(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、
前記参照信号を生成する工程と、
前記参照信号をオーバサンプリングする工程と、
前記オーバサンプリングした参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングする工程と、を有し、
異なるレイヤ間の参照信号を、時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に分離してマッピングすることを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、
前記参照信号を生成する工程と、
前記参照信号をオーバサンプリングする工程と、
前記オーバサンプリングした参照信号に対して巡回シフトを付与する工程と、
巡回シフトを付与した前記参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングする工程と、を有し、
各レイヤにおいて、同じ参照信号を時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿って複数マッピングし、且つ異なるレイヤ間の参照信号を巡回シフト多重することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、
前記参照信号を生成する工程と、
前記参照信号をオーバサンプリングする工程と、
前記オーバサンプリングした参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングする工程と、
前記各レイヤのリソースエレメントにマッピングされたデータ信号および参照信号を含むシンボル全体に対して巡回シフトを付与する工程と、を有し、
各レイヤにおいて、同じ参照信号を時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿って複数マッピングし、且つ異なるレイヤ間の参照信号を巡回シフト多重することを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
オーバサンプリング係数がＮ倍である場合に、前記各レイヤにおいて時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿ってＮ個の参照信号をマッピングすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記複数のレイヤの中で互いに巡回シフト多重しているレイヤ群と、前記レイヤ群と異なるレイヤ間で周波数分割多重することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項６】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、
前記参照信号を生成する工程と、
前記参照信号をオーバサンプリングする工程と、
前記オーバサンプリングした参照信号に対して直交符号化する工程と、
直交符号化した前記参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングする工程と、を有し、
異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を、時間／周波数領域が同じリソースエレメントに配置し直交符号を用いて多重することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、
前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、
前記オーバサンプリングした参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部と、を有し、
前記サブキャリアマッピング部は、異なるレイヤ間の参照信号を、時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に分離してマッピングすることを特徴とする送信機。
【請求項８】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、
前記参照信号を生成参照信号生成部と、
前記参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、
前記オーバサンプリングした参照信号に対して巡回シフトを付与する巡回シフト部と、
巡回シフトを付与した前記参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部と、を有し、
各レイヤにおいて、同じ参照信号を時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿って複数マッピングし、且つ異なるレイヤ間の参照信号を巡回シフト多重することを特徴とする送信機。
【請求項９】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、
前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、
前記オーバサンプリングした参照信号を各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部と、
前記各レイヤのリソースエレメントにマッピングされたデータ信号および参照信号を含むシンボル全体に対して巡回シフトを付与する巡回シフト部と、を有し、
各レイヤにおいて、同じ参照信号を時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿って複数マッピングし、且つ異なるレイヤ間の参照信号を巡回シフト多重することを特徴とする送信機。
【請求項１０】
前記オーバサンプリング部が前記参照信号をＮ倍にオーバサンプリングし、前記サブキャリアマッピングが前記各レイヤにおいて時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿ってＮ個の参照信号をマッピングすることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の送信機。
【請求項１１】
前記複数のレイヤの中で互いに巡回シフト多重しているレイヤ群と、前記レイヤ群と異なるレイヤ間で周波数分割多重することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の送信機。
【請求項１２】
複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、
前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、
前記オーバサンプリングした参照信号に対して直交符号化する直交符号乗算部と、
直交符号化した前記参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部と、を有し、
異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を、時間／周波数領域が同じリソースエレメントに配置し直交符号を用いて多重することを特徴とする送信機。
【請求項１３】
複数のレイヤの無線リソースにオーバサンプリングされてマッピングされた参照信号を有する信号を受信する受信機であって、
受信した信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部と、
オーバサンプリングされた参照信号を用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、を有することを特徴とする受信機。
【請求項１４】
複数のレイヤの無線リソースにオーバサンプリングされてマッピングされた参照信号を有する信号を受信する受信機であって、
受信した前記信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部と、
前記デマッピングされた信号の中で巡回シフト多重された参照信号を、巡回シフト番号を用いて分離する巡回シフト除去部と、
前記巡回シフト除去部で分離された参照信号を用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、を有することを特徴とする受信機。
【請求項１５】
複数のレイヤの無線リソースにオーバサンプリングされてマッピングされた参照信号を有する信号を受信する受信機であって、
受信した前記信号に対して巡回シフト番号を用いて分離する巡回シフト除去部と、
前記巡回シフト除去部で分離された信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部と、
前記デマッピングされた信号の中に含まれる参照信号を用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、を有することを特徴とする受信機。
【請求項１６】
複数のレイヤの無線リソースにオーバサンプリングされてマッピングされた参照信号を有する信号を受信する受信機であって、
受信した前記信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部と、
前記デマッピングされた信号の中で直交符号化された参照信号を分離する直交符号分離部と、
