JP2011142513A - 無線通信システム、送信装置、受信装置、通信方法および集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】移動端末における受信特性を向上させることによって、効率的にＭＩＭＯ伝送を行なう。
【解決手段】送信装置および受信装置が複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムに適用される送信装置であって、複数のポート間で相互に直交する直交符号系列に、前記送信装置および前記受信装置間で既知である準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に参照信号を生成するデータ信号復調用参照信号生成部３１０と、前記受信装置に対して、当該受信装置に割り当てたポート以外の参照信号を除去するか否かを切り替えるための識別情報を出力する送信制御部３１１と、前記参照信号および前記識別情報を前記受信装置に対して送信する送信部３０７、３０８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、参照信号を用いて通信を行なう技術に関し、特に、効率的にＭＩＭＯ伝送を行なうことのできる無線通信システム、送信装置、受信装置、通信方法および集積回路
に関する。

従来から、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＷｉＭＡＸのような移動無線通信システムでは、基地局および移動端末に、複数の送受信アンテナをそれぞれ備え、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）技術により、高速なデータ伝送を実現することができる。一方、基地局のアンテナから送信された信号は、マルチパスフェージング等により、位相および振幅が変動し、移動端末のアンテナに到達することになる。そのため、移動端末では、データ信号復調用参照信号（パイロット信号、Demodulation reference signal、DMRS）を用いて、位相および振幅の変動を補償する。特に、非特許文献１では、ＭＩＭＯ伝送において、データ信号復調用参照信号を配置する方法が記載されているが、空間多重数（レイヤー数、ランク数）は１の場合を記載している。

図１８は、基地局１から移動端末３に対して、空間多重数が２のＭＩＭＯ信号を送信する場合における、データ信号復調用参照信号の配置例を表す図である。図１８では、それぞれのＤＭＲＳポート毎（空間多重毎、レイヤー毎、ランク毎、ポート毎）に独立かつ直交しているデータ信号復調用参照信号を配置している。この例では、ＤＭＲＳポート＃７をレイヤー５に、ＤＭＲＳポート＃８をレイヤー７にそれぞれ割り当てられ、１つの移動端末に対してＭＩＭＯ伝送することができる。移動端末３はそれぞれのレイヤーに割り当てられたデータ信号復調用参照信号を用いて、それぞれのレイヤーにおけるデータ信号（PDSCH (Physical downlink shared channel)）を復調する。このように、同じリソースエレメント（１つのOFDMシンボルにおける１つのサブキャリアで構成される要素）を用いて、１つの移動端末３に対して、１つ以上のレイヤーを空間多重するＭＩＭＯ伝送をＳＵ（Single User）−ＭＩＭＯとも呼ぶ。

図１９は、基地局１０１から移動端末１０３Ａおよび移動端末１０３Ｂに対して、同じリソースエレメントを用いて、データ信号を送信する場合における、データ信号復調用参照信号の配置例を表す図である。図１９では、それぞれのＤＭＲＳポート毎に独立かつ直交しているデータ信号復調用参照信号を配置している。この例では、ＤＭＲＳポート＃７をレイヤー１０５に、ＤＭＲＳポート＃８をレイヤー１０７にそれぞれ割り当てられ、レイヤー１０５では移動端末１０３Ａに対して、レイヤー１０７では移動端末１０３Ｂに対して、データ信号をそれぞれ伝送することができる。移動端末１０３Ａおよび移動端末１０３Ｂは、それぞれレイヤー１０５およびレイヤー１０７に割り当てられたデータ信号復調用参照信号を用いて、それぞれのレイヤーにおけるデータ信号を復調する。このように、同じリソースエレメントを用いて、複数の移動端末１０３Ａ、１０３Ｂに対して、１つ以上のレイヤーを空間多重するＭＩＭＯ伝送をＭＵ（Multi User）−ＭＩＭＯとも呼ぶ。

さらに、非特許文献２および非特許文献３では、ＭＵ−ＭＩＭＯのうち、ＤＭＲＳポート毎に独立かつ直交しているデータ信号復調用参照信号に対して、さらにスクランブル符号などの任意の系列を重畳し、同じリソースエレメントで送信する空間多重数を増加させる方法が記載されている。

図２０は、基地局２０１から移動端末２０３Ａおよび移動端末２０３Ｂに対して、同じリソースエレメントを用いて、データ信号を送信する場合における、データ信号復調用参照信号とこれに重畳するスクランブル符号の配置例を表す図である。移動端末２０３Ａに対して、ＤＭＲＳポート＃７Ａを割り当てたレイヤー２０５およびＤＭＲＳポート＃８Ａを割り当てたレイヤー２０７の２レイヤーを用いて、ＭＩＭＯ伝送する。また、移動端末２０３Ｂに対して、ＤＭＲＳポート＃７Ｂを割り当てたレイヤー２０９およびＤＭＲＳポート＃８Ｂを割り当てたレイヤー２１１の２レイヤーを用いて、ＭＩＭＯ伝送する。このとき、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａのデータ信号復調用参照信号と、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂのデータ信号復調用参照信号は、互いに独立かつ直交しているが、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａのデータ信号復調用参照信号に重畳するスクランブル符号は、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂのデータ信号復調用参照信号に重畳するスクランブル符号と異なる。このような送信方法によって、独立かつ直交できるＤＭＲＳポート数を超えて、同じリソースエレメントで送信する空間多重数を増加させることができる。

3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 8)、3GPP TS 36.211 V8.8.0 (2009-09)、2009年9月。 Ericsson, ST-Ericsson, Nokia, Nokia Siemens Networks, "36.211 CR0141R1 (Cat B. Rel-9) Introduction of enhanced dual layer transmission," R1-095084, 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting #59, November 2009. Ericsson, ST-Ericsson, Nokia, Nokia Siemens Networks, "36.212 CR0095R1 (Cat B. Rel-9) Introduction of enhanced dual layer transmission," R1-095085, 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting #59, November 2009.

しかしながら、上記のような送信方法に対する適切な受信方法が必要となり、効率的なデータ伝送を妨げる要因となっていた。例えば、ビームフォーミングを行なうことによって、複数のＤＭＲＳポートを互いに干渉することなく直交状態に保つ場合に、正確なビームフォーミングを行なうためには、多くのフィードバック情報が必要となる。また、正確なビームフォーミングを行なえない場合や、ＭＵ−ＭＩＭＯを行なう移動端末間の距離が近い場合などでは、ＤＭＲＳポート間で干渉が生じ、復調が困難となる問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動端末における受信特性を向上させることで、効率的にＭＩＭＯ伝送を行なうことのできる無線通信システム、送信装置、受信装置、通信方法および集積回路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に、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線通信システムは、送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムであって、前記送信装置は、前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成する参照信号生成部を備え、前記受信装置は、前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する参照信号除去部と、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出する伝送路状況推定値算出部と、を備えることを特徴とする。

このように、受信装置は、送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去し、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するので、受信性能を向上させることが可能となる。

（２）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記受信装置は、前記参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御する切替部を更に備えることを特徴とする。

このように、参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するので、自装置では必要としない参照信号を除去することによって、受信性能を向上させることが可能となる。

