WO2013021827A1 - 端末装置、基地局装置、プログラムおよび集積回路 - Google Patents

端末装置、基地局装置、プログラムおよび集積回路 Download PDF

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precoding
unit
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中村　理
淳悟 後藤
一成 横枕
泰弘 浜口
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for transmitting a precoded signal using a plurality of transmission antennas.
  • LTE (Long Term Evolution) Release 8 (Rel-8) which is a wireless communication system standardized by 3GPP (3rd Generation Partnership Project), enables high-speed communication of 100 Mbps or more using a maximum 20 MHz band. Is possible.
  • LTE Rel-8 downlink communication from a base station device to a terminal device
  • MIMO Multiple Input Multiple Multiple Output
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • MIMO transmission using a maximum of 4 antenna ports (when transmitting the same signal from a plurality of transmission antennas, these antennas are collectively defined as antenna ports) is possible.
  • closed-loop MIMO is employed in which transmission is performed by multiplying the transmission signal by an appropriate precoding matrix according to the instantaneous propagation path. Since an appropriate precoding matrix in the downlink can be grasped only by a terminal device (also referred to as a mobile terminal device, a mobile station device, or a terminal) that is a receiver, the terminal device determines an appropriate precoding matrix as a base station device (control station device). Also called).
  • a codebook-based precoding matrix is used in LTE.
  • the terminal device is configured to select an optimal precoding matrix from the precoding matrix that has been converted into a codebook and notify the base station device of its index (PMI, PrecodingPreMatrix Indicator).
  • OFDM has PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) or CM (Cubic Metric, an indicator of the peak power indicated by the standard deviation of the peak power with respect to the average power of the signal waveform, similar to PAPR). Since a high power amplifier with a wide linear region is required, the power consumption increases and is not suitable for uplink transmission. Therefore, in the uplink of LTE Rel-8, SC-FDMA (Single-Carrier-Frequency-Division-Multiple-Access) with a low CM is employed.
  • PAPR Peak-to-Average Power Ratio
  • CM Cubic Metric
  • LTE-A LTE-Advanced
  • SU-MIMO Single User MIMO
  • codebook-based precoding is performed, and the base station apparatus selects a precoding matrix from which the best transmission characteristics can be obtained from the codebook and notifies the terminal apparatus.
  • different code books are prepared for each number of used antenna ports. For example, in Rel-10, code books for 1, 2, and 4 used antenna ports are prepared.
  • the LTE Rel-8 downlink with 4 antenna ports employs a House Holder (HH) matrix as a precoding matrix, whereas the Rel-10 uplink is described in Non-Patent Document 1.
  • a CMP (CM Preserving) type precoding matrix is employed.
  • precoding using an HH matrix a signal obtained by adding a plurality of signals (layers) is transmitted from each transmission antenna port, so that CM (PAPR) increases, whereas CMP is performed. This is because in the case of precoding using a type matrix, only one signal (layer) is transmitted from each antenna port, so that the original CM can be maintained.
  • the LTE-10 RAN (Radio Access Network) 1 specification uses Clustered DFT-S-OFDM (Discrete Fourier Transform Spread OFDM) in addition to MIMO transmission.
  • SC-FDMA places single carrier spectrum continuously at any frequency
  • Clustered DFT-S-OFDM can divide SC-FDMA spectrum into 2 and assign it to any frequency discontinuously. It is.
  • CM is important for the cell edge terminal device, and the terminal device where the CM is not important, such as the terminal device at the center of the cell, cannot fully utilize the performance inherent in the precoding technology.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a terminal device capable of improving throughput by introducing new precoding capable of fully utilizing precoding performance in a cellular system.
  • An object of the present invention is to provide a base station device, a program, and an integrated circuit.
  • the terminal device of the present invention is a terminal device that includes a plurality of transmission antennas and performs precoding on a transmission signal, and based on transmission parameters other than the number of transmission antennas and the number of transmission antennas, Based on a codebook selection unit that selects any one codebook from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices and PMI (Precoding Matrix Indicator), any one precoding matrix from the selected codebook A precoding matrix selection unit for selecting.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • one codebook is selected from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices, and the PMI (Precoding Matrix Indicator) is selected. Based on this, since any one precoding matrix is selected from the selected codebook, different precoding can be performed according to transmission parameters other than the number of transmission antennas even if the PMI is the same. As a result, precoding suitable for transmission parameters other than the number of transmission antennas can be performed, and throughput can be increased while maintaining coverage as compared to the case where the same precoding is always used. Further, since a code book is selected depending on transmission parameters other than the number of selected transmission antennas, it is not necessary to add information on which code book is selected. For this reason, it is possible to avoid an increase in the amount of downlink control information.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • the transmission parameter is a CM (CubicubMetric) size of a transmission signal.
  • the transmission parameter is the CM (Cubic Metric) size of the transmission signal
  • precoding suitable for the CM size can be performed. For this reason, it is possible to increase the throughput while maintaining the coverage as compared with the case where the same precoding is always used.
  • the transmission parameter is information indicating a transmission method.
  • the transmission parameter is information indicating the transmission method
  • precoding suitable for the transmission method can be performed. For this reason, it is possible to increase the throughput while maintaining the coverage as compared with the case where the same precoding is always used.
  • the transmission parameter is information indicating a spectrum allocation pattern.
  • the transmission parameter is information indicating a spectrum allocation pattern
  • the degradation of CM is maintained while maintaining the coverage as compared with the case of using a codebook composed only of a precoding matrix that maintains CM. It is possible to improve the transmission characteristics of a terminal device that is not important. As a result, cell throughput can be increased.
  • the transmission parameter is information indicating a modulation scheme.
  • the transmission parameter is information indicating the modulation scheme
  • TPC Transmission Power Control
  • the signal of the terminal device at the cell edge is received with low power
  • a low multilevel modulation scheme is used for transmission.
  • precoding can be performed while maintaining CM, and transmission characteristics are not deteriorated.
  • the signal of the terminal device in the center of the cell is received with high power
  • a high-order multilevel modulation scheme is used.
  • the precoding matrix that increases the transmission antenna diversity gain is selected, the transmission characteristics can be improved as compared with the case where precoding is performed while maintaining CM in all terminal apparatuses.
  • the codebook selection unit includes a codebook including a plurality of precoding matrices for maintaining a CM (Cubic Metric) of a transmission signal, or a plurality of codebook gains that provide good transmission antenna gain One of the codebooks including the precoding matrix is selected.
  • CM Cubic Metric
  • the codebook including a plurality of precoding matrices for maintaining the CM (CubictricMetric) of the transmission signal or the codebook including a plurality of precoding matrices for obtaining a good transmission antenna gain is selected. Even if the PMI is the same, different precoding can be performed according to transmission parameters other than the number of transmission antennas. As a result, precoding suitable for transmission parameters other than the number of transmission antennas can be performed, and throughput can be increased while maintaining coverage as compared to the case where the same precoding is always used. Further, since a code book is selected depending on transmission parameters other than the number of selected transmission antennas, it is not necessary to add information on which code book is selected. For this reason, it is possible to avoid an increase in the amount of downlink control information.
  • the base station apparatus of the present invention is a base station apparatus that performs radio communication with a terminal apparatus that transmits a precoded signal using a plurality of transmission antennas.
  • a codebook selection unit that selects one codebook from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices based on transmission parameters other than the number and the number of transmission antennas, and any one of the selected codebooks
  • An index selection unit that selects one precoding matrix and selects an index indicating the selected precoding matrix, and transmits information indicating the selected index to the terminal device.
  • one codebook is selected from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices, and the PMI (Precoding Matrix Indicator) is selected. Based on this, since any one precoding matrix is selected from the selected codebook, different precoding can be performed according to transmission parameters other than the number of transmission antennas even if the PMI is the same. As a result, precoding suitable for transmission parameters other than the number of transmission antennas can be performed, and throughput can be increased while maintaining coverage as compared to the case where the same precoding is always used. Further, since a code book is selected depending on transmission parameters other than the number of selected transmission antennas, it is not necessary to add information on which code book is selected. For this reason, it is possible to avoid an increase in the amount of downlink control information.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • the program of the present invention is a program for controlling a terminal device that includes a plurality of transmission antennas and performs precoding on a transmission signal, except for the number of transmission antennas and the number of transmission antennas.
  • a process of selecting any one code book from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices based on transmission parameters and any one of the selected codebooks based on PMI (Precoding Matrix Indicator) A process of selecting a precoding matrix, and causing a computer to execute a series of processes.
  • one codebook is selected from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices, and the PMI (Precoding Matrix Indicator) is selected. Based on this, since any one precoding matrix is selected from the selected codebook, different precoding can be performed according to transmission parameters other than the number of transmission antennas even if the PMI is the same. As a result, precoding suitable for transmission parameters other than the number of transmission antennas can be performed, and throughput can be increased while maintaining coverage as compared to the case where the same precoding is always used. Further, since a code book is selected depending on transmission parameters other than the number of selected transmission antennas, it is not necessary to add information on which code book is selected. For this reason, it is possible to avoid an increase in the amount of downlink control information.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • the integrated circuit of the present invention is an integrated circuit that causes the terminal device to perform a plurality of functions by being mounted on a terminal device including a plurality of transmission antennas, and the number of the transmission antennas and Based on transmission parameters other than the number of transmission antennas, the function of selecting any one codebook from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices, and the selection based on PMI (Precoding Matrix Indicator)
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • one codebook is selected from a plurality of codebooks including a plurality of precoding matrices, and the PMI (Precoding Matrix Indicator) is selected. Based on this, since any one precoding matrix is selected from the selected codebook, different precoding can be performed according to transmission parameters other than the number of transmission antennas even if the PMI is the same. As a result, precoding suitable for transmission parameters other than the number of transmission antennas can be performed, and throughput can be increased while maintaining coverage as compared to the case where the same precoding is always used. Further, since a code book is selected depending on transmission parameters other than the number of selected transmission antennas, it is not necessary to add information on which code book is selected. For this reason, it is possible to avoid an increase in the amount of downlink control information.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • the terminal device can improve the throughput while maintaining the coverage.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a terminal device 1-2 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of each OFDM signal generator 119-1 to 119-Nt according to the first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic block diagram which shows the structure of the precoding matrix determination part 133 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the code book of this invention. It is a figure which shows an example of the code book of this invention. It is a flowchart explaining the process in the precoding matrix determination part 133 of FIG.
  • the codebook is changed according to whether or not the transmission method is OFDM.
  • OFDM Orthogonal frequency division multiple access
  • a precoding technique different from Rel-10 is adopted. Applies only to OFDM.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system includes terminal apparatuses 1-1 and 1-2 and a base station apparatus 3.
  • the terminal device 1-1 is a Rel-10 terminal device that communicates wirelessly with the base station device 3, and the transmission method used for transmission is SC-FDMA or Clustered DFT-S-OFDM.
  • the terminal apparatus 1-1 performs CMP type precoding without increasing the CM.
  • the terminal device 1-2 is a terminal device of Rel-10 or later that wirelessly communicates with the base station device 3, like the terminal device 1-1, and SC-FDMA, Clustered DFT- as transmission methods for transmission.
  • OFDM can be used in addition to S-OFDM.
  • one terminal device 1-1, 1-2 is shown, but a plurality of terminal devices 1-1, 1-2 may be provided. Further, the terminal devices 1-1 and 1-2 are collectively referred to as a terminal device 1.
  • the transmission process of the terminal device 1-2 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the terminal device 1-2 according to the first embodiment of the present invention.
  • the terminal device 1-2 includes an S / P (Serial / Parallel) conversion unit 101 and encoding units 103-1 to 103-L (hereinafter referred to as encoding units 103-1 to 103-L).
  • Modulation units 105-1 to 105-L hereinafter, the modulation units 105-1 to 105-L are also collectively referred to as modulation unit 105
  • switching units 107-1 to 107-L hereinafter referred to as switching units).
  • 107-1 to 107-L is also referred to as switching unit 107), DFT (Discrete Fourier Transform) unit 109-1 to 109-L (hereinafter, DFT unit 109-1 to 109-L is combined to DFT unit) 109), reference signal multiplexing units 111-1 to 111-L (hereinafter, reference signal multiplexing units 111-1 to 111-L are also collectively referred to as reference signal multiplexing unit 111), reference signal generating unit 113, Coding section 115, spectrum mapping sections 117-1 to 117-Nt, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) signal generator 11 -1 to 119-Nt (hereinafter, OFDM signal generators 119-1 to 119-Nt are also collectively referred to as OFDM signal generator 119), transmission antennas 121-1 to 121-Nt (hereinafter referred to as transmission antennas 121-1) ⁇ 121-Nt are also referred to as a transmission antenna 121), a reception antenna 123,
  • the data bit sequence transmitted to the base station apparatus 3 is input to the S / P conversion unit 101, subjected to serial-parallel conversion so as to be parallel output of the number of layers (number of ranks, number of streams), and encoded. Input to the sections 103-1 to 103-L.
  • L is the number of layers.
  • error correction encoding is applied in each of the encoding units 103-1 to 103-L.
  • FIG. 2 there are L encoding units 103.
  • a configuration may be adopted in which a bit sequence is input to encoding unit 103 and input to modulation units 105-1 to 105-L of each layer by S / P conversion. Good.
  • Outputs of the encoding units 103-1 to 103-L are input to the modulation units 105-1 to 105-L.
  • Each of the modulation units 105-1 to 105-L converts the bit sequence input from the encoding units 103-1 to 103-L into QPSK (Quadrature) according to information indicating the modulation scheme input from the modulation scheme acquisition unit 127. Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, 256QAM and other modulation symbols are converted.
  • the modulation applied by each of modulation sections 105-1 to 105-L may be the same, or different modulation may be performed in consideration of the reception quality of each layer. In FIG.
