JP5318771B2 - 基地局装置、送信方法、移動局装置および受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナを有する基地局装置と、この基地局装置との通信を行う移動局装置とを有する移動通信システムに関し、特に、到来方向推定に基づく適応指向性ビームを利用する移動通信システムに関する。

マルチアンテナ信号伝送法（Multiple Input Multiple Output：ＭＩＭＯ）を用いたマルチアンテナ無線伝送技術において、基地局(Base Station（ＢＳ）)から、移動局（ユーザ機器：User Equipment（ＵＥ））の方向に対して指向性の高い電波（ビーム）を送信する方法が利用されている。そのような方法として、移動局からの信号の到来方向（Direction of Arrival：ＤＯＡ）を推定し、基地局からその方向に指向性ビームを送信する適応指向性ビーム（Adaptive Antenna Array Beam Forming：ＡＡＡ−ＢＦ）法がある。

図１を参照しながらＡＡＡ−ＢＦを説明する。図示のとおり、通信システム１０は、移動局ＵＥと基地局ＢＳ含む。基地局ＢＳは、４つのアンテナ１１Ａ〜１１Ｄと、アンテナ１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれに接続されるＲＦ送信回路１２Ａ〜１２Ｄと、ＲＦ送信回路１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれに接続される乗算器１３Ａ〜１３Ｄと、乗算器１３Ａ〜１３Ｄに接続される分配部１４と、アンテナ１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれに接続されるＲＦ受信回路１５Ａ〜１５Ｄと、ＲＦ受信回路１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれに接続される乗算器１６Ａ〜１６Ｄと、乗算器１６Ａ〜１６Ｄに接続される合成部１７とを有する。

基地局ＢＳは、送信時には、送信信号を分配部１４にて複製して４つの送信信号を生成し、生成された各送信信号に対し乗算器１３Ａ〜１３Ｄにて所定のアンテナウェイトを乗算し、アンテナウェイトが乗算された各送信信号に対してＲＦ送信回路にて所定の処理を行って、各アンテナ１１Ａ〜１１Ｄから送信する。アンテナウェイトは、移動局から受信する信号の信号到来方向の推定を通して得られ、これにより送信信号の振幅と位相とが制御され、対象となる移動局の方向に指向性の強い指向性ビームＥＷを発することが可能となる。

一方、受信時においては、移動局ＵＥからの電波を各アンテナ１１Ａ〜１１Ｄで受信し、受信した信号に対して各ＲＦ受信回路１５Ａ〜１５Ｄにて所定の処理を行い、乗算器１６Ａ〜１６Ｄにて受信アンテナウェイトを乗算し、その結果得られた受信信号を合成部１７にて合成し、受信信号を得る。

このような通信システムによれば、指向性ビームが用いられるため、移動局における受信電力を高くすることができ、伝送品質を向上することができる。ＡＡＡ−ＢＦについての詳細は、例えば「3GPP R1-070859, "Adaptive Beamforming in E-UTRA," NTT DoCoMo, Fujitsu, Mitsubishi Electric, NEC, Sharp」や、「3GPP R1-071608, "Beamforming with eight transmit antennas for E-UTRA DL" Ericsson」などに記載されている。

アンテナウェイトに基づく指向性ビームを利用する通信技術においては、移動局は、受信信号の復調のため、基地局が使用したアンテナウェイトを利用しなければならない。ところが、上記のＡＡＡ−ＢＦにおいては、基地局が、移動局からのフィードバック情報などによらずに、信号到来方向の推定を通して単独でアンテナウェイトを決定しているため、移動局は基地局からの通知なしにはアンテナウェイトを知ることができない。このため、アンテナウェイトに関する情報を移動局に通知する手立てが必要となる。

一つの確実な手立てとして、本発明の発明者らは、個別参照信号（個別パイロットチャネルと称する場合がある）を利用することを考えている。この方法では、基地局において送信信号の振幅および位相の制御に利用されたアンテナウェイトと同一のウェイトが個別参照信号に乗算され、このようにして得られた個別参照信号が移動局へ送信される。個別参照信号を受信した移動局は、個別参照信号を所定の復調方法で復調することにより、基地局が使用したアンテナウェイトを確実に知ることができる。

しかし、個別参照信号の送信は、オーバーヘッドの増大、基地局や移動局の複雑化といった点では幾らか不利である。特に、標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、最大４つのアンテナから、特定の指向性を有さずセクタ全体をカバーするセクタビームによって共通参照信号（共通パイロットチャネルと称する場合がある）を送信することが既に規定されているという状況を考慮すると、オーバーヘッドが増大するのを極力避けるべきとも考えられる。すなわち、個別参照信号を利用せずに、移動局に対してアンテナウェイトを通知する方法が必要となることも想定される。

