WO2010146924A1

WO2010146924A1 - 無線通信システム、基地局装置、移動局装置、無線通信方法および無線通信プログラム

Info

Publication number: WO2010146924A1
Application number: PCT/JP2010/056568
Authority: WO
Inventors: 政幸榎本; 陽介秋元
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2010-12-23

Abstract

　キャパシティを著しく減少させることなく、移動局装置への２以上の直交リソースの割り当てに対応できる無線通信システム、基地局装置、移動局装置、無線通信方法および無線通信プログラムを提供する。１または２以上の移動局装置２００から基地局装置１００へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信システム１０であって、制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てて、制御情報を送信する。このように２以上の直交リソースを割り当てる場合を所定の条件を満たす場合に限るため、キャパシティを著しく減少させることなく、移動局装置２００への直交リソースの割り当てが可能となる。

Description

無線通信システム、基地局装置、移動局装置、無線通信方法および無線通信プログラム

　本発明は、１または２以上の移動局装置から基地局装置へ２以上の直交リソースを利用した送信方式により制御情報を送信する無線通信システム、これに用いられる基地局装置、移動局装置、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。

　次世代セルラー移動通信の一方式として、国際的な標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband‐Code Division Multiple Access）とＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）を発展させたネットワークの仕様に関して検討が行われている。

　３ＧＰＰでは、以前からセルラー移動通信方式について検討されており、第３世代セルラー移動通信方式として、Ｗ－ＣＤＭＡ方式が標準化された。また、通信速度を更に向上したＨＳＤＰＡ（High‐Speed Downlink Packet Access）も標準化され、そのサービスが運用されている。現在、３ＧＰＰでは、第３世代無線アクセス技術の進化（Long Term Evolution：以下、「ＬＴＥ」と呼ぶ）や、さらなる通信速度の高速化へ向けたＬＴＥ　Ａｄｖａｎｃｅｄ(以下、「ＬＴＥ－Ａ」と呼ぶ)についても検討されている。

　ＬＴＥでは、下りリンク信号に対して、ＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)による最大４系列の空間多重伝送が採用されている。下りリンクＭＩＭＯでは、高効率な伝送を実現するために、移動局装置から基地局装置に対してチャネルの情報（ＣＳＩ：Channel State Information）に相当する複数の情報をフィードバックする方法が採用されている。ここで、複数の情報とは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ(Precoding Matrix Indicator)、ＲＩ(Rank Indicator) のような情報である。

　ＣＱＩとは、受信機で復調可能な変調方式と符号化率に相当する情報である。ＣＱＩには、ワイドバンドＣＱＩとサブバンドＣＱＩという２種類がある。ワイドバンドＣＱＩは、全周波数に渡って有効なＣＱＩであり、長期的に変動する受信品質を表す指標となる。サブバンドＣＱＩは、ある特定の周波数サイズごとに有効なＣＱＩであり、周波数選択フェージング環境において受信品質のよい特定の周波数帯を通知するために利用される。サブバンドＣＱＩは、ワイドバンドＣＱＩと比較して、狭い周波数領域にしか適用できず、基地局装置へ通知するために周波数リソースを多く利用する。

　ＰＭＩとは、送信機において送信信号系列に重み付け処理を行うための系列を示す情報である。ＭＩＭＯによる空間多重では、異なる情報データ系列を空間で多重し、移動局装置で分離することによりスループットの増大が期待できるが、スループット増大効果は、この信号分離精度に大きく依存する。信号分離精度を向上するために、送信信号に対して、伝搬路状況に応じた重みを乗積すること（これをプレコーディングと呼ぶ）が有効である。

　ＬＴＥでは、送信機と受信機であらかじめプレコーダのリストを保持しておき（これをコードブックと呼ぶ）、この要素のうちの一つを指し示すインデックスのみをフィードバックする方式が採用されており、このインデックスがＰＭＩに相当する。ＰＭＩにはワイドバンドＰＭＩとサブバンドＰＭＩという２種類がある。ワイドバンドＰＭＩは、全周波数に渡って有効なＰＭＩであり、サブバンドＰＭＩは、ある周波数サイズごとに有効なＰＭＩである。サブバンドＰＭＩは、ワイドバンドＰＭＩと比較して、狭い周波数領域にしか適用されず、基地局装置へ通知するためにリソースを多く利用する。サブバンドＰＭＩにより、周波数選択フェージング環境において、周波数帯ごとに適したプレコーディングを実施でき、結果として通信品質を向上できる。

　ＲＩとは、ＭＩＭＯ空間多重において、多重する送信信号の系列数を表す情報である。移動局装置では、伝搬路のアンテナごとの相関や信号対雑音電力比に応じて最適な空間多重数が変化するため、移動局装置が基地局装置に対して最適な空間多重系列数を通知する。これがＲＩであり、基地局装置は受信したＲＩに応じて下りリンク信号の空間多重数を決定する。

　ＣＳＩをフィードバックする方法の一つとして上りリンクの制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）による送信方法が規定されている。まず、ＰＵＣＣＨの構造について説明する。図８および図９は、ＬＴＥの上り制御チャネルにおける時間および周波数で分割されるリソース管理の原理を示す図であり、それぞれ横軸は時間を、縦軸は周波数を表している。

　図８に示すとおり、上りリンクリソースは、主に制御情報を送信するために利用される上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）と各移動局装置が主にデータを送信するための物理上りリンク共用チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）を持ち、それぞれはリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）と呼ばれる分割単位の集合として表現される。周波数方向におけるリソースブロック数はシステムの帯域幅に依存している。

　また、時間方向については、１リソースブロックが占める時間単位を１スロットと呼び、２つのスロットを合わせたものを１サブフレームと呼んでいる。ＰＵＣＣＨにおける割り当て単位はサブフレームであり、周波数ダイバーシチ獲得のためにスロットごとにホッピングして割り当てられる。具体的には、図８に示す番号（図中のｍで表記されたもの）が同じリソースブロックＸが割り当てられ、周波数軸における両端にサブフレームが割り当てられる。

　一方、図９は１リソースブロック（ＲＢ）Ｘ内における構成を周波数－時間軸上において示した一例を示す図である。この例においては、１リソースブロックは７個のＳＣ－ＦＤＭＡシンボル（１スロットに相当）と周波数方向に１２サブキャリアとから構成される。そして、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボル×１サブキャリアで構成される最小のリソースの単位をリソースエレメント（ＲＥ）と呼ぶ。ＣＡＺＡＣ系列（Constant Amplitude and Zero Auto‐Correlation）とは、時間領域および周波数領域において一定振幅かつ自己相関特性に優れた系列である。時間領域で一定振幅であることからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を低く抑えることが可能である。

　特に、上述のＣＳＩをＰＵＣＣＨで送信する場合には、ＣＳＩの１シンボル（たとえばＱＰＳＫであれば２ビットの情報）が系列長１２の直交系列により拡散され、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボル×１２サブキャリアで構成されるリソースエレメントに配置される。ここで、直交系列にはＣＡＺＡＣ系列を時間軸上で異なる長さのサイクリックシフトを行うことにより得られる系列が利用されている。また、復調時における伝搬路推定用途の参照信号（もしくはパイロット信号とも呼称される）も同様の配置がなされる。具体的には、送信機と受信機とで、既知の系列が系列長１２の直交符号により拡散され、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボル×１２サブキャリアで構成されるリソースエレメントに配置される。ＬＴＥでは、図９中のＳＣ－ＦＤＭＡシンボル番号１番および５番の位置に参照信号が配置されることが決められている。

