JP5484345B2 - 基地局装置および周波数リソース割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局装置および周波数リソース割当方法に関する。

３ＧＰＰ ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）の拡張版であるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、上り回線において、シングルキャリア（Single Carrier：ＳＣ）送信に加え、マルチキャリア（Multi Carrier：ＭＣ）送信を用いることが検討されている。

ＳＣ送信では、送信信号は連続する周波数帯域を用いて送信される。よって、ＳＣ送信では、送信信号がマッピングされる周波数帯域間のチャネル相関が高く、さらに、送信電力を連続する周波数帯域に集中させることができる。このため、パイロット信号に基づいて推定されるチャネル推定値をフィルタリングすることにより、高い雑音平均化効果を得ることができ、十分なチャネル推定精度が得られる。

一方、ＭＣ送信では、送信信号は不連続な周波数帯域を用いて送信される。よって、ＭＣ送信では、ＳＣ送信と比較してより広い周波数帯域に送信信号を割り当てることができるため、ＳＣ送信よりも高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。

また、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、移動局の通信環境に応じて、ＳＣ送信とＭＣ送信とを適応的に切り替える送信方法として、DFT-s-OFDM（Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing） with SDC（Spectrum Division Control）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

図１は、DFT-s-OFDM with SDC方式の無線通信端末装置（以下、端末という）の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、端末は、データ信号にＤＦＴ処理を行い、ＤＦＴ処理後のデータ信号を周波数領域（サブキャリア）にマッピングする。端末は、マッピングしたデータ信号にＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行い、ＣＰ（Cyclic Prefix）を付加して送信する。ここで、図１に示すサブキャリアマッピング部がデータ信号の周波数領域へのマッピング方法を制御することにより、ＳＣ送信とＭＣ送信とを切り替えることができる。具体的には、周波数領域でのデータ分割数（以下、ＳＤ（Spectrum Division）数という）が１ならばＳＣ送信となり、ＳＤ数≧２ならばＭＣ送信となる。無線通信基地局装置（以下、基地局という）は、端末の通信環境に応じてＳＤ数を制御することにより、ＳＣ送信とＭＣ送信とを適応的に切り替えることができる。

なお、DFT-s-OFDM with SDCの利点は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と比較して、ＭＣ送信時のＣＭ（Cubic Metric）またはＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio）を低くできることである。これにより、ＭＣ送信の適用範囲を広げることができ、カバレッジ性能を改善することができる。

NEC, R1-081752, "Proposals on PHY related aspects in LTE Advanced", 3GPP TSG RAN1#53, Kansas City, MO, USA, 5-9 May, 2008

端末から送信される送信信号には、データ信号とパイロット信号とが時間多重されている。以下の説明では、パイロット信号を含むブロックをパイロットブロックと呼ぶ。つまり、送信信号は１つまたは複数のパイロットブロックを含む。そして、端末は、送信信号に含まれる複数のパイロットブロックを分割して、複数のパイロットブロックの集まりを生成する。ここでは、複数のパイロットブロックの集まりを、例えば、クラスタと呼ぶ。例えば、端末は、送信信号に含まれる６個のパイロットブロックを２分割することにより、３個のパイロットブロックの集まりで構成されるクラスタを２つ生成する。

信号伝搬特性に互いに相関がある帯域幅であるコヒーレント帯域幅内では、パイロットブロック数が多いほど、フィルタリングによる雑音平均化効果が高くなるため、より高いチャネル推定精度が得られる。しかしながら、DFT-s-OFDM with SDCでは、ＳＤ数が多いほど、送信信号がより細かく分割され、各クラスタを構成するパイロットブロックの数はより少なくなるため、コヒーレント帯域幅内にマッピングされるパイロットブロックの数はより少なくなる。そのため、低い雑音平均化効果しか得られず、チャネル推定精度が低下してしまう。

一方、ＳＤ数が少ないほど、各クラスタを構成するパイロットブロックの数はより多くなるため、コヒーレント帯域幅内にマッピングされるパイロットブロックの数がより多くなる。しかし、ＳＤ数が少ないほど、分割して生成されるクラスタの数が少ないため、パイロットブロックを広帯域にマッピングすることができなくなり、周波数ダイバーシチ効果が低下してしまう。

以下、具体的に説明する。図２Ａおよび図２Ｂでは、端末は、６個のパイロットブロック（例えば、６サブキャリア分のパイロットブロック）で構成される送信信号を送信する。図２Ａでは、ＳＤ数が２であるので、端末は６個のパイロットブロックを２分割して、３個のパイロットブロック（３サブキャリアのパイロットブロック）を１つのクラスタとして周波数帯域にマッピングする。図２Ｂでは、ＳＤ数が３であるので、端末は６個のパイロットブロックを３分割して、２個のパイロットブロック（２サブキャリアのパイロットブロック）を１つのクラスタとして周波数帯域にマッピングする。ここで、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、１つのクラスタに含まれるパイロットブロックは、コヒーレント帯域幅内にマッピングされる。なお、互いに異なるクラスタは、コヒーレント帯域幅より広い周波数間隔Δだけ離れてそれぞれマッピングされることを想定すると、異なるクラスタに含まれるパイロットブロック間の信号伝搬特性の相関は低い。

図２Ａ（ＳＤ数：２）と図２Ｂ（ＳＤ数：３）とを比較すると、コヒーレント帯域幅内にマッピングされるパイロットブロックの数は、図２Ａでは３個のパイロットブロックであるのに対し、図２Ｂでは２個のパイロットブロックである。すなわち、図２Ｂ（ＳＤ数：３）では、図２Ａ（ＳＤ数：２）よりも少ないパイロットブロックを用いてチャネル推定を行うため、図２Ａ（ＳＤ数：２）よりもチャネル推定精度が低下してしまう。

一方、図２Ａでは送信信号を２分割して生成された２つのクラスタが周波数領域に分散配置されるのに対し、図２Ｂでは送信信号を３分割して生成された３つのクラスタが周波数領域に分散配置される。すなわち、図２Ａ（ＳＤ数：２）では、図２Ｂ（ＳＤ数：３）よりもＳＤ数が少ないため、図２Ｂ（ＳＤ数：３）よりも周波数ダイバーシチ効果が低下してしまう。

このように、DFT-s-OFDM with SDCでは、ＳＤ数によっては、チャネル推定精度および周波数ダイバーシチ効果のうちいずれかが低下してしまう。

本発明の目的は、ＳＤ数に関わらず、チャネル推定精度を維持しつつ、周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる基地局装置および周波数リソース割当方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、端末装置からの上り送信信号の帯域幅を一つ又は複数の周波数リソースに分割する複数のパターンのうち、一つのパターンを用いて、前記複数の周波数リソースを、前記端末装置に割り当てる割当部と、割り当てられた前記複数の周波数リソースを示す割当情報を、前記端末装置に送信する送信部と、を有し、前記割当部は、前記複数の周波数リソースのそれぞれを構成するリソースブロック数が、帯域幅が増加するほど大きい所定の最小数以上になるように、前記複数の周波数リソースを割り当てる構成を採る。

本発明の周波数リソース割当方法は、端末装置からの上り送信信号の帯域幅を一つ又は複数の周波数リソースに分割する複数のパターンのうち、一つのパターンを用いて、前記複数の周波数リソースを、前記端末装置に割り当て、割り当てられた前記複数の周波数リソースを示す割当情報を、前記端末装置に送信する、周波数リソース割当方法であって、前記複数の周波数リソースのそれぞれを構成するリソースブロック数が、帯域幅が増加するほど大きい所定の最小数以上になるように、前記複数の周波数リソースを割り当てるようにした。

本発明によれば、ＳＤ数に関わらず、チャネル推定精度を維持しつつ、周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。

