(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号点間距離が異なる複数のレイヤから構成される変調シンボルを用い、複数の受信装置に対して複数の変調シンボルを伝送する送信装置であって、
前記変調シンボルは、第１の受信装置宛てのデータ信号と第２の受信装置宛てのデータ信号を信号点間距離が異なる複数のレイヤに割り当てることで生成するレイヤ割当部と、
複数の前記変調シンボルを前記第１の受信装置および前記第２の受信装置に送信する送信部と、を備え、
前記レイヤ割当部は、前記第１の受信装置宛てに送信する複数の前記変調シンボルの一部では前記第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、第２の受信装置に送信するデータを第２のレイヤに割り当てる第１の構成とし、前記第１の受信装置宛てに送信する複数の前記変調シンボルの別の一部では前記第１の構成と異なる第２の構成で変調シンボルを生成することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記レイヤ割当部は、予め設定されるテーブルまたは定義式に基づいて前記第１の構成の前記変調シンボル数を決定することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記レイヤ割当部は、受信品質に応じて、前記第１の構成の前記変調シンボル数を決定することを特徴とする請求項１の送信装置。
【請求項４】
請求項１記載の送信装置から送信された複数の変調シンボルを受信する受信装置であって、
前記変調シンボルは、自局宛てのデータ信号と他の受信装置宛てのデータ信号とを信号点間距離が異なる複数のレイヤに割り当てることで構成され、前記複数のレイヤに割り当てられた前記データ信号をレイヤ毎に復調するレイヤ復調部と、
前記レイヤ毎に復調された前記データ信号から自局宛てのデータ信号を抽出する抽出部と、を備えることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置が複数の移動局装置へデータを伝送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムでは、トラフィックの急増によりシステム帯域の広帯域化が進んでいるが、限られた資源である周波数の利用効率の向上が課題の一つとなっている。基地局装置と複数の移動局装置による通信においては、一般的に移動局装置間での直交性を保つことで移動局装置間での干渉（ユーザ間干渉とも称される）が生じないようにするアクセス方式が用いられ、直交性を保つアクセス方式の１つである周波数分割多元接続（FDMA：Frequency Division Multiple Access）を前提に近年標準化が行なわれている。ＦＤＭＡでは、周波数スケジューリングと直交性を両立できる。なお、移動局装置間での直交化を実現する手段として、ＦＤＭＡによる直交化以外にも時分割多元接続（TDMA：Time Division Multiple Access）、符号分割多元接続（CDMA：Code Division Multiple Access）、空間分割多元接続（SDMA：Space Division Multiple Access、マルチユーザMIMO（Multiple-Input Multiple-Output）などとも称される）のような直交化などもある。
【０００３】
例えば、標準化団体の１つである３ＧＰＰ（The Third Generation Partnership Project）のＲｅｌ．８では下り回線（基地局装置から移動局装置への通信）でＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が用いられ、上り回線（移動局装置から基地局装置への通信）ではＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM）がＦＤＭＡと親和性の高い伝送方式として用いられる。さらに、Ｒｅｌ．１０においてもこれらのアクセス方式に加え、上り回線でＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＮ×ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭが用いられる。これらの採用されているアクセス方式は、ＦＤＭＡに基づいて大容量伝送を実現するアプローチであるが、この直交性を維持することは周波数の利用効率の向上の観点では制限となる。そのため、直交性の制限をなくす非直交アクセス方式が提案されており、非直交アクセス方式は直交アクセス方式よりも周波数利用効率を改善できる（非特許文献1参照）。
【０００４】
次世代の下り回線のアクセス方式として、Ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇや階層変調（Hierarchical Modulation）などの非直交アクセス方式が考えられている（非特許文献2、3参照）。基地局装置が階層変調により複数の移動局装置の信号を多重して伝送する際には、セル中央に位置する移動局装置（基地局装置から受信する信号の電力が高い移動局装置）に信号点間距離が短いレイヤに割当を行ない、セルエッジに位置する移動局装置（基地局装置から受信する信号の電力が低い移動局装置）に信号点間距離が長いレイヤに割当を行なう。セルエッジに位置する移動局装置が信号検出を行なう場合には、信号点間距離が長いレイヤに割り当てられているため、多重されている他の移動局装置の信号に関係なく、信号の検出を行なう。セル中央に位置する移動局装置での信号検出は、信号点間距離が短いが、基地局装置からの信号の受信電力が高いため、ＳＩＣ（Successive Interference Canceller）やＭＬＤによる信号検出を行なう。この場合、初めにセルエッジに位置する移動局装置の信号を検出し、受信信号からキャンセルを行なった上で所望信号を検出する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】P. Wang, J. Xiao, L. Ping, ”Comparison of orthogonal and non-orthogonal approaches to future wireless cellular systems”, IEEE Vehicular Technology Magazine, Vol.1, no.3, pp.4-11, Sept. 2006.
