JP2015012408A - 無線基地局、ユーザ端末及び参照信号送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マクロセルと重複して配置されるスモールセルにおいて、ユーザ端末における参照信号の受信品質を向上させること。
【解決手段】本発明の参照信号送信方法は、マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成し、複数のアンテナポートを備えた無線基地局における参照信号送信方法であって、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を生成する工程と、ビームフォーミングが行われない参照信号送信期間において、ビームフォーミングが行われるデータ期間よりも狭い送信帯域幅で、前記複数の参照信号を送信する工程と、を有し、各アンテナポートの参照信号は、時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散して送信される。
【選択図】図９

Description

本発明は、マクロセルとスモールセルとが重複して配置される次世代移動通信システムにおける無線基地局、ユーザ端末及び参照信号送信方法に関する。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥアドバンスト、ＦＲＡ（Future Radio Access）、４Ｇなどともいう）では、半径数百メートルから数キロメートル程度の相対的に大きいカバレッジを有するマクロセルと重複して、半径数メートルから数十メートル程度の相対的に小さいカバレッジ有するスモールセル（ピコセル、フェムトセルなどを含む）が配置される無線通信システム（例えば、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）ともいう）が検討されている（例えば、非特許文献１）。

かかる無線通信システムでは、マクロセルとスモールセルとの双方で同一の周波数帯を用いるシナリオ（例えば、co-channelともいう）や、マクロセルとスモールセルとで異なる周波数帯を用いるシナリオ（例えば、separate frequencyともいう）が検討されている。具体的には、後者のシナリオでは、マクロセルにおいて、相対的に低い周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）（以下、低周波数帯という）を用い、スモールセルにおいて相対的に高い周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚや１０ＧＨｚ）（以下、高周波数帯という）を用いることも検討されている。

3GPP TR 36.814"E-UTRA Further advancements for E-UTRA physical layer aspects"

マクロセルにおいて低周波数帯を用い、スモールセルにおいて高周波数帯を用いる無線通信システムでは、容量増大やオフロードの観点からは、よりキャパシティの高い高周波数帯が用いられるスモールセルで、ユーザ端末が通信を行うことが好ましい。

一方、高周波数帯のパスロスは、低周波数帯のパスロスと比較して大きく、高周波数帯では、広いカバレッジを確保し難くなる。このため、スモールセルにおいて高周波数帯を用いる場合、ユーザ端末が、スモールセルからの参照信号を十分な受信品質で受信し難くなるという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マクロセルと重複して配置されるスモールセルにおいて、ユーザ端末における参照信号の受信品質を向上可能な無線基地局、ユーザ端末及び参照信号送信方法を提供することを目的とする。

本発明の無線基地局は、マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成し、複数のアンテナポートを備えた無線基地局であって、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を生成する生成部と、ビームフォーミングが行われない第１送信期間において、ビームフォーミングが行われる第２送信期間よりも狭い送信帯域幅で、前記複数の参照信号を送信する送信部と、を具備し、前記送信部は、各アンテナポートの参照信号を時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散して、送信することを特徴とする。

本発明によれば、マクロセルと重複して配置されるスモールセルにおいて、ユーザ端末における参照信号の受信品質を向上させることができる。

ＨｅｔＮｅｔの概念図である。 マクロセルとスモールセルで用いられるキャリアの一例の説明図である。 Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯの説明図である。 周波数とアンテナ素子数との関係（１次元）の説明図である。 周波数とアンテナ素子数との関係（２次元）の説明図である。 スモールセルのカバレッジの説明図である。 参照信号送信期間の説明図である。 本発明の態様１．１に係る参照信号送信方法の概念図である。 本発明の態様１．１に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様１．１に係る参照信号の拡散例を示す図である。 本発明の態様１．２に係る参照信号送信方法の概念図である。 本発明の態様１．２に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様２．１に係る参照信号送信方法の概念図である。 本発明の態様２．１に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様２．２に係る参照信号送信方法の概念図である。 本発明の態様２．２に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様３．１に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様３．２に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様４．１に係る参照信号送信方法の説明図である。 本発明の態様４．２に係る参照信号送信方法の説明図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 本実施の形態に係るスモール基地局の機能構成の説明図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の説明図である。

図１は、ＨｅｔＮｅｔの概念図である。図１に示すように、ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルと地理的に重複するようにスモールセルが配置される無線通信システムである。ＨｅｔＮｅｔは、マクロセルを形成する無線基地局（以下、マクロ基地局という）（ＭｅＮＢ：Macro eNodeB）、各スモールセルを形成する無線基地局（以下、スモール基地局）（ＳｅＮＢ：Small eNodeB）、マクロ基地局及びスモール基地局の少なくとも一つと通信するユーザ端末（ＵＥ：User Equipment）とを含む。

図１に示すＨｅｔＮｅｔでは、マクロセルにおいて相対的に低い周波数帯（以下、低周波数帯という）のキャリアＦ１を用い、スモールセルにおいて相対的に高い周波数帯（以下、高周波数帯という）のキャリアＦ２を用いることが検討されている。この場合、低周波数帯のキャリアＦ１を用いるマクロセルにおいて、カバレッジ確保やモビリティサポートを行い、高周波数帯のキャリアＦ２を用いるスモールセルにおいて、容量増大やオフロードを行うこと（Macro-assisted、Ｃ／Ｕ-plane splitなどともいう）も検討されている。

