JP2015228534A - 端末装置、基地局装置、無線通信システム通信方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】端末装置による小電力基地局への接続の切り替えを効率化する。【解決手段】基地局装置へ信号を送信する端末装置３であって、第１の基地局装置１から第２の基地局装置２への接続指示があった場合に、該接続指示と同時またはそれ以降に第１の基地局装置１から通知されるＲＲＣパラメータを第２の基地局装置２への接続に用いるＲＲＣパラメータとして設定し、その後の第２の基地局装置への接続の際に、該設定したＲＲＣパラメータに基づいて、リソース割当情報の解釈を変更することにより、第２の基地局装置への接続の切り替えを効率化する。【選択図】図７

Description

本発明は、端末装置、基地局装置、無線通信システム、プログラムおよび記録媒体に関する。

標準化団体の１つである３ＧＰＰ（The Third Generation Partnership Project）では、第４世代の移動通信システムの１つである３ＧＰＰ ＬＴＥ（Long Term Evolution） Ｒｅｌ−１０（これ以降のシステムはＬＴＥ−Ａ（LTE Advanced）と称されることもある。）の標準化がほぼ完了し、現在、それを拡張したＬＴＥ Ｒｅｌ−１１の標準化が行われている。

さらに、Ｒｅｌ−１２と呼ばれるシステムの検討も開始され、従来の基地局装置（マクロ基地局）がカバーするマクロエリア内に小電力基地局（ＬＰＮ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｄｅ）を設置して小セル（Ｓｍａｌｌ Ｃｅｌｌ）を複数構成し、高速データ伝送が必要な端末装置に対してマクロ基地局がＬＰＮに接続するよう指示することでトラヒックをオフロードし、マクロ基地局とＬＰＮで構成されるマクロエリア内のキャパシティを増大させる技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

Ericsson, RWS-120003, 3GPP RAN Workshop on Rel-12 and onwards, June, 2012.

しかしながら、基地局装置が端末装置に小電力基地局（ＬＰＮ）への接続を指示した場合に、無線パラメータを全て端末装置にシグナリングすると、接続先を素早く切り替えることができず、効率が悪くなるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、効率よく小電力基地局に端末装置の接続を切り替えることである。

本発明の一観点によれば、基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示があった場合に、該接続指示と同時またはそれ以降に通知されるＲＲＣパラメータに基づいて制御情報の解釈を変更することを特徴とする端末装置が提供される。

前記解釈の変更は、少なくとも前記第１の基地局との通信でサポートされていない伝送方法を前記第２の基地局装置への接続と同時にサポートするようにすることである。前記ＲＲＣパラメータには、アクセス方式を切り替える情報を含むことを特徴とする。前記ＲＲＣパラメータには、サポートするクラスタ数に関する情報を含むことを特徴とする。前記ＲＲＣパラメータには、プリコーディング行列を指定する情報を含むことを特徴とする。

また、本発明は、基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、暗黙的に３以上の最大クラスタ数をサポートするように制御することを特徴とする端末装置である。

また、本発明は、基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、前記小電力基地局への接続指示と同時にリソース割当情報を暗黙的に切り替えることを特徴とする端末装置である。これにおり、少ない制御情報で３クラスタ以上をサポートすることができる。

また、本発明は、基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、前記小電力基地局への接続指示と同時に制御情報の解釈の方法を切り替えることを特徴とする端末装置である。このように、ＬＰＮ２への接続指示と同時に制御情報の解釈の方法を切り替えることで、制御情報を増やすことなく様々な伝送方法をサポートすることができる。

また、本発明は、基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、前記端末装置がマクロ基地局より受信局を小電力基地局とするよう指示を受けた際に、プリコーディング処理に使用するコードブックを変更することを特徴とする端末装置である。ここで使用するコードブックはＣＭを考慮しないプリコーディングを許容するものとすることにより、移動局装置はＬＰＮへ伝送を行なう際に、追加の制御情報を使用することなく、コードブックを変更しない場合より高い送信ダイバーシチ利得を獲得することができ、スループットを改善することができる。

また、本発明は、端末装置に第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示と同時に、第２の基地局装置で使用するＲＲＣパラメータを前記端末装置に通知することを特徴とする基地局装置である。

前記ＲＲＣパラメータは、少なくとも前記第１の基地局との通信でサポートされていない伝送方法を前記第２の基地局装置への接続と同時にサポートするように解釈を変更させるものである。