【非特許文献２】Qualcomm,R1-050902,“Description and Simulations of Hierarchical Modulation Technique for E-UTRA MBMS Evaluation”
【非特許文献３】Fujitsu,R1-083776,“An Efficient Hierarchical Modulation based DL Data Transmission for LTE-Advanced”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来の技術のように、セル中央に位置する移動局装置に対して送信する信号を、すべて信号点間距離が短いレイヤに割当を行ない、セルエッジに位置する移動局装置に対して送信する信号を、すべて信号点間距離が長いレイヤに割当を行なう場合のように、レイヤを固定すると、次のような不都合が生ずる。すなわち、階層変調により多重する移動局装置間で、基地局から受信する信号の受信電力の差が小さい場合、信号点間距離が短いレイヤに割り当てられる移動局装置は、信号点間距離が長いレイヤに割り当てられる移動局装置に比べて誤りが生じる確率が非常に高くなる。その結果、各移動局装置における受信品質の差が大きくなる問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、下り回線において、階層変調により複数の移動局装置へ送信する信号を多重する場合に、各移動局装置における受信品質の差が大きくならないようにすることができる送信装置、受信装置、送信方法、プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の送信装置は、複数のシンボルおよび信号点間距離が異なる複数のレイヤを用い、複数の受信装置に対してデータ伝送を行なう送信装置であって、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てるレイヤ割当部と、前記第１のレイヤに割り当てられた各データを、それぞれ前記第１の受信装置および前記第２の受信装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このように、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てるので、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となる。その結果、信号間距離が短いレイヤのみに割り当てられる受信装置がなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
（２）また、本発明の送信装置において、前記レイヤ割当部は、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤとは異なる第２のレイヤに割り当て、前記送信部は、前記第１のレイヤに割り当てられたデータを前記第１の受信装置に送信すると共に、前記第２のレイヤに割り当てられたデータを前記第２の受信装置に送信することを特徴とする。
【００１１】
このように、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤとは異なる第２のレイヤに割り当てるので、階層変調で信号を多重する際に、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となる。その結果、信号間距離が短いレイヤのみに割り当てられる受信装置がなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
（３）また、本発明の送信装置において、前記レイヤ割当部は、予め設定されるテーブルまたは定義式に基づいて前記所定のシンボルを決定することを特徴とする。
【００１３】
このように、予め設定されるテーブルまたは定義式に基づいて前記所定のシンボルを決定するので、制御情報を用いることなく、所定のシンボルを決定することが可能となる。その結果、セルスループットの向上を図ることが可能となる。
【００１４】
（４）また、本発明の送信装置において、前記レイヤ割当部は、前記レイヤ数を正の整数Ｎとし、前記複数のシンボルの数を正の整数Ｍとしたとき、前記所定のシンボルの数を、Ｍ／Ｎに最も近い整数とすることを特徴とする。
【００１５】
このように、前記レイヤ数を正の整数Ｎとし、前記複数のシンボルの数を正の整数Ｍとしたとき、前記所定のシンボルの数を、Ｍ／Ｎに最も近い整数とするので、制御情報を用いることなく、所定のシンボルを決定することが可能となる。その結果、スループットの向上を図ることが可能となる。
【００１６】
（５）また、本発明の送信装置において、前記レイヤ割当部は、受信品質に応じて、前記所定のシンボルの数を決定することを特徴とする。
【００１７】
このように、受信品質に応じて、前記所定のシンボルの数を決定するので、受信品質の異なる送信装置間で伝送特性を均一にすることができる。その結果、スループットの向上を図ることが可能となる。
【００１８】
（６）また、本発明の送信装置は、前記所定のシンボルの数に応じて、符号化率を決定することを特徴とする。
【００１９】
このように、前記所定のシンボルの数に応じて、符号化率を決定するので、前記複数のレイヤに割り当てられる信号の検出がしやすくなり、誤り率が低下することを回避することが可能となる。
【００２０】
（７）また、本発明の送信装置において、前記第１のレイヤは、誤り率特性が最も良好なレイヤであることを特徴とする。
【００２１】
このように、前記第１のレイヤは、誤り率特性が最も良好なレイヤであるので、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
（８）また、本発明の送信装置は、前記複数のシンボルをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を構成するサブキャリアに割り当てる上記（１）または（２）記載の送信装置であって、前記レイヤ割当部は、所定のＯＦＤＭシンボルでは、前記第１の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てると共に、他のＯＦＤＭシンボルでは、前記第１のレイヤとは異なるレイヤに割り当てることを特徴とする。
【００２３】
このように、所定のＯＦＤＭシンボルでは、前記第１の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てると共に、他のＯＦＤＭシンボルでは、前記第１のレイヤとは異なるレイヤに割り当てるので、ＯＦＤＭシステムにおいて、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００２４】
（９）また、本発明の受信装置は、上記（１）記載の送信装置から複数のシンボルおよび信号点間距離が異なる複数のレイヤを用いて送信されたデータを受信する受信装置であって、前記複数のレイヤに割り当てられたデータをレイヤ毎に復調するレイヤ復調部と、前記レイヤ毎に復調された信号からデータを抽出する抽出部と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、受信品質の不均一を回避することが可能となる。
【００２６】
（１０）また、本発明の送信方法は、複数のシンボルおよび信号点間距離が異なる複数のレイヤを用い、複数の受信装置に対してデータ伝送を行なう送信方法であって、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てるステップと、前記第１のレイヤに割り当てられた各データを、それぞれ前記第１の受信装置および前記第２の受信装置に送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００２７】
