(57)【要約】【課題】無線基地局装置が具備するアンテナ数が下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の送信レイヤ数よりも多い場合であっても良好な伝送品質を保持した無線通信を実現すること。【解決手段】複数の送信アンテナを具備する無線基地局装置（２００）から、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、プリコーディングウェイト乗算部（２０５）で全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算し、送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから下りリンクで送信することを特徴とする。【選択図】図９
2013118567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナと、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算するウェイト乗算部と、前記ウェイト乗算部により送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから送信する送信部とを具備することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記ウェイト乗算部は、各送信ストリームを送信ストリーム間で重複しない複数の前記送信アンテナから送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記ウェイト乗算部は、同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナから振幅及び位相の等しい同一の信号を送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記ウェイト乗算部は、同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナからの信号に振幅変動及び／又は位相シフト量を加えて送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記ウェイト乗算部は、時間的又は周波数的に固定の振幅変動及び位相シフト量を加えて送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項４記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記ウェイト乗算部は、時間的又は周波数的にランダム又は周期的に振幅変動及び位相シフト量を切り替えて送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項４記載の無線基地局装置。
【請求項７】
前記ウェイト乗算部は、各送信ストリームを送信ストリーム間で重複を許容して複数の送信アンテナから送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項８】
前記ウェイト乗算部は、各送信アンテナからの信号が直交するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項７記載の無線基地局装置。
【請求項９】
前記ウェイト乗算部は、時間的又は周波数的に固定の振幅変動及び位相シフト量を加えて送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
【請求項１０】
前記ウェイト乗算部は、時間的又は周波数的にランダム又は周期的に振幅変動及び位相シフト量を切り替えて送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
【請求項１１】
前記ウェイト乗算部は、各送信ストリームに無線基地局装置及びユーザ装置間でＢＰＳＫ又はＱＰＳＫに対応する振幅変動及び位相シフト量が加わるように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１２】
前記ウェイト乗算部は、下り共有チャネルデータのＭＩＭＯ伝送のために用いられる長周期／広帯域用の第１のコードブック及び短周期／狭帯域用の第２のコードブックに定められる送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１３】
前記ウェイト乗算部は、同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナ間で同一の信号に異なる巡回遅延量を付与して送信するように行列成分が定められた送信ウェイトを乗算することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１４】
同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナとして、互いに相関の低い送信アンテナを選択することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１５】
前記複数の送信アンテナを直線偏波アンテナで構成し、物理的に離れた複数のアンテナ素子を同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナとして選択することを特徴とする請求項１４記載の無線基地局装置。
【請求項１６】
前記複数の送信アンテナを直交偏波アンテナで構成し、１つ又は複数の異なる偏波素子を同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナとして選択することを特徴とする請求項１４記載の無線基地局装置。
【請求項１７】
同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナとして、互いに相関の高い送信アンテナを選択することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１８】
前記複数の送信アンテナを直線偏波アンテナで構成し、物理的に近接した複数のアンテナ素子を同一の送信ストリームを送信する複数の送信アンテナとして選択することを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項１９】
前記複数の送信アンテナを直交偏波アンテナで構成し、１つ又は複数の同一の偏波素子を同一の送信ストリームを送信する複数の前記送信アンテナとして選択することを特徴とする請求項１７記載の無線基地局装置。
【請求項２０】
複数の送信アンテナと、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算するウェイト乗算部と、前記ウェイト乗算部により送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから送信する送信部とを具備する無線基地局装置と、
前記無線基地局装置からの信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した受信信号を参照信号、制御チャネル及び報知チャネルに分離する下りチャネル分離部とを具備する移動局装置とを具備することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２１】
