JP2013059095A

JP2013059095A - 無線基地局装置、移動端末装置、無線通信システム及び無線通信方法

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Publication number: JP2013059095A
Application number: JP2012247061A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Miki; 信彦三木; Hidekazu Taoka; 秀和田岡
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-03-28

Abstract

【課題】ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、フォールバックモードにおいて送信ダイバーシチを適用したときに、高効率なフォールバックモードを実現することができる無線基地局装置、移動端末装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供すること。
【解決手段】本発明の無線通信方法においては、無線基地局装置において、復調用参照信号を含む送信データについて所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更してプリコーディングを行い、前記プリコーディング後の送信データを送信し、移動端末装置において、所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更して送信された復調用参照信号を含む送信データを受信し、受信した復調用参照信号を用いて送信データを復調する。
【選択図】図３

Description

本発明は、次世代移動通信システムで使用される無線基地局装置、移動端末装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。

３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project）で規定されるＬＴＥ（Long Term Evolution）システム（非特許文献１）では、より高速な伝送を実現するために、無線基地局装置に複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を採用している。このＭＩＭＯ伝送を用いることにより、時間領域・周波数領域におけるスケジューリングに加えて、空間領域におけるスケジューリングを行うことができる。

また、複数のアンテナを用いる技術として、送信ダイバーシチがある。これらの技術は、良好なカバレッジを得るために適している。送信ダイバーシチには、移動端末装置からのフィードバックによらないオープンループ制御の送信ダイバーシチと、移動端末装置からのフィードバックによってチャネル状態に応じたビーム形成を行うクローズドループ制御の送信ダイバーシチ（ビームフォーミング）がある。

クローズドループ制御のビームフォーミングにおいては、予め用意されたアンテナウェイトの組み合わせ（コードブック）から適当なウェイト（プリコーディングマトリクス）を選択して送信データにウェイトを乗算する。ＬＴＥシステムにおけるマルチレイヤ伝送においては、レイヤ（ストリーム）毎に前記コードブックに基づいてプリコーディングを行い、複数ストリームで送信する。この場合において、選択されたプリコーディングマトリクスは、下りリンクの制御チャネル（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）で移動端末装置に通知される。

ＬＴＥシステムにおいては、アンテナ毎に共通参照信号（Common Reference Signal：Common ＲＳ）が定義されており、下りリンクの共有データチャネル（Physical Downlink Shard Channel：ＰＤＳＣＨ）とは独立に送信される。このCommon ＲＳは、移動端末装置において、チャネル品質を測定するために用いられると共に復調のためにも用いられる参照信号である。

したがって、ＰＤＳＣＨにおいてプリコーディングを行っている場合（複数ストリーム送信モード）には、移動端末装置においては、ＰＤＣＣＨで通知されたプリコーディングマトリクス情報とCommon ＲＳとを用いて下りリンクの共有データチャネル信号を復調する。

一方、オープンループ制御の送信ダイバーシチは、例えば、高速移動環境下でクローズドループ制御が追従できず、受信品質の急速な劣化などに対応する場合に使用される。ＬＴＥシステムにおいては、ＭＩＭＯ伝送を行う場合、受信品質の急速な劣化などに対応するために、１ストリームのみを送るフォールバックモード（Fallback Mode：RANK＝１のクローズドループ制御の空間多重）がサポートされている。オープンループ制御の送信ダイバーシチは、非常にRobustな送信法として、このフォールバックモードの際に適用される。

ＰＤＳＣＨにおいて送信ダイバーシチを行っている場合（フォールバックモード）には、予め決められた空間符号化（例えば、Space Frequency Block Code）によってＰＤＳＣＨ信号を符号化し、移動端末装置において復号処理を行うことによって下りリンクの共有データチャネル信号を復調する。

3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006

３ＧＰＰでは、高速伝送をＬＴＥシステムよりも広いカバレッジで実現するためのＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Advanced）システムが検討されている。このＬＴＥ−Ａシステムにおいても、高速移動環境下でクローズドループ制御が追従できず、受信品質の急速な劣化などに対応するフォールバックモードが必要である。

一方、ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、Common ＲＳに加えて、下りリンクで２種類の参照信号（復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）及びチャネル品質測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ））が規定されている。ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＰＤＳＣＨにプリコーディングを用いる場合、ＰＤＳＣＨと同一のプリコーディングマトリクスを乗算したＤＭ−ＲＳを用いて復調処理を行うので、Common ＲＳはチャネル品質を測定するためだけに用いられる。このため、アンテナ毎のCommon ＲＳは一部（例えば、先頭ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）シンボルのみ）に限定されている。