　ＬＴＥにおけるＰＵＣＣＨでのＣＳＩ送信は、基地局装置からある時間において割り当てられた直交（周波数、符号）リソースに基づいて行われる。具体的に、周波数リソースにはＳＣ－ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）の適用が想定されており、分割された周波数帯域が用いられる。たとえば、図８に示す例ではｍが移動局装置へと割り当てられる。符号リソースとは、割り当てられる直交符号に相当し、上述のＣＡＺＡＣ系列に対して移動局装置へと割り当てられるサイクリックシフトのうちひとつに相当する。

　基地局装置から移動局装置へとＣＳＩの送信リソースが割り当てられるとき、ある時間において利用可能な周波数、符号リソースの情報が移動局装置へと通知される。つまり、一度の割り当て処理で、継続的にＣＳＩをフィードバックできる。ＬＴＥでは、サブフレームごとに異なる情報が送信され、たとえば、１．サブバンドＣＱＩ、２．ワイドバンドＣＱＩ／ＰＭＩ、３．ＲＩ、４．ワイドバンドＣＱＩといった情報が１サブフレームで送信される。フィードバックタイプ１．サブバンドＣＱＩでは、システム帯域で決定される分割数でシステム帯域を分割し、その帯域幅分のＣＱＩを１サブフレームで送信する。システム帯域全帯域分のサブバンドＣＱＩを送信するためには、システム帯域に応じた分割数分のサブフレームを送信する必要がある。それぞれのサブフレームでは、５～９ビットを１つのＰＵＣＣＨの容量である２０ビットに符号化し送信する。

　フィードバックタイプ２．ワイドバンドＣＱＩ／ＰＭＩでは、移動局装置がシステム帯域の全帯域で算出したワイドバンドＣＱＩとワイドバンドＰＭＩを１サブフレームで送信する。サブフレームで、６～１１ビットを２０ビットに符号化し送信する。フィードバックタイプ３．ＲＩでは１サブフレームで送信する。サブフレームで、１～２ビットを２０ビットに符号化し送信する。

　フィードバックタイプ４．ワイドバンドＣＱＩでは、システム帯域全帯域分のＣＱＩを１サブフレームで送信する。サブフレームで、４ビットを２０ビットに符号化する。このようにＬＴＥ制御情報の送信では、いずれのフィードバックタイプ、制御情報の種類に関わらず、通信路符号化により送信する情報ビット数を２０ビットへ変換する。このとき、通信路符号化前のビット数が少ないほど誤り訂正能力が高く、ビット数が多いほど誤り訂正能力が低くなるため、所要ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio：信号電力対干渉電力・雑音電力比）が増加する。

　一方、ＬＴＥ－Ａの下りリンク信号では、最大８系列のＭＩＭＯ空間多重伝送や、ＣｏＭＰ（Cooperative Multipoint）伝送が検討されており、フィードバックが必要となるＣＳＩ情報量の増加に伴い、１サブフレームにおいて送信する情報ビット数も増加する。しかし、送信ビット数が増加すると、符号化率が増加するため、ビット誤りに対する特性が低下する。これに対して、ＬＴＥ－ＡのＰＵＣＣＨ伝送に送信ダイバーシチを適用し、通信品質を向上させることが提案されている。

　たとえば、非特許文献１においてＳＣＴＤ（Space Code Transmit Diversity）などの送信ダイバーシチを用いてゲインを高めることが提案されている。ＳＣＴＤは送信アンテナごとに直交する二つの系列（符号もしくは周波数）を割り当て、受信機においてこの二つの系列でそれぞれの情報を受信し、最大比合成することにより高いゲインを獲得できる。

　また、非特許文献２において、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）という方式の適用が提案されている。ＳＴＢＣの適用により、送信側であらかじめ信号を処理して送信し、最大比合成された信号が得られる。

　一方、非特許文献３によれば、直交リソースを２個利用した送信方式として、２個の直交リソースを異なるアンテナに割り当て、異なる情報をそれぞれのアンテナで送信する方式が提案されている。この送信方式では、通信品質の向上を目的とするのではなく、要求される通信品質を満たしている際に、通信品質を満足しつつ、さらに情報ビットを送信することが可能である。

"Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　ＰＵＣＣＨ　ｉｎ　ＬＴＥ－Ａ"、　３ＧＰＰ　ＴＳＧ　ＲＡＮ　ＷＧ１　＃５４ｂｉｓ、　Ｒ１－０８３８６２ "ＵＬ　Ｔｒａｎｓｍｉｔ　Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｓｃｈｅｍｅｓ　ｉｎ　ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ"，３ＧＰＰ　ＴＳＧ　ＲＡＮ　ＷＧ１　＃５６ｂｉｓ，　Ｒ１－０９１４８９ "ＵＬ　ＡＣＫ／ＮＡＫ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ＬＴＥ－Ａ"，３ＧＰＰ　ＴＳＧ　ＲＡＮ　ＷＧ１　＃５７，　Ｒ１－０９１８７７

　ＳＣＴＤやＳＴＢＣのような送信ダイバーシチ方式をＰＵＣＣＨ伝送に適用する場合、また、異なるアンテナで異なる情報を送信する場合には、送信アンテナのチャネルを分離できる仕組みを新たに導入する必要がある。具体的には、ＳＣＴＤでは情報ビットとチャネル推定系列のそれぞれを送信アンテナごとに分離して受信できるように、周波数リソースか符合リソースを１つの移動局装置に２つ以上割り当てる必要がある。

　また、ＳＴＢＣでは、ＳＣＴＤのように情報ビットを送信アンテナごとに分離して受信する必要はないものの、チャネル推定系列は送信アンテナごとに分離して受信できる必要がある。このため周波数リソースか符合リソースを１つの移動局装置に２つ以上割り当てる必要がある。図１０は、２ＴｘアンテナにおいてＳＣＴＤを適用する場合における多重可能なＵＥの最大数６における直交リソースの割り当ての一例を示す図である。図１０に示す例では、移動局装置Ａ～移動局装置Ｆへそれぞれ２個の直交リソースが割り当てられている。したがって、送信ダイバーシチを適用することにより、ＰＵＣＣＨの容量が半分になるという問題がある。

　一方、異なるアンテナで異なる情報を送信する場合にも、送信アンテナのチャネルを分離できる仕組みを新たに導入する必要がある。具体的には、情報ビットとチャネル推定系列のそれぞれを送信アンテナごとに分離して受信できるように、周波数リソースか符号リソースを１つの移動局装置に２つ以上割り当てる必要がある。本方式もＳＣＴＤを適用する場合と同様に、図１０に示す例と同じ直交リソースの割り当てを必要とする。

　また、ＬＴＥのＰＵＣＣＨによるＣＳＩの送信では、１個の直交リソースを利用する送信方式にのみ対応しているが、ＬＴＥ－Ａでは、２個の直交リソースを利用する送信方式が適用される可能性があり、ＬＴＥから追加の直交リソースの割り当てを必要とする。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、キャパシティを著しく減少させることなく、移動局装置への２以上の直交リソースの割り当てに対応できる無線通信システム、基地局装置、移動局装置、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的とする。

　（１）上記の目的を達成するため、本発明の無線通信システムは、１または２以上の移動局装置から基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信システムであって、前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てて、前記制御情報を送信することを特徴としている。