DFT-s-OFDM with SDC方式の端末の概略構成を示すブロック図 従来の送信信号の分割処理を示す図 従来の送信信号の分割処理を示す図 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るパイロットブロック数とＳＤ数との対応付けを示す図 本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る送信信号の分割処理を示す図 本発明の実施の形態２に係るパイロットブロック数とＳＤ数および周波数間隔との対応付けを示す図 本発明の実施の形態２に係る送信信号の分割処理を示す図 本発明の実施の形態２に係る送信信号の分割処理を示す図 セル内のパイロット信号間の系列間干渉が増加する様子を示す図 本発明の実施の形態３及び４に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３及び４に係る端末の構成を示すブロック図 ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させる様子を示す図 ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させる様子を示す図 レイヤ数と送信帯域幅とに応じたクラスタの最小帯域幅を示す図 ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増減させる様子を示す図 ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増減させる様子を示す図 レイヤ数と送信帯域幅とに応じたクラスタ数の最大値を示す図 本発明のその他の制御情報の通知方法を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、送信信号に含まれるパイロットブロックの数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。

本実施の形態に係る基地局１００の構成について、図３を用いて説明する。

図３に示す基地局１００の符号化部１０１には、送信データ（下り回線データ）が入力され、誤り検出部１１６から応答信号（ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号）が入力され、スケジューリング部１１８から各端末のリソース割当情報を示すＧｒａｎｔが入力され、生成部１１９から各端末の送信信号の分割パターンを示す分割情報が入力される。なお、応答信号、Ｇｒａｎｔおよび分割情報により制御情報が構成される。そして、符号化部１０１は、送信データおよび制御情報を符号化し、符号化データを変調部１０２に出力する。

変調部１０２は、符号化部１０１から入力される符号化データを変調し、変調後の信号を送信ＲＦ部１０３に出力する。

送信ＲＦ部１０３は、変調部１０２から入力される信号にＤ／Ａ変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理を施した信号をアンテナ１０４から各端末へ無線送信する。

受信ＲＦ部１０５は、アンテナ１０４を介して受信した各端末からの信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を分離部１０６に出力する。

分離部１０６は、受信ＲＦ部１０５から入力される信号をパイロット信号とデータ信号とに分離する。そして、分離部１０６は、パイロット信号をＤＦＴ部１０７に出力し、データ信号をＤＦＴ部１１０に出力する。

ＤＦＴ部１０７は、分離部１０６から入力されるパイロット信号にＤＦＴ処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換する。そして、ＤＦＴ部１０７は、周波数領域に変換したパイロット信号をデマッピング部１０８に出力する。

デマッピング部１０８は、ＤＦＴ部１０７から入力される周波数領域のパイロット信号から各端末の送信帯域に対応した部分のパイロット信号を抽出する。そして、デマッピング部１０８は、抽出した各パイロット信号を推定部１０９に出力する。

推定部１０９は、デマッピング部１０８から入力されるパイロット信号に基づいて、伝搬路の周波数変動（チャネルの周波数応答）の推定値および受信品質の推定値を推定する。そして、推定部１０９は、伝搬路の周波数変動の推定値を周波数領域等化部１１２に出力し、受信品質の推定値をスケジューリング部１１８に出力する。

一方、ＤＦＴ部１１０は、分離部１０６から入力されるデータ信号にＤＦＴ処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換する。そして、ＤＦＴ部１１０は、周波数領域に変換したデータ信号をデマッピング部１１１に出力する。

デマッピング部１１１は、ＤＦＴ部１１０から入力される信号から各端末の送信帯域に対応した部分のデータ信号を抽出する。そして、デマッピング部１１１は、抽出した各信号を周波数領域等化部１１２に出力する。

周波数領域等化部１１２は、推定部１０９から入力される伝搬路の周波数変動の推定値
を用いて、デマッピング部１１１から入力されるデータ信号に等化処理を施す。そして、周波数領域等化部１１２は、等化処理を施した信号をＩＦＦＴ部１１３に出力する。

ＩＦＦＴ部１１３は、周波数領域等化部１１２から入力されるデータ信号にＩＦＦＴ処理を施す。そして、ＩＦＦＴ部１１３は、ＩＦＦＴ処理を施した信号を復調部１１４に出力する。

復調部１１４は、ＩＦＦＴ部１１３から入力される信号に復調処理を施し、復調処理を施した信号を復号部１１５に出力する。

復号部１１５は、復調部１１４から入力される信号に復号処理を施し、復号処理を施した信号（復号ビット列）を誤り検出部１１６に出力する。

誤り検出部１１６は、復号部１１５から入力される復号ビット列に対して誤り検出を行う。例えば、誤り検出部１１６は、ＣＲＣを用いて誤り検出を行う。誤り検出部１１６は、誤り検出の結果、復号ビットに誤りが有る場合には応答信号としてＮＡＣＫ信号を生成し、復号ビットに誤りが無い場合には応答信号としてＡＣＫ信号を生成する。そして、誤り検出部１１６は、生成した応答信号を符号化部１０１に出力する。また、誤り検出部１１６は、復号ビットに誤りが無い場合には、データ信号を受信データとして出力する。

決定部１１７およびスケジューリング部１１８には、端末の送信信号に含まれるパイロットブロックの数を示すパイロットブロック数情報が入力される。

決定部１１７は、図４に示すような、パイロットブロックの数とＳＤ数との対応付けがそれぞれ異なる複数の分割パターン（図４では分割パターンＡ、分割パターンＢおよび分割パターンＣ）を予め記憶している。決定部１１７は、入力されるパイロットブロック数情報に示されるパイロットブロックの数に基づいて、複数の分割パターンのいずれか１つを用いて、端末からの送信信号の周波数領域での分割数であるＳＤ数を決定する。ここで、決定部１１７は、例えば、自局と各端末（ここでは、端末２００）との間の無線伝搬路の受信品質に基づいて、複数の分割パターンのうちいずれか１つを用いる。また、決定部１１７は、送信信号に含まれるパイロットブロックの数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。そして、決定部１１７は、決定したＳＤ数を示すＳＤ数情報を、スケジューリング部１１８に出力する。

スケジューリング部１１８は、パイロットブロック数情報、推定部１０９から入力される受信品質の推定値および決定部１１７から入力されるＳＤ数情報に従って、各端末が送信する送信信号の送信帯域（周波数リソース）への割り当てをスケジューリングする。例えば、スケジューリング部１１８は、受信品質の推定値に基づいて、ＳＤ数情報に示されるＳＤ数で分割される送信信号（パイロットブロック数情報に示されるパイロットブロック数で構成される送信信号）の周波数リソースへの割り当てをスケジューリングする。そして、スケジューリング部１１８は、スケジューリング結果を示すＧｒａｎｔ（例えば、送信信号が割り当てられる周波数リソースの開始位置および帯域幅）を符号化部１０１に出力し、ＳＤ数情報およびパイロットブロック数情報を生成部１１９に出力する。

生成部１１９は、決定部１１７と同様、図４に示す複数の分割パターンを予め記憶している。生成部１１９は、スケジューリング部１１８から入力されるＳＤ数情報に示されるＳＤ数、および、パイロットブロック数情報に示されるパイロットブロック数に基づいて、決定部１１７で用いた分割パターンを特定し、特定した分割パターン示す分割情報を生成する。そして、生成部１１９は、生成した分割情報を符号化部１０１に出力する。これにより、分割パターンが各端末に通知される。なお、基地局１００では、決定部１１７で
選択された分割パターンを生成部１１９に出力し、生成部１１９は、決定部１１７から入力される分割パターンを用いて、分割パターンを示す分割情報を生成してもよい。

次に、本実施の形態に係る端末２００の構成について、図５を用いて説明する。

図５に示す端末２００の受信ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１を介して受信した基地局１００からの信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を復調部２０３に出力する。

復調部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力される信号に等化処理および復調処理を施し、これらの処理を施した信号を復号部２０４に出力する。

復号部２０４は、復調部２０３から入力される信号に復号処理を施し、受信データおよび制御情報を抽出する。ここで、制御情報には、応答信号（ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号）、Ｇｒａｎｔおよび分割情報が含まれる。復号部２０４は、抽出した制御情報のうち、Ｇｒａｎｔを分割数判定部２０５および帯域判定部２０６に出力し、分割情報を分割数判定部２０５に出力する。

分割数判定部２０５は、基地局１００の生成部１１９と同一の複数の分割パターン（図４）を予め記憶している。分割数判定部２０５は、復号部２０４から入力されるＧｒａｎｔおよび分割情報に基づいて、自端末の送信信号のＳＤ数を判定する。例えば、分割数判定部２０５は、図４に示す複数の分割パターンのうち、分割情報に示される分割パターン、および、Ｇｒａｎｔより求められる自端末の送信信号の周波数帯域幅（つまり、パイロットブロック数）に対応するＳＤ数を判定する。そして、分割数判定部２０５は、判定したＳＤ数を帯域判定部２０６に出力する。