このように、アンテナ毎のCommon ＲＳが限定されると（Common ＲＳの密度が低くなると）、フォールバックモードにおいてオープンループ制御の送信ダイバーシチを適用したときに、受信品質が大幅に劣化することが想定され、高効率なフォールバックモードを実現することができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、フォールバックモードにおいて送信ダイバーシチを適用したときに、高効率なフォールバックモードを実現することができる無線基地局装置、移動端末装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の無線基地局装置は、復調用参照信号を含む送信データについて所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更してプリコーディングを行うプリコーディング部と、前記プリコーディング後の送信データを送信する送信部と、を具備することを特徴とする。

本発明に係る無線基地局装置によれば、復調用参照信号を含む送信データについて所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更してプリコーディングを行うプリコーディング部と、前記プリコーディング後の送信データを送信する送信部と、を具備するので、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、フォールバックモードにおいて送信ダイバーシチを適用したときに、高効率なフォールバックモードを実現することができる。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る無線基地局装置におけるクローズドループ制御の送信ダイバーシチを説明するための図である。ＬＴＥ−Ａシステムにおける参照信号構成を説明するための図である。（ａ），（ｂ）は、本発明に係る無線基地局装置におけるオープンループ制御の送信ダイバーシチの際の参照信号構成を説明するための図である。本発明の実施の形態に係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４に示す移動通信システムにおける無線基地局装置の全体構成を示すブロック図である。図５に示す無線基地局装置の実施の形態１に係るベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。図４に示す移動通信システムにおける移動端末装置の全体構成を示すブロック図である。図５に示す無線基地局装置の実施の形態２に係るベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。図７に示す移動端末装置の実施の形態２に係るベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。

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。
ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、高速移動環境下でクローズドループ制御が追従できず、受信品質の急速な劣化などに対応するフォールバックモードを高効率で実現するために、本発明では２つの方法を提案する。

まず、第１の方法は、フォールバックモードでランク１のプリコーディングを用いる方法である。この場合において、所定の間隔でプリコーディングマトリクスを変更する（切り替える）。第１の方法において、所定の間隔でのプリコーディングマトリクスの変更は、移動端末装置からのフィードバック情報（ＰＭＩ：Precoding Matrix Indicator）によらずにプリコーディングマトリクスを変更するので、クローズドループ制御ではなく、オープンループ制御を意味することになる。このように、所定の間隔でプリコーディングマトリクスを変更することにより、プリコーディングしてビームフォーミングを行っても指向性が平滑化されるので、移動端末装置の位置に特性が依存するというデメリットを緩和することができる。プリコーディングマトリクスを変更する所定の間隔としては、例えば、送信データのリソースブロック（ＲＢ）毎である。

第１の方法では、複数ストリームで送信するモードとフォールバックモードとを識別するモード情報により、移動端末装置からのフィードバック情報に基づいてプリコーディングするクローズドループ制御と、移動端末装置からのフィードバック情報によらないでプリコーディングマトリクスを変更するオープンループ制御とを切り替える。すなわち、第１の方法においては、モード情報が複数ストリーム送信のモードである場合に、送信データ（ＰＤＳＣＨ）と復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とを、図１（ｂ）に示すように、ビームフォーミングして指向性のある状態で送信し、モード情報がフォールバックモードである場合に、送信データ（ＰＤＳＣＨ（空間多重））と復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とを、図１（ｂ）に示すように、ビーム形成されて指向性のある状態で送信データと復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とを、図１（ｃ）に示すように、ＲＡＮＫ１のプリコーディングで送信する。このとき、所定の間隔でプリコーディングマトリクスを変更する。なお、アンテナ毎のCommon ＲＳは、図１（ａ）に示すように、無指向性（オムニ）の状態で送信される。

第１の方法では、フォールバックモードにおいても復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いて復調するので、移動端末装置で複数ストリーム送信モード（空間多重）の場合と同様の構成を採用することができる。

第２の方法は、複数ストリームで送信するモードとフォールバックモードとを識別するモード情報により、移動端末装置からのフィードバック情報に基づいてプリコーディングするクローズドループ制御と、オープンループ制御の送信ダイバーシチ（ビームフォーミングなし）とを切り替える。すなわち、第２の方法においては、モード情報が複数ストリーム送信のモードである場合に、送信データ（ＰＤＳＣＨ）と復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とを、図１（ｂ）に示すように、ビームフォーミングして指向性のある状態で送信し、モード情報がフォールバックモードである場合に、送信データ（ＰＤＳＣＨ）をオープンループ制御の送信ダイバーシチにより送信する。このとき、上述したように、Common ＲＳについては配置密度が小さいサブフレームが存在するため、参照信号構成を考慮する必要がある。

フォールバックモード用の参照信号構成については、ＬＴＥ−Ａシステムで採用される参照信号構成やＬＴＥシステムで採用される参照信号構成を用いることが望ましいので、ここでは、これらの参照信号構成に基づいて提案する。