このように、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てるので、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となる。その結果、信号間距離が短いレイヤのみに割り当てられる受信装置がなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
（１１）また、本発明のプログラムは、複数のシンボルおよび信号点間距離が異なる複数のレイヤを用い、複数の受信装置に対してデータ伝送を行なう送信装置のプログラムであって、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てる処理と、前記第１のレイヤに割り当てられた各データを、それぞれ前記第１の受信装置および前記第２の受信装置に送信する処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】
このように、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てるので、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となる。その結果、信号間距離が短いレイヤのみに割り当てられる受信装置がなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００３０】
（１２）また、本発明の集積回路は、送信装置に実装されることにより、前記送信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、複数のシンボルおよび信号点間距離が異なる複数のレイヤを用い、複数の受信装置に対してデータ伝送を行なう機能と、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てる機能と、前記第１のレイヤに割り当てられた各データを、それぞれ前記第１の受信装置および前記第２の受信装置に送信する機能と、の一連の機能を、前記送信装置に発揮させることを特徴とする。
【００３１】
このように、前記複数のシンボルのうち、所定のシンボルでは、第１の受信装置に送信するデータを第１のレイヤに割り当てると共に、残りのシンボルでは、前記第１の受信装置とは異なる第２の受信装置に送信するデータを前記第１のレイヤに割り当てるので、受信装置間で受信品質の不均一を回避することが可能となる。その結果、信号間距離が短いレイヤのみに割り当てられる受信装置がなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、下り回線において、階層変調により複数の移動局装置へ送信する信号を多重する場合に、セルスループットを改善でき、周波数利用効率の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る通信システムを示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置ｅＮＢ３の一例を示す概略ブロック図である。
【図３】伝送方式、変調方式、符号化率等を決定する方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る伝送方式選択部１１５の信号処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る変調部１１８−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る移動局装置ｐと移動局装置ｑの信号が非直交アクセス方式により多重される場合のレイヤ割当の選択方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る第１レイヤの割当を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る第２レイヤ割当部２０７で行なう変調方法を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における１本の受信アンテナを有する受信装置である移動局装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る信号検出部３１３の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る信号検出部３１３の別の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るレプリカ生成部５０３の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る送信方法決定部１０９の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る変調部１１８−１〜１１８−ｎの構成例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る信号検出部３１３の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、データ伝送を行なう送信装置を基地局装置（e-NodeB）とし、データを受信する受信装置を移動局装置（ユーザ装置；UE）とする伝送のダウンリンクについて説明する。また、基地局装置が送信したデータの受信については、移動局装置ではなく、中継局装置が行なっても良い。
【００３５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムを示す概略図である。この図において、通信システムは、移動局装置ＵＥ１−１、ＵＥ１−２（以下、移動局装置ＵＥ１−１、ＵＥ１−２を合わせて移動局装置ＵＥ１、移動局装置１とも表す）および基地局装置ｅＮＢ３（以下、基地局装置３とも表す）を具備する。基地局装置３は、少なくとも２以上の移動局装置１にデータ伝送を行なう場合に、データ伝送に用いる伝送方式を直交アクセス方式か非直交アクセス方式のいずれかから選択する。非直交アクセス方式によるデータ伝送を行なう場合、非直交アクセス方式を適用する移動局装置１を選択する。さらに、基地局装置３は、選択した移動局装置１に対して、移動局装置１が受信処理に必要な情報と、非直交アクセスの場合には信号分離に必要な情報を移動局装置１に通知後、データ伝送を行なう。移動局装置１は、受信した制御情報を基に、非直交アクセス方式の場合には信号分離を受信処理で行なう。同図では、移動局装置１の数を２としているが、３以上でも良く、送受信のアンテナ数も１本としても２本以上としても良い。
【００３６】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置ｅＮＢ３の一例を示す概略ブロック図である。同図は、本発明を説明するのに必要な最小限のブロック図としている。図２の基地局装置３は、複数の移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍから送信された信号をアンテナ１０１で受信し、受信処理部１０３に入力する。受信処理部１０３は、入力された信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号に対してＡ／Ｄ変換を行なうことでディジタル信号を生成し、生成したディジタル信号からサイクリックプレフィックスを除去し、除去後の信号を参照信号分離部１０５へ出力する。
【００３７】
参照信号分離部１０５は、受信処理部１０３から入力された信号を、参照信号（SRS：Sounding Reference Signal）とデータ信号や制御情報に分離する。参照信号分離部１０５は、分離した参照信号を受信品質測定部１０７へ出力する。受信品質測定部１０７は、参照信号分離部１０５から入力された参照信号により、各移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍとアンテナ１０１との間の伝搬路特性（周波数応答）を推定し、送信方法決定部１０９に入力する。伝搬路特性は、各移動局装置で受信品質を測定し、アップリンクの制御情報として通知されても良い。送信方法決定部１０９は、入力された移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍの伝搬路特性により、それぞれの移動局装置１にデータ伝送を行なう際に用いる伝送方式、変調方式、符号化率（符号化率と変調方式を合わせて、以下、MCS（Modulation and Coding Scheme）と呼称する）、周波数割当などを決定する。