また、アンテナ数が４を超える場合もあり得ることから、無線リソースを有効に活用してオーバーヘッドの増大を防止することが一層重要となることも想定される。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされ、その目的は、到来方向推定に基づく適応指向性ビーム法において、個別参照信号を利用することなく、移動局に対してアンテナウェイトを通知できる基地局装置および送信方法、並びにこれらに対応する移動局装置および受信方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の一の態様によれば、複数のアンテナを用いて通信を行う基地局装置であって、移動局からの信号に基づいて信号到来方向を推定し、推定した信号到来方向に関する信号到来方向情報を出力する信号到来方向推定部と、移動局へ送信される共有データチャネルに対して、信号到来方向推定部から入力した信号到来方向情報を多重化する到来方向情報多重化部と、信号到来方向情報が多重化された共有データチャネルを含む、移動局へ送信すべき信号に対して、信号到来方向推定部から入力した信号到来方向情報に基づくアンテナウェイトを乗算するアンテナウェイト乗算部と、を備える基地局装置が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、複数のアンテナを用いて通信を行う基地局装置において使用される送信方法であって、移動局からの信号に基づいて信号到来方向を推定するステップと、推定した信号到来方向に関する信号到来方向情報を生成するステップと、移動局へ送信される共有データチャネルに信号到来方向情報を多重化するステップと、信号到来方向情報が多重化された共有データチャネルを含む、移動局へ送信すべき信号に対して、信号到来方向情報に基づくアンテナウェイトを乗算するステップと、を含む送信方法が提供される。

本発明の実施形態によれば、到来方向推定に基づく適応指向性ビーム法において、個別参照信号を利用することなく、移動局に対してアンテナウェイトを通知することができる。

適応指向性ビーム送受信方法に基づく通信システムを説明する図である。 本発明の一実施形態による基地局の構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態による移動局の構成を示す概略図である。 参照信号の割り当てを４アンテナ送信時と６アンテナ送信時とで比較する図である。 参照信号の割り当てを４アンテナ送信時と８アンテナ送信時とで比較する図である。

符号の説明

２０ 基地局
２１２_１〜２１２_Ｎ バッファ
２１４_１〜２１４_Ｎ ＤＯＡ情報多重化部
２１６ スケジューラ
２１８ チャネル符号化部
２２０ データ変調部
２２２ アンテナウェイト乗算部
２２４Ａ〜２２４Ｈ 共通参照信号多重化部
２２６Ａ〜２２６Ｈ 高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部
２２８Ａ〜２２８Ｈ ＣＰ付与部
２３０Ａ〜２３０Ｈ ＲＦ送信回路
２０４Ａ〜２０４Ｈ デュプレクサ
２０６ 信号到来方向（ＤＯＡ）推定部２０６
２０８ アンテナ合成部２０８
２１０ 復調・復号部２１０
３０ 移動局
３０２Ａ，３０２Ｂ デュプレクサ
３０４Ａ，３０４Ｂ ＲＦ受信回路
３０６Ａ，３０６Ｂ ＦＦＴ部
３０８ 受信タイミング推定部
３１０ アンテナ構成情報抽出部３１０
３１２ アンテナウェイト計算部
３１４ チャネル推定部
３１６ 信号検出部
３１８ チャネル復号部
３２０ ＣＱＩ推定部

添付図面を参照しながら、本発明による実施形態を説明する。添付図面においては、同一または共通する要素には、同一または共通の参照符号を付与し、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の実施形態による基地局の構成を示す概略図である。図示のとおり、基地局２０は、８つのアンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈを有する８アンテナシステムとして構成されている。基地局２０は、Ｎ個のバッファ２１２_１〜２１２_Ｎと、Ｎ個の信号到来方向（ＤＯＡ）情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎと、スケジューラ２１６と、チャネル符号化部２１８と、データ変調部２２０と、送信アンテナウェイト乗算部２２２と、共通参照信号多重化部２２４Ａ〜２２４Ｈと、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２２６Ａ〜２２６Ｈと、ＣＰ付与部２２８Ａ〜２２８Ｈと、ＲＦ送信回路２３０Ａ〜２３０Ｈと、デュプレクサ２０４Ａ〜２０４Ｈと、信号到来方向（ＤＯＡ）推定部２０６と、アンテナ合成部２０８と、復調・復号部２１０と、を含む。

バッファ２１２_１〜２１２_Ｎは、基地局２０のセル内に存するＮ個の移動局（図示せず）のそれぞれに対して送信する送信データをそれぞれ保存する。なお、移動局をユーザ機器または端末と称する場合がある。

ＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎは、Ｎ個のバッファ２１１_１〜２１２_Ｎとそれぞれ接続され、対応する送信データを入力する。また、ＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎは、後述するＤＯＡ推定部２０６からＤＯＡ情報を入力し、これをバッファ２１１_１〜２１２_Ｎからそれぞれ入力した送信データの共有データチャネルに多重化して、各移動局に対応する送信信号を生成する。

スケジューラ２１６は、ＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎから、Ｎ個の移動局へそれぞれ送信される送信信号を入力し、各送信信号を無線リソースに割り当てる。チャネル符号化部２１８は、スケジューラ２１８から入力した送信信号に対して所定の方式によりチャネル符号化を行う。データ変調部２２０は、チャネル符号化された送信信号を所定の変調方法で変調する。