　このように、本発明の無線通信システムは、２以上の直交リソースを割り当てる場合を所定の条件を満たす場合に限るため、キャパシティを著しく減少させることなく、移動局装置への直交リソースの割り当てが可能となる。また、周波数リソースか符合リソースを１個の移動局装置に２個以上割り当てるため、移動局装置はチャネル推定系列を送信アンテナごとに分離して受信でき、ＳＣＴＤやＳＴＢＣのような送信ダイバーシチ方式をＰＵＣＣＨ伝送に適用できる。また、異なる情報を異なるアンテナで送信する方式をＰＵＣＣＨ伝送に適用することが可能である。さらに、ＬＴＥ－Ａでは、２個の直交リソースを利用する送信方式が適用される可能性があり、そのような場合に対応できる。

　（２）また、本発明の無線通信システムは、前記制御情報の送信に前記２以上の直交リソースを用いる場合には、特定のリソースを指し示すインデックスにより、前記特定のリソース以外のリソースが一意に決定されることを特徴としている。

　これにより、特定のリソースを指し示すインデックスにより１個目の直交リソースを通知すれば、基地局装置は追加の制御信号を通知することなく、移動局装置が２個目以降の直交リソースを抽出することができ、２以上の直交リソースを利用できる。このように、２個目以降の直交リソースが利用可能か否かは、追加の信号なしに移動局装置が判断できる。たとえば、制御信号が良好な誤り率特性を必要とするものか否かで判断し、基地局装置、移動局装置間であらかじめ決められたルールによって２個目以降の直交リソースを利用できる。

　また、キャパシティを著しく減少させることなく、追加の制御情報のやり取りを必要とせず、移動局装置への直交リソースの割り当てが可能となる。また、２以上の直交リソースを割り当てるための信号を現状のシステムから大きく新たに加えることなく、１個の移動局装置について１個または、２個の直交リソースを利用できる。なお、送信ビット数により判断可能であれば、基地局装置、移動局装置間であらかじめ決められたルールで判断することで、特定のリソース以外のリソースが一意に決定されうる。

　（３）また、本発明の無線通信システムは、前記制御情報がＣＳＩである場合に、前記制御情報が前記所定の条件を満たすことを特徴としている。これにより、制御情報としてＣＳＩの送信リソースが割り当てられるため、ある時間において、周波数リソースまたは符号リソースの情報が移動局装置へと通知される。つまり、一度の割り当て処理で、継続的にＣＳＩをフィードバックできる。また、ＬＴＥでは、サブフレームごとに異なる情報を送信でき、１サブフレームで多数の情報を送信できる。

　（４）また、本発明の無線通信システムは、前記２以上の直交リソースを割り当てる場合に、前記２以上の直交リソースのうち１個の直交リソースの割り当てを特定する信号を前記基地局装置から前記移動局装置へ送信することにより、前記２以上の直交リソースの割り当てを特定することを特徴としている。これにより、基地局装置による２以上の直交リソースの割り当ての通知が効率的に行われ、移動局装置が２個目以降の直交リソースを抽出できる。

　（５）また、本発明の無線通信システムは、前記基地局装置から前記移動局装置へ、前記２以上の直交リソースの割り当てを特定する信号を送信することで、前記２以上の直交リソースの割り当てを通知することを特徴としている。これにより、移動局装置は基地局装置からの通知された直交リソース１個と、あらかじめ基地局装置と移動局装置において決められた直交リソースを利用できる。その結果、移動局装置が２個目以降の直交リソースを明示的に通知されることがなくとも、２以上の直交リソースを利用できる。

　（６）また、本発明の無線通信システムは、複数の移動局装置から基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信システムであって、割り当てられた時間の全てで利用される共有の直交リソースを前記基地局装置から特定の移動局装置に割り当て、前記割り当てられた時間の一部で利用される非共有の直交リソースを前記基地局装置から前記特定の移動局装置に割り当て、前記非共有の直交リソースが前記特定の移動局装置に割り当てられていないある時間においては、前記非共有の直交リソースを前記特定の移動局装置以外の移動局装置に割り当てることを特徴としている。これにより、移動局装置間で直交リソースを共有でき、直交リソースを効率的に活用し、キャパシティの著しい減少を防止できる。

　（７）また、本発明の無線通信システムは、前記制御情報のビット数が１サブフレーム、１送信アンテナ、１直交リソースで送信できる所定のビット数をｘとすると、ｘを超えるビット数を１サブフレーム、２送信アンテナ、２直交リソースを利用することにより送信することができる場合に前記所定の条件を満たすことを特徴としている。これにより、たとえばＬＴＥにおいて送信可能な最大ビット数を超えて送信する必要のある状況に対応することができる。

　（８）また、本発明の無線通信システムは、前記制御情報がＲＩである場合に、前記制御情報が前記所定の条件を満たすことを特徴としている。これにより、良好な誤り率特性を要求条件とする制御情報を送信する状況に対応することができる。

　これにより、１個の直交リソースのみの通知によって、移動局装置は１個または２個の直交リソースを利用して制御情報を送信できる。たとえば、移動局装置が送信する制御情報の要求品質に応じて、追加の直交リソース割り当てに要する信号の通知なしに、また、割り当てに要するオーバーヘッドなしに直交リソースを割り当てて、制御情報を送信できる。

　（９）また、本発明の基地局装置は、１または２以上の移動局装置から、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を受信する基地局装置であって、前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当て、前記割り当てに基づいて送信された前記制御情報を受信することを特徴としている。これにより、キャパシティを著しく減少させずに直交リソースの割り当てが可能となる。また、チャネル推定系列を送信アンテナごとに分離して受信できる。

　（１０）また、本発明の移動局装置は、基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する移動局装置であって、前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして割り当てられた符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを用いて、前記制御情報を送信することを特徴としている。これにより、キャパシティを著しく減少させずに直交リソースの割り当てが可能となる。また、チャネル推定系列を送信アンテナごとに分離して受信できる。

　（１１）また、本発明の無線通信方法は、１または２以上の移動局装置から基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信方法であって、前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てて、前記制御情報を送信することを特徴としている。これにより、キャパシティを著しく減少させずに直交リソースの割り当てが可能となる。また、チャネル推定系列を送信アンテナごとに分離して受信できる。

　（１２）また、本発明の無線通信プログラムは、１または２以上の移動局装置から、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を受信する基地局装置上で実行される無線通信プログラムであって、前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てる処理と、前記割り当てに基づいて送信された前記制御情報を受信する処理とを、前記基地局装置に実行させることを特徴としている。これにより、キャパシティを著しく減少させずに直交リソースの割り当てが可能となる。また、チャネル推定系列を送信アンテナごとに分離して受信できる。

　（１３）また、本発明の無線通信プログラムは、基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する移動局装置上で実行される無線通信プログラムであって、前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして割り当てられた符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを用いて、前記制御情報を送信する処理を前記移動局装置に実行させることを特徴としている。これにより、キャパシティを著しく減少させずに直交リソースの割り当てが可能となる。また、チャネル推定系列を送信アンテナごとに分離して受信できる。

　本発明では、キャパシティを著しく減少させることなく、移動局装置への２以上の直交リソースの割り当てに対応できる。

第１の実施形態における無線通信システムを示す概略図である。第１の実施形態における基地局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。第１の実施形態における移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。第１の実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。時間、周波数・直交符号で分割されたリソースの割り当てを示す概念図である。第２の実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。時間、周波数・直交符号で分割されたリソースの割り当てを示す概念図である。第３の実施形態における無線通信システムを示す概略図である。第３の実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。時間、周波数・直交符号で分割されたリソースの割り当てを示す概念図である。従来の直交リソースの割り当ての一例を示す図である。従来の直交リソースの割り当ての一例を示す図である。ＳＣＴＤを適用する場合の直交リソースの割り当ての一例を示す図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明を行う。各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

