(57)【要約】【課題】空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号が同一SC-FDMAシンボル内にTDMされる無線通信システムにおいて、第二の信号に対して固定のプレコーディングが適用されることによる受信品質の低下を軽減する。【解決手段】２以上のアンテナを具備する移動局装置が、基地局装置に対してSC-FDMAにより信号を送信し、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号が同一SC-FDMAシンボル内に時間多重される無線通信システムであって、前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通のプレコーディング系列を乗算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のアンテナを具備する移動局装置が、基地局装置に対してSC-FDMAにより信号を送信し、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号が同一SC-FDMAシンボル内に時間多重される無線通信システムであって、
前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通のプレコーディング系列を乗算し、
前記プレコーディング系列は、SC-FDMAシンボル毎もしくはSC-FDMAシンボルのグループ毎に異なることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記プレコーディングは、第二の信号の変調シンボル系列に対して、レイヤ毎に位相回転を適用することによって実現されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記プレコーディングは、第二の信号のビット列に対して、レイヤ毎に適用されるスクランブルによって実現されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
２以上のアンテナを具備し、基地局装置に対してSC-FDMAにより信号を送信する移動局装置であって、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号が同一SC-FDMAシンボル内に時間多重して前記基地局装置に送信し、
前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通のプレコーディング系列を乗算し、
前記プレコーディング系列は、SC-FDMAシンボル毎もしくはSC-FDMAシンボルのグループ毎に異なることを特徴とする移動局装置。
【請求項５】
前記プレコーディングは、第二の信号の変調シンボル系列に対して、レイヤ毎に位相回転を適用することによって実現されることを特徴とする請求項４記載の移動局装置。
【請求項６】
前記プレコーディングは、第二の信号のビット列に対して、レイヤ毎に適用されるスクランブルによって実現されることを特徴とする請求項４記載の移動局装置。
【請求項７】
２以上のアンテナを具備し、移動局装置から送信されたSC-FDMAを受信する移動局装置であって、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号は同一SC-FDMAシンボル内に時間多重され、
前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通かつ、SC-FDMAシンボル毎もしくはSC-FDMAシンボルのグループ毎に異なるプレコーディング系列が乗算されているとして、受信信号の等化処理を行うことを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
前記等化処理において利用されるチャネル情報は、前記基地局装置が具備する2以上のアンテナと前記移動局装置が具備するアンテナ間の個別のチャネル情報に対して、前記プレコーディング系列を乗算することによって得られることを特徴とする請求項７記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、より詳細には、送信および受信する基地局装置、移動局装置を有する移動通信システムにおいて、異なる空間多重数により送信される複数種類の信号が混在する状況下での符号化する技術、送信技術および、その受信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、3GPP（3rd Generation Partnership Project）では、第３世代無線アクセス技術の進化（Long Term Evolution：以下、「LTE」と呼ぶ）や、さらなる通信速度の高速化へ向けたLTE Advanced（以下、「LTE-A」と呼ぶ）についても検討が行なわれている。LTEの上りリンクではPAPR（Peak to Average Power Ratio）特性に優れたSC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式が採用されている。LTE上りリンクにおいてACK/NACKやRI（Rank Indicator: 下りリンクにおける空間多重の系列数）などの制御情報と、データ信号（UL-SCH）を同時送信する際には、DFT（Discrete Fourier Transformation）前の時間領域において変調シンボル毎に多重するTDM（Time Division Multiplexing）方式が採用されている。