複数の送信アンテナを具備する無線基地局装置から、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算するステップと、前記送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから送信するステップとを具備することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法に関し、特に、マルチアンテナ伝送に対応する無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイドバンド符号分割多重接続(ＷＣＤＭＡ)方式、高速ダウンリンクパケットアクセス(ＨＳＤＰＡ)方式、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）方式等の後継となる通信方式、すなわちロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long  Term  Evolution）が、ＷＣＤＭＡの標準化団体３ＧＰＰにおいて定められた（Release−8）。Release−8  ＬＴＥ（以下、Ｒｅｌ８−ＬＴＥという）での無線アクセス方式として、下りリンクについては直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ：Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing  Access）方式が、上りリンクについてはシングルキャリア周波数分割多重接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single−Carrier  Frequency  Division  Multiple  Access）方式が規定されている。
【０００３】
ＯＦＤＭＡ方式は、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載せて伝送を行うマルチキャリア伝送方式である。このＯＦＤＭＡ方式においては、サブキャリアを周波数軸上に直交させながら密に並べることで高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることが期待できる。
【０００４】
ＳＣ−ＦＤＭＡ方式は、周波数帯域を端末毎に分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送するシングルキャリア伝送方式である。このＳＣ−ＦＤＭＡ方式においては、端末間の干渉を簡易且つ効果的に低減することができることに加えて送信電力の変動を小さくできるので、この方式は端末の低消費電力化及びカバレッジの拡大等の観点から好ましい。
【０００５】
Ｒｅｌ８−ＬＴＥでは、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical  Downlink  Control  Channel）を規定している。ＰＤＣＣＨは、下りリンクデータチャネルにおけるリソースブロック（ＲＢ）割り当て情報、変調方式・チャネル符号化率、再送情報及び送信電力制御の情報などの制御情報を送信するために用いられる。
【０００６】
また、Ｒｅｌ８−ＬＴＥでは、報知チャネル（ＢＣＨ：Broadcast  Channel）を規定している。ＢＣＨは、上述したＰＤＣＣＨを受信するために必要な報知情報（システム帯域幅、基地局の送信アンテナ数など）を送信するために用いられる。
【０００７】
さらに、Ｒｅｌ８−ＬＴＥでは、セル固有の参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific  Reference  Signal）を規定している。ＣＲＳは、Ｒｅｌ８−ＬＴＥをサポートするユーザ端末（以下、ＬＴＥ端末という）における下り同期検波のためのチャネル推定やシンボル同期などに使用されるセル共有の参照信号を構成する。このＣＲＳは、上述したＰＤＣＣＨ及びＢＣＨの復号に用いられる。
【０００８】
また、Ｒｅｌ８−ＬＴＥでは、送信機と受信機にそれぞれ複数のアンテナを設けて、通信品質を改善する無線伝送方法（ＭＩＭＯ：Multiple−Input  Multiple−Output)が規定されている（例えば、非特許文献１）。ＭＩＭＯは、同一時間・周波数に多重するレイヤ（データストリーム）が全て同一ユーザのものである場合（シングルユーザＭＩＭＯ）と、異なるユーザのものである場合（マルチユーザＭＩＭＯ）とに区別される。
【０００９】
シングルユーザＭＩＭＯは、基地局において最大４送信アンテナを用いた４レイヤの空間多重を行うことができる。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される。プリコーディングにより、理想的には同時に送信された各レイヤは、受信機側で直交（互いに干渉せずに）して受信される。このため、同時送信される各レイヤ（データストリーム）が、互いに干渉にならず、かつＬＴＥ端末において高いＳＩＮＲで受信されるようにフェージング変動を考慮して、プリコーディングウェイト（送信アンテナの重みづけ）を決定する。また、プリコーディングにより、特定のユーザ端末に対して希望波を強調した指向性送信を実現するビームフォーミングが可能になる。
【００１０】
マルチユーザＭＩＭＯは、あるサブフレームの同一リソースブロック（ＲＢ）を複数のユーザ端末のレイヤに割当てることによって実現される。マルチユーザＭＩＭＯの場合、各ユーザに割り当てるレイヤ数は１つに限定される。
【００１１】
上述したＰＤＣＣＨ及びＢＣＨの送信に関し、Ｒｅｌ８−ＬＴＥでは、最大で４アンテナ送信をサポートしている。具体的には、２アンテナ送信時にはＳＦＢＣ（Space  Frequency  Block  Code）が適用され、４アンテナ送信時にはＳＦＢＣ及びＦＳＴＤ（Frequency  Shift  Transmit  Diversity）が適用される。また、ＣＲＳについても、最大で４アンテナ送信のＭＩＭＯ多重をサポートしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】3GPP  TR  25.913[1]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したＬＴＥ（Ｒｅｌ８−ＬＴＥ）方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。例えば、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。
【００１４】
また、ＬＴＥ−Ａ仕様においては、ＬＴＥ仕様の最大送信アンテナ数である４アンテナが、８アンテナまで拡張されている。すなわち、ＬＴＥ−Ａでは、８アンテナを具備する無線基地局装置を運用し、ユーザデータなどの送信に関し、最大で８アンテナ送信をサポートすることが予定されている。しかしながら、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳの送信に関し、ＬＴＥ−Ａでは４アンテナ送信（４レイヤ送信）までしか規定されていない。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、無線基地局装置が具備するアンテナ数が下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の送信レイヤ数よりも多い場合であっても良好な伝送品質を保持した無線通信を実現できる無線基地局装置、無線通信方法及び無線通信システム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】
【００１６】
