JPWO2009081580A1 - 無線通信基地局装置、無線通信移動局装置および伝搬路推定方法 - Google Patents

Abstract

周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる無線通信基地局装置。この装置において、プレコーディング行列連続性判定部（１２０）は、プレコーディング行列計算部（１１９）から入力される複数のプレコーディング行列Φが周波数領域で連続するか否かを判定する。そして、プレコーディング行列連続性判定部（１２０）は、判定結果を示すスムージング可否情報を制御情報生成部（１０４）に出力する。そして、制御情報生成部（１０４）は、プレコーディング行列連続性判定部（１２０）から入力されるスムージング可否情報を示す制御情報を生成する。

Description

本発明は、無線通信基地局装置、無線通信移動局装置および伝搬路推定方法に関する。

３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ(3rd Generation Partnership Project Radio Access Network Long Term Evolution)では、下り回線の通信方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されている。３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）が予め定められた通信リソースを用いて参照信号（Reference Signal：ＲＳ）を送信し、無線通信端末装置（以下、端末と省略する）は受信したＲＳを用いて伝搬路推定を行ってデータを復調する（非特許文献１参照）。

また、基地局が複数のアンテナポート（antenna port）を備えている場合、基地局はダイバーシチ送信を行うことが可能となる。３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、送信ダイバーシチ効果を得るためのプレコーディング行列（Precoding Matrix）と呼ばれる送信重み付けが定義されている。プレコーディング行列は、オープンループ（Open loop）またはクローズドループ（Closed loop）による重み付け制御によって決定される。

ここで、クローズドループの重み付け制御として、複数の固有ベクトルにより独立な信号を同一帯域において同時に送受信することができる固有モード伝送技術を用いた個別ビームフォーミング（Dedicated beam forming）がある。個別ビームフォーミングでは、基地局は、下り伝搬路に応じたプレコーディング行列を送信データに乗じてビームフォーミングを行う。これにより、移動局での受信データの受信電力を向上することができる。ここで、個別ビームフォーミングでは、移動局は、ビームフォーミングされる送信データに付加されたＲＳをそのまま用いて伝搬路状態を推定し、データを復調することができる。

図１に３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥで想定されている２アンテナポートの基地局（2Tx基地局）の構成を示す。個別ビームフォーミングを行う場合、図１に示す基地局のプレコーディング部は、送信データにプレコーディング行列を乗算する。ここで、配置部から出力される送信データをｓとし、プレコーディング部で送信データに乗算されるプレコーディング行列をΦとすると、基地局から送信される信号ｙは、

となる。ここで、ｓはｎ（ｎ≦２）次元のベクトルであり、Φは（アンテナポート数×ｎ）の行列である。また、ｎは、信号のレイヤ数、つまり、空間分割多重（Space Division Multiplex：ＳＤＭ）による多重数である。

ここで、基地局と移動局との間の伝搬路状態を示す伝搬路行列をＨとすると、移動局では、送信データｓがＨΦという実効伝搬路を通って受信されたように見える。すなわち、送信データにプレコーディング行列Φが乗算される場合、移動局では、実効伝搬路が伝搬路行列Ｈ（実際の伝搬路）からプレコーディング行列Φが乗算された伝搬路行列ＨΦに変化する。このため、送信データｓを誤りなく受信するためには、移動局で実効伝搬路行列ＨΦを特定する必要がある。

３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、図２に示すように基地局の全アンテナポートから、基地局と移動局との間で予め取り決められた共通ＲＳ（Ｒ０，Ｒ１）が送信される。ただし、図２において、縦軸（周波数領域）はサブキャリア単位であり、横軸（時間領域）はＯＦＤＭシンボル単位である。また、１スロットは７ＯＦＤＭシンボルから構成される。また、Ｒ０,Ｒ１はそれぞれアンテナポート０,１（１番目,２番目のアンテナポート）から送信されるＲＳを示す。また、太線の枠で囲まれた１つのブロック（周波数領域上の１２サブキャリア、時間領域上の７ＯＦＤＭシンボル）の単位をリソースブロック（Resource Block：ＲＢ）と呼ぶ。

しかし、個別ビームフォーミングでは、時々刻々と変動する伝搬路状態に応じてプレコーディング行列Φを最適化する必要があるため、個別ビームフォーミング用のプレコーディング行列Φを予め定義することは困難である。そのため、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、個別ビームフォーミングのプレコーディング行列Φが定義されておらず、基地局と移動局との間でプレコーディング行列Φを予め設定することができない。また、図２に示す共通ＲＳは、プレコーディング行列Φが乗算されずに送信されるため、移動局では、共通ＲＳを用いて実効伝搬路（ＨΦ）を推定することができない。そこで、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、実効伝搬路を移動局に個別に通知するための個別（Dedicated）ＲＳが検討されている。

図３に2Tx基地局におけるＲＳ送信方法を示す。図３に示す共通ＲＳ（Ｒ０，Ｒ１）は、図１に示すように、プレコーディング行列が乗算されずに移動局に送信される。一方、図３に示す個別ＲＳは、図１に示すように、送信データと同一のプレコーディング行列Φが乗算されて移動局に送信される。例えば、図３に示すサブキャリア番号２に配置される個別ＲＳは、サブキャリア番号２の周波数の実伝搬路行列Ｈ（２）より求まるプレコーディング行列Φ（２）が乗算される。移動局では、個別ＲＳを用いることで実効伝搬路Ｈ（２）Φ（２）を推定することができる。そのため、基地局と移動局との間でプレコーディング行列Φを予め設定することなく、基地局がプレコーディング行列を設定しても、移動局で実効伝搬路行列を推定し、データを受信することができる。

上記のとおり、基地局が個別ＲＳを送信することにより、移動局は実効伝搬路ＨΦを推定できる。ここで、プレコーディング行列Φは、伝搬路行列Ｈを特異値分解することで得ることができる。具体的には、基地局は、次式に示す特異値分解により算出される行列Ｖをプレコーディング行列Φとする。

なお、ＵおよびＶはユニタリ行列であり、Σは対角行列である。また、Ｖは基地局の（アンテナポート数×アンテナポート数）の正方行列である。なお、ｎの値がアンテナポート数と異なる場合、Ｖの最初のｎ列をプレコーディング行列Φとする。

また、式（１）より、基地局から送信される送信データｙはＶｓとなるため、移動局で受信される受信信号ＨＶｓは、次式のようになる。

ここで、移動局では、受信ウェイトにＵ^Ｈを設定することにより、受信ウェイト乗算後の受信信号は、次式のようになる。

これより、移動局では、送信データｓが対角行列で示される伝搬路Σを通して受信されたように扱うことができる。

また、移動局で伝搬路推定精度を向上させる処理としてスムージング（Smoothing）処理がある。スムージング処理では、周波数領域で連続するサブキャリアの伝搬路推定結果に対してフィルタリングを施す。例えば、最も簡易なスムージング処理として、周波数領域で隣接するサブキャリア間の伝搬路推定結果を平均化する処理がある。スムージング処理は、伝搬路の周波数領域での連続性を利用した処理方法であるため、周波数領域で連続する周波数の伝搬路が不連続であるサブキャリア間では、スムージング処理を行うと伝搬路推定精度が劣化することが知られている（例えば、非特許文献２を参照）。
3GPP TS 36.211 V8.0.0 "Physical Channels and Modulation (Release 8)", Sep. 2007 (ftp://ftp.3gpp.org/Specs/2007-09/Rel-8/36_series/36211-800.zip) 西本，西村，大鐘，小川，"周波数選択性フェージング環境における擬似固有ビーム空間分割多重方式"，信学技報，RCS2006-56，2006年6月（H.Nishimoto，T.Nishimura, T.Ohgane, Y.Ogawa, "Pseudo Eigenbeam-Space Division Multiplexing in Frequency Selective Fading Environments", IEICE Technical Report, RCS2006-56, 2006-6）

伝搬路行列Ｈは周波数単位毎に異なるため、個別ビームフォーミングを最適に行う場合、個別ＲＳが配置された周波数単位毎にプレコーディング行列を計算し、そのプレコーディング行列を隣接するデータサブキャリアに対しても利用する必要がある。例えば、図３に示すＲＳ送信方法の場合、基地局はサブキャリア番号２，５，８，１１，１４，１７，２０，２３のサブキャリアに配置された個別ＲＳ毎に独立なプレコーディング行列Φ（式（２）に示す行列Ｖ）を計算する必要がある。しかしながら、式（２）に示す行列Ｖには、位相の不確定性が存在する。よって、伝搬路行列Ｈが周波数領域で連続でも、行列Ｖが周波数領域で不連続になることがある。つまり、周波数領域で連続する個別ＲＳに対してプレコーディング行列Φ（行列Ｖ）を乗算する場合、移動局での実効伝搬路ＨΦが周波数領域で不連続になってしまうことがある。このように、実効伝搬路ＨΦが周波数領域で不連続になる場合、移動局がスムージング処理を行うと伝搬路推定精度が劣化してしまう。また、移動局は、基地局から送信される個別ＲＳをそのまま用いて伝搬路推定を行うため、周波数領域で連続する個別ＲＳ間が連続であるか否かが分からない。よって、伝搬路推定精度を向上させるためには、スムージング処理を行うか否かを移動局が正確に判断できることが必要である。

本発明の目的は、周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる無線通信基地局装置、無線通信移動局装置および伝搬路推定方法を提供することである。

本発明の無線通信基地局装置は、複数のプレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を示す信号を無線通信移動局装置に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる。