送信アンテナウェイト乗算部２２２は、データ変調部２２０から出力された変調信号を入力し、入力した信号を複製して、アンテナ数と等しい８つの送信信号を生成する。すなわち、８つのアンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈのそれぞれから送信される８つの送信信号が生成される。換言すると、送信アンテナウェイト乗算部２２２は、分配器としての機能を有している。また、送信アンテナウェイト乗算部２２２は、ＤＯＡ推定部２０６からＤＯＡ情報を入力する。さらに、送信アンテナウェイト乗算部２２２は、生成した送信信号に対して、入力したＤＯＡ情報に基づくアンテナウェイトを乗算する。アンテナウェイトにより、共有データチャネルの振幅と位相が調整される。このようにして、共有データチャネルは、８つのアンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈから、送信先である移動局の位置する方向に強い指向性を有する指向性ビームにより送信されることとなる。

送信アンテナウェイト乗算部２２２において生成された、アンテナウェイトが乗算された８つの送信信号のそれぞれは、次に、共通参照信号多重部２２４Ａ〜２２４Ｈへ出力される。共通参照信号多重部２２４Ａ〜２２４Ｈのそれぞれは、送信アンテナウェイト乗算部２２２から入力した送信信号に共通参照信号を多重化し、多重化により得られた送信信号を、対応するＩＦＦＴ部２２６Ａ〜２２６Ｈへ出力する。ここで、共通参照信号に対しては、アンテナウェイトは乗算されておらず、その結果、共通参照信号は、特定の指向性を有せずセクタの全体をカバーするセクタビームにより送信される。

ＩＦＦＴ部２２６Ａ〜２２６Ｈは、共通参照信号多重部２２４Ａ〜２２４Ｈからそれぞれ入力した送信信号に対して高速逆フーリエ変換を行ない、変換された送信信号のそれぞれをＣＰ付与部２２８Ａ〜２２８Ｈへ出力する。ＣＰ付与部２２８Ａ〜２２８Ｈは、入力した信号に対して、サイクリック・プリフィックス（cyclic prefix：ＣＰ）を付与し、ＣＰが付与された送信信号をそれぞれＲＦ送信回路２３０Ａ〜２３０Ｈへ出力する。ＲＦ送信回路２３０Ａ〜２３０Ｈは、入力した信号を送信するための処理（デジタルアナログ変換、帯域限定、電力増幅等）を行なう。処理された信号は、デュプレクサ２０４Ａ〜２０４Ｈを介してアンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈから送信される。

以上説明したバッファ２１２_１〜２１２_ＮからＲＦ送信回路２３０Ａ〜２３０Ｈまでの要素により、基地局２０の出力部が構成される。次いで、受信部を構成する要素を説明する。

ＤＯＡ推定部２０６は、デュプレクサ２０４Ａ〜２０４Ｈを介し、移動局から送信される信号（基地局２０にとっての受信信号）をアンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈのそれぞれから入力する。ＤＯＡ推定部２０６は、入力した各受信信号に基づいて、ビームフォーマー法、カポン法、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法等により、受信信号のＤＯＡ（信号到来方向）を推定する。そして、ＤＯＡ推定部２０６は、推定した信号到来方向を示すＤＯＡ情報を生成する。このＤＯＡ情報は、上述のとおり、ＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎ、および送信アンテナウェイト乗算部２２２へ出力される。

なお、ＤＯＡ推定部２０６は、移動局ごとにＤＯＡの推定を行う。すなわち、基地局２０が形成するセル内に存在する各移動局からの信号をアンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈを介して入力し、各移動局からの信号の到来方向が推定される。図２におけるＤＯＡ推定部２０６に代わり、セル内の移動局の数に等しい数のＤＯＡ推定部を設けてもよい。

アンテナ合成部２０８は、ＤＯＡ推定部２０６から各受信信号とＤＯＡ情報とを入力する。また、アンテナ合成部２０８は、入力したＤＯＡ情報に基づくアンテナウェイトを各受信信号へ乗算し、アンテナウェイトが乗算された信号を合成する。さらに、アンテナ合成部２０８は、合成した受信信号を復調・復号部２１０へ出力する。

復調・復号部２１０は、アンテナ合成部２０８から入力した合成受信信号に対して、所定の復調・復号方法により、復調・復号を行って受信信号を得る。

上記の基地局２０によれば、各アンテナ２０２Ａ〜２０２Ｈにより受信した移動局からの信号（受信信号）に基づいて、ＤＯＡ推定部２０６においてＤＯＡが推定され、ＤＯＡ情報が生成される。このＤＯＡ情報は、送信アンテナウェイト乗算部２２２において送信信号にアンテナウェイトを乗算するのに利用されるとともに、ＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎへ出力され、ＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎにおいて各移動局へ送信される共有データチャネルへ多重化される。そして、ＤＯＡ情報が多重化された共有データチャネルは、所定の信号処理を経て、当該移動局に対して指向性ビームにより送信される。このようにＤＯＡ情報が共有データチャネルに多重化されて移動局に通知されるため、移動局は通知されたＤＯＡ情報を利用して基地局が使用したアンテナウェイトを知ることができる。