　［第１の実施形態］
　（無線通信システムの構成（第１の実施形態））
　図１は、本実施形態における無線通信システム１０を示す概略図である。無線通信システム１０は、基地局装置１００と移動局装置２００とを有している。移動局装置２００は、基地局装置１００が通信する多数の移動局装置の例示である。本実施形態では、ＣＳＩ信号に適用可能な送信方式として、直交リソース（周波数、直交符号の組み合わせ）１個を利用する場合にはＰＶＳ（Precoder Vector Switching）を適用し、直交リソース２個を利用する場合にはＳＣＴＤを適用するものとして説明する。

　ＰＶＳは、変調信号に信号処理を加えることにより、複数のアンテナにおいて１個の直交リソースを利用して適用可能な送信方式である。なお、直交リソース１個を利用して送信する送信方式は、必ずしもＰＶＳである必要はなく、他の方式であってもよい。また、直交リソース２個利用する送信方式も必ずしもＳＣＴＤである必要はなく、他の送信方式であってもよい。

　さらに、本発明の適用はＣＳＩに限定されるものでなく、たとえばＡＣＫやＮＡＣＫなど決められた周波数、時間領域においてＣＤＭＡを行う通信方式の制御情報に適用可能である。本実施形態の無線通信システム１０において、移動局装置２００は２本のアンテナを備えており、１個の直交リソースが割り当てられた場合には、複数のアンテナそれぞれに１個の直交リソースを割り当て、２個の直交リソースが割り当てられた場合には、異なるアンテナそれぞれに２個の直交リソースをそれぞれ割り当てる。また、基地局装置１００は１本以上のアンテナを備えており、移動局装置２００から１個または２個の直交リソースを利用して送信される情報を復調可能である。

　（基地局装置）
　図２は、基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、基地局装置１００は、送信部１１０、スケジューリング部１２０、受信部１３０、およびアンテナ１４０を備えている。また、送信部１１０は、直交リソース情報多重部１１１、変調部１１２、マッピング部１１３および無線送信部１１４を備えている。また、スケジューリング部１２０は、時間・周波数リソース制御部１２１および直交符号制御部１２２を備えており、受信部１３０は、無線受信部１３１、情報抽出部１３２、伝搬路補償・逆拡散部１３３、合成・復調部１３４、を備えている。アンテナ１４０は、下りリンク信号の送信および上りリンク信号の受信に必要な数だけ備えられている。

　基地局装置１００において生成された、各移動局装置２００に送信する下りリンクデータと、スケジューリング部１２０から出力されるＣＳＩ送信のための直交リソース（周波数、直交符号）の情報は、直交リソース情報多重部１１１に入力され、各移動局装置２００に送信するデータが生成される。ただし、直交リソースの情報は、送信形式を問われず、明示的に数～数十ビットを用いて送信されてもよく、他の情報から一意に決定されてもよい。また、下りリンクデータには各レイヤでの制御情報が含まれていてもよい。

　直交リソース情報多重部１１１から出力された信号は、スケジューリング部１２０の指定のもと、変調部１１２において変調され、送信される信号形態に変換される。具体的には、ビット列がＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどの信号に変調される。

　変調部１１２により変調された信号はマッピング部１１３に入力され、スケジューリング部１２０の指定に従ったリソースにマッピングする。具体的にＯＦＤＭＡであれば、移動局装置２００ごとにある時間において指定された周波数リソースにマッピングされ、全移動局装置２００に通知される情報なども適切に時間、周波数リソースへマッピングされる。

　マッピング部１１３の出力は無線送信部１１４に入力され、送信方式にあった形式に変換される。たとえばＯＦＤＭＡベースの通信方式であれば、周波数領域の信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transformation）が施されることにより、時間領域の信号が生成される。また、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）による空間多重が採用されていれば、この処理が無線送信部１１４で行われる。無線送信部１１４の出力信号はアンテナ１４０に入力され、ここから各移動局装置２００へ送信される。

　スケジューリング部１２０は、上位レイヤからの制御情報を受け取り、各移動局装置２００へのリソース割り振りや変調方式、符号化率の決定などを行っている。特に、時間・周波数リソース制御部１２１は上り、下りを含めてどの情報（制御情報、各移動局装置２００への信号）をどの時間・周波数リソースに配置するかを制御する機能であり、下りリンクデータのマッピングや上りリンクデータの制御信号の出力管理を行う。直交符号制御部１２２は、ＣＤＭＡを行う上りリンク信号において、各移動局装置２００が利用する直交符号の割り当てと管理を行うものである。ここで、スケジューリング部１２０は一つの移動局装置２００に対して同じ時間（つまりサブフレーム）において複数の直交リソース（周波数と符号の組み合わせ）を割り当てることが従来と異なる点である。

　つまり、基地局装置１００は、それと通信する移動局装置２００にある特定の時間からのオフセットと周期で表わされる時間と、その時間における一つの符号リソース、周波数リソースとを割り当てる。そして、それとともに、この時間のうちの一部に対し、さらに追加の符号および周波数リソースを割り当て、特定のサブフレームにおいて１つの移動局装置２００が２個の直交リソース（符号、周波数の組み合わせ）を利用できるように管理する。

　ただし、基地局装置１００は、移動局装置２００へ２個の直交リソースを割り当てる際に送信する直交リソースは１個とし、その１個の直交リソースから２個の直交リソースを抽出できるよう基地局装置１００と移動局装置２００間で決められた直交リソースを通知する。

　移動局装置２００から送信された信号は、アンテナ１４０で受信された後、無線受信部１３１に入力される。無線受信部１３１は、データや制御信号を受け取り、送信方式に応じたディジタル信号を生成して出力する。たとえばＯＦＤＭベースの通信方式であれば、受信信号をアナログ・ディジタル変換した後、処理時間単位でＦＦＴ処理を施した信号が出力される。

　無線受信部１３１の出力は情報抽出部１３２に入力され、情報の種類ごとに切り分けが行われる。具体的には、受信した信号を、各移動局装置２００からのデータごとの切り分けが行われ、その中でも制御情報と上位レイヤへの信号に分けられる。本実施例では、情報抽出部１３２では特に対象となるＣＳＩ信号が含まれた時間における周波数リソースが切り分けられ出力されるものとする。

　情報抽出部１３２の出力は伝搬路補償・逆拡散部１３３に入力される。伝搬路補償・逆拡散部１３３では、入力信号に含まれた参照信号から伝搬路の推定を行い、受信信号の補償を行うと同時に、スケジューリング部１２０で管理されている直交符号を用いて入力信号の逆拡散を行う。もし、参照信号も拡散されている場合は、スケジューリング部１２０から入力される拡散符号の情報を基に逆拡散を行ってから伝搬路が算出される。ここで、伝搬路補償と逆拡散を行う順序は問われない。伝搬路補償・逆拡散部１３３はそれぞれの拡散符号に対する出力を行う。

　伝搬路補償・逆拡散部１３３の出力は合成・復調部１３４に入力される。合成・復調部１３４では、スケジューリング部１２０を参照し、単一の直交リソースが割り当てられている場合には、送信されたビットを再生するための復調処理が行われる。一方、スケジューリング部において、ある時間において、２個の直交リソースが割り当てられた場合には、２個の入力系列を合成すると同時に復調処理を行う。合成とは、伝搬路の状況に応じた重み付け加算を行うことで、受信品質を高める処理である。

