JP5900884B2 - 制御局装置、および無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、制御局装置、および無線通信システムに関する。

標準化団体の１つである３ＧＰＰ（The Third Generation Partnership Project）では、第４世代の移動通信システムの１つである３ＧＰＰ ＬＴＥ（Long Term Evolution） Ｒｅｌ−１０（これ以降のシステムはＬＴＥ−Ａ（LTE Advanced）と称されることもある。）の標準化がほぼ完了し、現在、それを拡張したＬＴＥ Ｒｅｌ−１１の標準化が行われている。

これらのシステムの上りリンク（移動局装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）から基地局装置への通信）では、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。このシングルキャリア周波数分割多元接続では、送信信号を離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）することで、ＤＦＴ拡散した周波数信号を生成する。さらに、このＤＦＴ拡散した周波数信号を、任意の周波数リソース（サブキャリアやリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）ともいう）に、周波数方向に連続的に配置する。また、ＤＦＴ拡散した周波数信号を最大２クラスタに分割し、各クラスタを任意の周波数リソースに不連続に配置するＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭＡ（DFT Spread Orthogonal Frequency Division Multiple Access）も採用されている。

さらに、特許文献１では、非直交アクセス方式の１つとして、同時に基地局装置と接続している複数の移動局装置に対し、基地局装置で受信する際に少なくとも一部のＤＦＴ拡散した周波数信号が重複して受信することを許容して周波数リソースを割り当てるスペクトル重複リソースマネジメント（ＳＯＲＭ：Spectrum-Overlapped Resource Management）に基づく周波数重畳アクセスが開示されている。特許文献１では、移動局装置と基地局装置の基本的な構成が開示されており、特にターボ等化に基づく重複した受信信号の検出方法などが含まれている。

一方、特許文献２では、ＳＯＲＭを前提とした場合の移動局装置の割当法が開示されている。特許文献２では、各移動局装置に対して周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）に基づいて周波数リソースを割り当てた後、許容重複率の範囲内で移動局装置を多重する。これにより、送信信号の誤り率を劣化させることなく、ＳＯＲＭを実現することができる。

国際公開第２００９／０２２７０９号 特開２０１１−１１４５５６号公報

しかしながら、上述の特許文献１、２のようなスペクトル重複リソースマネジメントにおいては、移動局装置に上りリンクで用いる周波数帯域を割り当てる際に、許容重複率を満たすように割り当てなければならず、スケジューリング処理が煩雑なものになるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、スペクトル重複リソースマネジメントにおいて、容易なスケジューリング方法を用いることができる制御局装置、無線通信システム、割り当て方法およびプログラムを提供することにある。

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当てを行う制御局装置であって、前記複数の通信装置を複数のグループに分けるグループ設定部と、前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定するスケジューリング部とを具備し、前記スケジューリング部は、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容することを特徴とする。

（２）また、本発明の他の態様は、上述の制御局装置であって、前記グループ毎に、異なる目標受信レベルを設定する受信電力設定部を具備することを特徴とする。

（３）また、本発明の他の態様は、上述の制御局装置であって、前記グループ設定部は、受信電力またはパスロスに基づき、前記通信装置をグループに分けることを特徴とする。

（４）また、本発明の他の態様は、上述の制御局装置であって、前記グループ設定部は、前記通信装置の識別番号に基づき、前記通信装置をグループに分けることを特徴とする。

（５）また、本発明の他の態様は、上述の制御局装置であって、異なる前記グループに属する前記通信装置が送信する参照信号同士は直交するように、前記通信装置各々が送信する参照信号を決定する参照信号決定部を具備することを特徴とする。

（６）また、本発明の他の態様は、上述の制御局装置であって、前記スケジューリング部は、前記通信装置各々に割り当てる周波数帯域を、該通信装置が属するグループに対応する周波数帯域の中から選択し、一の前記グループに対応する周波数帯域は、少なくとも一つの他の前記グループに対応する周波数帯域と重複する周波数帯域を含むことを特徴とする。

（７）また、本発明の他の態様は、上述の制御局装置であって、前記制御局装置は、干渉キャンセル技術を用いて、前記通信装置各々が送信した信号を、受信信号から検出する信号検出部を具備することを特徴とする。

（８）また、本発明の他の態様は、複数の通信装置と、前記複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当てを行う制御局装置とを具備する無線通信システムであって、前記制御局装置は、前記複数の通信装置を複数のグループに分けるグループ設定部と、前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定するスケジューリング部とを具備し、前記スケジューリング部は、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容することを特徴とする。

（９）また、本発明の他の態様は、複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当て方法であって、前記複数の通信装置を複数のグループに分ける第１の過程と、前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定する第２の過程とを有し、前記第２の過程において、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容することを特徴とする。

（１０）また、本発明の他の態様は、複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当てを行う制御局装置のコンピュータを、前記複数の通信装置を複数のグループに分けるグループ設定部、前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定するスケジューリング部として動作させるためのプログラムであって、前記スケジューリング部は、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容することを特徴とする。

この発明によれば、スペクトル重複リソースマネジメントにおいて、容易なスケジューリング方法を用いることができる。

本発明の第１の実施形態における無線通信システム１０の構成を示す概略図である。 同実施形態における第１のグループ３−１の周波数帯域の割当の一例を示す図である。 同実施形態における第２のグループ３−２の周波数帯域の割当の一例を示す図である。 同実施形態における第３のグループ３−３の周波数帯域の割当の一例を示す図である。 同実施形態における移動局装置２の構成を示す概略ブロック図である。 同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。 同実施形態におけるスケジューリング部３７の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるスケジューリング部３７の動作を説明するフローチャートである。 同実施形態における制御信号生成部３８の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における移動局装置２−１〜２−６が生成する参照信号の例を示す図である。 同実施形態における移動局装置２−１〜２−６が生成する参照信号の別の例を示す図である。 同実施形態における移動局装置２−１〜２−６が生成する参照信号の別の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるパスロスと目標受信電力の関係を示すグラフである。 同実施形態におけるグル―プ設定部４６によるグループ化を説明する概念図である。 本発明の第３の実施形態におけるグループ設定部４６によるグループ化を説明する概念図である。 本発明の第１から第３の実施形態における周波数帯域の割当の変形例を示す図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態における無線通信システム１０の構成を示す概略図である。同図に示すように、無線通信システム１０は、基地局装置１、６台の移動局装置２−１〜２−６を含んで構成される。移動局装置２−１〜２−６は、基地局装置１のセル内に位置し、基地局装置１と同時に接続する。移動局装置２−１〜２−６は、それぞれ、１つの送信アンテナを具備する。基地局装置１は、２つの受信アンテナを具備する。

基地局装置１（制御局装置）は、複数の移動局装置２−１〜２−６をグループ化し、送信電力制御における目標受信レベルを、グループごとに制御することで、基地局装置１での各移動局装置２−１〜２−６の受信電力に差をつける。また、基地局装置１は、各グループに含まれる移動局装置２−１〜２−６に対して周波数スケジューリングにより上りリンクの周波数リソース（周波数帯域）を割り当てる。このとき、グループ化の基準は受信電力差に基づいて決定してもよいし、各グループに含まれる移動局装置の数が一様に近くなるように決定してもよい。つまり、いかなる方法を用いたとしてもグループ化すればよい。

ここでは、基地局装置１は、移動局装置２−１、２−２を第１のグループ３−１に分類し、移動局装置２−３、２−４を第２のグループ３−２に分類し、移動局装置２−５、２−６を第３のグループ３−３に分類する。基地局装置１は各グループに含まれる移動局装置２−１〜２−６の送信電力制御の目標受信電力（目標受信レベル）をグループ毎に異なる値に設定する。

ＬＴＥ−Ａにおける送信電力制御（ＴＰＣ：Transmission Power Control）では、次式に基づいて移動局装置における送信電力Ｐ_{ＰＵＳＣＨ，ｃ}（ｉ）を設定する。

