WO2016129417A1 - 通信装置 - Google Patents

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WO2016129417A1
WO2016129417A1 PCT/JP2016/052705 JP2016052705W WO2016129417A1 WO 2016129417 A1 WO2016129417 A1 WO 2016129417A1 JP 2016052705 W JP2016052705 W JP 2016052705W WO 2016129417 A1 WO2016129417 A1 WO 2016129417A1
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data
terminal
control
unit
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PCT/JP2016/052705
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福井　範行
正幸 中澤
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a communication device that transmits and receives signals using beamforming.
  • the PDSCH is a data channel that transmits data on a downlink that is a line in a direction from a base station to a terminal.
  • the PDCCH is a control channel that transmits control information including various kinds of information necessary for performing demodulation and decoding of the PDSCH.
  • the control information transmitted on the PDCCH includes information such as the location on the PDSCH frequency, the modulation scheme, and the number of spatial multiplexing.
  • the subframe used in LTE includes a PDCCH region and a PDSCH region on the frequency and time axis.
  • the PDCCH area is an area to which a control channel PDCCH is allocated
  • the PDSCH area is an area to which a data channel PDSCH is allocated.
  • a PDCCH and a PDSCH to be transmitted to a certain terminal are allocated to a partial area of the PDCCH area and the PDSCH area, respectively.
  • the terminal In order to receive the PDSCH, the terminal first detects the PDCCH addressed to itself. Although the position and bit size of the PDCCH are limited for each terminal, there are many candidates. For example, there are 22 candidates in the 3GPP Release 9 standard.
  • the terminal demodulates and decodes the plurality of candidates using the local station ID, and detects the PDCCH addressed to the local station based on the decoding result. That is, when decoding is successful, it is determined that the PDCCH is addressed to the own station.
  • control information for demodulating and decoding the PDSCH can be obtained, and the PDSCH is demodulated and decoded based on the obtained control information.
  • the position of PDCCH is not fixed, but a plurality of arrangement candidates are provided, so that the base station can simultaneously transmit PDCCH and PDSCH to a plurality of terminals and freely select a combination of the plurality of terminals.
  • by having a plurality of PDCCH bit sizes it is possible to adjust the number of redundant bits for PDCCH error correction according to the communication quality between the base station and the terminal, and effectively use a finite PDCCH region. can do.
  • radio signals fly only in the direction in which the communication target terminal exists. Therefore, for example, considering a case where one base station communicates with the terminals T1 and T2, if the terminal T1 and the terminal T2 exist in different directions with respect to the base station, the base station has the same frequency / time resource. Can be transmitted simultaneously to the terminal T1 and the terminal T2, leading to effective use of radio resources. That is, spatial multiplexing in which a plurality of terminals are multiplexed using the space axis is possible.
  • the first method is a method of covering a service area by arranging a plurality of beams whose directions are fixed. In this case, the base station switches the fixed beam according to the movement of the terminal and uses an appropriate beam.
  • the second method is a method in which the beam direction is variable, the beam is irradiated in the direction in which the communicating terminal exists, and the beam direction is made to follow the movement of the terminal.
  • the terminal In the system in which the first method is applied and the beam is switched, it is necessary to quickly switch so that the communication is not interrupted by the beam switching control.
  • the terminal always receives a plurality of beams. That is, the terminal receives a plurality of beams, and detects a control channel corresponding to LTE PDCCH for each of the beams.
  • the base station that performs transmission can instantaneously switch the beam when a beam switching trigger occurs.
  • the terminal detects a control channel for each of a plurality of beams the number of times of trying to detect the control channel increases, and the processing amount of the terminal increases.
  • a reference signal (hereinafter referred to as “RS”) whose signal pattern is defined in advance is used. That is, the terminal estimates how the wireless transmission path has an influence on the signal depending on the received RS distortion, and based on the estimation result, the terminal carries a signal on which information on the control channel and the data channel is recorded. Demodulate. In the above-described operation in which a terminal receives a plurality of beams and detects a control channel, different RSs defined for each beam are used.
  • the base station does not use the beam when transmitting the control channel, but uses the beam only when transmitting the data channel corresponding to the PDSCH. It is possible. However, in the fifth generation mobile communication system, it is considered that the frequency bandwidth becomes wider than before, and the number of terminals that simultaneously transmit data channels increases. For this reason, if spatial multiplexing using beams is not performed in the control channel region, there is a possibility that the region for transmitting the control channel may be insufficient.
  • Patent Document 1 discloses an invention in which an E-PDCCH that is a control channel corresponding to PDCCH is arranged in a PDSCH region, and a beam is used for transmission of this E-PDCCH.
  • the terminal first receives the E-PDCCH in order to demodulate and decode the E-PDSCH, which is a data channel corresponding to PDSCH.
  • the beam is also used for transmission of E-PDCCH, PDCCH is received earlier in order to demodulate and decode E-PDCCH. This PDCCH does not use a beam.
  • Patent Document 1 also discloses a method of transmitting control information that has been placed on the PDCCH on a broadcast channel. Patent Document 1 also discloses a method for specifying spatially multiplexed E-PDCCH without using any PDCCH or broadcast channel.
  • the terminal receives control information from two types of control information mounting channels of E-PDCCH and PDCCH, or from two types of control information mounting channels of E-PDCCH and broadcast channel.
  • the processing amount becomes high.
  • the E-PDCCH is specified using an RS determined in advance for each layer. Specifically, the terminal performs reception processing by changing the RS in order, and the E-PDCCH addressed to the local station is placed in the layer associated with the RS obtained with a high SNR (Signal to Noise Ratio), that is, the beam.
  • SNR Signal to Noise Ratio
  • E-PDCCH demodulation and decoding processing is performed preferentially. However, in this case, since the SNR evaluation is performed for a plurality of layers while changing the RS, the processing amount increases. Also, it is not guaranteed that the E-PDCCH demodulation and decoding process is always completed once.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a communication device that realizes effective use of radio resources for control channel transmission while preventing an increase in processing amount for control channel detection on the receiving side.
  • the purpose is to obtain.
  • the present invention is a communication device that transmits a signal using beamforming, and includes a transmission signal generation unit, a reference signal generation unit, and a transmission unit.
  • the transmission signal generation means individually encodes and modulates one or more pieces of data to generate a data signal, and individually encodes and modulates the same number of control information used for data signal reception processing. Then, a control signal is generated.
  • the reference signal generating means generates a unique reference signal for each destination used in transmission path estimation in the data signal and control signal reception processing.
  • the transmission unit arranges the data signal in the data channel, and transmits the control signal and the reference signal in the control channel so that the same transmission destination exists in the same region.
  • the figure which shows the structural example of the control channel which the communication apparatus concerning Embodiment 1 transmits The figure which shows the structure of the sub-frame currently used by LTE. The figure which shows the structural example of the control channel which the communication apparatus concerning Embodiment 1 transmits. The figure which shows the structural example of the base station which is a communication apparatus concerning Embodiment 1.
  • movement of the control part with which the base station concerning Embodiment 1 is provided.
  • movement of the arrival direction estimation part with which the base station concerning Embodiment 1 is provided.
  • movement of the control part with which the terminal concerning Embodiment 1 is provided.
  • movement of RS detection part with which the terminal concerning Embodiment 1 is provided.
  • the figure which shows an example of the interference between beams assumed in Embodiment 2 The figure which shows the structural example of the base station of Embodiment 2.
  • FIG. The figure which shows the structural example of the terminal of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a subframe used in Embodiment 3
  • FIG. The flowchart which shows an example of the operation
  • the communication device is a base station or a terminal of a wireless communication system.
  • FIG. FIG. 1 and FIG. 3 are diagrams illustrating a configuration example of a control channel transmitted by the communication apparatus according to the first embodiment.
  • the control channel shown in FIGS. 1 and 3 is referred to as N-PDCCH.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the N-PDCCH region and the data channel PDSCH region.
  • the N-PDCCH area is an area reserved for transmitting the control channel PDCCH
  • the PDSCH area is an area reserved for transmitting the data channel PDSCH.
  • the region is divided into N-PDCCH and PDSCH in the system frequency band.
  • the method of dividing the area is not limited to this.
  • the N-PDCCH region and the data channel PDSCH region may be divided in the time direction.
  • the subframe shown in FIG. 2 has the same configuration as the subframe used in LTE.
  • FIG. 3 shows an example in which N-PDCCH is spatially multiplexed by a beam.
  • the example shown in FIG. 3 is configured such that a plurality of terminals share and use the N-PDCCH region that is the control channel region. That is, in the N-PDCCH region of the beam B1, the terminals T1 to T4 share the region, and in the N-PDCCH region of the beam B2, the terminal T5 to the terminal T8 share the region.
  • the N-PDCCH region is divided into a plurality of small regions and used by a plurality of terminals.
  • the position where the N-PDCCH region is divided into a plurality of small regions that is, the boundaries of the plurality of divided small regions in the N-PDCCH region are fixed.
  • a control signal and a reference signal transmitted to a certain terminal are arranged.
  • communication is performed using different reference signals for each terminal.
  • the number of terminals allocated to one beam is four, but the number of terminals allocated is not limited to four.
  • the number of beams used simultaneously is not limited to this.
  • the terminal T1 and the terminal T5 use the same resource on the frequency and time axis, that is, the same small area divided by frequency and time, but the reference for each terminal. Since the terminal-specific RS is used as the signal, the RS is different between the terminal T1 and the terminal T5. Further, the position of the RS is shifted by the granularity of the minimum resource unit (for example, LTE calls this as a resource element) composed of a frequency and a time axis. This is intended to ensure that the RSs do not overlap even when the signals of the beams B1 and B2 overlap, and to reduce the amount of interference between them.
  • the minimum resource unit for example, LTE calls this as a resource element
  • the terminal-specific RS can be created by, for example, the method described in Section 6.10.3 (UE-specific reference signals) of the document “3GPP TS36.211 V9.1.0”. Note that the method described in this document may not be used as long as a different RS can be generated for each terminal.
  • the number of terminals allocated to each beam may be three or less.
  • the number of small areas for each terminal in the N-PDCCH area can be reduced.
  • a small area from the terminal T1 to the terminal T3 may be used as an N-PDCCH area
  • an area described as being for the terminal T4 may be used as a PDSCH area.
  • the boundary between the N-PDCCH region and the PDSCH region may be included in control information existing in a small region for each terminal in the N-PDCCH region.
  • the terminal X when two terminals X and Y are allocated to the beam B1, the terminal X may be allocated to the area for the terminal T1, and the terminal Y may be allocated to the area for the terminal T3.
  • the terminal X may be assigned to the area, and the terminal Y may be assigned to the area for the terminal T4.
  • the PDSCH region for transmitting the data channel is dynamically allocated to each terminal based on the amount of data to be transmitted to each terminal that is simultaneously allocated to the same beam.
  • FIG. 4 is a diagram of a configuration example of a base station that is a communication apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram of a configuration example of the terminal according to the first embodiment.
  • the base station 1 configured as shown in FIG. 4 transmits and receives signals to and from the terminal 2 configured as shown in FIG. 5 using beamforming.
  • the base station 1 can communicate with two or more terminals 2 simultaneously.
  • the base station 1 can communicate with a plurality of terminals using one beam.
  • the buffer 11 that temporarily holds data to be transmitted to and received from the communication network
  • the control unit 12 that controls the antenna unit 16, and the like. Encodes and modulates data and control information associated therewith, and when data is received from the terminal 2, the modem 13 that demodulates and decodes the received signal, and when data is transmitted to the terminal 2
  • an RS generation unit 14 that generates a unique RS for each data transmission destination terminal, and a signal output from the modem unit 13 and an RS output from the RS generation unit 14 when transmitting data to the terminal 2 Is converted from digital to analog and up-converted. When receiving data from the terminal 2, the received signal is down-converted and converted from analog to digital.
  • Each component of the base station 1 shown in FIG. 4 may be realized by hardware or software. The same applies to base stations after the second embodiment.
  • the buffer 11 is realized by a memory including a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
  • the control unit 12 is realized by executing a program for operating as the control unit 12 by a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the modem unit 13 is realized by a processor that performs a modem operation as a modem.
  • the RS generation unit 14 is realized by a processor executing a program for operating as the RS generation unit 14.
  • the transceiver 15 is realized by a processor or a dedicated circuit that performs frequency conversion or digital / analog signal conversion as a transceiver.
  • the antenna unit 16 is realized by a plurality of antennas.
  • the arrival direction estimation unit 17 is realized by a processor executing a program for operating as the arrival direction estimation unit 17.
  • generation part 14, and the arrival direction estimation part 17 is mentioned later.
  • the terminal 2 converts the signal output from the antenna unit 21 that transmits / receives a radio signal to / from the base station 1 and the modulation / demodulation unit 24 from digital to analog when transmitting data to the base station 1 and uploads the data.
  • the received signal down-converts the received signal and converts it from analog to digital, and a plurality of types of RSs included in the received signal are sent to the own terminal.