　ここで、伝搬路補償・逆拡散部１３３および合成・復調部１３４についても、これらによる処理順序は問われない。さらに、受信品質を高めるためにＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）を用いることで、これらの処理を同時に行うことも可能である。

　（移動局装置）
　図３は、移動局装置２００の一構成例を示す機能ブロック図である。移動局装置２００は、図３に示されるように、受信部２１０、スケジュール情報管理部２２０、送信部２３０、およびアンテナ２４０を備えている。受信部２１０は、無線受信部２１１、伝搬路補償部２１２および復号処理部２１３を備えている。さらに復号処理部２１３は、誤り訂正・検出部２１４、復調部２１５および情報抽出・分離部２１６を備えている。また、スケジュール情報管理部２２０は、上りリンクスケジューリング管理部２２４、下りリンクスケジューリング管理部２２１、直交符号管理部２２２および制御情報管理部２２３を備えている。送信部２３０は、情報多重部２３１、変調・拡散部２３２、マッピング部２３３および無線送信部２３４を備えている。アンテナ２４０は、上りリンク信号の送信および下りリンク信号の受信に必要な数だけ備えられている。

　基地局装置１００から送信される下りリンク信号をアンテナ２４０で受信すると、この信号は無線受信部２１１へ入力される。無線受信部２１１では、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換などの他に、通信方式に応じた処理が施され、出力される。たとえばＯＦＤＭＡであれば、Ａ／Ｄ変換後の時系列の信号はＦＦＴ処理され、時間・周波数領域の信号に変換されて出力される。無線受信部２１１の出力信号は伝搬路補償部２１２へ入力され、この入力信号に付与されている参照信号などを利用して伝搬路推定を行い、これを基に伝搬路補償を行って出力する。

　伝搬路補償部２１２の出力は復号処理部２１３に入力され、これをスケジュール情報管理部２２０の出力を基にして復調、必要であれば誤り訂正・検出を行われる。その後、出力の種類ごとに、スケジューリング利用される第一の出力と、上位レイヤで処理される第二の出力とに分類される。

　具体的には、自局宛の下りおよび上りリンクのスケジュール情報を含む制御情報が受信された場合、復調および誤り訂正を行った後、自局宛のスケジューリング情報を抽出して第一の出力としてスケジュール情報管理部に出力する。また、下りリンクデータが受信された場合、下りリンクスケジューリング管理部２２１で管理する情報（たとえばどの周波数、時間で自局宛のデータが送信されるか）を利用してデータを抽出した後、復調、誤り検出を行い、第二の出力として出力する。そして、誤り検出の結果の有無はスケジュール情報管理部２２０に出力され制御情報管理部２２３にて管理される。

　また、ＣＳＩのようにＣＤＭＡを用いて送信される情報の直交符号、つまり、拡散符号が送信された場合には、これもスケジュール情報管理部２２０へ出力され、直交符号管理部２２２にて管理される。ここで、誤り訂正・検出部２１４、復調部２１５および情報抽出・分離部２１６による処理についてその順序は問われない。具体的には、情報に応じてこれらの処理が前後することもあり、また、システムによってこれらの処理が前後してもよい。

　さらに、抽出されたスケジューリング情報によっては、単一のスケジューリング情報から複数の制御情報を管理しても良く、また、ＣＳＩのようにＣＤＭＡを用いるための直交符号を複数管理してもよい。

　送信部２３０は上りリンクデータやＣＳＩなどの上りリンク制御情報の送信を行う。本実施形態では、ＣＳＩの送信における直交リソースの割り当てについてその動作を説明する。制御情報管理部２２３で管理されるＣＳＩおよび下りリンクデータは、その送信タイミングにて情報多重部２３１へ供給される。情報多重部２３１では、入力された情報を同時に送信するための処理が行われる。ただし、本実施形態では基地局装置１００から送信された直交リソースを利用し、ＣＳＩのみが送信されることを想定して説明する。情報多重部２３１へ入力されたＣＳＩ信号は変調・拡散部２３２に供給される。

　変調・拡散部２３２では、スケジュール情報管理部２２０から供給される変調方式情報、拡散符号を利用して信号が変調、拡散される。ＰＵＣＣＨによりＣＳＩを送信する場合、基地局装置１００から提供され、直交符号管理部２２２で管理された拡散符号（符号系列および符号の数）に従って、送信方式（ＰＶＳまたはＳＣＴＤ）を切り換え、ＣＳＩ情報の変調、拡散を行う。

　このとき、１個の直交リソースが割り当てられた場合には、変調後、ＰＶＳを適用するための信号処理を行った後、拡散を行う。ここで、拡散とは、具体的には周波数方向に系列長１２のＣＡＺＡＣ系列を用いた拡散を意味し、具体的にはＣＡＺＡＣ系列が１個、一つの移動局装置２００に与えられることになる。一方、２個の直交リソースが割り当てられた場合には、異なるアンテナにそれぞれ直交リソースを割り当て、変調信号にそれぞれの直交リソースで拡散する。

　変調・拡散部２３２はマッピング部２３３へ出力し、マッピング部２３３は、上りリンクスケジューリング管理部２２４により管理されている基地局装置１００によって割り当てられたリソース情報に基づきマッピングする。リソース情報とは具体的に、ＯＦＤＭＡにおいては時間・周波数リソースのことを表す。マッピング部２３３による出力は、変調・拡散部における出力と同数、つまり２個となる。

　マッピング部２３３によりマッピングされた２個の系列の信号は、無線送信部２３４に入力され、送信用の信号形態に変換される。ＯＦＤＭＡの場合は、周波数領域の信号をＩＦＦＴにより変換し、ガードインターバルを付与する動作などがこれに相当する。無線送信部２３４の出力は２個の系列を持ち、それぞれが２個のアンテナ１４０に供給される。

　（無線通信システムの動作（第１の実施形態））
　続いて、移動局装置２００へＣＳＩ送信のための直交リソースが供給され、移動局装置２００がそのリソースに基づくＣＳＩ信号を送信する場合の動作を説明する。図４Ａは、無線通信システム１０の動作を示すシーケンスチャートである。基地局装置１００はまず移動局装置２００へ上りリンクＣＳＩ信号を送信するための直交リソースを割り当てる（ステップＳ１）。ステップＳ１では、ステップＳ２のＲＩ、ステップＳ４のＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＳ５におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ送信のために１個の直交リソース（１個の直交符号、１個の周波数）をそれぞれ割り当て、ステップＳ３におけるＷｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ送信のために２個の直交リソース（２個の直交符号、２個の周波数）を割り当てる。直交リソースの割り当ての詳細は後述する。

　次に、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５のそれぞれで利用する直交リソースを割り当てられた移動局装置２００は、まず、Ｓｌｏｔ４において、１個の直交リソースによるＰＶＳを適用し、ＲＩを送信する（ステップＳ２）。続いて、Ｓｌｏｔ６において、２個の直交リソースによるＳＣＴＤを適用し、ＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩを送信する（ステップＳ３）。さらに、Ｓｌｏｔ８では、１個の直交リソースによるＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＳ４）。続いて、Ｓｌｏｔ１０において、１個の直交リソースによるＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＳ５）。

　（リソースの割り当て（第１の実施形態））
　次に、上記のステップＳ１で具体的に割り当てられるリソースについて説明する。図４Ｂは、時間、周波数・直交符号で分割されたリソースの割り当てを示す概念図である。図中の横軸は周波数・直交符号の割り当てを示し、縦軸は時間の割り当てを示している。図中の直交リソースの割り当てでは、移動局装置２００から基地局装置１００へ送信するステップＳ２におけるＲＩ、ステップＳ３におけるＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩ、ステップＳ４におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＳ５におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ送信のための直交リソースを割り当てる。