（３）また、本発明の無線通信システムは、複数の受信装置を備え、前記送信装置は、ポート毎に生成した参照信号を、それぞれ異なる受信装置に割り当てることを特徴とする。

このように、送信装置は、ポート毎に生成した参照信号を、それぞれ異なる受信装置に割り当てるので、効率的にＭＩＭＯ伝送を行なうことが可能となる。

（４）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記送信装置は、前記切替部の切り替えを制御するための識別情報を前記受信装置に対して送信し、前記切替部は、前記識別情報に基づいて、前記切り替えを行なうことを特徴とする。

このように、送信装置は、切替部の切り替えを制御するための識別情報を受信装置に対して送信し、切替部は、識別情報に基づいて、切り替えを行なうので、識別情報に基づいて、参照信号を除去するかどうかを判断することができる。その結果、各受信装置において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

（５）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記識別情報は、ポート毎に生成した前記参照信号が、異なる複数の受信装置に割り当てられていることを示す情報であることを特徴とする。

このように、識別情報は、ポート毎に生成した参照信号が、異なる複数の受信装置に割り当てられていることを示す情報であるので、各受信装置において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

（６）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記識別情報は、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号が送信されていることを示す情報であることを特徴とする。

このように、識別情報は、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号が送信されていることを示す情報であるので、各受信装置は、識別情報に基づいて、参照信号を除去するかどうかを判断することができる。その結果、各受信装置において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

（７）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記識別情報は、前記参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する旨を指示する情報であることを特徴とする。

このように、識別情報は、前記参照信号除去部が当該受信装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する旨を指示する情報であるので、各受信装置は、識別情報に基づいて、参照信号を除去するかどうかを判断することができる。その結果、各受信装置において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

（８）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記受信装置は、前記送信装置から受信した参照信号を逆拡散処理し、相関特性を出力する逆拡散部と、前記参照信号毎の相関特性を比較する相関特性比較部と、を更に備え、前記切替部は、前記相関特性の比較結果に基づいて、前記切り替えを行なうことを特徴とする。

このように、切替部は、相関特性の比較結果に基づいて、切り替えを行なうので、各受信装置は、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。また、自装置に不要な参照信号を除去すべきか否かを判断するための識別情報を送受信する必要がないため、リソースの有効活用が図られると共に、スループットの低下を回避することが可能となる。

（９）また、本発明の送信装置は、送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムに適用される送信装置であって、前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成する参照信号生成部と、前記受信装置に対して、自装置に割り当てたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するための識別情報を出力する送信制御部と、前記参照信号および前記識別情報を前記受信装置に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

このように、参照信号および識別情報を受信装置に対して送信するので、受信装置は、送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去し、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するので、受信性能を向上させることが可能となる。また、識別情報に基づいて、参照信号を除去するかどうかを判断することができる。その結果、各受信装置において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

（１０）また、本発明の受信装置は、送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムに適用される受信装置であって、前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する参照信号除去部と、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出する伝送路状況推定値算出部と、を備えることを特徴とする。

このように、受信装置は、送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去し、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するので、受信性能を向上させることが可能となる。

（１１）また、本発明の受信装置は、前記参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御する切替部を更に備えることを特徴とする。

このように、参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するので、自装置では必要としない参照信号を除去することによって、受信性能を向上させることが可能となる。

（１２）また、本発明の通信方法は、送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう通信方法であって、前記送信装置において、前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成するステップと、前記受信装置において、前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するステップと、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。

このように、受信装置は、送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去し、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するので、受信性能を向上させることが可能となる。

（１３）また、本発明の通信方法は、前記受信装置において、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するステップを更に含むことを特徴とする。

このように、参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するので、自装置では必要としない参照信号を除去することによって、受信性能を向上させることが可能となる。

（１４）また、本発明の集積回路は、送信装置に実装されることにより、前記送信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、受信装置との間で複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう機能と、前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成する機能と、前記受信装置に対して、自装置に割り当てたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するための識別情報を出力する機能と、前記参照信号および前記識別情報を前記受信装置に対して送信する機能と、を含む一連の機能を、前記送信装置に発揮させることを特徴とする。

このように、参照信号および識別情報を受信装置に対して送信するので、受信装置は、送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去し、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するので、受信性能を向上させることが可能となる。また、識別情報に基づいて、参照信号を除去するかどうかを判断することができる。その結果、各受信装置において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

（１５）また、本発明の集積回路は、受信装置に実装されることにより、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、送信装置との間で複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう機能と、前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する機能と、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出する機能と、を含む一連の機能を、前記受信装置に発揮させることを特徴とする。

このように、受信装置は、送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去し、自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するので、受信性能を向上させることが可能となる。

本発明によれば、受信装置としての移動端末は、他の移動端末に割り当てられているデータ復調用参照信号を除去するかどうかを判断するため、それぞれの移動端末において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。

本発明の基地局３００の構成を示す概略ブロック図である。 本発明のデータ信号復調用参照信号生成部３１０の構成を示す概略ブロック図である。 本発明のリソースエレメントマッピング部３０６がマッピングするデータ信号復調用参照信号、基地局固有参照信号、データ信号または制御情報信号の一例を示す図である。 本発明に係る図３で説明したデータ信号復調用参照信号を抜き出した一例である。 本発明において、生成するデータ信号復調用参照信号の直交符号およびスクランブル符号の一例を示す表である。 本発明の第１の実施形態に係る移動端末４００の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る伝送路推定部４０９の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る伝送路推定部４０９での処理に関するフローチャートである。 本発明において、割り当てられたＤＭＲＳポートを識別するための制御情報を示す表である。 本発明において、ＤＭＲＳポート＃７Ａ、＃８Ａ、＃７Ｂ、＃８Ｂのうち、１つまたは２つのＤＭＲＳポートを割り当てる場合を示す表である。 本発明に係る基地局３００と２つの移動端末４００Ａ、４００Ｂがそれぞれ２つＤＭＲＳポートを用いてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送している例を示す図である。 本発明において、基地局３００が移動端末４００に対して、ビーム６０１により、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａを用いて、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送を行なっている場合を示す図である。 本発明において、基地局３００が３つの移動端末４００Ａ−１、４００Ａ−２、４００Ｂに対してＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行なっている場合を示す図である。 本発明において、ＯＦＤＭ信号生成部３０７までをＭＵ−ＭＩＭＯを行なう移動端末４００毎の処理とした場合の基地局８００の構成を示すブロック図である。 本発明に係る基地局９００の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る伝送路推定部１０００の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る伝送路推定部１０００での処理に関するフローチャートである。 基地局１から移動端末３に対して、空間多重数が２のＭＩＭＯ信号を送信する場合における、データ信号復調用参照信号の配置例を表す図である。 基地局１０１から移動端末１０３Ａおよび移動端末１０３Ｂに対して、同じリソースエレメントを用いて、データ信号を送信する場合における、データ信号復調用参照信号の配置例を表す図である。 基地局２０１から移動端末２０３Ａおよび移動端末２０３Ｂに対して、同じリソースエレメントを用いて、データ信号を送信する場合における、データ信号復調用参照信号とこれに重畳するスクランブル符号の配置例を表す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態における通信システムは、基地局（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、第１の通信装置、サービング基地局、eNodeB）および移動端末（受信点、受信端末、受信装置、第２の通信装置、UE(User Equipment)）を備える。

