(57)【要約】  本発明にかかる基地局（１）は、１つ以上のへの送信に１つの前記端末あたり１つ以上のレイヤを割当て、端末の位置を示す情報および端末との間の伝送路の状態を示す情報のうち少なくとも１つに基づいてレイヤごとに参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置を決定する制御部（１０）と、レイヤごとに、制御部（１０）により決定された周波数領域および時間領域の配置位置に基づいて、参照信号を周波数領域および時間領域に配置する処理部（１２−１〜１２−Ｎ）と、処理部（１２−１〜１２−Ｎ）により配置された１つ以上のレイヤの信号を、空間多重して送信するプリコーディング部（１３）および送信部（１４）と、を備える。
2018105069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の端末への送信に１つの前記端末あたり１つ以上のレイヤを割当て、前記端末の位置を示す情報および前記端末との間の伝送路の状態を示す情報のうち少なくとも１つに基づいてレイヤごとに参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置を決定する制御部と、
前記制御部により決定された周波数領域および時間領域の配置位置に基づいて、レイヤごとに参照信号を周波数領域および時間領域に配置する配置部と、
前記配置部により配置された１つ以上のレイヤの信号を、空間多重して送信する送信処理部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記参照信号の前記周波数領域および時間領域の配置位置と前記参照信号として用いられる系列を示す情報とを含む制御情報を前記端末へ送信することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位のリソース内における参照信号の密度を、前記端末の移動速度または伝送路状態に基づいて変更することを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
あらかじめ配置位置の定められた参照信号のグループである参照信号グループの単位で前記参照信号を配置するか否かを決定することにより、前記参照信号の密度を変更することを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
異なる前記参照信号グループの前記スケジュル単位のリソース内における配置位置は、時間領域において異なることを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
異なる前記参照信号グループの前記スケジュル単位のリソース内における配置位置は、周波数領域において異なることを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
【請求項７】
前記スケジュル単位のリソース内において、１つの前記参照信号グループの配置位置を基準位置と定義し、他の前記参照信号グループの配置位置を周波数領域および時間領域のうちの少なくとも１つにおけるオフセット値により定義し、前記制御情報に、前記参照信号グループごとの前記オフセット値と前記参照信号グループごとに参照信号の配置の有無を示すフラグとを含めることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項８】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位のリソース内にあらかじめ配置位置の定められた参照信号のグループである参照信号グループを１つ以上有し、１つの前記参照信号グループの配置位置を基準位置と定義し、他の前記参照信号グループの配置位置を周波数領域および時間領域のうちの少なくとも１つにおけるオフセット値により定義し、前記制御情報に、前記参照信号グループごとの前記オフセット値を含めることを特徴とする請求項２または３に記載の送信装置。
【請求項９】
１つの前記スケジュル単位のリソース内で前記参照信号の周波数領域および時間領域の配置を決定する第１の配置処理を実施するか、または複数の前記スケジュル単位のリソース内で参照信号の周波数領域および時間領域の配置を決定する第２の配置処理を実施するかを選択することを特徴とする請求項４から８のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項１０】
前記第２の配置処理を実施する場合、１つの前記スケジュル単位のリソース内において前記参照信号に用いられるデータ量は、前記第１の配置処理を実施する場合に１つの前記スケジュル単位のリソース内において前記参照信号に用いられるデータ量より少ないことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
周波数領域および時間領域における配置位置が前記レイヤ間で同一の参照信号に対して、レイヤごとに異なる直交符号を乗算することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項１２】
前記配置部は、前記参照信号に対してスクランブル処理を実施し、前記スクランブル処理後の前記参照信号を周波数領域および時間領域に配置することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項１３】
前記レイヤ間で周波数領域および時間領域の配置を同一とする第１の割当てと、前記レイヤ間で、周波数領域の配置、時間領域の配置および乗算する直交符号のうち少なくとも１つが異なる第２の割当てと、のうちのいずれかを選択して実施することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項１４】
前記端末間の距離に応じて、前記第１の割当てまたは前記第２の割当てを選択することを特徴とする請求項１３に記載の送信装置。
【請求項１５】
前記端末において前記送信装置から送信された照射する方向が異なる信号を受信した際の受信強度が最大となった前記方向を示す情報を前記端末から取得し、前記端末間の前記方向の差に基づいて、前記第１の割当てまたは前記第２の割当てを選択することを特徴とする請求項１３に記載の送信装置。
【請求項１６】
前記端末から伝送路情報を取得し、前記伝送路情報に基づいて前記端末間の空間相関を算出し、前記空間相関に応じて、前記第１の割当てまたは前記第２の割当てを選択することを特徴とする請求項１３に記載の送信装置。
【請求項１７】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、０番目のサブキャリアの２番目のシンボル、０番目のサブキャリアの３番目のシンボル、６番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび６番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第１参照信号グループとし、１番目のサブキャリアの２番目のシンボル、１番目のサブキャリアの３番目のシンボル、７番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび７番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第２参照信号グループとし、２番目のサブキャリアの２番目のシンボル、２番目のサブキャリアの３番目のシンボル、８番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび８番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第３参照信号グループとし、３番目のサブキャリアの３番目のシンボル、３番目のサブキャリアの３番目のシンボル、９番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび９番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算し、前記第１から第４参照信号グループを、前記レイヤごとに周波数方向にオフセットすることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項１８】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、０番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび０番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第１参照信号グループとし、１番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび１番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第２参照信号グループとし、２番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび２番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第３参照信号グループとし、３番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび３番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループを基本パターンとし、前記基本パターンを複製して周波数方向に合計３パターンを配置することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項１９】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、２番目から９番目までのサブキャリアの２番目および３番目のシンボルに参照信号を配置し、同一のサブキャリアに配置される参照信号に前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２０】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、１番目および２番目のサブキャリアの２番目のシンボルと１番目および２番目のサブキャリアの３番目のシンボルとに配置された参照信号を第１参照信号グループとし、３番目および４番目のサブキャリアの２番目のシンボルと３番目および５番目のサブキャリアの３番目のシンボルとに配置された参照信号を第２参照信号グループとし、前記第１および第２の参照信号グループに前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算し、前記第１および第２参照信号グループを基本パターンとし、前記基本パターンを複製して周波数方向に６サブキャリアシフトさせて配置することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２１】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、２番目および３番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、４番目および５番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、６番目および７番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第３参照信号グループとし、８番目および９番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２２】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、１番目、２番目、７番目および８番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、３番目、４番目、９番目および１０番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、１番目、２番目、７番目および８番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第３参照信号グループとし、３番目、４番目、９番目および１０番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２３】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、１番目および２番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、３番目および４番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、１番目および２番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第３参照信号グループとし、３番目および４番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算し、前記第１から第４参照信号グループを基本パターンとし、前記基本パターンを複製して周波数方向に合計３パターンを配置することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２４】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、２番目および３番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、４番目および５番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、６番目および７番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第３参照信号グループとし、８番目および９番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第４参照信号グループとし、２番目および３番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第５参照信号グループとし、４番目および５番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第６参照信号グループとし、６番目および７番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第７参照信号グループとし、８番目および９番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第８参照信号グループとし、前記第１から第８参照信号グループの各参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２５】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、１番目から４番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、１番目から４番目までのサブキャリアの３番目のシンボルを第２参照信号グループとし、前記第１および第２参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算し、前記第１および第２参照信号グループを基本パターンとし、前記基本パターンを複製して周波数方向に６サブキャリアシフトさせて配置することすることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２６】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、２番目から９番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、２番目から９番目までのサブキャリアの３番目のシンボルを第２参照信号グループとし、前記第１および第２参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる８ビットの直交符号を乗算することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２７】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、第０スケジュル単位と第１スケジュル単位に渡って参照信号を配置し、前記第０スケジュル単位の２番目から９番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、前記第１スケジュル単位の２番目から９番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、前記第１および第２参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる８ビットの直交符号を乗算することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２８】