【００３８】
図３は、伝送方式、変調方式、符号化率等を決定する方法の一例を示すフローチャートである。まず、伝送方式として直交アクセス方式を用いるか、非直交アクセス方式を用いるかを決定する（ステップＳ１）。次に、スケジューリングにより移動局装置１毎の帯域割当を決定し（ステップＳ２）、決定した伝送方式と帯域割当から、所定の通信品質を満たすようにＭＣＳや送信ストリーム数、適用するプリコーディングなどを決定する（ステップＳ３）。ここで、伝送方式は移動局装置１毎の帯域割当と同時に決定しても良い。なお、ＭＣＳは変調方式と符号化率の組み合わせを示すことが多いが、トランスポートブロックサイズのような情報ビット数と変調方式、帯域幅から符号化率が一意に決まるため、このようなＭＣＳの通知を使用してもよい。
【００３９】
また、移動局装置１毎に直交アクセス方式とするか、非直交アクセスとするかの伝送方式の決定方法の例は、図３の例に限らず移動局装置１の伝搬路特性やＭＣＳ、帯域割当などを決定し、それらの情報に基づいて行なっても良い。非直交アクセス方式によるデータ伝送を行なう場合、どの移動局装置１と非直交な多重をするかを示すペアリングを決める必要がある。ペアリングの決定方法の例としては、伝搬路特性より行なう方法などがある。例えば、伝搬路特性と帯域割当によりＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）を算出し、同等のＳＩＮＲとなる移動局装置１をペアリングする方法や、算出したＳＩＮＲがある一定値以上の差がある移動局装置１をペアリングする方法などである。ただし、ペアリングの方法は、上記に限らず、送信方法決定部１０９で決定したＭＣＳにより決定することやスケジューリングの一環として決定しても良い。
【００４０】
図２に戻り、送信方法決定部１０９は、伝送方式、ＭＣＳ、周波数割当などの情報を制御情報生成部１１１に入力する。入力された制御情報は、制御情報生成部１１１で制御情報フォーマットのデータに変換され、制御情報送信部１１３を介して、受信装置へ通知する。一方、伝送方式と帯域割当の情報は伝送方式選択部１１５にも入力され、ＭＣＳに含まれる符号化率の情報は符号化部１１７−１〜１１７−ｍに入力される。また、伝送方式とＭＣＳに含まれる変調方式の情報は変調部（後述するレイヤ割当部を含む）１１８−１〜１１８−ｎ（以下、変調部１１８−１〜１１８−ｎを合わせて変調部１１８とも表す）にも入力され、周波数割当の情報は周波数マッピング部１１９にも入力される。
【００４１】
符号化部１１７−１〜１１７−ｍは、移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍへ伝送するデータビットと符号化率が入力され、入力されたデータビットに対して誤り訂正符号化を施す。誤り訂正符号化の例としては、畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などがある。誤り訂正符号化された符号ビットは、インターリーバ部１２１−１〜１２１−ｍ（以下、インターリーバ部１２１−１〜１２１−ｍを合わせて、インターリーバ部１２１とも表す）で並び換えられ、伝送方式選択部１１５へ入力される。伝送方式選択部１１５では、移動局装置１毎のアクセス方式を、直交アクセス方式とするか、非直交アクセスとするかを示す伝送方式の情報と帯域割当の情報が送信方法決定部１０９より入力され、インターリーバ部１２１−１〜１２１−ｍで並び換えられた信号が入力される。
【００４２】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る伝送方式選択部１１５の信号処理を示すフローチャートである。まず、伝送方式選択部１１５は、伝送方式情報を取得する（ステップＳ１０１）。また、すべてのユーザのデータが入力される（ステップＳ１０２）。次に、伝送方式選択部１１５は、非直交アクセス方式による伝送が選択されているかどうかを識別する（ステップＳ１０３）。非直交アクセス方式が選択されている場合（ステップＳ１０３：Yes）、伝送方式選択部１１５は、同一の周波数帯域が選択されている移動局装置１の信号は（ステップＳ１０４）、同一の変調部１１８−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）に入力する（ステップＳ１０５）。非直交アクセス方式が選択されていない場合（ステップＳ１０３：No）、伝送方式選択部１１５は、直交アクセス方式が選択されている移動局装置１の信号を（ステップＳ１０６）、他の移動局装置１の信号が入力されない変調部１１８−ｓ（１≦ｓ≦ｎ）に入力する（ステップＳ１０５）。ここで、伝送方式選択部１１５は、非直交アクセス方式が選択されている移動局装置１の帯域割当と同一の周波数帯域が選択されている移動局装置１が存在していない場合は、直交アクセス方式とみなす処理をしても良い。伝送方式選択部１１５は、上記の処理を行ない、変調部１１８−１〜１１８−ｎに出力する。
【００４３】
変調部１１８−１〜１１８−ｎは、伝送方式選択部１１５よりデータ信号が入力され、送信方法決定部１０９より移動局装置１毎の変調方式と伝送方式の情報が入力される。
【００４４】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る変調部１１８−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）の構成を示すブロック図である。変調部１１８−ｉに入力されたデータ信号と変調方式、伝送方式は、データ分離部２０１に入力される。データ分離部２０１は、非直交アクセス方式の場合、複数の移動局装置１へ送信する信号が含まれるため、移動局装置１毎の信号に分離し、レイヤ割当選択部２０３−１、２０３−２（以下、レイヤ割当選択部２０３−１、２０３−２を合わせて、レイヤ割当選択部２０３とも表す）にそれぞれ入力する。直交アクセス方式の場合には、いずれかのレイヤ割当選択部２０３のみに信号が入力される。
【００４５】
レイヤ割当選択部２０３−１、２０３−２は、１つの移動局装置１への信号を第１レイヤ割当部２０５と第２レイヤ割当部２０７に割り振り、入力する。割り振る方法としては、第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合がテーブル化もしくは定義式により予め設定されており、この設定されている割合に基づいて信号を第１レイヤ割当部２０５と第２レイヤ割当部２０７に割り振るものとする。第１レイヤと第２レイヤは、それぞれ信号点間距離の長いレイヤと信号点間距離の短いレイヤのことであり、詳細は後述する。第１レイヤと第２レイヤへの割り当てる例は、割合がそれぞれ０．５の場合の割り振る方法の例としては、奇数番目のビットを第１レイヤ割当部２０５に入力し、偶数番目のビットを第２レイヤ割当部２０７に入力する方法などがある。本実施形態では、レイヤ割当選択部２０３−１、２０３−２が入力されたビットの所定の割合を第１レイヤ割当部２０５に入力し、残りの信号を第２レイヤ割当部２０７に入力すれば良く、割り振る方法は上記に限定されない。
【００４６】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置１−ｐと移動局装置１−ｑの信号が非直交アクセス方式により多重される場合のレイヤ割当の選択方法の一例を示す図である。本実施形態では、レイヤ割当選択部２０３−１、２０３−２は、入力された符号化ビットの５０％を第１レイヤ割当部２０５へ入力し、残りの５０％を第２レイヤ割当部２０７に入力する。なお、３ユーザ以上を多重してもよく、第１レイヤの１／３と第２レイヤの１／３を各ユーザが使用するように多重しても良い。
