JP2017034294A - 基地局装置、端末装置、送信方法及び受信方法 - Google Patents

基地局装置、端末装置、送信方法及び受信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】送信アンテナ数と受信アンテナ数の差が小さい場合であっても、良好な伝送特性が得られる基地局装置及び端末装置を提供する。
【解決手段】基地局装置は、変調シンボルを端末装置の受信アンテナの方向に拡散及びコード多重し、プリコーディングして送信し、端末装置は、各アンテナで受信した受信信号を受信アンテナ方向に逆拡散する逆拡散部を備える。拡散コードの拡散率は端末装置の受信アンテナ数である。また、端末装置はコード多重数を示す情報を基地局装置にフィードバックする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局装置、端末装置、送信方法及び受信方法に関する。
複数の送信アンテナ及び受信アンテナを用いて伝送を行うＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送は、周波数帯域幅を広げずに伝送レートを向上させることができるため、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）や無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等で採用されている。
近年、アンテナ数を大幅に増やしたＭＩＭＯ伝送が注目されている。このようなＭＩＭＯ伝送はＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ、Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ ＭＩＭＯ、Ｆｕｌｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ＭＩＭＯなどと呼ばれている。受信アンテナ数と比較して送信アンテナ数が非常に多くした場合では、ＭＩＭＯのチャネル行列をＨとしたとき、プリコーディング行列としてＨＨを用いるだけで、所望信号に対するゲインと干渉信号に対するゲインには大きな差が生じるため、非常に容易に干渉抑圧が可能となる。このようなＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯについては、非特許文献１に記載されている。
Ｆ．Ｒｕｓｅｋ、Ｄ．Ｐｅｒｓｓｏｎ、Ｋ．Ｌａｕ、Ｅ．Ｇ．Ｌａｒｓｓｏｎ、Ｔ．Ｌ．Ｍａｒｚｅｔｔａ、Ｏ．Ｅｄｆｏｒｓ、ａｎｄ Ｆ．Ｔｕｆｖｅｓｓｏｎ、"Ｓｃａｌｉｎｇ ｕｐ ＭＩＭＯ：Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ ａｎｄ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｗｉｔｈ Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ａｒｒａｙｓ、" ＩＥＥＥ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍａｇａｚｉｎｅ、２０１３年 １月。
しかしながら、非特許文献１に記載されている技術は、送信アンテナ数が受信アンテナ数と比較して非常に多い場合にのみ効果が生じ、受信アンテナ数が多くなってくると、所望信号と干渉信号のゲインの差が小さくなるため、伝送特性が劣化してしまうという問題がある。
本発明は、このような事情を鑑みてなされてものであり、その目的は、送信アンテナ数と受信アンテナ数の差が小さい場合であっても、良好な伝送特性が得られる基地局装置及び端末装置を提供することにある。
上述した課題を解決するために本発明に係る基地局装置、端末装置の構成は、次の通りである。
本発明の基地局装置は、変調シンボルを端末装置の受信アンテナの方向に拡散及びコード多重し、プリコーディングして送信することを特徴とする。
また、本発明の基地局装置において、前記受信アンテナの方向に拡散を行う拡散コードの拡散率は、端末装置の受信アンテナ数であることを特徴とする。
また、本発明の基地局装置において、端末装置からフィードバックされるコード多重数を示す情報に基づいて、コード多重数を決めることを特徴とする。
また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディングの重み行列は予め設定されたコードブックから選択されることを特徴とする。
また、本発明の基地局装置において、複数の偏波アンテナを用いて送信することを特徴とする。
また、本発明の基地局装置において、前記受信アンテナ方向に加え、時間方向に拡散することを特徴とする。
また、本発明の基地局装置において、前記受信アンテナ方向に加え、周波数方向に拡散することを特徴とする。
