JP2010068223A - 移動通信システム、基地局装置、移動局装置および移動通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局装置から基地局装置にプレコーダを通知する際の処理オーバーヘッドを削減する。
【解決手段】移動局装置は、基地局装置へ参照信号を送信し（３０１）、基地局装置はこの参照信号から上りリンクの伝搬路の算出し、各周波数ブロックにおいて最適なプレコーダを算出し（３０２）、移動局装置へダウンリンクグラントを送信する（３０３）。次に、基地局装置は、送信されたダウンリンクグラントに従って、移動局装置へプレコーダを含む下りリンクデータを送信する（３０５）。次に、移動局装置は、ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出する（３０６）。そして、このプレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングする（３０７）。プレコーディングされた上りリンク信号は、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信される（３０８）。
【選択図】図３

Description

本発明は、上りリンク信号に対して前処理を行うシステムについて、前処理の系列を送信および受信する基地局装置、移動局装置および移動通信方法に関する。

３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）は、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を基本した携帯電話システムの仕様を検討・作成を行うプロジェクトである。３ＧＰＰではＷ−ＣＤＭＡ方式が第３世代セルラー移動通信方式として標準化され、順次サービスが開始されている。また、通信速度を更に上げたＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）も標準化され、サービスが開始されている。３ＧＰＰでは、第３世代無線アクセス技術の進化（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ： 以下、「Ｅ−ＵＴＲＡ」と称する）や、Ｅ−ＵＴＲＡを拡張してさらなる高速化・低遅延化を図るＡｄｖａｎｃｅｄ Ｅ-ＵＴＲＡ(以下、「Ａ−ＥＵＴＲＡ」と称する。)についても検討されている。

Ａ−ＥＵＴＲＡでは上りリンクの通信方式として、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式や複数のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transformation Spread OFDM）を束ねて利用するＮ×ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ方式などが提案されている。また、これらの方式に適用されるＡＭＣＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）といった技術が検討されている。ここで、ＡＭＣＳとは、高速パケットデータ伝送を効率的に行うために、各移動局装置の伝播路状況に応じて、ＭＣＳ（Modulation Coding Scheme：誤り訂正の符号化率とデータ変調レベル）を切り替える方式である。例えば、データ変調については、伝播路状況が良好になるに従って、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調から、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調、６４ＱＡＭ変調など、より伝送効率の高い多値変調方式に切り替えることで、移動通信システムの最大スループットを増大させることができる。

さらに、Ａ−ＥＵＴＲＡにおいては通信路容量を増大するために、上りリンクに対してＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）を利用したＳＭ（Ｓｐａｃｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：空間多重）技術の適用が検討されている。ＭＩＭＯ−ＳＭでは空間多重系列を受信機において分離するが、ノイズなどの影響により分離を完全に行うことは困難であるため、分離精度を向上させるために送信信号に対して予め前処理（これをプレコーディングと呼ぶ）することが有効である。最適な前処理の系列は伝搬路の状況に依存し、また、周波数によって変化するため、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）のシステムにおいては受信機側で計算されるプレコーディング系列の情報を送信機側へフィードバックする必要がある。つまり、Ａ−ＥＵＴＲＡの上りリンクに対して最適なプレコーディングを実施するには、（ステップ１）移動局装置から基地局装置へ送信される上りリンク参照信号を利用して基地局装置が最適なプレコーディング系列（これを「プレコーダ」と呼ぶ。）を算出し、（ステップ２）基地局装置がこのプレコーダを移動局装置に通知し、（ステップ３）移動局装置がこのプレコーダを利用して上りリンク信号のプレコーディングを行い基地局装置に送信するといった手順での処理が行われる。また、上記で説明したように最適なプリコーダは周波数に応じて変化するため、プリコーダのフィードバックに関わるオーバーヘッドを抑えつつ特性を改善するために、適切な周波数ブロックサイズごとに一つのプリコーダを利用することも可能である。

一方、Ｅ−ＵＴＲＡにおいて、上り・下りリンクリソースの割り当て情報及び信号送信のために必要な情報の通知は、基地局装置からそれぞれの移動局装置へ送信される制御信号（それぞれアップリンクグラント、ダウンリンクグラント、双方を併せてグラントと呼ぶ）によって行われる。図８は、Ｅ−ＵＴＲＡにおけるグラント抽出の概念を示す図である。図８に示すように、グラントは基地局装置と通信する１つ以上の移動局装置に共通の下りリンク制御チャネルに多重して送信される（１１０１）。各移動局装置は下りリンク制御チャネルから、複数のグラント候補を抽出（例えば１１０２，１１０３，１１０４など）する。グラントは、畳み込み符号などによって誤り検出が可能であるとともに、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などによる誤り検出ビットが付与されている。グラントには、各移動局装置が持つ固有の識別子用いたスクランブル（排他的論理和）の演算が施されているため、グラントを復号化した後に上記とは逆のスクランブルを行い、CRCによる誤り検出を行うことにより、自分宛のグラントを取得することができる。このような手法を利用する場合に、一つの候補ごと、つまり図８の例であれば１１０２、１１０３、１１０４のすべてに対して復号処理が必要であり、移動局装置に演算処理の負荷が課されることになる。