帯域判定部２０６は、復号部２０４から入力されるＧｒａｎｔおよび分割数判定部２０５から入力されるＳＤ数に基づいて、自端末の送信信号が割り当てられる周波数リソースを判定する。そして、帯域判定部２０６は、判定した周波数リソースを示す帯域情報を割当部２１０に出力する。

ＣＲＣ部２０７は、送信データに対してＣＲＣ符号化を行ってＣＲＣ符号化データを生成し、生成したＣＲＣ符号化データを符号化部２０８に出力する。

符号化部２０８は、ＣＲＣ部２０７から入力されるＣＲＣ符号化データを符号化し、符号化データを変調部２０９に出力する。

変調部２０９は、符号化部２０８から入力される符号化データを変調し、変調後のデータ信号を割当部２１０に出力する。

割当部２１０は、帯域判定部２０６から入力される帯域情報に基づいて、変調部２０９から入力されるデータ信号を周波数リソース（ＲＢ）に割り当てる。割当部２１０は、ＲＢに割り当てられたデータ信号を多重化部２１１に出力する。

多重化部２１１は、パイロット信号と割当部２１０から入力されるデータ信号とを時間多重し、多重信号を送信ＲＦ部２１２に出力する。これにより、データ信号およびパイロット信号からなるパイロットブロックで構成される送信信号が生成される。

送信ＲＦ部２１２は、多重化部２１１から入力される多重信号にＤ／Ａ変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理を施した信号をアンテナ２０１から基地局
１００へ無線送信する。

次に、本実施の形態における基地局１００の決定部１１７（図３）におけるＳＤ数の決定処理の詳細について説明する。

上述したように、十分なチャネル推定精度を得るためには、送信信号を分割する場合でもコヒーレント帯域幅内に一定数以上のパイロットブロックがマッピングされる必要がある。例えば、コヒーレント帯域幅内で十分なチャネル推定精度を得るために必要なパイロットブロック数が３個以上であるとする。この場合、送信信号を分割した後でも十分なチャネル推定精度を維持するためには、送信信号を分割して生成される各クラスタに含まれるパイロットブロックが３個あればよい。すなわち、コヒーレント帯域幅内で十分なチャネル推定精度が得られるパイロットブロックが最小限マッピングされていればよい。よって、送信信号を分割する場合、決定部１１７は、最低でも３個のパイロットブロック（つまり、十分なチャネル推定精度が得られるパイロットブロック数）でクラスタが構成されるようにＳＤ数を決定すればよい。例えば、送信信号に含まれるパイロットブロックの総数は、送信信号を分割して生成されるクラスタ毎のパイロットブロック数（ここでは、３個）×ＳＤ数となる。よって、クラスタ毎のパイロットブロック数を一定にすると、パイロットブロックの総数が多いほど、ＳＤ数は多くなる。

つまり、クラスタ毎のパイロットブロック数が一定数（ここでは、３個）確保されていれば、送信信号に含まれるパイロットブロックの数が多いほどＳＤ数をより多くする場合でも、チャネル推定精度は維持される。また、ＳＤ数が多いほど、広帯域に複数のクラスタを分散配置できるため、周波数ダイバーシチ効果をより向上させることができる。そこで、本実施の形態では、決定部１１７は、入力されるパイロットブロック数情報に示されるパイロットブロックの数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。

以下の説明では、パイロットブロックの数を［少、中、多］の３種類に分類する。具体的には、図４および図６に示すように、パイロットブロック数が６個以下の場合をパイロットブロック数：少とし、パイロットブロック数が６個より多く９個以下の場合をパイロットブロック数：中とし、パイロットブロック数が９個より多い場合をパイロットブロック数：多とする。また、図６に示すように、各クラスタ間の周波数間隔を、Δ１，Δ２，Δ３のうちいずれか任意の１つとする。ただし、Δ１，Δ２，Δ３はいずれもコヒーレント帯域幅より大きい値をとり、例えば、Δ１，Δ２，Δ３はすべて同一の値でもよい。なお、図４の分割パターンＡでは、パイロットブロック数がいずれの場合でもＳＤ数は１となる。つまり、送信信号の分割が無いＳＣ送信となる。一方、図４の分割パターンＢおよび分割パターンＣでは、ＭＣ送信となる。

図４に示す分割パターンＢについて説明する。決定部１１７は、入力されるパイロットブロック数情報に示されるパイロットブロックの数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。例えば、パイロットブロック数が６の場合（つまり、パイロットブロック数：少の場合）、決定部１１７は、図４に示すように、ＳＤ数を２に決定する。同様に、パイロットブロック数が９の場合（つまり、パイロットブロック数：中の場合）、決定部１１７は、図４に示すように、ＳＤ数を３に決定する。また、パイロットブロック数が１２の場合（つまり、パイロットブロック数：多の場合）、決定部１１７は、図４に示すように、ＳＤ数を４に決定する。

そして、スケジューリング部１１８は、例えば、パイロットブロック数が６の場合（つまり、パイロットブロック数：少の場合）、ＳＤ数が２であるので、図６上段に示すように、２分割された送信信号（２つのクラスタ）をΔ１だけ離れた周波数帯域に割り当てる。同様に、スケジューリング部１１８は、パイロットブロック数が９の場合（つまり、パ
イロットブロック数：中の場合）、ＳＤ数が３であるので、図６中段に示すように、３分割された送信信号（３個のクラスタ）をΔ１およびΔ２だけ離れた周波数帯域に割り当てる。また、スケジューリング部１１８は、パイロットブロック数が１２の場合（つまり、パイロットブロック数：多の場合）、ＳＤ数が４であるので、図６下段に示すように、４分割された送信信号（４個のクラスタ）をそれぞれΔ１，Δ２，Δ３だけ離れた周波数帯域に割り当てる。

このように、決定部１１７は、パイロットブロックの数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。ただし、図６に示すように、送信信号に含まれるパイロットブロックの数が［少、中、多］のいずれの場合でも、送信信号は３個のパイロットブロック毎に分割されるため、送信信号に含まれるパイロットブロックの数がいずれの場合でも、チャネル推定精度を維持することができる。つまり、パイロットブロック数が少ない場合（例えば、図６上段）でも、コヒーレント帯域幅内で十分なチャネル推定精度を得ることができる。また、パイロットブロック数が多い場合（例えば、図６下段）には、ＳＤ数をより多くすることができるため、コヒーレント帯域幅内のチャネル推定精度を維持しつつ、より広帯域な周波数帯域に送信信号を割り当てることができる。なお、本発明では、送信信号は３個のパイロットブロック毎に分割されること、つまり、各クラスタに含まれるパイロットブロック数を３個にすることに限定するものではない。また、本発明では、各クラスタに含まれるパイロットブロック数を異ならせてもよい。

また、図４に示す分割パターンＣでは、分割パターンＢと同様、決定部１１７は、パイロットブロック数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。ただし、分割パターンＣと分割パターンＢとを比較した場合、同一パイロットブロック数におけるＳＤ数は、分割パターンＣの方が分割パターンＢよりも多くなる。具体的には、パイロットブロック数［少、中、多］にそれぞれ対応付けられたＳＤ数は、分割パターンＢでは（２，３，４）であるのに対し、分割パターンＣでは（３，４，５）となる。なお、ここでは、基地局１００と端末２００は、分割パターンＡ、分割パターンＢおよび分割パターンＣの３つの分割パターンを用いる場合について説明した。しかし、本発明で用いる分割パターンは３つに限らない。例えば、基地局１００と端末２００は、分割パターンＡおよび分割パターンＢの２つの分割パターンのみを用いてもよく、分割パターンＡ、分割パターンＢ、分割パターンＣおよび分割パターンＤの４つの分割パターンを用いてもよい。