  • An RS detection unit 23 that detects a specific RS, and encodes and modulates data when transmitting data to the base station 1, and demodulates and decodes a received signal when receiving data from the base station 1.
  • Each component of the terminal 2 illustrated in FIG. 5 may be realized by hardware or software. The same applies to terminals after the second embodiment.
  • the antenna unit 21 is realized by an antenna.
  • the transmission / reception unit 22 is realized by a processor or a dedicated circuit that performs frequency conversion or digital / analog signal conversion as a transceiver.
  • the RS detection unit 23 is realized by a processor executing a program for operating as the RS detection unit 23.
  • the modem unit 24 is realized by a processor that performs modulation / demodulation operations as a modem.
  • the control unit 25 is realized by a processor executing a program for operating as the control unit 25.
  • the communication system according to the present embodiment is characterized in that the base station 1 transmits data to the terminal 2. Therefore, the data transmission operation in the base station 1 and the data reception operation in the terminal 2 will be described, and the description of the operation in which the terminal 2 transmits data to the base station 1 will be omitted.
  • the buffer 11 receives and accumulates data for terminals coming from the communication network.
  • the control unit 12 holds each terminal ID of one or more terminals 2 that form a communication system with the base station 1. Further, it is assumed that the control unit 12 knows in which direction each terminal 2 existing in an area communicable with the own station is located when viewed from the own station. On the other hand, each terminal 2 knows where in the subframe the N-PDCCH region exists and how control information is arranged in the N-PDCCH region And That is, each of the terminals 2 knows the configuration of the N-PDCCH region shown in FIG. 3, and the N-PDCCH region has a maximum of four small regions, that is, terminal-specific RSs and control signals having the same transmission destination. Let's know that it is used divided into small areas for placement together.
  • the control unit 12 When the base station 1 transmits data to the terminal 2, the control unit 12 first checks the state of the data stored in the buffer 11, and selects the data transmission destination, that is, the terminal 2 that transmits the data. At the same time, the position of the PDSCH assigned to the selected terminal 2 on the frequency axis, the modulation method, and the like are determined. There may be a plurality of terminals 2 as data transmission destinations. In this embodiment, since transmission using the subframe having the configuration shown in FIG. 3 is assumed, the maximum number of data transmission destinations per subframe of one beam is four. Note that the data transmission destination per subframe of one beam is four when there are four or more terminals 2 in the same direction as viewed from the base station 1. The method for selecting the terminal 2 that transmits data is not particularly defined.
  • the selection is made in order from the terminal 2 with a large amount of data accumulation, or the selection is made according to the time when the data is accumulated in the buffer 11. You may make it select in consideration of the priority of data.
  • the control unit 12 reads out data to be transmitted on the PDSCH, that is, data to be transmitted to the terminal 2 selected as the terminal 2 that transmits the data from the buffer 11 and outputs the data to the modem unit 13.
  • the control unit 12 notifies the modulation / demodulation unit 13 of the control information configured to include the information determined for each terminal 2 that transmits data and the terminal ID.
  • Information determined for each terminal 2 that transmits data, which is included in the control information is information such as the position on the frequency axis of the PDSCH, the modulation scheme, and the like.
  • the modulation / demodulation unit 13 constituting the transmission signal generating unit first receives the data received from the control unit 12 according to the contents of the control information received from the control unit 12. Are encoded and modulated. When there are a plurality of data transmission destination terminals 2, encoding and modulation of data to be transmitted to each terminal 2 are performed individually. Next, the modem unit 13 encodes and modulates the control information received from the control unit 12.
  • the pattern generated based on the terminal ID is a pseudo random pattern using the terminal ID as a seed.
  • the CRC is generated, for example, by dividing the control information by the terminal ID.
  • the RS generation unit 14 that constitutes the reference signal generation unit generates a terminal-specific RS that is a unique RS for each terminal, based on the terminal ID of the terminal that transmits data.
  • the terminal-specific RS is used in a process of specifying control information used in data signal demodulation and decoding and a process of estimating a transmission path state in a data transmission destination terminal. That is, the data transmission destination terminal specifies the control information transmitted to the own terminal based on the terminal-specific RS and estimates the transmission path state.
  • the terminal-specific RS is generated using the method described in Section 6.10.3 (UE-specific reference signals) of “3GPP TS 36.211 V9.1.0”, for example. You may produce
  • the transmission / reception unit 15 constituting the transmission means includes a data signal which is a signal obtained by the modulation / demodulation unit 13 encoding and modulating the data for the terminal, and the modulation / demodulation unit 13 encodes and controls the control information.
  • a control signal that is a signal obtained by performing modulation and a terminal-specific RS that is an RS generated by the RS generation unit 14 are received, and each received signal is a subframe having the configuration illustrated in FIGS. 1 and 3. Assign to.
  • the transmission / reception unit 15 assigns the data signal to the PDSCH region, and assigns the control signal and the terminal-specific RS to the N-PDCCH region.
  • the control signal and the terminal-specific RS are allocated to the same area in the N-PDCCH area.
  • a data signal is assigned to the region for the terminal T1 in the PDSCH region shown in FIG. 3, and a control signal and a terminal-specific RS are assigned to the region for the terminal T1 in the N-PDCCH region.
  • the transmission / reception unit 15 further sends data signals, control signals, and terminal-specific RSs to other data transmission destinations to each region for the terminal T2, each region for the terminal T3, or the terminal T4. Assign to each area.
  • the transmission / reception unit 15 converts the signal generated by assigning the data signal, the control signal, and the terminal-specific RS to the subframe from digital to analog, and further up-converts the signal to a radio frequency signal.
  • the antenna unit 16 includes, for example, a plurality of antennas whose directivities can be adjusted.
  • the antenna unit 16 adjusts the directivity of each antenna according to an instruction from the control unit 12 to form a beam in the instructed direction, and transmits a radio signal output from the transmission / reception unit 15. At this time, the control unit 12 instructs the antenna unit 16 to form a beam in the direction in which the terminal 2 selected as the data transmission destination exists. It is also possible to configure the antenna unit 16 with a plurality of antennas with fixed directivities. In this case, each antenna has a different directivity, and the antenna unit 16 selects and uses an antenna having directivity in the direction instructed by the control unit 12.
  • the arrival direction estimation unit 17 estimates the arrival direction of the signal transmitted from the communication partner terminal, that is, the direction in which the communication partner terminal exists.
  • the arrival direction estimation unit 17 notifies the control unit 12 of the estimation result when the arrival direction is estimated.
  • Many methods have been proposed for estimating the direction of arrival. For example, various methods are introduced in chapters 9 to 12 of the document "Adaptive signal processing using an array antenna" (Nobuyoshi Kikuma, Science and Technology Publishing). There are also methods different from those proposed in this document.
  • the arrival direction estimation unit 17 estimates the arrival direction using any known method.
  • the control unit 12 determines whether or not the adjustment of the beam generated by the antenna unit 16 is necessary based on the estimation result. That is, it is determined whether or not there is a deviation between the beam direction and the direction in which the communication partner terminal exists. If there is a deviation, the control unit 12 determines that beam adjustment is necessary and controls the antenna unit 16 so that the beam direction matches the direction in which the communication partner terminal exists. Even if the fixed beam is switched, for example, even if the beam used for transmission to the terminal T1 is switched from the beam B1 to the beam B2, the RS transmitted on the N-PDCCH of the terminal T1 does not change. To do.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control unit 12 when the base station 1 transmits data to the terminal 2.
  • the control unit 12 of the base station 1 selects a terminal 2 that is a data transmission destination (step S21), and generates control information to be transmitted to the selected terminal 2 (step S22).
  • the control unit 12 outputs data and control information to be transmitted to the selected terminal 2 to the modem unit 13 (step S23).
  • the control unit 12 instructs the antenna unit 16 to form a beam (step S24).
  • the control unit 12 may determine whether or not adjustment of the direction of the beam formed by the antenna unit 16 is necessary, and may indicate the direction when adjustment is necessary. Regardless of whether or not adjustment of the direction is necessary, the direction may always be indicated.
  • the RS generation unit 14 acquires a terminal ID from the modem unit 13 (step S31), and generates a terminal-specific RS based on the acquired terminal ID (step S32). Next, the RS generation unit 14 outputs the generated terminal-specific RS to the transmission / reception unit 15 (step S33).
  • the operation of the arrival direction estimation unit 17 when the base station 1 transmits data to the terminal 2 is represented by a flowchart as shown in FIG.
  • the arrival direction estimation unit 17 acquires the reception signal from the terminal 2 from the antenna unit 16 (step S41), and estimates the arrival direction of the signal transmitted from the terminal 2 based on the acquired reception signal (step S42). .
  • the arrival direction estimation unit 17 notifies the control unit 12 of the estimation result (step S43).
  • the control unit 12, the RS generation unit 14, and the arrival direction estimation unit 17 can be realized by the processing circuit 100 illustrated in FIG.
  • the processing circuit 100 includes a processor 101 and a memory 102.
  • the processor 101 is a CPU (Central Processing Unit, central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, DSP), system LSI (Large Scale Integration), or the like.
  • the memory 102 is a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), magnetic disk, flexible disk, optical disk, etc. , Compact disc, mini disc, DVD (Digital Versatile Disc), etc.
  • the antenna unit 21 receives the radio signal from the base station 1 and outputs it to the transmission / reception unit 22.
  • the transmission / reception unit 22 constituting the receiving unit down-converts the received radio signal and outputs it to the modem unit 24 and the RS detection unit 23.
  • the RS detection unit 23 constituting the reference signal detection unit detects an RS specific to the terminal among a plurality of types of RSs included in the received signal received from the transmission / reception unit 22.
  • the RS detection unit 23 When receiving the reception signal from the transmission / reception unit 22, the RS detection unit 23 extracts the RS included in the reception signal. Note that the control unit 25 of the terminal 2 knows where the RS is arranged in the signal transmitted from the base station 1, that is, the arrangement of the RS shown in FIG. 23 is notified from the control unit 25 of the arrangement of the RS shown in FIG. In the example of FIG. 3, the configuration is such that a maximum of four terminals share a channel, and the N-PDCCH region that is a control channel region is divided into four small regions, and different RSs are arranged in each small region. . Therefore, the RS detection unit 23 extracts four types of RSs from each of the four small regions.
  • the RS detection unit 23 receives a notification of the terminal ID of the own terminal from the control unit 25, and generates an RS specific to the own terminal based on the notified terminal ID.
  • the RS is generated by the same method as the method used by the RS generation unit 14 of the base station 1.
  • the RS detection unit 23 compares each of the extracted four types of RSs with the generated unique RS to obtain a correlation value. Of the four obtained correlation values, the RS from which the maximum value is obtained is likely to be an RS unique to the own terminal, that is, the RS generated by the base station 1 based on the terminal ID of the own terminal. Judge.
  • the RS detection unit 23 sets the RS to the own terminal.
  • the modulation / demodulation unit 24 receives a small area that has a high possibility of including an inherent RS, that is, a small area that includes an RS that has the highest correlation with an RS unique to the terminal generated based on the terminal ID of the terminal. Notice.
  • the modulation / demodulation unit 24 constituting the demodulation means When receiving the notification of the processing result from the RS detection unit 23, the modulation / demodulation unit 24 constituting the demodulation means first starts from the base station 1 based on the RS included in the small area notified from the RS detection unit 23. Estimate the state of the transmission path to the device. Next, the modem unit 24 demodulates the control signal included in the small area notified from the RS detection unit 23 using the transmission path estimation result, and further performs decoding to restore the control information. . The terminal performs CRC check with its own terminal ID in decoding, and if decoding is successful, finally determines that the information obtained by the decoding is control information addressed to the terminal.
  • the modem unit 24 demodulates and decodes the data signal according to the restored control information.
  • the RS detection unit 23 notifies the modulation / demodulation unit 24 of the second most likely small area that contained the RS unique to the terminal, and the modulation / demodulation unit 24 demodulates the notified small region. You may make it perform.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the control unit 25 when the terminal 2 receives data from the base station 1.
  • the control unit 25 acquires RS arrangement information from the base station 1 (step S51), and notifies the RS detection unit 23 of the RS arrangement (step S52).
  • the timing at which the control unit 25 acquires RS arrangement information from the base station 1 is, for example, the timing at which the terminal 2 is connected to the base station 1.
  • the control unit 25 of the terminal 2 holds information on the RS arrangement in advance. You may keep it.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the operation of the RS detection unit 23 when the terminal 2 receives data from the base station 1.
  • the RS detection unit 23 extracts the RS from the received signal (step S61).
  • step S61 the RS detection unit 23 extracts all RSs inserted in the received signal.
  • the RS detection unit 23 generates a terminal-specific RS that is an RS specific to the terminal itself based on the terminal ID of the terminal itself (step S62).
  • the RS detection unit 23 compares each RS extracted in step S61 with the terminal-specific RS generated in step S62, and determines a small region in which the RS having the highest correlation with the terminal-specific RS is inserted. 24 is notified (step S63).
  • the control unit 25 and the RS detection unit 23 can be realized by the processing circuit 100 shown in FIG.