特に、グラントが様々なビットサイズを取り得る場合には、そのビットサイズの候補毎に復号処理を行わなければならないため、上記の負荷がさらに増大してしまう。このため、グラントが取り得るビットサイズの候補をできるだけ少なくすることが望ましい。

移動局装置は上記処理により自局宛のグラントを受け取ると、それに含まれた情報に従って上りリンク信号の送信および下りリンク信号の受信に関する処理を行う。アップリンクグラントにはＭＣＳの情報、割り当てられたリソースに関する情報など、アップリンク情報を正しく受信・復調するために必要な制御情報が含まれている。ダウンリンクグラントにはＭＣＳの情報、割り当てられたリソースに関する情報、ＭＩＭＯを利用した場合においてはプレコーダの情報といった、下りリンクデータを正しく受信・復調するために必要な情報が含まれている。

上りリンク通信においてプレコーディングを採用するために、プレコーディング情報を移動局装置に通知する方法の一つとして、アップリンクグラントにプレコーディング情報を含めることが考えられる。一方、誤り率特性を最も良くできるプレコーダは周波数に依存するため、もしプレコーダを周波数（サブキャリアでもサブキャリアをいくつか集約して作成したグループも含む）ごとに変更する場合、グループの大きさや割り当てたリソースの大きさに応じてプレコーダの数は可変となる。このため、アップリンクグラトを利用して可変数のプレコーダを通知しようとすると、アップリンクグラントを検出するための復号処理数が増加してしまうという問題が発生する。復号処理の削減を目的として、考え得る最大のプレコーダ数を固定的に割り当てるとアップリンクグラントに冗長なビットが確保されることになり、これによるオーバーヘッドが問題となる。

これに対してＥ−ＵＴＲＡの下りリンクでは、基地局装置がスケジュールに必要とする情報を通知することを目的として、移動局装置は周波数ブロック毎にプレコーダを基地局装置へ定期的にフィードバックしている。これを利用して、基地局装置はフィードバックされたプレコーダを利用したことを示す情報（これを「プレコーダ確認情報」と呼ぶ。）とともに下りリンク信号を通知する方法により、周波数毎に異なるプレコーダを利用している（下記非特許文献１参照）。この技術について具体的に説明すると、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、下りリンクに対して、ＭＩＭＯの場合は基地局装置でのスケジュールのためにＣＱＩとプレコーダの定期的なフィードバックが行われている（１００１）。このフィードバックにより基地局装置と移動局装置との間では、下りリンクのデータ送信が行われる前にプレコーダの共有ができているため、ダウンリンクグラントにプレコーダ確認情報を含めることで、周波数ブロック１、２、３にそれぞれプレコーダＡ、Ｂ、Ｃを利用していることを、移動局装置に通知する（１００２）。移動局装置は、このダウンリンクグラントが対応するダウンリンクデータについて、このプレコーダを利用して復調する（１００３）。このプレコーダ確認情報は１ビットで構成できるため、ダウンリンクグラントにおけるプレコーダ情報のビット数を固定にすることが容易であり、かつ、オーバーヘッドも削減することができる。

"ＰＭＩ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ａｎｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ＰＤＣＣＨ Ｆｏｒｍａｔ"， ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４９ｂｉｓ， Ｒ１−０７３０７７

しかしながら、上述したような背景技術においては周期的なプレコーダの通知を行うことが前提とされている。しかし、上りリンクのＭＩＭＯにおいて同様の機能を実現しようとする場合、基地局装置から移動局装置へ予めプレコーダを通知することが必要になる。しかし、移動局装置にスケジューラの機能がない、すなわち、移動局装置が独自の判断で上りリンク信号を送信できない場合には定期的なプレコーダの通知することは下りリンクリソースの無駄となる。このため、上りリンクＭＩＭＯを行うときにだけプレコーダを通知することが望ましいが、基地局装置から移動局装置へ複数のプレコーダを通知することはできないという問題がある。

本発明は、移動局装置から基地局装置にプレコーダを通知する際の処理オーバーヘッドを削減することを目的とする。

本発明の一観点によれば、移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信されるデータ信号に含めて送信することを特徴とする基地局装置が提供される。複数の前処理系列情報（プレコーダ）を利用した上りリンク信号の送信について、移動局装置に割り当てる周波数リソースの数が可変となる場合においても、装置の複雑さを増すことなく基地局装置から移動局装置へプレコーダを通知することが可能となる。

移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置であって、前記前処理系列情報は、前記基地局装置から複数の移動局装置へ送信される資源を利用して送信されることを特徴とする基地局装置が提供される。ダウンリンクグラントで示された資源（リソース）を複数の移動局装置が参照することを想定し、複数の移動局装置へ向けた前処理系列情報（プレコーダ）が含まれる。移動局装置にプレコーダと同時に送信するダウンリンク信号がない場合において冗長なダウンリンクグラントが発生する無駄を削減することができる。前記資源に、複数の移動局装置へ送信される前処理系列情報が含まれることが好ましい。前記移動局装置へ送信する下りリンク資源の割り当て情報は、割り当てられる資源に前記前処理系列情報が含まれることを示す情報を含むことが好ましい。前記移動局装置へ送信する上りリンク資源の割り当て情報は、前記下りリンク資源に含められた前処理系列情報を利用した前処理を行うことを指示する情報を含むことが好ましい。