また、本発明は、基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示があった場合に、該接続指示と同時またはそれ以降に通知されるＲＲＣパラメータに基づいて制御情報の解釈を変更する端末装置と、前記端末装置に前記第１の基地局装置から前記第２の基地局装置への接続指示と同時に、前記第２の基地局装置で使用するＲＲＣパラメータを端末に通知する基地局装置と、を有することを特徴とする無線通信システムである。

本発明の他の観点によれば、基地局装置へ信号を送信する端末装置における通信方法であって、第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示を受信するステップと、該接続指示と同時またはそれ以降に通知されるＲＲＣパラメータに基づいて制御情報の解釈を変更するステップと、を有することを特徴とする通信方法が提供される。

また、本発明は、端末装置に第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示を行うステップと、該接続指示を行うステップと同時に前記、第２の基地局装置で使用するＲＲＣパラメータを端末に通知するステップと、を有することを特徴とする通信方法である。

本発明は、上記に記載の通信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、上記に記載のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。

本発明によれば、効率よく小電力基地局に端末装置の接続を切り替えることができる。

本発明の第１の実施形態における無線通信システムの一構成例を示す図である。 現状の３ＧＰＰで採用されているアクセス方式を表しており、図２（ａ）が連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ、図２（ｂ）が不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの例である。 ３クラスタの不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの例を示している。図３（ａ）は図２（ｂ）と同じであり、２クラスタの不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを表している。図３（ｂ）は３クラスタの不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを表している。 本実施の形態による移動局装置３の一構成例を示す機能ブロック図である。 制御情報分離部の一構成例を示す機能ブロック図である。 移動局装置がサポートするクラスタ数の一例を示す図である。 マクロ基地局と移動局とのＲＲＣでの制御信号のシグナリングの例を示すシーケンス図である。 移動局が、ＤＣＩで通知されたリソース割当情報の解釈をＲＲＣで指定されたＬＰＮへの接続指示に基づいて変更する際の割当の解釈例を示す図である。 マルチクラスタを示すビットの解釈の例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による送信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 制御情報分離部の一構成例を示す機能ブロック図である。 送信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 制御情報分離部の一構成例を示す機能ブロック図である。 受信局がマクロ基地局である場合に使用するコードブックである場合に使用するコードブックのテーブルの一例である。 受信局がマクロ基地局である場合に使用するＬＰＮ２である場合に使用するコードブックのテーブルの一例である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態における無線通信システムの一構成例を示す図である。図１は、上りリンク（移動局装置から基地局への通信）の例を示す図である。図１において、マクロ基地局装置１は従来のセルラシステムと同様に広範囲をカバーするエリアＡＲ１であるセルを構成する。マクロ基地局装置１が構成するセル内に小電力基地局（ＬＰＮ）が設置されており、マクロエリアＡＲ２内でセル半径の小さいセル（スモールセルとも称される。）を有するように構成されている。ここで、例としてマクロ基地局１は２ＧＨｚ帯４−１を用い、小電力基地局２は３．５ＧＨｚ帯４−２を用い、すなわち、異なる周波数帯域を使用するケースを一例として示しているが、同一周波数を用いたヘテロジーニアスネットワークの構成としても良い。

また、具体的には記載していないが、２ＧＨz帯４−１より３．５ＧＨｚ帯４−２が広帯域を持っているが、これは典型的な一例であり、帯域幅はこのような例に限定されない。スマートフォンや携帯電話機などの移動局装置（端末装置）３は、初期接続やシステム情報やモビリティなどについてマクロ基地局１で制御される。上りリンクデータが発生した場合には、マクロ基地局１は移動局装置３に対して小電力基地局２にデータ信号を送信するように指示することで、マクロ基地局１の扱うデータをオフロードすることができ、マクロ基地局１と小電力基地局（ＬＰＮ）２とで構成されるマクロエリア内のスループットが高くなる。なお、マクロ基地局１を第一の基地局、ＬＰＮ２を第二の基地局と称するが、接続指示を出す点ではセル半径の大きさには制限されないため、呼称には依存せず、複数の基地局間での接続指示を出す場合も本発明に含まれるものである。

一般に、上りリンクでは送信アンプの飽和領域で増幅した際の歪みに起因して生じる帯域外輻射を低減するために、最大送信電力低減量（ＭＰＲ：Maximum Power Reduction）が規定され、移動局装置の放射可能な最大送信電力よりＭＰＲの値だけ低い送信電力が実質の最大送信電力となる。帯域外輻射の原因は、送信信号のピーク電力（指標としてピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：Peak to Average Power Ratio）やＣＭ（Cubic Metric）が知られている）や送信スペクトルを不連続に配置することである。ＭＰＲの値はスペクトルマスクなどのレギュレーションで規定される他の無線システムに与える帯域外輻射量、さらには周波数複信方式（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）で生じる送信信号の帯域外輻射が下りリンクの受信信号に漏れ込む干渉量（self-desenseと呼ばれる）を定められた値以下にするよう決定されている。