本発明に係る無線基地局装置は、複数の送信アンテナと、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算するウェイト乗算部と、前記ウェイト乗算部により送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから送信する送信部とを具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る無線通信システムは、複数の送信アンテナと、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算するウェイト乗算部と、前記ウェイト乗算部により送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから送信する送信部とを具備する無線基地局装置と、前記無線基地局装置からの信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した受信信号を参照信号、制御チャネル及び報知チャネルに分離する下りチャネル分離部とを具備する移動局装置とを具備することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る無線通信方法は、複数の送信アンテナを具備する無線基地局装置から、下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の少なくとも１つを全ての送信アンテナ数よりも少ない送信レイヤで送信する際に、全ての送信アンテナ数よりも少ないアンテナ数に仮想化し、且つ、各送信アンテナ又は各送信ストリームの平均送信電力を同一とする送信ウェイトを乗算するステップと、前記送信ウェイトが乗算された信号を各送信アンテナから送信するステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、無線基地局装置が具備するアンテナ数が下り制御チャネル、報知チャネル及びセル固有参照信号の送信レイヤ数よりも多い場合であっても送信アンプに大きな制約を加えることなく、良好な伝送品質を保持した無線通信を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】８アンテナを具備する無線基地局装置からＰＤＣＣＨ等を送信する際の一例の説明図である。
【図２】本発明に係る仮想アンテナ化を適用してＰＤＣＣＨ等を送信する際の説明図である。
【図３】本発明に係る無線基地局装置の送信部の概略構成を説明するための図である。
【図４】第１の送信ウェイト（ウェイト行列Ｗ）の一例の説明図である。
【図５】第２の送信ウェイト（ウェイト行列Ｗ）の一例の説明図である。
【図６】互いに相関の低い送信アンテナ同士を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択された送信アンテナの説明図である。
【図７】互いに相関の高い送信アンテナ同士を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択された送信アンテナの説明図である。
【図８】本発明に係る無線通信方法が適用される無線通信システムの構成の説明図である。
【図９】本発明の実施例に係る無線基地局装置の機能ブロック図である。
【図１０】本発明の実施例に係る移動局装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上述したように、ＬＴＥの後継システムとして検討されている無線通信システム（例えば、ＬＴＥ−Ａ方式のシステム）においては、８アンテナを具備する無線基地局装置（以下、単に基地局という）ｅＮＢを運用し、ユーザデータなどの送信に関し、最大で８アンテナ送信をサポートすることが予定されている。しかしながら、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳの送信に関しては、ＬＴＥ−Ａシステムでは４レイヤ送信までしか規定されていない。
【００２２】
このような状況下において、８アンテナを具備する基地局ｅＮＢからＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳを送信する方法として、以下の２つの方法が考えられる。第１に、８アンテナのうち、特定の４アンテナに他の４アンテナより高い出力の送信アンプを具備しておき、特定の４アンテナから送信する方法である（第１の方法）。第２に、送信アンプの出力を変更することなく（すなわち、８アンテナに同等の出力を有する送信アンプを具備しておき）、任意の４アンテナから送信する方法である（第２の方法）。
【００２３】
第１の方法では、図１Ａに示すように、高い出力の送信アンプに対応付けられる特定の４アンテナからＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳを送信することでカバレッジを確保できる。しかしながら、送信アンテナ間にインバランスが生じることとなり、送信アンプ設計や送信制御が複雑となるという問題がある。一方、第２の方法では、図１Ｂに示すように、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳの送信電力が半分となる結果、カバレッジが低減することとなる。これにより、例えば、セル端のユーザ装置ＵＥに必要な情報を提供できず、システム全体のスループット特性が低下するという問題がある。
【００２４】
ところで、近年、送信機（例えば、基地局ｅＮＢ）の各送信アンテナから信号をプリコーディングして送信することにより、実際のアンテナ数と異なる仮想アンテナ数で送信する仮想アンテナ化（Antenna  Virtualization）技術が検討されている。本発明者らは、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳ等の物理チャネル送信に関し、この仮想アンテナ化技術を適用することにより、送信アンテナ間のインバランスの問題やカバレッジの低減の問題を引き起こすことなく所望のスループット特性を確保できる点に着目し、本発明に至った。
【００２５】
すなわち、本発明の骨子は、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳの送信に関し、図２に示すように、基地局ｅＮＢが具備する複数の送信アンテナ（例えば、８アンテナや４アンテナ）から送信される送信信号にプリコーディングウェイトを乗算し、物理的には全ての送信アンテナを用いて送信するが、全ての送信アンテナよりも少ないアンテナ数（例えば、４アンテナや２アンテナ）に仮想アンテナ化して送信するものである。なお、ＰＤＣＣＨ及びＢＣＨは、ＣＲＳを用いて復調されるため、仮想アンテナ化を実現する際、これらの物理チャネルには、同一のプリコーディングウェイトが乗算される。
【００２６】
図３は、本発明に係る基地局ｅＮＢの送信部の概略構成を説明するための図である。図３においては、基地局ｅＮＢが８本の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８を具備し、これらの送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８が送信アンプＰＡ１〜ＰＡ８を介して仮想アンテナ化用ウェイト乗算部（以下、単にウェイト乗算部という）ＡＶに接続される場合について示している。なお、図３においては、説明の便宜上、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳがそれぞれ４レイヤの送信信号ｓ１〜ｓ４としてウェイト乗算部ＡＶに入力される場合について示している。送信信号ｓ１〜ｓ４は、送信ストリームｓ１〜ｓ４と呼ぶこともできる。
【００２７】
図３に示す送信部の構成において、４つの送信信号ｓ１〜ｓ４には、ウェイト乗算部ＡＶで予め定められた送信ウェイト（プリコーディングウェイト）が乗算され、８つの信号ｘ１〜ｘ８に変更される。変更された８つの信号ｘ１〜ｘ８は、送信アンプＰＡ１〜ＰＡ８に入力されて増幅され、送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８を介して下りリンクでユーザ装置ＵＥに出力される。
【００２８】