式（１）において、Ｐ_{ＣＭＡＸ,ｃ}（i）はｉ番目のサブフレームにおけるｃ番目のセルの移動局装置の最大送信電力値、Ｍ_{ＰＵＳＣＨ,ｃ}（ｉ）はｉ番目のサブフレームにおいて移動局装置が割り当てられたリソースブロック数、Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}（ｊ）は１ＲＢあたりの名目上の目標受信電力、α_ｃ（ｊ）はｃ番目のセルにおけるセル固有の０から１の間のパラメータ、ＰＬ_ｃはｃ番目のセルで下りリンクの参照信号から測定したパスロス値、Δ_ＴＦ,ｃ（ｉ）はｉ番目のサブフレームにおける変調方式及び符号化率で決定される値、ｆ_ｃ（ｉ）はｉ番目のサブフレームにおけるＴＰＣコマンドである。また、ｊの値については、ｊ＝０はパケット伝送のダイナミックスケジューリング、ｊ＝１は音声通話などのセミパーシステントスケジューリング、ｊ＝２はランダムアクセス応答を表す。

本実施形態では、基地局装置１は、各移動局装置のＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}（ｊ）の値を所属するグループ毎によって異なる値となるように設定する。つまり、同一のグループに所属する移動局装置同士は、同一のＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}（ｊ）が設定されるが、異なるグループに所属する移動局装置同士は、異なるＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}（ｊ）が設定されることになる。以降では、簡単のために送信データをダイナミックスケジューリング（ｊ＝０）で送信する。また、α_ｃ（ｊ）＝１に設定してパスロスによる無線伝搬路による減衰を完全に補償する。また、Δ_ＴＦ,c（ｉ）＝０、ｆ_ｃ（ｉ）＝０とする。これらを適用して、式（１）を書き換えた、式（２）を用いて、移動局装置２−１〜２−６は送信電力を設定する。

式（２）において、基地局装置１は目標受信電力（目標受信レベル）に相当するＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}の値を、第１のグループ３−１から第３のグループ３−３毎に変更する。例えば、基地局装置は第１のグループ３−１に適用されるＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}を他のグループと異なる値に設定する。例えば、基地局装置は第１のグループ３−１の値を-９５ｄＢｍ、第２のグループ３−２の値を-１００ｄＢｍ、第３のグループ３−３の値を-１０５ｄＢｍといった値に設定する。ＬＴＥ−Ａでは、Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}は、セル固有の制御値と移動局装置（ＵＥ）固有の制御値の和で表される。本実施形態でも同様である。このＵＥ（移動局装置）固有の制御値は、上位レイヤが設定する。例えば、基地局装置１はセル固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ}を-１００ｄＢｍとし、ＵＥ（移動局装置）固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を第１のグループ３−１に含まれる移動局装置２−１、２−２に対して５ｄＢ、第２のグループに含まれる移動局装置２−３、２−４に対して０ｄＢ、第３のグループに含まれる移動局装置２−５、２−６に対して-５ｄＢを設定する。

次に、各グループの周波数リソースの割り当てについて説明する。本実施形態における周波数リソースの割り当ては、スペクトル重複リソースマネジメントである。ここでは、異なるグループに属する移動局装置の間で、割り当てられる周波数帯域が重なっている。図２から図４に、各グループの周波数帯域の割当の一例を示す。ここでは、システム帯域に割り当てられているリソースブロック（ＲＢ；Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）は、ＲＢ１〜ＲＢ１６の数を１６とする。本実施形態では、基地局装置１は、全ての移動局装置２−１〜２−６に対してＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；周波数分割多元接続）に基づいたスケジューリングするのではなく、各グループ内でＦＤＭＡに基づいた周波数領域スケジューリングを行う。すなわち、あるグループ内の移動局装置に割り当てられる周波数帯域が、互いに重複しないようにスケジューリングを行う。

図２は、第１のグループ３−１の割当例を示している。図２において、リソースブロックＲＢ１〜ＲＢ６、ＲＢ１０、ＲＢ１１からなる周波数帯域Ａ１は、移動局装置２−１に割り当てられた周波数帯域である。また、リソースブロックＲＢ７〜ＲＢ９、ＲＢ１２〜ＲＢ１６からなる周波数帯域Ａ２は、移動局装置２−２に割り当てられた周波数帯域である。

同様に、図３は第２のグループ３−２の割当例を示している。図３において、リソースブロックＲＢ１〜ＲＢ７、ＲＢ１４〜ＲＢ１６からなる周波数帯域Ａ３は、移動局装置２−３に割り当てられた周波数帯域である。また、リソースブロックＲＢ８〜ＲＢ１３からなる周波数帯域Ａ４は、移動局装置２−４に割り当てられた周波数帯域である。図４は、第３のグループ３−３の割当例を示している。図４において、リソースブロックＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ７〜ＲＢ１１からなる周波数帯域Ａ５は、移動局装置２−５に割り当てられた周波数帯域である。また、リソースブロックＲＢ３〜ＲＢ６、ＲＢ１２〜ＲＢ１６からなる周波数帯域Ａ６は、移動局装置２−６に割り当てられた周波数帯域である。

このように、各グループでシステム帯域全体に亘って周波数リソースを割り当てる。各グループの周波数リソースの割当については、プロポーショナルフェアネス（ＰＦ：Proportional Fairness）やチャネル状態に依存しないラウンドロビン（ＲＲ：Round Robin、Ｎｏｎ−ＣＤＳ：Non Channel Dependent Schedulingと称されることもある。）などの周波数割当方法や、最大ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）基準などを用いてよい。このとき、各グループに含まれる移動局装置は全て同時に送信する。このため、受信装置となる基地局装置１は、各グループの信号が重複した状態で受信することになる。
なお、本実施形態では、移動局装置２−１〜２−６の各々は、送信アンテナを１つ具備し、３つのグループがある。そのため、基地局装置１の受信アンテナ数、すなわち「２」より多い移動局装置が同一時間・周波数の少なくとも一部のリソースを同時に使用することになり、このような状態を非直交重複した状態の例にしているが、特にこれに限定されるものではない。

例えば、複数の送信アンテナを具備する移動局装置が、受信アンテナ数より多いデータを空間多重（オーバーロードとも呼ばれる）している状態も、非直交重複した状態である。また、複数の送信アンテナの複数の移動局装置で送信する合計の送信信号数が受信アンテナより多い場合も非直交重複である。すなわち、ある周波数帯域において、データの空間多重数が受信アンテナ数よりも大きくなっていることを非直交重複した状態という。また、このような非直交重複の状態を、ここでは重畳状態あるいは非直交状態ともいう。このような状態のときは、送信信号を未知数、伝搬路の周波数応答と受信信号とを既知数として、ある周波数帯域（サブキャリア）における送信信号と受信信号の関係を表す連立一次方程式を立てたときに、未知数の個数はデータの空間多重数となるのに対し、一次方程式の数は受信アンテナ数となる。このため、この連立一次方程式のみでは、解が求まらない状態である。

本実施形態では、受信アンテナ数が２、グループ数が３の場合のときなど、受信アンテナ数よりグループ数が多い（あるいは空間多重数が受信アンテナ数を越える、または空間リソースを消費しないなどとも言われてもよい）場合を想定するが、限定されるものではない。

図５は、本実施形態における移動局装置２の構成を示す概略ブロック図である。移動局装置２−１〜２−６は、同一の構成であるので、これらを代表して移動局装置２と表記し、これらの構成を説明する。移動局装置２は、符号部１１、変調部１２、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）部１３、リソース割当部１４、ＤＭＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；復調用参照信号）多重部１５、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）部１６、切替部１７、ＳＲＳ（Ｓｏｕｄｉｎｇ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；サウンディング用参照信号）多重部１８、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ；サイクリックプレフィックス）挿入部１９、送信電力制御部２０、送信部２１、送受信アンテナ２２、受信部２３、制御情報検出部２４、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）識別部２５、リソース識別部２６、ＤＭＲＳ生成部２７、ＳＲＳ生成部２８、上位レイヤ処理部２９を含んで構成される。