  • the number of the encoding units 103 and the number of the modulation units 105 are the same, but the encoded bits output from the two encoding units 103 are input to the layer mapping unit as in LTE-A. It may be allocated to ⁇ 4 modulation units 105.
  • Modulation sections 105-1 to 105-L input modulation symbols to switching section 107 for each NDFT symbol.
  • Switching section 107 inputs a modulation symbol to DFT section 109 or reference signal multiplexing section 111 according to the information input from transmission method identification section 129.
  • the information input from the transmission method identification unit 129 is SC-FDMA or Clustered DFT-S-OFDM, it is input to the DFT unit 109, and if it is OFDM, it is input to the reference signal multiplexing unit 111. To do.
  • each DFT section 109-1 ⁇ 109-L inputs the N DFT frequency-domain signal to a reference signal multiplexing units 111-1 ⁇ 111-L.
  • the reference signal for demodulation is input from the DFT unit 109 or the N DFT pieces each of the signal and the reference signal generator 113 is input from the switching unit 107 (DMRS,
  • DMRS De-Modulation Reference Signal
  • the outputs of the reference signal multiplexing units 111-1 to 111-L are input to the precoding unit 115.
  • the precoding unit 115 multiplies the signal input from the reference signal multiplexing unit 111 by the precoding matrix of Nt rows and L columns according to the information notified from the precoding matrix determination unit 133.
  • Nt is the number of transmission antennas.
  • the precoding matrix determination unit 133 will be described later.
  • the output of precoding section 115 is input to spectrum mapping sections 117-1 to 117-Nt.
  • the spectrum mapping units 117-1 to 117-Nt arrange the output of the precoding unit 115 in the system band according to the allocation information (scheduling information) input from the allocation information acquisition unit 131.
  • the spectrum mapping applied by each transmission antenna 121 may be the same assignment as shown in FIG. 2 or may be performed independently for each antenna.
  • Outputs of spectrum mapping sections 117-1 to 117-Nt are input to corresponding OFDM signal generation sections 119-1 to 119-Nt.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of each of the OFDM signal generation units 119-1 to 119-Nt according to the first embodiment of the present invention.
  • the IFFT unit 201 applies an inverse fast Fourier transform (Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) to each output of the spectrum mapping units 117-1 to 117-Nt, and a conversion from a frequency domain signal to a time domain signal is performed.
  • the output of each IFFT unit 201 is input to the CP insertion unit 203, and a CP (Cyclic Prefix) is inserted for each SC-FDMA symbol.
  • IFFT inverse Fast Fourier transform
  • the SC-FDMA symbol after the CP is inserted is input to the analog processing unit 207 after D / A (digital-analog) conversion is applied by the D / A conversion unit 205.
  • the analog processing unit 207 performs analog filtering, up-conversion to a carrier frequency, and the like.
  • the output of the analog processing unit 207 is transmitted from each of the transmission antennas 121-1 to 121-Nt.
  • control signal receiving unit 125 receives the control information signal transmitted from the base station apparatus 3 of FIG. 1 via the receiving antenna 123, and obtains the obtained control information from the modulation scheme acquisition unit 127 and the transmission scheme identification unit 129. And input to the allocation information acquisition unit 131 and the precoding matrix determination unit 133.
  • the allocation information acquisition unit 131 extracts spectrum allocation information from the control information input from the control signal reception unit 125, and inputs the spectrum allocation information to each of the spectrum mapping units 117-1 to 117-Nt.
  • the modulation scheme acquisition unit 127 extracts information on the modulation scheme from the control information and inputs the information to the modulation units 105-1 to 105-L.
  • the transmission method identification unit 129 identifies the transmission method used in the uplink using the input control information. As an identification method, the base station apparatus 3 may directly notify information indicating the transmission method, or when the modulation method is 64QAM, notify the information indicating the direct transmission method, such as using OFDM as the transmission method. Instead, the transmission method may be grasped by the base station device 3 and the terminal device 1-2.
  • the terminal apparatus 1-2 may identify the transmission scheme based on information such as the number of ranks and carrier aggregation.
  • Information on the transmission scheme output from the transmission scheme identification unit 129 is input to the switching unit 107 and the precoding matrix determination unit 133.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the precoding matrix determination unit 133 according to the first embodiment of the present invention.
  • the codebook selection unit 251 selects a plurality of codebooks from the plurality of codebooks according to the number of transmission antennas (number of antenna ports) notified from the transmission antenna number notification unit 253, and further inputs the codebook from the transmission method identification unit 129.
  • a predetermined code book is selected according to the transmission method. That is, the code book is selected according to the number of transmission antennas and the transmission method.
  • each row of each precoding matrix is an index of transmission antenna 121 (that is, four transmission antennas), and each column represents a rank (the number of streams of different transmission signals transmitted simultaneously).
  • indexes 0 to 23 are precoding matrices for rank 1
  • indexes 24 to 35 are for rank 2
  • indexes 36 to 51 are for rank 3
  • index 52 is for rank 4. It is a coding matrix.
  • each transmission antenna indicates that one signal (layer) is transmitted (or nothing is transmitted). That is, since the signals are not added to each other at each transmission antenna, the CM (PAPR) of the transmission signal is maintained.
  • CM PAPR
  • a certain signal (layer) is transmitted from a plurality of antennas, so that transmission antenna diversity gain can be obtained at the receiver.
  • the transmission antenna diversity gain is limited.
  • each antenna indicates that a plurality of layers to be transmitted are added and transmitted.
  • the CM (PAPR) of the transmission signal increases.
  • each layer is transmitted from all antennas. As a result, a good transmission antenna diversity gain can be obtained at the receiver.
  • the code book selection unit 251 inputs the selected code book to the precoding matrix selection unit 255.
  • the control information input from the control signal receiving unit 125 is input to the PMI acquisition unit 257, and only the PMI is extracted.
  • the extracted PMI is input to the precoding matrix selection unit 255.
  • the precoding matrix selection unit 255 selects a precoding matrix using the codebook input from the codebook selection unit 251 and the index input from the PMI acquisition unit 257. For example, when the code book of FIG. 5 is input from the code book selection unit 251 and 37 is input from the PMI acquisition unit 257, the precoding matrix selection unit 255 Is input to the precoding unit 115 as the output of the precoding matrix determination unit 133.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining processing in the precoding matrix determination unit 133 in FIG. 4 according to the first embodiment of the present invention.
  • the terminal device 1-2 grasps the number of transmission antennas held by the terminal device 1-2 itself (step S1).
  • the terminal apparatus 1-2 limits the codebook to be used according to the number of transmission antennas (step S3).
  • the codebook is narrowed down to two for OFDM and DFT-S-OFDM.
  • the terminal device 1-2 determines whether or not the transmission method used in the next transmission notified from the base station device 3 is OFDM (step S5).
  • the terminal device 1-2 selects an OFDM codebook (step S7).
  • the terminal device 1-2 selects a codebook for DFT-S-OFDM (step S9). Finally, the terminal apparatus 1-2 determines a precoding matrix to be used for the next transmission based on the selected codebook and the PMI notified from the base station apparatus 3 (step S11), and the next time based on the determined precoding matrix. Is transmitted.
  • FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the base station apparatus 3 according to the first embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 3 includes receiving antennas 301-1 to 301-Nr (hereinafter, the receiving antennas 301-1 to 301-Nr are also collectively referred to as a receiving antenna 301), reference signal demultiplexing units 303-1 to 303-Nr ( Hereinafter, reference signal demultiplexing units 303-1 to 303-Nr are also collectively referred to as reference signal demultiplexing unit 303), OFDM signal receiving units 305-1 to 305-Nr (hereinafter referred to as OFDM signal receiving units 305-1 to 305-).
  • Nr is also referred to as an OFDM signal receiving unit 305), spectrum demapping units 307-1 to 307-Nr, MIMO separation unit 309, switching units 311-1 to 311-L (hereinafter, switching units 311-1 to 311) -L is also referred to as a switching unit 311), IDFT units 313-1 to 313-L (hereinafter, IDFT units 313-1 to 313-L are also collectively referred to as IDFT unit 313), and demodulating unit 315-1 315-L (hereinafter, the demodulation units 315-1 to 315-L are also collectively referred to as a demodulation unit 315), a decoding unit 317-1 to 317-L, P / S conversion unit 319, channel estimation unit 321, modulation scheme determination unit 323, allocation information determination unit 325, transmission scheme determination unit 327, PMI determination unit 329, and control information transmission unit 331 are included. Consists of.
  • the signals transmitted from the terminal apparatuses 1-1 and 1-2 are received by the receiving antennas 301-1 to 301-Nr of the base station apparatus 3 in FIG. 8 via the radio channel (propagation path).
  • Signals received by the receiving antennas 301-1 to 301-Nr are input to the reference signal separation unit 303 connected to each receiving antenna.
  • the reference signal separation unit 303 separates the received signal into a data signal and a reference signal, the data signal is input to the OFDM signal reception unit 305, and the reference signal is input to the channel estimation unit 321.
  • the channel estimation unit 321 estimates a channel between the transmission antenna 121 and the reception antenna 301 using the received reception reference signal.
  • the obtained channel estimation value is input to MIMO separation section 309, allocation information determination section 325, PMI determination section 329, and modulation scheme determination section 323.
  • the modulation scheme determination unit 323 determines a modulation scheme to be used for the next transmission based on the input channel estimation value, and inputs the determined modulation scheme to the control information transmission unit 331.
  • the determined modulation scheme is stored in the modulation scheme determination section 323 and input to the demodulation sections 315-1 to 315-L in order to demodulate the signal transmitted by the terminal.
  • the allocation information determination unit 325 determines information (allocation information) indicating which terminal apparatus 1-2 uses which frequency for the next transmission based on the input channel estimation value.
  • the determined allocation information is stored in the allocation information determination unit 325 and input to the spectrum demapping units 307-1 to 307-Nr for spectrum demapping of the signal transmitted from the terminal.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram showing the configuration of the OFDM signal receiving unit 305 according to the first embodiment of the present invention.
  • Each of the OFDM signal receiving units 305-1 to 305-Nr inputs the input signal to the analog processing unit 401, and performs down-conversion from the carrier frequency to the baseband, analog filtering, and the like.
  • the output of the analog processing unit 401 is input to the A / D conversion unit 403, and A / D (analog-digital) conversion is performed.
  • the CP removal unit 405 removes the CP added by the terminal devices 1-1 and 1-2, and the FFT unit 407 performs fast Fourier transform (FFT), and performs the transformation. 8 is output to the spectrum demapping units 307-1 to 307-Nr in FIG. 8 connected to each of the frequency domain signals.
  • FFT fast Fourier transform
  • the spectrum demapping units 307-1 to 307-Nr extract frequency domain signals in the frequency band used for communication based on the allocation information input from the allocation information determination unit 325.
  • the frequency domain signals extracted by the spectrum demapping units 307-1 to 307-Nr are input to the MIMO separation unit 309.
  • the MIMO separation unit 309 separates the spatially multiplexed signal into L layers using the inputs from the spectrum demapping units 307-1 to 307-Nr and the input from the channel estimation unit 321. Separation methods include spatial filtering (ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Square Error)), SIC (SuccessiveucInterference Cancellation), V-BLAST (Vertical (Bell Laboratories layered Space Time), MLD (Maximum Likelihood Detection) Such a method may be used.
  • ZF Zero Forcing
  • MMSE Minimum Mean Square Error
  • SIC SuccessessiveucInterference Cancellation
  • V-BLAST Vertical (Bell Laboratories layered Space Time
  • MLD Maximum Likelihood Detection
  • the separated frequency domain signals of each layer are input to the switching units 311-1 to 311-L.
  • Each of the switching units 311-1 to 311-L changes the output destination according to the information on the transmission method input from the transmission method determination unit 327. Specifically, when the information input from the transmission method determination unit 327 to the switching unit 311 is SC-FDMA (or Clustered DFT-S-OFDM), the switching unit 311 inputs the input value to the IDFT unit 313. To do. On the other hand, when the information input from the transmission method determination unit 327 to the switching unit 311 is OFDM, the switching unit 311 inputs the input value to the demodulation unit 315.
  • SC-FDMA Clustered DFT-S-OFDM
  • Each of IDFT sections 313-1 to 313-L performs inverse discrete Fourier transform on the input frequency domain signal to convert it into a time domain signal.
  • the obtained time domain signal is input to demodulation sections 315-1 to 315-L.
  • Demodulation section 315 converts the received symbol input from IDFT section 313 or switching section 311 into a bit string.
  • the output of the demodulation unit 315 is input to the decoding unit 317, and error correction decoding is applied.
  • P / S conversion section 319 performs parallel-serial conversion on the outputs of decoding sections 317-1 to 317-L to obtain a transmission data bit sequence.
  • the transmission method determination unit 327 in FIG. 8 considers the allowable maximum transmission power of the terminal, the power margin (Power Headroom, PH) for the amplifier, and the like so that the terminal apparatus 1-2 can perform SC-FDMA (or clustered) in the uplink.
  • DFT-S-OFDM) or OFDM is determined and input to the PMI determination unit 329 and the control information transmission unit 331.
  • the transmission method used for the previous uplink transmission is also stored and input to the switching unit 311 for use in reception processing.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the PMI determination unit 329 according to the first embodiment of the present invention.
  • the processing of the PMI determination unit 329 will be described with reference to FIG.
  • An input from the transmission method determination unit 327 is input to the code book selection unit 501.
  • the code book selection unit 501 selects a code book according to the input from the transmission method determination unit 327 and the number of transmission antennas of the terminal device 1-2 notified by the transmission antenna number notification unit 503. For example, when the number of transmission antennas of the terminal device 1-2 is 4 and the transmission method is SC-FDMA (or Clustered DFT-S-OFDM), FIG. 5 shows a code book that does not increase the CM of the transmission signal. Use the described codebook.