図２は、キャリアＦ１、Ｆ２の一例を示す図である。図２に示すように、低周波数帯のキャリアＦ１としては、例えば、８００Ｈｚや２ＧＨｚなどの既存の周波数帯（Existing cellular bands）のキャリアを用いることができる。一方、高周波数帯のキャリアＦ２としては、例えば、３．５ＧＨｚや１０ＧＨｚなど、既存の周波数帯よりも高い周波数帯（Higher frequency bands）のキャリアを用いることができる。

図２に示すように、キャリアＦ１の送信電力密度（Transmit power density）は、キャリアＦ２の送信電力密度より高いため、マクロセルのカバレッジはスモールセルよりも大きくなる。一方、キャリアＦ２の送信帯域幅（bandwidth）は、キャリアＦ１の送信帯域幅よりも広く確保できるため、スモールセルの伝送速度（キャパシティ）はマクロセルよりも高くなる。

ところで、パスロス（path-loss）は、周波数ｆに比例して増加する。具体的には、パスロスは、およそ２０^＊ｌｏｇ１０（ｆ）で示される。このため、高周波数帯のキャリアＦ２が用いられるスモールセルでは、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ（３次元（３Ｄ）／Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯともいう）などによるビームフォーミングを適用することで、パスロスを補償することが検討されている。

図３は、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯの説明図である。Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを用いる場合、複数のアンテナ素子が２次元面に配置される。例えば、図３に示すように、２次元面における水平方向と垂直方向とで均等に、複数のアンテナ素子が配置されてもよい。かかる場合、２次元面に配置可能なアンテナ素子数は、理論上、周波数ｆの２乗に比例して増加する。なお、図示しないが、複数のアンテナ素子は、３次元で配置されてもよい。

図４及び図５を参照し、周波数ｆとアンテナ素子数との関係を説明する。図４及び５は、周波数ｆとアンテナ素子数との関係を説明するための図である。

図４では、アンテナ素子が１次元で配列される場合を説明する。アンテナ素子が１次元で配置される場合、周波数ｆの増加率に比例して、アンテナ長Ｌで配置可能なアンテナ素子数Ｔｘが増加する。例えば、図４Ａに示すように、周波数ｆが２ＧＨｚである場合、アンテナ長Ｌに６個のアンテナ素子が配列されるとする。この場合、図４Ｂに示すように、周波数ｆが４ＧＨｚ（図４Ａの２倍）となると、同じアンテナ長Ｌに１２個（＝６×２）のアンテナ素子を配置可能となる。

また、アンテナ素子が１次元で配置される場合、アンテナ長Ｌで配置可能なアンテナ素子数Ｔｘが増加するにつれて、ビームフォーミングゲインが増加する。例えば、図４Ｂでは、アンテナ長Ｌが配置可能なアンテナ素子数Ｔｘが図４Ａの２倍になるので、アンテナ素子間の間隔（以下、アンテナ素子間隔）が、図４Ａの１／２となる。アンテナ素子間隔が狭いほど、ビーム幅が狭くなるので、ビームフォーミングゲインが増加する。このため、図４Ｂのビームフォーミングゲインは、図４Ａの２倍となる。

一方、図５では、アンテナ素子が２次元面に配置される場合（Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを適用する場合）を説明する。アンテナ素子が２次元で配置される場合、周波数ｆの増加率に２乗比例して、所定面積で配置可能なアンテナ素子数Ｔｘが増加する。例えば、図５に示すように、周波数ｆが２．５ＧＨｚである場合、所定の２次元面に１個のアンテナ素子が配置されるとする。この場合、周波数ｆが２．５ＧＨｚの１．４倍の３．５ＧＨｚになると、アンテナ素子数Ｔｘは、１．４^２＝１．９６≒２となる。また、周波数ｆが２．５ＧＨｚの２倍の５ＧＨｚになると、アンテナ素子数Ｔｘは、２^２＝４となる。周波数ｆが、２．５ＧＨｚの４倍の１０ＧＨｚ、８倍の２０ＧＨｚとなる場合も同様に、アンテナ素子数Ｔｘは、４^２＝１６、８^２＝６４となる。

また、アンテナ素子が２次元で配置される場合も、所定面積で配置可能なアンテナ素子数Ｔｘが増加するにつれて、図５に示すように、ビームフォーミングゲインが増加する。すなわち、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを適用する場合、周波数ｆが高いほど、ビームフォーミングゲインを得ることができる。したがって、スモールセルにおいてＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを適用する場合、ビームフォーミングゲインにより、高周波数帯のパスロスを補償することができる。

図６は、スモールセルのカバレッジの説明図である。図６に示すように、ビームフォーミングされる参照信号のカバレッジＣ１は、ビームフォーミングされない参照信号のカバレッジＣ２と比べて、所定方向に拡大する。これにより、ビームフォーミング方向に位置するユーザ端末１は、カバレッジＣ２外であっても、ビームフォーミングされた参照信号を所定の受信品質で受信できる。一方、ビームフォーミング方向とは逆方向に位置するユーザ端末２は、カバレッジＣ２内であっても、当該参照信号を十分な受信品質で受信できない恐れがある。