【０００３】
一方LTE-A上りリンクでは、LTEからの更なるスループット向上のためＭＩＭＯによる空間多重を利用することが議論されている。つまり、上位レイヤにおける情報チャネル（UL-SCH：Uplink Shared Channel）では2以上の空間多重数（以下ではランクもしくはRankと呼称する）での送信が実現される。それに対し、ACK/NACKやRIなどの高い品質が要求される制御情報については、空間多重される領域（以下ではレイヤもしくはLayerと呼称する）のすべてに対して送信系列を複製することにより、仮想的にランク１での通信を実現することが提案されている。つまり、ランク２以上のUL-SCH通信と、ランク１のACK/NACK、RI送信が混在した通信が行われる。これについて、非特許文献１では、制御情報の複製作成方法として、チャネル符号化後のビット列を各レイヤに割り当てることを提案している。
【０００４】
さらに非特許文献１では、MIMOの各レイヤに対して通信路符号化後のACK/NACKビットを配置した後、レイヤ毎に固有のスクランブルをビット単位で実施することを提案している。LTEでのACK/NACKもしくはRI送信では変調方式としてQPSKのみが利用されるため、このスクランブル処理は変調シンボル単位での位相回転に相当した処理である。なお、以下では、このようなレイヤ毎に位相回転を行う処理のことをプレコーディングとも呼称する。同一の系列を複数のレイヤにマッピングし、複数の送信アンテナにて送信することはビームフォーミングを形成することに等価であるため、このようなスクランブルを適用することによりビームをランダマイズするダイバーシチゲインを得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】R1-102962, Nokia Siemens Networks, Nokia, “Performance evaluation of UCI multiplexing schemes on PUSCH in case of SU-MIMO”, 3GPP TSG RAN WG1 #61, May, 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら非特許文献１の方法では、制御情報の変調シンボル単位で異なる位相回転が適用される。つまり、同一SC-FDMAシンボル内に複数の制御情報変調シンボルが存在する場合、それぞれに異なる位相回転が適用される可能性がある。受信機では各送信アンテナにおけるチャネル情報を、上記位相回転を適用して合成することにより、受信機で等価的なチャネルを算出する必要があるため、マルチパス環境における遅延波を周波数領域で等化する場合、制御情報の変調シンボル毎に異なる位相回転によりチャネル情報合成する必要し、それを時間領域に変換して制御情報変調シンボルを抽出する必要がある。つまり、非特許文献１の方法では、受信信号を等化するための処理が、制御情報変調シンボルの増加に伴い複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信および受信する基地局装置、移動局装置を有する移動通信システムにおいて、異なる空間多重数により送信される複数種類の信号が混在する状況下での特性を改善する無線通信システム、移動局装置、基地局装置および通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【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、２以上のアンテナを具備する移動局装置が、基地局装置に対してSC-FDMAにより信号を送信し、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号が同一SC-FDMAシンボル内に時間多重される無線通信システムであって、前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通のプレコーディング系列を乗算し、前記プレコーディング系列は、SC-FDMAシンボル毎もしくはSC-FDMAシンボルのグループ毎に異なることを特徴とする。
【０００９】
このように、SC-FDMAシンボル毎にプレコーダを固定にすることで、等化処理における複数の送信アンテナ間のチャネル合成に関し、第二の信号の変調シンボル毎に異なる合成チャネルを生成する必要がなくなる。つまり、周波数領域における等価処理を簡単化することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記プレコーディングは、第二の信号の変調シンボル系列に対して、レイヤ毎に位相回転を適用することによって実現されることを特徴とする。
【００１１】
このように、レイヤ間の位相回転のみによりプレコーディングを実現することによって、送信機における処理を簡単化することが可能となる。
【００１２】
（３）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記プレコーディングは、第二の信号のビット列に対して、レイヤ毎に適用されるスクランブルによって実現されることを特徴とする。