また、本発明の端末装置は、各受信アンテナで受信した受信信号を受信アンテナ方向に逆拡散する逆拡散部を備えることを特徴とする。
また、本発明の端末装置において、コード多重数を示す情報を基地局装置にフィードバックすることを特徴とする。
また、本発明の端末装置において、受信アンテナごとにプリコーディング行列をコードブックから選択し、前記プリコーディング行列を示す情報を基地局装置にフィードバックすることを特徴とする。
また、本発明の端末装置において、複数の偏波アンテナを備え、前記偏波アンテナの方向に逆拡散することを特徴とする。
また、本発明の送信方法は、変調シンボルを端末装置の受信アンテナの方向に拡散及びコード多重し、プリコーディングして送信することを特徴とする。
また、本発明の受信方法は、各受信アンテナで受信した受信信号を受信アンテナ方向に逆拡散する逆拡散ステップを備えることを特徴とする。
本発明では、受信アンテナ方向に拡散コード多重するようにした。このため、多重数を変えることで、送信アンテナ数と受信アンテナ数の差が小さい場合であっても、良好な伝送特性を得ることができる。
第１の実施形態における基地局装置の概略ブロック図である。 第１の実施形態における端末装置の概略ブロック図である。 第２の実施形態における基地局装置の概略ブロック図である。 第２の実施形態における基地局装置および端末装置のシーケンス図である。 第３の実施形態における基地局装置の概略ブロック図である。 第３の実施形態における端末装置の概略ブロック図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ）および端末装置（移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を備える。なお、以下の実施形態では、下りリンクについて説明するが、本発明はこれに限らず、上りリンクでも適用可能である。また、以下の実施形態では、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に本発明を適用した例を説明するが、本発明はこれに限らず、シングルキャリア伝送などその他の方式にも適用可能である。
（第１の実施形態）
図１は本実施形態における基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置は、上位レイヤ１０１、符号化部１０２−１〜１０２−Ｕ、スクランブル部１０３−１〜１０３−Ｕ、変調部１０４−１〜１０４−Ｕ、レイヤマッピング部１０５、コード多重部１０６、プリコーディング部１０７、参照信号生成部１０８、リソースマッピング部１０９、ＯＦＤＭ信号生成部１１０−１〜１１０−Ｔ、無線送信部１１１−１〜１１１−Ｔ、送信アンテナ１１２−１〜１１２−Ｔを備える。なお、図中のＵはコードワード数を表す。また、Ｔは送信アンテナ数を表す。なお、上記基地局装置の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行うチップ制御回路を有する。
上位レイヤ１０１は、ＯＳＩ参照モデルで定義された通信機能の階層のうち、物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）よりも上位の機能の階層、例えばＭＡＣ（媒体アクセス制御：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、データリンク層、ネットワーク層等である。また、上位レイヤ１０１は、基地局装置を構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。
符号化部１０２−１〜１０２−Ｕは、上位レイヤ１０１から入力された情報データに対して、誤り訂正符号化を行ない、符号化ビット（コードワードともいう）を生成する。また、情報データは、例えば、通話に伴う音声信号、撮影した画像を表す静止画像又は動画像信号、文字メッセージ等である。符号化部１０２−１〜１０２−Ｕが誤り訂正符号化を行う際に用いる符号化方式は、例えば、ターボ符号化（Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、畳み込み符号化（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｃｏｄｉｎｇ）、低密度パリティ検査符号化（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ ｃｏｄｉｎｇ；ＬＤＰＣ）等である。
なお、符号化部１０２−１〜１０２−Ｕは、誤り訂正符号化したデータ系列の符号化率（ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）をデータ伝送率に対応する符号化率に合わせるために、符号化ビット系列に対してレートマッチング処理を行なっても良い。また、符号化部１０２−１〜１０２−Ｕは、誤り訂正符号化したデータ系列を並び替えてインターリーブする機能を有しても良い。
