(57)【要約】【課題】セルラシステムでプリコーディングの性能を十分に活かすことのできる新たなプリコーディングを導入することにより、スループットを向上させる。【解決手段】複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置であって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部２５１と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部２５５と、を備える。【選択図】図４
2013038666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置であって、
前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、
ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部と、を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記送信パラメータは、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）の大きさであることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項３】
前記送信パラメータは、伝送方式を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項４】
前記送信パラメータは、スペクトルの割り当てパターンを示す情報であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項５】
前記送信パラメータは、変調方式を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項６】
前記コードブック選択部は、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）を維持する複数のプリコーディング行列を含むコードブックまたは良好な送信アンテナ利得が得られる複数のプリコーディング行列を含むコードブックのいずれか一方を選択することを特徴とする請求項１記載の端末装置。
【請求項７】
プリコーディングを行なった信号を複数の送信アンテナを用いて送信する端末装置と無線通信を行なう基地局装置であって、
前記端末装置の送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、
前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択し、前記選択したプリコーディング行列を示すインデックスを選択するインデックス選択部と、を備え、
前記選択したインデックスを示す情報を、前記端末装置に送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置を制御するプログラムであって、
前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する処理と、
ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
複数の送信アンテナを備えた端末装置に実装されることにより、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する機能と、
ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する機能と、
前記選択したプリコーディング行列を用いて、送信信号に対してプリコーディングを行なう機能と、の一連の機能を、前記端末装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリコーディングを行なった信号を複数の送信アンテナを用いて送信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行なわれた無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）リリース８（Rel-8）では、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信を行なうことが可能である。ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の下りリンク（基地局装置から端末装置への通信）における伝送方式としては、周波数選択フェージングに強い耐性を持つこと、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送と親和性が高いこと、等の理由からＯＦＤＭ（直交周波数分割多重、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されている。
【０００３】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の下りリンクでは、最大４アンテナポート（複数の送信アンテナから同一の信号を送信する場合、それらのアンテナをまとめてアンテナポートと定義する）を用いたＭＩＭＯ伝送が可能である。受信機での信号分離能力を上げるため、瞬時の伝搬路に応じて、適切なプリコーディング行列を送信信号に乗算して送信を行なう、閉ループ型ＭＩＭＯが採用されている。下りリンクにおける適切なプリコーディング行列は、受信機である端末装置（移動端末装置、移動局装置、端末とも称する）しか把握できないため、端末装置が適切なプリコーディング行列を基地局装置（制御局装置とも称する）に通知する必要がある。ここで、端末装置から基地局装置への通知情報を削減するため、ＬＴＥではコードブックベースのプリコーディング行列を用いることになっている。端末装置はコードブック化されたプリコーディング行列の中から最適なプリコーディング行列を選択し、そのインデックス（PMI、Precoding Matrix Indicator）を基地局装置に通知する仕組みになっている。
【０００４】
一方、上りリンク（端末装置から基地局装置への通信）では、端末装置のコストや規模が重要である。ＯＦＤＭはＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio、ピーク対平均電力比）あるいはＣＭ（Cubic Metric、PAPRと同様に信号波形の平均電力に対するピーク電力の標準偏差で示されるピーク電力の大きさを表す指標）が高く、線形領域の広い電力増幅器が必要となるため、消費電力が大きくなってしまい、上りリンクの伝送に向かない。そこで、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の上りリンクでは、ＣＭの低いＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。
【０００５】
３ＧＰＰでは、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−１０以降の規格をＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）と呼び、標準化を行なっている。ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の上りリンクではＭＩＭＯ伝送が仕様化されなかったが、Ｒｅｌ−１０では仕様化されており、最大４アンテナポートを用いたＳＵ−ＭＩＭＯ（Single User MIMO）伝送が可能である。４アンテナポートを用いる場合、各アンテナポートからそれぞれ異なるデータを送信することで、レイヤ数（ランク、ストリーム数とも呼ぶ）４の伝送を行なうことが可能である。伝送にはコードブックベースのプリコーディングを行なうことになっており、基地局装置は最良の伝送特性が得られるプリコーディング行列をコードブックの中から選択し、端末装置に通知する。ここでコードブックは、使用アンテナポート数毎に異なるコードブックが用意されており、例えばＲｅｌ−１０では、使用アンテナポート数が１、２、４用のコードブックがそれぞれ用意されている。
【０００６】
またアンテナポート数が４のＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の下りリンクでは、プリコーディング行列としてＨｏｕｓｅ  Ｈｏｌｄｅｒ（HH）行列が採用されたのに対し、Ｒｅｌ−１０の上りリンクでは非特許文献１に記載されているように、ＣＭＰ（CM Preserving）型のプリコーディング行列が採用されている。これは、ＨＨ行列を用いたプリコーディングの場合、複数の信号（レイヤ）の加算を行った信号を、各送信アンテナポートから送信するため、ＣＭ（PAPR）が増加してしまうのに対し、ＣＭＰ型の行列を用いたプリコーディングの場合、各アンテナポートからは１つの信号（レイヤ）しか送信されないため、元々のＣＭを維持できるためである。しかしながら、ＣＭＰ型のプリコーディングは、ＣＭを維持するという制限があるため、ＨＨ行列を用いた場合ほどの伝送特性は見込めない。また３ＧＰＰにおいて、非特許文献２のように、ランク３伝送に関して、同一コードブック内にＣＭＰ型のプリコーディングと、ＣＭを維持しないＣＭＦ（CM Friendly）型のプリコーディングを共存させるコードブックも提案されたが、採用には至らなかった。
【０００７】
また、ＬＴＥ−１０のＲＡＮ（Radio Access Network）１の仕様では、ＭＩＭＯ伝送に加えて、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM）が採用されている。ＳＣ−ＦＤＭＡがシングルキャリアスペクトルを任意の周波数に連続的に配置するのに対し、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、ＳＣ−ＦＤＭＡのスペクトルを２分割し、任意の周波数に不連続に割り当てることが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】3GPP TS36.211 V10.1.0
【非特許文献２】R1-100655、“Uplink Rank-3 Codebook Design for LTE-Advanced”、LGE