受信部２３は、送受信アンテナ２２を介して、基地局装置１が自移動局装置２に送信した制御信号を受信する。受信部２３は、受信した制御信号に対してダウンコンバージョンおよびＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換などを行い、ディジタルデータを生成する。また、受信部２３は、受信した信号の受信電力に基づき、基地局装置１から当該移動局装置２間のパスロスＰＬを算出し、送信電力制御部２０に出力する。制御信号検出部２４は、このディジタルデータから制御情報を抽出する。ここでは、変調方式や符号化率の組み合わせを示すＭＣＳ（Modulation and Coding Schemes）、参照信号系列、周波数割当情報、および上位層の制御情報などを含んでいる。ただし、受信する制御情報は、伝送制御に使用される制御情報であればよく、上記の情報に限定されない。移動局装置２は、これらの制御情報に従い、送信データを送信する。なお、基地局装置１と通信する全ての移動局装置２に共通の制御情報（例えば、については、基地局装置１は、特定の移動局装置２に送信した制御信号ではなく、ブロードキャストされる制御信号にて送信するようにしてもよい。

制御信号検出部２４は、検出した制御情報が示す情報ビット数（トランスポートブロックサイズとも呼ばれる）、符号化率、変調方式を、ＭＣＳ識別部２５に通知する。また、制御信号検出部２４は、検出した制御ビットが示すＤＦＴポイント数及びリソースインデックスをリソース識別部２６に通知する。ここで、ＤＦＴポイント数は、ＤＦＴを施す際の変調シンボル数である。また、リソースインデックスは、周波数帯域割当情報とも言われ、周波数信号を配置する周波数位置（サブキャリア、リソースブロック、周波数帯域）を表す。なお、制御情報にはＤＦＴポイント数を含めず、制御信号検出部２４が、制御情報に含まれるリソースインデックスからＤＦＴポイント数を算出するようにしてもよい。具体的には、リソースインデックスが示す周波数帯域に含まれるサブキャリア数をＤＦＴポイント数とするなどといった方法が考えられる。

また、制御信号検出部２４は、検出した制御ビットが示す復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）のパターンを、ＤＭＲＳ生成部２７に通知する。ここで、復調用参照信号のパターンとは、例えば、復調用参照信号として用いる符号系列と、復調用参照信号を配置するサブキャリアとを指定する情報である。また、制御信号検出部２４は、検出した上位層の制御情報を、上位レイヤ処理部２９に出力する。この上位層の制御情報には、前述の送信電力制御におけるセル固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ}や、ＵＥ（移動局装置）固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を含む。

ＭＣＳ識別部２５は、制御信号検出部２４から通知されたトランスポートブロックサイズと、符号化率とを、符号部１１に通知する。また、ＭＣＳ識別部２５は、制御信号検出部２４から通知された変調方式を変調部１２に通知する。リソース識別部２６は、制御信号検出部２４から通知されたＤＦＴポイント数をＤＦＴ部１３に通知する。また、リソース識別部２６は、制御信号検出部２４から通知されたリソースインデックスをリソース割当部１４に通知する。また、リソース識別部２６は、リソースインデックスに基づき、割り当てられたリソースブロック数Ｍを算出し、送信電力制御部２０に出力する。ｌＤＭＲＳ生成部２７は、制御信号検出部２４から通知されたパターンの復調用参照信号（ＤＭＲＳ）を生成して、復調用参照信号多重部１５に出力する。

符号部１１は、入力された情報ビットを、通知されたトランスポートブロックサイズのビット数毎に分割する。符号部１１は、分割した情報ビットを、通知された符号化率にて誤り訂正符号化し、符号化ビットを生成する。変調部１２は、通知された変調方式に従い符号化ビットを変調して、四相位相変調（ＱＰＳＫ：Quaternary Phase Shift Keying）や１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ：16-ary Quadrature Amplitude Modulation）などの変調信号を生成する。ＤＦＴ部１３は、通知されたＤＦＴポイント数の変調信号に対して、時間周波数変換を施して、周波数信号を生成する。

リソース割当部１４は、通知されたリソースインデックスにより指定された周波数位置に、周波数信号を配置する。ＤＭＲＳ多重部１５は、リソース割当部１４により周波数信号が各周波数位置に配置された信号に、ＤＭＲＳを時間多重する。なお、ＤＭＲＳが多重される周波数位置は、リソース割当部１４が周波数信号を配置した周波数位置と同じである。なお、ＤＭＲＳは受信側において復調（信号検出）の際に用いることができるように多重されればよく、ＤＭＲＳを多重する周波数位置や多重方法（時間多重、周波数多重など）は、これに限定されない。ＩＦＦＴ部１６は、ＤＭＲＳが多重された信号に対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）を施して、時間信号（時間領域信号ともいう）を生成する。なお、このＩＦＦＴは、システムで定義されたＦＦＴポイント数（システム帯域）にて行われる。

切替部１７は、ＩＦＦＴ部１６が生成した時間信号を送信するサブフレームが、サウンディング参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）を送信するサブフレームであるか否かを判断する。なお、サブフレームとは、移動局装置２にリソースを割り当てる際の時間方向の最小単位であり、所定の数のＤＦＴブロック（ＤＦＴ部１３の処理単位）を時間多重して構成される。また、サブフレームは、フレームやパケットなどとも称される。ＳＲＳは、基地局装置１にて伝搬路の状態を測定（サウンディング）するための参照信号である。この伝搬路状態は、後述するように各移動局装置２への周波数帯域の割り当てを決定する際などに用いられる。ＳＲＳを送信するサブフレームであると判断した場合には、切替部１７は、ＩＦＦＴ部１６が生成した時間信号をサウンディング参照信号多重部１８に出力する。一方、ＳＲＳを送信するサブフレームではないと判断した場合には、切替部１７は、時間信号をＣＰ挿入部１９に出力する。

ＳＲＳ生成部２８は、サウンディング参照信号を生成する。サウンディング参照信号多重部１８は、切替部１７から入力された時間信号と、ＳＲＳとを時間多重して、ＣＰ挿入部１９に出力する。ＣＰ挿入部１９は、サウンディング参照信号多重部１８または切替部１７から入力された時間信号に対して、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）を挿入する。ＣＰとは、ＤＦＴブロック毎に時間信号の後方部分を、予め定義された長さだけコピーしたものである。送信部２１は、ＣＰが挿入された時間信号に対して、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換、アップコンバージョン、送信電力制御部２０から指定された送信電力値に従った送信信号の増幅などの送信処理を施した後、送信信号を送受信アンテナ２２から基地局装置１に送信する。

上位レイヤ処理部２９は、制御情報検出部２４が出力した上位層の制御情報を処理する。例えば、上位レイヤ処理部２９は、上位層の制御情報からセル固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ}と、ＵＥ（移動局装置）固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}とを取得し、これらを送信電力制御情報Ｐとして、送信電力制御部２０に出力する。送信電力制御部２０は、受信部２３から受けたパスロスＰＬと、上位レイヤ処理部２９から受けた送信電力制御情報Ｐと、リソース識別部２６から受けたリソースブロック数Ｍとに基づき、送信電力値を算出し、送信部２１に出力する。送信電力制御部２０は、この算出の際、上述の式（２）のＰＬｃにパスロスＰＬを代入し、Ｍ_{ＰＵＳＣＨ，ｃ}（ｉ）にリソースブロック数Ｍを代入し、Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ}（１）にセル固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ}とＵＥ（移動局装置）固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}との和を代入して、ｉ番目のフレームの送信電力値であるＰ_{ＰＵＳＣＨ，ｃ}（ｉ）を算出する。なお、Ｐ_{ＣＭＡＸ，ｃ}（ｉ）は、送信電力制御部２０に予め設定されていてもよいし、リソースブロック数Ｍなどに応じて決まる値であってもよい。

図６は、本実施形態における基地局装置１の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置１は、受信アンテナ部３１、受信部３２、ＣＰ除去部３３、切替部３４、ＳＲＳ分離部３５、伝搬路サウンディング部３６、スケジューリング部３７、制御信号生成部３８、送信部３９、ＦＦＴ部４０、ＤＭＲＳ分離部４１、伝搬路推定部４２、リソース分離部４３、信号検出部４４、送信アンテナ４７、上位レイヤ処理部４８を含んで構成される。上位レイヤ処理部４８は、受信レベル設定部４５、グループ設定部４６を含んで構成される。