また、前記移動局装置へ送信する下りリンク信号には、割り当てられる資源に上りリンク資源の割り当て情報が含まれることを示す情報を含むようにしても良い。ダウンリンクグラントで示されたリソースのなかにアップリンクグラントが含まれて、移動局装置がアップリンクグラントは正しく検出できたが、ダウンリンクグラントは検出できなかった場合に生じる不一致を避けることができる。

前記移動局装置へ送信する下りリンク資源の割り当て情報は、割り当てられる資源に上りリンク資源の割り当て情報が含まれることを示す情報を含むことが好ましい。
また、移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置であって、前記前処理系列情報は、前記基地局装置から前記移動局装置と通信する全移動局装置へ送信される制御情報を送信するチャネルを利用して送信することを特徴とする基地局装置が提供される。基地局装置から通知されるプレコーダが下りリンク制御チャネルを利用して移動局装置に通知される点が第１、第２及び第３の実施の形態と異なる。下りリンク制御チャネルは必ずしもすべてのリソースを利用しているとは限らないため、プレコーダの通知に利用されていない下りリンク制御チャネルを利用することで、リソースの有効利用が可能となる。

前記移動局装置へ送信する上りリンク資源の割り当て情報は、前記制御情報を送信するチャネルのうち、前記前処理系列情報が含まれた場所を示す情報を含むことが好ましい。

本発明の他の観点によれば、移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置における通信方法であって、前記前処理系列情報を、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信されるデータ信号に含めて送信するステップを有することを特徴とする通信方法が提供される。

また、移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、基地局装置から受信する移動局装置であって、前記前処理系列情報を基地局装置へ送信することを特徴とする移動局装置が提供される。

また、移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、基地局装置からの通知をダウンリンクグラント、アップリンクグラント、下りリンクデータとして受信する移動局装置であって、前記ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出し、該プレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングし、プレコーディングされた上りリンク信号を、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信することを特徴とする移動局装置が提供される。

また、移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、基地局装置からの通知をダウンリンクグラント、アップリンクグラント、下りリンクデータとして受信する移動局装置における通信方法であって、前記ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出するステップと、該プレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングし、プレコーディングされた上りリンク信号を、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信するステップと、を有することを特徴とする移動局装置における通信方法が提供される。本発明は、上記の基地局装置と移動局装置とを含め通信システムであっても良い。

また、本発明は、上記に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、該プログラムを格納するコンピュータ読みとり可能な記録媒体であっても良い。プログラムはインターネットなどの伝送媒体によって取得されるものでも良い。

本発明によれば、上りリンク信号にプレコーディング適用する場合であり、かつ、周波数ごとに異なるプレコーダを適用したプレコーディングを行う場合において、移動局装置から基地局装置にプレコーダを通知する際の処理オーバーヘッドを削減することができるという利点がある。

以下、本発明の実施の形態による通信技術について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明において、本発明を移動通信システムとして具現化する場合について例示的に説明するが、本発明は、この例示に限定されるものではない。例えば、移動通信方法なども本発明の範疇に入るものである。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態による移動通信システムは、基地局装置と移動局装置とを有している。図１、図２は、それぞれ、本実施の形態による基地局装置と移動局装置との一構成例を示す機能ブロック図である。図１に示す基地局装置は、送信部１１０、スケジューリング部１２０、受信部１３０、アンテナ１４０、を備えている。送信部１１０は、変調・多重化・マッピング部１１１と無線送信部１１２を備えている。スケジューリング部１２０は、上りリンクスケジューリング部１２１と下りリンクスケジューリング部１２２と、から構成され、下りリンクスケジューリング部１２２は、ＭＣＳ制御部１２６、ダウンリンクグラント生成部１２７を含み、上りリンクスケジューリング部１２１はプレコーダ算出部１２３、ＭＣＳ制御部１２４、アップリンクグラント生成部１２５を含む。受信部１３０は無線受信部１３２、上りリンク品質計算部１３３、復調・データ分離部１３１を備えている。以下に基地局装置の構成について示す。

送信部１１０において、上位レイヤからのデータと制御情報と、上りリンクスケジューリング部１２１、下りリンクスケジューリング部１２２の情報は、変調・多重化・マッピング部１１１に入力され、送信方式に応じた信号列に変換される。一例として、入力されたデータは下りリンクスケジューリング部により指定されるMCSに応じた変調、誤り訂正ビットが付与され、プレコーダ算出部１２３によるプレコーダの情報を含めてデータ送信用のチャネルに配置される。ダウンリンクグラント生成部１２６、アップリンクグラント生成部１２５により生成されるグラントは、その他の制御情報を含めて制御チャネルに配置される。さらに、プレコーダ算出部１２３において生成された上りリンク信号に適用するプレコーダもこれらの情報はすべての移動局装置に対して送信されるデータを含めて多重化され、送信方式に則した信号へのマッピングが行われる。変調・多重化・マッピング部１１１の出力は無線送信部１１２に供給され、ベースバンド帯から搬送波周波数への変換を含め無線で送信可能な信号の系列に変換する。無線送信部１１２の出力はアンテナに１４０を経由して移動局装置へと送信される。

