(57)【要約】      （修正有）【課題】収容可能なユーザ数を増加させ、周波数を有効利用することができる通信装置及び通信方法を提供する。【解決手段】第１の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第１のサブキャリアを示す第１の情報を送信し、第２の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第２のサブキャリアを示す第２の情報を送信する送信部と、前記第１の情報を用いて、前記第１の通信装置から送信された第１のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号と、前記第２の情報を用いて前記第２の通信装置から送信された第２のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を受信する受信部とを備え、前記第１のサブキャリアの何れか一端のサブキャリアは、時間フレームにおいて、前記第２のサブキャリアと重複することを特徴とする。【選択図】図４
2014140177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第１のサブキャリアを示す第１の情報を送信し、第２の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第２のサブキャリアを示す第２の情報を送信する送信部と、
前記第１の情報を用いて、前記第１の通信装置から送信された第１のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号と、前記第２の情報を用いて前記第２の通信装置から送信された第２のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を受信する受信部とを備え、
前記第１のサブキャリアの何れか一端のサブキャリアは、時間フレームにおいて、前記第２のサブキャリアと重複することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第１のサブキャリアを示す第１の情報および前記第２のサブキャリアを示す第２の情報は、前記時間フレーム毎に送信されることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記時間フレームは、複数のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭシンボルが時間多重されていることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
第１の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第１のサブキャリアを示す第１の情報を送信し、第２の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第２のサブキャリアを示す第２の情報を送信するステップと、
前記第１の情報を用いて、前記第１の通信装置から送信された第１のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号と、前記第２の情報を用いて前記第２の通信装置から送信された第２のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を受信するステップとを少なくとも含み、
前記第１のサブキャリアの何れか一端のサブキャリアは、時間フレームにおいて、前記第２のサブキャリアと重複することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及び通信方法に関する。
本願は、２００８年３月５日に、日本に出願された特願２００８−０５５１３３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデータ通信量の増加に伴い、より高い周波数利用効率を有する移動体通信システムの必要性が高まっている。このため、全てのセルで同じ周波数帯域を使用する１セルリユースセルラシステムに関する検討が進められている。
Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）システムは、１セルリユースセルラシステムの１つであり、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ：第３世代パートナーシッププロジェクト）を中心に標準化が進められている。Ｅ−ＵＴＲＡシステムでは、ダウンリンクの伝送方式として、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多重接続）方式を用いることが検討されている。また、Ｅ−ＵＴＲＡシステムでは、アップリンクの伝送方式として、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：シングルキャリア−周波数分割多重接続）方式を用いることが検討されている。
【０００３】
ＯＦＤＭＡ方式は、マルチパスフェージングに対する耐性に優れたＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ：直交周波数分割多重）信号を用いて、時間及び周波数で分割されたリソースブロック単位で、ユーザがアクセスする方式である。ＯＦＤＭＡ方式は、高いＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク対平均電力比）特性を有するため、送信電力制限の厳しいアップリンクの伝送方式としては適さない。
これに対し、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式は、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア方式に対してＰＡＰＲ特性を低く抑え、広いカバレッジを確保できる。このため、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式は、アップリンクの伝送に適している（非特許文献１）。
【０００４】
図１４は、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式をアップリンクの伝送に用いた場合の端末装置１００ｚの構成を示す概略ブロック図である。図１４に示すように、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いる端末装置１００ｚでは、符号部１０００において送信データの誤り訂正符号化が行われ、変調部１００１において変調が行われる。
次に、変調部１００１で変調された送信信号は、Ｓ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ：シリアル／パラレル）変換部１００２においてシリアル・パラレル変換される。その後、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）部１００３において、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。
【０００５】
このように周波数領域の信号に変換された送信信号は、サブキャリアマッピング部１００４において、伝送に用いるサブキャリアにマッピングされる。この時のマッピングは、基地局装置から送信されるマッピング情報に基づいて行われる。このマッピング情報は、基地局装置から端末装置１００ｚに送信され、受信アンテナ１０１１で受信され、無線部１０１２、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ：アナログ／ディジタル）変換部１０１３においてアナログ信号からディジタル信号に変換され、受信部１０１４において復調されることにより得られる。マッピングの処理では、伝送に用いられないサブキャリアにはゼロが挿入される。
【０００６】
Ｅ−ＵＴＲＡシステムでは、連続するサブキャリアを用いるローカライズド（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）と呼ばれるマッピングを用いることが検討されている。また、Ｅ−ＵＴＲＡシステムでは、一定間隔だけ離れたサブキャリアを用いるディストリビューテッド（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）と呼ばれるマッピングも検討されている。
【０００７】
図１５Ａは、ローカライズドによるマッピングの一例を示す図である。また、図１５Ｂは、ディストリビューテッドによるマッピングの一例を示す図である。図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、横軸は周波数である。図１５Ａでは、周波数方向に、７２個のサブキャリアが配置されている場合を示している。図１５Ａでは、これらのサブキャリアを、６ユーザ（ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＵＥ、ＵＦ）に割り当てる。
図１５Ａは、１サブチャネルを構成するサブキャリア数が１２の場合のローカライズド配置を示している。ここでは、６ユーザ（ユーザＵＡ〜ユーザＵＦ）が周波数分割多重されて、各サブキャリアに配置されている。具体的には、周波数領域Ｆ９０１にある１番目から１２番目までのサブキャリアには、ユーザＵＡが割り当てられている。周波数領域Ｆ９０２にある１３番目から２４番目までのサブキャリアには、ユーザＵＢが割り当てられている。
周波数領域Ｆ９０３にある２５番目から３６番目までのサブキャリアには、ユーザＵＣが割り当てられている。周波数領域Ｆ９０４にある３７番目から４８番目までのサブキャリアには、ユーザＵＤが割り当てられている。周波数領域Ｆ９０５にある４９番目から６０番目までのサブキャリアには、ユーザＵＥが割り当てられている。周波数領域Ｆ９０６にある６１番目から７２番目までのサブキャリアには、ユーザＵＦが割り当てられている。
【０００８】
図１５Ｂは、１サブチャネルを構成するサブキャリア数が８の場合のディストリビューテッド配置を示している。図１５Ｂでは、周波数方向に、６４個のサブキャリアが配置されている場合を示している。ここでは、８ユーザが周波数分割多重されている。図１５Ｂでは、周波数方向に、６４個のサブキャリアが配置されている場合を示している。図１５Ｂでは、これらのサブキャリアを、８ユーザ（ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＵＥ、ＵＦ、ＵＧ、ＵＨ）に割り当てる。
具体的には、１、５、９、１３、１７、２１、２５、２９番目のサブキャリアには、１番目のユーザが割り当てられている。２、６、１０、１４、１８、２２、２６、３０番目のサブキャリアには、２番目のユーザが割り当てられている。
３、７、１１、１５、１９、２３、２７、３１番目のサブキャリアには、３番目のユーザが割り当てられている。４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２番目のサブキャリアには、４番目のユーザが割り当てられている。
【０００９】
３３、３７、４１、４５、４９、５３、５７、６１番目のサブキャリアには、５番目のユーザが割り当てられている。３４、３８、４２、４６、５０、５４、５８、６２番目のサブキャリアには、６番目のユーザが割り当てられている。
３５、３９、４３、４７、５１、５５、５９、６３番目のサブキャリアには、７番目のユーザが割り当てられている。３６、４０、４４、４８、５２、５６、６０、６４番目のサブキャリアには、８番目のユーザが割り当てられている。
【００１０】
これらのマッピングのうち、ローカライズド配置はマルチユーザダイバーシチ利得を得るのに適しており、ディストリビューテッド配置は周波数ダイバーシチ利得を得るのに適している。
【００１１】
図１４に戻り、端末装置１００ｚのサブキャリアマッピング部１００４では、伝送に用いられるサブキャリア上に送信信号がマッピングされる。このマッピングされた送信信号は、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部１００５に入力され、周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換される。
