JP5100747B2 - 移動通信システムで使用される基地局装置、ユーザ装置及び方法 - Google Patents

移動通信システムで使用される基地局装置、ユーザ装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、下りリンクにおいて直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を適用する移動通信システムに関し、特に送信信号のサブキャリアへのマッピングを効果的に行う基地局装置、ユーザ装置及びマッピング方法に関する。
Ｗ−ＣＤＭＡやＨＳＤＰＡの後継となる通信方式、すなわちロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が、Ｗ−ＣＤＭＡの標準化団体３ＧＰＰにより検討され、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭ、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiplexing）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
ＯＦＤＭは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式であり、サブキャリアを周波数上に、一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることで、高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。
ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡでは、送信電力の変動が小さくなる特徴を持つことから、端末の低消費電力化及び広いカバレッジを実現できる。
一般に、移動体通信では、チャネル推定や無線品質の測定に用いるためのパイロット信号が存在し、このパイロット信号はＬＴＥでは下りリファレンス信号（ＤＬ ＲＳ：Downlink Reference Signal）と呼ばれる。
ＬＴＥにおける下りリファレンス信号は二次元系列で表現され、二次元の直交系列（Orthogonal Sequence）と二次元の擬ランダム系列（Pseudo Random Sequence）とで構成される。リファレンス信号の物理リソースへのマッピング（サブキャリア番号）は、以下の式で表される（例えば、非特許文献２参照）。
Figure 0005100747
 ここで、ｋはサブキャリア番号を示し、ｌはOFDMシンボル番号を示し、iはスロット番号を示す。また、
Figure 0005100747
 である。ｍ, nは次のような整数値をとる。
Figure 0005100747
 ここで、
Figure 0005100747
 は、システム帯域におけるサブキャリア数であり、システム帯域幅が５MHｚの場合には３００、システム帯域幅が１０MHｚの場合には６００、システム帯域幅が２０MHｚの場合には１２００である。また、ｐはアンテナポート番号を示し、１アンテナしか使用しない場合はｐ＝０であるが、４アンテナ使用可能な場合は、ｐ＝０，１，２，３の値をとり得る。
上記の数式でνの値は次式のように決定される。
Figure 0005100747
 ここで、fhop(j)はセル固有の整数の系列であり、下りリファレンス信号のサブフレーム毎に又はスロット毎に変わるホッピングパターンを表す。すなわち、セル毎にfhop(j)を変更することで、下りリファレンス信号をセル毎に異なるサブキャリアにマッピングすることが可能になる。１無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）におけるサブフレームの数が１０の場合には、ｊの値は、０，１，２，…，９となる。すなわち、fhop(j)は１０個の要素を持つ系列となる。
なお、fhop(j)は、時間によらない固定値としてもよい。そのような固定値をセル毎に設定した場合、下りリファレンス信号は、セル毎に異なる固定値だけシフトしたマッピングとなる。
図１Ａ及び図１Ｂはリファレンス信号のマッピング例を示す。アンテナポート番号を０番（ｐ=０）とし、かつ、fhop(j)の要素を常に０とした場合の物理リソースへのマッピング（図１Ａ）と、アンテナポート番号を０番（ｐ=０）とし、かつ、fhop(j) の要素を常に２とした場合の物理リソースへのマッピング（図１Ｂ）とが示されている。図示されているように前者の場合は、最初のＯＦＤＭシンボル（l = 0）において、k = 6×j (j: 0以上の整数)番目のサブキャリアに下りリファレンス信号がマッピングされている。しかし、後者の場合には最初のＯＦＤＭシンボル（l = 0）において、k = 6×j＋２ (j: 0以上の整数)番目のサブキャリアに下りリファレンス信号がマッピングされている。尚、図１A及び図１Bにおいては、1スロットあたりのOFDMシンボル数が６である場合を示しているが、代わりに、１スロットあたりのOFDMシンボル数が７である場合にも、上述したfhop(j)に基づいたマッピング動作に関しては、同様の動作が適用される。
図１Ａ及び図１Ｂにおいては、fhop(j) の要素を常に０とした場合と、fhop(j) の要素を常に２とした場合の２つの例を示しているが、実際の移動通信システムにおいては、非常に多くのセルが存在し、その各セルの系列fhop(j)が互いに異なるように設定されなければならない。この場合、fhop(j) の要素を常に固定の値としただけでは、各セルの系列fhop(j)が互いに異なるように設定することは困難になる。