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＬＴＥ−１０では、ＣＭを増加させないことを優先し、ＣＭＰ型の行列を用いたプリコーディングが採用されている。しかし、ＣＭが重要なのはセルエッジの端末装置であり、セル中央の端末装置のようなＣＭが重要でない端末装置は、プリコーディング技術が本来持つ性能を十分活かしきれていない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セルラシステムでプリコーディングの性能を十分に活かすことのできる新たなプリコーディングを導入することにより、スループットを向上させることができる端末装置、基地局装置、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】
【００１１】
（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、本発明の端末装置は、複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置であって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
【００１３】
（２）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）の大きさであることを特徴とする。
【００１４】
このように、送信パラメータは、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）の大きさであるので、ＣＭの大きさに適したプリコーディングを行なうことができる。このため、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。
【００１５】
（３）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、伝送方式を示す情報であることを特徴とする。
【００１６】
このように、送信パラメータは、伝送方式を示す情報であるので、伝送方式に適したプリコーディングを行なうことができる。このため、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。
【００１７】
（４）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、スペクトルの割り当てパターンを示す情報であることを特徴とする。
【００１８】
このように、送信パラメータは、スペクトルの割り当てパターンを示す情報であるので、ＣＭを維持するプリコーディング行列のみから構成されるコードブックを用いる場合と比較して、カバレッジを維持しつつ、ＣＭの劣化が重要ではない端末装置の伝送特性を改善することができる。その結果、セルスループットを増加させることができる。
【００１９】
（５）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、変調方式を示す情報であることを特徴とする。
【００２０】
このように、送信パラメータは、変調方式を示す情報であるので、例えば、セル中央の端末装置ほど高い電力で受信されるように送信電力制御（Transmit Power Control、TPC）を行なうフラクショナルＴＰＣにおいては、セルエッジの端末装置の信号は低い電力で受信されるため、低多値数の変調方式が伝送に用いられる。この場合、ＣＭを維持したプリコーディングを行なうことができ、伝送特性を劣化させることがない。一方、セル中央の端末装置の信号は高い電力で受信されるため、高次の多値数の変調方式が用いられる。この場合、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディング行列を選択するため、全端末装置にＣＭを維持したプリコーディングを行なう場合と比較して、伝送特性を改善することができる。
【００２１】
（６）また、本発明の端末装置において、前記コードブック選択部は、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）を維持する複数のプリコーディング行列を含むコードブックまたは良好な送信アンテナ利得が得られる複数のプリコーディング行列を含むコードブックのいずれか一方を選択することを特徴とする。
【００２２】
このように、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）を維持する複数のプリコーディング行列を含むコードブックまたは良好な送信アンテナ利得が得られる複数のプリコーディング行列を含むコードブックのいずれか一方を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
【００２３】
（７）また、本発明の基地局装置は、プリコーディングを行なった信号を複数の送信アンテナを用いて送信する端末装置と無線通信を行なう基地局装置であって、前記端末装置の送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択し、前記選択したプリコーディング行列を示すインデックスを選択するインデックス選択部と、を備え、前記選択したインデックスを示す情報を、前記端末装置に送信することを特徴とする。
【００２４】
このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
【００２５】
（８）また、本発明のプログラムは、複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置を制御するプログラムであって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する処理と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２６】
このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
【００２７】
（９）また、本発明の集積回路は、複数の送信アンテナを備えた端末装置に実装されることにより、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する機能と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する機能と、前記選択したプリコーディング行列を用いて、送信信号に対してプリコーディングを行なう機能と、の一連の機能を、前記端末装置に発揮させることを特徴とする。
【００２８】
このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、端末装置は、カバレッジを維持しつつ、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態における無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る端末装置１−２の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る各ＯＦＤＭ信号生成部１１９−１〜１１９−Ｎｔの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプリコーディング行列決定部１３３の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明のコードブックの一例を示す図である。
【図６】本発明のコードブック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、図４のプリコーディング行列決定部１３３内の処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置３の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信部３０５の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係るＰＭＩ決定部３２９の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る、図１０のＰＭＩ決定部３２９内の処理を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る端末装置１−２と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る端末装置１の通信機構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るプリコーディング行列決定部６０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る、図１４のプリコーディング行列決定部６０１内の処理を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係るＰＭＩ決定部７０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る、図１７のＰＭＩ決定部７０１内の処理を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。
【図２０Ａ】クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。
【図２０Ｂ】クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。
【図２１Ａ】クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。
【図２１Ｂ】クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態に係る端末装置１の送信機構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係るプリコーディング行列決定部９０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係る、図２３のプリコーディング行列決定部９０１内の処理を説明するフローチャートである。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態に係るＰＭＩ決定部１１０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２７】本発明の第３の実施形態に係る、図２６のＰＭＩ決定部１１０１内の処理を説明するフローチャートである。