図１は、本発明の基地局３００の構成を示す概略ブロック図である。図１において、基地局３００は、移動端末毎送信処理部３２０−１〜３２０−Ｎ、リソースエレメントマッピング部３０６、ＯＦＤＭ信号生成部３０７、送信アンテナ３０８、データ信号復調用参照信号生成部３１０、基地局固有参照信号生成部３０９、送信制御部３１１を備えている。移動端末毎送信処理部３２０−１〜３２０−Ｎ（以下、移動端末毎送信処理部３２０−１〜３２０−Ｎを合わせて移動端末毎送信処理部３２０と表す）は、符号部３０１、スクランブル部３０２、変調部３０３、レイヤーマッピング部３０４、プレコーディング部３０５を、移動端末毎にそれぞれ備えている。なお、基地局３００は、送信装置を構成する。

移動端末毎送信処理部３２０−１〜３２０−Ｎには、図示しない送信装置の上位層（上位レイヤー）の処理装置から出力された送信する１以上のコードワード（送信データ信号、情報データ信号）が入力される。

送信制御部３１１には、図示しない送信装置の上位層（上位レイヤー）の処理装置から出力された制御情報が入力され、後述する符号部３０１、スクランブル部３０２、変調部３０３、レイヤーマッピング部３０４、プレコーディング部３０５、リソースエレメントマッピング部３０６を、移動端末毎に制御する。さらに、リソースエレメントマッピング部３０６に対して、基地局３００から移動端末に送信する制御情報信号（PDCCH (Physical Downlink Control CHannel)）を出力する。

なお、この制御情報信号には、移動端末が受信処理を行なうために必要な情報を含めることができ、例えば、リソースエレメントマッピング情報やレイヤーマッピング情報などのスケジューリング情報や、変調方式、符号化率、プレコーディング情報などを含めることができる。さらに、制御情報信号には、その移動端末が他の移動端末と空間多重伝送されているかの情報（マルチユーザID）を通知する。なお、その移動端末がＭＵ−ＭＩＭＯを行なっていることを通知してもよい。また、マルチユーザＩＤとして、その移動端末が用いるスクランブルＩＤ（後述）とは別のスクランブルＩＤを他の移動端末が用いてＭＵ−ＭＩＭＯを行なっているかを通知する情報でもよい。

符号部３０１には、入力されたそれぞれのコードワードに対して、ターボ符号、畳込み符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などの誤り訂正符号により符号化を行ない、スクランブル部３０２に出力する。ここで、コードワードはＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）などの再送制御を行なう処理単位、誤り訂正符号化を行なう処理単位、あるいはそれらの単位を複数まとめたものなどを用いてもよい。スクランブル部３０２は、基地局毎に異なるスクランブル符号を生成し、符号部３０１が符号化した信号に対して、生成したスクランブル符号を用いてスクランブル処理を行なう。変調部３０３は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの変調方式を用いて、スクランブル処理を行なった信号に変調処理を行ない、レイヤーマッピング部３０４に出力する。

データ信号復調用参照信号生成部３１０は、移動端末でデータ信号を復調するための参照信号として、各レイヤー（ランク、空間多重、DMRSポート）間で直交するデータ信号復調用参照信号（DMRS (Demodulation Reference Signal)、ＤＲＳ (Dedicated Reference Signal)、Precoded RS、ユーザ固有参照信号、UE-specific RS）を生成し、レイヤーマッピング部３０４に出力する。

図２は、本発明のデータ信号復調用参照信号生成部３１０の構成を示す概略ブロック図である。図２において、データ信号復調用参照信号生成部３１０は、直交符号生成部３１０１、乗算部３１０３、スクランブル符号生成部（準直交符号生成部）３１０５を備える。データ信号復調用参照信号生成部３１０には、送信制御部から移動端末毎にデータ信号復調用参照信号を生成するための制御情報が入力され、それぞれ直交符号生成部３１０１およびスクランブル符号生成部３１０５に入力される。

直交符号生成部３１０１では、基地局３００および移動端末が共に既知であり、ＤＭＲＳポート間で互いに直交している符号系列を生成する。このとき、直交符号として、例えば、Ｍ（Maximum-length）系列、Ｇｏｌｄ符号、直交Ｇｏｌｄ符号、Ｗａｌｓｈ符号、ＯＶＳＦ（Orthogonal Variable Spreading Factor）符号、Ｈａｄａｍａｒｄ符号、Ｂａｒｋｅｒ符号などの符号系列や、さらにそれらの符号系列を巡回的にシフトした系列や巡回的に拡張した系列を用いてもよい。また、計算機などを用いて自己相関特性や相互相関特性に優れた系列を探索したものを用いてもよい。また、完全に直交していなくてもよく、準直交している符号系列を用いてもよい。また、レイヤー間で直交させる方法として、データ信号復調用参照信号をマッピングするリソースエレメントをＤＭＲＳポート間で互いにヌル（ゼロ）とする方法（例えば、時間分割多重や周波数分割多重など）などを用いることもできる。

スクランブル符号生成部３１０５では、基地局３００および移動端末が共に既知である、任意の信号（系列）を生成する。例えば、基地局３００に固有の番号（セルID (Identification)）や用いるスクランブル系列を制御するパラメータ（例えば、後述するスクランブルIDなど）などに基づいた乱数、疑似雑音系列、準直交系列（符号）を用いることができる。また、その移動端末に固有の番号（RNTI; Radio Network Temporary Identifier）などのパラメータに基づいて生成してもよい。乗算部３１０３では、直交符号生成部３１０１が生成した直交符号に対して、スクランブル符号生成部３１０５が生成したスクランブル符号を重畳し、レイヤーマッピング部３０４に出力する。

図１に戻り、レイヤーマッピング部３０４は、データ信号復調用参照信号生成部３１０から入力されたデータ信号復調用参照信号を、ＭＩＭＯなどの空間多重を行なうレイヤーのそれぞれにマッピングする。さらに、データ信号復調用参照信号を除いたリソースエレメントに、それぞれの変調部３０３が出力した信号を、レイヤー毎にマッピングする。ここで、ＭＵ−ＭＩＭＯとして、同じリソースエレメントを用いて、複数の移動端末が空間多重する場合は、それぞれの移動端末の少なくとも１つのレイヤーを互いに異なるＤＭＲＳポート（レイヤー）にマッピングする。

プレコーディング部３０５は、レイヤーマッピング部３０４が出力した信号を、プレコーディング処理を行なうと共に、アンテナポート（送信アンテナ、論理ポート）数の並列信号に変換する。ここで、プレコーディング処理は、予め決められたプレコーディング行列による処理、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）、送信ダイバーシチ（SFBC(Spatial Frequency Block Code)、STBC(Spatial Time Block Code)、TSTD(Time Switched Transmission Diversity)、FSTD (Frequency Switched Transmission Diversity)など）を用いることができるがこれに限るものではない。

基地局固有参照信号生成部３０９は、基地局３００と移動端末との間（具体的には、送信アンテナ３０８と受信アンテナ（図６、後述）との間）の伝送路状況を測定するために、基地局３００および移動端末で互いに既知の基地局固有参照信号（伝送路状況測定用参照信号、セル固有参照信号、CRS(Common RS)、Cell-specific RS、Non-precoded RS）を生成し、リソースエレメントマッピング部３０６に出力する。このとき、基地局固有参照信号は、任意の信号（系列）を用いることができる。例えば、基地局３００に固有の番号（セルID）などの予め割り当てられているパラメータに基づいた乱数や疑似雑音系列を用いることができる。また、アンテナポート間で直交させる方法として、基地局固有参照信号をマッピングするリソースエレメントをアンテナポート間で互いにヌル（ゼロ）とする方法、疑似雑音系列を用いた符号分割多重する方法などを用いることができる。