スクランブル部１０３−１〜１０３−Ｕは、各コードワードに対して、それぞれセルＩＤに基づいたスクランブルを行う。
スクランブルされたコードワードは、変調部１０４−１〜１０４−Ｕにおいて、変調シンボルにマッピングされる。変調部１０４−１〜１０４−Ｕが行う変調処理は、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；２相位相変調）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；４相位相変調）、Ｍ−ＱＡＭ（Ｍ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；Ｍ値直交振幅変調、例えば、Ｍ＝１６、６４、２５６、１０２４、４０９６）などである。なお、変調部１０４−１〜１０４−Ｕは、生成した変調シンボルを並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
変調シンボルは、レイヤマッピング部１０５において、空間多重のためにレイヤマッピングされる。なお、レイヤ数はＳで表す。
コード多重部１０６は、レイヤマッピングされた信号を、拡散コードを用いて、端末装置の受信アンテナ方向（レイヤ方向、空間方向）に拡散コード多重する。拡散コードは、アダマール符号、ＤＦＴ（離散フーリエ変換；Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）系列、Ｇｏｌｄ符号等、直交符号、準直交符号に関わらず用いることができる。拡散率は端末装置の受信アンテナ数に基づいて決まり、ある端末装置への最大の拡散率は受信アンテナ数となる。また、端末装置毎に拡散率を変えることも可能である。また、時空間ブロック符号化に基づいて拡散多重を行なっても構わない。この場合、時空間ブロック符号の符号長が本実施形態における拡散率に相当する。なお、従来の時空間ブロック符号化は時間（又は周波数）と送信アンテナにおける符号化であるが、本発明を適用した場合は、時間（又は周波数）と受信アンテナにおける符号化となる。
参照信号生成部１０７は、参照信号を生成し、プリコーディングを行う参照信号をプリコーディング部１０８に、プリコーディングしない参照信号をリソースマッピング部１０９−１〜１０９−Ｔに出力する。
プリコーディング部１０８は、ビームを形成するプリコーディングを行う。例えば、送信最大比合成重み、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）重みを用いることができる。なお、参照信号生成部１０７から入力される参照信号についてもプリコーディングを行う。
リソースマッピング部１０９は、プリコーディング部１０９の出力、参照信号をリソースにマッピングする。ここで、リソースとは、所定の周波数帯域や時間区間から構成される領域である。
リソースマッピング部１０９の出力は、ＯＦＤＭ信号生成部１１０−１〜１１０−ＴでＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）の挿入が行われ、送信部１１１−１〜１１１−Ｔでデジタル・アナログ変換、フィルタリング、周波数変換等が行われ、送信アンテナ１１２−１〜１１２−Ｔから送信される。
図２は本実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。端末装置は、受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｒ、無線受信部２０２−１〜２０２−Ｒ、ＣＰ除去部２０３−１〜２０３−Ｒ、ＦＦＴ部２０４−１〜２０４−Ｒ、チャネル推定部２０５、逆拡散部２０６、復調部２０７−１〜２０７−Ｕ、デスクランブル部２０８−１〜２０８−Ｕ、復号部２０９−１〜２０９−Ｕ、上位レイヤ２１０、報告情報生成部２１１、上りリンク信号生成部２１２−１〜２１２−Ｔ、無線送信部２１３−１〜２１３−Ｔ、送信アンテナ２１４−１〜２１４−Ｔを備える。なお、図中のＲは受信アンテナ数を表す。また、端末装置の送信アンテナ数を基地局装置と同じＴで表しているが、端末装置と基地局装置の送信アンテナ数は同じであっても異なっていても良い。また、端末装置の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行うチップ制御回路（図示せず）を有する。