【００１３】
このように、SC-FDMAシンボル毎に適用するプレコーディング処理をスクランブリング処理と一体化させることによって、送信機における処理機能を削減し、送信機を簡単化することが可能となる。
【００１４】
（４）また、本発明の移動局装置は、２以上のアンテナを具備し、基地局装置に対してSC-FDMAにより信号を送信する移動局装置であって、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号が同一SC-FDMAシンボル内に時間多重して前記基地局装置に送信し、前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通のプレコーディング系列を乗算し、前記プレコーディング系列は、SC-FDMAシンボル毎もしくはSC-FDMAシンボルのグループ毎に異なることを特徴とする。
【００１５】
このように、SC-FDMAシンボル毎にプレコーダを固定にすることで、等化処理における複数の送信アンテナ間のチャネル合成に関し、第二の信号の変調シンボル毎に異なる合成チャネルを生成する必要がなくなる。つまり、周波数領域における等価処理を簡単化することができる。
【００１６】
（５）また、本発明の移動局装置において、前記プレコーディングは、第二の信号の変調シンボル系列に対して、レイヤ毎に位相回転を適用することによって実現されることを特徴とする。
【００１７】
このように、レイヤ間の位相回転のみによりプレコーディングを実現することによって、送信機における処理を簡単化することが可能となる。
【００１８】
（６）また、本発明の移動局装置において、前記プレコーディングは、第二の信号のビット列に対して、レイヤ毎に適用されるスクランブルによって実現されることを特徴とする。
【００１９】
このように、SC-FDMAシンボル毎に適用するプレコーディング処理をスクランブリング処理と一体化させることによって、送信機における処理機能を削減し、送信機を簡単化することが可能となる。
【００２０】
（７）また、本発明の基地局装置は、２以上のアンテナを具備し、移動局装置から送信されたSC-FDMAを受信する移動局装置であって、前記信号は、MIMOによる空間多重数が２以上である第一の信号と、空間多重数が１である第二の信号から構成され、前記第一の信号と前記第二の信号は同一SC-FDMAシンボル内に時間多重され、前記第二の信号に対して、同一SC-FDMAシンボル内において共通かつ、SC-FDMAシンボル毎もしくはSC-FDMAシンボルのグループ毎に異なるプレコーディング系列が乗算されているとして、受信信号の等化処理を行うことを特徴とする。
【００２１】
このように、SC-FDMAシンボル毎にプレコーダを固定にすることで、等化処理における複数の送信アンテナ間のチャネル合成に関し、第二の信号の変調シンボル毎に異なる合成チャネルを生成する必要がなくなる。つまり、周波数領域における等価処理を簡単化することができる。
【００２２】
（８）また、本発明の基地局装置において、前記等化処理において利用されるチャネル情報は、前記基地局装置が具備する2以上のアンテナと前記移動局装置が具備するアンテナ間の個別のチャネル情報に対して、前記プレコーディング系列を乗算することによって得られることを特徴とする。
【００２３】
このように、プレコーディング系列の乗算のみでチャネル合成を行うことによって、別途予め合成されたチャネル推定用信号を移動局装置から基地局装置へ送信する必要がなくなり、オーバーヘッドを削減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、送信および受信する基地局装置、移動局装置を有する移動通信システムにおいて、異なる空間多重数により送信される複数種類の信号が混在する状況下でのプレコーディングをランダマイズし、その複数種類の信号すべての特性を改善できることと同時に、受信機における等化処理の簡単化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の移動局装置が具備する送信機の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の基地局装置が具備する受信機の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の移動局装置が具備する送信機の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】LTEおよびLTE-Aにおけるリソースブロックの構成を示す図である