前記直交符号分離部で分離された参照信号を用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、を有することを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信機、受信機及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
UMTS  (Universal  Mobile  Telecommunications  System)ネットワークにおいては、周波数利用効率及びピークデータレートの向上などを目的として、HSDPA  (High  Speed  Downlink  Packet  Access)やHSUPA  (High  Speed  Uplink  Packet  Access)を採用することにより、W-CDMA  (Wideband-Code  Division  Multiple  Access)をベースとした高速パケットアクセスが実現されている。W-CDMAの個別チャネルを用いる回線交換モードに比較して、HSDPA/HSUPAでは、共有チャネルを用いてユーザ情報を伝送することにより、高効率、低遅延な無線リソース割当てが可能になっている。HSDPA/HSUPAのピークデータレート、周波数利用効率、キャパシティをさらに向上させるために、3GPP  (3rd  Generation  Partnership  Project)でLong-Term  Evolution  (LTE)と呼ばれる3Gの長期的高度化方式の無線インタフェースの仕様が完成されている。LTEの下りリンクでは、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA:  Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access)が、上りリンクでは、シングルキャリア周波数分割多重アクセス(SC-FDMA:  Single  Carrier-Frequency  Division  Multiple  Access)が採用されている。また、下りリンクとの無線パラメータおよび処理の共有化を図るために、上りリンクのSC-FDMA信号は、DFT  (Discrete  Fourier  Transform)-Spread  OFDMAを用いる周波数領域処理により生成される。
【０００３】
また、LTEでは、変調位相が受信機で既知の参照信号(RS:  Reference  Signal)を用いた同期検波復調が採用されている（W-CDMAでは、パイロット信号と呼ばれていたが、LTEの仕様では、RSと呼ばれている）。下りリンクのOFDMAは、マルチキャリア信号であるため、リソースブロック(RB:  Resource  Block)内に時間・周波数領域で、離散的なリソースエレメント(RE:  Resource  Element)にRSシンボルを多重している（非特許文献１）。一方、上りリンクでは、シングルキャリア信号を維持するために、SC-FDMAシンボルにRSをマッピングしたブロックを、情報シンボルをマッピングしたブロックと時間分割多重している（非特許文献１）。例えば、移動端末装置でRSを受信することにより、下りリンク信号を同期検波することができる。RSは、セル固有のスクランブリング信号によってスクランブリング（既知信号系列によるランダマイズ）される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP,  TS36.211
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、3GPPでは、LTEよりも高いピークデータレート、周波数利用効率、キャパシティ、セル端のユーザスループットを実現するために、LTE-Advanced  (LTE-A)の無線インタフェースの規定が検討されている。特に、下りリンクでは1  Gbps、上りリンクでは、500  Mbps以上のピークデータレートを実現する。また、LTE-Aでは、3GPP  Release  8以降のLTEとの後方互換性(Backward  compatibility)を有することが重要な要求条件となっている。すなわち、LTE-Aの周波数帯域内にLTEのユーザ端末(UE:  User  Equipment)が無線リンクを接続できることが必要になっている。したがって、LTEの送信帯域を有する基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア(CC:  Component  Carrier)）を複数並べた送信帯域の構成を採用している。また、LTEのUEがユーザ情報を復調できるように、LTEのRSはRB内に多重されている。特に、セル固有のRS  (CS-RS:  Cell  Specific  RS)は、すべてのRBに多重されている。前述の高いピークデータレート、キャパシティの要求条件を満たすために、LTE-Aの下りリンクでは、最大8送受信アンテナのMIMO  (Multiple-Input  Multiple-Output)チャネル伝送が、上りリンクでは、最大4送受信アンテナのMIMOチャネル伝送が採用されている。そして、下りリンクのピークデータレート1  Gbps、ピーク周波数利用効率30  bits/second/Hzを8  x  8のMIMO多重で、上りリンクのピークデータレート500  Mbps、ピーク周波数利用効率15  bits/second/Hzを、4  x  4のMIMO多重で実現する。
【０００６】
Release  8  LTEの下りリンクでは、最大4送信アンテナまでのCS-RSが規定されている。しかし、LTE-Aでは、最大8アンテナに対応したRSが必要になる。一方、下りリンクのMIMO多重では、指向性ビームを生成してアンテナ利得を向上するプリコーディング(Precoding)が採用されている。したがって、プリコーディング有り・無しの場合のRSシンボルを8アンテナ分規定すると、限られたRB内におけるRSのオーバーヘッドが非常に増大してしまう。そこで、LTE-Aでは、プリコーディングをしないで送信する、セル内のUEの受信品質測定用のRS  (CSI-RS:  Channel  State  Information  RS)、各UE固有のプリコーディングを行う復調用のUE固有RS  (US-RS:  UE-Specific  RS)が新たに規定されている。
【０００７】
CSI-RSは、物理下り共有チャネル(PDSCH:  Physical  Downlink  Shared  Channel)のRBの割り当て、すなわちスケジューリング、変調方式・チャネル符号化率の選択、ハンドオーバなどに必要な受信品質の測定に用いられる。一方、US-RSは、UEに送信されるPDSCHのRBと同様にプリコーディングされて送信され、同期検波復調のためのチャネル推定に用いられる。
【０００８】
前述のように、MIMO多重、あるいは送信ダイバーシチ（MIMOダイバーシチ）では、送信アンテナ数分のRSシンボルが必要になる。この場合、CSI-RSでは、受信チャネル品質の測定精度は、それほど高くなく、LTE-Aで規定されているように、時間領域で間引くこともできる。しかし、高速移動環境における受信チャネル品質の測定精度は劣化する。一方、同期検波復調のためのUS-RSの推定精度が、MIMO多重の信号分離精度、および送信ダイバーシチの利得に与える影響は大きく、高い精度が要求される。したがって、原則、アンテナ毎に復調用のUS-RSを多重する必要がある。しかし、送信アンテナ数の増大に伴い、RS、特に、US-RSのオーバーヘッド（挿入損失）が増大してしまい、チャネル推定精度の劣化を招くことなく、RSのオーバーヘッドを低減することが必要である。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制することができる送信機、受信機及び無線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】
【００１０】
本発明の無線通信方法の一態様は、複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、参照信号を生成する工程と、参照信号をオーバサンプリングする工程と、オーバサンプリングした参照信号を、各レイヤのリソースエレメントのそれぞれにマッピングする工程とを有し、異なるレイヤ間の参照信号を、時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に分離してマッピングすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の無線通信方法の他の一態様は、複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、参照信号を生成する工程と、参照信号をオーバサンプリングする工程と、オーバサンプリングした参照信号に対して巡回シフトを付与する工程と、巡回シフトを付与した参照信号を、各レイヤのリソースエレメントにそれぞれにマッピングする工程とを有し、各レイヤにおいて、同じ参照信号を時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿って複数マッピングし、且つ異なるレイヤ間の参照信号を巡回シフト多重することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の無線通信方法の他の一態様は、複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する無線通信方法であって、参照信号を生成する工程と、参照信号をオーバサンプリングする工程と、オーバサンプリングした参照信号に対して直交符号化する工程と、直交符号化した参照信号を、各レイヤのリソースエレメントにそれぞれにマッピングする工程とを有し、異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を、時間／周波数領域が同じリソースエレメントに配置し直交符号を用いて多重することを特徴とする。
