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WO2010107013A1 - 無線基地局装置及び移動局装置、無線通信方法 - Google Patents

無線基地局装置及び移動局装置、無線通信方法 Download PDF

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WO2010107013A1
WO2010107013A1 PCT/JP2010/054397 JP2010054397W WO2010107013A1 WO 2010107013 A1 WO2010107013 A1 WO 2010107013A1 JP 2010054397 W JP2010054397 W JP 2010054397W WO 2010107013 A1 WO2010107013 A1 WO 2010107013A1
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WO
WIPO (PCT)
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reference signal
antennas
stream
station apparatus
base station
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/054397
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祥久 岸山
秀和 田岡
佐和橋　衛
Original Assignee
株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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Publication date
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Priority to CN201080012196.6A priority patent/CN102356578B/zh
Priority to CA 2755380 priority patent/CA2755380C/en
Priority to US13/256,232 priority patent/US9281926B2/en
Priority to EP14193220.2A priority patent/EP2860896B1/en
Priority to BR122015003526-0A priority patent/BR122015003526B1/pt
Priority to IN2668KON2014 priority patent/IN2014KN02668A/en
Priority to AU2010225772A priority patent/AU2010225772C1/en
Priority to KR20117021226A priority patent/KR101431598B1/ko
Priority to KR1020147015722A priority patent/KR101655340B1/ko
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Priority to BRPI1009489A priority patent/BRPI1009489A2/pt
Publication of WO2010107013A1 publication Critical patent/WO2010107013A1/ja
Priority to US14/516,279 priority patent/US10924231B2/en

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    • H04J2211/003—Orthogonal indexing scheme relating to orthogonal multiplex systems within particular systems or standards
    • H04J2211/005—Long term evolution [LTE]

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station apparatus, a mobile station apparatus, and a radio communication method that transmit a downlink reference signal (reference signal).
  • WCDMA wideband code division multiple access
  • HSDPA high-speed downlink packet access
  • HSUPA high-speed uplink packet access
  • LTE long term evolution
  • REL8-LTE the orthogonal frequency division multiplex access (OFDMA) method is used for the downlink
  • SC-FDMA Single-Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the OFDMA scheme is a multicarrier transmission scheme in which a frequency band is divided into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and data is transmitted on each subcarrier. It can be expected that high-speed transmission can be realized by increasing the frequency utilization efficiency by arranging subcarriers densely while being orthogonal to each other on the frequency axis.
  • the SC-FDMA scheme is a single carrier transmission scheme that divides a frequency band for each terminal and transmits using a different frequency band among a plurality of terminals.
  • this method is preferable from the viewpoint of reducing the power consumption of terminals and expanding the coverage.
  • REL8-LTE defines a downlink reference signal configuration.
  • the downlink reference signal includes 1) downlink CQI (Channel Quality Indicator) measurement for scheduling and adaptive control, 2) channel estimation for downlink synchronous detection in a user terminal (hereinafter referred to as LTE terminal) supporting REL8-LTE, 3) Used for estimation of downlink channel conditions for cell search and handover.
  • LTE terminal a user terminal supporting REL8-LTE
  • LTE terminal user terminal
  • LTE terminal user terminal
  • LTE terminal user terminal
  • LTE terminal user terminal
  • a cell-specific reference signal a reference signal common to a plurality of cells
  • an individual reference signal for beam forming are defined.
  • a wireless transmission method for improving communication quality by providing a plurality of antennas for a transmitter and a receiver is defined (for example, non-patent document). 1).
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Output
  • Single user MIMO can perform four-layer spatial multiplexing using a maximum of four transmission antennas in a base station.
  • Each layer is transmitted from all the transmission antennas by using different transmission phase / amplitude control (precoding) instead of corresponding to the transmission antenna on a one-to-one basis.
  • precoding transmission phase / amplitude control
  • each layer transmitted ideally simultaneously is received orthogonally (without interfering with each other) at the receiver side.
  • precoding vectors weighting of transmitting antennas
  • precoding are considered in consideration of fading fluctuations so that the layers (data streams) transmitted simultaneously do not interfere with each other and are received at a high SINR in the LTE terminal.
  • precoding enables beam forming that realizes directional transmission in which a desired wave is emphasized for a specific user terminal.
  • Multi-user MIMO is realized by assigning the same resource block (RB) of a certain subframe to a plurality of user terminal layers.
  • RB resource block
  • the number of layers assigned to each user is limited to one.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a radio base station apparatus and a radio communication method capable of radio communication using a downlink reference signal configuration suitable for virtual antenna formation.
  • a plurality of transmission antennas at least a first reference signal used for demodulation of downlink control information, and a second reference signal generated for each transmission antenna and used for measuring channel quality
  • a downlink reference signal generation unit that generates a third reference signal generated for each stream and used for demodulation of downlink transmission data, and multiplexes the first to third reference signals in the same transmission time unit.
  • a radio base station apparatus comprising a transmission unit that transmits from each antenna is configured.
  • wireless communication can be performed using a downlink reference signal configuration suitable for virtual antenna formation.
  • Block diagram of transmission system of base station apparatus Block diagram of reception system of mobile station apparatus according to embodiment
  • wireless resource of CRS reduced to 1 antenna port Conceptual diagram showing a state in which CRS of one antenna port is precoded to form one virtual antenna and transmitted to the entire cell / sector.
  • FIG. 1 Figure showing Diagram showing time division multiplex transmission of "normal structure” and "low density structure”
  • three types of reference signals are included as downlink reference signals to which virtual antennaization is applied.
  • a common reference signal (referred to as “CRS” (Common Reference Signal) in this specification) is used in a plurality of cells.
  • CRS can reuse a common reference signal that is common among cells defined in REL8-LTE.
  • CRS is used for demodulation of at least a shared data channel (PDSCH) when supporting LTE terminals in the same band.
  • PDSCH shared data channel
  • a paging channel (PCH), a broadcast channel (BCH), etc. are used in a terminal (hereinafter referred to as LTE-A terminal) of LTE-Advanced (hereinafter referred to as LTE-A), which is a radio access method succeeding REL8-LTE. It is used for demodulating the common control channel.
  • LTE-A LTE-Advanced
  • CQI-RS Channel Quality Indicator-Reference Signal
  • CSI Channel State Information
  • the third type is specific to the LTE-A terminal (user) under the base station, and the reference signal used in the LTE-A terminal for demodulation of the common data channel (PDSCH) (in this specification, “DM-RS” ( Prepared as Demodulation-Reference Signal). Reference signals that are orthogonal between streams are used.
  • PDSCH common data channel
  • DM-RS Prepared as Demodulation-Reference Signal
  • FIG. 3 shows a state in which four CRSs prepared for each of the four antennas are multiplexed with radio resources.
  • FIG. 3 shows a radio resource having a size of one resource block in the frequency axis direction and one subframe in the time axis direction.
  • 100 resource blocks are allocated to a system band of 20 MHz, and it is specified that one resource block is composed of 12 subcarriers.
  • one subframe is a transmission time unit, data is transmitted by dividing one subframe into two time slots, and one time slot is composed of seven symbols.
  • FIG. 3 illustrates a state in which the DM-RS newly defined this time is also allocated to the radio resource, and the CRS is arranged so as not to overlap with the DM-RS.
  • the DM-RS is not transmitted as a virtual antenna but transmitted from all four antennas.
  • FIG. 4 conceptually shows a state in which different CRSs are precoded to form one virtual antenna and transmitted to the entire cell / sector.
  • Each CRS precoded so as to be a virtual antenna is transmitted to the entire cell / sector.
  • DM-RS is transmitted to the LTE-A terminal with 4 antennas.
  • the LTE terminal can demodulate the shared data channel using any received CRS, and the LTE-A terminal can perform common control using any received CRS.
  • the channel can be demodulated.
  • the CRS in response to the number of antennas converted into virtual antennas in one cell / sector, the CRS does not transmit all CRSs corresponding to the actual number of antennas, but transmits only the number of antennas converted into virtual antennas. To. As a result, the number of CRSs allocated to radio resources can be reduced corresponding to the number of antennas that are made into virtual antennas, and overhead can be reduced.
  • DM-RSs are assigned to the same positions as in FIG. FIG. 6 shows a state in which one CRS is pre-coded from each antenna and transmitted corresponding to the number of virtual antennas (one), and then transmitted with one virtual antenna. Also, DM-RS is transmitted to the LTE-A terminal with 4 antennas.
  • FIG. 7 is a diagram showing CRS radio resource allocation with the CRS type reduced to two antenna ports.
  • DM-RSs are assigned to the same positions as in FIG.
  • Two CRSs are assigned to radio resources corresponding to two antennas.
  • two different CRSs are precoded, converted into a single virtual antenna, and transmitted to the entire cell / sector.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram when the CRS reduction technique is applied to a distributed antenna system.
  • a plurality of remote antenna units (base stations BS) geographically distributed in one area are connected via a communication cable to form one cell.
  • the distributed base station (BS) has one (or a plurality of) antennas, but the central apparatus (Central eNB) performs the antenna transmission / reception processing from the plurality of distributed base stations (BS) in an integrated manner.
  • MIMO transmission that improves diversity effect and transmission speed using multiple antennas is realized using multiple distributed base stations (BS).
  • each cell is covered by four transmitters (BS), and each transmitter (BS) has one transmission antenna.
  • a central device Central eNB centrally manages antenna transmission / reception processing from a plurality of distributed base stations (BS) to realize MIMO transmission.
  • BS distributed base stations
  • FIG. 9 if the same CRS is precoded from a plurality of distributed base stations (BS) and transmitted to the entire cell, different CRS is transmitted from each distributed base station (BS). , Overhead can be reduced.
  • different DM-RSs are transmitted for each antenna (for each distributed base station (BS)) and transmitted to the LTE-A terminal.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a CRS structure.
  • FIG. 10A shows a CRS structure up to two antennas supported by the LTE terminal.
  • two different CRSs are alternately allocated to four subcarriers equally in one resource block in the frequency axis direction within one symbol. Further, four symbols are assigned to one CRS. It is desirable that the symbol intervals to which the CRS is assigned be substantially equal within the subframe.
  • the CRS structure in FIG. 10A is referred to as a “normal structure”. Such a “normal structure” CRS is continuously assigned to each resource block in the frequency axis direction.
  • the base station apparatus pre-codes two different CRSs (normal structure) corresponding to two antennas shown in FIG. 10 (a), and actually uses the four transmitting antennas to form virtual antennas for the entire cell / sector. Multiplex and transmit with one antenna.
  • FIG. 10 (b) shows a CRS structure with up to two antennas, but shows a pattern in which CRS is assigned only to the first symbol of one subframe in the CRS structure of FIG. 10 (a).