周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位であるスケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成され、第０スケジュル単位と第１スケジュル単位に渡って参照信号を配置し、前記第０スケジュル単位の０番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第１参照信号グループとし、前記第０スケジュル単位の１番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第２参照信号グループとし、前記第１スケジュル単位の２番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第３参照信号グループとし、前記第１スケジュル単位の３番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算し、前記第１から第４参照信号グループを基本パターンとし、前記基本パターンを複製して周波数方向に合計３パターンを配置し、各パターンは周波数方向に４サブキャリアオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項２９】
１つ以上の端末と、
送信装置と、
を備え、
前記送信装置は、
前記端末への送信に１つの前記端末あたり１つ以上のレイヤを割当て、前記端末の位置を示す情報および前記端末との間の伝送路の状態を示す情報のうち少なくとも１つに基づいてレイヤごとに参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置を決定する制御部と、
レイヤごとに、前記制御部により決定された周波数領域および時間領域の配置位置に基づいて、参照信号を周波数領域および時間領域に配置する配置部と、
前記配置部により配置された１つ以上のレイヤの信号を、空間多重して送信する送信処理部と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項３０】
送信装置が、
１つ以上の端末への送信に１つの前記端末あたり１つ以上のレイヤを割当て、前記端末の位置を示す情報および前記端末との間の伝送路の状態を示す情報のうち少なくとも１つに基づいてレイヤごとに参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置を決定する第１のステップと、
レイヤごとに、前記第１のステップにより決定された周波数領域および時間領域の配置位置に基づいて、参照信号を周波数領域および時間領域に配置する第２のステップと、
前記第２のステップにより配置された１つ以上のレイヤの信号を、空間多重して送信する第３のステップと、
を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、空間多重により信号を送信する送信装置、通信システムおよび送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル通信システムにおいて、送信信号が建物などに反射して起こるマルチパスフェージングまたは端末の移動によって起こるドップラ変動によって、伝送路の周波数選択性と時間変動が発生する。このようなマルチパス環境において、受信信号は送信シンボルと遅延時間が経って届くシンボルと干渉した信号となる。【０００３】
このような周波数選択性のある伝送路において、最良の受信特性を得るため、マルチキャリア（Multiple  Carrier：ＭＣ）ブロック伝送であるＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing：直交周波数分割多重）伝送方式（例えば、下記非特許文献１参照）が用いられる。【０００４】
一方、通信容量を増加させるために、複数の送受信アンテナを用いるＭＩＭＯ（Multiple  Input  Multiple  Output）無線伝送方式が用いられる。ＭＩＭＯ通信においては通信容量を増加させるために、複数の送信レイヤの信号が多重される。なお、送信レイヤとは、空間多重される信号の単位であり、ストリームとも呼ばれる。以下、複数の送信レイヤの信号が多重されることをレイヤ多重という。複数ユーザ向けのレイヤ多重はマルチユーザＭＩＭＯと呼ばれる。マルチユーザＭＩＭＯにおいては、送信装置は、複数のユーザ向けの、ユーザあたり１レイヤ以上の信号を多重する。【０００５】
レイヤ多重は、一般的に送信装置においてプリコーディングを用いて実施される。プリコーディングは、複数のアンテナから送信する複数の信号に重み付けをすることによりビームを形成する処理を示す。プリコーディングされた信号は、送信装置と受信装置との間の伝送路の影響を受けて、受信装置に到達する。送信装置は、受信装置における伝送路の状態の推定すなわち伝送路推定、およびレイヤ多重された信号の復調のために、送信する信号に参照信号を挿入する。参照信号の種類は幾つかある。一例として、標準化団体３ＧＰＰ（3rd  Generation  Partnership  Project）で定められた参照信号の１つにＤＭ−ＲＳ（DeModulation  Reference  Signal）がある。ＤＭ−ＲＳにはプリコーディング処理が施されるので、ＤＭ−ＲＳが挿入された信号を受信した受信装置は、送信装置において施されたプリコーディング処理の推定および伝送路の推定にＤＭ−ＲＳを用いることが可能となる。【０００６】
一般的にマルチユーザＭＩＭＯでは、レイヤごとに個別の参照信号が割り当てられる。したがって、受信装置は、自身に対応するレイヤに割り当てられた参照信号を用いて、伝送路推定および復調を行うことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】J．A．C．Bingham，“Multicarrier  Modulation  for  Data  Transmission：An  Idea  Whose  Time  Has  Come”，IEEE  Commun．Mag．，vol．28，No．5，May  1990，pp．5−14．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＯＦＤＭ伝送方式においては、周波数におけるサブキャリア、または３ＧＰＰにおけるリソースエレメント（Resource  Element）を単位として、参照信号を周波数領域および時間領域に配置することができる。Resource  Elementは、３ＧＰＰにおいて規定されるリソースの割当て単位である。上述したとおり、参照信号を用いることで受信装置が伝送路推定および復調を実施することができる。しかしながら、一般的なマルチユーザＭＩＭＯでは、レイヤごとに個別の参照信号が割り当てられるだけであり、レイヤ間の干渉については考慮されていない。このため、ユーザ間の空間的な分離が不完全な場合、複数のレイヤの参照信号間で干渉が発生し、受信装置における伝送路推定の精度が劣化する可能性がある。伝送路の推定精度が劣化すると受信装置において正しく復調ができず、再送が増えて通信容量が所望の値より低くなる可能性がある。また、送信装置が挿入する参照信号の数は、伝送路の状態すなわち通信環境によって適切な値が異なる。しかしながら、従来の一般的なマルチユーザＭＩＭＯでは、必要以上に多くの参照信号が挿入され、伝送効率が低下する可能性がある。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送効率の低下および通信容量の低下を抑制することができる送信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信装置は、１つ以上の端末への送信に１つの端末あたり１つ以上のレイヤを割当て、端末の位置を示す情報および端末との間の伝送路の状態を示す情報のうち少なくとも１つに基づいてレイヤごとに参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置を決定する制御部と、を備える。また、この送信装置は、レイヤごとに、前記制御部により決定された周波数領域および時間領域の配置位置に基づいて、参照信号を周波数領域および時間領域に配置する配置部と、配置部により配置された１つ以上のレイヤの信号を、空間多重して送信する送信処理部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる送信装置は、伝送効率の低下および通信容量の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる通信システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１の基地局の機能構成例を示す図
【図３】実施の形態１の参照信号の配置例を示す図
【図４】実施の形態１の参照信号グループ間の時間領域における距離の変更を示す図
【図５】実施の形態１の参照信号グループ間の周波数領域における距離の変更を示す図
【図６】実施の形態１の１グループ分の参照信号を配置した例を示す図
【図７】実施の形態１の２グループ分の参照信号を配置した例を示す図
【図８】実施の形態１の１２サブキャリアおよび１４シンボル内に２つの参照信号群を配置した例を示す図
【図９】実施の形態１の直交符号の長さを４ビットとし、１６レイヤまで多重できるような参照信号の構成例を示す図
【図１０】実施の形態１の参照信号グループの周波数領域のオフセットを与えた例を示す図
【図１１】実施の形態１の参照信号が複製された信号が配置された例を示す図
【図１２】実施の形態１の直交符号の長さを２ビットとし、１６レイヤまで多重できるような参照信号の構成例を示す図
【図１３】図１０に示した配置の参照信号が複製された信号が配置された例を示す図
【図１４】図１３に示した参照信号の配置例に対して参照信号グループの間引きを行った例を示す図
【図１５】実施の形態１の８ビットの直交符号を用いる場合の参照信号の配置例を示す図
【図１６】実施の形態１の４ビットの直交符号を用いる場合の参照信号の配置例を示す図
【図１７】実施の形態１の１シンボル時間に参照信号を配置して直交符号を用いて多重を行う例を示す図
【図１８】実施の形態１の１シンボル時間に２ビットの直交符号を用いる場合の参照信号の配置例を示す図
【図１９】実施の形態１の１シンボル時間に２ビットの直交符号を用い、２シンボル分の参照信号の配置例を示す図
【図２０】実施の形態１の１シンボル時間に２ビットの直交符号を用い、２シンボル分の参照信号の配置例を示す図
【図２１】実施の形態１の２シンボル時間に参照信号を配置して直交符号を用いて多重を行う例を示す図
【図２２】実施の形態１の１シンボル時間に２ビットの直交符号を用い、２シンボル分の参照信号を用いて１６レイヤ多重できる配置を示す図
【図２３】実施の形態１の同一の参照信号グループを構成する参照信号が周波数領域で分散される例を示す図
【図２４】実施の形態１の１シンボル時間に４ビットの直交符号を用い、２シンボル分の参照信号の配置例を示す図
【図２５】実施の形態１の８ビットの直交符号を用いて１シンボル時間に参照信号を配置した例を示す図
【図２６】実施の形態１の８ビットの直交符号を用いて１シンボル時間に参照信号を配置した別の例を示す図
【図２７】実施の形態１の１シンボル時間に８ビットの直交符号を用い、２シンボル分の参照信号の配置例を示す図
【図２８】実施の形態１の基地局における処理手順の一例を示すフローチャート
【図２９】実施の形態１の端末の機能構成例を示す図
【図３０】実施の形態１の制御回路の構成例を示す図
【図３１】実施の形態１の専用のハードウェア回路の構成例を示す図
【図３２】実施の形態２の参照信号の配置例を示す図
【図３３】図３２に示した配置例とオフセット値が異なる配置例を示す図
【図３４】図２７に示した配置例とオフセット値が異なる配置例を示す図
【図３５】図１１に示した配置例とオフセット値が異なる配置例を示す図
【図３６】実施の形態３の基地局の構成例を示す図
【図３７】実施の形態３の基地局における処理手順の一例を示すフローチャート
【図３８】実施の形態３の基地局における処理手順の別の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかる送信装置、通信システムおよび送信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の通信システム３は、基地局１と、１つ以上の端末の一例である端末２−１〜２−ｎを備える。ｎは１以上の整数である。端末２−１〜２−ｎを区別せずに示すときには、端末２と称す。
【００１５】
端末２は、ユーザ端末またはUser  Equipment（ＵＥ）とも呼ばれる通信装置である。基地局１から端末２への方向の通信であるダウンリンクの通信においては、基地局１が送信装置であり、端末２は受信装置である。端末２から基地局１への方向の通信であるアップリンクの通信においては、端末２が送信装置であり、基地局１が受信装置である。本実施の形態の通信システム３は、ダウンリンクの通信では、ＯＦＤＭ方式を用いる。また、本実施の形態の通信システム３は、ダウンリンクの通信では、マルチユーザＭＩＭＯ方式を用いるとし、基地局１は、複数のアンテナから送信する送信信号に対してプリコーディングを実施して、複数の端末２を指向するビームを形成可能である。なお、以下では、通信システム３がマルチユーザＭＩＭＯ方式を用いる例を説明するが、通信システム３はマルチユーザＭＩＭＯ方式に限定されずレイヤ多重を行う通信システムであればよい。本実施の形態の通信システム３におけるアップリンクの通信の通信方式には特に制約はなくどのような方式を用いてもよい。以下では、ダウンリンクの通信について主に説明する。したがって、以下の説明では、端末２が受信装置であり、基地局１が送信装置である。
【００１６】
図２は、本実施の形態の基地局１の機能構成例を示す図である。基地局１は、図２に示すように、制御部１０、受信部１１、処理部１２−１〜１２−Ｎ、プリコーディング部１３および送信部１４を備える。Ｎは、２以上の整数であり、送信レイヤの数である。このように、基地局１は送信レイヤ数分の処理部を備える。基地局１は、処理部１２−１〜１２−Ｎは、同様の構成である。処理部１２−１〜１２−Ｎは、制御部１０により決定された周波数領域および時間領域の配置位置に基づいて、レイヤごとに参照信号を周波数領域および時間領域に配置する配置部を構成する。処理部１２−１〜１２−Ｎを区別せずに示す場合には、処理部１２と称す。レイヤ番号＃ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）に対応する処理部１２は、処理部１２−ｉである。なお、レイヤ番号＃ｉのレイヤを第ｉレイヤとも呼ぶ。
【００１７】
制御部１０は、基地局１全体の動作を制御する。例えば、制御部１０は、１つ以上の端末２への送信に１つの端末あたり１つ以上のレイヤを割当て、端末２の位置を示す情報および端末２との間の伝送路の状態を示す情報のうち少なくとも１つに基づいてレイヤごとに参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置を決定し、決定結果を対応する各処理部１２へ指示する。
【００１８】