【００１３】
上述した無線通信方法によれば、各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減し、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制することができる。
【００１４】
本発明の送信機の一態様は、複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、参照信号を生成する参照信号生成部と、参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、オーバサンプリングした参照信号を、各レイヤのリソースエレメント（サブキャリア）のそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部と、を有し、サブキャリアマッピング部は、異なるレイヤ間の参照信号を、時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に分離してマッピングすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の送信機の他の一態様は、複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、前記参照信号を生成参照信号生成部と、前記参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、前記オーバサンプリングした参照信号に対して巡回シフトを付与する巡回シフト部と、巡回シフトを付与した前記参照信号を、各レイヤのリソースエレメントにそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部と、を有し、各レイヤにおいて、同じ参照信号を時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に沿って複数マッピングし、且つ異なるレイヤ間の参照信号を巡回シフト多重することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の送信機の他の一態様は、複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する送信機であって、前記参照信号を生成する参照信号生成部と、前記参照信号をオーバサンプリングするオーバサンプリング部と、前記オーバサンプリングした参照信号に対して直交符号化する直交符号乗算部と、直交符号化した前記参照信号を、各レイヤのリソースエレメントにそれぞれにマッピングするサブキャリアマッピング部とを有し、異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を、時間／周波数領域が同じリソースエレメントに配置し直交符号を用いて多重することを特徴とする。
【００１７】
本発明の受信機は、複数のレイヤの無線リソースにオーバサンプリングされてマッピングされた参照信号を有する信号を受信する受信機であって、受信した信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部と、デマッピングされた信号の中の参照信号に対して、ダウンサンプリングするダウンサンプリング部と、ダウンサンプリング部でサンプリングされた参照信号を用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減することができるため、チャネル推定精度の劣化を招くことなく、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制し、伝送効率の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】周波数分割多重(FDM)による参照信号の直交多重法を示す図である。
【図２】時間分割多重(TDM)による参照信号の直交多重法を示す図である。
【図３】コード分割多重(CDM)による参照信号の直交多重法を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る参照信号のマッピング方法の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る移動端末装置及び無線基地局装置を有する移動通信システムの構成を説明するための図である。
【図６】実施の形態１に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。
【図７】実施の形態１に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【図８】実施の形態２に係る参照信号のマッピング方法の一例を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。
【図１０】実施の形態２に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【図１１】実施の形態２に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。
【図１２】実施の形態２に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【図１３】実施の形態３に係る参照信号のマッピング方法の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態３に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。
【図１５】実施の形態３に係る参照信号のマッピング方法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【図１６】上りリンクのSC-FDMAを想定して実施の形態１に係る参照信号のマッピング方法を適用した場合の無線通信を行う送信機及び受信機の機能ブロック図の一例である。
【図１７】上りリンクのSC-FDMAを想定して実施の形態１、２に係る参照信号のマッピング方法を適用した場合のサブキャリア数を説明する図である。
【図１８】上りリンクのSC-FDMAを想定して実施の形態２に係る参照信号のマッピング方法を適用した場合の無線通信を行う送信機及び受信機の機能ブロック図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、送信アンテナ（又は一部のセル）間で下りリンクにおける参照信号を直交化する方法について説明する。参照信号を直交化する方法（直交化処理）としては、周波数分割多重（図１参照）、時間分割多重（図２参照）、コード分割多重（図３参照）の方法が挙げられる。
【００２１】
図１は、参照信号を周波数分割多重(FDM:  Frequency  Division  Multiplexing)する場合を示す図である。周波数分割多重では、各送信レイヤの参照信号(RS)を異なるサブキャリアを用いて多重し、この参照信号が他のデータ信号(Data)と互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。各レイヤでこのように参照信号をマッピングすることにより、参照信号は送信アンテナ間で直交化し、かつ、他のデータ信号と干渉しない構成とすることができる。
【００２２】
図２は、参照信号を時間分割多重(TDM:  Time  Division  Multiplexing)する場合を示す図である。時間分割多重では、各送信レイヤの参照信号を異なるOFDMシンボル内のサブキャリアを用いて多重し、この参照信号が他のデータ信号と互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。各レイヤでこのように参照信号をマッピングすることにより、参照信号は送信アンテナ間で直交化し、かつ、他のデータと干渉しない構成とすることができる。
【００２３】
図３は、参照信号をコード分割多重(CDM:  Code  Division  Multiplexing)する場合を示す図である。コード分割多重では、各送信レイヤの参照信号を、同一OFDMシンボル内の4サブキャリアに渡り配置し、送信アンテナ間で直交符号を用いて多重する。この参照信号が他のデータ信号と互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。各レイヤでこのように参照信号をマッピングすることにより、参照信号は送信アンテナ間で直交化し、かつ、他のデータと干渉しない構成とすることができる。
【００２４】