【図２８】本発明の第３の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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の実施形態では、ＯＦＤＭであるか否かに応じてコードブックを変更する。以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態では、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−１０の上りリンクで採用されているＳＣ−ＦＤＭＡ、およびＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに加え、ＯＦＤＭが新たに採用された場合において、Ｒｅｌ−１０とは異なるプリコーディング技術をＯＦＤＭにのみに適用する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態における無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。無線通信システムは、端末装置１−１、１−２、基地局装置３を含んで構成される。端末装置１−１は、基地局装置３と無線通信するＲｅｌ−１０の端末装置であり、送信する際の伝送方式はＳＣ−ＦＤＭＡ、あるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭである。この時、端末装置１−１はＣＭを増加させないＣＭＰ型のプリコーディングを行なう。一方、端末装置１−２は、端末装置１−１と同様、基地局装置３と無線通信するＲｅｌ−１０以降の端末装置であり、送信する際の伝送方式として、ＳＣ−ＦＤＭＡ、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに加えてＯＦＤＭを用いることができる。なお、図１には、端末装置１−１、１−２を、各々一つずつ示したが、複数であってもよい。また、端末装置１−１、１−２を合わせて、端末装置１とも表す。以下、端末装置１−２の送信処理について図面を用いて説明を行なう。
【００３４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る端末装置１−２の構成を示す概略ブロック図である。端末装置１−２は、Ｓ／Ｐ（Serial/Parallel）変換部１０１、符号化部１０３−１〜１０３−Ｌ（以下、符号化部103-1〜103-Lを合わせて、符号化部103とも表す）、変調部１０５−１〜１０５−Ｌ（以下、変調部105-1〜105-Lを合わせて、変調部105とも表す）、切替部１０７−１〜１０７−Ｌ（以下、切替部107-1〜107-Lを合わせて、切替部107とも表す）、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１０９−１〜１０９−Ｌ（以下、DFT部109-1〜109-Lを合わせて、DFT部109とも表す）、参照信号多重部１１１−１〜１１１−Ｌ（以下、参照信号多重部111-1〜111-Lを合わせて、参照信号多重部111とも表す）、参照信号生成部１１３、プリコーディング部１１５、スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔ、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）信号生成部１１９−１〜１１９−Ｎｔ（以下、OFDM信号生成部119-1〜119-Ntを合わせて、OFDM信号生成部119とも表す）、送信アンテナ１２１−１〜１２１−Ｎｔ（以下、送信アンテナ121-1〜121-Ntを合わせて、送信アンテナ121とも表す）、受信アンテナ１２３、制御信号受信部１２５、変調方式取得部１２７、伝送方式識別部１２９、割当情報取得部１３１、プリコーディング行列決定部１３３を含んで構成される。
【００３５】
基地局装置３に送信されるデータビット系列は、Ｓ／Ｐ変換部１０１に入力され、レイヤ数（ランク数、ストリーム数）のパラレル出力となるようにシリアル−パラレル変換が施され、それぞれ符号化部１０３−１〜１０３−Ｌに入力される。ここで、Ｌをレイヤ数とする。各符号化部１０３−１〜１０３−Ｌでは、誤り訂正符号化が適用される。なお、図２において符号化部１０３はＬ個存在するが、ビット系列を符号化部１０３に入力し、Ｓ／Ｐ変換によって各レイヤの変調部１０５−１〜１０５−Ｌに入力する構成としてもよい。各符号化部１０３−１〜１０３−Ｌの出力は、変調部１０５−１〜１０５−Ｌへ入力される。変調部１０５−１〜１０５−Ｌの各々は、符号化部１０３−１〜１０３−Ｌから入力されたビット系列を、変調方式取得部１２７から入力される変調方式を示す情報によって、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の変調シンボルへ変換する。ここで、各変調部１０５−１〜１０５−Ｌで適用される変調は同一であってもよいし、各レイヤの受信品質等を考慮し、異なる変調が施されてもよい。また図２では符号化部１０３の数と変調部１０５の数が一致しているが、ＬＴＥ‐Ａのように２つの符号化部１０３が出力する符号化ビットがレイヤーマッピング部に入力され、２〜４個の変調部１０５に割り振られてもよい。
【００３６】
変調部１０５−１〜１０５−Ｌは、ＮＤＦＴシンボル毎に変調シンボルを切替部１０７に入力する。切替部１０７は、伝送方式識別部１２９から入力される情報によって、ＤＦＴ部１０９あるいは参照信号多重部１１１に変調シンボルを入力する。ただし、伝送方式識別部１２９から入力される情報がＳＣ−ＦＤＭＡあるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭである場合はＤＦＴ部１０９に入力し、ＯＦＤＭである場合には参照信号多重部１１１に入力するものとする。ＤＦＴ部１０９に入力された場合、入力された変調シンボルはＮＤＦＴ個毎に離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform、ＤＦＴ)され、ＮＤＦＴ個の時間領域信号からＮＤＦＴ個の周波数領域信号に変換される。ＤＦＴ部１０９−１〜１０９−Ｌの各々は、ＮＤＦＴ個の周波数領域信号を参照信号多重部１１１−１〜１１１−Ｌに入力する。参照信号多重部１１１−１〜１１１−Ｌの各々は、ＤＦＴ部１０９あるいは切替部１０７から入力されるＮＤＦＴ個毎の信号と参照信号生成部１１３から入力される復調用の参照信号（DMRS、De-Modulation Reference Signal）を用いて、送信フレームを構成する。
【００３７】
参照信号多重部１１１−１〜１１１−Ｌの出力は、プリコーディング部１１５に入力される。プリコーディング部１１５は、プリコーディング行列決定部１３３から通知される情報にしたがって、Ｎｔ行Ｌ列のプリコーディング行列を、参照信号多重部１１１から入力される信号に乗算する。ここで、Ｎｔは送信アンテナ数とする。プリコーディング行列決定部１３３については後述する。プリコーディング部１１５の出力は、スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔに入力される。スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔは、割当情報取得部１３１から入力される割当情報（スケジューリング情報）に従って、プリコーディング部１１５の出力をシステム帯域内に配置する。ここで、各送信アンテナ１２１で適用されるスペクトルマッピングは、図２が示すように同じ割り当てであってもよいし、アンテナ毎に独立に行なわれてもよい。スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔの出力は、対応するＯＦＤＭ信号生成部１１９−１〜１１９−Ｎｔに入力される。
【００３８】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る各ＯＦＤＭ信号生成部１１９−１〜１１９−Ｎｔの構成を示すブロック図である。スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔの各出力は、ＩＦＦＴ部２０１によって、逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform、IFFT）が適用され、周波数領域信号から時間領域信号への変換が行なわれる。各ＩＦＦＴ部２０１の出力は、ＣＰ挿入部２０３に入力され、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル毎にＣＰ（Cyclic Prefix）が挿入される。さらに、ＣＰ挿入後のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルはＤ／Ａ変換部２０５にてＤ／Ａ（ディジタル−アナログ）変換が適用された後、アナログ処理部２０７に入力される。アナログ処理部２０７では、アナログフィルタリング、搬送波周波数へのアップコンバージョン等を行なう。アナログ処理部２０７の出力は各送信アンテナ１２１−１〜１２１−Ｎｔから送信される。
【００３９】
また、制御信号受信部１２５は、図１の基地局装置３が送信した制御情報信号を、受信アンテナ１２３を介して受信し、得られた制御情報を変調方式取得部１２７、伝送方式識別部１２９、割当情報取得部１３１およびプリコーディング行列決定部１３３に入力する。
【００４０】
割当情報取得部１３１は、制御信号受信部１２５から入力される制御情報の中からスペクトルの割当情報を抽出し、各スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔに入力する。変調方式取得部１２７は、制御情報の中から変調方式に関する情報を抽出し、各変調部１０５−１〜１０５−Ｌに入力する。また伝送方式識別部１２９は、入力された制御情報を用いて、上りリンクで用いる伝送方式を識別する。識別方法としては、基地局装置３が伝送方式を示す情報を直接通知してもよいし、あるいは、変調方式が６４ＱＡＭの場合は、伝送方式としてＯＦＤＭを用いる等、直接伝送方式を示す情報を通知せずに基地局装置３と端末装置１−２で伝送方式を把握してもよい。また変調方式の他にも、ランク数やキャリアアグリゲーション等の情報によって、端末装置１−２が伝送方式を識別してもよい。伝送方式識別部１２９が出力する伝送方式に関する情報は、切替部１０７およびプリコーディング行列決定部１３３に入力される。