なお、ＤＯＡ情報が通知された移動局では、基地局で使用されたアンテナウェイトを求めるため、アンテナ数、アンテナ構成、およびアンテナ間隔などに関するアンテナ情報が必要とされる。これらの情報は、基地局２０と、基地局２０とともに利用される移動局との間で予め取り決められていてよい。また、ＤＯＡ情報が多重化された共有データチャネルが基地局２０から移動局へ送信される前に、アンテナ情報を、報知情報として（報知チャネルで）、基地局２０から当該移動局へ通知するようにしてもよい。セル（又はセクタ）を形成するアンテナごとに、その数、構成、および間隔などが異なることがあるため、ハンドオーバ（又はソフトハンドオーバ）に伴って、アンテナ情報を報知情報として（報知チャネルで）基地局２０から当該移動局へ通知するようにしてもよい。なお、アンテナ構成は、たとえば、アンテナの配置であってよい。複数のアンテナは、場合によって、鉛直方向から見て直線上に又は円弧上に配置されるため、配置に関する情報が必要とされる場合がある。

以上説明したように、本実施形態による基地局２０は、個別参照信号を利用することなく、アンテナウェイトを移動局に知らせることができる。すなわち、本発明の第１の実施形態による基地局２０は、個別参照信号を利用する際に生じるオーバーヘッドの増大や、基地局２０および移動局の構成の複雑化といった不都合が生じることなく、アンテナウェイトを移動局に通知できるという利点を有している。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の実施形態による移動局の構成を示す概略図である。図示のとおり、移動局３０は、２つのアンテナ３０１Ａ、３０２Ｂを有する２受信アンテナシステムとして構成され、本発明の第１の実施形態による基地局２０（図２）とともに利用されることが企図されている。

移動局３０は、デュプレクサ３０２Ａ，３０２Ｂと、ＲＦ受信回路３０４Ａ，３０４Ｂと、ＦＦＴ部３０６Ａ，３０６Ｂと、受信タイミング推定部３０８と、アンテナ情報格納部３１０と、アンテナウェイト計算部３１２と、チャネル推定部３１４と、信号検出部３１６と、チャネル復号部３１８と、ＣＱＩ推定部３２０とを含む。

ＲＦ受信回路３０４Ａ（３０４Ｂ）は、受信アンテナ３０１Ａ（３０１Ｂ）とデュプレクサ３０２Ａ（３０２Ｂ）を介して、基地局から信号を受信し、受信した受信信号に対して、ベースバンドデジタル信号に変換するための所定の信号処理を行う。この信号処理には、例えば、電力増幅、帯域限定、およびアナログデジタル変換が含まれてよい。また、ＲＦ受信回路３０４Ａ（３０４Ｂ）は、信号処理された受信信号をＦＦＴ部３０６Ａ（３０６Ｂ）および受信タイミング推定部３０８へ出力する。

受信タイミング推定部３０８は、ＲＦ受信回路３０４Ａ，３０４Ｂから入力した、信号処理された受信信号の受信タイミングを推定する。この推定には、基地局２０のＣＰ付与部２２８Ａ〜２２８Ｈ（図２）により付与されたＣＰを利用してよい。推定された受信タイミングは、ＦＦＴ部３０６Ａ，３０６Ｂへ通知される。

ＦＦＴ部３０６Ａ（３０６Ｂ）は、受信タイミング推定部３０８から通知された受信タイミングに基づいて、ＲＦ受信回路３０４Ａ（３０４Ｂ）から入力された受信信号に対してフーリエ変換を行なう。また、ＦＦＴ部３０６Ａ（３０６Ｂ）は、変換した受信信号をチャネル推定部３１４および信号検出部３１６へ出力する。

アンテナ情報格納部３１０は、基地局２０から報知情報として予め通知されたアンテナ情報（アンテナ数、アンテナ構成、アンテナ間隔等）を格納し、また、その情報をアンテナウェイト計算部３１２へ通知する。

アンテナウェイト計算部３１２は、アンテナ情報格納部３１０から入力したアンテナ情報と、共有データチャネルから取得したＤＯＡ情報とに基づいて、基地局２０において使用されたアンテナウェイトを計算する。また、アンテナウェイト計算部３１２は、計算したアンテナウェイトを信号検出部３１６へ出力する。

チャネル推定部３１４は、ＦＦＴ部３０６Ａ，３０６Ｂから入力した変換後の受信信号を利用してチャネル推定を行ない、その結果を信号検出部３１６へ出力する。

信号検出部３１６は、アンテナウェイト計算部３１２より入力したアンテナウェイトと、チャネル推定部３１４から入力したチャネル推定結果とを利用して、ＦＦＴ部３０６Ａ，３０６Ｂから入力した信号を復調する。復調された信号は、信号検出部３１６から出力されてチャネル復号部３１８へ入力される。