【００４７】
第１レイヤ割当部２０５は、非直交アクセス方式の場合、入力された２つの移動局装置１へ送信するビットの中から、いずれか一方の移動局装置１へ送信する２ビットを使用し、図７に示す第１レイヤの割当を行なう。
【００４８】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る第１レイヤの割当を示す図である。第１レイヤは、ＱＰＳＫ変調の割当となる。この時点では、直交アクセス方式でＱＰＳＫ変調と同様の処理であり、変調する１番目のビットをｂ１（ｋ）、２番目のビットをｂ２（ｋ）とすると、変調信号ｍ（ｋ）は式（１）で表わされる。
【００４９】
【数１】
0005916507.tif 000002
このＱＰＳＫ変調された信号が第２レイヤ割当部２０７に入力される。第２レイヤ割当部２０７では、入力された２つの移動局装置１へ送信するビット中から、第１レイヤ割当部２０５で変調するのに用いられた移動局装置１と異なる移動局装置１へ送信する２ビットを使用し、変調する。
【００５０】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る第２レイヤ割当部２０７で行なう変調方法を示す図である。第２レイヤ割当部２０７は、図８に示す信号点間距離が短い第２レイヤＣ１〜Ｃ４のいずれかの信号点に割り当てる。第２レイヤ割当部２０７では、第１レイヤ割当部２０５からの入力信号がＣ５のいずれかの信号点に配置されているため、割り当てる象限が決定される。さらに第２レイヤ割当部２０７で多重する２ビットにより、Ｃ１〜Ｃ４の中で第１レイヤ割当部２０５からの入力信号と同一の象限の中のどの信号点に割り当てるかを決定する。そのため、第２レイヤ割当部２０７の出力は、図８に示される通り１６ＱＡＭ変調信号になる。ここで、象限内における信号点配置を第２レイヤとする。第２レイヤ割当部２０７の出力信号ｍ（ｋ）は、変調する１番目のビットをｂ３（ｋ）、２番目のビットをｂ４（ｋ）とすると、式（２）で表わされる。
【００５１】
【数２】
0005916507.tif 000003
ただし、sgn()は符号関数であり、()内の値が正の場合は１、負の場合は−１となる。また、ｍ（ｋ）はｋ番目の変調信号を意味し、変調シンボル数がＭであるとすると、１≦ｋ≦Ｍとなる。第２レイヤ割当部２０７より出力される変調信号は、周波数マッピング部１１９に入力される。
【００５２】
図２に戻り、周波数マッピング部１１９は、入力された変調信号に対し、送信方法決定部１０９より通知された帯域割当情報に基づいて、信号の割り当てを行なう。一方、参照信号多重部１２３では、参照信号が入力され、データ信号と参照信号を多重する。本例では、周波数領域で参照信号を多重する構成としたが、時間領域で参照信号を多重する構成としても良い。
【００５３】
参照信号が多重された信号は、ＩＦＦＴ部１２５で時間領域の信号に変換される。ＩＦＦＴ部１２５より入力された時間領域の信号は、送信処理部（送信部）１２７でＣＰ（Cyclic Prefix；サイクリックプレフィックス）が挿入され、Ｄ／Ａ（Digital/Analog；ディジタル／アナログ）変換でアナログ信号に変換された後に無線周波数にアップコンバートされる。アップコンバートされた信号は、ＰＡ（Power Amplifier）で送信電力に増幅された後にアンテナ１０１から送信される。
【００５４】
図９は、本発明の第１の実施形態における１本の受信アンテナを有する受信装置である移動局装置１の構成例を示すブロック図である。ただし、受信アンテナは複数有していても良い。受信装置では、送信装置からの信号をアンテナ３０１で受信し、受信処理部３０３においてベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換を行なうことでディジタル信号に変換し、ディジタル信号からＣＰを除去する。受信処理部３０３から出力された信号は、ＦＦＴ部３０５で時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換される。参照信号分離部３０７は、入力された周波数領域の信号から参照信号とデータ信号に分離し、参照信号は伝搬路推定部３０９へ、データ信号もしくは制御情報の信号は制御情報分離部３１１へ出力される。伝搬路推定部３０９は、送受信装置で既知の参照信号により、伝搬路の周波数応答を推定する。推定した伝搬路特性を信号検出部（後述するレイヤ復調部を含む）３１３に出力する。
【００５５】
一方、制御情報分離部３１１は、参照信号分離部３０７より入力された信号から、データ信号と制御情報の信号に分離し、制御情報の信号を制御情報抽出部３１５へ、データ信号をデマッピング部３１７へ入力する。制御情報抽出部３１５は、入力された制御情報に含まれるデータ送信に用いられた伝送方式やＭＣＳ、帯域割当の情報を抽出し、信号検出部３１３へ入力し、帯域割当の情報をデマッピング部３１７へ入力する。デマッピング部３１７は、帯域割当情報に基づいて、周波数領域の受信信号を抽出し、信号検出部３１３へ入力する。
【００５６】
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る信号検出部３１３の構成例を示すブロック図である。信号検出部３１３では、デマッピング部３１７より入力された周波数領域の受信信号と、伝搬路推定部３０９より推定された伝搬路特性が伝搬路補償部４０１に入力される。伝搬路補償部４０１は、入力された伝搬路特性より無線伝搬路の歪みを補償する処理を行ない、第１レイヤ復調部４０３に入力する。第１レイヤ復調部４０３は、伝搬路補償部４０１より受信した変調信号から、図７のＱＰＳＫ変調された信号が送信されたものとして、送信装置の第１レイヤ割当部２０５で変調された２ビットのＬＬＲ（Log Likelihood Ratio：対数尤度比）を得る。さらに、第２レイヤ復調部４０５は、受信した変調信号ｒと第１レイヤ復調部４０３で検出したビットの情報が入力される。第２レイヤ復調部４０５では、第１レイヤ復調部４０３からの入力ＬＬＲより、送信されたビットを求める。変調信号ｓをＬＬＲより求めた送信ビットと式（１）より求め、式（３）により信号点間距離の短いＱＰＳＫ信号ｚを得る。
【００５７】
ｚ＝ｒ−ｓ
…（３）
ｚを復調することにより、第２レイヤ割当部２０７で変調された２ビットの情報を得る。第１レイヤ復調部４０３と第２レイヤ復調部４０５で得たＬＬＲは、復調信号抽出部（抽出部）４０７に入力される。
【００５８】
復調信号抽出部４０７は、予め決められているレイヤ割当方法に基づいて、復号するＬＬＲのみを抽出し、デインターリーバ部４０９へ入力する。デインターリーバ部４０９は、送信装置のインターリーバ部１２１で行なわれたデータの並び換えと逆の操作を行ない、符号化ビットの順番に並び変える。復号部４１１は、符号化率の情報を基に誤り訂正復号を行ない、データビットを得る。ここで、ターボ符号や畳み込み符号が用いられた場合には、Ｍａｘ−Ｌｏｇ−ＭＡＰ（Maximum A Posteriori）アルゴリズム等による誤り訂正復号が施され、ＬＤＰＣ符号が用いられた場合にはＳｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズム等による誤り訂正復号が施される。
【００５９】