　ここで、割り当てる２個の直交リソースのそれぞれは、直交符号と周波数の組み合わせであり、異なる２個の直交符号、異なる２個の周波数を割り当てる必要はなく、１個の直交符号、異なる２個の周波数としてもよく、また、異なる２個の直交符号、１個の周波数を割り当てるように、組み合わせが異なっていればよい。さらに、直交リソースインデックスは０または１である必要はなく、直交リソースが移動局装置２００へ割り当て可能であればよい。

　また、基地局装置１００は、移動局装置２００へ１個の直交リソースを割り当てる際、１個の直交リソース（直交リソースインデックス０）を通知することにより割り当てる。ここで、この直交リソースの割り当てにはどのレイヤの制御信号を使用してもよい。また、直交リソースを基地局装置１００から受け取った移動局装置２００は、一つの移動局装置２００へ割り当てられるＲＢ数（周波数帯域幅）、上りリンク信号のシンボル数、セルＩＤ、１フレーム中のスロットインデックス、１スロット中のシンボルインデックスなどを基に周波数リソース、直交符号リソースを抽出する。

　一方、基地局装置１００から移動局装置２００へ２個の直交リソース（直交リソースインデックス０、直交リソースインデックス１）を割り当てる際、１個の直交リソース（直交リソース０）のみを通知することにより、２個の直交リソースを利用可能とする。割り当てる２個の直交リソースのうち１個目は、基地局装置１００から明示的に通知された直交リソース（直交リソースインデックス０）を利用する。２個目の直交リソースは、移動局装置２００が、Ｗｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ（１３ｂｉｔ）の送信に利用するために、追加の直交リソースインデックス１を抽出する。

　たとえば、Ｗｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ（１３ｂｉｔ）のような、ＬＴＥにおいて送信可能な最大ビット数（１１ｂｉｔ）を超えて送信する必要のある状況では、移動局装置２００が基地局装置１００からの追加の直交リソースの割り当てなしに２個目の直交リソースを利用可能である。このように、ＣＳＩが所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当ててＣＳＩを送信できる。このとき、ＣＳＩのビット数が１サブフレームで送信できる所定のビット数を超えることが所定の条件となっている。具体的には、ＣＳＩのビット数が１サブフレーム、１送信アンテナ、１直交リソースで送信できる所定のビット数をｘとすると、ｘを超えるビット数ｘ＋ｎ（ｎは自然数）を１サブフレーム、２送信アンテナ、２直交リソースを利用することにより送信することができる場合に所定の条件を満たす。リソースを利用可能か否かは、追加の信号なしに移動局装置２００が判断できる。Ｗｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ（１３ｂｉｔ）であるか否かで判断する必要はなく、送信ビット数により判断可能であれば、基地局装置１００、移動局装置２００間であらかじめ決められたルールで判断することができる。

　ここで、ステップＳ３において、基地局装置１００から移動局装置２００へ明示的に通知しない２個目の直交リソースは、直交リソースインデックス１である必要はない。２個目の直交リソースは、あらかじめ基地局装置１００と移動局装置２００間で決められた直交リソースインデックスとして、１個目の直交リソース、Ｓｌｏｔ番号などから算出可能であってもよい。このように、２以上の直交リソースを割り当てる場合に、２以上の直交リソースのうち１つの直交リソースの割り当てを特定する信号を基地局装置１００から移動局装置２００へ送信する。これにより、２以上の直交リソースの割り当てを特定する。また、ＣＳＩの送信に２以上の直交リソースを用いる場合には、特定のリソースを指し示すインデックスにより、特定のリソース以外のリソースが一意に決定される。

　なお、２以上の直交リソースを割り当てる場合に、２以上の直交リソースが割り当てられたことを示す信号を基地局装置１００から移動局装置２００へ送信し、１つの直交リソースを割り当てる場合には、２以上の直交リソースが割り当てられたことを示す信号を基地局装置１００から移動局装置２００へ送信しないことで、割り当てられた直交リソースの数を通知してもよい。また、基地局装置１００から移動局装置２００へ、２以上の直交リソースの割り当てを特定する信号を送信することで、２以上の直交リソースの割り当てを明示的に通知してもよい。

　以上のように、移動局装置２００によるＣＳＩ信号送信のために基地局装置１００が移動局装置２００へ１個または２個の直交リソース割り当て、１個の直交リソースのみの通知によって、移動局装置２００は１個または２個の直交リソースを利用してＣＳＩ信号を送信できる。すなわち、移動局装置２００が送信するＣＳＩ信号のビット数に応じて、追加の直交リソース割り当てに要する信号の通知なしに、かつ、割り当てに要するオーバーヘッドなしに直交リソースを割り当てて、ＣＳＩ信号を送信できる。なお、基地局装置１００および移動局装置のそれぞれの動作は、プログラムの実行により行なわれる。

　[第２の実施形態]
　上記の実施形態では、ＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩ（１３ｂｉｔ）のようなＣＳＩの送信ビット数により、２個の直交リソースを割り当てるが、ＲＩのようなＣＳＩの送信における要求条件（誤り率特性）が高い場合に、２個の直交リソースを割り当ててもよい。図５Ａは、無線通信システム１０の動作を示すシーケンスチャートである。基地局装置１００および移動局装置２００の構成は、図２および図３に示したものと同様である。ただし、ＣＳＩ信号の直交リソース数（１個ｏｒ２個）を基地局装置と移動局装置間で共有する判断基準が、上記の実施形態とは異なる。

　（無線通信システムの動作（第２の実施形態））
　ＣＳＩ信号に適用可能な送信方式として、直交リソース１個利用する場合にはＰＶＳを適用し、直交リソース２個利用する場合にはＳＣＴＤを適用する場合について説明する。まず、基地局装置１００は移動局装置２００に上りリンクＣＳＩ信号を送信するための直交リソースの割り当てを送信する（ステップＴ１）。ステップＴ１では、ステップＴ３のＷｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ（１３ｂｉｔ）、ステップＴ４のＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ（８ｂｉｔ）、ステップＴ５におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ（８ｂｉｔ）送信のために１個の直交リソース（１個の直交符号、１個の周波数）をそれぞれ割り当て、ステップＴ２におけるＲＩ（２ｂｉｔ）送信のために２個の直交リソース（２個の直交符号、２個の周波数）を割り当てる。

　次に、ステップＴ２、Ｔ３、Ｔ４およびＴ５のそれぞれで利用する直交リソースを割り当てられた移動局装置２００は、まず、Ｓｌｏｔ４において、２個の直交リソースを利用したＳＣＴＤを適用し、ＲＩを送信する（ステップＴ２）。続いて、Ｓｌｏｔ６において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、ＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩを送信する（ステップＴ３）。さらに、Ｓｌｏｔ８では、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＴ４）。続いて、Ｓｌｏｔ１０において、１個の直交リソースによるＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＴ５）。

　（リソースの割り当て（第２の実施形態））
　次に、上記のステップＴ１で具体的に割り当てられるリソースについて説明する。図５Ｂは、時間、周波数・直交符号で分割されたリソースの割り当てを示す概念図である。図中の横軸は周波数・直交符号の割り当てを示し、縦軸は時間の割り当てを示している。図中の直交リソースの割り当てでは、移動局装置２００から基地局装置１００へ送信するステップＴ２におけるＲＩ、ステップＴ３におけるＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩ、ステップＴ４におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＴ５におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ送信するための直交リソースを割り当てる。