  • SC-FDMA Clustered DFT-S-OFDM
  • the code book shown in FIG. 6 is used.
  • the code book selection unit 501 selects a code book on the premise of CM maintenance, and the transmission method is CM.
  • a codebook capable of obtaining a good transmission antenna gain is selected without assuming CM maintenance.
  • the code book selected by the code book selection unit 501 is input to the index selection unit 505.
  • the index selection unit 505 also receives allocation information from the allocation information determination unit 325 and a channel estimation value from the channel estimation unit 321, and selects an optimal PMI from the codebook according to the channel to be used. For example, when the code book of FIG. 5 is input from the code book selection unit 501, any precoding matrix is selected and its index is determined in consideration of the channel estimation value, the amount of data to be transmitted, and the like. .
  • the output of the index selection unit 505 is input as the output of the PMI determination unit 329 to the control information transmission unit 331 in FIG.
  • the control information transmission unit 331 the PMI input from the PMI determination unit 329, the information regarding the transmission method input from the transmission method determination unit 327, the information regarding the modulation method input from the modulation method determination unit 323, and the allocation information determination unit 325
  • the information including the spectrum allocation information (allocation information) input from, and other control information not shown is transmitted to the terminal device 1-2.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating processing in the PMI determination unit 329 of FIG. 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 3 grasps the number of transmission antennas possessed by the target terminal apparatus 1-2 (step T1). It is assumed that the number of transmission antennas is notified in advance from the terminal device 1-2 before performing communication.
  • the base station apparatus 3 limits the codebook to be used according to the number of transmission antennas (step T3). At this stage, the codebook is narrowed down to two for OFDM and DFT-S-OFDM.
  • the base station apparatus 3 determines whether the transmission method used by the terminal apparatus 1-2 in the next transmission is OFDM or DFT-S-OFDM (step T5).
  • the base station apparatus 3 selects an OFDM codebook (step T7).
  • the base station apparatus 3 selects a codebook for DFT-S-OFDM (step T9).
  • the base station apparatus 3 determines a precoding matrix to be used for the next transmission using the channel estimation value, the allocation information, and the selected codebook (step T11), and sets the index of the precoding matrix. PMI.
  • FIG. 12 is a sequence chart for explaining processing of the terminal device 1-2 and the base station device 3 according to the first embodiment of the present invention.
  • the terminal apparatus 1-2 transmits a reference signal and control information to the base station apparatus 3 (step U1), so that the base station apparatus 3 determines a transmission method to be used for the next uplink transmission (step U3). ),
  • the PMI is determined by the PMI determination unit 329 in FIG. 10 (step U5).
  • the determined transmission method information and PMI used for the next uplink transmission are notified from the base station apparatus 3 to the terminal apparatus 1-2 (step U7).
  • the terminal device 1-2 recognizes the transmission method used for the next uplink transmission from the transmission method information (step U9), and the precoding matrix determination unit 133 in FIG. A coding matrix is determined (step U13).
  • the terminal device 1-2 multiplies the data by the determined precoding matrix and performs data transmission (step U15).
  • the codebook to be used is selected not only according to the number of transmission antennas (the number of antenna ports) but also according to the transmission method. Therefore, even if the same PMI is notified in a communication system in which a plurality of transmission methods are defined, different precoding can be performed depending on the transmission method used. As a result, since precoding suitable for each transmission method can be performed, it is possible to increase throughput while maintaining coverage as compared with the case where the same precoding is used. Further, since the code book is selected depending on the selected transmission method, it is not necessary to add information on which code book is selected. As a result, the amount of downlink control information is not increased.
  • the codebook is changed depending on whether it is SC-FDMA or Clustered.
  • the transmission scheme with a low CM is SC-FDMA and Clustered DFT-S-OFDM
  • the transmission scheme with a high CM is OFDM.
  • Clustered DFT-S-OFDM is a transmission scheme in which CM is higher than SC-FDMA
  • Clustered DFT-S-OFDM is used as a transmission scheme with high CM
  • SC-FDMA and Clustered DFT-S-OFDM are used. It is also possible to use different codebooks.
  • SC-FDMA is handled as a transmission scheme with a low CM
  • Clustered DFT-S-OFDM is handled as a transmission scheme with a high CM.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram showing a communication device configuration of the terminal device 1 according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration is almost the same as the transmitter configuration of FIG. 2 shown in the first embodiment, only different blocks will be described.
  • the switching units 107-1 to 107-L do not exist. This is because both the SC-FDMA and Clustered DFT-S-OFDM require DFT processing by the DFT unit 109.
  • the switching unit 107 exists as in the first embodiment. After the DFT unit 109, transmission is performed from the antenna unit by the same processing as in the first embodiment.
  • control information received by the control signal receiving unit 125 is input to the allocation information acquiring unit 131, the precoding matrix determining unit 601, and the modulation scheme acquiring unit 127.
  • the allocation information acquisition unit 131 extracts allocation information (scheduling information) from the input control information and inputs it to the spectrum mapping units 117-1 to 117-Nt and the precoding matrix determination unit 601. Spectrum mapping sections 117-1 to 117-Nt arrange the spectrum input from precoding section 115 at a frequency within the system band based on the input allocation information.
  • FIG. 14 is a schematic block diagram showing the configuration of the precoding matrix determination unit 601 according to the second embodiment of the present invention.
  • the input from the allocation information acquisition unit 131 is input to the code book selection unit 651.
  • the codebook selection unit 651 a plurality of codebooks are selected according to the number of transmission antennas (number of antenna ports) of the terminal device 1 notified from the transmission antenna number notification unit 253, and further the allocation input from the allocation information acquisition unit 131 A predetermined codebook is selected based on the information.
  • the allocation information input from the allocation information acquisition unit 131 is continuously arranged, that is, when the transmission method is SC-FDMA, a codebook giving priority to maintaining the CM as shown in FIG.
  • a codebook giving priority to maintaining the CM as shown in FIG. 6
  • a codebook that can obtain a good transmission antenna gain as shown in FIG. 6 is selected.
  • the selected codebook is input to the precoding matrix selection unit 255.
  • Clustered DFT-S-OFDM is characterized in that CM increases as the number of clusters increases. Therefore, it is conceivable to prepare a code book according to the number of clusters of Clustered DFT-S-OFDM.
  • CM increases as the number of clusters increases. Therefore, it is conceivable to prepare a code book according to the number of clusters of Clustered DFT-S-OFDM.
  • the transmission method is SC-FDMA or Clustered DFT-S-OFDM with 2 clusters
  • a codebook that does not increase CM is used, and when the number of clusters is 3 or more, transmit antenna diversity is used.
  • Changing the code book having a high gain is also included in the present invention.
  • two codebooks are prepared. However, three or more codebooks may be prepared in the system according to the number of clusters of Clustered DFT-S-OFDM.
  • the PMI acquisition unit 257 extracts the PMI from the control information input from the control signal reception unit 125 and inputs the PMI to the precoding matrix selection unit 255.
  • the precoding matrix selection unit 255 selects a precoding matrix corresponding to the PMI in the codebook input from the codebook selection unit 651 and inputs it to the precoding unit 115 as an output of the precoding matrix determination unit 601. .
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining processing in the precoding matrix determination unit 601 in FIG. 14 according to the second embodiment of the present invention.
  • the same number was attached
  • the terminal device 1 grasps the number of transmission antennas held by the terminal device 1 itself (step S1).
  • the terminal device 1 limits the codebook to be used according to the number of transmission antennas (step S103).
  • the terminal device 1 determines whether the frequency arrangement is a continuous arrangement (step S105). When the frequency arrangement is a continuous arrangement (step S105: YES), the terminal device 1 selects a codebook for SC-FDMA (step S107).
  • step S105 When the frequency arrangement is not continuous arrangement (step S105: NO), the terminal device 1 selects a codebook for Clustered DFT-S-OFDM (step S109). Finally, the terminal apparatus 1 determines a precoding matrix to be used for the next transmission based on the selected codebook and the PMI notified from the base station apparatus 3 (step S11), and the next transmission is performed based on the determined precoding matrix. To do.
  • FIG. 16 is a schematic block diagram showing a receiver configuration of the base station apparatus 3 according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration is almost the same as the configuration of FIG. 8 shown in the first embodiment, only different blocks will be described. Since OFDM does not exist as a transmission method, switching units 311-1 to 311-L do not exist as in the terminal configuration, and the output of MIMO separation unit 309 is input to IDFT units 313-1 to 313-L.
  • FIG. 17 is a schematic block diagram showing the configuration of the PMI determination unit 701 according to the second embodiment of the present invention.
  • the allocation information input from the allocation information determination unit 325 is input to the code book selection unit 801 and the index selection unit 505.
  • the codebook selection unit 801 selects a plurality of codebooks from among the plurality of codebooks according to the number of transmission antennas (number of antenna ports) of the terminal device 1 notified from the transmission antenna number notification unit 503, and further determines allocation information.
  • a predetermined code book is selected according to the allocation information input from the unit 325.
  • the allocation information is continuous allocation (that is, the transmission scheme is SC-FDMA)
  • a codebook composed of precoding matrices giving priority to CM maintenance as shown in FIG. 5 is selected
  • allocation information is discontinuous allocation
  • the transmission method is Clustered (DFT-S-OFDM)
  • a codebook composed of a precoding matrix giving priority to transmission antenna diversity gain as shown in FIG. 6 is selected.
  • the selected code book is input to the index selection unit 505.
  • the index selection unit 505 uses the channel estimation value input from the channel estimation unit 321, the code book input from the code book selection unit 801, and the allocation information input from the allocation information determination unit 325. Which precoding matrix is to be used for uplink transmission is input to the control information transmission unit 331.
  • FIG. 18 is a flowchart for explaining processing in the PMI determination unit 701 in FIG. 17 according to the second embodiment of the present invention.
  • the same number is attached
  • the base station device 3 grasps the number of transmission antennas of the target terminal device 1 (step T1). It is assumed that the number of transmission antennas is notified in advance from the terminal device 1 before performing communication.
  • the base station apparatus 3 limits the codebook to be used according to the number of transmission antennas (step T103).
  • the base station apparatus 3 determines whether the frequency arrangement is a continuous arrangement (step T105). When the frequency arrangement is a continuous arrangement (step T105: YES), the base station apparatus 3 selects a codebook for SC-FDMA (step T107).
  • the base station apparatus 3 selects a codebook for Clustered DFT-S-OFDM (step T109). Finally, the base station apparatus 3 determines a precoding matrix to be used for the next transmission using the channel estimation value, the allocation information, and the selected codebook (step T11), and sets the index of the precoding matrix. PMI.
  • FIG. 19 is a sequence chart illustrating processing of the terminal device 1 and the base station device 3 according to the second embodiment of the present invention.
  • the terminal apparatus 1 transmits a reference signal and control information to the base station apparatus 3 (step U1), so that the base station apparatus 3 determines an allocation RB to be used for the next uplink transmission (step U103).
  • the PMI is determined by the PMI determination unit 701 in FIG. 17 (step U5).
  • the determined allocation RB (frequency) and PMI used for the next uplink transmission are notified from the base station apparatus 3 to the terminal apparatus 1 (step U107).
  • the terminal apparatus 1 recognizes the allocation RB to be used for the next uplink transmission from the transmission scheme information (step U109), the codebook selection (step U11), the precoding matrix by the precoding matrix determination unit 601 in FIG. Is determined (step U13).
  • the terminal device 1 multiplies the data by the determined precoding matrix and performs data transmission (step U15).
  • Clustered DFT-S-OFDM increases CM by precoding.
  • a plurality of precoding matrices for transmission of a predetermined rank in the codebook are statistically constant in the amount of increase in CM, but precoding has a difference in the amount of increase in CM.
  • the matrix may be converted into a code book. For example, in FIG. 6, for rank 2 precoding, twelve indexes 4 to 15 are prepared, and not all of the CMP type, but four of the twelve are replaced with the CMP type as a codebook. 8 use a codebook in which the CM increases. If such a code book is prepared, for example, the base station apparatus 3 sets a precoding matrix that does not increase the CM of the transmission signal of the terminal apparatus 1 by the magnitude of the PH notified to the base station apparatus 3 by the terminal apparatus 1. You can choose.
  • the PMI determination unit 701 of the present embodiment operates to perform precoding to maintain CM when spectrum allocation is continuous, and performs precoding when spectrum allocation is discontinuous. Regardless, since the CM is high to some extent, an increase in the CM is allowed and the precoding is performed so that the transmission antenna diversity gain is increased. As a result, since the transmission characteristics of the terminal apparatus 1 in which deterioration of CM is not important can be improved while maintaining the coverage as compared with the case of using a codebook composed only of a precoding matrix that maintains CM, the cell Throughput can be increased.
  • the precoding codebook is selected depending on whether the transmission signal is SC-FDMA or Clustered DFT-S-OFDM, but SC-FDMA uses precoding that maintains CM.
  • SC-FDMA uses precoding that maintains CM.
  • a codebook that consists of a precoding matrix that maintains CM and a pre-priority that prioritizes transmit antenna diversity gain, depending on the spectrum mapping state. It is good also as a structure which selects the code book comprised from a coding matrix.
  • 20A, 20B, 21A, and 21B are schematic diagrams of system bands in which clusters are arranged.
  • a clustered DFT-S-OFDM composed of two clusters
  • the influence of radiation outside the system band on the spectrum mask will increase, so power It is necessary to suppress the transmission.
  • transmission is performed with the average transmission power lowered, so that amplification can be performed within the linear region of the amplifier even if the peak power is increased. Therefore, a codebook composed of precoding matrices giving priority to transmit antenna diversity gain is selected.
  • a codebook composed of precoding matrices giving priority to transmit antenna diversity gain is selected, and the value of the distance between clusters is a predetermined value. If it is smaller, it is also included in the present invention to select a codebook composed of precoding matrices that maintain CM.