上記各セルの系列fhop(j)の設定方法として、例えば、セルグループのIDと、系列fhop(j)とを関連づけることが提案されている（たとえば、非特許文献３参照）。この場合、セルグループのＩＤが０から５の場合には、fhop(j)の各要素は常に固定の値となり、セルグループのＩＤが６から１６９の場合には、fhop(j)の要素毎に異なる値が設定される。そして、上記セルグループのＩＤに関連づけられた１７０個の系列fhop(j)は、互いに異なるように設定される。但し、系列fhop(j)の各要素は、できる限り互いに異なるように設定されているものの、一部は同一の値が設定されることになる。
3GPP TR 25.814 (V7.0.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," June 2006 3GPP TR 36.211 (V0.3.1), "Physical Channels and Modulation," November 2006 R1-070894, Cell-specific integer sequences for frequency positioning of DL RS, February, 2007
上述したように、セル固有の系列fhop(j)は、下りリファレンス信号のサブフレーム毎に又はスロット毎に変わるホッピングパターンを表し、互いに異なるように設定されなければならない。
非特許文献３において提案されている方法では、セル固有の系列fhop(j)は、セルグループのＩＤと関連付けられ、各要素が常に固定の値からなる６個の系列と、各要素の値が固定ではない１６４個の系列からなる。そして、これらの１７０個の系列fhop(j)は、互いに異なるように設定されている。
しかしながら、非特許文献３では、１７０個の系列fhop(j)は、系列の各要素が互いにできる限り異なるように定義されているものの、必ずしも全ての要素が異なる状態にはなっていない。伝送特性の観点からは、例えば、隣接する２つのセルの系列fhop(j)は、互いに完全に異なっていることが望ましい。
そこで、本発明は、隣接する２つのセルの系列fhop(j)を、より高い確率で互いに異なるように定義し、結果として、伝送特性を改善することのできる基地局装置、ユーザ装置及びそれらで使用される方法を提供することを課題とする。
上記課題を実現するために、本発明では、マッピングパターンの系列fhop(j)を、二段階（二階層）の系列、たとえばランダムなホッピングパターンで構成される第１層と、固定のシフト量を表すシフトパターンで構成される第２層とで構成する。
より具体的には、本発明の第１の側面では、下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおける基地局装置を提供する。この基地局装置は、
第１信号を生成する手段と、
第２信号を生成する手段と、
前記第1信号と前記第２信号を多重してサブキャリアにマッピングして送信シンボルを生成する手段と、
前記第２信号の前記サブキャアリアへのマッピング位置を決定するマッピング決定手段と、
を有し、前記マッピング決定手段は、セルIDまたはセルグループIDと、二段階構造の系列で定義されるマッピングパターンとに基づいて、前記マッピング位置を決定する。
前記第１信号は、例えばユーザデータまたは制御データを含むデータ信号であり、前記第２信号は、例えばリファレンス信号である。
記二段階構造の系列で定義されるマッピングパターンは、例えば、ランダムなホッピングパターンから構成される第一層の系列と、固定のシフト量を有するシフティングを表す第二層の系列とにより定義される。
第２の側面では、下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおけるユーザ装置を提供する。ユーザ装置は、
基地局装置から受信した信号をフーリエ変換し、受信シンボルを導出する手段と、
前記受信シンボルから、第１信号と第２信号を分離する手段と、
前記第２信号のサブキャリア上のマッピング情報を求め、前記マッピング情報を前記分離手段に供給するマッピング情報管理部と、
前記第２信号を用いてチャネル推定を行い、前記第１信号を復調する手段と、
を有し、
前記マッピング情報管理部は、セルＩＤまたはセルグループＩＤと、２段階の系列で定義されるマッピングパターンとの対応関係をあらかじめ格納し、前記ユーザ装置が位置するセルのセルＩＤまたは当該セルが属するセルグループのＩＤに基づいて、前記マッピングパターンを検出し、検出したマッピングパターンを前記分離手段に供給することを特徴とする。
第３の側面では、下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおける信号のサブキャリアへのマッピング方法を提供する。この方法は、基地局装置において、第１信号と第２信号を多重して、サブキャリアにマッピングして送信シンボルを生成する際に、前記第２信号を、セルＩＤまたはセルグループＩＤと、ランダムなホッピングパターンで構成される第一の系列と固定のシフト量を有するシフティングを表す第二の系列の２段階の系列で定義されるマッピングパターンと、によって決定されるサブキャリア位置にマッピングする。
良好な実施形態では、前記マッピングパターンは、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられて前記ランダムなホッピングパターンの系列を定義する第１関数と、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられて前記固定シフト量のシフトパターンの系列を定義する第２関数との和で定義される。