受信部１１は、アップリンクの通信により各端末２から送信された信号を受信し、受信信号を処理部１２−１〜１２−Ｎへ渡す。プリコーディング部１３は、処理部１２−１〜１２−Ｎから出力される後述する多重信号に対してプリコーディング処理を行い、プリコーディング処理後の信号を送信部１４へ渡す。プリコーディング部１３では、レイヤごとにプリコーダを備えてレイヤごとに異なるプリコーダによりプリコーディングを行ってもよい。プリコーディング処理は、複数のアンテナから送信する複数の信号に重み付け、位相回転および加算処理をすることによりビームを形成する処理を示す。これにより、プリコーディング部１３は、１つ以上の端末２に向けて送信する信号が空間多重される際の干渉を抑制する。なお、基地局１と通信を行う端末２が一時的に１つしかない場合もあるがこの場合も空間多重に含める。また、プリコーディング部１３によるプリコーディング処理の代わりに、偏波多重を行うことにより、基地局１は空間多重によるレイヤ多重を実現してもよい。また、偏波多重とプリコーディング処理を併用してもよい。
【００１９】
送信部１４は複数のアンテナを有し、プリコーディング部１３から受け取った信号に変調処理を実施しＣＰ（Cyclic  Prefix）付加処理などを実施し、処理後の信号を送信信号として端末２へ送信する。プリコーディング部１３および送信部１４により、ダウンリンクの通信における空間多重が実現される。すなわち、プリコーディング部１３および送信部１４は、処理部１２−１〜１２−Ｎにより配置された１つ以上のレイヤの信号を、空間多重して送信する送信処理部を構成する。
【００２０】
処理部１２は、フィードバック情報処理部１２１、第１の制御信号生成部１２５、第２の制御信号生成部１２４、第３の制御信号生成部１２２、パラメタ情報生成部１２３、参照信号生成部１２６、データ生成部１２７、スクランブル処理部１２８および多重部１２９を備える。
【００２１】
フィードバック情報処理部１２１は、アップリンクの通信により各端末２から送信されたフィードバック情報を、受信部１１を介して受け取る。端末２から送信されるフィードバック情報は、端末２の位置に関する情報、および端末２において計測または算出された通信の品質を示す情報のうちの少なくとも１つである。具体例としては、フィードバック情報は、受信装置位置情報、レイヤ間の空間相関などを含む空間分離情報、使用キャリア情報、伝送路における遅延分散値、受信装置の移動速度、伝送速度、許容遅延時間、伝送路の可逆性成立有無、カリブレーション精度および受信装置間の距離のうちの少なくも１つである。受信装置位置情報は、端末２の位置を示す情報である。端末２は、例えばＧＰＳ（Global  Positioning  System）を用いた位置算出手段などを備えることにより端末２の位置を算出する。使用キャリア情報は、端末２が通信に使用する周波数を示す情報である。伝送路における遅延分散値は、端末２が、受信した信号に基づいて算出した伝送路における遅延の分散値である。受信装置の移動速度は、端末２において計測される端末２の移動速度であり例えば端末２の位置の単位時間当たりの変化量に基づいて端末２により算出される。伝送速度は、端末２において計測されたダウンリンクの通信の伝送速度である。ダウンリンクとアップリンクの伝送路が同じであれば、可逆性が成立する。伝送路の可逆性が成立したか否か、の情報をフィードバック情報として用いても良い。また、可逆性を実現するため、アップリンクとダウンリンクの伝送路が一致する様に受信機と送信機において、機器の調整を行う。調整の際に発生するアップリンクとダウンリンクの伝送路の誤差の大小をカリブレーション精度と呼ぶが、カリブレーション精度をフィードバック情報として用いても良い。フィードバック情報は、これら以外の情報であってもよい。
【００２２】
フィードバック情報処理部１２１は、フィードバック情報を第１の制御信号生成部１２５、第２の制御信号生成部１２４、第３の制御信号生成部１２２およびパラメタ情報生成部１２３へ出力する。
【００２３】
第１の制御信号生成部１２５は、フィードバック情報に基づいて参照信号用の制御信号である第１の制御信号を生成し、第１の制御信号を参照信号生成部１２６へ出力する。参照信号はあらかじめ定められた複数のパターンの信号のうちから選択される。第１の制御信号は、参照信号に複数のパターンのうちどのパターンを用いるかを示す制御信号であり、参照信号に用いるパターンを示す識別情報を含む。後述するように、参照信号は、パターンとパターン用パラメタとの組み合わせにより決定されてもよい。この場合、第１の制御信号生成部１２５は、参照信号に用いるパターンを選択するとともにパターン用パラメタも決定される。
【００２４】
参照信号生成部１２６は、第１の制御信号に基づいて参照信号を生成し、生成した参照信号をスクランブル処理部１２８へ出力する。すなわち、参照信号生成部１２６は、保持している複数のパターンのうち第１の制御信号により示されるパターンの参照信号をスクランブル処理部１２８へ出力する。参照信号生成部１２６は、第１の制御信号によりパターン用パラメタが指定された場合、第１の制御信号により示されるパターンの参照信号を、パターン用パラメタに基づいて変更し、変更後の参照信号をスクランブル処理部１２８へ出力する。参照信号として用いるパターンすなわちデータ系列としてはどのようなものを用いてもよいが、例えば文献「D.  C.  Chu，“Polyphase  codes  with  good  periodic  correlation  properties”，IEEE  Transactions  on  Information  Theory，vol.18，no.4，Jul.  1972，pp.531-532.」などに記載されているZadoff  Chu系列、またはPseudo  Noise系列、等の系列を参照信号として用いることができる。
【００２５】
第２の制御信号生成部１２４は、スクランブル処理用の制御信号である第２の制御信号を生成し、第２の制御信号をスクランブル処理部１２８へ出力する。第２の制御信号は、スクランブル処理部１２８において実施されるスクランブル処理の種類を示す制御信号である。第２の制御信号は、例えば、スクランブル処理において用いられるスクランブル符号が、あらかじめ定めた複数のスクランブル符号のうちのどれであるかを示す識別情報である。スクランブル符号がＰＮ系列の場合、ＰＮ系列生成用のシード番号などを識別情報として用いても良い。
【００２６】
スクランブル処理部１２８は、参照信号生成部１２６から受け取った参照信号に対してスクランブル処理を実施し、スクランブル処理後の参照信号を多重部１２９へ出力する。スクランブル処理は通信の内容を解読できないようにするための処理であり、様々な手法がある。スクランブル処理としてはどのような処理を用いてもよいが、例えば、参照信号とスクランブル符号とが乗算される処理を用いることができる。
【００２７】
第３の制御信号生成部１２２は、多重用の制御信号である第３の制御信号を生成し、第３の制御信号を多重部１２９へ出力する。第３の制御信号は、多重部１２９における多重の方法を示す制御信号であり、データ生成部１２７により生成されたデータ、スクランブル処理後の参照信号、およびパラメタ情報生成部１２３から受け取った制御情報を、時間領域および周波数領域にどのように配置して多重するかを示す信号である。制御情報は、端末２において送信されたデータを復元するための処理に用いられる情報であり、本実施の形態では後述するパラメタ情報を含む。
【００２８】
データ生成部１２７は、送信するデータを生成して多重部１２９へ出力する。多重部１２９は、第３の制御信号に基づいて、データ生成部１２７により生成されたデータ、スクランブル処理後の参照信号、およびパラメタ情報生成部１２３から受け取った制御情報を時間領域および周波数領域に配置することにより、データ、参照信号および制御情報を多重する。多重部１２９は、多重後の信号である多重信号をプリコーディング部１３へ出力する。
【００２９】
パラメタ情報生成部１２３は、フィードバック情報処理部１２１から受け取ったフィードバック情報に基づいて、第１の制御信号生成部１２５と同様に参照信号に用いるパターンを選択する。パラメタ情報生成部１２３は、フィードバック情報に基づいて、第２の制御信号生成部１２４と同様にスクランブル処理の種類を決定する。パラメタ情報生成部１２３は、フィードバック情報に基づいて、第３の制御信号生成部１２２と同様に多重方法を決定する。パラメタ情報生成部１２３は、レイヤ番号と、選択した参照信号に用いるパターンを示す情報と、決定したスクランブル処理の種類を示す情報と、決定した多重方法を示す情報とを含むパラメタ情報を生成する。なお、ここでは、パラメタ情報生成部１２３が、フィードバック情報に基づいて、参照信号に用いるパターンを示す情報を選択し、スクランブル処理の種類および多重方法を決定するようにしたが、この代わりに、パラメタ情報生成部１２３は、第１の制御信号生成部１２５、第２の制御信号生成部１２４および第３の制御信号生成部１２２から、これらの情報を取得してもよい。
【００３０】
パラメタ情報生成部１２３は、生成したパラメタ情報を含む制御情報を多重部１２９へ出力する。なお、制御情報には、制御部１０などにより生成されたパラメタ情報以外の情報が含まれていてもよいし含まれていなくてもよい。パラメタ情報以外の情報が制御情報に含まれている場合、パラメタ情報生成部１２３は、制御部などから受け取った制御情報にパラメタ情報を付加し、付加後の制御情報を多重部１２９へ出力する。
【００３１】
各処理部１２の多重部１２９から出力される多重信号はプリコーディング部１３により、プリコーディング処理され、送信部１４を介して送信される。基地局１から送信された信号を受信する受信装置である端末２は、受信した信号に含まれるパラメタ情報に基づいて、基地局１において用いられた多重方法、参照信号およびスクランブル符号を特定することができ、これら特定した情報に基づいて、伝送路推定および各レイヤのデータの復調を行う。端末２における伝送推定の手法および復調の手法はどのような手法を用いてもよい。
【００３２】
なお、本実施の形態では、基地局１は、参照符号をスクランブル処理して送信するようにしたが、スクランブル処理を実施せずに参照符号を送信してもよい。
【００３３】
一般的に、送信装置が、複数の受信装置向けに複数のレイヤの送信を行う場合、各受信装置向け伝送に使用されるレイヤのレイヤ番号が送信装置より通知される。本実施の形態においても、基地局１は、端末２へ各端末２向けに伝送に使用されるレイヤのレイヤ番号を通知する。端末２は、各々に与えられたレイヤ番号に一致するパラメタ情報を用いて復調を行う。また、基地局１が、レイヤ多重による送信の対象となる全端末２に対応するレイヤ番号をレイヤ多重による送信の対象となる全端末２に送信すれば、各端末２は他の端末２のレイヤ番号を知ることもできる。その場合、端末２は他の端末２宛に送信された信号の強度などを測定することにより、他の端末２宛ての信号による干渉の測定を行うことが可能である。レイヤ番号と参照信号とは１対１に対応している。
【００３４】
上述した例では、パラメタ情報は、多重部１２９により多重されて端末２へ送信されるが、基地局１がパラメタ情報を端末２に送信する方法は、この例に限定されない。基地局１は、パラメタ情報を上位レイヤあるいは下位レイヤの制御情報を用いて端末２に送信して良い。３ＧＰＰにおける上位レイヤの制御情報には、レイヤ３（Layer  3）の情報またはＲＲＣ（Radio  Resource  Control）プロトコルによるメッセージであるＲＲＣメッセージが例示される。基地局１は、パラメタ情報をレイヤ３情報またはＲＲＣメッセージに含めて端末２に送信してもよい。３ＧＰＰにおける下位レイヤの制御情報には、物理チャネルであるＰＤＣＣＨ（Physical  Downlink  Control  Channel）が例示される。基地局１は、ＰＤＣＣＨによりパラメタ情報を端末２へ送信してもよい。一般的にＰＤＣＣＨはレイヤ１（Layer  1）の情報と呼ばれる。また、パラメタ情報は、ＭＡＣ（Media  Access  Control）レイヤの情報として基地局１から端末２へ伝送されてもよい。例えば、パラメタ情報は、３ＧＰＰにおけるレイヤ２（Layer  2）において処理される情報であるＭＡＣ  ＣＥ（Control  Element）として、基地局１から端末２へ伝送されてもよい。すなわち、基地局１は、参照信号の周波数領域および時間領域の配置位置と参照信号として用いられる系列を示す情報とを含む制御情報を端末へ送信することができればよく、制御情報の伝送方法に制約はない。
【００３５】
次に、本実施の形態の各レイヤの参照信号と多重部１２９における多重方法とについて説明する。多重部１２９は、上述したように、データ、スクランブル処理が施された参照信号および制御情報を時間領域および周波数領域において配置する。図３は、本実施の形態の周波数領域および時間領域における参照信号の配置例を示す図である。図３において、縦軸は周波数を示し、横軸は時間を示す。詳細には、図３において、縦軸には周波数の割当て単位であるキャリア単位として０番目から１１番目までの１２キャリアが示され、横軸はシンボル時間を単位として０番目から１３番目までの１４シンボルが示されている。シンボル時間とは、送信データの単位である１シンボルの送信に要する時間である。図３における１つの矩形は、１サブキャリアおよび１シンボルを示す。サブキャリアは、３ＧＰＰにおいてリソースエレメント（Resource  Element（ＲＥ））とも呼ばれる。３ＧＰＰにおいては、１２キャリアと７シンボルによって成り立つグループは１リソースブロック（Resource  Block（ＲＢ））と呼ばれる。以下では、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）における定義と同様に、１キャリアをＲＥと定義し、１２キャリアと７シンボルによって成り立つグループをＲＢと定義する。なお、ＲＢの定義はＬＴＥの例を用いた定義であり、本定義に限定される必要は無い。
【００３６】
本実施の形態では、多重部１２９が、データ、スクランブル処理が施された参照信号および制御情報を、１ＲＢを単位として、または１２キャリアと１４シンボルとで構成されるリソースを単位として、周波数領域および時間領域で配置する例を説明する。１２キャリアと１４シンボルとで構成されるリソース、すなわち周波数領域および時間領域におけるリソースの割当てを行う単位を、以下、スケジュル単位とも呼ぶ。すなわち、スケジュル単位は０番目から１１番目までの１２サブキャリアと０番目から１３番目までの１４シンボルのマトリクスで構成される。なお、スケジュル単位のリソースは、ここでは１２キャリアと１４シンボルとで構成されるリソースとするが、スケジュル単位のリソースを構成するキャリア数およびシンボル数はこの例に限定されない。例えば、１２サブキャリアと７シンボルとで構成されるリソースをスケジュル単位として良い。また、７シンボルよりも少ないシンボル数で構成されるリソースをスケジュル単位として良い。多重部１２９における多重方法は、上述したように、第３の制御信号生成部１２２により決定される。なお、多重部１２９が、データ、スクランブル処理が施された参照信号および制御情報を配置する単位はこれらの例に限定されない。また、参照符号にはスクランブル処理が施された後に直交符号が乗算されてもよいし、直交符号が乗算された後にスクランブル処理が施されてもよい。
【００３７】
図３において、参照信号が配置された周波数領域および時間領域における位置は斜線が施された矩形によって示されている。白色の矩形は制御情報またはデータが配置されている。同レイヤ内における参照信号は同じであってもよいが、同じである必要は無い。例えば、図３における参照信号の位置を（周波数（サブキャリア番号）、時間（シンボル番号））の形式で示すとすると、（０，０）の位置の信号と（４，０）の位置の信号とは、異なっていてもよい。参照信号としては、ＺＣ（Zadoff  Chu）系列またはＰＮ（Pseudo  Noise）系列等の系列を用いることができる。これらの系列では異なるパラメタを与えることで異なる値が得られる。パラメタは、例えば、Pseudo  Noise系列またはPseudo  Noise系列等を与える式における係数でもよい。または、同一のパターンの各ビット値をシフトさせることにより異なる参照信号を生成してもよく、この場合は、パラメタはシフト量である。同レイヤ内における参照信号が全て同一の場合、第１の制御信号生成部１２５は、１つの参照信号を示す第１の制御信号を生成する。同レイヤ内における参照信号が同一でない場合、第１の制御信号生成部１２５は、複数の参照信号を示す識別情報を示す第１の制御信号を生成してもよいし、第１の制御信号生成部１２５は、１つの参照信号を示す識別情報を示す第１の制御信号を生成し、参照信号生成部１２６があらかじめ定めた規則によりパラメタを変更するなどの方法により複数の参照信号を生成してもよい。
