JP5730372B2 - 無線通信装置、無線通信方法及び集積回路 - Google Patents

Description

本発明は、セルラーシステム等の無線通信システムに適用可能な無線通信装置、無線通信方法及び集積回路に関する。

セルラーシステム等の無線通信システムでは、複数の基地局を活用しマクロダイバーシチ効果を得る方法が導入されている。以下、基地局に所属する各送信ポイントをセルと標記し、移動体通信の国際的な標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において検討されている次世代通信システムのＬＴＥ（Long Term Evolution）を例に説明する。ＬＴＥでは、適切に接続セルを切り替えるハードハンドオーバーの導入により、セルから端末への下り方向の通信において、送信装置（基地局およびセル）から受信装置（端末）に送信する信号の伝送品質を確保している。

ＬＴＥをさらに進めた通信システムであるＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄ（以下ＬＴＥ−Ａという）では、主にセルエッジにおけるデータレート向上にむけたマクロダイバーシチの積極的な活用を目指し、協調マルチポイント送受信（ＣｏＭＰ）の導入が検討されている。ＣｏＭＰに適用する具体的な方式として、例えば非特許文献１に示されるように、ＬＴＥ−Ａでは大きく分けて２とおりの手法が検討されている。

（１）Ｊｏｉｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ／ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ （ＪＰ）： 端末に向け複数のセルからデータを同時送信
（２）Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｂｅａｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ／ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ （ＣＢ）： 複数のセル間で協調して時間−周波数リソースや空間リソース（ビーム）を割り当て干渉軽減

これらの手法においては、ＬＴＥでのハードハンドオーバーで接続セルの単純な切り替えとしていたのと異なり、複数のセルによる同時送信や協調制御を適用する。

ここで、ＪＰにおける端末の受信動作の一例を図１に示す。またＬＴＥでは、信号を配置する最小単位は、周波数方向にはサブキャリア、時間方向にはＯＦＤＭシンボルとして定義されている。以下ではこれを時間−周波数リソースとして表記する。各セルは自身の持つ複数の時間−周波数リソースのうち制御信号（ＰＤＣＣＨ：Physical downlink control channel）とデータ信号（ＰＤＳＣＨ：Physical downlink shared channel）を時間方向で多重して送信する。より具体的には、ＬＴＥでは、時間方向における周波数スケジューリング及び適応ＭＣＳ制御の最小単位であるSub-frameと定義している。同様に周波数方向には周波数スケジューリング及び適応ＭＣＳ制御の最小単位をリソースブロック（Resource Block：ＲＢ、以下ＲＢという）として定義している。そのSub-frame内に存在する１４個のＯＦＤＭシンボルのうち、先頭から単一または連続した複数のＯＦＤＭシンボルを制御信号の送信に用い、Sub-frame中の残りのシンボルをデータ信号の送信に用いる。ここで設定する制御信号用のＯＦＤＭシンボル数の決定は各セルに委ねられており、ＯＦＤＭシンボル数で１〜３の値をとることができる。また、セル間で異なる周波数シフト量としたセル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific reference signal）を送信する。ＪＰでは、同時送信に加わる複数のセルの同一ＲＢを割り当てる動作を取る。これを図中でPDSCH for CoMPとして示した。また、図中に示すPDSCH for non-CoMPの領域のように、前述のリソースを除いたＲＢは、各セルが自身に接続する端末に対し任意に割り当てることができる。また、JPにてCoMP動作を取る各端末は、あらかじめ設定した一つのセルからのみ制御信号を受け、該当サブフレームにおける自身へのデータ信号割当の有無や、どのＲＢを割り当てられたかといった情報を通知される。この指示を出すセルをServing cellと定義し、同時送信に加わるほかのセルを図中ではOther cell A, Other cell Bと記載した。

この同時送信方法では、PDSCH for CoMPの領域にある信号を3つのセル(Serving cell, Other cell A, Other cell B)から同時に送信することにより、特定のセルからの信号がフェージングやシャドウィング変動により大きく品質劣化しても他のセルからの信号により検出可能となる、マクロダイバーシチの効果を得られ、受信品質を安定させることが可能である。

3GPP TSG RAN WG1 #55bis, R1-090129, Huawei, CMCC, " Further Discussions on the Downlink Coordinated Transmission - Impact on the Radio Interface", January 12-16, 2009

前述した従来例の同時送信方法においては、図１に示したようにServing cell以外のセルでは自身の周波数シフト量を設定しＣＲＳを送信する必要があり、"PDSCH for CoMP"と示した領域のうち斜線のハッチングで示した位置のリソースではデータ信号を送ることができない。また、前述の制御信号とデータ信号の時間多重に際して多重する比率の設定は各セルに委ねられており、該当セルに所属する端末数などに応じて各セルが適切に設定する必要がある。そのため、図１中太枠で囲んだ領域のように、Serving cellと比較してデータ信号用時間軸シンボルの過不足が起こりえる。こうした理由により、各セルに依存してPDSCH for CoMPとして用いるデータの配置が異なる。そのため、端末で観測した際に同時送信に参加する全セルの信号が合成されるリソースと、一部のセルの信号のみとなるリソースとが混在することになり、そうしたリソース間で信号品質の大きく異なる状況となる。一方、ＬＴＥやＬＴＥ−Ａで用いられるＴｕｒｂｏ符号は、信号品質の変動が小さい環境で白色雑音への耐性を主眼に置いて設計されている。このため、前述のような信号品質の大きく異なる状況では、誤り訂正能力を十分に発揮できず復調性能劣化を引き起こすことになる。