  • the density of CRS is lower than that of the normal structure.
  • the low density CRS structure shown in FIG. 10B is referred to as a “low density structure”. Even in the case of two-antenna transmission, overhead can be greatly reduced by transmitting a CRS having a “low density structure”.
  • the “normal structure” and the “low density structure” may be time-division multiplexed and transmitted from the radio base station apparatus.
  • transmission can be performed by switching between the normal structure and the low density structure in units of subframes.
  • the LTE terminal can receive the “normal structure” CRS and use it for demodulation of the shared data channel, but cannot support the “low density structure” CRS. Therefore, the LTE terminal is signaled so as to recognize the transmission section transmitting the “low density structure” CRS as a section of MBSFN (Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) subframe.
  • MBSFN Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network
  • all adjacent base stations use the same scrambling code and transmit the same radio signal in synchronization with the same MBMS. Since the LTE terminal does not capture the MBSFN subframe, the demodulation operation can be continued only with the “normal structure” CRS.
  • the LTE-A terminal supports both “normal structure” and “low density structure”.
  • LTE terminals that support the “normal structure” receive the “normal structure” CRS and demodulate the shared data channel. it can.
  • the LTE-A terminal can receive both the “normal structure” and the “low density structure” and demodulate the common / dedicated control channel.
  • a terminal that has received a CRS having a “normal structure” and / or a “low density structure” can perform RSRP (Reference Signal Received Power) measurement for handover based on the received CRS.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • the ratio of “normal structure” and “low density structure” may be dynamically switched according to the system environment. For example, when the number of LTE terminals that support the “normal structure” decreases, the ratio of “normal structure” CRSs is reduced, and when the LTE terminals completely disappear, the “normal structure” CRSs are not transmitted.
  • the ratio of “normal structure” CRSs are not transmitted.
  • CRS when virtual antennaization is applied to CRS, CRS cannot be used for channel estimation for each antenna when the actual number of antennas is 4, 8, or more.
  • a reference signal for each antenna is required.
  • channel estimation for each antenna can be performed using CQI-RS defined for each antenna and for each cell separately from CRS applied to virtual antenna.
  • a sounding reference signal is defined as a reference signal for channel estimation in the uplink. Since this is a reference signal for measuring channel quality in the same way as an uplink sounding reference signal, transmission is performed at a density (transmission interval) similar to that of an uplink sounding reference signal.
  • transmission is performed at intervals of 2 ms (2 TTI) as the most dense sending method. Further, similarly to the sounding reference signal, it is configured to transmit once every 5 ms and once every 10 ms.
  • FIG. 13 (a), 13 (b), and 14 a multiplexing method for multiplexing CQI-RSs into subframes will be described with reference to FIGS. 13 (a), 13 (b), and 14.
  • FIG. 13 (a), 13 (b), and 14 Since LTE-A is determined to support up to 8 antennas, it is necessary to transmit 8 different CQI-RSs corresponding to at least 8 antennas.
  • each CQI-RS be orthogonal to each antenna, and it is desirable that it can be extended to a plurality of cells. Then, since eight antenna orthogonalizations are required per cell and it is necessary to support orthogonalization between cells, it is expected that the number of orthogonal reference signals will increase for CQI-RS. Therefore, CQI-RS is time-division multiplexed with other symbols so as not to overlap with other symbols to which signals other than CQI-RS are assigned.
  • FIG. 13 (a) shows an example in which CQI-RS is time-division multiplexed with other symbols and CQI-RS itself is frequency division multiplexed (FDM).
  • FDM frequency division multiplexed
  • control channels are assigned to the first three symbols of each subframe.
  • FIG. 13 (a) shows a case where one CRS is used in correspondence with virtualizing a plurality of antennas as one by using virtual antennas.
  • the number (type) of CRS increases or decreases according to the number of antennas to be virtualized.
  • CRSs are equally arranged in radio resources.
  • DM-RSs can be assigned to the same location, for example, because user-specific reference signals are defined in LTE.
  • the symbol to which CQI-RS is allocated is not particularly limited as long as it does not overlap with other symbols, but the last symbol of the subframe can be used. By using the last symbol of the subframe for CQI-RS transmission, it is possible to minimize the influence on the already defined control channel, CRS and DM-RS defined this time.
  • FIG. 13 (b) shows the CQI-RS multiplexing shown in FIG. 13 (a) (TDM in symbol units + FDM in subcarrier units) and other CQI-RSs in subcarriers to which each CQI-RS is assigned.
  • An example of code division multiplexing is shown.
  • FIG. 14 shows an example in which CQI-RS is allocated to a plurality of symbols and symbol multiplexing is performed. Eight CQI-RSs corresponding to eight antennas are assigned to the last symbol of the subframe, and eight CQI-RSs are assigned to other symbols to which CRS and DM-RS are not assigned.
  • DM-RS will be specifically described.
  • CRS when virtual antennaization is applied to CRS, CRS cannot be used for demodulation for each antenna when the actual number of antennas is 4, 8, or more. Further, since a distributed antenna system requires demodulation for each distributed base station, a reference signal for each antenna is required.
  • LTE-A needs to support multi-stream, it is necessary to determine the density of DM-RS in consideration of multi-stream. In addition, when extending to multi-stream, it is necessary to ensure orthogonality between streams.
  • the demodulation for each antenna can be performed using DM-RS defined for each antenna and each cell.
  • the reference signal used for demodulating the common data channel is defined in REL8-LTE as in DM-RS
  • the basic structure of DM-RS is the same as the user-specific reference signal defined in REL8-LTE.
  • FIG. 15 shows DM-RSs assigned in the same manner as user-specific reference signals defined in REL8-LTE.
  • the first 3 symbols of one subframe are allocated to the control channel, and the remaining areas do not overlap with the CRS, so that there are 12 symbols in total in the 4th, 7th, 10th, and 13th symbols.
  • DM-RS is frequency-multiplexed for each symbol in the resource element.
  • the DM-RS density optimal for data transmission with a single stream will be described. Also in this case, the density of the DM-RS is determined in consideration of the case where the multi-stream is extended.
  • FIG. 16A shows an example in which DM-RSs are multiplexed at a density of 16 resource elements per resource block (1 subframe).
  • FIG. 16B shows an example in which DM-RSs are multiplexed at a density of 12 resource elements per resource block (1 subframe).
  • FIG. 17 shows an example in which DM-RSs are multiplexed at a density of 8 resource elements per resource block (1 subframe).
  • the density of DM-RSs is different, but the symbol positions to which DM-RSs are assigned are common in both cases, and the fourth symbol, the seventh symbol, and the 10th symbol Eyes and 13th symbol. This is also common with user-specific reference signals defined by REL8-LTE. Also, the arrangement of DM-RSs assigned to each symbol within the symbols is arranged so as to be evenly distributed in the frequency direction. Also, as shown in FIGS. 16B and 17, it is also desirable from the viewpoint of equalization to arrange symbols so that mapping positions in the frequency direction do not overlap between symbols.
  • DM-RS symbols to be allocated are shared (also common to user-specific reference signals defined in REL8-LTE) and DM-RS arranged in one resource block (one subframe). It is desirable to be able to optimize the density by allowing the RS density to be varied.
  • FIGS. 18A and 18B show DM-RS arrangements that are optimal for data transmission in multi-streams.
  • FIG. 18A shows an example in which DM-RSs of the first stream # 1 and the second stream # 2 are multiplexed at a density of 24 resource elements per resource block (one subframe).
  • FIG. 18B is an example in which DM-RSs of the first stream # 1 and the second stream # 2 are multiplexed at a density of 16 resource elements per resource block (one subframe). . Even if the densities are different, the DM-RS of the first stream # 1 and the DM-RS of the second stream # 2 are assigned to a common symbol.
  • the symbol positions are the fourth symbol, the seventh symbol, the tenth symbol, and the thirteenth symbol. This is also common with user-specific reference signals defined by REL8-LTE.
  • the arrangement of different streams allocated to the same symbol in each DM-RS symbol is arranged so as to be evenly distributed in the frequency direction.
  • DM-RS symbols are shared (shared with user-specific reference signals defined in REL8-LTE), and DM-RSs arranged in one resource block (one subframe). It is desirable that the density can be optimized by changing the RS density according to the number of transmission data streams.
  • DM-RSs are transmitted orthogonally between streams.
  • FDM Frequency Division Multiple Access
  • CDM Code Division Multiple Access
  • FIGS. 19A and 19B are examples in which the DM-RS multi-stream (# 1, # 2) transmission shown in FIG. 18B is orthogonalized by FDM.
  • FIG. 19A shows the DM-RS structure of the first multi-stream # 1, and the resource element indicated by “x” indicates that the signal of the first stream is not transmitted.
  • FIG. 19B shows the DM-RS structure of the second multi-stream # 2, and the resource element indicated by “x” indicates that the signal of the second stream is not transmitted.
  • the first stream # 1 and the second stream # 2 are assigned to the common symbols (fourth symbol, seventh symbol, tenth symbol, thirteenth symbol), but the DM- of the first stream # 1 in each common symbol. In the subcarrier that transmits the RS, the DM-RS is not transmitted in the second stream # 2.
  • DM-RS downlink reference signal
  • FIG. 20A shows the arrangement of the DM-RS of the first stream # 1 and a two-dimensional orthogonal code for encoding the DM-RS.
  • the DM-RSs of the first stream # 1 shown in FIG. 20 (a) are equally arranged at a density of 16 resource elements in one resource block (one subframe).
  • a two-dimensional Walsh code can be used as a two-dimensional orthogonal code used for encoding the DM-RS of the first stream # 1.
  • the two-dimensional Walsh code shown in FIG. 20A is a 4 ⁇ 4 Walsh code in accordance with the DM-RS structure, and all the coefficients are set to “+1” as shown in FIG. That is, it means that the DM-RS of the first stream # 1 to which the two-dimensional Walsh code shown in FIG.
  • FIG. 20B shows the arrangement of the DM-RS of the second stream # 2 and a two-dimensional orthogonal code for encoding the DM-RS.
  • the DM-RS of the second stream # 2 shown in FIG. 20B is arranged in the same resource element as the first stream # 1 with the same density as the first stream # 1.
  • a two-dimensional Walsh code having the same size as that of the first stream # 1 is used as a two-dimensional orthogonal code used for encoding the DM-RS of the second stream # 2, but the time axis direction and the frequency axis direction as shown in FIG. In this configuration, “+1” and “ ⁇ 1” are alternately set.
  • DM-RSs of a plurality of streams can be placed on the same resource element (same subcarrier of the same symbol) in a radio resource, so that each stream DM -The density of RS can be increased.