受信部１３０において、アンテナ１４０を経由して入力される上りリンク信号を無線受信部１３２で受信する。受信された信号は上りリンク品質計算部１３３において、上りリンク信号の周波数帯域ごとの品質を計算する。その出力は上りリンクスケジューリング部１２１に入力され、プレコーダ算出、ＭＣＳ算出やスケジューリングに利用される。無線受信部１３２の出力はさらに復調・データ分離部に入力され、スケジューリングに利用される制御情報と上位レイヤへ渡すデータに分けられる。スケジューリングに利用される制御情報とは、例えば下りリンクに適用するＭＣＳのフィードバックなどのことであり、上りリンクスケジューリング部１２１や下りリンクスケジューリング部１２２に入力され、スケジューリングに利用される。

上りリンクスケジューリング部１２１は、上りリンクのスケジュールに必要な情報を収集し、スケジュールを行うとともに、各移動局装置に対するアップリンクグラントを生成するものである。ここでは、上りリンクの品質情報からプレコーダを算出し、その場合のＭＣＳを算出し、それに伴ったアップリングラントを生成する機能を有している。算出されるプレコーダは周波数ブロックごとに異なるものを算出でき、その値はダウンリンクグラントとともに送信部１１０の変調・多重化・マッピング部に提供され、移動局装置に通知される。

下りリンクスケジューリング部１２２は下りリンクのスケジュールに必要な情報を収集し、スケジュールを行うとともに、各移動局装置に対するダウンリンクグラントを生成するものである。MCSを算出し、それに伴ったアップリングラントを生成する機能を有している。算出されるプレコーダは周波数ブロックごとに異なるものを算出でき、その値は送信部１１０の変調・多重化・マッピング部に提供される。

以下に移動局装置の構成について示す。
図２に示された移動局装置は送信部２１０、スケジューリング部２２０、受信部２３０、アンテナ２４０、を備えている。受信部２３０において、アンテナ２４０を経由して入力される基地局装置によって送信された下りリンク信号を無線受信部２３２で受信する。無線受信部２３２の出力信号は下りリンク制御情報管理部２２１の出力とともに復調・データ分離部２３１へ入力され、アップリンクグラント、ダウンリンクグラント、上りリンクデータに適用するプレコーダ、自局宛のデータ信号を抽出する。アップリンクグラント、及び、上りリンク信号に適用するプレコーダの情報はスケジューリング部２２０のうち上りリンク制御情報管理部２２２へ供給され、ダウンリンクグラントは下りリンク制御情報管理部２２１へ供給される。

スケジューリング部２２０は、グラントを元に上り・下りリンク信号を管理する機能を持つ。下りリンク制御情報管理部２２１は、基地局装置から送信されたダウンリンクグラントを管理し、そのダウンリンクグラントに記載されたスケジュールで送信される自局宛のデータを正しく受信するための管理を行う。具体的に、下りリンク制御情報管理部２２１は、ダウンリンクグラント部２２３を含み、基地局装置から送信されたアップリンクグラントを管理し、そのダウンリンクグラントに記載されたスケジュールで送信される下りリンク信号を正しく抽出するための制御信号を復調・データ分離部２３１へ提供する。上りリンク制御情報管理部２２２は、プレコーダ管理・制御部２２４、MCS管理・制御部２２５、アップリンクグラント管理部２２６を含み、復調・データ分離部２３１から提供されるアップリンクグラントとプレコーダを管理し、アップリンクグラントに記載されたMCS、プレコーダ、リソースの利用に従った上りリンク送信を行うよう、変調部２１１、プレコーディング部２１２、マッピング部２１３、へ制御情報を提供する。

送信部２１０は、変調部２１１、プレコーディング部２１２、マッピング部２１３および無線送信部２１４から構成される。上位レイヤから渡される制御情報およびデータは上りリンク制御情報管理部２２２より提供される制御情報とともに変調部２１１へ提供され、基地局装置から指定された変調方式の信号へと変換される。例えば、アップリンクグラントに変調方式がQPSK、符号化率を１／３、２系列の空間多重を行うことが指定されていれば、ＱＰＳＫ、符号化率を１／３である２つの系列の信号を生成する。変調部２１１の出力信号は上りリンク制御情報管理部２２２により提供される制御情報とともにプレコーディング部２１２に入力され、基地局装置に指定された周波数ブロックごとのプレコーディングが行われる。プレコーディング部２１２の出力信号は上りリンク制御情報管理部２２２とともにマッピング部２１３に入力され、基地局装置の指示に従ったマッピングを行う。例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡが利用されている場合は、指定された周波数帯域へと送信信号を配置する。マッピング部２１３の出力信号は無線送信部２１４へ提供され、利用される搬送派周波数に変換、必要な周波数フィルタリングなどを行ったのち、アンテナ２４０を介して基地局装置へ送信される。