  • the use band is wide with respect to the system band as shown in FIG. 21A, the probability that the distance between the clusters is narrow is high, and when the use band is narrow with respect to the system band as shown in FIG. Is likely to become wide. Therefore, a configuration may be adopted in which the used bandwidth with respect to the system bandwidth is calculated and the codebook to be used is selected based on the ratio.
  • the code book is changed according to the modulation method.
  • the CM differs depending on the transmission method, the case where the precoding method is changed depending on the transmission method has been described.
  • the CM changes not only when the transmission method changes.
  • CM Physical Uplink Shared CHannel
  • PUCCH Physical Uplink Control an CHannel
  • FIG. 22 is a schematic block diagram showing a transmitter configuration of the terminal device 1 according to the third embodiment of the present invention. Since the configuration is almost the same as the transmitter configuration of FIG. 13 shown in the second embodiment, only different blocks will be described. The difference is the input to the precoding matrix determination unit 901 and the internal processing, and only this point will be described.
  • the codebook to be selected differs depending on spectrum allocation (whether SC-FDMA or ClusteredFTDFT-S-OFDM), so the output of the allocation information acquisition unit 131 is sent to the precoding matrix determination unit 901. It was entered.
  • information on the modulation scheme is input from the modulation scheme acquisition section 127 to the precoding matrix determination section 901.
  • FIG. 23 is a schematic block diagram showing the configuration of the precoding matrix determination unit 901 according to the third embodiment of the present invention.
  • An input from the modulation scheme acquisition unit 127 is input to the codebook selection unit 1001.
  • the codebook selection unit 1001 selects a plurality of codebooks from among a plurality of codebooks according to the number of transmission antennas (number of antenna ports) of the terminal device 1 notified from the transmission antenna number notification unit 253, and further acquires a modulation scheme.
  • a predetermined code book is selected according to the modulation method input from the unit 127.
  • the codebook giving priority to maintaining the CM as shown in FIG. 5 is selected.
  • the modulation method input from the modulation method acquisition unit 127 is a high-CM method such as 16QAM, 64QAM having a higher CM than 16QAM, or 256QAM, a good transmission antenna gain as shown in FIG.
  • a codebook that can obtain The selected codebook is input to the precoding matrix selection unit 255.
  • 16QAM is regarded as a modulation scheme with high CM.
  • 64QAM or more is a modulation scheme with high CM.
  • the input from the control signal receiving unit 125 is input to the PMI acquisition unit 257, the PMI is extracted from the control information, and the obtained PMI is input to the precoding matrix selection unit 255.
  • the precoding matrix selection unit 255 selects a precoding matrix corresponding to the PMI in the codebook input from the codebook selection unit 1001, and inputs it to the precoding unit 115 as an output of the precoding matrix determination unit 901. .
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining processing in the precoding matrix determination unit 901 in FIG. 23 according to the third embodiment of the present invention.
  • the same number is attached
  • the terminal device 1 grasps the number of transmission antennas held by the terminal device 1 itself (step S1).
  • the terminal device 1 limits the codebook to be used according to the number of transmission antennas (step S103).
  • the terminal device 1 determines whether the modulation method is PSK (step S205). If the modulation method is PSK (step S205: YES), the terminal device 1 selects a code book for CM maintenance (step S207).
  • the terminal apparatus 1 selects a diversity gain priority codebook (step S209). Finally, the terminal apparatus 1 determines a precoding matrix to be used for the next transmission based on the selected codebook and the PMI notified from the base station apparatus 3 (step S11), and performs the next transmission based on the determined precoding matrix. Do.
  • FIG. 25 is a schematic block diagram showing a receiver configuration of the base station apparatus 3 according to the third embodiment of the present invention.
  • PMI determination section 1101 is also input from modulation scheme determination section 323 in addition to the channel estimation value input from channel estimation section 321 and the allocation information input from allocation information determination section 325.
  • the internal processing of the PMI determination unit 1101 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 26 is a schematic block diagram showing the configuration of the PMI determination unit 1101 according to the third embodiment of the present invention.
  • Information input from the modulation scheme determination unit 323 is input to the codebook selection unit 1201.
  • the codebook selection unit 1201 selects a plurality of codebooks from among a plurality of codebooks according to the number of transmission antennas (number of antenna ports) of the terminal device 1 notified from the transmission antenna number notification unit 503, and further determines a modulation scheme.
  • a predetermined code book is selected according to the modulation method input from the unit 323. That is, if the modulation scheme input from the modulation scheme determination unit 323 is a scheme with a low CM (for example, BPSK or QPSK), a codebook composed of precoding matrices prioritizing CM maintenance as shown in FIG. 5 is selected. If the modulation scheme is a scheme with a high CM (for example, 64QAM or 256QAM), a codebook capable of obtaining a good transmission antenna gain as shown in FIG. 6 is selected.
  • CM for example, BPSK or QPSK
  • the selected codebook is input to the index selection unit 505.
  • the index selection unit 505 uses the channel estimation value input from the channel estimation unit 321, the code book input from the code book selection unit 1201, and the allocation information input from the allocation information determination unit 325. Which precoding matrix is to be used for uplink transmission is input to the control information transmission unit 331.
  • the PMI determination unit 1101 of the present embodiment operates to perform precoding to maintain CM when using a modulation scheme with low CM, and performs precoding when using a modulation scheme with high CM. Regardless, since the CM is high to some extent, the CM is allowed to increase, and precoding is performed so as to increase the transmission antenna diversity gain.
  • FIG. 27 is a flowchart for explaining processing in the PMI determination unit 1101 in FIG. 26 according to the third embodiment of the present invention.
  • the same number is attached
  • the base station device 3 grasps the number of transmission antennas of the target terminal device 1 (step T1). It is assumed that the number of transmission antennas is notified in advance from the terminal device 1 before performing communication.
  • the codebook to be used is limited according to the number of transmission antennas (step T103).
  • the base station apparatus 3 determines whether the modulation method is PSK (step T205). When the modulation method is PSK (step T205: YES), the base station apparatus 3 selects a CM maintenance codebook (step T207).
  • the base station apparatus 3 selects a diversity gain priority codebook (step T209). Finally, the base station apparatus 3 determines a precoding matrix to be used for the next transmission using the channel estimation value, the allocation information, and the selected codebook (step T11), and sets the index of the precoding matrix. PMI.
  • FIG. 28 is a sequence chart for explaining processing of the terminal device 1 and the base station device 3 according to the third embodiment of the present invention.
  • the terminal apparatus 1 transmits a reference signal and control information to the base station apparatus 3 (step U1), so that the base station apparatus 3 determines an MCS to be used for the next uplink transmission (step U203).
  • the PMI is determined by the 26 PMI determination units 1101 (step U5).
  • the determined MCS information and PMI used for the next uplink transmission are notified from the base station apparatus 3 to the terminal apparatus 1 (step U207).
  • the terminal device 1 recognizes the MCS to be used for the next uplink transmission from the MCS information (step U209), the codebook selection (step U11), and the precoding matrix determination by the precoding matrix determination unit 901 in FIG. (Step U13).
  • the terminal device 1 multiplies the data by the determined precoding matrix and performs data transmission (step U15).
  • a high-order multilevel modulation scheme that is, 64QAM or the like is often used for transmission.