本発明の目的は、Ｔｕｒｂｏ符号を適用したデータ信号を複数セルから同時送信する場合に、信号品質の変動による復調性能劣化を防ぐことが可能な無線通信装置、無線通信方法及び集積回路を提供することである。

本発明は、第１の態様として、周波数及び時間による時間−周波数領域に定義された複数のリソースを用いて通信を行う無線通信システムに用いる無線通信装置であって、同一の通信相手に対する同一のデータ信号を複数の通信装置から同時に送信する機能を備え、前記データ信号が伝送される際、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソース配置情報ならびに前記通信装置が個別に送信に用いるリソース配置情報を設定するリソース情報設定部と、前記リソース配置情報に基づき、前記データ信号のＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号のうち前半部分を前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースに配置するとともに、前記Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の後半部分を前記通信装置が個別に送信に用いるリソースに配置する変調・マッピング部と、前記時間−周波数領域に定義されたリソースを用いて制御信号とセル固有参照信号を含む前記データ信号とを送信する送信部と、を備える無線通信装置を提供する。

また、本発明は、第２の態様として、上記の無線通信装置であって、通信装置が個別に送信に用いるリソースは、制御信号を送信するのに用いる時間領域のリソースとするものを含む。

また、本発明は、第３の態様として、上記の無線通信装置であって、通信装置が個別に送信に用いるリソースは、セル固有参照信号を送信するのに用いる時間領域のリソースとするものを含む。

また、本発明は、第４の態様として、上記の無線通信装置であって、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースは、ＭＢＳＦＮサブフレームでデータ送信に用いる時間領域のリソースとするものを含む。

また、本発明は、第５の態様として、上記の無線通信装置であって、通信装置が個別に送信に用いるリソースは、複数の通信装置のうちセル固有参照信号の送信数の最も少ない通信装置がセル固有参照信号を送信するのに用いる時間領域のリソースとするものを含む。

本発明は、第６の態様として、周波数及び時間による時間−周波数領域に定義された複数のリソースを用いて通信を行う無線通信システムに用いる無線通信装置であって、複数の通信装置から同時に送信される同一のデータ信号を受信する機能を備え、前記データ信号が伝送される際に設定された、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソース配置情報ならびに前記通信装置が個別に送信に用いるリソース配置情報を取得するリソース配置情報取得部と、前記データ信号を受信する際に、前記リソース配置情報に基づき受信信号から尤度を生成するＭＩＭＯ復調部と、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースに配置された信号から得られた尤度をＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の前半部分とし、前記通信装置が個別に送信に用いるリソースに配置された信号から得られた尤度をＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の後半部分として尤度合成を行う尤度合成部と、を備える無線通信装置を提供する。

また、本発明は、第７の態様として、周波数及び時間による時間−周波数領域に定義された複数のリソースを用いて通信を行う無線通信システムに用いる無線通信装置であって、同一の通信相手に対する同一のデータ信号を複数の通信装置から同時に送信する機能を備え、前記データ信号が伝送される際、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソース配置情報ならびに前記通信装置が個別に送信に用いるリソース配置情報を設定するリソース情報設定部と、前記リソース配置情報に基づき、前記データ信号のＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号のうち制御信号により通信相手に通知するＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応した部分を前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースに配置するとともに、前記Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の前記Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに別途通知したオフセットを加えたＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応する部分を前記通信装置が個別に送信に用いるリソースに配置する変調・マッピング部と、前記時間−周波数領域に定義されたリソースを用いて制御信号とセル固有参照信号を含む前記データ信号とを送信する送信部と、を備える無線通信装置を提供する。

また、本発明は、第８の態様として、上記の無線通信装置であって、通信装置が個別に送信に用いるリソースに適用するオフセットを通信装置の識別番号に依存した値とするものを含む。

また、本発明は、第９の態様として、周波数及び時間による時間−周波数領域に定義された複数のリソースを用いて通信を行う無線通信システムに用いる無線通信装置であって、複数の通信装置から同時に送信される同一のデータ信号を受信する機能を備え、前記データ信号が伝送される際に設定された、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソース配置情報ならびに前記通信装置が個別に送信に用いるリソース配置情報を取得するリソース配置情報取得部と、前記データ信号を受信する際に、前記リソース配置情報に基づき受信信号から尤度を生成するＭＩＭＯ復調部と、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースに配置された信号から得られた尤度を、Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の、制御信号により通知されたＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応した部分とし、前記通信装置が個別に送信に用いるリソースに配置された信号から得られた尤度を、前記Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに別途通知されたオフセットを加えたＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応した部分として尤度合成を行う尤度合成部と、を備える無線通信装置を提供する。

また、本発明は、第１０の態様として、上記いずれかに記載の無線通信装置を備える無線通信基地局装置を提供する。

また、本発明は、第１１の態様として、上記いずれかに記載の無線通信装置を備える無線通信移動局装置を提供する。

本発明は、第１２の態様として、周波数及び時間による時間−周波数領域に定義された複数のリソースを用い、同一の通信相手に対する同一のデータ信号を複数の通信装置から同時に通信を行う無線通信方法であって、前記データ信号が伝送される際、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソース配置情報ならびに前記通信装置が個別に送信に用いるリソース配置情報を設定するステップと、前記リソース配置情報に基づき、前記データ信号のＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号のうち前半部分を前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースに配置するとともに、前記Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の後半部分を前記通信装置が個別に送信に用いるリソースに配置するステップと、前記時間−周波数領域に定義されたリソースを用いて制御信号とセル固有参照信号を含む前記データ信号とを送信するステップと、を有する無線通信方法を提供する。