受信アンテナ部３１は、移動局装置２−１〜２−６が送信した信号を受信する２つの受信アンテナを備える。受信部３２は、受信アンテナ部３１の２つの受信アンテナ各々が受信した信号に対し、ダウンコンバージョンやＡ／Ｄ変換などの受信処理を行ない、２つの受信アンテナ各々に対応するディジタル信号を得る。ＣＰ除去部３３は、これら２つのディジタル信号からサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を除去する。切替部３４は、ＣＰが除去された２つの信号が、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）が多重されたサブフレームか否かを判断する。ここで、ＳＲＳが多重されたサブフレームではないと判断した場合には、切替部３４は、ＣＰが除去された２つの信号をそのまま、ＦＦＴ部４０に出力する。一方、ＳＲＳが多重されたサブフレームであると判断した場合には、切替部３４は、ＣＰが除去された２つの信号を、サウンディング参照信号分離部３５に出力する。ＳＲＳ分離部３５は、ＣＰが除去された２つの信号から、ＳＲＳを分離する。ＳＲＳ分離部３５は、分離したＳＲＳを、伝搬路サウンディング部３６に出力し、ＣＰが除去された２つの信号各々の、残りの部分をＦＦＴ部４０に出力する。

伝搬路サウンディング部３６は、ＳＲＳ分離部３５が分離したＳＲＳから、該ＳＲＳが配置された周波数の伝搬路状態ｅを算出する。なお、ＳＲＳは、各移動局装置２−１〜２−６が送信するので、伝搬路サウンディング部３６は、伝搬路状態の算出を、移動局装置２−１〜２−６各々について行う。なお、伝搬路状態の算出は、本実施形態では、リソースブロック（１２サブキャリア）単位で行うが、サブキャリア単位など、その他の伝送制御単位で行ってもよい。伝搬路状態とは、例えば、受信ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音電力比）や、通信路容量（伝送路容量、Channel Capacity）である。

スケジューリング部３７は、伝搬路サウンディング部３６が算出した伝搬路状態ｅに基づいて、次回の伝送において各移動局装置２−１〜２−６に割り当てる周波数帯域およびＤＦＴポイント数を決定する。本実施形態におけるスケジューリング部３７は、移動局装置２−１〜２−６のうち、属するグループが異なるものの間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容する。この割り当てる周波数帯域を決定する際に、スケジューリング部３７は、後述するグループ設定部４６が出力するグループ情報ｇも用いる。また、スケジューリング部３７は、周波数帯域の割り当てに加えて、移動局装置２−１〜２−６毎に、符号化率および変調方式（ＭＣＳ）も決定する。スケジューリング部３７は、決定したこれらの情報ａ_ｉ（ｉは１〜３でありグループを示す）を、制御信号生成部３８に出力する。なお、スケジューリング部３７による周波数割り当て方法については後述する。制御信号生成部３８は、受信レベル設定部４５から入力された目標受信レベルを示す情報ｌ_ｉと、スケジューリング部３７から入力された情報ａ_ｉと、伝搬路サウンディング部３６から入力された伝搬路状態ｅと、グループ設定部４６から入力されたグループ情報ｇとに基づき、移動局装置２−１〜２−６各々について、制御情報を生成し、該制御情報を表す制御信号を生成する。この制御情報は、移動局装置２−１〜２−６のうち、該制御情報に対応する伝送タイミングで周波数帯域が割り当てられている移動局装置各々について、周波数帯域の割り当て結果を示すリソースインデックスと、ＤＦＴポイント数を示す情報と、符号化率および変調方式を示す情報と、復調用参照信号のパターンを示す情報と、目標受信レベルを示す情報とを含む。送信部３９は、この制御信号に対して、アップコンバージョンやＤ／Ａ変換などの無線送信処理を行った後、送信アンテナ４７を介して、各移動局装置２−１〜２−６に送信する。

ＦＦＴ部４０は、切替部３４あるいはサウンディング参照信号分離部３５から入力された２つの信号各々を、高速フーリエ変換により時間周波数変換して、２つの周波数信号を生成する。ＤＭＲＳ分離部４１は、これら２つの周波数信号各々からＤＭＲＳを分離する。ここで、ＤＭＲＳ分離部４１は、２つの周波数信号各々から、検出対象の移動局装置２が送信したＤＭＲＳを分離する。ここで、検出対象の移動局装置２とは、移動局装置２−１〜２−６のうち、当該伝送タイミングに情報ビットの送信が可能なように、スケジューリング部３７により周波数帯域（リソースブロック）が割り当てられている移動局装置２である。ＤＭＲＳ分離部４１は、分離したＤＭＲＳを伝搬路推定部４２に出力し、２つの周波数信号各々の残りの部分をリソース分離部４３に出力する。伝搬路推定部４２は、検出対象の移動局装置２が伝送に用いたサブキャリア（離散周波数）の伝搬路特性と、他セルからの干渉を含む雑音電力とを推定し、得られた結果を信号検出部４４に出力する。ここで、伝搬路推定部４２は、検出対象の移動局装置２の送受信アンテナ２２と、受信アンテナ部３１の２つの受信アンテナとの組合せ毎に、伝搬路特性と雑音電力とを推定する。

リソース分離部４３は、ＤＭＲＳ分離部４１から入力された２つの周波数信号の各々から、検出対象の移動局装置２が送信に使用した周波数帯域の信号のみを抽出する。なお、検出対象の移動局装置２が送信に使用した周波数帯域は、スケジューリング部３７が該移動局装置２に割り当てた周波数帯域である。そのため、リソース分離部４３は、スケジューリング部３７から該情報を取得する。信号検出部４４は、リソース分離部４３が抽出した信号に対して、受信ダイバーシチ合成、等化、変調シンボルの復調、誤り訂正復号などの信号検出を行い、検出対象の移動局装置２に入力された情報ビットＢに対応する復号ビットＢ’を得る。

なお、後述するように、各移動局装置２−１〜２−６に割り当てられる周波数帯域は、移動局装置２−１〜２−６の間で重複している。このため、信号検出部４４が信号検出をする際には、重複している周波数帯域の周波数信号から、検出対象の移動局装置２からの信号を分離する処理も含まれる。この分離処理は、干渉キャンセル技術を用いて行う。この干渉キャンセル技術として、ターボ原理に基づく非線形繰り返し等化（ターボ等化）による干渉キャンセリングを用いてもよいし、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）のようなランキングしてシリアルに各検出対象の移動局装置２の信号を検出するようなシリアル干渉キャンセリングを用いてもよい。また、ＰＩＣ（Parallel Interference Cancellation）のように複数の検出対象の移動局装置２の信号を並列に検出する干渉キャンセリングを用いてもよい。

上位レイヤ処理部４８におけるグループ設定部４６は、移動局装置２−１〜２−６を複数のグループに分ける。例えば、グループ設定部４６は、例えば、互いの距離が近い移動局装置２をグループ化する。ここで、グループ設定部４６が設定するグループの数は、予め設定された数である「３」であり、受信アンテナ部３１が有する受信アンテナの数よりも大きい数であるが、これに限定されない。例えば、基地局装置１と同時に通信する移動局装置２の数や、要求されるビットレートの合計などに応じて、グループ数を変更するようにしてもよい。グループ設定部４６は、分けた各グループを示すグループ情報ｇをスケジューリング部３７と受信レベル設定部４５に出力する。ここで、グループ情報ｇとは、各グループにいずれの移動局装置２が属しているかを示す情報である。受信レベル設定部４５は、グループ設定部４６が出力したグループ情報ｇが示すグループ各々に対して、目標受信レベルを設定し、該目標受信レベルを示す情報ｌ_ｉ（ｉはグループを示す）を制御信号生成部３８に通知する。例えば、受信レベル設定部４５は、ＵＥ（移動局装置）固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を、各グループに対して設定し、目標受信レベルを示す情報として出力する。これにより、セル固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ}とＵＥ固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}との和であり、目標受信レベルであるＰ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ,ｃ}の値は、グループ毎に異なる値となる。