小電力基地局２に移動局装置３がデータを送る場合には、小電力基地局２のセル半径は小さいことから送信電力が小さくなる傾向にある。そのため、送信アンプの飽和領域で増幅しなければならないことはほとんどないことから、帯域外輻射の原因となるピーク電力の問題は生じなくなる。そのため、小電力基地局２に接続するよう指示が出た場合に暗黙的にピーク電力の制限を緩和し、伝送効率の向上を優先する。

本実施形態では３ＧＰＰの上りリンクで用いられている離散フーリエ変換拡散直交周波数分割多重（ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ：Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を例に説明する。図２は、現状の３ＧＰＰで採用されているアクセス方式を表しており、図２（ａ）が連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ、図２（ｂ）が不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの例である。図２において、横軸は周波数、５−１、５−２は受信品質、例えばサウンディング信号などの既知の参照信号から推定された伝搬路利得や受信信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference plus Noise power Ratio）や受信信号対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal to Noise power Ratio）などが用いられる。また、受信品質の代わりにＱｏＳ（Quality of Service）やＱｏＥ（Quality of Experience）や、ＰＦ（Proportional Fairness）メトリックなど、その他の優先度の指標となるメトリックを用いてもよい。

まず、図２（ａ）において、連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの周波数信号６−１は、同図のように周波数で連続して送信信号を割り当てるので（割当帯域（１））、ピーク電力が低いという特徴がある。一方、送信電力に余裕のある場合には、図２（ｂ）のように最大２クラスタに周波数信号を分割する不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを用いて、周波数信号６−２、６−３のように送信信号を割り当てる（割当帯域（２）、（３））。このように送信電力に応じて連続割当と不連続割当（マルチクラスタ送信）とを切り替えることで、周波数選択ダイバーシチ利得を獲得しながら低いピーク電力も活用することができる。これは、従来通り広範囲をカバーするマクロ基地局との間における通信で利用する。

次に、ピーク電力が問題にならないＬＰＮ２との接続について説明する。図２に示したように、最大２クラスタという制限下では周波数選択ダイバーシチゲインは限られてしまう。一般に、不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭはクラスタ数が多いほどピーク電力が高くなるが周波数選択ダイバーシチゲインも高くなる。ここで、例えば所要の送信電力が低い場合などのようにピーク電力が高くなることが問題にならないのであれば、クラスタ数を多くし、周波数選択ダイバーシチゲインを得ることが望ましい。

このことから、小電力基地局ＬＮＰ２への接続の指示がマクロ基地局１から来た場合に、移動局装置（移動端末）３は２より大きいクラスタ数を暗黙的にサポートする。例えば、マクロ基地局１が接続指示と同時にRRCパラメータを小電力基地局ＬＮＰ２（スモールセル）用に切り替える。

尚、暗黙的に（implicitly）とは、特に記述しなくても、自動的に行われる場合を指し、暗黙的に行われる自動的にとほぼ同義である。

図３に、３クラスタの不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの例を示している。図３（ａ）は図２（ｂ）と同じであり、２クラスタの不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを表している。図３（ｂ）は３クラスタの不連続ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを表している。図３（ｂ）において、７は受信品質などの周波数スケジューリングのためのメトリック、７−１、７−２、７−３は周波数信号の各クラスタを表している（割当帯域（６）、（７）、（８））。図３（ａ）と図３（ｂ）から分かるように、クラスタ数を増やすほど受信品質の高くなる周波数を選択するように帯域を割り当てしやすくなるので、高い伝送特性を得ることができる。

以上に説明した理由に基づいて、本実施の形態では、マクロ基地局の指示により移動局装置が小電力基地局に接続する場合に、暗黙的に３以上の最大クラスタ数をサポートすることを特徴とする。

図４は、本実施の形態による移動局装置３の一構成例を示す機能ブロック図である。移動局装置３は、送信側の、送信信号を符号化する符号部１１、信号を変調する変調部１２、ＤＦＴ処理を行うＤＦＴ部１３、リソースの割り当てを行うリソース割当部１４、参照信号を多重化する参照信号多重部１５、ＩＤＦＴ処理を行うＩＤＦＴ部１６、ＣＰを挿入するＣＰ挿入部１７、無線送信のための信号処理を行う無線部１８、信号を送信する送信アンテナ１９、受信側の、無線受信後の信号処理を行う無線部２０、受信信号中の制御情報を検出する制御情報検出部２１、制御情報を分離する制御情報分離部２２、ＭＣＳを検出するＭＣＳ検出部２３を有している。