  • a precoding matrix that increases the transmission antenna diversity gain is selected, so that transmission characteristics are improved compared to the case where precoding is performed while maintaining CM in all terminal apparatuses 1. can do. That is, this embodiment is particularly effective in fractional TPC.
  • the above embodiments can be realized in combination.
  • the modulation multilevel number is high and the transmission method is Clustered DFT-S-OFDM
  • precoding without maintaining CM is performed, for example, the modulation multilevel number is high, or the transmission method is OFDM or Clustered DFT-S.
  • precoding without maintaining CM is also included in the present invention.
  • the program that operates in the terminal device 1 and the base station device 3 related to the present invention is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention.
  • Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary.
  • a recording medium for storing the program a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient.
  • the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs.
  • the functions of the invention may be realized.
  • the program when distributing to the market, can be stored in a portable recording medium for distribution, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in the present invention.
  • LSI which is an integrated circuit.
  • Each functional block of the terminal device 1 and the base station device 3 may be individually chipped, or a part or all of them may be integrated into a chip.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. Either hybrid or monolithic may be used. Some of the functions may be realized by hardware and some by software.
  • an integrated circuit based on the technology can be used.
  • the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are also claimed. Included in the range.
  • the present invention can be used in a mobile communication system in which a mobile phone device is a terminal device 1.

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Abstract

　セルラシステムでプリコーディングの性能を十分に活かすことのできる新たなプリコーディングを導入することにより、スループットを向上させる。複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置であって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部２５１と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部２５５と、を備える。

Description

端末装置、基地局装置、プログラムおよび集積回路
　本発明は、プリコーディングを行なった信号を複数の送信アンテナを用いて送信する技術に関する。
　３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行なわれた無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）リリース８（Rel-8）では、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信を行なうことが可能である。ＬＴＥ　Ｒｅｌ－８の下りリンク（基地局装置から端末装置への通信）における伝送方式としては、周波数選択フェージングに強い耐性を持つこと、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送と親和性が高いこと、等の理由からＯＦＤＭ（直交周波数分割多重、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されている。
　ＬＴＥ　Ｒｅｌ－８の下りリンクでは、最大４アンテナポート（複数の送信アンテナから同一の信号を送信する場合、それらのアンテナをまとめてアンテナポートと定義する）を用いたＭＩＭＯ伝送が可能である。受信機での信号分離能力を上げるため、瞬時の伝搬路に応じて、適切なプリコーディング行列を送信信号に乗算して送信を行なう、閉ループ型ＭＩＭＯが採用されている。下りリンクにおける適切なプリコーディング行列は、受信機である端末装置（移動端末装置、移動局装置、端末とも称する）しか把握できないため、端末装置が適切なプリコーディング行列を基地局装置（制御局装置とも称する）に通知する必要がある。ここで、端末装置から基地局装置への通知情報を削減するため、ＬＴＥではコードブックベースのプリコーディング行列を用いることになっている。端末装置はコードブック化されたプリコーディング行列の中から最適なプリコーディング行列を選択し、そのインデックス（PMI、Precoding Matrix Indicator）を基地局装置に通知する仕組みになっている。
　一方、上りリンク（端末装置から基地局装置への通信）では、端末装置のコストや規模が重要である。ＯＦＤＭはＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio、ピーク対平均電力比）あるいはＣＭ（Cubic Metric、PAPRと同様に信号波形の平均電力に対するピーク電力の標準偏差で示されるピーク電力の大きさを表す指標）が高く、線形領域の広い電力増幅器が必要となるため、消費電力が大きくなってしまい、上りリンクの伝送に向かない。そこで、ＬＴＥ　Ｒｅｌ－８の上りリンクでは、ＣＭの低いＳＣ－ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。
　３ＧＰＰでは、ＬＴＥ　Ｒｅｌ－１０以降の規格をＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）と呼び、標準化を行なっている。ＬＴＥ　Ｒｅｌ－８の上りリンクではＭＩＭＯ伝送が仕様化されなかったが、Ｒｅｌ－１０では仕様化されており、最大４アンテナポートを用いたＳＵ－ＭＩＭＯ（Single User MIMO）伝送が可能である。４アンテナポートを用いる場合、各アンテナポートからそれぞれ異なるデータを送信することで、レイヤ数（ランク、ストリーム数とも呼ぶ）４の伝送を行なうことが可能である。伝送にはコードブックベースのプリコーディングを行なうことになっており、基地局装置は最良の伝送特性が得られるプリコーディング行列をコードブックの中から選択し、端末装置に通知する。ここでコードブックは、使用アンテナポート数毎に異なるコードブックが用意されており、例えばＲｅｌ－１０では、使用アンテナポート数が１、２、４用のコードブックがそれぞれ用意されている。
　またアンテナポート数が４のＬＴＥ　Ｒｅｌ－８の下りリンクでは、プリコーディング行列としてＨｏｕｓｅ　Ｈｏｌｄｅｒ（HH）行列が採用されたのに対し、Ｒｅｌ－１０の上りリンクでは非特許文献１に記載されているように、ＣＭＰ（CM Preserving）型のプリコーディング行列が採用されている。これは、ＨＨ行列を用いたプリコーディングの場合、複数の信号（レイヤ）の加算を行なった信号を、各送信アンテナポートから送信するため、ＣＭ（PAPR）が増加してしまうのに対し、ＣＭＰ型の行列を用いたプリコーディングの場合、各アンテナポートからは１つの信号（レイヤ）しか送信されないため、元々のＣＭを維持できるためである。しかしながら、ＣＭＰ型のプリコーディングは、ＣＭを維持するという制限があるため、ＨＨ行列を用いた場合ほどの伝送特性は見込めない。また３ＧＰＰにおいて、非特許文献２のように、ランク３伝送に関して、同一コードブック内にＣＭＰ型のプリコーディングと、ＣＭを維持しないＣＭＦ（CM Friendly）型のプリコーディングを共存させるコードブックも提案されたが、採用には至らなかった。
　また、ＬＴＥ－１０のＲＡＮ（Radio Access Network）１の仕様では、ＭＩＭＯ伝送に加えて、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM）が採用されている。ＳＣ－ＦＤＭＡがシングルキャリアスペクトルを任意の周波数に連続的に配置するのに対し、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭでは、ＳＣ－ＦＤＭＡのスペクトルを２分割し、任意の周波数に不連続に割り当てることが可能である。
3GPP TS36.211 V10.1.0 R1-100655、"Uplink Rank-3 Codebook Design for LTE-Advanced"、LGE
　ＬＴＥ－１０では、ＣＭを増加させないことを優先し、ＣＭＰ型の行列を用いたプリコーディングが採用されている。しかし、ＣＭが重要なのはセルエッジの端末装置であり、セル中央の端末装置のようなＣＭが重要でない端末装置は、プリコーディング技術が本来持つ性能を十分活かしきれていない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セルラシステムでプリコーディングの性能を十分に活かすことのできる新たなプリコーディングを導入することにより、スループットを向上させることができる端末装置、基地局装置、プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
　（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の端末装置は、複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置であって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部と、を備えることを特徴とする。
　このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
　（２）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）の大きさであることを特徴とする。
　このように、送信パラメータは、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）の大きさであるので、ＣＭの大きさに適したプリコーディングを行なうことができる。このため、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。
　（３）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、伝送方式を示す情報であることを特徴とする。
　このように、送信パラメータは、伝送方式を示す情報であるので、伝送方式に適したプリコーディングを行なうことができる。このため、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。
　（４）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、スペクトルの割り当てパターンを示す情報であることを特徴とする。
　このように、送信パラメータは、スペクトルの割り当てパターンを示す情報であるので、ＣＭを維持するプリコーディング行列のみから構成されるコードブックを用いる場合と比較して、カバレッジを維持しつつ、ＣＭの劣化が重要ではない端末装置の伝送特性を改善することができる。その結果、セルスループットを増加させることができる。
　（５）また、本発明の端末装置において、前記送信パラメータは、変調方式を示す情報であることを特徴とする。
　このように、送信パラメータは、変調方式を示す情報であるので、例えば、セル中央の端末装置ほど高い電力で受信されるように送信電力制御（Transmit Power Control、TPC）を行なうフラクショナルＴＰＣにおいては、セルエッジの端末装置の信号は低い電力で受信されるため、低多値数の変調方式が伝送に用いられる。この場合、ＣＭを維持したプリコーディングを行なうことができ、伝送特性を劣化させることがない。一方、セル中央の端末装置の信号は高い電力で受信されるため、高次の多値数の変調方式が用いられる。この場合、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディング行列を選択するため、全端末装置にＣＭを維持したプリコーディングを行なう場合と比較して、伝送特性を改善することができる。
　（６）また、本発明の端末装置において、前記コードブック選択部は、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）を維持する複数のプリコーディング行列を含むコードブックまたは良好な送信アンテナ利得が得られる複数のプリコーディング行列を含むコードブックのいずれか一方を選択することを特徴とする。
　このように、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）を維持する複数のプリコーディング行列を含むコードブックまたは良好な送信アンテナ利得が得られる複数のプリコーディング行列を含むコードブックのいずれか一方を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
　（７）また、本発明の基地局装置は、プリコーディングを行なった信号を複数の送信アンテナを用いて送信する端末装置と無線通信を行なう基地局装置であって、前記端末装置の送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択し、前記選択したプリコーディング行列を示すインデックスを選択するインデックス選択部と、を備え、前記選択したインデックスを示す情報を、前記端末装置に送信することを特徴とする。
　このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
　（８）また、本発明のプログラムは、複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置を制御するプログラムであって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する処理と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
　このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
　（９）また、本発明の集積回路は、複数の送信アンテナを備えた端末装置に実装されることにより、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する機能と、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する機能と、前記選択したプリコーディング行列を用いて、送信信号に対してプリコーディングを行なう機能と、の一連の機能を、前記端末装置に発揮させることを特徴とする。
　このように、送信アンテナの数および送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択し、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するので、ＰＭＩが同じであっても、送信アンテナの数以外の送信パラメータに応じて、異なるプリコーディングを行なうことができる。その結果、送信アンテナの数以外の送信パラメータに適したプリコーディングを行なうことができ、常に同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された送信アンテナの数以外の送信パラメータに依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がなくなる。このため、下りリンク制御情報量が増加することを回避することが可能となる。
　この発明によれば、端末装置は、カバレッジを維持しつつ、スループットを向上させることができる。
本発明の第１の実施形態における無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る端末装置１－２の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る各ＯＦＤＭ信号生成部１１９－１～１１９－Ｎｔの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリコーディング行列決定部１３３の構成を示す概略ブロック図である。 本発明のコードブックの一例を示す図である。 本発明のコードブックの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る、図４のプリコーディング行列決定部１３３内の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置３の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信部３０５の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＰＭＩ決定部３２９の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る、図１０のＰＭＩ決定部３２９内の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る端末装置１－２と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る端末装置１の通信機構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリコーディング行列決定部６０１の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る、図１４のプリコーディング行列決定部６０１内の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るＰＭＩ決定部７０１の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る、図１７のＰＭＩ決定部７０１内の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。 クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。 クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。 クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。 クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る端末装置１の送信機構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るプリコーディング行列決定部９０１の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る、図２３のプリコーディング行列決定部９０１内の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るＰＭＩ決定部１１０１の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る、図２６のＰＭＩ決定部１１０１内の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態では、伝送方式がＯＦＤＭであるか否かに応じてコードブックを変更する。以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態では、ＬＴＥ　Ｒｅｌ－１０の上りリンクで採用されているＳＣ－ＦＤＭＡ、およびＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭに加え、ＯＦＤＭが新たに採用された場合において、Ｒｅｌ－１０とは異なるプリコーディング技術をＯＦＤＭにのみ適用する。
