制御局装置
【課題】通信性能の劣化をできる限り少なくすることが可能なアップリンクＭＩＭＯに関する制御情報を決定し、その制御情報を使用する制御局装置、それを用いた無線通信システム、無線通信方法、及びその方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。
【解決手段】複数の送信ストリームにより端末からの通信を受ける際に使用するＲＢを前記端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、前記端末が使用するＲＢを指定した情報と、プレコーティングに関する情報とを同時に含む制御情報を通知し、前記端末が使用するＲＢの指定方法を識別するための情報を通知せず、前記制御情報の一部に関連して識別されることを特徴とする。
【解決手段】複数の送信ストリームにより端末からの通信を受ける際に使用するＲＢを前記端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、前記端末が使用するＲＢを指定した情報と、プレコーティングに関する情報とを同時に含む制御情報を通知し、前記端末が使用するＲＢの指定方法を識別するための情報を通知せず、前記制御情報の一部に関連して識別されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数アンテナを使用し、複数のストリームを用いる通信において、移動局に連続的あるいは離散的に周波数帯域を割り当てる場合、その割当帯域を示す制御情報を効率的に通知する制御局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの標準化がほぼ終了し、最近ではＬＴＥシステムをより発展させた第４世代の無線通信システムであるＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＭＴ−Ａなどとも称する。）の標準化が開始された。
【０００３】
ＬＴＥシステムのアップリンク（端末から制御局への通信）は、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＳＣ−ＦＤＭＡとも称される）が既に採用されることが決定している。それに対し、ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭよりセルスループットの改善が期待できるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（ダイナミックスペクトル制御（ＤＳＣ：Dynamic Spectrum Control），ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ ｗｉｔｈ ＳＤＣ（Spectrum Division Control）とも呼称される。）、ＯＦＤＭ、ＮｘＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの技術が提案されている。
【０００４】
Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＯＦＤＭは、使用可能な帯域の良好な受信品質が得られる周波数を選択し、スペクトルを離散的に配置することで周波数選択ダイバーシチ効果が得られ、セルスループットを向上させることができる方式である。また、ＮｘＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、ＬＴＥの方式をそのまま広帯域に拡張した方式であり、複数のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を同時に送信することができる伝送方式である。
【０００５】
また、ＬＴＥ−Ａではアップリンクでも複数アンテナを使用し通信を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術が採用されることが決まっている。最大、４ストリームまでのＭＩＭＯ送信の検討が行われており、更に、通信性能を高めるため、Ｐｒｅ−ｃｏｄｉｎｇ技術（送信ダイバーシチ）も適用される。
【０００６】
ところで、ＬＴＥシステムのアップリンクやダウンリンク（制御局から端末への通信）で使用する帯域の割当は、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）と呼ばれるチャネルにおいて制御情報を制御局が送信することで端末に通知する。ここで、ＰＤＣＣＨには、ＤＣＩ（Downlink Control Information）フォーマットと呼ばれる帯域の割当に関する情報を示すフィールドが含まれる。ＤＣＩフォーマットでは、アップリンクの帯域割当（フォーマット０と呼ばれている）や、ダウンリンクの連続的な帯域の割当に使用するもの（フォーマット１Ａと呼ばれている）や離散的な帯域の割当に使用するもの（フォーマット１と呼ばれている）が存在する。その他にも、複数の送受信アンテナを用いて同一時刻・同一周波数を用いて空間的に並列に信号を送信するＭＩＭＯ多重伝送など（フォーマット２など）がフォーマットとして規定されている。