【００３８】
また、各処理部１２の多重部１２９から出力される多重信号は、プリコーディング部１３へ出力されて、プリコーディング部１３により加算、位相回転処理、重み付けされて空間多重されることのよりレイヤ多重される。各レイヤに対応する各処理部１２の多重部１２９により配置される参照信号の周波数領域および時間領域における位置は、同一であってもよい。この場合、各処理部１２における第３の制御信号生成部１２２は、参照信号の配置位置がレイヤ間で同じになるように第３の制御信号を生成する。レイヤ間で参照信号の周波数領域および時間領域における位置が同一の場合、端末２により受信された際に干渉が生じ、参照信号の分離が困難となる可能性がある。このため、レイヤ間で参照信号の周波数領域および時間領域における位置が同一の場合には、参照信号にレイヤ間で直交するような直交符号が乗算されることにより、端末２において参照信号が分離できるようにしてもよい。
【００３９】
例えば、図３に示した配置を用いて、２つのレイヤが多重する例を説明する。１番目のレイヤと２番目のレイヤとでは同じ参照信号が用いられるとする。１番目のレイヤに対応する処理部１２−１では、多重部１２９は、図３に示した（０，０）の参照信号に＋１が乗算され、（０，１）の参照信号に−１が乗算され、（０，３）の参照信号に＋１が乗算され、（０，４）の参照信号に−１が乗算される。また、１番目のレイヤに対応する処理部１２−１の多重部１２９は、（４，０）の参照信号に＋１が乗算され、（４，１）の参照信号に−１が乗算され、（４，３）の参照信号に＋１が乗算され、（４，４）の参照信号に−１が乗算される。また、１番目のレイヤに対応する処理部１２−１の多重部１２９は、１番目のレイヤの（８，０）の参照信号に＋１が乗算され、（８，１）の参照信号に−１が乗算され、（８，３）の参照信号に＋１が乗算され、（８，４）の参照信号に−１が乗算される。
【００４０】
一方、２番目のレイヤに対応する処理部１２−２では、多重部１２９は、（０，０）の参照信号に＋１が乗算され、（０，１）の参照信号に＋１が乗算され、（０，３）の参照信号に＋１が乗算され、（０，４）の参照信号に＋１が乗算される。また、２番目のレイヤに対応する処理部１２−２の多重部１２９は、（４，０）の参照信号に＋１が乗算され、（４，１）の参照信号に＋１が乗算され、（４，３）の参照信号に＋１が乗算され、（４，４）の参照信号に＋１が乗算される。また、２番目のレイヤに対応する処理部１２−２の多重部１２９は、（８，０）の参照信号に＋１が乗算され、（８，１）の参照信号に＋１が乗算され、（８，３）の参照信号に＋１が乗算され、（８，４）の参照信号に＋１が乗算される。
【００４１】
以上の処理により、同一キャリアで送信される４シンボル分の参照符号には、１番目のレイヤでは（＋１，−１，＋１，−１）が乗算され、２番目のレイヤでは（＋１，＋１，＋１，＋１）が乗算されることになる。（＋１，−１，＋１，−１）と（＋１，＋１，＋１，＋１）は直交関係にある直交符号であるので、１番目のレイヤの参照信号と２番目のレイヤの参照信号とは直交関係にある。このように、基地局１は、周波数領域および時間領域における配置位置がレイヤ間で同一の参照信号に対して、レイヤごとに異なる直交符号を乗算する。したがって、このように直交符号が乗算された後の参照信号を含む信号がレイヤ多重された信号を受信した端末２は、乗算された直交符号に関する情報があれば、各レイヤの参照信号を分離することができる。なおこの例では、直交符号の長さは４ビットとする。なお、ここでは、多重部１２９が、直交符号を各参照符号に乗算するようにしたが、参照信号生成部１２６が、参照符号に直交符号が乗算されてもよい。
【００４２】
なお、前述の直交符号は３ＧＰＰにおいてＯＣＣ（Orthogonal  Cover  Code）と呼ばれ、パラメタにより値が変えることができる。
【００４３】
また、第３の制御信号生成部１２２は、参照信号の配置位置、時間領域または周波数領域における参照信号間の間隔すなわち参照信号間の距離を変更してもよい。一例として、基地局１が１レイヤ分の送信を行う場合について説明する。例えば、図３の配置例により配置される参照信号を、２グループにグループ分けする。（０，０）、（４，０）、（８，０）、（０，１）、（４，１）、（８，１）に配置された参照信号を第１参照信号グループの参照信号とする。そして（０，３）、（４，３）、（８，３）、（０，４）、（４，４）、（８，４）に配置された参照信号を第２参照信号グループの参照信号とする。このように、１レイヤの送信に、２つの参照信号グループの参照信号が用いられるとする。そして、グループ間の時間領域における距離が可変とされる。
【００４４】
図４は、本実施の形態の参照信号グループ間の時間領域における距離の変更を示す図である。図４に示すように、第１参照信号グループと第２参照信号グループとの間の時間方向の距離はパラメタｋにより設定される。図４に示した例では、パラメタｋは、第１参照信号グループを構成する参照信号の位置の左端と第２参照信号グループを構成する参照信号の位置の右端のシンボル番号との間が何シンボル時間離れているかを示す値である。図４に示した状態はｋ＝３である。第３の制御信号生成部１２２は、フィードバック情報に基づいてパラメタｋを決定し、パラメタｋを第３の制御信号に含める。パラメタｋの値が大きいほど、参照信号のグループ間の距離が離れるため、参照信号間の干渉が生じにくい。したがって、例えば、フィードバック情報に基づいて、通信の品質が悪いほどパラメタｋを大きくするように設定する。また、パラメタｋは任意の値に設定可能なようにされてもよいし、事前に用意された複数の候補から選択されてもよい。事前に用意された複数の候補から選択される場合、第３の制御信号生成部１２２は、候補の番号を示す候補番号を第３の制御信号に含める。
【００４５】
図４に示した例では、時間領域における参照信号の配置を可変としたが、周波数領域における配置も同様に可変であってもよい。例えば、図３の配置例により配置される参照信号を、３グループにグループ分けする。（０，０）、（０，１）、（０，３）、（０，４）に配置された参照信号を第１参照信号グループの参照信号とする。（４，０）、（４，１）、（４，３）、（４，４）に配置された参照信号を第２参照信号グループの参照信号とする。（８，０）、（８，１）、（８，３）、（８，４）に配置された参照信号を第３参照信号グループの参照信号とする。
【００４６】
図５は、本実施の形態の参照信号グループ間の周波数領域における距離の変更を示す図である。図５に示すように、参照信号グループ間の周波数方向の距離をｍとすると、ｍを可変とする。図５に示した例では、パラメタｍは、参照信号グループ間の間隔をキャリア単位で示したものである。第３の制御信号生成部１２２は、フィードバック情報に基づいてパラメタｍを決定し、パラメタｍを第３の制御信号に含める。パラメタｍの値が大きいほど、参照信号のグループ間の距離が離れるため、参照信号間の干渉が生じにくい。また、周波数選択性が著しい伝送路の精度の高い推定も容易となる。したがって、例えば、フィードバック情報に基づいて、通信の品質が悪いほどパラメタｍを大きくするように設定する。また、パラメタｍは任意の値に設定可能なようにされてもよいし、事前に用意された複数の候補から選択されてもよい。事前に用意された複数の候補から選択される場合、第３の制御信号生成部１２２は、候補の番号を示す候補番号を第３の制御信号に含める。
【００４７】
図４および図５を用いて説明した例では、スケジュル単位のリソース内にあらかじめ配置位置の定められた参照信号のグループである参照信号グループを１つ以上有し、スケジュル単位のリソース内において、１つの参照信号グループの配置位置を基準位置と定義し、パラメタｍまたはパラメタｋを指定することにより、他の参照信号グループの配置位置を示すことができる。パラメタｍは基準位置からの時間領域におけるオフセット値であり、パラメタｋは基準位置からの周波数領域におけるオフセット値である。したがって、スケジュル単位のリソース内において、１つの参照信号グループの配置位置を基準位置と定義し、他の前記参照信号グループの配置位置を周波数領域および時間領域のうちの少なくとも１つにおけるオフセット値により定義されることになる。基地局１は、パラメタ情報に、参照信号グループごとのオフセット値を含めておけばよい。
【００４８】
また、第３の制御信号生成部１２２は、参照信号の密度を可変とするよう参照信号の配置を決定してもよい。すなわち、基地局１は、スケジュル単位のリソース内における参照信号の密度を、端末の移動速度または伝送路状態に基づいて変更するようにしてもよい。例えば、図３に示したスケジュル単位である１２キャリアおよび１４シンボル時間内に配置する参照信号グループの数を伝送路の速度、すなわち基地局１と端末２との間の相対速度に応じて変更してもよい。伝送路が時間的に高速に変動する場合、伝送路の状態が変動するため参照信号は時間領域に密に配置されることが望ましい。一方、伝送路の時間的変動が少ない場合、参照信号は密に配置されなくてもよい。伝送路が時間的に高速に変動しているか否かは、例えば、端末２と基地局１との間の相対速度が一定値以上であるか否かに応じて決定されることができる。端末２と基地局１との間の相対速度は、基地局１が把握している自身の地理的位置と、フィードバック情報により端末２から通知される端末２の位置との時間変化を算出することにより求めることができる。または、前述の相対速度および使用キャリア周波数の値を用いてドップラ周波数を計算し、伝送速度によって正規化された正規化ドップラ周波数がある一定値以上であるか否かに基づいて、決定されてもよい。または、伝送路が高速に変動するかは、同一周波数の信号の通信品質の変化が一定値以上であるか否かに基づいて決定されてもよい。通信品質としては、基地局１から送信された信号を端末２が受信した際の信号の強度などを用いることができる。伝送路が高速に変動するか否かに基づいて参照信号の密度を変えることで、復調の精度を確保しつつ必要のないときには参照信号の密度を低下させることで伝送効率を向上させることができる。
【００４９】
例えば、第３の制御信号生成部１２２は、時間領域における参照信号の密度を可変とするよう参照信号の配置を決定する。例えば、図３に示す参照信号を２つの参照信号グループにクループ分けする。（０，０）、（４，０）、（８，０）、（０，１）、（４，１）、（８，１）に配置された参照信号を第１参照信号グループの参照信号とする。そして（０，３）、（４，３）、（８，３）、（０，４）、（４，４）、（８，４）に配置された参照信号を第２参照信号グループの参照信号とする。第３の制御信号生成部１２２は、基地局１と端末２との間の相対速度が一定値以上である場合には、２グループ分の参照信号を配置し、基地局１と端末２との間の相対速度が一定値未満である場合には、１グループ分の参照信号を配置する。図６は、１グループ分の参照信号を配置した例を示し、図７は、２グループ分の参照信号を配置した例を示す。図６に示した例では、第１参照信号グループと第２参照信号グループとでは時間領域における配置位置が異なる。すなわち、図６に示した例では、異なる参照信号グループのスケジュル単位のリソース内における配置位置は、時間領域において異なる。そして、基地局１は、配置する参照信号グループの数を、例えば基地局１と端末２との間の相対速度に応じて変更する。このように、基地局１と端末２との間の相対速度に応じて、配置する参照信号のグループ数を変更する場合、参照信号生成部１２６が生成する参照信号のグループ数も変更してもよいし、参照信号生成部１２６は最大のグループ数の参照信号を生成し、各グループに識別番号を付与しておいてもよい。後者の場合、第３の制御信号生成部１２２は、第３の制御信号に、用いる参照信号グループの識別番号を示す情報を含める。
【００５０】
具体的には、第３の制御信号生成部１２２は、各参照信号グループを示す識別番号ごとに、送信するか否かを示すフラグを第３の制御信号に含めておく。例えば第１参照信号グループを示す識別番号のフラグが“１”の場合は多重部１２９が第１参照信号グループの参照信号を図６などに示すように時間領域および周波数領域に配置する。一方、第１参照信号グループを示す識別番号のフラグが“０”の場合は、第１参照信号グループの参照信号を時間領域および周波数領域に配置しない。同様に、多重部１２９は、参照信号グループごとのフラグに基づいて、各参照信号グループの参照信号を時間領域および周波数領域に配置するか否かを判断する。各参照信号グループの時間領域および周波数領域を予め定めておくと、第３の制御信号生成部１２２は、参照信号グループごとのフラグを第３の制御信号を含めておけば、多重部１２９は、参照信号を時間領域および周波数領域に配置することができる。また、パラメタ情報生成部１２３は、各参照信号グループのフラグ情報をパラメタ情報に含める。これにより、端末２は、どのグループの参照信号が送信されたかを知ることができる。または、上述した方法の代わりに、第３の制御信号生成部１２２が参照信号生成部１２６へ生成する参照信号グループの識別番号を指示するようにしてもよい。
【００５１】
同様に、周波数領域における参照信号の密度が可変であってもよい。周波数領域において伝送路がマルチパスなどにより著しく変動する場合、周波数領域に密に参照信号を配置することが望ましい。一方、一定の周波数帯域内で伝送路が変動しないのであれば、周波数領域に参照信号を密に配置せずに周波数利用効率を高めることができる。周波数領域において伝送路が著しく変動するか否かは、フィードバック情報により端末２から通知される伝送路情報（Channel  State  Information：ＣＳＩ）により把握することができる。伝送路情報は、端末２における周波数ごとの伝送路の推定結果である。
【００５２】
例えば、図３に示した配置例における参照信号を３グループにグループ分けする。（０，０）、（０，１）、（０，３）、（０，４）に配置された参照信号を第１参照信号グループの参照信号とする。（４，０）、（４，１）、（４，３）、（４，４）に配置された参照信号を第２参照信号グループの参照信号とする。（８，０）、（８，１）、（８，３）、（８，４）に配置された参照信号を第３参照信号グループの参照信号とする。この場合、このように、異なる参照信号グループのスケジュル単位のリソース内における配置位置は、周波数領域において異なる。そして、第３の制御信号生成部１２２は、図６および図７で説明した例と同様に、参照信号グループごとに参照信号グループの参照信号を、送信するか否かすなわち時間領域および周波数領域へ配置するか否かを決定する。これにより、基地局１は、あらかじめ配置位置の定められた参照信号グループ単位で参照信号の配置の有無を決定することにより、参照信号の密度を変更することができる。
【００５３】
この場合もスケジュル単位のリソース内において、１つの参照信号グループの配置位置を基準位置と定義し、他の前記参照信号グループの配置位置を周波数領域および時間領域のうちの少なくとも１つにおけるオフセット値により定義してもよい。そして、基地局１は、パラメタ情報に、参照信号グループごとのオフセット値と参照信号グループごとに参照信号の配置の有無を示すフラグとを含めておけばよい。
【００５４】
また、参照信号グループを複数まとめて、グループの集合体を作り、集合体を単位として参照信号を配置するか否かが決定されるようにしてもよい。例えば、図３に示す参照信号を２グループによって成り立つ参照信号だとする。（０，０）、（４，０）、（８，０）、（０，１）、（４，１）、（８，１）に配置された参照信号を第１参照信号グループの参照信号とする。（０，３）、（４，３）、（８，３）、（０，４）、（４，４）、（８，４）に配置された参照信号を第２参照信号グループの参照信号とする。第１参照信号グループおよび第２参照信号グループを第１参照信号群とする。そして、第３の制御信号生成部１２２は、第１参照信号群の参照信号と同一の配置の参照信号を時間領域および周波数領域のうち少なくとも一方にシフトさせた位置に配置させる。これにより、第３の制御信号生成部１２２は、スケジュル単位である１２キャリアおよび１４シンボル内に、参照信号群を単位として参照信号の配置を制御することができる。