【図５】LTEにおけるUL-SCHと制御情報のマッピング方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次世代セルラー移動通信の一方式として、国際的な標準化プロジェクトである３ＧＰＰにおいて、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）とＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）を発展させたネットワークの仕様に関して検討が行なわれている。３ＧＰＰでは、以前からセルラー移動通信方式について検討されており、第３世代セルラー移動通信方式として、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が標準化された。また、通信速度を更に向上したＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）も標準化され、サービスが運用されている。現在、３ＧＰＰでは、第３世代無線アクセス技術の進化（Long Term Evolution：以下、「LTE」と呼ぶ）や、さらなる通信速度の高速化へ向けたＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、「LTE-A」と呼ぶ）についても検討が行なわれている。
【００２７】
ＬＴＥにおける上りリンクデータの送信では、基地局装置から割り当てられたリソースに基づくＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency division multiple Access）をベースにした通信方式が採用されている。具体的には変調された送信信号はＤＦＴ（Discrete Fourier Transformation）により周波数領域の信号へと変換され、基地局装置により割り当てられた周波数リソースにマッピングされた後、ＩＤＦＴ（Inverse DFT）により時間領域の信号へと変換され基地局装置へと送信される。ここでは、上りリンクデータとは上位レイヤから渡され、物理層では各ビットの意味を解釈しないデータに対応し、トランスポートチャネルで定義されたＵＬ−ＳＣＨ（Uplink Shared Channel）と呼称することとする。実際に送信されるデータはＵＬ−ＳＣＨに対して符号化などの処理が施されたものであり、基地局装置によって移動局装置に割り当てられるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と呼ばれるデータ信号送信チャネルでこれが送信される。
【００２８】
LTE上りリンクにおいてACK/NACKやRI（Rank Indicator: 下りリンクにおける空間多重の系列数）、CQI（Channel Quality Information：下りリンクのチャネル品質情報）などの制御情報と、データ信号（UL-SCH）を同時送信する際には、DFT（Discrete Fourier Transformation）前の信号、つまり時間領域において変調シンボル毎に多重するTDM（Time Division Multiplexing）方式が採用されている。
【００２９】
図４は、LTEおよびLTE-Aにおける、時間・周波数リソース構成、つまりサブフレーム構成を示した図である。ただし、図４にはＰＵＳＣＨとして利用できる帯域のみ記載しており、制御情報のみを送信するチャネル（PUCCH：Physical Uplink Control Channel）の周波数帯域については省略している。図４における縦軸は周波数軸であり、一つのブロックはサブキャリアを表す。ＬＴＥでは連続する１２サブキャリアをまとめてリソース割り当て単位としており、これをリソースブロック（RB：Resource Block）と呼称している。一方横軸は時間軸であり、周波数領域を時間領域に変換し、サイクリックプレフィックスを付与する単位によって時間を分割している。これを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルと呼称する。ＬＴＥでは連続する７ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにより１スロットを構成し、２スロットをまとめて１サブフレームを構成する。１SC-FDMAシンボルのうちの１サブキャリアはリソースエレメント（RE：Resource Element）と呼称される。サブフレームはＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａにおける時間領域でのリソース割り当ての最小分割単位である。サブフレーム中の最後のSC-FDMAシンボルはチャネル計測用のサウンディング参照信号（SRS: Sounding Reference signal）を送信する場合にも利用することができ、SRSに利用するかUL-SCHの送信に利用されるかは、基地局装置によって設定され、各移動局装置へ通知される。
【００３０】
図５は、ＬＴＥおよびLTE-AにおけるUL-SCHと制御情報の同時送信方法について具体的に示した図である。横軸は時間を表しそれぞれ１SC-FDMAシンボルに対応する。縦軸はマッピングする変調シンボル系列の並びを表しており、周波数軸に対応したものではなく、各SC-FDMAシンボルごとにDFT処理され、周波数軸上で割り当てられたリソースにマッピングされる。具体的に第２SC-FDMAシンボルに着目すると、ACK/NACK, UL-SCHおよびCQI/PMIはTDMで多重され、DFT処理によって周波数領域の信号に変換された後に割り当てられた周波数帯域にマップされることを示している。図５に示されるとおり、LTEおよびLTE-Aでは参照信号に隣接した２つのSC-FDMAシンボルにACK/NACKがマッピングされる、参照信号から２つ離れたSC-FDMAシンボルにRIがマッピングされる。そして、CQIは参照信号を除いたSC-FDMAシンボルに図５に示すとおりにマッピングされる。ここで、ACK/NACK、RIに利用される変調シンボル数は常に固定でなく、UL-SCHに適用される変調方式と符号化率によって可変である。