  • 20A and 20B show an example in which a two-dimensional Walsh code is used as a two-dimensional orthogonal code, but other two-dimensional orthogonal codes can be equally applied.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of the base station apparatus, mainly showing a transmission function configuration of the baseband processing unit.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the mobile station, and mainly shows the reception function configuration of the baseband processing unit.
  • the mobile communication system 1000 is based on the LTE system, and a radio communication method using CRS, CQI-RS, and DM-RS as downlink reference signals is applied.
  • the mobile communication system 1000 includes a base station device 200 and a plurality of mobile stations 100 (100 1 , 100 2 , 100 3 ,... 100 n , where n is an integer of n> 0) communicating with the base station device 200.
  • Base station apparatus 200 is connected to an upper station, for example, access gateway apparatus 300, and access gateway apparatus 300 is connected to core network 400.
  • the mobile station 100 n communicates with the base station apparatus 200 in the cell 50 by LTE.
  • the access gateway device 300 may be referred to as MME / SGW (Mobility Management Entity / Serving Gateway).
  • each mobile station (100 1 , 100 2 , 100 3 ,... 100 n ) has the same configuration, function, and state, the following description will be given as the mobile station 100 n unless otherwise specified.
  • the mobile station communicates with the base station apparatus wirelessly, but more generally, a user apparatus (UE: User Equipment) including both a mobile terminal and a fixed terminal may be used.
  • UE User Equipment
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that reduces interference between terminals by dividing a system band into bands each consisting of one or continuous resource blocks for each terminal, and a plurality of terminals using different bands. .
  • a communication channel in the LTE system will be described.
  • a reference signal for transmitting CRS, CQI-RS, DM-RS which are newly defined reference signals this time, a physical downlink shared channel (PDSCH) shared by each mobile station 100 n , A physical downlink control channel (downlink L1 / L2 control channel) is used.
  • the CRS, CQI-RS, and DM-RS are transmitted using the above-described multiplexing method by the reference signal.
  • a user data signal is transmitted through the physical downlink shared channel.
  • DM-RS sequence information With the physical downlink control channel, DM-RS sequence information, scheduling information, user ID that communicates using the physical downlink shared channel, and information on the transport format of the user data, that is, downlink scheduling information, and physical The user ID that performs communication using the uplink shared channel and the information on the transport format of the user data, that is, the uplink scheduling grant, etc. are notified. More specifically, the DM-RS sequence information indicates, when the DM-RS is defined by indexes from stream 1 to stream 8, when single stream transmission is applied, which index is used, PDCCH or The mobile station is notified by the upper layer bedding ring. When multi-stream transmission is applied, a control signal notifies which index is used by other users multiplexed in the same resource block.
  • broadcast channels such as Physical-Broadcast Channel (P-BCH) and Dynamic Broadcast Channel (D-BCH) are transmitted.
  • the information transmitted by the P-BCH is a Master Information Block (MIB), and the information transmitted by the D-BCH is a System Information Block (SIB).
  • MIB Master Information Block
  • SIB System Information Block
  • the D-BCH is mapped to the PDSCH and transmitted from the base station apparatus 200 to the mobile station 100 n .
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) shared by each mobile station 100 and a physical uplink control channel (PUCCH) that is an uplink control channel are used.
  • User data is transmitted through the physical uplink shared channel.
  • the physical uplink control channel transmits precoding information for downlink MIMO transmission, acknowledgment information for downlink shared channels, downlink radio quality information (CQI: Channel Quality Indicator), and the like.
  • a physical random access channel for initial connection and the like is defined.
  • the mobile station 100 transmits a random access preamble on the PRACH.
  • the base station apparatus 200 includes a plurality of transmission antennas # 1 to #N.
  • the number of virtual antennas is smaller than the actual number of antennas. Can be sent.
  • the actual number of antennas is assumed to be eight.
  • the base station apparatus 200 generates downlink control information and CRS for each virtual antenna, downlink transmission data and DM-RS for each stream, CQI-RS for each transmission antenna, and for each transmission antenna. Are transmitted by downlink channel multiplexing.
  • the base station apparatus 200 includes a CRS sequence generation unit 11 that generates a CRS corresponding to the number of virtual antennas, a downlink control information generation unit 12 that generates downlink control information, and a CRS and downlink control information generation generated by the CRS sequence generation unit 11.
  • a multiplexing unit 13 that multiplexes the downlink control information generated by the unit 12 on radio resources (time resources and frequency resources) is provided.
  • the CRS sequence generation unit 11 generates CRSs # 1 to # 8 corresponding to the actual antennas # 1 to # 8 on a one-to-one basis when not using virtual antennas.
  • a CRS corresponding to the number of virtual antennas is generated.
  • the number of virtual antennas is “1”
  • CRS # 1 and # 2 for two antennas are transmitted by the virtual antenna, but if the number of CRSs corresponding to the number of virtual antennas is set to 1: 1, The overhead can be reduced to the maximum.
  • the CRS sequence generation unit 11 can dynamically change the number of CRS generated corresponding to the number of virtual antennas (minimum value is 0). The number of virtual antennas can be notified to the CRS sequence generation unit 11 from the upper layer.
  • the CRS sequence generation unit 11 has a CRS structure of “normal structure” (for example, FIG. 10A) and “low density structure” (for example, FIG. 10B) in accordance with an instruction from an upper layer. Switch to Then, in the multiplexing unit 13, the “normal structure” and the “low density structure” are time-division multiplexed and transmitted (for example, FIG. 11).
  • the LTE-A terminal can receive and demodulate both the “normal structure” and the “low density structure”, but the LTE terminal cannot cope with the “low density structure”.
  • control information for example, MBSFN subframe information
  • the downlink control information generation unit 12 for recognizing that the “low density structure” is an unnecessary subframe is signaled from the downlink control information generation unit 12 to the LTE terminal.
  • the downlink control information generation unit 12 generates downlink control information mainly transmitted on the PDCCH.
  • the downlink control information includes PDSCH and PUSCH scheduling information indicating the subcarrier position assigned by the scheduler, format information such as modulation method, channel coding rate, precoding information, the DM-RS sequence information, and “low”
  • format information such as modulation method, channel coding rate, precoding information, the DM-RS sequence information, and “low”
  • the “density structure” is time-division multiplexed, it can include control information for recognizing that the “low density structure” is a subframe that is not required to be captured.
  • the precoding information is used for precoding information used for precoding CRS for virtual antenna conversion and for simultaneously receiving streams (layers) transmitted at the same time orthogonally on the receiver side. Distinguished from precoding information. When virtual antennaization is applied, these two types of precoding information are included in downlink control information.
  • the precoding unit 14 assigns a weight for virtual antenna formation to each transmission antenna, and transmits a signal in which CRS and downlink control information are multiplexed. The number of virtual antennas is adjusted by the weighting for virtual antennas that the precoding unit 14 gives to each transmission antenna.
  • CRS transmission is performed using the CRS structure shown in FIGS. 10A and 10B, two CRSs are precoded from each transmission antenna and transmitted.
  • an LTE terminal that supports two antennas can transmit diversity effect by transmitting two antennas for the control channel. Is obtained.
  • the base station apparatus 200 includes a CQI-RS sequence generation unit 15 that generates CQI-RS for CSI measurement for each transmission antenna, and an antenna between antennas that orthogonalizes the CQI-RS generated for each transmission antenna. And an orthogonalizing unit 16. Since the CQI-RS for each antenna is generated from the CQI-RS sequence generation unit 15 corresponding to the eight transmission antennas, the inter-antenna orthogonalization unit 16 adds multiplexing for orthogonalization between the eight antennas.
  • each CQI-RS is allocated to different subcarriers in the same resource block in the last one symbol of each subframe (for example, FDM shown in FIG. 13A).
  • each CQI-RS is allocated to different subcarriers in the same resource block in the last one symbol of each subframe, and each CQI-RS -The resource element to which the RS is allocated is code division multiplexed (for example, CDM shown in FIG. 13B).
  • each CQI-RS is allocated to different subcarriers in the same resource block in a plurality of symbols in the same subframe (for example, FDM shown in FIG. 14).
  • a CQI-RS is generated and transmitted for each actual transmission antenna separately from the CRS that is made into a virtual antenna, so that it is made into a virtual antenna in the LTE terminal and the LTE-A terminal. Even when signals are transmitted, CSI measurement for each antenna is possible, and channel quality can be measured.
  • the base station apparatus 200 also includes a DM-RS sequence generator 18 that generates a DM-RS for each data stream, and an inter-stream orthogonalization that performs orthogonalization between streams when generating a multi-stream DM-RS. Part 19.
  • the DM-RS sequence generation unit 18 generates a DM-RS for user-specific PDSCH demodulation, and the DM-RS density per resource block (subframe) is optimized for the DM-RS. Therefore, the DM-RS density per resource block (subframe) can be changed to several density patterns (for example, FIGS. 16A, 16B, and 17). Common symbols (for example, 4th symbol, 7th symbol, 10th symbol, 13th symbol) are used as symbols for multiplexing the RS.
  • the DM-RS sequence generation unit 18 multiplexes DM-RSs for different streams into common symbols, but assigns them to different subcarriers (for example, FIGS. 18A and 18B).
  • the inter-stream orthogonalizing unit 19 adds multiplexing for orthogonalizing the streams to the DM-RS for which the DM-RS density is optimized by the DM-RS sequence generating unit 18.
  • the first stream # 1 and the second stream # 2 are common symbols (fourth symbol, seventh symbol, tenth symbol, thirteenth symbol). While the DM-RS is allocated, the sub-carrier that transmits the DM-RS of the first stream # 1 in each common symbol is configured not to transmit the DM-RS in the second stream # 2.
  • the DM-RS of the first stream # 1 is multiplied by a two-dimensional Walsh code with coefficients set to “+1” and encoded.
  • the 2-stream # 2 DM-RS is encoded by multiplying two-dimensional Walsh codes in which “+1” and “ ⁇ 1” are alternately set in the time axis direction and the frequency axis direction.
  • the DM-RS of the second stream # 2 has the same density as the first stream # 1 and is arranged in the same resource element as the first stream # 1.
  • the two-dimensional Walsh code can be signaled to the mobile station by being included in the DM-RS sequence information. Alternatively, it may be set as known information in advance in the mobile station.
  • the first stream # 1 and the second stream # 2 encoded using the two-dimensional Walsh code which is the orthogonal code shown in FIGS. 20A and 20B, are arranged in the time axis direction or the frequency axis direction.
  • the signal of the other stream disappears, so that no interference occurs between the streams, and very high orthogonality can be realized.