本発明は、第１３の態様として、周波数及び時間による時間−周波数領域に定義された複数のリソースを用い、複数の通信装置から同時に送信される同一のデータ信号を受信し通信を行う無線通信方法であって、前記データ信号が伝送される際に設定された、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソース配置情報ならびに前記通信装置が個別に送信に用いるリソース配置情報を取得するステップと、前記データ信号を受信する際に、前記リソース配置情報に基づき受信信号から尤度を生成するとともに、前記複数の通信装置の間で共通して送信に用いるリソースに配置された信号から得られた尤度をＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の前半部分とし、前記通信装置が個別に送信に用いるリソースに配置された信号から得られた尤度をＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後の信号の後半部分として尤度合成を行うステップと、を有する無線通信方法を提供する。

上記構成により、データ配置に用いる信号成分を全セル共通リソースとセル依存リソースとに区分し、符号化およびＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇを施したデータの前半を全セル共通のリソースに配置し、後半をセル依存リソースに配置して送信し、マクロダイバーシチ効果を確実に得られる全セル共通リソースにより多くのシステマティックビットを配置して送信することで、データ配置に用いるリソース間で信号品質の大きく異なることにより生じる復調性能劣化を最小限にすることができる。これによってスループット劣化を防ぐことができ、重要度の高いシステマティックビットが、セル依存の理由により送信の有無が変わりえるリソースに配置される可能性を小さくできる。よって、重要度の高いビットでマクロダイバーシチの効果を得られないことに起因する復調性能の劣化を抑制できる。これにより、セルラーシステムにおける協調マルチポイント送受信を良好な特性で実現可能となる。

また、符号化後のデータを全セル共通のリソースおよびセル依存のリソースに配置する際、ＲＶ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎ）に関して下り制御チャネルで指示する値ＲＶ＿ａのデータを全セル共通のリソースに、既定のオフセット値Ｎを用いてＲＶ＿ａ＋Ｎに対応するデータをセル依存のリソースに、それぞれ配置する。これにより、データ配置に用いるリソース間で信号品質が大きく異なる現象を、ＨＡＲＱ(Hybrid auronomous repeat request)のパケット合成と同一の動作として取り扱うことができ、復調性能の劣化を抑制できる。

本発明によれば、Ｔｕｒｂｏ符号を適用したデータ信号を複数セルから同時送信する場合に、信号品質の変動による復調性能劣化を防ぐことができる。

同時送信におけるデータ配置方法の従来例を示す図 本発明の実施形態１で用いる送信装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の実施形態１で用いる受信装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の実施形態１におけるデータ配置方法を示す図 本発明の実施形態１の変形例１におけるデータ配置方法を示す図 本発明の実施形態１の変形例２におけるデータ配置方法を示す図 本発明の実施形態２におけるデータ配置方法を示す図

以下の実施形態では、本発明に係る無線通信装置及び無線通信方法を携帯電話等の移動体通信用のセルラーシステムに適用した例を示す。ここでは、基地局（ＢＳ：Base Station）が送信装置となり、移動局の端末（ＵＥ：User Equipment）が受信装置となる無線通信システムにて通信を行う場合を例示する。単一または複数の基地局からなる複数セルは、同時送信に対応する端末と通信を行うものとする。ここで、同時送信に参加する各セルは、単一の端末に対し同一の送信データに対応する信号を送信する通信システムであるとする。この際、各セルは自身のセルの識別番号に応じた周波数シフトの施された参照信号を送信するとともに、制御信号とデータ信号を多重する際の比率を、自身の接続端末数や、各端末に対し制御信号送信に必要となるリソース数の総和などに応じて決定するものとする。

（実施形態１）
背景技術で説明したように、ＬＴＥでは、各セルが自身に所属する端末数などに応じ、Sub-frame中で制御信号の送信用に設定するＯＦＤＭシンボル数を３以下として設定する。また、各セル固有の参照信号は既定のＯＦＤＭシンボル上に各セル固有の周波数シフトを付与した特定のサブキャリア上に配置される。本実施形態では、データ配置に用いる信号成分を全セル共通リソースとセル依存リソースとに区分し、符号化およびＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇを施したデータの前半を全セル共通リソースに配置し、後半をセル依存リソースに配置して送信する。すなわち、本実施形態では、マクロダイバーシチ効果を確実に得られる全セル共通リソースにより多くのシステマティックビットを配置して送信する。

ここでセル依存リソースは、各セルがデータ信号以外に、自身の接続する端末に向けて送信する必要のあるリソースとし、より具体的には、制御信号またはセル固有参照信号を送信するのに用いる時間領域のリソースとする。全セル共通リソースとはデータ信号を配置可能な時間領域リソースのうちセル依存リソースを除いたものとする。

上記のデータ配置方法を用いる構成とすることにより、データ配置に用いるリソース間で信号品質の大きく異なることにより生じる復調性能劣化を最小限にすることができ、これによってスループット劣化を防ぐことができる。より具体的には、重要度の高いシステマティックビットが、セル依存の理由により送信の有無が変わりえるリソースに配置される可能性を小さくできるので、重要度の高いビットでマクロダイバーシチの効果を得られないことに起因する復調性能の劣化を抑制できる。これにより、セルラーシステムにおける協調マルチポイント送受信を良好な特性で実現可能となる。