【００４１】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るプリコーディング行列決定部１３３の構成を示す概略ブロック図である。コードブック選択部２５１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部２５３から通知される送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに伝送方式識別部１２９から入力される伝送方式によって所定のコードブックが選択される。つまり、送信アンテナ数と伝送方式に応じて、コードブックが選択されることになる。
【００４２】
図５、図６は、本発明のコードブックの一例を示す図である。例えば端末装置１の送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＳＣ−ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）の場合には、図５に記載のコードブックを用いる。一方、送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＯＦＤＭの場合には、図６に記載のコードブックを用いる。ここで各プリコーディング行列の各行は送信アンテナ１２１のインデックス（つまり4送信アンテナ）であり、各列はランク（同時に送信する異なる送信信号のストリーム数）を表わしている。例えば図５の場合、インデックス０〜２３までがランク１用のプリコーディング行列であり、インデックス２４〜３５までがランク２用、インデックス３６〜５１までがランク３用、インデックス５２がランク４用のプリコーディング行列となっている。
【００４３】
ここで、図５のコードブックに記載されているプリコーディング行列はすべて、各行においてゼロ以外の値は１つ（あるいは0個）となっている。したがって、各送信アンテナでは、ひとつの信号（レイヤ）が送信される（あるいは何も送信されない）ことを示している。つまり、各送信アンテナで信号同士の加算が行なわれないため、送信信号のＣＭ（PAPR）は保たれることになる。また、１列にゼロ以外の値が複数ある行列は、ある信号（レイヤ）が複数のアンテナから送信されることになるため、受信機で送信アンテナダイバーシチ利得を得ることができる。ただし、１つのレイヤが最大で２つのアンテナからしか送信されないため、送信アンテナダイバーシチ利得は限定的なものとなる。
【００４４】
一方、図６のコードブックは図５のコードブックと異なり、各行においてゼロが存在しない。したがって、各アンテナでは、送信する複数のレイヤを加算して送信することを示している。この結果、送信信号のＣＭ（PAPR）は増加してしまう。しかしながら、各列にもゼロが存在しないため、各レイヤがすべてのアンテナから送信されることになる。この結果、受信機では良好な送信アンテナダイバーシチ利得を得ることができる。
【００４５】
コードブック選択部２５１は選択したコードブックをプリコーディング行列選択部２５５に入力する。また制御信号受信部１２５から入力される制御情報はＰＭＩ取得部２５７に入力され、ＰＭＩのみが抽出される。抽出されたＰＭＩはプリコーディング行列選択部２５５に入力される。
【００４６】
プリコーディング行列選択部２５５では、コードブック選択部２５１から入力されるコードブックと、ＰＭＩ取得部２５７から入力されるインデックスを用いてプリコーディング行列を選択する。例えばコードブック選択部２５１から図５のコードブックが入力され、ＰＭＩ取得部２５７からインデックスとして３７が入力された場合、プリコーディング行列選択部２５５では
【数１】
2013038666.tif 000003
を選択し、プリコーディング行列決定部１３３の出力として、プリコーディング部１１５に入力する。
【００４７】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る、図４のプリコーディング行列決定部１３３内の処理を説明するフローチャートである。初めに端末装置１−２は、端末装置１−２自身が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＳ１）。次に端末装置１−２は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＳ３）。この段階でコードブックは、ＯＦＤＭ用とＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ用の２つに絞られる。次に、端末装置１−２は、基地局装置３から通知される次回の伝送で用いる伝送方式がＯＦＤＭであるかどうかを判断する（ステップＳ５）。伝送方式がＯＦＤＭである場合（ステップＳ５：YES）、端末装置１−２は、ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＳ７）。伝送方式がＯＦＤＭでない場合（ステップＳ５：NO）、端末装置１−２は、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＳ９）。最後に、端末装置１−２は、選択したコードブックと、基地局装置３から通知されるＰＭＩによって、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＳ１１）、決定したプリコーディング行列によって次回の伝送を行なう。
【００４８】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置３の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置３は、受信アンテナ３０１−１〜３０１−Ｎｒ（以下、受信アンテナ301-1〜301-Nrを合わせて、受信アンテナ301とも表す）、参照信号分離部３０３−１〜３０３−Ｎｒ（以下、参照信号分離部303-1〜303-Nrを合わせて、参照信号分離部303とも表す）、ＯＦＤＭ信号受信部３０５−１〜３０５−Ｎｒ（以下、OFDM信号受信部305-1〜305-Nrを合わせて、OFDM信号受信部305とも表す）、スペクトルデマッピング部３０７−１〜３０７−Ｎｒ、ＭＩＭＯ分離部３０９、切替部３１１−１〜３１１−Ｌ（以下、切替部311-1〜311-Lを合わせて、切替部311とも表す）、ＩＤＦＴ部３１３−１〜３１３−Ｌ（以下、IDFT部313-1〜313-Lを合わせて、IDFT部313とも表す）、復調部３１５−１〜３１５−Ｌ（以下、復調部315-1〜315-Lを合わせて、復調部315とも表す）、復号部３１７−１〜３１７−Ｌ、Ｐ／Ｓ変換部３１９、チャネル推定部３２１、変調方式決定部３２３、割当情報決定部３２５、伝送方式決定部３２７、ＰＭＩ決定部３２９、制御情報送信部３３１を含んで構成される。
【００４９】
端末装置１−１、１−２から送信された信号は、無線チャネル（伝搬路）を経由し、図８の基地局装置３の受信アンテナ３０１−１〜３０１−Ｎｒで受信される。受信アンテナ３０１−１〜３０１−Ｎｒで受信された信号は、各々の受信アンテナに接続された参照信号分離部３０３に入力される。参照信号分離部３０３では受信された信号を、データ信号と参照信号に分離し、データ信号はＯＦＤＭ信号受信部３０５に入力し、参照信号はチャネル推定部３２１に入力する。チャネル推定部３２１では、入力された受信参照信号を用いて送信アンテナ１２１と受信アンテナ３０１の間のチャネルを推定する。得られたチャネル推定値は、ＭＩＭＯ分離部３０９、割当情報決定部３２５、ＰＭＩ決定部３２９および変調方式決定部３２３に入力される。
【００５０】
変調方式決定部３２３では、入力されたチャネル推定値によって、次の伝送に用いる変調方式を決定し、決定した変調方式を制御情報送信部３３１に入力する。また決定した変調方式は変調方式決定部３２３内に保存しておき、端末が送信した信号を復調するため、復調部３１５−１〜３１５−Ｌに入力する。また割当情報決定部３２５では、入力されたチャネル推定値によって、次の伝送にどの端末装置１−２が、どの周波数を用いるかという情報（割当情報）を決定し、ＰＭＩ決定部３２９および制御情報送信部３３１に入力する。また決定した割当情報は、割当情報決定部３２５内に保存しておき、端末が送信した信号をスペクトルデマッピングするため、スペクトルデマッピング部３０７−１〜３０７−Ｎｒに入力する。
【００５１】
一方、受信データ信号は、参照信号分離部３０３からＯＦＤＭ信号受信部３０５−１〜３０５−Ｎｒにそれぞれ入力される。図９は本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信部３０５の構成を示す概略ブロック図である。ＯＦＤＭ信号受信部３０５−１〜３０５−Ｎｒの各々は、入力された信号をアナログ処理部４０１に入力し、搬送波周波数からのアップコンバージョン、ベースバンドへのダウンコンバージョン、アナログフィルタリング等を行なう。アナログ処理部４０１の出力は、Ａ／Ｄ変換部４０３に入力され、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換が行なわれる。その後、ＣＰ除去部４０５にて端末装置１−１、１−２により付加されたＣＰの除去が行なわれ、さらにＦＦＴ部４０７にて高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform、FFT）が行なわれ、該変換により生成された周波数領域信号は、各々に接続された図８のスペクトルデマッピング部３０７−１〜３０７−Ｎｒに出力される。
【００５２】
スペクトルデマッピング部３０７−１〜３０７−Ｎｒは、割当情報決定部３２５から入力される割当情報に基づいて、通信に用いられた周波数帯域の周波数領域信号を抽出する。各スペクトルデマッピング部３０７−１〜３０７−Ｎｒが抽出した周波数領域信号は、ＭＩＭＯ分離部３０９に入力される。
【００５３】
ＭＩＭＯ分離部３０９は、スペクトルデマッピング部３０７−１〜３０７−Ｎｒからの入力と、チャネル推定部３２１からの入力を用いて空間的に多重されている信号を、Ｌ個のレイヤに分離する。分離方法は、空間フィルタリング（ZF（Zero Forcing）、MMSE（Minimum Mean Square Error）等）、SIC（Successive Interference Cancellation）、V-BLAST（Vertical Bell Laboratories layered Space Time）、MLD（Maximum Likelihood Detection）等どのような方法であってもよい。
【００５４】
分離された各レイヤの周波数領域信号は、切替部３１１−１〜３１１−Ｌに入力される。各々の切替部３１１−１〜３１１−Ｌは、伝送方式決定部３２７から入力される伝送方式に関する情報によって出力先を変更する。具体的には、伝送方式決定部３２７から切替部３１１に入力される情報がＳＣ−ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）である場合、切替部３１１は入力された値をＩＤＦＴ部３１３に入力する。一方、伝送方式決定部３２７から切替部３１１に入力される情報がＯＦＤＭである場合、切替部３１１は入力された値を復調部３１５に入力する。