まず、基地局装置１から送信された制御情報を含む信号を図示しない受信アンテナで受信し、無線部２０により無線周波数からベースバンドにダウンコンバートされる。得られたベースバンド信号は制御情報検出部２１で復調や誤り訂正復号などが施され、送信ビット系列が得られる。その後、制御情報分離部２２において各伝送制御のための制御情報を分離する。ここで、各伝送制御は、ここでは例として変調方式と符号化率との組み合わせ（ＭＣＳ：Modulation and Coding Schemes）や、使用するリソースエレメント数（サブキャリア数）、周波数信号の周波数での割当位置、伝搬路推定用の参照信号を生成するために必要な情報を含み、それぞれは、ＭＣＳ検出部２３、ＤＦＴ部１３、リソース割当部１４、参照信号多重部１５に入力される。ＭＣＳ検出部２３では、ＭＣＳとして定義された情報からビット列に応じて変調方式と符号化率をそれぞれ検出し、変調部１２および符号部１１にそれぞれ入力される。

移動局装置３は、これらの情報に基づいて送信信号を生成する。移動局装置３は、符号部１１で情報ビット列を符号化率情報に基づいて誤り訂正符号化し、変調部１２において符号化されたビットを四相位相変調（ＱＰＳＫ：Quaternary Phase Shift Keying）や１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）などの変調シンボルにマッピングする。得られた変調シンボルは、ＤＦＴ部１３により通知されたリソースエレメント数をポイント数とする離散フーリエ変換（ＤＦＴ）が施され、周波数信号に変換される。周波数信号はリソース割当部１４により通知された周波数位置に基づいて、システム帯域内の指定された周波数位置に周波数信号を配置する。その後、参照信号多重部１５において、通知された参照信号系列から参照信号を生成し、生成された参照信号を多重する。さらに、ＩＤＦＴ部１６により逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse DFT）が施され、時間信号に変換される。ここで、ＩＤＦＴのポイント数は予め設定された値を用い、３ＧＰＰのＬＴＥやＬＴＥ−Ａシステムでは２０４８ポイントである。また、ここではＩＤＦＴと記載したが、バタフライ演算により計算量を削減した高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）に基づく変換を用いてもよい。ここで、オーバーサンプリング等を考慮して４０９６ポイント等のＩＤＦＴを適用してもよい。その後、ＣＰ挿入部１７においてサイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）が付加され、無線部１８においてＤ／Ａ（Digital to Analog）変換及び無線周波数へのアップコンバージョンが行われ、送信アンテナ１９より送信される。

次に、サポートするクラスタ数を変更する方法について具体的に説明する。３以上のクラスタ数をサポートするか否かは、制御情報により把握することができる。図５に、制御情報分離部２２の一構成例を示す機能ブロック図である。図５は、制御情報検出部２１より入力された制御信号から送信に必要な制御情報を抽出・識別する機能を具備する。入力された制御情報は、参照信号系列識別部３１により参照信号系列が識別され、参照信号多重部１５に入力される。リソース割当情報検出部３２で、リソース割当情報を検出した後、リソース割当情報識別部３３において、上位レイヤから通知された情報に基づいてリソース割当情報を識別し、リソース割当部１４に入力される。また、リソースエレメント数識別部３４では、割り当てられたリソースエレメント数が把握され、ＤＦＴ部１３に入力される。ＭＣＳ識別部３５では、ＭＣＳを識別し、ＭＣＳ検出部２３に入力される。

ここで、リソース割当情報識別部３３に入力される情報としては、上位レイヤの信号として例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤから制御される情報が用いられる。ＲＲＣレイヤを介してマクロ基地局１からＬＰＮ２への接続が指示された場合には、リソース割当情報識別部３３で３クラスタ以上をサポートするよう制御情報を識別する。

図６に、移動局装置３がサポートするクラスタ数の一例を示す。図６は、移動局装置３がマクロ基地局１に接続している場合にサポートされるクラスタ数（上の行）、及び、移動局装置がＬＰＮ２に接続している場合にサポートされるクラスタ数（下の行）を示している。ここでは、一例としてマクロ基地局１と接続している場合にはクラスタ数１及び２をサポートし、ＬＰＮ２へ接続する場合にはクラスタ数３及び４をサポートする場合を示したが、少なくともマクロ基地局１との通信でサポートされていない伝送方法をＬＰＮ２への接続と同時にサポートするようにすれば本発明の範囲を逸脱することはない。また、本発明で示したように、周波数選択ダイバーシチを獲得することに着目すれば、移動局装置３がマクロ基地局１との通信でサポートされるクラスタ数以上のクラスタ数をサポートする場合は本発明に含まれる。これを暗黙的に切り替えることで、すなわち、制御情報の解釈を変更するように構成することで、制御情報自体の量を削減することができ、ＬＰＮにおけるスループットも向上させることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