上記の構成および方法によれば、隣接するセルのリファレンス信号のマッピング位置が互いに異なる確率が高くなり、結果として、伝送特性の良い下りリンクの無線通信を実現することが可能となる。
下りリファレンス信号のマッピング例を示す図である。 下りリファレンス信号のマッピング例を示す図である。 本発明の実施例にかかる移動通信システムの構成を示すブロック図である。 サブフレームの構成を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置の概略ブロック図である。 本発明の一実施例に係るf hop(j)の概念図である。 本発明の一実施例に係る移動通信システムのセル配置の例である。 本発明の一実施例に係るユーザ装置の概略ブロック図である。
符号の説明
５０ セル
１００１，１００２，１００３，１００ｎ ユーザ装置
１０２ アナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ）
１０４ ＣＰ除去部
１０６ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
１０８ 分離部（ＤｅＭＵＸ）
１１０ 乗算部
１１２ 乗算部
１１４ チャネル推定部
１１６ 復調部
１１８ リファレンス信号マッピング情報管理部
２００ 基地局装置
２０２ データ信号処理部
２０２１ ＭＣＳ設定部
２０２２ 符号器
２０２３ データ変調器
２０２４ インタリーバ
２０４ 直並列変換部（Ｓ／Ｐ）
２０６ 多重部（ＭＵＸ）
２０８ 高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
２１０ ＣＰ付加部
２１２ ディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）
２１４ リファレンス信号生成部
２１４１ 乗算部
２１４２ 乗算部
２１６ リファレンス信号マッピング決定部
３００ アクセスゲートウェイ装置
４００ コアネットワーク
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
図２を参照しながら、本発明の実施例に係る基地局装置が適用される移動通信システムを説明する。
移動通信システム１０００は、例えばＥｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮ（別名：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，或いは，Ｓｕｐｅｒ ３Ｇ）が適用されるシステムであり、基地局装置（ｅＮＢ： ｅＮｏｄｅ Ｂ）２００と複数のユーザ装置（ＵＥ： Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００ｎ（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎはｎ>０の整数）とを備える。基地局装置２００は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００と接続され、アクセスゲートウェイ装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。ここで、ユーザ装置１００ｎはセル５０において基地局装置２００とＥｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮにより通信を行う。
各ユーザ装置（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限りユーザ装置１００ｎとして説明を進める。説明の便宜上、基地局装置と無線通信するのはユーザ装置であるが、より一般的には移動端末も固定端末も含む。
移動通信システム１０００は、複数の可変帯域幅で動作することが可能である。一例として、そのような可変帯域幅は、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ及び２０ＭＨｚのように用意される。あるオペレータは可変帯域幅の内の１つ以上をシステム帯域として運用し、そのシステムの中でユーザは１以上のリソースブロック（例えば、５ＭＨｚのシステム帯域の中に２５個のリソースブロックが用意されている。）を用いて通信を行うことができる。
移動通信システム１０００は、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭ（直交周波数分割多元接続）を、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）を使用する。上述したように、ＯＦＤＭは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。
下りリンクについては、各ユーザ装置１００ｎで共有して使用される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＬＴＥ用の下り制御チャネルとが用いられる。上記ＬＴＥ用の下り制御チャネルは、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれる。また、上記物理下りリンク制御チャネルは、下りL1/L2制御チャネル（ＤＬ Ｌ１／Ｌ２ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）とも呼ばれる。上記物理下りリンク共有チャネルにより下りリンクのデータ信号が伝送される。上記データ信号は、トランスポートチャネルとしての呼び方は、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌである。