【００５５】
図８は、１２サブキャリアおよび１４シンボル内に２つの参照信号群を配置した例を示す図である。図８に示した例では、図３に示した第１参照信号群に加え、新しく配置された第２参照信号群が（０，７）、（４，７）、（８，７）、（０，８）、（４，８）、（８，８）、（０，１０）、（４，１０）、（８，１０）、（０，１１）、（４，１１）、（８，１１）に配置される。すなわち、基本配置パターンである第１参照信号群の配置を元に、周波数領域および時間領域のうち少なくとも一方をシフトさせる量を指定するパラメタを定義し、第３の制御信号生成部１２２は、パラメタにより参照信号群の配置を指定する。図８に示した例では、第２参照信号群は、第１参照信号群を時間領域で７シンボル時間シフトさせた位置に配置される。なお、基本配置パターンの配置をシフトさせた参照信号群の参照信号群の内容は基本配置パターンの参照信号群と異なっていてもよい。例えば、図８において（０，０）、（０，３）、（０，７）、（０，１０）に配置された参照信号はそれぞれ異なっていてもよい。図８では、基本配置パターンから時間領域にシフトした配置の例を説明したが、同様に基本配置パターンから周波数領域でシフトさせた参照信号群を定義することができる。時間領域だけをシフトの対象とする場合には、シフトを示すパラメタは、シフトさせるシンボル時間である。周波数領域だけをシフトの対象とする場合には、シフトを示すパラメタは、シフトさせるキャリア数である。時間領域および周波数領域でシフトさせる場合には、シフトを示すパラメタは、シフトさせるシンボル時間およびキャリア数である。
【００５６】
また、前述の、参照符号に乗算する１レイヤ内の直交符号を、多重するレイヤ数に応じて変更するようにしてもよい。図９は、直交符号の長さを４ビットとし、１６レイヤまで多重できるような参照信号の構成例を示す図である。図９に示した例では、（０，２）、（０，３）、（６，２）、（６，３）、（１，２）、（１，３）、（７，２）、（７，３）、（２，２）、（２，３）、（８，２）、（８，３）、（３，２）、（３，３）、（９，２）、（９，３）の合計１６ＲＥを用いて参照信号を送信する。また、（０，２）、（０，３）、（６，２）、（６，３）に配置された参照信号を第１参照信号グループとし、（１，２）、（１，３）、（７，２）、（７，３）を第２参照信号グループとし、（２，２）、（２，３）、（８，２）、（８，３）を第３参照信号グループとし、（３，２）、（３，３）、（９，２）、（９，３）を第４参照信号グループとする。
【００５７】
第１参照信号グループの参照符号については、以下のように直交符号が乗算される。第１レイヤ用の参照信号として（０，２）の信号に対して＋１、（０，３）の信号に対して＋１、（６，２）の信号に対して＋１、（６，３）の信号に対して＋１が乗算される。第２レイヤ用の参照信号として（０，２）の信号に対して＋１、（０，３）の信号に対して−１、（６，２）の信号に対して＋１、（６，３）の信号に対して−１が乗算される。第３レイヤ用の参照信号として（０，２）の信号に対して＋１、（０，３）の信号に対して＋１、（６，２）の信号に対して−１、（６，３）の信号に対して−１が乗算される。第４レイヤ用の参照信号として（０，２）の信号に対して＋１、（０，３）の信号に対して−１、（６，２）の信号に対して−１、（６，３）の信号に対して＋１が乗算される。このように、第１参照信号グループの（０，２）、（０，３）、（６，２）、（６，３）に配置された参照信号と直交符号とを用いることで４レイヤまで多重することができる。
【００５８】
同様に、（１，２）、（１，３）、（７，２）、（７，３）の第２参照信号グループ、（２，２）、（２，３）、（８，２）、（８，３）の第３参照信号グループ、（３，２）、（３，３）、（９，２）、（９，３）の第４参照信号グループに対してそれぞれ直交符号を用いる。これにより、各参照信号グループで４レイヤまで多重できるので合計１６レイヤの参照信号の多重が可能となる。以上のように、直交符号の長さを４とし、２シンボル時間を用いて参照信号を挿入することで、参照信号間の干渉を抑制して１６レイヤの多重を可能とする。上述の例では、１６レイヤを、１スケジュル単位内で１６キャリアを用いて多重しているため、１スケジュル単位すなわち１２キャリアおよび１４シンボルをＲＢ´とすると、参照信号密度は、１６／１６／１＝１［layer／ＲＥ／ＲＢ´］となる。参照信号密度は、１ＲＢ´あたり、１ＲＥを用いて送れるレイヤ数を示す。なおレイヤ番号と直交符号との関係は上述の例に限定されない。
【００５９】
また、レイヤ多重を行う場合に、レイヤごとに各参照信号グループに周波数領域におけるオフセットを与えられるようにしてもよい。図１０は、参照信号グループの周波数領域のオフセットを与えた例を示す図である。図１０に示した例では、図９に示した配置例に対して、各参照信号グループをオフセット値ｊだけ周波数領域にオフセットさせている。図１０に示した例ではｊ＝１である。すなわち、図１０に示した例は、０番目のサブキャリアの２番目のシンボル、０番目のサブキャリアの３番目のシンボル、６番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび６番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第１参照信号グループとし、１番目のサブキャリアの２番目のシンボル、１番目のサブキャリアの３番目のシンボル、７番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび７番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第２参照信号グループとし、２番目のサブキャリアの２番目のシンボル、２番目のサブキャリアの３番目のシンボル、８番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび８番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第３参照信号グループとし、３番目のサブキャリアの３番目のシンボル、３番目のサブキャリアの３番目のシンボル、９番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび９番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第４参照信号グループとし、第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算し、第１から第４参照信号グループを、レイヤごとに周波数方向にオフセットする配置である。第３の制御信号生成部１２２は、フィードバック情報に基づいて、伝送路の状態により、ｊを設定することができる。例えば、第３の制御信号生成部１２２は、伝送路の状態が悪いサブキャリアを避けるようにｊを設定することができる。また、特定のサブキャリアに制御情報や参照信号が挿入される可能性のある場合、jを変える事により特性のサブキャリアを用いずに参照信号を挿入する事が可能となる。
【００６０】
また、上述した例では直交符号の長さを４ビットとしたが、直交符号の長さを２ビットとし、参照信号グループに属するシンボル数を少なくしてもよい。例えば、第１レイヤ向けに（１，２）、（１，３）に配置された参照信号にそれぞれ＋１、＋１が乗算される。第２レイヤ向けに（１，２）、（１，３）に配置された参照信号にそれぞれ＋１、−１が乗算される。同じく例えば、第１レイヤ向けに（７，２）、（７，３）に配置された参照信号にそれぞれ＋１、＋１が乗算される。第２レイヤ向けに（７，２）、（７，３）に配置された参照信号にそれぞれ＋１、−１が乗算される。すなわち、第１レイヤの送信に、（１，２）、（１，３）および（７，２）、（７，３）に配置された参照信号が用いられる。それぞれのレイヤに用いられる直交符号の長さは２ビットである。同様の処理が、第２レイヤ向けの参照信号（２，２）、（２，３）、（８，２）、（８，３）、第３レイヤ送信向けの参照信号（３，２）、（３，３）、（９，２）、（９，３）、第４レイヤ送信向けの参照信号（４，２）、（４，３）、（１０，２）、（１０，３）に対して実施される。これにより、参照信号間の干渉を抑制して合計８レイヤの送信が可能となる。
【００６１】
また、図１０に示した配置の参照信号が複製されて、複製された参照信号が元の参照信号と異なる位置に配置されてもよい。図１３は、図１０に示した配置の参照信号が複製された信号が配置された例を示す図である。図１３に示した例では、図１０に示した（１，２）、（１，３）、（２，２）、（２，３）、（３，２）、（３，３）、（４，２）、（４，３）に配置された参照信号グループを基本パターンとし、基本パターンを複製し、複製したパターンを、基本パターンとは異なる位置に配置している。同様に、図９に示した参照信号の配置において、一部を基本パターンとし、基本パターンを複製してもよい。この場合、基本パターンでは例えば１つの参照信号グループに直交符号が乗算される。図１１に示す配置例は図９に示した、（０，２）、（０，３）、（１，２）、（１，３）、（２，２）、（２，３）、（３，２）、（３，３）に配置された参照信号グループを基本パターンとし、基本パターンを複製し、複製したパターンを複製されたパターンも含め合計３か所に配置されている。図１２に示す配置例は、直交符号数を２ビットとし、合計１６レイヤの通信が可能となる配置である。図１２に示すように、同一ハッチングを施した位置、すなわち同一参照信号グループとし、各参照信号グループにレイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算する。図１３に示す配置例は、基本パターンが、複製されたパターンも含め合計４か所に配置されている。また、この例においても、複製されるのは配置位置であり、参照信号の内容自体は異なっていてもよい。例えば、図１３に示した（１，２）、（１，９）、（７，２）、（７，９）に配置された参照信号はそれぞれ異なって良い。すなわち、図１１に示した例では、０番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび０番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第１参照信号グループとし、１番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび１番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第２参照信号グループとし、２番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび２番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第３参照信号グループとし、３番目のサブキャリアの２番目のシンボルおよび３番目のサブキャリアの３番目のシンボルに配置された参照信号を第４参照信号グループとし、第１から第４参照信号グループを基本パターンとし、基本パターンを複製して周波数方向に合計３パターンを配置している。図１２に示した例では、２番目から９番目までのサブキャリアの２番目および３番目のシンボルに参照信号を配置し、同一のサブキャリアに配置される参照信号にレイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算する。
【００６２】
なお、直交符号は上記のパターン内だけで直交している系列を用いる例に限定されず、パターン間に渡り直交する系列を用いてもよい。例えば、第１レイヤ送信用に（１，２）、（１，３）、（１，９）、（１，１０）に配置された参照信号に直交系列＋１、＋１、＋１、＋１が乗算され、第２レイヤ送信用に（１，２）、（１，３）、（１，９）、（１，１０）に配置された参照信号に＋１、-１、＋１、-１が乗算されてもよい。
【００６３】
また、基本パターンから幾つかの参照信号グループを間引いてもよい。図１４は、図１３に示した参照信号の配置例に対して参照信号グループの間引きを行った例を示す図である。図１４に示した例では、基本パターンである（１，２）、（１，３）、（２，２）、（２，３）、（３，２）、（３，３）、（４，２）、（４，３）から、（２，２）、（２，３）および（４，２）、（４，３）に配置された参照信号グループが削除されている。そして、参照信号グループが削除された後の基本パターンが複製されて、複製されたパターンを含め合計４か所に参照信号グループが削除された後の基本パターンが配置されている。
【００６４】
また、直交符号の長さを４ビットから２ビットに変えて１６レイヤの多重を実現することもできる。具体的な例を説明する。第１レイヤ用の参照信号として（０，２）の信号に対して＋１、（６，２）の信号に対して＋１、が乗算される。第２レイヤ用の参照信号として（０，２）の信号に対して＋１、（６，２）の信号に対して−１、が乗算される。第３レイヤ用の参照信号として（１，２）の信号に対して＋１、（７，２）の信号に対して＋１、が乗算される。第４レイヤ用の参照信号として（１，２）の信号に対して＋１、（７，２）の信号に対して−１、が乗算される。第５レイヤ用の参照信号として（２，２）の信号に対して＋１、（８，２）の信号に対して＋１、が乗算される。第６レイヤ用の参照信号として（２，２）の信号に対して＋１、（８，２）の信号に対して−１、が乗算される。第７レイヤ用の参照信号として（３，２）の信号に対して＋１、（９，２）の信号に対して＋１、が乗算される。第８レイヤ用の参照信号として（３，２）の信号に対して＋１、（９，２）の信号に対して−１、が乗算される。このように０番目のシンボルの参照信号を用いて、８レイヤの送信が可能となる。
【００６５】
そして同様に、１番目のシンボルに参照信号を挿入し、第９レイヤ用の参照信号として（０，３）の信号に対して＋１、（６，３）の信号に対して＋１、が乗算される。第１０レイヤ用の参照信号として（０，３）の信号に対して＋１、（６，３）の信号に対して−１、が乗算される。第１１レイヤ用の参照信号として（１，３）の信号に対して＋１、（７，３）の信号に対して＋１、が乗算される。第１２レイヤ用の参照信号として（１，３）の信号に対して＋１、（７，３）の信号に対して−１、が乗算される。第１３レイヤ用の参照信号として（２，３）の信号に対して＋１、（８，３）の信号に対して＋１、が乗算される。第１４レイヤ用の参照信号として（２，３）の信号に対して＋１、（８，３）の信号に対して−１、が乗算される。第１５レイヤ用の参照信号として（３，３）の信号に対して＋１、（９，３）の信号に対して＋１、が乗算される。第１６レイヤ用の参照信号として（３，３）の信号に対して＋１、（９，３）の信号に対して−１、が乗算される。以上の処理により、直交符号の長さを２とし、２シンボルに参照信号を配置して、１６レイヤの多重が可能となる。この例では、１６レイヤを、１スケジュル単位内で１６キャリアを用いて多重しているため、参照信号密度は、１６／１６／１＝１［layer／ＲＥ／ＲＢ´］となる。なおレイヤ番号と直交符号との関係は上述の例に限定されない。
【００６６】
また、以上説明した例では、直交符号の長さが２ビットまたは４ビットであったが、８ビットの直交符号を用いて、参照信号の１６レイヤの多重を行うこともできる。図１５は、８ビットの直交符号を用いる場合の参照信号の配置例を示す図である。図１５に示した例では、第１レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。第２レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して−１、（１，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，３）に置かれた参照信号に対して−１、（６，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，３）に置かれた参照信号に対して−１、（７，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。
【００６７】