  • the base station apparatus 200 includes a downlink transmission data generation unit 22 that generates downlink transmission data for the mobile station, and a downlink transmission data encoding / modulation unit 23 that encodes and modulates the downlink transmission data.
  • the downlink transmission data encoding / modulating unit 23 modulates and outputs the data by error correction encoding and a predetermined data modulation method.
  • the downlink transmission data generation unit 22 and the downlink transmission data encoding / modulation unit 23 are provided for each stream.
  • the multiplexing unit 21 multiplexes downlink transmission data and DM-RS for each stream and outputs the multiplexed data to the precoding unit 24.
  • the precoding unit 24 performs weighting for each antenna so that the streams (layers) transmitted at the same time are orthogonally received on the receiver side (normal precoding for MIMO transmission).
  • a CRS that is made into a virtual antenna, a CQI-RS generated for each transmission antenna, a reference signal that transmits a DM-RS generated for each stream, and downlink control A PDCCH that transmits information, a PDSCH that transmits downlink transmission data, and other necessary downlink channels are multiplexed.
  • the channel-multiplexed signal is subjected to inverse fast Fourier transform by the inverse fast Fourier transform unit 26 to be converted into a signal in the time domain, and a cyclic prefix serving as a guard interval for preventing intersymbol interference is added by the CP adding unit 27. Thereafter, it is amplified by the transmission amplifier 28 and transmitted.
  • downlink control information and CRS are generated in units of virtual antennas, and downlink transmission data and DM-RS are generated in units of streams.
  • a mobile station 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the reception processing system of the mobile station 100 receives a signal including a downlink reference signal composed of CRS, CQI-RS, and DM-RS as described above. After the CRS, CQI-RS, and DM-RS are separated from the received signal, the CRS is used for channel estimation of the shared / dedicated control channel for each virtual antenna, and the CQI-RS is used to measure the channel quality for each actual transmission antenna.
  • DM-RS is used for channel estimation on a stream basis.
  • the received signal is input to the CP removal unit 31 and the cyclic prefix is removed.
  • the fast Fourier transform unit 32 performs fast Fourier transform on the received signal from which CP has been removed, and converts a time-series signal component into a sequence of frequency components.
  • the downlink channel separation unit 33 performs subcarrier demapping on the received signal, and transmits a reference signal for transmitting an RS sequence signal, a control channel (for example, PHICH, PDCCH) for transmitting downlink control information, and transmission data.
  • a shared channel for example, PDSCH
  • the CRS is input to the CRS channel estimation unit 36.
  • the PDCCH (or PDSCH) is input to the downlink control information demodulation / decoding unit 37.
  • the CRS channel estimation unit 36 performs channel estimation on the PDCCH (or PDSCH) transmitted from the virtual antenna based on the received CRS information.
  • the downlink control information demodulation / decoding unit 37 demodulates and decodes the downlink control information based on the CRS information.
  • the DM-RS sequence information for each stream transmitted on the PDCCH is passed to the DM-RS channel estimation unit 38 for channel estimation of the corresponding stream.
  • CQI-RSs of the reference signal received symbols are input to CQI / PMI estimation units 34 of the corresponding antennas (or cells), respectively.
  • the CQI / PMI estimation unit 34 measures CSI for each antenna using CQI-RS corresponding to each antenna, estimates channel quality according to whether CSI is measured, and provides a feedback information generation unit as a CQI measurement value To 35.
  • the mobile station 100 can perform CQI measurement for each actual transmission antenna even when data is transmitted with a smaller number of virtual antennas than the actual number of transmission antennas due to the virtual antenna. Can be returned to the base station apparatus 200 as feedback information.
  • DM-RSs are input to the corresponding DM-RS channel estimation units 38, respectively.
  • the PDSCH is input to the downlink transmission data demodulation / decoding unit 39.
  • the DM-RS channel estimation unit 38 acquires the DM-RS of the corresponding stream using the DM-RS sequence information obtained by decoding the PDCCH (or PDSCH), and uses the DM-RS for the channel for the stream. presume.
  • the downlink transmission data demodulation / decoding unit 39 demodulates and decodes the downlink transmission data based on the channel estimation.
  • the mobile station 100 obtains DM-RS for each stream and demodulates the PDSCH even when data is transmitted with the number of virtual antennas smaller than the actual number of transmission antennas due to the virtual antenna. It becomes possible.
  • the present invention is applicable to a wireless communication system.

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Abstract

　仮想アンテナ化に適した下り参照信号構成を用いて無線通信できる無線基地局装置及び無線通信方法を提供すること。複数の送信アンテナと、少なくとも下り制御情報の復調に用いられるＣＲＳと、前記送信アンテナ毎に生成されチャネル品質の測定に用いられるＣＱＩ－ＲＳと、ストリーム毎に生成され下り送信データの復調に用いられるＤＭ－ＲＳとを生成し、ＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ及びＤＭ－ＲＳを同一の送信時間単位に多重して前記各アンテナから送信する無線基地局装置（２００）である。

Description

無線基地局装置及び移動局装置、無線通信方法
　本発明は、下りリンク参照信号（リファレンス・シグナル）を送信する無線基地局装置及び移動局装置、無線通信方法に関する。
　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。