リソースエレメントマッピング部３０６は、移動端末毎（移動端末毎送信処理部３２０毎）のプレコーディング部３０５が出力したデータ信号、基地局固有参照信号生成部３０９が出力した基地局固有参照信号、送信制御部３１１が出力した制御情報信号を、それぞれのアンテナポートのリソースエレメントにマッピングを行なう。

図３は、本発明のリソースエレメントマッピング部３０６がマッピングするデータ信号復調用参照信号、基地局固有参照信号、データ信号または制御情報信号の一例を示す図である。図３はアンテナポート数が４、最大レイヤー数（最大DMRSポート数）が４のときに、それぞれの信号をマッピングした場合を示している。また、周波数方向に１２のサブキャリアと、時間方向に１４のＯＦＤＭシンボルで構成されるリソースを表している。１つのＯＦＤＭシンボルのうち、それぞれのサブキャリアをリソースエレメントとも呼ぶ。それぞれのサブフレームのうち、時間方向に前後の７つのＯＦＤＭシンボルをそれぞれスロットとも呼ぶ。また、１つのスロット長と１つのリソースブロック幅で構成されるリソースをリソースブロックとも呼ぶこともでき、１つのサブフレーム長と１つのリソースブロック幅で構成されるリソースをリソースブロックとも呼んでもよい。以下では、１つのサブフレーム長と１つのリソースブロック幅で構成されるリソースをリソースブロックと呼ぶ。

図中の塗りつぶしまたはハッチングをしたリソースエレメントのうち、データ信号復調用参照信号をＤｍ、アンテナポート＃０〜＃３の基地局固有参照信号をそれぞれＣ０〜Ｃ３と表わしている。また、アンテナポートにマッピングしたＣ０〜Ｃ３の参照信号のリソースエレメントでは、それ以外のアンテナポートにおけるリソースエレメントに何も信号を割り当てず、ゼロ（ヌル）とすることでアンテナポート間を直交させている。なお、アンテナポート間を直交させる他の方法として、疑似雑音系列を用いた符号分割多重を適用することもできる。データ信号復調用参照信号の多重方法は後述する。

なお、スロット毎のＯＦＤＭシンボル数を変えることもできる。例えば、長いガードインターバル長を付加する場合は１つのスロットのＯＦＤＭシンボル数を６とすることができる。さらに、図中の参照信号をマッピングしたリソースエレメント以外のリソースエレメントに、データ信号または制御情報信号をマッピングする。なお、データ信号と制御情報信号のレイヤー数を異ならせることができ、例えば、データ信号のレイヤー数を４、制御情報信号のレイヤー数を１とすることができる。

ここで、リソースブロック幅は、通信システムが用いる周波数帯域幅（システム帯域幅）に応じて、その数を変えることができる。例えば、６〜１１０個のリソースブロック幅を用いることができ、さらに、周波数アグリゲーションにより、全システム帯域幅を１１０個以上にすることも可能である。通常コンポーネントキャリアは１００個のリソースブロック幅で構成し、コンポーネントキャリア間にガードバンドをはさんで、５個のコンポーネントキャリアで、全システム帯域幅を５００個のリソースブロック幅にすることができる。これを、帯域幅で表現すると、例えば、コンポーネントキャリアは２０ＭＨｚで構成し、コンポーネントキャリア間にガードバンドをはさんで、５個のコンポーネントキャリアで、全システム帯域幅を１００ＭＨｚにすることができる。なお、コンポーネントキャリア間にさらにサブキャリアを配置することもできる。

図１に戻り、ＯＦＤＭ信号生成部３０７は、リソースエレメントマッピング部３０６が出力した周波数領域の信号を、逆高速フーリエ変換（IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)）などにより周波数時間変換処理を行ない、時間領域の信号に変換する。さらに、それぞれのＯＦＤＭシンボルの一部を巡回的に拡張することでガードインターバル（サイクリックプレフィックス）を付加する。送信アンテナ３０８は、ＯＦＤＭ信号生成部３０７が出力した信号を、ベースバンドから無線周波数への変換処理などをした後、送信する。ここで、データ信号復調用参照信号の多重方法について説明する。

図４は、本発明に係る図３で説明したデータ信号復調用参照信号を抜き出した一例である。このとき、１２のリソースエレメントにマッピングしたデータ信号復調用参照信号を、それぞれＤ０１〜Ｄ１２とする。さらに、図４で示すように、直交符号生成部３１０１が出力する直交符号の割当単位を、それぞれＤ０１およびＤ０２、Ｄ０３およびＤ０４、Ｄ０５およびＤ０６、Ｄ０７およびＤ０８、Ｄ０９およびＤ１０、Ｄ１１およびＤ１２の２つのリソースエレメント毎とする。また、スクランブル符号生成部３１０５が出力するスクランブル符号の割当単位をリソースブロック毎とする。

図５は、本発明において、生成するデータ信号復調用参照信号の直交符号およびスクランブル符号の一例を示す表である。この例では、直交符号として、符号長が２のＷａｌｓｈ符号を用いる。また、スクランブル符号として、符号長が１２の系列を用い、例えば以下の式で生成する。

ただし、ｒ（ｍ）はｍ番目のリソースエレメントで用いるスクランブル符号を示している。Ｎ_ＲＢ ^{ｍａｘ，ＤＬ}は移動端末毎に割り当てたリソースブロック数を示しており、この例では、Ｎ_ＲＢ ^{ｍａｘ，ＤＬ}＝１である。ｃ（ｉ）は疑似雑音系列を表わしており、例えば、以下の式で得られる値Ｃｉｎｉｔを初期値とした符号長が３１のＧｏｌｄ符号の一部を用いる。

ただし、ｎ_ｓはスロット番号、Ｎ_ＩＤ ^ｃｅｌｌはセルＩＤ、ｎ_ＳＣＩＤはスクランブルＩＤを表わしている。なお、スクランブルＩＤは制御情報信号に含めることができる。

図５で示す例では、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃７Ｂの直交符号を（＋１、＋１）、ＤＭＲＳポート＃８Ａおよび＃８Ｂの直交符号を（＋１、−１）とする。また、スクランブル符号に関しては、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８ＡではスクランブルＩＤを０とした時の疑似雑音系列、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８ＢではスクランブルＩＤを１とした時の疑似雑音系列をそれぞれ用いる。このとき、１つの移動端末に割り当てるＤＭＲＳポートは、同じスクランブルＩＤで生成したスクランブル符号を用いるＤＭＲＳポート内から少なくとも１つを選択することが好ましい。また、異なるスクランブルＩＤで生成したスクランブル符号を用いるＤＭＲＳポートは、異なる移動端末に対して割り当てることが好ましい。以上のようなデータ信号復調用参照信号を用い、図４で説明したようにマッピングすることにより、最大レイヤー数を４とするＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を実現することができる。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る移動端末４００の構成を示す概略ブロック図である。図６において、移動端末４００は、受信アンテナ４０１、ＯＦＤＭ信号復調部４０２、リソースエレメントデマッピング部４０３、フィルタ部４０４、レイヤーデマッピング部４０５、復調部４０６、デスクランブル部４０７、復号部４０８、伝送路推定部４０９、受信制御部４１０を備えている。移動端末４００は少なくとも１つの受信アンテナ数の受信アンテナ４０１を備えており、受信アンテナ４０１は、基地局３００が送信し、伝送路（伝搬路、チャネル）を通った信号を受信し、無線周波数からベースバンド信号への変換処理などを行なう。なお、移動端末４００は、受信装置を構成する。ＯＦＤＭ信号復調部４０２は、付加したガードインターバルを除去し、高速フーリエ変換（FFT (Fast Fourier Transform)）などにより時間周波数変換処理を行ない、周波数領域の信号に変換する。このとき、第ｋ番目のサブキャリアにおける受信信号は以下のように表わされる。