端末装置は、受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｒで信号を受信し、無線受信部２０２−１〜２０２−Ｒで周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等を行う。無線受信部２０２−１〜２０２−Ｒの出力は、ＣＰ除去部２０３−１〜２０３−Ｒでサイクリックプレフィックスの除去が行われ、ＦＦＴ部２０４−１〜２０４−Ｒで時間周波数変換が行われる。チャネル推定部２０５は、データ復調用参照信号やチャネル測定用参照信号を用いてチャネル推定を行う。逆拡散部２０６は、受信アンテナ方向に逆拡散を行う。逆拡散後の信号は、それぞれ、復調部２０７−１〜２０７−Ｕで復調が行われ、ビットＬＬＲ（対数尤度比；Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）が求められる。デスクランブル部２０８−１〜２０８−Ｕは、基地局装置で行われたスクランブルを解き、復号部２０９−１〜２０９−Ｕはデスクランブル部２０８−１〜２０８−Ｕの出力に対して誤り訂正復号を行ない、情報データを求め、上位レイヤ２１０に出力する。
端末装置は送信する機能も備える。報告情報生成部２１１は、チャネル状態情報（ＣＳＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）等の基地局装置に報告する信号を生成する。チャネル状態情報には、チャネル品質指標（ＣＱＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、チャネル推定値、ランク指標（ＲＩ；Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、プリコーディング行列指標（ＰＭＩ；Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等を含む。また、拡散率、コード多重数を報告情報とすることもできる。上りリンク信号生成部２１２−１〜２１２−Ｔは、上位レイヤ２１０から得られる情報データや報告情報等から上りリンク信号を生成する。上りリンク信号はＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ − Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルやＯＦＤＭＡシンボルで構成された信号である。上りリンク信号は、無線送信部２１３−１〜２１３−Ｔでデジタル・アナログ変換、フィルタリング、周波数変換等が行われ、送信アンテナ２１４−１〜２１４−Ｔから送信される。
基地局装置、端末装置の動作の詳細を、数式を用いて説明する。本実施形態では、基地局装置は１つの端末装置に対して、最大でＲ系列を空間多重して送信する。ここでは、４系列を空間多重する場合を例に説明する。このとき、図１のレイヤマッピング部１０５の出力信号ｓを次式（１）のように表す。
ただし、上付きのＴは転置行列を表す。ｓは、コード多重部１０６で、次式（２）のようにコード多重される。なお、一例として、式（３）のような直交符号を用いてコード多重する場合を示す。

プリコーディング部１０８は、式（２）に対して次式（４）のようにプリコーディングを行う。基地局装置は式（４）を送信する。
なお、ＷはＴ行４列のプリコーディング行列である。Ｗは、例えば、次式（５）のような送信最大比合成重みや、次式（６）のようなＺＦ重みとして求めることができる。
ただし、Ｈは各送信アンテナと各受信アンテナとの間のチャネルを要素に持つ４行Ｔ列のチャネル行列である。従って、基地局装置でチャネル行列を知る必要があるが、例えば、ＴＤＤ（時分割複信；Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）の場合、チャネルの相反性を利用して基地局装置でチャネル推定することができる。また、ＴＤＤでもチャネルの相反性が利用できない場合や、ＦＤＤ（周波数分割複信；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）の場合、端末装置から基地局装置にチャネル行列をフィードバックすることができる。なお、チャネル行列のフィードバックは、端末装置から基地局装置に直接フィードバックしてもよいし、他の基地局経由でもよいし、中継局経由でもよいし、他の端末装置経由でもよい。
端末装置における受信信号は式（７）のように表せる。ただし、式（７）は、図２のＦＦＴ部２０４−１〜２０４−Ｒが出力する信号のうちの、あるサブキャリアにおける受信信号を表している。
ただし、ｎは雑音ベクトルである。ここで、式（５）でプリコーディングしたとする。このとき、プリコーディング行列を含む等価チャネル行列は、次式（８）のようになる。
ただし、ｈｒは第ｒ受信アンテナと各送信アンテナとの間のチャネルを要素に持つＴ次元ベクトルである。またｈｒｔは第ｒ受信アンテナと第ｔ送信アンテナとの間のチャネルである。式（８）の対角要素が所望チャネルで非対角要素が干渉チャネルである。ＴがＲよりも大きくなるにつれて、式（８）は単位行列に近づいていくため、送信アンテナ数が多ければ、送信最大比合成重みは、容易に優れた伝送特性が得られる。ＺＦ重みは干渉抑圧も行うため、送信最大比合成重みと比べて演算量は多くなるが、より良い伝送特性が得られる。