従来の基地局の構成を示すブロック図 従来の基地局におけるＲＳ送信方法を示す図 従来の基地局における個別ＲＳ送信方法を示す図 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ＯＦＤＭシンボルの構成を示す図 本発明の実施の形態１に係る移動局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るプレコーディング行列連続性判定処理を示す図 本発明の実施の形態２に係るプレコーディング行列連続性判定処理を示す図

以下、本発明の実施の形態について、添付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、基地局は、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。

以下、本実施の形態に係る基地局１００について詳細に説明する。本実施の形態に係る基地局１００の構成を図４に示す。

図４に示す基地局１００において、符号化部１０１は送信データを符号化し、符号化後の送信データを変調部１０２に出力する。例えば、送信データは、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）に割り当てられる。

変調部１０２は、符号化後の送信データを変調し、変調後の送信データをプレコーディング部１０３に出力する。また、移動局で送信データを復調するための個別ＲＳが、変調部１０２から出力される変調後の送信データに付加される。

プレコーディング部１０３は、変調後の送信データに、プレコーディング行列計算部１１９から入力されるプレコーディング行列を乗算してプレコーディングを行う。また、プレコーディング部１０３では、送信データに乗算されるプレコーディング行列と同一のプレコーディング行列が個別ＲＳに乗算される。そして、プレコーディング部１０３は、プレコーディング後の送信データを、アンテナポート０に配置される送信データ、および、アンテナポート１に配置される送信データに分配し、それぞれをＯＦＤＭ配置部１０８に出力する。

制御情報生成部１０４は、送信データが割り当てられるリソースを示すリソース割当情報、送信データの変調方式を示す変調情報、および、プレコーディング行列連続性判定部１２０から入力されるスムージング可否情報を含む制御情報を生成する。例えば、制御情報は、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）に割り当てられる。また、制御情報生成部１０４は、同時に送信する複数の制御情報（ＰＤＣＣＨ）の送信先の移動局を識別するために、移動局毎に固有に割り当てられたスクランブル符号でスクランブリングされたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）ビットを各移動局宛ての制御情報に含ませる。そして、制御情報生成部１０４は、生成された制御情報を符号化部１０５に出力する。

符号化部１０５は制御情報生成部１０４から入力される制御情報（ＰＤＣＣＨ）を符号化し、符号化後の制御情報を変調部１０６に出力する。

変調部１０６は、符号化後の制御情報を変調し、変調後の制御情報をアンテナ分配部１０７に出力する。

アンテナ分配部１０７は、変調部１０６から入力される制御情報を、アンテナポート０に配置される制御情報とアンテナポート１に配置される制御情報とに分配し、それぞれをＯＦＤＭ配置部１０８に出力する。

ＯＦＤＭ配置部１０８は、プレコーディング部１０３から入力されるプレコーディング後の送信データおよびアンテナ分配部１０７から入力される制御情報を、リソース割当情報に基づいて、マルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかに配置する。また、プレコーディング行列が乗算されていない制御情報を復調するための共通ＲＳが、ＯＦＤＭ配置部１０８から出力される信号に付加される。具体的には、共通ＲＳのＲ０が、アンテナポート０から送信される信号に付加される。同様に、共通ＲＳのＲ１が、アンテナポート１から送信される信号に付加される。そして、ＯＦＤＭ配置部１０８は、各信号が配置された信号のうち、アンテナポート０から送信される信号をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０９に出力し、アンテナポート１から送信される信号をＩＦＦＴ部１１２に出力する。

ＩＦＦＴ部１０９は、アンテナポート０から送信される送信データおよび制御情報がそれぞれ配置されたサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成する。

ＣＰ（Cyclic Prefix）付加部１１０は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加する。

無線送信部１１１は、ＣＰ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行って、送信処理後のＯＦＤＭシンボルをアンテナポート０から送信する。

ＩＦＦＴ部１１２は、アンテナポート１から送信される送信データおよび制御情報がそれぞれ配置されたサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成する。

ＣＰ付加部１１３は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加する。

無線送信部１１４は、ＣＰ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行って、送信処理後のＯＦＤＭシンボルをアンテナポート１から送信する。

一方、無線受信部１１５は、移動局から送信された信号をアンテナポート０およびアンテナポート１を介して受信し、この信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。

ＣＰ除去部１１６は、受信処理後の信号に付加されているＣＰを除去する。

ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１１７は、ＣＰ除去後の信号に対してＦＦＴを行って周波数領域の受信信号を下り伝搬路推定部１１８に出力する。

下り伝搬路推定部１１８は、移動局から送信された基地局と移動局との間で既知であるトレーニングデータとＦＦＴ部１１７から入力される受信信号を用いて、上りの伝搬路を推定し、下り伝搬路推定結果を計算する。ここで、上り信号と下り信号との多重方法として、上りと下りで同じ周波数を用いるＴＤＤ（Time Division Duplex）を仮定する。ＴＤＤの場合、上り回線と下り回線とは、伝搬路状態に高い相関性をもつため、上り伝搬路の推定結果から、その対称である下り伝搬路を推定することができる。

さらに、下り伝搬路推定部１１８は、個別ＲＳが独立に送信されるサブキャリア群毎の伝搬路行列Ｈを推定する。すなわち、図３に示すように、３つのサブキャリア毎に１つの個別ＲＳが配置されるため、下り伝搬路推定部１１８は、３つのサブキャリアに対して１つの伝搬路行列Ｈを推定する。例えば、下り伝搬路推定部１１８は、図３に示すように、サブキャリア番号０〜２のサブキャリア群に対して１つの伝搬路行列Ｈ（２）を推定する。そして、下り伝搬路推定部１１８は、推定した伝搬路行列Ｈをプレコーディング行列計算部１１９に出力する。

プレコーディング行列計算部１１９は、下り伝搬路推定部１１８から入力されるサブキャリア群毎の伝搬路行列Ｈに基づいて、そのサブキャリア群毎のプレコーディング行列Φ（行列Ｖ）を計算する。具体的には、プレコーディング行列計算部１１９は、伝搬路行列Ｈに対して、式（２）に示す特異値分解することで、プレコーディング行列Φを算出する。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、算出されたプレコーディング行列Φをプレコーディング部１０３およびプレコーディング行列連続性判定部１２０に出力する。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、プレコーディング行列計算部１１９から入力される複数のプレコーディング行列Φが周波数領域で連続するか否かを判定する。そして、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、判定結果を示すスムージング可否情報を制御情報生成部１０４に出力する。ここで、スムージング可否情報を含む制御情報（ＰＤＣＣＨ）は、図５に示すように、制御情報用に割り当てられたｎ（ｎ≦３）ＯＦＤＭシンボル内に配置される。また、基地局１００は、この制御情報に対して、固有モード伝送技術を用いた個別ビームフォーミングを適用しない。よって、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、複数のＯＦＤＭシンボルのうち、制御情報用に割り当てられたＯＦＤＭシンボル以外のＯＦＤＭシンボル内の、個別ビームフォーミングを適用する移動局に割り当てられたＲＢを構成するサブキャリアに対してのみ連続であるか否かを判定すればよい。なお、基地局１００は、制御情報（ＰＤＣＣＨ）に対して基地局と移動局との間で予め取り決められたプレコーディング行列を使用してもよい。プレコーディング行列連続性判定部１２０におけるプレコーディング行列連続性判定処理の詳細については後述する。

次に、本実施の形態に係る移動局２００の構成を図６に示す。

図６に示す移動局２００において、無線受信部２０２は、基地局１００（図４）から送信されたＯＦＤＭシンボルをアンテナ２０１を介して受信し、ＯＦＤＭシンボルに対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。

ＣＰ除去部２０３は、受信処理後のＯＦＤＭシンボルに付加されているＣＰを除去する。

ＦＦＴ部２０４は、ＣＰ除去部２０３から入力されるＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行い、複数のサブキャリアに配置されているリソース割当情報、変調情報およびスムージング可否情報を含む制御情報、または、下り回線データを得て、それらをＲＳ抽出部２０５に出力する。

ＲＳ抽出部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力される信号から個別ＲＳ、および、共通ＲＳ（Ｒ０およびＲ１）を抽出する。そして、ＲＳ抽出部２０５は、個別ＲＳを伝搬路推定部２１０に出力し、共通ＲＳを伝搬路推定部２０６に出力する。また、ＲＳ抽出部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力される信号のうち、個別ＲＳおよび共通ＲＳ以外の信号を分離部２０７に出力する。

伝搬路推定部２０６は、ＲＳ抽出部２０５から入力される共通ＲＳ（Ｒ０およびＲ１）に基づいて、制御情報（ＰＤＣＣＨ）用の伝搬路状態を推定する。そして、伝搬路推定部２０６は、伝搬路推定結果を復調部２０８に出力する。

分離部２０７は、ＲＳ抽出部２０５から入力される信号から、各移動局の制御情報用に割り当てられたリソースに配置されている全ての制御情報を分離し、分離された制御情報を復調部２０８に出力する。また、分離部２０７は、ブラインド復号部２０９から入力されるリソース割当情報に基づいて、ＲＳ抽出部２０５から入力される信号から、自局宛ての下り回線データを分離し、分離された自局宛ての下り回線データを復調部２１１に出力する。