基地局１００と端末２００との間の受信品質は、例えば、遅延スプレッドまたはドップラー周波数に起因する周波数領域の伝搬路変動に応じて変化する。例えば、周波数領域の伝搬路変動が緩やかな場合には、広範囲の連続する周波数領域で良好な受信品質を得ることができる（つまり、コヒーレント帯域幅が広い）。一方、周波数領域の伝搬路変動が激しい場合には、広範囲の連続する周波数領域で良好な受信品質を得ることができない（つまり、コヒーレント帯域幅が狭い）。よって、決定部１１７は、送信信号に含まれるパイロットブロックの数のみでなく、基地局１００と端末２００との間の伝搬路変動に応じて、異なるＳＤ数を決定することが好ましい。具体的には、決定部１１７は、周波数領域の伝搬路変動が激しいほど（コヒーレント帯域幅が狭いほど）、良好な受信品質が得られる連続する周波数帯域が狭くなるため、ＳＤ数をより多くすればよい。

そこで、決定部１１７は、基地局１００と端末２００との間の伝搬路変動に応じて、図４に示す分割パターンＡ、分割パターンＢおよび分割パターンＣのうちいずれか１つを用いる。

ここでは、基地局１００と端末２００との間の伝搬路変動の一例として、遅延スプレッドに起因する伝搬路変動について説明する。まず、決定部１１７は、例えば、閾値１および閾値２（ただし、閾値１＜閾値２とする）を予め設定する。そして、例えば、決定部１
１７は、遅延スプレッドが閾値１未満の場合（伝搬路変動が緩やかな場合）、図４に示す分割パターンＡを用いてＳＤ数を決定し、遅延スプレッドが閾値１以上閾値２未満の場合、図４に示す分割パターンＢを用いてＳＤ数を決定し、遅延スプレッドが閾値２以上の場合（伝搬路変動が激しい場合）、図４に示す分割パターンＣを用いてＳＤ数を決定する。

これにより、例えば、伝搬路変動が緩い場合（遅延スプレッドが閾値１未満の場合）、基地局１００は、ＳＤ数を１に決定することにより、受信品質が良好な連続する広範囲の周波数帯域（コヒーレント帯域幅）にパイロットブロックを割り当てることができる。また、伝搬路変動が激しい場合（遅延スプレッドが閾値２以上の場合）、連続する狭い範囲の周波数領域でしか良好な受信品質が得られない。そこで、基地局１００は、ＳＤ数をより多くすることにより、パイロットブロックをより細かく分割して、良好な受信品質を得られる帯域幅（コヒーレント帯域幅）毎にパイロットブロックを割り当てることができる。

また、生成部１１９は、パイロットブロック数情報に示されるパイロットブロック数、および、決定部１１７で決定されたＳＤ数に基づいて、決定部１１７がＳＤ数の決定に用いた分割パターンを特定する。例えば、パイロットブロック数が９（パイロットブロック数：中）であり、ＳＤ数が３の場合、生成部１１９は、図４に示す対応付けを参照し、決定部１１７がＳＤ数の決定に用いた分割パターンが分割パターンＢであると特定する。そして、生成部１１９は、特定した分割パターン（ここでは、分割パターンＢ）を示す分割情報を生成し、分割情報を符号化部１０１に出力する。これにより、決定部１１７がＳＤ数の決定に用いた分割パターンは、端末２００へ通知される。

一方、端末２００の分割数判定部２０５は、基地局１００から通知される分割情報およびＧｒａｎｔより求まる自端末に割り当てられた周波数帯域幅（つまり、パイロットブロック数）に基づいて、図４に示すパイロットブロック数とＳＤ数との対応付けを参照して、自端末の送信信号のＳＤ数を判定する。例えば、分割情報に示される分割パターンが分割パターンＡであり、Ｇｒａｎｔに示される周波数帯域より求まるパイロットブロックの数が６の場合（つまり、パイロットブロック数：少の場合）、分割数判定部２０５は、図４に示す対応付けより、ＳＤ数を１と判定する。同様に、例えば、分割情報に示される分割パターンが分割パターンＢであり、Ｇｒａｎｔに示される周波数帯域より求まるパイロットブロックの数が６の場合（つまり、パイロットブロック数：少の場合）、分割数判定部２０５は、図４に示す対応付けより、ＳＤ数を２と判定する。他の分割パターンおよび他のパイロットブロック数においても同様である。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局は、送信信号に含まれるパイロットブロック数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。これにより、パイロットブロック数が少ない場合には、分割された送信信号のチャネル推定精度を維持することができ、パイロットブロック数が多い場合には、さらに周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。よって、本実施の形態によれば、ＳＤ数に関わらず、チャネル推定精度を維持しつつ、周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、基地局および端末は、パイロットブロックの数とＳＤ数との対応付けが異なる複数の分割パターンを保持する。そして、基地局は、送信信号に含まれるパイロットブロック数が同一の場合でも、自局と端末との間の伝搬路変動に応じて異なるＳＤ数を決定する。これにより、端末は、伝搬路変動の大きさによって異なるコヒーレント帯域幅に応じたパイロットブロック数で各クラスタが構成されるように、送信信号を分割することができる。また、基地局は、ＳＤ数の決定に用いた分割パターンを端末へ通知するのみでよく、端末は通知された分割パターンに基づいて自端末の送信信号のＳＤ数を判定することができる。

なお、本実施の形態では、パイロットブロック数［少、中、多］をパイロットブロックの個数に基づいて設定する場合について説明した。しかし、本発明では、パイロットブロック数［少、中、多］を、システム帯域幅に対する、送信信号に含まれるすべてのパイロットブロックが占有する周波数帯域の帯域幅の割合に基づいて設定してもよい。例えば、パイロットブロックが占有する周波数帯域の帯域幅の割合が、システム帯域幅の１／３未満の場合をパイロットブロック数：少とし、システム帯域幅の１／３以上２／３未満の場合をパイロットブロック数：中とし、システム帯域幅の２／３以上の場合をパイロットブロック数：多としてもよい。

また、本実施の形態では、パイロットブロックの数を［少、中、多］の３種類に分類する場合について説明した。しかし、本発明では、パイロットブロックの数の分類は３種類に限らず、例えば、パイロットブロック数を［少、多］の２種類に分類してもよい。例えば、パイロットブロックが占有する周波数帯域の帯域幅の割合が、システム帯域幅の１／２未満の場合をパイロットブロック数：少とし、システム帯域幅の１／２以上の場合をパイロットブロック数：多としてもよい。

また、本実施の形態では、パイロットブロック数が多いほど分割数を多くするとしたが、パイロットブロック数が多いほど分割数の最大値を多くすると置き換えてもよい。また、パイロットブロック数はデータ信号の送信帯域幅と置き換えてもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態では、基地局は、実施の形態１と同様、パイロットブロック数に応じてＳＤ数を決定するのに加え、さらに、送信信号を分割して生成されるクラスタ間の周波数間隔を決定する。

本実施の形態における基地局１００の決定部１１７（図３）は、実施の形態１と同様、送信信号に含まれるパイロットブロックの数が多いほど、ＳＤ数をより多くする。さらに、決定部１１７は、例えば、送信信号に含まれるパイロットブロックの数が閾値よりも少ない場合には、送信信号を分割して生成される複数のクラスタ間の周波数間隔を、予め設定された複数の候補のいずれかに決定する。

以下の説明では、実施の形態１と同様、パイロットブロックの数を［少、中、多］の３種類に分類する。また、パイロットブロック：少の場合をパイロットブロックの数が閾値よりも少ない場合とする。よって、以下の説明では、パイロットブロック：少の場合についてのみ説明する。また、図７に示すパイロットブロック数とＳＤ数および周波数間隔Δとの対応付けは、基地局１００の決定部１１７（図３）および端末２００の分割数判定部２０５（図５）で予め記憶されている。

図７において、シグナル＃１では、実施の形態１の分割パターンＡ（図４）と同様、ＳＤ数は１（つまり、送信信号の分割が無いＳＣ送信）となる。よって、シグナル＃１では周波数間隔Δが設定されない。また、図７に示すシグナル＃２およびシグナル＃３では、ＳＤ数は２となる。ただし、送信信号を２分割して生成される２つのクラスタ間の周波数間隔Δは、図７に示すシグナル＃２ではＡ［ＲＢ］となり、図７に示すシグナル＃３ではＢ［ＲＢ］（ただし、Ｂ＞Ａ）となる。