【０００７】
このとき、ＬＴＥシステムでは、各ＤＣＩフォーマットを構成するビットの長さと配置される周波数帯域の制御情報がＰＤＣＣＨに配置される。端末へＤＣＩフォーマットを通知する方法は、ＰＤＣＣＨに配置されているＤＣＩフォーマットを取得し、ＤＣＩフォーマットのビットの長さに関する情報と予め定義されたＰＤＣＣＨの配置される周波数位置の候補を基にブラインドデコード（ＢＤ；Blind Decoding）と誤り検出を行う巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）を複数回行うことで、制御局から端末に別途通知することなく、どのフォーマットが送信されたかを検出する。その為、帯域割当情報を示すデータサイズが異なるフォーマットが増えると、ブラインドデコードを試行する回数が増加するため、データ送信に時間がかかり、結果的にオーバヘッドが増加する。現行のＬＴＥシステムでは、ブラインドデコードの回数を抑制する為に、数ビットの差異がある帯域割当情報の一部のフォーマットについて、サイズの違い分をパディングすることでデータ長を統一し、フォーマット数の増加を抑制している。
【０００８】
ＤＣＩフォーマットにより通知される帯域割当情報は、１２サブキャリアから構成されるＰＲＢ（Physical Resource Block）の割当情報を示している。制御局から端末へＰＲＢの割当の情報を通知する方法は、ＰＲＢをインデックス化したＶＲＢ（Virtual Resource Block）を使用し、帯域の割当情報をＶＲＢのインデックスで通知する。端末は、通知されたＶＲＢの情報からＰＲＢの割当情報に変換することで帯域の割当情報を取得する。（非特許文献１参照）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２ （Ｖ８．４．０）“Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ） Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、アップリンクＭＩＭＯを導入する場合、アップリンク用にＤＣＩを規定することが必要となるが、アップリンクとダウンリンクではその性質（アップリンクでは通信信号の送信平均電力対瞬時電力の比、即ちＰＡＰＲ特性、あるいはＣＭ（Ｃｕｂｉｃ Ｍｅｔｒｉｃ）や、帯域外輻射を考慮する必要がある）の違いを考慮してＤＣＩを決定しなければならない。
【００１１】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、通信性能の劣化をできる限り少なくすることが可能なアップリンクＭＩＭＯに関する制御情報を決定し、その制御情報を使用する制御局装置、それを用いた無線通信システム、無線通信方法、及びその方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数の送信ストリームにより端末からの通信を受ける際に使用するＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）を前記端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、前記端末が使用するＲＢを指定した情報と、プレコーティングに関する情報とを同時に含む制御情報を通知し、前記端末が使用するＲＢの指定方法を識別するための情報を通知せず、前記制御情報の一部に関連して識別されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記割当帯域設定手段は、前記連続帯域を割当可能な所定単位に区分し、該帯域単位で連続的に割当設定を行い、前記制御情報生成手段は、該帯域単位に通し番号を付して開始位置の前記帯域単位番号と、割り当てた連続の前記帯域単位数に基づいて制御情報を生成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記指定方法を識別するための情報を端末が送信可能なストリームの最大ランクに関連付けることを特徴とする。
【００１５】