復調部２０８は、伝搬路推定部２０６から入力される伝搬路推定結果を用いて制御情報を復調して、復調後の制御情報をブラインド復号部２０９に出力する。

ブラインド復号部２０９は、復調部２０８から入力される制御情報（ＰＤＣＣＨ）に対してブラインド復号する。具体的には、まず、ブラインド復号部２０９は、復調部２０８から入力される制御情報（ＰＤＣＣＨ）に対して復号を行う。そして、ブラインド復号部２０９は、復号後の制御情報に含まれるＣＲＣビットを自局に固有に割り当てられたスクランブル符号でデスクランブリングする。そして、ブラインド復号部２０９は、デスクランブリング後の制御情報に対してＣＲＣ判定を行う。そして、ブラインド復号部２０９は、ＣＲＣ判定の結果がＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自局宛の制御情報であると判定する。そして、ブラインド復号部２０９は、自局宛の制御情報に含まれる自局宛ての下り回線データのリソース割当情報を分離部２０７に出力し、スムージング可否情報を伝搬路推定部２１０に出力し、自局に対する下り回線データの変調情報を復調部２１１に出力する。

伝搬路推定部２１０は、ＲＳ抽出部２０５から入力される個別ＲＳおよびブラインド復号部２０９から入力されるスムージング可否情報に基づいて、下り回線データ用の伝搬路を推定する。具体的には、まず、伝搬路推定部２１０は、伝搬路推定部２０６と同様にして、ＲＳ抽出部２０５から入力される個別ＲＳに基づいて、下り回線データ（ＰＤＳＣＨ）用の伝搬路状態を推定する。そして、伝搬路推定部２１０は、スムージング可否情報に示されるサブキャリア間の連続性の判定結果が連続である場合、そのサブキャリアに対応する周波数の伝搬路推定結果に対してスムージング処理を施して、スムージング処理後の伝搬路推定結果を復調部２１１に出力する。一方、伝搬路推定部２１０は、スムージング可否情報に示されるサブキャリア間の連続性の判定結果が不連続である場合、そのサブキャリアに対応する周波数の伝搬路推定結果にスムージング処理を施さずに、伝搬路推定結果をそのまま復調部２１１に出力する。つまり、伝搬路推定部２１０は、周波数領域で連続するプレコーディング行列間でのスムージング処理を行う一方、周波数領域で連続しないプレコーディング行列間でのスムージング処理を行わない。

復調部２１１は、ブラインド復号部２０９から入力される変調情報、および、伝搬路推定部２１０から入力される伝搬路推定結果を用いて、分離部２０７から入力される自局宛ての下り回線データを復調する。そして、復調部２１１は、復調後の下り回線データを復号部２１２に出力する。

復号部２１２は、復調後の下り回線データを復号し、復号後の下り回線データをＣＲＣ部２１３に出力する。

ＣＲＣ部２１３は、復号後の下り回線データに対してＣＲＣを用いた誤り検出を行って、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合はＡＣＫを、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）の場合はＮＡＣＫを応答信号として生成する。また、ＣＲＣ部２１３は、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合、復号後の下り回線データを受信データとして出力する。

一方、変調部２１４は、基地局１００と移動局２００との間で予め既知である上りトレーニングデータを変調して、変調後のトレーニングデータを配置部２１５に出力する。なお、トレーニングデータは、基地局１００において伝搬路推定に用いられる。

配置部２１５は、変調後のトレーニングデータをトレーニングデータ用に確保されたリソースに配置し、トレーニングデータが配置された信号をＩＦＦＴ部２１６に出力する。

ＩＦＦＴ部２１６は、トレーニングデータが配置された複数のサブキャリアに対してＩＦＦＴを行う。

ＣＰ付加部２１７は、ＩＦＦＴ後のトレーニングデータの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてトレーニングデータの先頭に付加する。

無線送信部２１８は、ＣＰ付加後のトレーニングデータに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行って、送信処理後のトレーニングデータをアンテナ２０１から送信する。

次に、プレコーディング行列連続性判定部１２０におけるプレコーディング行列連続性判定処理の詳細について説明する。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数領域で連続するサブキャリア群の間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。具体的には、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、プレコーディング行列Φである、式（２）に示す行列Ｖにおいて、Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）の値を算出する。ここで、ｆ０およびｆ１は周波数領域で連続するサブキャリア群の周波数である。

例えば、図７に示す個別ＲＳ送信方法において、個別ＲＳは、図３と同様、サブキャリア番号２，５，８，１１，１４，１７．２０，２３のサブキャリアに配置され、さらに、データがそれぞれ配置されるサブキャリア番号０〜２，３〜５，６〜８，９〜１１，１２〜１４，１５〜１７，１８〜２０，２１〜２３に対応するプレコーディング行列が乗算されている。そこで、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数領域で連続するサブキャリアに配置された個別ＲＳ（周波数領域で隣接するサブキャリアに配置された個別ＲＳ）に乗算されるプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。すなわち、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すサブキャリア番号２に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（２）＝Ｖ（２）とサブキャリア番号５に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（５）＝Ｖ（５）との間の連続性を判定する。具体的には、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すように、Ｖ（５）^ＨＶ（２）の値を算出する。同様に、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すサブキャリア番号５に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（５）＝Ｖ（５）とサブキャリア番号８に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（８）＝Ｖ（８）との間の連続性を判定する。すなわち、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すように、Ｖ（８）^ＨＶ（５）の値を算出する。サブキャリア番号８，１１，１４，１７．２０，２３のサブキャリアの各サブキャリア間についても同様である。

そして、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、例えば、Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）によって算出される複素行列の対角成分の複素数が１に近い値を持つ場合、Ｖ（ｆ１）とＶ（ｆ０）とが周波数領域で連続であると判定する。一方、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）の算出結果の対角成分の値が１に近くない場合、Ｖ（ｆ１）とＶ（ｆ０）とが周波数領域で不連続であると判定する。そして、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、例えば、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が連続である場合（スムージング処理の適用が可能である場合）の判定結果を‘０’とし、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が不連続である場合（スムージング処理の適用が不可である場合）の判定結果を‘１’として、スムージング可否情報を生成する。

そして、移動局２００の伝搬路推定部２１０では、スムージング可否情報に示される判定結果が‘０’の場合（サブキャリア間のプレコーディング行列が連続の場合）、個別ＲＳを用いて得られるサブキャリア間の伝搬路推定結果に対してスムージング処理を施す。一方、伝搬路推定部２１０は、スムージング可否情報に示される判定結果が‘１’の場合（サブキャリア間のプレコーディング行列が不連続の場合）、個別ＲＳを用いて得られるサブキャリア間の伝搬路推定結果に対してスムージング処理を施さない。

このように、本実施の形態によれば、基地局が、プレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かを判定し、移動局に対してスムージング処理の適用可否を通知する。これにより、移動局では、周波数領域で連続するサブキャリア間でスムージング処理の適用可否を判断することができる。よって、移動局では、スムージング処理可能なサブキャリア間でのみスムージング処理を行うことにより伝搬路推定精度を向上することができる。よって、本実施の形態によれば、周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定したのに対し、本実施の形態では、周波数領域で連続する複数のサブキャリアから成る各サブキャリア群である複数のリソースブロックグループ間において複数のプレコーディング行列が連続するか否かを判定する。

以下、本実施の形態について具体的に説明する。

本実施の形態に係る基地局１００（図４）のプレコーディング行列計算部１１９は、複数のリソースブロックから成る各リソースブロックグループに対してそれぞれ１つのプレコーディング行列を計算する。ここで、１つのリソースブロックは、複数のサブキャリアから成る。また、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数は、基地局１００と移動局２００との間で予め設定される。例えば、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数が３ＲＢの場合、プレコーディング行列計算部１１９は、３ＲＢ分の伝搬路行列Ｈの平均化を行い、平均伝搬路行列Ｈ’を算出する。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、式（２）に示すように、平均伝搬路行列Ｈ’を特異値分解して行列Ｖ’を算出しプレコーディング行列Φ’とする。なお、この３ＲＢ内のサブキャリアに配置された個別ＲＳは、プレコーディング部１０３で同一のプレコーディング行列Φ’が乗算される。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、複数のリソースブロック間において、プレコーディング行列計算部１１９から入力される複数のプレコーディング行列Φが連続するか否かを判定する。具体的には、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数が３ＲＢの場合、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、３ＲＢ間隔でプレコーディング行列の連続性を判定する。なお、リソースブロックグループ内の送信データおよび個別ＲＳに対して同一のプレコーディング行列が乗算されるため、リソースブロックグループ内の周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列は連続である。

以下、本実施の形態にかかるプレコーディング行列連続性判定部１２０におけるプレコーディング行列連続性判定処理の詳細について説明する。

ここでは、１ＲＢは１２サブキャリアで構成される。また、図８に示すように、リソースブロックグループ０〜３はそれぞれ３ＲＢで構成される。つまり、周波数領域で連続する３ＲＢ（３６サブキャリア）内では同一のプレコーディング行列が使用される。また、図８に示す３ＲＢ毎のリソースブロックグループ０〜３を代表する周波数をそれぞれｆ０，ｆ１，ｆ２，ｆ３とする。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数領域で連続するリソースブロックグループ間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。すなわち、図８に示すように、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数ｆ０のリソースブロックグループ０のプレコーディング行列Φ（ｆ０）＝Ｖ（ｆ０）と、周波数ｆ１のリソースブロックグループ１のプレコーディング行列Φ（ｆ１）＝Ｖ（ｆ１）とが連続であるか否かを判定する。同様に、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数ｆ１のリソースブロックグループ１のプレコーディング行列Φ（ｆ１）＝Ｖ（ｆ１）と、周波数ｆ２のリソースブロックグループ２のプレコーディング行列Φ（ｆ２）＝Ｖ（ｆ２）とが連続であるか否かを判定する。また、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数ｆ２のリソースブロックグループ２のプレコーディング行列Φ（ｆ２）＝Ｖ（ｆ２）と、周波数ｆ３のリソースブロックグループ３のプレコーディング行列Φ（ｆ３）＝Ｖ（ｆ３）とが連続であるか否かを判定する。