図７は、本実施形態におけるスケジューリング部３７の構成を示す概略ブロック図である。スケジューリング部３７は、グループ分離部５１、優先度算出部５２−１〜５２−３、リソース決定部５３−１〜５３−３を含んで構成される。なお、スケジューリング部３７は、グループ設定部４６が設定するグループ数に応じた数の優先度算出部およびリソース決定部を有する。上述のように、本実施形態では、グループ数は「３」なので、スケジューリング部３７は、優先度算出部およびリソース決定部を、それぞれ３つずつ有する。設定されるグループ数が「３」が超える場合は、スケジューリング部３７は、該グループ数の優先度算出部およびリソース決定部を有する。

グループ分離部３７は、伝搬路サウンディング部３６が算出した伝搬路状態ｅを、グループ設定部４６が出力したグループ情報ｇが示すグループ毎に分離し、各々を優先度算出部５２−１〜５２−３に出力する。すなわち、グループ分離部３７は、伝搬路状態ｅのうち、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２のいずれかから、受信アンテナ部３１のいずれかの受信アンテナまでの伝搬路の伝搬路状態を示す値を、優先度算出部５２−１に出力する。同様に、グループ分離部３７は、伝搬路状態ｅのうち、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４のいずれかから、受信アンテナ部３１のいずれかの受信アンテナまでの伝搬路の伝搬路状態を示す値を、優先度算出部５２−２に出力する。グループ分離部３７は、伝搬路状態ｅのうち、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、２−６のいずれかから、受信アンテナ部３１のいずれかの受信アンテナまでの伝搬路の伝搬路状態を示す値を、優先度算出部５２−３に出力する。

優先度算出部５２−１〜５２−３の各々は、移動局装置２−１〜２−６のうち、入力された伝搬路状態ｅに対応する移動局装置のそれぞれについて、優先度を計算する。すなわち、優先度算出部５２−１は、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２の優先度を計算する。同様に、優先度算出部５２−２は、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４の優先度を計算し、優先度算出部５２−３は、第３のグループ３−１に属する移動局装置２−５、２−６の優先度を計算する。優先度算出部５２−１〜５２−３は、例えば、プロポーショナルフェアネス方式を用いる場合、式（３）により優先度を算出する。

式（３）において、Ｐ（ｕ，ｍ）はｕ番目の移動局装置２−ｕのｍ番目のリソースブロックの優先度である。この値が大きいほど、このリソースブロックの優先度が高いことを表す。また、Ｒ（ｕ，ｍ）はｕ番目の移動局装置２−ｕにｍ番目のリソースブロックを割り当てたと仮定した場合の見込みスループットであり、グループ分離部３７が出力した伝搬路状態に基づき算出される。また、Ｒ_ａｖｅ（ｕ）はｕ番目の移動局装置２−ｕのスケジューリングのタイミングまでに達成した平均スループットを表す。

リソース決定部５３−１〜５３−３（割り当て決定部）は、このように算出された優先度に基づき、各リソースブロック(周波数帯域）を、該リソースブロックで最も優先度の高い移動局装置に割り当てる。すなわち、リソース決定部５３−１〜５３−３は、各グループの移動局装置各々に、周波数帯域を割り当てる。リソース決定部５３−１は、各リソースブロックについて、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２のうち、最も優先度の高いものを選択し、選択した移動局装置に該リソースブロックを割り当てる。同様に、リソース決定部５３−２は、各リソースブロックについて、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４のうち、最も優先度の高いものを選択し、選択した移動局装置に該リソースブロックを割り当てる。リソース決定部５３−３は、各リソースブロックについて、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、２−６のうち、最も優先度の高いものを選択し、選択した移動局装置に該リソースブロックを割り当てる。リソース決定部５３−１〜５３−３は、それぞれ、割り当て結果を示す情報ａ_１〜ａ_３を制御信号生成部３８に出力する。なお、各移動局装置２−１〜２−６に割り当てるリソースブロック数は、例えば、予め決められた数でもよいし、各移動局装置２−１〜２−６が要求した数にしてもよいし、ＱｏＳ（Quality of Service；サービス品質）に従って決定された数にしてもよい。

図８は、スケジューリング部３７の動作を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１において、グループ分離部５１が、移動局装置２−１〜２−６に関する伝搬路状態をグループ毎に分け、それぞれ、優先度算出部５２−１〜５２−３に出力する。ステップＳ２において、グループ番号ｋとして１を設定する。次に、ステップＳ３において、ｋ番目の優先度算出部５２−ｋが、ｋ番目のグループに含まれる移動局装置の優先度を算出する。ステップＳ４において、ｋ番目のリソース決定部５３−ｋが、ｋ番目のグループに含まれる移動局装置に周波数リソースを割り当て、ステップＳ５においてグループ番号ｋに１を加える。その後、ステップＳ６においてグループ番号ｋがグループの総数Ｋ（ここでは「３」）を越えるかどうかを判断し、ｋ＞Ｋとなれば割当を終了し、そうでなければまだ周波数割当が完了していないグループが存在すると判断し、ステップＳ３の処理に回帰する。

図９は、制御信号生成部３８の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における制御信号生成部３８は、制御情報として、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）を示す制御ビットと、復調用参照信号のパターンを示す制御ビットと、リソースインデックスを示す制御ビットと、目標受信レベルを示す情報とを生成し、これらの制御情報を示す制御信号を生成する。なお、制御信号生成部３８は、制御信号を生成する度に、これらの全ての制御情報を含んでいる必要はなく、制御情報によって送信タイミングが異なっていてもよい。制御情報生成部３８は、ＭＣＳ決定部６１−１〜６１−３、リソースインデックス生成部６２−１〜６２−３、参照信号系列生成部６３−１〜６３−３、目標受信レベル通知部６４−１〜６４−３を含んで構成される。

ＭＣＳ決定部６１−１〜６１−３は、伝搬路サウンディング部３６およびスケジューリング部３７より入力された各移動局装置２−１〜２−６の伝搬路のサウンディング結果（伝搬路状態ｅ）と周波数割当（リソースインデックス）を示す情報ａ_１〜ａ_３に基づき、各グループに含まれる移動局装置各々からの信号の受信ＳＩＮＲを予測し、各グループに含まれる移動局装置２−１〜２−６各々が送信に用いる変調方式および符号化率（ＭＣＳ）を決定する。なお、ＭＣＳ決定部６１−１は、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２のＭＣＳを決定し、ＭＣＳ決定部６１−２は、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４のＭＣＳを決定し、ＭＣＳ決定部６１−３は、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、２−６のＭＣＳを決定する。

リソースインデックス生成部６２−１〜６２−３は、各グループに含まれる移動局装置２−１〜２−６各々に関する周波数割当（リソースインデックス）を示す情報ａ_１〜ａ_３の情報源符号化を行う。ＭＣＳ決定部６１−１〜６１−３と同様に、リソースインデックス生成部６２−１は、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２のリソースインデックス（周波数割当を示す情報ａ_１）を情報源符号化し、リソースインデックス生成部６２−２は、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４のリソースインデックス（周波数割当を示す情報ａ_２）を情報源符号化し、リソースインデックス生成部６２−３は、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、２−６のリソースインデックス（周波数割当を示す情報ａ_３）を情報源符号化する。

参照信号系列生成部６３−１〜６３−３（参照信号決定部）は、各グループに含まれる移動局装置２−１〜２−６について、異なるグループに属する移動局装置が送信する復調用参照信号同士は直交するように、各移動局装置が送信する復調用参照信号を決定する。参照信号系列生成部６３−１は、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２の復調用参照信号のパターンを決定し、参照信号系列生成部６３−２は、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４の復調用参照信号のパターンを決定し、参照信号系列生成部６３−３は、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、２−６の復調用参照信号のパターンを決定する。決定する復調用参照信号のパターンの詳細については、後述する。ここで、復調用参照信号のパターンとは、参照信号の符号系列と、参照信号を配置するサブキャリアとの組み合わせを示す情報である。なお、このパターンは、復調用参照信号をグループ間で直交させるためのパラメータを含んでいれば良いので、用いる符号系列のみで直交させる場合は、符号系列のみを示す情報であってもよい。同様に、配置するサブキャリアのみで直交させる場合は、サブキャリアのみを示す情報を示す情報であってもよい。