また、前記端末が使用する周波数位置を指定するための方法には、使用するＲＢの最初の位置と連続して使用するＲＢの数を指定する方法と、連続して使用するＲＢＧ（ＲＢ Ｇｒｏｕｐ）群の各々の最初の位置と最後の位置を指定する方法と、ＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法の３方法のうち少なくとも２方法が含まれることを特徴とする。
【００１６】
また、前記前記制御情報生成手段は、前記割当帯域設定手段が非連続となる複数の連続帯域に連続的に帯域を割り当てた場合と、１つの連続帯域に離散的に帯域を割り当てた場合の帯域割当を示す制御情報のフォーマットが同じであることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は、端末が制御局に対して通信を行う際に使用する周波数位置を制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、少なくともプレコーディングに関する情報を含む制御情報を通知し、端末をシングルアンテナ送信モード（そもそも一つの送信アンテナしかない端末と複数の送信アンテナはあるけどシングルアンテナ送信モードとして動作するモードを含む）して動作させる際、前記プレコーディングに関する情報の一つを指定することを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は、複数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、各端末が送信するストリーム数によって、端末に割り当てる最小のＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢを使用するＲＢの最初の位置と数によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする。
【００１９】
また、数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、各端末が送信するストリーム数によって、ＲＢＧを構成するＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢをＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明は、複数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に、使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、前記端末が送信するストリーム数によって、前記端末に割当可能なＲＢ数（帯域幅）を変更し、前記端末が使用するＲＢを、前記割当可能なＲＢ数に応じた方法により指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明を適用することにより、アップリンクＭＩＭＯの制御情報を適切に通信することが可能となり、ダウンリンクの制御情報によるスループットの低下を抑えながら、アップリンクで高効率なＭＩＭＯ通信を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による端末の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明による制御局装置の一例を示すブロック図である。
【図３】連続するＲＢ割当の一例を示す図である。
【図４】連続しないＲＢＧ割当の一例を示す図である。
【図５】連続しないＲＢＧ割当の一例を示す図である。
【図６】ＳＮＲに対するランクの一例を示す表である。
【図７】本発明の第１の実施形態による制御局装置および端末で用いるランクに対する周波数指定法の一例を示す表である。
【図８】本発明の第１の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による端末の周波数配置検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による制御局装置および端末で用いる使用可能な最大ランクに対する周波数指定法の一例を示す図である
【図１１】共通サーチスペースとユーザ固有サーチスペースを示す図である。
【図１２】アグリゲーションレベルを示す図である。
【図１３】アグリゲーションレベル毎のＰＤＣＣＨの帯域幅を表わす図である。