　図１は、本発明の第１の実施形態における無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。無線通信システムは、端末装置１－１、１－２、基地局装置３を含んで構成される。端末装置１－１は、基地局装置３と無線通信するＲｅｌ－１０の端末装置であり、送信する際の伝送方式はＳＣ－ＦＤＭＡ、あるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭである。この時、端末装置１－１はＣＭを増加させないＣＭＰ型のプリコーディングを行なう。一方、端末装置１－２は、端末装置１－１と同様、基地局装置３と無線通信するＲｅｌ－１０以降の端末装置であり、送信する際の伝送方式として、ＳＣ－ＦＤＭＡ、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭに加えてＯＦＤＭを用いることができる。なお、図１には、端末装置１－１、１－２を、各々一つずつ示したが、複数であってもよい。また、端末装置１－１、１－２を合わせて、端末装置１とも表す。以下、端末装置１－２の送信処理について図面を用いて説明を行なう。
　図２は、本発明の第１の実施形態に係る端末装置１－２の構成を示す概略ブロック図である。端末装置１－２は、Ｓ／Ｐ（Serial/Parallel）変換部１０１、符号化部１０３－１～１０３－Ｌ（以下、符号化部103-1～103-Lを合わせて、符号化部103とも表す）、変調部１０５－１～１０５－Ｌ（以下、変調部105-1～105-Lを合わせて、変調部105とも表す）、切替部１０７－１～１０７－Ｌ（以下、切替部107-1～107-Lを合わせて、切替部107とも表す）、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１０９－１～１０９－Ｌ（以下、DFT部109-1～109-Lを合わせて、DFT部109とも表す）、参照信号多重部１１１－１～１１１－Ｌ（以下、参照信号多重部111-1～111-Lを合わせて、参照信号多重部111とも表す）、参照信号生成部１１３、プリコーディング部１１５、スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔ、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）信号生成部１１９－１～１１９－Ｎｔ（以下、OFDM信号生成部119-1～119-Ntを合わせて、OFDM信号生成部119とも表す）、送信アンテナ１２１－１～１２１－Ｎｔ（以下、送信アンテナ121-1～121-Ntを合わせて、送信アンテナ121とも表す）、受信アンテナ１２３、制御信号受信部１２５、変調方式取得部１２７、伝送方式識別部１２９、割当情報取得部１３１、プリコーディング行列決定部１３３を含んで構成される。
　基地局装置３に送信されるデータビット系列は、Ｓ／Ｐ変換部１０１に入力され、レイヤ数（ランク数、ストリーム数）のパラレル出力となるようにシリアル－パラレル変換が施され、それぞれ符号化部１０３－１～１０３－Ｌに入力される。ここで、Ｌをレイヤ数とする。各符号化部１０３－１～１０３－Ｌでは、誤り訂正符号化が適用される。なお、図２において符号化部１０３はＬ個存在するが、ビット系列を符号化部１０３に入力し、Ｓ／Ｐ変換によって各レイヤの変調部１０５－１～１０５－Ｌに入力する構成としてもよい。各符号化部１０３－１～１０３－Ｌの出力は、変調部１０５－１～１０５－Ｌへ入力される。変調部１０５－１～１０５－Ｌの各々は、符号化部１０３－１～１０３－Ｌから入力されたビット系列を、変調方式取得部１２７から入力される変調方式を示す情報によって、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の変調シンボルへ変換する。ここで、各変調部１０５－１～１０５－Ｌで適用される変調は同一であってもよいし、各レイヤの受信品質等を考慮し、異なる変調が施されてもよい。また図２では符号化部１０３の数と変調部１０５の数が一致しているが、ＬＴＥ－Ａのように２つの符号化部１０３が出力する符号化ビットがレイヤーマッピング部に入力され、２～４個の変調部１０５に割り振られてもよい。
　変調部１０５－１～１０５－Ｌは、ＮＤＦＴシンボル毎に変調シンボルを切替部１０７に入力する。切替部１０７は、伝送方式識別部１２９から入力される情報によって、ＤＦＴ部１０９あるいは参照信号多重部１１１に変調シンボルを入力する。ただし、伝送方式識別部１２９から入力される情報がＳＣ－ＦＤＭＡあるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭである場合はＤＦＴ部１０９に入力し、ＯＦＤＭである場合には参照信号多重部１１１に入力するものとする。ＤＦＴ部１０９に入力された場合、入力された変調シンボルはＮＤＦＴ個毎に離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform、ＤＦＴ)され、ＮＤＦＴ個の時間領域信号からＮＤＦＴ個の周波数領域信号に変換される。ＤＦＴ部１０９－１～１０９－Ｌの各々は、ＮＤＦＴ個の周波数領域信号を参照信号多重部１１１－１～１１１－Ｌに入力する。参照信号多重部１１１－１～１１１－Ｌの各々は、ＤＦＴ部１０９あるいは切替部１０７から入力されるＮＤＦＴ個毎の信号と参照信号生成部１１３から入力される復調用の参照信号（DMRS、De-Modulation Reference Signal）を用いて、送信フレームを構成する。
　参照信号多重部１１１－１～１１１－Ｌの出力は、プリコーディング部１１５に入力される。プリコーディング部１１５は、プリコーディング行列決定部１３３から通知される情報にしたがって、Ｎｔ行Ｌ列のプリコーディング行列を、参照信号多重部１１１から入力される信号に乗算する。ここで、Ｎｔは送信アンテナ数とする。プリコーディング行列決定部１３３については後述する。プリコーディング部１１５の出力は、スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔに入力される。スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔは、割当情報取得部１３１から入力される割当情報（スケジューリング情報）に従って、プリコーディング部１１５の出力をシステム帯域内に配置する。ここで、各送信アンテナ１２１で適用されるスペクトルマッピングは、図２が示すように同じ割り当てであってもよいし、アンテナ毎に独立に行なわれてもよい。スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔの出力は、対応するＯＦＤＭ信号生成部１１９－１～１１９－Ｎｔに入力される。
　図３は、本発明の第１の実施形態に係る各ＯＦＤＭ信号生成部１１９－１～１１９－Ｎｔの構成を示すブロック図である。スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔの各出力は、ＩＦＦＴ部２０１によって、逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform、IFFT）が適用され、周波数領域信号から時間領域信号への変換が行なわれる。各ＩＦＦＴ部２０１の出力は、ＣＰ挿入部２０３に入力され、ＳＣ－ＦＤＭＡシンボル毎にＣＰ（Cyclic Prefix）が挿入される。さらに、ＣＰ挿入後のＳＣ－ＦＤＭＡシンボルはＤ／Ａ変換部２０５にてＤ／Ａ（ディジタル－アナログ）変換が適用された後、アナログ処理部２０７に入力される。アナログ処理部２０７では、アナログフィルタリング、搬送波周波数へのアップコンバージョン等を行なう。アナログ処理部２０７の出力は各送信アンテナ１２１－１～１２１－Ｎｔから送信される。
　また、制御信号受信部１２５は、図１の基地局装置３が送信した制御情報信号を、受信アンテナ１２３を介して受信し、得られた制御情報を変調方式取得部１２７、伝送方式識別部１２９、割当情報取得部１３１およびプリコーディング行列決定部１３３に入力する。
　割当情報取得部１３１は、制御信号受信部１２５から入力される制御情報の中からスペクトルの割当情報を抽出し、各スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔに入力する。変調方式取得部１２７は、制御情報の中から変調方式に関する情報を抽出し、各変調部１０５－１～１０５－Ｌに入力する。また伝送方式識別部１２９は、入力された制御情報を用いて、上りリンクで用いる伝送方式を識別する。識別方法としては、基地局装置３が伝送方式を示す情報を直接通知してもよいし、あるいは、変調方式が６４ＱＡＭの場合は、伝送方式としてＯＦＤＭを用いる等、直接伝送方式を示す情報を通知せずに基地局装置３と端末装置１－２で伝送方式を把握してもよい。また変調方式の他にも、ランク数やキャリアアグリゲーション等の情報によって、端末装置１－２が伝送方式を識別してもよい。伝送方式識別部１２９が出力する伝送方式に関する情報は、切替部１０７およびプリコーディング行列決定部１３３に入力される。
　図４は、本発明の第１の実施形態に係るプリコーディング行列決定部１３３の構成を示す概略ブロック図である。コードブック選択部２５１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部２５３から通知される送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに伝送方式識別部１２９から入力される伝送方式によって所定のコードブックが選択される。つまり、送信アンテナ数と伝送方式に応じて、コードブックが選択されることになる。
　図５、図６は、本発明のコードブックの一例を示す図である。例えば端末装置１の送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＳＣ－ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）の場合には、図５に記載のコードブックを用いる。一方、送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＯＦＤＭの場合には、図６に記載のコードブックを用いる。ここで各プリコーディング行列の各行は送信アンテナ１２１のインデックス（つまり4送信アンテナ）であり、各列はランク（同時に送信する異なる送信信号のストリーム数）を表わしている。例えば図５の場合、インデックス０～２３までがランク１用のプリコーディング行列であり、インデックス２４～３５までがランク２用、インデックス３６～５１までがランク３用、インデックス５２がランク４用のプリコーディング行列となっている。
　ここで、図５のコードブックに記載されているプリコーディング行列はすべて、各行においてゼロ以外の値は１つ（あるいは0個）となっている。したがって、各送信アンテナでは、ひとつの信号（レイヤ）が送信される（あるいは何も送信されない）ことを示している。つまり、各送信アンテナで信号同士の加算が行なわれないため、送信信号のＣＭ（PAPR）は保たれることになる。また、１列にゼロ以外の値が複数ある行列は、ある信号（レイヤ）が複数のアンテナから送信されることになるため、受信機で送信アンテナダイバーシチ利得を得ることができる。ただし、１つのレイヤが最大で２つのアンテナからしか送信されないため、送信アンテナダイバーシチ利得は限定的なものとなる。
　一方、図６のコードブックは図５のコードブックと異なり、各行においてゼロが存在しない。したがって、各アンテナでは、送信する複数のレイヤを加算して送信することを示している。この結果、送信信号のＣＭ（PAPR）は増加してしまう。しかしながら、各列にもゼロが存在しないため、各レイヤがすべてのアンテナから送信されることになる。この結果、受信機では良好な送信アンテナダイバーシチ利得を得ることができる。
　コードブック選択部２５１は選択したコードブックをプリコーディング行列選択部２５５に入力する。また制御信号受信部１２５から入力される制御情報はＰＭＩ取得部２５７に入力され、ＰＭＩのみが抽出される。抽出されたＰＭＩはプリコーディング行列選択部２５５に入力される。
　プリコーディング行列選択部２５５では、コードブック選択部２５１から入力されるコードブックと、ＰＭＩ取得部２５７から入力されるインデックスを用いてプリコーディング行列を選択する。例えばコードブック選択部２５１から図５のコードブックが入力され、ＰＭＩ取得部２５７からインデックスとして３７が入力された場合、プリコーディング行列選択部２５５では
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 を選択し、プリコーディング行列決定部１３３の出力として、プリコーディング部１１５に入力する。
　図７は、本発明の第１の実施形態に係る、図４のプリコーディング行列決定部１３３内の処理を説明するフローチャートである。初めに端末装置１－２は、端末装置１－２自身が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＳ１）。次に端末装置１－２は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＳ３）。この段階でコードブックは、ＯＦＤＭ用とＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ用の２つに絞られる。次に、端末装置１－２は、基地局装置３から通知される次回の伝送で用いる伝送方式がＯＦＤＭであるかどうかを判断する（ステップＳ５）。伝送方式がＯＦＤＭである場合（ステップＳ５：YES）、端末装置１－２は、ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＳ７）。伝送方式がＯＦＤＭでない場合（ステップＳ５：NO）、端末装置１－２は、ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＳ９）。最後に、端末装置１－２は、選択したコードブックと、基地局装置３から通知されるＰＭＩによって、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＳ１１）、決定したプリコーディング行列によって次回の伝送を行なう。
　図８は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置３の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置３は、受信アンテナ３０１－１～３０１－Ｎｒ（以下、受信アンテナ301-1～301-Nrを合わせて、受信アンテナ301とも表す）、参照信号分離部３０３－１～３０３－Ｎｒ（以下、参照信号分離部303-1～303-Nrを合わせて、参照信号分離部303とも表す）、ＯＦＤＭ信号受信部３０５－１～３０５－Ｎｒ（以下、OFDM信号受信部305-1～305-Nrを合わせて、OFDM信号受信部305とも表す）、スペクトルデマッピング部３０７－１～３０７－Ｎｒ、ＭＩＭＯ分離部３０９、切替部３１１－１～３１１－Ｌ（以下、切替部311-1～311-Lを合わせて、切替部311とも表す）、ＩＤＦＴ部３１３－１～３１３－Ｌ（以下、IDFT部313-1～313-Lを合わせて、IDFT部313とも表す）、復調部３１５－１～３１５－Ｌ（以下、復調部315-1～315-Lを合わせて、復調部315とも表す）、復号部３１７－１～３１７－Ｌ、Ｐ／Ｓ変換部３１９、チャネル推定部３２１、変調方式決定部３２３、割当情報決定部３２５、伝送方式決定部３２７、ＰＭＩ決定部３２９、制御情報送信部３３１を含んで構成される。
　端末装置１－１、１－２から送信された信号は、無線チャネル（伝搬路）を経由し、図８の基地局装置３の受信アンテナ３０１－１～３０１－Ｎｒで受信される。受信アンテナ３０１－１～３０１－Ｎｒで受信された信号は、各々の受信アンテナに接続された参照信号分離部３０３に入力される。参照信号分離部３０３では受信された信号を、データ信号と参照信号に分離し、データ信号はＯＦＤＭ信号受信部３０５に入力し、参照信号はチャネル推定部３２１に入力する。チャネル推定部３２１では、入力された受信参照信号を用いて送信アンテナ１２１と受信アンテナ３０１の間のチャネルを推定する。得られたチャネル推定値は、ＭＩＭＯ分離部３０９、割当情報決定部３２５、ＰＭＩ決定部３２９および変調方式決定部３２３に入力される。
　変調方式決定部３２３では、入力されたチャネル推定値によって、次の伝送に用いる変調方式を決定し、決定した変調方式を制御情報送信部３３１に入力する。また決定した変調方式は変調方式決定部３２３内に保存しておき、端末が送信した信号を復調するため、復調部３１５－１～３１５－Ｌに入力する。また割当情報決定部３２５では、入力されたチャネル推定値によって、次の伝送にどの端末装置１－２が、どの周波数を用いるかという情報（割当情報）を決定し、ＰＭＩ決定部３２９および制御情報送信部３３１に入力する。また決定した割当情報は、割当情報決定部３２５内に保存しておき、端末が送信した信号をスペクトルデマッピングするため、スペクトルデマッピング部３０７－１～３０７－Ｎｒに入力する。
　一方、受信データ信号は、参照信号分離部３０３からＯＦＤＭ信号受信部３０５－１～３０５－Ｎｒにそれぞれ入力される。図９は本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信部３０５の構成を示す概略ブロック図である。ＯＦＤＭ信号受信部３０５－１～３０５－Ｎｒの各々は、入力された信号をアナログ処理部４０１に入力し、搬送波周波数からベースバンドへのダウンコンバージョン、アナログフィルタリング等を行なう。アナログ処理部４０１の出力は、Ａ／Ｄ変換部４０３に入力され、Ａ／Ｄ（アナログ－ディジタル）変換が行なわれる。その後、ＣＰ除去部４０５にて端末装置１－１、１－２により付加されたＣＰの除去が行なわれ、さらにＦＦＴ部４０７にて高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform、FFT）が行なわれ、該変換により生成された周波数領域信号は、各々に接続された図８のスペクトルデマッピング部３０７－１～３０７－Ｎｒに出力される。
　スペクトルデマッピング部３０７－１～３０７－Ｎｒは、割当情報決定部３２５から入力される割当情報に基づいて、通信に用いられた周波数帯域の周波数領域信号を抽出する。各スペクトルデマッピング部３０７－１～３０７－Ｎｒが抽出した周波数領域信号は、ＭＩＭＯ分離部３０９に入力される。
　ＭＩＭＯ分離部３０９は、スペクトルデマッピング部３０７－１～３０７－Ｎｒからの入力と、チャネル推定部３２１からの入力を用いて空間的に多重されている信号を、Ｌ個のレイヤに分離する。分離方法は、空間フィルタリング（ZF（Zero Forcing）、MMSE（Minimum Mean Square Error）等）、SIC（Successive Interference Cancellation）、V-BLAST（Vertical Bell Laboratories layered Space Time）、MLD（Maximum Likelihood Detection）等どのような方法であってもよい。
　分離された各レイヤの周波数領域信号は、切替部３１１－１～３１１－Ｌに入力される。各々の切替部３１１－１～３１１－Ｌは、伝送方式決定部３２７から入力される伝送方式に関する情報によって出力先を変更する。具体的には、伝送方式決定部３２７から切替部３１１に入力される情報がＳＣ－ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）である場合、切替部３１１は入力された値をＩＤＦＴ部３１３に入力する。一方、伝送方式決定部３２７から切替部３１１に入力される情報がＯＦＤＭである場合、切替部３１１は入力された値を復調部３１５に入力する。