ここで、図８に示すように、プレコーディング行列連続性判定部１２０における演算結果が以下の通りであったとする。
Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）≒１
Ｖ（ｆ２）^ＨＶ（ｆ１）≠１
Ｖ（ｆ３）^ＨＶ（ｆ２）≠１
すなわち、プレコーディング行列連続性判定部１２０では、プレコーディング行列Φ（ｆ０）とプレコーディング行列Φ（ｆ１）とが連続と判定され、プレコーディング行列Φ（ｆ１）とプレコーディング行列Φ（ｆ２）とが不連続と判定され、プレコーディング行列Φ（ｆ２）とプレコーディング行列Φ（ｆ３）とが不連続と判定される。すなわち、プレコーディング行列Φ（ｆ０）とプレコーディング行列Φ（ｆ１）との間ではスムージング処理の適用が可能であり、プレコーディング行列Φ（ｆ１）とプレコーディング行列Φ（ｆ２）との間ではスムージング処理の適用が不可であり、プレコーディング行列Φ（ｆ２）とプレコーディング行列Φ（ｆ３）との間ではスムージング処理の適用が不可である。

よって、図８に示すように、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、（０，１，１）の３ビットのスムージング可否情報を生成する。

このように、リソースブロックグループ内で伝搬路行列Ｈを平均化して、同一のプレコーディング行列を用いることで、プレコーディング行列連続性判定部１２０では、周波数領域で連続するリソースブロックグループ間のプレコーディング行列に対してのみ連続であるか否かを判定する。ここで、本実施の形態の図８に示す１２ＲＢでは、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、３（＝１２／３−１）箇所のみについてプレコーディング行列の連続性、つまり、スムージング処理の可否を判定する。これにより、基地局１００では、制御情報（ＰＤＣＣＨ）にスムージング可否情報用のリソースを３ビットのみ確保することで、移動局２００に対してスムージングの適用可否を通知することができる。

これに対し、実施の形態１の図７に示す１ＲＢ内では、個別ＲＳの数が４個である。つまり、実施の形態１では、１ＲＢ内で３（＝４−１）箇所についてプレコーディング行列の連続性、つまり、スムージング処理の可否が判定される必要がある。すなわち、１２ＲＢでは、３６（＝３×１２）箇所についてプレコーディング行列の連続性が判定される必要がある。このように、本実施の形態に係るプレコーディング行列連続性判定部１２０は、リソースブロックグループ間のプレコーディング行列に対してのみ連続であるか否かを判定するため、実施の形態１と比較して、移動局に対するスムージング可否情報によるオーバヘッドを低減することができる。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局は、複数のサブキャリアをリソースブロックグループにグループ化して、リソースブロックグループ間のプレコーディング行列のみについて連続であるか否かを判定する。これにより、本実施の形態では、実施の形態１と比較して、移動局に通知するスムージング可否情報によるオーバヘッドを低減しつつ、周波数領域で連続するサブキャリア間でスムージング処理の適用可否を判断することができる。

なお、本実施の形態では、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数が３ＲＢである場合について説明したが、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数は、基地局と移動局とで予め取り決めて動的に変更してもよい。

また、本実施の形態において、伝搬路状態に応じた数のサブキャリアから成るリソースブロックに対して１つのプレコーディング行列を計算してもよい。グループ化するリソースブロック単位が大きくなるほど、受信品質は劣化する。そこで、プレコーディング行列計算部１１９は、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差に基づいた数のサブキャリアから成るサブキャリア群であるリソースブロックグループに対してプレコーディング行列を計算する。具体的には、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差が、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）選択に影響を与えない範囲でリソースブロックがグループ化される。ここで、説明を簡単にするため、グループ化するリソースブロック単位が３ＲＢおよび６ＲＢのいずれかである場合について説明する。具体的には、伝搬路の周波数選択性が弱い場合、つまり、伝搬路状態がフラットな場合、異なる周波数でも同一の伝搬路状態が得られるため、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差が、ＭＣＳ選択に影響を与える可能性が低くなる。そこで、基地局が移動局から伝搬路状態がフラットであることを通知された場合、基地局は、６ＲＢ毎にプレコーディング行列を計算する旨を移動局に対してネゴシエーションする。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、より多くのグループ単位である６ＲＢ単位でプレコーディング行列を計算する。一方、伝搬路の周波数選択性が強い場合、グループ化するリソースブロック単位がより大きい６ＲＢ単位では、６ＲＢ内のサブキャリアで伝搬路状態が大きく変動する。そのため、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差が、ＭＣＳ選択に影響を与える可能性が高くなる。そこで、基地局が移動局から伝搬路の周波数選択性が強いことを通知された場合、基地局は、３ＲＢ毎にプレコーディング行列を計算する旨を移動局に対してネゴシエーションする。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、より少ないグループ単位である３ＲＢ単位でプレコーディング行列を計算することで、ビームフォーミングの効果をより大きくする。このように、所要品質を満たしつつ、周波数領域で最大限の数のリソースブロックをグループ化することで、基地局は、プレコーディング行列の演算量を削減することができ、かつ、スムージング可否情報によるオーバヘッドをより低減することができる。また、移動局では、より多くのサブキャリアでスムージング処理を適用することができるため、伝搬路推定精度をさらに向上することができる。

さらに、本実施の形態において、移動局がスムージング処理に対応しているか否かを予め基地局に通知してもよい。または、移動局が消費電力の削減のために一時的にスムージング処理を行わない旨を基地局に通知してもよい。これにより、基地局では、移動局がスムージング処理を行わないことを判断することができる。よって、基地局では、周波数領域での連続性を考慮することなく、個別ビームフォーミングを最適に行うためのプレコーディング行列を計算することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、上り信号および下り信号の多重方式としてＴＤＤを仮定し、基地局が、移動局からの受信信号（上り信号）から下りの伝搬路を直接推定する場合について説明した。しかし、本発明では、例えば、移動局が下り伝搬路を示すデータを基地局に送信してもよい。すなわち、基地局で下り伝搬路が推定できる構成であればよい。

上記実施の形態では、制御情報（ＰＤＣＣＨ）にスムージング可否情報を含ませる場合について説明したが、スムージング可否情報は、基地局から移動局に通知されればよく、通知方法は限定されない。例えば、本発明では、スムージング可否情報に示される判定結果に応じた位相回転を与えた共通ＲＳ（例えば、図７に示すＲ０およびＲ１）を送信してもよい。具体的には、サブキャリア間の連続性の判定結果が連続である場合（判定結果が‘０’の場合）、基地局は共通ＲＳの位相を＋とし、サブキャリア間の連続性の判定結果が不連続である場合（判定結果が‘１’の場合）、基地局は共通ＲＳの位相を−（位相を反転）とする。これにより、基地局では、制御情報（ＰＤＣＣＨ）を使用することなく、スムージング可否情報を移動局に通知することができる。つまり、基地局では、制御情報のオーバヘッドを増加させることなくスムージング可否情報を通知することができる。

さらに、本発明では、マルチキャリア信号において通常信号（例えば、データ信号、制御信号およびパイロット信号）が配置されない特定のサブキャリアに配置されたスムージング可否情報を示す制御情報を送信してもよい。例えば、基地局は、マルチキャリア信号の中心周波数のサブキャリアであるＤＣキャリアにスムージング可否情報を配置してもよい。また、基地局は、隣接セル干渉を低減させるためのサブキャリアであり、通常信号を配置するためのサブキャリアの両側に設定されたサブキャリアであるガードキャリアにスムージング可否情報を配置してもよい。このように、基地局では、スムージング可否情報用のリソースとして、通常信号に使用されないリソースを使用するため、制御情報のオーバヘッドを増加させることなくスムージング可否を通知することができる。

さらに、スムージング可否情報がSemi-staticに定義される場合、本発明では、上位レイヤを用いてSemi-staticに通知してもよい。

移動局はUE、基地局はNode B、サブキャリアはトーンと称されることもある。また、ＣＰはガードインターバル（Guard Interval；ＧＩ）と称されることもある。また、スムージング処理はウィンドウ（Window）処理と称されることもある。

また、周波数領域と時間領域との間の変換を行う方法は、ＩＦＦＴ、ＦＦＴに限られない。

また、本発明は、基地局および移動局だけでなく、すべての無線通信装置に対して適用することができる。

また、上記実施の形態では、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。

２００７年１２月２５日出願の特願２００７−３３２５１５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、移動体通信システム等に適用することができる。

本発明は、無線通信基地局装置、無線通信移動局装置および伝搬路推定方法に関する。

３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ(3rd Generation Partnership Project Radio Access Network Long Term Evolution)では、下り回線の通信方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されている。３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）が予め定められた通信リソースを用いて参照信号（Reference Signal：ＲＳ）を送信し、無線通信端末装置（以下、端末と省略する）は受信したＲＳを用いて伝搬路推定を行ってデータを復調する（非特許文献１参照）。

また、基地局が複数のアンテナポート（antenna port）を備えている場合、基地局はダイバーシチ送信を行うことが可能となる。３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、送信ダイバーシチ効果を得るためのプレコーディング行列（Precoding Matrix）と呼ばれる送信重み付けが定義されている。プレコーディング行列は、オープンループ（Open loop）またはクローズドループ（Closed loop）による重み付け制御によって決定される。