【００５５】
ＩＤＦＴ部３１３−１〜３１３−Ｌの各々は、入力された周波数領域信号に対して、逆離散フーリエ変換を施し、時間領域信号に変換する。得られた時間領域信号を、復調部３１５−１〜３１５−Ｌに入力する。復調部３１５では、ＩＤＦＴ部３１３あるいは切替部３１１から入力された受信シンボルをビット列に変換する。復調部３１５の出力は復号部３１７に入力され、誤り訂正復号が適用される。その後、Ｐ／Ｓ変換部３１９は、復号部３１７−１〜３１７−Ｌの出力に対して、パラレル−シリアル変換を行ない、送信データビット系列を得る。
【００５６】
また図８の伝送方式決定部３２７では、端末の許容最大送信電力や、増幅器に対する電力余力（Power Headroom、PH）等を考慮して、上りリンクで端末装置１−２がＳＣ−ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）を使用するか、ＯＦＤＭを使用するかを決定し、ＰＭＩ決定部３２９および制御情報送信部３３１に入力する。また、以前の上りリンクの伝送に用いた伝送方式も記憶しておき、受信処理に用いるため、切替部３１１に入力する。
【００５７】
図１０は、本発明の第１の実施形態に係るＰＭＩ決定部３２９の構成を示す概略ブロック図である。ＰＭＩ決定部３２９の処理について図１０を用いて説明を行なう。伝送方式決定部３２７からの入力はコードブック選択部５０１に入力される。コードブック選択部５０１では、伝送方式決定部３２７からの入力、および送信アンテナ数通知部５０３が通知する端末装置１−２の送信アンテナ数に応じて、コードブックを選択する。例えば、端末装置１−２の送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＳＣ−ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）の場合には、送信信号のＣＭを増加させないコードブックである図５に記載のコードブックを用いる。
【００５８】
一方、端末装置１−２の送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＯＦＤＭの場合には、送信信号のＣＭが十分高く、どのようなプリコーディングを行なってもＣＭは変化しない。そこでＯＦＤＭの場合には、図６に記載のコードブックを用いる。このようにコードブック選択部５０１では、伝送方式がＣＭの低いＳＣ−ＦＤＭＡ（Clustered DFT-S-OFDM）である場合には、ＣＭ維持を前提としたコードブックを選択し、伝送方式がＣＭの高いＯＦＤＭである場合には、ＣＭ維持を前提とせず、良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックを選択する。
【００５９】
コードブック選択部５０１が選択したコードブックはインデックス選択部５０５に入力される。インデックス選択部５０５には、割当情報決定部３２５から割当情報と、チャネル推定部３２１からチャネル推定値も入力されており、使用するチャネルに応じてコードブックの中から最適なＰＭＩが選択される。たとえばコードブック選択部５０１から図５のコードブックが入力された場合には、チャネル推定値や送信すべきデータ量等を考慮し、いずれかのプリコーディング行列が選択され、そのインデックスが決定される。
【００６０】
ただし、図５のコードブックの場合、ランク４のプリコーディング行列は、コードブックインデックス＝５２のひとつしか定義されていない。これは図５がＣＭを維持することを優先させたコードブックであるためである。一方、図６のコードブックの場合、ランク４のプリコーディング行列として複数のパターンが定義されている。図６のコードブックは、ＣＭを考慮しない結果、より柔軟なプリコーディングを行なうことができ、より大きな送信アンテナダイバーシチ利得を得ることができる。
【００６１】
インデックス選択部５０５の出力はＰＭＩ決定部３２９の出力として、図８の制御情報送信部３３１に入力される。制御情報送信部３３１では、ＰＭＩ決定部３２９から入力されるＰＭＩ、伝送方式決定部３２７から入力される伝送方式に関する情報、変調方式決定部３２３から入力される変調方式に関する情報、割当情報決定部３２５から入力されるスペクトル割当に関する情報（割当情報）、さらに図示しない他の制御情報（送信電力制御に関する情報や参照信号の生成に関する情報等）も含めて端末装置１−２に送信する。
【００６２】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る、図１０のＰＭＩ決定部３２９内の処理を説明するフローチャートである。初めに基地局装置３は、対象とする端末装置１−２が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＴ１）。送信アンテナ数は通信を行なう前に端末装置１−２から予め通知されているものとする。次に基地局装置３は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＴ３）。この段階でコードブックは、ＯＦＤＭ用とＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ用の２つに絞られる。次に、基地局装置３は、次回の伝送で端末装置１−２が用いる伝送方式を、ＯＦＤＭとするか、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとするかを判断する（ステップＴ５）。伝送方式がＯＦＤＭである場合（ステップＴ５：YES）、基地局装置３は、ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＴ７）。伝送方式がＯＦＤＭでない場合（ステップＴ５：NO）、基地局装置３は、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＴ９）。最後に、基地局装置３は、チャネル推定値と、割当情報と、選択されたコードブックを用いて、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＴ１１）、そのプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとする。
【００６３】
図１２は、本発明の第１の実施形態に係る端末装置１−２と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。初めに端末装置１−２が、参照信号および制御情報を基地局装置３に送信することで（ステップＵ１）、基地局装置３は次回のアップリンクの伝送に用いる伝送方式を決定し（ステップＵ３）、図１０のＰＭＩ決定部３２９によってＰＭＩを決定する（ステップＵ５）。決定された次回のアップリンクの伝送に用いる伝送方式情報およびＰＭＩは、基地局装置３から端末装置１−２に通知される（ステップＵ７）。端末装置１−２は、伝送方式情報から次回のアップリンクの伝送に用いる伝送方式を認識し（ステップＵ９）、図４のプリコーディング行列決定部１３３によって、コードブックの選択（ステップＵ１１）、プリコーディング行列の決定を行なう（ステップＵ１３）。端末装置１−２は、決定したプリコーディング行列をデータに乗算し、データ伝送を行なう（ステップＵ１５）。
【００６４】
このように本実施形態では、送信アンテナ数（アンテナポート数）だけではなく、伝送方式によって、使用するコードブックが選択される。よって、複数の伝送方式が定義された通信システムにおいて、同じＰＭＩが通知されたとしても、使用する伝送方式によって異なるプリコーディングを行なうことができる。この結果、各伝送方式に適したプリコーディングを行なうことができるため、同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された伝送方式に依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がない。この結果、下りリンク制御情報量を増加させることもない。
【００６５】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、ＳＣ−ＦＤＭＡであるか、またはＣｌｕｓｔｅｒｅｄであるかに応じて、コードブックを変更する。第１の実施形態では、ＣＭが低い伝送方式はＳＣ−ＦＤＭＡおよびＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭであり、ＣＭが高い伝送方式はＯＦＤＭであるとして説明を行った。しかし、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭはＳＣ−ＦＤＭＡと比較してＣＭが高くなる伝送方式であるため、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭをＣＭの高い伝送方式とし、ＳＣ−ＦＤＭＡとＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭで異なるコードブックを用いることも可能である。第２の実施形態では、ＳＣ−ＦＤＭＡをＣＭが低い伝送方式とし、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭをＣＭが高い伝送方式として扱った場合について説明を行なう。
【００６６】
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る端末装置１の通信機構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態で示した図２の送信機構成とほぼ同じ構成であるため、異なるブロックのみ説明を行なう。まず切替部１０７−１〜１０７−Ｌが存在しない。これはＳＣ−ＦＤＭＡ、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ共に、ＤＦＴ部１０９によるＤＦＴ処理を必要とするためである。なお、ＳＣ−ＦＤＭＡおよびＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに加えて、ＯＦＤＭも伝送方式として存在する場合には、第１の実施形態と同様、切替部１０７が存在することになる。ＤＦＴ部１０９以降は第１の実施形態と同様の処理によってアンテナ部から送信される。
【００６７】