チャネル復号部３１８は、信号検出部３１６から入力した復調信号に対してチャネル復号を行なって、基地局２０から送信された信号を再生する。

ＣＱＩ推定部３２０は、ＦＦＴ部３０６Ａ，３０６Ｂから入力した共通参照信号を用いて、アンテナ３０１Ａ，３０１Ｂを介して受信した信号の受信品質を測定する。また、ＣＱＩ推定部３２０は、測定結果をチャネル状態情報（Channel Quality Indicator ：ＣＱＩ）として出力し、上りリンクを介して基地局へ通知する。

上記の移動局３０によれば、アンテナウェイト計算部３１２において、基地局２０から共有データチャネルに多重されて送信されたＤＯＡ情報が利用され、基地局２０で使用されたアンテナウェイトが計算される。すなわち、共有データチャネルに多重化されて送信されるＤＯＡ情報により、アンテナウェイトを知ることができる。基地局２０は、基地局２０から個別参照信号によってＤＯＡ情報またはアンテナウェイトが通知されなくても、アンテナウェイトを知ることができる。したがって、本実施形態による移動局３０は、基地局２０と好適に通信を行うことができ、基地局２０および移動局３０の構成の複雑化といった不都合が生じることなく、アンテナウェイトを知ることができるという利点を有している。

（第３の実施形態）
続いて、図４を参照しながら、基地局において５つ以上のアンテナが使用される場合の参照信号の割り当て方法について説明する。上述のとおり、３ＧＰＰにおいては、４つのアンテナを使用することが規定されているが、それでも尚、５つ以上のアンテナが利用される場合が想定される。４つのアンテナの使用を前提として、４アンテナ送信時における参照信号割り当てる方法もまたＬＴＥ（Long Term Evolution）において規定されているが、このような状況のもとでは、５つ以上のアンテナをそのまま使用することはできない。

図４は、参照信号への無線リソースの割り当てを４アンテナ送信時と６アンテナ送信時とで比較して示す図である。図４では、横方向（周波数方向）はリソースブロックを示し、縦方向（時間方向）は送信時間間隔（Transmission Time Interval：ＴＴＩ）を示している。図示の便宜のため、図４は、２つのリソースブロックのみを示している。また、１ＴＴＩは、１ｍｓｅｃに相当する。

図４（Ａ）は、ＬＴＥで規定された４アンテナ送信時の参照信号割り当てを示す。図中、Ｐ_１の記号は、この記号で示されるシンボルにおいてアンテナ＃１から参照信号が送信されることを意味し、Ｐ_２の記号は、この記号で示されるシンボルにおいて、アンテナ＃２から参照信号が送信されることを意味し、Ｐ_３の記号は、この記号で示されるシンボルにおいて、アンテナ＃３から参照信号が送信されることを意味し、Ｐ_４の記号は、この記号で示されるシンボルにおいて、アンテナ＃４から参照信号が送信されることを意味する。なお、Ｐ_１，Ｐ_２...等の記号のないシンボルにおいては、データチャネルが送信されている（記号のないシンボルは、データチャネルに割り当てられている）。

図示のとおり、１つのリソースブロックに着目すると、０．５ＴＴＩの間に、アンテナ＃１および＃２から４回、アンテナ＃３および＃４から２回、参照信号が所定のタイミングおよびサブキャリアで送信され、次の０．５ＴＴＩ以降においても、これが繰り返される。

一方、６アンテナ送信時においては、時間軸上（縦方向）の第５番目のシンボルに着目すると、４アンテナ送信時にはアンテナ＃２から送信された参照信号（Ｐ_２）が、６アンテナ送信時にはアンテナ＃５から送信されている（Ｐ_５）。同様に、４アンテナ送信時にはアンテナ＃１から送信された参照信号（Ｐ_１）が、６アンテナ送信時にはアンテナ＃６から送信されている（Ｐ_６）。このため、１つのリソースブロックに着目すると、０．５ＴＴＩの間に、アンテナ＃１〜＃６からそれぞれ２回ずつ参照信号が送信されていることになる。換言すると、４アンテナ送信時には０．５ＴＴＩの間に４回であったアンテナ＃１および＃２からの参照信号の送信回数が２回に減らされ、その分がアンテナ＃５および＃６からの参照信号の送信に使用されている。このように３ＧＰＰで規定されている４つのアンテナから送信される参照信号の一部を、これら４つのアンテナに追加されたアンテナから送信することより、割り当てパターンを変更することなく、６つのアンテナを使用することが可能となる。

このような送信は、たとえば、図２に概略構成を示す基地局２０を６アンテナシステムに変更することにより行うことができる。この場合、図４（Ｂ）に示す共通参照信号の割り当てはスケジューラ２１６により実現されてよい。また、受信に関しては、たとえば、図３に概略構成を示す移動局３０により実施可能である。この場合、図４（Ｂ）に示すように割り当てられた共通参照信号は、チャネル推定部３１４によって、チャネル推定等に供されてよい。