また、図１５に示した例では、第３レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，２）に置かれた参照信号に対して−１、（１，３）に置かれた参照信号に対して−１、（６，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，２）に置かれた参照信号に対して−１、（７，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。第４レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して−１、（１，２）に置かれた参照信号に対して−１、（１，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，３）に置かれた参照信号に対して−１、（７，２）に置かれた参照信号に対して−１、（７，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。
【００６８】
第５レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，２）に置かれた参照信号に対して−１、（６，３）に置かれた参照信号に対して−１、（７，２）に置かれた参照信号に対して−１、（７，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。第６レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して−１、（１，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，３）に置かれた参照信号に対して−１、（６，２）に置かれた参照信号に対して−１、（６，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，２）に置かれた参照信号に対して−１、（７，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。
【００６９】
第７レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（１，２）に置かれた参照信号に対して−１、（１，３）に置かれた参照信号に対して−１、（６，２）に置かれた参照信号に対して−１、（６，３）に置かれた参照信号に対して−１、（７，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。第８レイヤ向け参照信号として、（０，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（０，３）に置かれた参照信号に対して−１、（１，２）に置かれた参照信号に対して−１、（１，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（６，２）に置かれた参照信号に対して−１、（６，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（７，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。
【００７０】
同様の処理を（２，２）、（２，３）、（３，２）、（３，３）、（８，２）、（８，３）、（９，２）、（９，３）に置かれた参照信号に対して施す。第９レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。第１０レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して−１、（３，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，３）に置かれた参照信号に対して−１、（８，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，３）に置かれた参照信号に対して−１、（９，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。
【００７１】
第１１レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，２）に置かれた参照信号に対して−１、（３，３）に置かれた参照信号に対して−１、（８，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，２）に置かれた参照信号に対して−１、（９，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。第１２レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して−１、（３，２）に置かれた参照信号に対して−１、（３，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，３）に置かれた参照信号に対して−１、（９，２）に置かれた参照信号に対して−１、（９，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。
【００７２】
第１３レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，２）に置かれた参照信号に対して−１、（８，３）に置かれた参照信号に対して−１、（９，２）に置かれた参照信号に対して−１、（９，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。第１４レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して−１、（３，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，３）に置かれた参照信号に対して−１、（８，２）に置かれた参照信号に対して−１、（８，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，２）に置かれた参照信号に対して−１、（９，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。
【００７３】
第１５レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（３，２）に置かれた参照信号に対して−１、（３，３）に置かれた参照信号に対して−１、（８，２）に置かれた参照信号に対して−１、（８，３）に置かれた参照信号に対して−１、（９，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，３）に置かれた参照信号に対して＋１が乗算される。第１６レイヤ向け参照信号として、（２，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（２，３）に置かれた参照信号に対して−１、（３，２）に置かれた参照信号に対して−１、（３，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（８，２）に置かれた参照信号に対して−１、（８，３）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，２）に置かれた参照信号に対して＋１、（９，３）に置かれた参照信号に対して−１が乗算される。
【００７４】
以上説明した図１５に説明した例では、１６レイヤを、１スケジュル単位内で１６キャリアを用いて多重しているため、参照信号密度は、１６／１６／１＝１［layer／ＲＥ／ＲＢ´］となる。なおレイヤ番号と直交符号との関係は上述の例に限定されない。図１６に示す配置例において、図１５の配置を１サブキャリア周波数領域において、シフトを与えた例である。図１５および図１６において、８レイヤ多重が可能となる配置例でもある。例えば図１６の配置例において、４ビットの直交符号を用い、第１レイヤ向けに（１，２）に置かれた参照信号に＋１、（１，３）に置かれた参照信号に＋１、（２，２）に置かれた参照信号に＋１、（２，３）に置かれた参照信号に＋１を乗算する。４ビットの直交符号は上述したようにレイヤごとに異なる。図１６に示す例は周波数領域にて２回複製する配置例となる。すなわち、図１６の例では、１番目および２番目のサブキャリアの２番目のシンボルと１番目および２番目のサブキャリアの３番目のシンボルとに配置された参照信号を第１参照信号グループとし、３番目および４番目のサブキャリアの２番目のシンボルと３番目および５番目のサブキャリアの３番目のシンボルとに配置された参照信号を第２参照信号グループとし、第１および第２の参照信号グループに前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算し、第１および第２参照信号グループを基本パターンとし、基本パターンを複製して周波数方向に６サブキャリアシフトさせて配置する。
【００７５】
以上説明した例では、複数のシンボル時間にわたり参照信号を配置したが、１シンボル時間に参照信号を配置して、直交符号を用いて多重を行うことも可能である。図１７は、１シンボル時間に参照信号を配置して直交符号を用いて多重を行う例を示す図である。図１７に示した例では、（０，２）、（１，２）で第１参照信号グループを構成し、（３，２）、（４，２）で第２参照信号グループを構成し、（６，２）、（７，２）で第３参照信号グループを構成し、（９，２）、（１０，２）で第４参照信号グループを構成する。例えば、第１レイヤ用の参照信号として、（０，２）の参照信号に対し＋１が乗算され、（１，２）の参照信号に＋１が乗算される。第２レイヤ用の参照信号として、（０，２）の参照信号に対し＋１が乗算され、（１，２）の参照信号に対し−１が乗算される。同様の処理を他の参照信号グループに施すことで、２番目のシンボル時間内で８レイヤの参照信号の送信が可能となる。図１７において、各グループ間に周波数領域において１サブキャリア開けたが、図１８に示した例のように、間隔を空けずに参照信号を配置しても良い。図１８に示した例では、２番目および３番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、４番目および５番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、６番目および７番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第３参照信号グループとし、８番目および９番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第４参照信号グループとし、第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算する。図１７又は図１８の配置例において、周波数領域に複製しないパターンを示したが、図１９に示す通り、周波数に複数の配置パターンを複製しても良い。その結果、図１９に示すとおり２シンボルを用いて、参照信号を配置する。すなわち、図１９の例では、１番目、２番目、７番目および８番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、３番目、４番目、９番目および１０番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、１番目、２番目、７番目および８番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第３参照信号グループとし、３番目、４番目、９番目および１０番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第４参照信号グループとし、第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算する。また図２０に示す通り、周波数に同じパターンを３回複製しても良い。すなわち、図２０に示した例では、１番目および２番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、３番目および４番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、１番目および２番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第３参照信号グループとし、３番目および４番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第４参照信号グループとし、前記第１から第４参照信号グループの各参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算し、第１から第４参照信号グループを基本パターンとし、基本パターンを複製して周波数方向に合計３パターンを配置する。
【００７６】
図１７に示した配置パターンを同じように２シンボル時間に適用することで、レイヤの多重数を増やすことが可能である。図２１は、２シンボル時間に参照信号を配置して直交符号を用いて多重を行う例を示す図である。２番目のシンボル時間には、図１７に示した参照信号と同様に直交符号を乗算した参照信号を配置する。そして、３番目のシンボル時間にも同様に、直交符号を乗算した参照信号を配置することで、図１７に示した例に対して追加の８レイヤの多重が可能となるので、合計で１６レイヤの多重が可能となる。図２２に示した配置パターンにて、各グループの周波数領域における間隔が無くなる。図２２に示した例では、２番目および３番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、４番目および５番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、６番目および７番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第３参照信号グループとし、８番目および９番目のサブキャリアの２番目のシンボルを第４参照信号グループとし、２番目および３番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第５参照信号グループとし、４番目および５番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第６参照信号グループとし、６番目および７番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第７参照信号グループとし、８番目および９番目のサブキャリアの３番目のシンボルを第８参照信号グループとし、第１から第８参照信号グループの各参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算する。
【００７７】
図１７に示した例では、参照信号グループ内で参照信号の配置位置が周波数領域で隣接しているが、参照信号グループ内で参照信号の配置位置が周波数領域で隣接していなくてもよい。すなわち、同一の参照信号グループを構成する参照信号が周波数領域で分散されていてもよい。図２３は、同一の参照信号グループを構成する参照信号が周波数領域で分散される例を示す図である。図２３では、同一の参照信号グループに対応する位置は同一のハッチングを施している。図２３に示した配置例では、例えば、第１参照信号グループの参照信号は（０，２）および（６，２）に配置される。図２４に示す例はにおいては参照信号グループが周波数に連続して配置される。例えば第１グループは第２シンボルの（１，２）から（４，２）まで配置される。そして４ビット直交符号が適用される。さらに、２回周波数に２回複製される。第２グループは第３シンボルに配置される。図２４に示した例では、１番目から４番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、１番目から４番目までのサブキャリアの３番目のシンボルを第２参照信号グループとし、前記第１および第２の参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる４ビットの直交符号を乗算し、第１および第２参照信号グループを基本パターンとし、基本パターンを複製して周波数方向に６サブキャリアシフトさせて配置する。
【００７８】