そして、Ｐ／Ｓ（Ｐａｒａｌｌｅｌ／Ｓｅｒｉａｌ：パラレル／シリアル）変換部１００６において、パラレル信号からシリアル信号に変換される。
そして、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ：サイクリックプレフィックス）挿入部１００７において、サイクリックプレフィックスが挿入される。サイクリックプレフィックスは、ＩＦＦＴ後のシンボルの後方部分をコピーした信号である。
その後、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ：ディジタル／アナログ）変換部１００８において、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。そして、無線部１００９において、無線周波数帯域信号にアップコンバートされ、送信アンテナ１０１０から送信される。
このように生成された送信信号は、マルチキャリア信号と比較してＰＡＰＲが低いという特長がある。
【００１２】
図１６は、従来から知られている基地局装置２００ｚの構成を示す概略ブロック図である。基地局装置２００ｚは、端末装置１００ｚ（図１４）から送信される信号を受信する。
基地局装置２００ｚは、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式の信号を受信する。そして、基地局装置２００ｚでは、アンテナ２０００で受信された信号が、無線部２００１において、Ａ／Ｄ変換可能な周波数に変換される。その後、Ａ／Ｄ変換部２００２において、アナログ信号からディジタル信号に変換される。
【００１３】
次に、同期部２００３において、シンボル同期が確立される。そして、ＣＰ除去部２００４において、シンボル毎にサイクリックプレフィックスが除去される。その後、Ｓ／Ｐ変換部２００５において、シリアル信号からパラレル信号に変換される。そして、ＦＦＴ部２００６において、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。
周波数領域の信号に変換された伝搬路推定用のパイロット信号は、伝搬路推定部２００７に出力され、伝搬路の推定が行われる。パイロット信号は、端末装置１００ｚでデータ信号と共に送信される既知の信号である。
【００１４】
基地局装置２００ｚが受信する信号は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、複数の端末装置から送信された信号が周波数分割多重されたものである。そして、基地局装置２００ｚが受信する信号は、スケジューリング部２０１２で事前に決められたマッピング情報を基に、サブキャリアデマッピング部２００８において端末装置毎の使用サブキャリアがまとめられる。マッピング情報は、どの端末装置が、どのサブキャリアを使用しているかを示す情報である。
【００１５】
その後、等化部２００９において、端末装置毎にまとめられた受信サブキャリアに対する等化処理が伝搬路推定値を用いて行われる。そして、ＩＤＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ：逆離散フーリエ変換）部２０１０において、周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換される。その後、復調・誤り訂正復号部２０１１において、端末装置毎の送信データの再生が行われ、受信データとして出力される。
【００１６】
また、受信レベル測定用のパイロット信号は、ＦＦＴ部２００６からスケジューリング部２０１２に出力される。このパイロット信号を用いた受信レベルの測定結果に基づいて、スケジューリング部２０１２では、各端末装置の伝搬状況に応じたスケジューリングが行われる。
スケジューリング部２０１２において決定されたマッピング情報は、送信部２０１３において変調等が行われる。そして、Ｄ／Ａ部２０１４において、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。そして、無線部２０１５において、無線周波数にアップコンバートされ、アンテナ２０１６から各端末装置に送信される。このマッピング情報は、端末装置側で次フレーム以降に信号を送信する際に利用される。
【００１７】
Ｅ−ＵＴＲＡシステムのアップリンクの伝送方式として、上述のＳＣ−ＦＤＭＡ方式が最も有力である。ＳＣ−ＦＤＭＡ方式もＯＦＤＭＡ方式と同じく、時間及び周波数で完全に分割されたリソースブロック単位で、ユーザがアクセスする方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いることにより、ＰＡＰＲ特性を低く抑え、広いカバレッジを確保した１セルリユースシステムが実現できる。
【００１８】
しかしながら、ユーザ数の増加に伴い周波数資源の逼迫が加速している現在の環境では、収容可能なユーザ数を増加させ、更なる周波数有効利用を実現する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】３ＧＰＰ、ＴＳＧ  ＲＡＮ  ＷＧ１  ｏｎ  ＬＴＥ、Ｒ１−０５０７０２、“ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ  ＯＦＤＭ  ｗｉｔｈ  Ｐｕｌｓｅ  Ｓｈａｐｉｎｇ  Ｆｉｌｔｅｒ  ｉｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  ｉｎ  Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡ  Ｕｐｌｉｎｋ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、収容可能なユーザ数を増加させ、周波数を有効利用することができる通信装置及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
（１）  本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、第１の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第１のサブキャリアを示す第１の情報を送信し、第２の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第２のサブキャリアを示す第２の情報を送信する送信部と、前記第１の情報を用いて、前記第１の通信装置から送信された第１のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号と、前記第２の情報を用いて前記第２の通信装置から送信された第２のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を受信する受信部とを備え、前記第１のサブキャリアの何れか一端のサブキャリアは、時間フレームにおいて、前記第２のサブキャリアと重複することを特徴とする。
また、本発明の一態様による通信装置は、前記第１のサブキャリアを示す第１の情報および前記第２のサブキャリアを示す第２の情報は、前記時間フレーム毎に送信されることを特徴とする。
また、本発明の一態様による通信装置は、前記時間フレームは、複数のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭシンボルが時間多重されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様による通信方法は、第１の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第１のサブキャリアを示す第１の情報を送信し、第２の通信装置に、複数のサブキャリアからなる第２のサブキャリアを示す第２の情報を送信するステップと、前記第１の情報を用いて、前記第１の通信装置から送信された第１のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号と、前記第２の情報を用いて前記第２の通信装置から送信された第２のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を受信するステップとを少なくとも含み、前記第１のサブキャリアの何れか一端のサブキャリアは、時間フレームにおいて、前記第２のサブキャリアと重複することを特徴とする。
また、本発明の一態様による通信システムは、複数の周波数チャネルを用いて第１の通信装置から第２の通信装置に信号を送信する通信システムであって、前記複数の周波数チャネルのうちの少なくとも一部の周波数チャネルは、隣接するひとつ以上の周波数チャネルと一部のサブキャリアが重複して用いられ、前記第１の通信装置は、前記複数の周波数チャネルのうちのひとつ以上の周波数チャネルを用いて前記第２の通信装置に信号を送信する送信部を備え、前記第２の通信装置は、前記送信部が送信した信号を受信する受信部を備える。
【００２２】
（２）  また、本発明の一態様による通信システムの前記第１の通信装置は、信号を周波数拡散して周波数拡散信号を生成し、前記周波数拡散信号を前記送信部が送信する信号の周波数チャネルに割り当てる。
【００２３】
（３）  また、本発明の一態様による通信システムの前記第１の通信装置は、シングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送を切り替え、前記マルチキャリア伝送を行う場合には、前記隣接するひとつ以上の周波数チャネルとサブキャリアを重複して用いる周波数チャネル以外の周波数チャネルを用いる。
【００２４】
（４）  また、本発明の一態様による通信システムは、前記第１の通信装置が同時に複数の周波数チャネルを用いる場合に、互いに重複していない周波数チャネルを用いる。
【００２５】
（５）  また、本発明の一態様による通信装置は、複数の周波数チャネルのうちのひとつ以上の周波数チャネルを用いて第２の通信装置に信号を送信する第１の通信装置であって、送信信号を、隣接するひとつ以上の周波数チャネルと一部のサブキャリアが重複した周波数チャネルへ割り当てるサブキャリアマッピング部と、前記送信信号が割り当てられた周波数チャネルを用いて第２の通信装置に信号を送信する送信部とを備える。
【００２６】
（６）  また、本発明の一態様による通信装置は、複数の周波数チャネルを用いて複数の第１の通信装置から送信された信号を受信する第２の通信装置であって、前記第１の通信装置から送信された信号が、隣接するひとつ以上の周波数チャネルを用いる他の第１の通信装置から送信された信号と一部のサブキャリアを互いに重複して用いたものである場合に、前記一部のサブキャリアを重複して用いている前記複数の第１の通信装置から送信された信号をそれぞれ分離して受信する受信部を備える。
【００２７】