図３は、本実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理の流れを示すシーケンス図と、アップリンクグラント、ダウンリンクグラント、ダウンリンクデータに含まれる情報を示した図である。ここで示されたシーケンス図の時間範囲において、移動局装置と基地局装置との間での上りリンクデータ信号の通信について、本実施の形態で示された時間範囲においては、ＭＩＭＯ・ＳＭ方式による空間多重が行われるものとする。本実施の形態は、基地局装置と１つの移動局装置との間の手続きについて説明しているが、複数の移動局装置が基地局装置と通信する場合にも同様の手段を実施することができる。

図３における、移動局装置から基地局装置へのグラントの通知及び上りリンクＭＩＭＯ・ＳＭに利用するプレコーダの通知と、これを利用した上りリンク信号の送信に関する処理について説明する。まず、移動局装置と基地局装置間とにおいて同期が確立し、上り下りともに通信が可能な状態にあるものとする。移動局装置は、基地局装置へ参照信号を送信し（３０１）、基地局装置はこの参照信号から上りリンクの伝搬路の算出し、各周波数ブロックにおいて最適なプレコーダを算出する（３０２）。ここで、最適なプレコーダとは、そのプレコーダを用いて上りリンク信号をプレコーディングすることにより最良の誤り率特性を実現できる系列のことを指している。尚、参照信号は周波数ブロックごとに分割して送信されてもよく、３０１、３０２の処理が数回繰り返されてもよい。

次に、基地局装置は、移動局装置へダウンリンクグラントを送信する（３０３）。ダウンリンクグラントは、以下に示す２つの情報を含んでおり、これは符号３０９で示されている。ひとつ目は、下りリンク信号を復調するための情報であり、位置情報（ＯＦＤＭＡであれば周波数方向の場所、符号拡散を行うのであれば直行符号の情報）やＭＣＳの情報、そして、ＨＡＲＱをサポートするシステムであれば再送系列を特定するための情報などが含まれる（３０９−１）。ふたつ目は、下りリンクデータの中にプレコーダが含まれているか否かを表す情報である（３０９−２）。この情報は存在の有無を示す１ビットで構成されてもよく、下りリンクデータとプレコーダの多重方法を示すインデックスで構成されてもよい。さらに、下りリンクデータにおいてプレコーダが存在する場合としない場合で、ダウンリンクグラントのフォーマット（ビットサイズ）が異なるものを採用し、誤り検出機能における誤りの有無でプレコーダの存在を判断してもよい。

次に、基地局装置は、移動局装置へアップリンクグラントを送信する（３０４）。アップリンクグラントは、以下に示す２つの情報を含んでおり、これは符号３１０に示されている。１つ目は、上りリンク信号を復調するために、移動局装置と基地局装置とで共通の認識をしておくべき情報であり、位置情報（ＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡであれば周波数方向の場所、符号拡散を行うのであれば直行符号の情報）やＭＣＳの情報、そして、ＨＡＲＱをサポートするシステムであれば再送系列を特定するための情報などが含まれる（３１０−１）。２つ目は、上りリンクデータに適用するプレコーダに関する情報である（３１０−２）。例えば、上りリンクのデータ送信に利用するプレコーダは、周波数サブキャリアに関わらず一つであるのならば、アップリンクグラントの中（３１０−２）に含めてよい。複数のプレコーダが適用されるのであれば、３０９−１で指定される下りリンクデータの中に含まれたプレコーダを利用することを示す情報をアップリンクグラントの中（３１０−２）に含めてよい。

次に、基地局装置は３０３で送信されたダウンリンクグラントに従って、移動局装置へプレコーダを含む下りリンクデータを送信する（３０５）。プレコーダは割り当てられたリソースにおいて、予め決められたリソースに配置されてもよく、プレコーダの数に応じてその利用リソース数を可変としてもよい。例えば、ＯＦＤＭＡにより下りリンクデータとプレコーダを多重する場合には、符号３１１に示されるように、プレコーダを配置するリソース（３１１−２）と下りリンクデータを配置するリソース（３１１−１）を時間で分けてもよく、この例では必ず３ＯＦＤＭ シンボル時間がプレコーダに利用されることになっている。さらに、このプレコーダのフォーマットは、先頭のビット数ビットを利用して記載されてもよく、符号３０３で通知されるダウンリンクグラントに記載されてもよい。プレコーダには、その周波数位置の情報と値を表す情報が記載されており、プレコーダは真値でも表のインデックスが与えられてもよい（３１２）。周波数位置の情報は、プレコーダの並び順から判断されてもよく、位置をあらわす明示的な情報が含まれていてもよい。

尚、ここで示されたダウンリンクグラント３０３とアップリンクグラント３０４、下りリンクデータ３０５は同一の時間タイミングで送信されてもよい。次に、符号３０３で通知されるダウンリンクグラント、符号３０４で通知されるアップリンクグラント、符号３０５で通知される下りリンクデータを受信した移動局装置は、ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出する（３０６）。そして、このプレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングする（３０７）。プレコーディングされた上りリンク信号は、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信される（３０８）。

尚、本実施の形態では、ダウンリンクグラントによってプレコーダと下りリンク信号が含まれたリソースが指定されているが、下りリンク信号が基地局装置のバッファに存在しないなどの理由で下りリンク信号の送信を行わない場合に、プレコーダのみを送信することができる。