次に、本実施形態に係る無線通信システムの受信装置及び送信装置の具体例の構成を説明する。

図２は本実施形態で用いる送信装置の主要部の構成を示すブロック図、図３は本実施形態で用いる受信装置の主要部の構成を示すブロック図である。

本実施形態では、図２に示した送信装置と図３に示した受信装置との間で電波を用いて無線通信を行う場合を想定している。ここでは、セルラーシステムの無線通信基地局装置（基地局、ＢＳ）に図２に示す送信装置を適用し、携帯電話装置などの無線通信移動局装置である端末（ＵＥ）に図３に示す受信装置を適用することが想定される。また、ここでは、特定の受信装置に対し複数の送信装置から同時にデータ送信を行う協調マルチポイント送受信システムを構成するとともに、送信装置は複数の受信装置に対してそれぞれ送信可能であり、送信側で複数のアンテナに対して重み付けをするプリコーディング（Precoding）送信を行うことを前提としている。なお、通信信号の形態としては、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号によるマルチキャリア通信方式で通信を行う場合などが想定される。具体例として、送信装置となる基地局が、受信装置となる端末との間で通信を行う場合を例示する。

図２に示す送信装置１００は、複数の端末用処理ブロック１０２、１０３と、符号化部１０４と、Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５と、変調・マッピング部１０６と、ＤＭ−ＲＳ生成部１０７と、Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ処理部１０８と、複数の送信ＲＦ部１１１−１〜１１１−４と、複数のアンテナ１１２−１〜１１２−４と、スケジューリング部１０１と、下り制御信号生成部１０９と、ＣＲＳ生成部１１０とを備えている。

スケジューリング部１０１は、別途受信装置から報告を受けたチャネル品質情報に基づき、伝送信号に関するスケジューリングとして、周波数スケジューリングおよび適応ＭＣＳ制御を実施する。

下り制御信号生成部１０９は、スケジューリング部１０１より受け取った割り当てユーザの情報をもとに各ユーザに対する制御信号を生成するとともに、制御信号の送信用に設定するＯＦＤＭシンボル数を設定したうえで対応する制御フォーマット情報(PCFICH:Physical Control Format Indicator Channel)を生成する。

端末用処理ブロック１０２、１０３は、ＣｏＭＰ用、ｎｏｎ−ＣｏＭＰ用などのそれぞれのユーザの端末に対応する送信信号の信号処理を行うものであり、それぞれ符号化部１０４、Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５、変調・マッピング部１０６、ＤＭ−ＲＳ生成部１０７、Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ処理部１０８を有している。符号化部１０４は、送信データの符号化処理、サブブロックインタリーブ処理等を行い、Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５に出力する。Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５は、スケジューリング部１０１の指示する該当ユーザの周波数スケジューリング情報と適応ＭＣＳ情報からＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ処理を実施し、全セル共通リソース用データとセル依存リソース用データとに分けて変調・マッピング部１０６に出力する。変調・マッピング部１０６は、受け取った各データを適応ＭＣＳ情報に対応した変調方式でＰＳＫ(Phase Shift Keying)やＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)などのデジタル変調シンボルに変調するとともに、各時間−周波数リソースのうち全セル共通リソースまたはセル依存リソースにマッピングしてＰｒｅｃｏｄｉｎｇ処理部１０８に出力する。ＤＭ−ＲＳ生成部１０７は該当ユーザの送信レイヤーごとに同期検波用の参照信号ＤＭ−ＲＳをＰｒｅｃｏｄｉｎｇ処理部１０８に出力する。Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ処理部１０８は、複数のアンテナに出力するそれぞれの送信信号に対して送信レイヤーのビームを形成するための重み付け処理を行い、各送信信号を各アンテナの送信ＲＦ部１１１−１〜１１１−４に出力する。

送信ＲＦ部１１１−１〜１１１−４では、送信信号についてシリアル／パラレル変換、逆フーリエ変換等の処理が行われた後、所定の無線周波数帯の高周波信号に変換され、電力増幅された後にアンテナ１１２−１〜１１２−４から電波として送信される。図示例の送信部では、４本のアンテナを用いて送信するための送信信号を生成する。送信装置からの送信信号は、ＣＲＳ、下り制御信号、及びＤＭ−ＲＳと各種データを含むデータ信号などとして受信装置に伝送される。ここで、ＣＲＳ及び制御信号はビームを形成しない無指向性の信号として送信され、ＤＭ−ＲＳ及びデータ信号は所定の送信チャネルにおいてプリコーディングによりビーム番号に応じた所定のビームを形成した有指向性の信号として送信される。