【図１４】ランク２のコードブックを示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態による端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態による端末の周波数配置検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】連続するＲＢ割当の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による制御局装置および端末で用いられるランクに対するＲＢＧサイズの一例を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態による制御局装置および端末で用いられるランクに対するＲＢＧサイズの一例を示す図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態による制御局装置および端末で用いられるランクに対する使用可能な帯域幅の一例を示す図である。
【図２４】周波数領域のＲＢを示す図であり、システム帯域を複数のブロックに分割する場合の一例を示す図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態による端末の周波数配置検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について説明する。尚、本実施形態では、ＭＩＭＯ通信システムにおいて同時に送信可能なストリーム数あるいはレイヤ数をランク（Rank）と呼称する。
【００２４】
始めに、本発明に用いられる無線通信システムについて説明する。本発明による無線通信システムは、１つ以上の制御局装置と１つ以上の端末とを備えていて、その間の無線通信を行う。１つの制御局装置は、１つ以上のセルを構成し、１つのセルに１つ以上の端末を収容できる。
【００２５】
図１に本発明に係る端末に適用される送信装置のブロック図の例を示す。ただし、説明を簡単にするため、本発明を説明するために必要となる最小限のブロックを示している。
【００２６】
図１では、Ｃ個のビット系列が入力されているが、これは異なる物理チャネルを同時にＣ個多重していることを意味する。入力されたビット系列に対し符号部１０１−１〜Ｃにおいて誤り訂正符号化が施された後、変調部１０２−１〜ＣにおいてＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調が行われる。生成されたＣ個の変調信号はレイヤマッピング部１０３に入力され、指定されたランクＰに応じてＰ個のレイヤにマッピングされる。各レイヤにおける出力は各々ＤＦＴ部１０４−１〜Ｐに入力され、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）により周波数領域信号に変換される。プリコーディング部１０５は、Ｔ個のアンテナストリーム間でダイバーシチ効果をとれるようにプリコーディングを行う機能を有し、ランクＰが端末の送信アンテナ本数Ｔを下回る場合にＤＦＴ部１０４〜１−Ｐから出力された周波数領域信号に対しプリコーディングが行われる。プリコーディング部１０５から出力された信号は、送信アンテナ毎に用意された周波数配置部１０６−１〜Ｔにより所定の周波数に配置される。配置される周波数の情報は、周波数配置検出部１１５より与えられる。
【００２７】
周波数配置検出部１１５は入力された制御情報から周波数配置を検出する機能を有し、制御情報は、受信アンテナ１１２で受信した制御局からの信号を無線部１１３でダウンコンバートした後、制御情報検出部１１４に入力し検出される。
【００２８】
周波数配置部１０６−１〜Ｔから出力される各送信アンテナに対応した信号は、ＩＦＦＴ部１０７−１〜Ｔにより時間信号に変換され、参照信号多重部１０８−１〜Ｔにおいて参照信号と多重される。そして、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１０９−１〜Ｔにおいてサイクリックプレフィックスが付加され、無線部１１０−１〜Ｔにおいて無線周波数にアップコンバートされた後、送信アンテナ１１１−１〜Ｔから送信される。ただし、ＣＰ挿入に際しては、参照信号の多重前に付加されても同様の動作が可能であるため、ＣＰ挿入部１０９−１〜Ｔは参照信号多重部１０８−１〜Ｔの前に配置されても良い。
【００２９】
図２は各実施形態に係る制御局に適用される受信装置のブロック図の例を示す。端末から送信された信号はＲ個の受信アンテナ２０１−１〜Ｒで受信された後、無線部２０２−１〜Ｒにおいてダウンコンバートされ、ＣＰ除去部２０３−１〜Ｒにおいてサイクリックプレフィックスを除去された後、参照信号分離部２０４−１〜Ｒへ入力される。ただし、ＣＰ除去に際しては、参照信号の分離が行われた後であっても同様の動作が可能であるため、ＣＰ除去部２０３−１〜Ｒは参照信号分離部２０４−１〜Ｒの後に配置されても良い。参照信号分離部２０４−１〜Ｒではデータ信号と参照信号の分離を行った後、データ信号はＦＦＴ部２０５−１〜Ｒに、参照信号は伝搬路状態推定部２１２に各々出力される。ＦＦＴ部２０５−１〜Ｒに入力されたデータ信号はＦＦＴにより周波数変換され周波数抽出部２０６−１〜Ｒにより所望の端末が割り当てられた周波数から信号が抽出される。受信アンテナ毎に抽出されたＲ個の周波数領域信号は、ＭＩＭＯ分離／合成部２０７において送信されたレイヤ毎に信号の復元・合成が行われ、Ｐ個のレイヤ毎にＩＤＦＴ部２０８−１〜Ｐに入力され、ＩＤＦＴにより時間領域信号に変換される。その後、レイヤデマッピング部２０９において多重されたＣ個の物理チャネル毎の分離が為された後、復調部２１０−１〜Ｃで復調を行い、復号部で誤り訂正が行われ、端末より送信されたデータのビット系列が獲得される。