また、ビームフォーミングを行うためには、チャネル状態を示すＣＳＩ（Channel State Information）などのユーザ端末からのフィードバック情報や、アンテナ素子の重み付けに用いられるＡＯＡ（Angle of Arrival）やＡＯＤ（Angle of Departure）などを取得する必要がある。このため、フィードバック情報、ＡＯＡ、ＡＯＤなどが未知となる期間ではビームフォーミングを行うことができず、当該期間に送信される参照信号をユーザ端末が十分な受信品質で受信できないことが想定される。

そこで、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯなどによるビームフォーミングを行わずに、ユーザ端末における参照信号の受信品質を向上させる方法が検討されている。具体的には、図７に示すように、ビームフォーミングが行われない参照信号送信期間においては、ビームフォーミングが行われるデータ送信期間よりも、送信帯域幅を狭くして、送信電力を大きくすることが検討されている。

例えば、図７では、データ送信期間におけるビームフォーミングゲインに比例して、参照信号送信期間における送信帯域幅が狭められ、送信電力が増加される。これにより、高周波数帯のキャリアＦ２が用いられるスモールセルにおいても、ビームフォーミングを行わずに、ユーザ端末における参照信号の受信品質を向上させることができる。

ところで、スモールセルでは、複数のアンテナポート（アンテナ）を用いて下り通信を行うことも想定されるため、ユーザ端末において、アンテナポート毎に異なる参照信号の受信品質を測定し、アンテナポート毎のチャネル状態を推定することが望まれる。しかしながら、図７に示すように、送信帯域幅が狭められた参照信号送信期間において、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を送信しようとすると、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質が低下する恐れがある。

そこで、本発明者らは、送信帯域幅が狭められた参照信号送信期間において、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を送信する場合に、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質を向上可能な参照信号送信方法を検討し、本発明に至った。

本発明に係る参照信号送信方法では、スモール基地局が、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を生成し、ビームフォーミングが行われない参照信号送信期間（第１送信期間）において、ビームフォーミングが行われるデータ送信期間（第２送信期間）よりも狭い送信帯域幅で、前記複数の参照信号を送信する。また、スモール基地局は、各アンテナポートの参照信号を時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散して送信する。

ここで、時間方向の拡散とは、各アンテナポートの参照信号を複数の時間リソース（例えば、ＯＦＤＭシンボルなど）にマッピングすることである。また、周波数方向の拡散とは、各アンテナポートの参照信号を複数の周波数リソース（例えば、サブキャリア、物理リソースブロック（ＰＲＢ）、ＰＲＢペアなど）にマッピングすることをいう。なお、時間方向又は周波数方向への拡散は、一次元拡散（1 dimension-Spreading）とも呼ばれる。また、時間方向及び周波数方向への拡散は、二次元拡散（2 dimension-Spreading）とも呼ばれる。

また、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号は、周波数分割多重及び符号分割多重の少なくとも一つにより、送信帯域幅に多重されてもよい。周波数分割多重では、当該複数の参照信号が、直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア、ＰＲＢ、ＰＲＢペアなど）にマッピングされる。また、符号分割多重では、当該複数の参照信号に対して、直交符号（例えば、ＯＣＣ：Orthogonal Cover Code）が乗算される。

また、参照信号送信期間（第１送信期間）とは、ビームフォーミングせずに参照信号が送信される期間である。参照信号は、例えば、ＣＲＳ（Cell-Specific Reference Signal）、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information-Reference Signal）、ＤＭ−ＲＳ（DeModulation-Reference Signal）、ディスカバリー信号などであるが、これに限られず、受信品質の測定用の信号であればよい。なお、受信品質には、例えば、ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power、ＲＳＲＱ：Reference Signal Received Quality、ＳＩＮＲ：Signal Interference Noise Ratioなどが含まれる。

また、参照信号送信期間では、図８等に示されるように、データ送信期間（第２送信期間）よりも送信帯域幅を狭くして、送信電力を増加させて、参照信号が送信される。このため、データ送信期間のようにビームフォーミングゲインが得られなくても、ユーザ端末における参照信号の受信品質の低下を防止できる。なお、参照信号送信期間の送信帯域幅は、データ送信期間におけるビームフォーミングゲイン、アンテナ素子数などに基づいて、決定されてもよい。

一方、データ送信期間（第２送信期間）とは、ビームフォーミングをしてデータ信号（例えば、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）で送信されるユーザデータや上位レイヤ制御情報）が送信される期間である。データ送信期間では、ビームフォーミングゲインにより、ユーザ端末における受信品質の低下を防止できる。

なお、参照信号送信期間では、参照信号だけでなく、下り制御信号（例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）で送信される共通制御情報）など、ユーザ固有でない下り信号が送信されてもよい。また、データ送信期間では、データ信号だけでなく、Ｌ１／Ｌ２信号、下り制御信号（例えば、ＰＤＣＣＨで送信される個別制御情報）など、ユーザ固有の下り信号が送信されてもよい。

以下、本発明の態様１−４に係る参照信号送信方法を詳細に説明する。
（態様１）
図８−１２を参照し、本発明の態様１に係る参照信号送信方法を説明する。態様１に係る参照信号送信方法では、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を周波数分割多重し、各アンテナポートの参照信号を時間方向に拡散（一次元拡散）する。ここで、各アンテナポートの参照信号は、１サブフレーム内で拡散されてもよいし（態様１．１）、複数のサブフレームに渡り拡散されてもよい（態様１．２）。また、ユーザ端末は、時間方向に拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