（７）  また、本発明の一態様による通信方法は、複数の周波数チャネルを用いて第１の通信装置から第２の通信装置に信号を送信する通信方法であって、前記第１の通信装置は、隣接するひとつ以上の周波数チャネルと一部のサブキャリアを重複して用いる周波数チャネルに送信信号を割り当てるサブキャリアマッピング過程と、前記サブキャリアマッピング過程で割り当てた周波数チャネルを用いて第２の通信装置に信号を送信する送信過程とを有し、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置が前記送信過程で送信した信号を受信する受信過程を有する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の通信システム、通信装置及び通信方法では、１ユーザ（サブチャネル）あたりの伝送レートを維持しつつ収容可能なユーザ数（サブチャネル数）を増加させ、周波数を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態によるパイロット信号の配置の一例を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態によるデータ信号の配置の一例を示す図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態によるパイロット信号の配置の他の一例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態によるデータ信号の配置の他の一例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態によるパイロット信号の配置の更に他の一例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態によるデータ信号の配置の更に他の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による基地局装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による基地局装置２００ｃの構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による基地局装置２００ｃ’の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図８Ａ】基地局装置のデータ信号の好ましくない割り当て方法を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の第５の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図９Ａ】隣接する一方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図９Ｂ】隣接する他方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の第６の実施形態において、隣接する一方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の第６の実施形態において、隣接する他方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図１１Ａ】基地局装置のデータ信号の割り当て方法の他の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の第６の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当てとは異なる方法を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の第７の実施形態におけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの周波数領域Ｆ１３１に割り当てられるユーザＵＡの送信信号を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａの周波数領域Ｆ１３２に割り当てられるユーザＵＢの送信信号を示す図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態による端末装置３００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】ＳＣ−ＦＤＭＡ方式をアップリンクの伝送に用いた場合の端末装置１００ｚの構成を示す概略ブロック図である。
【図１５Ａ】ローカライズドによるマッピングの一例を示す図である。
【図１５Ｂ】ディストリビューテッドによるマッピングの一例を示す図である。
【図１６】従来から知られている基地局装置２００ｚの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による通信システムは、端末装置（第１の通信装置とも称する）と基地局装置（第２の通信装置とも称する）とを備えている。本実施形態では、端末装置で使用されるサブチャネルの一部のサブキャリアが、他の端末装置でも使用される。端末装置は、基地局装置から通知されたサブチャネルを用いてデータを伝送する。そのため、本実施形態の端末装置としては、従来の端末装置（図１４）と同じ構成を用いることができる。なお、基地局装置の構成は、第２、第３の実施形態で後述する。本実施形態では、サブチャネル内の一部のサブキャリアを、他のサブチャネルに割り当てられたユーザと重複して用いるシステムにおけるサブチャネル配置について説明する。
【００３１】
図１Ａは、本発明の第１の実施形態によるパイロット信号の配置の一例を示す図である。また、図１Ｂは、本発明の第１の実施形態によるデータ信号の配置の一例を示す図である。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、横軸は周波数である。図１Ｂでは、周波数方向に７２個のサブキャリアが配置されている。図１Ａ及び図１Ｂの説明では、これらのサブキャリアを、７ユーザ（ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＵＥ、ＵＦ、ＵＧ）に割り当てる場合について説明する。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態で用いるローカライズド配置では、他のサブチャネルと一部重複したサブキャリアを用いる。つまり、本実施形態のローカライズド配置では、サブチャネルの端の幾つかのサブキャリアを、隣接サブチャネルと重複させて用いる。
【００３２】
具体的には、図１Ａに示すように、周波数領域Ｆ１０１にある１、３、５、７、９、１１番目のサブキャリアには、ユーザＵＡのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ１０２にある１２、１４、１６、１８、２０、２２番目のサブキャリアには、ユーザＵＢのパイロット信号が割り当てられている。
周波数領域Ｆ１０３にある２１、２３、２５、２７、２９、３１番目のサブキャリアには、ユーザＵＣのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ１０４にある３２、３４、３６、３８、４０、４２番目のサブキャリアには、ユーザＵＤのパイロット信号が割り当てられている。
【００３３】
周波数領域Ｆ１０５にある４１、４３、４５、４７、４９、５１番目のサブキャリアには、ユーザＵＥのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ１０６にある５２、５４、５６、５８、６０、６２番目のサブキャリアには、ユーザＵＦのパイロット信号が割り当てられている。
周波数領域Ｆ１０７にある６１、６３、６５、６７、６９、７１番目のサブキャリアには、ユーザＵＧのパイロット信号が割り当てられている。
【００３４】
図１Ｂに示すように、１〜１２番目のサブキャリアは、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。１１〜２２番目のサブキャリアは、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。
２１〜３２番目のサブキャリアは、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。３１〜４２番目のサブキャリアは、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。
４１〜５２番目のサブキャリアは、ユーザＵＥのデータ信号が割り当てられている。５１〜６２番目のサブキャリアは、ユーザＵＦのデータ信号が割り当てられている。
６１〜７２番目のサブキャリアは、ユーザＵＧのデータ信号が割り当てられている。
【００３５】
つまり、１１、１２番目のサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２は、ユーザＵＡとユーザＵＢとに重複して割り当てられている。２１、２２番目のサブキャリアＳＣ２１、ＳＣ２２は、ユーザＵＢとユーザＵＣとに重複して割り当てられている。３１、３２番目のサブキャリアＳＣ３１、ＳＣ３２は、ユーザＵＣとユーザＵＤとに重複して割り当てられている。
４１、４２番目のサブキャリアＳＣ４１、ＳＣ４２は、ユーザＵＤとユーザＵＥとに重複して割り当てられている。５１、５２番目のサブキャリアＳＣ５１、ＳＣ５２は、ユーザＵＥとユーザＵＦとに重複して割り当てられている。６１、６２番目のサブキャリアＳＣ６１、ＳＣ６２は、ユーザＵＦとユーザＵＧとに重複して割り当てられている。
【００３６】
本実施形態では、データ信号を伝送する場合において、サブチャネルの端の２つのサブキャリアが、隣接サブチャネルに割り当てられたユーザと重複して用いられる。帯域の両端のサブチャネル（周波数領域Ｆ１０１、Ｆ１０７のサブチャネル）と、それ以外のサブチャネル（周波数領域Ｆ１０２、Ｆ１０３、Ｆ１０４、Ｆ１０５、Ｆ１０６のサブチャネル）とでは、重複するサブキャリア数が異なる。
また、高精度な伝搬路推定を行うために、伝搬路推定用のパイロット信号については、他のサブチャネル（ユーザ）と重複しないように配置している。図１Ａに示すようなディストリビューテッド配置のパイロット信号を用いることにより、低いＰＡＰＲ特性を維持することができる。
【００３７】
ただし、パイロット信号が伝送されていないサブキャリア位置の伝搬路は、パイロット信号が伝送されているサブキャリア位置の伝搬路を内挿または外挿して推定する。このようなサブチャネルの配置とすることにより、全サブキャリア数及び１サブチャネルを構成するサブキャリア数が同じ条件下で、以下のような効果を有する。つまり、図１５Ａでは、６サブチャネルしか設ける（６ユーザしか収容する）ことができなかったのに対し、図１Ａでは、７サブチャネルを設ける（７ユーザを収容する）ことができる。そのため、収容可能なユーザ数を増加させることが可能となる。
【００３８】
図１Ａ及び図１Ｂに示すサブチャネルの配置では、帯域の両端のサブチャネル（周波数領域Ｆ１０１、Ｆ１０７のサブチャネル）と、それ以外のサブチャネル（周波数領域Ｆ１０２、Ｆ１０３、Ｆ１０４、Ｆ１０５、Ｆ１０６のサブチャネル）とでサブキャリアの重複数が異なっている。そのため、それらのサブチャネル間で、受信品質（干渉量）が異なる。
【００３９】
図２Ａは、本発明の第１の実施形態によるパイロット信号の配置の他の一例を示す図である。また、図２Ｂは、本発明の第１の実施形態によるデータ信号の配置の他の一例を示す図である。図２Ａ及び図２Ｂにおいて、横軸は周波数である。図２Ｂでは、周波数方向に６６個のサブキャリアが配置されている。図２Ａ及び図２Ｂの説明では、この６６個のサブキャリアを、６ユーザ（ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＵＥ、ＵＦ）に割り当てる場合について説明する。
図２Ａ及び図２Ｂでは、他のサブチャネルと重複するサブキャリア数が、全サブチャネルで同一となるサブチャネル配置を用いる。図２Ａには、低いＰＡＰＲ特性を維持できるディストリビューテッド配置としたパイロット信号を示している。
【００４０】
図２Ａに示すように、周波数領域Ｆ２０１にある１、３、５、７、９、１１番目のサブキャリアには、ユーザＵＡのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０２にある１２、１４、１６、１８、２０、２２番目のサブキャリアには、ユーザＵＢのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０３にある２３、２５、２７、２９、３１、３３番目のサブキャリアには、ユーザＵＣのパイロット信号が割り当てられている。
【００４１】
周波数領域Ｆ２０３にある３４、３６、３８、４０、４２、４４番目のサブキャリアには、ユーザＵＤのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０４にある４５、４７、４９、５１、５３、５５番目のサブキャリアには、ユーザＵＥのパイロット信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０５にある５６、５８、６０、６２、６４、６６番目のサブキャリアには、ユーザＵＦのパイロット信号が割り当てられている。
【００４２】
図２Ｂに示すように、周波数領域Ｆ２０１にある１〜１２番目のサブキャリアは、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０２にある１１〜２２番目のサブキャリアは、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０３にある２３〜３４番目のサブキャリアは、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。