本実施形態では、レイヤ割当方法が予め決められているとしたが、制御情報により通知する形にしても良い。例えば、第１のレイヤ割当方法は、送信する信号が、奇数番目の変調シンボルでは第１レイヤ割当部２０５による変調が施され、偶数番目の変調シンボルでは第２レイヤ割当部２０７による変調が施される方法である。第２のレイヤ割当方法は、送信する信号が、偶数番目の変調シンボルでは第１レイヤ割当部２０５による変調が施され、奇数番目の変調シンボルでは第２レイヤ割当部２０７による変調が施される方法である。この場合、移動局装置１は、第１、第２のレイヤ割当方法のどちらの割当かを知る必要があり、１ビットの制御情報により通知される。上記のレイヤ割当方法は一例であり、２シンボル毎に割当レイヤが変わるなどの他の割当方法としても良い。また、レイヤ割当方法の情報を制御情報として通知するのではなく、他の制御情報と関連付けて通知しても良い。例えば、レイヤ割当方法の複数のパターンが送受信装置で予め決められており、どのパターンを使用するかを変調方式の情報である変調多値数の情報を用いて通知することやアンテナポート情報により通知するとしても良い。その他の例として、符号化率や送信電力制御などの情報を用いても良い。
【００６０】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る信号検出部３１３の別の構成例を示すブロック図である。図１１では、非線形繰り返し処理により受信を行なう信号検出部３１３の構成例を示す。図１０との違いは、ソフトキャンセラ部５０１−１、５０１−２とレプリカ生成部５０３、インターリーバ部５０５−１、５０５−２が追加されていることである。図１０と同様の処理については、説明を省略する。インターリーバ部５０５−１、５０５−２は、復号部５０７−１と５０７−２より得られた復号後のＬＬＲが入力され、送信装置のインターリーバ部１２１と同様に入力された信号を並び換え、レプリカ生成部５０３へ入力する。
【００６１】
図１２は、本発明の第１の実施形態に係るレプリカ生成部５０３の構成例を示すブロック図である。レプリカ生成部５０３は、インターリーバ部５０５−１、５０５−２から入力されたＬＬＲをレイヤ割当選択部６０１−１、６０１−２に入力する。レイヤ割当選択部６０１−１、６０１−２は、送信装置のレイヤ割当選択部２０３−１、２０３−２と同様の処理を行ない、第１レプリカ生成部６０３と第２レプリカ生成部６０５に出力する。第１レプリカ生成部６０３では、第１レイヤ割当部２０５で変調されたビットのＬＬＲが入力され、式（４）でレプリカｓｒｅｐ１(k)を生成し、ソフトキャンセラ部５０１−２へ出力する。
【００６２】
【数３】
0005916507.tif 000004
ただし、ｋは変調シンボルの番号であり、変調シンボル数がＭであるとすると、１≦ｋ≦Ｍを満たし、ＬＬＲ１（ｋ）とＬＬＲ２（ｋ）は、それぞれ第１レイヤ割当部２０５でｋ番目の変調シンボルに用いられた１番目のビットと２番目のビットのＬＬＲである。
【００６３】
第２レプリカ生成部６０５では、第１レプリカ生成部６０３の出力と第２レイヤ割当部２０７で変調されたビットのＬＬＲが入力され、式（５）によりレプリカｓｒｅｐ２（ｋ）を生成し、ソフトキャンセラ部５０１−１へ出力する。
【００６４】
【数４】
0005916507.tif 000005
ただし、Ｒｅ［］は実部の値を返す関数であり、Ｉｍ［］は虚部の値を返す関数であり、ＬＬＲ３（ｋ）とＬＬＲ４（ｋ）は、第２レイヤ割当部２０７でｋ番目の変調シンボルに用いられたビットのＬＬＲである。
【００６５】
図１１に戻り、ソフトキャンセラ部５０１−１では、第２レイヤ割当部２０７による変調がユーザ間干渉（IUI：Inter User Interference）となるため、ユーザ間干渉を除去する。ここで、フィードバックが完全な場合には、ソフトキャンセラ部５０１−１の出力は図７の信号点に伝搬路特性が乗算された信号となる。ソフトキャンセラ部５０１−２では、第１レイヤ割当部２０５による変調がユーザ間干渉となるため、ユーザ間干渉を除去する。ただし、ソフトキャンセラ部５０１−１と５０１−２は、レプリカ生成部５０３より入力がない繰り返し１回目は何も減算しない。
【００６６】
第１レイヤ復調部４０３は、図１０と同様の処理を行ない、第２レイヤ復調部４０５は式（３）を行なわずに、図１０と同様の復調処理を行なう。復調信号抽出部４０７は、図１０と同様の処理を行なった後、受信信号に多重されている全信号をそれぞれデインターリーバ部５０９−１、５０９−２に入力する。デインターリーバ部５０９−１、５０９−２は、送信装置のインターリーバ部１２１で行なわれたデータの並び換えと逆の操作を行ない、符号化ビットの順番に並び変えた後に、それぞれ復号部５０７−１、５０７−２に入力する。復号部５０７−１、５０７−２は、受信信号に多重されている全信号の符号化率の情報が通知されているものとして、符号化率の情報を基に誤り訂正復号を行ない、データビットを得る。
【００６７】
本実施形態では、階層変調するレイヤ数を２としたが、レイヤ数を３以上としても良い。また、階層変調による多重を行なうユーザ数も３以上としても良い。さらに、本実施形態では、特定の移動局装置１へ送信する信号を変調シンボル単位で第１レイヤに割り当てるか、第２レイヤに割り当るかを切り替えたが、ＯＦＤＭシンボル単位で切り替えても良い。具体的には、特定の移動局装置１へ送信する信号をＬ番目のＯＦＤＭシンボルでは第１レイヤに割り当て、（Ｌ＋１）番目のＯＦＤＭシンボルでは第２レイヤに割り当てるなどである。ただし、割り当てるレイヤの切り替えは１ＯＦＤＭシンボル単位である必要はなく、２以上のＯＦＤＭシンボル単位としても良い。また、マルチキャリアであるＯＦＤＭで階層変調による多重を行なう例について説明したが、シングルキャリアであるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに適用しても良い。
【００６８】
以上の様に、下りリンクにおける非直交アクセスとして階層変調を用いる場合に、多重する移動局装置１の所定の割合の信号を第１レイヤに割り当て、残りの信号を第２レイヤに割り当てることにより、移動局装置１の間で非直交アクセスによる受信品質の不均一を生じさせることがなくなる。その結果、第２レイヤのみに割り当てられる移動局装置１が存在しなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を実現できる。
【００６９】
［第２の実施形態］
前実施形態では、各レイヤに割り当てる信号の割合を固定にしていたが、本実施形態では割合を制御する。本実施形態における送信装置と受信装置の構成は、前記第１の実施形態と同様であり、それぞれ図２、９となる。ただし、送信装置の送信方法決定部１０９、変調部１１８−１〜１１８−ｎの処理が異なる。その他の処理は同様のため、説明を省略する。
【００７０】
送信方法決定部１０９は、入力された移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍの伝搬路特性により、それぞれの移動局装置１にデータ伝送を行なう際に用いる伝送方式、ＭＣＳ、周波数割当などを決定する。伝送方式は、直交アクセス方式か非直交アクセス方式を用いるかの情報に加え、非直交アクセス方式による伝送を行なう移動局装置１−ｐへ伝送する信号を第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合ＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）を決定する。非直交アクセス方式による多重を行なう移動局装置１−ｐ、移動局装置１−ｑがペアリングされた場合、第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合は式（６）〜（９）を満たすように決定される。
【００７１】
ＸＬ１（ｐ）＋ＸＬ２（ｐ）＝１
…（６）
ＸＬ１（ｑ）＋ＸＬ２（ｑ）＝１
…（７）
ＸＬ１（ｐ）＋ＸＬ１（ｑ）＝１
…（８）
ＸＬ２（ｐ）＋ＸＬ２（ｑ）＝１
…（９）