  • base station 1 when transmitting data to terminal 2, base station 1 generates a terminal-specific RS, which is a reference signal specific to data transmission destination terminal 2, and demodulates and decodes the data signal. Control information and terminal-specific RS necessary for transmission are arranged and transmitted in the same area in the control channel.
  • the terminal 2 generates a terminal-specific RS that is a reference signal specific to the terminal itself by the same method as the base station 1, and correlates the generated terminal-specific RS and a plurality of types of RSs included in the received signal.
  • the data signal is demodulated and decoded using the control information arranged in the same area as the RS having the maximum correlation.
  • the base station 1 that transmits a signal only uses the terminal-specific RS when transmitting the N-PDCCH and PDSCH to each terminal 2.
  • the terminal 2 receives the N-PDCCH signal
  • FIG. 12 in the case where the side lobe of the beam B1 is oriented in the main lobe direction of the beam B2, there is a possibility that the reception operation is adversely affected.
  • precoding is used in the present embodiment.
  • interference between beams can be prevented by performing precoding on the transmission side.
  • the base station when the base station performs precoding, the side lobe of the beam B1 is suppressed, and the amount of interference with the beam B2 can be reduced.
  • the precoding for example, the beam T1 and the beam B2 are transmitted in a state in which the precoding is not performed, and the influence of the signal of the beam B1 is measured at the terminal T2 that receives the beam B2. Using the result, the base station performs processing such that the influence of the beam B1 on the beam B2 is canceled in advance.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the base station according to the second embodiment
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal according to the second embodiment.
  • the base station 1a of the present embodiment has a configuration in which a precoding unit 18 is added to the base station 1 of the first embodiment shown in FIG. 4 and the control unit 12 is replaced with a control unit 12a.
  • the terminal 2a of the present embodiment has a configuration in which a channel estimation unit 26 is added to the terminal 2 of the first embodiment shown in FIG. 5 and the control unit 25 is replaced with a control unit 25a.
  • the precoding unit 18 is realized, for example, by a processor executing a program for operating as the precoding unit 18. In this embodiment, a structure and operation different from those in Embodiment 1 are described.
  • the precoding unit 18 of the base station 1a constitutes precoding means.
  • the precoding unit 18 receives the data signal and the control signal generated by the modulation / demodulation unit 13 encoding and modulating the data and the control information. Precoding is performed on the signal. Specifically, the transmission weight calculated based on the channel estimation value indicating the state of the transmission path from the base station 1a to the terminal 2a is multiplied by the data signal and the control signal.
  • the precoding unit 18 outputs a signal obtained by performing precoding to the transmission / reception unit 15.
  • the transmission weight may be calculated by the precoding unit 18 or the control unit 12a.
  • the channel estimation value necessary for calculating the transmission weight is obtained from the data transmission destination terminal 2a.
  • the control unit 12a When the precoding unit 18 calculates the transmission weight, the control unit 12a extracts the channel estimation value from the signal output from the modulation / demodulation unit 13, and uses the extracted channel estimation value via the modulation / demodulation unit 13 as a precoding unit. Pass to 18.
  • the channel estimation value may be directly passed from the control unit 12a to the precoding unit 18.
  • the control unit 12a calculates the transmission weight
  • the control unit 12a extracts the channel estimation value from the signal output from the modulation / demodulation unit 13 to calculate the transmission weight, and the calculated transmission weight is transmitted via the modulation / demodulation unit 13.
  • the transmission weight may be directly passed from the control unit 12a to the precoding unit 18.
  • the precoding unit 18 In the signal reception operation from the terminal 2a, the precoding unit 18 outputs the output signal from the transmission / reception unit 15 to the modulation / demodulation unit 13 as it is.
  • the channel estimation unit 26 receives the channel estimation signal transmitted from the base station 1a, estimates the state of the transmission path, generates a channel estimation value indicating the estimation result, and reports it to the control unit 25a.
  • the channel estimation signal may be the terminal-specific RS described in Embodiment 1, or another signal may be separately prepared.
  • the control unit 25a transmits the channel estimation value received from the channel estimation unit 26 to the base station 1a via the modulation / demodulation unit 24, the transmission / reception unit 22, and the antenna unit 21.
  • the base station 1a since the base station 1a according to the present embodiment performs precoding on the data signal and the control signal, interference between beams can be suppressed and communication quality can be improved. .
  • each terminal uses RS individually assigned to its own terminal to specify control information addressed to itself, but in this embodiment, each terminal However, the structure which specifies the control information addressed to the own terminal using another method is described.
  • the subframe having the configuration shown in FIG. 15 is used.
  • the terminal number notification area is provided at the head position of the subframe, but may be provided at other positions.
  • FIG. 16 shows an example of terminal number arrangement in the terminal number notification area. In the example shown in FIG. 16, the terminal number notification area and the PDCCH area are divided into four small areas, and a maximum of four terminals are allocated to one subframe.
  • 16 shows a state in which four terminals are allocated to the subframes of beams B1 and B2, and two terminals are allocated to the subframe of beam B3.
  • the terminal number of each terminal is assigned to the terminal number notification area of beam B1.
  • the terminal number of each terminal is assigned to the terminal number notification area of beam B2.
  • the beam B3 since only two terminals are assigned to the beam B3, only a part of the terminal number notification area and the PDCCH area is used. This is because the configuration of the terminal number notification area and the PDCCH area is fixed.
  • the terminal number may be any information as long as the information uniquely indicates the terminal.
  • a part of the PDSCH region of the beam B3 is not used, but an unused region of the PDSCH region may be allocated to one or both of the terminals T9 and T10.
  • the terminal is assumed to know the subframe configuration in advance. That is, the arrangement of the PDCCH region, the terminal number notification region, and the PDSCH region is assumed to be known on the terminal side of the signal transmission destination.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the base station according to the third embodiment
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal according to the third embodiment.
  • the base station 1b of the present embodiment includes a control unit 12, a modulation / demodulation unit 13, an RS generation unit 14, and a transmission / reception unit 15 of the base station 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the configuration is replaced with an RS generation unit 14b and a transmission / reception unit 15b.
  • the terminal 2b of the present embodiment deletes the RS detection unit 23 from the terminal 2 of the first embodiment shown in FIG. 5, adds a terminal number detection unit 27, and further converts the modem unit 24 into the modem unit 24b. It has a replaced configuration.
  • the terminal number detection unit 27 is realized, for example, by a processor executing a program for operating as the terminal number detection unit 27. In this embodiment, a structure and operation different from those in Embodiment 1 are described.
  • the control unit 12b selects the terminal 2b that transmits data, the position on the frequency axis of the PDSCH assigned to the selected terminal 2b, and the modulation scheme And make decisions. Further, the control unit 12b reads data to be transmitted on the PDSCH from the buffer 11 and outputs the data to the modem unit 13b. At this time, the control unit 12b determines, for each terminal 2b that transmits data, control information that includes information such as information such as a position on the frequency axis of the PDCCH and a terminal ID, and subframes. The modem number 13b is notified of the terminal number to be placed in the terminal number notification area. For example, when the terminal 2b first connects to the base station 1b, the terminal number is determined by the base station 1b and notified to the terminal 2b. If there is no problem in the amount of information to be transmitted, the terminal ID may be used as the terminal number.
  • the modulation / demodulation unit 13b When receiving the data to be transmitted to the terminal 2b, the control information, and the terminal number from the control unit 12b, the modulation / demodulation unit 13b first performs data encoding and modulation according to the content of the received control information. Also, the control information is encoded and modulated. Further, the terminal number, which is transmission destination information, is encoded and modulated. It is assumed that the modulation method for modulating the control information and the terminal number is fixed, and the terminal 2b knows this modulation method.
  • the RS generation unit 14b generates a beam-specific RS that is a unique RS for each beam.
  • the transmission / reception unit 15b includes a data signal which is a signal obtained by the modulation / demodulation unit 13b encoding and modulating the data for the terminal, and the modulation / demodulation unit 13b performs encoding and modulation on the control information.
  • a control signal that is an obtained signal a transmission destination information signal that is a signal obtained by the modulation / demodulation unit 13b encoding and modulating the terminal number, and a beam-specific RS generated by the RS generation unit 14b.
  • each received signal is assigned to a subframe having the configuration shown in FIGS. 15 and 16.
  • the transmission / reception unit 15b assigns a data signal to the PDSCH region, assigns a control signal and a terminal-specific RS to the PDCCH region, and assigns a transmission destination information signal to the terminal number notification region. Then, the transmission / reception unit 15b converts the signal generated by assigning the data signal, the control signal, the terminal-specific RS, and the transmission destination information signal to the subframe from digital to analog, and further up-converts the signal to a radio frequency signal.
  • the control unit 12b when the control unit 12b receives the estimation result from the arrival direction estimation unit 17, the beam generated by the antenna unit 16 needs to be adjusted based on the estimation result. Determine whether or not. If there is a deviation between the direction of the beam and the direction in which the communication partner terminal 2b exists, the control unit 12b controls the antenna unit 16 so that the beam direction of the communication partner terminal 2b exists.
  • the control unit 12b The terminal number of the terminal T1 set in the terminal number notification area is changed to be set in the terminal number notification area of the beam B3.
  • the modem unit 24b constituting the transmission destination information restoring unit and the demodulating unit uses the beam specific RS for the transmission path. Based on the estimation result, the terminal number notification area is demodulated and decoded to restore the terminal number. It is assumed that the terminal 2b knows in advance where the terminal number notification area exists in the subframe.
  • the modem unit 24b notifies the terminal number detection unit 27 of the restored terminal number, and the terminal number detection unit 27 checks whether or not the terminal number of the terminal itself is included in the notified terminal number. When the terminal number detection unit 27 detects the terminal number of its own terminal, the terminal number detection unit 27 notifies the modem unit 24b to that effect.
  • the modem unit 24b demodulates and decodes the PDCCH region for the signal received by the beam whose terminal number is detected, and restores the control information. Then, the modem unit 24b further demodulates and decodes the PDSCH region using the control information determined to be addressed to the terminal by the CRC check among the restored control information.
  • the terminal number detection unit 27 detects the terminal number of the own terminal, but the control unit 25 may detect the terminal number of the own terminal.
  • the size of the terminal number notification area is fixed regardless of the number of terminals to which the PDCCH and PDSCH are assigned to one subframe.
  • the reason for fixing the size is to simplify the processing in the terminal 2b.
  • encoding for error correction or error detection may or may not be performed on the terminal number. When encoding is performed, one encoding is performed in a range in which all terminal numbers are collected for each beam.
  • the terminal 2b first demodulates and decodes each beam only for the terminal number notification area which is a small area. Next, PDCCH and PDSCH demodulation and decoding operations are performed on the beam whose terminal number is detected. Therefore, it is possible to prevent the processing amount of the terminal 2b from increasing compared to the case where the demodulation and decoding operations are performed on the PDCCH region of all beams. Further, when beam switching is necessary, beam switching can be performed quickly. Furthermore, compared with the method described in Patent Document 1 described above, the possibility that the control channel region, that is, the PDCCH region is insufficient, can be reduced.
  • terminals # 1 to # 4 which are first small areas in which terminal numbers can exist
  • PDCCH areas # 1 to # 4 which are second small areas in which control information can exist.
  • the terminal 2b in which the terminal number of its own terminal is detected. ) Only needs to be demodulated and decoded, so that the amount of processing can be prevented from increasing.
  • the terminal 2b demodulates and decodes the PDCCH area # 1.
  • the terminal 2b performs demodulation and decoding on the PDCCH area # 2.
  • the terminal 2b demodulates and decodes the PDCCH area # 3.
  • the terminal 2b demodulates and decodes the PDCCH area # 4.
  • the base station 1b of the present embodiment adds the terminal number to the data signal and the control signal and transmits the data signal, and the terminal 2b first demodulates and decodes the area where the terminal number exists, Data signals and control signals are demodulated and decoded for a beam including the terminal number of the terminal itself. Thereby, it is possible to prevent the processing amount of the operation for detecting the control signal addressed to the terminal 2b from increasing. In addition, effective use of radio resources for control signal transmission can be realized.
  • Embodiment 4 FIG. A fourth embodiment will be described.
  • a beam-specific RS that is a unique RS for each beam is used.
  • a subframe having a configuration in which the position of the PDCCH region is fixed for each terminal is used.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example of the base station according to the fourth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal according to the fourth embodiment.
  • the base station 1c of the present embodiment replaces the control unit 12b, the modem unit 13b, and the transmission / reception unit 15b of the base station 1b of the third embodiment shown in FIG. 17 with the control unit 12, the modem unit 13 and the transmission / reception unit 15c. It becomes the composition.
  • the control unit 12 and the modem unit 13 are the same as the control unit 12 and the modem unit 13 included in the base station 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the terminal 2c of the present embodiment has a configuration in which the modem unit 24b of the terminal 2b of the third embodiment shown in FIG. 18 is replaced with a modem unit 24c, and the terminal number detection unit 27 is deleted. In this embodiment, a configuration and operation different from those in any of Embodiments 1 and 3 will be described.