周波数領域Ｆ２０４にある３３〜４４番目のサブキャリアは、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０５にある４５〜５６番目のサブキャリアは、ユーザＵＥのデータ信号が割り当てられている。周波数領域Ｆ２０６にある５５〜６６番目のサブキャリアは、ユーザＵＦのデータ信号が割り当てられている。
【００４３】
つまり、１１、１２番目のサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２には、ユーザＵＡとユーザＵＢとが重複して割り当てられている。３３、３４番目のサブキャリアＳＣ３３、ＳＣ３４には、ユーザＵＣとユーザＵＤとが重複して割り当てられている。５５、５６番目のサブキャリアＳＣ５５、ＳＣ５６には、ユーザＵＥとユーザＵＦとが重複して割り当てられている。
【００４４】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、片方の隣接サブチャネルとのみ、サブキャリアを重複させる配置とすることにより、サブチャネル間で重複するサブキャリア数を一定とすることができる。
また、図１５Ａの場合と同じユーザ数を、より狭い帯域（少ないサブキャリア数）に収容することができる。つまり、図１５Ａでは全体で７２サブキャリアを使用しており、図２Ｂでは、周波数領域全体で６６サブキャリアを使用している。よって、本実施形態では、周波数利用効率を向上させることが可能となる。
【００４５】
図３Ａは、本発明の第１の実施形態によるパイロット信号の配置の更に他の一例を示す図である。また、図３Ｂは、本発明の第１の実施形態によるデータ信号の配置の更に他の一例を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は周波数である。図３Ｂでは、周波数方向に５６個のサブキャリアが配置されている。図３Ａ及び図３Ｂの説明では、この５６個のサブキャリアを、８ユーザ（ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＵＥ、ＵＦ、ＵＧ、ＵＨ）に割り当てる場合について説明する。
図３Ａは、パイロット信号を、ディストリビューテッド配置する例を示している。図３Ａは、低いＰＡＰＲ特性を維持できるように配置したパイロット信号を示している。図３Ｂに示すように、ディストリビューテッド配置の場合にも、データ信号を伝送する場合に、サブチャネルの端の幾つかのサブキャリアを、他のサブチャネル（ユーザ）と重複させて用いる。
【００４６】
図３Ａに示すように、５、１３、２１、２９番目のサブキャリアには、ユーザＵＡのパイロット信号が割り当てられている。６、１４、２２、３１番目のサブキャリアには、ユーザＵＢのパイロット信号が割り当てられている。７、１５、２３、３０番目のサブキャリアには、ユーザＵＣのパイロット信号が割り当てられている。８、１６、２４、３２番目のサブキャリアには、ユーザＵＤのパイロット信号が割り当てられている。
【００４７】
２５、３３、４１、４９番目のサブキャリアには、ユーザＵＥのパイロット信号が割り当てられている。２６、３４、４２、５０番目のサブキャリアには、ユーザＵＦのパイロット信号が割り当てられている。２７、３５、４３、５１番目のサブキャリアには、ユーザＵＧのパイロット信号が割り当てられている。２８、３６、４４、５２番目のサブキャリアには、ユーザＵＨのパイロット信号が割り当てられている。
【００４８】
図３Ｂに示すように、１、５、９、１３、１７、２１、２５、２９番目のサブキャリアには、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。２、６、１０、１４、１８、２２、２６、３０番目のサブキャリアには、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。
３、７、１１、１５、１９、２３、２７、３１番目のサブキャリアには、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２番目のサブキャリアには、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。
【００４９】
２５、２９、３３、３７、４１、４５、４９、５３番目のサブキャリアには、ユーザＵＥのデータ信号が割り当てられている。２６、３０、３４、３８、４２、４６、５０、５４番目のサブキャリアには、ユーザＵＦのデータ信号が割り当てられている。
２７、３１、３５、３９、４３、４７、５１、５５番目のサブキャリアには、ユーザＵＧのデータ信号が割り当てられている。２８、３２、３６、４０、４４、４８、５２、５６番目のサブキャリアには、ユーザＵＨのデータ信号が割り当てられている。
【００５０】
つまり、２５、２９番目のサブキャリアＳＣ２５、ＳＣ２９には、ユーザＵＡとユーザＵＥとが重複して割り当てられている。２６、３０番目のサブキャリアＳＣ２６、ＳＣ３０には、ユーザＵＢとユーザＵＦとが重複して割り当てられている。
２７、３１番目のサブキャリアＳＣ２７、ＳＣ３１には、ユーザＵＣとユーザＵＧとが重複して割り当てられている。２８、３２番目のサブキャリアＳＣ２８、ＳＣ３２には、ユーザＵＤとユーザＵＨとが重複して割り当てられている。
【００５１】
このような配置とすることにより、周波数ダイバーシチ利得を得つつ、より狭い帯域（少ないサブキャリア数）に同じ数のユーザを収容することができる。例えば、図１５Ｂでは全体で６４サブキャリアを使用しているのに対して、図３Ａ及び図３Ｂでは全体で５６サブキャリアしか使用していない。
以上の実施形態では、重複するサブキャリア数は異なるものの、全てのサブチャネルが隣接サブチャネルと重複するサブキャリアを有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、隣接サブチャネルとサブキャリアを重複して用いないサブチャネルを、一部に含んでもよい。この隣接サブチャネルとは重複しないサブチャネルは、ＭＩＭＯ伝送時等に用いることができる。
また、本実施形態では、時間的な区切りを示すフレームについては考慮せず、周波数領域のみを対象とした幾つかのサブチャネル配置について説明したが、これに限定されるものではない。複数の時間フレームを用いるシステムにおいては、時間フレーム毎にサブチャネル間で重複するサブキャリア数が異なるように、フレーム毎に異なるサブチャネルの配置とするようにしても良い。例えば、あるフレームではサブチャネル間で重複するサブキャリア数を２とし、別のフレームではサブチャネル間で重複するサブキャリア数を４とするようにしても良い。この場合、重複するサブキャリアが全くない従来のＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いる時間フレームを含んでもよい。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による通信システムにおける基地局装置２００ｂの構成について説明する。
【００５３】
図４は、本発明の第２の実施形態による基地局装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。図４に示すように、本実施形態における基地局装置２００ｂは、受信アンテナ１００−ａ、１００−ｂ、無線部１０１−ａ、１０１−ｂ、Ａ／Ｄ変換部１０２−ａ、１０２−ｂ、同期部１０３−ａ、１０３−ｂ、ＣＰ除去部１０４−ａ、１０４−ｂ、Ｓ／Ｐ変換部１０５−ａ、１０５−ｂ、ＦＦＴ部１０６−ａ、１０６−ｂ、伝搬路推定部１０７−ａ、１０７−ｂ、サブキャリア分離部１０８−ａ、１０８−ｂ、非重複サブキャリア等化部１０９−ａ、１０９−ｂ、重複サブキャリア等化部１１０、合成部１１１、サブキャリアデマッピング部１１２、ＩＤＦＴ部１１３、復調・誤り訂正復号部１１４、スケジューリング部１１５、送信部１１６、Ｄ／Ａ部１１７、無線部１１８、送信アンテナ１１９を備えている。
【００５４】
基地局装置２００ｂでは、受信アンテナ１００−ａ、１００−ｂで受信した信号が、それぞれ無線部１０１−ａ、１０１−ｂにおいて、Ａ／Ｄ変換可能な周波数に変換される。その後、Ａ／Ｄ変換部１０２−ａ、１０２−ｂにおいて、アナログ信号からディジタル信号に変換される。
次に、同期部１０３−ａ、１０３−ｂにおいて、シンボル同期が確立される。そして、ＣＰ除去部１０４−ａ、１０４−ｂにおいて、シンボル毎にサイクリックプレフィックスが除去される。その後、Ｓ／Ｐ変換部１０５−ａ、１０５−ｂにおいて、シリアル信号からパラレル信号に変換される。そして、ＦＦＴ部１０６−ａ、１０６−ｂにおいて、時間領域の信号から周波数領域の信号にそれぞれ変換される。
【００５５】
周波数領域の信号に変換された伝搬路推定用のパイロット信号は、伝搬路推定部１０７−ａ、１０７−ｂに出力され、それぞれの伝搬路の推定が行われる。このパイロット信号は、送受信機間で既知の信号である。受信したパイロット信号を、送信時の信号で複素除算することにより伝搬路変動を求めることができる。パイロット信号が、図１Ａ、図２Ａ、図３Ａのような配置となっている場合には、伝搬路推定部１０７−ａ、１０７−ｂにおいて、サブキャリアの間を補間する処理が行われる。このように、パイロット信号を、ユーザ（サブチャネル）間で重複させないことにより、隣接サブチャネルからの干渉の影響がない状況において、各々の伝搬路推定を行うことができる。
また、データ信号は、ＦＦＴ部１０６−ａ、１０６−ｂから、それぞれサブキャリア分離部１０８−ａ、１０８−ｂに出力される。サブキャリア分離部１０８−ａ、１０８−ｂでは、他のサブチャネル（ユーザ）と重複して用いられているサブキャリアと、重複して用いられていないサブキャリアとに分離される。
【００５６】
例えば、図１ＢのサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２、サブキャリアＳＣ２１、ＳＣ２２、サブキャリアＳＣ３１、ＳＣ３２、サブキャリアＳＣ４１、ＳＣ４２、サブキャリアＳＣ５１、ＳＣ５２、サブキャリアＳＣ６１、ＳＣ６２と、それ以外のサブキャリアとに分離される。他のサブチャネルと重複して用いられているサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２、ＳＣ２１、ＳＣ２２、ＳＣ３１、ＳＣ３２、ＳＣ４１、ＳＣ４２、ＳＣ５１、ＳＣ５２、ＳＣ６１、ＳＣ６２は、重複サブキャリア等化部１１０に出力される。一方、他のサブチャネルと重複して用いられていないサブキャリアは、それぞれ非重複サブキャリア等化部１０９−ａ、１０９−ｂに出力される。
【００５７】
伝搬路推定部１０７−ａ、１０７−ｂにおいてそれぞれ推定された伝搬路推定値と、サブキャリア分離部１０８−ａ、１０８−ｂで分離されたデータ信号に対応するサブキャリアは、それぞれ重複サブキャリア等化部１１０と、非重複サブキャリア等化部１０９−ａ、１０９−ｂとに出力され、それぞれの等化処理に用いられる。
該当したサブキャリアの通信は、１対１の通信と等価になる。よって、非重複サブキャリア等化部１０９−ａ、１０９−ｂは、データ信号と伝搬路推定値を用いて、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ：１入力１出力）の等化処理を行う。
また、該当したサブキャリアの通信は、複数の送受信アンテナを用いて空間多重されているものとみなせる。よって、重複サブキャリア等化部１１０は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ：多入力多出力）の信号分離・等化処理を行う。
ここで、重複サブキャリア等化部１１０におけるＭＩＭＯの信号分離・等化処理について説明する。まず、周波数領域の受信信号ベクトルをＲとし、伝搬路行列をΞとし、送信信号ベクトルをＳとする。そして、簡略化するため雑音成分を無視すると式（１）が成り立つ。
【００５８】
【数１】
2014140177.tif 000003
【００５９】