ここで、クローズドループの重み付け制御として、複数の固有ベクトルにより独立な信号を同一帯域において同時に送受信することができる固有モード伝送技術を用いた個別ビームフォーミング（Dedicated beam forming）がある。個別ビームフォーミングでは、基地局は、下り伝搬路に応じたプレコーディング行列を送信データに乗じてビームフォーミングを行う。これにより、移動局での受信データの受信電力を向上することができる。ここで、個別ビームフォーミングでは、移動局は、ビームフォーミングされる送信データに付加されたＲＳをそのまま用いて伝搬路状態を推定し、データを復調することができる。

図１に３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥで想定されている２アンテナポートの基地局（2Tx基地局）の構成を示す。個別ビームフォーミングを行う場合、図１に示す基地局のプレコーディング部は、送信データにプレコーディング行列を乗算する。ここで、配置部から出力される送信データをｓとし、プレコーディング部で送信データに乗算されるプレコーディング行列をΦとすると、基地局から送信される信号ｙは、

となる。ここで、ｓはｎ（ｎ≦２）次元のベクトルであり、Φは（アンテナポート数×ｎ）の行列である。また、ｎは、信号のレイヤ数、つまり、空間分割多重（Space Division
Multiplex：ＳＤＭ）による多重数である。

ここで、基地局と移動局との間の伝搬路状態を示す伝搬路行列をＨとすると、移動局では、送信データｓがＨΦという実効伝搬路を通って受信されたように見える。すなわち、送信データにプレコーディング行列Φが乗算される場合、移動局では、実効伝搬路が伝搬路行列Ｈ（実際の伝搬路）からプレコーディング行列Φが乗算された伝搬路行列ＨΦに変化する。このため、送信データｓを誤りなく受信するためには、移動局で実効伝搬路行列ＨΦを特定する必要がある。

３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、図２に示すように基地局の全アンテナポートから、基地局と移動局との間で予め取り決められた共通ＲＳ（Ｒ０，Ｒ１）が送信される。ただし
、図２において、縦軸（周波数領域）はサブキャリア単位であり、横軸（時間領域）はＯＦＤＭシンボル単位である。また、１スロットは７ＯＦＤＭシンボルから構成される。また、Ｒ０,Ｒ１はそれぞれアンテナポート０,１（１番目,２番目のアンテナポート）から送信されるＲＳを示す。また、太線の枠で囲まれた１つのブロック（周波数領域上の１２サブキャリア、時間領域上の７ＯＦＤＭシンボル）の単位をリソースブロック（Resource
Block：ＲＢ）と呼ぶ。

しかし、個別ビームフォーミングでは、時々刻々と変動する伝搬路状態に応じてプレコーディング行列Φを最適化する必要があるため、個別ビームフォーミング用のプレコーディング行列Φを予め定義することは困難である。そのため、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、個別ビームフォーミングのプレコーディング行列Φが定義されておらず、基地局と移動局との間でプレコーディング行列Φを予め設定することができない。また、図２に示す共通ＲＳは、プレコーディング行列Φが乗算されずに送信されるため、移動局では、共通ＲＳを用いて実効伝搬路（ＨΦ）を推定することができない。そこで、３ＧＰＰ ＲＡＮ
ＬＴＥでは、実効伝搬路を移動局に個別に通知するための個別（Dedicated）ＲＳが検討されている。

図３に2Tx基地局におけるＲＳ送信方法を示す。図３に示す共通ＲＳ（Ｒ０，Ｒ１）は、図１に示すように、プレコーディング行列が乗算されずに移動局に送信される。一方、図３に示す個別ＲＳは、図１に示すように、送信データと同一のプレコーディング行列Φが乗算されて移動局に送信される。例えば、図３に示すサブキャリア番号２に配置される個別ＲＳは、サブキャリア番号２の周波数の実伝搬路行列Ｈ（２）より求まるプレコーディング行列Φ（２）が乗算される。移動局では、個別ＲＳを用いることで実効伝搬路Ｈ（２）Φ（２）を推定することができる。そのため、基地局と移動局との間でプレコーディング行列Φを予め設定することなく、基地局がプレコーディング行列を設定しても、移動局で実効伝搬路行列を推定し、データを受信することができる。

上記のとおり、基地局が個別ＲＳを送信することにより、移動局は実効伝搬路ＨΦを推定できる。ここで、プレコーディング行列Φは、伝搬路行列Ｈを特異値分解することで得ることができる。具体的には、基地局は、次式に示す特異値分解により算出される行列Ｖをプレコーディング行列Φとする。

なお、ＵおよびＶはユニタリ行列であり、Σは対角行列である。また、Ｖは基地局の（アンテナポート数×アンテナポート数）の正方行列である。なお、ｎの値がアンテナポート数と異なる場合、Ｖの最初のｎ列をプレコーディング行列Φとする。

また、式（１）より、基地局から送信される送信データｙはＶｓとなるため、移動局で受信される受信信号ＨＶｓは、次式のようになる。

ここで、移動局では、受信ウェイトにＵ^Ｈを設定することにより、受信ウェイト乗算後の受信信号は、次式のようになる。

これより、移動局では、送信データｓが対角行列で示される伝搬路Σを通して受信されたように扱うことができる。

また、移動局で伝搬路推定精度を向上させる処理としてスムージング（Smoothing）処理がある。スムージング処理では、周波数領域で連続するサブキャリアの伝搬路推定結果に対してフィルタリングを施す。例えば、最も簡易なスムージング処理として、周波数領域で隣接するサブキャリア間の伝搬路推定結果を平均化する処理がある。スムージング処理は、伝搬路の周波数領域での連続性を利用した処理方法であるため、周波数領域で連続する周波数の伝搬路が不連続であるサブキャリア間では、スムージング処理を行うと伝搬路推定精度が劣化することが知られている（例えば、非特許文献２を参照）。
3GPP TS 36.211 V8.0.0 "Physical Channels and Modulation (Release 8)", Sep. 2007 (ftp://ftp.3gpp.org/Specs/2007-09/Rel-8/36_series/36211-800.zip) 西本，西村，大鐘，小川，"周波数選択性フェージング環境における擬似固有ビーム空間分割多重方式"，信学技報，RCS2006-56，2006年6月（H.Nishimoto，T.Nishimura, T.Ohgane, Y.Ogawa, "Pseudo Eigenbeam-Space Division Multiplexing in Frequency Selective Fading Environments", IEICE Technical Report, RCS2006-56, 2006-6）

伝搬路行列Ｈは周波数単位毎に異なるため、個別ビームフォーミングを最適に行う場合、個別ＲＳが配置された周波数単位毎にプレコーディング行列を計算し、そのプレコーディング行列を隣接するデータサブキャリアに対しても利用する必要がある。例えば、図３に示すＲＳ送信方法の場合、基地局はサブキャリア番号２，５，８，１１，１４，１７，２０，２３のサブキャリアに配置された個別ＲＳ毎に独立なプレコーディング行列Φ（式（２）に示す行列Ｖ）を計算する必要がある。しかしながら、式（２）に示す行列Ｖには、位相の不確定性が存在する。よって、伝搬路行列Ｈが周波数領域で連続でも、行列Ｖが周波数領域で不連続になることがある。つまり、周波数領域で連続する個別ＲＳに対してプレコーディング行列Φ（行列Ｖ）を乗算する場合、移動局での実効伝搬路ＨΦが周波数領域で不連続になってしまうことがある。このように、実効伝搬路ＨΦが周波数領域で不連続になる場合、移動局がスムージング処理を行うと伝搬路推定精度が劣化してしまう。また、移動局は、基地局から送信される個別ＲＳをそのまま用いて伝搬路推定を行うため、周波数領域で連続する個別ＲＳ間が連続であるか否かが分からない。よって、伝搬路推定精度を向上させるためには、スムージング処理を行うか否かを移動局が正確に判断できることが必要である。

本発明の目的は、周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる無線通信基地局装置、無線通信移動局装置および伝搬路推定方法を提供することである。

本発明の無線通信基地局装置は、複数のプレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を示す信号を無線通信移動局装置に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付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、基地局は、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。

以下、本実施の形態に係る基地局１００について詳細に説明する。本実施の形態に係る基地局１００の構成を図４に示す。

図４に示す基地局１００において、符号化部１０１は送信データを符号化し、符号化後の送信データを変調部１０２に出力する。例えば、送信データは、ＰＤＳＣＨ（Physical
Downlink Shared CHannel）に割り当てられる。

変調部１０２は、符号化後の送信データを変調し、変調後の送信データをプレコーディング部１０３に出力する。また、移動局で送信データを復調するための個別ＲＳが、変調部１０２から出力される変調後の送信データに付加される。

プレコーディング部１０３は、変調後の送信データに、プレコーディング行列計算部１１９から入力されるプレコーディング行列を乗算してプレコーディングを行う。また、プレコーディング部１０３では、送信データに乗算されるプレコーディング行列と同一のプレコーディング行列が個別ＲＳに乗算される。そして、プレコーディング部１０３は、プレコーディング後の送信データを、アンテナポート０に配置される送信データ、および、アンテナポート１に配置される送信データに分配し、それぞれをＯＦＤＭ配置部１０８に出力する。