　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。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。
　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。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。
　また、ＲＥＬ８－ＬＴＥでは下り参照信号構成を規定している。下り参照信号は、１）スケジューリングや適応制御のための下りＣＱＩ（Channel　Quality　Indicator)測定、２）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、３）セルサーチやハンドオーバーのための下り伝搬路状態の推定のために用いられる。下り参照信号には、セル固有の参照信号、複数セルで共通の参照信号、ビームフォーミングのための個別参照信号が定義されている。
　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）。同時に送信するレイヤ（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。
　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。このために、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、プリコーディングベクトル（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。
　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。
３ＧＰＰ、ＴＲ２５.９１３［１］ Ｔ．Ｉｈａｒａ　ｅｔ　ａｌ．，　ＩＥＥＥ　ＩＣＣＳ　２００２
　ところで、送信機の各送信アンテナから参照信号をプリコーディングして送信することにより、実際のアンテナ数よりも少ない仮想アンテナ数で送信する仮想アンテナ化（Antenna　Virtualization）技術が提案されているが（例えば、非特許文献２）、ＭＩＭＯシステムで仮想アンテナ化する場合の下り参照信号構成については検討されていなかった。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、仮想アンテナ化に適した下り参照信号構成を用いて無線通信できる無線基地局装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の側面では、複数の送信アンテナと、少なくとも下り制御情報の復調に用いられる第１の参照信号と、前記送信アンテナ毎に生成されチャネル品質の測定に用いられる第２の参照信号と、ストリーム毎に生成され下り送信データの復調に用いられる第３の参照信号とを生成する下り参照信号生成部と、前記第１から第３の参照信号を同一の送信時間単位に多重して前記各アンテナから送信する送信部と、を具備した無線基地局装置を構成する。
　本発明の第１の側面によれば、仮想アンテナ化に適した下り参照信号構成を用いて無線通信できる。
　本発明によれば、仮想アンテナ化に適した下り参照信号構成を提供できる。
実施の形態に係る基地局装置の送信系のブロック図 実施の形態に係る移動局装置の受信系のブロック図 ４アンテナポート全てに用意されたＣＲＳを無線リソースに割当てた状態を示す図 全アンテナポート分のＣＲＳをプリコーディングして１本に仮想アンテナ化してセル／セクタ全体に送信している様子を示す概念図 １アンテナポートまで削減したＣＲＳの無線リソース割当てた状態を示す図 １アンテナポートのＣＲＳをプリコーディングして１本に仮想アンテナ化してセル／セクタ全体に送信している様子を示す概念図 ２アンテナポートまで削減したＣＲＳの無線リソース割当てた状態を示す図 ２アンテナポートのＣＲＳをプリコーディングして１本に仮想アンテナ化してセル／セクタ全体に送信している様子を示す概念図 ＣＲＳの削減手法を分散アンテナシステムに適用した場合の概念図 （ａ）高密度ＣＲＳ構造において１サブフレームの複数シンボルにＣＲＳを割当てたパターンを示す図、（ｂ）同図（ａ）のＣＲＳ構造において１サブフレームの第１シンボルだけにＣＲＳを割当てたパターンを示す図 「ノーマル構造」と「低密度構造」との時分割多重送信を示す図 ＣＱＩ－ＲＳの送信間隔を示す図 ＣＱＩ－ＲＳをサブフレームに多重するための多重方法についての説明図 ＣＱＩ－ＲＳをサブフレームに多重するための多重方法についての説明図 ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されたユーザ固有の参照信号と同様に割当てたＤＭ－ＲＳを示す図 シングルストリームでデータ送信に最適なＤＭ－ＲＳの密度を例示した図 シングルストリームでデータ送信に最適なＤＭ－ＲＳの密度を例示した図 マルチストリームでデータ送信に最適なＤＭ－ＲＳ配置を示す図 ＦＤＭによるＤＭ－ＲＳのストリーム間での直交化の概念図 ＣＤＭによるＤＭ－ＲＳのストリーム間での直交化の概念図 ＬＴＥベースのシステム概念図
　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。
　本発明の１つの側面では、仮想アンテナ化を適用する下り参照信号として３種類の参照信号が含まれる。
　１つ目は、複数セルで共通の参照信号（本明細書では「ＣＲＳ」（Common　Reference　Signal)と称する）を用いる。ＣＲＳは、ＲＥＬ８－ＬＴＥで定義されているセル間で共通の共通参照信号を再利用することができる。ＣＲＳは、ＬＴＥ端末を同じ帯域内でサポートする時に少なくとも共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）の復調に用いられる。また、ＲＥＬ８－ＬＴＥの後継の無線アクセス方式であるＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、ＬＴＥ－Ａという）の端末（以下、ＬＴＥ－Ａ端末という）で、ページングチャネル（ＰＣＨ）、報知チャネル（ＢＣＨ）等を含む共通制御チャネルの復調に用いられる。
　２つ目は、ＭＩＭＯシステムにおいて、アンテナ毎のＣＳＩ(Channel　State　Information)測定に用いられる参照信号（本明細書では「ＣＱＩ－ＲＳ」(Channel　Quality　Indicator－Reference　Signal)と称する）を用意する。上記したＣＲＳはセル共通の参照信号であるので、仮想アンテナ化した場合にはアンテナ毎の参照信号が存在しなくなり、アンテナ毎のＣＳＩ(Channel　State　Information)測定ができなくなる。そこで、実際のアンテナ毎にＣＱＩ－ＲＳを用意している。
　３つ目は、基地局配下のＬＴＥ－Ａ端末（ユーザ）に固有であり、ＬＴＥ－Ａ端末において共通データチャネル（ＰＤＳＣＨ）の復調に用いられる参照信号（本明細書では「ＤＭ－ＲＳ」(Demodulation－ Reference　Signal)と称する）を用意する。ストリーム間で直交する参照信号を用いる。
　以下、仮想アンテナ化を適用する３種類の下り参照信号ＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳについて具体的に説明する。
　先ず、４アンテナＭＩＭＯシステムにおいて、ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されている４アンテナ用のＣＲＳを無線リソースに割り当てる（多重する）場合を考える。
　図３は４アンテナのそれぞれに用意された４つのＣＲＳを無線リソースに多重した状態を示している。図３には、周波数軸方向には１リソースブロック、時間軸方向には１サブフレームの大きさの無線リソースを示している。ＲＥＬ８－ＬＴＥでは、２０ＭＨｚのシステム帯域に対して１００個のリソースブロックを割り当て、１リソースブロックは１２サブキャリアで構成されることが規定されている。また、１サブフレームを送信時間単位とし、１サブフレームを２つのタイムスロットに分けてデータ送信し、１タイムスロットは７シンボルで構成することが規定されている。
　ＲＥＬ８－ＬＴＥは４アンテナの全てに異なるＣＲＳを定義しているので、４アンテナでそれぞれ異なるＣＲＳを送信するように無線リソースに割り当てると、図３に例示されたパターンとなる。ただし、図３には今回新たに定義したＤＭ－ＲＳも無線リソースに割り当てた状態を例示しており、ＣＲＳはＤＭ－ＲＳと重ならないように配置されている。ＤＭ－ＲＳは仮想アンテナ化されずに、４アンテナの全てから送信される。
　今、図３に示すように多重された４つのＣＲＳをそれぞれプリコーディングして、各ＣＲＳの送信について仮想アンテナ化（１本）する場合を想定する。基地局が、４本のアンテナに１、１、－１、－１といったアンテナ重み付けして送信することで１本の仮想アンテナ化が実現できる。
　図４は異なるＣＲＳをそれぞれプリコーディングして、１本に仮想アンテナ化してセル／セクタ全体に送信している様子を概念的に示している。それぞれ仮想アンテナ化されるようにプリコーディングされた各ＣＲＳがセル／セクタ全体に送信されている。また、ＬＴＥ－Ａ端末に対してＤＭ－ＲＳが４アンテナで送信されている。
　４つのＣＲＳは１本に仮想アンテナ化されているので、ＬＴＥ端末は受信したいずれのＣＲＳを用いても共有データチャネルを復調でき、ＬＴＥ－Ａ端末は受信したいずれのＣＲＳを用いても共通制御チャネルを復調できる。
　ところが、図３に示すように、４アンテナに対応した４つのＣＲＳを４多重し、ＤＭ－ＲＳを４多重したのでは、オーバーへッドが非常に大きくなってしまう問題がある。ＬＴＥ端末及びＬＴＥ－Ａ端末は、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の復調が可能であるので、実際の４本のアンテナから仮想的に１アンテナ化した場合には、残りの３つのＣＲＳについては送信する必要がない。
　そこで、１つのセル／セクタで仮想アンテナ化されたアンテナ数に対応して、ＣＲＳも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ようにする。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。
　図５に示す例では、図４と同様に実際の４本のアンテナを仮想アンテナ化して１本としたのに対応して、４本のアンテナで送信するＣＲＳを１つとしている。ＤＭ－ＲＳについては、図３と同じ位置に割当てている。図６は仮想アンテナ化されたアンテナ数（１つ）に対応して、１つのＣＲＳを各アンテナからプリコーディングして送信することで、１本の仮想アンテナ数で送信する様子を示している。また、ＬＴＥ－Ａ端末に対してＤＭ－ＲＳが４アンテナで送信されている。
　図７はＣＲＳ種別を２アンテナポートまで削減したＣＲＳの無線リソース割り当てを示す図である。ＤＭ－ＲＳについては、図３と同じ位置に割当てている。２アンテナに対応して２つのＣＲＳを無線リソースに割り当てている。図８に示すように、異なる２つのＣＲＳをそれぞれプリコーディングして、１本に仮想アンテナ化してセル／セクタ全体に送信している。
　このように、４アンテナを仮想アンテナ化により仮想的に２アンテナとし、仮想アンテナ化されたアンテナ数に対応してＣＲＳ数を２つまで削減することで、２アンテナ送信に適応したＬＴＥ端末に対しては共有データチャネルに２アンテナの送信ダイバーシチを適用できる。また、ＬＴＥ－Ａ端末との通信では、制御チャネルに２アンテナ送信ダイバーシチを適用できる。
　図９はＣＲＳの削減手法を分散アンテナシステムに適用した場合の概念図である。
　分散アンテナシステムは、１つのエリアに地理的に分散配置した複数のリモートアンテナユニット（基地局ＢＳ）が通信ケーブルを介して接続され、１つのセルを形成する。分散基地局（ＢＳ）が１つ（又は複数）のアンテナを有するが、セントラル装置（Central　eNB)では、これらの複数の分散基地局（ＢＳ）からのアンテナ送受信処理を一元的に行う。たとえば、複数アンテナンを用いてダイバーシチ効果や伝送速度を向上させるＭＩＭＯ伝送を複数の分散基地局（ＢＳ）を用いて実現する。
　図９に示す分散アンテナシステムでは、１つのセルを４つの送信機（ＢＳ）でカバーしており、各送信機（ＢＳ）に１つの送信アンテナを備えている。セントラル装置（Central　eNB)は、複数の分散基地局（ＢＳ）からのアンテナ送受信処理を一元的に管理して、ＭＩＭＯ伝送を実現する。この場合、図９に示すように、複数の分散基地局（ＢＳ）から同じＣＲＳをプリコーディングしてセル全体に送信すれば、各分散基地局（ＢＳ）から異なるＣＲＳを送信する場合に比べて、オーバーヘッドを低減できる。図９にはアンテナ毎（分散基地局（ＢＳ）毎）に異なるＤＭ－ＲＳを送信して、ＬＴＥ－Ａ端末に向けて送信している。
　このように、１つの基地局に複数アンテナを備える場合に限らず、分散アンテナシステムにおいても、仮想アンテナ化されたアンテナ数に対応して削減されたＣＲＳを送信することで、同様にオーバーヘッドを低減する効果を得られる。
　図１０（ａ）（ｂ）はＣＲＳ構造を示す図である。