一方、制御信号受信部１２５が受信した制御情報は、割当情報取得部１３１とプリコーディング行列決定部６０１、変調方式取得部１２７に入力される。割当情報取得部１３１は、入力された制御情報の中から割当情報（スケジューリング情報）を抽出し、スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔおよびプリコーディング行列決定部６０１に入力する。スペクトルマッピング部１１７−１〜１１７−Ｎｔは、入力された割当情報に基づいて、プリコーディング部１１５から入力されたスペクトルをシステム帯域内の周波数に配置する。
【００６８】
次にプリコーディング行列決定部６０１の処理について説明を行なう。図１４は、本発明の第２の実施形態に係るプリコーディング行列決定部６０１の構成を示す概略ブロック図である。割当情報取得部１３１からの入力はコードブック選択部６５１に入力される。コードブック選択部６５１では、送信アンテナ数通知部２５３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに割当情報取得部１３１からの入力される割当情報によって、所定のコードブックが選択される。
【００６９】
例えば、割当情報取得部１３１から入力される割当情報が連続配置、つまり伝送方式がＳＣ−ＦＤＭＡである場合には、図５のようなＣＭの維持を優先したコードブックが選択され、割当情報取得部１３１から入力される割当情報が非連続配置、つまり伝送方式がＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭである場合には、図６のような良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックが選択される。選択されたコードブックはプリコーディング行列選択部２５５に入力される。
【００７０】
なお、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、クラスタ数が多くなるにつれてＣＭが高くなるという特徴がある。そこで、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのクラスタ数に応じてコードブックを用意することが考えられる。つまり、伝送方式がＳＣ−ＦＤＭＡ、あるいはクラスタ数が２のＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭである場合は、ＣＭが増加しないコードブックを用い、クラスタ数が３つ以上である場合には、送信アンテナダイバーシチ利得が高いコードブックを変更することも本発明に含まれる。また上記では用意するコードブックは２つとして説明を行ったが、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのクラスタ数に応じて３つ以上のコードブックがシステムに用意されていてもよい。
【００７１】
またＰＭＩ取得部２５７では、制御信号受信部１２５から入力される制御情報の中からＰＭＩを抽出し、プリコーディング行列選択部２５５に入力する。プリコーディング行列選択部２５５では、コードブック選択部６５１から入力されたコードブック中の、ＰＭＩに対応するプリコーディング行列を選択し、プリコーディング行列決定部６０１の出力として、プリコーディング部１１５に入力する。
【００７２】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る、図１４のプリコーディング行列決定部６０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図７と同じ処理については同じ番号を付した。初めに端末装置１は、端末装置１自身が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＳ１）。次に端末装置１は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＳ１０３）。次に、端末装置１は、周波数配置が連続配置かどうかを判断する（ステップＳ１０５）。周波数配置が連続配置である場合（ステップＳ１０５：YES）、端末装置１は、ＳＣ−ＦＤＭＡ用のコードブックを選択する（ステップＳ１０７）。周波数配置が連続配置でない場合（ステップＳ１０５：NO）、端末装置１は、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＳ１０９）。最後に、端末装置１は、選択したコードブックと、基地局装置３から通知されるＰＭＩによって、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＳ１１）、決定したプリコーディング行列によって次回の伝送を行なう。
【００７３】
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態で示した図８の構成とほぼ同じ構成であるため、異なるブロックについてのみ説明を行なう。ＯＦＤＭが伝送方式として存在しないため、端末構成と同様、切替部３１１−１〜３１１−Ｌが存在せず、ＭＩＭＯ分離部３０９の出力は、ＩＤＦＴ部３１３−１〜３１３−Ｌに入力される。
【００７４】
また、ＰＭＩ決定部７０１の構成が第１の実施形態とは異なるため図１７を用いて説明を行なう。図１７は、本発明の第２の実施形態に係るＰＭＩ決定部７０１の構成を示す概略ブロック図である。割当情報決定部３２５から入力される割当情報は、コードブック選択部８０１およびインデックス選択部５０５に入力される。コードブック選択部８０１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部５０３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに割当情報決定部３２５から入力される割当情報によって、所定のコードブックが選択される。
【００７５】
例えば、割当情報が連続配置（つまり伝送方式がSC-FDMA）であれば、図５のようなＣＭ維持を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択し、割当情報が非連続配置（つまり伝送方式がClustered DFT-S-OFDM）であれば、図６のような送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する。選択されたコードブックは、インデックス選択部５０５に入力される。インデックス選択部５０５は、チャネル推定部３２１から入力されるチャネル推定値と、コードブック選択部８０１から入力されるコードブック、および割当情報決定部３２５から入力される割当情報を用い、コードブックの中のどのプリコーディング行列を上りリンクの伝送に用いるかを決定し、そのインデックスを制御情報送信部３３１に入力する。
【００７６】
図１８は、本発明の第２の実施形態に係る、図１７のＰＭＩ決定部７０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図１１と同じ処理については同じ番号を付した。初めに基地局装置３は、対象とする端末装置１が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＴ１）。送信アンテナ数は通信を行なう前に端末装置１から予め通知されているものとする。次に基地局装置３は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＴ１０３）。次に、基地局装置３は、周波数配置が連続配置かどうかを判断する（ステップＴ１０５）。周波数配置が連続配置である場合（ステップＴ１０５：YES）、基地局装置３は、ＳＣ−ＦＤＭＡ用のコードブックを選択する（ステップＴ１０７）。周波数配置が連続配置でない場合（ステップＴ１０５：NO）、基地局装置３は、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＴ１０９）。最後に、基地局装置３は、チャネル推定値と、割当情報と、選択されたコードブックを用いて、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＴ１１）、そのプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとする。
【００７７】
図１９は、本発明の第２の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。初めに端末装置１が、参照信号および制御情報を基地局装置３に送信することで（ステップＵ１）、基地局装置３は次回のアップリンクの伝送に用いる割当ＲＢを決定し（ステップＵ１０３）、図１７のＰＭＩ決定部７０１によってＰＭＩを決定する（ステップＵ５）。決定された次回のアップリンクの伝送に用いる割当ＲＢ（周波数）およびＰＭＩは、基地局装置３から端末装置１に通知される（ステップＵ１０７）。端末装置１は、伝送方式情報から次回のアップリンクの伝送に用いる割当ＲＢを認識し（ステップＵ１０９）、図１４のプリコーディング行列決定部６０１によって、コードブックの選択、プリコーディング行列の決定を行なう（ステップＵ１３）。端末装置１は、決定したプリコーディング行列をデータに乗算し、データ伝送を行なう（ステップＵ１５）。
【００７８】
なおＯＦＤＭと異なり、一般にＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭはプリコーディングによってＣＭが増加する。図６では、コードブック内の所定のランクの伝送を行なうための複数プリコーディング行列は、どの行列も統計的にはＣＭの増加量は一定であるが、ＣＭの増加量に差があるプリコーディング行列をコードブック化してもよい。例えば図６において、ランク２のプリコーディングには、インデックス４〜１５の１２個が用意されており、すべてＣＭＰ型ではないが、１２個中４つをＣＭＰ型に置き換えたものをコードブックとして用い、８つはＣＭが増加するようなコードブックを用いる。このようなコードブックを用意すれば、例えば端末装置１が基地局装置３に通知するＰＨの大きさによって、基地局装置３は、端末装置１の送信信号のＣＭを上げすぎないプリコーディング行列を選択することができる。
【００７９】
このように本実施形態のＰＭＩ決定部７０１では、スペクトルの割当が連続的である場合はＣＭを維持するプリコーディングを行なうように動作し、スペクトルの割当が非連続的である場合は、プリコーディングによらず、ある程度ＣＭが高くなっているため、ＣＭの増加を許容し、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディングを行なうように動作する。この結果、ＣＭを維持するプリコーディング行列のみから構成されるコードブックを用いる場合と比較して、カバレッジを維持しつつ、ＣＭの劣化が重要ではない端末装置１の伝送特性を改善できるため、セルスループットを増加させることができる。