上記により、複数のプレコーダを利用した上りリンク信号の送信について、移動局装置に割り当てる周波数リソースの数が可変となる場合においても、装置の複雑さを増すことなく基地局装置から移動局装置へプレコーダを通知することが可能となる。

（第２の実施の形態）
図４（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理の流れを示すシーケンス図と、アップリンクグラント、ダウンリンクグラント、ダウンリンクデータに含まれる情報を示した図である。ここで示されたシーケンス図の時間範囲において、移動局装置と基地局装置との間での上りリンクデータ信号の通信について、本実施の形態で示された時間範囲においては、ＭＩＭＯ・ＳＭ方式による空間多重が行われるものとする。本実施の形態は、基地局装置と１つの移動局装置との間の手続きについて説明しているが、複数の移動局装置が基地局装置と通信する場合にも同様の手段により実施することができ、本発明の範疇に入るものである。

本発明の実施の形態は、ダウンリンクグラントで示されたリソースを複数の移動局装置が参照することを想定し、複数の移動局装置へ向けたプレコーダが含まれる点が第１の実施の形態とは異なる。このような手段を利用することで、移動局装置にプレコーダと同時に送信するダウンリンク信号がない場合において冗長なダウンリンクグラントが発生する無駄を削減することができる。ここでは、第一の実施の形態と動作が同じである４０１、４０２については説明を省略する。

プレコーダを計算した基地局装置は、移動局装置へダウンリンクグラントを送信する（４０３）。ダウンリンクグラントは、下りリンク信号を復調するための情報であり、位置情報（ＯＦＤＭＡであれば周波数方向の場所、符号拡散を行うのであれば直行符号の情報）やＭＣＳの情報、そして、ＨＡＲＱをサポートするシステムであれば、再送系列を特定するための情報などを含んでいる。移動局装置はこのダウンリンクグラントに基づき、プレコーディング情報を取得する。

次に、基地局装置は、移動局装置へアップリンクグラントを送信する（４０４）。アップリンクグラントは、以下に示す２つの情報を含んでいる。１つ目は、上りリンク信号を復調するために、移動局装置と基地局装置で共通の認識をしておくべき情報であり、位置情報（ＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡであれば周波数方向の場所、符号拡散を行うのであれば直行符号の情報）やＭＣＳの情報、そして、ＨＡＲＱをサポートするシステムであれば再送系列を特定するための情報などが含まれる（４１０−１）。２つ目は、上りリンクデータを送信する際に適用するプレコーダを特定するための情報である（４１０−２）。例えば例えば、ＯＦＤＭにおいて上りリンクのデータ送信に利用するプレコーダが周波数に関わらず一つのみを利用するのであれば、アップリンクグラントの中（４１０−２）に含めてよい。複数のプレコーダが適用されるのであれば、４１１で指定される下りリンク信号の中に含まれたプレコーダを利用することを示す情報がアップリンクグラントの中（４１０−２）に含まれる。

次に、基地局装置は４０３で送信されたダウンリンクグラントに従って、移動局装置へプレコーダを含む下りリンク信号を送信する（４０５）。この下りリンク信号には、複数の移動局装置に対するプレコーダが含まれている。各プレコーダは４１１に示されるように時分割でユーザ多重されたり、符号多重されたりしてもよい。各移動局装置は、それぞれ一意に割り振られた識別子（ＩＤ）を利用して自局向けのプレコーダを抽出することができる。例えば例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）による誤り訂正と、ユーザＩＤによるマスキング（排他的論理和）などを利用することができる。さらに、このプレコーダのフォーマットを、先頭のビット数ビットを利用して記載することにより、ビットの配列や含まれるプレコーダの数なども規定することができる。このフォーマットの規定は、符号４０３で通知されるダウンリンクグラントによって行われても良い。プレコーダにはその周波数位置の情報と値を表す情報が記載されており、プレコーダは真値でも表のインデックスが与えられてもよい（４１２）。周波数位置の情報は、プレコーダの並び順から判断されてもよく、位置をあらわす明示的な情報が含まれていてもよい。

尚、ここで示されたダウンリンクグラント４０３とアップリンクグラント４０４、下りリンクデータ４０５は同一の時間タイミングで送信されてもよい。

次に、符号４０３で通知されるダウンリンクグラント、符号４０４で通知されるアップリンクグラント、符号４０５で通知される下りリンクデータを受信した移動局装置は、ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出する（４０６）。そして、このプレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングする（４０７）。プレコーディングされた上りリンク信号は、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信される（４０８）。

上記により、複数のプレコーダを利用した上りリンク信号の送信について、移動局装置に割り当てる周波数リソースの数が可変となる場合においても、装置の複雑さを増すことなく基地局装置から移動局装置へプレコーダを通知することが可能となる。さらに、プレコーダを通知するタイミングにおいて下りリンクデータが発生しない場合において、プレコーダのみを通知するために冗長なリソースを利用することによる無駄を省き、効率よく基地局装置から移動局装置へプレコーダを通知することが可能となる。