　図１０（ａ）はＬＴＥ端末がサポートする２アンテナまでのＣＲＳ構造を示している。図９のＣＲＳ構造では、異なる２つのＣＲＳが１シンボル内で周波数軸方向に１リソースブロック内で均等に４つのサブキャリアに交互に割り当てられている。また、ＣＲＳが割り当てられるシンボルは１サブフレームに４シンボルである。ＣＲＳが割り当てられるシンボルの間隔はサブフレーム内で略均等になることが望ましい。図１０（ａ）のＣＲＳ構造を「ノーマル構造」と称することとする。このような「ノーマル構造」のＣＲＳが周波数軸方向にリソースブロック毎に連続して割り当てられる。
　基地局装置は、図１０（ａ）に示す２アンテナ対応の異なる２つのＣＲＳ（ノーマル構造）をそれぞれプリコーディングして、実際には４本の送信アンテナから仮想アンテナ化によりセル／セクタ全体にＣＲＳ多重して１アンテナ送信する。
　図１０（ｂ）は２アンテナまでのＣＲＳ構造であるが、図１０（ａ）のＣＲＳ構造において１サブフレームの第１シンボルだけにＣＲＳを割当てたパターンを示している。ノーマル構造に比べてＣＲＳの密度が低くなっている。図１０（ｂ）に示す低密度のＣＲＳ構造を「低密度構造」と称することとする。２アンテナ送信であっても「低密度構造」のＣＲＳを送信することで、オーバーヘッドを大幅に低減することができる。
　図１１に示すように、無線基地局装置から「ノーマル構造」と「低密度構造」とを時分割多重して送信しても良い。この場合、サブフレーム単位でノーマル構造と低密度構造を切り替えて送信することができる。ＬＴＥ端末は、「ノーマル構造」のＣＲＳを受信して共有データチャネルの復調に利用できるが、「低密度構造」のＣＲＳには対応できない。そこで、ＬＴＥ端末に対しては「低密度構造」のＣＲＳを送信している送信区間を、ＭＢＳＦＮ（Multimedia　Broadcast　Multicast　Service　Single　Frequency　Network）サブフレームの区間であると認識するようにシグナリングする。ＭＢＳＦＮ方式では、同一のＭＢＭＳに対し、全ての隣接している基地局は同一のスクランブリングコードを利用し、同じ無線信号を同期させて送信する。ＬＴＥ端末は、ＭＢＳＦＮサブフレームを取り込まないので、「ノーマル構造」のＣＲＳだけで復調動作を継続することができる。一方、ＬＴＥ－Ａ端末では、「ノーマル構造」と「低密度構造」の両方をサポートさせる。
　このように「ノーマル構造」と「低密度構造」とを時分割多重して送信することにより、「ノーマル構造」をサポートするＬＴＥ端末は「ノーマル構造」のＣＲＳを受信して共有データチャネルを復調できる。また、ＬＴＥ－Ａ端末では「ノーマル構造」と「低密度構造」の両方を受信して共通／個別制御チャネルを復調できる。また、「ノーマル構造」及び／又は「低密度構造」のＣＲＳを受信した端末では、受信したＣＲＳに基づいてハンドオーバのためのＲＳＲＰ（Reference　Signal　Received　Power）測定が可能になる。
　また、「ノーマル構造」と「低密度構造」の比率は、システム環境に応じて動的に切り替えるようにしても良い。たとえば、「ノーマル構造」をサポートするＬＴＥ端末が少なくなった場合に、「ノーマル構造」のＣＲＳの割合を低減し、ＬＴＥ端末が完全になくなった場合には「ノーマル構造」のＣＲＳを送信しないようにしても良い。すなわち、密度が異なるＣＲＳ構造を時分割多重可能に構成し、状況に応じて適正な密度にコントロールする無線アクセスシステムを構築できる。
　次に、ＣＱＩ－ＲＳについて具体的に説明する。
　上述した通り、ＣＲＳに仮想アンテナ化を適用した場合、実際のアンテナ数が４本、８本、それ以上であったときに、ＣＲＳをアンテナ毎のチャネル推定に用いることができない。また、分散アンテナシステムでは、分散基地局毎のチャネル推定が必要であるのでアンテナ毎の参照信号が必要である。
　そこで、仮想アンテナ化に適用されるＣＲＳとは別に、アンテナ毎及びセル毎に定義されるＣＱＩ－ＲＳを用いてアンテナ毎のチャネル推定を行えるようにした。
　ＣＱＩ－ＲＳはチャネル推定用であるので、低密度で十分である。また、ＬＴＥでは、上りリンクでチャネル推定用の参照信号としてサウンディングリファレンスシグナルが規定されている。上りリンクのサウンディングリファレンスシグナルと同様にチャネル品質を測定するための参照信号であるので、上りリンクのサウンディングリファレンスシグナルと同様の密度（送信間隔）で送信することとした。
　具体的には、図１２（ａ）に示すように、最も密度の高い送り方として２ｍｓ（２ＴＴＩ）間隔で送信する。また、サウンディングリファレンスシグナルと同様に、５ｍｓ間隔で１回、１０ｍｓで１回送信するように構成する。
　次に、図１３（ａ）（ｂ）、図１４を参照して、ＣＱＩ－ＲＳをサブフレームに多重するための多重方法について説明する。
　ＬＴＥ－Ａでは８アンテナまでサポートすることが決められているので、少なくとも８アンテナに対応して異なる８つのＣＱＩ－ＲＳを送信する必要がある。
　また、各ＣＱＩ－ＲＳはアンテナ毎に直交することが望ましく、複数セルに拡張可能であることが望まれる。そうすると、１セル当たり、８つのアンテナ直交化が必要で、かつセル間の直交化もサポートする必要であるので、ＣＱＩ－ＲＳについては直交参照信号数が増大することが予想される。そこで、ＣＱＩ－ＲＳはＣＱＩ－ＲＳ以外の信号が割り当てられる他のシンボルと重ならないように他のシンボルと時分割多重することとする。
　図１３（ａ）はＣＱＩ－ＲＳを他のシンボルと共に時分割多重すると共に、ＣＱＩ－ＲＳ自身を周波数分割多重（ＦＤＭ）した例を示している。８アンテナをサポートするため、８個のＣＱＩ－ＲＳ（数字１～８）からなり、互いに直交する信号が用いられる。
　ＬＴＥでは各サブフレームの先頭の三シンボルに制御チャネルが割り当てられる。図１３（ａ）には、仮想アンテナ化により複数本のアンテナを１本と仮想するのに対応して、１つのＣＲＳを用いる場合が示されている。ＣＲＳの数（種別）は仮想化するアンテナ数に応じて増減する。また、前述した通り、ＣＲＳは無線リソースに均等に配置される。ＤＭ－ＲＳは、例えばＬＴＥでユーザ固有の参照信号が規定されているので、同じ位置に割当てることができる。ＣＱＩ－ＲＳを割り当てるシンボルは他のシンボルとかぶらなければ特に限定されないが、サブフレームの最後のシンボルを用いることができる。サブフレームの最後のシンボルをＣＱＩ－ＲＳの送信に用いることで、既に規定されている制御チャネル、今回定義したＣＲＳ及びＤＭ－ＲＳに与える影響を最小限にすることができる。
　図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示すＣＱＩ－ＲＳの多重（シンボル単位のＴＤＭ＋サブキャリア単位のＦＤＭ）に加えて、各ＣＱＩ－ＲＳが割り当てられたサブキャリアにおいて他のＣＱＩ－ＲＳと共に符号分割多重する例を示している。このように、ＣＱＩ－ＲＳに対して３種類の多重（ＴＤＭ＋ＦＤＭ＋ＣＤＭ）を組み合わせることで、増大するＣＱＩ－ＲＳを効率よく送信することが可能になる。
　図１４はＣＱＩ－ＲＳを複数シンボルに割当ててシンボル多重する例を示している。サブフレームの最後のシンボルに８アンテナに対応した８つのＣＱＩ－ＲＳを割り当てると共に、ＣＲＳ及びＤＭ－ＲＳが割り当てられていない他のシンボルにも８つのＣＱＩ－ＲＳを割り当てている。
　また、図１４に示すように２シンボルに多重した８つのＣＱＩ－ＲＳを、さらに図１３（ｂ）に示すように符号分割多重するハイブリッド型にすることもできる。符号分割多重の対象となるシンボルは２シンボルのシンボル又は一方のシンボルであっても良い。
　次に、ＤＭ－ＲＳについて具体的に説明する。
　上述した通り、ＣＲＳに仮想アンテナ化を適用した場合、実際のアンテナ数が４本、８本、それ以上であったときに、ＣＲＳをアンテナ毎の復調に用いることができない。また、分散アンテナシステムでは、分散基地局毎の復調が必要であるのでアンテナ毎の参照信号が必要である。また、ＬＴＥ－Ａではマルチストリームをサポートする必要があるので、マルチストリームを考慮してＤＭ－ＲＳの密度を決める必要がある。また、マルチストリームに拡張した場合にストリーム間の直交性を確保する必要がある。
　そこで、仮想アンテナ化に適用されるＣＲＳとは別に、アンテナ毎及びセル毎に定義されるＤＭ－ＲＳを用いてアンテナ毎の復調を行えるようにした。
　ＤＭ－ＲＳと同様に共通データチャネルの復調に用いられる参照信号が、ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているので、ＤＭ－ＲＳの基本構造はＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているユーザ固有の参照信号と同じとする。
　図１５にＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているユーザ固有の参照信号と同様にして割当てたＤＭ－ＲＳを示す。１サブフレームの先頭３シンボルは制御チャネルに割り当てられており、残りの領域にＣＲＳと重ならないようにして、４シンボル目、７シンボル目、１０シンボル目、１３シンボル目に、全部で１２個のリソースエレメントにＤＭ－ＲＳがシンボル毎に周波数多重されている。
　先ず、シングルストリームでデータ送信に最適なＤＭ－ＲＳの密度について説明する。この場合もマルチストリームに拡張した場合を考慮してＤＭ－ＲＳの密度を決定する。
　図１６（ａ）には１リソースブロック（１サブフレーム）当たり１６リソースエレメントの密度でＤＭ－ＲＳを多重する例が示されている。図１６（ｂ）には１リソースブロック（１サブフレーム）当たり１２リソースエレメントの密度でＤＭ－ＲＳを多重する例が示されている。図１７には１リソースブロック（１サブフレーム）当たり８リソースエレメントの密度でＤＭ－ＲＳを多重する例が示されている。
　図１６（ａ）（ｂ）、図１７では、ＤＭ－ＲＳの密度は異なっているが、いずれの場合もＤＭ－ＲＳを割り当てるシンボル位置は共通であり、４シンボル目、７シンボル目、１０シンボル目、１３シンボル目となっている。ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているユーザ固有の参照信号とも共通する。また、各シンボルに割り当てられたＤＭ－ＲＳのシンボル内での配置は周波数方向に均等に分散するように配置している。また、図１６（ｂ）、図１７に示すように、シンボル間で周波数方向のマッピング位置が重ならないように配置することも均等化の観点からは望ましい。
　このように、シングルストリームに関しては、ＤＭ－ＲＳを割り当てるシンボルは共通化して（ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているユーザ固有の参照信号とも共通）、１リソースブロック（１サブフレーム）に配置するＤＭ－ＲＳの密度を変えられるようにすることで、密度を最適化できるようにすることが望ましい。
　次に、マルチストリームでデータ送信に最適なＤＭ－ＲＳの密度について説明する。
　図１８（ａ）（ｂ）はマルチストリームでデータ送信に最適なＤＭ－ＲＳ配置を示している。図１８（ａ）は第１ストリーム＃１及び第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳを、１リソースブロック（１サブフレーム）当たりで２４リソースエレメントの密度でＤＭ－ＲＳを多重する例である。また、図１８（ｂ）は第１ストリーム＃１及び第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳを、１リソースブロック（１サブフレーム）当たりで１６リソースエレメントの密度でＤＭ－ＲＳを多重する例である。密度は異なっても、第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳと２ストリーム目＃２のＤＭ－ＲＳとを共通のシンボルに割当てる。シンボル位置は、４シンボル目、７シンボル目、１０シンボル目、１３シンボル目となっている。ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているユーザ固有の参照信号とも共通する。また、同一シンボルに割り当てられた異なるストリームの各ＤＭ－ＲＳのシンボル内での配置は周波数方向に均等に分散するように配置している。
　このように、マルチストリームに関しては、ＤＭ－ＲＳを割り当てるシンボルは共通化して（ＲＥＬ８－ＬＴＥで規定されているユーザ固有の参照信号とも共通）、１リソースブロック（１サブフレーム）に配置するＤＭ－ＲＳの密度を、送信データストリーム数に応じて変えられるようにすることで、密度を最適化できるように構成することが望ましい。
　さらに、マルチストリームの場合、ストリーム間で直交させてＤＭ－ＲＳを送信する。ＤＭ－ＲＳのストリーム間での直交化の手法として、ＦＤＭ、ＣＤＭ及びそれらの組合せを用いることができる。
　図１９（ａ）（ｂ）に、ＦＤＭによるＤＭ－ＲＳのストリーム間での直交化の概念を示す。図１９（ａ）（ｂ）は、図１８（ｂ）に示すＤＭ－ＲＳのマルチストリーム（＃１、＃２）送信を、ＦＤＭにより直交化した例である。図１９（ａ）は第１マルチストリーム＃１のＤＭ－ＲＳの構造を示しており、「×」で表示されたリソースエレメントは当該第１ストリームの信号は送信しないことを示している。図１９（ｂ）は第２マルチストリーム＃２のＤＭ－ＲＳの構造を示しており、「×」で表示されたリソースエレメントは当該第２ストリームの信号は送信しないことを示している。