制御情報生成部１０４は、送信データが割り当てられるリソースを示すリソース割当情報、送信データの変調方式を示す変調情報、および、プレコーディング行列連続性判定部１２０から入力されるスムージング可否情報を含む制御情報を生成する。例えば、制御情報は、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）に割り当てられる。また、制御情報生成部１０４は、同時に送信する複数の制御情報（ＰＤＣＣＨ）の送信先の移動局を識別するために、移動局毎に固有に割り当てられたスクランブル符号でスクランブリングされたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）ビットを各移動局宛ての制御情報に含ませる。そして、制御情報生成部１０４は、生成された制御情報を符号化部１０５に出力する。

符号化部１０５は制御情報生成部１０４から入力される制御情報（ＰＤＣＣＨ）を符号化し、符号化後の制御情報を変調部１０６に出力する。

変調部１０６は、符号化後の制御情報を変調し、変調後の制御情報をアンテナ分配部１０７に出力する。

アンテナ分配部１０７は、変調部１０６から入力される制御情報を、アンテナポート０に配置される制御情報とアンテナポート１に配置される制御情報とに分配し、それぞれをＯＦＤＭ配置部１０８に出力する。

ＯＦＤＭ配置部１０８は、プレコーディング部１０３から入力されるプレコーディング後の送信データおよびアンテナ分配部１０７から入力される制御情報を、リソース割当情報に基づいて、マルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかに配置する。また、プレコーディング行列が乗算されていない制御情報を復調するための共通ＲＳが、ＯＦＤＭ配置部１０８から出力される信号に付加される。具体的には、共通ＲＳのＲ０が、アンテナポート０から送信される信号に付加される。同様に、共通ＲＳのＲ１が、アンテナポート１から送信される信号に付加される。そして、ＯＦＤＭ配置部１０８は、各信号が配置された信号のうち、アンテナポート０から送信される信号をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０９に出力し、アンテナポート１から送信される信号をＩＦＦＴ部１１２に出力する。

ＩＦＦＴ部１０９は、アンテナポート０から送信される送信データおよび制御情報がそれぞれ配置されたサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成する。

ＣＰ（Cyclic Prefix）付加部１１０は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加する。

無線送信部１１１は、ＣＰ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行って、送信処理後のＯＦＤＭシンボルをアンテナポート０から送信する。

ＩＦＦＴ部１１２は、アンテナポート１から送信される送信データおよび制御情報がそれぞれ配置されたサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成する。

ＣＰ付加部１１３は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加する。

無線送信部１１４は、ＣＰ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行って、送信処理後のＯＦＤＭシンボルをアンテナポート１から送信する。

一方、無線受信部１１５は、移動局から送信された信号をアンテナポート０およびアンテナポート１を介して受信し、この信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。

ＣＰ除去部１１６は、受信処理後の信号に付加されているＣＰを除去する。

ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１１７は、ＣＰ除去後の信号に対してＦＦＴを行って周波数領域の受信信号を下り伝搬路推定部１１８に出力する。

下り伝搬路推定部１１８は、移動局から送信された基地局と移動局との間で既知であるトレーニングデータとＦＦＴ部１１７から入力される受信信号を用いて、上りの伝搬路を推定し、下り伝搬路推定結果を計算する。ここで、上り信号と下り信号との多重方法として、上りと下りで同じ周波数を用いるＴＤＤ（Time Division Duplex）を仮定する。ＴＤＤの場合、上り回線と下り回線とは、伝搬路状態に高い相関性をもつため、上り伝搬路の推定結果から、その対称である下り伝搬路を推定することができる。

さらに、下り伝搬路推定部１１８は、個別ＲＳが独立に送信されるサブキャリア群毎の伝搬路行列Ｈを推定する。すなわち、図３に示すように、３つのサブキャリア毎に１つの個別ＲＳが配置されるため、下り伝搬路推定部１１８は、３つのサブキャリアに対して１つの伝搬路行列Ｈを推定する。例えば、下り伝搬路推定部１１８は、図３に示すように、サブキャリア番号０〜２のサブキャリア群に対して１つの伝搬路行列Ｈ（２）を推定する。そして、下り伝搬路推定部１１８は、推定した伝搬路行列Ｈをプレコーディング行列計算部１１９に出力する。

プレコーディング行列計算部１１９は、下り伝搬路推定部１１８から入力されるサブキャリア群毎の伝搬路行列Ｈに基づいて、そのサブキャリア群毎のプレコーディング行列Φ（行列Ｖ）を計算する。具体的には、プレコーディング行列計算部１１９は、伝搬路行列Ｈに対して、式（２）に示す特異値分解することで、プレコーディング行列Φを算出する。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、算出されたプレコーディング行列Φをプレコーディング部１０３およびプレコーディング行列連続性判定部１２０に出力する。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、プレコーディング行列計算部１１９から入力される複数のプレコーディング行列Φが周波数領域で連続するか否かを判定する。そして、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、判定結果を示すスムージング可否情報を制御情報生成部１０４に出力する。ここで、スムージング可否情報を含む制御情報（ＰＤＣＣＨ）は、図５に示すように、制御情報用に割り当てられたｎ（ｎ≦３）ＯＦＤＭシンボル内に配置される。また、基地局１００は、この制御情報に対して、固有モード伝送技術を用いた個別ビームフォーミングを適用しない。よって、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、複数のＯＦＤＭシンボルのうち、制御情報用に割り当てられたＯＦＤＭシンボル以外のＯＦＤＭシンボル内の、個別ビームフォーミングを適用する移動局に割り当てられたＲＢを構成するサブキャリアに対してのみ連続であるか否かを判定すればよい。なお、基地局１００は、制御情報（ＰＤＣＣＨ）に対して基地局と移動局との間で予め取り決められたプレコーディング行列を使用してもよい。プレコーディング行列連続性判定部１２０におけるプレコーディング行列連続性判定処理の詳細については後述する。

次に、本実施の形態に係る移動局２００の構成を図６に示す。

図６に示す移動局２００において、無線受信部２０２は、基地局１００（図４）から送信されたＯＦＤＭシンボルをアンテナ２０１を介して受信し、ＯＦＤＭシンボルに対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。

ＣＰ除去部２０３は、受信処理後のＯＦＤＭシンボルに付加されているＣＰを除去する。

ＦＦＴ部２０４は、ＣＰ除去部２０３から入力されるＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行い、複数のサブキャリアに配置されているリソース割当情報、変調情報およびスムージング可否情報を含む制御情報、または、下り回線データを得て、それらをＲＳ抽出部２０５に出力する。

ＲＳ抽出部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力される信号から個別ＲＳ、および、共通ＲＳ（Ｒ０およびＲ１）を抽出する。そして、ＲＳ抽出部２０５は、個別ＲＳを伝搬路推定部２１０に出力し、共通ＲＳを伝搬路推定部２０６に出力する。また、ＲＳ抽出部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力される信号のうち、個別ＲＳおよび共通ＲＳ以外の信号を分離部２０７に出力する。

伝搬路推定部２０６は、ＲＳ抽出部２０５から入力される共通ＲＳ（Ｒ０およびＲ１）に基づいて、制御情報（ＰＤＣＣＨ）用の伝搬路状態を推定する。そして、伝搬路推定部２０６は、伝搬路推定結果を復調部２０８に出力する。

分離部２０７は、ＲＳ抽出部２０５から入力される信号から、各移動局の制御情報用に割り当てられたリソースに配置されている全ての制御情報を分離し、分離された制御情報を復調部２０８に出力する。また、分離部２０７は、ブラインド復号部２０９から入力されるリソース割当情報に基づいて、ＲＳ抽出部２０５から入力される信号から、自局宛ての下り回線データを分離し、分離された自局宛ての下り回線データを復調部２１１に出力する。

復調部２０８は、伝搬路推定部２０６から入力される伝搬路推定結果を用いて制御情報を復調して、復調後の制御情報をブラインド復号部２０９に出力する。

ブラインド復号部２０９は、復調部２０８から入力される制御情報（ＰＤＣＣＨ）に対してブラインド復号する。具体的には、まず、ブラインド復号部２０９は、復調部２０８から入力される制御情報（ＰＤＣＣＨ）に対して復号を行う。そして、ブラインド復号部２０９は、復号後の制御情報に含まれるＣＲＣビットを自局に固有に割り当てられたスクランブル符号でデスクランブリングする。そして、ブラインド復号部２０９は、デスクランブリング後の制御情報に対してＣＲＣ判定を行う。そして、ブラインド復号部２０９は、ＣＲＣ判定の結果がＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自局宛の制御情報であると判定する。そして、ブラインド復号部２０９は、自局宛の制御情報に含まれる自局宛ての下り回線データのリソース割当情報を分離部２０７に出力し、スムージング可否情報を伝搬路推定部２１０に出力し、自局に対する下り回線データの変調情報を復調部２１１に出力する。

伝搬路推定部２１０は、ＲＳ抽出部２０５から入力される個別ＲＳおよびブラインド復号部２０９から入力されるスムージング可否情報に基づいて、下り回線データ用の伝搬路を推定する。具体的には、まず、伝搬路推定部２１０は、伝搬路推定部２０６と同様にして、ＲＳ抽出部２０５から入力される個別ＲＳに基づいて、下り回線データ（ＰＤＳＣＨ）用の伝搬路状態を推定する。そして、伝搬路推定部２１０は、スムージング可否情報に示されるサブキャリア間の連続性の判定結果が連続である場合、そのサブキャリアに対応する周波数の伝搬路推定結果に対してスムージング処理を施して、スムージング処理後の伝搬路推定結果を復調部２１１に出力する。一方、伝搬路推定部２１０は、スムージング可否情報に示されるサブキャリア間の連続性の判定結果が不連続である場合、そのサブキャリアに対応する周波数の伝搬路推定結果にスムージング処理を施さずに、伝搬路推定結果をそのまま復調部２１１に出力する。つまり、伝搬路推定部２１０は、周波数領域で連続するプレコーディング行列間でのスムージング処理を行う一方、周波数領域で連続しないプレコーディング行列間でのスムージング処理を行わない。