すなわち、図３に示す送信部においては、ウェイト乗算部ＡＶで予め定めた送信ウェイトを送信信号ｓ１〜ｓ４に乗算し、送信ストリーム毎に重み付けを行うことで、物理的には送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８を用いて送信するが、全ての送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８よりも少ないアンテナ数（ここでは、４アンテナ）への仮想アンテナ化が実現される。
【００２９】
図３に示す送信部における信号処理を数式で示すと、以下の（式１）のようになる。
（式１）
ｘ  ＝  Ｗｓ
ここで、ｘは、ウェイト乗算部ＡＶにより変更される信号に対応する行列（以下、変更信号行列という）を示し、Ｗは、ウェイト乗算部ＡＶにおける送信ウェイトに対応する行列（以下、ウェイト行列という）を示す、ｓは、ウェイト乗算部ＡＶに入力される送信信号に対応する行列（以下、送信信号行列という）を示す。
【００３０】
この場合、送信信号行列ｓ、ウェイト行列Ｗ及び変更信号行列ｘは、それぞれ以下の（式２）、（式３）及び（式４）で表わされる。
（式２）
ｓ  ∈  ＣＳｔ×１
（式３）
Ｗ  ∈  ＣＭｔ×Ｓｔ
（式４）
ｘ  ∈  ＣＭｔ×１
すなわち、図３に示す例を用いると、送信信号行列ｓは４行×１列の行列であり（つまり、Ｓｔ＝４）、ウェイト行列Ｗは８行×４列の行列であり（つまり、Ｍｔ＝８）、変更信号行列ｘは８行×１列の行列である。
【００３１】
例えば、ウェイト乗算部ＡＶは、各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８の平均送信電力を同一とする送信ウェイトを適用することができる。この場合には、各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８に対応する送信アンプＰＡ１〜ＰＡ８の性能を全て活用できるので、送信アンプＰＡ１〜ＰＡ８の稼働効率を落とすことなく送信ダイバーシチ効果を得ることができる。この結果、基地局ｅＮＢが具備する送信アンテナ数がＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳの送信レイヤ数よりも多い場合であっても良好な伝送品質を保持した無線通信が実現できる。
【００３２】
また、ウェイト乗算部ＡＶは、各送信ストリーム（つまり、送信信号ｓ１〜ｓ４）の平均送信電力を同一とする送信ウェイトを適用することができる。この場合には、全ての送信ストリームを同程度の通信品質で送信できるので、特定の送信ストリームがフェージング変動等により不達となる事態を回避でき、送信ダイバーシチ効果を得ることができる。この結果、基地局ｅＮＢが具備する送信アンテナ数がＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳの送信レイヤ数よりも多い場合であっても良好な伝送品質を保持した無線通信が実現できる。
【００３３】
以下、ウェイト乗算部ＡＶで送信信号（送信信号行列ｓ）に乗算される送信ウェイト（ウェイト行列Ｗ）の具体例について説明する。以下においては、説明の便宜上、図３に示すように、基地局ｅＮＢからＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳを、８本の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から送信する場合について説明するものとする。
【００３４】
第１の送信ウェイトは、各送信ストリームをストリーム間で重複しない複数の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から送信するように行列成分を定めたものである。第１の送信ウェイトとしては、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナから、振幅及び位相の等しい同一信号を送信する場合（送信ウェイト（１−１））と、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナからの信号に、振幅変動及び／又は位相シフトを加えて送信する場合（送信ウェイト（１−２））とが考えられる。特に、送信ウェイト（１−２）においては、時間的に固定の振幅変動及び位相シフト量を加える場合（送信ウェイト１−２−１）と、時間的にランダム又は周期的に振幅変動及び位相シフト量を切り替える場合（送信ウェイト１−２−２）とが考えられる。第１の送信ウェイトによれば、送信ストリームをストリーム間で重複しない複数の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から送信するように行列成分が定められることから、基地局ｅＮＢにおける複雑な制御を必要とすることなく仮想アンテナ化を実現できる。
【００３５】
図４は、第１の送信ウェイト（ウェイト行列Ｗ）の一例の説明図である。図４Ａは、送信ウェイト（１−１）の一例を示すものであり、図４Ｂは、送信ウェイト（１−２）の一例を示すものである。また、図４Ｃは、送信ウェイト（１−２−１）の一例を示すものであり、図４Ｄは、送信ウェイト（１−２−２）の一例を示すものである。なお、図４において、各ウェイト行列Ｗにおける行は、送信ストリーム（送信信号ｓ１〜ｓ４）に相当し、各ウェイト行列Ｗにおける列は、送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８に相当する。図５に示す送信ウェイトにおいても同様である。
【００３６】
図４Ａに示す送信ウェイト（１−１）においては、送信アンテナＴＸ１、ＴＸ５から送信信号ｓ１を送信し、送信アンテナＴＸ２、ＴＸ６から送信信号ｓ２を送信し、送信アンテナＴＸ３、ＴＸ７から送信信号ｓ３を送信し、送信アンテナＴＸ４、ＴＸ８から送信信号ｓ４を送信するように行列成分が定められている。なお、送信信号ｓ１〜ｓ４に加えられる振幅及び位相は同一に設定されている。送信ウェイト（１−１）によれば、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナから、振幅及び位相の等しい同一信号が送信されることから、基地局ｅＮＢで簡単な信号処理を行うことで仮想アンテナ化を実現しつつ、空間ダイバーシチ利得を得ることができる。
【００３７】
図４Ｂに示す送信ウェイト（１−２）においては、送信アンテナＴＸ１、ＴＸ２から送信信号ｓ１を送信し、送信アンテナＴＸ３、ＴＸ４から送信信号ｓ２を送信し、送信アンテナＴＸ５、ＴＸ６から送信信号ｓ３を送信し、送信アンテナＴＸ７、ＴＸ８から送信信号ｓ４を送信するように行列成分が定められている。また、送信信号ｓ１に加えられる振幅変動及び位相シフト量が送信アンテナＴＸ１、ＴＸ２で同一の値に設定される一方、送信信号ｓ２に加えられる振幅変動及び位相シフト量は、送信アンテナＴＸ３、ＴＸ４間で異なる値（固定値）に設定されている。送信信号ｓ３、ｓ４に加えられる振幅変動及び位相シフト量についても、送信信号ｓ２に加えられる振幅変動及び位相シフト量と同様に、送信アンテナＴＸ５、ＴＸ６間、送信アンテナＴＸ７、ＴＸ８間で異なる値（固定値）に設定されている。送信ウェイト（１−２）によれば、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナからの信号に、振幅変動及び／又は位相シフトを加えて送信されることから、基地局ｅＮＢにおける複雑な信号処理を必要とすることなく、ダイバーシチ利得を高めることができる。
【００３８】