次に、全セル共通リソース用データとセル依存リソース用データとを区別したデータ信号のマッピング方法について詳しく説明する。図４は実施形態１におけるデータ信号のマッピング方法を示す図であり、データ部のシステマティックビット及びパリティビットと、全セル共通リソース及びセル依存リソースの配置例を示している。実施形態１では、データ信号を配置可能なＯＦＤＭシンボルのうち、制御信号及びＣＲＳの配置されうるＯＦＤＭシンボルを除いた、シンボル番号で先頭から順に３番目(図中１と示した実線太枠領域)、５・６番目(同２)、９・１０番目(同３)、１２・１３番目(同４)のリソースを全セル共通リソースとする。一方、ＣＲＳの配置されうる、シンボル番号で４番目(図中５と示した点線太枠領域)、７・８番目(同６)、１１番目(同７)、および制御信号の配置されうる１・２番目(同８)のリソースをセル依存リソースとする。続いて、図中に示すＬＴＥにおける符号化後ビットの配置規則を説明する。ＬＴＥでは、符号化後ビットは符号化前のデータ本体であるシステマティックビット（Ｓ）と、符号化により付加される冗長データであるパリティビット（Ｐ）とを有している。またＬＴＥでは、レートマッチング後の信号をリソースの先頭からfrequency-first（周波数優先）の規則で割当リソース内に配置する。すなわち、１つの割当リソースにおいて、システマティックビットから順に先頭のＯＦＤＭシンボルより周波数方向に各サブキャリアに配置した後に、次のＯＦＤＭシンボルの先頭サブキャリアに戻って周波数方向の配置を施し、これを最終シンボルまで繰り返すようにしている。よって、送信されるデータのうち、システマティックビットは割当リソース内の時間軸上で先頭側に配置され、パリティビットは後ろ側に配置される。本実施形態では、前述の規則によってデータ配置用シンボルの並び替えを行う。より具体的には、仮想的に全セル共通のリソースを時間軸上で先頭側の位置に配置し、セル依存のリソースを時間軸上で後ろ側の位置とする。この並び替えを行うことにより、仮想的な該当リソース中の前側のシンボル、すなわち全セル共通のリソースにより多くのシステマティックビットを配置することができる。またセル依存リソースについて、Serving cellでは自身のＣＲＳに対応する時間−周波数リソースには信号を配置しないのに加え、Other cellでは同様にServing cellのＣＲＳに対応する時間−周波数リソース(図中Other cellにおける白抜きのリソース)と、自身のＣＲＳを配置する時間−周波数リソース(斜線のハッチングで示した位置のリソース)に対応するデータをＣＲＳで置き換える動作とする。

一方の図３に示す受信装置２００は、複数のアンテナ２０１−１〜２０１−４と、複数の受信ＲＦ部２０２−１〜２０２−４と、チャネル推定部２０３と、ＭＩＭＯ復調部２０４と、尤度合成部２０５と、復号部２０６と、ＣＲＣ検査部２０７と、ＣＱＩ測定部２０８と、フィードバック情報生成部２０９と、符号化部２１０と、多重部２１１と、送信ＲＦ部２１２とを備えている。

相手装置（例えば図２に示す送信装置）から送信される電波は、独立した複数のアンテナ２０１−１〜２０１−４によりそれぞれ受信される。アンテナ２０１−１で受信された電波の高周波信号は、受信ＲＦ部２０２−１でベースバンド信号などの比較的低い周波数帯の信号に変換された後、フーリエ変換、パラレル／シリアル変換等の処理が行われてシリアルデータの受信信号に変換される。同様に、アンテナ２０１−４で受信された電波の高周波信号は、受信ＲＦ部２０２−４でベースバンド信号などの比較的低い周波数帯の信号に変換された後、フーリエ変換、パラレル／シリアル変換等の処理が行われてシリアルデータの受信信号に変換される。これらの受信ＲＦ部２０２−１〜２０２−４の出力は、チャネル推定部２０３、ＭＩＭＯ復調部２０４に入力される。

チャネル推定部２０３は、同時送信に参加する相手装置（送信装置）の各送信アンテナから送信される信号に含まれている参照信号に基づいてチャネル推定を実施する。より具体的には、チャネル推定部２０３は、ＤＭ−ＲＳを用いて同時送信の全セルの信号が合成されて観測された場合のチャネル推定値を算出するとともに、ＣＲＳを用いて各セルの信号が個別に観測された場合のチャネル推定値を算出する。これらのチャネル推定値はＣＱＩ測定部２０８およびＭＩＭＯ復調部２０４に入力される。

ＣＱＩ測定部２０８は、チャネル推定部２０３の出力したチャネル推定値を用いて、チャネル品質（受信品質）としてＣＱＩを算出し、フィードバック情報生成部２０９に出力する。具体的なチャネル品質情報として、既定の変調方式・符号化率の組み合わせに対応したＣＱＩ、既定のコードブックから現在のチャネル状況に即したプリコーディングマトリクスを選択するＰＭＩ、希望する送信ストリーム数に対応したＲＩなどが挙げられる。

ＭＩＭＯ復調部２０４は、チャネル推定部２０３から受け取ったチャネル推定値のうちServing cellの信号が個別に観測された場合のチャネル推定値を用い、Serving cellから送信された信号より制御信号を検出し、割り当てられたデータ信号の変調方式や符号化率などのＭＣＳの情報や、割当リソースブロックの情報を含む送信パラメータなどの制御情報を抽出して取得する。ＭＩＭＯ復調部２０４は、取得した制御情報のうち割当リソースブロックの情報から自身宛の同時送信に割り当てられたリソースの周波数上の位置を特定する。本実施形態では、時間上の位置については前述の図４に示した設定により一意に決定されるものとする。さらにＭＩＭＯ復調部２０４は、これら周波数および時間上の位置を特定した自身宛データを用いて、全セル共通のリソースに対しては全セルの信号が合成されて観測された場合のチャネル推定値を用い同期検波処理を施して各送信ビットの尤度を算出し、全セル共通リソース用データとして尤度合成部２０５に出力する。あわせてＭＩＭＯ復調部２０４は、セル依存のリソースについて各セルの信号が個別に観測された場合のチャネル推定値を用いて同期検波処理を施し各送信ビットの尤度を算出し、セル依存リソース用データとして尤度合成部２０５に出力する。