また、簡略化するため、図１ＢにおいてユーザＵＡとユーザＵＢで重複して使用されている２つのサブキャリア（１１、１２番目のサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２）と、ユーザＵＢとユーザＵＣで重複して使用されている２つのサブキャリア（２１、２２番目のサブキャリアＳＣ２１、ＳＣ２２）を対象とした処理を行う。この時、Ｒ、Ξ、Ｓは、それぞれ以下の式（２）〜式（４）のように表される。
【００６０】
【数２】
2014140177.tif 000004
【００６１】
【数３】
2014140177.tif 000005
【００６２】
【数４】
2014140177.tif 000006
【００６３】
ただし、これらの式において、括弧内の数は、図１Ｂに示すサブキャリア番号であり、添え字は送信ユーザ（ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ）および受信アンテナ（１００−ａ、１００−ｂ）のインデックスを表している。
【００６４】
また、Ξの２つの添え字は、受信アンテナと、送信ユーザとの組み合わせを表している。例えばΞｂＡは、ユーザＵＡから受信アンテナ１００−ｂへの伝搬路を表している。このように、他のサブチャネルと重複して用いられるサブキャリアの受信信号Ｒに対して、重複サブキャリア等化部１１０は、Ξの逆行列を乗算することにより、式（５）のように送信信号ベクトルの再生を行う。
【００６５】
【数５】
2014140177.tif 000007
【００６６】
本実施形態における重複サブキャリア等化部１１０における演算は、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ：ゼロフォーシング）基準に基づくものであるが、これに限定されるものではない。例えば、等化後の信号と送信信号の二乗誤差を最小とするＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：最小平均二乗誤差）基準に基づく演算を行うことにより更に受信特性を改善することも可能である。
【００６７】
このように、重複サブキャリア等化部１１０において信号分離・等化処理が行われた信号は、サブキャリアデマッピング部１１２に出力される。また、非重複サブキャリア等化部１０９−ａ、１０９−ｂにおいて、それぞれ等化処理が行われた信号（他のサブチャネルと重複していないサブキャリア）は、合成部１１１においてサブキャリア毎に合成される。
この合成処理は、サブキャリア毎に平均を算出する方法を用いても良いし、受信レベルに応じた重み付けを行う方法を用いても良い。
【００６８】
合成部１１１において合成された信号は、サブキャリアデマッピング部１１２に出力される。そして、サブキャリアデマッピング部１１２では、重複サブキャリア等化部１１０からの出力信号と、合成部１１１からの出力信号とを、サブチャネル（ユーザ）毎の信号にまとめる処理が行われ、サブチャネル（ユーザ）単位の信号が、ＩＤＦＴ部１１３に出力される。
ＩＤＦＴ部１１３において時間領域に変換された信号は、復調・誤り訂正復号部１１４において復調及び復号処理が行なわれ、サブチャネル（ユーザ）毎に送信データが再生される。このＩＤＦＴ部１１３や復調・誤り訂正復号部１１４は、サブチャネルの数だけ設けても良い。この場合は、各サブチャネルのデータを並列に再生することができる。
【００６９】
また、受信レベル測定用のパイロット信号は、ＦＦＴ部１０６−ａ、１０６−ｂからスケジューリング部１１５に出力される。このパイロット信号を用いた受信レベルの測定結果に基づいて、スケジューリング部１１５では、各端末装置の伝搬状況を考慮したスケジューリングが行われる。スケジューリングとは、どのサブチャネルに、どのユーザを割り当てるかを決定する処理である。
スケジューリング部１１５において決定されたマッピング情報は、送信部１１６において変調等が行われ、Ｄ／Ａ変換部１１７、無線部１１８において処理が行われた後、送信アンテナ１１９から各端末装置に送信される。このマッピング情報は、端末装置側で次フレーム以降に信号を送信する際に利用される。
【００７０】
また、マッピング情報は、該当するフレームを受信する際の、サブキャリア分離部１０８−ａ、１０８−ｂでサブキャリアを分離する処理に用いられる。また、マッピング情報は、サブキャリアデマッピング部１１２におけるサブチャネル毎のサブキャリアをまとめる処理等にも用いられる。
このような基地局装置２００ｂの構成とすることにより、サブチャネル内の一部のサブキャリアを、他のサブチャネルに割り当てられたユーザと重複して用いる場合であっても、各ユーザから送信された信号をそれぞれ別々に復調することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、サブチャネル間で重複して用いられるサブキャリアと、それ以外のサブキャリアを別々に等化処理するが、これに限定されるものではない。例えば、重複サブキャリアの分離を行い、分離された重複サブキャリアと、それ以外の非重複サブキャリアとをまとめて等化するようにしても良い。
この処理は、既に分離されている重複サブキャリアと、非重複サブキャリアとに対して行われるので、ＳＩＳＯの等化と同じ処理となる。
【００７２】
（第３の実施形態）
第２の実施形態における基地局装置２００ｂ（図４）は、複数の受信アンテナ１００−ａ、１００−ｂを備えていた。そして、サブチャネル間で重複して用いられるサブキャリアを、ＭＩＭＯ処理することにより信号の分離を行っていた。
これに対し、本実施形態では、非線形繰り返し等化を用いることにより受信アンテナ数が１本の場合でも、信号の分離を行うことができる場合について説明する。
【００７３】
図５は、本発明の第３の実施形態による基地局装置２００ｃの構成を示す概略ブロック図である。図４の基地局装置２００ｂと同一のブロックには、同じ番号を付している。また、送信系統は、図４と同じであるため、図示を省略している。
図５に示すように、本実施形態における基地局装置２００ｃの受信系統は、受信アンテナ１００、無線部１０１、Ａ／Ｄ変換部１０２、同期部１０３、ＣＰ除去部１０４、Ｓ／Ｐ変換部１０５、ＦＦＴ部１０６、伝搬路推定部１０７−ａ、１０７−ｂ、サブキャリアデマッピング部２００、キャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂ、等化部２０２−ａ、２０２−ｂ、復調・誤り訂正復号部２０３−ａ、２０３−ｂ、繰り返し制御部２０４−ａ、２０４−ｂ、判定部２０５−ａ、２０５−ｂ、レプリカ生成部２０６−ａ、２０６−ｂ、ＤＦＴ部２０７−ａ、２０７−ｂ、干渉スペクトル選択部２０８−ａ、２０８−ｂ、ユーザ切り替え部２０９を備えている。
【００７４】
この基地局装置２００ｃで受信された信号は、ＦＦＴ部１０６までは図４に示す基地局装置２００ｂと同じ処理を行い、受信信号を周波数領域の信号に変換する。そして、サブキャリアデマッピング部２００において、サブチャネル（ユーザ）毎の信号に分割される。
これは、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すサブチャネル配置である場合に、ユーザＵＡとユーザＵＢの信号が割り当てられているサブキャリアをそれぞれまとめ、ユーザＵＡの信号はキャンセル部２０１−ａへ、ユーザＵＢの信号はキャンセル部２０１−ｂへそれぞれ出力する処理である。
【００７５】
この時のユーザの選択は、ユーザ切り替え部２０９において行われる。このような処理は、伝搬路推定用のパイロット信号についても行われ、ユーザＵＡのパイロット信号は伝搬路推定部１０７−ａに出力され、ユーザＵＢのパイロット信号は伝搬路推定部１０７−ｂに出力され、それぞれ伝搬路推定が行われる。ただし、本実施形態においても、各ユーザのパイロット信号は、図１Ａ、図２Ａ、図３Ａのような配置となっており、隣接サブチャネルからの干渉の影響のない状況で伝搬路推定を行うことができる。
【００７６】
サブキャリアデマッピング部２００の出力信号は、ユーザＵＡとユーザＵＢの信号が一部のサブキャリアで重複しており、互いに干渉しあう。そのためキャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂに入力され、干渉成分のレプリカのキャンセルが行われる。
ただし、本実施形態では、キャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂでは、干渉成分のレプリカだけでなく、一旦、希望信号のレプリカもキャンセルされ、残留信号成分が計算される。このうち、希望信号のレプリカは、自信号の信頼性に基づいてレプリカ生成部２０６−ａ、２０６−ｂでそれぞれ生成される。また、干渉成分のレプリカは、重複して用いられている他信号（ユーザＵＡからみた場合にはユーザＵＢ）の信頼性に基づいて生成される。
【００７７】
この干渉信号のレプリカについては、重複して用いられているサブキャリア分（ここでは、図２Ｂの１１、１２番目のサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２）のみキャンセルすれば良い。そのため、干渉スペクトル選択部２０８−ａ、２０８−ｂにおいて、重複しているサブキャリア分のみが選択される。
ここで、抽出すべき希望信号も含めて全てのレプリカをキャンセルする理由は、以下の通りである。つまり、後述する等化部２０２−ａ、２０２−ｂでは逆行列演算を行うため、希望信号だけ残してキャンセル、等化を繰り返すと、ブロック内に含まれる希望信号数回も逆行列演算をする必要がある。これに対し、全てキャンセルした残留成分を入力とすることで、残差はブロック内で共通に扱え、ブロック内で逆行列演算を１回すれば全ての重みを計算できる。これにより、レプリカを別に入力し、再構成することで、逆行列演算に伴う演算量を削減している。
ただし、１回目の処理では信号レプリカが生成されていないため、キャンセル処理は行われず、受信信号がそのまま等化部２０２−ａ、２０２−ｂに出力される。
【００７８】
等化部２０２−ａ、２０２−ｂでは、キャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂの出力に対する等化演算が行われる。この等化演算は、ＭＭＳＥ規範に基づく等化法が用いられるが、伝搬路の逆行列を乗積するＺＦ法などを用いても良い。
等化部２０２−ａ、２０２−ｂでは、キャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂの出力である残留成分と、希望信号の伝搬路推定値、及び希望信号のレプリカを用いて信号の等化が行われる。
具体的には、等化部２０２−ａ、２０２−ｂは、最適な重みを残留成分や伝搬路推定値、信号レプリカから算出し、その最適重みを乗積した最終的な等化後の時間軸の信号を出力する。ただし、１回目の処理の場合は、レプリカが入力されないので、キャンセルを行わない従来のＭＭＳＥ等化と等しくなる。
【００７９】
等化された信号は、復調・誤り訂正復号部２０３−ａ、２０３−ｂで復調され、誤り訂正される。そして、復調・誤り訂正復号部２０３−ａ、２０３−ｂからは、信頼性の高まった符号ビットの対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）が出力される。
復調・誤り訂正復号部２０３−ａ、２０３−ｂから出力された対数尤度比は、繰り返し数制御部２０４−ａ、２０４−ｂにより処理を繰り返すかどうかが制御される。処理を繰り返す場合には、信号のレプリカを生成するためにレプリカ生成部２０６−ａ、２０６−ｂにそれぞれ入力される。
【００８０】
先に述べたように、レプリカ生成部２０６−ａ、２０６−ｂでは、符号ビットの対数尤度比に応じて、その信頼性に比例した信号レプリカが生成される。このように生成された信号レプリカは、等化の際に希望信号を再構成するために等化部２０２−ａ、２０２−ｂに入力される。また、それと同時に、希望信号と重複している干渉スペクトルのみを選択するために、ＤＦＴ部２０７−ａ、２０７−ｂによりそれぞれ周波数領域の信号に変換される。
そして、先に述べたように、干渉スペクトル選択部２０８−ａ、２０８−ｂにおいて、ユーザＵＡとユーザＵＢの間で重複しているサブキャリア分（図２Ｂの１１、１２番目のサブキャリアＳＣ１１、ＳＣ１２）のみが選択され、互いの干渉成分のキャンセルに用いられる。
【００８１】
このような処理をユーザＵＡとユーザＵＢの信号について並列に行う。そして、繰り返し制御部２０４−ａ、２０４−ｂで制御される所定の回数だけ処理を繰り返す。そして、判定部２０５−ａ、２０５−ｂで硬判定を行う。このような処理によって、復号データを得る。