決定部１１７は、パイロットブロックの数が閾値よりも少ない場合（ここでは、パイロットブロック数：少の場合）、自局と端末２００との間の伝搬路変動（例えば、遅延スプレッドに起因する伝搬路変動）に基づいて、送信信号を分割して生成される複数のクラスタ間の周波数間隔を複数の周波数間隔の候補のいずれか１つに決定する。

具体的には、決定部１１７は、例えば、伝搬路変動が緩い場合、シグナル＃１を用いてＳＤ数を１に決定する。これにより、スケジューリング部１１８は、受信品質が良好な連続する広範囲の周波数帯域（コヒーレント帯域幅）にパイロットブロックを割り当てることができる。

また、決定部１１７は、ＳＤ数を２とする場合には、自局と端末２００との間の伝搬路変動に応じて、２つのクラスタ間の周波数間隔Δを、Ａ（シグナル＃２）またはＢ（シグナル＃３）のいずれかに決定する。具体的には、周波数間隔Δ＝Ａでは２つのクラスタの双方の受信品質が良好になるのに対し、周波数間隔Δ＝Ｂではいずれか１つのクラスタの受信品質のみが良好になる場合、決定部１１７は、シグナル＃２を用いて周波数間隔ΔをＡに決定する。同様に、周波数間隔Δ＝Ａではいずれか１つのクラスタの受信品質のみが良好になるのに対し、周波数間隔Δ＝Ｂでは２つのクラスタの双方の受信品質が良好になる場合、決定部１１７は、シグナル＃３を用いて周波数間隔ΔをＢに決定する。そして、決定部１１７は、決定したＳＤ数および周波数間隔Δをスケジューリング部１１８に出力する。つまり、決定部１１７は、伝搬路変動に応じて、複数のクラスタ間の周波数間隔を変更することができる。

また、スケジューリング部１１８は、ＳＤ数＝２、周波数間隔Δ＝Ａの場合、図８Ａに示すように、送信信号を２分割して生成される２つのクラスタを、周波数間隔Δ＝Ａだけ離れた周波数帯域に割り当てる。また、スケジューリング部１１８は、ＳＤ数＝２、周波数間隔Δ＝Ｂの場合、図８Ｂに示すように、送信信号を２分割して生成される２つのクラスタを、周波数間隔Δ＝Ｂ（＞Ａ）だけ離れた周波数帯域に割り当てる。

また、生成部１１９は、パイロットブロック数、決定部１１７で決定されたＳＤ数および周波数間隔Δに基づいて図７に示すシグナル＃１〜＃３のうち、決定部１１７のＳＤ数および周波数間隔Δの決定に用いたシグナルを特定する。例えば、パイロットブロック数：少であり、ＳＤ数が２であり、周波数間隔ΔがＢである場合、生成部１１９は、図７に示す対応付けを参照し、決定部１１７がＳＤ数および周波数間隔Δの決定に用いたシグナルがシグナル＃３であると特定する。そして、生成部１１９は、特定したシグナル（ここでは、シグナル＃３）を示す分割情報を生成する。これにより、そのシグナルを示す分割情報が基地局１００から端末２００へ通知される。

一方、端末２００の分割数判定部２０５（図５）は、基地局１００から通知される分割情報に示されるシグナル（例えば、図７に示すシグナル＃１〜＃３）、および、Ｇｒａｎｔより求まる自端末に割り当てられた周波数帯域の帯域幅（つまり、パイロットブロック数）に基づいて、図７に示すパイロットブロック数とＳＤ数および周波数間隔Δとの対応付けを参照して、自端末の送信信号のＳＤ数および周波数間隔Δを判定する。

このように、決定部１１７は、パイロットブロック数：少の場合、伝搬路変動に応じた周波数間隔Δを決定する。これにより、パイロットブロック数が少ない場合、複数のクラスタ間の周波数間隔を伝搬路変動に応じて変更することにより、周波数割り当てを柔軟に行うことができる。また、パイロットブロック数が少ない場合には、ＳＤ数が少なくなるため、複数のクラスタを分散配置することによる周波数ダイバーシチ効果は得にくいものの、周波数間隔を伝搬路変動に応じて変更することにより、周波数ダイバーシチ効果を改善させることができる。

このようにして、本実施の形態では、基地局は、送信信号に含まれるパイロットブロック数が少ない場合でも、送信信号を分割して生成される複数のクラスタ間の周波数間隔を複数の候補のいずれかに決定する。これにより、送信信号に含まれるパイロットブロック
数が少ない場合でも、送信信号を受信品質が良好な周波数帯域に柔軟に割り当てることができる。よって、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様、ＳＤ数に関わらず、チャネル推定精度を維持することができ、かつ、実施の形態１よりも周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、図７に示すように、パイロットブロック数：少の場合についてのみ説明した。しかし、本発明では、パイロットブロック数：少の場合以外のパイロットブロック数（例えば、パイロットブロック数：中または多の場合）においても、送信信号を分割して生成される複数のクラスタ間の周波数間隔として複数の周波数間隔を設定してもよい。

（実施の形態３）
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、データ信号のＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信が検討されている。より具体的には、１つの端末が同一時刻かつ同一周波数に複数のアンテナポート（antenna port）からデータ信号を送信し、データ信号を空間上で仮想的な通信路（以下、レイヤと呼ぶ）を用いて空間多重するＭＩＭＯのサポートが検討されている。

ここで、アンテナポートとは、１本又は複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナ（アンテナグループ）を指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも１本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。例えば、アンテナポートが複数の物理アンテナから構成され、基地局または端末局が異なるパイロット信号を送信できる最小単位として規定されることがある。また、アンテナポートはプリコーディングベクトル（Precoding vector）の重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。

このＭＩＭＯ送信では、空間多重数であるレイヤ数が増加すると、同一周波数で送信されるデータ信号が増加し、これによりデータ信号間の干渉が増加する。また、クラスタ数が増加すると、各端末に割り当てる連続帯域幅が減少し、パイロット信号間の系列間干渉の軽減効果が低くなる。例えば、実環境では、直交系列間でも系列間干渉が発生するため、セル内のパイロット信号間の系列間干渉が増加する（図９参照）。これは、特に狭帯域において顕著である。すなわち、レイヤ数が多く、クラスタ帯域幅が狭いとデータ信号の受信品質が低下してしまう。

そこで、本実施の形態では、ＭＩＭＯ送信において、レイヤ数が多く、クラスタ帯域幅が狭い場合について説明する。

本実施の形態に係る基地局３００の構成について、図１０を用いて説明する。ただし、実施の形態１の図３に示した構成と異なる点についてのみ説明する。図１０が図３と異なる点は、決定部１１７を決定部３０１に変更し、スケジューリング部１１８をスケジューリング部３０２に変更し、生成部１１９を生成部３０３に変更し、周波数領域等化部１１２を信号分離部３０４に変更した点である。

決定部３０１には、各端末に割り当てるレイヤ数が入力され、決定部３０１は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させる。すなわち、決定部３０１は、入力されたレイヤ数に応じて各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を決定し、クラスタの最小帯域幅をスケジューリング部３０２に出力する。例えば、レイヤ数が少ない場合には、クラスタの最小帯域幅を１ＲＢに決定し、レイヤ数が多い場合には、クラスタの最小帯域幅を３ＲＢに決定して、クラスタの最小帯域幅をスケジューリング部３０２に出力する。

スケジューリング部３０２は、各端末に割り当てるレイヤ数、決定部３０１から出力されたレイヤ数に依存するクラスタの最小帯域幅、及び、推定部１０９から出力された受信品質に基づいて、各レイヤでの送信帯域を端末に割り当て、割り当て結果を符号化部１０１及び生成部３０３に出力する。ここで、各送信帯域のクラスタの帯域幅は入力されたクラスタの最小帯域幅以上になるように割り当てられる。例えば、システム帯域幅１２ＲＢを想定すると、レイヤ数が少ない場合には各ＲＢで端末にＲＢを割り当てるか否かをスケジューリングするのに対して、レイヤ数が多い場合には各３ＲＢ単位で端末に割り当てるか否かをスケジューリングする。すなわち、帯域を割り当てる場合を１、帯域を割り当てない場合を０とすると、レイヤ数が少ない場合では[１１１００００００１１１]となるが、レイヤ数が多い場合では３単位ずつの塊で表現され[１００１]となる。このとき、レイヤ数が少ない場合ではクラスタの最小帯域幅が１ＲＢ、レイヤ数が多い場合ではクラスタの最小帯域幅が３ＲＢとなる。なお、各レイヤで同一の送信帯域を割り当てるようにしてもよい。