尤度合成部２０５は、ＭＩＭＯ復調部２０４から入力された全セル共通リソース用データおよびセル依存リソース用データを図４で示した配置に沿って並び替え、デインターリーブ処理、レートデマッチング（Rate-Demaching）処理、尤度合成処理等を行ったうえで復号部２０６に出力する。復号部２０６は受け取った信号について復号処理を行って受信データを復元する。この際、復号部２０６は尤度合成部２０５から受け取った信号に対し誤り訂正復号処理を施し、ＣＲＣ検査部２０７に出力する。ＣＲＣ検査部２０７は、復号部２０６から出力される復号後の信号に対しＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）検査による誤り検出処理を施し、復号後の受信データに誤りが含まれているかどうかを示すデータエラーの有無情報をフィードバック情報生成部２０９に出力する。そして、ＣＲＣ検査部２０７より受信データが出力される。

フィードバック情報生成部２０９は、ＣＱＩ測定部２０８で算出したチャネル品質情報（ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩなど）を含むフィードバック情報を生成する。また、フィードバック情報生成部２０９は、ＣＲＣ検査部２０７での誤り検出結果に基づき、復号した受信データに誤りが含まれているかどうかを判断し、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報を生成する。ここで、フィードバック情報生成部２０９は、復号結果に誤りが含まれていなければＡＣＫ（Acknowledgement）を生成し、復号結果に誤りが含まれていればＮａｃｋ（Negative Acknowledgement）を生成する。

符号化部２１０は、送信データの符号化処理を行って多重部２１１に出力する。多重部２１１は、入力したフィードバック情報、符号化された送信データを含む送信信号等を多重処理する。そして、多重部２１１は、変調多値数や符号化率を適応的に設定するレートマッチング（Rate-Maching）処理、インターリーブ処理、変調処理等を行い、送信ＲＦ部２１２に出力する。送信ＲＦ部２１２では、シリアル／パラレル変換、逆フーリエ変換等の処理が行われた後、所定の無線周波数帯の高周波信号に変換され、電力増幅された後にアンテナ２０１−１から電波として送信される。このとき、受信装置から送信されるチャネル品質情報やＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報等のフィードバック情報は、フィードバック信号として送信装置に伝送されて報告される。

上記のデータ配置方法を用いる構成とすることにより、データ配置に用いるリソース間で信号品質の大きく異なることにより生じる復調性能劣化を最小限にすることができ、これによってスループット劣化を防ぐことができる。より具体的には、重要度の高いシステマティックビットが、セル依存の理由により送信の有無が変わりえるリソースに配置される可能性を小さくできるので、重要度の高いビットでマクロダイバーシチの効果を得られないことに起因する復調性能の劣化を抑制できる。

（変形例１）
なお、上記実施形態１では、制御信号の配置されうるＯＦＤＭシンボルと、ＣＲＳの配置されうるＯＦＤＭシンボルの両方をセル依存リソース用データとして扱う例について説明した。しかし、本発明では、制御信号の配置されうるＯＦＤＭシンボルと、ＣＲＳの配置されうるＯＦＤＭシンボルのどちらか一方をセル依存リソース用データとしてもよい。この構成をとることにより、例えば図５に記載のようにOther cellがＭＢＳＦＮ（ＭＢＭＳ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サブフレームでデータ部のＣＲＳを送信しない場合に、より多くのリソースを全セル共通のリソースとして扱うことができる。

（変形例２）
また、上記実施形態１では、同時送信に参加する各セルでＣＲＳ送信するアンテナ数を同一として説明した。しかし、本発明では、Other cellでＣＲＳ送信するアンテナ数が少なく該当セルでＣＲＳ送信するＯＦＤＭシンボル数が少ない場合に、ＣＲＳの配置されうるＯＦＤＭシンボルを削減してもよい。この構成をとることにより、例えば図６に記載のようにOther cellでＣＲＳ送信するアンテナ数が2であり１,８番目のＯＦＤＭシンボルでＣＲＳを送信しない場合に、より多くのリソースを全セル共通のリソースとして扱うことができる。

（変形例３）
また、上記実施形態１では、セル依存リソースを時間領域のリソースとして定義したが、同時送信に参加するセルにおける時間−周波数領域として定義してもよい。より具体的には、一部の時間−周波数領域リソースがセル固有参照信号や制御信号の送信に用いられているＯＦＤＭシンボル中であっても、同時送信に参加するセルのいずれもセル固有参照信号や制御信号送信に用いることの無い時間−周波数リソースがあれば全セル共通のリソースとして扱っても良い。具体的には、図４のシンボル番号で４番目(図中５と示した点線太枠領域)、７・８番目(同６)、１１番目(同７)のうちドットのハッチングを施した時間−周波数リソースを全セル共通リソースとしても良い。これにより、より多くの時間−周波数リソースを全セル共通のリソースとして扱うことができる。

（変形例４）
また、上記実施形態１では、符号化前のデータ信号長によらず単一の符号化を施す例を説明したが、ＬＴＥのように一定の符号化長を超えないように複数の符号化ブロックに分割する動作も取り得る。全セル共通リソースとセル依存リソースに分割する処理を符号化ブロック数が１のときに限定してもよい。これにより、複数の符号化ブロックを処理する際に時間領域で早い時点に配置される符号化ブロックのデータが全セル共通リソースに配置され時間領域に広く配置されることで処理の開始が遅くなる状況を回避できる。そのうえ、符号化ブロック数が１のときには、重要度の高いビットでマクロダイバーシチの効果を得られないことに起因する復調性能の劣化を抑制できる。