　このとき、割り当てる２個の直交リソースのそれぞれは、直交符号と周波数の組み合わせであり、各直交リソースの組み合わせが異なっていればよい。したがって、異なる２個の直交符号、異なる２個の周波数を割り当てる必要はなく、１個の直交符号、異なる２個の周波数としてもよいし、異なる２個の直交符号、１個の周波数を割り当ててもよい。さらに、直交リソースインデックスは０または１である必要はなく、直交リソースが移動局装置２００へ割り当て可能であればよい。

　また、基地局装置１００は、移動局装置２００へ１個の直交リソースを割り当てる際、１個の直交リソース（直交リソースインデックス０）を通知することにより割り当てる。ここで、この直交リソースの割り当てには、どのレイヤの制御信号を使用してもよい。また、直交リソースを基地局装置１００から受け取った移動局装置２００は、一つの移動局装置２００へ割り当てられるＲＢ数（周波数帯域幅）、上りリンク信号のシンボル数、セルＩＤ、１フレーム中のスロットインデックス、または１スロット中のシンボルインデックスなどを基に周波数リソース、直交符号リソースを抽出する。

　一方、基地局装置１００から移動局装置２００へ２個の直交リソース（直交リソースインデックス０、直交リソースインデックス１）を割り当てる際、１個の直交リソース（直交リソース０）のみを通知することにより、２個の直交リソースを利用可能とする。割り当てる２個の直交リソースのうち１個目は、基地局装置１００から明示的に通知された直交リソース（直交リソースインデックス０）を利用する。２個目の直交リソースは、移動局装置２００が、ＲＩ(２ｂｉｔ)の送信に利用するために、追加の直交リソースインデックス１を抽出する。ここで、ＲＩ（２ｂｉｔ）のような、良好な誤り率特性を要求条件とするＣＳＩ信号を送信する必要のある状況では、移動局装置２００が基地局装置１００からの追加の直交リソースの割り当てなしに２個目の直交リソースを利用できる。

　このとき、２個目の直交リソースを利用可能か否かは、追加の信号なしに移動局装置２００が判断できる。ＲＩであるか否か必要はなく、良好な誤り率特性を必要とする信号であるか否かで判断し、基地局装置１００、移動局装置２００間であらかじめ決められたルールによって２個目の直交リソースを利用できる。

　ここで、ステップＴ２において、基地局装置１００から移動局装置２００へ明示的に通知しない２個目の直交リソースは直交リソースインデックス１である必要はない。あらかじめ基地局装置１００と移動局装置２００間で決められた直交リソースインデックスとして、１個目の直交リソース、Ｓｌｏｔ番号などから算出可能であってもよい。

　以上のように、移動局装置２００のＣＳＩ信号送信のために基地局装置１００が移動局装置２００へ１個または２個の直交リソース割り当てを行い、１個の直交リソースのみの通知によって、移動局装置２００は１個または２個の直交リソースを利用してＣＳＩ信号を送信できる。すなわち、移動局装置２００が送信するＣＳＩ信号の要求品質に応じて、追加の直交リソース割り当てに要する信号の通知なしに、また、割り当てに要するオーバーヘッドなしに直交リソースを割り当てて、ＣＳＩ信号を送信できる。

　［第３の実施形態］
　上記の実施形態では、基地局装置１００と１つの移動局装置２００との間で通知等なしで直交リソースを割り当てているが、基地局装置１００と２以上の移動局装置２００との間で通知等なしで直交リソースを割り当ててもよい。

　（無線通信システムの構成（第３の実施形態））
　図６は、本実施形態における無線通信システム３０を示す概略図である。無線通信システム３０は、基地局装置１００と移動局装置２００、３００とを有している。基地局装置１００と移動局装置２００、３００の構成は、図２および図３に示す構成と同様である。移動局装置２００、３００は、後述の動作例に応じて区別しているに過ぎず、両者の構成は同様である。

　本実施形態と、第１および第２の実施形態との違いは、基地局装置１００から移動局装置２００または移動局装置３００への複数の移動局装置を考慮した直交リソースの割り当て方法である。ここで、基地局装置１００に属する移動局装置は２つの移動局装置である必要はなく、３つ以上の移動局装置であってもよい。

　（無線通信システムの動作（第３の実施形態））
　無線通信システム３０における、基地局装置１００と移動局装置２００との間、および基地局装置１００と移動局装置３００との間の処理および信号の流れを説明する。図７Ａは、無線通信システム３０の動作を示すシーケンスチャートである。以下では、基地局装置１００と２つの移動局装置２００、３００との間の処理について説明するが、３つ以上の移動局装置が基地局装置１００と通信する場合にも同様の手続きが可能である。

　また、本実施形態では、ＣＳＩ信号に適用可能な送信方式（送信ダイバーシチ）として、直交リソース１個を利用する場合にはＰＶＳを適用し、直交リソース２個を利用する場合にはＳＣＴＤを適用する。

　まず、基地局装置１００は、移動局装置２００へ上りリンクＣＳＩ信号を送信する（ステップＰ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）ための直交リソースを割り当てる（ステップＰ１）。同時に、基地局装置１００は移動局装置３００へ上りリンクＣＳＩ信号を送信する（ステップＰ５、Ｐ７、Ｐ９、Ｐ１０）ための直交リソースを割り当てる（ステップＰ２）。

　ステップＰ１では、ステップＰ４のＷｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ、ステップＰ６におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＰ８におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩのそれぞれの送信のために１個の直交リソース（１個の直交符号、１個の周波数）をそれぞれ割り当てる。そして、ステップＰ３におけるＲＩの送信のために２個の直交リソース（２個の直交符号、２個の周波数）を割り当てる。

　次に、ステップＰ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８のそれぞれで利用する直交リソースを割り当てられた移動局装置２００は、まず、Ｓｌｏｔ４において、２個の直交リソースを利用したＳＣＴＤを適用し、ＲＩを送信する（ステップＰ３）。続いて、移動局装置２００はＳｌｏｔ６において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、ＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩを送信する（ステップＰ４）。

　次に、移動局装置２００は、Ｓｌｏｔ８において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＰ６）。同時に、移動局装置３００はＳｌｏｔ８において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、ＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩを送信する（ステップＰ７）。次に、移動局装置２００は、Ｓｌｏｔ１０において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＰ８）。同時に移動局装置３００は、Ｓｌｏｔ１０において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＰ９）。次に、移動局装置３００は、Ｓｌｏｔ１２において、１個の直交リソースを利用したＰＶＳを適用し、Ｓｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩを送信する（ステップＰ１０）。

　（リソースの割り当て（第３の実施形態））
　図７Ｂは、時間、周波数・直交符号で分割されたリソースの割り当てを示す概念図である。図中の横軸は周波数・直交符号の割り当てを示し、縦軸は時間の割り当てを示している。図中の直交リソースの割り当てでは、移動局装置２００から基地局装置１００へ送信するステップＰ３におけるＲＩ、ステップＰ４におけるＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩ、ステップＰ６におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＰ８におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ送信のための直交リソースを割り当てる。ここで、割り当てる直交リソースインデックスは０または１である必要はなく、移動局装置２００、３００へ割り当て可能な直交リソースであればよい。