図４Ｃに示す送信ウェイト（１−２−１）においても、送信アンテナＴＸ１、ＴＸ２から送信信号ｓ１を送信し、送信アンテナＴＸ３、ＴＸ４から送信信号ｓ２を送信し、送信アンテナＴＸ５、ＴＸ６から送信信号ｓ３を送信し、送信アンテナＴＸ７、ＴＸ８から送信信号ｓ４を送信するように行列成分が定められている。また、送信信号ｓ１を送信する一方の送信アンテナ（送信アンテナＴＸ２）からの信号に対する振幅変動及び位相シフト量が、他方の送信アンテナ（送信アンテナＴＸ１）における振幅変動及び位相シフト量に対して時間的に固定されている。送信信号ｓ２、ｓ３、ｓ４についても同様である。なお、図４Ｃにおいて、ｉは、位相シフト量を指定するためのインデックスを示している。送信ウェイト（１−２−１）によれば、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナからの信号に、時間的に固定の振幅変動及び位相シフト量を加えて送信されることから、ダイバーシチ利得を高めることができる。
【００３９】
図４Ｄに示す送信ウェイト（１−２−２）においては、送信信号ｓ１〜ｓ４を送信する一方の送信アンテナ（送信アンテナＴＸ２、ＴＸ４、ＴＸ６、ＴＸ８）からの信号に対する振幅変動及び位相シフト量が、他方の送信アンテナ（送信アンテナＴＸ１、ＴＸ３、ＴＸ５、ＴＸ７）における振幅変動及び位相シフト量に対して時間的にランダム又は周期的に切り替えられる点で、図４Ｃに示す送信ウェイト（１−２−１）と相違する。なお、図４Ｄにおいて、ｗは、位相シフト量を指定するための角速度を示し、ｔは、時間を指定するためのインデックスを示している。送信ウェイト（１−２−２）によれば、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナからの信号に、時間的にランダム又は周期的に切り替えられる振幅変動及び位相シフト量を加えて送信されることから、時間経過に伴って振幅変動及び位相シフト量を切り替えることができるので、ダイバーシチ利得を更に高めることができる。なお、上記に関しては、時間的に送信ウェイトを切り替える場合について説明しているが、同様に周波数的に送信ウェイトを切り替えることも可能である。この場合には、周波数ダイバーシチを得ることが可能となる。
【００４０】
第２の送信ウェイトは、各送信ストリームをストリーム間で重複を許容して複数の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から送信するように行列成分を定めたものである。第２の送信ウェイトとしては、各送信ストリームで互いに直交した信号を送信する場合（送信ウェイト（２−１））が考えられる。特に、送信ウェイト（２−１）においては、時間的に固定の振幅変動及び位相シフト量を加える場合（送信ウェイト（２−１−１））と、時間的にランダム又は周期的に振幅変動及び位相シフト量を切り替える場合（送信ウェイト（２−１−２））とが考えられる。第２の送信ウェイトによれば、各送信ストリームをストリーム間で重複を許容して複数の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から送信するように行列成分が定められることから、送信アンテナからの伝送特性が劣化した場合であっても、特定の送信ストリームがユーザ装置ＵＥで受信不能となる事態を回避できる。
【００４１】
図５は、第２の送信ウェイト（ウェイト行列Ｗ）の一例の説明図である。図５は、送信ウェイト（２−１）の一例（より具体的には、送信ウェイト（２−２−１）の一例）を示すものである。
【００４２】
図５に示す送信ウェイト（２−１）においては、全ての送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から全ての送信ストリーム（送信信号ｓ１〜ｓ４）を送信するように行列成分が定められている。また、図５に示す送信ウェイト（２−１）においては、各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８からの信号が直交するように行列成分が定められている。送信ウェイト（２−１）によれば、各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８からの信号が直交するように行列成分が定められることから、送信ストリームが互いに干渉する事態を回避でき、ダイバーシチ利得を高めることができる。
【００４３】
特に、送信ウェイト（２−１−１）によれば、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナからの信号に、時間的に固定の振幅変動及び位相シフト量を加えて送信されることから、ダイバーシチ利得を高めることができる。一方、送信ウェイト（２−１−２）によれば、同一の送信ストリームを伝送する複数の送信アンテナからの信号に、時間的にランダム又は周期的に切り替えられる振幅変動及び位相シフト量を加えて送信されることから、時間経過に伴って振幅変動及び位相シフト量を切り替えることができるので、ダイバーシチ利得を更に高めることができる。なお、上記に関しては、時間的に送信ウェイトを切り替える場合について説明しているが、同様に周波数的に送信ウェイトを切り替えることも可能である。この場合には、周波数ダイバーシチを得ることが可能となる。
【００４４】
第３の送信ウェイトは、各送信ストリームに基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥ間でＢＰＳＫ（Binary  Phase  Shift  Keying）又はＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）に対応する振幅変動及び位相シフト量が加わるように行列成分を定めたものである。第３の送信ウェイトによれば、ＢＰＳＫやＱＰＳＫといったシンプルな符号を用いる事で送信ウェイトを乗算する際に必要となる基地局ｅＮＢの信号処理の負荷を上げることなく、送信ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４５】
第４の送信ウェイトは、ＬＴＥ−Ａ方式のＭＩＭＯシステムで下りリンク共有チャネル信号（ＰＤＳＣＨ：Physical  Downlink  Shared  Channel）のプリコーディングに用いられるコードブックに定められる行列成分を定めたものである。第４の送信ウェイトによれば、ＬＴＥ−Ａ方式のＭＩＭＯシステムでＰＤＳＣＨのプリコーディング時に用いられるコードブックの持つ高い指向性利得及びフィードバック効率の向上を実現することが可能となる。
【００４６】
ＬＴＥ−Ａ方式のＭＩＭＯシステムにおいては、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時のユーザ装置ＵＥの量子化処理における量子化誤差の低減、並びに、基地局ｅＮＢに対するフィードバック情報量の低減が期待される技術として、ユーザ装置ＵＥ及び基地局ｅＮＢの双方で２つのコードブック（以下、適宜「ダブルコードブック」という）を備え、異なる通信帯域を対象として異なる周期でＰＭＩ（Precording  Matrix  Indicator）を含むフィードバック情報をフィードバックする方法が検討されている。
【００４７】
このダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいては、一方のコードブックを長周期／広帯域用の第１のコードブック（以下、コードブックＷ１という）として用いると共に、他方のコードブックを短周期／狭帯域用の第２のコードブック（以下、コードブックＷ２という）として用いることが予定されている。このＭＩＭＯシステムにおいては、２つのコードブックＷ１、Ｗ２を備えることで実効的なコードブックのサイズを大きくすることができることから、ユーザ装置ＵＥの量子化処理における量子化誤差の低減が期待されている。また、コードブックＷ１においては、コードブックＷ２に比べて頻繁にフィードバック情報をフィードバックする必要がなくなることから、フィードバック情報の低減が期待されている。
【００４８】