第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合ＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）の決定方法は、移動局装置１の伝搬路特性やＭＣＳ、帯域割当などに基づいて行なわれるものとする。その他の例として、初送送信であるか、再送送信であるかを示すＮＤＩ（New Data Indicator）などに基づいて決定しても良い。伝搬路特性と帯域割当情報によりＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）を決定する方法の一例は、伝搬路特性と帯域割当によりＳＩＮＲを算出し、ＳＩＮＲが高い移動局装置１が第１レイヤへ割り当てる割合が高くなるようにするなどである。この例では、移動局装置１−ｐが移動局装置１−ｑより算出したＳＩＮＲが高い場合、ＸＬ１（ｐ）＞ＸＬ１（ｑ）、ＸＬ２（ｐ）＜ＸＬ２（ｑ）となるようにする。具体的な例は、ＸＬ１（ｐ）＝０．８、ＸＬ１（ｑ）＝０．２とするなどである。ただし、伝搬路特性により各レイヤの割合が決定されればよく、本実施形態はこの値の例に限られない。
【００７２】
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る送信方法決定部１０９の処理の一例を示すフローチャートである。送信方法決定部１０９は、入力された伝搬路情報を基に直交アクセス方式か非直交アクセス方式を決定し（ステップＳ２０１）、スケジューリングにより周波数割当を決定する（ステップＳ２０２）。次に、送信方法決定部１０９は、決定した方式が非直交アクセス方式かどうかを判断する（ステップＳ２０３）。非直交アクセス方式である場合（ステップＳ２０３：Yes）、送信方法決定部１０９は、非直交アクセス方式と決定した複数のユーザの伝搬路特性により、式（６）〜（９）を満たす各レイヤへ割り当てる信号の割合を決定する（ステップＳ２０４）。その後、送信方法決定部１０９は、送信ストリーム数やプリコーディング、ＭＣＳを決定する（ステップＳ２０５）。一方、非直交アクセス方式でない場合（ステップＳ２０３：No）、送信方法決定部１０９は、ステップＳ２０５の処理を行なう。
【００７３】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る変調部１１８−１〜１１８−ｎの構成例を示すブロック図である。データ分離部２０１は、前実施形態と同様処理を行ない、非直交アクセス方式の場合には、それぞれの移動局装置１の符号化ビットをレイヤ割当選択部７０１−１、７０１−２に入力する。レイヤ割当選択部７０１−１、７０１−２は、送信方法決定部１０９より第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合の情報が入力される。レイヤ割当選択部７０１−１に、移動局装置１−ｐの符号化ビットが入力される場合、ＸＬ１（ｐ）とＸＬ２（ｐ）が入力され、この割合に基づいて、第１レイヤ割当部２０５と第２レイヤ割当部２０７に出力する符号化ビットを入力する。レイヤ割当選択部７０１−２も同様に、移動局装置１−ｑの符号化ビットが入力される場合、ＸＬ１（ｑ）とＸＬ２（ｑ）が入力され、この割合に基づいて、第１レイヤ割当部２０５と第２レイヤ割当部２０７に出力する符号化ビットを入力する。以降の処理は、前実施形態と同様である。
【００７４】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る信号検出部３１３の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る受信装置は、図９と同様であるが、信号検出部３１３の処理が異なる。伝搬路補償部４０１、第１レイヤ復調部４０３、第２レイヤ復調部４０５の処理は、前実施形態と同様である。復調信号抽出部８０１は、第１レイヤ復調部４０３、第２レイヤ復調部４０５よりＬＬＲが入力され、制御情報抽出部３１５より第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合の情報が入力される。復調信号抽出部８０１は、レイヤの割当の割合と予め決められているレイヤ割当方法に基づいて、復号するＬＬＲのみを抽出し、デインターリーバ部４０９へ入力する。以降の処理は、前実施形態と同様である。
【００７５】
本実施形態では、階層変調するレイヤ数を２としたが、レイヤ数を３以上としても良い。また、階層変調による多重を行なうユーザ数も３以上としても良い。さらに、本実施形態では、特定の移動局装置１へ送信する信号を変調シンボル単位で第１レイヤに割り当てるか、第２レイヤに割り当るかを切り替えたが、ＯＦＤＭシンボル単位で切り替えても良い。具体的には、特定の移動局装置１へ送信する信号をＬ番目のＯＦＤＭシンボルでは第１レイヤに割り当て、（Ｌ＋１）番目のＯＦＤＭシンボルでは第２レイヤに割り当てるなどである。ただし、割り当てるレイヤの切り替えは１ＯＦＤＭシンボル単位である必要はなく、２以上のＯＦＤＭシンボル単位としても良い。また、マルチキャリアであるＯＦＤＭで階層変調による多重を行なう例について説明したが、シングルキャリアであるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに適用しても良い。
【００７６】
以上の様に、下りリンクにおける非直交アクセスとして階層変調を用いる場合に、多重する移動局装置１の信号の第１レイヤに割り当てる割合と、第２レイヤに割り当てる割合を制御することにより、第２レイヤのみに割り当てられる移動局装置１が存在しなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を実現できる。
【００７７】
［第２の実施形態の変形例］
第２の実施形態における変形例を説明する。第２の実施形態では、第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合の情報が制御情報として通知されることを前提としていたが、本変形例では、制御情報として通知されない場合について説明する。本変形例における送信装置と受信装置の構成は、前記第１、２の実施形態と同様であり、それぞれ図２、９となる。ただし、送信装置の送信方法決定部１０９のみが第２の実施形態と異なる。
【００７８】
送信方法決定部１０９は、入力された移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍの伝搬路特性により、それぞれの移動局装置１にデータ伝送を行なう際に用いる伝送方式、ＭＣＳ、周波数割当などを決定する。伝送方式は、直交アクセス方式か非直交アクセス方式を用いるかの情報に加え、非直交アクセス方式による伝送を行なう移動局装置１−ｐへの信号を第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合ＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）を決定する。第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合は、ＭＣＳの情報と関連付けて決定される。符号化率ｒｃにより決定する一例は、以下のテーブルを用いる方法である。
【００７９】
【表１】
0005916507.tif 000006
ただし、上記は一例であり、符号化率によりレイヤ割当の割合が決定されれば、上記の値でなくても良い。
【００８０】
変調方式の情報（変調多値数）を用いて、第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合を決定しても良い。この場合は、非直交アクセス方式を図８の変調方法とすると、制御情報として、変調多値数を通知する必要がなくなるため、この情報を第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合の通知に用いる。変調多値数を用いる一例は、以下のテーブルを用いる方法である。
【００８１】
【表２】
0005916507.tif 000007
ただし、上記は一例であり、変調多値数によりレイヤ割当の割合が決定されれば、上記の値でなくても良い。
【００８２】