生成部３０３は、レイヤ数と送信帯域の割当単位との関係を記憶しており、入力されたレイヤ数から送信帯域の割当単位を決定し、その割当単位を用いてスケジューリング部３０２から入力される各端末の送信帯域に対する各端末の送信帯域情報を生成し、送信帯域情報を符号化部１０１に出力する。例えば、レイヤ数が少ない場合には１ＲＢ単位で送信帯域情報が生成され、レイヤ数が多い場合には３ＲＢ単位で送信帯域幅情報が生成され、生成部３０３はレイヤ数に応じて送信帯域情報を生成する。システム帯域幅１２ＲＢを想定すると、レイヤ数が少ない場合には各ＲＢで端末に割り当てるか否かを１２ビットで指示するのに対して、レイヤ数が多い場合には各３ＲＢ単位で端末に割り当てるか否かを４ビットで指示する。すなわち、レイヤ数が少ない場合では[１１１００００００１１１]で表されるものが、レイヤ数が多い場合では３単位ずつの塊で[１００１]と表現される。

信号分離部３０４は、推定部１０９から入力される伝搬路の周波数変動の推定値を用いて、各アンテナで受信したデータ信号に掛け合わせるウェイト（重み）を求め、デマッピング部１１１から入力されるデータ信号にウェイトを掛け合わせて、レイヤ毎のデータ信号に分離する。分離された各レイヤのデータ信号は、それぞれＩＦＦＴ部１１３に出力される。

次に、本実施の形態に係る端末４００の構成について、図１１を用いて説明する。ただし、実施の形態１の図５に示した構成と異なる点についてのみ説明する。図１１が図５と異なる点は、分割数判定部２０５を削除し、帯域判定部２０６を帯域判定部４０１に変更し、送信電力ウェイト制御部４０２を追加した点である。

帯域判定部４０１は、レイヤ数と送信帯域の割当単位との関係を記憶し、復号部２０４から出力されたレイヤ数を用いて送信帯域の割当単位を判定し、送信帯域の割当単位からクラスタの送信帯域を求めて割当部２１０に出力する。すなわち、帯域判定部４０１は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させるという関係に基づいて、レイヤ数を用いて送信帯域の割当単位を判定する。例えば、レイヤ数が少ない場合には１ＲＢ単位で送信帯域情報が生成され、レイヤ数が多い場合には３ＲＢ単位で送信帯域幅情報が生成されていると判断する。システム帯域幅１２ＲＢを想定すると、レイヤ数が少ない場合には各ＲＢで端末に割り当てるか否かが１２ビットで指示されているのに対して、レイヤ数が多い場合には各３ＲＢ単位で端末に割り当てるか否かが４ビットで指示されていると判断する。

送信電力ウェイト制御部４０２は、入力されるチャネル情報を用いて送信電力及びウェイトを決定し、多重化部２１１から出力された情報に送信電力ウェイトを掛け合わせ、送
信ＲＦ部２１２に出力する。

ここで、基地局３００の決定部３０１において、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させる様子について図１２を用いて説明する。図１２Ａはクラスタの帯域幅を均等に分けた場合を示し、図１２Ｂはクラスタの帯域幅を不均等に分けた場合を示している。いずれにおいてもレイヤ数が少ない場合には、クラスタの最小帯域幅を１ＲＢとし、レイヤ数が多い場合には、クラスタの最小帯域幅を３ＲＢとして送信帯域が割り当てられている。

このように、レイヤ数が少ない場合にクラスタの最小帯域幅を狭くしたのは、レイヤ数が少なければデータ信号間の干渉が少なく、このため、チャネル推定精度をレイヤ数が多い場合に比べて低くしても受信品質を同等以上または近い受信品質に維持することができるためである。すなわち、レイヤ数が少ない場合には、クラスタの最小帯域幅を狭くして周波数ダイバーシチ効果又は割り当ての柔軟性を高めつつ、データ信号の受信品質をレイヤ数が多い場合に比べて同等以上または近い受信品質に保つことができる。

一方、レイヤ数が多い場合にクラスタの最小帯域幅を広くしたのは、レイヤ数が多い場合に一定の受信品質を得るためには、高いチャネル推定精度が要求されるためである。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させる。これにより、レイヤ数が少ない場合には、チャネル推定精度を低くして周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。一方、レイヤ数が多い場合には、周波数ダイバーシチ効果を低くしてチャネル推定精度を向上させることができる。そして、レイヤ数が多い場合でも少ない場合でもデータ信号の受信品質を一定以上に保つことができる。

なお、本実施の形態では、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増減させる場合について説明したが、本発明は、ＭＩＭＯ送信における送信帯域幅が増加またはレイヤ数が増加するにつれ、各端末に割り当てるクラスタの最小帯域幅を増加させてもよい。

例えば、図１３では、送信帯域幅が２ＲＢ〜２０ＲＢかつレイヤ数が１ではクラスタの最小帯域幅を１ＲＢとし、送信帯域幅が２ＲＢ〜２０ＲＢでレイヤ数が４に増加するとクラスタの最小帯域幅を４ＲＢに増加させる。また、レイヤ数が１で送信帯域幅が５１ＲＢ〜１００ＲＢに増加するとクラスタの最小帯域幅を５ＲＢに増加させる。さらに、送信帯域幅が５１ＲＢ〜１００ＲＢかつレイヤ数が４に増加するとクラスタの最小帯域幅を８ＲＢに増加させる。これにより、送信帯域幅が広い場合でも、データ信号の受信品質を一定以上に維持することができ、周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、データ信号及びパイロット信号を非連続帯域に割り当てる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、データ信号及びパイロット信号を連続帯域（クラスタ数１、すなわち、シングルキャリア）に割り当てる場合にも適用できる。すなわち、レイヤ数が増加するにつれ、クラスタの最小帯域幅を増加させてもよい。例えば、レイヤ数１では最小帯域幅を１ＲＢとし、レイヤ数２では最小帯域幅を２ＲＢとする。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る基地局は、実施の形態３の図１０と同様であるため、図１０を援用し、実施の形態３に係る基地局と異なる機能についてのみ説明する。

決定部３０１には、各端末に割り当てるレイヤ数が入力され、決定部３０１は、ＭＩＭ
Ｏ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増減させる。すなわち、決定部３０１は、入力されたレイヤ数に応じて各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を決定し、クラスタ数の最大値をスケジューリング部３０２に出力する。

スケジューリング部３０２は、各端末に割り当てるレイヤ数、決定部３０１から出力されたレイヤ数に依存するクラスタ数の最大値、及び、推定部１０９から出力された受信品質に基づいて、各レイヤでの送信帯域を端末に割り当て、割り当て結果を符号化部１０１及び生成部３０３に出力する。ここで、各送信帯域のクラスタ数が入力されたクラスタの最大値以下になるように送信帯域が割り当てられる。例えば、レイヤ数が少ない場合にはクラスタ数が６以下になるようにスケジューリングするのに対して、レイヤ数が多い場合にはクラスタ数が３以下なるようにスケジューリングする。なお、各レイヤで同一の送信帯域を割り当てるようにしてもよい。

生成部３０３は、レイヤ数とクラスタ数の最大値との関係を記憶しており、入力されたレイヤ数からクラスタ数の最大値を決定する。生成部３０３は、決定したクラスタ数の最大値を用いてスケジューリング部３０２から入力される各端末の送信帯域に対する各端末の送信帯域情報を生成し、クラスタの送信帯域情報を符号化部１０１に出力する。例えば、レイヤ数が少ない場合にはクラスタ数の最大値６で送信帯域情報が生成され、レイヤ数が多い場合にはクラスタ数の最大値３で送信帯域幅情報が生成され、生成部３０３はレイヤ数に応じて送信帯域情報を生成する。端末への通知ビット数を３０ビットと想定すると、レイヤ数が少ない場合には３０ビットを６分割して１クラスタあたり５ビットで帯域を通知するのに対して、レイヤ数が多い場合には３０ビットを３分割して１クラスタあたり１０ビットで帯域を通知する。