また、４アンテナ送信時の無線リソース割り当てが規定されている状況では、移動局もその割り当てに従って動作するよう構成されているため、上記のような６アンテナ送信を行う場合には、６アンテナでの共通参照信号の割り当てを移動局に通知する必要がある。この通知は、両者間での通信が開始される前に、当該情報を報知情報として（報知チャネルで）基地局から移動局へ送信することにより行われる。そのような割り当て情報は、例えば、送信アンテナ数毎に事前に一意に決められた参照信号の対応関係を用いれば、アンテナ数情報のみを通知することにより、移動局は、どの時刻にどのアンテナからの共通参照信号がどのサブキャリアで送信されたかを知ることができ、これにより、適切なチャネル推定を行うこと可能となる。

以上のとおり、本発明の第３の実施形態によれば、４個のアンテナから送信される共通参照信号の無線リソース割り当てが規定されている状況のもとで、６個のアンテナを用いて移動局と通信を行う場合であっても、４個のアンテナから送信されるべき共通参照信号の一部を、追加の２個のアンテナから送信されるように無線リソースの割り当てが行われるため、オーバーヘッドの増加を防止することができる。

（第４の実施形態）
次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。ここでは、４アンテナ送信時の無線リソース割り当てが規定されている状況で、８つのアンテナを利用する場合の無線リソース割り当てについて説明する。

図５は、参照信号への無線リソースの割り当てを４アンテナ送信時と８アンテナ送信時とで比較して示す図である。図５においても、図４と同様に、横方向（周波数方向）はリソースブロックを示し、縦方向（時間方向）は送信時間間隔（ＴＴＩ）を示している。図示の便宜のため、図５は、２つのリソースブロックのみを示している。また、１ＴＴＩは、１ｍｓｅｃに相当する。

図５（Ａ）は、ＬＴＥで規定された４アンテナ送信時の参照信号割り当てを示す。これは、図４（Ａ）と同一であるため説明を省略する。

一方、図５（Ｂ）は、６アンテナ送信時の参照信号割り当てを示している。図５（Ａ）と図５（Ｂ）を比較すると、１ＴＴＩの前半の０．５ｍｓｅｃの期間においては、アンテナ＃１から＃４から送信される共通参照信号に無線リソースが割り当てられており、後半の０．５ｍｓｅｃにおいては、アンテナ＃５から＃８から送信される共通参照信号に無線リソースが割り当てられている。換言すると、後半は、前半におけるＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４がこの順にそれぞれＰ_５，Ｐ_６，Ｐ_７，Ｐ_８に置き換えられて繰り返されている。

この場合、ＬＴＥでの規定によれば、１リソースブロックおよび１ＴＴＩ当り２４個のシンボルにおいてアンテナ＃１〜＃４から共通参照信号が送信されるが、８アンテナ送信時には、１２個のシンボルにおいてアンテナ＃１〜＃４から共通参照信号が送信されるように間引かれ、残りの１２個のシンボルにおいて、アンテナ＃５〜＃８から共通参照信号が送信されている。

このような送信は、たとえば、図２に概略構成を示す基地局２０を６アンテナシステムに変更することにより行うことができる。この場合、図５（Ｂ）に示す共通参照信号の割り当てはスケジューラ２１６により実現されてよい。また、受信に関しては、たとえば、図３に概略構成を示す移動局３０により実施可能である。この場合、図５（Ｂ）に示すように割り当てられた共通参照信号は、チャネル推定部３１４によって、チャネル推定等に供されてよい。

４アンテナ送信時の無線リソース割り当てが規定されている状況では、移動局もその割り当てに従って動作するよう構成されているため、上記のような８アンテナ送信を行う場合には、８アンテナでの共通参照信号の割り当てに関する情報を移動局に通知する必要がある。この通知は、両者間での通信が開始される前に、当該情報を報知情報として（報知チャネルで）基地局から移動局へ送信することにより行われる。そのような割り当て情報は、例えば、送信アンテナ数毎に事前に一意に決められた参照信号の対応関係を用いれば、アンテナ数情報のみを通知することにより、移動局は、どの時刻にどのアンテナからの共通参照信号がどのサブキャリアで送信されたかを知ることができ、これにより、適切なチャネル推定を行うこと可能となる。

以上のとおり、本発明の第４の実施形態によれば、４個のアンテナから送信される共通参照信号の無線リソース割り当てが規定されている状況のもとで、８個のアンテナを用いて移動局と通信を行う場合であっても、１ＴＴＩの前半に、４個のアンテナから送信される共通参照信号に無線リソースが割り当てられ、１ＴＴＩの後半に、他の４個のアンテナから送信される共通参照信号に無線リソースが割り当てられるため、オーバーヘッドの増加を防止することができる。

以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々に変更および変形できることは明らかである。

たとえば、第１の実施形態による基地局２０の送信アンテナウェイト乗算部２２２は、既に説明したように、分配器としての機能をも有しているが、分配器を別途設けるようにしてもよい。また、ＤＯＡ推定部２０６に関しても、上述のとおり、移動局の数と等しい数のＤＯＡ推定部を設けても構わない。さらに、移動局ごとにＤＯＡ推定部を設ける場合においては、それぞれに対応してアンテナ合成部を設けてもよい。