本実施の形態では、制御情報を通知する際のシグナリングをＬＰＮ２への接続指示と同時に設定し直すことで、暗黙的に３以上のクラスタ数をサポートする。

図７は、マクロ基地局１と移動局３とのＲＲＣでの制御信号のシグナリングの例を示すシーケンス図である。まず、呼が発生（送信したいデータ信号が発生）した場合に（４１）、マクロ基地局１は、ＬＰＮ２への接続指示と同時にＲＲＣパラメータを移動局３に通知する（４２）。このＲＲＣパラメータは、ＬＰＮ２と接続するために必要な制御情報を構成するためのパラメータが含まれるものとする。その後、移動局３ではＲＲＣパラメータの設定が行われ（４３）、完了したときに、ＲＲＣパラメータ設定完了通知をマクロ基地局１に行う（４４）。マクロ基地局１は、ＲＲＣパラメータの設定完了を確認後、ＬＰＮ２に対して移動局３への制御情報の生成指示を行う（４５）。その後、ＬＰＮ２は移動局３に対して制御情報の送信を行う（４６）。なお、制御情報は、例えば、３ＧＰＰではＤＣＩ（Downlink Control Information）のような物理層のパラメータを動的に通知する方法を指す情報などである。

次に、ＲＲＣパラメータについて説明する。ＲＲＣパラメータで移動局３に通知する情報としては、本発明では、３以上のクラスタ数をサポートするためのＲＲＣパラメータの変更をすることを考える。

最初の例として、移動局３が、ＤＣＩで通知されたリソース割当情報の解釈をＲＲＣで指定されたＬＰＮへの接続指示に基づいて変更することを述べる。

図８に割当の解釈例を示す。ここで、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）は、複数のリソースエレメント（ＲＥ：Resource Element、サブキャリアとも称される）を連続的にブロック化したものであり、ＬＴＥやＬＴＥ−Ａでは１２であるが、これに限定されない。

図８（ａ）は、マクロ基地局１に接続している場合のリソース割当情報の解釈例を示し、ここではＲＢ４〜ＲＢ７の４ＲＢを連続的に使用している例を示している。この場合、ＬＴＥでは、割り当てられた周波数の最も周波数の低いＲＢを示す４ＲＢを示すインデックスと、そこから４ＲＢ連続であるという方法を採用しており、この場合は、指標ｘ（ＲＢインデックス、連続するＲＢ数）を２進数にして送信する。

一方、ＲＲＣレイヤでＬＰＮ２への接続指示があった場合には、暗黙的に図８（ｂ）のように各ＲＢに割当があるかないかを示す“１”か“０”を通知するよう設定する。ここでは、指標ｙとして、このような０と１のビットマップを用いてもよいし、割当開始のＲＢ（Ｇ）インデックスと割当終了ＲＢ（Ｇ）インデックスを通知することで複数のクラスタを表現する方法を用いてもよい。なお、ＤＣＩで通知するリソース割当情報のために必要なビット数が異なる場合には、移動局３が制御情報のビット数あるいはそれに関係する情報をＲＲＣパラメータの１つとしてマクロ基地局１がＬＰＮ２への接続指示と同時に移動局３に通知する方法を用いることもできる。また、リソース割当情報に必要なビットを揃えるために、ＲＢをＲＢＧ（RB Group）といった複数のＲＢを制御単位としてもよい。移動局３の送信装置構成は、図４と基本的に同様で良いが、変更されるＲＲＣパラメータに応じて制御情報検出部２１、制御情報分離部２２に上位レイヤからの情報を入力するようにすると良い。

例えば、制御信号を復号する場合に制御情報のビット数がＲＲＣパラメータとして構成される場合には制御情報検出部２１に入力する。一方で、リソース割当情報のように解釈の方法を変更する場合には制御情報識別部２２に入力する。このように、ＬＰＮへの接続指示と同時にリソース割当情報を暗黙的に切り替えることで少ない制御情報で３クラスタ以上をサポートすることができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、上記とは別の例として、ＬＰＮ２への接続指示と同時に、さらに伝送方式として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）をサポートする例を示す。ここでは、ＲＲＣパラメータの構成として、マルチクラスタをサポートするフラグを読み替えるよう構成する例を述べる。３ＧＰＰのＬＴＥやＬＴＥ−Ａでは、１クラスタと２クラスタを切り替えるためのビットがＤＣＩに含まれている。この解釈をＬＰＮ２からの接続指示と同時にマルチキャリアをサポートする解釈とするよう通知する。