　第１ストリーム＃１と第２ストリーム＃２は共通シンボル（４シンボル目、７シンボル目、１０シンボル目、１３シンボル目）に割り当てられているが、各共通シンボルにおいて第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳを送信するサブキャリアでは、第２ストリーム＃２ではＤＭ－ＲＳを送信しないようにする。
　これにより、マルチストリーム送信において下り参照信号（ＤＭ－ＲＳ）を送信する際に、一方のストリームでＤＭ－ＲＳを送信している同一シンボルの同一サブキャリアでは他方のストリームでは信号送信しないようにするので、ストリーム間での干渉が生じなくなり、非常に高い直交性を実現できる。
　図２０（ａ）（ｂ）に、ＣＤＭによるＤＭ－ＲＳのストリーム間での直交化の概念を示す。図２０（ａ）は第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳの配置とＤＭ－ＲＳを符号化するための２次元直交符号を示している。図２０（ａ）に示す第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳは、１リソースブロック（１サブフレーム）に１６リソースエレメントの密度で均等に配置されている。第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳの符号化に用いられる２次元直交符号として２次元ウオルシュ符号を用いることができる。図２０（ａ）に示す２次元ウオルシュ符号は、ＤＭ－ＲＳ構造に合わせて、４×４のウオルシュ符号であって、同図に示すように係数が全て「＋１」に設定されている。すなわち、図２０（ａ）に示す２次元ウオルシュ符号を掛け合せる第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳは変化しないことを意味する。
　一方、図２０（ｂ）は第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳの配置とＤＭ－ＲＳを符号化するための２次元直交符号を示している。図２０（ｂ）に示す第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳは、第１ストリーム＃１と同一密度で、第１ストリーム＃１と同一リソースエレメントに配置されている。第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳの符号化に用いられる２次元直交符号として第１ストリーム＃１と同一サイズの２次元ウオルシュ符号を用いるが、同図に示すように時間軸方向及び周波数軸方向に「＋１」と「－１」を交互に設定した構成をとる。すなわち、図２０（ａ）及び（ｂ）に示す直交符号である２次元ウオルシュ符号を用いて符号化された第１ストリーム＃１及び第２ストリーム＃２は時間軸方向または周波数軸方向に加算すると、相手ストリームの信号が消えるので、ストリーム間での干渉が生じなくなり、非常に高い直交性を実現できる。
　このように、複数のストリーム間で符号分割多重することで、複数ストリームのＤＭ－ＲＳを無線リソース内の同一リソースエレメント（同一シンボルの同一サブキャリア）に重複して配置できるので、各ストリームのＤＭ－ＲＳの密度を高くすることができる。その結果、時間軸方向のフェージング変動、周波数軸方向のチャネル変動に高速で追従することができ、常に高い受信品質を実現できる。
　なお、図２０（ａ）（ｂ）には２次元直交符号として２次元ウオルシュ符号を用いた例を示しているが、他の２次元直交符号も同等に適用することができる。
　次に、上記下りリンクの参照信号（ＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳ）を用い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及び無線端末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れいい説明するが、それ以外のシステムへの適用を制限するものではない。
　図１は基地局装置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２は移動局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。基地局装置及び移動局の機能について説明する前に、図２１を参照して、移動局及び基地局装置を有する移動通信システムについて説明する。
　移動通信システム１０００は、ＬＴＥシステムをベースとしており、下りリンクの参照信号としてＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳを用いた無線通信方法が適用されている。移動通信システム１０００は、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。
　各移動局（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限り移動局１００ｎとして説明を進める。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。
　移動通信システム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。
　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、今回新たに定義した参照信号であるＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳを伝送するリファレンス・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、上述した多重方法を適用してＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、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、及び、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。ＤＭ－ＲＳ系列情報は、具体的にはＤＭ－ＲＳがストリーム１～ストリーム８までインデックスで定義されている場合、シングルストリーム送信を適用する場合には、どのインデックスが用いられているかを、ＰＤＣＣＨ又は上位レイヤ寝具なリングで移動局に通知する。マルチストリーム送信を適用する場合、同一リソースブロックに多重される他ユーザがどのインデックスを用いているかについても制御信号で通知する。
　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。前記Ｐ－ＢＣＨにより伝送される情報は、Master　Information　Block（ＭＩＢ）であり、前記Ｄ－ＢＣＨにより伝送される情報は、System　Information　Block（ＳＩＢ）である。前記Ｄ－ＢＣＨは、前記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。
　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。上記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。
　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、前記ＰＲＡＣＨにおいて、ランダムアクセスプリアンブルを送信する。
　次に、図１を参照しながら、本発明の実施例に係る基地局装置２００について説明する。
　本実施例に係る基地局装置２００は、複数送信アンテナ＃１～＃Ｎを備えており、各送信アンテナからＣＲＳをプリコーディングして送信することにより、実際のアンテナ数よりも少ない仮想アンテナ数で送信することができる。ここでは、説明の都合で実際のアンテナ数を８本として説明する。
　基地局装置２００は、下り制御情報及びＣＲＳを仮想アンテナ毎に生成し、下り送信データ及びＤＭ－ＲＳはストリー毎に生成し、ＣＱＩ－ＲＳを送信アンテナ毎に生成して、送信アンテナ毎にそれらの信号を下りチャネル多重して送信する。
　基地局装置２００は、仮想アンテナ数に対応したＣＲＳを生成するＣＲＳ系列生成部１１、下り制御情報を生成する下り制御情報生成部１２、ＣＲＳ系列生成部１１で生成されたＣＲＳと下り制御情報生成部１２で生成された下り制御情報とを無線リソース（時間リソース及び周波数リソース）上で多重する多重部１３を備える。
　ＣＲＳ系列生成部１１は、仮想アンテナ化しない場合は、実際のアンテナ＃１～＃８に１対１で対応したＣＲＳ＃１～＃８を生成する。また、仮想アンテナ化した場合は、仮想アンテナ数に対応したＣＲＳを生成する。本例では仮想アンテナ数が「１」の場合には、仮想アンテナにて２アンテナ分のＣＲＳ＃１、＃２を送信するが、仮想アンテナ数に１対１で対応したＣＲＳ数に設定すればオーバーヘッドを最大限に低減できる。
　このように、ＣＲＳ系列生成部１１は、仮想アンテナ数（最小値は０）に対応して生成するＣＲＳ数を動的に変化させることができる。仮想アンテナ数は上位レイヤからＣＲＳ系列生成部１１に対して通知することができる。
　また、ＣＲＳ系列生成部１１は、上位レイヤからの指示に応じて、ＣＲＳ構造が「ノーマル構造」（例えば図１０（ａ））と「低密度構造」（例えば図１０（ｂ））とが混在するように切り替える。そして、多重部１３において「ノーマル構造」と「低密度構造」とを時分割多重して送出する（例えば、図１１）。ＬＴＥ－Ａ端末では「ノーマル構造」と「低密度構造」の双方を受信して復調できるが、ＬＴＥ端末では「低密度構造」には対応できない。ＬＴＥ端末において「低密度構造」が取り込み不要なサブフレームであると認識させる制御情報（例えば、ＭＢＳＦＮサブフレーム情報）を下り制御情報生成部１２からＬＴＥ端末へシグナリングすることになる。
　下り制御情報生成部１２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、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、上記ＤＭ－ＲＳ系列情報、さらに「低密度構造」が時分割多重される場合には、「低密度構造」が取り込み不要なサブフレームであると認識させる制御情報を含むことができる。
　プリコーディング情報は、仮想アンテナ化のためにＣＲＳをプリコーディングするのに用いたプリコーディング情報と、同時に送信された各ストリーム（レイヤ）を受信機側で直交して受信させるためのプリコーディングに用いたプリコーディング情報とに区別される。仮想アンテナ化が適用される場合には、この２種類のプリコーディング情報が下り制御情報に含まれる。
　プリコーディング部１４は、各送信アンテナに仮想アンテナ化用の重み付けを与えて、ＣＲＳと下り制御情報が多重された信号を送信する。プリコーディング部１４が各送信アンテナに与える仮想アンテナ化用の重み付けにより、仮想アンテナ数が調整される。図１０（ａ）（ｂ）に示すＣＲＳ構造を用いてＣＲＳ送信する場合、各送信アンテナから２つのＣＲＳをそれぞれプリコーディングして送信する。
　これにより、仮想アンテナ数を「１」と想定している場合には、実際に８送信アンテナ構成の場合であっても、仮想アンテナ数の倍の２つのＣＲＳを送信するので、図３に示すように４送信アンテナの全てに対応して４つのＣＲＳを多重して送信する場合に比べて、オーバーヘッドを低減することができ、８送信アンテナの場合にはオーバーヘッド低減効果がさらに高くなる。
　また、仮想アンテナ数を「１」と想定している場合であっても、２アンテナ分のＣＲＳを送信することで、２アンテナをサポートするＬＴＥ端末では、制御チャネルについて２アンテナ送信による送信ダイバーシチ効果が得られる。
　また、基地局装置２００は、送信アンテナ毎にＣＳＩ測定のためのＣＱＩ－ＲＳを生成するＣＱＩ－ＲＳ系列生成部１５と、送信アンテナ毎に生成されるＣＱＩ－ＲＳをアンテナ間で直交させるアンテナ間直交化部１６とを備える。アンテナ間直交化部１６は、ＣＱＩ－ＲＳ系列生成部１５から８送信アンテナに対応してアンテナ毎のＣＱＩ－ＲＳが生成されるので、８アンテナ間で直交化する多重化を加える。
　例えば、各サブフレームの最後の１シンボルにおいて同一リソースブロック内の異なるサブキャリアに各ＣＱＩ－ＲＳを割り当てる（例えば、図１３（ａ）に示すＦＤＭ）。また、セル間直交化にも対応させるためにＣＱＩ－ＲＳが増大する場合には、各サブフレームの最後の１シンボルにおいて同一リソースブロック内の異なるサブキャリアに各ＣＱＩ－ＲＳを割り当て、さらに各ＣＱＩ－ＲＳを割り当てたリソースエレメントを符号分割多重する（例えば、図１３（ｂ）に示すＣＤＭ）。また、同一サブフレーム内の複数シンボルにおいて同一リソースブロック内の異なるサブキャリアに各ＣＱＩ－ＲＳを割り当てる（例えば、図１４に示すＦＤＭ）。