上述のように、周波数分割多重、時間分割多重、コード分割多重の方法を用いることにより、参照信号を送信アンテナ間で直交化し、かつ、他のデータと干渉しない構成とすることができる。しかし、上記方法を用いて送信アンテナ間で参照信号を直交化する場合に、送信アンテナ数の増加や、新たな参照信号の追加に伴い、オーバーヘッドが大きく増大し、伝送効率が低下してしまう。オーバーヘッドを低減するため、RSの挿入間隔を大きくすることも考えられるが、RSの挿入間隔の増大の伴いチャネル変動への追従性が低下し、チャネル推定精度の劣化を招く。そこで、本発明者が、送信アンテナ数の増加や、新たな参照信号が追加される場合であっても、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制する方法を検討した結果、参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、各レイヤのオーバサンプリング処理を行った参照信号を多重することを着想し、本発明を完成するに至った。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、本発明をLTE-Aに適用した場合の例について説明するが、本発明はLTE-Aに適用した場合に限定されるものではない。また、本発明の適用は特定の参照信号に限定されず、様々な参照信号（例えば、下りリンクにおける参照信号（CSI-RS、US-RS等）、上りリンクにおける参照信号）に適用することができる。
【００２６】
一例として上りリンクの物理上り制御チャネル(PUCCH:  Physical  Uplink  Control  Channel)に本発明を適用した場合の効果（メリット）を以下に示す。PUCCHは、UEで測定した受信チャネル品質情報(CQI:  Channel  Quality  Indicator)、および下りリンクのPDSCHの送達確認情報(ACK/NACK:  Acknowledgement  /  Negative  Acknowledgement)を送信するために用いられる。上記の情報はともに、12サブキャリア帯域で送信される。ACK/NACK情報を送信する場合には、1スロット内の7  SC-FDMAシンボルのうち、3  SC-FDMAシンボルがRSに用いられる。1  SC-FDMAシンボル内では12の巡回シフトによる直交CDMAが規定されており、さらに、3  SC-FDMAシンボルにわたり、時間領域の直交符号の割り当てを併用することで、最大12  x  3  =  36チャネルを多重できる。一方、ACK/NACK信号は、スロット内のRS以外の4  SC-FDMAシンボルを用いて送信するため、12  x  4  =  48チャネルを多重することが可能である。したがって、RS信号の多重数が最大多重数をきめている。ここで、本発明を適用することにより、RSの実効的なサブキャリア数が、例えば2倍の24となるため、1  SC-FDMAシンボル当たり、24の巡回シフトによる直交CMDAが可能となり、最大24  x  3  =  72チャネルを多重可能となる。これにより、多重可能なACK/NACKチャネル数を増大することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
実施の形態１では、第１のRS多重法を用いた無線通信方法について説明する。第１のRS多重法は、複数のアンテナに対応する複数のレイヤの無線リソースに参照信号をマッピングして送信する場合において、各レイヤの無線リソースにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号の少なくとも一部を、時間／周波数領域が同じ１つのリソースエレメント内の周波数方向に分離してマッピングする。
【００２８】
つまり、第１のRS多重法では、異なるレイヤ間にそれぞれマッピングされる参照信号を、１つのリソースエレメント内で周波数分割多重する。また、各レイヤに配置された参照信号が他のデータ信号と互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。参照信号に対してN倍のオーバサンプリング処理を行う場合（オーバサンプリング係数がNである場合）には、１つのリソースエレメント内にNレイヤ分の参照信号を多重させるようにマッピングすることが可能となる。
【００２９】
第１のRS多重法により、各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減（1/N倍）することができるため、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制し、伝送効率の低下を抑制することが可能となる。
【００３０】
図４に第１のRS多重法の一例として、レイヤ数４の場合に各レイヤに２倍のオーバサンプリング処理を行った参照信号をマッピングする場合について示す。図４は、オーバサンプリングした参照信号を周波数分割多重(FDM)する場合を示す図である。なお、各レイヤは、送信アンテナに１対１で対応させるのではなく、それぞれ異なる送信位相／振幅制御（プリコーディング）を用いて、全ての送信アンテナから送信することができる。
【００３１】
図４では、レイヤ#1で送信する参照信号(RS#1)を、上から２つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントにおいて、サブキャリアの上側1/2の領域に配置する。つまり、RS#1を一つのリソースエレメントの全領域に配置するのでなく、サブキャリアの1/2の領域（1/2サブキャリア領域）に配置する。なお、オーバサンプリング係数がNである場合には、サブキャリアの1/Nの領域（1/Nサブキャリア領域）に配置すればよい。また、レイヤ#1の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。
【００３２】
また、レイヤ#2で送信する参照信号(RS#2)を、上から２つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントのうち、サブキャリアの下側1/2の領域に配置する。つまり、時間／周波数領域が同じ１リソースエレメント内の異なるサブキャリア領域にレイヤ#1で送信するRS#1とレイヤ#2で送信するRS#2をマッピングして周波数分割多重する。また、レイヤ#2の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。
【００３３】
また、レイヤ#3で送信する参照信号(RS#3)を、上から３つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントのうち、サブキャリアの上側1/2の領域に配置する。つまり、RS#3を一つのリソースエレメントの全領域に配置するのでなく、サブキャリアの1/2の領域に配置する。また、レイヤ#3の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。
【００３４】
また、レイヤ#4で送信する参照信号(RS#4)を、上から３つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントのうち、サブキャリアの下側1/2の領域に配置する。つまり、時間／周波数領域が同じ１リソースエレメント内の異なるサブキャリア領域にレイヤ#3で送信するRS#3とレイヤ#4で送信するRS#4をマッピングして周波数分割多重する。また、レイヤ#4の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにデータ信号をマッピングする。
【００３５】
このように、各レイヤにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされた参照信号を、同じリソースエレメント内で周波数分割多重させることにより、各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減し、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制することができる。
【００３６】
なお、実施の形態１で示した第１のRS多重法を用いた無線通信方法において、参照信号に対して行うオーバサンプリング処理を選択的に行う構成とすることができる。例えば、データ量が少ない場合には、参照信号に対してオーバサンプリング処理を行わずに各レイヤにマッピングし、データ量が所定値を超えた場合、または、所定のアンテナ数以上を用いてデータを送信する場合に参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、各レイヤにマッピングする。また、データ量、または、データ送信に用いるアンテナ数に応じてオーバサンプリング係数を変動させて参照信号のマッピングを行う構成としてもよい。オーバサンプリングの適用に関する情報は、RRCシグナリング等を用いて行ってもよい。この場合、参照信号に対するオーバサンプリング処理の有無を動的に切り替えることが可能となる。
【００３７】
以下に、第１のRS多重法を適用する移動端末装置及び無線基地局装置等の構成について説明する。ここでは、LTE-A方式のシステム（LTE-Aシステム）に対応する複数のアンテナを具備する無線基地局装置及び移動端末装置を用いる場合について説明する。
【００３８】
まず、図５を参照しながら、移動端末装置１００及び無線基地局装置２００を有する移動通信システム１について説明する。図５は、本発明の一実施の形態に係る移動端末装置１００及び無線基地局装置２００を有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図５に示す移動通信システム１は、例えば、LTEシステムが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、IMT-Advancedと呼ばれても良いし、4Gと呼ばれても良い。
【００３９】