上りリンクについては、各ユーザ装置１００ｎで共有して使用される物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＬＴＥ用の上り制御チャネルとが用いられる。尚、上り制御チャネルには、物理上りリンク共有チャネルに時間多重されるチャネルと、周波数多重されるチャネルの２種類がある。後者は物理上りリンク共有チャネルとは別に専用に用意された帯域で伝送される。上記物理上りリンク共有チャネルにより上りリンクのデータ信号が伝送される。上記データ信号は、トランスポートチャネルとしての呼び方は、Ｕｐｌｉｎｋ−Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌである。
上りリンクでは、ＬＴＥ用の上り制御チャネルにより、下りリンクの品質情報（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）及び物理下りリンク共有チャネル（トランスポートチャネルとしてはＤｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＤＬ−ＳＣＨ））の送達確認情報（ＨＡＲＱ ＡＣＫ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が伝送される。下りリンクの品質情報（ＣＱＩ）は、物理下りリンク共有チャネルのリソース割当（スケジューリング）や、適応変復調及び符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）におけるトランスポートフォーマットを決める際にも使用される。
図３に、下りリンクにおけるサブフレームの構成を示す。同図に例示されるように、１サブフレームは例えば１ｍｓであり、１サブフレームの中に例えば１４個のＯＦＤＭシンボルが含まれる。１サブフレームの先頭からいくつかのＯＦＤＭシンボルには、上記物理下りリンク制御チャネルがマッピングされる。物理下りリンク制御チャネルがマッピングされるＯＦＤＭシンボルの最大数は３である。物理下りリンク制御チャネルは、（１）ＯＦＤＭシンボル＃１にマッピングされる、（２）ＯＦＤＭシンボル＃１と＃２にマッピングされる、および（３）ＯＦＤＭシンボル＃１と＃２と＃３にマッピングされる、の３通りの方法でマッピングされる。図３の例では、１サブフレームの先頭の２個のＯＦＤＭシンボル（＃１，＃２）に物理下りリンク制御チャネルがマッピングされている。そして、物理下りリンク制御チャネルがマッピングされないＯＦＤＭシンボルにおいて、データ信号（物理チャネルとしては物理下りリンク共有チャネルＰＤＳＣＨ、トランスポートチャネルとしてはＤＬ−ＳＣＨ）や同期チャネル（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ＣｈａｎｎｅｌまたはＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ、ＳＣＨ）、報知チャネル（ＢＣＨ）等が送信される。前記報知チャネルは、例えば、Physical BCHと呼ばれてもよい。
また、周波数方向ではＭ個のリソースブロック（ＲＢ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）が用意される。一例として、１リソースブロックあたりの周波数帯域は１８０ｋＨｚであり、１つのリソースブロックの中に１２個のサブキャリアが存在する。説明の便宜上、１サブキャリアの帯域及び１ＯＦＤＭシンボルの期間を占めるリソースは、「リソースエレメント」と呼ばれる。また、リソースブロックの数Ｍは、システム帯域幅が５ＭＨｚの場合には２５であり、システム帯域幅が１０ＭＨｚの場合には５０であり、システム帯域幅が２０ＭＨｚの場合には１００である。
図４は、本発明の実施例に係る基地局装置２００の概略ブロック図を示す。基地局装置２００は、データ信号処理部２０２と、直並列変換部（Ｓ／Ｐ）２０４と、多重部（ＭＵＸ）２０６と、高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２０８と、サイクリックプリフィクス（ＣＰ）付加部２１０と、ディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）２１２と、リファレンス信号生成部２１４とリファレンス信号マッピング決定部２１６とを有する。データ信号処理部２０２は、ＭＣＳ設定部２０２１と符号器２０２２と、データ変調器２０２３と、インタリーバ２０２４とを具備する。リファレンス信号生成部２１４は、乗算部２１４１と、乗算部２１４２とを有する。
データ信号処理部２０２は、個々のユーザ宛のデータ信号に関する処理を行う。
ＭＣＳ設定部２０２１は、データ信号に使用される変調方式及び符号化率の組み合わせを必要に応じて変更するように各処理要素に指示を与える。変調方式及び符号化率の組み合わせは、組み合わせ内容を示す番号（ＭＣＳ番号）で特定されてもよい。
符号器２０２２はデータ信号の誤り耐性を高めるためのチャネル符号化を行う。符号化は畳み込み符号化やターボ符号化等の当該技術分野で周知の様々な手法で行われてよい。本実施例ではデータ信号について適応変調符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）制御が行われ、チャネル符号化率はＭＣＳ設定部２０２１からの指示に応じて適応的に変更される。
データ変調器２０２３は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等のような何らかの適切な変調方式でデータ信号のデータ変調を行う。本実施例ではデータ信号についてＡＭＣ制御が行われ、変調方式はＭＣＳ設定部２０２１からの指示に応じて適応的に変更される。