本発明の実施の形態４に係る端末は、実施の形態３の図１１と同様であるため、図１１を援用し、実施の形態３に係る端末と異なる機能についてのみ説明する。

帯域判定部４０１は、レイヤ数とクラスタ数の最大値との関係を記憶し、復号部２０４から出力されたレイヤ数を用いてクラスタ数の最大値を判定し、クラスタ数の最大値からクラスタの送信帯域を求めて割当部２１０に出力する。すなわち、帯域判定部４０１は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増減させるという関係に基づいて、レイヤ数を用いてクラスタ数の最大値を判定する。例えば、レイヤ数が少ない場合にはクラスタ数６で送信帯域情報が生成され、レイヤ数が多い場合にはクラスタ数３で送信帯域幅情報が生成されていると判断する。端末への通知ビット数を３０ビットと想定すると、レイヤ数が少ない場合には３０ビットを６分割して１クラスタあたり５ビットで帯域が指示されていると判断するのに対して、レイヤ数が多い場合には３０ビットを３分割して１クラスタあたり１０ビットで帯域が指示されていると判断する。

ここで、基地局３００の決定部３０１において、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増減させる様子について図１４を用いて説明する。図１４Ａはクラスタの帯域幅を均等に分けた場合を示し、図１４Ｂはクラスタの帯域幅を不均等に分けた場合を示している。図１４では、レイヤ数が少ない場合には、クラスタ数の最大値を６とし、レイヤ数が多い場合には、クラスタ数の最大値を２とした。図１４Ａではクラスタ数が少なくなるにつれて、各クラスタの送信帯域幅が広くなるため、チャネル推定精度が向上する。また、図１４Ｂではクラスタ数が少なくなるにつれて、送信帯域幅が広いクラスタが増加するため、チャネル推定精度が向上する。

このように、レイヤ数が少ない場合にクラスタ数の最大値を多くしたのは、レイヤ数が少なければデータ信号間の干渉が少なく、このため、チャネル推定精度をレイヤ数が多い
場合に比べて低くしても受信品質を同等以上または近い受信品質に維持することができるためである。すなわち、レイヤ数が少ない場合には、クラスタ数の最大値を大きくして周波数ダイバーシチ効果又は割り当ての柔軟性を高めつつ、データ信号の受信品質をレイヤ数が多い場合に比べて同等以上または近い受信品質に保つことができる。

一方、レイヤ数が多い場合にクラスタ数の最大値を少なくしたのは、レイヤ数が多い場合に一定の受信品質を得るためには、高いチャネル推定精度が要求されるためである。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増減させる。これにより、レイヤ数が少ない場合には、チャネル推定精度を低くして周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。一方、レイヤ数が多い場合には、周波数ダイバーシチ効果を低くしてチャネル推定精度を向上させることができる。そして、レイヤ数が多い場合でも少ない場合でもデータ信号の受信品質を一定以上に保つことができる。

なお、ＭＩＭＯ送信における送信帯域幅が増加またはレイヤ数が減少するにつれ、各端末に割り当てるクラスタ数の最大値を増加させるようにしてもよい。例えば、図１５に示すように、送信帯域幅が２ＲＢ〜２０ＲＢかつレイヤ数が１ではクラスタ数の最大個数を２個とし、送信帯域幅が２ＲＢ〜２０ＲＢでレイヤ数を４に増加するとクラスタ数の最大値は１に減少させる。また、レイヤ数が１で送信帯域幅を５１ＲＢ〜１００ＲＢに増加するとクラスタ数の最大値は６に増加させる。これにより、送信帯域幅が広い場合でも、データ信号の受信品質を一定以上に維持することができ、周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態４では、レイヤ数とクラスタ数の最大値の関係について説明したが、本発明の実施の形態５では、レイヤ数と送信方法の関係について説明する。具体的には、クラスタ数の最大値が小さい場合をクラスタ数の最大値が１であるとし、送信方法を連続帯域割当とする。また、クラスタ数の最大値が大きい場合をクラスタ数の最大値が複数であるとし、送信方法を非連続帯域割当または連続帯域割当から選択する。

本発明の実施の形態５に係る基地局は、実施の形態４の図１０と同様であるため、図１０を援用し、実施の形態４に係る基地局と異なる機能についてのみ説明する。

決定部３０１には、各端末に割り当てるレイヤ数が入力され、決定部３０１は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末が用いる送信方法を決定する。すなわち、決定部３０１は、入力されたレイヤ数が多い場合は連続帯域割当、入力されたレイヤ数が少ない場合は非連続帯域割当または連続帯域割当のどちらかを送信方法として決定し、決定した送信方法をスケジューリング部３０２に出力する。なお、非連続帯域割当または連続帯域割当の選択方法として、推定部１０９から受信品質情報が入力され、受信品質が良い場合は非連続帯域割当、受信品質が悪い場合は連続帯域割当と決定する方法がある。

スケジューリング部３０２は、各端末に割り当てるレイヤ数、決定部３０１から出力されたレイヤ数に依存する送信方法、及び、推定部１０９から出力された受信品質に基づいて、各レイヤでの送信帯域を端末に割り当て、割り当て結果を符号化部１０１及び生成部３０３に出力する。例えば、レイヤ数が少ない場合には、送信方法として連続帯域割当または非連続帯域割当が入力され、その指示に従って連続帯域割当または非連続帯域割当になるようにスケジューリングする。一方、レイヤ数が多い場合には、送信方法として連続帯域割当が入力され、その指示に従ってスケジューリングする。

生成部３０３は、レイヤ数と送信方法との関係を記憶しており、入力されたレイヤ数およびスケジューリング部からの情報により送信方法を決定する。生成部３０３は、決定した送信方法に基づいてスケジューリング部３０２から入力される各端末の送信帯域に対する各端末の送信帯域情報を生成し、送信帯域情報を符号化部１０１に出力する。例えば、レイヤ数が少なく、連続帯域割当の場合には、連続帯域割当用の送信帯域情報を通知するフォーマットを用い、非連続帯域割当の場合には、非連続帯域割当用の送信帯域情報を通知するフォーマットを用いて送信帯域を通知する。一方、レイヤ数が多い場合は、連続帯域割当用の送信帯域情報を通知するフォーマットを用いて送信帯域を通知する。

本発明の実施の形態５に係る端末は、実施の形態４の図１１と同様であるため、図１１を援用し、実施の形態４に係る端末と異なる機能についてのみ説明する。

帯域判定部４０１は、レイヤ数と送信方法との関係を記憶し、復号部２０４から出力されたレイヤ数および送信帯域情報を通知するフォーマットの情報を用いて送信方法を判定し、送信方法を基に割り当てられた送信帯域を求めて割当部２１０に出力する。例えば、レイヤ数が少ない場合には、送信方法が連続帯域割当または非連続帯域割当であると判断し、送信帯域情報を通知するフォーマットの情報からどちらであるかを決定する。また、レイヤ数が多い場合には、送信方法が連続帯域割当であると判断する。なお、送信帯域情報を通知するフォーマットの情報から連続帯域割当であると決定してもよい。そして、ここで決定した送信方法を基に割り当てられた送信帯域を求める。

ここで、レイヤ数が少ない場合に送信方法を非連続帯域または連続帯域割当から選択できるとしたのは、レイヤ数が少なければデータ信号間の干渉が少なく、このため、チャネル推定精度をレイヤ数が多い場合に比べて低くしても受信品質を同等以上または近い受信品質に維持することができるためである。すなわち、レイヤ数が少ない場合には、データ信号の受信品質を一定以上に保ちつつ、連続帯域割当を用いて受信品質をさらに高めるか、非連続帯域割当を用いて周波数ダイバーシチ効果又は割り当ての柔軟性を重視するかを選択できる。