まず、ＬＴＥ−Ａで採用される参照信号構成について説明する。図２は、ＬＴＥ−Ａシステムにおける参照信号構成を示す図である。この参照信号構成においては、ノーマルサブフレームの参照信号構成と、スペシャルサブフレーム（ＭＢＳＦＮ（ＭＢＭＳ(Multimedia Broadcast and Multicast Service) over a Single Frequency Network）サブフレーム）の参照信号構成とがある。

ノーマルサブフレームの参照信号構成は、図２に示すように（図２の左側の構成）、ＬＴＥシステム（Release-8）で定義されたCommon ＲＳとＬＴＥ−Ａシステムで定義された復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とが多重された参照信号構成である。この参照信号構成は、ＬＴＥ−Ａシステム対応の移動端末装置が多重されるＲＢに対してのみ、ＤＭ−ＲＳが多重される構成である。

スペシャルサブフレームの参照信号構成は、図２に示すように（図２の右側の構成）、ＬＴＥシステム（Release-8）で定義されたＭＢＳＦＮサブフレームの参照信号構成である。この参照信号構成は、Common ＲＳが先頭の１ＯＦＤＭシンボル又は２ＯＦＤＭシンボルにのみ多重される構成である。このようにCommon ＲＳの密度を低くしたのは、ＬＴＥシステム（Release-8）では、Common ＲＳがチャネル品質の測定に加えてデータの復調に用いられていたが、ＬＴＥ−ＡシステムではＤＭ−ＲＳを新たに定義したために、Common ＲＳがチャネル品質の測定などの限定的な用途にしか用いないからである。

本発明においては、このような参照信号構成を考慮して、フォールバックモードでの参照信号構成を提案する。

第１の態様では、図３（ａ）に示すように、ＬＴＥシステム（Release-8）で定義された共通参照信号構成を用いる。すなわち、フォールバックモードの移動端末装置（ＵＥ−Ａ）に対しては、ＬＴＥシステム（Release-8）で定義された共通参照信号構成を用い、複数ストリーム送信モードの他の移動端末装置（他ＵＥ）に対しては、図２に示すスペシャルサブフレームの参照信号構成を用いる。このような参照信号構成にすることにより、ノーマルサブフレームと同様のチャネル推定を行うことができる。なお、図３（ａ）に示すように、すべてのＲＢでCommon ＲＳが配置されているわけではないので、必要に応じて周波数領域の補間などを変更することが望ましい。

第２の態様では、図３（ｂ）に示すように、ＬＴＥ−Ａシステムにおける復調用参照信号と同様の構成を用いる。すなわち、フォールバックモードの移動端末装置（ＵＥ−Ａ）に対しては、スペシャルサブフレーム構成において復調用参照信号の代わりに共通参照信号を配置した構成を用い、複数ストリーム送信モードの他の移動端末装置（他ＵＥ）に対しては、図２に示すスペシャルサブフレームの参照信号構成を用いる。このような参照信号構成は復調用参照信号の構成として最適化した構成であるため、移動端末装置におけるチャネル推定精度が第１の態様より高い。また、このような参照信号構成においては、復調用参照信号と同様のチャネル推定を用いることができる。ただし、この場合には、先頭のＯＦＤＭシンボルの参照信号をチャネル推定に用いないで行う必要がある。また、すべての参照信号をチャネル推定に用いる場合には、それに対応するチャネル推定法を用いることが望ましい。

（実施の形態１）
本実施の形態においては、送信データのリソースブロック毎にプリコーディングマトリクスを変更する場合について説明する。
まず、図４を参照しながら、本発明の実施の形態に係る移動端末装置（ＵＥ）１０及び無線基地局装置（ｅＮＢ）２０を有する移動通信システム１について説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係る移動端末装置１０及び無線基地局装置２０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４に示す移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ３Ｇ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システムと呼ばれても良く、４Ｇシステムと呼ばれても良い。

図４に示すように、移動通信システム１は、無線基地局装置２０と、この無線基地局装置２０と通信する複数の移動端末装置１０（１０_１、１０_２、１０_３、・・・１０_ｎ、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２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。移動端末装置１０は、セル５０において無線基地局装置２０と通信を行っている。なお、上位局装置３０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）などが含まれるが、これに限定されるものではない。

各移動端末装置（１０_１、１０_２、１０_３、・・・１０_ｎ）は、同一の構成、機能、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端末装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、無線基地局装置２０と無線通信するのは移動端末装置１０であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）でよい。

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（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。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、複数の移動端末装置が互いに異なる帯域を用いることで、移動端末装置間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

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１０で共有されるＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、無線基地局装置２０で移動端末装置１０に割り当てたコンポーネントキャリアＣＣやスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動端末装置１０に通知される。

上りリンクについては、各移動端末装置１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクのチャネル品質情報（ＣＱＩ:Channel Quality Indicator）などが伝送される。