【００３１】
一方LTE-A上りリンクでは、ＭＩＭＯによる空間多重を利用することが議論されている。つまり、UL-SCHでは2以上の空間多重数（以下ではランクもしくはRankと呼称する）での送信が実現されるが、ACK/NACKやRIなどの高い品質が要求される制御情報については、多重される空間領域（以下ではレイヤもしくはLayerと呼称する）のすべてに対して送信系列を複製することにより、仮想的にランク１での通信を実現する。具体的に、割り当てられるSC-FDMAシンボル及び、DFT処理前の変調シンボルの位置、つまり時間領域の位置は各レイヤですべて同じとすることで、これが実現されている。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。
【００３２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による移動通信システムは、移動局装置Aと基地局装置Bとを有している。
【００３３】
図１は、本発明の移動局装置Ａにおける送信機の一構成例を示す機能ブロック図である。本発明の移動局装置Aは、符号生成部１０１、チャネルコーディング部１０３、データ・制御情報多重/チャネルインターリーバ部１０４、スクランブリング部１０５、変調部１０６、レイヤマッピング部１０７、制御情報プレコーディング部１０８、DFT・周波数マッピング部１０９、プレコーディング部１１０を具備している。
【００３４】
移動局装置Aは基地局装置Bから送信された制御情報に従って、複数のトランスポートブロックを生成する。トランスポートブロックとは、上位レイヤから渡されるビット列であり、MACレイヤにおけるUL-SCHというチャネルに相当するデータである。さらにトランスポートブロックはHARQ（Hybrid Automatic Repeat Request）の処理単位によりその数が決定される。図１における例では２つのトランスポートブロックが処理されることを想定している。それぞれのトランスポートブロックは符号生成部１０１に入力され、コードブロックという符号化単位に分割され、CRC（Cyclic Redundancy Check）の付与、ターボ符号による通信路符号化、リソースに合わせたビットの間引きもしくは繰り返し処理（レートマッチング）、生成したビットを全コードブロックに対して連結するなどの処理が行われる。一方、ACK/NACK、RI、CQIなどの制御情報と、その送信に利用できるRE数の情報はチャネルコーディング部103に入力され、通信路符号化などの処理が行われた後、必要なビット数の符号化ビットが出力される。
【００３５】
符号生成部１０１の出力と、チャネルコーディング部１０３の出力は、データ・制御情報多重/チャネルインターリーバ部１０４に入力され、インターリーブが実施されたデータ・制御情報が混在するビット列が、トランスポートブロックごとに生成・出力される。
【００３６】
データ・制御情報多重/チャネルインターリーバ部１０４の出力ビット列はスクランブリング部１０５に入力され、それぞれのビットに対してスクランブラ系列との排他的論理和を実行することにより、系列をスクランブルする。ここで、制御情報（たとえばACK/NACK）に対するスクランブルは、レイヤによらず同じ系列が適用されるようスクランブリング部105に与えられることが本発明の特徴である。さらに具体的に、スクランブリング部105で適用される制御情報に対するスクランブルは、トランスポートブロック及びレイヤに関わらず一定であり、その出力は、レイヤに関わらず全て同一となる。
【００３７】
スクランブリング部１０５の出力ビット列は変調部１０６に入力され、QPSK、１６QAM 、６４QAMなどの変調シンボルに変換される。なお、ACK/NACKなどの制御情報については、トランスポートブロックに対応するビット列と異なる変調方式を利用してもよい。具体的にはトランスポートブロックに対応するビット列には６４QAMを適用するが、ACK/NACKは常にQPSKとなるような変調を行うことや、64QAMの振幅が最大である4つの信号点のみを利用したマッピングを行うことも可能である。
【００３８】
全てのトランスポートブロックに対応する変調部１０６の出力はレイヤマッピング部１０７に入力され、送信するランクに応じたレイヤが生成される。具体的に、変調部１０６の出力をシリアル、パラレル変換することなどによりこの機能が実現される。レイヤマッピングによって、各変調シンボルはリソースブロックにマップされるが、各レイヤにおいてそれぞれの制御情報がマップされる位置は、図６に記載の通りLTEと同様のルールに基づく。さらに、制御情報についてはすべてのレイヤにおいて同じ位置（すなわちSC-FDMAシンボル内において、時間領域における同じ位置のこと）にマップされ、これによりトランスポートブロックのレイヤ数に関わらず、仮想的にランク１通信を実現することができる。
【００３９】