【００３０】
一方、参照信号分離部２０４−１〜Ｒにおいて分離された参照信号は伝搬路状態推定部２１２に入力され、端末の各送信アンテナから制御局の各受信アンテナに伝送する上でのＲＢ毎の受信品質（伝搬路情報）が測定される。得られる伝搬路情報は用いられる参照信号の種類により大きく２つの用途に種別される。ＤＭＲＳ（DeModulation Reference Signal）は受信信号の復調処理のために使用される参照信号であり、ＤＭＲＳにより得られた伝搬路情報はＭＩＭＯ分離部２０７に入力され、受信信号から各レイヤの信号を合成する際に使用される。一方でＳＲＳ（Sounding Reference Signal）は、アップリンクの伝送で使用するパラメータの決定に用いられる参照信号であり、ＳＲＳにより得られた伝搬路情報はスケジューリング部２１３に入力される。スケジューリング部２１３では入力された伝搬路情報に基づき、端末が伝送に使用するランクや周波数配置、変調および符号化に用いられるパラメータであるＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）等の決定が行われ、各種情報が制御情報として制御信号生成部２１４に入力される。制御信号生成部２１４では、入力された制御情報に誤り訂正符号化、変調等の処理を施し、制御信号を生成し無線部に入力する。無線部２１５に入力された信号は、アップコンバートされ、送信アンテナ２１６から端末へ送信される。またスケジューリング部２１３から出力される周波数配置情報はバッファ２１７に保管され、端末が当該制御情報を用いて伝送した信号を受信した際に、周波数配置抽出部２１６−１〜Ｒに入力することで、前記端末が使用した周波数の抽出を行うことができる。
【００３１】
［第１の実施形態］
第１の実施形態では、端末がＳＵ−ＭＩＭＯを行なう際のランクに応じて、伝送に使用する周波数位置の指定法を変更する形態について説明を行なう。
【００３２】
アップリンクで伝送を行う際、制御局は端末が出来る限り伝搬路利得の高い周波数を利用し、かつ複数の端末が同一の周波数を用いることで発生するユーザ間干渉を回避するように周波数位置のスケジューリングを行い、決定された周波数位置を各端末に通知する。この時、周波数位置の通知にはダウンリンクを用いられることから、できる限り情報量を低減することが望ましく、周波数位置の割当法等に応じて異なる指定法が想定される。
【００３３】
例えば、ＬＴＥのアップリンクでは、信号は周波数軸上で連続した帯域に配置されるため、１２サブキャリアから構成されるＲＢ（Resource Block）を割当の最小単位とし、割当帯域の先頭のＲＢインデックスと連続するＲＢ数を指定するＲＩＶ（Resource Indication Value）と呼ばれる指定法により周波数位置の通知が可能である（以後、ＲＩＶ法と呼ぶ）。図３ではＲＢインデックス＃１〜＃４に割り当てられた場合の例を示している。この場合、ＲＩＶ法では割当情報として、先頭インデックスの＃１と割当ＲＢ数の４という情報が端末に通知される。
【００３４】
一方で、信号を周波数軸上で離散した帯域に配置する場合、前記連続配置の場合の様な連続するＲＢ数を通知するような周波数位置の指定方法はできないため、異なる指定法が用いられる。例えば、離散配置による周波数割当が可能なＬＴＥのダウンリンクでは、割当単位毎に、信号を割り当てる帯域を１、割り当てない帯域を０としてビットマップにより指定する方法が採用されている（以後、ビットマップ法と呼ぶ）。ここで使用可能なＲＢ全てをビットマップ法により指定した場合、情報量が膨大となるため、割当単位は１以上のＲＢをグループ化したＲＢＧ（RB Group）を用いることで情報量の抑圧が為される。図４にビットマップ法を用いた場合にＲＢＧインデックス＃＃１と＃＃４に割り当てられた場合を示す。ただし、ここではＲＢＧサイズ（１ＲＢＧ当りのＲＢ数）を２としている。この場合、ビットマップ法では割当情報として、０１００１という情報が通知される。
【００３５】