【００８０】
また第２の実施形態では、送信信号がＳＣ−ＦＤＭＡであるか、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭであるかによってプリコーディングのコードブックの選択を行ったが、ＳＣ−ＦＤＭＡはＣＭを維持するプリコーディング行列のみから構成されるコードブックを用い、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭについては、そのスペクトルマッピングの状態によって、ＣＭを維持するプリコーディング行列から構成されるコードブックと、送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する構成としてもよい。
【００８１】
図２０Ａ、図２０Ｂおよび図２１Ａ、図２１Ｂは、クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。例えば、２クラスタから構成されるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭにおいて、図２０Ａのように各クラスタが離れて配置された場合、スペクトルマスクに対するシステム帯域外への輻射の影響が大きくなってしまうため、電力を抑えて送信する必要がある。この結果、平均送信電力を下げて送信を行なうことになるため、ピーク電力を増加させても、増幅器の線形領域内で増幅を行なうことができる。したがって、送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する。一方、図２０Ｂのように、各クラスタが近くに配置された場合、スペクトルマスクに対するシステム帯域外への輻射の影響を図２０Ａの場合より抑えることができるため、電力を抑えて送信する必要はない。この場合、平均送信電力を上げて送信を行なうことになるため、ピーク電力を増加させると増幅器の線形領域を超えてしまう。したがって、ＣＭを維持するプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する。
【００８２】
このように、クラスタ間の距離の値が、所定の値より大きい場合、送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択し、クラスタ間の距離の値が、所定の値より小さい場合、ＣＭを維持するプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択することも本発明に含まれる。また、図２１Ａのように、システム帯域に対して使用帯域が広い場合、クラスタ間の距離が狭くなる確率が高く、図２１Ｂのようにシステム帯域に対して使用帯域が狭い場合、クラスタ間の距離が広くなる確率が高い。そこでシステム帯域に対する使用帯域幅を算出し、その比によって、使用するコードブックを選択する構成としてもよい。
【００８３】
［第３の実施形態］
第３の実施形態では、変調方式によってコードブックを変更する。第１および第２の実施形態では、伝送方式によってＣＭが異なるため、伝送方式によってプリコーディング方法を変更する場合について説明した。ここでＣＭが変化するのは、伝送方式が変わった時だけではない。
【００８４】
例えば、ＬＴＥ−Ａではキャリアアグリゲーションと呼ばれる、同時に複数のＬＴＥコンポーネントキャリアを使用するＮ×ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭによる伝送が仕様化されているが、複数のコンポーネントキャリアを１つの増幅器で増幅する場合にもＣＭが増加してしまう。また、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８では、データを送信するＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）と制御情報を送信するＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）は同時に送信することはできなかったが、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−１０では、ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨを同時に送信することが仕様化されている。この時２つの信号を１つのアンテナから同時に送信するため、送信信号はマルチキャリア信号となる。この結果、送信信号のＣＭは増加する。キャリアアグリゲーションや、ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨの同時送信の他にも、用いる変調方式によってＣＭは変化する。そこで本実施形態では他のＣＭが変化する場合として、変調方式について説明を行なう。
【００８５】
図２２は、本発明の第３の実施形態に係る端末装置１の送信機構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態で示した図１３の送信機構成とほぼ同じ構成であるため、異なるブロックのみ説明を行なう。異なる点はプリコーディング行列決定部９０１への入力および内部での処理であり、その点についてのみ説明を行なう。第２の実施形態ではスペクトルの割当（SC-FDMAであるかClustered DFT-S-OFDMであるか）によって選択するコードブックが異なったため、割当情報取得部１３１の出力がプリコーディング行列決定部９０１に入力されていた。一方本実施形態では、変調方式によって選択するコードブックを変更するため、変調方式取得部１２７から変調方式に関する情報がプリコーディング行列決定部９０１に入力される。
【００８６】
次にプリコーディング行列決定部９０１の内部処理の一例について図２３を用いて説明を行なう。図２３は、本発明の第３の実施形態に係るプリコーディング行列決定部９０１の構成を示す概略ブロック図である。変調方式取得部１２７からの入力はコードブック選択部１００１に入力される。コードブック選択部１００１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部２５３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに変調方式取得部１２７からの入力される変調方式によって、所定のコードブックが選択される。
【００８７】
例えば変調方式取得部１２７から入力される変調方式がＢＰＳＫやＱＰＳＫ、あるいは８ＰＳＫや１６ＰＳＫのようなＣＭの低い方式である場合には、図５のようなＣＭの維持を優先したコードブックが選択され、変調方式取得部１２７から入力される変調方式が１６ＱＡＭや、１６ＱＡＭよりさらにＣＭが高い６４ＱＡＭ、さらには２５６ＱＡＭのようなＣＭの高い方式である場合には、図６のような良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックが選択される。選択されたコードブックはプリコーディング行列選択部２５５に入力される。なお、上記では１６ＱＡＭをＣＭが高い変調方式とみなしたが、ＣＭの高低は相対的なものであるため、６４ＱＡＭ以上をＣＭの高い変調方式とすることも当然本発明に含まれる。
【００８８】
また制御信号受信部１２５からの入力はＰＭＩ取得部に入力され、制御情報の中からＰＭＩを抽出し、得られたＰＭＩをプリコーディング行列選択部２５５に入力する。プリコーディング行列選択部２５５では、コードブック選択部１００１から入力されたコードブック中の、ＰＭＩに対応するプリコーディング行列を選択し、プリコーディング行列決定部の出力として、プリコーディング部１１５に入力する。
【００８９】
図２４は、本発明の第３の実施形態に係る、図２３のプリコーディング行列決定部９０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図７、図１５と同じ処理については同じ番号を付した。初めに端末装置１は、端末装置１自身が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＳ１）。次に端末装置１は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＳ１０３）。次に、端末装置１は、変調方式がＰＳＫかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。変調方式がＰＳＫである場合（ステップＳ２０５：YES）、端末装置１は、ＣＭ維持のコードブックを選択する（ステップＳ２０７）。変調方式がＰＳＫでない場合（ステップＳ２０５：NO）、端末装置１は、ダイバーシチ利得優先のコードブックを選択する（ステップＳ２０９）。最後に、端末装置１は選択したコードブックと、基地局装置３から通知されるＰＭＩによって、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＳ１１）、決定したプリコーディング行列によって次回の伝送を行なう。
【００９０】
次に本実施形態における基地局装置３の受信機構成の一例を図２５に示す。図２５は、本発明の第３の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態で示した図１６の構成とほぼ同じ構成であるが、ＰＭＩ決定部１１０１への入力、および内部処理が異なる。ＰＭＩ決定部１１０１は、チャネル推定部３２１から入力されるチャネル推定値と割当情報決定部３２５から入力される割当情報に加えて、変調方式決定部３２３から入力される。ＰＭＩ決定部１１０１の内部処理について図２６を用いて説明を行なう。図２６は、本発明の第３の実施形態に係るＰＭＩ決定部１１０１の構成を示す概略ブロック図である。変調方式決定部３２３から入力される情報はコードブック選択部１２０１に入力される。
【００９１】
コードブック選択部１２０１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部５０３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに変調方式決定部３２３から入力される変調方式によって、所定のコードブックが選択される。つまり、変調方式決定部３２３から入力される変調方式がＣＭの低い方式（例えばBPSKやQPSK）であれば、図５のようなＣＭ維持を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択し、変調方式がＣＭの高い方式（例えば64QAMや256QAM）であれば、図６のような良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックを選択する。