また、図１７に示した配置例は、直交符号を２ビットとした例であるが、８ビットの直交符号を用いてもよい。図２５は、８ビットの直交符号を用いて１シンボル時間に参照信号を配置した例を示す図である。図２５に示した例では、（０，２）、（１，２）、（３，２）、（４，２）、（６，２）、（７，２）、（９，２）、（１０，２）に参照信号が配置される。そして、図２５に示した例では、８ビット直交符号を用いてレイヤ多重される。例えば、８ビットの直交符号としては、  [＋１、＋１、＋１、＋１、＋１、＋１、＋１、＋１]、[＋１、−１、＋１、−１、＋１、−１、＋１、−１]、[＋１、＋１、−１、−１、＋１、＋１、−１、−１]  、[＋１、−１、−１、＋１、＋１、−１、−１、＋１]、[＋１、＋１、−１、−１、−１、−１、＋１、＋１]、[＋１、−１、−１、＋１、−１、＋１、＋１、−１]を用いることができる。
【００７９】
また、８ビットの直交符号を用いて図２５に示した例とは別の位置に参照信号を配置してもよい。図２６は、８ビットの直交符号を用いて１シンボル時間に参照信号を配置した別の例を示す図である。図２６に示した例では、（２，２）から（９，２）まで参照信号が周波数領域に連続して配置される。図２７に示す例は、第２シンボルに配置された参照信号配置パターンが第３シンボルに配置された例を示す。本配置例を用いて、合計１６レイヤが可能となる。第２シンボルに配置された参照信号を用いて、第１レイヤから第８レイヤまで多重し、第３シンボルに配置された参照信号を用いて、第９レイヤから第１６レイヤまで多重する。図２７に示した例では、２番目から９番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、２番目から９番目までのサブキャリアの３番目のシンボルを第２参照信号グループとし、第１および第２の参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる８ビットの直交符号を乗算する。
【００８０】
次に、本実施の形態の基地局１における直交符号の割当、時間領域および周波数における配置、および制御情報の生成の処理手順について説明する。図２８は、本実施の形態の基地局１における処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、基地局１は、送信対象となるＵＥすなわち端末２の数および各ＵＥ向けのレイヤ数を決定する（ステップＳ１）。具体的には、基地局１の制御部１０が、端末２から受信した信号に基づいて、送信対象となる端末２の数を管理している。例えば、基地局１の制御部１０は、基地局１との通信の開始の要求を送信して端末２を、該端末２が通信の終了を要求するまでの間、送信対象のＵＥとして管理する。また、制御部１０は、端末２が通信の終了を要求していなくても、一定時間以上端末２から信号を受信しない場合に、送信対象のＵＥから削除してもよい。制御部１０は、端末２から送信された帯域割当て要求に基づいて、各ＵＥ向けのレイヤ数を決定する。なお、基地局１におけるＵＥ数の管理およびレイヤ数の割当て方法については、どのような方法を用いてもよく、一般的な方法を用いることができるため詳細な説明は省略する。
【００８１】
次に、基地局１の制御部１０は、ＵＥ数と各ＵＥに割当てたレイヤ数とに応じて、参照信号の時間領域および周波数領域の配置位置を決める（ステップＳ２）。例えば、ＵＥ数が８であり、各ＵＥに２レイヤずつレイヤを割当てる場合、制御部１０は、合計レイヤ数は１６であるため、１６レイヤを多重可能な参照信号の周波数領域および時間領域の配置を決定する。この際、直交符号のビット数についても決定する。基地局１は、上述したように、レイヤ間で参照信号の周波数領域の位置および時間領域の位置のうち少なくとも１つが異なるように配置するまたはレイヤ間で参照信号の周波数領域の位置および時間領域の位置が同じ場合には直交符号を乗算することで、レイヤ間で参照信号が干渉しないようにしている。すなわち、制御部１０は、レイヤ間で参照信号が干渉しないように参照信号の時間領域および周波数領域の位置、および直交符号の乗算の有無を決定する。
【００８２】
次に、基地局１の制御部１０は、直交符号を各レイヤの各参照信号グループに割当てる（ステップＳ３）。制御部１０は、参照信号の時間領域および周波数領域の位置、および直交符号を、各レイヤに対応する処理部１２へ指示する。
【００８３】
各処理部１２は、制御部１０からの指示に従って、参照符号に直交符号を乗算する（ステップＳ４）。なお、参照信号自体は、上述したように、各処理部１２の第１の制御信号生成部１２５が、あらかじめ定められた複数のパターンのなかから選択することができる。また、参照符号にはスクランブル処理が施された後に直交符号が乗算されてもよいし、直交符号が乗算された後にスクランブル処理が施されてもよい。
【００８４】
各処理部１２は、パラメタ情報を生成する（ステップＳ５）。具体的には、パラメタ情報生成部１２３が、第１の制御信号生成部１２５、第２の制御信号生成部１２４および第３の制御信号生成部１２２からの情報に基づいて、パラメタ情報を生成する。なお、第３の制御信号生成部１２２は、制御部１０からの指示にしたがって、参照信号の配置を決定する。この際、対応する端末２からのフィードバック情報に基づいて、上述したように、参照信号の配置を変更したり、参照信号グループの数を変更したりといった処理を行ってもよい。また、制御部１０は、スクランブル処理の有無を各処理部１２へ指示するようにしてもよい。
【００８５】
次に、基地局１は、時間、周波数および空間多重処理を実施し（ステップＳ６）、処理を終了する。具体的には、各処理部１２の多重部１２９が、データ、参照信号および制御信号を多重する。そして、プリコーディング部１３がプリコーディング処理により各処理部１２から出力された各レイヤの多重信号を空間多重することにより、時間、周波数および空間多重処理が実施される。時間、周波数および空間多重処理後の信号は、送信部１４により送信される。
【００８６】
図２９は、本実施の形態の端末２の機能構成例を示す図である。端末２は、受信部２１、復調部２２、制御部２３および送信部２４を備える。受信部２１は、基地局１から受信した信号からＣＰの除去、ＤＦＴ（Discrete  Fourier  Transform）処理などを実施する。復調部２２は、受信部２１により受信された信号に基づいて、伝送路推定およびレイヤごとの復調処理を実施する。この際、復調部２２は、受信信号に含まれるパラメタ情報に基づいて参照信号に配置などを把握する。制御部２３は、復調部２２による伝送路推定の結果、受信部２１により測定される受信信号の強度、図示しない位置検出手段による端末２の位置の検出結果などに基づいてフィードバック情報を生成し、送信部２４を介して、フィードバック情報を基地局１へ送信する。
【００８７】
次に、基地局１および端末２のハードウェア構成について説明する。図２に示した基地局１の構成要素のうち、送信部１４は送信機であり、受信部１１は受信機である。図２に示した基地局１の構成要素のうち制御部１０、処理部１２およびプリコーディング部１３は処理回路により実現される。送信部１４および受信部１１のうちの一部が処理回路であってもよい。これらの処理回路は、プロセッサがソフトウェアを実行する回路であってもよいし、専用の回路であってもよい。処理回路がソフトウェアにより実現される場合、処理回路は、例えば、図３０に示す制御回路である。図３０は、制御回路１００の一例を示す図である。制御回路１００は、入力部１０１、プロセッサ１０２、メモリ１０３および出力部１０４を備える。入力部１０１は、外部から入力されたデータを受信する受信部である。出力部１０４は、データを外部へ送信する送信部である。
【００８８】
プロセッサ１０２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）ともいう）である。メモリ１０３は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等が該当する。処理回路が図３０に示す制御回路１００である場合、プロセッサ１０２がメモリ１０３に記憶された、基地局１の各々の構成要素に対応するプログラムを読み出して実行することにより各構成要素が実現される。また、メモリ１０３は、プロセッサ１０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００８９】
基地局１を構成する各部のうち専用のハードウェアとして構成されるものは、図３１に示す回路により実現される。図３１は、専用のハードウェア回路の構成例を示す図である。専用のハードウェア回路２００は、入力部２０１、処理回路２０２、および出力部２０３を備える。入力部２０１は、外部から入力されたデータを受信する受信部である。出力部２０３は、データを外部へ送信する送信部である。処理回路２０２は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものである。
【００９０】
また、基地局１を構成する各構成要素は、専用のハードウェア回路２００と制御回路１００とが組み合わされて実現されてもよい。
【００９１】
端末２の送信部２４は送信機であり、端末２の受信部２１は受信機である。復調部２２および制御部２３は、上述した制御回路１００により実現されてもよいし、専用のハードウェア回路２００により実現されてもよい。送信部２４および受信部２１に一部も、上述した制御回路１００により実現されてもよいし、専用のハードウェア回路２００により実現されてもよい。
【００９２】
以上のように、本実施の形態では、基地局１において制御部１０が、レイヤ間で参照信号が干渉しないように参照信号の時間領域および周波数領域の位置、および直交符号の乗算の有無を決定するようにした。このため、レイヤ間での参照信号の干渉を抑制することができ、基地局１からの信号の再送を抑制して通信容量の低下を抑制するとともに、必要以上に多くの参照信号を挿入することを抑制することができ、伝送効率の低下を抑制することができる。
【００９３】
実施の形態２．
次に本発明にかかる実施の形態２の参照信号の配置方法について説明する。本実施の形態の基地局１および端末２の構成は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。実施の形態１では、１２キャリアおよび１４シンボルをスケジュル単位として、スケジュル単位に納まる参照信号の配置例を示した。本実施の形態では、複数のスケジュル単位にまたがって参照信号を配置することも可能とする配置方法について説明する。以下では、１スケジュル単位のリソースを１ＲＢ´と呼ぶ。
【００９４】
本実施の形態では、参照信号を複数のスケジュル単位すなわち複数のＲＢ´に分散させ配置させる。複数のＲＢ´に参照信号を分散して配置することで、周波数利用効率が改善する。複数のＲＢ´に参照信号を配置する場合、あらかじめ基地局１は、何個のＲＢ´を１グループとして扱って参照信号を配置するか決める必要がある。参照信号が分散されて配置される複数のＲＢ´で構成されるグループを、リソースブロックグループという。以下の例では、２つのＲＢ´でリソースブロックグループが構成されるとし、これら２つのＲＢ´をリソースブロックペアと呼ぶ。
【００９５】
例えば、ＲＢ´０とＲＢ´１の２つのＲＢ´がリソースブロックペアを構成するとする。この場合に、基地局１は、８レイヤを多重して送信を行う場合、第１レイヤから第４レイヤの参照信号はＲＢ´０内、第５レイヤから第８レイヤの参照信号はＲＢ´１内に配置する。この場合、８レイヤ分の参照信号を１ＲＢ´内に配置する必要が無いので、８レイヤ分の参照信号を全てのＲＢ´内に配置する場合に比べて周波数利用効率が向上する。
【００９６】
図９に配置された参照信号を用いて具体例を説明する。図９の例と同様に、直交符号の長さを４ビットとし、２シンボル時間に参照信号を挿入し、１６レイヤの多重を行うとする。図３２は、本実施の形態の参照信号の配置例を示す図である。図３２では、基地局１は、図９に示した参照信号を２つのＲＢ´に渡って分散させて配置している。詳細には、ＲＢ０´では、（０，２）、（０，３）、（１，２）、（１，３）、（２，２）、（２，３）、（３，２）、（３，３）に参照信号が配置され、ＲＢ´１では、（６，２）、（６，３）、（７，２）、（７，３）、（８，２）、（８，３）、（９，２）、（９，３）に参照信号が配置されている。
【００９７】
第１レイヤ用の参照信号としてＲＢ´０の（０，２）の信号に対して＋１、ＲＢ´０の（０，３）の信号に対して＋１、ＲＢ´１の（６，２）の信号に対して＋１、ＲＢ´１の（６，３）の信号に対して＋１が乗算される。第２レイヤ用の参照信号としてＲＢ´０の（０，２）の信号に対して＋１、ＲＢ´０の（０，３）の信号に対して−１、ＲＢ´１の（６，２）の信号に対して＋１、ＲＢ´１の（６，３）の信号に対して−１が乗算される。第３レイヤ用の参照信号としてＲＢ´０の（０，２）の信号に対して＋１、ＲＢ´０の（０，３）の信号に対して＋１、ＲＢ´１の（６，２）の信号に対して−１、ＲＢ´１の（６，３）の信号に対して−１が乗算される。第４レイヤ用の参照信号としてＲＢ´０の（０，２）の信号に対して＋１、ＲＢ´０の（０，３）の信号に対して−１、ＲＢ´１の（６，２）の信号に対して−１、ＲＢ´１の（６，３）の信号に対して＋１が乗算される。
【００９８】
従って、（０，２）、（０，３）、（６，２）、（６，３）に配置された参照信号と直交符号を用いることで４レイヤまで多重することができる。同様にＲＢ０の（１，２）、ＲＢ０の（１，３）、ＲＢ１の（７，２）、ＲＢ１の（７，３）によって成り立つグループ、ＲＢ０の（２，２）、ＲＢ０の（２，３）、ＲＢ１の（８，２）、ＲＢ１の（８，３）によって成り立つグループ、ＲＢ０の（３，２）、ＲＢ０の（３，３）、ＲＢ１の（９，２）、ＲＢ１の（９，３）によって成り立つグループに対してそれぞれ直交符号を用いることで、それぞれのグループで４レイヤまで多重できる。その結果、合計１６レイヤの参照信号を多重することが可能となる。１６キャリアを用いて１６レイヤを２ＲＢ´内で送るので、参照信号密度は、１６／１６／２＝１／２［layer／ＲＥ／ＲＢ´］となる。なおレイヤ番号と直交符号との関係は上述の例に限定されない。
【００９９】
リソースブロックペア内に参照信号を配置する場合、参照信号の配置位置に幾つかの手法が考えられる。パラメタ情報生成部１２３は、どの手法を用いて参照信号を配置したかをパラメタ情報に含める。例えば、（０，２）、（０，３）、（１，２）、（１，３）、（２，２）、（２，３）、（３，２）、（３，３）に配置される参照信号を第１参照信号グループとし、（６，２）、（６，３）、（７，２）、（７，３）、（８，２）、（８，３）、（９，２）、（９，３）に配置される参照信号を第２参照信号グループとし、各参照信号グループに参照信号が配置されて送信されるか否かのフラグをパラメタ情報に含める。例えば、図３２に示した例では、パラメタ情報において、ＲＢ´０に対応するフラグ値は、第１参照信号グループに対応するフラグは送信することを示す値であり第２参照信号グループに対応するフラグは送信しないことを示す値である。また、ＲＢ´１に対応するフラグ値は、第１参照信号グループに対応するフラグは送信しないことを示す値であり第２参照信号グループに対応するフラグは送信することを示す値である。
【０１００】
また、第１参照信号グループおよび第２参照信号グループのＲＢ´内の基準位置をあらかじめ定めておき、基準位置からのオフセット値がパラメタ情報に格納されるようにしてもよい。例えば、図３２の例において、第１および第２参照信号グループは基準位置のままとする。そしてオフセット値はＲＢ‘単位、すなわち周波数方向に１２サブキャリアとする。この場合、パラメタ情報において、ＲＢ´０では、第１参照信号グループのフラグの値は送信されることを示す値であり、第１参照信号グループのオフセット値は０であり、第２参照信号グループのフラグの値は送信されないことを示す値である。一方、パラメタ情報において、ＲＢ´１では第１参照信号グループはフラグの値は送信されないことを示す値あり、第２参照信号グループはフラグの値は送信されることを示す値であり第２参照信号グループのオフセット値は１（ＲＢ´）である。すなわち、オフセット値はＲＢ´０を基準として定義される。なおオフセット値はＲＢ´単位ではなくサブキャリア単位で定義されても良い。
【０１０１】