本実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂで説明したユーザＵＡとユーザＵＢを対象としている。ユーザＵＡとユーザＵＢの信号の再生が行われた後、ユーザ切り替え部２０９においてその他のユーザ（例えば、ユーザＵＣとユーザＵＤの組み合わせや、ユーザＵＥとユーザＵＦの組み合わせ）が選択され、上述の処理と同じ処理が繰り返される。
【００８２】
このように本実施形態では、重複するサブキャリアを用いる２ユーザを順次選択し、選択された２ユーザに対する処理を行う基地局装置２００ｃについて説明した。なお、キャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂ、等化部２０２−ａ、２０２−ｂ、復調・誤り訂正復号部２０３−ａ、２０３−ｂ、レプリカ生成部２０６−ａ、２０６−ｂ等をサブチャネル数と同じだけ設けることにより、全てのユーザに対して同時に処理を行っても良い。
さらに、所定の繰り返し回数は予め決めておいても良いし、復調・誤り訂正復号部２０３−ａ、２０３−ｂの結果に誤りがなくなるまで繰り返すことにより適応的に制御したりしても良い。
また、少なくとも１ユーザの誤り訂正結果に誤りがなければ、対数尤度比ではなく復号ビットからレプリカを生成することで、完全なレプリカを生成することができる。
【００８３】
本実施形態で対象としているシングルキャリア伝送において送信される信号は、情報信号がサブチャネル全体に拡散された信号である。そのため、サブチャネル内の一部のサブキャリアを、他のサブチャネルに割り当てられたユーザと重複して用いる場合においても、他ユーザと重複して用いられていないサブキャリアの信号から、ある程度の精度での復調を行うことができる。さらに信頼性に応じてレプリカを生成した上で、他方にとって干渉となっているサブキャリアを互いにキャンセルしあう非線形処理を繰り返し行うことで、受信アンテナが１本であっても信号を分離することができる。この時、繰り返し回数が増加するごとに、それぞれの信号の復調精度が向上する。さらにそれに応じて、干渉としてキャンセルされるレプリカの精度も高まる。このため、十分な繰り返し回数を所定の回数として設定しておくことにより、互いの干渉を除去することができる。
このような構成により、互いの干渉を完全に除去できる場合には、第２の実施形態における基地局装置２００ｂ（図４）で受信される場合に比べ、より良い受信特性を得ることができる。
【００８４】
また、図５では、２ユーザを選択し、選択された２ユーザの信号を並列に処理する場合について説明した。しかし、対象となるユーザを交互に切り替えながら直列に処理することで、キャンセル部２０１−ａ、２０１−ｂ以降のブロックを共通化しても良い。このような基地局装置２００ｃ’の例を図６に示す。
【００８５】
図６は、本発明の第３の実施形態による基地局装置２００ｃ’の構成を示す概略ブロック図である。図６では、図５と同じ機能を有するブロックに同一の番号を付しており、図５とほぼ同じ処理が行われる。
ただし、キャンセル部、等化部、復調・誤り訂正復号部、レプリカ生成部等が一系統である。そのため、図５に示す構成のように２サブチャネル（ユーザ）の信号を並列に処理するのではなく、ユーザ切り替え部２０９では、１サブチャネル毎の信号が順次選択され、１サブチャネル毎に処理が行われる。
【００８６】
処理遅延等の問題により処理の繰り返し回数に制限があるような状況において、このように直列に処理を行う場合には、処理を行うサブチャネル（ユーザ）の選択順によって特性が変わることがある。
このような処理の選択順として、受信電力のより高いユーザから順次選択していく方法を用いることができる。図１Ａ及び図１Ｂに示すサブチャネル配置を用いると、割り当てられるサブチャネルによって、他ユーザと重複するサブキャリア数が異なる。
【００８７】
これは、端のサブチャネル（図１Ａ及び図１Ｂでは、ユーザＵＡとユーザＵＧが使用するサブチャネル）は、隣接するサブチャネルがひとつしかないため、端以外のサブチャネルに比べて重複するサブキャリア数が少なくなる。このような場合には、より干渉の少ない端のサブチャネルに割り当てられているユーザの信号から順に処理を行う。これにより、端以外のサブチャネルに割り当てられているユーザの信号から順に処理を行う場合に比べ、より良い特性が得られる。
【００８８】
したがって、図１Ａ及び図１Ｂに示すサブチャネルの配置においては、まずユーザＵＡの信号について処理し、次いで、復調されたユーザＵＡの信号から生成されるレプリカを用いてユーザＵＢの信号に対する処理を行う。
ただし、ユーザＵＡの信号を処理する際にはレプリカが作成できないため、キャンセル処理は行われない。ユーザＵＢの次にはユーザＵＣ、ユーザＵＣの次にはユーザＵＤ、というように、どちらかの端から順に処理を行っても良い。また、ユーザＵＡの次にはユーザＵＧ、ユーザＵＧの次にはユーザＵＢ、というように両端から交互に処理を行っても良い。
【００８９】
両端から交互に処理を行う場合において、ユーザＵＤの信号を処理する際には、サブチャネルの両端の重複サブキャリアにおける干渉レプリカが作成できるため、精度良く復調できる。
そして、ユーザＵＤのレプリカを用いてユーザＵＣ、ユーザＵＥの信号について処理する。さらにユーザＵＣのレプリカを用いてユーザＵＢ、ユーザＵＥのレプリカを用いてユーザＵＦの信号について処理する。このような処理を繰り返すことにより、より良い特性を得ることができる。また、端のサブチャネルではなく、隣接サブチャネルにユーザが割り当てられていないチャネルから順に処理を行っても良い。
【００９０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、端末装置（第１の通信装置とも称する）と基地局装置（第２の通信装置とも称する）とを備えている。本発明の第４の実施形態における端末装置は、図１４の端末装置と同様の端末装置を用いることができるので、その説明を省略する。また、本発明の第４の実施形態における基地局装置は、第２〜第３の実施形態による基地局装置と同様の基地局装置を用いることができるので、その説明を省略する。本実施形態では、これまでの実施形態とは異なるサブキャリアの割り当て方法について説明する。
【００９１】
第３の実施形態で示したような繰り返し処理を行う場合、初回（最初に復調されるサブチャネル）の処理ではレプリカが生成できないため、干渉を多く含んだ状態での復調が行われる。本実施形態で対象としているシングルキャリア伝送のようにサブチャネル全体に拡散された信号を対象とすると、他ユーザと重複して用いられていないサブキャリアの信号から、ある程度の精度で復調を行うことができる。
【００９２】
しかし、ＯＦＤＭＡ方式のように各サブキャリアにそれぞれ変調信号が割り当てられるシステムにおいて、重複して用いられるサブキャリアがある場合には、さほど良好な特性を得ることができない場合がある。
したがって、ＰＡＰＲ特性を低く抑えることができるシングルキャリア伝送は、基地局装置から離れていて高い送信電力を必要とする端末装置において使用されることが考えられる。また、サブキャリア単位での適応変調等が可能なＯＦＤＭＡ方式は、基地局装置から近く高い送信電力が必要でない端末装置において使用されることが考えられる。このように、切り替えを行うシステムが想定される。ＯＦＤＭＡ方式に切り替えられた場合には、図１Ａ〜図３Ｂに示すようなサブチャネル内の幾つかのサブキャリアを、他のサブチャネルと重複して用いる構成は好ましくない。
そこで、このような切り替えを行うシステムでは、図７に示すように、伝送方式によって使用可能なサブチャネルを制限したチャネル配置を用いる。
【００９３】
図７は、本発明の第４の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当て方法を示す図である。図７において、横軸は周波数である。
図７では、周波数が低い方から高い方に向けて、周波数領域Ｆ３０１にあるサブチャネル、周波数領域Ｆ３０２にあるサブチャネル、周波数領域Ｆ３０３にあるサブチャネル、周波数領域Ｆ３０４にあるサブチャネル、周波数領域Ｆ３０５にあるサブチャネル、周波数領域Ｆ３０６にあるサブチャネル、周波数領域Ｆ３０７にあるサブチャネルが配置されている。
図７では、周波数領域Ｆ３０４以降の高い周波数を用い、周波数領域Ｆ３０４、Ｆ３０５、Ｆ３０６、Ｆ３０７にあるサブチャネル（シングルキャリアチャネル）は、シングルキャリア伝送を用いるユーザに割り当てる。また、周波数領域Ｆ３０４より低い周波数を用い、周波数領域Ｆ３０１、Ｆ３０２、Ｆ３０３にあるサブチャネル（マルチキャリアチャネル）は、ＯＦＤＭＡ方式を用いるユーザに割り当てる。
【００９４】
本実施形態では、シングルキャリア伝送を用いるユーザが割り当てられるサブチャネルであって、周波数領域Ｆ３０４、Ｆ３０５、Ｆ３０６、Ｆ３０７にあるサブチャネルのみ、他のサブチャネルと重複したサブキャリアを用いる。
具体的には、周波数領域Ｆ３０４にあるサブチャネルと、周波数領域Ｆ３０５にあるサブチャネルは、重複したサブキャリアＳＣ１０１、ＳＣ１０２を用いる。
また、周波数領域Ｆ３０５にあるサブチャネルと、周波数領域Ｆ３０６にあるサブチャネルは、重複したサブキャリアＳＣ１０３、ＳＣ１０４を用いる。
また、周波数領域Ｆ３０６にあるサブチャネルと、周波数領域Ｆ３０７にあるサブチャネルは、重複したサブキャリアＳＣ１０５、ＳＣ１０６を用いる。
また、周波数領域Ｆ３０７にあるサブチャネルと、周波数領域Ｆ３０８にあるサブチャネルは、重複したサブキャリアＳＣ１０７、ＳＣ１０８を用いる。
これにより、ＯＦＤＭＡ方式を用いるユーザの特性を劣化させることなく、少ないサブキャリア数でより多くのユーザを収容することができる。
【００９５】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、端末装置（第１の通信装置とも称する）と基地局装置（第２の通信装置とも称する）とを備えている。本発明の第５の実施形態における端末装置は、図１４の端末装置と同様の端末装置を用いることができるので、その説明を省略する。また、本発明の第５の実施形態における基地局装置は、第２〜第３の実施形態による基地局装置と同様の基地局装置を用いることができるので、その説明を省略する。本実施形態では、これまでの実施形態とは異なるサブキャリアの割り当て方法について説明する。
【００９６】
図８Ａは、基地局装置のデータ信号の好ましくない割り当て方法を示す図である。また、図８Ｂは、本発明の第５の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当て方法を示す図である。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、横軸は周波数である。
これまでの実施形態では、サブチャネル内の一部のサブキャリアを、他のサブチャネルと重複して用いる場合について説明した。また、少ないサブキャリア数で、より多くのユーザを収容することができるチャネル配置と、そのようなチャネル配置においても各サブチャネルのデータを復調可能な基地局装置の構成について説明した。
【００９７】
しかし、図８Ａに示すように、１ユーザが複数のサブチャネルを使用する場合に、互いに重複するサブチャネルを用いると受信特性が劣化する。これは、重複するサブキャリアの伝搬路特性が全く同じであり、信号が分離できないためである。
なお、図８Ａでは、周波数領域Ｆ４０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ４０２のサブチャネルとが、ユーザＵＡに対して割り当てられている。また、周波数領域Ｆ４０３のサブチャネルがユーザＵＢに割り当てられている。
また、サブキャリアＳＣ２０１、ＳＣ２０２は、周波数領域Ｆ４０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ４０２のサブチャネルとで、重複して使用される。また、サブキャリアＳＣ２０３、ＳＣ２０４は、周波数領域Ｆ４０２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ４０３のサブチャネルとで、重複して使用される。
１ユーザが複数のサブチャネルを使用する場合には、図８Ｂに示すようなチャネル割り当てを行うことにより、上述した劣化は生じなくなる。