復調部２１１は、ブラインド復号部２０９から入力される変調情報、および、伝搬路推定部２１０から入力される伝搬路推定結果を用いて、分離部２０７から入力される自局宛ての下り回線データを復調する。そして、復調部２１１は、復調後の下り回線データを復号部２１２に出力する。

復号部２１２は、復調後の下り回線データを復号し、復号後の下り回線データをＣＲＣ部２１３に出力する。

ＣＲＣ部２１３は、復号後の下り回線データに対してＣＲＣを用いた誤り検出を行って
、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合はＡＣＫを、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）の場合はＮＡＣＫを応答信号として生成する。また、ＣＲＣ部２１３は、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合、復号後の下り回線データを受信データとして出力する。

一方、変調部２１４は、基地局１００と移動局２００との間で予め既知である上りトレーニングデータを変調して、変調後のトレーニングデータを配置部２１５に出力する。なお、トレーニングデータは、基地局１００において伝搬路推定に用いられる。

配置部２１５は、変調後のトレーニングデータをトレーニングデータ用に確保されたリソースに配置し、トレーニングデータが配置された信号をＩＦＦＴ部２１６に出力する。

ＩＦＦＴ部２１６は、トレーニングデータが配置された複数のサブキャリアに対してＩＦＦＴを行う。

ＣＰ付加部２１７は、ＩＦＦＴ後のトレーニングデータの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてトレーニングデータの先頭に付加する。

無線送信部２１８は、ＣＰ付加後のトレーニングデータに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行って、送信処理後のトレーニングデータをアンテナ２０１から送信する。

次に、プレコーディング行列連続性判定部１２０におけるプレコーディング行列連続性判定処理の詳細について説明する。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数領域で連続するサブキャリア群の間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。具体的には、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、プレコーディング行列Φである、式（２）に示す行列Ｖにおいて、Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）の値を算出する。ここで、ｆ０およびｆ１は周波数領域で連続するサブキャリア群の周波数である。

例えば、図７に示す個別ＲＳ送信方法において、個別ＲＳは、図３と同様、サブキャリア番号２，５，８，１１，１４，１７．２０，２３のサブキャリアに配置され、さらに、データがそれぞれ配置されるサブキャリア番号０〜２，３〜５，６〜８，９〜１１，１２〜１４，１５〜１７，１８〜２０，２１〜２３に対応するプレコーディング行列が乗算されている。そこで、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数領域で連続するサブキャリアに配置された個別ＲＳ（周波数領域で隣接するサブキャリアに配置された個別ＲＳ）に乗算されるプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。すなわち、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すサブキャリア番号２に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（２）＝Ｖ（２）とサブキャリア番号５に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（５）＝Ｖ（５）との間の連続性を判定する。具体的には、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すように、Ｖ（５）^ＨＶ（２）の値を算出する。同様に、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すサブキャリア番号５に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（５）＝Ｖ（５）とサブキャリア番号８に配置された個別ＲＳに乗算されるプレコーディング行列Φ（８）＝Ｖ（８）との間の連続性を判定する。すなわち、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、図７に示すように、Ｖ（８）^ＨＶ（５）の値を算出する。サブキャリア番号８，１１，１４，１７．２０，２３のサブキャリアの各サブキャリア間についても同様である。

そして、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、例えば、Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０
）によって算出される複素行列の対角成分の複素数が１に近い値を持つ場合、Ｖ（ｆ１）とＶ（ｆ０）とが周波数領域で連続であると判定する。一方、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）の算出結果の対角成分の値が１に近くない場合、Ｖ（ｆ１）とＶ（ｆ０）とが周波数領域で不連続であると判定する。そして、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、例えば、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が連続である場合（スムージング処理の適用が可能である場合）の判定結果を‘０’とし、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が不連続である場合（スムージング処理の適用が不可である場合）の判定結果を‘１’として、スムージング可否情報を生成する。

そして、移動局２００の伝搬路推定部２１０では、スムージング可否情報に示される判定結果が‘０’の場合（サブキャリア間のプレコーディング行列が連続の場合）、個別ＲＳを用いて得られるサブキャリア間の伝搬路推定結果に対してスムージング処理を施す。一方、伝搬路推定部２１０は、スムージング可否情報に示される判定結果が‘１’の場合（サブキャリア間のプレコーディング行列が不連続の場合）、個別ＲＳを用いて得られるサブキャリア間の伝搬路推定結果に対してスムージング処理を施さない。

このように、本実施の形態によれば、基地局が、プレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かを判定し、移動局に対してスムージング処理の適用可否を通知する。これにより、移動局では、周波数領域で連続するサブキャリア間でスムージング処理の適用可否を判断することができる。よって、移動局では、スムージング処理可能なサブキャリア間でのみスムージング処理を行うことにより伝搬路推定精度を向上することができる。よって、本実施の形態によれば、周波数領域で連続するプレコーディング行列の連続性の判定を可能にして伝搬路推定精度を向上させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定したのに対し、本実施の形態では、周波数領域で連続する複数のサブキャリアから成る各サブキャリア群である複数のリソースブロックグループ間において複数のプレコーディング行列が連続するか否かを判定する。

以下、本実施の形態について具体的に説明する。

本実施の形態に係る基地局１００（図４）のプレコーディング行列計算部１１９は、複数のリソースブロックから成る各リソースブロックグループに対してそれぞれ１つのプレコーディング行列を計算する。ここで、１つのリソースブロックは、複数のサブキャリアから成る。また、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数は、基地局１００と移動局２００との間で予め設定される。例えば、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数が３ＲＢの場合、プレコーディング行列計算部１１９は、３ＲＢ分の伝搬路行列Ｈの平均化を行い、平均伝搬路行列Ｈ’を算出する。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、式（２）に示すように、平均伝搬路行列Ｈ’を特異値分解して行列Ｖ’を算出しプレコーディング行列Φ’とする。なお、この３ＲＢ内のサブキャリアに配置された個別ＲＳは、プレコーディング部１０３で同一のプレコーディング行列Φ’が乗算される。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、複数のリソースブロック間において、プレコーディング行列計算部１１９から入力される複数のプレコーディング行列Φが連続するか否かを判定する。具体的には、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数が３ＲＢの場合、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、３ＲＢ間隔でプレコーディング行列の連続性を判定する。なお、リソースブロックグループ内の送信データお
よび個別ＲＳに対して同一のプレコーディング行列が乗算されるため、リソースブロックグループ内の周波数領域で連続するサブキャリア間のプレコーディング行列は連続である。

以下、本実施の形態にかかるプレコーディング行列連続性判定部１２０におけるプレコーディング行列連続性判定処理の詳細について説明する。

ここでは、１ＲＢは１２サブキャリアで構成される。また、図８に示すように、リソースブロックグループ０〜３はそれぞれ３ＲＢで構成される。つまり、周波数領域で連続する３ＲＢ（３６サブキャリア）内では同一のプレコーディング行列が使用される。また、図８に示す３ＲＢ毎のリソースブロックグループ０〜３を代表する周波数をそれぞれｆ０，ｆ１，ｆ２，ｆ３とする。

プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数領域で連続するリソースブロックグループ間のプレコーディング行列が連続であるか否かを判定する。すなわち、図８に示すように、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数ｆ０のリソースブロックグループ０のプレコーディング行列Φ（ｆ０）＝Ｖ（ｆ０）と、周波数ｆ１のリソースブロックグループ１のプレコーディング行列Φ（ｆ１）＝Ｖ（ｆ１）とが連続であるか否かを判定する。同様に、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数ｆ１のリソースブロックグループ１のプレコーディング行列Φ（ｆ１）＝Ｖ（ｆ１）と、周波数ｆ２のリソースブロックグループ２のプレコーディング行列Φ（ｆ２）＝Ｖ（ｆ２）とが連続であるか否かを判定する。また、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、周波数ｆ２のリソースブロックグループ２のプレコーディング行列Φ（ｆ２）＝Ｖ（ｆ２）と、周波数ｆ３のリソースブロックグループ３のプレコーディング行列Φ（ｆ３）＝Ｖ（ｆ３）とが連続であるか否かを判定する。

ここで、図８に示すように、プレコーディング行列連続性判定部１２０における演算結果が以下の通りであったとする。
Ｖ（ｆ１）^ＨＶ（ｆ０）≒１
Ｖ（ｆ２）^ＨＶ（ｆ１）≠１
Ｖ（ｆ３）^ＨＶ（ｆ２）≠１
すなわち、プレコーディング行列連続性判定部１２０では、プレコーディング行列Φ（ｆ０）とプレコーディング行列Φ（ｆ１）とが連続と判定され、プレコーディング行列Φ（ｆ１）とプレコーディング行列Φ（ｆ２）とが不連続と判定され、プレコーディング行列Φ（ｆ２）とプレコーディング行列Φ（ｆ３）とが不連続と判定される。すなわち、プレコーディング行列Φ（ｆ０）とプレコーディング行列Φ（ｆ１）との間ではスムージング処理の適用が可能であり、プレコーディング行列Φ（ｆ１）とプレコーディング行列Φ（ｆ２）との間ではスムージング処理の適用が不可であり、プレコーディング行列Φ（ｆ２）とプレコーディング行列Φ（ｆ３）との間ではスムージング処理の適用が不可である。