目標受信レベル通知部６４−１〜６４−３は、受信レベル設定部４５が設定した目標受信レベルを示す情報ｌ_１〜ｌ_３を、各移動局装置２−１〜２−６に通知する信号を生成する。すなわち、目標受信レベル通知部６４−１は、第１のグループ３−１の目標受信レベルを示す情報（ＵＥ固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}）ｌ_１を、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、２−２に通知する信号を生成する。目標受信レベル通知部６４−２は、第２のグループ３−２の目標受信レベルを示す情報ｌ_２を、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、２−４に通知する信号を生成する。目標受信レベル通知部６４−３は、第３のグループ３−３の目標受信レベルを示す情報ｌ_３を、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、２−６に通知する信号を生成する。

図１０から図１２は、移動局装置２−１〜２−６が生成する参照信号の例を示す図である。すなわち、参照信号系列生成部６３−１〜６３−３が決定する復調用参照信号のパターンを示す図である。ＤＭＲＳ分離部４１にて、移動局装置２−１〜２−６各々の復調用参照信号を分離するには、復調用参照信号が移動局装置２−１〜２−６の間で直交している必要がある。ここで、移動局装置２−１〜２−６の各々が送信する復調用参照信号は、スケジューリング部３７が割り当てた周波数帯域内に配置される。同じグループ内の移動局装置間（例えば移動局装置２−１と２−２）では、スケジューリング部３７が割り当てた周波数帯域は直交している（重ならない）ので、それらの周波数帯域内に配置される復調用参照信号は、使用する符号系列や配置されるサブキャリアによらず直交する。しかし、異なるグループの移動局装置間（例えば移動局装置２−１と２−３）では、同時に同じ周波数帯域で受信される場合があるので、直交させるためには、使用する符号系列や配置されるサブキャリアを選ぶ必要がある。そこで、参照信号系列生成部６３−１〜６３−３は、異なるグループに属する移動局装置の間では、復調用参照信号が配置されるサブキャリアが異なるように、あるいは、使用する符号化系列が直交するように復調用参照信号のパターンを決定する。

図１０の例と、図１１および図１２からなる例とは、それぞれ異なる例である。図１０の例は、インターリーブ周波数分割多重（ＩＦＤＭ：Interleaved Frequency Division Multiplexing）と呼ばれる技術を用いて直交させる例である。図１０において、符号Ｒｓ１を付した白い矩形で表されるサブキャリアは、第１のグループ３−１に属する移動局装置２−１、または２−２が参照信号を配置するサブキャリアである。符号Ｒｓ１が付されたサブキャリアのうち、基地局装置１のリソース決定部５３−１によって、移動局装置２−１に割り当てられたサブキャリアには、移動局装置２−１のＤＭＲＳ生成部２７が生成した参照信号がＤＭＲＳ多重部１５によって配置される。同様に、符号Ｒｓ１が付されたサブキャリアのうち移動局装置２−２に割り当てられたサブキャリアには、移動局装置２−２のＤＭＲＳ生成部２７が生成した参照信号がＤＭＲＳ多重部１５によって配置される。

符号Ｒｓ２を付した斜線でハッチングされた矩形で表されるサブキャリアは、第２のグループ３−２に属する移動局装置２−３、または２−４が参照信号を配置するサブキャリアである。サブキャリアＲｓ２の各々に、いずれの移動局装置２−３、２−４が参照信号を配置するかは、サブキャリアＲｓ１の場合と同様である。また、符号Ｒｓ３を付した網掛けされた矩形で表されるサブキャリアは、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、または２−６が参照信号を配置するサブキャリアである。サブキャリアＲｓ３の各々に、いずれの移動局装置２−５、２−６が参照信号を配置するかは、サブキャリアＲｓ１、Ｒｓ２の場合と同様である。図１０に示すように、周波数の小さい方から順番に、サブキャリアＲｓ１、Ｒｓ２、Ｒｓ３、Ｒｓ１、Ｒｓ２、Ｒｓ３、・・・・というように、サブキャリアＲｓ１〜Ｒｓ３が順に繰り返し現れている。すなわち、参照信号系列生成部６３−１、６３−２、６３−３は、それぞれ、周波数の小さい方から数えて、３ｎ＋１番目、３ｎ＋２番目、３ｎ＋３番目（ｎは０以上の整数）のサブキャリアに復調用参照信号を配置するパターンを指定する。なお、図１０中の１ＲＢは、本実施形態では、１２のサブキャリアで１リソースブロック（ＲＢ）を構成することを示している。

このように、各グループで櫛の歯状に、かつ重複しないように参照信号を周波数方向に配置している。このように、この例では３サブキャリアに１サブキャリア（この場合、繰り返し要素（ＲＦ：Repetition Factor）が３と称されることもある）の割合で、各グループの参照信号が入っている。基地局装置１の伝搬路推定部４２で、復調のための伝搬路推定を行う際は、他グループの参照信号が割り当てられた周波数の振幅をゼロにした上で、対象の移動局装置の参照信号が配置されたサブキャリアの伝搬路特性に基づき、櫛の歯状に空いたサブキャリアの伝搬路特性を補完することにより周波数特性を推定する。この補間方法はＤＦＴ法や最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）法や０次や１次を含む多項式補間などを用いてよい。

図１１では、櫛の歯状ではあるが、グループ数が３でありながら２つおきのサブキャリアが各グループに割り当てられている。すなわち、符号Ｒｓ４を付した白い矩形で表されるサブキャリアは、第１のグループ３−１および第２のグループ３−２に属する移動局装置２−１〜２−４のいずれかが参照信号を配置するサブキャリアである。符号Ｒｓ５を付した網掛けされた矩形で表されるサブキャリアは、第３のグループ３−３に属する移動局装置２−５、または２−６が参照信号を配置するサブキャリアである。そして、図１１では、周波数の小さい方から、サブキャリアＲｓ４、Ｒｓ５、Ｒｓ４、Ｒｓ５・・・というように、サブキャリアＲｓ４、Ｒｓ５が交互に現れている。

第３のグループ３−３については、他のグループと直交化されているので問題はないが、第１のグループ３−１および第２のグループ３−２の移動局装置２−１〜２−４は同一のサブキャリアを使用しており、周波数軸では直交化されていない。そこで、図１２のように、第１のグループ３−１と第２のグループ３−２を時間軸の符号で直交化するパターンを用いる。図１２は、例としてＬＴＥやＬＴＥ−Ａシステムの時間リソースの最小単位であるサブフレームを示している。横軸が時間であり、１つの四角は１回のＤＦＴで生成される信号であるＤＦＴブロックを表している。また、１サブフレームは１４個のＤＦＴブロックから構成される。図１２に示すように、サブフレーム内の４番目のＤＦＴブロックＴｒ１と、１１番目のＤＦＴブロックＴｒ２に復調用参照信号が挿入される。４番目のＤＦＴブロックＴｒ１に含まれる第１の復調用参照信号と、１１番目のＤＦＴブロックＴｒ２に含まれる第２の復調用参照信号とを次のようにして生成する。第１のグループ３−１に対しては、ある値αに［１，１］（第１の符号系列）を乗算したものを、第１の復調用参照信号と第２の復調用参照信号とする。また、第２のグループ３−２に対しては、第１のグループ３−１の場合と同じ値αに［１，−１］（第１の符号系列と直交する符号系列）を乗算したものを、第１の復調用参照信号と第２の復調用参照信号とする。［１，１］と［１，−１］は直交関係にあるので、同一の周波数を使用していても、受信機である基地局装置１で分離することができる。

なお、図１０から図１２を組み合わせた場合のいかなる直交化であってもよい。また、ここではグループ固有の復調用参照信号にして直交化させる場合で書いてあるが、移動局装置固有の復調用参照信号であっても同様の処理を実現できる。また、帯域が同一の場合にはサイクリックシフト（ＣＳ：Cyclic Shift）やウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）符号など様々な直交符号が存在するが、それを組み合わせてもよく、結果として、各グループ間で直交する復調用参照信号を与えるものであればよい。これにより受信側での伝搬路推定精度が高まる。