なお、図８Ｂでは、周波数領域Ｆ５０１のサブチャネルがユーザＵＡに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ５０２のサブチャネルがユーザＵＢに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ５０３のサブチャネルがユーザＵＡに割り当てられている。
サブキャリアＳＣ３０１、ＳＣ３０２は、周波数領域Ｆ５０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ５０２のサブチャネルとで、重複して使用される。また、サブキャリアＳＣ３０３、ＳＣ３０４は、周波数領域Ｆ５０２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ５０３のサブチャネルとで、重複して使用される。
この図８Ｂでは、同一ユーザを隣接サブチャネルに割り当てない配置としているが、これに限らず、互いに重複するサブチャネルに割り当てないようにすれば良い。
【００９８】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、端末装置（第１の通信装置とも称する）と基地局装置（第２の通信装置とも称する）とを備えている。本発明の第６の実施形態における端末装置は、図１４の端末装置と同様の端末装置を用いることができるので、その説明を省略する。また、本発明の第６の実施形態における基地局装置は、第２〜第３の実施形態による基地局装置と同様の基地局装置を用いることができるので、その説明を省略する。本実施形態では、これまでの実施形態とは異なるサブキャリアの割り当て方法について説明する。
【００９９】
３ＧＰＰで検討されているＥ−ＵＴＲＡシステムでは、全てのセルで同じ周波数帯が用いられる。そのため、セル間干渉に起因する特性劣化に対する対策が重要となる。このようなセル間干渉の影響を軽減する技術として干渉コーディネーションがある。
これは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、高い電力で送信可能なサブチャネルと、低い電力での送信を行うサブチャネルを設け、高い電力で送信されるサブチャネルが隣接セル間で重複しないように配置及び調整する技術である。
図９Ａ及び図９Ｂは、隣接する２つのセルにおけるサブキャリアの割り当てをそれぞれ示したものである。図９Ａは、隣接する一方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。図９Ｂは、隣接する他方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、横軸は周波数である。
【０１００】
図９Ａにおいて、周波数領域Ｆ６０１のサブチャネルには、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ６０２のサブチャネルには、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ６０３のサブチャネルには、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。
図９Ａにおいて、サブキャリアＳＣ４０１、ＳＣ４０２は、周波数領域Ｆ６０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ６０２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ４０３、ＳＣ４０４は、周波数領域Ｆ６０２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ６０３のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
図９Ａにおいて、周波数領域Ｆ６０１、Ｆ６０２のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力は、周波数Ｆ６０３のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力よりも高く設定されている。
【０１０１】
図９Ｂにおいて、周波数領域Ｆ７０１のサブチャネルには、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ７０２のサブチャネルには、ユーザＵＥのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ７０３のサブチャネルには、ユーザＵＦのデータ信号が割り当てられている。
図９Ｂにおいて、サブキャリアＳＣ５０１、ＳＣ５０２は、周波数領域Ｆ７０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ７０２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ５０３、ＳＣ５０４は、周波数領域Ｆ７０２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ７０３のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
図９Ｂにおいて、周波数領域Ｆ７０１、Ｆ７０２のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力は、周波数Ｆ７０３のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力よりも低く設定されている。
【０１０２】
図９Ａ及び図９Ｂで説明した技術を用いれば、高い電力で送信されるサブチャネルを主に用いるセルエッジに位置するユーザの特性を改善することが可能となる。
しかし、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、サブチャネル内の一部のサブキャリアが、他のサブチャネルと重複して用いられる場合には、高い電力で送信可能なサブチャネルと、低い電力で送信されるサブチャネルの境界でセル間干渉が大きくなる。
そこで、本実施形態では、干渉コーディネーションを用いるシステムにおいて、サブチャネル内の一部のサブキャリアを、他のサブチャネルと重複して用いる場合の適切なチャネル配置について説明する。
【０１０３】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第６の実施形態によるサブキャリアの割り当て方法を示す図である。図１０Ａは、本発明の第６の実施形態において、隣接する一方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。図１０Ｂは、本発明の第６の実施形態において、隣接する他方のセルにおけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、横軸は周波数である。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、本実施形態では、干渉コーディネーションを用いる場合に、高い電力で送信されるサブチャネルと、低い電力で送信されるサブチャネルについては、サブキャリアを重複して用いない。そして、同程度の送信電力となるサブチャネルについてのみ一部のサブキャリアを重複して用いる。これににより、干渉コーディネーションによるセル間干渉低減効果を劣化させることなく、セルエッジに位置するユーザの特性を改善することが可能となる。
【０１０４】
図１０Ａにおいて、周波数領域Ｆ８０１のサブチャネルには、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ８０２のサブチャネルには、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ８０３のサブチャネルには、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。
図１０Ａにおいて、サブキャリアＳＣ６０１、ＳＣ６０２は、周波数領域Ｆ８０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ８０２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
図１０Ａにおいて、周波数領域Ｆ８０１、Ｆ８０２のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力は、周波数Ｆ８０３のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力よりも高く設定されている。
【０１０５】
図１０Ｂにおいて、周波数領域Ｆ９０１のサブチャネルには、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ９０２のサブチャネルには、ユーザＵＥのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ９０３のサブチャネルには、ユーザＵＦのデータ信号が割り当てられている。
図１０Ｂにおいて、サブキャリアＳＣ７０１、ＳＣ７０２は、周波数領域Ｆ９０１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ９０２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
図１０Ｂにおいて、周波数領域Ｆ９０１、Ｆ９０２のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力は、周波数Ｆ９０３のサブチャネルに配置されたデータ信号の送信電力よりも低く設定されている。
【０１０６】
図１１Ａは、本発明の第６の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当て方法の他の一例を示す図である。図１１Ｂは、本発明の第６の実施形態による基地局装置のデータ信号の割り当てとは異なる方法を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、横軸は周波数である。
【０１０７】
図１１Ａにおいて、周波数領域Ｆ１１１のサブチャネルには、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１１２のサブチャネルには、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１１３のサブチャネルには、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１１４のサブチャネルには、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。
図１１Ａにおいて、サブキャリアＳＣ８０１、ＳＣ８０２は、周波数領域Ｆ１１１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１１２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ８０３、ＳＣ８０４は、周波数領域Ｆ１１２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１１３のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ８０５、ＳＣ８０６は、周波数領域Ｆ１１３のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１１４のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
【０１０８】
図１１Ａにおいて、周波数領域Ｆ１１１のサブチャネルに配置されたデータ信号の受信電力は、周波数領域Ｆ１１３のサブチャネルに配置されたデータ信号の受信電力よりも高くなっている。また、周波数領域Ｆ１１３のサブチャネルに配置されたデータ信号の受信電力は、周波数Ｆ１１２、Ｆ１１４のサブチャネルに配置されたデータ信号（サブキャリアＳＣ８０１、ＳＣ８０２、ＳＣ８０３、ＳＣ８０４、ＳＣ８０５、ＳＣ８０６に配置されたデータ信号を除く）の受信電力よりも高くなっている。
【０１０９】