なお、式（８）の等価チャネルは、１つのストリームを１つの受信アンテナに向けて送信していることになり、ストリーム数を変える場合は受信アンテナ数を変える必要がある。従って、式（５）や式（６）のようなプリコーディングでは、ストリーム数を変更する際に、チャネルが変動していなかったとしても、改めて重みを求めなければならないため、ストリーム数の変更を容易に行うことはできない。そこで、本実施形態では、式（２）のようにコード多重している。このコード多重は受信アンテナの方向に拡散してコード多重していることになる。従って、受信アンテナ数以下のストリーム数であれば、コード多重数を変えるだけで、プリコーディング行列を求めなくても、ストリーム数を容易に変更することができる。このため、送信アンテナ数と受信アンテナ数の差が小さくても、コード多重数を少なくすれば、伝送特性を向上させることができる。
基地局装置で受信アンテナ方向にコード多重されて送信されているため、端末装置の逆拡散部２０６は、次式（１１）のように受信アンテナの方向に逆拡散する。
なお、受信アンテナ毎に検波した後で逆拡散することもできる。
このように本実施形態では、基地局装置で、受信アンテナ方向に拡散及びコード多重して送信し、端末装置で受信アンテナ方向に逆拡散することで、コード多重数を変えるだけで、容易にストリーム数を変えることができるようになる。従って、所望のストリーム数で通信することができるため、伝送特性を向上させることができる。
（第２の実施形態）
図３は本実施形態における基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置は、上位レイヤ３０１、符号化部３０２−１〜３０２−Ｕ、スクランブル部３０３−１〜３０３−Ｕ、変調部３０４−１〜３０４−Ｕ、レイヤマッピング部３０５、コード多重部３０６、プリコーディング部３０７、参照信号生成部３０８、リソースマッピング部３０９、ＯＦＤＭ信号生成部３１０−１〜３１０−Ｔ、無線送信部３１１−１〜３１１−Ｔ、送信アンテナ３１２−１〜３１２−Ｔを備える。なお、上記基地局装置の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行うチップ制御回路を有する。本実施形態と第１の実施形態との違いは、プリコーディング行列を、チャネルから求めるのではなく、予め決められたコードブックから選択することである。その他は第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態と同様の部分の説明は割愛する。
上位レイヤ３０１は、各端末装置からの報告情報に基づき、レイヤ数をレイヤマッピング部３０５に通知し、拡散率及びコード多重数をコード多重部３０６に通知し、ＰＭＩをプリコーディング部３０８に通知する。レイヤマッピング部３０５は、レイヤ数に従ってレイヤマッピングを行う。コード多重部３０６は通知された拡散率及びコード多重数に従って拡散及びコード多重を行う。プリコーディング部３０８は、ＰＭＩに対応するプリコーディングを行う。
図４は本実施形態における基地局装置と端末装置との間の処理のシーケンス図である。基地局装置は、端末装置に対してＣＳＩをフィードバックすることを要求する（ステップｓ４０１）。端末装置では、基地局装置にフィードバックする報告情報を報告情報生成部２１１が生成する（ステップｓ４０２）。端末装置は報告情報を基地局装置に送信する（ステップｓ４０３）。
基地局装置では、符号化部３０２−１〜３０２−Ｕが誤り訂正符号化（ステップｓ４０４）、スクランブル部３０３−１〜３０３−Ｕがスクランブル（ステップｓ４０５）、変調部３０４−１〜３０４−Ｕが変調を行う（ステップｓ４０６）。ステップｓ４０７では、レイヤマッピング部３０５が変調シンボルをレイヤにマッピングし、ステップｓ４０８では、コード多重部３０６が受信アンテナ方向に拡散及びコード多重を行い、ステップｓ４０９では、プリコーディング部３０８がプリコーディングし、ステップｓ４１０では、リソースマッピング部３０９がリソースにマッピングし、ステップｓ４１１では、ＯＦＤＭ信号生成部３１０−１〜３１０−ＴがＯＦＤＭ信号を生成し、ステップｓ４１２では、ステップｓ４１１で生成したＯＦＤＭ信号を端末装置に送信する。
端末装置では、ＦＦＴ部２０４−１〜２０４−Ｒが受信信号をＦＦＴし（ステップｓ４１３）、逆拡散部２０６が受信アンテナ方向に逆拡散し（ステップｓ４１４）、復調部２０７−１〜２０７−Ｕが復調し（ステップｓ４１５）、デスクランブル部２０８−１〜２０８−Ｕがデスクランブルし（ステップｓ４１６）、復号部２０９−１〜２０９−Ｕが誤り訂正復号する（ステップｓ４１７）。