レイヤマッピング部１０７から出力される各レイヤの信号は、制御情報プレコーディング部１０８に入力され、制御情報のうち全て、もしくはその一部に対してプレコーディングを行う。具体的に、レイヤ数が２（それぞれレイヤ０、レイヤ１とする）でプレコーディングを行う制御情報がACK/NACKのみであり、かつ、場合について説明する。ACK/NACKが図６のように配置されているとすると、ACK/NACKは第２、第4、第９、第１１SC-FDMAシンボルに配置されている。第２SC-FDMAシンボルのACK/NACKにはレイヤ０、レイヤ１にそれぞれ[1, 1]を乗算する。第４SC-FDMAシンボルのACK/NACKにはレイヤ０、レイヤ１にそれぞれ[1, j ]を乗算する。第９SC-FDMAシンボルのACK/NACKにはレイヤ０、レイヤ１にそれぞれ[1, -1 ]を乗算する。第１１SC-FDMAシンボルのACK/NACKにはレイヤ０、レイヤ１にそれぞれ[1, -j ]を乗算する。ここで利用した [1,1], [1, j], [1, -1] [1,-j] はプレコーダと呼称する。ここで、プレコーダの選択について利用できる系列はこれに限らず、アンテナから出力される信号の指向性をランダム化できるものであればよい。また、ここでは、SC-FDMAシンボル単位で同じプレコーダを利用しているが、複数のSC-FDMAシンボルをまとめてグループを形成し、そのグループ単位で同じプレコーダを利用することも可能である。このように、SC-FDMAシンボル毎にプレコーダを固定にすることで、受信機における等化処理における複数の送信アンテナ間のチャネル合成に関し、制御信号の変調シンボル毎に異なる合成チャネルを生成する必要がなくなる。つまり、周波数領域における等価処理を簡単化することができる。さらに、ここで示した例のように、レイヤ間の位相回転のみによりプレコーディングを実現することによって、送信機におけるプレコーダの乗算処理を簡単化することが可能となる。
【００４０】
制御情報プレコーディング部１０８の出力はDFT・周波数マッピング部１０９に入力され、DFTによる周波数領域信号への変換がされた後、割り当てられた周波数帯域へ信号をマッピングする。さらに制御情報プレコーディング部１０８では、レイヤ毎に直交する系列によって構成されるDMRSも付与される。この出力はプレコーディング部１１０へと入力され、アンテナ数に対応した数の信号系列を生成する。
【００４１】
ここで、プレコーディング部１１０と制御情報プレコーディング部１０８の異なる点は、プレコーディング部１１０が制御情報だけでなく、DMRSも含めたすべての信号に対してプレコーディングを行うことにある。さらに、このプレコーダは基地局装置Bから通知される、UL-SCHを最適に受信できるように選ばれたものである。たとえばLTE-Aにおいて、2送信アンテナ、2受信アンテナにおけるランク２の上りリンク通信の場合では、単位行列がプレコーダとして利用される。
【００４２】
図２は、本発明の基地局装置Bにおける受信機の一構成例を示す機能ブロック図である。本発明の基地局装置Bは、チャネル推定部２０１、チャネル合成部２０２、高ランク信号等化部２０３、DFT部２０４、データ信号抽出部２０５、データ復号部２０６、低ランク信号等化部２０７、制御信号抽出部２０８、信号検出部２０９を具備している。本発明における特徴は、UL-SCH信号を等化するための高ランク信号等化部２０３と、ランク１で送信された制御信号を等化するための低ランク信号等化部２０７の２系統が具備されており、低ランク信号等化部２０７で利用されるチャネルは、チャネル合成部２０２にて受信DMRSから推定してチャネルを合成して生成することである。
【００４３】
移動局装置１から送信される上りリンク信号を受信すると、その受信信号はFFTにより周波数領域の信号に変換される。この受信信号はチャネル推定部２０１に入力されると、送信されたDMRSなどを利用してチャネルを算出する。ここで算出されるチャネル情報について、DMRSは前述の通りレイヤ毎に直交した系列が利用されているため、受信アンテナそれぞれが、送信レイヤごとにチャネルを算出することができる。
【００４４】
チャネル推定部２０１で算出された送信レイヤ、受信アンテナごとのチャネル情報は、受信信号とともに高ランク信号等化部２０３に入力され、MMSE（Minimum Mean Square Error）などを用いて信号等化する。等化された信号はDFT部２０４に入力されて時間領域の信号に変換された後、データ信号抽出部２０５によってTDMされた制御情報を除去し、各トランスポートブロックに対応するシンボル列を抽出する。そして、これをデータ復号部２０６に入力し、それぞれのトランスポートブロックを復号する。
【００４５】
一方、チャネル推定部２０１の出力はチャネル合成部２０２に入力され、ランク１で
送信された制御情報を等化するための合成チャネル情報を生成する。具体的には、各受信アンテナで算出された、送信レイヤ毎のチャネルに対して、送信機において制御情報に適用したプレコーダを乗算し、すべてを加算することで合成チャネルを生成する。つまり、制御情報をACK/NACKのみであり、図６のようなマッピングが適用され、SC−FDMAシンボル毎に異なるプレコーダが適用されているとすれば、チャネル合成部２０２はACK/NACKの存在するSC-FDMAシンボル毎に異なるチャネルを算出することになる。このような合成処理を行わない場合、移動局装置Aの送信機においてあらかじめチャネルが合成されるようDMRSを生成し、基地局装置Bに送信するということも考えられる。しかし、このような合成機能を基地局装置Bが有することにより、プレコーディング系列の乗算のみでチャネル合成を行うことによって、別途予め合成されたチャネル推定用のDMRSを移動局装置Aから基地局装置Bへ送信する必要がなくなり、オーバーヘッドを削減することができる。