（変形例５）
さらに複数の符号化ブロックに分割する動作として、Serving cellで割り当てた時間軸のリソースを符号化ブロック数で等分し、等分したブロック内で全セル共通リソースとセル依存リソースに分割する処理を施してもよい。これにより、時間領域で早い時点に配置される符号化ブロックから順次、復号の処理を実施できるうえ、重要度の高いビットでマクロダイバーシチの効果を得られないことに起因する復調性能の劣化を抑制できる。

（実施形態２）
実施形態２では、符号化後のデータを全セル共通のリソースおよびセル依存のリソースに配置する際、ＲＶ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎ）に関して下り制御チャネルで指示する値ＲＶ＿ａのデータを全セル共通のリソースに、既定のオフセット値Ｎを用いてＲＶ＿ａ＋Ｎに対応するデータをセル依存のリソースに、それぞれ配置する。ここでは、実施形態１と異なる点のみを説明する。送信装置及び受信装置の構成は図２及び図３に示した実施形態１と同様であり、説明を省略する。実施形態２は、送信装置におけるＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５の動作、受信装置におけるＭＩＭＯ復調部２０４の動作ならびに尤度合成部２０５の動作が異なる。

図７は実施形態２におけるデータ配置方法を示す図であり、符号化後のデータを配置する例を示している。実施形態２では、Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５において、符号化部１０４の出力する信号のうちＲＶ＿ａの開始点から全セル共通リソース用データで送信可能なビット数を切り出し、変調・マッピング部に出力する。あわせてＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部１０５は、符号化部１０４の出力する信号のうち既定のオフセットＮを用いてＲＶ＿ａ＋Ｎに対応する開始点から、セル依存リソース用データで送信可能なビット数を切り出し、変調・マッピング部に出力する。図７はＲＶ＿ａ＝０、Ｎ＝２とした場合の動作を示している。

続いて、このときの受信装置の動作を説明する。ＭＩＭＯ復調部２０４において、検出した制御信号よりＲＶ＿ａを取り出し、全セル共通リソース用データのＲＶを取得する。その値と、別途通知されたオフセット値Ｎとを用いて、セル依存リソース用のＲＶを特定する。Serving cellから送信された信号より制御信号を検出し、割り当てられたデータ信号の変調方式や符号化率などのＭＣＳの情報や、割当リソースブロックの情報を含む送信パラメータなどの制御情報を抽出して取得する。取得した制御情報のうち割当リソースブロックの情報から自身宛の同時送信に割り当てられたリソースの周波数上の位置を特定する。ＭＩＭＯ復調部２０４は、各送信ビットの尤度を出力する際に、これらの情報とあわせて尤度合成部２０５に出力する。尤度合成部２０５は、受け取ったＲＶの情報に基づいて尤度合成を行う。

上記のデータ配置方法を用いる構成とすることにより、データ配置に用いるリソース間で信号品質が大きく異なる現象を、ＨＡＲＱ(Hybrid auronomous repeat request)のパケット合成と同一の動作として取り扱うことができ、復調性能の劣化を抑制できる。

（変形例）
また、上記ではＲＶに付与するオフセットを単一の値としたが、同時送信に参加しているセル間で異なる値としてもよい。この構成により、ＨＡＲＱのパケット合成により多くのパリティビットを追加したのと同等の効果を得ることができる。

なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

なお、上記各実施形態ではアンテナとして説明したが、アンテナポートでも同様に適用できる。アンテナポート（antenna port）とは、１本また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ＬＴＥにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なる参照信号（Reference signal）を送信できる最小単位として規定されている。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。

上記各実施形態では、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。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

２００９年４月２７日出願の特願２００９−１０７８３６の日本出願に含まれる明細書、図面およ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、Ｔｕｒｂｏ符号を適用したデータ信号を複数セルから同時送信する場合に、信号品質の変動による復調性能劣化を防ぐことが可能となる効果を有し、セルラーシステム等の無線通信システムに適用可能な無線通信装置及び無線通信方法等として有用である。

１００ 送信装置
１０１ スケジューリング部
１０２ ＣｏＭＰユーザ処理ブロック
１０３ ｎｏｎ−ＣｏＭＰユーザ処理ブロック
１０４ 符号化部
１０５ Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ部
１０６ 変調・マッピング部
１０７ ＤＭ−ＲＳ生成部
１０８ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ処理部
１０９ 下り制御信号生成部
１１０ ＣＲＳ生成部
１１１−１〜１１１−４ 送信ＲＦ部
１１２−１〜１１２−４ アンテナ
２００ 受信装置
２０１−１〜２０１−４ アンテナ
２０２−１〜２０２−４ 受信ＲＦ部
２０３ チャネル推定部
２０４ ＭＩＭＯ復調部
２０５ 尤度合成部
２０６ 復号部
２０７ ＣＲＣ検査部
２０８ ＣＱＩ測定部
２０９ フィードバック情報生成部
２１０ 符号化部
２１１ 多重部
２１２ 送信ＲＦ部

Claims (13)