図９は、マルチクラスタを示すビットの解釈の例を示す図である。図９では、マクロ基地局１の場合にサポートするクラスタ数がシングルキャリアの１及び２であるのに対し、ＬＰＮ２からの接続指示と同時にそのビットが示す伝送方式の解釈を１クラスタと、マルチキャリア（ＯＦＤＭ）としている。これは、図７のＲＲＣパラメータの設定処理４３で設定されるものであり、解釈を暗黙的に変更することでマルチキャリアもサポートされるようになる。ここでは、ＲＲＣパラメータの変更によりマルチキャリアをサポートする例を示したが、ＬＰＮ２への接続と同時に解釈を暗黙的に図８のような解釈に変更してもよい。また、ＯＦＤＭを用いた場合のクラスタ数に関しては、図８の場合には２クラスタあるいは３クラスタ以上のＯＦＤＭでもよいし、シングルクラスタのＯＦＤＭとしてもよい。さらに、ビットによってシングルクラスタのＯＦＤＭとマルチクラスタのＯＦＤＭを切り替える構成としてもよい。予め定義されればいかなるものも本発明に含まれる。

図１０は、送信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。図１０は、図４と基本的に同じであるが、切替部６１及が追加されており、制御情報分離部６２が図４の制御情報分離部２２とは異なる。切替部６１は、制御情報分離部６２より得られた情報に基づいて、シングルキャリアかマルチキャリアかを切り替える。ここでは、切替部６１においてマルチキャリアが通知された場合にはＤＦＴ部１３を介さずにリソース割当部１４に直接入力される。

図１１は、制御情報分離部６２の一構成例を示す機能ブロック図である。図１１では、図５の構成にアクセス情報検出部６３及びアクセス情報識別部６４が追加されており、アクセス情報識別部６４からの情報が切替部６１に入力される。ここでは、制御情報に含まれるビットをアクセス情報検出部６３で検出し、アクセス情報識別部６４によりＬＰＮ２への接続指示と同時に通知された上位レイヤから通知された情報に基づいて図９のような解釈を行う。なお、ここでは簡単のために１ビットで通知する例を示したが、２ビットで通知してクラスタ数とアクセス方式の組み合わせを増やしても構わない。なお、図１１では、上位レイヤからリソース割当情報識別部３３やアクセス情報識別部６４にＲＲＣパラメータを入力する構成を例示したが、システムで予め定義すれば必ずしも必要な構成ではない。このように、ＬＰＮ２への接続指示と同時に制御情報の解釈の方法を切り替えることで、制御情報を増やすことなく様々な伝送方法をサポートすることができる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態では、移動局装置３が複数のアンテナポートを備え、プリコーディングを行なう機能を有している際に、ＬＰＮ２への接続指示と同時に、異なるプリコーディングの処理をサポートする例を示す。

ここで想定するプリコーディングの処理は、シングルキャリア信号を送信する際に、ＣＭ（Cubic Metric）への影響が大きいプリコーディング処理とＣＭへの影響の小さいプリコーディング処理である。ただし、ＣＭは、ＰＡＰＲと同様に送信信号の平均値からのバラつきを示す指標である。

一般に、プリコーディングは受信局において同相合成によるダイバーシチ利得を得られるように、あるいは、アンテナ相関を下げることで伝搬容量を増大させるように、送信局において送信信号に処理を加え、複数の送信アンテナから送信する技術である。ここで送信される送信信号の数（レイヤ数）が１である場合にはＣＭへの影響は無いが、レイヤ数が複数であり、プリコーディング処理により１つのアンテナから複数の信号を加算した信号が送信される場合、ＣＭが増加する。そのため、上り回線のようにＣＭを低く維持する必要がある場合には、１つのアンテナから１つの送信信号を送信するＣＭＰ（CM Preserving）型のプリコーディング処理が用いられることが望まれ、ＬＴＥリリース１０において採用されている。ただしＣＭＰ型のプリコーディングは１つのアンテナから複数の信号を加算した信号が送信するプリコーディングに比べ、プリコーディングによる利得が低いという問題がある。