図３３は、図３２に示した配置例とオフセット値が異なる配置例を示す図である。図３３に示した配置例では、パラメタ情報において、ＲＢ´０では、第１参照信号グループのフラグの値は送信されることを示す値であり第１参照信号グループのオフセット値は０であり、第２参照信号グループのフラグの値は送信されないことを示す値である。パラメタ情報において、ＲＢ´１では第１参照信号グループのフラグ値は送信されることを示す値であり第１参照信号グループのオフセット値は１（ＲＢ´）であり、第２参照信号グループのフラグの値は送信されないことを示す値である。
【０１０２】
リソースブロックペア内の１つのＲＢ´における参照信号グループの配置を基準として、他のＲＢ´については基準の位置からのオフセット量を指定してもよい。例えば、図３２の例では、ＲＢ´０における参照信号グループの配置を基準とすると、ＲＢ´１のオフセット量は６である。図３４に図２７に示した１シンボルを用いた参照信号が配置された例を示す。ＲＢ´０にて、第２シンボルに配置された参照信号を用いて第１レイヤから第８レイヤを多重し、ＲＢ´１にて第３シンボルに配置された参照信号を用いて第９レイヤから第１６レイヤを多重する。図３４に示した例では、第０スケジュル単位（ＲＢ´０）と第１スケジュル単位（ＲＢ´１）に渡って参照信号を配置し、第０スケジュル単位の２番目から９番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第１参照信号グループとし、第１スケジュル単位の２番目から９番目までのサブキャリアの２番目のシンボルを第２参照信号グループとし、第１および第２の参照信号グループの参照信号に前記レイヤごとに異なる８ビットの直交符号を乗算する。図３５にて図１１に示した配置の分割例を示す。図３５に示した例では、第０スケジュル単位と第１スケジュル単位に渡って参照信号を配置し、第０スケジュル単位の０番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第１参照信号グループとし、前記第０スケジュル単位の１番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第２参照信号グループとし、第１スケジュル単位の２番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第３参照信号グループとし、第１スケジュル単位の３番目のサブキャリアの２番目および３番目のシンボルを第４参照信号グループとし、第１から第４の参照信号グループの参照信号にレイヤごとに異なる２ビットの直交符号を乗算し、第１から第４参照信号グループを基本パターンとし、前記基本パターンを複製して周波数方向に合計３パターンを配置し、各パターンは周波数方向に４サブキャリアオフセットしている。
【０１０３】
基地局１は、実施の形態１で述べたように１ＲＢ´に参照信号を配置するか、または上述したように複数のＲＢ´に分散させて参照信号を配置するかを、端末２の相対距離または伝送路情報に基づいて決定するようにしてもよい。すなわち、基地局１は、１つのスケジュル単位のリソース内で参照信号の周波数領域および時間領域の配置を決定する第１の配置処理を実施するか、または複数のスケジュル単位のリソース内で参照信号の周波数領域および時間領域の配置を決定する第２の配置処理を実施するかを選択するようにしてもよい。第２の配置処理を実施する場合、１つのスケジュル単位のリソース内において前記参照信号に用いられるデータ量は、第１の配置処理を実施する場合に１つのスケジュル単位のリソース内において参照信号に用いられるデータ量より少ない。
【０１０４】
以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。上述のように、参照信号として用いる系列をグループ化してグループ番号またはインデックス番号を割り振り、パラメタ情報において参照信号グループの送信の有無またはオフセット値を含めることで、端末２はパラメタ情報を用いて復調を行うことが可能となる。このように、本実施の形態では、複数のＲＢ´に参照信号を分散させて配置するようにしたので、実施の形態１に比べて伝送効率を向上させることができる。
【０１０５】
実施の形態３．
図３６は本発明にかかる実施の形態３の基地局の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１の基地局１の代わりに基地局１ａを備える以外は実施の形態１の通信システムと同様である。実施の形態１と同一の機能を有する構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【０１０６】
本実施の形態の基地局１ａは、複数のレイヤの空間多重を実施する。端末２が、各レイヤの信号を復調するためには、各レイヤに対応する参照信号を把握する必要がある。言い換えると何らかの形で、端末２は、レイヤごとの参照信号を区別しなくてはならない。実施の形態１および実施の形態２では、時間領域、周波数領域および直交符号を用いてレイヤごとの参照信号を分離可能とする手法を説明した。実施の形態１および実施の形態２では、端末２には、パラメタ情報により、自身に対応するレイヤの、参照信号の配置位置と参照信号のパターンと直交符号が拡散されている場合の直交符号に関する情報とが通知される。
【０１０７】
空間多重はプリコーディング部１３により送信先の端末２ごとに異なるビームフォーミングを行うことにより実現される。言い換えれば、理想的なビームフォーミングがなされた場合、基地局１ａから伝送される信号は端末２ごとに空間的に分離された状態で伝送され、各端末２は自局宛のレイヤだけを受信することとなる。この場合、端末２は、自身に送信されるレイヤの参照信号に関するパラメタ情報が把握できればよい。各端末２宛てに２レイヤずつ伝送が行われ、４つの端末２宛てに基地局１がレイヤ多重により送信するとすれば、基地局１は８レイヤの信号を送信することになる。理想的なビームフォーミングが行われ、ビームフォーミングにより完全に端末２ごとに送信信号が分離されれば、各端末２は、自身に対応する２レイヤの参照信号のパラメタ情報を把握できればよい。
【０１０８】
一方で、実際の環境においては、正確な伝送路情報が得られないなど様々な理由により、完全なビームフォーミングを実施することは困難である。したがって、ユーザ間干渉すなわち他の端末２宛ての信号による影響の完全な抑圧は困難である。このような場合は、各端末２では自局宛のレイヤの信号と共に、他端末２宛のレイヤの信号が混ざって受信される。したがって、自局宛レイヤの参照信号と他局宛レイヤの参照信号とを把握し、自局宛レイヤの参照信号を用いて復調処理を行う必要がある。この「混ざり具合」はビームフォーミングの精度および端末２間の距離などに依存するものである。したがって、空間的な分離精度に応じて、参照信号の配置および直交符号による各参照信号の分離に対する要求の程度は異なる。例えば、空間的な分離精度が高ければ、参照信号の周波数領域および時間領域における配置と直交符号とによる各参照信号の分離の程度は弱くてよく、例えば周波数領域または時間領域において完全に参照信号が分離していなくてもよい。
【０１０９】
実施の形態１および実施の形態２では、レイヤ間で干渉が生じないように、参照信号の周波数領域および時間領域における配置と直交符号とを用いてレイヤ間で参照信号を分離させている。このため、参照信号の識別精度は良い反面、参照信号にリソースが消費される。本実施の形態では、端末２の状態により、参照信号に用いられるリソースの消費を抑制する方法を説明する。
【０１１０】
図３６の構成図に示したように、本実施の形態における基地局１ａは、実施の形態１の基地局１にグルーピング制御部１５を追加した構成を有する。グルーピング制御部１５は各処理部１２のフィードバック情報処理部１２１から、各端末２から受信したフィードバック情報を収集する。または、グルーピング制御部１５は、受信部１１から受け取った受信信号から、各端末２から送信されたフィードバック情報を抽出することにより、各端末２から受信したフィードバック情報を収集してもよい。グルーピング制御部１５は、各端末２のフィードバック情報に基づいて、高精度な空間分離が可能な端末２の組合せと、空間分離が困難な端末２の組合せとを算出する。具体的には、高精度な空間分離が可能か否かの判断方法については後述する。そして、空間分離が困難な端末２は同一グループに属し、高精度な空間分離が可能な端末２は異なるグループに属するように、端末２をグループ分けする。言い換えると各グループ内の端末２間は空間分離が困難であってもよいことになる。
【０１１１】
グルーピング制御部１５は、端末２をグループ分けした結果に基づいて、各処理部１２のフィードバック情報処理部１２１に対して、使用すべき参照信号に関する情報を指示する。具体的には、グルーピング制御部１５は、同一グループ内の端末２に対応するレイヤの処理部１２に対しては、時間領域、周波数領域および乗算する直交符号のうちの少なくとも１つによりレイヤ間の参照信号の直交が確保されるように、参照信号に関する情報を指示する。参照信号に関する情報とは、時間領域、周波数領域および乗算する直交符号のうちの少なくとも１つを示す情報である。一方で、本実施の形態では、グループ間では時間領域および周波数領域の配置が同一であることを許容し直交符号による直交が実施されないことも許容する。すなわち、本実施の形態では、グループ間では同一の参照信号の利用を許可し、スクランブル系列をグループ間で変更して参照信号を伝送する。なお、スクランブル系列ではなく参照信号の系列自体をグループ間で変更してもよい。
【０１１２】
高精度な空間分離が可能かどうかの判断は、様々な手法により実現が可能である。例としていくつかの方法を以下に示す。
・端末２間の距離が一定値以上であるか否かによる判断方法
各端末２から各端末２の位置情報をフィードバックさせることで、空間多重の対象となる端末２間の位置関係を把握することができる。一般的に距離の近い端末２は空間分離が困難となる。基地局１ａは、端末２間の距離を算出し、端末２間の距離が一定値以上の場合、高精度な分離が可能と判断することができる。
・端末２が捕捉するビーム情報による方法
基地局１ａが、狭ビームで通信を行う場合、新規端末２の発生を検知するために定期的にセル全域にビーム走査を実施する。すなわち、ビームの方向を変更させて、基地局１ａが構成するセル全体を走査する。一般的には基地局から見たビームの方向は、あらかじめビーム番号として紐づけられる。この時、各端末２は、どの方向のビームを最大電力で受信できたかを求め、最大電力で受信できたビームの方向あるいはビーム番号を基地局１ａへフィードバック情報として送信する。これにより基地局１ａは、空間多重の対象となる端末２間の位置関係を把握することができる。基地局１ａは、端末２間において最大電力で受信されたビームの方向の角度差が一定値以上である場合、高精度な分離が可能と判断することができる。
・空間相関による方法
基地局１ａと端末２との間の伝送路情報はビームフォーミングを行うに当たって重要な情報である。一般的には伝送路のレシプロシティ（Reciprocity）または伝送路の可逆性を活用して、アップリンクの通信で送信された既知信号を用いて、基地局１ａが伝送路情報を算出してもよいし、端末２からフィードバックとして伝送路情報を取得してもよい。この伝送路情報に基づき、ＵＥ間の空間相関を算出することができる。空間相関の算出方法は次の通りである。例えば、ＵＥと基地局の間の伝送路によって起こる位相回転量および電力減衰量を伝送路情報となる。そして、異なるＵＥからフィードバックされる前述の位相回転量や電力減衰量の相関値が高ければ空間相関が高いと判断することが出来る。基地局１ａは、空間相関の高い端末２間は空間分離が難しくなる。端末２間の空間相関が一定値未満の場合、高精度な分離が可能と判断することができる。
【０１１３】
図３７は、本実施の形態の基地局１ａにおける処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、基地局１ａのグルーピング制御部１５は、各ＵＥすなわち各端末２から各端末２の位置情報を取得する（ステップＳ１１）。ステップＳ１２は、実施の形態１のステップＳ１と同様である。ステップＳ１２の後、グルーピング制御部１５は、端末２の位置情報に基づいて端末２をグループ分けする（ステップＳ１３）。
【０１１４】
次に、グルーピング制御部１５は、各グループに対して、異なるスクランブル符号すなわち異なるスクランブル系列を割当てる（ステップＳ１４）。次に、グルーピング制御部１５は、グループ内の端末２に対して実施の形態１と同様に直交符号を割当てる（ステップＳ１５）。次に、処理部１２は、グルーピング制御部１５からの指示に基づいて、参照信号と直交符号との乗算、スクランブル処理を実施する（ステップＳ１６）。ステップＳ１７、およびステップＳ１８は、実施の形態１のステップＳ５、およびステップＳ６とそれぞれ同様である。なお、本実施の形態では、レイヤ間で周波数領域および時間領域における参照信号の配置は同一でよい。制御部１０は、周波数領域および時間領域における参照信号を任意の位置に配置することができる。
【０１１５】
図３８は、本実施の形態の基地局１ａにおける処理手順の別の一例を示すフローチャートである。図３８に示した例では、伝送路情報（ＣＳＩ情報）に基づいて、グループ分けが実施される。まず、基地局１ａは、各端末２から伝送路情報（ＣＳＩ情報）を取得する（ステップＳ２１）。ステップＳ２２は、実施の形態１のステップＳ１と同様である。次に、基地局１ａのグルーピング制御部１５は、端末２間の空間相関値を算出する（ステップＳ２３）。基地局１ａのグルーピング制御部１５は、端末２間の空間相関値に基づいて端末２をグループ分けする（ステップＳ２４）。ステップＳ２５〜ステップＳ２９は、ステップＳ１４〜ステップＳ１８と同様である。
【０１１６】
基地局１ａは、本実施の形態で説明したレイヤ間で周波数領域および時間領域の配置を同一とする第１の割当てと、実施の形態１で述べたような、レイヤ間で周波数領域、時間領域の配置および乗算する直交符号のうち少なくとも１つが異なる第２の割当てと、のうちのいずれかを選択して実施することができる。例えば、基地局１ａは、端末２間の距離に応じて、第１の割当てまたは第２の割当てを選択する。または、基地局１ａは、端末２において基地局１ａから送信された照射する方向が異なる信号を受信した際の受信強度が最大となった方向を示す情報を端末２から取得し、端末２間の方向の差に基づいて、第１の割当てまたは第２の割当てを選択するようにしてもよい。または、基地局１ａは、端末２から伝送路情報を取得し、伝送路情報に基づいて端末２間の空間相関を算出し、空間相関に応じて、第１の割当てまたは第２の割当てを選択してもよい。
【０１１７】
本実施の形態の基地局１ａにおけるグルーピング制御部１５は、実施の形態１の各構成要素と同様に、図３０に示した制御回路１００により実現されてもよいし、図３１に示した専用のハードウェア回路２００により実現されてもよい。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態では、端末２間が高精度な分離が可能か否かにより端末２をグループ分けし、高精度な分離が可能な端末２間では、時間領域、周波数領域および乗算する直交符号が同一であることを許容し、高精度な分離が可能な端末２間ではスクランブル処理を異ならせるようにした。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、実施の形態１に比べ参照信号によるリソースの消費を抑制することができる。
【０１１９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１ａ  基地局、２，２−１〜２−ｎ  端末、３  通信システム、１０，２３  制御部、１１，２１  受信部、１２，１２−１〜１２−Ｎ  処理部、１３  プリコーディング部、１４，２４  送信部、１５  グルーピング制御部、２２  復調部、１２１  フィードバック情報処理部、１２２  第３の制御信号生成部、１２３  パラメタ情報生成部、１２４  第２の制御信号生成部、１２５  第１の制御信号生成部、１２６  参照信号生成部、１２７  データ生成部、１２８  スクランブル処理部、１２９  多重部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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