1. 協調マルチポイント送受信を行う複数のセルと通信を行う無線通信装置であって、
   データ信号の配置に関する制御信号を受信する受信部と、
   前記制御信号に基づいて、前記データ信号の配置を特定する特定部と、
   を有し、
   前記複数のセルは、第１セルと第２セルを含み、複数の時間−周波数リソースのうち、前記第１セル及び第２セルにおいて制御信号又はセル固有参照信号が配置されない第１のリソースと、前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方において制御信号又はセル固有参照信号が配置され得る第２のリソースとにおいて、前記データ信号のうち第１の部分が前記第１のリソースに配置され、前記データ信号の第２の部分が前記第２のリソースに配置され、
   前記第１の部分はＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後のデータ信号のうち前半部分であり、前記第２の部分は前記Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後のデータ信号のうち後半部分である、
   無線通信装置。
2. 協調マルチポイント送受信を行う複数のセルと通信を行う無線通信装置であって、
   データ信号の配置に関する制御信号を受信する受信部と、
   前記制御信号に基づいて、前記データ信号の配置を特定する特定部と、
   を有し、
   前記複数のセルは、第１セルと第２セルを含み、複数の時間−周波数リソースのうち、前記第１セル及び第２セルにおいて制御信号又はセル固有参照信号が配置されない第１のリソースと、前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方において制御信号又はセル固有参照信号が配置され得る第２のリソースとにおいて、前記データ信号のうち第１の部分が前記第１のリソースに配置され、前記データ信号の第２の部分が前記第２のリソースに配置され、
   前記第１の部分は制御信号によって通知されるＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応した部分であり、前記第２の部分は前記Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎにオフセットを加えたＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応する部分である、
   無線通信装置。
3. 前記第２のリソースは、前記制御信号の送信に用いられるシンボル数に依存するリソースである、
   請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記第２のリソースは、前記セル固有参照信号に適用される周波数シフト、前記セル固有参照信号を送信するアンテナポート数に依存するリソースである、
   請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記第１のリソースは、ＭＢＳＦＮサブフレームでデータ送信に用いるリソースである、
   請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記第２のリソースは、前記複数のセルのうち、セル固有参照信号の送信数の最も少ないセルが前記セル固有参照信号を送信するのに用いるリソースである、
   請求項１記載の無線通信装置。
7. 協調マルチポイント送受信を行う複数のセルと通信を行う無線通信方法であって、
   データ信号の配置に関する制御信号を受信し、
   前記制御信号に基づいて、前記データ信号の配置を特定し、
   前記複数のセルは、第１セルと第２セルを含み、複数の時間−周波数リソースのうち、前記第１セル及び第２セルにおいて制御信号又はセル固有参照信号が配置されない第１のリソースと、前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方において制御信号又はセル固有参照信号が配置され得る第２のリソースとにおいて、前記データ信号のうち第１の部分が前記第１のリソースに配置され、前記データ信号の第２の部分が前記第２のリソースに配置され、
   前記第１の部分はＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後のデータ信号のうち前半部分であり、前記第２の部分は前記Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後のデータ信号のうち後半部分である、
   無線通信方法。
8. 協調マルチポイント送受信を行う複数のセルと通信を行う無線通信方法であって、
   データ信号の配置に関する制御信号を受信し、
   前記制御信号に基づいて、前記データ信号の配置を特定し、
   前記複数のセルは、第１セルと第２セルを含み、複数の時間−周波数リソースのうち、前記第１セル及び第２セルにおいて制御信号又はセル固有参照信号が配置されない第１のリソースと、前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方において制御信号又はセル固有参照信号が配置され得る第２のリソースとにおいて、前記データ信号のうち第１の部分が前記第１のリソースに配置され、前記データ信号の第２の部分が前記第２のリソースに配置され、
   前記第１の部分は制御信号によって通信相手装置に通知されるＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応した部分であり、前記第２の部分は前記Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎにオフセットを加えたＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応する部分である、
   無線通信方法。
9. 前記第２のリソースは、前記制御信号の送信に用いられるシンボル数に依存するリソースである、
   請求項７記載の無線通信方法。
10. 前記第２のリソースは、前記セル固有参照信号に適用される周波数シフト、前記セル固有参照信号を送信するアンテナポート数に依存するリソースである、
    請求項７記載の無線通信方法。
11. 前記第１のリソースは、ＭＢＳＦＮサブフレームでデータ送信に用いるリソースである、
    請求項７記載の無線通信方法。
12. 前記第２のリソースは、前記複数のセルのうちセル固有参照信号の送信数の最も少ないセルが前記セル固有参照信号を送信するのに用いるリソースである、
    請求項７記載の無線通信方法。
13. 協調マルチポイント送受信を行う複数のセルとの通信を制御する集積回路であって、
    データ信号の配置に関する制御信号を受信する処理と、
    前記制御信号に基づいて、前記データ信号の配置を特定する処理と、
    を制御し、
    前記複数のセルは、第１セルと第２セルを含み、複数の時間−周波数リソースのうち、前記第１セル及び第２セルにおいて制御信号又はセル固有参照信号が配置されない第１のリソースと、前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方において制御信号又はセル固有参照信号が配置され得る第２のリソースとにおいて、前記データ信号のうち第１の部分が前記第１のリソースに配置され、前記データ信号の第２の部分が前記第２のリソースに配置され、
    前記第１の部分はＲａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後のデータ信号のうち前半部分であり、前記第２の部分は前記Ｒａｔｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ後のデータ信号のうち後半部分である、又は、前記第１の部分は制御信号によって通信相手装置に通知されるＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応した部分であり、前記第２の部分は前記Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎにオフセットを加えたＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｖｅｒｓｉｏｎに対応する部分である、
    集積回路。

Images