　ＩＤＦＴ部３１３－１～３１３－Ｌの各々は、入力された周波数領域信号に対して、逆離散フーリエ変換を施し、時間領域信号に変換する。得られた時間領域信号を、復調部３１５－１～３１５－Ｌに入力する。復調部３１５では、ＩＤＦＴ部３１３あるいは切替部３１１から入力された受信シンボルをビット列に変換する。復調部３１５の出力は復号部３１７に入力され、誤り訂正復号が適用される。その後、Ｐ／Ｓ変換部３１９は、復号部３１７－１～３１７－Ｌの出力に対して、パラレル－シリアル変換を行ない、送信データビット系列を得る。
　また図８の伝送方式決定部３２７では、端末の許容最大送信電力や、増幅器に対する電力余力（Power Headroom、PH）等を考慮して、上りリンクで端末装置１－２がＳＣ－ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）を使用するか、ＯＦＤＭを使用するかを決定し、ＰＭＩ決定部３２９および制御情報送信部３３１に入力する。また、以前の上りリンクの伝送に用いた伝送方式も記憶しておき、受信処理に用いるため、切替部３１１に入力する。
　図１０は、本発明の第１の実施形態に係るＰＭＩ決定部３２９の構成を示す概略ブロック図である。ＰＭＩ決定部３２９の処理について図１０を用いて説明を行なう。伝送方式決定部３２７からの入力はコードブック選択部５０１に入力される。コードブック選択部５０１では、伝送方式決定部３２７からの入力、および送信アンテナ数通知部５０３が通知する端末装置１－２の送信アンテナ数に応じて、コードブックを選択する。例えば、端末装置１－２の送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＳＣ－ＦＤＭＡ（あるいはClustered DFT-S-OFDM）の場合には、送信信号のＣＭを増加させないコードブックである図５に記載のコードブックを用いる。
　一方、端末装置１－２の送信アンテナ数が４であり、伝送方式がＯＦＤＭの場合には、送信信号のＣＭが十分高く、どのようなプリコーディングを行なってもＣＭは変化しない。そこでＯＦＤＭの場合には、図６に記載のコードブックを用いる。このようにコードブック選択部５０１では、伝送方式がＣＭの低いＳＣ－ＦＤＭＡ（Clustered DFT-S-OFDM）である場合には、ＣＭ維持を前提としたコードブックを選択し、伝送方式がＣＭの高いＯＦＤＭである場合には、ＣＭ維持を前提とせず、良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックを選択する。
　コードブック選択部５０１が選択したコードブックはインデックス選択部５０５に入力される。インデックス選択部５０５には、割当情報決定部３２５から割当情報と、チャネル推定部３２１からチャネル推定値も入力されており、使用するチャネルに応じてコードブックの中から最適なＰＭＩが選択される。たとえばコードブック選択部５０１から図５のコードブックが入力された場合には、チャネル推定値や送信すべきデータ量等を考慮し、いずれかのプリコーディング行列が選択され、そのインデックスが決定される。
　ただし、図５のコードブックの場合、ランク４のプリコーディング行列は、コードブックインデックス＝５２のひとつしか定義されていない。これは図５がＣＭを維持することを優先させたコードブックであるためである。一方、図６のコードブックの場合、ランク４のプリコーディング行列として複数のパターンが定義されている。図６のコードブックは、ＣＭを考慮しない結果、より柔軟なプリコーディングを行なうことができ、より大きな送信アンテナダイバーシチ利得を得ることができる。
　インデックス選択部５０５の出力はＰＭＩ決定部３２９の出力として、図８の制御情報送信部３３１に入力される。制御情報送信部３３１では、ＰＭＩ決定部３２９から入力されるＰＭＩ、伝送方式決定部３２７から入力される伝送方式に関する情報、変調方式決定部３２３から入力される変調方式に関する情報、割当情報決定部３２５から入力されるスペクトル割当に関する情報（割当情報）、さらに図示しない他の制御情報（送信電力制御に関する情報や参照信号の生成に関する情報等）も含めて端末装置１－２に送信する。
　図１１は、本発明の第１の実施形態に係る、図１０のＰＭＩ決定部３２９内の処理を説明するフローチャートである。初めに基地局装置３は、対象とする端末装置１－２が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＴ１）。送信アンテナ数は通信を行なう前に端末装置１－２から予め通知されているものとする。次に基地局装置３は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＴ３）。この段階でコードブックは、ＯＦＤＭ用とＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ用の２つに絞られる。次に、基地局装置３は、次回の伝送で端末装置１－２が用いる伝送方式を、ＯＦＤＭとするか、ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭとするかを判断する（ステップＴ５）。伝送方式がＯＦＤＭである場合（ステップＴ５：YES）、基地局装置３は、ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＴ７）。伝送方式がＯＦＤＭでない場合（ステップＴ５：NO）、基地局装置３は、ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＴ９）。最後に、基地局装置３は、チャネル推定値と、割当情報と、選択されたコードブックを用いて、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＴ１１）、そのプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとする。
　図１２は、本発明の第１の実施形態に係る端末装置１－２と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。初めに端末装置１－２が、参照信号および制御情報を基地局装置３に送信することで（ステップＵ１）、基地局装置３は次回のアップリンクの伝送に用いる伝送方式を決定し（ステップＵ３）、図１０のＰＭＩ決定部３２９によってＰＭＩを決定する（ステップＵ５）。決定された次回のアップリンクの伝送に用いる伝送方式情報およびＰＭＩは、基地局装置３から端末装置１－２に通知される（ステップＵ７）。端末装置１－２は、伝送方式情報から次回のアップリンクの伝送に用いる伝送方式を認識し（ステップＵ９）、図４のプリコーディング行列決定部１３３によって、コードブックの選択（ステップＵ１１）、プリコーディング行列の決定を行なう（ステップＵ１３）。端末装置１－２は、決定したプリコーディング行列をデータに乗算し、データ伝送を行なう（ステップＵ１５）。
　このように本実施形態では、送信アンテナ数（アンテナポート数）だけではなく、伝送方式によって、使用するコードブックが選択される。よって、複数の伝送方式が定義された通信システムにおいて、同じＰＭＩが通知されたとしても、使用する伝送方式によって異なるプリコーディングを行なうことができる。この結果、各伝送方式に適したプリコーディングを行なうことができるため、同一のプリコーディングを使用する場合と比較し、カバレッジを維持しつつ、スループットを増加させることができる。また、選択された伝送方式に依存してコードブックが選択されるため、どのコードブックを選択するのかという情報を追加する必要がない。この結果、下りリンク制御情報量を増加させることもない。
　［第２の実施形態］
　第２の実施形態では、ＳＣ－ＦＤＭＡであるか、またはＣｌｕｓｔｅｒｅｄであるかに応じて、コードブックを変更する。第１の実施形態では、ＣＭが低い伝送方式はＳＣ－ＦＤＭＡおよびＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭであり、ＣＭが高い伝送方式はＯＦＤＭであるとして説明を行なった。しかし、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭはＳＣ－ＦＤＭＡと比較してＣＭが高くなる伝送方式であるため、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭをＣＭの高い伝送方式とし、ＳＣ－ＦＤＭＡとＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭで異なるコードブックを用いることも可能である。第２の実施形態では、ＳＣ－ＦＤＭＡをＣＭが低い伝送方式とし、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭをＣＭが高い伝送方式として扱った場合について説明を行なう。
　図１３は、本発明の第２の実施形態に係る端末装置１の通信機構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態で示した図２の送信機構成とほぼ同じ構成であるため、異なるブロックのみ説明を行なう。まず切替部１０７－１～１０７－Ｌが存在しない。これはＳＣ－ＦＤＭＡ、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ共に、ＤＦＴ部１０９によるＤＦＴ処理を必要とするためである。なお、ＳＣ－ＦＤＭＡおよびＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭに加えて、ＯＦＤＭも伝送方式として存在する場合には、第１の実施形態と同様、切替部１０７が存在することになる。ＤＦＴ部１０９以降は第１の実施形態と同様の処理によってアンテナ部から送信される。
　一方、制御信号受信部１２５が受信した制御情報は、割当情報取得部１３１とプリコーディング行列決定部６０１、変調方式取得部１２７に入力される。割当情報取得部１３１は、入力された制御情報の中から割当情報（スケジューリング情報）を抽出し、スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔおよびプリコーディング行列決定部６０１に入力する。スペクトルマッピング部１１７－１～１１７－Ｎｔは、入力された割当情報に基づいて、プリコーディング部１１５から入力されたスペクトルをシステム帯域内の周波数に配置する。
　次にプリコーディング行列決定部６０１の処理について説明を行なう。図１４は、本発明の第２の実施形態に係るプリコーディング行列決定部６０１の構成を示す概略ブロック図である。割当情報取得部１３１からの入力はコードブック選択部６５１に入力される。コードブック選択部６５１では、送信アンテナ数通知部２５３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに割当情報取得部１３１からの入力される割当情報によって、所定のコードブックが選択される。
　例えば、割当情報取得部１３１から入力される割当情報が連続配置、つまり伝送方式がＳＣ－ＦＤＭＡである場合には、図５のようなＣＭの維持を優先したコードブックが選択され、割当情報取得部１３１から入力される割当情報が非連続配置、つまり伝送方式がＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭである場合には、図６のような良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックが選択される。選択されたコードブックはプリコーディング行列選択部２５５に入力される。
　なお、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭでは、クラスタ数が多くなるにつれてＣＭが高くなるという特徴がある。そこで、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭのクラスタ数に応じてコードブックを用意することが考えられる。つまり、伝送方式がＳＣ－ＦＤＭＡ、あるいはクラスタ数が２のＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭである場合は、ＣＭが増加しないコードブックを用い、クラスタ数が３つ以上である場合には、送信アンテナダイバーシチ利得が高いコードブックを変更することも本発明に含まれる。また上記では用意するコードブックは２つとして説明を行なったが、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭのクラスタ数に応じて３つ以上のコードブックがシステムに用意されていてもよい。
　またＰＭＩ取得部２５７では、制御信号受信部１２５から入力される制御情報の中からＰＭＩを抽出し、プリコーディング行列選択部２５５に入力する。プリコーディング行列選択部２５５では、コードブック選択部６５１から入力されたコードブック中の、ＰＭＩに対応するプリコーディング行列を選択し、プリコーディング行列決定部６０１の出力として、プリコーディング部１１５に入力する。
　図１５は、本発明の第２の実施形態に係る、図１４のプリコーディング行列決定部６０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図７と同じ処理については同じ番号を付した。初めに端末装置１は、端末装置１自身が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＳ１）。次に端末装置１は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＳ１０３）。次に、端末装置１は、周波数配置が連続配置かどうかを判断する（ステップＳ１０５）。周波数配置が連続配置である場合（ステップＳ１０５：YES）、端末装置１は、ＳＣ－ＦＤＭＡ用のコードブックを選択する（ステップＳ１０７）。周波数配置が連続配置でない場合（ステップＳ１０５：NO）、端末装置１は、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＳ１０９）。最後に、端末装置１は、選択したコードブックと、基地局装置３から通知されるＰＭＩによって、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＳ１１）、決定したプリコーディング行列によって次回の伝送を行なう。
　図１６は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態で示した図８の構成とほぼ同じ構成であるため、異なるブロックについてのみ説明を行なう。ＯＦＤＭが伝送方式として存在しないため、端末構成と同様、切替部３１１－１～３１１－Ｌが存在せず、ＭＩＭＯ分離部３０９の出力は、ＩＤＦＴ部３１３－１～３１３－Ｌに入力される。
　また、ＰＭＩ決定部７０１の構成が第１の実施形態とは異なるため図１７を用いて説明を行なう。図１７は、本発明の第２の実施形態に係るＰＭＩ決定部７０１の構成を示す概略ブロック図である。割当情報決定部３２５から入力される割当情報は、コードブック選択部８０１およびインデックス選択部５０５に入力される。コードブック選択部８０１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部５０３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに割当情報決定部３２５から入力される割当情報によって、所定のコードブックが選択される。
　例えば、割当情報が連続配置（つまり伝送方式がSC-FDMA）であれば、図５のようなＣＭ維持を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択し、割当情報が非連続配置（つまり伝送方式がClustered DFT-S-OFDM）であれば、図６のような送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する。選択されたコードブックは、インデックス選択部５０５に入力される。インデックス選択部５０５は、チャネル推定部３２１から入力されるチャネル推定値と、コードブック選択部８０１から入力されるコードブック、および割当情報決定部３２５から入力される割当情報を用い、コードブックの中のどのプリコーディング行列を上りリンクの伝送に用いるかを決定し、そのインデックスを制御情報送信部３３１に入力する。
　図１８は、本発明の第２の実施形態に係る、図１７のＰＭＩ決定部７０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図１１と同じ処理については同じ番号を付した。初めに基地局装置３は、対象とする端末装置１が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＴ１）。送信アンテナ数は通信を行なう前に端末装置１から予め通知されているものとする。次に基地局装置３は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＴ１０３）。次に、基地局装置３は、周波数配置が連続配置かどうかを判断する（ステップＴ１０５）。周波数配置が連続配置である場合（ステップＴ１０５：YES）、基地局装置３は、ＳＣ－ＦＤＭＡ用のコードブックを選択する（ステップＴ１０７）。周波数配置が連続配置でない場合（ステップＴ１０５：NO）、基地局装置３は、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ用のコードブックを選択する（ステップＴ１０９）。最後に、基地局装置３は、チャネル推定値と、割当情報と、選択されたコードブックを用いて、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＴ１１）、そのプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとする。
　図１９は、本発明の第２の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。初めに端末装置１が、参照信号および制御情報を基地局装置３に送信することで（ステップＵ１）、基地局装置３は次回のアップリンクの伝送に用いる割当ＲＢを決定し（ステップＵ１０３）、図１７のＰＭＩ決定部７０１によってＰＭＩを決定する（ステップＵ５）。決定された次回のアップリンクの伝送に用いる割当ＲＢ（周波数）およびＰＭＩは、基地局装置３から端末装置１に通知される（ステップＵ１０７）。端末装置１は、伝送方式情報から次回のアップリンクの伝送に用いる割当ＲＢを認識し（ステップＵ１０９）、図１４のプリコーディング行列決定部６０１によって、コードブックの選択（ステップＵ１１）、プリコーディング行列の決定を行なう（ステップＵ１３）。端末装置１は、決定したプリコーディング行列をデータに乗算し、データ伝送を行なう（ステップＵ１５）。
　なおＯＦＤＭと異なり、一般にＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭはプリコーディングによってＣＭが増加する。図６では、コードブック内の所定のランクの伝送を行なうための複数プリコーディング行列は、どの行列も統計的にはＣＭの増加量は一定であるが、ＣＭの増加量に差があるプリコーディング行列をコードブック化してもよい。例えば図６において、ランク２のプリコーディングには、インデックス４～１５の１２個が用意されており、すべてＣＭＰ型ではないが、１２個中４つをＣＭＰ型に置き換えたものをコードブックとして用い、８つはＣＭが増加するようなコードブックを用いる。このようなコードブックを用意すれば、例えば端末装置１が基地局装置３に通知するＰＨの大きさによって、基地局装置３は、端末装置１の送信信号のＣＭを上げすぎないプリコーディング行列を選択することができる。
　このように本実施形態のＰＭＩ決定部７０１では、スペクトルの割当が連続的である場合はＣＭを維持するプリコーディングを行なうように動作し、スペクトルの割当が非連続的である場合は、プリコーディングによらず、ある程度ＣＭが高くなっているため、ＣＭの増加を許容し、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディングを行なうように動作する。この結果、ＣＭを維持するプリコーディング行列のみから構成されるコードブックを用いる場合と比較して、カバレッジを維持しつつ、ＣＭの劣化が重要ではない端末装置１の伝送特性を改善できるため、セルスループットを増加させることができる。
　また第２の実施形態では、送信信号がＳＣ－ＦＤＭＡであるか、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭであるかによってプリコーディングのコードブックの選択を行なったが、ＳＣ－ＦＤＭＡはＣＭを維持するプリコーディング行列のみから構成されるコードブックを用い、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭについては、そのスペクトルマッピングの状態によって、ＣＭを維持するプリコーディング行列から構成されるコードブックと、送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する構成としてもよい。