　また、図７Ｂにおける直交リソースの割り当てでは、移動局装置３００から基地局装置１００へ送信するステップＰ５におけるＲＩ、ステップＰ７におけるＷｉｄｅｂａｎｄＣＱＩ／ＰＭＩ、ステップＰ９におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＰ１０におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ送信のための直交リソースを割り当てる。ここで、ステップＰ２では、図７Ｂに示すように、ステップＰ７のＷｉｄｅｂａｎｄ　ＣＱＩ／ＰＭＩ、ステップＰ９におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩ、ステップＰ１０におけるＳｕｂｂａｎｄ　ＣＱＩのそれぞれの送信のために１個の直交リソース（１個の直交符号、１個の周波数）をそれぞれ割り当て、ステップＰ５におけるＲＩ送信のために２個の直交リソース（２個の直交符号、２個の周波数）を割り当てる。なお、割り当てる直交リソースインデックスは１または２である必要はなく、移動局装置２００、３００へ割り当て可能な直交リソースであればよい。

　また、基地局装置１００は、移動局装置２００または、移動局装置３００へ１個の直交リソースを割り当てる際、１個の直交リソース（直交リソースインデックス０または、直交リソースインデックス２）を通知することにより割り当てる。なお、この直交リソースの割り当てにはどのレイヤの制御信号を使用してもよい。また、直交リソースを基地局装置１００から受け取った移動局装置２００は、一つの移動局装置へ割り当てられるＲＢ数（周波数帯域幅）、上りリンク信号のシンボル数、セルＩＤ、１フレーム中のスロットインデックス、１スロット中のシンボルインデックスなどを基に周波数リソース、直交符号リソースを抽出する。

　基地局装置１００から移動局装置２００および、移動局装置３００へ２個の直交リソース（直交リソースインデックス０、直交リソースインデックス１、直交リソースインデックス２）を割り当てる際、１個の直交リソース（直交リソースインデックス０または、直交リソースインデックス２）のみを通知することにより、２個の直交リソースを利用可能とする。

　それぞれの移動局装置２００、３００へ割り当てる２個の直交リソースのうち１個目は、基地局装置１００から明示的に通知された直交リソース（直交リソースインデックス０または、直交リソースインデックス２）を利用する。２個目の直交リソースは、移動局装置２００または、移動局装置３００が、ＲＩ（２ｂｉｔ）の送信に利用するために、追加の直交リソースインデックス１を抽出する。

　なお、ＲＩ（２ｂｉｔ）のような、良好な誤り率特性を要求条件とするＣＳＩ信号を送信する必要のある状況において、移動局装置２００、３００が基地局装置１００からの追加の直交リソースの割り当てなしに２個目の直交リソースを利用可能である。

　このとき、２個目の直交リソースを利用可能であるかどうかは、ＲＩである必要はなく、良好な誤り率特性を必要とする信号であり、基地局装置１００、移動局装置２００、３００間であらかじめ決められたルールによって追加の信号なしに移動局装置２００、３００が判断できればよい。

　また、移動局装置２００および、移動局装置３００へ割り当てる１個または２個の直交リソースは直交リソースインデックス０～２である必要はなく、移動局装置２００、３００間で重複しなければよい。

　以上のように、２つ以上の移動局装置２００、３００がＣＳＩ信号送信のために、基地局装置１００が２つ以上の移動局装置２００、３００へ必要に応じて１個または、２個の直交リソースを割り当てる際に、基地局装置１００からの１個の直交リソースの通知によって、移動局装置２００は１個または２個の直交リソースを利用してＣＳＩ信号を送信できる。すなわち、移動局装置２００、３００が送信するＣＳＩ信号の要求品質に応じて、追加の直交リソース割り当てに要する信号の通知なしに、また、割り当てに要するオーバーヘッドなしに、１個または２個の直交リソースを利用してＣＳＩ信号を送信できる。

１０、３０　無線通信システム
１００　基地局装置
１１０　送信部
１１１　直交リソース情報多重部
１１２　変調部
１１３　マッピング部
１１４　無線送信部
１２０　スケジューリング部
１２１　時間・周波数リソース制御部
１２２　直交符号制御部
１３０　受信部
１３１　無線受信部
１３２　情報抽出部
１３３　伝搬路補償・逆拡散部
１３４　合成・復調部１４０　アンテナ
２００　移動局装置
２１０　受信部
２１１　無線受信部
２１２　伝搬路補償部
２１３　復号処理部
２１４　誤り訂正・検出部
２１５　復調部
２１６　情報抽出・分離部
２２０　スケジュール情報管理部
２２１　下りリンクスケジューリング管理部
２２２　直交符号管理部
２２３　制御情報管理部
２２４　上りリンクスケジューリング管理部
２３０　送信部
２３１　情報多重部
２３２　変調・拡散部
２３３　マッピング部
２３４　無線送信部
２４０　アンテナ
３００　移動局装置

Claims

　１または２以上の移動局装置から基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信システムであって、
　前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てて、前記制御情報を送信することを特徴とする無線通信システム。
　前記制御情報の送信に前記２以上の直交リソースを用いる場合には、特定のリソースを指し示すインデックスにより、前記特定のリソース以外のリソースが一意に決定されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
　前記制御情報がＣＳＩである場合に、前記制御情報が前記所定の条件を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線通信システム。
　前記２以上の直交リソースを割り当てる場合に、前記２以上の直交リソースのうち１個の直交リソースの割り当てを特定する信号を前記基地局装置から前記移動局装置へ送信することにより、前記２以上の直交リソースの割り当てを特定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
　前記基地局装置から前記移動局装置へ、前記２以上の直交リソースの割り当てを特定する信号を送信することで、前記２以上の直交リソースの割り当てを通知することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
　複数の移動局装置から基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信システムであって、
　割り当てられた時間の全てで利用される共有の直交リソースを前記基地局装置から特定の移動局装置に割り当て、
　前記割り当てられた時間の一部で利用される非共有の直交リソースを前記基地局装置から前記特定の移動局装置に割り当て、
　前記非共有の直交リソースが前記特定の移動局装置に割り当てられていないある時間においては、前記非共有の直交リソースを前記特定の移動局装置以外の移動局装置に割り当てることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
　前記制御情報のビット数が１サブフレーム、１送信アンテナ、１直交リソースで送信できる所定のビット数をｘとすると、ｘを超えるビット数を１サブフレーム、２送信アンテナ、２直交リソースを利用することにより送信することができる場合に前記所定の条件を満たすことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線通信システム。
　前記制御情報がＲＩである場合に、前記制御情報が前記所定の条件を満たすことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線通信システム。
　１または２以上の移動局装置から、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を受信する基地局装置であって、
　前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当て、前記割り当てに基づいて送信された前記制御情報を受信することを特徴とする基地局装置。
　基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する移動局装置であって、
　前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして割り当てられた符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを用いて、前記制御情報を送信することを特徴とする移動局装置。
　１または２以上の移動局装置から基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する無線通信方法であって、
　前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てて、前記制御情報を送信することを特徴とする無線通信方法。
　１または２以上の移動局装置から、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を受信する基地局装置上で実行される無線通信プログラムであって、
　前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして、符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを割り当てる処理と、
　前記割り当てに基づいて送信された前記制御情報を受信する処理とを、前記基地局装置に実行させることを特徴とする無線通信プログラム。
　基地局装置へ、２以上の直交リソースを利用する送信方式により制御情報を送信する移動局装置上で実行される無線通信プログラムであって、
　前記制御情報が所定の条件を満たす場合には、２以上の直交リソースとして割り当てられた符号リソースおよび周波数リソースのうち少なくとも一方に属する２以上のリソースを用いて、前記制御情報を送信する処理を前記移動局装置に実行させることを特徴とする無線通信プログラム。