第４の送信ウェイトにおいては、このようなコードブックＷ１及びＷ２を用いて各送信ストリームに対するプリコーディングを行うことで仮想アンテナ化を実現する。この場合において、第４の送信ウェイトにおいては、コードブックＷ１及びＷ２の双方を時間的又は周波数的に巡回して適用する場合（送信ウェイト（４−１））と、コードブックＷ１を時間的又は周波数的に固定する一方、コードブックＷ２を時間的又は周波数的に巡回して適用する場合（送信ウェイト（４−２））とが考えられる。
【００４９】
送信ウェイト（４−１）によれば、仮想アンテナ化を実現するために新たな送信ウェイトの定義が不要となると共に、ＰＤＳＣＨの送信時と同等の送信ダイバーシチ効果を得ることができる。また、送信ウェイト（４−２）によれば、上述した効果に加えて、送信ウェイトを乗算する際に必要となる基地局ｅＮＢの信号処理の負荷を低減できる。一般に、ユーザ装置ＵＥの収容範囲がセクタ化された基地局ｅＮＢにおいて、コードブックＷ１に定められる行列成分は、ある程度固定される。このため、送信ウェイト（４−２）のように、コードブックＷ２のみを時間的又は周波数的に巡回して適用する場合には、送信ウェイトを乗算する際に必要となる基地局ｅＮＢの信号処理の負荷を低減しながら、ＰＤＳＣＨの送信時と同等の送信ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。
【００５０】
なお、上述した第１〜第４の送信ウェイトを送信信号ｓ１〜ｓ４に乗算するだけでなく、各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から出力される送信ビーム毎に巡回遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ：Cyclic  Delay  Diversity）を適用することも可能である。ここで、ＣＤＤとは、送信アンテナ間で同一の信号に異なる巡回遅延量を付与して送信することにより、シンボル間干渉を回避しながら周波数ダイバーシチを得る方式である。なお、ＣＤＤは、例えば、ウェイト乗算部ＡＶにより乗算される送信ウェイトを調整することで適用可能である。このように各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から出力される送信ビーム毎にＣＤＤを適用することにより、シンボル間干渉を回避しながら周波数ダイバーシチを得ることができるので、各送信ストリーム間にダイバーシチ利得を得ることができる。
【００５１】
この場合における基地局ｅＮＢの送信部の信号処理を数式で示すと、以下の（式５）のようになる。
（式５）
ｘ  ＝  ＷＶｓ
ここで、Ｖは、各送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８から出力される送信ビームの送信タイミングを送信アンテナ毎にずらす行列を示す。この場合、行列Ｖは、以下の（式６）で表わされる。
（式６）
Ｖ  ＝  ｄｉａｇ（ｅ−２πｊ０／ｎ，ｅ−２πｊ１／ｎ，…，ｅ−２πｊ（ｎ−１）／ｎ）
【００５２】
上述した第１〜第４の送信ウェイトにおいては、複数の送信アンテナＴＸ１〜ＴＸ８のうち、任意の２つの送信アンテナを仮想アンテナ化の組み合わせとして選択し、同一の送信ストリームを伝送する。仮想アンテナ化の組み合わせを選択する際には、送信ダイバーシチ利得を高める観点から、以下の２つの方法を適用することができる。
【００５３】
第１の選択方法として、互いに相関の低い送信アンテナ同士を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択する方法が考えられる。第１の選択方法としては、例えば、図６Ａに示すように、直線偏波アンテナにおいて物理的に離れた複数のアンテナ素子を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択する場合と、図６Ｂに示すように、直交偏波アンテナにおいて一つ又は複数の異なる偏波素子を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択する場合とが考えられる。
【００５４】
第１の選択方法によって仮想アンテナ化の組み合わせを選択する場合には、同一の送信ストリーム間における干渉の発生を抑制することができるので、送信ダイバーシチ利得を高めることができる。
【００５５】
また、第２の選択方法として、互いに相関の高い送信アンテナ同士を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択する方法が考えられる。第２の選択方法として、例えば、図７Ａに示すように、直線偏波アンテナにおいて物理的に近接した複数のアンテナ素子を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択する場合と、図７Ｂに示すように、直交偏波アンテナにおいて一つ又は複数の同一の偏波素子を仮想アンテナ化の組み合わせとして選択する場合とが考えられる。
【００５６】
第２の選択方法によって仮想アンテナ化の組み合わせを選択する場合には、送信ダイバーシチ利得を高めることができる。
【００５７】
次に、上述した送信ウェイトを用いて仮想アンテナ化を実現する無線通信方法及びそのような無線通信方法が適用される無線基地局装置（基地局装置）及び移動局装置（移動局）の実施例について説明する。以下、ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａを対象とした無線アクセスシステムを例に説明するが、それ以外のシステムへの適用を制限するものではない。
【００５８】
図８は、本発明に係る無線通信方法が適用される無線通信システムの構成の説明図である。図８に示すように、無線通信システム１０００は、ＬＴＥシステムをベースとしており、基地局装置２００と、基地局装置２００と通信する複数の移動局１００（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを備える。基地局装置２００は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００と接続され、アクセスゲートウェイ装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。移動局１００ｎはセル５０において基地局装置２００とＬＴＥにより通信を行っている。尚、前記アクセスゲートウェイ装置３００は、ＭＭＥ／ＳＧＷ(Mobility  Management  Entity/Serving  Gateway)と呼ばれてもよい。
【００５９】
各移動局（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ）は、同一の構成、機能及び状態を有するので、以下においては特段の断りがない限り移動局１００ｎとして説明を進める。なお、説明の便宜上、基地局装置と無線通信するのは移動局であるが、より一般的には移動端末も固定端末も含むユーザ装置（ＵＥ：User  Equipment）でよい。
【００６０】
無線通信システム１０００では、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。上述したように、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、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
【００６１】