図８及び９は、態様１．１に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図８及び９では、参照信号送信期間が、サブフレーム＃ｎ＋１であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２であるものとする。図８において、スモール基地局は、サブフレーム＃ｎ＋１では、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２よりも狭い送信帯域幅で、Ｍ（Ｍ≧２）個のアンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を送信する。

また、図８において、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号をそれぞれ直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア、ＰＲＢ、ＰＲＢペアなど）にマッピングして、周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を、それぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内において、時間方向に拡散する。

例えば、図９に示すように、アンテナポート数が１４である場合、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号を、それぞれ異なるサブキャリアにマッピングする。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号をそれぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。なお、図９では、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号は、それぞれ、サブフレーム＃ｎ＋１内の全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

図１０は、アンテナポート＃１の参照信号の拡散例を示す図である。図９で説明したように、サブフレーム＃ｎ＋１の１４ＯＦＤＭシンボル全てにアンテナポート＃１の参照信号が拡散される場合、アンテナポート＃１の参照信号の拡散系列は、Ａ＝｛ａ１、ａ２、ａ３、…、ａ１４｝で示される。この場合、図１０に示すように、アンテナポート＃１の参照信号ａ１、…、ａ１４が、アンテナポート＃１用のサブキャリアと、サブフレーム＃ｎ＋１の１−１４番目のＯＦＤＭシンボルで示されるリソースエレメントにマッピングされる。

また、態様１．１に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、１サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図９参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

図１１及び１２は、態様１．２に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図１１及び１２では、参照信号送信期間が、連続するサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋３であるものとする。図１１において、スモール基地局は、サブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２では、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋３よりも狭い送信帯域幅で、Ｍ（Ｍ≧２）個のアンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を送信する。

また、図１１において、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号をそれぞれ直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア、ＰＲＢ、ＰＲＢペアなど）にマッピングして、周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を、それぞれ、２サブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡って、時間方向に拡散する。なお、参照信号が拡散されるサブフレーム数は、２以上であってもよい。また、参照信号が拡散される複数のサブフレームは、連続していなくともよい。

例えば、図１２に示すように、アンテナポート数が１４である場合、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号を、それぞれ異なるサブキャリアにマッピングする。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号をそれぞれ、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。なお、図１２では、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号は、それぞれ、２サブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

また、態様１．２に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図１２参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

態様１に係る参照信号送信方法によれば、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号が周波数分割多重され、各アンテナポートの参照信号が時間方向に拡散して送信される。このため、ユーザ端末は、時間方向に拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算して、受信品質を測定できる。この結果、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質を向上できる。特に、態様１．２に係る参照信号方法によれば、各アンテナポートの参照信号が複数のサブフレームに渡り拡散されるので、各アンテナポートの参照信号の受信品質の向上効果を高めることができる上、参照信号の送信電力を大きくしカバレッジを大きくすることができる。

（態様２）
図１３−１６を参照し、本発明の態様２に係る参照信号送信方法を説明する。態様２に係る参照信号送信方法では、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を周波数分割多重及び符号分割多重する点で、態様１と異なる。

態様２に係る参照信号送信方法では、態様１と同様に、各アンテナポートの参照信号を時間方向に拡散（一次元拡散）する。ここで、各アンテナポートの参照信号は、１サブフレーム内で拡散されてもよいし（態様２．１）、複数のサブフレームに渡り拡散されてもよい（態様２．２）。また、ユーザ端末は、態様１と同様に、時間方向に拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。以下では、態様１との相違点を中心に説明する。

図１３及び１４は、態様２．１に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図１３及び１４では、参照信号送信期間が、サブフレーム＃ｎ＋１であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２であるものとする。図１３において、スモール基地局は、サブフレーム＃ｎ＋１では、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２よりも狭い送信帯域幅で、Ｍ（Ｍ≧２）個のアンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を送信する。

また、図１３において、スモール基地局は、異なるアンテナポートの参照信号に直交符号（例えば、ＯＣＣ）を乗算して、同一の周波数／時間リソース（例えば、リソースエレメント、ＰＲＢ、ＰＲＢペア）にマッピングして、符号分割多重する。例えば、図１３では、スモール基地局は、アンテナポート＃１の参照信号とアンテナポート＃Ｍ／２＋１の参照信号とに対して直交符号を乗算し、同一の周波数／時間リソースにマッピングする。アンテナポート＃２〜＃Ｍ／２の参照信号と、アンテナポート＃Ｍ／２＋１〜＃Ｍの参照信号とについても同様である。

また、スモール基地局は、符号分割多重される複数の参照信号毎に、直交する周波数リソースにマッピングして、周波数分割多重する。例えば、図１３では、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍ／２の参照信号を、それぞれ直交する周波数リソースにマッピングする。また、スモール基地局は、符号分割多重されるアンテナポート＃１〜＃Ｍ／２の参照信号とアンテナポート＃Ｍ／２＋１〜＃Ｍの参照信号とを、それぞれ、直交する周波数リソースにマッピングする。

このように、図１３では、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる参照信号を符号分割多重及び周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を、それぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内において、時間方向に拡散する。