【００９２】
選択されたコードブックはインデックス選択部５０５に入力される。インデックス選択部５０５は、チャネル推定部３２１から入力されるチャネル推定値と、コードブック選択部１２０１から入力されるコードブック、および割当情報決定部３２５から入力される割当情報を用い、コードブックの中のどのプリコーディング行列を上りリンクの伝送に用いるかを決定し、そのインデックスを制御情報送信部３３１に入力する。このように本実施形態のＰＭＩ決定部１１０１では、ＣＭの低い変調方式を用いる場合には、ＣＭを維持するプリコーディングを行なうように動作し、ＣＭの高い変調方式を用いる場合は、プリコーディングによらず、ある程度ＣＭが高くなっているため、ＣＭの増加を許容し、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディングを行なうように動作する。
【００９３】
図２７は、本発明の第３の実施形態に係る、図２６のＰＭＩ決定部１１０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図１１、図１８と同じ処理については同じ番号を付した。初めに基地局装置３は、対象とする端末装置１が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＴ１）。送信アンテナ数は通信を行なう前に端末装置１から予め通知されているものとする。次に送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＴ１０３）。次に、基地局装置３は、変調方式がＰＳＫかどうかを判断する（ステップＴ２０５）。変調方式がＰＳＫである場合（ステップＴ２０５：YES）、基地局装置３は、ＣＭ維持のコードブックを選択する（ステップＴ２０７）。変調方式がＰＳＫでない場合（ステップＴ２０５：NO）、基地局装置３は、ダイバーシチ利得優先のコードブックを選択する（ステップＴ２０９）。最後に、基地局装置３は、チャネル推定値と、割当情報と、選択されたコードブックを用いて、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＴ１１）、そのプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとする。
【００９４】
図２８は、本発明の第３の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。初めに端末装置１が、参照信号および制御情報を基地局装置３に送信することで（ステップＵ１）、基地局装置３は次回のアップリンクの伝送に用いるＭＣＳを決定し（ステップＵ２０３）、図２６のＰＭＩ決定部１１０１によってＰＭＩを決定する。決定された次回のアップリンクの伝送に用いるＭＣＳ情報およびＰＭＩは、基地局装置３から端末装置１に通知される（ステップＵ２０７）。端末装置１は、ＭＣＳ情報から次回のアップリンクの伝送に用いるＭＣＳを認識し、図２２のプリコーディング行列決定部９０１によって、コードブックの選択、プリコーディング行列の決定を行なう（ステップＵ１３）。端末装置１は、決定したプリコーディング行列をデータに乗算し、データ伝送を行なう（ステップＵ１５）。
【００９５】
本実施形態の効果について説明を行なう。セル中央の端末装置１ほど高い電力で受信されるように送信電力制御（Transmit Power Control、TPC）を行なうフラクショナルＴＰＣでは、セルエッジの端末装置１の信号は低い電力で受信されるため、低多値数の変調方式、つまりＱＰＳＫ等を伝送に用いることが多い。この場合、本実施形態のＰＭＩ決定法では、ＣＭを維持したプリコーディングを行なうため、伝送特性を劣化させることはない。
【００９６】
一方、セル中央の端末装置１の信号は高い電力で受信されるため、高次の多値数の変調方式、つまり６４ＱＡＭ等を伝送に用いることが多い。この場合、本実施形態のＰＭＩ決定法では、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディング行列を選択するため、全端末装置１にＣＭを維持したプリコーディングを行なう場合と比較して、伝送特性を改善することができる。つまり本実施形態は、特にフラクショナルＴＰＣにおいて効果が高い。
【００９７】
上記の各実施形態は組み合わせて実現することも可能である。例えば変調多値数が高く、かつ伝送方式がＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの場合に、ＣＭを維持しないプリコーディングを行ったり、例えば変調多値数が高い、または伝送方式がＯＦＤＭあるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの場合に、ＣＭを維持しないプリコーディングを行ったりすることも本発明に含まれる。
【００９８】
本発明に関わる端末装置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。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。
【００９９】
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。また、上述した実施形態における端末装置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。端末装置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。ハイブリッド、モノリシックのいずれでも良い。一部は、ハードウェアにより、一部はソフトウェアにより機能を実現させても良い。また、半導体技術の進歩により、ＬＳＩに代替する集積回路化等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。
【０１００】
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。本発明は、携帯電話装置を端末装置１とする移動通信システムに用いることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１、１−１、１−２  端末装置
３  基地局装置
１０１  Ｓ／Ｐ変換部
１０３、１０３−１〜１０３−Ｌ  符号化部
１０５、１０５−１〜１０５−Ｌ  変調部
１０７、１０７−１〜１０７−Ｌ  切替部
１０９、１０９−１〜１０９−Ｌ  ＤＦＴ部
１１１、１１１−１〜１１１−Ｌ  参照信号多重部
１１３  参照信号生成部
１１５  プリコーディング部
１１７、１１７−１〜１１７−Ｎｔ  スペクトルマッピング部
１１９、１１９−１〜１１９−Ｎｔ  ＯＦＤＭ信号生成部
１２１、１２１−１〜１２１−Ｎｔ  送信アンテナ
１２３  受信アンテナ
１２５  制御信号受信部
１２７  変調方式取得部
１２９  伝送方式識別部
１３１  割当情報取得部
１３３  プリコーディング行列決定部
２０１  ＩＦＦＴ部
２０３  ＣＰ挿入部
２０５  Ｄ／Ａ変換部
２０７  アナログ処理部
２５１  コードブック選択部
２５３  送信アンテナ数通知部
２５５  プリコーディング行列選択部
２５７  ＰＭＩ取得部
３０１、３０１−１〜３０１−Ｎｒ  受信アンテナ
３０３、３０３−１〜３０３−Ｎｒ  参照信号分離部
３０５、３０５−１〜３０５−Ｎｒ  ＯＦＤＭ信号受信部
３０７、３０７−１〜３０７−Ｎｒ  スペクトルデマッピング部
３０９  ＭＩＭＯ分離部
３１１、３１１−１〜３１１−Ｌ  切替部
３１３、３１３−１〜３１３−Ｌ  ＩＤＦＴ部
３１５、３１５−１〜３１５−Ｌ  復調部
３１７、３１７−１〜３１７−Ｌ  復号部
３１９  Ｐ／Ｓ変換部
３２１  チャネル推定部
３２３  変調方式決定部
３２５  割当情報決定部
３２７  伝送方式決定部
３２９  ＰＭＩ決定部
３３１  制御情報送信部
４０１  アナログ処理部
４０３  Ａ／Ｄ変換部
４０５  ＣＰ除去部
４０７  ＦＦＴ部
５０１  コードブック選択部
５０３  送信アンテナ数通知部
５０５  インデックス選択部
６０１  プリコーディング行列決定部
６５１  コードブック選択部
７０１  ＰＭＩ決定部
８０１  コードブック選択部
９０１  プリコーディング行列決定部
１００１  コードブック選択部
１１０１  ＰＭＩ決定部
１２０１  コードブック選択部
【図１】
2013038666.tif 000004
【図２】
2013038666.tif 000005
【図３】
2013038666.tif 000006
【図４】
2013038666.tif 000007
【図５】
2013038666.tif 000008
【図６】
2013038666.tif 000009
【図７】
2013038666.tif 000010
【図８】
2013038666.tif 000011
【図９】
2013038666.tif 000012
【図１０】
2013038666.tif 000013
【図１１】
2013038666.tif 000014
【図１２】
2013038666.tif 000015
【図１３】
2013038666.tif 000016
【図１４】
2013038666.tif 000017
【図１５】
2013038666.tif 000018
【図１６】
2013038666.tif 000019
【図１７】
2013038666.tif 000020
【図１８】
2013038666.tif 000021
【図１９】
2013038666.tif 000022
【図２０Ａ】
2013038666.tif 000023
【図２０Ｂ】
2013038666.tif 000024
【図２１Ａ】
2013038666.tif 000025
【図２１Ｂ】
2013038666.tif 000026
【図２２】
2013038666.tif 000027
【図２３】
2013038666.tif 000028
【図２４】
2013038666.tif 000029
【図２５】
2013038666.tif 000030
【図２６】
2013038666.tif 000031
【図２７】
2013038666.tif 000032
【図２８】
2013038666.tif 000033