受信装置は、図９と同様であるが、信号検出部３１３の処理が異なる。信号検出部３１３の構成例は、第２の実施形態の図１５になる。伝搬路補償部４０１、第１レイヤ復調部４０３、第２レイヤ復調部４０５の処理は、前実施形態と同様である。復調信号抽出部８０１は、第１レイヤ復調部４０３、第２レイヤ復調部４０５よりＬＬＲが入力され、制御情報抽出部３１５よりＭＣＳの情報が入力される。復調信号抽出部８０１は、送受信間で既知のＭＣＳとレイヤの割当の割合の関連付けより、レイヤの割当の割合を算出する。さらに、復調信号抽出部８０１は、レイヤの割当の割合と予め決められているレイヤ割当方法に基づいて、復号するＬＬＲのみを抽出し、デインターリーバ部４０９へ入力する。以降の処理は、前実施形態と同様である。
【００８３】
また、第２の実施形態の変形例に係る送信方法決定部１０９の処理は、第２の実施形態の図１３と比較して、ステップＳ２０４の各レイヤに割り当てる信号の割合が符号化率や変調方式と関連付けられて決定される以外の処理は同様である。
【００８４】
第２の実施形態の変形例では、階層変調するレイヤ数を２としたが、レイヤ数を３以上としても良い。また、階層変調による多重を行なうユーザ数も３以上としても良い。さらに、第２の実施形態の変形例では、特定の移動局装置１へ送信する信号を変調シンボル単位で第１レイヤに割り当てるか、第２レイヤに割り当るかを切り替えたが、ＯＦＤＭシンボル単位で切り替えても良い。具体的には、特定の移動局装置１へ送信する信号をＬ番目のＯＦＤＭシンボルでは第１レイヤに割り当て、（Ｌ＋１）番目のＯＦＤＭシンボルでは第２レイヤに割り当てるなどである。ただし、割り当てるレイヤの切り替えは１ＯＦＤＭシンボル単位である必要はなく、２以上のＯＦＤＭシンボル単位としても良い。また、マルチキャリアであるＯＦＤＭで階層変調による多重を行なう例について説明したが、シングルキャリアであるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに適用しても良い。
【００８５】
以上の様に、下りリンクにおける非直交アクセスとして階層変調を用いる場合に、制御情報による通知を行なうことなく、多重する移動局装置１の信号の第１レイヤに割り当てる割合と、第２レイヤに割り当てる割合を制御することにより、第２レイヤのみに割り当てられる移動局装置１が存在しなくなり、セルスループットや周波数利用効率の向上を実現できる。
【００８６】
［第３の実施形態］
本実施形態における送信装置と受信装置の構成は、前記第１の実施形態と同様であり、それぞれ図２、９となる。ただし、送信装置の送信方法決定部１０９が異なる。その他の処理は同様のため、説明を省略する。
【００８７】
送信方法決定部１０９は、入力された移動局装置ＵＥ１−１〜ＵＥ１−ｍの伝搬路特性により、それぞれの移動局装置１にデータ伝送を行なう際に用いる伝送方式、ＭＣＳ、周波数割当などを決定する。伝送方式は、直交アクセス方式か非直交アクセス方式を用いるかの情報に加え、非直交アクセス方式による伝送を行なう移動局装置１−ｐへの信号を第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合ＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）を決定する。非直交アクセス方式による多重を行なう移動局装置１−ｐ、移動局装置１−ｑがペアリングされた場合、第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合は式（６）〜（９）を満たすように決定される。
【００８８】
第１レイヤと第２レイヤへ割り当てる割合ＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）の決定方法は、第２の実施形態と同様の処理により決められる。本実施形態では、送信方法決定部１０９は、ＸＬ１（ｐ）、ＸＬ２（ｐ）を決定した際に、ＭＣＳに含まれる符号化率の情報を決定する。第１レイヤの割合が低い移動局装置１では、誤り率が生じやすくなることから、低い符号化率を適用する。例えば、表１の関係を使用して決定する。以降の処理は、前実施形態と同様である。
【００８９】
また、第３の実施形態に係る送信方法決定部１０９の処理は、第２の実施形態の図１３と比較して、ステップＳ２０５のＭＣＳの決定方法以外の処理は同様である。
【００９０】
第３の実施形態では、階層変調するレイヤ数を２としたが、レイヤ数を３以上としても良い。また、階層変調による多重を行なうユーザ数も３以上としても良い。さらに、第３の実施形態では、特定の移動局装置１へ送信する信号を変調シンボル単位で第１レイヤに割り当てるか、第２レイヤに割り当るかを切り替えたが、ＯＦＤＭシンボル単位で切り替えても良い。具体的には、特定の移動局装置１へ送信する信号をＬ番目のＯＦＤＭシンボルでは第１レイヤに割り当て、（Ｌ＋１）番目のＯＦＤＭシンボルでは第２レイヤに割り当てるなどである。ただし、割り当てるレイヤの切り替えは１ＯＦＤＭシンボル単位である必要はなく、２以上のＯＦＤＭシンボル単位としても良い。また、マルチキャリアであるＯＦＤＭで階層変調による多重を行なう例について説明したが、シングルキャリアであるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに適用しても良い。
【００９１】
以上の様に、下りリンクにおける非直交アクセスとして階層変調を用いる場合に、多重する移動局装置１の信号の第１レイヤに割り当てる割合と、第２レイヤに割り当てる割合により符号化率を決定することで、第２レイヤに割り当てる割合が高い移動局装置１の誤りが多くなることを回避することができ、セルスループットや周波数利用効率の向上を実現できる。
【００９２】
本発明に関わる移動局装置１および基地局装置３で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【００９３】
また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。
【００９４】
また、上述した実施形態における移動局装置１および基地局装置３の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置１および基地局装置３の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００９５】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１、ＵＥ１、ＵＥ１−１、ＵＥ１−２、１−ｐ、１−ｑ  移動局装置
３、ｅＮＢ３  基地局装置
１０１  アンテナ
１０３  受信処理部
１０５  参照信号分離部
１０７  受信品質測定部
１０９  送信方法決定部
１１１  制御情報生成部
１１３  制御情報送信部
１１５  伝送方式選択部
１１７、１１７−１〜１１７−ｍ  符号化部
１１８、１１８−１〜１１８−ｎ  変調部
１１９  周波数マッピング部
１２１、１２１−１〜１２１−ｍ  インターリーバ部
１２３  参照信号多重部
１２５  ＩＦＦＴ部
１２７  送信処理部
２０１  データ分離部
２０３、２０３−１、２０３−２  レイヤ割当選択部
２０５  第１レイヤ割当部
２０７  第２レイヤ割当部
３０１  アンテナ
３０３  受信処理部
３０５  ＦＦＴ部
３０７  参照信号分離部
３０９  伝搬路推定部
３１１  制御情報分離部
３１３  信号検出部
３１５  制御情報抽出部
３１７  デマッピング部
４０１  伝搬路補償部
４０３  第１レイヤ復調部
４０５  第２レイヤ復調部
４０７  復調信号抽出部
４０９  デインターリーバ部
４１１  復号部
５０１−１、５０１−２  ソフトキャンセラ部
５０３  レプリカ生成部
５０５−１、５０５−２  インターリーバ部
５０７−１、５−７−２  復号部
５０９−１、５０９−２  デインターリーバ部
６０１−１、６０１−２  レイヤ割当選択部
６０３  第１レプリカ生成部
６０５  第２レプリカ生成部
７０１−１、７０１−２  レイヤ割当選択部
８０１  復調信号抽出部
【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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