なお、本実施形態では、目標受信レベルを示す情報であるＵＥ固有の制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を制御情報生成部３８が生成して送信部３９、送信アンテナ４７を介して送信するとして説明した。この送信の際に、制御値Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を、物理制御チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel；物理ダウンリンク制御チャネル））にて送信するようにしてもよいし、ＲＲＣ信号などの上位層の制御チャネルにて送信するようにしてもよい。

また、信号検出部４４にて、ＳＩＣのようにシリアルに信号を検出する場合は、グループ設定部４６の設定結果に基づき、目標受信レベルの大きいグループに属する移動局装置の信号から検出するようにしてもよい。シリアルに信号を検出する場合は、電力の大きい信号から順に検出した方が正しく分離しやすくなるので、このようにすることで、優れたビットエラーレートが得られる。

このように、本実施形態では、移動局装置をグループ化し、各グループ間で目標受信電力を変更するとともに、異なるグループ間でのみ割り当てる周波数帯域が重なることを許容している。これにより、周波数帯域が重なっていても、重なっている移動局装置の信号間では、その受信電力が異なるため、基地局装置１の信号検出部４４で正しく分離しやすくなる。すなわち、優れたビットエラーレートが得られる。また、従来の許容重複率のような制約条件がないので、各グループ内では容易なスケジューリング方法を用いることができる。さらに、非直交に重畳している（受信アンテナ数よりも空間多重数が多い）分、有効に無線資源を活用できるため、優れたスループットも得られる。
また、グループ間で、受信電力が異なっているので、スケジューリングする際に、各移動局装置２−１〜２−６に割り当てた周波数帯域が

［第２の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態に、フラクショナル送信電力制御（Fractional Transmission Power Control）を組み合わせた場合の例を示す。本実施形態における基地局装置７１の構成は、グループ設定部４６および受信レベル設定部４５の動作が異なる点以外は、第１の実施形態における基地局装置１と同様である。また、本実施形態における移動局装置７２−１〜７２−６の構成は、上位レイヤ処理部２９および送信電力制御部２０の動作が異なる点以外は、移動局装置２−１〜２−６と同様である。ここでは、第１の実施形態と異なる送信電力制御部２０、上位レイヤ処理部２９、受信レベル設定部４５、グループ設定部４６のみを説明し、その他の部分については説明を省略する。

本実施形態における上位レイヤ処理部２９は、上位層の制御情報から、式（１）におけるα_ｃ（ｊ）の値を取得し、これを送信電力制御情報Ｐとして、送信電力制御部２０に出力する。
本実施形態における送信電力制御部２０は、受信部２３から受けたパスロスＰＬと、上位レイヤ処理部２９から受けた送信電力制御情報Ｐと、リソース識別部２６から受けたリソースブロック数Ｍとに基づき、式（１）を用いて送信電力値を算出し、送信部２１に出力する。本実施形態では、送信電力制御情報Ｐとして、上述のように、α_ｃ（ｊ）の値を、上位レイヤ処理部２９から受け取る。なお、式（１）における、その他のパラメータについては、本実施形態では、予め決められた値を用いるが、基地局装置７１から通知されるようにしてもよい。

本実施形態における受信レベル設定部４５は、式（１）のα_ｃ（ｊ）を、「１」とは異なる値（ここでは、１よりも小さい値）に設定し、目標受信レベルを示す情報ｌ_ｉとして制御信号生成部３８に出力する。このように、式（１）においてα_ｃ（ｊ）＜１にすることで、フラクショナル送信電力制御を行うことができる。

図１３は、フラクショナル送信電力制御におけるパスロスと目標受信電力の関係を示すグラフである。同図では横軸はデシベルを単位とするパスロス値ＰＬ、縦軸は目標受信電力Ｌである。図１３は、式（１）において、α_ｃ（ｊ）を１より小さい値に設定した場合の例である。すなわち、本実施形態における送信電力制御部２０は、α_ｃ（ｊ）に１より小さい値を設定した式（１）を用いて、送信電力値を算出する。

パスロスは、基地局装置７１から移動局装置７２までの距離に比例する値をとる。そのため、図１３のように右肩下がりのグラフの場合、距離が大きくなるほど、基地局装置７１における所望の受信電力（目標受信電力）が小さくなることを意味している。同図において基地局装置７１からの位置が比較的近く、パスロスがＰＬ１の第１の移動局装置７２は、目標受信電力が比較的高くなる。また、基地局装置７１からの位置が比較的遠く、パスロスがＰＬ１、ＰＬ３の第２および第３の移動局装置７２は目標受信電力が低くなる。また、この目標受信電力Ｌの大きさの違いは、α_ｃ（ｊ）を小さくするほど大きな差をつけることができる。

本実施形態におけるグループ設定部４６は、目標受信電力もしくはパスロスの大きさに基づいて移動局装置７２−１〜７２−６をグループ化する。ここで本実施形態では、下りの参照信号に基づき、移動局装置７２−１〜７２−６が推定したパスロスあるいは受信信号電力を表す情報を、移動局装置７２−１〜７２−６は、上位レイヤで基地局装置７１に報告する。グループ設定部４６は、これらの報告された情報（すなわち、パスロスあるいは受信信号電力）に基づいて、移動局装置７２−１〜７２−６をグループ化する。

図１４は、グル―プ設定部４６によるグループ化を説明する概念図である。グル―プ設定部４６は、基地局装置７１からのパスロスもしくは受信電力を用いることで、同図のように移動局装置７２−１〜７２−６を、基地局装置７１からの距離に応じた３つのグループに分けている。このとき、第１のグループ、第２のグループおよび第３のグループを７３−１、７３−２、７３−３としている。すなわち、移動局装置７２−１〜７２−６のうち、最も距離が近いもの（パスロスが小さいもの）から順に並べて、各グループに属する移動局装置の数が同じになるように３つのグループに分けている。なお、本実施形態では、各グループに属する移動局装置の数が同じになるように、グループ分けしているが、グループ分けの方法は、これに限らない。例えば、各グループに対応する距離の範囲を予め決めておき、各移動局装置の距離が、どの範囲に属するかによってグループ分けしてもよい。

このように、フラクショナル送信電力制御と、上述のようなグループ分けとを組み合わせることで、第１の実施形態と同様に、グループが異なる移動局装置からの信号の間では、基地局装置７１における受信電力に差が生じる。本実施形態でも、割り当てる周波数帯域が重なることを許容しているのは、異なるグループ間のみであるため、第１の実施形態と同様に、優れたビットエラーレートが得られる。また、従来の許容重複率のような制約条件がないので、各グループ内では容易なスケジューリング方法を用いることができる。さらに、非直交に重畳している（受信アンテナ数よりも重なっている移動局装置が多くできる）分、有効に無線資源を活用できるため、優れたスループットも得られる。

また、例えば、移動局装置７２−１〜７２−６のパスロスの差が小さいときなど、α_ｃ（ｊ）を調節することで受信電力差を大きくするような制御を同時に行ようにしてもよい。

［第３の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、グループ化をランダムに行う。本実施形態における基地局装置８１の構成は、グループ設定部４６の動作が異なる点以外は、第１の実施形態における基地局装置１または第２の実施形態における基地局装置７１と同様である。また、本実施形態における移動局装置８２−１〜８２−６の構成は、第１の実施形態における移動局装置２−１〜２−６または第２の実施形態における移動局装置７２−１〜７２−６と同様である。

図１５は、本実施形態におけるグループ設定部４６によるグループ化を説明する概念図である。同図では、基地局装置８１と接続する移動局装置８２−１〜８２−６が３つのグループ８３−１〜８３−３に分かれている。ここで、本実施形態では、グループ設定部４６が、グループ化をランダムに行っている点で第１および第２の実施形態と異なる。

本実施形態においては、例えば、基地局装置８１が、移動局装置８２−１〜８２−６を管理するために設定している移動局装置８２−１〜８２−６の番号（ＩＤ）の順番にグループ化する。これにより、基地局装置８１側での制御の負担を軽減することができる。基地局装置８１の受信レベル設定部４５は、第１の実施形態または第２の実施形態における受信レベル設定部４５と同様に各移動局装置８２−１〜８２−６の信号を検出するために必要な受信電力レベル差をつける。このようにすることで、効率良く周波数重畳多元接続を行うことができ、スループットがあがる。