また、ＤＯＡ推定部２０６は、移動局からの信号に基づいたＤＯＡの推定と、この推定に基づくＤＯＡ情報の生成といった２つの機能を有する一つの要素として構成されているが、これら２つの機能を単独に有する２つの要素により、ＤＯＡ推定部２０６が構成されてもよい。また、ＤＯＡ推定部２０６が、他の要素、たとえば、生成したＤＯＡ情報を保管する記憶部を有していてもよい。

さらに、ＤＯＡ推定部２０６は、生成したＤＯＡ情報が、既に出力したＤＯＡ情報と異なるか否かを判定し、異なる場合、すなわち、更新する場合は、既に出力したＤＯＡ情報（更新前のＤＯＡ情報）を送信アンテナウェイト部２２２へ出力し、生成したＤＯＡ情報（更新後のＤＯＡ情報）をＤＯＡ情報多重化部２１４_１〜２１４_Ｎへ出力するようにしてもよい。これによれば、基地局は、更新の直前に、移動局に対して更新後のＤＯＡ情報を事前に通知することができる。すなわち、移動局は、既に知っている更新前のＤＯＡ情報を用いて、更新後のＤＯＡ情報を事前に知ることができる。このため、移動局は、より迅速に、精度良く、更新に対応することが可能となる。なお、更新の周期としては、約１ｍｓｅｃから約５００ｍｓｅｃ、好適には約１０ｍｓｅｃから約１００ｍｓｅｃが想定される。

また、説明の便宜上、本発明が幾つかの実施形態に分けて説明されてきたが、各実施形態が単独に実施される必要はなく、２以上の実施形態を任意に組み合わせて実施されてよい。

また、以上の説明から、個別参照信号を利用せずに移動局に対してアンテナウェイトを通知する場合であっても、アンテナ数の増加に対処することが可能な基地局および通知方法、並びにこれらに対応する移動局および受信方法を提供することも本発明の他の目的と言うことが可能である。そして、上記の説明から明らかなように、本発明の幾つかの態様によれば、アンテナ数の増加にも対処することができる。

また、以上に述べた態様は、以下のようにも表現することができる。
項目１：上記の送信方法であって、信号到来方向情報が多重化された共有データチャネルが送信される前に、基地局装置が有するアンテナの数、アンテナの構成、およびアンテナの間隔を含むアンテナ情報を報知情報として移動局装置へ通知するステップを更に含む送信方法。

項目２：上記の基地局装置との通信に利用される移動局装置であって、基地局装置からの共有データチャネルから得られる信号到来方向情報に基づいて、基地局装置で使用されたアンテナウェイトを計算するアンテナウェイト計算部を備える移動局装置。

項目３：上記の送信方法に基づいて行われる通信のための受信方法であって、受信した共有データチャネルから取得した信号到来方向情報に基づいて、送信方法において使用されたアンテナウェイトを計算するステップを含む、受信方法。

項目４：項目１の送信方法に基づいて行われる通信のための受信方法であって、報知情報として受信したアンテナ情報と、受信した共有データチャネルから取得した信号到来方向情報とに基づいて、送信方法において使用されたアンテナウェイトを計算するステップを含む、受信方法。

項目５：ｍ個のアンテナから送信される共通参照信号の無線リソース割り当てが規定されている状況のもとで、（ｍ＋ｎ）個のアンテナを用いて移動局装置と通信を行う基地局装置であって、ｍ個のアンテナから送信されるべき共通参照信号の一部を、ｎ個のアンテナから送信されるように、無線リソースの割り当てを行うスケジューラを備える基地局装置。

なお、上記のｍおよびｎは自然数である（以下、同様）。また、「規定されている」との用語は、たとえば、３ＧＰＰといった標準化団体によって規格化または標準化されていることだけでなく、例えば、所定の通信方式で通信を行う複数の事業者の間で合意されていることをも含む（以下、同様）。

項目６：ｍ個のアンテナから送信される共通参照信号の無線リソース割り当てが規定されている状況のもとで、（ｍ＋ｎ）個のアンテナを用いて送信を行う送信方法であって、ｍ個のアンテナから送信されるべき共通参照信号の一部を、ｎ個のアンテナから送信されるように、無線リソースの割り当てを行うステップを含む送信方法。

項目７：通信を開始する前に、ｎ個のアンテナから送信される共通参照信号に関する割り当て情報を送信先である移動局装置に通知するステップを更に含む、項目６の送信方法。

項目８：項目５の基地局装置との通信に利用される移動局装置であって、基地局装置の（ｍ＋ｎ）個のアンテナのそれぞれから送信される共通参照信号を利用して、チャネル推定を行うチャネル推定部を備える移動局装置。

項目９：項目６の送信方法に基づいて行われる通信のための受信方法であって、（ｍ＋ｎ）個のアンテナのそれぞれから送信される共通参照信号を利用して、チャネル推定を行うステップを含む受信方法。