また、離散配置において、２分割や３分割等の限られた分割数のクラスタ化を行う場合には、各クラスタの両端の周波数位置をＲＢ単位あるいはＲＢＧ単位で指定する方法も考えられる（以後、両端指定法と呼ぶ）。図５に分割数を２とした場合にＲＢＧインデックス＃＃０〜＃＃１および＃＃４に割り当てられた場合を示す。この場合、両端指定法では割当情報として、先頭インデックス１の＃＃０と末尾インデックス１の＃＃１および先頭インデックス２の＃＃４と末尾インデックス２の＃＃４という情報が通知される。
【００３６】
前述のように、周波数位置の指定については連続配置や離散配置、あるいはクラスタ化等により最適な指定法が異なる。ここでアップリンクのＭＩＭＯでは、端末の基地局からの距離や、送信電力等により変化する伝搬路の品質に応じて、連続配置や離散配置等、クラスタ化が使い分けられることが考えられる。一方で伝搬路の品質により変化するパラメータとしてＭＩＭＯ通信に使用されるランクがある。よって本実施形態では、アップリンクのＭＩＭＯシステムにおいてランクにより前記複数の周波数位置の指定法を切り替える例を示す。ランクの決定に際しては、伝搬路行列の固有値や伝搬路の品質等により決定されるが、本実施形態は伝搬路の品質としてＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）に基づいて決定するものとして説明する。
【００３７】
図６は、ＳＮＲに対するランクを示す表である。図６においてＸ１からＸ３はＳＮＲからランクを決定するための閾値であり、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３の関係を満たしているものとする。
【００３８】
図７は、ランクに対する周波数位置指定法を示す表の例である。図７ではランクが１および２であった場合には、ＲＩＶ法が選択され、ランクが３および４であった場合には、ビットマップ法が選択される。この様な指定法の使い分けを行うことにより、ＳＮＲが低く高い送信電力が必要な端末は、連続配置に用いられるＲＩＶ法が使用され、ＳＮＲが高く良好な伝送特性が期待できる端末においては離散配置に用いられるビットマップ法が使用される。ただし、ここではランクに応じてＲＩＶ法とビットマップ法の切り替えを行っているが、ビットマップ法の代替として両端指定法が用いられても良いし、また３種類以上の周波数位置指定法がランクに応じて切り替えられても良い。
【００３９】
本実施形態の制御局におけるスケジューリング部の構成を図８に示す。伝搬路状態推定部２１２からの入力はスケジューリング部２１３内のランク情報決定部８０１および割当情報決定部８０３に入力される。ランク情報決定部８０１では、入力された各端末の伝搬路状態推定値に応じて、次のアップリンクの伝送機会に、各端末がどのランクで伝送を行うかの決定が行われる。ただし、ランクは１から送信アンテナ本数までのいずれかの値である。ランク情報決定部８０１の出力は周波数位置指定法決定部８０２、割当情報決定部８０３および制御情報生成部８０４に入力される。周波数位置指定法決定部８０２では入力されたランク情報により図７に示すようなテーブルから端末の周波数位置の指定法を決定し、割当情報決定部８０３に出力する。割当情報決定部８０３では、入力された各端末の伝搬路状態推定値、ランク情報、周波数位置指定法に応じて、各端末がアップリンク伝送に用いるＲＢあるいはＲＢＧを決定し割当情報として制御情報生成部８０４に出力する。制御情報生成部８０４では、入力されたランク情報および割当情報、また図示しないプリコーディング行列を示す情報等から制御情報を生成し、制御信号生成部２１４およびバッファ２１７に入力する。
【００４０】
一方、本実施形態の端末における周波数配置検出部の構成を図９に示す。制御情報検出部から入力される制御情報はランク数情報検出部９０１および割当情報検出部９０２に入力され、それぞれランク数情報および割当情報を検出し周波数配置特定部９０３に入力される。この時点では、割当情報検出部９０２から与えられた割当情報に用いられている周波数位置指定法の判別ができない為、周波数配置特定部９０３は入力されたランク情報に基づいて周波数位置指定法の確認を行う。この時、確認するために図７に示されるようなテーブルを用いるが、テーブルは図８における周波数位置指定法決定部８０２と同一のものを用いることにより、制御局で使用された周波数位置指定法が正しく認識できる。確認された周波数位置指定法により割当情報から周波数配置の特定を行い、アンテナ毎の周波数配置部１０６−１〜Ｐにそれぞれ入力される。
【００４１】