　このように、下りリンクの参照信号として、仮想アンテナ化されるＣＲＳと別に、実際の送信アンテナ毎にＣＱＩ－ＲＳを生成して送信するので、ＬＴＥ端末、ＬＴＥ－Ａ端末において仮想アンテナ化されて信号送信されている場合にも、アンテナ毎のＣＳＩ測定を可能とし、チャネル品質の測定が可能になる。
　また、アンテナ間の直交化、セル間の直交化まで考慮して、多彩な多重化方式を準備することで、ＣＱＩ－ＲＳ数の増大にも対応することが可能になる。
　また、基地局装置２００は、データストリーム毎にＤＭ－ＲＳを生成するＤＭ－ＲＳ系列生成部１８と、マルチストリームのＤＭ－ＲＳを生成する場合にはストリーム間の直交化を行うストリーム間直交化部１９とを備える。
　ＤＭ－ＲＳ系列生成部１８は、ユーザ固有のＰＤＳＣＨ復調用のＤＭ－ＲＳを生成し、かかるＤＭ－ＲＳは１リソースブロック（サブフレーム）当たりのＤＭ－ＲＳ密度が最適化される。そのために、１リソースブロック（サブフレーム）当たりのＤＭ－ＲＳ密度は幾つかの密度パターンに変更可能であるが（例えば、図１６（ａ）（ｂ）、図１７）、密度パターン間でＤＭ－ＲＳを多重するシンボルは共通シンボル（例えば、４シンボル目、７シンボル目、１０シンボル目、１３シンボル目）を用いる。
　また、ＤＭ－ＲＳ系列生成部１８は、異なるストリーム用のＤＭ－ＲＳを、共通シンボルに多重するが、異なるサブキャリアに割り当てる（例えば、図１８（ａ）（ｂ））。
　ストリーム間直交化部１９は、ＤＭ－ＲＳ系列生成部１８においてＤＭ－ＲＳ密度が最適化されたＤＭ－ＲＳに対して、ストリーム間で直交化させる多重化を加える。
　１つは、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、第１ストリーム＃１と第２ストリーム＃２とで共通シンボル（４シンボル目、７シンボル目、１０シンボル目、１３シンボル目）にＤＭ－ＲＳを割り当てられる一方、各共通シンボルにおいて第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳを送信するサブキャリアでは、第２ストリーム＃２ではＤＭ－ＲＳを送信しないようにする。
　これにより、マルチストリーム送信においてＤＭ－ＲＳを送信する際に、一方のストリームでＤＭ－ＲＳを送信している同一シンボルの同一サブキャリアでは他方のストリームでは信号送信しないようにするので、ストリーム間での干渉が生じなくなり、非常に高い直交性を実現できる。
　もう１つは、図２０（ａ）（ｂ）に示すように、第１ストリーム＃１のＤＭ－ＲＳには係数が全て「＋１」に設定された２次元ウオルシュ符号を掛け合せて符号化し、第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳには時間軸方向及び周波数軸方向に「＋１」と「－１」を交互に設定した２次元ウオルシュ符号を掛け合せて符号化する。
　なお、第２ストリーム＃２のＤＭ－ＲＳは、第１ストリーム＃１と同一密度で、第１ストリーム＃１と同一リソースエレメントに配置されている。２次元ウオルシュ符号は、ＤＭ－ＲＳ系列情報に含めて移動局へシグナリングすることができる。または、移動局に予め既知情報として設定しておいても良い。
　このように、図２０（ａ）及び（ｂ）に示す直交符号である２次元ウオルシュ符号を用いて符号化された第１ストリーム＃１及び第２ストリーム＃２は時間軸方向または周波数軸方向に加算すると、相手ストリームの信号が消えるので、ストリーム間での干渉が生じなくなり、非常に高い直交性を実現できる。
　また、基地局装置２００は、移動局に対する下り送信データを生成する下り送信データ生成部２２と、下り送信データを符号化し、変調する下り送信データ符号化・変調部２３とを備える。下り送信データ符号化・変調部２３は、誤り訂正符号化、所定のデータ変調方式で変調して出力する。下り送信データ生成部２２及び下り送信データ符号化・変調部２３はストリーム毎に備えられる。
　多重部２１は、ストリーム毎に下り送信データとＤＭ－ＲＳとを多重して、プリコーディング部２４へ出力する。プリコーディング部２４は、同時に送信された各ストリーム（レイヤ）を受信機側で直交して受信させるためにアンテナ毎の重み付けがなされる（ＭＩＭＯ伝送のための通常のプリコーディング）。
　基地局装置２００の下りチャネル多重部２５では、仮想アンテナ化されているＣＲＳ、送信アンテナ毎に生成されたＣＱＩ－ＲＳ及びストリーム毎に生成されたＤＭ－ＲＳを伝送するリファレンス・シグナルと、下り制御情報を伝送するＰＤＣＣＨと、下り送信データを伝送するＰＤＳＣＨと、その他の必要な下りチャンネルを多重化する。チャネル多重された信号は逆高速フーリエ変換部２６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２７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プレフィックスを付加した後、送信アンプ２８で増幅されて送信される。
　以上のような送信処理が送信アンテナ毎に行われる。ただし、下り制御情報及びＣＲＳは仮想アンテナ単位で生成され、下り送信データ及びＤＭ－ＲＳはストリーム単位で生成されるのは上記した通りである。
　図２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。
　移動局１００の受信処理系は、上記したようにＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳで構成された下りリンク参照信号を含んだ信号を受信する。ＣＲＳ、ＣＱＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳは受信信号から分離された後、ＣＲＳは仮想アンテナ単位で共有／個別制御チャネルのチャネル推定に用いられ、ＣＱＩ－ＲＳは実際の送信アンテナ毎のチャネル品質測定に用いられ、ＤＭ－ＲＳはストレーム単位のチャネル推定に用いられる。
　受信処理系は、受信信号がＣＰ除去部３１に入力されてサイクリックプレフィックスが除去される。高速フーリエ変換部３２は、ＣＰ除去された受信信号を高速フーリエ変換して時系列の信号成分を周波数成分の列に変換する。下りチャネル分離部３３は、受信信号をサブキャリアデマッピングして、ＲＳ系列信号を送信しているリファレンス・シグナル、下り制御情報を送信している制御チャネル（例えば、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ)、送信データを送信している共有チャネル（例えば、ＰＤＳＣＨ)を分離する。
　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３６へ入力される。また、ＰＤＣＣＨ（又はＰＤＳＣＨ）は下り制御情報復調・復号部３７へ入力される。
　ＣＲＳチャネル推定部３６は、受信したＣＲＳ情報から仮想アンテナ送信されたＰＤＣＣＨ（又はＰＤＳＣＨ）をチャネル推定する。下り制御情報復調・復号部３７はＣＲＳ情報に基づいて下り制御情報を復調及び復号する。ＰＤＣＣＨで伝送されたストリーム毎のＤＭ－ＲＳ系列情報は対応するストリームをチャネル推定するＤＭ－ＲＳチャネル推定部３８へ渡される。
　また、リファレンス・シグナルの受信シンボルのうちＣＱＩ－ＲＳはそれぞれ対応するアンテナ（又はセル）のＣＱＩ／ＰＭＩ推定部３４へ入力される。ＣＱＩ／ＰＭＩ推定部３４は、アンテナ毎に対応するＣＱＩ－ＲＳを用いてアンテナ毎にＣＳＩを測定し、ＣＳＩの測定っけかに応じてチャネル品質を推定し、ＣＱＩ測定値としてフィードバック情報生成部３５へ出力する。
　このように、移動局１００では、仮想アンテナ化により実際の送信アンテナ数よりも少ない仮想アンテナ数でデータ送信されている場合であっても、実際の送信アンテナ毎にＣＱＩ測定が可能となり、アンテナ毎のＣＱＩ測定値をフィードバック情報として基地局装置２００へ返すことができる。
　また、リファレンス・シグナルの受信シンボルのうちＤＭ－ＲＳはそれぞれ対応するＤＭ－ＲＳチャネル推定部３８へ入力される。また、ＰＤＳＣＨは下り送信データ復調・復号部３９へ入力される。ＤＭ－ＲＳチャネル推定部３８は、ＰＤＣＣＨ（又はＰＤＳＣＨ）を復号して得られたＤＭ－ＲＳ系列情報を用いて対応するストリームのＤＭ－ＲＳを取得し、ＤＭ－ＲＳを用いて当該ストリームについてチャネル推定する。下り送信データ復調・復号部３９はチャネル推定に基づいて下り送信データを復調し、復号する。
　このように、移動局１００では、仮想アンテナ化により実際の送信アンテナ数よりも少ない仮想アンテナ数でデータ送信されている場合であっても、ストリーム毎にＤＭ－ＲＳを取得してＰＤＳＣＨの復調が可能となる。
　本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
　本発明は、無線通信システムに適用可能である。
　本出願は、２００９年３月１６日出願の特願２００９－０６３５９４に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
 
 
 

Claims (13)

  1. 　複数の送信アンテナと、
    　少なくとも下り制御情報の復調に用いられる第１の参照信号と、前記送信アンテナ毎に生成されチャネル品質の測定に用いられる第２の参照信号と、ストリーム毎に生成され下り送信データの復調に用いられる第３の参照信号とを生成する下り参照信号生成部と、
    　前記第１から第３の参照信号を同一の送信時間単位に多重して前記各アンテナから送信する送信部と、
    を具備したことを特徴とする無線基地局装置。
  2. 　前記各送信アンテナから前記第１の参照信号をプリコーディングして送信することにより、実際のアンテナ数よりも少ない仮想アンテナ数で送信することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  3. 　前記第１の参照信号を仮想アンテナ数で送信する場合、当該第１の参照信号を実際のアンテナ数よりも減じたことを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
  4. 　前記第１の参照信号を仮想アンテナ数で送信する場合、当該第１の参照信号数を２アンテナまで減じたことを特徴とする請求項３記載の無線基地局装置。
  5. 　前記第１の参照信号を第１の密度で送信する送信時間単位と、前記第１の参照信号を第１の密度よりも低い第２の密度で送信する送信時間単位とを、多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  6. 　前記送信アンテナ毎に生成した前記第２の参照信号を、前記第１の参照信号と同一送信時間単位であって第１の参照信号とは異なる少なくとも１つの時間領域に周波数多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  7. 　前記第２の参照信号が周波数多重された時間領域において、さらに異なる複数の第２の参照信号を符号分割多重することを特徴とする請求項６記載の無線基地局装置。
  8. 　前記第３の参照信号は、シングルストリーム用とマルチストリーム用とで複数の共通時間領域に多重されると共に、互いに重ならないように周波数多重可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  9. 　マルチストリーム伝送の場合、ストリーム間で前記第３の参照信号を直交化させたことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  10. 　一のストリームで第３の参照信号を送信しているときは、同一時間領域の同一周波数領域で他のストリームが信号送信しないことを特徴とする請求項９記載の無線基地局装置。
  11. 　各ストリームの第３の参照信号に対して直交符号を掛け合せて符号化することを特徴とする請求項９記載の無線基地局装置。
  12. 　下りリンクで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から、下り制御情報の復調に用いられる第１の参照信号と、アンテナ毎に生成され各送信アンテナのチャネル品質の測定に用いられる第２の参照信号と、ストリーム毎に生成され各ストリームの下り送信データの復調に用いられる第３の参照信号とを分離する分離手段と、
    　前記第１の参照信号を用いて下り制御情報を復調する手段と、
    　前記第２の参照信号を用いて送信アンテナ毎のチャネル品質を測定する手段と、
    　前記第３の参照信号を用いて下り送信データを復調する手段と、
    を具備する移動局装置。
  13. 　少なくとも下り制御情報の復調に用いられる第１の参照信号と、複数の送信アンテナについてアンテナ毎に生成されチャネル品質の測定に用いられる第２の参照信号と、ストリーム毎に生成され下り送信データの復調に用いられる第３の参照信号とを生成するステップと、
    　前記第１から第３の参照信号を同一の送信時間単位に多重して前記各アンテナから送信するステップと、
    を具備したことを特徴とする無線通信方法。
     
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