図５に示すように、移動通信システム１は、無線基地局装置２００と、この無線基地局装置２００と通信する複数の移動端末装置１００（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。無線基地局装置２００は、コアネットワーク４０と接続される。移動端末装置１００は、セル５０において無線基地局装置２００と通信を行っている。なお、コアネットワーク４０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００４０】
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMAが、上りリンクについてはSC-FDMAが適用される。
【００４１】
OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC-FDMAは、端末毎に連続した帯域にデータをマッピングして通信を行うシングルキャリア伝送方式であり、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、マルチアクセスを実現する。
【００４２】
ここで、LTEシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動端末装置１００のトラヒックデータを伝送するPDSCH、および各移動端末装置にPDSCHにおけるRBの割り当て情報、データ変調方式・チャネル符号化率，再送関連情報等のL1/L2制御情報を通知するPDCCH  (Physical  Downlink  Control  Channel)等が用いられる。また、チャネル推定、受信品質測定等に用いられる参照信号がこれらのチャネルと共に送信される。
【００４３】
上りリンクについては、各移動端末装置１００のトラヒックデータを伝送するPUSCH  (Physical  Uplink  Shared  Channel)、および下り周波数スケジューリングのためのチャネル品質情報(CQI:  Channel  Quality  Indicator)報告、下り送信データに対するACK/NACK等のL1/L2制御情報を伝送するPUCCH等が用いられる。また、チャネル推定に用いられる復調用参照信号やチャネル品質測定に用いられるチャネル品質測定用参照信号がこれらのチャネルと共に送信される。
【００４４】
次に、図６を参照して、第１のRS多重法を適用して無線通信を行う送信機の機能構成について説明する。図６は、第１のRS多重法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。なお、以下の説明において、送信機は下りリンクにおける無線基地局装置又は上りリンクにおける移動端末装置に適用可能であり、受信機は下りリンクにおける移動端末装置又は上りリンクにおける無線基地局装置に適用可能である。
【００４５】
送信機は、データ信号を生成するデータ生成部２０１と、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部２０２と、符号化後のデータ信号をデータ変調するデータ変調部２０３と、データ変調後のデータ信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部２０４と、参照信号を生成するRS生成部２０５と、生成した参照信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部２０６と、オーバサンプリングされたデータ信号及び参照信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部２０７と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換(IFFT:  Inverse  Fast  Fourier  Transform)するIFFT部２０８と、IFFT後の信号にCyclic  prefix  (CP)を付与するCP付与部２０９とを有している。
【００４６】
チャネル符号化部２０２は、変調方式およびチャネル符号化率  (MCS:  Modulation  and  Coding  Scheme)  情報に対応するチャネル符号化率を用いて、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化する。チャネル符号化部２０２は、誤り訂正符号化されたデータ信号をデータ変調部２０３に出力する。
【００４７】
データ変調部２０３は、MCS情報に対応するデータ変調方式で、データ信号をデータ変調する。データ変調部２０３は、データ変調後のデータ信号をオーバサンプリング部２０４に出力する。
【００４８】
RS生成部２０５は、各レイヤにおける参照信号を生成し、オーバサンプリング部２０６に出力する。
【００４９】
オーバサンプリング部２０４、２０６は、所定の周波数でサンプリングされた信号をより高い周波数で再サンプリングする。例えば、15  kHzのサブキャリア間隔でサンプリングされた信号を周波数が２倍高い7.5  kHzのサブキャリア間隔で再サンプリングする。なお、何倍の周波数で再サンプリングするか（オーバサンプリング係数）は、適宜設定することができる。また、オーバサンプリングの処理は、本発明の参照信号の多重を行うOFDMシンボルのみに適用する（図４参照）。
【００５０】
サブキャリアマッピング部２０７は、オーバサンプリングされたデータ信号及び参照信号を、リソースマッピング情報に基づいて各レイヤのサブキャリアにマッピングする。具体的には、上記図４に示したように、オーバサンプリングされた参照信号が、同じサブキャリアで周波数分割多重するように、各レイヤに参照信号をマッピングする。オーバサンプリング係数がNである場合には、一つのリソースエレメントにNレイヤ分の参照信号が周波数分割多重するようにマッピングを行う。このようにマッピングを行うことにより、各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減し、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制することができる。なお、データ信号は、各レイヤに配置された参照信号と干渉しないようにマッピングすることが好ましい。
【００５１】
IFFT部２０８は、サブキャリアマッピングされた信号をIFFTして時間領域の信号に変換する。IFFT部２０８は、IFFT後の信号をCP付与部２０９に出力する。CP付与部２０９は、IFFT後の信号にCPを付与する。CP付与部２０９でCPが付与された信号が送信信号として、受信機に送信される。
【００５２】
次に、図７を参照して、第１のRS多重法を適用して無線通信を行う受信機の機能構成について説明する。図７は、第１のRS多重法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【００５３】
受信機は、受信信号からCPを除去するCP除去部３０１と、CP除去後の受信信号をFFTして周波数領域の信号に変換するFFT部３０２と、FFT後の信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部３０３と、サブキャリアデマッピングされたデータ信号に対してダウンサンプリング処理を行うダウンサンプリング部３０４と、参照信号を用いてチャネル変動を推定するチャネル推定部３０６と、データ信号をレイヤ毎に分離するレイヤ間データ信号分離部３０７と、レイヤ毎に分離されたデータ信号を復調するデータ復調部３０８と、データ復調後の信号をチャネル復号するチャネル復号部３０９と、を有している。
【００５４】
サブキャリアデマッピング部３０３は、リソースマッピング情報を用いて周波数領域の信号からデータ信号及び参照信号を抽出する。
【００５５】
ダウンサンプリング部３０４は、本発明の参照信号の多重を行うOFDMシンボルのみに適用する。所定の周波数でサンプリングされた信号を、その他のOFDMシンボルに適用されたサンプリングの信号に復元する。具体的には、送信機側で所定の倍数でオーバサンプリングされた信号を所定の倍数でダウンサンプリングする。例えば、送信機側において、15  kHzのサブキャリア間隔でサンプリングされた信号を周波数が２倍高い7.5  kHzのサブキャリア間隔でオーバサンプリングされた場合には、15  kHzのサブキャリア間隔でサンプリングを行ってもよい。あるいは、オーバサンプリングされた信号（7.5  kHzのサブキャリア間隔の2つのサブキャリア）を同相加算平均することで、ダウンサンプリング（15  kHzのサブキャリア間隔の1つのサブキャリアに変換）を行ってもよい。
【００５６】
チャネル推定部３０６は、送信機側で所定の倍数でオーバサンプリングされた参照信号（例えば、送信機側において、7.5  kHzのサブキャリア間隔でサンプリングされた参照信号を、受信機側でも7.5  kHzのサブキャリア間隔のまま信号処理を行う。）を用いてチャネル推定する。
【００５７】
レイヤ間データ信号分離部３０７は、チャネル推定部３０６でチャネル推定された情報に基づいて、レイヤ間のデータ信号を分離する。レイヤ間データ信号分離部３０７は、分離したデータ信号をデータ復調部３０８に出力する。
【００５８】
データ復調部３０８は、レイヤ間データ信号分離部３０７から出力されたデータ信号を復調し、チャネル復号部３０９に出力する。
【００５９】
なお、上記図６、図７は、下りリンクのOFDMAを想定した場合の送信機及び受信機ブロック図を示しているが、本発明の第１のRS多重法の適用はこれに限られない。以下に、図１６を参照して第１のRS多重法を上りリンクのSC-FDMAを想定した無線通信における送信機及び受信機の機能構成について説明する。