また、第１〜第３の実施形態において、例えば、信号検出部４４においてビットエラーレートが予め設定された閾値を超えるなど、信号検出が困難であると判断される場合には、図１６のように、スケジューリング部３７において、各グループで割当可能な帯域幅を異なるようにしてもよい。第１の実施形態を例にとり、説明する。図１６の例では、上から１段目が第１のグループで割り当てられた周波数帯域を示し、２段目が第２のグループで割り当てられた周波数帯域を示し、３段目が第２のグループで割り当てられた周波数帯域を示す。

１段目では、リソースブロックＲＢ１〜ＲＢ６、ＲＢ１０、ＲＢ１１からなる周波数帯域Ａ３１は、移動局装置２−１に割り当てられている。また、リソースブロックＲＢ７〜ＲＢ９、ＲＢ１２〜ＲＢ１６からなる周波数帯域Ａ３２は、移動局装置２−２に割り当てられている。２段目では、リソースブロックＲＢ３〜ＲＢ７、ＲＢ１４、ＲＢ１５からなる周波数帯域Ａ３３は、移動局装置２−３に割り当てられている。また、リソースブロックＲＢ８〜ＲＢ１３からなる周波数帯域Ａ３４は、移動局装置２−４に割り当てられている。３段目では、リソースブロックＲＢ７〜ＲＢ１１からなる周波数帯域Ａ３５は、移動局装置２−５に割り当てられている。また、リソースブロックＲＢ５、ＲＢ６、ＲＢ１２、ＲＢ１３からなる周波数帯域Ａ３６は、移動局装置２−６に割り当てられている。

すなわち、第１のグループに対応する周波数帯域は、リソースブロックＲＢ１〜ＲＢ１６であり、第２のグループに対応する周波数帯域は、それよりも狭いリソースブロックＲＢ３〜ＲＢ１５であり、第３のグループに対応する周波数帯域は、さらに狭いリソースブロックＲＢ５〜ＲＢ１３である。そして、リソース決定部５３−１は、第１のグループに属する移動局装置２−１、２−２各々に割り当てる周波数帯域を、リソースブロックＲＢ１〜ＲＢ１６、すなわち第１のグループに対応する周波数帯域から選択する。同様に、リソース決定部５３−２は、第２のグループに属する移動局装置２−３、２−４各々に割り当てる周波数帯域を、第２のグループに対応する周波数帯域から選択する。リソース決定部５３−３は、第３のグループに属する移動局装置２−４、２−５各々に割り当てる周波数帯域を、第３のグループに対応する周波数帯域から選択する。このように、各グループに対応する周波数帯域を異ならせることで、空間多重数が少ない周波数帯域（図１６におけるＲＢ３、ＲＢ４、ＲＢ１４、ＲＢ１５）や、空間多重数が１の周波数帯域（図１６におけるＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ１６）を生じさせることで、これらの周波数帯域で信号を検出しやすくすることができる。したがって、ビットエラーレートを改善することができる。ただし、この場合でも、各グループに対応する周波数帯域は、他のグループに対応する周波数帯域と重複する周波数帯域を含んでいる。なお、周波数帯域を狭くするグループを決める例としては、送信電力の大きいあるいは受信電力の小さいものを狭くするグループに設定する方法などがあるが、これに限定されない。

また、従来の許容重複率のような制約条件がないので、各グループ内では容易なスケジューリング方法を用いることができる。
なお、上述の各実施形態において、送信電力の制御は、上述のように送信部２１における増幅の際に、増幅率を制御することで行ってもよいし、変調部１２が生成する変調シンボルや、ＩＦＦＴ部１６の出力する時間信号などのディジタル信号の振幅を制御することで行ってもよいし、これらを組み合わせてもよい。

また、上述した各実施形態における移動局装置２−１〜２−６、７２−１〜７２−６、８２−１〜８２−６および基地局装置１、７１、８１各々の一部、または全部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置および基地局装置を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した各実施形態における移動局装置２−１〜２−６、７２−１〜７２−６、８２−１〜８２−６および基地局装置１、７１、８１各々の一部、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。移動局装置２−１〜２−６、７２−１〜７２−６、８２−１〜８２−６および基地局装置１、７１、８１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。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。

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変更等も含まれる。

本発明は、携帯電話装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。

１、７１、８１…基地局装置
２−１〜２−６、７２−１〜７２−６、８２−１〜８２−６…移動局装置
３−１…第１のグループ
３−２…第２のグル―プ
３−３…第３のグループ
１０…無線通信システム
１１…符号部
１２…変調部
１３…ＤＦＴ部
１４…リソース割当部
１５…ＤＭＲＳ多重部
１６…ＩＦＦＴ部
１７…切替部
１８…ＳＲＳ多重部
１９…ＣＰ挿入部
２０…送信電力制御部
２１…送信部
２２…送受信アンテナ
２３…受信部
２４…制御情報検出部
２５…ＭＣＳ識別部
２６…リソース識別部
２７…ＤＭＲＳ生成部
２８…ＳＲＳ生成部
２９…上位レイヤ処理部
３１…受信アンテナ部
３２…受信部
３３…ＣＰ除去部
３４…切替部
３５…ＳＲＳ分離部
３６…伝搬路サウンディング部
３７…スケジューリング部
３８…制御信号生成部
３９…送信部
４０…ＦＦＴ部
４１…ＤＭＲＳ分離部
４２…伝搬路推定部
４３…リソース分離部
４４…信号検出部
４５…受信レベル設定部
４６…グループ設定部
４７…送信アンテナ
４８…上位レイヤ処理部
５１…グループ分離部
５２−１〜５２−３…優先度算出部
５３−１〜５３−３…リソース決定部
６１−１〜６１−３…ＭＣＳ決定部
６２−１〜６２−３…リソースインデックス生成部
６３−１〜６３−３…参照信号系列生成部
６４−１〜６４−３…目標受信レベル通知部

Claims (7)

1. 複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当てを行う制御局装置であって、
   前記複数の通信装置を複数のグループに分けるグループ設定部と、
   前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定するスケジューリング部と、
   目標受信レベルを設定する受信電力設定部と、
   を具備し、
   前記スケジューリング部は、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容し、
   前記受信電力設定部は、前記グループ毎に、異なる目標受信レベルを設定すること
   を特徴とする制御局装置。
2. 前記グループ設定部は、受信電力またはパスロスに基づき、前記通信装置をグループに分けることを特徴とする請求項１に記載の制御局装置。
3. 複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当てを行う制御局装置であって、
   前記複数の通信装置を複数のグループに分けるグループ設定部と、
   前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定するスケジューリング部と、
   を具備し、
   前記グループ設定部は、前記通信装置の識別番号に基づき、前記通信装置をグループに分け、
   前記スケジューリング部は、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容すること
   を特徴とする制御局装置。
4. 異なる前記グループに属する前記通信装置が送信する参照信号同士は直交するように、前記通信装置各々が送信する参照信号を決定する参照信号決定部を具備することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の制御局装置。
5. 前記スケジューリング部は、前記通信装置各々に割り当てる周波数帯域を、該通信装置が属するグループに対応する周波数帯域の中から選択し、
   一の前記グループに対応する周波数帯域は、少なくとも一つの他の前記グループに対応する周波数帯域と重複する周波数帯域を含むこと
   を特徴とする請求項１または請求項３に記載の制御局装置。
6. 干渉キャンセル技術を用いて、前記通信装置各々が送信した信号を、受信信号から検出する信号検出部を具備することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の制御局装置。
7. 複数の通信装置と、前記複数の通信装置の各々が送信に用いる周波数帯域の割り当てを行う制御局装置とを具備する無線通信システムであって、
   前記制御局装置は、
   前記複数の通信装置を複数のグループに分けるグループ設定部と、
   前記通信装置の各々に割り当てる周波数帯域を決定するスケジューリング部と、
   目標受信レベルを設定する受信電力設定部と、
   を具備し、
   前記スケジューリング部は、属する前記グループが異なる前記通信装置の間では、割り当てる周波数帯域が重複することを許容し、
   前記受信電力設定部は、前記グループ毎に、異なる目標受信レベルを設定すること
   を特徴とする無線通信システム。

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