そこで、本実施形態では、ＬＰＮ２を受信局とする移動局装置３はＣＭの制約が小さいことを鑑み、１つのアンテナから複数の送信信号を送信するプリコーディングを行なう。

図１２は、送信装置（移動局装置）の一構成例を示す機能ブロック図である。図１２は、Ｌ個のレイヤに分割した送信信号をプリコーディングによりＴ本の送信アンテナから送信する場合を示している。ブロック構成例は図４と基本的に同じであるが、Ｓ／Ｐ変換部７１およびプリコーディング部７２が追加されており、制御情報分離部７３が図４の制御情報分離部２２とは異なる。

Ｓ／Ｐ変換部７１は、入力されるデータ系列をＳ／Ｐ（Serial to Parallel）変換により送信に使用するレイヤ数（ランク、ストリーム数と称されることもある）に相当するＬ個の系列に分割し、それぞれ符号部１１−１〜Ｌに入力する。符号部１１−１〜Ｌ、変調部１２−１〜ＬおよびＤＦＴ部１３−１〜Ｌは、それぞれ図４の符号部１１、変調部１２およびＤＦＴ部１３と同一の機能を有するが、○−ｘで示されるブロックはＳ／Ｐ変換部７１から出力されるｘ番目のレイヤの信号に対し処理を行なうブロックであることを示している。

図１３は、制御情報分離部７３の一構成例を示す機能ブロック図である。図１３では、行列指定情報検出部７４及びプリコーディング行列識別部７５が追加されており、この情報がプリコーディング部７２に入力される。他のブロックは図５と同様である。ここでは、制御情報に含まれるプリコーディング行列を指定する情報（行列指定情報）を行列指定情報検出部７４で検出し、プリコーディング行列識別部７５に入力する。プリコーディング行列識別部７５は、プリコーディング部７２に入力される信号の数Ｌと伝送に使用する送信アンテナ数Ｔに応じたＴ×Ｌのプリコーディング行列の候補を記載しているテーブル（以後、「コードブック」と称する。）を保持し、入力された行列指定情報に基づいてプリコーディング行列を選択してプリコーディング部７２に入力する。ただし、プリコーディング行列識別部７５は、受信局がマクロ基地局１である場合のコードブックとＬＰＮである場合のコードブックとを保持し、ＬＰＮ２への接続指示が通知された場合には使用するコードブックを後者に変更する。よって同一の行列指定情報が入力された場合でも、選択されるプリコーディング行列は受信局の種類により異なるため、プリコーディング部７２において受信局の種類に応じたプリコーディング処理を行なうことになる。

図１４および図１５は、それぞれ受信局がマクロ基地局１である場合に使用するコードブックとＬＰＮ２である場合に使用するコードブックのテーブルの一例である。コードブックインデックスは行列指定情報で示され、移動局装置３ｂはインデックスで指定されたプリコーディング行列を使用する。例えば、受信局がマクロ基地局１でありコードブックインデックスが２４である場合、プリコーディング行列識別部７５は、図１４のコードブックより次式に示すプリコーディング行列を選択する。

式（１）は送信アンテナ数Ｔが４であり、レイヤ数Ｌが２として、１つの送信信号をアンテナ１およびアンテナ２で送信し、もう１つの送信信号をアンテナ３およびアンテナ４で送信することを示している。行列内のゼロは、該当する送信アンテナで該当する送信信号を送信しないことを意味しており、式（１）では１つの送信アンテナから１つの送信信号のみが送信されることがわかる。一方、受信局がＬＰＮでありコードブックインデックスが２４である場合、プリコーディング行列識別部７５は、図１５より次式を選択する。

式（２）は送信アンテナ数Ｔが４であり、レイヤ数Ｌが２として、２つの送信信号をアンテナ１〜アンテナ４から送信することを示している。このように受信局の種類に応じて異なるコードブックを用いることにより、異なるプリコーディング処理を行なうことができる。

プリコーディング部７２は、ＤＦＴ部１３−１〜Ｌより入力されるＬ行の信号に対し、行列指定情報識別部７４より入力されるＴ×Ｌ行のプリコーディング行列を乗算する。乗算後のＴ行の信号は各行に対応したリソース割当部１４−１〜Ｔに入力される。

リソース割当部１４−１〜Ｔ、参照信号多重部１５−１〜Ｔ、ＩＤＦＴ部１６−１〜Ｔ、ＣＰ挿入部１７−１〜Ｔ，無線部１８−１〜Ｔは、それぞれ図４のリソース割当部１４、参照信号多重部１５、ＩＤＦＴ部１６、ＣＰ挿入部１７，無線部１８と同一の機能を有するが、○−ｙで示されるブロックはプリコーディング部７２から出力されるｙ番目の信号に対し処理を行なうブロックであることを示している。各ブロックで処理が行なわれた信号は、それぞれ送信アンテナ１９−１〜Ｔより受信局へ送信される。