例えば、図１４に示すように、アンテナポート数が１４である場合、スモール基地局は、符号分割多重されるアンテナポート＃１、＃８の参照信号を、サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。アンテナポート＃２〜＃７、＃９〜＃１４の参照信号についても同様である。なお、図１４では、アンテナポート＃１〜＃１４の参照信号は、それぞれ、サブフレーム＃ｎ＋１内の全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

また、態様２．１に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、１サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図１４参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

図１５及び１６は、態様２．２に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図１５及び１６では、参照信号送信期間が、連続するサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋３であるものとする。図１５では、図１３と同様に、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる参照信号を符号分割多重及び周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃Ｍの参照信号を、それぞれ、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡り、時間方向に拡散する。なお、参照信号が拡散されるサブフレーム数は、２以上であってもよい。また、参照信号が拡散される複数のサブフレームは、連続していなくともよい。

例えば、図１６に示すように、アンテナポート数が１４である場合、スモール基地局は、符号分割多重されるアンテナポート＃１、＃８の参照信号を、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。アンテナポート＃２〜＃７、＃９〜＃１４の参照信号についても同様である。なお、図１６では、アンテナポート＃２〜＃７、＃９〜＃１４の参照信号は、それぞれ、２サブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

また、態様２．２に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、ｎ＋２に渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図１６参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

態様２に係る参照信号送信方法によれば、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号が周波数分割多重だけでなく符号分割多重されるため、周波数リソースの利用効率を向上できる。また、各アンテナポートの参照信号が時間方向に拡散して送信されるため、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質を向上できる。特に、態様２．２に係る参照信号方法によれば、各アンテナポートの参照信号が複数のサブフレームに渡り拡散されるので、各アンテナポートの参照信号の受信品質の向上効果を高めることができる上、参照信号の送信電力を大きくしカバレッジを大きくすることができる。

（態様３）
図１７−１８を参照し、本発明の態様３に係る参照信号送信方法を説明する。態様３に係る参照信号送信方法では、スモール基地局は、各アンテナポートの参照信号を時間方向と周波数方向とに拡散（二次元拡散）する点で、態様１と異なる。ここで、各アンテナポートの参照信号は、１サブフレーム内で拡散されてもよいし（態様３．１）、複数のサブフレームに渡り拡散されてもよい（態様３．２）。なお、スモール基地局は、態様１と同様に、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を周波数分割多重する。

また、態様３に係る参照信号送信方法では、ユーザ端末は、時間方向と周波数方向とに拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。以下では、態様１との相違点を中心に説明する。

図１７は、態様３．１に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図１７では、参照信号送信期間が、サブフレーム＃ｎ＋１であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２であるものとする。図１７において、スモール基地局は、サブフレーム＃ｎ＋１では、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２よりも狭い送信帯域幅で、７個のアンテナポート＃１〜＃７の参照信号を送信する。なお、アンテナポート数は、７個に限られない。

また、図１７において、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号をそれぞれ直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア）にマッピングして、周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号を、それぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内において、時間方向及び周波数方向に拡散する。

具体的には、図１７に示すように、スモール基地局は、アンテナポート＃１の参照信号を、複数のサブキャリアにマッピングして、周波数方向に拡散する。同様に、スモール基地局は、アンテナポート＃２〜＃７の参照信号を複数のサブキャリアにマッピングして、周波数方向に拡散する。なお、図１７では、各アンテナポートの参照信号が、２サブキャリアに拡散されるが、サブキャリア数は２に限られない。また、各アンテナポートの参照信号は、連続しない複数のサブキャリアに拡散されるが、連続する複数のサブキャリアに拡散されてもよい。

また、スモール基地局は、周波数方向に拡散されたアンテナポート＃１〜＃７の参照信号をそれぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。なお、図１７では、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号は、それぞれ、サブフレーム＃ｎ＋１内の全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

また、態様３．１に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、１サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のサブキャリアの複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図１７参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

図１８は、態様３．２に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図１８では、参照信号送信期間が、連続するサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋３であるものとする。図１８では、図１７と同様に、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる参照信号を周波数分割多重する。

また、図１８において、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号をそれぞれ直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア）にマッピングして、周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号を、それぞれ、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡って、時間方向及び周波数方向に拡散する。なお、参照信号が拡散されるサブフレーム数は、２以上であってもよい。また、参照信号が拡散される複数のサブフレームは、連続していなくともよい。

具体的には、図１８に示すように、スモール基地局は、アンテナポート＃１の参照信号を、複数のサブキャリアにマッピングして、周波数方向に拡散する。同様に、スモール基地局は、アンテナポート＃２〜＃７の参照信号を複数のサブキャリアにマッピングして、周波数方向に拡散する。なお、図１８では、各アンテナポートの参照信号が、２サブキャリアに拡散されるが、サブキャリア数は２に限られない。また、各アンテナポートの参照信号は、連続しない複数のサブキャリアに拡散されるが、連続する複数のサブキャリアに拡散されてもよい。

また、スモール基地局は、周波数方向に拡散されたアンテナポート＃１〜＃７の参照信号をそれぞれ、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。なお、図１８では、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号は、それぞれ、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

また、態様３．２に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る複数のサブキャリアの複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図１８参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