ただし、Ｎ_ＴＬは送信レイヤー数、Ｎ_Ｒは受信アンテナ数、Ｒ（ｋ）は各受信アンテナに対応する受信信号、Ｓ（ｋ）は各送信レイヤーに対応する送信信号（情報データ信号または制御情報信号）、Ｎ（ｋ）は各受信アンテナに対応する雑音、Ｈ_Ｄｍ（ｋ）は各受信アンテナおよび各送信レイヤーに対応する周波数応答、Ｔは転置行列を表わしている。Ｈ_Ｄｍ（ｋ）の各要素Ｈ_{Ｄｍ；ｚ，ｙ}（ｋ）は、送信レイヤーｚ（z=0, … , N_TL-1）に対する受信アンテナポートｙ（y=0, … , N_R-1）の周波数応答を表わしている。なお、Ｈ_Ｄｍ（ｋ）はデータ信号復調用参照信号から推定されることが好ましい。

リソースエレメントデマッピング部４０３は、基地局３００でマッピングした信号をデマッピング（分離）する。制御情報信号および基地局固有参照信号は受信制御部４１０に、データ信号はフィルタ部４０４に、データ信号復調用参照信号は伝送路推定部４０９にそれぞれ出力される。

受信制御部４１０では、入力された制御情報信号および基地局固有参照信号を用いて、制御情報信号の中から自身の移動端末４００に対する制御情報を識別し、復調する。ここで、自身の移動端末４００に対する制御情報を識別する方法として、様々な方法を用いることができるが、例えば、その移動端末４００に対する制御情報に対してその移動端末４００を識別する情報（例えば、RNTIをCRC (Cyclic Redundancy Check)として用いることができる）を基地局３００側で付加しておき、可能性のある全ての制御情報を復調することで、自身の移動端末４００に対する制御情報を識別することができる。次に、識別できた制御情報に基づいて、伝送路推定部４０９、フィルタ部４０４、レイヤーデマッピング部４０５、復調部４０６、デスクランブル部４０７、復号部４０８に対して、それぞれ受信処理するための制御を行なう。特に、制御情報に含まれるマルチユーザＩＤは、伝送路推定部に出力する。

伝送路推定部４０９では、入力されたデータ信号復調用参照信号に基づいて、各受信アンテナ４０１の各ＤＭＲＳポートに対する、それぞれのリソースエレメントにおける振幅と位相の変動（周波数応答、伝達関数）を推定（伝送路推定）し、伝送路推定値を求める。詳細は後述する。なお、データ信号復調用参照信号がマッピングされていないリソースエレメントは、データ信号復調用参照信号がマッピングされたリソースエレメントに基づいて、周波数方向および時間方向に補間し、伝送路推定を行なう。その補間方法としては、線形補間、放物線補間、多項式補間、ラグランジュ補間、スプライン補間、ＦＦＴ補間、最小平均二乗誤差（MMSE (Minimum Mean Square Error)）補間などの様々な方法を用いることができる。

フィルタ部４０４では、リソースエレメントデマッピング部４０３が出力した受信アンテナ４０１毎のデータ信号に対して、伝送路推定部４０９が出力した伝送路推定値を用いて、伝搬路補償を行ない、送信信号Ｓ（ｋ）を検出する。その検出方法としては、ＺＦ（Zero Forcing）基準やＭＭＳＥ基準など、様々な方法を用いることができる。たとえば、ＺＦ基準またはＭＭＳＥ基準の検出に用いる重み係数をそれぞれＭ_ＺＦまたはＭ_ＭＭＳＥとすると、以下の重み係数を用いることができる。

ただし、Ｈ＾（ｋ）は推定された周波数応答、Ｈ＾^Ｈ（ｋ）はＨ＾（ｋ）の複素共役転置行列、−１は逆行列、σ＾２は雑音電力、Ｉ_ＮＲはＮ_Ｒ×Ｎ_Ｒの単位行列を表している。それらの重み係数Ｍ（ｋ）を用いて送信レイヤー毎の送信信号を推定する。推定された送信信号をＳ＾（ｋ）とすると、以下のように検出することができる。

また、その他の検出方法として、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）に基づく方法（例えば、QRM-MLD (QR decomposition and M-algorithm MLD)など）、ＳＩＣ （Successive Interference Cancellation）に基づく方法（例えば、Turbo SIC、MMSE-SIC、ZF-SIC、BLAST(Bell laboratories layered space-time architecture)など）、ＰＩＣ（Parallel Interference Cancellation）に基づく方法なども適用できる。

レイヤーデマッピング部４０５は、レイヤー（DMRSポート）毎の信号をそれぞれのコードワードにデマッピング処理を行なう。復調部４０６は、基地局３００で用いた変調方式に基づいて復調を行なう。デスクランブル部４０７は、基地局３００で用いたスクランブル符号に基づいて、デスクランブル処理を行なう。復号部４０８は、基地局３００で施した符号化方法に基づいて、誤り訂正復号処理を行ない、図示しない移動端末４００の上位層の処理装置へ出力する。

図７は、本発明の第１の実施形態に係る伝送路推定部４０９の構成を示す概略ブロック図である。図７において、伝送路推定部４０９は、逆拡散部４０９１、切替部４０９３、データ信号復調用参照信号キャンセル部（参照信号除去部）４０９５、伝送路状況推定値算出部４０９７を備えている。逆拡散部４０９１は、リソースエレメントデマッピング部４０３が出力したデータ信号復調用参照信号に対して、データ信号復調用参照信号生成部３１０で行った処理の逆の処理を行なう。このとき、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポート以外のデータ信号復調用参照信号も逆拡散処理する。具体的には、スクランブル符号生成部３１０５が出力したスクランブル符号によるスクランブル処理に対するデスクランブル処理を行ない、直交符号生成部３１０１が出力した直交符号により逆拡散（相関）処理を行なう。

切替部４０９３は、受信制御部４１０からのマルチユーザＩＤに基づいて、自身の移動端末４００で用いていないデータ信号復調用参照信号に対してキャンセル処理を行なうかどうかを判断し、切替を行なう。また、キャンセル処理を行なう場合は、キャンセルするＤＭＲＳポートも判断し、そのようなキャンセル処理のための制御情報を、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号と共に、データ信号復調用参照信号キャンセル部４０９５に出力する。また、キャンセル処理を行なわない場合は、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号を伝送路状況推定値算出部４０９７に出力する。