このように本実施形態では、コードブックからプリコーディング行列を選択するようにした。このため、端末装置は、チャネル行列をフィードバックする必要はなく、フィードバック情報量を削減することができる。また、フィードバックするプリコーディング行列は、拡散する受信アンテナ毎に求めることが好適である。
（第３の実施形態）
図５は本実施形態における基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置は、上位レイヤ５０１、符号化部５０２−１〜５０２−Ｕ、スクランブル部５０３−１〜５０３−Ｕ、変調部５０４−１〜５０４−Ｕ、レイヤマッピング部５０５、コード多重部５０６、プリコーディング部５０７−１、５０７−２、参照信号生成部５０８、リソースマッピング部５０９、ＯＦＤＭ信号生成部５１０−１−１〜５１０−１−Ｔ、５１０−２−１〜５１０−２−Ｔ、無線送信部５１１−１−１〜５１１−１−Ｔ、５１１−２−１〜５１１−２−Ｔ、送信アンテナ５１２−１−１〜５１２−１−Ｔ、５１２−２−１〜５１２−２−Ｔ、を備える。
本実施形態では、送信アンテナ５１２−１−１〜５１２−１−Ｔと送信アンテナ５１２−２−１〜５１２−２−Ｔは異なる偏波で送信する。偏波には、垂直偏波、水平偏波、円偏波等がある。本実施形態では、２つの偏波を用いて送信する例を説明するが、本発明はこれに限らない。また、異なる偏波アンテナの本数を同じＴとしているが、本数は異なってもよい。
プリコーディング部５０７−１、５０７−２以外のブロックは、上記第１、２の実施形態と同様であるので、ここではプリコーディング部５０７−１、５０７−２のみ説明する。プリコーディング部５０７−１、５０７−２は、それぞれ異なる偏波用のプリコーディングである。プリコーディングは、例えば、式（５）や（６）を用いることができるし、コードブックを用いることもできる。なお、偏波ごとに異なるプリコーディング方式を用いることもできる。例えば、ある偏波では式（５）、（６）のような重みを用い、別の偏波ではコードブックを用いることができる。また、ある偏波では式（５）を用い、別の偏波では式（６）を用いることもできる。
図６は本実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。端末装置は、受信アンテナ６０１−１−１〜６０１−１−Ｒ、６０１−２−１〜６０１−２−Ｒ、無線受信部６０２−１−１〜６０２−１−Ｒ、６０２−２−１〜６０２−２−Ｒ、ＣＰ除去部６０３−１−１〜６０３−１−Ｒ、６０３−２−１、６０３−２−Ｒ、ＦＦＴ部６０４−１−１〜６０４−１−Ｒ、６０４−２−１〜６０４−２−Ｒ、チャネル推定部６０５、逆拡散部６０６、復調部６０７−１〜６０７−Ｕ、デスクランブル部６０８−１〜６０８−Ｕ、復号部６０９−１〜６０９−Ｕ、上位レイヤ６１０を備える。
ここでは、受信アンテナ６０１−１−１〜６０１−１−Ｒと受信アンテナ６０１−２−１〜６０１−２−Ｒは異なる偏波アンテナとする。なお、どちらの偏波もアンテナ本数をＲとしているが、異なってもよい。
端末装置は、受信アンテナ６０１−１−１〜６０１−１−Ｒ、６０１−２−１〜６０１−２−Ｒで信号を受信し、無線受信部６０２−１−１〜６０２−１−Ｒ、６０２−２−１〜６０２−２−Ｒで、周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等を行う。無線受信部６０２−１−１〜６０２−１−Ｒ、６０２−２−１〜６０２−２−Ｒの出力は、ＣＰ除去部６０３−１−１〜６０３−１−Ｒ、６０３−２−１〜６０３−２−Ｒでサイクリックプレフィックスを除去され、ＦＦＴ部６０４−１−１〜６０４−１−Ｒ、６０４−２−１〜６０４−２−Ｒで時間周波数変換が行われる。チャネル推定部６０５は、参照信号を用いてチャネル推定を行う。逆拡散部６０６は、逆拡散を行う。逆拡散は、受信アンテナの方向に行われる。以降の処理は、第１、２の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
このように本実施形態では、複数の偏波アンテナを用いて通信するようにした。このため、干渉を軽減することができるため、伝送特性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、異なる偏波アンテナにも拡散したが、同じ偏波アンテナ内で拡散してもよい。
以上、上記第１から第３の実施形態では、端末装置の受信アンテナ方向のみに拡散する場合を説明したが、空間方向に加えて、時間方向や周波数方向に拡散することも可能である。ストリーム間干渉を抑圧するように時間方向や周波数方向に拡散することによって、伝送特性を向上させることができる。
なお、本発明に係る基地局装置及び移動局装置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。受信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。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