よって、図８に示すように、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、（０，１，１）の３ビットのスムージング可否情報を生成する。

このように、リソースブロックグループ内で伝搬路行列Ｈを平均化して、同一のプレコーディング行列を用いることで、プレコーディング行列連続性判定部１２０では、周波数領域で連続するリソースブロックグループ間のプレコーディング行列に対してのみ連続であるか否かを判定する。ここで、本実施の形態の図８に示す１２ＲＢでは、プレコーディング行列連続性判定部１２０は、３（＝１２／３−１）箇所のみについてプレコーディング行列の連続性、つまり、スムージング処理の可否を判定する。これにより、基地局１０
０では、制御情報（ＰＤＣＣＨ）にスムージング可否情報用のリソースを３ビットのみ確保することで、移動局２００に対してスムージングの適用可否を通知することができる。

これに対し、実施の形態１の図７に示す１ＲＢ内では、個別ＲＳの数が４個である。つまり、実施の形態１では、１ＲＢ内で３（＝４−１）箇所についてプレコーディング行列の連続性、つまり、スムージング処理の可否が判定される必要がある。すなわち、１２ＲＢでは、３６（＝３×１２）箇所についてプレコーディング行列の連続性が判定される必要がある。このように、本実施の形態に係るプレコーディング行列連続性判定部１２０は、リソースブロックグループ間のプレコーディング行列に対してのみ連続であるか否かを判定するため、実施の形態１と比較して、移動局に対するスムージング可否情報によるオーバヘッドを低減することができる。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局は、複数のサブキャリアをリソースブロックグループにグループ化して、リソースブロックグループ間のプレコーディング行列のみについて連続であるか否かを判定する。これにより、本実施の形態では、実施の形態１と比較して、移動局に通知するスムージング可否情報によるオーバヘッドを低減しつつ、周波数領域で連続するサブキャリア間でスムージング処理の適用可否を判断することができる。

なお、本実施の形態では、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数が３ＲＢである場合について説明したが、リソースブロックグループを構成するリソースブロック数は、基地局と移動局とで予め取り決めて動的に変更してもよい。

また、本実施の形態において、伝搬路状態に応じた数のサブキャリアから成るリソースブロックに対して１つのプレコーディング行列を計算してもよい。グループ化するリソースブロック単位が大きくなるほど、受信品質は劣化する。そこで、プレコーディング行列計算部１１９は、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差に基づいた数のサブキャリアから成るサブキャリア群であるリソースブロックグループに対してプレコーディング行列を計算する。具体的には、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差が、ＭＣＳ（Modulation
and Coding Scheme）選択に影響を与えない範囲でリソースブロックがグループ化される。ここで、説明を簡単にするため、グループ化するリソースブロック単位が３ＲＢおよび６ＲＢのいずれかである場合について説明する。具体的には、伝搬路の周波数選択性が弱い場合、つまり、伝搬路状態がフラットな場合、異なる周波数でも同一の伝搬路状態が得られるため、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差が、ＭＣＳ選択に影響を与える可能性が低くなる。そこで、基地局が移動局から伝搬路状態がフラットであることを通知された場合、基地局は、６ＲＢ毎にプレコーディング行列を計算する旨を移動局に対してネゴシエーションする。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、より多くのグループ単位である６ＲＢ単位でプレコーディング行列を計算する。一方、伝搬路の周波数選択性が強い場合、グループ化するリソースブロック単位がより大きい６ＲＢ単位では、６ＲＢ内のサブキャリアで伝搬路状態が大きく変動する。そのため、実効伝搬路の受信品質と所要品質との差が、ＭＣＳ選択に影響を与える可能性が高くなる。そこで、基地局が移動局から伝搬路の周波数選択性が強いことを通知された場合、基地局は、３ＲＢ毎にプレコーディング行列を計算する旨を移動局に対してネゴシエーションする。そして、プレコーディング行列計算部１１９は、より少ないグループ単位である３ＲＢ単位でプレコーディング行列を計算することで、ビームフォーミングの効果をより大きくする。このように、所要品質を満たしつつ、周波数領域で最大限の数のリソースブロックをグループ化することで、基地局は、プレコーディング行列の演算量を削減することができ、かつ、スムージング可否情報によるオーバヘッドをより低減することができる。また、移動局では、より多くのサブキャリアでスムージング処理を適用することができるため、伝搬路推定精度をさらに向上することができる。

さらに、本実施の形態において、移動局がスムージング処理に対応しているか否かを予め基地局に通知してもよい。または、移動局が消費電力の削減のために一時的にスムージング処理を行わない旨を基地局に通知してもよい。これにより、基地局では、移動局がスムージング処理を行わないことを判断することができる。よって、基地局では、周波数領域での連続性を考慮することなく、個別ビームフォーミングを最適に行うためのプレコーディング行列を計算することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、上り信号および下り信号の多重方式としてＴＤＤを仮定し、基地局が、移動局からの受信信号（上り信号）から下りの伝搬路を直接推定する場合について説明した。しかし、本発明では、例えば、移動局が下り伝搬路を示すデータを基地局に送信してもよい。すなわち、基地局で下り伝搬路が推定できる構成であればよい。

上記実施の形態では、制御情報（ＰＤＣＣＨ）にスムージング可否情報を含ませる場合について説明したが、スムージング可否情報は、基地局から移動局に通知されればよく、通知方法は限定されない。例えば、本発明では、スムージング可否情報に示される判定結果に応じた位相回転を与えた共通ＲＳ（例えば、図７に示すＲ０およびＲ１）を送信してもよい。具体的には、サブキャリア間の連続性の判定結果が連続である場合（判定結果が‘０’の場合）、基地局は共通ＲＳの位相を＋とし、サブキャリア間の連続性の判定結果が不連続である場合（判定結果が‘１’の場合）、基地局は共通ＲＳの位相を−（位相を反転）とする。これにより、基地局では、制御情報（ＰＤＣＣＨ）を使用することなく、スムージング可否情報を移動局に通知することができる。つまり、基地局では、制御情報のオーバヘッドを増加させることなくスムージング可否情報を通知することができる。

さらに、本発明では、マルチキャリア信号において通常信号（例えば、データ信号、制御信号およびパイロット信号）が配置されない特定のサブキャリアに配置されたスムージング可否情報を示す制御情報を送信してもよい。例えば、基地局は、マルチキャリア信号の中心周波数のサブキャリアであるＤＣキャリアにスムージング可否情報を配置してもよい。また、基地局は、隣接セル干渉を低減させるためのサブキャリアであり、通常信号を配置するためのサブキャリアの両側に設定されたサブキャリアであるガードキャリアにスムージング可否情報を配置してもよい。このように、基地局では、スムージング可否情報用のリソースとして、通常信号に使用されないリソースを使用するため、制御情報のオーバヘッドを増加させることなくスムージング可否を通知することができる。

さらに、スムージング可否情報がSemi-staticに定義される場合、本発明では、上位レイヤを用いてSemi-staticに通知してもよい。

移動局はUE、基地局はNode B、サブキャリアはトーンと称されることもある。また、ＣＰはガードインターバル（Guard Interval；ＧＩ）と称されることもある。また、スムージング処理はウィンドウ（Window）処理と称されることもある。

また、周波数領域と時間領域との間の変換を行う方法は、ＩＦＦＴ、ＦＦＴに限られない。

また、本発明は、基地局および移動局だけでなく、すべての無線通信装置に対して適用することができる。

また、上記実施の形態では、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。

２００７年１２月２５日出願の特願２００７−３３２５１５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、移動体通信システム等に適用することができる。

従来の基地局の構成を示すブロック図 従来の基地局におけるＲＳ送信方法を示す図 従来の基地局における個別ＲＳ送信方法を示す図 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ＯＦＤＭシンボルの構成を示す図 本発明の実施の形態１に係る移動局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るプレコーディング行列連続性判定処理を示す図 本発明の実施の形態２に係るプレコーディング行列連続性判定処理を示す図

Claims (8)

1. 複数のプレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果を示す信号を無線通信移動局装置に送信する送信手段と、
   を具備する無線通信基地局装置。
2. 周波数領域で連続する複数のサブキャリアから成る各サブキャリア群に対してそれぞれ１つのプレコーディング行列を計算する計算手段、をさらに具備し、
   前記判定手段は、複数のサブキャリア群間において複数のプレコーディング行列が連続するか否かを判定する、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
3. 前記計算手段は、伝搬路特性に応じた数のサブキャリアから成る前記サブキャリア群に対して前記プレコーディング行列を計算する、
   請求項２記載の無線通信基地局装置。
4. 前記送信手段は、前記判定結果に応じた位相回転を与えた参照信号を送信する、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
5. 前記送信手段は、マルチキャリア信号において通常信号が配置されない特定のサブキャリアに配置された前記信号を送信する、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
6. 複数のプレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かの判定結果を示す信号を受信する受信手段と、
   前記判定結果に基づいて受信データの伝搬路推定を行う推定手段と、
   を具備する無線通信移動局装置。
7. 前記推定手段は、周波数領域で連続するプレコーディング行列間でのスムージング処理を行う一方、周波数領域で連続しないプレコーディング行列間でのスムージング処理を行わない、
   請求項６記載の無線通信移動局装置。
8. 複数のプレコーディング行列が周波数領域で連続するか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップでの判定結果に基づいて受信データの伝搬路推定を行う推定ステップと、
   を具備する伝搬路推定方法。

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