  • the terminal 2c receives all the beams, but performs demodulation and decoding operations only on a predetermined position, that is, a specific area within the PDCCH area that is assigned to carry control information addressed to itself. Just do it.
  • the transmission / reception unit 15c when the transmission / reception unit 15c receives the data signal, the control signal, and the beam specific RS, the transmission / reception unit 15c places the received signal on the subframe having the configuration illustrated in FIG. That is, the terminal number notification area is placed in the subframe having the configuration shown in FIG. Specifically, the transmission / reception unit 15c places the data signal on the PDSCH region, and places the control signal and the beam specific RS on the PDCCH region. At this time, the control signal is placed in a specific area determined in advance for each terminal 2c as the transmission destination. For example, when the terminal 2c first connects to the base station 1c, the base station 1c determines and notifies the terminal 2c of which area in the PDCCH area the control signal is to be placed on.
  • the modem unit 24c first demodulates and decodes a predetermined specific area in the PDCCH area, and restores control information addressed to the terminal itself. Then, demodulation and decoding of the PDSCH region are performed using the control information determined to be addressed to the terminal by the CRC check.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of an operation performed by the base station 1c according to the fourth embodiment when beam switching occurs.
  • the control unit 12 constituting the control signal arrangement determining unit first switches the terminal Tm that needs to be switched to the beam Bn (step S11). Next, it is confirmed whether or not an area to which control information addressed to the terminal Tm is allocated overlaps with an area to which control information addressed to another terminal that has been communicating with the beam Bn from before has overlapped (step S12). If the areas do not overlap as a result of the confirmation (step S12: No), the control unit 12 ends the operation. In this case, in the subsequent control information transmission addressed to the terminal Tm, the base station 1c assigns the control information addressed to the terminal Tm to the same area as before the beam switching.
  • step S12 when the areas overlap (step S12: Yes), the control unit 12 changes the area to which the control information addressed to the terminal Tm is assigned (step S13). Further, the control unit 12 notifies the terminal Tm of the changed area via the modem unit 13, the transmission / reception unit 15c, and the antenna unit 16 (step S14).
  • the base station 1c transmits control information on a specific area in the PDCCH area that is determined in advance with the terminal 2c.
  • the reception process is performed in comparison with the case where the terminal performs demodulation and decoding of the PDCCH region in a state where the position where control information addressed to the terminal is placed is indefinite for all beams.
  • the terminal 2c targets only a predetermined specific area in the PDCCH area, specifically, a specific area determined as an area for placing control information addressed to the terminal itself. Therefore, the amount of processing can be prevented from increasing.
  • the time required for the processing is shortened with the simplification of the reception processing, the beam can be switched quickly when the beam switching is necessary.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Landscapes

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Abstract

　ビームフォーミングを使用して信号を送信する通信装置である基地局１は、１つ以上のデータを個別に符号化および変調してデータ信号を生成するとともに、データ信号の受信処理で使用される、データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して制御信号を生成する変復調部１３と、データ信号および制御信号の受信処理における伝送路推定で使用される、送信先ごとに固有の参照信号を生成するＲＳ生成部１４と、データ信号をデータチャネルに配置し、制御信号および参照信号を、送信先が同じもの同士が同じ領域に存在するよう制御チャネルに配置して送信する送受信部１５と、を備えている。

Description

通信装置
　本発明は、ビームフォーミングを使用して信号を送受信する通信装置に関する。
　現在、世界で普及しつつあるＬＴＥ（Long　Term　Evolution）において、ＬＴＥを構成している基地局および端末は、ＰＤＣＣＨ（Physical　Dedicated　Control　Channel）およびＰＤＳＣＨ（Physical　Dedicated　Shared　Channel）を使用して通信を行う。ＰＤＳＣＨは、基地局から端末に向かう方向の回線である下り回線でデータを伝送するデータチャネルである。ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨの復調および復号を行うために必要な各種情報を含んで構成されている制御情報を伝送する制御チャネルである。ＰＤＣＣＨで伝送される制御情報は、ＰＤＳＣＨの周波数上の存在位置、変調方式、空間多重数、などの情報を含んで構成されている。
　ＬＴＥで使用されているサブフレームは、周波数および時間軸上でのＰＤＣＣＨ領域およびＰＤＳＣＨ領域を含んで構成されている。ＰＤＣＣＨ領域は制御チャネルであるＰＤＣＣＨが割り当てられる領域、ＰＤＳＣＨ領域はデータチャネルであるＰＤＳＣＨが割り当てられる領域である。ある端末へ送信するＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨは、それぞれ、ＰＤＣＣＨ領域およびＰＤＳＣＨ領域の一部領域に割り当てられる。端末は、ＰＤＳＣＨを受信するために、まず、自局宛のＰＤＣＣＨを検出する。ＰＤＣＣＨの位置およびビットサイズは、端末毎に有限ではあるものの多数の候補がある。例えば、３ＧＰＰ　Ｒｅｌｅａｓｅ　９規格では２２候補となっている。端末は、この複数の候補を自局ＩＤを用いて復調および復号し、復号結果に基づいて自局宛のＰＤＣＣＨを検出する。すなわち、復号が成功した場合に自局宛のＰＤＣＣＨであると判断する。ＰＤＣＣＨを検出した場合、ＰＤＳＣＨの復調および復号を行うための制御情報を得ることができ、得られた制御情報を基にＰＤＳＣＨの復調および復号を行う。なお、ＰＤＣＣＨの位置を固定せず、複数の配置候補を持たせることで、基地局が同時に複数端末にＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを送信し、複数端末の組合せを自由に選択できるようにしている。また、ＰＤＣＣＨのビットサイズを複数存在させることで、基地局と端末の間の通信品質に合わせてＰＤＣＣＨの誤り訂正用の冗長ビット数を調整することが可能となり、有限なＰＤＣＣＨ領域を有効に使用することができる。
　ところで、基地局と端末が通信を行う際に、基地局が複数のアンテナを用いて通信対象の端末の方向のみにビームを形成するビームフォーミングを利用して信号を送る技術がある。この技術により、無線信号の飛ぶ方向が絞られるために、他の場所に存在する別の端末への干渉を防ぐ、あるいは干渉を低減できる。また、特定方向に信号を送信するため、送信する方向を限定せずに全ての方向に向けて信号を送信する場合と比較して送信電力を集中させることができ、１つの基地局でカバーできるエリアの拡大に繋げることができる。このビームフォーミング技術を、ＬＴＥおよびＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄに続く第５世代移動体通信システムで積極的に活用する気運が高まっている。ビームフォーミングを使用する場合、通信対象の端末が存在している方向にのみ無線信号が飛ぶ。そのため、例えば、１台の基地局が端末Ｔ１およびＴ２と通信する場合について考えると、端末Ｔ１と端末Ｔ２が基地局を基準に異なる方向に存在すれば、基地局は、同一の周波数／時間リソースを使った信号を端末Ｔ１および端末Ｔ２に向けて同時に送信でき、無線リソースの有効利用に繋がる。つまり、空間という軸を使って複数端末を多重する空間多重が可能である。
　ビームフォーミングを用いて基地局のサービスエリアをカバーする方法は大別して２つある。第１の方法は、方向が固定されたビームを複数並べることでサービスエリアをカバーする方法である。この場合、基地局は、端末の移動に合わせて固定ビームを切り替え、適切なビームを使用する。第２の方法は、ビーム方向が可変であり、通信する端末が存在する方向にビームを照射し、また端末の移動にビーム方向を追従させる方法である。
　ここで、上記第１の方法を適用し、ビームを切り替えていくシステムでは、ビーム切替制御で通信が途切れないように切り替えを迅速に行う必要がある。そのための一つの手段として、端末が常に複数のビームを受信することが考えられる。すなわち、端末は複数のビームを受信し、それぞれについてＬＴＥのＰＤＣＣＨ相当の制御チャネルを検出する。この場合、送信を行う基地局はビーム切替トリガが発生すると、瞬時にビームを切り替えることができる。しかし、端末が複数のビームの各々について制御チャネルの検出を行うことになると、制御チャネルの検出を試みる回数が増え、端末の処理量が増大する。なお、端末が信号を復調する場合、信号パターンがあらかじめ規定されている参照信号（Reference　Signal、以下ＲＳと呼ぶ）を用いる。すなわち、端末は、受信したＲＳの歪み具合により無線伝送路が信号にどのような影響を与えているかを推定し、その推定結果に基づいて、制御チャネルおよびデータチャネルの情報が載っている信号を復調する。上述した、端末が複数ビームを受信し制御チャネルを検出する動作においては、ビーム毎に規定したお互いに異なるＲＳを用いる。
　制御チャネルを検出する際の端末の処理量を低減する方法として、基地局が、制御チャネルを送信する際にはビームを使用せず、ＰＤＳＣＨ相当のデータチャネルを送信する際にのみビームを使用することが考えられる。しかし、第５世代移動通信システムでは周波数帯域幅がこれまでよりもさらに広帯域となり、同時にデータチャネルを送信する端末数が増えると考えられる。そのため、制御チャネル領域でビームによる空間多重を行わない場合、制御チャネルを送信するための領域が足りなくなる恐れがある。