インタリーバ２０２４はデータ信号に含まれるビットの並ぶ順序を所定のパターンに従って並べ換える。あるいは、インタリーバ２０２４は、上述した、ビットの並ぶ順序を並べ替えるという処理を行わず、代わりに何もしないという処理を行ってもよい。この場合、ビットの並ぶ順序は、元のままとなる。
なお、図４には制御チャネルについての処理要素が明示されていないが、制御チャネルについてもデータ信号処理部２０２と同様な処理が行われる。但し、制御チャネルについてＡＭＣ制御は行われなくてもよい。
直並列変換部（Ｓ／Ｐ）２０４は直列的な信号系列（ストリーム）を並列的な信号系列に変換する。並列的な信号系列数は、サブキャリア数に応じて決定されてもよい。
多重部（ＭＵＸ）２０６は、直並列変換部（Ｓ／Ｐ）２０４からの出力信号を表すデータ系列と、リファレンス信号とを多重化する。多重化は、時間多重、周波数多重又は時間及び周波数多重の何れの方式でなされてもよい。尚、上記データ系列と、リファレンス信号に加えて、報知チャネルが多重されてもよい。ここで、多重部（ＭＵＸ）２０６は、リファレンス信号マッピング決定部２１６より、当該サブフレームのリファレンス信号のマッピング情報を受け取り、上記マッピング情報に基づいて、上記データ系列と、上記リファレンス信号とを多重化する。すなわち、多重部（ＭＵＸ）２０６は、上記データ系列と上記リファレンス信号を、上記マッピング情報に基づいて、サブキャリアにマッピングする。
高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２０８は、そこに入力された信号を高速逆フーリエ変換し、ＯＦＤＭ方式の変調を行う。
ＣＰ付加部２１０は、ＯＦＤＭ方式の変調後のシンボルにＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ（ＣＰ）を付加することで、送信シンボルを作成する。上記ＣＰの長さ（ＣＰ長）には、Ｌｏｎｇ ＣＰとＳｈｏｒｔ ＣＰの２種類があり、セル毎にどちらのＣＰ長を用いるかが選択される。
ディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）２１２はベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換する。
リファレンス信号生成部２１４は、或るリファレンス信号（便宜上、基準信号と記されている）に、第１系列であるランダム符号系列と、第２系列である直交符号系列とを乗算し、リファレンス信号を用意する。どのようにリファレンス信号が用意されるかについては、非特許文献２の５．６章に記載されている。尚、上述した例においては、第１系列であるランダム符号系列と、第２系列である直交符号系列とが乗算されているが、代わりに、第１系列であるランダム符号系列のみが乗算されてもよい。
リファレンス信号マッピング決定部２１６は、当該セルの当該サブフレームにおいて、リファレンス信号がどのサブキャリアにマッピングされるかを決定し、決定されたリファレンス信号のサブキャリアへのマッピング情報を多重部（ＭＵＸ）２０６に通知する。
以下に、リファレンス信号マッピング決定部２１６における、リファレンス信号がマッピングされるサブキャリアの決定方法の詳細を示す。
背景技術において説明したように、下りリンクのリファレンス信号がマッピングされるサブキャリアは、セル固有の系列であるfhop(j)を定義することにより決定される。ｊは、１無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）におけるサブフレームを表すインデックスである。１無線フレームは１０ｍｓであるため、ｊ＝０，１，２，３，４，５，６，７，８，９の値をとり得る。
リファレンス信号マッピング決定部２１６は、例えば、図５に示すように、サブフレーム毎のホッピングパターンを表すセル固有の系列fhop(j)を以下のように定義する。
Figure 0005100747
 ここで、ＩＤｇは、セルグループのＩＤである。第１項の関数
Figure 0005100747
 は、セルグループのＩＤを引数に持つランダム系列であり、ホッピングパターンを決定する。この第１項の関数で表される系列が、二段階構造（または二層構造）の第１の層とする。セルグループＩＤの数は１７０であり、ＩＤｇの値として、０、１、２、…、１６９が設定されるので、関数
Figure 0005100747
 で、２９種類のホッピングパターンが定義されてもよい。より具体的には、第１層の関数
Figure 0005100747
 において、
Figure 0005100747
 という２９種類が定義されてもよい。なお、関数
Figure 0005100747
 を生成する際には、時間的に隣接するサブフレーム間のホッピングの量を考慮して設定されることが望ましい。例えば、時間的に隣接するサブフレーム間のホッピング量は、０または１または５に限定してもよい。言い換えれば、サブフレーム間のホッピング量を所定の閾値以下（この場合、１以下）に限定してもよい。尚、ホッピング量が５であるとは、実質的に、マイナス方向のホッピング量が１であることと同一である。このように限定することで、チャネル推定精度を向上させることができる。さらに、関数
Figure 0005100747