図５を参照しながら、本実施の形態に係る無線基地局装置２０の全体構成について説明する。無線基地局装置２０は、送受信アンテナ２１と、アンプ部２２と、送受信部２３と、ベースバンド信号処理部２４と、呼処理部２５と、伝送路インターフェース２６とを備えている。これらの送受信アンテナ２１と、アンプ部２２と、送受信部２３と、ベースバンド信号処理部２４とで送信手段が構成される。

下りリンクにより無線基地局装置２０から移動端末装置１０に送信されるユーザデータは、無線基地局装置２０の上位に位置する上位局装置３０から伝送路インターフェース２６を介してベースバンド信号処理部２４に入力される。

ベースバンド信号処理部２４において、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（radio link control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ:Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理が行われる。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、送受信部２３に転送される。

送受信部２３においては、ベースバンド信号処理部２４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部２２で増幅されて送受信アンテナ２１より送信される。

一方、上りリンクにより移動端末装置１０から無線基地局装置２０に送信される信号については、送受信アンテナ２１で受信された無線周波数信号がアンプ部２２で増幅される。そして、送受信部２３で周波数変換されてベースバンド信号に変換された後、ベースバンド信号処理部２４に入力される。

ベースバンド信号処理部２４においては、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース２６を介して上位局装置３０に転送される。

呼処理部２５は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

次に、図７を参照しながら、本実施の形態に係る移動端末装置１０の全体構成について説明する。ＬＴＥシステム対応の移動端末装置（ＬＴＥ対応端末）もＬＴＥ−Ａシステム対応の移動端末装置（ＬＴＥ−Ａ対応端末）もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。移動端末装置１０は、送受信アンテナ１１と、アンプ部１２と、送受信部１３と、ベースバンド信号処理部１４と、アプリケーション部１５とを備えている。これらの送受信アンテナ１１と、アンプ部１２と、送受信部１３と、ベースバンド信号処理部１４の一部とで受信手段が構成される。

下りリンクのデータについては、送受信アンテナ１１で受信された無線周波数信号がアンプ部１２で増幅され、送受信部１３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１５に転送される。アプリケーション部１５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部１５に転送される。

一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部１５からベースバンド信号処理部１４に入力される。ベースバンド信号処理部１４においては、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid ARQ））の送信処理や、チャネル符号化、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて送受信部１３に転送される。送受信部１３においては、ベースバンド信号処理部１４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１２で増幅されて送受信アンテナ１１より送信される。

図６は、本発明の実施の形態１に係る無線基地局装置２０が有するベースバンド信号処理部２４の機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部２４における送信処理部の機能ブロックを示している。

ベースバンド信号処理部２４は、コードワード（ＣＷ）を各レイヤにマッピングするＣＷ−レイヤマッピング部２３１と、各レイヤにマッピングされた信号と復調用参照信号とに対してプリコーディングするプリコーディング部２３２と、プリコーディング後の信号とCommon ＲＳとに対してＩＦＦＴするＩＦＦＴ部２３３と、ＩＦＦＴ後の信号にＣＰ（Cyclic Prefix）を挿入するＣＰ挿入部２３４とから主に構成されている。

ＣＷ−レイヤマッピング部２３１は、トランスポートブロックに対応する適応変調への入力データ群であるコードワード（ＣＷ）を各レイヤにマッピングする。ＣＷ−レイヤマッピング部２３１は、各レイヤにマッピングされた信号をプリコーディング部２３２に出力する。

プリコーディング部２３２は、図１（ｂ）に示すように、各レイヤにマッピングされた信号（ＰＤＳＣＨ信号）と復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とに対してプリコーディングする。プリコーディング部２３２は、移動端末装置からのフィードバック情報（ＰＭＩ）に基づいて選択したコードブックを用いてＰＤＳＣＨ信号及びＤＭ−ＲＳをプリコーディングする。なお、ランク（レイヤ数）とコードブックはサブフレーム単位で移動端末装置に通知される。

また、プリコーディング部２３２は、フォールバックモードの際に、図１（ｃ）に示すように、一つのレイヤ（図１（ｃ）においてはレイヤ＃１）にマッピングされたＰＤＳＣＨ信号及びＤＭ−ＲＳに対してＲＡＮＫ＝１のプリコーディングを行う。この場合においては、所定の間隔、例えば、ＰＤＳＣＨ信号のリソースブロック毎にプリコーディングマトリクスを変更する。なお、この場合には、ランク（レイヤ数）とコードブックは移動端末装置に通知されない。

このような２つの制御は、複数ストリームで送信するモードとフォールバックモードとを識別する。すなわち、プリコーディング部２３２は、モード情報により、移動端末装置からのフィードバック情報に基づいてプリコーディングするクローズドループ制御と、移動端末装置からのフィードバック情報によらないでプリコーディングマトリクスを変更するオープンループ制御とを切り替える。なお、モード情報については、上位制御情報により移動端末装置に通知される。