　特許文献１においては、ＰＤＳＣＨ領域にＰＤＣＣＨ相当の制御チャネルであるＥ－ＰＤＣＣＨを配置し、このＥ－ＰＤＣＣＨの送信でビームを使用する発明が開示されている。この発明では、端末は、ＰＤＳＣＨ相当のデータチャネルであるＥ－ＰＤＳＣＨの復調および復号を行うために、先にＥ－ＰＤＣＣＨを受信する。しかし、Ｅ－ＰＤＣＣＨの送信でもビームが使用されているため、Ｅ－ＰＤＣＣＨを復調および復号するために、さらに先にＰＤＣＣＨを受信する。なお、このＰＤＣＣＨはビームが使用されていない。この方法の場合、Ｅ－ＰＤＳＣＨを復調および復号するための情報をＰＤＣＣＨとＥ－ＰＤＣＣＨに分けて送信し、かつ、Ｅ－ＰＤＣＣＨはビーム使用により空間多重が可能であるため、前述した制御チャネル領域を逼迫する問題を緩和できる。また、特許文献１には、ＰＤＣＣＨに載せていた制御情報を放送チャネルに載せて送信する方法も開示されている。また、特許文献１には、ＰＤＣＣＨおよび放送チャネルのいずれも用いることなく、空間多重されているＥ－ＰＤＣＣＨを特定する方法も開示されている。
特表２０１３－５２７６６３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、端末が、Ｅ－ＰＤＣＣＨおよびＰＤＣＣＨの２種類の制御情報搭載チャネルから、または、Ｅ－ＰＤＣＣＨおよび放送チャネルの２種類の制御情報搭載チャネルから制御情報を取得しなければならず、処理量が高くなるという問題がある。また、ＰＤＣＣＨおよび放送チャネルのいずれも用いることなく、空間多重されているＥ－ＰＤＣＣＨを特定する方法では、レイヤ毎にあらかじめ決められたＲＳを用いてＥ－ＰＤＣＣＨを特定する。具体的には、端末が、順番にＲＳを変えて受信処理を行い、ＳＮＲ（Signal　to　Noise　Ratio）が高く得られたＲＳに関連づけられているレイヤ、すなわちビームに自局宛Ｅ－ＰＤＣＣＨが載っている可能性が高いと判断して優先的にＥ－ＰＤＣＣＨの復調および復号処理を行っていく。しかし、この場合、ＲＳを変更しながら複数のレイヤについてＳＮＲ評価を行うため、処理量が増大する。また、Ｅ－ＰＤＣＣＨの復調および復号処理が必ずしも１回で終わることを保証するものではない。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信側での制御チャネル検出にかかる処理量が増大するのを防止しつつ制御チャネル送信用の無線リソースの有効利用を実現する通信装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ビームフォーミングを使用して信号を送信する通信装置であり、送信信号生成手段、参照信号生成手段および送信手段を備える。送信信号生成手段は、１つ以上のデータを個別に符号化および変調してデータ信号を生成するとともに、データ信号の受信処理で使用される、データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して制御信号を生成する。参照信号生成手段は、データ信号および制御信号の受信処理における伝送路推定で使用される、送信先ごとに固有の参照信号を生成する。送信手段は、データ信号をデータチャネルに配置し、制御信号および参照信号を、送信先が同じもの同士が同じ領域に存在するよう制御チャネルに配置して送信する。
　本発明によれば、受信側での制御チャネル検出にかかる処理量が増大するのを防止しつつ制御チャネル送信用の無線リソースの有効利用を実現することができる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる通信装置が送信する制御チャネルの構成例を示す図 ＬＴＥで使用されているサブフレームの構成を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が送信する制御チャネルの構成例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置である基地局の構成例を示す図 実施の形態１にかかる端末の構成例を示す図 実施の形態１にかかる基地局が備える制御部の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる基地局が備えるＲＳ生成部の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる基地局が備える到来方向推定部の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる基地局が備える制御部、ＲＳ生成部および到来方向推定部を実現する処理回路の一例を示す図 実施の形態１にかかる端末が備える制御部の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる端末が備えるＲＳ検出部の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態２で想定するビーム間干渉の一例を示す図 実施の形態２の基地局の構成例を示す図 実施の形態２の端末の構成例を示す図 実施の形態３で使用するサブフレームの構成例を示す図 実施の形態３で使用する端末番号通知領域での端末番号配置の例を示す図 実施の形態３の基地局の構成例を示す図 実施の形態３の端末の構成例を示す図 実施の形態３で使用する端末番号通知領域の例を示す図 実施の形態４の基地局の構成例を示す図 実施の形態４の端末の構成例を示す図 実施の形態４の基地局がビーム切替発生時に実施する動作の一例を示すフローチャート
　以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。以下に説明する各実施の形態では、通信装置が無線通信システムの基地局または端末であるものとして説明を行う。
実施の形態１．
　図１および図３は、実施の形態１にかかる通信装置が送信する制御チャネルの構成例を示す図である。以下、説明の便宜上、図１および図３に示した制御チャネルをＮ－ＰＤＣＣＨと記載する。
　図１は、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域およびデータチャネルＰＤＳＣＨ領域の概要を示す図である。Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域は制御チャネルであるＰＤＣＣＨを送信するために確保されている領域、ＰＤＳＣＨ領域はデータチャネルであるＰＤＳＣＨを送信するために確保されている領域である。図１では、システム周波数帯域において、Ｎ－ＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨとで領域を分けている。しかし、領域の分け方をこれに限定するものではない。例えば、図２に示したように、時間方向でＮ－ＰＤＣＣＨ領域とデータチャネルＰＤＳＣＨ領域とを分けてもよい。なお、図２に示したサブフレームは、ＬＴＥで使用されているサブフレームと同様の構成としたものである。
　図３は、Ｎ－ＰＤＣＣＨがビームにより空間多重された場合の例を示している。図３に示した例は、複数の端末が制御チャネル領域であるＮ－ＰＤＣＣＨ領域を分け合って使用する構成となっている。すなわち、ビームＢ１のＮ－ＰＤＣＣＨ領域内では、端末Ｔ１から端末Ｔ４が領域を分け合って使用し、ビームＢ２のＮ－ＰＤＣＣＨ領域内では、端末Ｔ５から端末Ｔ８が領域を分け合って使用している。図３に示したように、本実施の形態では、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域を複数の小領域に分割して複数の端末で使用するようにしている。小領域は複数の最小リソース単位により構成される。図３の例では、４×１２＝４８個の最小リソース単位が各小領域を形成している。Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域を複数の小領域に分割する位置、すなわち、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域内の分割された複数の小領域の境界は固定とする。各小領域には、ある端末に向けて送信する制御信号および参照信号が配置される。本実施の形態では、端末ごとに異なる参照信号を使用して通信を行うものとする。なお、図３では、１つのビームに割り当てる端末の台数を４としているが、割り当てる端末数を４に限定するものではない。また、ビームＢ１およびＢ２の２つを同時に使用するような記載としているが、同時に使用するビーム数をこれに限定するものではない。
　図３に示した例において、例えば、端末Ｔ１および端末Ｔ５は、周波数および時間軸上では同一リソース、すなわち、周波数および時間で分けられた同じ小領域を使用しているが、各端末向けの参照信号として端末固有のＲＳを用いるため、端末Ｔ１と端末Ｔ５の間で異なるＲＳとなっている。また、周波数および時間軸からなる最小リソース単位（例えばＬＴＥではこれをリソースエレメントと呼んでいる）の粒度でＲＳの位置をずらしている。これは、ビームＢ１とビームＢ２の信号が重なる場合でも、ＲＳ同士は重ならないことを保証し、お互いの干渉量を低減することを狙ったものである。但し、端末の復調および復号能力次第で、ＲＳが重なっても復調および復号が可能であるならば、ＲＳの位置をずらす必要はない。端末固有ＲＳは、例えば、文献「３ＧＰＰ　ＴＳ３６．２１１　Ｖ９．１.０」の６．１０.３節（UE-specific　reference　signals）に記載の方法などで作成することができる。なお、端末ごとに異なるＲＳが生成できるのであればこの文献に記載された方法を用いなくてもよい。
　図３に示した例においては、ビームＢ１およびＢ２の各々に端末を４台ずつ割り当てているが、各ビームに割り当てる端末の数は３台以下の場合もある。１つのビームに割り当てる端末が３台以下の場合、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域の各端末向けの小領域の数を減らすことができる。例えば割り当てる端末が３台の場合、図３のビームＢ１では端末Ｔ１向けから端末Ｔ３向けまでの小領域をＮ－ＰＤＣＣＨ領域とし、端末Ｔ４向けと記載している領域はＰＤＳＣＨ領域として使用してよい。このＮ－ＰＤＣＣＨ領域とＰＤＳＣＨ領域の境界は、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域の各端末向け小領域に存在する制御情報の中に入れておけばよい。なお、このようにシステムとして、１つのビームのＮ－ＰＤＣＣＨ領域に同時に入れることのできる最大の小領域の数（図３の例では４）よりも、実際に割り当てた端末の数が少ない場合（前記例では３）でも、それぞれの小領域のサイズ、それぞれの小領域におけるＲＳの配置は固定とする。一方、システムとして、１つのビームのＮ－ＰＤＣＣＨ領域に入れる小領域を固定数とする方法もある。この場合も、小領域の数のみならず、小領域のサイズ、ＲＳの配置も固定とする。また、割り当てる端末が３台以下の場合にどの領域を使用するかについては特に規定しない。例えば、ビームＢ１に２台の端末Ｘおよび端末Ｙを割り当てる場合、端末Ｔ１向けの領域に端末Ｘを割り当て、かつ端末Ｔ３向けの領域に端末Ｙを割り当てるようにしてもよいし、端末Ｔ３向けの領域に端末Ｘを割り当て、かつ端末Ｔ４向けの領域に端末Ｙを割り当てるようにしてもよい。これ以外の割り当て方であってももちろん構わない。なお、データチャネルを送信するためのＰＤＳＣＨ領域は、同じビームに同時に割り当てられる各端末へ送信するデータのデータ量などに基づいて、動的に各端末に配分される。
　図４は、実施の形態１にかかる通信装置である基地局の構成例を示す図である。図５は、実施の形態１にかかる端末の構成例を示す図である。図４に示した構成の基地局１は、ビームフォーミングを使用して、図５に示した構成の端末２との間で信号を送受信する。基地局１は、２台以上の端末２と同時に通信することが可能である。また、基地局１は、同じ方向に複数の端末２が存在している場合、１つのビームを使用して複数の端末と通信することが可能である。
　基地局１は、通信ネットワーク網との間で送受信するデータを一時的に保持しておくバッファ１１と、アンテナ部１６の制御などを行う制御部１２と、端末２に向けてデータを送信する際はデータおよびこれに付随する制御情報の符号化および変調を行い、端末２からデータを受信する際には受信信号の復調および復号を行う変復調部１３と、端末２に向けてデータを送信する際に、データ送信先の端末ごとに固有のＲＳを生成するＲＳ生成部１４と、端末２に向けてデータを送信する際は変復調部１３から出力された信号およびＲＳ生成部１４から出力されたＲＳをデジタルからアナログに変換するとともにアップコンバートし、端末２からデータを受信する際には受信した信号をダウンコンバートするとともにアナログからデジタルに変換する送受信部１５と、制御部１２から指示された方向にビームを形成して端末２との間で無線信号を送受信するアンテナ部１６と、端末２から送信された信号の到来方向を推定する到来方向推定部１７と、を備える。図４に示した基地局１の各構成要素はハードウェアにより実現してもよいしソフトウェアで実現してもよい。実施の形態２以降の基地局についても同様である。例えば、バッファ１１は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）などで構成されるメモリにより実現される。制御部１２は、制御部１２として動作するためのプログラムをＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などのプロセッサが実行することにより実現される。変復調部１３は、モデムとして変復調動作を行うプロセッサにより実現される。ＲＳ生成部１４は、ＲＳ生成部１４として動作するためのプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。送受信部１５は、トランシーバーとして周波数変換やデジタル／アナログ信号変換を行うプロセッサや専用回路により実現される。アンテナ部１６は、複数のアンテナにより実現される。到来方向推定部１７は、到来方向推定部１７として動作するためのプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。なお、制御部１２、ＲＳ生成部１４および到来方向推定部１７を実現するための処理回路の構成については後述する。