【００６０】
送信機は、図１６（Ａ）に示すように、データ信号を生成するデータ生成部４０１と、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部４０２と、符号化後のデータ信号をデータ変調するデータ変調部４０３と、データ変調後の信号にDFT  (Discrete  Fourier  Transform)するDFT部４０４と、DFTされたデータ信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部４０５と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換するIFFT部４０６と、IFFT後の信号にCyclic  prefix  (CP)を付与するCP付与部４０７と、を有している。また、送信機は、参照信号を生成するRS生成部４０９と、生成した参照信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部４１０と、オーバサンプリングされた参照信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部４１１と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換するIFFT部４１２と、IFFT後の信号にCyclic  prefix  (CP)を付与するCP付与部４１３とを有し、さらに参照信号とデータ信号を時間多重する時間多重部４０８を有している。また、図示していないが、データ信号およびRSともに、巡回シフトおよびブロック拡散によりユーザ間を多重する構成としてもよい。
【００６１】
受信機は、図１６（Ｂ）に示すように、受信信号からデータ信号と参照信号を時間分離する時間分離部５０１と、分離されたデータ信号、参照信号からCPを除去するCP除去部５０２、５０９と、CP除去後の受信信号、参照信号をFFTして周波数領域の信号に変換するFFT部５０３、５１０と、FFT後の信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部５０４、５１１と、デマッピングされた参照信号を用いてチャネル変動を推定するチャネル推定部５１２と、送受信機間のチャネル変動の影響を補償する周波数領域等化部５０５と、IDFT  (Inverse  Discrete  Fourier  Transform)するIDFT部５０６と、IDFTされたデータ信号を復調するデータ復調部５０７と、データ復調後の信号をチャネル復号するチャネル復号部５０８と、を有している。
【００６２】
上述したように、例えば、上りリンクの物理上り制御チャネル(PUCCH)は、UEで測定した受信チャネル品質情報(CQI:  Channel  Quality  Indicator)、および下りリンクのPDSCHの送達確認情報(ACK/NACK:  Acknowledgement  /  Negative  Acknowledgement)を送信するために用いられる。サブフレーム構成は、1スロット（1/2サブフレーム）に7つのSC-FDMAシンボルを含んでおり、ピーク電力の増大を抑制するために、データ信号と参照信号を時間多重している。また、上記のUEで測定した受信チャネル品質情報(CQI)、および下りリンクのPDSCHの送達確認情報(ACK/NACK)はともに、12サブキャリア帯域で送信される（図１７（Ａ）、（Ｂ）参照）。具体的には、CQIとACK/NACKを送信する場合で異なるサブフレーム構成をとっており、ACK/NACKのサブフレーム構成（ACK/NACKフォーマット）は、図１７（Ａ）に示すように、スロット内の第3シンボル(#3)〜第5シンボル(#5)にRSを多重し、他のシンボル（第1シンボル(#1)、第2シンボル(#2)、第6シンボル(#6)、第7シンボル(#7)）に制御情報(ACK/NACK)が多重される。前記スロットは、1サブフレームにおいて2回繰り返されている。また、PUCCHはシステム帯域の両端の無線リソースに多重され、1サブフレーム内の異なる周波数帯域を有する2スロット間で周波数ホッピング(Inter-slot  FH)が適用される。
【００６３】
本発明の第１のRS多重法を上りリンクのSC-FDMAに適用することにより、参照信号のマッピング可能なサブキャリア数がオーバサンプリングを行わない場合と比較して２倍（オーバサンプリング係数が２の場合）とすることができる。したがって、参照信号を周波数方向において１つおきのサブキャリアに系列長12のRSをマッピングし、ユーザ間で衝突しないようにすることによって（図１７（Ｄ）参照）、FDMAによりユーザ間の直交多重が可能となる。また、系列長12のRSは巡回シフトにより最大12ユーザを多重することができる。したがって、FDMAと巡回シフト多重を併用して、1  SC-FDMAシンボル内に24ユーザの多重が可能である。
【００６４】
次に、上記実施の形態１と異なるRS多重法を用いた無線通信方法について説明する。なお、以下の説明においては、実施の形態１と異なる部分について中心に説明し、同様の部分に関する詳細な説明は省略する。
【００６５】
（実施の形態２）
実施の形態２では、第２のRS多重法を用いた無線通信方法について説明する。第２のRS多重法は、複数のアンテナを有する送信機から参照信号を有する信号を送信する場合において、各レイヤの無線リソースにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を巡回シフト多重する。
【００６６】
また、第２のRS多重法において、参照信号に対してN倍のオーバサンプリング処理を行う場合には、各レイヤにおいて１リソースエレメント内にN個の参照信号をマッピングする構成とすることができる。また、互いに巡回シフト多重したレイヤ群と他のレイヤを周波数方向に多重（周波数分割多重）してもよい。
【００６７】
第２のRS多重法により、各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を同じリソースエレメント内にマッピングすることができるため、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制し、伝送効率の低下を抑制することが可能となる。以下に、第２のRS多重法について具体的に説明する。
【００６８】
図８に第２のRS多重法の一例として、レイヤ数４の場合に各レイヤに２倍のオーバサンプリング処理を行った参照信号をマッピングする場合について示す。図８は、オーバサンプリングした参照信号を巡回シフト多重する場合を示す図である。
【００６９】
図８では、レイヤ#1で送信する参照信号(RS#1)を、上から２つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントに２個配置する。また、レイヤ#1の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにマッピングする。
【００７０】
また、レイヤ#2で送信する参照信号(RS#2)を、上から２つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントに２個配置する。つまり、時間／周波数領域が同じ１リソースエレメント内にレイヤ#1で送信するRS#1とレイヤ#2で送信するRS#2をそれぞれ複数個マッピングし、巡回シフト多重する。また、レイヤ#2の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにマッピングする。
【００７１】
また、レイヤ#3で送信する参照信号(RS#3)を、上から３つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントに２個配置する。また、レイヤ#3の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにマッピングする。
【００７２】
また、レイヤ#4で送信する参照信号(RS#4)を、上から３つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントに２個配置する。つまり、時間／周波数領域が同じ１リソースエレメント内にレイヤ#3で送信するRS#3とレイヤ#4で送信するRS#4をそれぞれ複数個マッピングして巡回シフト多重する。また、レイヤ#4の他のサブキャリアにおいて、他のレイヤで送信される参照信号とデータ信号が互いに干渉しないようにマッピングする。
【００７３】
このように、各レイヤにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされた参照信号を、同じリソースエレメント内で巡回シフト多重することにより、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制することができる。また、図８に示すように、レイヤ#1とレイヤ#2の参照信号を巡回シフト多重させ、レイヤ#3とレイヤ#4の参照信号を巡回シフトさせ、レイヤ#1、#2から構成されるレイヤ群とレイヤ#3、#4から構成されるレイヤ群を周波数分割多重することにより、巡回シフト多重を行うレイヤ数を低減することができる。これにより、レイヤ数が多い場合であっても、巡回シフト多重を行うレイヤ数を低減することができ、レイヤ間の参照信号の直交多重を効果的に行うことが可能となる。
【００７４】