データ信号復調用参照信号キャンセル部４０９５では、キャンセル処理のための制御情報に基づいて、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号から、切替部４０９３が判断したキャンセルするＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号（自身の移動端末で用いていないデータ信号復調用参照信号）を除去（キャンセル）する。キャンセルする方法としては様々な方法を用いることができるが、例えば、切替部４０９３が判断したキャンセルするＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号のレプリカ信号（ハードレプリカ信号やソフトレプリカ信号を含む）を生成し、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号から減算処理を行なうことで実現できる。さらに、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）、ＰＩＣ（Parallel Interference Cancellation）のような繰り返し処理を行なうこともできる。

ここでは、キャンセル方法の一例を説明する。例えば、図５で説明した４つのＤＭＲＳポートのうち、自身の移動端末４００に対してＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａが割り当てられ、他の移動端末４００に対してＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂが割り当てられた場合を説明する。自身の移動端末４００では、まず他の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号を用いて、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂの伝送路状況推定値を算出する。このとき、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂで用いられているスクランブル符号で逆拡散処理により相関値を得ることで実現できるが、逆拡散処理する単位はリソースブロック毎、サブキャリア毎、複数リソースブロックで構成するフィードバック単位（サブバンド）毎など様々な単位を用いることができる。また、逆拡散処理する単位は算出する伝送路状況推定値の振幅や位相で異なってもよい。

算出された伝送路状況推定値を用いて、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂのデータ信号復調用参照信号のレプリカを生成する。生成したレプリカを逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号から減算処理を行なう。なお、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂのデータ信号復調用参照信号のレプリカを生成するために、同様の手法で、まずＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａのデータ信号復調用参照信号のレプリカを生成してもよい。

伝送路状況推定値算出部４０９７では、入力されたデータ信号復調用参照信号に基づいて、各受信アンテナ４０１の各ＤＭＲＳポートに対する、それぞれのリソースエレメントにおける振幅と位相の変動（周波数応答、伝達関数）を推定（伝送路推定）し、伝送路推定値を求める。

図８は、本発明の第１の実施形態に係る伝送路推定部４０９での処理に関するフローチャートである。伝送路推定部４０９は、制御情報を受信し、マルチユーザＩＤを検出する（ステップＳ１）。次に、逆拡散部４０９１は、受信したデータ信号復調用参照信号に対して逆拡散処理を行なう（ステップＳ２）。続いて、マルチユーザＩＤに基づいて、逆拡散処理したデータ信号復調用参照信号に対して、キャンセル処理を行なうかどうかを判断する（ステップＳ３）。キャンセル処理を行なう場合は（ステップＳ３：True）、逆拡散処理したデータ信号復調用参照信号に対して、キャンセルするＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号を除去する（ステップＳ４）。キャンセル処理を行ったデータ信号復調用参照信号（ステップＳ３：True）またはキャンセル処理を行なっていないデータ信号復調用参照信号（ステップＳ３：False）に基づいて、各受信アンテナ４０１の各ＤＭＲＳポートに対する、それぞれのリソースエレメントにおける振幅と位相の変動（周波数応答、伝達関数）を推定（伝送路推定）し、伝送路推定値を求める（ステップＳ５）。

次に、本発明の第１の実施形態において、割り当てられたＤＭＲＳポートを識別するための制御情報に関して一例を説明する。

図９は、本発明において、割り当てられたＤＭＲＳポートを識別するための制御情報を示す表である。この例では、２つのコードワード（CW）に対して、それぞれ５ビットのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、１ビットのＮＤＩ（New Data Indicator）、２ビットのＲＶ（Redundancy Version）があり、さらに１ビットのスクランブルＩＤ（SCID）がある。ここで、コードワードは、復調処理、符号化処理、ハイブリッドＡＲＱ（HARQ; Hybrid Automatic Repeat Request）処理などを行なう単位とすることができる。また、ＭＣＳ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒは変調方式および符号化率を識別する情報であり、ＮＤＩはハイブリッドＡＲＱ処理において初送データであるかどうかを識別する情報であり、ＲＶは符号化処理におけるパンクチャ処理（間引き処理）を行なうパターンを識別する情報である。これらの情報を用いて、４つのＤＭＲＳポートのうち、１つまたは２つのＤＭＲＳポートが割り当てられていることを識別することができる。

図１０は、本発明において、ＤＭＲＳポート＃７Ａ、＃８Ａ、＃７Ｂ、＃８Ｂのうち、１つまたは２つのＤＭＲＳポートを割り当てる場合を示す表である。まず、２つのコードワードがそれぞれｅｎａｂｌｅであるかｄｉｓａｂｌｅであるかを識別する。ここでは、ＭＣＳ ｉｎｄｉｃａｔｏｒが０で、ＲＶが１の場合に、ｄｉｓａｂｌｅであることを識別する。次に、ｄｉｓａｂｌｅと識別されたコードワードのＮＤＩが０の場合、ＤＭＲＳポート＃７Ａまたは＃７Ｂのいずれかであり、ｄｉｓａｂｌｅと識別されたコードワードのＮＤＩが１の場合、ＤＭＲＳポート＃８Ａまたは＃８Ｂのいずれかであるとする。さらに、ＳＣＩＤが０の場合、ＤＭＲＳポート＃７Ａまたは＃８Ａのいずれかであり、ＳＣＩＤが１の場合、ＤＭＲＳポート＃７Ｂまたは＃８Ｂのいずれかであるとする。また、いずれのコードワードもｅｎａｂｌｅの場合、ＳＣＩＤが０であれば、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａが割り当てられており、ＳＣＩＤが１であれば、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂが割り当てられているものとする。このようにすることで、図１０に示すように有効なコードワードと割り当てられたＤＭＲＳポートを識別することができる。次に、本発明の第１の実施形態で説明した発明を用いることによる送信方法の一例を説明する。なお、図１０において「−」で示す他のパラメータは、ＤＭＲＳポートを識別する上では関連しないため、任意のパラメータを設定できる。

図１１は、本発明に係る基地局３００と２つの移動端末４００Ａ、４００Ｂ（以下、移動端末４００Ａ、４００Ｂを合わせて移動端末４００と表す）がそれぞれ２つＤＭＲＳポートを用いてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送している例を示す図である。移動端末４００ＡはＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａが割り当てられ、移動端末４００ＢはＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂが割り当てられている。さらに、基地局３００は、それぞれの移動端末４００Ａ、４００Ｂに対して、電波の指向性制御（ビームフォーミング）を行なっている。ビーム５０１Ａは、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａの信号を送信し、移動端末４００Ａに対して受信電力が大きく、移動端末４００Ｂに対して受信電力が小さくなるようにビームを制御する。

一方、ビーム５０１Ｂは、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂの信号を送信し、移動端末４００Ｂに対して受信電力が大きく、移動端末４００Ａに対して受信電力が小さくなるようにビームを制御する。このようなビームフォーミングを行なうことによって、４つのＤＭＲＳポートは互いに干渉することなく直交状態を保つことができる。ところが、正確なビームフォーミングを行なうためには、多くのフィードバック情報が必要となる。正確なビームフォーミングを行なえない場合や、ＭＵ−ＭＩＭＯを行なう移動端末４００間の距離が近い場合などでは、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａと、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂとの間で干渉を生じることになり、復調が困難となるが、既に説明したように他の移動端末４００に割り当てられているデータ信号復調用参照信号を除去することで、受信性能を向上させることができる。例えば、移動端末４００Ａにおいて、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂのデータ信号復調用参照信号を除去する。次に、１つの移動端末４００によるＳＵ−ＭＩＭＯ伝送を行なっている場合を説明する。