態様３に係る参照信号送信方法によれば、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号が周波数分割多重され、各アンテナポートの参照信号が時間方向及び周波数方向に拡散して送信される。このため、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質を向上できる。特に、態様３．２に係る参照信号方法によれば、各アンテナポートの参照信号が複数のサブフレームに渡り拡散されるので、各アンテナポートの参照信号の受信品質の向上効果を高めることができる上、参照信号の送信電力を大きくしカバレッジを大きくすることができる。

（態様４）
図１９−２０を参照し、本発明の態様４に係る参照信号送信方法を説明する。態様４に係る参照信号送信方法では、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を周波数分割多重及び符号分割多重する点で、態様３と異なる。

態様４に係る参照信号送信方法では、態様３と同様に、各アンテナポートの参照信号を時間方向と周波数方向とに拡散（二次元拡散）する。ここで、各アンテナポートの参照信号は、１サブフレーム内で拡散されてもよいし（態様４．１）、複数のサブフレームに渡り拡散されてもよい（態様４．２）。また、ユーザ端末は、時間方向と周波数方向とに拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。なお、以下では、態様３との相違点を中心に説明する。

なお、態様４に係る参照信号送信方法では、図１９を参照して詳述するように、各アンテナポートの参照信号が、複数の符号リソース（例えば、直交符号）を用いて拡散されてもよい。

図１９は、態様４．１に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図１９では、参照信号送信期間が、サブフレーム＃ｎ＋１であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２であるものとする。図１９において、スモール基地局は、サブフレーム＃ｎ＋１では、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋２よりも狭い送信帯域幅で、７個のアンテナポート＃１〜＃７の参照信号を送信する。なお、アンテナポート数は、７個に限られない。

図１９において、スモール基地局は、アンテナポート＃１、＃７の参照信号に対して直交符号を乗算し、同一の周波数リソース（例えば、サブキャリア＃ｋ、＃ｋ＋６）にマッピングして、符号分割多重する。同様に、スモール基地局は、アンテナポート＃２、＃６の参照信号、アンテナポート＃３、＃５の参照信号に対して、それぞれ、直交符号を乗算し、同一の周波数リソースにマッピングする。なお、同一の周波数リソースに符号分割多重されるアンテナポート数は、２以上であってもよい。

また、図１９では、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号を、それぞれ直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア＃ｋ〜＃ｋ＋６）にマッピングして、周波数分割多重する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号を、それぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内において、時間方向と周波数方向とに拡散する。

例えば、図１９では、スモール基地局は、アンテナポート＃１の参照信号を、サブキャリア＃１、＃ｋ＋６にマッピングして、周波数方向に拡散する。また、スモール基地局は、アンテナポート＃７の参照信号を、サブキャリア＃ｋ＋６、＃１にマッピングして、周波数方向に拡散する。アンテナポート＃２、＃３、＃５、＃６の参照信号についても同様である。なお、各アンテナポートの参照信号がマッピングされるサブキャリア数は、２以上であってもよい。また、図１９では、各アンテナポートの参照信号が、連続しない複数のサブキャリアにマッピングされるが、連続する複数のサブキャリアにマッピングされてもよい。

ここで、図１９のアンテナポート＃４の参照信号は、サブキャリア＃４だけにマッピングされ、直交符号により拡散される。よって、図１９において、アンテナポート＃４の参照信号は、時間方向に拡散されるとともに、直交符号を用いて拡散されるともいえる。

また、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号をそれぞれ、１サブフレーム＃ｎ＋１内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして、時間方向に拡散する。なお、図１９では、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号は、それぞれ、サブフレーム＃ｎ＋１内の全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされるが、全てのＯＦＤＭシンボルにマッピングされなくともよい。

また、態様４．１に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、１サブフレーム＃ｎ＋１内の少なくとも一つのサブキャリアの複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図１９参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

図２０は、態様４．２に係る参照信号送信方法の説明図である。なお、図２０では、参照信号送信期間が、連続するサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２であり、データ送信期間が、サブフレーム＃ｎ、＃ｎ＋３であるものとする。図２０では、図１９と同様に、スモール基地局は、アンテナポート毎に異なる参照信号を周波数分割多重及び符号分割多重する。

また、図２０において、スモール基地局は、アンテナポート＃１〜＃７の参照信号を、それぞれ、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡って、時間方向に拡散する。なお、参照信号が拡散されるサブフレーム数は、２以上であってもよい。また、スモール基地局は、図１９で説明したように、アンテナポート＃１−＃３、＃５−＃７の参照信号を周波数方向に拡散し、アンテナポート＃４の参照信号を直交符号により拡散する。

なお、図２０における複数のサブフレーム＃ｎ＋１、ｎ＋２に渡る拡散は、図１８等と同様であるため、説明を省略する。態様４．２に係る参照信号送信方法において、ユーザ端末は、複数のサブフレーム＃ｎ＋１、＃ｎ＋２に渡る少なくとも一つのサブキャリアの複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号（図２０参照）を同相加算して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。

態様４に係る参照信号送信方法によれば、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号が周波数分割多重だけでなく符号分割多重されるため、周波数リソースの利用効率を向上できる。また、各アンテナポートの参照信号が時間方向及び周波数方向に拡散されるため、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質を向上できる。特に、態様４．２に係る参照信号方法によれば、各アンテナポートの参照信号が複数のサブフレームにわたり拡散されるので、各アンテナポートの参照信号の受信品質の向上効果を高めることができる上、参照信号の送信電力を大きくしカバレッジを大きくすることができる。