　図２０Ａ、図２０Ｂおよび図２１Ａ、図２１Ｂは、クラスタが配置されたシステム帯域の模式図である。例えば、２クラスタから構成されるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭにおいて、図２０Ａのように各クラスタが離れて配置された場合、スペクトルマスクに対するシステム帯域外への輻射の影響が大きくなってしまうため、電力を抑えて送信する必要がある。この結果、平均送信電力を下げて送信を行なうことになるため、ピーク電力を増加させても、増幅器の線形領域内で増幅を行なうことができる。したがって、送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する。一方、図２０Ｂのように、各クラスタが近くに配置された場合、スペクトルマスクに対するシステム帯域外への輻射の影響を図２０Ａの場合より抑えることができるため、電力を抑えて送信する必要はない。この場合、平均送信電力を上げて送信を行なうことになるため、ピーク電力を増加させると増幅器の線形領域を超えてしまう。したがって、ＣＭを維持するプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択する。
　このように、クラスタ間の距離の値が、所定の値より大きい場合、送信アンテナダイバーシチ利得を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択し、クラスタ間の距離の値が、所定の値より小さい場合、ＣＭを維持するプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択することも本発明に含まれる。また、図２１Ａのように、システム帯域に対して使用帯域が広い場合、クラスタ間の距離が狭くなる確率が高く、図２１Ｂのようにシステム帯域に対して使用帯域が狭い場合、クラスタ間の距離が広くなる確率が高い。そこでシステム帯域に対する使用帯域幅を算出し、その比によって、使用するコードブックを選択する構成としてもよい。
　［第３の実施形態］
　第３の実施形態では、変調方式によってコードブックを変更する。第１および第２の実施形態では、伝送方式によってＣＭが異なるため、伝送方式によってプリコーディング方法を変更する場合について説明した。ここでＣＭが変化するのは、伝送方式が変わった時だけではない。
　例えば、ＬＴＥ－Ａではキャリアアグリゲーションと呼ばれる、同時に複数のＬＴＥコンポーネントキャリアを使用するＮ×ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭによる伝送が仕様化されているが、複数のコンポーネントキャリアを１つの増幅器で増幅する場合にもＣＭが増加してしまう。また、ＬＴＥ　Ｒｅｌ－８では、データを送信するＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）と制御情報を送信するＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）は同時に送信することはできなかったが、ＬＴＥ　Ｒｅｌ－１０では、ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨを同時に送信することが仕様化されている。この時２つの信号を１つのアンテナから同時に送信するため、送信信号はマルチキャリア信号となる。この結果、送信信号のＣＭは増加する。キャリアアグリゲーションや、ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨの同時送信の他にも、用いる変調方式によってＣＭは変化する。そこで本実施形態では他のＣＭが変化する場合として、変調方式について説明を行なう。
　図２２は、本発明の第３の実施形態に係る端末装置１の送信機構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態で示した図１３の送信機構成とほぼ同じ構成であるため、異なるブロックのみ説明を行なう。異なる点はプリコーディング行列決定部９０１への入力および内部での処理であり、その点についてのみ説明を行なう。第２の実施形態ではスペクトルの割当（SC-FDMAであるかClustered DFT-S-OFDMであるか）によって選択するコードブックが異なったため、割当情報取得部１３１の出力がプリコーディング行列決定部９０１に入力されていた。一方本実施形態では、変調方式によって選択するコードブックを変更するため、変調方式取得部１２７から変調方式に関する情報がプリコーディング行列決定部９０１に入力される。
　次にプリコーディング行列決定部９０１の内部処理の一例について図２３を用いて説明を行なう。図２３は、本発明の第３の実施形態に係るプリコーディング行列決定部９０１の構成を示す概略ブロック図である。変調方式取得部１２７からの入力はコードブック選択部１００１に入力される。コードブック選択部１００１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部２５３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに変調方式取得部１２７からの入力される変調方式によって、所定のコードブックが選択される。
　例えば変調方式取得部１２７から入力される変調方式がＢＰＳＫやＱＰＳＫ、あるいは８ＰＳＫや１６ＰＳＫのようなＣＭの低い方式である場合には、図５のようなＣＭの維持を優先したコードブックが選択され、変調方式取得部１２７から入力される変調方式が１６ＱＡＭや、１６ＱＡＭよりさらにＣＭが高い６４ＱＡＭ、さらには２５６ＱＡＭのようなＣＭの高い方式である場合には、図６のような良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックが選択される。選択されたコードブックはプリコーディング行列選択部２５５に入力される。なお、上記では１６ＱＡＭをＣＭが高い変調方式とみなしたが、ＣＭの高低は相対的なものであるため、６４ＱＡＭ以上をＣＭの高い変調方式とすることも当然本発明に含まれる。
　また制御信号受信部１２５からの入力はＰＭＩ取得部２５７に入力され、制御情報の中からＰＭＩを抽出し、得られたＰＭＩをプリコーディング行列選択部２５５に入力する。プリコーディング行列選択部２５５では、コードブック選択部１００１から入力されたコードブック中の、ＰＭＩに対応するプリコーディング行列を選択し、プリコーディング行列決定部９０１の出力として、プリコーディング部１１５に入力する。
　図２４は、本発明の第３の実施形態に係る、図２３のプリコーディング行列決定部９０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図７、図１５と同じ処理については同じ番号を付した。初めに端末装置１は、端末装置１自身が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＳ１）。次に端末装置１は、送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＳ１０３）。次に、端末装置１は、変調方式がＰＳＫかどうかを判断する（ステップＳ２０５）。変調方式がＰＳＫである場合（ステップＳ２０５：YES）、端末装置１は、ＣＭ維持のコードブックを選択する（ステップＳ２０７）。変調方式がＰＳＫでない場合（ステップＳ２０５：NO）、端末装置１は、ダイバーシチ利得優先のコードブックを選択する（ステップＳ２０９）。最後に、端末装置１は選択したコードブックと、基地局装置３から通知されるＰＭＩによって、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＳ１１）、決定したプリコーディング行列によって次回の伝送を行なう。
　次に本実施形態における基地局装置３の受信機構成の一例を図２５に示す。図２５は、本発明の第３の実施形態に係る基地局装置３の受信機構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態で示した図１６の構成とほぼ同じ構成であるが、ＰＭＩ決定部１１０１への入力、および内部処理が異なる。ＰＭＩ決定部１１０１は、チャネル推定部３２１から入力されるチャネル推定値と割当情報決定部３２５から入力される割当情報に加えて、変調方式決定部３２３からも入力される。ＰＭＩ決定部１１０１の内部処理について図２６を用いて説明を行なう。図２６は、本発明の第３の実施形態に係るＰＭＩ決定部１１０１の構成を示す概略ブロック図である。変調方式決定部３２３から入力される情報はコードブック選択部１２０１に入力される。
　コードブック選択部１２０１では、複数のコードブックの中から、送信アンテナ数通知部５０３から通知される端末装置１の送信アンテナ数（アンテナポート数）によって複数のコードブックが選択され、さらに変調方式決定部３２３から入力される変調方式によって、所定のコードブックが選択される。つまり、変調方式決定部３２３から入力される変調方式がＣＭの低い方式（例えばBPSKやQPSK）であれば、図５のようなＣＭ維持を優先したプリコーディング行列から構成されるコードブックを選択し、変調方式がＣＭの高い方式（例えば64QAMや256QAM）であれば、図６のような良好な送信アンテナ利得を得ることができるコードブックを選択する。
　選択されたコードブックはインデックス選択部５０５に入力される。インデックス選択部５０５は、チャネル推定部３２１から入力されるチャネル推定値と、コードブック選択部１２０１から入力されるコードブック、および割当情報決定部３２５から入力される割当情報を用い、コードブックの中のどのプリコーディング行列を上りリンクの伝送に用いるかを決定し、そのインデックスを制御情報送信部３３１に入力する。このように本実施形態のＰＭＩ決定部１１０１では、ＣＭの低い変調方式を用いる場合には、ＣＭを維持するプリコーディングを行なうように動作し、ＣＭの高い変調方式を用いる場合は、プリコーディングによらず、ある程度ＣＭが高くなっているため、ＣＭの増加を許容し、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディングを行なうように動作する。
　図２７は、本発明の第３の実施形態に係る、図２６のＰＭＩ決定部１１０１内の処理を説明するフローチャートである。なお、図１１、図１８と同じ処理については同じ番号を付した。初めに基地局装置３は、対象とする端末装置１が持つ送信アンテナ数を把握する（ステップＴ１）。送信アンテナ数は通信を行なう前に端末装置１から予め通知されているものとする。次に送信アンテナ数に応じて、使用するコードブックを限定する（ステップＴ１０３）。次に、基地局装置３は、変調方式がＰＳＫかどうかを判断する（ステップＴ２０５）。変調方式がＰＳＫである場合（ステップＴ２０５：YES）、基地局装置３は、ＣＭ維持のコードブックを選択する（ステップＴ２０７）。変調方式がＰＳＫでない場合（ステップＴ２０５：NO）、基地局装置３は、ダイバーシチ利得優先のコードブックを選択する（ステップＴ２０９）。最後に、基地局装置３は、チャネル推定値と、割当情報と、選択されたコードブックを用いて、次回の伝送に用いるプリコーディング行列を決定し（ステップＴ１１）、そのプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとする。
　図２８は、本発明の第３の実施形態に係る端末装置１と基地局装置３の処理について説明するシーケンスチャートである。初めに端末装置１が、参照信号および制御情報を基地局装置３に送信することで（ステップＵ１）、基地局装置３は次回のアップリンクの伝送に用いるＭＣＳを決定し（ステップＵ２０３）、図２６のＰＭＩ決定部１１０１によってＰＭＩを決定する（ステップＵ５）。決定された次回のアップリンクの伝送に用いるＭＣＳ情報およびＰＭＩは、基地局装置３から端末装置１に通知される（ステップＵ２０７）。端末装置１は、ＭＣＳ情報から次回のアップリンクの伝送に用いるＭＣＳを認識し（ステップＵ２０９）、図２２のプリコーディング行列決定部９０１によって、コードブックの選択（ステップＵ１１）、プリコーディング行列の決定を行なう（ステップＵ１３）。端末装置１は、決定したプリコーディング行列をデータに乗算し、データ伝送を行なう（ステップＵ１５）。
　本実施形態の効果について説明を行なう。セル中央の端末装置１ほど高い電力で受信されるように送信電力制御（Transmit Power Control、TPC）を行なうフラクショナルＴＰＣでは、セルエッジの端末装置１の信号は低い電力で受信されるため、低多値数の変調方式、つまりＱＰＳＫ等を伝送に用いることが多い。この場合、本実施形態のＰＭＩ決定法では、ＣＭを維持したプリコーディングを行なうため、伝送特性を劣化させることはない。
　一方、セル中央の端末装置１の信号は高い電力で受信されるため、高次の多値数の変調方式、つまり６４ＱＡＭ等を伝送に用いることが多い。この場合、本実施形態のＰＭＩ決定法では、送信アンテナダイバーシチ利得が大きくなるプリコーディング行列を選択するため、全端末装置１にＣＭを維持したプリコーディングを行なう場合と比較して、伝送特性を改善することができる。つまり本実施形態は、特にフラクショナルＴＰＣにおいて効果が高い。
　上記の各実施形態は組み合わせて実現することも可能である。例えば変調多値数が高く、かつ伝送方式がＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭの場合に、ＣＭを維持しないプリコーディングを行なったり、例えば変調多値数が高い、または伝送方式がＯＦＤＭあるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ　ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭの場合に、ＣＭを維持しないプリコーディングを行なったりすることも本発明に含まれる。
　本発明に関わる端末装置１および基地局装置３で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における端末装置１および基地局装置３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。端末装置１および基地局装置３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。ハイブリッド、モノリシックのいずれでも良い。一部は、ハードウェアにより、一部はソフトウェアにより機能を実現させても良い。また、半導体技術の進歩により、ＬＳＩに代替する集積回路化等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等も特許請求の範囲に含まれる。本発明は、携帯電話装置を端末装置１とする移動通信システムに用いることができる。
１、１－１、１－２　端末装置
３　基地局装置
１０１　Ｓ／Ｐ変換部
１０３、１０３－１～１０３－Ｌ　符号化部
１０５、１０５－１～１０５－Ｌ　変調部
１０７、１０７－１～１０７－Ｌ　切替部
１０９、１０９－１～１０９－Ｌ　ＤＦＴ部
１１１、１１１－１～１１１－Ｌ　参照信号多重部
１１３　参照信号生成部
１１５　プリコーディング部
１１７、１１７－１～１１７－Ｎｔ　スペクトルマッピング部
１１９、１１９－１～１１９－Ｎｔ　ＯＦＤＭ信号生成部
１２１、１２１－１～１２１－Ｎｔ　送信アンテナ
１２３　受信アンテナ
１２５　制御信号受信部
１２７　変調方式取得部
１２９　伝送方式識別部
１３１　割当情報取得部
１３３　プリコーディング行列決定部
２０１　ＩＦＦＴ部
２０３　ＣＰ挿入部
２０５　Ｄ／Ａ変換部
２０７　アナログ処理部
２５１　コードブック選択部
２５３　送信アンテナ数通知部
２５５　プリコーディング行列選択部
２５７　ＰＭＩ取得部
３０１、３０１－１～３０１－Ｎｒ　受信アンテナ
３０３、３０３－１～３０３－Ｎｒ　参照信号分離部
３０５、３０５－１～３０５－Ｎｒ　ＯＦＤＭ信号受信部
３０７、３０７－１～３０７－Ｎｒ　スペクトルデマッピング部
３０９　ＭＩＭＯ分離部
３１１、３１１－１～３１１－Ｌ　切替部
３１３、３１３－１～３１３－Ｌ　ＩＤＦＴ部
３１５、３１５－１～３１５－Ｌ　復調部
３１７、３１７－１～３１７－Ｌ　復号部
３１９　Ｐ／Ｓ変換部
３２１　チャネル推定部
３２３　変調方式決定部
３２５　割当情報決定部
３２７　伝送方式決定部
３２９　ＰＭＩ決定部
３３１　制御情報送信部
４０１　アナログ処理部
４０３　Ａ／Ｄ変換部
４０５　ＣＰ除去部
４０７　ＦＦＴ部
５０１　コードブック選択部
５０３　送信アンテナ数通知部
５０５　インデックス選択部
６０１　プリコーディング行列決定部
６５１　コードブック選択部
７０１　ＰＭＩ決定部
８０１　コードブック選択部
９０１　プリコーディング行列決定部
１００１　コードブック選択部
１１０１　ＰＭＩ決定部
１２０１　コードブック選択部

Claims (9)

  1. 　複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置であって、
    　前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、
    　ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部と、を備えることを特徴とする端末装置。
  2. 　前記送信パラメータは、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）の大きさであることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
  3. 　前記送信パラメータは、伝送方式を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
  4. 　前記送信パラメータは、スペクトルの割り当てパターンを示す情報であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
  5. 　前記送信パラメータは、変調方式を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の端末装置。
  6. 　前記コードブック選択部は、送信信号のＣＭ（Cubic Metric）を維持する複数のプリコーディング行列を含むコードブックまたは良好な送信アンテナ利得が得られる複数のプリコーディング行列を含むコードブックのいずれか一方を選択することを特徴とする請求項１記載の端末装置。
  7. 　プリコーディングを行なった信号を複数の送信アンテナを用いて送信する端末装置と無線通信を行なう基地局装置であって、
    　前記端末装置の送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択するコードブック選択部と、
    　前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択し、前記選択したプリコーディング行列を示すインデックスを選択するインデックス選択部と、を備え、
    　前記選択したインデックスを示す情報を、前記端末装置に送信することを特徴とする基地局装置。
  8. 　複数の送信アンテナを備え、送信信号に対してプリコーディングを行なう端末装置を制御するプログラムであって、
    　前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する処理と、
    　ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
  9. 　複数の送信アンテナを備えた端末装置に実装されることにより、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    　前記送信アンテナの数および前記送信アンテナの数以外の送信パラメータに基づいて、複数のプリコーディング行列を含む複数のコードブックからいずれか一つのコードブックを選択する機能と、
    　ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）に基づいて、前記選択したコードブックからいずれか一つのプリコーディング行列を選択する機能と、
    　前記選択したプリコーディング行列を用いて、送信信号に対してプリコーディングを行なう機能と、の一連の機能を、前記端末装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
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