図１２は、本発明において、基地局３００が移動端末４００に対して、ビーム６０１により、ＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａを用いて、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送を行なっている場合を示す図である。この場合、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂによる干渉は生じないため、図１１で説明したようなキャンセル処理を行なう必要がない。

本発明の第１の実施形態で説明した発明では、マルチユーザＩＤに基づいて、キャンセル処理を行なうかどうかを判断するため、それぞれの移動端末４００において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。なお、ＭＵ−ＭＩＭＯ時やＳＵ−ＭＩＭＯ時において、ビームフォーミングに限らず、プレコーディング行列によるプレコーディング処理などを用いた場合でも適用できる。

図１３は、本発明において、基地局３００が３つの移動端末４００Ａ−１、４００Ａ−２、４００Ｂに対してＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行なっている場合を示す図である。本発明は、この場合でも適用できる。この例では、移動端末４００Ａ−１および移動端末４００Ａ−２は、それぞれＤＭＲＳポート＃７Ａおよび＃８Ａが割り当てられており、同一のビーム７０１Ａにより信号を受信している。この場合、移動端末４００Ａ−１は、ＤＭＲＳポート＃７Ｂおよび＃８Ｂのデータ信号復調用参照信号をキャンセル処理することが好ましい。なお、移動端末４００Ａ−１は、ＤＭＲＳポート＃８Ａのデータ信号復調用参照信号とは互いに直交している直交符号を用いたＤＭＲＳポート＃７Ａのデータ信号復調用参照信号を受信しているため、ＤＭＲＳポート＃８Ａのデータ信号復調用参照信号もキャンセル処理してもよい。

ここで、ＤＭＲＳポートとアンテナポートについて説明する。以上の説明では、ＤＭＲＳポートのそれぞれをリソースエレメントマッピング部３０６によりアンテナポートのそれぞれにマッピングした場合を説明した。本実施形態では、基地局固有参照信号は制御情報信号（PDCCH）を復調するために用いており、一方データ信号に対してはデータ信号復調用参照信号を用いている。そのため、ＤＭＲＳポートとアンテナポートはそれぞれ図１で説明したように、対応付けて同じ送信アンテナで送信してもよいし、異なる送信アンテナを用いて送信することもできる。

また、図３で説明したように、基地局固有参照信号をマッピングしたアンテナポート＃０〜＃３とし、データ信号復調用参照信号をマッピングしたＤＭＲＳポート＃７Ａ、＃８Ａ、＃７Ｂ、＃８Ｂとしたが、ＤＭＲＳポート＃７Ａ、＃８Ａ、＃７Ｂ、＃８Ｂをアンテナポート＃７Ａ、＃８Ａ、＃７Ｂ、＃８Ｂとしてもよい。また、アンテナポートとＤＭＲＳポートはいずれも論理的なポートであるため、送信アンテナ３０８は様々な形態を用いることができる。例えば、本実施形態で説明したように、１つのアンテナポートと１つの送信アンテナを対応付けることもできるし、１つのアンテナポートは複数の送信アンテナ３０８で構成することもできる。

なお、以上の説明では、他の移動端末４００に対して他のＤＭＲＳポートが割り当てられているかを通知するマルチユーザＩＤを制御情報として送信する場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、他の移動端末４００に対して割り当てているＤＭＲＳポートに関する情報、その移動端末４００に対して割り当てていないＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号をキャンセル処理するかしないかを指示する情報などでもよい。

図１４は、本発明において、ＯＦＤＭ信号生成部３０７までをＭＵ−ＭＩＭＯを行なう移動端末４００毎の処理とした場合の基地局８００の構成を示すブロック図である。基地局８００は、基地局固有参照信号生成部８０１、移動端末毎送信処理部８０３−１〜８０３−Ｎを備えている。また、送信アンテナ３０８も移動端末４００毎に構成してもよく、偏波アンテナの偏波毎に移動端末４００を割り当てた構成でもよい。

図１５は、本発明に係る基地局９００の構成の一例を示すブロック図である。基地局９００は、フィードバック情報生成用参照信号生成部９０１、送信制御部９０３、リソースエレメントマッピング部９０５、ＯＦＤＭ信号生成部、基地局固有参照信号生成部９０９、を備えている。図１５では、制御情報信号（PDCCH）および基地局固有参照信号を含むＯＦＤＭ信号を、データ信号（PDSCH）を含むＯＦＤＭ信号をそれぞれ生成し、送信する。また、図１５で示すように、データ信号を適応制御するためのフィードバック情報生成用参照信号をさらに構成することもできる。また、制御情報信号、データ信号、各参照信号はそれぞれ異なるリソースエレメントにマッピングすることが好ましい。

なお、以上の説明では、参照信号として、データ信号復調用参照信号である場合、つまりデータ信号と共にプレコーディング処理を行った参照信号である場合を説明したが、基地局固有参照信号である場合、つまりプレコーディング処理を行なわない参照信号に対しても適用することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における通信システムは、第１の実施形態における通信システムと同様の構成を備える。そのため、以下では、第１の実施形態と異なる点について説明する。第２の実施形態では、逆拡散処理したデータ信号復調用参照信号の相関特性に基づいて、キャンセル処理を行なうか否かを判断する。それを実現するため、第１の実施形態と異なる点は、移動端末４００における伝送路推定部での処理である。また、マルチユーザＩＤのような制御情報が無くても実現できる。

図１６は、本発明の第２の実施形態に係る伝送路推定部１０００の構成を示す概略ブロック図である。図１６において、伝送路推定部１０００は、逆拡散部４０９１、相関特性比較部１００１、切替部４０９３、データ信号復調用参照信号キャンセル部４０９５、伝送路状況推定値算出部４０９７を備えている。逆拡散部４０９１は、第１の実施形態と同様に、リソースエレメントデマッピング部４０３が出力したデータ信号復調用参照信号に対して、データ信号復調用参照信号生成部３１０で行った処理の逆の処理を行なう。このとき、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポート以外のデータ信号復調用参照信号も逆拡散処理する。

相関特性比較部１００１では、受信制御部４１０より出力された自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポートの制御情報と、逆拡散部４０９１が逆拡散処理したデータ信号復調用参照信号に基づいて、相関特性の比較処理が行なわれる。具体的には、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号と、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポート以外のデータ信号復調用参照信号との相関値（電力、振幅（いずれも平均値やピーク値などを含む））の比較を行なう。

切替部４０９３は、相関特性比較部１００１が比較した結果に基づいて、自身の移動端末４００で用いていないデータ信号復調用参照信号に対してキャンセル処理を行なうかどうかを判断し、切替を行なう。また、キャンセル処理を行なう場合は、キャンセルするＤＭＲＳポートも判断し、そのようなキャンセル処理のための制御情報を、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号と共に、データ信号復調用参照信号キャンセル部に出力する。また、キャンセル処理を行なわない場合は、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号を伝送路状況推定値算出部４０９７に出力する。また、その判断基準としては、任意の基準を設定することができ、例えば、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポート以外のデータ信号復調用参照信号の相関値、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号の相関値と自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポート以外のデータ信号復調用参照信号の相関値との比などが閾値を超えるか否かで判断することができる。