　端末２は、基地局１との間で無線信号を送受信するアンテナ部２１と、基地局１に向けてデータを送信する際は変復調部２４から出力された信号をデジタルからアナログに変換するとともにアップコンバートし、基地局１からデータを受信する際には受信した信号をダウンコンバートするとともにアナログからデジタルに変換する送受信部２２と、受信信号に含まれている複数種類のＲＳの中から自端末に固有のＲＳを検出するＲＳ検出部２３と、基地局１に向けてデータを送信する際はデータの符号化および変調を行い、基地局１からデータを受信する際には受信信号の復調および復号を行う変復調部２４と、ＲＳ検出部２３を制御する制御部２５と、を備える。図５に示した端末２の各構成要素はハードウェアにより実現してもよいしソフトウェアで実現してもよい。実施の形態２以降の端末についても同様である。例えば、アンテナ部２１は、アンテナにより実現される。送受信部２２は、トランシーバーとして周波数変換やデジタル／アナログ信号変換を行うプロセッサや専用回路により実現される。ＲＳ検出部２３は、ＲＳ検出部２３として動作するためのプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。変復調部２４は、モデムとして変復調動作を行うプロセッサにより実現される。制御部２５は、制御部２５として動作するためのプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。
　つづいて、本実施の形態にかかる基地局１および１台以上の端末２により構成される通信システムの動作について説明する。本実施の形態の通信システムにおいては、基地局１が端末２に向けてデータを送信する動作に特徴がある。そのため、基地局１におけるデータ送信動作および端末２におけるデータ受信動作について説明し、端末２が基地局１に向けてデータを送信する動作については説明を省略する。
　基地局１において、バッファ１１は、通信ネットワーク網から到来する端末向けデータを受信して蓄積しているものとする。また、制御部１２は、基地局１とともに通信システムを形成している１台以上の端末２の各々の端末ＩＤを保持しているものとする。また、制御部１２は、自局と通信可能なエリアに存在している端末２の各々が自局から見てどの方向に位置しているかを把握しているものとする。一方、端末２の各々は、サブフレーム内のどの場所にＮ－ＰＤＣＣＨ領域が存在しているか、および、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域に対してどのように制御情報が配置されるかを把握しているものとする。すなわち、端末２の各々は、図３に示したＮ－ＰＤＣＣＨ領域の構成を把握しており、かつＮ－ＰＤＣＣＨ領域が最大４つの小領域、すなわち、送信先が同じ端末固有ＲＳおよび制御信号を一緒に配置するための小領域に分割されて使用されることを知っているものとする。
　基地局１が端末２へデータを送信する場合、制御部１２は、まず、バッファ１１に蓄積されているデータの状態を確認し、データの送信先、すなわち、データを送信する端末２を選択するとともに、選択した端末２に割り当てるＰＤＳＣＨの周波数軸上の位置、変調方式などを決定する。データの送信先の端末２は複数の場合もある。本実施の形態では図３に示した構成のサブフレームを使用した送信を想定しているため、１つのビームの１サブフレームあたりのデータ送信先が最大で４となる。なお、１つのビームの１サブフレームあたりのデータ送信先が４となるのは、基地局１から見て同じ方向に４台以上の端末２が存在している場合である。データを送信する端末２を選択する方法については特に規定しない。例えば、データ蓄積量が多い端末２から順番に選択する、または、バッファ１１にデータが蓄積された時間に従って選択する。データの優先度などを考慮して選択するようにしてもよい。制御部１２は、次に、ＰＤＳＣＨに載せて送信するデータ、すなわち、データを送信する端末２として選択した端末２へ送信するデータをバッファ１１から読み出して変復調部１３へ出力する。このとき、制御部１２は、データを送信する端末２の各々について決定した情報および端末ＩＤを含んで構成されている制御情報を変復調部１３に通知する。制御情報に含まれている、データを送信する端末２の各々について決定した情報とは、ＰＤＳＣＨの周波数軸上の位置、変調方式などの情報である。
　送信信号生成手段を構成する変復調部１３は、端末２へ送信するデータおよび制御情報を制御部１２から受け取ると、まず、制御部１２から受け取った制御情報の内容に従い、制御部１２から受け取ったデータの符号化および変調を行う。なお、データ送信先の端末２が複数の場合には各端末２へ送るデータの符号化および変調を個別に行う。変復調部１３は、次に、制御部１２から受け取った制御情報の符号化および変調を行う。制御情報を符号化する処理においては、データ送信先の端末の端末ＩＤを基に生成したパターンで制御情報にスクランブルをかける処理、端末ＩＤに基づいて誤り検出用のＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）を生成して付加する処理、などを行う。端末ＩＤを基に生成したパターンとは、端末ＩＤを種とする疑似ランダムパターンである。ＣＲＣは、例えば、制御情報を端末ＩＤで除算することにより生成する。なお、データ送信先の端末２が複数の場合には各端末２へ送る制御情報の符号化および変調を個別に行う。制御情報を変調する際の変調方式は固定とし、この変調方式を端末２の各々は把握しているものとする。
　参照信号生成手段を構成するＲＳ生成部１４は、データを送信する端末の端末ＩＤに基づいて、端末ごとに固有のＲＳである端末固有ＲＳを生成する。端末固有ＲＳは、データ送信先の端末における、データ信号の復調および復号で使用する制御情報を特定する処理および伝送路状態を推定する処理において使用される。すなわち、データの送信先の端末は、端末固有ＲＳに基づいて、自端末宛てに送信された制御情報を特定するとともに、伝送路状態を推定する。端末固有ＲＳは、例えば「３ＧＰＰ　ＴＳ３６．２１１　Ｖ９．１.０」の６．１０.３節（UE-specific　reference　signals）に記載の方法を使用して生成する。他の方法を使用して生成しても構わない。
　送信手段を構成する送受信部１５は、変復調部１３が端末向けデータに対して符号化および変調を実施して得られた信号であるデータ信号と、変復調部１３が制御情報に対して符号化および変調を実施して得られた信号である制御信号と、ＲＳ生成部１４が生成したＲＳである端末固有ＲＳと、を受け取り、受け取った各信号を図１および図３に示した構成のサブフレームに割り当てる。具体的には、送受信部１５は、データ信号をＰＤＳＣＨ領域に割り当て、制御信号および端末固有ＲＳをＮ－ＰＤＣＣＨ領域に割り当てる。このとき、制御信号および端末固有ＲＳをＮ－ＰＤＣＣＨ領域内の同じ領域に割り当てる。例えば、図３に示したＰＤＳＣＨ領域の端末Ｔ１向けの領域にデータ信号を割り当て、Ｎ－ＰＤＣＣＨ領域の端末Ｔ１向けの領域に制御信号および端末固有ＲＳを割り当てる。データ送信先が複数の場合、送受信部１５は、さらに、他のデータ送信先へのデータ信号、制御信号および端末固有ＲＳを、端末Ｔ２向けの各領域、端末Ｔ３向けの各領域または端末Ｔ４向けの各領域に割り当てる。そして、送受信部１５は、データ信号、制御信号および端末固有ＲＳをサブフレームに割り当てて生成した信号をデジタルからアナログに変換し、さらに、無線周波数信号にアップコンバートする。
　アンテナ部１６は、例えば、指向性を調整可能な複数のアンテナを備えて構成されている。アンテナ部１６は、制御部１２の指示に従い、各アンテナの指向性を調整して指示された方向にビームを形成し、送受信部１５から出力された無線信号を送信する。このとき、制御部１２は、データの送信先として選択した端末２が存在している方向にビームを形成するよう、アンテナ部１６に指示する。なお、指向性が固定の複数のアンテナでアンテナ部１６を構成することも可能である。この場合、各アンテナはそれぞれ異なる指向性を有し、アンテナ部１６は、制御部１２から指示された方向に指向性を有するアンテナを選択して使用する。
　到来方向推定部１７は、通信相手の端末から送信された信号の到来方向、すなわち、通信相手の端末が存在している方向を推定する。到来方向推定部１７は、到来方向の推定を行った場合、推定結果を制御部１２へ通知する。到来方向の推定方法については、多くの方法が提案されている。例えば、文献「アレーアンテナによる適応信号処理」（菊間信良著、科学技術出版）の９章～１２章に各種方法が紹介されている。この文献で提案されている方法とは異なる方法も存在する。到来方向推定部１７は、公知となっているいずれかの方法を使用して到来方向を推定する。
　制御部１２は、到来方向推定部１７による推定結果を受け取ると、推定結果に基づいて、アンテナ部１６が生成しているビームの調整が必要か否かを判断する。すなわち、ビームの方向と通信相手の端末が存在している方向にずれが生じているか否かを判断する。ずれが生じている場合、制御部１２は、ビームの調整が必要と判断してアンテナ部１６を制御し、ビームの方向が通信相手の端末が存在している方向と合うようにする。なお、固定ビームの切替えが発生しても、例えば、端末Ｔ１への送信で使用するビームをビームＢ１からビームＢ２に切り替えたとしても、端末Ｔ１のＮ－ＰＤＣＣＨで送信するＲＳは変わらないものとする。
　基地局１が端末２へデータを送信する場合の制御部１２の動作をフローチャートで表すと図６のようになる。基地局１の制御部１２は、まず、データの送信先の端末２を選択し（ステップＳ２１）、選択した端末２へ送信する制御情報を生成する（ステップＳ２２）。次に、制御部１２は、選択した端末２へ送信するデータおよび制御情報を変復調部１３へ出力する（ステップＳ２３）。次に、制御部１２は、アンテナ部１６に対してビームを形成する方向を指示する（ステップＳ２４）。なお、制御部１２は、ステップＳ２４において、アンテナ部１６が形成するビームの方向の調整が必要か否かを判定し、調整が必要な場合に方向を指示するようにしてもよいし、ビームの方向の調整が必要か否かに関係なく、必ず方向を指示するようにしてもよい。
　また、基地局１が端末２へデータを送信する場合のＲＳ生成部１４の動作をフローチャートで表すと図７のようになる。ＲＳ生成部１４は、変復調部１３から端末ＩＤを取得し（ステップＳ３１）、取得した端末ＩＤに基づいて端末固有ＲＳを生成する（ステップＳ３２）。次に、ＲＳ生成部１４は、生成した端末固有ＲＳを送受信部１５へ出力する（ステップＳ３３）。
　また、基地局１が端末２へデータを送信する場合の到来方向推定部１７の動作をフローチャートで表すと図８のようになる。到来方向推定部１７は、端末２からの受信信号をアンテナ部１６から取得し（ステップＳ４１）、取得した受信信号に基づいて、端末２から送信された信号の到来方向を推定する（ステップＳ４２）。次に、到来方向推定部１７は、推定結果を制御部１２へ通知する（ステップＳ４３）。
　上記の制御部１２、ＲＳ生成部１４および到来方向推定部１７は、図９に示した処理回路１００により実現可能である。処理回路１００は、プロセッサ１０１およびメモリ１０２を備える。プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）、システムＬＳＩ（Large　Scale　Integration）などである。メモリ１０２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　Erasable　Programmable　Read-Only　Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）等である。
　基地局１から送信された信号を受信する端末２において、アンテナ部２１は、基地局１からの無線信号を受信して送受信部２２へ出力する。受信手段を構成する送受信部２２は、アンテナ部２１から無線信号を受け取ると、受け取った無線信号をダウンコンバートし、変復調部２４およびＲＳ検出部２３へ出力する。
　参照信号検出手段を構成するＲＳ検出部２３は、送受信部２２から受け取った受信信号に含まれている複数種類のＲＳのうち、自端末に固有のＲＳを検出する。
　ＲＳ検出部２３の詳細動作について説明する。ＲＳ検出部２３は、送受信部２２から受信信号を受け取ると、受信信号に含まれているＲＳを抽出する。なお、端末２の制御部２５は、基地局１から送信される信号のどの位置にＲＳが配置されているか、すなわち、図３に示したＲＳの配置を把握しているものとし、ＲＳ検出部２３は、図３に示したＲＳの配置を制御部２５から通知されているものとする。図３の例では、最大で４台の端末がチャネルを共有する構成であり、制御チャネル領域であるＮ－ＰＤＣＣＨ領域は４つの小領域に分けられ、各小領域に異なるＲＳが配置されている。そのため、ＲＳ検出部２３は、４つの小領域の各々から４種類のＲＳを抽出する。また、ＲＳ検出部２３は、制御部２５から自端末の端末ＩＤの通知を受け、通知された端末ＩＤに基づいて、自端末に固有のＲＳを生成する。ＲＳの生成は、基地局１のＲＳ生成部１４が使用している方法と同じ方法で生成する。次に、ＲＳ検出部２３は、抽出した４種類のＲＳの各々を、生成した固有ＲＳと比較し、相関値を求める。そして、得られた４つの相関値のうち、最大値が得られたＲＳが自端末に固有のＲＳ、すなわち、自端末の端末ＩＤに基づいて基地局１が生成したＲＳである可能性が高いと判断する。自端末に固有のＲＳが含まれていた小領域には、自端末に向けたデータ信号を復調および復号する際に使用する制御情報が含まれているため、ＲＳ検出部２３は、自端末に固有のＲＳが含まれていた可能性が高い小領域、すなわち自端末の端末ＩＤに基づいて生成した自端末に固有のＲＳと最も相関が高いＲＳが含まれていた小領域を変復調部２４へ通知する。
　復調手段を構成する変復調部２４は、ＲＳ検出部２３から処理結果の通知を受けると、まず、ＲＳ検出部２３から通知された小領域に含まれているＲＳに基づいて、基地局１から自装置までの伝送路の状態を推定する。変復調部２４は、次に、伝送路の推定結果を使用して、ＲＳ検出部２３から通知された小領域に含まれている制御信号を復調し、さらに、復号を行って制御情報を復元する。端末は復号において自端末ＩＤでＣＲＣチェックを行い、復号に成功すれば、最終的にその復号で得られた情報を自端末宛の制御情報と判断する。変復調部２４は、復元した情報が自端末宛の制御情報と判断されれば、復元された制御情報に従ってデータ信号の復調および復号を行う。ＣＲＣチェックにより復号が失敗したと判断した場合、他の小領域を復調するようにしてもよい。すなわち、ＲＳ検出部２３は、自端末に固有のＲＳが含まれていた可能性が２番目に高い小領域を変復調部２４へ通知し、通知された小領域を対象として変復調部２４が復調を行うようにしてもよい。
　端末２が基地局１からデータを受信する場合の制御部２５の動作をフローチャートで表すと図１０のようになる。制御部２５は、基地局１からＲＳの配置の情報を取得し（ステップＳ５１）、ＲＳの配置をＲＳ検出部２３に通知する（ステップＳ５２）。制御部２５が基地局１からＲＳの配置の情報を取得するタイミングは、例えば、端末２が基地局１に接続したタイミングとする。なお、ＲＳの配置が通信システム全体で固定の場合、すなわち、通信システムを構成する全ての基地局においてＲＳの配置が同じ場合、端末２の制御部２５は、ＲＳの配置の情報を予め保持しておいてもよい。
　端末２が基地局１からデータを受信する場合のＲＳ検出部２３の動作をフローチャートで表すと図１１のようになる。ＲＳ検出部２３は、受信信号からＲＳを抽出する（ステップＳ６１）。このステップＳ６１において、ＲＳ検出部２３は、受信信号に挿入されている全てのＲＳを抽出する。次に、ＲＳ検出部２３は、自端末の端末ＩＤに基づいて、自端末に固有のＲＳである端末固有ＲＳを生成する（ステップＳ６２）。次に、ＲＳ検出部２３は、ステップＳ６１で抽出した各ＲＳとステップＳ６２で生成した端末固有ＲＳとを比較し、端末固有ＲＳとの相関が最も高いＲＳが挿入されていた小領域を変復調部２４へ通知する（ステップＳ６３）。