移動端末装置においては、複数ストリーム送信モードでは、参照信号（Common ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ）及びコードブックを組み合わせて、ビームフォーミングされた下りリンク信号の同期検波を行う。一方、フォールバックモードでは、参照信号（Common ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ）を用いて、所定の間隔でビーム形状が異なる下りリンク信号の同期検波を行う。このような移動端末装置における２つの制御は、無線基地局装置から通知されるモード情報に基づいて切り替える。

プリコーディング部２３２は、プリコーディング後の信号をＩＦＦＴ部２３３に出力する。なお、プリコーディング後の信号には、Common ＲＳが多重される。したがって、多重後の信号がＩＦＦＴ部２３３に出力される。ＩＦＦＴ部２３３は、プリコーディング後の信号をＩＦＦＴして、時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部２３３は、ＩＦＦＴ後の信号をＣＰ挿入部２３４に出力する。ＣＰ挿入部２３４は、ＩＦＦＴ後の信号にＣＰを挿入する。ＣＰ挿入された送信データは、送受信アンテナ２１から下りリンク（ＰＤＳＣＨ）で各移動端末装置に送信される。すなわち、送信データは、複数ストリーム送信モードにおいては、クローズドループ制御の送信ダイバーシチ（ビームフォーミング）で送信され、フォールバックモードにおいては、ＲＡＮＫ＝１のプリコーディングにより送信される。

上述したように、本実施の形態に係る無線通信方法においては、無線基地局装置で、復調用参照信号を含む送信データに対してプリコーディングを行い、前記プリコーディング後の送信データに共通参照信号を多重し、前記多重後の送信信号をクローズドループ制御の送信ダイバーシチで送信する方法であって、フォールバックモードにおいて、前記送信データのリソースブロック毎にプリコーディングマトリクスを変更することを特徴とする。

本実施の形態においては、フォールバックモードにおいて、送信データのリソースブロック毎にプリコーディングマトリクスを変更するので、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、フォールバックモードにおいて送信ダイバーシチを適用したときに、高効率なフォールバックモードを実現することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態においては、フォールバックモードの際に、フォールバックモード用の参照信号構成を考慮したフォールバックモード用のスケジューリングを行う場合について説明する。なお、実施の形態２において、移動通信システム１の構成、無線基地局装置２０の全体構成及び移動端末装置の全体構成については実施の形態１と同じであるので、その詳細な説明は省略する。

図８は、実施の形態２に係る無線基地局装置２０が有するベースバンド信号処理部２４の機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部２４における送信処理部の機能ブロックを示している。なお、図８においては、無線基地局装置２０の配下となる移動端末装置１０に対する送信データが上位局装置３０から無線基地局装置２０に対して転送される下りリンク構成について説明する。また、図８においては、コンポーネントキャリア数がＭ個（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｍ）の移動通信システム１に対応した無線基地局装置２０の構成が例示されている。

データ生成部２０１＃１〜２０１＃Ｎは、上位局装置３０から転送された送信データからユーザ毎のユーザデータを生成する。制御情報生成部２０２＃１〜２０２＃Ｎは、上述したＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨに関する情報を含む、ＲＲＣシグナリングで移動端末装置１０に通知する上位制御信号をユーザ別に生成する。本実施の形態においては、制御情報生成部２０２＃１〜２０２＃Ｎは、モード情報（複数ストリーム送信モード又はフォールバックモード）を含む上位制御信号をユーザ別に生成する。コンポーネントキャリア選択部２０３＃１〜２０３＃Ｎは、移動端末装置１０との無線通信に使用されるコンポーネントキャリアをユーザ毎に選択する。

スケジューリング部２０４は、コンポーネントキャリアＣＣ＃１に関するリソース割り当てを制御しており、ＬＴＥ対応端末とＬＴＥ−Ａ対応端末とを区別してスケジューリングを行う。スケジューリング部２０４には、上位局装置３０から送信データ及び再送指示が入力されると共に、上りリンクの信号を測定した受信部からチャネル推定値やリソースブロックのＣＱＩが入力される。スケジューリング部２０４は、これらの上位局装置３０から入力された再送指示、チャネル推定値及びＣＱＩを参照しながら、上下制御信号及び上下共有チャネル信号のスケジューリングを行う。移動通信における伝搬路は、周波数選択性フェージングにより周波数ごとに変動が異なる。そこで、ユーザ端末へのユーザデータ送信時に、各ユーザ端末に対してサブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロックを割り当てる適応周波数スケジューリングが適用される。適応周波数スケジューリングでは、各リソースブロックに対して伝搬路品質の良好なユーザ端末を選択して割り当てる。そのため、スケジューリング部２０４は、各ユーザ端末からフィードバックされるリソースブロック毎のＣＱＩを用いてリソースブロックを割り当てる。また、割り当てたリソースブロックで所定のブロック誤り率を満たすＭＣＳ（符号化率、変調方式）を決定する。