データ信号復調用参照信号キャンセル部４０９５では、キャンセル処理のための制御情報に基づいて、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号から、切替部４０９３が判断したキャンセルするＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号（自身の移動端末４００で用いていないデータ信号復調用参照信号）を除去（キャンセル）する。キャンセルする方法としては様々な方法を用いることができるが、例えば、切替部４０９３が判断したキャンセルするＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号のレプリカ信号（ハードレプリカ信号やソフトレプリカ信号を含む）を生成し、逆拡散部４０９１が出力したデータ信号復調用参照信号から減算処理を行なうことで実現できる。さらに、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）、ＰＩＣ（Parallel Interference Cancellation）のような繰り返し処理を行なうこともできる。

伝送路状況推定値算出部４０９７では、入力されたデータ信号復調用参照信号に基づいて、各受信アンテナ４０１の各ＤＭＲＳポートに対する、それぞれのリソースエレメントにおける振幅と位相の変動（周波数応答、伝達関数）を推定（伝送路推定）し、伝送路推定値を求める。

図１７は、本発明の第２の実施形態に係る伝送路推定部１０００での処理に関するフローチャートである。逆拡散部４０９１は、受信したデータ信号復調用参照信号に対して逆拡散処理を行なう（ステップＳ１０１）。次に、相関特性比較部１００１は、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号と、自身の移動端末４００に割り当てられたＤＭＲＳポート以外のデータ信号復調用参照信号との相関値の比較を行なう（ステップＳ１０２）。続いて、切替部４０９３は、相関値の比較結果に基づいて、逆拡散処理したデータ信号復調用参照信号に対して、キャンセル処理を行なうかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。

キャンセル処理を行なう場合は（ステップＳ１０３：True）、データ信号復調用参照信号キャンセル部４０９５は、逆拡散処理したデータ信号復調用参照信号に対して、キャンセルするＤＭＲＳポートのデータ信号復調用参照信号を除去する（ステップＳ１０４）。キャンセル処理を行ったデータ信号復調用参照信号（ステップＳ１０３：True）またはキャンセル処理を行なっていないデータ信号復調用参照信号（ステップＳ１０３：False）に基づいて、伝送路状況推定値算出部４０９７は、各受信アンテナ４０１の各ＤＭＲＳポートに対する、それぞれのリソースエレメントにおける振幅と位相の変動（周波数応答、伝達関数）を推定（伝送路推定）し、伝送路推定値を求める（ステップＳ１０５）。

本発明の第２の実施形態で説明した発明では、データ信号復調用参照信号に対する逆拡散処理による相関特性に基づいて、キャンセル処理を行なうかどうかを判断するため、それぞれの移動端末４００において、効率よく最適な受信処理を行なうことが可能となる。さらに、他の移動端末４００がＭＵ−ＭＩＭＯ伝送しているかを通知する情報を新たに追加することなく実現することができる。なお、ＭＵ−ＭＩＭＯ時やＳＵ−ＭＩＭＯ時において、ビームフォーミングに限らず、プレコーディング行列によるプレコーディング処理などを用いた場合でも適用できる。

本発明に関わる移動局４００および基地局３００、８００、９００で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局４００および基地局３００、８００、９００の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局４００および基地局３００、８００、９００の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

３００、８００、９００ 基地局
３０１ 符号部
３０２ スクランブル部
３０３ 変調部
３０４ レイヤーマッピング部
３０５ プレコーディング部
３０６ リソースエレメントマッピング部
３０７ ＯＦＤＭ信号生成部
３０８ 送信アンテナ
３０９ 基地局固有参照信号生成部
３１０ データ信号復調用参照信号生成部
３１１ 送信制御部
３２０−１〜３２０−Ｎ 移動端末毎送信処理部
４００ 移動端末
４０１ 受信アンテナ
４０２ ＯＦＤＭ信号復調部
４０３ リソースエレメントデマッピング部
４０４ フィルタ部
４０５ レイヤーデマッピング部
４０６ 復調部
４０７ デスクランブル部
４０８ 復号部
４０９ 伝送路推定部
４１０ 受信制御部
９０１ フィードバック情報生成用参照信号生成部
９０３ 送信制御部
９０５ リソースエレメントマッピング部
９０７ ＯＦＤＭ信号生成部
９０９ 基地局固有参照信号生成部
１０００ 伝送路推定部
１００１ 相関特性比較部
３１０１ 直交符号生成部
３１０３ 乗算部
３１０５ スクランブル符号生成部
４０９１ 逆拡散部
４０９３ 切替部
４０９５ データ信号復調用参照信号キャンセル部
４０９７ 伝送路状況推定値算出部

Claims (15)

1. 送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムであって、
   前記送信装置は、
   前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成する参照信号生成部を備え、
   前記受信装置は、
   前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する参照信号除去部と、
   自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出する伝送路状況推定値算出部と、を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記受信装置は、
   前記参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御する切替部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 複数の受信装置を備え、
   前記送信装置は、ポート毎に生成した参照信号を、それぞれ異なる受信装置に割り当てることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記送信装置は、前記切替部の切り替えを制御するための識別情報を前記受信装置に対して送信し、
   前記切替部は、前記識別情報に基づいて、前記切り替えを行なうことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線通信システム。
5. 前記識別情報は、ポート毎に生成した前記参照信号が、異なる複数の受信装置に割り当てられていることを示す情報であることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
6. 前記識別情報は、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号が送信されていることを示す情報であることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
7. 前記識別情報は、前記参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する旨を指示する情報であることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
8. 前記受信装置は、
   前記送信装置から受信した参照信号を逆拡散処理し、相関特性を出力する逆拡散部と、
   前記参照信号毎の相関特性を比較する相関特性比較部と、を更に備え、
   前記切替部は、前記相関特性の比較結果に基づいて、前記切り替えを行なうことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線通信システム。
9. 送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムに適用される送信装置であって、
   前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成する参照信号生成部と、
   前記受信装置に対して、自装置に割り当てたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するための識別情報を出力する送信制御部と、
   前記参照信号および前記識別情報を前記受信装置に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。
10. 送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう無線通信システムに適用される受信装置であって、
    前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する参照信号除去部と、
    自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出する伝送路状況推定値算出部と、を備えることを特徴とする受信装置。
11. 前記参照信号除去部が自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御する切替部を更に備えることを特徴とする請求項１０記載の受信装置。
12. 送信装置および受信装置が複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう通信方法であって、
    前記送信装置において、
    前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成するステップと、
    前記受信装置において、
    前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するステップと、
    自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする通信方法。
13. 前記受信装置において、
    自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するステップを更に含むことを特徴とする請求項１２記載の通信方法。
14. 送信装置に実装されることにより、前記送信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    受信装置との間で複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう機能と、
    前記複数のポートのいずれかのポート間で相互に直交する直交符号系列に、準直交符号系列を重畳し、前記ポート毎に前記送信装置および前記受信装置間で既知である参照信号を生成する機能と、
    前記受信装置に対して、自装置に割り当てたポート以外の参照信号を除去するか否かを制御するための識別情報を出力する機能と、
    前記参照信号および前記識別情報を前記受信装置に対して送信する機能と、を含む一連の機能を、前記送信装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
15. 受信装置に実装されることにより、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    送信装置との間で複数のポートを用いてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で無線通信を行なう機能と、
    前記送信装置から受信した参照信号から、自装置に対して割り当てられたポート以外の参照信号を除去する機能と、
    自装置に対して割り当てられたポートの参照信号に基づいて、伝送路状況推定値を算出する機能と、を含む一連の機能を、前記受信装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
    

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