（無線通信システムの構成）
以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述の参照信号送信方法（態様１−４を含む）が適用される。図２１−図２５を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。

図２１は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。なお、図２１に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム、ＬＴＥ−Ａシステム、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）などが包含されるシステムである。

図２１に示すように、無線通信システム１は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２ａ及び１２ｂとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０が配置されている。ユーザ端末２０は、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２の双方と無線通信可能に構成されている。

マクロセルＣ１では、例えば、８００ＭＨｚや２ＧＨｚなど、相対的に低い周波数帯のキャリアＦ１が用いられる。一方、スモールセルＣ２では、例えば、３．５ＧＨｚ、１０ＧＨｚなど、相対的に高い周波数帯のキャリアＦ２が用いられる。なお、キャリアＦ１は、既存キャリア、レガシーキャリア、カバレッジキャリアなどと呼ばれてもよい。また、キャリアＦ２は、追加（additional）キャリア、キャパシティキャリアなどと呼ばれてもよい。なお、マクロセルＣ１、スモールセルＣ２では、同一の周波数帯のキャリアが用いられてもよい。

マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、有線接続されてもよいし、無線接続されてもよい。マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。

なお、マクロ基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、無線基地局、送信ポイント（transmission point）などと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）などと呼ばれてもよい。ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。

また、無線通信システム１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）が適用され、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。

また、無線通信システム１では、下りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）と、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channel）、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、報知チャネル（ＰＢＣＨ）などが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ）が伝送される。

また、無線通信システム１では、上りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）と、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）などが用いられる。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）や、送達確認情報（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）等が伝送される。

以下、マクロ基地局１１及びスモール基地局１２を区別しない場合、無線基地局１０と総称する。図２２は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成図である。無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１（アンテナポート）と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。なお、複数の送受信アンテナ１０１は、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ用のアンテナ素子で構成されてもよい。

下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。

ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（IFFT：Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。

各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。

一方、上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。

ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

図２３は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５とを備えている。

下り信号については、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下り信号に含まれるユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。

一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。

図２４は、本実施の形態に係るスモール基地局１２の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、スモール基地局１２が有するベースバンド信号処理部１０４などによって構成される。図２４に示すように、スモール基地局１２は、データ信号生成部３０１、ビームフォーミング部３０２、参照信号生成部３０３、決定部３０４、マッピング部３０５を具備する。

データ信号生成部３０１は、データ送信期間（第２送信期間）に送信されるデータ信号を生成して、ビームフォーミング部３０２に出力する。上述のように、データ信号は、ＰＤＳＣＨで送信されるユーザデータや上位レイヤ制御情報などを含む。送受信部１０３に出力されたデータ信号は、データ送信期間（図９）において、ビームフォーミングされて送信される。

ビームフォーミング部３０２は、ユーザ端末２０からのフィードバック情報（例えば、ＣＳＩ、ＡＯＡ、ＡＯＤなど）に基づいて、ユーザ端末２０に対するビームフォーミングを行う。具体的には、ビームフォーミング部３０２は、データ信号生成部３０１から出力されたデータ信号に対して重み付けを行い、送受信部１０３に出力する。

参照信号生成部３０３は、参照信号送信期間（第１送信期間）に送信される参照信号を生成し、マッピング部３０５に出力する。具体的には、参照信号生成部３０３は、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を生成する。上述のように、参照信号は、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ、ディスカバリー信号などであるが、各アンテナポートの受信品質の測定に用いられる信号であれば、どのような信号であってもよい。本発明の生成部は、参照信号生成部３０３によって構成される。

決定部３０４は、ビームフォーミング部３０２におけるビームフォーミングによるゲイン（ビームフォーミングゲイン）に基づいて、参照信号送信期間の送信帯域幅を決定する。具体的には、決定部３０４は、データ送信期間におけるビームフォーミングゲインに基づいて、参照信号送信期間の送信帯域幅をデータ送信期間より狭く決定する。これにより、参照信号期間の送信電力が、送信帯域幅に比例してデータ送信期間よりも増加する。

マッピング部３０５は、参照信号生成部３０３で生成された参照信号を決定部３０４で決定された送信帯域幅の無線リソースにマッピングする。具体的には、マッピング部３０５は、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を、周波数分割多重及び符号分割多重の少なくとも一つで多重する。例えば、マッピング部３０５は、当該複数の参照信号を、直交する周波数リソース（例えば、サブキャリア、ＰＲＢ、ＰＲＢペアなど）にマッピングして、周波数分割多重してもよい（態様１、態様２、態様３、態様４）。また、マッピング部３０５は、当該複数の参照信号に対して直交符号（例えば、ＯＣＣ）を乗算して、符号分割多重してもよい（態様２、態様４）。

また、マッピング部３０５は、各アンテナポートの参照信号を、時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散する。具体的には、マッピング部３０５は、各アンテナポートの参照信号を、１サブフレーム内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして時間方向に拡散してもよい（態様１．１、態様２．１、態様３．１、態様４．１）。或いは、マッピング部３０５は、各アンテナポートの参照信号を、複数のサブフレームに渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして時間方向に拡散してもよい（態様１．２、態様２．２、態様３．２、態様４．２）。