また、スケジューリング部２０４は、フォールバックモードの際に、参照信号構成を考慮したフォールバックモード用のスケジューリングを行う。すなわち、スケジューリング部２０４は、フォールバックモードの際には、例えば、図３（ａ），（ｂ）に示す参照信号構成に基づいてスケジューリングを行う。

具体的には、スケジューリング部２０４は、第１の態様では、図３（ａ）に示すように、フォールバックモードの移動端末装置（ＵＥ−Ａ）に対しては、ＬＴＥシステム（Release-8）で定義された共通参照信号構成を用い、複数ストリーム送信モードの他の移動端末装置（他ＵＥ）に対しては、図２に示すスペシャルサブフレームの参照信号構成を用いるので、このような参照信号構成に基づいてリソース割り当てを行う。

また、スケジューリング部２０４は、第２の態様では、図３（ｂ）に示すように、フォールバックモードの移動端末装置（ＵＥ−Ａ）に対しては、スペシャルサブフレーム構成において復調用参照信号の代わりに共通参照信号を配置した構成を用い、複数ストリーム送信モードの他の移動端末装置（他ＵＥ）に対しては、図２に示すスペシャルサブフレームの参照信号構成を用いるので、このような参照信号構成に基づいてリソース割り当てを行う。

ベースバンド信号処理部２４は、データ生成部２０１から出力されるユーザデータ及び制御情報生成部２０２から出力される制御信号を伝送する共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部２０５＃１〜２０５＃Ｎと、チャネル符号化された送信データをユーザ毎に変調する変調部２０６＃１〜２０６＃Ｎと、変調された送信データを無線リソースにマッピングするマッピング部２０７＃１〜２０７＃Ｎとを備えている。

また、ベースバンド信号処理部２４は、ユーザ固有の下り制御情報である下り共有データチャネル用制御情報を生成する下り制御情報生成部２０８＃１〜２０８＃Ｎと、ユーザ共通の下り制御情報である下り共通制御チャネル用制御情報を生成する下り共通チャネル用制御情報生成部２０９とを備えている。下り制御情報生成部２０８＃１〜２０８＃Ｎは、ＰＤＣＣＨで移動端末装置１０に通知する制御信号をユーザ別に生成する。ベースバンド信号処理部２４は、下り制御情報生成部２０８＃１〜２０８＃Ｎで生成される制御情報をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部２１０＃１〜２１０＃Ｎと、下り共通チャネル用制御情報生成部２０９で生成された下り共通制御チャネル用制御情報をチャネル符号化するチャネル符号化部２１１と、チャネル符号化部２１０、２１１でチャネル符号化された下り制御情報を変調する変調部２１２＃１〜２１２＃Ｎ，２１３とを備えている。

さらに、ベースバンド信号処理部２４は、上り共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ）を制御するための制御情報である上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に生成する上り制御情報生成部２１４＃１〜２１４＃Ｎと、生成した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部２１５＃１〜２１５＃Ｎと、チャネル符号化された上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に変調する変調部２１６＃１〜２１６＃Ｎとを備える。上り制御情報生成部２１４は、ＬＴＥ対応端末とＬＴＥ−Ａ対応端末とを区別して上り共有データチャネル用制御情報を生成する。

参照信号生成部２１７は、参照信号構成に基づいて、Common ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を生成する。すなわち、参照信号生成部２１７は、図２、図３（ａ），（ｂ）に示す参照信号構成に基づいてCommon ＲＳ、ＤＭ−ＲＳを生成する。参照信号生成部２１７は、参照信号をＩＦＦＴ部２２０に出力する。

上記変調部２１２＃１〜２１２＃Ｎ，２１３及び２１６＃１〜２１６＃Ｎでユーザ毎に変調された制御情報は、制御チャネル多重部２１８で多重され、さらにインタリーブ部２１９でインタリーブされる。インタリーブ部２１９から出力される制御信号及びマッピング部２０７＃１〜２０７＃Ｎから出力される送信データは、下りチャネル信号としてＩＦＦＴ部２２０へ入力される。ＩＦＦＴ部２２０は、下りチャネル信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時系列の信号に変換する。ＣＰ挿入部２２１は、下りチャネル信号の時系列信号にＣＰを挿入する。なお、ＣＰは、マルチパス伝搬遅延の差を吸収するためのガードインターバルとして機能する。ＣＰが挿入された送信データは、送受信部２３に送出され、下りリンクで移動端末装置にオープンループ制御の送信ダイバーシチで送信される。すなわち、送信データは、複数ストリーム送信モードにおいては、図２に示すスペシャルサブフレームの参照信号構成で送信され、フォールバックモードにおいては、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示す参照信号構成で送信される。