 を生成する際に、ある無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）の最後のサブフレームと、その次の無線フレームの最初のサブフレームとの間のホッピング量も考慮して設定されることが望ましい。例えば、ある無線フレームの最後のサブフレームと、その次の無線フレームの最初のサブフレームとの間のホッピング量も、０または１または５に限定してもよい。言い換えれば、ある無線フレームの最後のサブフレームと、その次の無線フレームの最初のサブフレームとの間のホッピング量を所定の閾値以下（この場合、１以下）に限定してもよい。あるいは、逆に、時間的に隣接するサブフレーム間のホッピング量は、２または３または４に限定してもよい。なお、上記０、１、２、３、４、５という値は、最終的なホッピング量は６で割った余りとなることを考慮しての値である。よって、実際には、６以上の値が定義されてもよい。６以上の値が定義される場合にも、６で割った場合の余りに関して、上述した限定が適用されることが望ましい。
２番目の項にある関数ｂ（ＩＤｇ）は、第１項目の関数
Figure 0005100747
 に対して、固定のシフティングを行う関数であり、例えば、
ｂ（ＩＤｇ）＝ＩＤｇ％６
と定義される。ここで、Ａ％Ｂとは、ＡをＢで割った余りを意味する。換言すると、第２項目の関数ｂ（ＩＤｇ）は、第１項目の関数
Figure 0005100747
 に対する固定のシフト量を決定する。この固定シフト量を決定する関数で表される系列を、二段階構造（二階層構造）の２層目の系列とする。
このように、リファレンス信号がマッピングされるサブキャリアの位置は、ともにセルグループのＩＤを引数とする第１の関数a(ｘ，ｊ)と、第２の関数b(ｙ)によって、階層的あるいはツリー構造で表される関数fhop(ｊ)により決定される。 そして、上記関数fhop(ｊ)で決定されるリファレンス信号のマッピング情報に基づいて、多重部（ＭＵＸ）２０６は、データ信号とリファレンス信号をサブキャリアにマッピングする。
さらに詳しく説明すると、例えば、関数a(ｘ，ｊ)として、以下の場合を考える。
a (0, 0) = 7
a (0, 1) = 4
a (0, 2) = 1
a (0, 3) = 7
a (0, 4) = 1
a (0, 5) = 5
a (0, 6) = 0
a (0, 7) = 4
a (0, 8) = 2
a (0, 9) = 2
この場合、セルグループＩＤが０であるセルにおけるｆhop(j)は、以下のようになる。
ｆhop (0) = 7 + 0 = 7
ｆhop (1) = 4 + 0 = 4
ｆhop (2) = 1 + 0 = 1
ｆhop (3) = 7 + 0 = 7
ｆhop (4) = 1 + 0 = 1
ｆhop (5) = 5 + 0 = 5
ｆhop (6) = 0 + 0 = 0
ｆhop (7) = 4 + 0 = 4
ｆhop (8) = 2 + 0 = 2
ｆhop (9) = 2 + 0 = 2
また、セルグループＩＤが２であるセルにおけるｆhop(j)は、以下のようになる。
ｆhop (0) = 7 + 2 = 9
ｆhop (1) = 4 + 2 = 6
ｆhop (2) = 1 + 2 = 3
ｆhop (3) = 7 + 2 = 9
ｆhop (4) = 1 + 2 = 3
ｆhop (5) = 5 + 2 = 7
ｆhop (6) = 0 + 2 = 2
ｆhop (7) = 4 + 2 = 6
ｆhop (8) = 2 + 2 = 4
ｆhop (9) = 2 + 2 = 4
この結果、セルグループのＩＤが０であるセルにおけるｆhop(j)と、セルグループのＩＤが２であるセルにおけるｆhop(j)とは、互いに、その各要素が異なるように設定されることになる。セルグループのＩＤが０、１、２、３、４、５であるセルについても、同様のことが当てはまる。すなわち、セルグループのＩＤが０、１、２、３、４、５であるセルにおけるｆhop(j)は、互いに、その各要素が異なるように設定される。
同様に、a(1, j)、a(2, j)、…と定義していけば、セルグループのＩＤが６，７，８，９，１０，１１であるセルにおけるｆhop(j)は、互いに、その各要素が異なるように設定され、また、セルグループのＩＤが１２，１３，１４，１５，１６，１７であるセルにおけるｆhop(j)は、互いに、その各要素が異なるように設定される。以下、セルＩＤが１６９のセルまで、同じことが当てはまる。
ここで、移動通信システム１０００は、例えば、図６に示すように、ランダムにホッピングパターンを決定する系列であるa(x, j)のｘの値が同じであるセルグループが隣接するように、セルを配置してもよい。図６においては、ｘ＝０であるセルグループ、すなわちセルグループのＩＤが０，１，２，３，４，５，６のセルグループが互いに隣接するように配置される。また、ｘ＝１であるセルグループ、すなわちセルグループＩＤが６，７，８，９，１０，１１のセルグループが互いに隣接するように配置される。このように、移動通信システム１０００では、ホッピングパターンを決定する第１層の系列a(x, j)が同一であるセルグループが互いに隣接するように配置されてもよい。
ホッピングパターンを決定するa(x, j)が同一であるセルグループが互いに隣接するように配置することにより、隣接するセル間で、リファンレス信号が衝突する確率を低減することができ、結果として、伝送特性が向上する。
図７は、本発明の実施例に係るユーザ装置１００ｎの概略ブロックを示す。ユーザ装置１００ｎは、アナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ）１０２と、ＣＰ除去部１０４と、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）１０６と、分離部（ＤｅＭＵＸ）１０８と、乗算部１１０と、乗算部１１２と、チャネル推定部１１４と、復調部１１６と、リファレンス信号マッピング情報管理部１１８とを具備する。
アナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ）１０２は、受信したベースバンドのアナログ信号をディジタル信号に変換する。
ＣＰ除去部１０４は受信シンボルからＣＰを除去し、有効シンボル部分を残す。
高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）１０６は、入力された信号を高速フーリエ変換し、ＯＦＤＭ方式の復調を行う。
分離部（ＤｅＭＵＸ）１０８は、受信信号からリファレンス信号とデータ信号（ユーザデータ又は制御データ）とを分離する。ここで、分離部（ＤｅＭＵＸ）１０８は、リファレンス信号マッピング情報管理部１１８から、当該サブフレームにおいてリファレンス信号が、どのサブキャリアにマッピングされているかの情報を受け取り、上記情報に基づいて、受信信号からリファレンス信号とデータ信号（ユーザデータ又は制御データ）とを分離する。
乗算部１１０，１１２は、リファレンス信号に第１系列であるランダムな符号系列及び第２系列である直交符号系列を乗算する。尚、上述した例においては、第１系列であるランダム符号系列と、第２系列である直交符号系列とが乗算されているが、代わりに、第１系列であるランダム符号系列のみが乗算されてもよい。
チャネル推定部１１４は、リファレンス信号に基づいてチャネル推定を行い、受信したデータ信号にどのようなチャネル補償がなされるべきかを決定する。
復調部１１６は、チャネル推定結果に基づいてデータ信号を補償し、基地局装置２００から送信されたデータ信号を復元する。
リファレンス信号マッピング情報管理部１１８においては、セルグループのＩＤと、セル固有の系列であるfhop(j)との関係を示す情報を予め取得されている。そして、リファレンス信号マッピング情報管理部１１８は、自局が通信を行っている基地局装置２００が提供する通信エリア、すなわち、セルが属するセルグループのＩＤに基づいて、fhop(j)を取得する。fhop(j)の詳細は、上述した、リファレンス信号マッピング決定部２１６に関する説明と同一であるため、省略する。リファレンス信号マッピング情報管理部１１８は、セルグループのＩＤに基づき、fhop(j)を取得し、上記fhop(j)に基づいて、当該サブフレームにおいてリファレンス信号が、どのサブキャリアにマッピングされているかの情報を生成し、分離部（ＤｅＭＵＸ）１０８に通知する。
尚、上述した例においては、セルグループのＩＤと、二段階構造の系列とに基づいてリファレンス信号がマッピングされるサブキャリアが決定されたが、セルグループのＩＤの代わりに、セルのＩＤが使用されてもよい。すなわち、セルのＩＤと、二段階構造の系列とに基づいてリファレンス信号がマッピングされるサブキャリアが決定されてもよい。
上述した実施例においては、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮ（別名：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，或いは，Ｓｕｐｅｒ ３Ｇ）が適用されるシステムにおける例を記載したが、本発明に係る基地局装置、ユーザ装置及び方法は、下りリンクでＯＦＤＭ方式を用いる全てのシステムに適用することが可能である。
かくて本発明の一実施例によれば、１７０個の系列fhop(j)を、二層の構造を有する系列で定義し、隣接する２つのセルの系列fhop(j)が、より高い確率で、互いに異なるようにすることで、伝送特性の良い下りリンクの無線通信を実現することが可能となる。
本国際出願は、２００７年３月２０日に出願された日本国特許出願第２００７−０７３７３１号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。

Claims (9)

  1. 下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおける基地局装置であって、
    第１信号を生成する手段と、
    第２信号を生成する手段と、
    前記第1信号と前記第２信号を多重してサブキャリアにマッピングして送信シンボルを生成する手段と、
    前記第２信号の前記サブキャアリアへのマッピング位置を決定するマッピング決定手段と、
    を有し、前記マッピング決定手段は、セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられてランダムなホッピングパターンの系列を定義する第１関数と、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられて固定シフト量のシフトパターンの系列を定義する第２関数との和で定義されるマッピングパターンに基づいて、前記マッピング位置を決定することを特徴とする基地局装置。
  2. 下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおける基地局装置であって、
    第１信号を生成する手段と、
    第２信号を生成する手段と、
    前記第1信号と前記第２信号を多重してサブキャリアにマッピングして送信シンボルを生成する手段と、
    前記第２信号の前記サブキャアリアへのマッピング位置を決定するマッピング決定手段と、
    を有し、前記マッピング決定手段は、セルＩＤまたはセルグループＩＤに基づくランダムなホッピングパターンから構成される第一層の系列と、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤに基づく固定のシフト量を有するシフティングを表す第二層の系列とにより定義されるマッピングパターンに基づいて、前記マッピング位置を決定し、