図１１Ｂにおいて、周波数領域Ｆ１２１のサブチャネルには、ユーザＵＡのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１２２のサブチャネルには、ユーザＵＢのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１２３のサブチャネルには、ユーザＵＣのデータ信号が割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１２４のサブチャネルには、ユーザＵＤのデータ信号が割り当てられている。
図１１Ｂにおいて、サブキャリアＳＣ９０１、ＳＣ９０２は、周波数領域Ｆ１２１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１２２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ９０３、ＳＣ９０４は、周波数領域Ｆ１２２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１２３のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ９０５、ＳＣ９０６は、周波数領域Ｆ１２３のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１２４のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
【０１１０】
図１１Ｂにおいて、周波数領域Ｆ１２１のサブチャネルに配置されたデータ信号の受信電力は、周波数領域Ｆ１２３のサブチャネルに配置されたデータ信号の受信電力よりも高くなっている。また、周波数領域Ｆ１２３のサブチャネルに配置されたデータ信号の受信電力は、周波数領域Ｆ１２２、Ｆ１２４のサブチャネルに配置されたデータ信号（サブキャリアＳＣ９０１、ＳＣ９０２、ＳＣ９０３、ＳＣ９０４、ＳＣ９０５、ＳＣ９０６に配置されたデータ信号を除く）の受信電力よりも高くなっている。
【０１１１】
図１１Ａに示すように、隣接するサブチャネルの受信電力が大きく異なる場合には、Ａ／Ｄ変換により、低い受信電力を有するサブチャネルの信号の分解能が十分にとれず、受信特性が劣化する。
このような受信特性の劣化は、サブキャリアを重複して用いる隣接サブチャネルにも影響を及ぼし、高い受信電力が得られるサブチャネルの受信特性も劣化してしまう。この問題に対する対策としては、図１１Ｂに示すように、受信電力がほぼ等しくなるユーザをなるべく同時に割り当てる。
つまり、本実施形態の図１１Ｂでは、周波数領域Ｆ１２１のデータ信号の受信電力と、周波数領域Ｆ１２２、Ｆ１２４のデータ信号の受信電力との差が小さい。これに対して、図１１Ａでは、周波数領域Ｆ１１１のデータ信号の受信電力と、周波数領域Ｆ１１２、Ｆ１１４のデータ信号の受信電力との差が、本実施形態よりも大きい。
【０１１２】
図１１Ｂに示すように、受信電力がほぼ等しくなるユーザを同時に割り当てることにより、分解能が十分にとれないサブチャネルをなくすことができる。そして、隣接サブチャネル間で重複したサブキャリアを用いる場合にも全てのサブチャネルで良好な受信特性を得ることができる。
なお、送信電力制御を行う場合に、個々のユーザの距離減衰等のみを考慮するのではなく、同時に割り当てられる他のユーザの伝搬路状況も考慮しても良い。これは、各ユーザの送信電力を示す情報を、基地局装置における受信電力がほぼ等しくなるように基地局装置が一括して決定することにより行うことができる。
【０１１３】
（第７の実施形態）
本実施形態では、隣接サブチャネル間で一部のサブキャリアを重複して用いるシステムにおいて、さらに、重複して用いられるサブキャリアに重みをつける場合について説明する。
【０１１４】
図１２Ａは、本発明の第７の実施形態におけるデータ信号の割り当て方法を示す図である。図１２Ａにおいて、横軸は、周波数を示している。図１２Ａでは、周波数方向に、７２個のサブキャリアが配置されている。また、周波数が低い方から順に、７個のサブチャネルが配置されている。１つのサブチャネルには、１２個のサブキャリアが含まれている。
周波数領域Ｆ１３１にあるサブチャネルは、ユーザＵＡに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１３２にあるサブチャネルは、ユーザＵＢに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１３３にあるサブチャネルは、ユーザＵＣに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１３４にあるサブチャネルは、ユーザＵＤに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１３５にあるサブチャネルは、ユーザＵＥに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１３６にあるサブチャネルは、ユーザＵＦに割り当てられている。また、周波数領域Ｆ１３７にあるサブチャネルは、ユーザＵＧに割り当てられている。
【０１１５】
サブキャリアＳＣ００１、ＳＣ００２は、周波数領域Ｆ１３１のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１３２のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ００３、ＳＣ００４は、周波数領域Ｆ１３２のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１３３のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ００５、ＳＣ００６は、周波数領域Ｆ１３３のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１３４のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ００７、ＳＣ００８は、周波数領域Ｆ１３４のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１３５のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ００９、ＳＣ０１０は、周波数領域Ｆ１３５のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１３６のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。また、サブキャリアＳＣ０１１、ＳＣ０１２は、周波数領域Ｆ１３６のサブチャネルと、周波数領域Ｆ１３７のサブチャネルとに、重複して割り当てられている。
【０１１６】
図１２Ｂは、図１２Ａの周波数領域Ｆ１３１に割り当てられるユーザＵＡの送信信号を示す図である。また、図１２Ｃは、図１２Ａの周波数領域Ｆ１３２に割り当てられるユーザＵＢの送信信号を示す図である。
図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、本実施形態では、隣接サブチャネルと重複して用いられるサブキャリアの電力が低くなるような重み付け（周波数領域のフィルタリング）を用いる。
【０１１７】
図１２Ｂに示すように、ユーザＵＡは、右端の２つのサブキャリアをユーザＵＢと共用するため、それらのサブキャリアの電力を減衰させる直線的な重み付けを行っている。また、ユーザＵＢは、両端の合計４つのサブキャリアを、ユーザＵＡ及びユーザＵＣと共用するため、それらのサブキャリアの電力を減衰させる重み付けを行っている。
このような重み付けを行うことにより送信電力が低下してしまうこととなるが、端のサブキャリアに対して低減した電力を、その他のサブキャリアに配分することにより全体の送信電力を一定に保つことができる。
【０１１８】
この時の配分方法としては、重み付けを行わないサブキャリアに対して均等に配分する方法を用いても良いし、伝搬路状況に応じて、高い受信電力で受信されるサブキャリアに多めに送信電力を配分する方法を用いても良い。
このような重み付けを、端のサブキャリアに対して行うことにより、送信信号のＰＡＰＲの低減を行うことが可能となる。図１２Ｂ及び図１２Ｃでは、直線的に減衰する重み付けを行う例を示したが、これに限定されるものではない。コサインロールオフフィルタの窓関数やハミング関数等のその他の関数を用いた重み付けを行ってもよい。
また、図１２Ａ〜図１２Ｃでは、ユーザＵＡとユーザＵＢのみについて説明したが、その他のユーザＵＣ〜ＵＧについても同様に重複して用いられるサブキャリアに重み付けを行って伝送される。
【０１１９】
図１３は、本発明の第７の実施形態による端末装置３００の構成を示す概略ブロック図である。図１３に示すように、本実施形態における端末装置３００は、図１４に示す端末装置１００ｚの構成に、重み付け・電力配分部２０００を追加した構成となっている。この重み付け・電力配分部２０００において、上述したような隣接サブチャネルと重複して用いられる端のサブキャリアに対する電力の重み付けと、その重み付けによって低減された送信電力の配分が行われる。
また、本実施形態における基地局装置は、図５に示す基地局装置２００ｃと同じ構成で実現できる。ただし、端末装置３００における重み付けを、伝搬路変動の一部とみなした処理が必要となるため、端末装置３００側でどのような重み付けが行われたかという情報を基地局装置が予め把握しておく。このように、端末装置３００における重み付けを伝搬路変動の一部とみなして、図５の基地局装置２００ｃにおいて非線形繰り返し等化処理を行うことにより、重みを付ける前の送信信号を再生することができる。
【０１２０】
なお、以上説明した実施形態において、第１〜第７の実施形態による基地局装置や端末装置の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより基地局装置や端末装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含む。
【０１２１】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１２２】
以上、この発明の実施形態について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。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、収容可能なユーザ数を増加させ、周波数を有効利用することができる通信システム、通信装置及び通信方法などに適用できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１００、１００−ａ、１００−ｂ・・・受信アンテナ、１０１、１０１−ａ、１０１−ｂ・・・無線部、１０２、１０２−ａ、１０２−ｂ・・・Ａ／Ｄ変換部、１０３、１０３−ａ、１０３−ｂ・・・同期部、１０４、１０４−ａ、１０４−ｂ・・・ＣＰ除去部、１０５、１０５−ａ、１０５−ｂ・・・Ｓ／Ｐ変換部、１０６、１０６−ａ、１０６−ｂ・・・ＦＦＴ部、１０７−ａ、１０７−ｂ・・・伝搬路推定部、１０８−ａ、１０８−ｂ・・・サブキャリア分離部、１０９−ａ、１０９−ｂ・・・非重複サブキャリア等化部、１１０・・・重複サブキャリア等化部、１１１・・・合成部、１１２・・・サブキャリアデマッピング部、１１３・・・ＩＤＦＴ部、１１４・・・復調・誤り訂正復号部、１１５・・・スケジューリング部、１１６・・・送信部、１１７・・・Ｄ／Ａ部、１１８・・・無線部、１１９・・・送信アンテナ、２００・・・サブキャリアデマッピング部、２０１−ａ、２０１−ｂ・・・キャンセル部、２０２−ａ、２０２−ｂ・・・等化部、２０３−ａ、２０３−ｂ・・・復調・誤り訂正復号部、２０４−ａ、２０４−ｂ・・・繰り返し制御部、２０５−ａ、２０５−ｂ・・・判定部、２０６−ａ、２０６−ｂ・・・レプリカ生成部、２０７−ａ、２０７−ｂ・・・ＤＦＴ部、２０８−ａ、２０８−ｂ・・・干渉スペクトル選択部、２０９・・・ユーザ切り替え部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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