図９は、実施の形態２に係る移動端末装置１０が有するベースバンド信号処理部１４の機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部１４における送信処理部の機能ブロックを示している。まず、移動端末装置１０の下りリンク構成について説明する。

無線基地局装置２０から受信データとして受信された下りリンク信号は、ＣＰ除去部１０１でＣＰが除去される。この下りリンク信号には、複数ストリーム送信モード又はフォールバックモードを識別するモード情報が含まれている。ＣＰが除去された下りリンク信号は、ＦＦＴ部１０２へ入力される。ＦＦＴ部１０２は、下りリンク信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、デマッピング部１０３へ入力する。デマッピング部１０３は、下りリンク信号をデマッピングし、下りリンク信号から複数の制御情報が多重された多重制御情報、ユーザデータ、上位制御信号を取り出す。なお、デマッピング部１０３によるデマッピング処理は、アプリケーション部１５から入力される上位制御信号に基づいて行われる。デマッピング部１０３から出力された多重制御情報は、デインタリーブ部１０４でデインタリーブされる。

また、ベースバンド信号処理部１４は、多重制御情報から下り共通制御チャネル用制御情報を復調する共通制御チャネル用制御情報復調部１０５と、多重制御情報から上り共有データチャネル用制御情報を復調する上り共有データチャネル用制御情報復調部１０６と、多重制御情報から下り共有データチャネル用制御情報を復調する下り共有データチャネル用制御情報復調部１０７と、ユーザデータ及び上位制御信号を復調する下り共有データ復調部１０８と、下り共通チャネルデータを復調する下り共通チャネルデータ復調部１０９とを備えている。

共通制御チャネル用制御情報復調部１０５は、多重制御情報（ＰＤＣＣＨ）の共通サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などによりユーザ共通の制御情報である共通制御チャネル用制御情報を取り出す。共通制御チャネル用制御情報は、下りリンクのチャネル品質情報（ＣＱＩ）を含んでおり、後述するマッピング部１１５に入力され、無線基地局装置２０への送信データの一部としてマッピングされる。

上り共有データチャネル用制御情報復調部１０６は、多重制御情報（ＰＤＣＣＨ）のユーザ個別サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などによりユーザ固有の上り制御情報である上り共有データチャネル用制御情報を取り出す。上り共有データチャネル用制御情報は、上り共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ）の制御に使用され、下り共通チャネルデータ復調部１０９へ入力される。

下り共有データチャネル用制御情報復調部１０７は、多重制御情報（ＰＤＣＣＨ）のユーザ個別サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などによりユーザ固有の下り制御信号である下り共有データチャネル用制御情報を取り出す。下り共有データチャネル用制御情報は、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）の制御に使用され、下り共有データ復調部１０８へ入力される。

また、下り共有データチャネル用制御情報復調部１０７は、下り共有データ復調部１０８で復調された上位制御信号に含まれる、上述したＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨに関する情報に基づいて、ユーザ固有サーチスペースのブラインドデコーディング処理を行う。

下り共有データ復調部１０８は、下り共有データチャネル用制御情報復調部１０７から入力された下り共有データチャネル用制御情報に基づいて、ユーザデータや上位制御情報を取得する。上位制御情報（モード情報を含む）は、チャネル推定部１１０に出力される。下り共通チャネルデータ復調部１０９は、上り共有データチャネル用制御情報復調部１０６から入力された上り共有データチャネル用制御情報に基づいて、下り共通チャネルデータを復調する。

チャネル推定部１１０は、Common ＲＳを用いてチャネル推定する。また、チャネル推定部１１０は、フォールバックモードの際に、モード情報に基づいてフォールバックモード用のチャネル推定を行う。すなわち、複数ストリーム送信モード又はフォールバックモードでチャネル推定を切り替える。具体的には、チャネル推定部１１０は、チャネル推定部１１０は、複数ストリーム送信モードにおいては、図２に示すスペシャルサブフレームの参照信号構成に基づいてチャネル推定し、フォールバックモードにおいては、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示す参照信号構成に基づいてチャネル推定する。

また、チャネル推定部１１０は、推定されたチャネル変動を、共通制御チャネル用制御情報復調部１０５、上り共有データチャネル用制御情報復調部１０６、下り共有データチャネル用制御情報復調部１０７及び下り共有データ復調部１０８に出力する。これらの復調部においては、推定されたチャネル変動及び復調用参照信号を用いて下りリンク信号を復調する。