一方、レイヤ数が多い場合に送信方法を連続帯域割当としたのは、レイヤ数が多い場合に一定の受信品質を得るためには、高いチャネル推定精度が要求されるためである。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局は、ＭＩＭＯ送信におけるレイヤ数に応じて、各端末が用いる送信方法を選択させる。これにより、レイヤ数が少ない場合には、チャネル推定精度を低くして周波数ダイバーシチ効果を向上させることができる。一方、レイヤ数が多い場合には、周波数ダイバーシチ効果を低くしてチャネル推定精度を向上させることができる。そして、レイヤ数が多い場合でも少ない場合でもデータ信号の受信品質を一定以上に保つことができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、基地局は、図４または図７に示すパイロットブロック数とＳＤ数との対応付けに基づいて、ＳＤ数を決定する場合について説明した。しかし、本実施の形態では、例えば、図４に示すＳＤ数を最大値とし、決定部１１７は、そのＳＤ数の最大値以内のＳＤ数を選択してもよい。具体的には、図４に示す分割パターンＢにおいてパイロットブロック数：中の場合には、決定部１１７は、ＳＤ数の最大値を３とし、ＳＤ数＝１，２，３のうちいずれか１つを実際に用いるＳＤ数として決定してもよい。これにより、基地局１００では、パイロットブロック数に応じて決定される最大ＳＤ数以内の複数の候補のうちいずれか１つのＳＤ数で分割した送信信号を周波数帯域に割り当てることができる。よって、基地局１００は、上記実施の形態と同様にしてコヒーレント帯域幅内
でのチャネル推定精度を維持しつつ、各端末の受信品質等に基づいてＳＤ数を変更することができるため、柔軟にスケジューリングすることができる。

また、本発明において、基地局は、図４に示す分割パターンまたは図７に示すシグナリングの通知に加え、さらに、各クラスタの送信帯域（Ｙ）の情報および各クラスタのパイロットブロック数（Ｘ）の情報をＳＤ数に対応する個数だけ通知してもよい。例えば、ＳＤ数が３の場合、図１６に示すように、基地局は、送信信号を３分割して生成される３つのクラスタそれぞれが割り当てられる送信帯域Ｙ１〜Ｙ３、および、各クラスタのパイロットブロック数Ｘ１〜Ｘ３を端末へ通知してもよい。また、図１６において、Ｘ１〜Ｘ３が同一であり、Ｙ１〜Ｙ３が同一である場合、基地局は、図４に示す分割パターンまたは図７に示すシグナリングの通知に加え、Ｘ１およびＹ１のみを通知すればよい。端末は、自端末が送信する送信信号に対して、送信帯域Ｙ１およびパイロットブロック数Ｘ１を、通知されるＳＤ数分だけ繰り返し割り当てればよい。

また、上記実施の形態では、基地局がパイロットブロック数とＳＤ数との対応付け（例えば図４または図７に示す対応付け）に基づいてＳＤ数を決定する場合について説明した。しかし、本発明では、基地局は、（パイロットブロックの数）を係数Ｘで除算した除算結果（商）をＳＤ数としてもよい。ここで、係数Ｘは、コヒーレント帯域幅内で十分なチャネル推定精度を維持することができる連続するＲＢ数（またはサブキャリア数）である。つまり、係数Ｘはクラスタに含まれるパイロットブロックの最小単位である。例えば、上記実施の形態では、３個以上のパイロットブロックが連続していれば十分なチャネル推定精度を得ることができる場合について説明した。よって、Ｘ＝３となる。また、ＬＴＥでは、送信信号の最小帯域幅が１ＲＢ（１２サブキャリア）であるため、例えば、Ｘを１２サブキャリア以上とすることが好ましい。

また、（パイロットブロックの数）を係数Ｘで除算した結果、発生する余り（つまり、｛（パイロットブロックの数）ｍｏｄ Ｘ｝）に相当するＲＢ（またはサブキャリア）は、分割して生成される複数のクラスタのうち、先頭のクラスタから順に１ＲＢずつ順に割り当ててもよい。例えば、パイロットブロック数が１４ＲＢであり、Ｘが３ＲＢの場合、ＳＤ数は４（＝１４／３）となり、余りは２（＝１４ｍｏｄ３）となる。よって、１４個のパイロットブロックは、まず、３（＝Ｘ）ＲＢの４つのクラスタに分割され、さらに余りの２ＲＢ分のパイロットブロックが先頭のクラスタから順に１ＲＢずつ割り当てられる。よって、各クラスタに含まれるパイロットブロック数は、４ＲＢ、４ＲＢ、３ＲＢ、３ＲＢとなる。

また、上記実施の形態では、基地局が、パイロット信号が含まれるパイロットブロック数に基づいてＳＤ数を決定する場合について説明した。しかし、ＬＴＥでは、パイロット信号はデータ信号と同一帯域で送信される。そのため、本発明では、基地局は、データ信号を含むブロック数に基づいてＳＤ数を決定してもよい。または、本発明では、基地局は、パイロット信号のみでなく、データ信号が含まれるブロック数に基づいてＳＤ数を決定してもよい。

また、上記実施の形態では、本発明を適用する送信方法として、DFT-s-OFDM with SDCを用いる場合について説明した。しかし、本発明を適用する送信方法は、DFT-s-OFDM with SDCに限らず、不連続な複数の周波数帯域を用いて送信可能な送信方法であればよい。

また、上記実施の形態では、端末から基地局への上り回線においてデータおよびパイロット信号を送信する例を挙げたが、基地局から端末への下り回線における送信の場合でも同様に適用できる。

また、上記実施の形態では、レイヤをコードワード（Codeword）またはストリームと置き換えてもよい。

また、上記実施の形態では、割り当ての柔軟性はレイヤ数が少ない端末が有するため、全体的な割り当ての柔軟性低下も抑えることができる。

また、上記実施の形態では、連続する複数サブキャリアの集まりをクラスタとしてもよい。

また、上記実施の形態において、送信帯域のＲＢ数に応じて、実施の形態３と実施の形態４とを切り替えてもよい。例えば、送信帯域が狭い場合には、実施の形態３を用いてチャネル推定精度を維持し、送信帯域が広い場合には、実施の形態４を用いて割り当ての柔軟性を高めるようにしてもよい。

また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

２００８年１０月２０日出願の特願２００８−２６９９８２及び２００９年１月２９日出願の特願２００９−０１８２８５の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。

Claims (8)

1. 端末装置からの上り送信信号の帯域幅を一つ又は複数の周波数リソースに分割する複数のパターンのうち、一つのパターンを用いて、前記複数の周波数リソースを、前記端末装置に割り当てる割当部と、
   割り当てられた前記複数の周波数リソースを示す割当情報を、前記端末装置に送信する送信部と、
   を有し、
   前記割当部は、前記複数の周波数リソースのそれぞれを構成するリソースブロック数が、帯域幅が増加するほど大きい所定の最小数以上になるように、前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   基地局装置。
2. 前記割当部は、前記帯域幅を分割する数によらず、それぞれが前記最小数以上のリソースブロックからなる前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記割当部は、周波数領域において非連続な前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   請求項１又は請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記割当部は、前記帯域幅を分割する数が閾値よりも少ない場合、前記複数の周波数リソースの間隔を、予め設定された複数の候補の中から決定し、前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の基地局装置。
5. 前記割当部は、前記帯域幅と前記帯域幅を分割する数との対応付けが異なる前記複数のパターンのうち、１つのパターンを用いて前記分割する数を決定し、前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
6. 前記割当部は、前記端末装置との間の伝搬路変動に応じて、前記複数のパターンのうち、１つのパターンを用いる、
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置。
7. 端末装置からの上り送信信号の帯域幅を一つ又は複数の周波数リソースに分割する複数のパターンのうち、一つのパターンを用いて、前記複数の周波数リソースを、前記端末装置に割り当て、
   割り当てられた前記複数の周波数リソースを示す割当情報を、前記端末装置に送信する、周波数リソース割当方法であって、
   前記複数の周波数リソースのそれぞれを構成するリソースブロック数が、帯域幅が増加するほど大きい所定の最小数以上になるように、前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   周波数リソース割当方法。
8. 端末装置からの上り送信信号の帯域幅を一つ又は複数の周波数リソースに分割する複数のパターンのうち、一つのパターンを用いて、前記複数の周波数リソースを、前記端末装置に割り当てる処理と、
   割り当てられた前記複数の周波数リソースを示す割当情報を、前記端末装置に送信する処理と
   を制御する集積回路であって、
   前記複数の周波数リソースのそれぞれを構成するリソースブロック数が、帯域幅が増加するほど大きい所定の最小数以上になるように、前記複数の周波数リソースを割り当てる、
   集積回路。

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