以下に、第２のRS多重法を適用する移動端末装置及び無線基地局装置等の構成について説明する。なお、移動端末装置及び無線基地局装置を有する移動通信システム、移動端末装置の機能構成、無線基地局装置の機能構成は、上記図５と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
まず、図９を参照して、第２のRS多重法を適用して無線通信を行う送信機の機能構成について説明する。図９は、第２のRS多重法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。なお、以下の説明において、送信機は下りリンクにおける無線基地局装置又は上りリンクにおける移動端末装置に適用可能であり、受信機は下りリンクにおける移動端末装置又は上りリンクにおける無線基地局装置に適用可能である。
【００７６】
送信機は、データ信号を生成するデータ生成部２０１と、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部２０２と、符号化後のデータ信号をデータ変調するデータ変調部２０３と、データ変調後のデータ信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部２０４と、参照信号を生成するRS生成部２０５と、生成した参照信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部２０６と、オーバサンプリングされた参照信号に巡回シフトを付与する巡回シフト部２１１と、オーバサンプリングされたデータ信号及び参照信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部２０７と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換(IFFT)するIFFT部２０８と、IFFT後の信号にCP(Cyclic  Prefix)を付与するCP付与部２０９とを有している。なお、オーバサンプリング部２０４、および２０６におけるオーバサンプリングの処理は、本発明の参照信号の多重を行うOFDMシンボルのみに適用する（図８参照）。
【００７７】
巡回シフト部２１１は、周波数領域の信号を所定の巡回シフト量だけ巡回シフトする。なお、巡回シフト量はレイヤ毎に異なり、巡回シフト番号に対応づけられている。
【００７８】
データ生成部２０１で生成された送信データは、チャネル符号化部２０２で誤り訂正符号化されてデータ変調部２０３に出力されてデータ変調された後、オーバサンプリング部２０４でより高い周波数で再サンプリングされる。また、RS生成部２０５で生成された参照信号は、オーバサンプリング部２０６でより高い周波数で再サンプリングされた後、巡回シフト部２１１に出力されて巡回シフトが付与される。次に、オーバサンプリングされたデータ信号と参照信号はサブキャリアマッピング部２０７において、リソースマッピング情報に基づいて各レイヤのサブキャリアにマッピングされた後、IFFT部２０８に出力されてIFFTされ時間領域の信号に変換される。次に、IFFT後の信号はCP付与部２０９に出力され、IFFT後の信号にCPを付与した後、送信信号として受信機に送信される。本実施の形態では、各レイヤにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされた参照信号を、同じリソースエレメント内で巡回シフト多重することにより、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制することができる。
【００７９】
次に、図１０を参照して、第２のRS多重法を適用して無線通信を行う受信機の機能構成について説明する。図１０は、第２のRS多重法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【００８０】
受信機は、受信信号からCPを除去するCP除去部３０１と、CP除去後の受信信号をFFTして周波数領域の信号に変換するFFT部３０２と、FFT後の信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部３０３と、サブキャリアデマッピングされたデータ信号に対してダウンサンプリング処理を行うダウンサンプリング部３０４と、直交多重された参照信号を分離する巡回シフト除去部３１１と、参照信号を用いてチャネル変動を推定するチャネル推定部３０６と、データ信号をレイヤ毎に分離するレイヤ間データ信号分離部３０７と、レイヤ毎に分離されたデータ信号を復調するデータ復調部３０８と、データ復調後の信号をデータ復号するチャネル復号部３０９とを有している。なお、ダウンサンプリング部３０４は、本発明の参照信号の多重を行うOFDMシンボルのみに適用する。
【００８１】
巡回シフト除去部３１１は、巡回シフトを用いて直交多重された制御信号を、巡回シフト番号を用いて分離する。
【００８２】
上記図９においては、巡回シフト部２１１をオーバサンプリング部２０６とサブキャリアマッピング部２０７の間に設け、周波数領域の信号を所定の巡回シフト量だけ巡回シフトする場合を示したが、時間領域の信号に変換された後に巡回シフトを付与する構成としてもよい。この場合、IFFT部２０８から出力された信号を巡回シフト部２１１に入力する構成とすればよい（図１１参照）。これにより、各レイヤのリソースエレメントにマッピングされたデータ信号および参照信号を含むシンボル全体に対して巡回シフトが付与される。また、送信機を図１１の構成とする場合には、受信機において、CP除去部３０１で受信信号からCPを除去した後に、巡回シフト除去部３１１で巡回シフトを除去し、その後にFFT部３０２でFFTして周波数領域の信号に変換する構成とすればよい（図１２参照）。
【００８３】
なお、上記図９〜図１２は、下りリンクのOFDMAを想定した場合の送信機及び受信機のブロック図を示しているが、本発明の第２のRS多重法の適用はこれに限られない。以下に、図１８を参照して第２のRS多重法を上りリンクのSC-FDMAを想定した無線通信における送信機及び受信機の機能構成について説明する。
【００８４】
送信機は、図１８（Ａ）に示すように、データ信号を生成するデータ生成部４０１と、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部４０２と、符号化後のデータ信号をデータ変調するデータ変調部４０３と、データ変調後の信号にDFT  (Discrete  Fourier  Transform)するDFT部４０４と、DFTされたデータ信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部４０５と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換するIFFT部４０６と、IFFT後の信号にCyclic  prefix  (CP)を付与するCP付与部４０７と、を有している。また、送信機は、参照信号を生成するRS生成部４０９と、生成した参照信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部４１０と、オーバサンプリングされた参照信号に巡回シフトを付与する巡回シフト部４１４と、巡回シフトを付与された参照信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部４１１と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換するIFFT部４１２と、IFFT後の信号にCyclic  prefix  (CP)を付与するCP付与部４１３とを有し、さらに参照信号とデータ信号を時間多重する時間多重部４０８を有している。また、図示していないが、データ信号およびRSともに、巡回シフトおよびブロック拡散によりユーザ間を多重する構成としてもよい。
【００８５】
受信機は、図１８（Ｂ）に示すように、受信信号からデータ信号と参照信号を時間分離する時間分離部５０１と、分離されたデータ信号、参照信号からCPを除去するCP除去部５０２、５０９と、CP除去後の受信信号、参照信号をFFTして周波数領域の信号に変換するFFT部５０３、５１０と、FFT後の信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部５０４、５１１と、直交多重された参照信号を分離する巡回シフト除去部５１３と、巡回シフトが分離された参照信号を用いてチャネル変動を推定するチャネル推定部５１２と、送受信機間のチャネル変動の影響を補償する周波数領域等化部５０５と、IDFT  (Inverse  Discrete  Fourier  Transform)するIDFT部５０６と、IDFTされたデータ信号を復調するデータ復調部５０７と、データ復調後の信号をチャネル復号するチャネル復号部５０８と、を有している。
【００８６】
上述したように、例えば、上りリンクの物理上り制御チャネル(PUCCH)は、UEで測定した受信チャネル品質情報(CQI:  Channel  Quality  Indicator)、および下りリンクのPDSCHの送達確認情報(ACK/NACK:  Acknowledgement  /  Negative  Acknowledgement)を送信するために用いられる。サブフレーム構成は、ピーク電力の増大を抑制するために、データ信号と参照信号を時間多重している。また、上記のUEで測定した受信チャネル品質情報(CQI)、および下りリンクのPDSCHの送達確認情報(ACK/NACK)はともに、12サブキャリア帯域で送信される（図１７（Ａ）、（Ｂ）参照）。本発明の第２のRS多重法を適用することにより、参照信号のマッピング可能なサブキャリア数がオーバサンプリングを行わない場合と比較して２倍（オーバサンプリング係数が２の場合）とすることができる（図１７（Ｃ）参照）。すなわち、系列長が従来と比較して2倍大きい系列長24のRS系列をマッピングすることができる。これにより、巡回シフト数を２倍、すなわち、1  SC-FDMA当たり24ユーザ多重、とすることができるため、多重可能なユーザ数を増大することが可能となる。