また、マッピング部３０５は、各アンテナポートの参照信号を、複数のサブキャリアにマッピングして周波数方向に拡散してもよい（態様３、態様４）。なお、マッピング部３０５は、各アンテナポートの参照信号を、直交符号を用いて拡散してもよい（図１９のアンテナポート＃４参照）。

マッピング部３０５によって無線リソースにマッピングされた参照信号は、送受信部１０３に出力され、参照信号送信期間において、データ送信期間によりも狭い送信帯域幅で送信される。これにより、参照信号は、データ送信期間よりも大きな送信電力で、送信される。なお、本発明の送信部は、マッピング部３０５及び送受信部１０３によって構成される。

図２５は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の機能構成図である。なお、以下の機能構成は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４などによって構成される。図２５に示すように、ユーザ端末２０は、測定部４０１、チャネル推定部４０２を具備する。

測定部４０１は、送受信部２０３でスモール基地局１２から受信された参照信号の受信品質を測定する。具体的には、測定部４０１は、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号の受信品質を測定する。具体的には、測定部４０１は、時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散された各アンテナポートの参照信号を加算（例えば、同相加算）して、各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定する。上述のように、受信品質には、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、ＳＩＮＲなどが含まれる。

例えば、測定部４０１は、１サブフレーム内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号を同相加算してもよい（態様１．１、態様２．１、態様３．１、態様４．１）。或いは、測定部４０１は、複数のサブフレームに渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングされた各アンテナポートの参照信号を同相加算してもよい（態様１．２、態様２．２、態様３．２、態様４．２）。

また、測定部４０１は、複数のサブキャリアにマッピングされた各アンテナポートの参照信号を同相加算してもよい（態様３、態様４）。また、測定部４０１は、直交符号を用いて拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算してもよい（図１９のアンテナポート＃４参照）。本発明の測定部は、測定部４０１によって構成される。また、本発明の受信部は、送受信部２０３によって構成される。

チャネル推定部４０２は、測定部４０１によって測定された受信品質に基づいて、チャネル推定を行う。具体的には、チャネル推定部４０２は、測定部４０１に測定された受信品質に対応するチャネル状態情報（ＣＳＩ）をアンテナポート毎に生成し、送受信部２０３に出力する。なお、ＣＳＩには、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、ＲＩ（Rank Indicator）などが含まれてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、スモール基地局１２が、各アンテナポートの参照信号を、時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散して送信する。このため、送信帯域幅が狭められた参照信号送信期間において、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を送信する場合に、ユーザ端末における各アンテナポートの参照信号の受信品質を向上できる上、参照信号の送信電力を大きくしカバレッジを大きくすることができる。

なお、本実施の形態に係る無線通信システム１では、参照信号送信期間において、データ送信期間よりも狭い送信帯域幅で参照信号を送信するものとしたが、これに限られない。本発明は、送信帯域幅を狭めない場合にも、適用可能である。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

１…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…マクロ基地局
１２、１２ａ、１２ｂ…スモール基地局
２０…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…伝送路インターフェース
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３０１…データ信号生成部
３０２…ビームフォーミング部
３０３…参照信号生成部
３０４…決定部
３０５…マッピング部
４０１…測定部
４０２…チャネル推定部

Claims (8)

1. マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成し、複数のアンテナポートを備えた無線基地局であって、
   アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を生成する生成部と、
   ビームフォーミングが行われない第１送信期間において、ビームフォーミングが行われる第２送信期間よりも狭い送信帯域幅で、前記複数の参照信号を送信する送信部と、を具備し、
   前記送信部は、各アンテナポートの参照信号を時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散して、送信することを特徴とする無線基地局。
2. 前記送信部は、前記各アンテナポートの参照信号を、１サブフレーム内の複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして時間方向に拡散することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記送信部は、前記各アンテナポートの参照信号を、複数のサブフレームに渡る複数のＯＦＤＭシンボルにマッピングして時間方向に拡散することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記送信部は、前記各アンテナポートの参照信号を、複数のサブキャリアにマッピングして周波数方向に拡散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基地局。
5. 前記送信部は、周波数分割多重及び符号分割多重の少なくとも一つにより、前記複数の参照信号を前記送信帯域幅において多重することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線基地局。
6. 前記送信部は、前記マクロセルで用いられる第１キャリアよりも高い周波数帯の第２キャリアを用いて、前記各アンテナポートの参照信号を送信す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基地局。
7. マクロセルとスモールセルとが重複して配置される無線通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
   前記スモールセルを形成し、複数のアンテナポートを備えた無線基地局から、アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を受信する受信部と、
   前記複数の参照信号の受信品質を測定する測定部と、を具備し、
   前記測定部は、時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散された各アンテナポートの参照信号を同相加算して、前記各アンテナポートの参照信号の受信品質を測定することを特徴とするユーザ端末。
8. マクロセルと重複して配置されるスモールセルを形成し、複数のアンテナポートを備えた無線基地局における参照信号送信方法であって、
   アンテナポート毎に異なる複数の参照信号を生成する工程と、ビームフォーミングが行われない第１送信期間において、ビームフォーミングが行われる第２送信期間よりも狭い送信帯域幅で、前記複数の参照信号を送信する工程と、を有し、
   各アンテナポートの参照信号は、時間方向及び周波数方向の少なくとも一つに拡散して送信されることを特徴とする参照信号送信方法。

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