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、リファレンス・シグナルと、各移動局１００ｎで共有される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）と、物理下りリンク制御チャネル(下りＬ１／Ｌ２制御チャネル)とが用いられる。リファレンス・シグナルにより、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ及びＤＭ−ＲＳが伝送される。物理下りリンク共有チャネルにより、ユーザデータの信号が伝送される。物理下りリンク制御チャネルにより、ＤＭ−ＲＳ系列情報、スケジューリング情報、物理下りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報（すなわち、Downlink  Scheduling  Information）、並びに、物理上りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報（すなわち、Uplink  Scheduling  Grant）などが通知される。
【００６２】
また、下りリンクにおいては、Physical−Broadcast  Channel（Ｐ−ＢＣＨ）やDynamic  Broadcast  Channel（Ｄ−ＢＣＨ）等の報知チャネルが送信される。Ｐ−ＢＣＨにより伝送される情報は、Master  Information  Block（ＭＩＢ）であり、Ｄ−ＢＣＨにより伝送される情報は、System  Information  Block（ＳＩＢ）である。Ｄ−ＢＣＨは、ＰＤＳＣＨにマッピングされて、基地局装置２００より移動局１００ｎに伝送される。
【００６３】
上りリンクについては、各移動局１００で共有して使用される物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）と、上りリンクの制御チャネルである物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical  Uplink  Control  Channel）とが用いられる。物理上りリンク共有チャネルによりユーザデータが伝送される。物理上りリンク制御チャネルにより、下りリンクＭＩＭＯ伝送のためのプリコーディング情報、下りリンクの共有チャネルに対する送達確認情報や、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ:Channel  Quality  Indicator）等が伝送される。
【００６４】
また、上りリンクにおいては、初期接続等のための物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）が定義されている。移動局１００は、ＰＲＡＣＨにおいて、ランダムアクセスプリアンブルを送信する。
【００６５】
次に、図９及び図１０を参照しながら、本発明の実施例に係る基地局装置２００及び移動局１００について説明する。図９は、本発明の実施例に係る基地局装置２００の機能ブロック図であり、主にベースバンド処理部の送信機能構成について示している。図１０は、本発明の実施例に係る移動局１００の機能ブロック図であり、主にベースバンド処理部の受信機能構成について示している。なお、図９及び図１０に示す基地局装置２００及び移動局１００の機能ブロックは、本発明を説明するために簡略化したものであり、通常に基地局装置２００及び移動局１００が備える機能は備えるものとする。
【００６６】
本実施例に係る基地局装置２００は、複数の送信アンテナ＃１〜＃Ｎを備えており、各送信アンテナからＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳをプリコーディングして送信することにより、物理的には全ての送信アンテナ＃１〜＃Ｎを用いて送信するが、全ての送信アンテナ＃１〜＃Ｎよりも少ないアンテナ数（例えば、４アンテナや２アンテナ）に仮想アンテナ化して送信することができる。なお、以下においては、説明の便宜上、基地局装置２００が具備する実際のアンテナ数を８本として説明する。
【００６７】
図９に示すように、基地局装置２００は、仮想アンテナ毎に、ＣＲＳを生成するＣＲＳ系列生成部２０１と、下り制御情報を生成する下り制御情報生成部２０２と、報知情報を生成する報知情報生成部２０３と、これらのＣＲＳ系列生成部２０１で生成されたＣＲＳ、下り制御情報生成部２０２で生成された下り制御情報及び報知情報生成部２０３で生成された報知情報を無線リソース（時間リソース及び周波数リソース）上で多重する多重部２０４とを備える。なお、図９においては、仮想アンテナ＃１に関する機能ブロックのみ示しているが、他の仮想アンテナに対応する機能ブロックも同様の構成を有する。
【００６８】
また、基地局装置２００は、送信アンテナ毎に、多重部２０４で多重された信号にプリコーディングを行うプリコーディングウェイト乗算部２０５と、このプリコーディングウェイト乗算部２０５によりプリコーディングウェイトが乗算された信号を下りチャネル多重する下りチャネル多重部２０６と、チャネル多重された信号に逆高速フーリエ変換を施す逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２０７と、逆高速フーリエ変換された信号にサイクリックフレフィックス（ＣＰ）を付加するＣＰ付加部２０８と、ＣＰが付加された信号を増幅する送信アンプ２０９とを備える。なお、図９においては、送信アンテナ＃１に関する機能ブロックのみ示しているが、他の送信アンテナに対応する機能ブロックも同様の構成を有する。
【００６９】
ＣＲＳ系列生成部２０１は、仮想アンテナ数に対応したＣＲＳを生成する。例えば、仮想アンテナ数が「４」の場合には、４アンテナ分のＣＲＳ＃１〜＃４を生成する。ＣＲＳ系列生成部２０１で生成されたＣＲＳは多重部２０４に出力される。
【００７０】
下り制御情報生成部２０２は、仮想アンテナ数に対応した下り制御情報を生成する。下り制御情報生成部２０２は、主にＰＤＣＣＨで伝送される下り制御情報を生成する。下り制御情報には、例えば、スケジューラにより割り当てられたサブキャリア位置などを示すＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報、変調方法、チャネル符号化率、プリコーディング情報等のフォーマット情報などが含まれる。下り制御情報生成部２０２で生成された下り制御情報は、多重部２０４に出力される。
【００７１】
報知情報生成部２０３は、仮想アンテナ数に対応した報知情報を生成する。報知情報生成部２０３は、主にＢＣＨで伝送される報知情報を生成する。報知情報には、例えば、上述したＰＤＣＣＨを受信するために必要となるシステム帯域幅や基地局の送信アンテナ数などの情報が含まれる。報知情報生成部２０３で生成された報知情報は、多重部２０４に出力される。
【００７２】
プリコーディングウェイト乗算部２０５は、多重部２０４で多重された信号に対して、予め定められたプリコーディングウェイトを用いてプリコーディングを行う。より具体的には、プリコーディング部２０５は、上述した第１〜第４の送信ウェイト（プリコーディングウェイト）を用いてＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳにプリコーディングを行う。
【００７３】
例えば、第１の送信ウェイトが利用される場合、各送信ストリームをストリーム間で重複しない送信アンテナ＃１〜＃８から送信するように定められた行列成分でプリコーディングが行われ、第２の送信ウェイトが利用される場合、各送信ストリームをストリーム間で重複を許容して送信アンテナ＃１〜＃８から送信するように定められた行列成分でプリコーディングが行われる。また、第３の送信ウェイトが利用される場合、各送信ストリームに基地局装置２００及び移動局１００間でＢＰＳＫやＱＰＳＫに対応する振幅変動及び位相シフト量が加わるように定められた行列成分でプリコーディングが行われ、第４の送信ウェイトが利用される場合、ＬＴＥ−Ａ方式のＭＩＭＯシステムで下りリンク共有チャネル信号（ＰＤＳＣＨ）のプリコーディングに用いられるコードブックに定められる行列成分でプリコーディングが行われる。
【００７４】