【００８７】
なお、実施の形態２で示した第２のRS多重法を用いた無線通信方法においても、上記実施の形態１で示した無線通信方法と同様に、参照信号に対して行うオーバサンプリング処理を選択的に行う構成とすることができる。
【００８８】
次に、上記実施の形態１、２と異なるRS多重法を用いた無線通信方法について説明する。なお、以下の説明においては、実施の形態１、２と異なる部分について中心に説明し、同様の部分に関する詳細な説明は省略する。
【００８９】
（実施の形態３）
実施の形態３では、第３のRS多重法を用いた無線通信方法について説明する。第３のRS多重法は、複数のアンテナを有する送信機から参照信号を有する信号を送信する場合において、各レイヤの無線リソースにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を時間／周波数領域の同じサブキャリアに配置し直交符号を用いてコード分割多重(CDM)する。
【００９０】
第３のRS多重法により、周波数方向に対して各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減することができるため、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制し、伝送効率の低下を抑制することが可能となる。
【００９１】
図１３に第３のRS多重法の一例として、レイヤ数４の場合に各レイヤにおいて２倍のオーバサンプリング処理を行った参照信号をマッピングする場合について示す。図１３は、オーバサンプリングした参照信号をコード分割多重(CDM)する場合を示す図である。コード分割多重では、複数の参照信号を、時間／周波数領域の同じOFDMシンボルに配置し、レイヤ間で直交符号を用いて多重する。
【００９２】
図１３においては、レイヤ#1〜#4で送信する参照信号を、上から２つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントと、上から３つ目のサブキャリアで左から３つ目のOFDMシンボルに対応するリソースエレメントとの２つのリソースエレメントに配置し、直交符号を用いてレイヤ間で直交化する。この２つのリソースエレメントは、直交符号で直交化されるので、参照信号が送信アンテナ間で直交化することになる。直交符号としては、Walsh符号、DFT符号などが挙げられる。
【００９３】
以下に、第３のRS多重法を適用する移動端末装置及び無線基地局装置等の構成について説明する。なお、移動端末装置及び無線基地局装置を有する移動通信システム、移動端末装置の機能構成、無線基地局装置の機能構成は、上記図５と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
まず、図１４を参照して、第３のRS多重法を適用して無線通信を行う送信機の機能構成について説明する。図１４は、第３のRS多重法を適用して無線通信を行う送信機の機能ブロック図の一例である。なお、以下の説明において、送信機は下りリンクにおける無線基地局装置又は上りリンクにおける移動端末装置に適用可能であり、受信機は下りリンクにおける移動端末装置又は上りリンクにおける無線基地局装置に適用可能である。
【００９５】
送信機は、データ信号を生成するデータ生成部２０１と、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部２０２と、符号化後のデータ信号をデータ変調するデータ変調部２０３と、データ変調後のデータ信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部２０４と、参照信号を生成するRS生成部２０５と、生成した参照信号に対してオーバサンプリング処理するオーバサンプリング部２０６と、オーバサンプリングされた参照信号に直交符号化する直交符号乗算部２１２と、オーバサンプリングされたデータ信号及び参照信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部２０７と、マッピング後の信号を逆高速フーリエ変換(IFFT)するIFFT部２０８と、IFFT後の信号にCP(Cyclic  Prefix)を付与するCP付与部２０９とを有している。
【００９６】
直交符号乗算部２１２は、オーバサンプリング後の参照信号に直交符号を乗算する。参照信号に用いる直交符号については、上位レイヤからRRCシグナリングなどで通知してもよい。
【００９７】
データ生成部２０１で生成された送信データは、チャネル符号化部２０２で誤り訂正符号化されてデータ変調部２０３に出力されてデータ変調された後、オーバサンプリング部２０４でより高い周波数で再サンプリングされる。また、RS生成部２０５で生成された参照信号は、オーバサンプリング部２０６でより高い周波数で再サンプリングされた後、直交符号乗算部２１２に出力されて直交符号化される。次に、オーバサンプリングされたデータ信号と参照信号はサブキャリアマッピング部２０７において、リソースマッピング情報に基づいて各レイヤのサブキャリアにマッピングされた後、IFFT部２０８に出力されてIFFTされ時間領域の信号に変換される。次に、IFFT後の信号はCP付与部２０９に出力され、IFFT後の信号にCPを付与した後、送信信号として受信機に送信される。本実施の形態では、各レイヤにマッピングされる参照信号に対してオーバサンプリング処理を行い、異なるレイヤ間にマッピングされる参照信号を、時間／周波数領域が同じリソースエレメントに配置し直交符号を用いて多重することにより、周波数方向に対して各レイヤにマッピングされる参照信号の領域を低減することができる。これにより、参照信号の挿入によるオーバーヘッドの増大を抑制し、伝送効率の低下を抑制することが可能となる。
【００９８】
次に、図１５を参照して、第３のRS多重法を適用して無線通信を行う受信機の機能構成について説明する。図１５は、第３のRS多重法を適用して無線通信を行う受信機の機能ブロック図の一例である。
【００９９】
受信機は、受信信号からCPを除去するCP除去部３０１と、CP除去後の受信信号をFFTして周波数領域の信号に変換するFFT部３０２と、FFT後の信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部３０３と、サブキャリアデマッピングされたデータ信号に対してダウンサンプリング処理を行うダウンサンプリング部３０４と、直交符号化された参照信号を分離する直交符号分離部３１２と、ダウンサンプリングされた参照信号を用いてチャネル変動を推定するチャネル推定部３０６と、データ信号をレイヤ毎に分離するレイヤ間データ信号分離部３０７と、レイヤ毎に分離されたデータ信号を復調するデータ復調部３０８と、データ復調後の信号をデータ復号するチャネル復号部３０９とを有している。
【０１００】
なお、実施の形態３で示した第３のRS多重法を用いた無線通信方法においても、上記実施の形態１、２で示した無線通信方法と同様に、参照信号に対して行うオーバサンプリング処理を選択的に行う構成とすることができる。
【０１０１】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、送信アンテナ数等は一例であり、これに限定されるものではない。また、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明における処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。また、図に示される要素の各々は機能を示しており、各機能ブロックがハードウエアで実現されても良く、ソフトウエアで実現されてもよい。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、LTE-Aシステムの無線基地局装置、移動端末装置及び無線通信方法に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  移動端末装置
２００  無線基地局装置
２０１、４０１  データ生成部
２０２、４０２  チャネル符号化部
２０３、４０３  データ変調部
２０４、２０６、４１０  オーバサンプリング部
２０５、４０９  RS生成部
２０７、４０５、４１１  サブキャリアマッピング部
２０８、４０６、４１２  IFFT部
２０９、４０７、４１３  CP付与部
２１１、４１４  巡回シフト部
２１２  直交符号乗算部
３０１、５０２、５０９  CP除去部
３０２、５０３、５１０  FFT部
３０３、５０４、５１１  サブキャリアデマッピング部
３０４  ダウンサンプリング部
３０６、５１２  チャネル推定部
３０７  レイヤ間データ信号分離部
３０８、５０７  データ復調部
３０９、５０８  チャネル復号部
３１１、５１３  巡回シフト除去部
３１２  直交符号分離部
４０４  DFT部
４０８  時間多重部
５０１  時間分離部
５０５  周波数領域等化部
５０６  IDFT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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