　上記の制御部２５およびＲＳ検出部２３は、図９に示した処理回路１００により実現可能である。
　このように、本実施の形態において、基地局１は、端末２へデータを送信する場合、データ送信先の端末２に固有の参照信号である端末固有ＲＳを生成し、データ信号を復調および復号する際に必要な制御情報と端末固有ＲＳとを制御チャネル内の同じ領域に配置して送信する。また、端末２は、自端末に固有の参照信号である端末固有ＲＳを基地局１と同じ方法で生成し、生成した端末固有ＲＳと受信信号に含まれている複数種類のＲＳとの相関を取り、相関が最大となるＲＳと同じ領域に配置されている制御情報を使用してデータ信号の復調および復号を行う。これにより、端末２においては、複数ビームについて、受信信号に含まれている複数の制御信号の各々を復調して自端末宛ての制御情報が含まれているか否かを確認する必要がなくなる。すなわち、端末２が自端末宛ての制御信号を検出する動作の処理量が増大するのを防止できる。また、制御信号送信用の無線リソースの有効利用を実現できる。また、端末２に固有のＲＳを使用する構成としたため、ビームに固有のＲＳを使用する構成と比較して、ビームの切り替えを迅速に行うことができる。
実施の形態２．
　上記実施の形態１では、信号を送信する基地局１は、各端末２にＮ－ＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを送る際に端末固有ＲＳを用いるのみであった。しかし、この場合、端末２でＮ－ＰＤＣＣＨ信号を受信する際にビーム間の干渉が発生し、信号を正しく受信できない可能性がある。具体的には、図１２に示したような、ビームＢ１のサイドローブがビームＢ２のメインローブ方向に向いているケースなどにおいて干渉が発生し、受信動作に悪影響を与える可能性がある。この問題の対策として、本実施の形態では、プリコーディングを使用する。
　ビームを用いた通信システムにおいては、送信側がプリコーディングを行うことにより、ビーム間の干渉を防止できる。図１２に示した例の場合、基地局がプリコーディングを行うことにより、ビームＢ１のサイドローブが抑えられ、ビームＢ２への干渉量を低減することができる。プリコーディングは、例えば、プリコーディングを行っていない状態でビームＢ１とビームＢ２を送信し、ビームＢ２を受信する端末Ｔ２において、ビームＢ１の信号がどのように影響しているかを測定し、この測定結果を利用して、基地局が、ビームＢ１がビームＢ２へ与える影響をあらかじめキャンセルするような処理を行うことである。なお、プリコーディングそのものは公知の技術であり、Ｗｅｂページ「知識ベース」（電子情報通信学会、http://www.ieice-hbkb.org/portal/doc_index.html）の４群，１編，７章、などに詳しく説明されている。そのため、詳細な説明については省略する。
　図１３は、実施の形態２の基地局の構成例を示す図、図１４は、実施の形態２の端末の構成例を示す図である。
　本実施の形態の基地局１ａは、図４に示した実施の形態１の基地局１に対してプリコーディング部１８を追加し、制御部１２を制御部１２ａに置き換えた構成となっている。また、本実施の形態の端末２ａは、図５に示した実施の形態１の端末２に対してチャネル推定部２６を追加し、制御部２５を制御部２５ａに置き換えた構成となっている。プリコーディング部１８は、例えば、プリコーディング部１８として動作するためのプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。本実施の形態では、実施の形態１と異なる構成、動作について説明する。
　基地局１ａのプリコーディング部１８は、プリコーディング手段を構成している。プリコーディング部１８は、端末２ａに向けて信号を送信する場合に、変復調部１３がデータおよび制御情報に対して符号化および変調を実施して生成したデータ信号および制御信号を受け取ると、これらの信号に対してプリコーディングを行う。具体的には、基地局１ａから端末２ａまでの伝送路の状態を示すチャネル推定値に基づいて算出された送信ウェイトをデータ信号および制御信号に掛け合わせる。プリコーディング部１８は、プリコーディングを実施して得られた信号を送受信部１５へ出力する。送信ウェイトはプリコーディング部１８が算出してもよいし制御部１２ａが算出してもよい。送信ウェイトを算出するために必要なチャネル推定値は、データ送信先の端末２ａから取得する。プリコーディング部１８が送信ウェイトを算出する場合、制御部１２ａは、変復調部１３から出力された信号の中からチャネル推定値を取出し、取り出したチャネル推定値を、変復調部１３を介してプリコーディング部１８に渡す。なお、制御部１２ａからプリコーディング部１８へチャネル推定値が直接渡される構成としてもよい。制御部１２ａが送信ウェイトを算出する場合、制御部１２ａは、変復調部１３から出力された信号の中からチャネル推定値を取出して送信ウェイトを算出し、算出した送信ウェイトを、変復調部１３を介してプリコーディング部１８に渡す。なお、制御部１２ａからプリコーディング部１８へ送信ウェイトが直接渡される構成としてもよい。プリコーディング部１８は、端末２ａからの信号受信動作においては、送受信部１５からの出力信号をそのまま変復調部１３へ出力する。
　端末２ａにおいて、チャネル推定部２６は、基地局１ａから送信されたチャネル推定用の信号を受信して伝送路の状態を推定し、推定結果を示すチャネル推定値を生成して制御部２５ａに報告する。チャネル推定用の信号は、実施の形態１で説明した端末固有ＲＳとしてもよいし、他の信号を別途用意しても構わない。制御部２５ａは、チャネル推定部２６から受け取ったチャネル推定値を変復調部２４、送受信部２２およびアンテナ部２１を介して基地局１ａへ送信する。
　このように、本実施の形態の基地局１ａは、データ信号および制御信号に対してプリコーディングを行うようにしたので、ビーム間の干渉を抑制することができ、通信品質を向上させることができる。
実施の形態３．
　上述した実施の形態１および２では、各端末は、自端末に個別に割り当てられたＲＳを使用して、自端末宛ての制御情報を特定することとしたが、本実施の形態では、各端末が他の方法を使用して自端末宛ての制御情報を特定する構成について説明する。
　本実施の形態では、図１５に示した構成のサブフレームを使用する。本実施の形態では、端末番号通知領域を設けたサブフレームを使用することにより、データを受信する端末側が自端末宛ての制御情報を特定する際の処理量が増大するのを防止する。図１５に示した例では、サブフレームの先頭の位置に端末番号通知領域を設けているが、他の位置に設けても構わない。図１６は、端末番号通知領域での端末番号配置の例を示している。図１６に示した例では、端末番号通知領域およびＰＤＣＣＨ領域をそれぞれ４つの小領域に分けて使用し、１つのサブフレームに最大で４台の端末を割り当てる構成としている。図１６は、ビームＢ１およびＢ２のサブフレームに４台ずつの端末が割り当てられ、ビームＢ３のサブフレームには２台の端末が割り当てられた状態を示している。ビームＢ１にＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを割り当てた端末Ｔ１～Ｔ４については、ビームＢ１の端末番号通知領域に各端末の端末番号を割り付ける。同様に、ビームＢ２でＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを割り当てた端末Ｔ５～Ｔ８については、ビームＢ２の端末番号通知領域に各端末の端末番号を割り付ける。ビームＢ３についても同様である。ただし、ビームＢ３には２台の端末しか割り当てられていないため、端末番号通知領域およびＰＤＣＣＨ領域の一部の領域だけが使用されている。これは、端末番号通知領域およびＰＤＣＣＨ領域の構成を固定としているためである。なお、端末番号は、端末を一意に示す情報であればどのような情報でもよい。図１６に示した例では、ビームＢ３のＰＤＳＣＨ領域の一部を使用していないが、ＰＤＳＣＨ領域の未使用領域を端末Ｔ９およびＴ１０の一方または双方に割り当ててもよい。端末はサブフレームの構成が予め分かっているものとする。すなわち、ＰＤＣＣＨ領域、端末番号通知領域およびＰＤＳＣＨ領域の配置は、信号送信先の端末側で既知であるものとする。
　図１７は、実施の形態３の基地局の構成例を示す図、図１８は、実施の形態３の端末の構成例を示す図である。
　本実施の形態の基地局１ｂは、図４に示した実施の形態１の基地局１の制御部１２、変復調部１３、ＲＳ生成部１４および送受信部１５を、制御部１２ｂ、変復調部１３ｂ、ＲＳ生成部１４ｂおよび送受信部１５ｂに置き換えた構成となっている。また、本実施の形態の端末２ｂは、図５に示した実施の形態１の端末２からＲＳ検出部２３削除するとともに端末番号検出部２７を追加し、さらに、変復調部２４を変復調部２４ｂに置き換えた構成となっている。端末番号検出部２７は、例えば、端末番号検出部２７として動作するためのプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。本実施の形態では、実施の形態１と異なる構成、動作について説明する。
　基地局１ｂにおいて、制御部１２ｂは、実施の形態１で説明した制御部１２と同様に、データを送信する端末２ｂの選択と、選択した端末２ｂに割り当てるＰＤＳＣＨの周波数軸上の位置、変調方式などの決定とを行う。また、制御部１２ｂは、ＰＤＳＣＨに載せて送信するデータをバッファ１１から読み出して変復調部１３ｂへ出力する。このとき、制御部１２ｂは、データを送信する端末２ｂの各々について決定した、ＰＤＣＣＨの周波数軸上の位置、端末ＩＤなどの情報などの情報を含んで構成されている制御情報と、サブフレームの端末番号通知領域に載せる端末番号と、を変復調部１３ｂに通知する。端末番号は、例えば、端末２ｂが基地局１ｂに最初に接続する際に、基地局１ｂが決定して端末２ｂに通知しておく。なお、送信する情報量に問題がなければ、端末ＩＤを端末番号として使用してもよい。
　変復調部１３ｂは、端末２ｂへ送信するデータ、制御情報および端末番号を制御部１２ｂから受け取ると、まず、受け取った制御情報の内容に従い、データの符号化および変調を行う。また、制御情報の符号化および変調を行う。さらに、送信先情報である端末番号の符号化および変調を行う。制御情報および端末番号を変調する際の変調方式は固定とし、この変調方式を端末２ｂは把握しているものとする。
　ＲＳ生成部１４ｂは、実施の形態１で説明したＲＳ生成部１４とは異なり、ビームごとに固有のＲＳであるビーム固有ＲＳを生成する。
　送受信部１５ｂは、変復調部１３ｂが端末向けデータに対して符号化および変調を実施して得られた信号であるデータ信号と、変復調部１３ｂが制御情報に対して符号化および変調を実施して得られた信号である制御信号と、変復調部１３ｂが端末番号に対して符号化および変調を実施して得られた信号である送信先情報信号と、ＲＳ生成部１４ｂが生成したビーム固有ＲＳと、を受け取り、受け取った各信号を図１５および図１６に示した構成のサブフレームに割り当てる。具体的には、送受信部１５ｂは、データ信号をＰＤＳＣＨ領域に割り当て、制御信号および端末固有ＲＳをＰＤＣＣＨ領域に割り当て、送信先情報信号を端末番号通知領域に割り当てる。そして、送受信部１５ｂは、データ信号、制御信号、端末固有ＲＳおよび送信先情報信号をサブフレームに割り当てて生成した信号をデジタルからアナログに変換し、さらに、無線周波数信号にアップコンバートする。
　なお、制御部１２ｂは、実施の形態１の制御部１２と同様に、到来方向推定部１７による推定結果を受け取ると、推定結果に基づいて、アンテナ部１６が生成しているビームの調整が必要か否かを判断する。そして、ビームの方向と通信相手の端末２ｂが存在している方向とにずれが生じている場合、制御部１２ｂは、アンテナ部１６を制御し、ビームの方向が通信相手の端末２ｂが存在している方向と合うようにする。例えば、基地局１ｂの通信相手の端末２ｂを端末Ｔ１とし、固定ビームの切替えが発生して端末Ｔ１への送信で使用するビームがビームＢ１からビームＢ３に切り替わると、制御部１２ｂは、ビームＢ１の端末番号通知領域に設定していた端末Ｔ１の端末番号を、ビームＢ３の端末番号通知領域に設定するように変更する。
　端末２ｂは、基地局１ｂから送信された信号を受信する場合、まず、送信先情報復元手段および復調手段を構成する変復調部２４ｂが、受信した全てのビームについて、ビーム固有ＲＳを用いて伝送路推定を行い、推定結果に基づいて、端末番号通知領域の復調および復号を行い、端末番号を復元する。端末２ｂは、端末番号通知領域がサブフレーム内のどこに存在しているかをあらかじめ知っているものとする。変復調部２４ｂは、復元した端末番号を端末番号検出部２７に通知し、端末番号検出部２７は、通知された端末番号の中に自端末の端末番号が含まれているか否かを確認する。端末番号検出部２７は、自端末の端末番号を検知した場合、その旨を変復調部２４ｂに通知する。この通知を受けた変復調部２４ｂは、自端末の端末番号が検知されたビームで受信した信号を対象として、ＰＤＣＣＨ領域の復調および復号を行い、制御情報を復元する。そして、変復調部２４ｂは、さらに、復元した制御情報のうち、ＣＲＣチェックで自端末宛てと判断した制御情報を使用して、ＰＤＳＣＨ領域の復調および復号を行う。ここでは端末番号検出部２７が自端末の端末番号を検出することとしたが、制御部２５が自端末の端末番号を検出する構成としてもよい。
　なお、図１６に示した構成の説明で述べたように、１サブフレームに対してＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨが割り当てられる端末の数に関係なく、端末番号通知領域のサイズは固定である。サイズを固定としているのは端末２ｂにおける処理を簡単化するためである。また、端末番号に対して誤り訂正用または誤り検出用の符号化を行ってもよいし、行わなくてもよい。符号化を行う場合には、ビーム毎に、全端末番号をまとめた範囲に一つの符号化を行うこととする。
　以上のように、端末２ｂは、まず、各ビームについて、小さな領域である端末番号通知領域のみを対象として、復調および復号を行う。次に、自端末の端末番号を検出したビームについて、ＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨの復調および復号動作を行う。従って、全ビームのＰＤＣＣＨ領域を対象として復調および復号動作を行う場合と比較して、端末２ｂの処理量が増大するのを防止できる。また、ビーム切替えが必要となった場合に、ビーム切り替えを迅速に行うことができる。さらには、上記の特許文献１に記載されている方法と比較して、制御チャネルの領域、すなわちＰＤＣＣＨ領域が足りなくなる可能性を低減できる。