次に、移動端末装置１０の上りリンク構成について説明する。データ生成部１１１は、上りリンクのユーザデータを生成する。チャネル符号化部１１２は、データ生成部１１１から出力されるユーザデータをチャネル符号化する。変調部１１３は、チャネル符号化部１１２でチャネル符号化された送信データを変調する。ＤＦＴ部１１４は、変調された送信データを離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）して時系列の信号から周波数領域の信号に変換し、マッピング部１１５へ入力する。マッピング部１１５は、下りリンクで通知された割当情報に基づいて、送信データを無線リソースにマッピングする。ＩＦＦＴ部１１６は、送信データを逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ＣＰ挿入部１１７は、送信データの時間領域の信号にＣＰを挿入する。ＣＰが挿入された送信データは、送受信部１３に送出される。

上述したように、本実施の形態に係る無線通信方法においては、無線基地局装置において、フォールバックモードの際に、フォールバックモードにおける参照信号構成を考慮したフォールバックモード用のスケジューリングを行い、前記スケジューリング後の送信信号をオープンループ制御の送信ダイバーシチで送信し、移動端末装置において、モード情報を含む下りリンク信号を受信し、前記フォールバックモードの際に、前記モード情報に基づいてフォールバックモード用のチャネル推定を行い、得られたチャネル推定値を用いて前記下りリンク信号を復調する。

本実施の形態においては、フォールバックモードの際に、フォールバックモード用の参照信号構成を考慮したフォールバックモード用のスケジューリングを行うので、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、フォールバックモードにおいて送信ダイバーシチを適用したときに、高効率なフォールバックモードを実現することができる。

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、レイヤ数、参照信号構成は一例であり、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。

本発明は、ＬＴＥ−Ａシステムの移動端末装置、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法に有用である。

１移動通信システム
１０移動端末装置
１１送受信アンテナ
１２アンプ部
１３送受信部
１４ベースバンド信号処理部
１５アプリケーション部
２０無線基地局装置
２１送受信アンテナ
２２アンプ部
２３送受信部
２４ベースバンド信号処理部
２５呼処理部
２６伝送路インターフェース
３０上位局装置
４０コアネットワーク
１０１ＣＰ除去部
１０２ＦＦＴ部
１０３デマッピング部
１０４デインタリーブ部
１０５共通制御チャネル用制御情報復調部
１０６上り共有データチャネル用制御情報復調部
１０７下り共有データチャネル用制御情報復調部
１０８下り共有データ復調部
１０９下り共通チャネルデータ復調部
１１０チャネル推定部
１１１データ生成部
１１２，２０５＃１〜２０５＃Ｎ，２１０＃１〜２１０＃Ｎ，２１１，２１５＃１〜２１５＃Ｎチャネル符号化部
１１３，２０６＃１〜２０６＃Ｎ，２１２＃１〜２１２＃Ｎ，２１３，２１６＃１〜２１６＃Ｎ変調部
１１４ＤＦＴ部
１１５マッピング部
１１６，２２０，２３３ＩＦＦＴ部
１１７，２２１，２３４ＣＰ挿入部
２０１＃１〜２０１＃Ｎデータ生成部
２０２＃１〜２０２＃Ｎ制御情報生成部
２０３＃１〜２０３＃Ｎコンポーネントキャリア選択部
２０４スケジューリング部
２０７＃１〜２０７＃Ｎマッピング部
２０８＃１〜２０８＃Ｎ下り制御情報生成部
２０９下り共通チャネル用制御情報生成部
２１４＃１〜２１４＃Ｎ上り制御情報生成部
２１７参照信号生成部
２１８制御チャネル多重部
２１９インタリーブ部
２３１ＣＷ−レイヤマッピング部
２３２プリコーディング部

Claims

復調用参照信号を含む送信データについて所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更してプリコーディングを行うプリコーディング部と、前記プリコーディング後の送信データを送信する送信部と、を具備することを特徴とする無線基地局装置。
所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更して送信された復調用参照信号を含む送信データを受信する受信部と、受信した復調用参照信号を用いて送信データを復調する復調部と、を具備することを特徴とする移動端末装置。
復調用参照信号を含む送信データについて所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更してプリコーディングを行うプリコーディング部、及び前記プリコーディング後の送信データを送信する送信部を有する無線基地局装置と、
所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更して送信された復調用参照信号を含む送信データを受信する受信部、及び受信した復調用参照信号を用いて送信データを復調する復調部を有する移動端末装置と、
を具備することを特徴とする無線通信システム。
無線基地局装置において、復調用参照信号を含む送信データについて所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更してプリコーディングを行う工程と、前記プリコーディング後の送信データを送信する工程と、移動端末装置において、所定の間隔毎にプリコーディングマトリクスを変更して送信された復調用参照信号を含む送信データを受信する工程と、受信した復調用参照信号を用いて送信データを復調する工程と、を具備することを特徴とする無線通信方法。