    前記ランダムなホッピングパターンは、サブフレーム間のホッピング量が所定の閾値以下に設定されていることを特徴とする基地局装置。
  3. 請求項１または２に記載の基地局装置であって、
    前記第１信号は、ユーザデータまたは制御データを含むデータ信号であり、前記第２信号は、リファレンス信号であることを特徴とする基地局装置。
  4. 下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおけるユーザ装置であって、
    基地局装置から受信した信号をフーリエ変換し、受信シンボルを導出する手段と、
    前記受信シンボルから、第１信号と第２信号を分離する手段と、
    前記第２信号のサブキャリア上のマッピング情報を求め、前記マッピング情報を前記分離手段に供給するマッピング情報管理部と、
    前記第２信号を用いてチャネル推定を行い、前記第１信号を復調する手段と、
    を有し、
    前記マッピング情報管理部は、セルＩＤまたはセルグループＩＤと、２段階の系列で定義されるマッピングパターンとの対応関係をあらかじめ格納し、前記ユーザ装置が位置するセルのセルＩＤまたは当該セルが属するセルグループのＩＤに基づいて、前記マッピングパターンを検出し、検出したマッピングパターンを前記分離手段に供給し、
    前記２段階の系列で定義されるマッピングパターンは、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられてランダムなホッピングパターンの系列を定義する第１関数と、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられて固定シフト量のシフトパターンの系列を定義する第２関数との和で定義されていることを特徴とするユーザ装置。
  5. 下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおけるユーザ装置であって、
    基地局装置から受信した信号をフーリエ変換し、受信シンボルを導出する手段と、
    前記受信シンボルから、第１信号と第２信号を分離する手段と、
    前記第２信号のサブキャリア上のマッピング情報を求め、前記マッピング情報を前記分離手段に供給するマッピング情報管理部と、
    前記第２信号を用いてチャネル推定を行い、前記第１信号を復調する手段と、
    を有し、
    前記マッピング情報管理部は、セルＩＤまたはセルグループＩＤと、２段階の系列で定義されるマッピングパターンとの対応関係をあらかじめ格納し、前記ユーザ装置が位置するセルのセルＩＤまたは当該セルが属するセルグループのＩＤに基づいて、前記マッピングパターンを検出し、検出したマッピングパターンを前記分離手段に供給し、
    前記２段階の系列で定義されるマッピングパターンは、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤに基づくランダムなホッピングパターンから構成される第一層の系列と、前記セルＩＤまたはセルグループＩＤに基づく固定のシフト量を有するシフティングを表す第二層の系列とにより定義され、
    前記ランダムなホッピングパターンは、サブフレーム間のホッピング量が所定の閾値以下に設定されていることを特徴とするユーザ装置。
  6. 請求項４または５に記載のユーザ装置であって、
    前記第１信号は、ユーザデータまたは制御データを含むデータ信号であり、前記第２信号は、リファレンス信号であることを特徴とするユーザ装置。
  7. 下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおける信号のサブキャリアへのマッピング方法であって、
    基地局装置において、第１信号と第２信号を多重して、サブキャリアにマッピングして送信シンボルを生成する際に、前記第２信号を、セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられたランダムなホッピングパターンで構成される第一の系列と前記セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられて固定のシフト量を有するシフティングを表す第二の系列の２段階の系列で定義されるマッピングパターンによって決定されるサブキャリア位置にマッピングし、
    前記マッピングパターンは、前記第一の系列を定義する第１関数と、前記第二の系列を定義する第２関数との和で定義されることを特徴とするマッピング方法。
  8. 下りリンクに直交周波数分割多重(OFDM)を使用する移動通信システムにおける信号のサブキャリアへのマッピング方法であって、
    基地局装置において、第１信号と第２信号を多重して、サブキャリアにマッピングして送信シンボルを生成する際に、前記第２信号を、セルＩＤまたはセルグループＩＤと関連付けられたランダムなホッピングパターンで構成される第一の系列と前記セルＩＤまたは
    前記セルグループＩＤと関連付けられて固定のシフト量を有するシフティングを表す第二の系列で定義されるマッピングパターンによって決定されるサブキャリア位置にマッピングし、
    前記ランダムなホッピングパターンは、サブフレーム間のホッピング量が所定の閾値以下に設定されることを特徴とするマッピング方法。
  9. 前記第一の系列において、同一のホッピングパターンを有するセルまたはセルグループは、隣接して配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載のマッピング方法。
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