ただし、本実施形態ではアクセス方式をＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとして説明を行なったが、ＯＦＤＭやＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ等その他のアクセス方式が用いられても良い。また、第３の実施形態に示しているように受信局に応じてアクセス方式を変更する移動局装置においても適用可能である。

以上、第４の実施形態では、移動局装置がマクロ基地局より受信局をＬＰＮとするよう指示を受けた際に、プリコーディング処理に使用するコードブックを変更する。ここで使用するコードブックはＣＭを考慮しないプリコーディングを許容するものとすることにより、移動局装置はＬＰＮへ伝送を行なう際に、追加の制御情報を使用することなく、コードブックを変更しない場合より高い送信ダイバーシチ利得を獲得することができ、スループットを改善することができる。

上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

また、上述した各実施形態における移動局装置および基地局装置各々の一部、または全部の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移動局装置および基地局装置を実現してもよい。なお、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。また上記プログラムは、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。処理装置として実現しても良い。

また、上述した各実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、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。移動局装置および基地局装置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変更等も含まれる。

本発明は、携帯電話装置を、移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。

１…マクロ基地局、２…小電力基地局（ＬＰＮ）、３…移動局装置（端末装置）、１１…符号部、１２…変調部、１３…ＤＦＴ部、１４…リソース割当部、１５…参照信号多重部、１６…ＩＤＦＴ部、１７…ＣＰ挿入部、１８…無線部、１９…送信アンテナ、２０…無線部、２１…制御情報検出部、２２…制御情報分離部、２３…ＭＣＳ検出部。

Claims (16)

1. 基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、
   第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示があった場合に、
   該接続指示と同時またはそれ以降に通知されるＲＲＣパラメータに基づいて制御情報の解釈を変更することを特徴とする端末装置。
2. 前記解釈の変更は、
   少なくとも前記第１の基地局との通信でサポートされていない伝送方法を前記第２の基地局装置への接続と同時にサポートするようにすることである請求項１に記載の端末装置。
3. 前記ＲＲＣパラメータには、アクセス方式を切り替える情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末装置。
4. 前記ＲＲＣパラメータには、サポートするクラスタ数に関する情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末装置。
5. 前記ＲＲＣパラメータには、プリコーディング行列を指定する情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末装置。
6. 基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、
   マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、暗黙的に３以上の最大クラスタ数をサポートするように制御することを特徴とする端末装置。
7. 基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、
   マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、前記小電力基地局への接続指示と同時にリソース割当情報を暗黙的に切り替えることを特徴とする端末装置。
8. 基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、
   マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、前記小電力基地局への接続指示と同時に制御情報の解釈の方法を切り替えることを特徴とする端末装置。
9. 基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、
   マクロ基地局の指示により前記端末装置が小電力基地局に接続する場合に、前記端末装置がマクロ基地局より受信局を小電力基地局とするよう指示を受けた際に、プリコーディング処理に使用するコードブックを変更することを特徴とする端末装置。
10. 端末装置に第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示と同時に、第２の基地局装置で使用するＲＲＣパラメータを前記端末装置に通知することを特徴とする基地局装置。
11. 前記ＲＲＣパラメータは、
    少なくとも前記第１の基地局との通信でサポートされていない伝送方法を前記第２の基地局装置への接続と同時にサポートするように解釈を変更させるものである請求項１０に記載の基地局装置。
12. 基地局装置へ信号を送信する端末装置であって、第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示があった場合に、該接続指示と同時またはそれ以降に通知されるＲＲＣパラメータに基づいて制御情報の解釈を変更する端末装置と、
    前記端末装置に前記第１の基地局装置から前記第２の基地局装置への接続指示と同時に、前記第２の基地局装置で使用するＲＲＣパラメータを端末に通知する基地局装置と、を有することを特徴とする無線通信システム。
13. 基地局装置へ信号を送信する端末装置における通信方法であって、
    第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示を受信するステップと、
    該接続指示と同時またはそれ以降に通知されるＲＲＣパラメータに基づいて制御情報の解釈を変更するステップと
    を有することを特徴とする通信方法。
14. 端末装置に第１の基地局装置から第２の基地局装置への接続指示を行うステップと、
    該接続指示を行うステップと同時に前記、第２の基地局装置で使用するＲＲＣパラメータを端末に通知するステップと
    を有することを特徴とする通信方法。
15. 請求項１３又は１４に記載の通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
16. 請求項１５に記載のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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