下りチャネル多重部２０６は、プリコーディングウェイト乗算部２０５によりプリコーディングウェイトが乗算された下りチャネル信号（ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳ）と、その他の必要な下りチャネルを多重化する。チャネル多重された信号は逆高速フーリエ変換部２０７で逆高速フーリエ変換されて時間領域上の信号に変換され、ＣＰ付加部２０８にてシンボル間干渉を防止するガードインターバルとなるサイクリックフレフィックスを付加した後、送信アンプ２０９で増幅されて送信される。
【００７５】
基地局装置２００においては、以上のような送信処理が送信アンテナ毎に行われる。このように送信アンテナ毎にプリコーディングウェイト乗算部２０５において、予め定められた送信ウェイトでプリコーディングを行うことにより、基地局装置２００が具備する送信アンテナ数がＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳの送信レイヤ数よりも多い場合であっても良好な伝送品質を保持した無線通信を実現することが可能となる。
【００７６】
図１０を参照しながら、本発明の実施例に係る移動局１００について説明する。本実施例に係る移動局１００は、基地局装置２００から下りリンクで送信されたＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳを含む信号を受信する。ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳは受信信号から分離された後、ＰＤＣＣＨ及びＢＣＨは、それぞれ下りリンク制御情報及び報知情報の抽出に用いられ、ＣＲＳは共有／個別制御チャネルのチャネル推定に用いられる。
【００７７】
図１０に示すように、移動局１００は、受信信号からサイクリックフレフィックスが除去するＣＰ除去部１０１と、ＣＰ除去された受信信号に高速フーリエ変換を施す高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）１０２と、受信信号をリファレンス・シグナル、制御チャネル及び報知チャネルに分離する下りチャネル分離部１０３とを備える。
【００７８】
また、移動局１００は、下りチャネル分離部１０３で分離されたリファレンス・シグナルに含まれるＣＲＳに基づいてチャネル推定を行うＣＲＳチャネル推定部１０４と、下りチャネル分離部１０３で分離された制御チャネルに含まれるＰＤＣＣＨ（又はＰＤＳＣＨ）から下り制御情報を復調・復号する下り制御情報復調・復号部１０５と、下りチャネル分離部１０３で分離された報知チャネルに含まれるＢＣＨから報知情報を復調・復号する報知情報復調・復号部１０６とを備える。
【００７９】
下りチャネル分離部１０３は、高速フーリエ変換部１０２により高速フーリエ変換されて時系列の信号成分から周波数成分の列に変換された受信信号をサブキャリアデマッピングして、リファレンス・シグナル、制御チャネル及び報知チャネルに分離する。
【００８０】
下りチャネル分離部１０３で分離されたリファレンス・シグナルの受信シンボルのうちＣＲＳは、ＣＲＳチャネル推定部１０４へ入力される。また、下りチャネル分離部１０３で分離された制御チャネルに含まれるＰＤＣＣＨ（又はＰＤＳＣＨ）は、下り制御情報復調・復号部１０５へ入力される。さらに、下りチャネル分離部１０３で分離された報知チャネルに含まれるＢＣＨは、報知情報復調・復号部１０６へ入力される。
【００８１】
ＣＲＳチャネル推定部１０４は、受信したＣＲＳ情報から下り同期検波のためのチャネル推定を行う。ＣＲＳチャネル推定部１０４によるチャネル推定結果は、下り制御情報復調・復号部１０５及び報知情報復調・復号部１０６に渡される。報知情報復調・復号部１０６は、ＣＲＳチャネル推定部１０４によるチャネル推定結果に基づいて報知情報を復調及び復号する。報知情報復調・復号部１０６で復調された報知情報は、下り制御情報復調・復号部１０５に渡される。下り制御情報復調・復号部１０５は、ＣＲＳチャネル推定部１０４からのチャネル推定結果及び報知情報復調・復号部１０６からの報知情報に基づいて下り制御情報を復調及び復号する。
【００８２】
このように、移動局１００においては、仮想アンテナ化を適用して基地局装置２００が具備する実際の送信アンテナ数でＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳが送信されている場合であっても、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ又はＣＲＳを取得して適切に下り制御情報、報知情報を復号すると共に、適切にチャネル推定を行うことができる。
【００８３】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【００８４】
例えば、上記実施の形態においては、ＬＴＥ−Ａ方式のシステムにて、最大で８アンテナ送信をサポートする一方、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳの送信に関しては、ＬＴＥ−Ａシステムでは４アンテナ送信までしか規定されていない実情に鑑み、ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨ及びＣＲＳの送信に関して仮想アンテナ化技術を適用する場合について説明している。しかしながら、ＣＲＳの送信に関しては、更にオーバーヘッドを削減する観点からも適用することができる。
【００８５】
ＣＲＳの受信に関し、移動局１００は、１つのＣＲＳを受信できれば、共有データチャネル又は共通制御チャネルを復調することが可能である。したがって、基地局装置２００においては、必ずしも実際のアンテナ数に対応して全てのＣＲＳを送信する必要はない。このため、ＣＲＳを実際のアンテナ数に対応した全てのＣＲＳを送信するのではなく、仮想アンテナ化されたアンテナ数だけ送信することは実施の形態として好ましい。このような観点から、本発明においては、例えば、４アンテナ以上を具備する基地局装置２００において、ＣＲＳの送信に関する仮想アンテナ数を２アンテナに設定することで、ＣＲＳに割り当てられる無線リソースを２アンテナ分に限定することができる。これにより、無線リソースに割り当てるＣＲＳ数を、仮想アンテナ化されたアンテナ数に対応して削減でき、オーバーヘッドを低減できる。なお、Ｒｅｌ８−ＬＴＥにおいて、データチャネル信号（ＰＤＳＣＨ）は、ＣＲＳを用いて復調されるため、仮想アンテナ化されたアンテナ数だけＣＲＳを送信する場合には、データチャネル信号にも同一の仮想アンテナ化を適用することが必要となる。
【符号の説明】
【００８６】
１００  移動局装置
１０１  ＣＰ除去部
１０２  高速フーリエ変換部
１０３  下りチャネル分離部
１０４  ＣＲＳチャネル推定部
１０５  下り制御情報復調・復号部
１０６  報知情報復調・復号部
２００  無線基地局装置
２０１  ＣＲＳ系列生成部
２０２  下り制御情報生成部
２０３  報知情報生成部
２０４  多重部
２０５  プリコーディングウェイト乗算部
２０６  下りチャネル多重部
２０７  逆高速フーリエ変換部
２０８  ＣＰ付加部
２０９  送信アンプ
【図１】
2013118567.tif 000003
【図２】
2013118567.tif 000004
【図３】
2013118567.tif 000005
【図４】
2013118567.tif 000006
【図５】
2013118567.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013118567.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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