　なお、上記の説明では、端末２ｂは、ＰＤＣＣＨの復調および復号を行う際、自端末宛ての制御情報がＰＤＣＣＨ領域のどこに存在しているのかを知らないことを前提としている。そのため、端末２ｂは、ＰＤＣＣＨ領域の全領域を対象として復調および復号を行う必要があった。しかし、図１９に示したように、端末番号が存在しうる第１の小領域である端末＃１～＃４と、制御情報が存在し得る第２の小領域であるＰＤＣＣＨ領域＃１～＃４を予め対応付けておくことにより、端末２ｂの処理量が増大するのを防止できる。すなわち、端末２ｂは、自端末の端末番号が検出された小領域（図１９の端末＃１～＃４のいずれか）と対応付けられている小領域（ＰＤＣＣＨ領域＃１～＃４のいずれか）のみを対象として復調および復号を行えばよいため、処理量が増大するのを防止できる。図１９の例を適用した場合、端末２ｂは、自端末の端末番号が領域＃１で検出されたのであれば、ＰＤＣＣＨ領域＃１を対象として復調および復号を行う。同様に、端末２ｂは、自端末の端末番号が領域＃２で検出されたのであれば、ＰＤＣＣＨ領域＃２を対象として復調および復号を行う。端末２ｂは、自端末の端末番号が領域＃３で検出されたのであれば、ＰＤＣＣＨ領域＃３を対象として復調および復号を行う。端末２ｂは、自端末の端末番号が領域＃４で検出されたのであれば、ＰＤＣＣＨ領域＃４を対象として復調および復号を行う。
　このように、本実施の形態の基地局１ｂは、データ信号および制御信号に対して端末番号を付加して送信し、端末２ｂは、まず、端末番号が存在する領域の復調および復号を行い、自端末の端末番号が含まれているビームを対象としてデータ信号および制御信号の復調および復号を行う。これにより、端末２ｂが自端末宛ての制御信号を検出する動作の処理量が増大するのを防止できる。また、制御信号送信用の無線リソースの有効利用を実現できる。
実施の形態４．
　実施の形態４について説明する。本実施の形態は、実施の形態３と同様に、ビームごとに固有のＲＳであるビーム固有ＲＳを使用する。また、本実施の形態では、ＰＤＣＣＨ領域の位置を端末毎に固定とした構成のサブフレームを使用する。
　図２０は、実施の形態４の基地局の構成例を示す図、図２１は、実施の形態４の端末の構成例を示す図である。
　本実施の形態の基地局１ｃは、図１７に示した実施の形態３の基地局１ｂの制御部１２ｂ、変復調部１３ｂおよび送受信部１５ｂを、制御部１２、変復調部１３および送受信部１５ｃに置き換えた構成となっている。制御部１２および変復調部１３は、図４に示した実施の形態１の基地局１が備えている制御部１２および変復調部１３と同様である。本実施の形態の端末２ｃは、図１８に示した実施の形態３の端末２ｂの変復調部２４ｂを変復調部２４ｃに置き換え、さらに、端末番号検出部２７を削除した構成となっている。本実施の形態では、実施の形態１および３のいずれとも異なる構成、動作について説明する。
　本実施の形態では、サブフレーム内のＰＤＣＣＨ領域のどの位置を使用して制御情報を送信するかを端末ごとに固定としている。そのため、端末２ｃは、全ビームを受信するものの、あらかじめ決められた位置、すなわち、自端末宛ての制御情報を載せるために割り当てられている、ＰＤＣＣＨ領域内の特定領域についてのみ、復調および復号動作を行えばよい。
　本実施の形態の基地局１ｃにおいて、送受信部１５ｃは、データ信号、制御信号およびビーム固有ＲＳを受け取ると、受け取った信号を図２に示した構成のサブフレームに載せる。すなわち、図１５に示した構成のサブフレームから端末番号通知領域を削除した構成のサブフレームに載せる。具体的には、送受信部１５ｃは、データ信号をＰＤＳＣＨ領域に載せ、制御信号およびビーム固有ＲＳをＰＤＣＣＨ領域に載せる。このとき、制御信号については、送信先の端末２ｃごとに予め決められている特定領域に載せる。制御信号をＰＤＣＣＨ領域のどの領域に載せるかは、例えば、端末２ｃが基地局１ｃに最初に接続する際に、基地局１ｃが決定して端末２ｃに通知しておく。
　端末２ｃにおいて、変復調部２４ｃは、まず、ＰＤＣＣＨ領域内の予め決められている特定領域を対象として復調および復号を行い、自端末宛ての制御情報を復元する。そして、ＣＲＣチェックにより自端末宛と判断した制御情報を使用してＰＤＳＣＨ領域の復調および復号を行う。
　なお、基地局１ｃにおいてビーム切り替えが発生した場合、例えば、端末Ｔ１のビームをビームＢ１からビームＢ２に切り替えた場合、以下のような問題が発生する可能性がある。すなわち、ビームＢ２において、ＰＤＣＣＨ領域内の端末Ｔ１宛の制御情報が割り当てられる領域と、以前からビームＢ２で通信していた端末Ｔ２宛の制御情報が割り当てられる領域が同じとなる場合がある。この場合、端末Ｔ１および端末Ｔ２に同一タイミングで信号を送信することができない。この問題の対策として、基地局１ｃの制御部１２は、ビームの切り替えが必要な場合、図２２に示したフローに従った動作を実行する。図２２は、実施の形態４の基地局１ｃがビーム切り替え発生時に実施する動作の一例を示すフローチャートである。
　基地局１ｃにおいて、制御信号配置決定手段を構成している制御部１２は、ビームの切り替えが必要な場合、まず、切り替えが必要な端末ＴｍをビームＢｎに切り替える（ステップＳ１１）。次に、端末Ｔｍ宛の制御情報を割り当てる領域と、以前からビームＢｎで通信していた他の端末宛ての制御情報を割り当てる領域とが重なっているか否かを確認する（ステップＳ１２）。確認の結果、領域が重なっていない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御部１２は、動作を終了する。この場合、基地局１ｃは、その後の端末Ｔｍ宛の制御情報送信では、ビーム切り替え実行前と同じ領域に端末Ｔｍ宛の制御情報を割り当てる。
　これに対して、領域が重なっている場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部１２は、端末Ｔｍ宛の制御情報を割り当てる領域を変更する（ステップＳ１３）。さらに、制御部１２は、変更後の領域を、変復調部１３、送受信部１５ｃおよびアンテナ部１６を介して、端末Ｔｍへ通知する（ステップＳ１４）。
　このように、本実施の形態の基地局１ｃは、端末２ｃとの間で予め決めておいたＰＤＣＣＨ領域内の特定領域に制御情報を載せて送信する。本実施の形態によれば、端末が、全ビームを対象として、自端末宛ての制御情報が載せられている位置が不定な状態でＰＤＣＣＨ領域の復調および復号を行う場合と比較して、受信処理が簡単になる。すなわち、本実施の形態では、端末２ｃはＰＤＣＣＨ領域内の予め決められている特定領域、具体的には、自端末宛ての制御情報を載せるための領域として決められている特定領域、のみを対象として復調および復号を行えばよいので、処理量が増大するのを防止できる。また、受信処理が簡単になることに伴い処理に要する時間も短くなるため、ビーム切替えが必要となった場合に迅速にビームを切り替えることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ　基地局、２，２ａ，２ｂ，２ｃ　端末、１１　バッファ、１２，１２ａ，１２ｂ，２５，２５ａ　制御部、１３，１３ｂ，２４，２４ｂ，２４ｃ　変復調部、１４，１４ｂ　ＲＳ生成部、１５，１５ｂ，１５ｃ，２２　送受信部、１６，２１　アンテナ部、１７　到来方向推定部、１８　プリコーディング部、２３　ＲＳ検出部、２６　チャネル推定部、２７　端末番号検出部。

Claims (9)

  1. 　ビームフォーミングを使用して信号を送信する通信装置であって、
    　１つ以上のデータを個別に符号化および変調してデータ信号を生成するとともに、前記データ信号の受信処理で使用される、前記データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して制御信号を生成する送信信号生成手段と、
    　前記データ信号および前記制御信号の受信処理における伝送路推定で使用される、送信先ごとに固有の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
    　前記データ信号をデータチャネルに配置し、前記制御信号および前記参照信号を、送信先が同じもの同士が同じ領域に存在するよう制御チャネルに配置して送信する送信手段と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 　前記送信信号生成手段から出力される前記データ信号および前記制御信号をプリコーディングするプリコーディング手段、
    　をさらに備え、
    　前記送信手段は、前記プリコーディング手段でプリコーディングされた後のデータ信号および制御信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　ビームフォーミングを使用して信号を送信する通信装置であって、
    　１つ以上のデータを個別に符号化および変調してデータ信号を生成するとともに、前記データ信号の受信処理で使用される、前記データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して制御信号を生成し、さらに、前記データ信号および前記制御信号の送信先を一意に示す、前記データと同数の送信先情報を符号化および変調して送信先情報信号を生成する送信信号生成手段と、
    　前記データ信号、前記制御信号および前記送信先情報信号の受信処理における伝送路推定で使用される、ビームごとに固有の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
    　前記データ信号をデータチャネルに配置し、前記制御信号および前記参照信号を制御チャネルに配置し、前記送信先情報信号を受信側で既知の領域に配置して送信する送信手段と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  4. 　前記受信側で既知の領域は複数の第１の小領域により構成され、
    　前記複数の第１の小領域の各々は、前記制御チャネルにおける、前記制御チャネルが配置されうる複数の第２の小領域のいずれか一つと対応付けられている、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
  5. 　ビームフォーミングを使用して信号を送信する通信装置であって、
    　１つ以上のデータを個別に符号化および変調してデータ信号を生成するとともに、前記データ信号の受信処理で使用される、前記データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して制御信号を生成する送信信号生成手段と、
    　前記データ信号および前記制御信号の受信処理における伝送路推定で使用される、ビームごとに固有の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
    　前記データ信号をデータチャネルに配置し、前記制御信号を、制御チャネル内の受信側で既知の特定領域に配置するとともに、前記参照信号を前記制御チャネルに配置して送信する送信手段と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  6. 　特定の送信先に対する前記データ信号、前記制御信号および前記参照信号の送信で使用するビームを切り替える必要がある場合に、切り替える前のビームを使用した送信で前記制御信号が配置されていた制御チャネル内の領域と同じ領域に配置されて切り替え先のビームで送信されている他の制御信号が存在するか否かを確認し、他の制御信号が存在しない場合、前記制御信号をビームを切り替える前と同じ領域に配置して切り替え先のビームで送信することに決定し、他の制御信号が存在している場合、他の制御チャネルが存在している領域とは異なる領域に前記制御信号を配置して切り替え先のビームで送信することに決定し、決定結果を前記特定の送信先へ通知する制御信号配置決定手段、
    　を備えることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
  7. 　１つ以上のデータを個別に符号化および変調して生成されたデータ信号が配置されるデータチャネルと、前記データ信号の受信処理で使用される前記データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して生成された制御信号および前記制御信号と同数の参照信号が配置される制御チャネルと、を含み、前記制御チャネルと前記参照信号は１対１で対応付けられ、かつ前記制御チャネル内に設けられている複数の固定領域のいずれか一つに配置されている信号を受信する通信装置であって、
    　前記データチャネルおよび前記制御チャネルを受信する受信手段と、
    　前記受信手段が受信した前記制御チャネルに含まれている前記参照信号の中から、予め自装置に割り当てられている参照信号との相関が最も高い参照信号を検出する参照信号検出手段と、
    　前記参照信号検出手段が検出した参照信号と同じ前記固定領域に配置されている制御信号の復調および復号を行い、復号が成功した場合に、復元された制御情報を使用してデータ信号の復調および復号を行う復調手段と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  8. 　１つ以上のデータを個別に符号化および変調して生成されたデータ信号が配置されるデータチャネルと、前記データ信号の受信処理で使用される前記データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して生成された制御信号が配置される制御チャネルと、前記データ信号および前記制御信号の送信先を一意に示す、前記データと同数の送信先情報を符号化および変調して生成された送信先情報信号と、を含んだ信号を受信する通信装置であって、
    　前記データチャネル、前記制御チャネルおよび前記送信先情報信号を受信する受信手段と、
    　前記受信手段が受信した前記送信先情報信号の復調および復号を行って前記送信先情報を復元する送信先情報復元手段と、
    　前記送信先情報復元手段で復元された送信先情報の中に自装置を示しているものが存在する場合に、前記制御信号および前記データ信号の復調および復号を行う復調手段と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  9. 　１つ以上のデータを個別に符号化および変調して生成されたデータ信号が配置されるデータチャネルと、前記データ信号の受信処理で使用される前記データと同数の制御情報を個別に符号化および変調して生成された制御信号が配置される制御チャネルと、を含んだ信号を受信する通信装置であって、
    　前記データチャネルおよび前記制御チャネルを受信する受信手段と、
    　前記受信手段が受信した前記制御チャネルに含まれている制御信号のうち、当該制御信号の送信元の通信装置から予め通知されている前記制御チャネル内の特定領域に存在する制御信号の復調および復号を行い、復号が成功した場合に、復元された制御情報を使用してデータ信号の復調および復号を行う復調手段と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
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