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。
なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
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。
本発明は、基地局装置、端末装置、送信方法及び受信方法に用いて好適である。
１０１、２１０、３０１、５０１、６１０ 上位レイヤ
１０２−１〜１０２−Ｕ、３０２−１〜３０２−Ｕ、５０２−１〜５０２−Ｕ 符号化部
１０３−１〜１０３−Ｕ、３０３−１〜３０３−Ｕ、５０３−１〜５０３−Ｕ スクランブル部
１０４−１〜１０４−Ｕ、３０４−１〜３０４−Ｕ、５０４−１〜５０４−Ｕ 変調部
１０５、３０５、５０５ レイヤマッピング部
１０６、３０６、５０６ コード多重部
１０７、３０７、５０８ 参照信号生成部
１０８、３０８、５０７−１、５０７−２ プリコーディング部
１０９、３０９、５０９ リソースマッピング部
１１０−１〜１１０−Ｔ、３１０−１〜３１０−Ｔ、５１０−１−１〜５１０−１−Ｔ、５１０−２−１〜５１０−２−Ｔ ＯＦＤＭ信号生成部
１１１−１〜１１１−Ｔ、２１３−１〜２１３−Ｔ、３１１−１〜３１１−Ｔ、５１１−１−１〜５１１−１−Ｔ、５１１−２−１〜５１１−２−Ｔ 無線送信部
１１２−１〜１１２−Ｔ、２１４−１〜２１４−Ｔ、３１２−１〜３１２−Ｔ、５１２−１−１〜５１２−１−Ｔ、５１２−２−１〜５１２−２−Ｔ 送信アンテナ
２０１−１〜２０１−Ｒ、６０１−１−１〜６０１−１−Ｒ 受信アンテナ
２０２−１〜２０２−Ｒ、６０２−１−１〜６０２−１−Ｒ 無線受信部
２０３−１〜２０３−Ｒ、６０３−１−１〜６０３−１−Ｒ ＣＰ除去部
２０４−１〜２０４−Ｒ、６０４−１−１〜６０４−１−Ｒ ＦＦＴ部
２０５、６０５ チャネル推定部
２０６、６０６ 逆拡散部
２０７−１〜２０７−Ｕ、６０７−１〜６０７−Ｕ 復調部
２０８−１〜２０８−Ｕ、６０８−１〜６０８−Ｕ デスクランブル部
２０９−１〜２０９−Ｕ、６０９−１〜６０９−Ｕ 復号部
２１１ 報告情報生成部
２１２−１〜２１２−Ｔ 上りリンク信号生成部

Claims (13)

  1. 変調シンボルを端末装置の受信アンテナの方向に拡散及びコード多重し、プリコーディングして送信することを特徴とする基地局装置。
  2. 前記受信アンテナの方向に拡散を行う拡散コードの拡散率は、端末装置の受信アンテナ数であることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  3. 端末装置からフィードバックされるコード多重数を示す情報に基づいて、コード多重数を決めることを特徴とする請求項１または２のいずれかの項に記載の基地局装置。
  4. 前記プリコーディングの重み行列は予め設定されたコードブックから選択されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基地局装置。
  5. 複数の偏波アンテナを用いて送信することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基地局装置。
  6. 前記受信アンテナ方向に加え、時間方向に拡散することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基地局装置。
  7. 前記受信アンテナ方向に加え、周波数方向に拡散することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基地局装置。
  8. 各受信アンテナで受信した受信信号を受信アンテナ方向に逆拡散する逆拡散部を備えることを特徴とする端末装置。
  9. コード多重数を示す情報を基地局装置にフィードバックすることを特徴とする請求項８に記載の端末装置。
  10. 受信アンテナごとにプリコーディング行列をコードブックから選択し、前記プリコーディング行列を示す情報を基地局装置にフィードバックすることを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
  11. 複数の偏波アンテナを備え、前記偏波アンテナの方向に逆拡散することを特徴とする請求項１０に記載の端末装置。
  12. 変調シンボルを端末装置の受信アンテナの方向に拡散及びコード多重し、プリコーディングして送信することを特徴とする送信方法。
  13. 各受信アンテナで受信した受信信号を受信アンテナ方向に逆拡散する逆拡散ステップを備えることを特徴とする受信方法。
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