【００４６】
チャネル推定部２０１で算出されたチャネル情報は、受信信号とともに低ランク信号等化部２０７に入力され、MMSE（Minimum Mean Square Error）などを用いて信号等化する。等化された信号はDFT部２０４に入力されて時間領域の信号に変換された後、データ信号抽出部２０５によってTDMされた制御情報のみを抽出する。そして、これを信号検出部２０９に入力し、最尤推定法などを用いて制御信号を復号する。
【００４７】
なお、図１におけるスクランブリング１０５では、レイヤに関わらず全て共通のスクランブル系列により、制御情報のスクランブルを実施するとしたが、制御情報に適用する変調方式がBPSKもしくはQPSKに限定される場合は、レイヤ毎に異なるスクランブル系列（ただし、同一レイヤ・SC-FDMA内の変調シンボルに共通の位相回転を与えることが条件）を適用してもよい。その場合には、図３に示すように制御情報プレコーディング部１０８は利用しなくても同様の効果が得られる。つまり、SC-FDMAシンボル毎に適用するプレコーディング処理をスクランブリング処理と一体化させることによって、送信機における処理機能を削減し、送信機を簡単化するという効果が得られる。
【００４８】
なお、LTEでは、前述の通りトランスポートブロックに適用する変調方式と符号化率に応じて制御情報が利用できるビット数、つまり変調シンボル数を可変にする仕組みが採用されている。この場合において、一つのSC-FDMAシンボルのみしか使用せず制御情報を送信する可能性がある。この場合ではプレコーダをランダム化する効果が得られないため、最低でもN個の変調シンボルを制御情報に割り当て、それらをすべて異なるSC-FDMAシンボルに割り当てるようにしてもよい。ただし、Nは2以上であれば一定の効果が得られる。
【００４９】
なお、本発明の実施形態ではSC-FDMA方式を例にとって説明を行ったが、Clustered DFT Spread OFDM方式を利用しても同様の効果を得ることができる。
【００５０】
本発明に関わる移動局装置A、および基地局装置Ｂ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（Central Processing Unit）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）であっても良い。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（Random Access Memory）に蓄積され、その後、Ｆｌａｓｈ  ＲＯＭ（Read Only Memory)などの各種ＲＯＭやＨＤＤ（Hard Disk Drive）に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。
【００５１】
尚、上述した実施形態における移動局装置Ａ、基地局装置Ｂの一部、または全部をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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、実行することによって実現しても良い。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、移動局装置A、または基地局装置Bに内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５２】
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んでも良い。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。
【００５３】
また、上述した実施形態における移動局装置Ａ、基地局装置Ｂ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A、基地局装置B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。
【００５４】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  符号生成部
１０３  チャネルコーディング部
１０４  データ・制御情報多重/チャネルインターリーバ部
１０５  スクランブリング部
１０６  変調部
１０７  レイヤマッピング部
１０８  制御情報プレコーディング部
１０９  DFT・周波数マッピング部
１１０  プレコーディング部
２０１  チャネル推定部
２０２  チャネル合成部
２０３  高ランク信号等化部
２０４  DFT部
２０５  データ信号抽出部
２０６  データ復号部
２０７  低ランク信号等化部
２０８  制御信号抽出部
２０９  信号検出部
【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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