項目１０：項目７の送信方法に基づいて行われる通信のための受信方法であって、通知された割り当て情報と、（ｍ＋ｎ）個のアンテナのそれぞれから送信される共通参照信号とを利用して、チャネル推定を行うステップを含む受信方法。

項目１１：ｍ個のアンテナから送信される共通参照信号の無線リソース割り当てが規定されている状況のもとで、（ｍ＋ｎ）個のアンテナを用いて移動局装置と通信を行う基地局装置であって、ｍ個のアンテナから送信されるべき共通参照信号の第１のシンボル数のシンボルを時間方向および周波数方向又はいずれかの方向に間引いて、ｍ個のアンテナからの共通参照信号の第２のシンボル数とｎ個のアンテナからの共通参照信号の第３のシンボル数と等しくなるように、無線リソースの割り当てを行うスケジューラを備える基地局装置。

項目１２：ｍ個のアンテナから送信される共通参照信号の無線リソース割り当てが規定されている状況のもとで、（ｍ＋ｎ）個のアンテナを用いて送信を行う送信方法であって、 ｍ個のアンテナから送信されるべき共通参照信号の第１のシンボル数のシンボルを時間方向および周波数方向又はいずれかの方向に間引くステップと、間引かれた第１のシンボル数のシンボルを用いて、ｍ個のアンテナからの共通参照信号の第２のシンボル数とｎ個のアンテナからの共通参照信号の第３のシンボル数と等しくなるように、無線リソースの割り当てを行うステップと、を含む送信方法。

項目１３：通信を開始する前に、無線リソースの割り当てを行うステップにおいて割り当てられた共通参照信号の割り当てに関する割り当て情報を送信先である移動局装置に通知するステップを更に含む、項目１２の送信方法。

項目１４：項目１１の基地局装置との通信に利用される移動局装置であって、基地局装置の（ｍ＋ｎ）個のアンテナのそれぞれから送信される共通参照信号を利用して、チャネル推定を行うチャネル推定部を備える移動局装置。

項目１５：項目１２の送信方法に基づいて行われる通信のための受信方法であって、通知された割り当て情報と、（ｍ＋ｎ）個のアンテナのそれぞれから送信される共通参照信号とを利用して、チャネル推定を行うステップを含む受信方法。

項目１６：項目１１の送信方法に基づいて行われる通信のための受信方法であって、通知された割り当て情報と、（ｍ＋ｎ）個のアンテナのそれぞれから送信される共通参照信号とを利用して、チャネル推定を行うステップを更に含む受信方法。

本国際出願は２００７年１０月１日に出願された日本国特許出願２００７−２５８１０８号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。

Claims (5)

1. 複数のアンテナを用いて通信を行う基地局装置であって、
   移動局装置からの信号に基づいて信号到来方向を推定し、推定した信号到来方向に関する信号到来方向情報を生成する信号到来方向推定部と、
   当該基地局装置から送信された報知情報及び前記信号到来方向情報に基づいて前記移動局装置がアンテナウェイトを計算できるように、前記移動局装置へ送信する共有データチャネルに前記信号到来方向情報を多重化する到来方向情報多重化部と、
   前記信号到来方向情報が多重化された前記共有データチャネルが含まれている前記移動局装置へ送信する信号に対して、前記信号到来方向情報に基づくアンテナウェイトを乗算するアンテナウェイト乗算部と
   を備える基地局装置。
2. 複数のアンテナを用いて通信を行う基地局装置において使用される送信方法であって、
   移動局装置からの信号に基づいて信号到来方向を推定するステップと、
   推定した前記信号到来方向に関する信号到来方向情報を生成するステップと、
   前記基地局装置から送信された報知情報及び前記信号到来方向情報に基づいて前記移動局装置がアンテナウェイトを計算できるように、前記移動局装置へ送信する共有データチャネルに前記信号到来方向情報を多重化するステップと、
   前記信号到来方向情報が多重化された前記共有データチャネルが含まれている前記移動局装置へ送信する信号に対して、前記信号到来方向情報に基づくアンテナウェイトを乗算するステップと
   を含む送信方法。
3. 前記信号到来方向情報が多重化された前記共有データチャネルが送信される前に、前記報知情報が前記移動局装置へ通知され、前記報知情報は、前記基地局装置が有するアンテナの数、アンテナの構成、およびアンテナの間隔を含むアンテナ情報を含む、請求項２に記載の送信方法。
4. 請求項１に記載の基地局装置との通信に利用される移動局装置であって、
   前記基地局装置から受信した前記共有データチャネルに多重化されている前記信号到来方向情報及び前記報知情報に基づいて、前記基地局装置で使用された前記アンテナウェイトを計算するアンテナウェイト計算部を備える移動局装置。
5. 請求項２に記載の送信方法に続いて前記移動局装置が行う受信方法であって、
   前記基地局装置から受信した前記共有データチャネルに多重化されている前記信号到来方向情報及び前記報知情報に基づいて、前記送信方法において使用された前記アンテナウェイトを計算するステップを含む受信方法。

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