（第３の実施の形態）
図５は、本実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理の流れを示すシーケンス図と、アップリンクグラント、ダウンリンクグラント、ダウンリンクデータに含まれる情報を示した図である。ここで示されたシーケンス図の時間範囲において、移動局装置と基地局装置間での上りリンクデータ信号の通信について、本実施の形態で示された時間範囲においては、ＭＩＭＯ・ＳＭ方式による空間多重が行われるものとする。本実施の形態は基地局装置と１つの移動局装置との間の手続きについて説明しているが、複数の移動局装置が基地局装置と通信する場合にも同様の手段を実施することができる。

本実施の形態は、ダウンリンクグラントで示されたリソースのなかにアップリンクグラントが含まれていることが第１、および、第２の実施の形態と異なる。第１の実施の形態において、移動局装置がアップリンクグラントは正しく検出できたが、ダウンリンクグラントは検出できなかった場合に生じる不一致を避けることができる。ここでは、第１の実施の形態と動作が同じであるため、５０１、５０２の動作については説明を省略する。

プレコーダを計算した基地局装置は移動局装置へダウンリンクグラントを送信する（５０３）。ダウンリンクグラントは、下りリンク信号を復調するための情報であり、位置情報（ＯＦＤＭＡであれば周波数方向の場所、符号拡散を行うのであれば直行符号の情報）やＭＣＳの情報、そして、ＨＡＲＱをサポートするシステムであれば再送系列を特定するための情報などを含んでいる。さらに、このダウンリンクグラントには、ダウンリンクグラントにより示される下りリンク信号に制御情報が含まれることを表す情報が含まれてもよい。

次に、基地局装置は５０３で送信されたダウンリンクグラントに従って、移動局装置へ制御情報を含む下りリンク信号を送信する（５０５）。ここで、制御情報は該当移動局装置の制御を行うための情報であり、アップリンクグラントとプレコーダがこれに含まれる。５１０に示されるように１ＯＦＤＭシンボルから３ＯＦＤＭシンボルまでは制御情報（５１０−１）、それ以降は下りリンクデータ（５１０−２）というように時分割で多重することができ、符号多重されてもよい。ここで、制御情報のフォーマット先頭のビット数ビットを利用して記載することにより、情報の並び順や制御情報が利用したリソースの数なども規定することができる。

下りリンク信号５１０から抽出された制御情報は、このフォーマットの規定は、５０３で通知されるダウンリンクグラントによって行われてもよい。プレコーダにはその周波数位置の情報と値を表す情報が記載されており、プレコーダは真値でも表のインデックスが与えられてもよい（５１２）。周波数位置の情報は、プレコーダの並び順から判断されてもよく、位置をあらわす明示的な情報が含まれていてもよい。

尚、ここで示されたダウンリンクグラント５０３と下りリンクデータ５０５とは、同一の時間タイミングで送信されてもよい。

次に、符号５０５で通知されるプレコーダを利用して上りリンクデータをプレコーディングする（５０７）。プレコーディングされた上りリンク信号は、５０５で通知されたアップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信される（５０８）。

上記により、複数のプレコーダを利用した上りリンク信号の送信について、移動局装置に割り当てる周波数リソースの数が可変となる場合においても、装置の複雑さを増すことなく基地局装置から移動局装置へプレコーダを通知することが可能となる。さらに、移動局装置がアップリンクグラントは正しく検出できたが、ダウンリンクグラントは検出できなかった場合に生じる不一致を避け、これにより生じる例外的な動作の発生を避けることができる。

（第４の実施の形態）
図６（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理の流れを示すシーケンス図と、アップリンクグラント、ダウンリンクグラント、ダウンリンクデータに含まれる情報を示した図である。ここで示されたシーケンス図の時間範囲において、移動局装置と基地局装置との間での上りリンクデータ信号の通信について、本実施の形態で示された時間範囲においては、ＭＩＭＯ・ＳＭ方式による空間多重が行われるものとする。本実施の形態は、基地局装置と１つの移動局装置との間の手続きについて説明しているが、複数の移動局装置が基地局装置と通信する場合にも同様の手段を実施することができる。

本実施の形態は、基地局装置から通知されるプレコーダが下りリンク制御チャネルを利用して移動局装置に通知される点が第１、第２及び第３の実施の形態と異なる。下りリンク制御チャネルは必ずしもすべてのリソースを利用しているとは限らないため、プレコーダの通知に利用されていない下りリンク制御チャネルを利用することで、リソースの有効利用が可能となる。ここでは、第一の実施の形態と動作が同じである６０１、６０２については説明を省略する。

プレコーダを計算した基地局装置は移動局装置へ制御情報を送信する（６０３）。制御情報はこの基地局装置との通信を行う全移動局装置へのグラントなどを含んでおり、全移動局装置への報知される情報である（６１１）。これを受信した移動局装置は、自局宛のアップリンクグラント６１１−１を抽出する（６０４）。アップリンクグラントは上りリンク信号送信のためのMCSやリソースなどの情報６１０−１とともに、下りリンク制御チャネルが記載されている位置に関する情報６１０−２が含まれている。この位置情報を検出した移動局装置は、再度下りリンク制御情報６１１を確認し、自局宛のプレコーダ６１１−２を抽出する（６０５）。この例においてはプレコーダの情報はアップリンクグラントに記載されているが、プレコーダにCRCを付与し、それに対して移動局装置固有のＩＤの排他的論理和をかけることにより、誤り検出の有無でプレコーダを判断してもよい。

次に、符号６０５で抽出されるプレコーダを利用して上りリンクデータをプレコーディングする（６０６）。プレコーディングされた上りリンク信号は、６０４で抽出されたアップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信される（６０７）。

上記により、複数のプレコーダを利用した上りリンク信号の送信について、移動局装置に割り当てる周波数リソースの数が可変となる場合においても、装置の複雑さを増すことなく基地局装置から移動局装置へプレコーダを通知することが可能となる。さらに、下りリンク制御チャネルに空きが発生している場合、これを利用してプレコーダを送信できるため、リソースの利用効率を向上することができる。

以上、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

本発明は、通信装置に利用可能である。

本発明の実施の形態による基地局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態による移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による無線通信のシーケンスチャート図および信号の対応関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による無線通信のシーケンスチャート図および信号の対応関係を示す図である。 本発明の第３の実施の形態によるシーケンスチャート図および信号の対応関係を示す図である。 本発明の第４の実施の形態による無線通信のシーケンスチャート図および信号の対応関係を示す図である。 一般的な下りリンクデータ送信に複数のプレコーダを適用する場合のシーケンスチャート図である。 下りリンク制御チャネルで送信される自移動局装置宛のグラントの抽出方法を示す図である。

符号の説明

１１０…送信部、１１１…変調・多重化・マッピング部、１１２…無線送信部、１２０…スケジューリング部、１２１…上りリンクスケジューリング部、１２２…下りリンクスケジューリング部、１２４…ＭＣＳ制御部、１２７…ダウンリンクグラント生成部、１３０…受信部、１３２…無線受信部、１３３…上りリンク品質計算部、１３１…復調・データ分離部、１４０…アンテナ、２１０…送信部、２１１…変調部、２１２…プレコーディング部、２１３…マッピング部、２１４…無線送信部、２２２…上りリンク制御情報管理部、２２４…プレコーダ管理・制御部、２２５…MCS管理・制御部、２２６…アップリンクグラント管理部、２３１…復調・データ分離部、２３３…ダウンリンクグラント部、２４０…アンテナ。

Claims (15)

1. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置であって、
   前記前処理系列情報は、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信されるデータ信号に含めて送信することを特徴とする基地局装置。
2. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置であって、
   前記前処理系列情報は、前記基地局装置から複数の移動局装置へ送信される資源を利用して送信されることを特徴とする基地局装置。
3. 前記資源に、複数の移動局装置へ送信される前処理系列情報が含まれることを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記移動局装置へ送信する下りリンク資源の割り当て情報は、割り当てられる資源に前記前処理系列情報が含まれることを示す情報を含むことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の基地局装置。
5. 前記移動局装置へ送信する上りリンク資源の割り当て情報は、前記下りリンク資源に含められた前処理系列情報を利用した前処理を行うことを指示する情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
6. 前記移動局装置へ送信する下りリンク信号には、割り当てられる資源に上りリンク資源の割り当て情報が含まれることを示す情報を含むことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の基地局装置。
7. 前記移動局装置へ送信する下りリンク資源の割り当て情報は、割り当てられる資源に上りリンク資源の割り当て情報が含まれることを示す情報を含むことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の基地局装置。
8. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置であって、
   前記前処理系列情報は、前記基地局装置から前記移動局装置と通信する全移動局装置へ送信される制御情報を送信するチャネルを利用して送信する
   ことを特徴とする基地局装置。
9. 前記移動局装置へ送信する上りリンク資源の割り当て情報は、前記制御情報を送信するチャネルのうち、前記前処理系列情報が含まれた場所を示す情報を含むことを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
10. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、前記移動局装置へ通知する基地局装置における通信方法であって、
    前記前処理系列情報を、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信されるデータ信号に含めて送信するステップを有することを特徴とする通信方法。
11. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、基地局装置から受信する移動局装置であって、
    前記前処理系列情報を基地局装置へ送信することを特徴とする移動局装置。
12. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、基地局装置からの通知をダウンリンクグラント、アップリンクグラント、下りリンクデータとして受信する移動局装置であって、
    前記ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出し、該プレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングし、プレコーディングされた上りリンク信号を、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信することを特徴とする移動局装置。
13. 移動局装置から基地局装置へ送信する信号に適用する複数の前処理系列情報を、基地局装置からの通知をダウンリンクグラント、アップリンクグラント、下りリンクデータとして受信する移動局装置における通信方法であって、
    前記ダウンリンクグラントに記載された情報を利用して下りリンクデータからプレコーダを抽出するステップと、
    該プレコーダを利用して、アップリンクグラントを元に上りリンクデータをプレコーディングし、プレコーディングされた上りリンク信号を、アップリンクグラントに従ったリソースに基づいて基地局装置へ送信するステップと、を有することを特徴とする移動局装置における通信方法。
14. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の基地局装置と、請求項１１又は１２に記載の移動局装置と、を有することを特徴とする通信システム。
15. 請求項１０又は１３に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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