前述の例では端末が実際に使用するランクに応じて周波数位置指定法を切り替える形態について示したが、伝送環境により、端末のランクが適応的に変更されるシステムにおいて周波数位置指定法が時間的に変更されることが望ましくない場合、周波数位置指定法は、当該端末が使用可能なランクの最大値に基づいて決定されても良い。この様な場合、周波数位置決定指定法の決定は図１０に示すテーブルのように、最大ランクと周波数位置指定法が対応付けられたものが用いられる。図１０では、端末が使用可能な最大ランクが１および２である場合はＲＩＶ法が用いられ、最大ランクが４である場合にはビットマップ法が用いられる。ランクの最大値は、制御局で受信された参照信号の情報から決定することが出来るが、その他制御局において利用可能な情報であればどのようなものが用いられても良い。
【００４２】
本実施形態では、伝搬路の状況に応じて連続配置や離散配置等の割当法が変化する場合において、ＭＩＭＯ通信におけるランクに応じて周波数位置指定法を変更することにより、周波数位置指定法を識別するための情報を通知することなく判別することが可能となる。
【００４３】
［第２の実施形態］
本実施形態では、シングルアンテナ送信モードとして端末を動作させるための方法について説明する。
【００４４】
ＬＴＥ−Ａでは、アップリンクに３つの伝送モードを定義することが検討されている。１つ目が、ＬＴＥとの後方互換性を維持する目的のＲｅｌ−８シングルアンテナ送信モード、２つ目がＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭをサポートできるＲｅｌ−１０シングルアンテナ送信モード、３つ目が複数の送信アンテナを用いて送信を行うＭＩＭＯ送信モードである。ここで、Ｒｅｌ−８はＬＴＥと同じ通信方法をサポートし、Ｒｅｌ-１０は、ＬＴＥ及び新たに採用されるＬＴＥ−Ａと同じ通信方法を用いるものとする。これらの伝送モードについて、無線送信する際の制御情報は、ダウンリンクのＰＤＣＣＨを用いて各端末に通知される。
【００４５】
次に、ＬＴＥ−Ａの制御チャネルの受信方法について説明する。各端末は、ブラインドデコードという手法を用いて自端末宛の制御情報を検出する。ＰＤＣＣＨは、システム帯域幅の中の共通サーチスペース（ＣＳＳ；Common Search Space）と呼ばれる伝送モード切り替えにより通信が切断されるのを防ぐ目的で全端末検出可能な周波数領域と、伝送モードに応じて各端末宛の制御情報を配置するユーザ固有サーチスペース（ＵＳＳＳ；UE Specific Search Space）と呼ばれる周波数領域に配置される。
【００４６】
図１１に、共通サーチスペースとユーザ固有サーチスペースの概念を示す。ここでは、システム帯域幅を２０ＭＨｚとした場合を一例として説明する。この場合、サブキャリア数は１２００であり、ＣＣＥの数を３３して説明する。まず、周波数領域において、４サブキャリアを１ＲＥＧ（Resource Element Group）と定義し、９ＲＥＧを１ＣＣＥ（Control Channel Element）とする。つまり、１ＣＣＥは３６サブキャリアから構成される。図１１の１１０１は共通サーチスペースを示す周波数領域であり、システム帯域の先頭周波数から１６ＣＣＥに配置される。図１１の１１０２は、ユーザ固有サーチスペースを表わしており、どのＣＣＥでも割り当てることができる。次に、それぞれのサーチスペースへのＰＤＣＣＨの配置方法について示す。ＰＤＣＣＨはカバレッジを確保するために、所要品質に応じて符号化率を変更できるよう、割当帯域幅を変更するアグリゲーションレベルを設定することができる。図１２に、アグリゲーションレベルを示す。制御局からの距離が近い場合には、アグリゲーションレベル１や２を使用することで、少ない無線リソースで制御情報を送信でき、制御局からの距離が遠い場合には、アグリゲーションレベル４や８など多くの無線リソースを使うことで低い符号化率で制御情報を通知することができ、カバレッジを確保することができる。
【００４７】
共通サーチスペースに配置される場合は、アグリゲーションレベル４か８が設定され、ユーザ固有サーチスペースに配置される場合には、所要品質に応じて任意のアグリゲーションレベルが選択され、アグリゲーションレベル毎、端末毎、サブフレーム毎にハッシュ関数で設定される値をＰＤＣＣＨの配置の先頭位置とする。図１３に、ユーザ固有サーチスペースの配置の概念を示す。アグリゲーションレベル１が１３０１、アグリゲーションレベル２が１３０２、アグリゲーションレベル４が１３０３、アグリゲーションレベル８が１３０４である。このとき、各アグリゲーションレベルでｍｏｄ（ｉ，Ｌ）＝０となるＣＣＥを先頭とする。ただし、ｉはＣＣＥ番号、Ｌはアグリゲーションレベル、ｍｏｄは剰余演算である。
【００４８】
このように配置されたＰＤＣＣＨを、各端末は探索を行い、端末は制御情報のビット数の候補と全ての周波数候補を基に復号する。ビット数が同じ場合は、制御情報に含まれるフラグやユーザＩＤで識別する。これが背景技術でも説明したブラインドデコードである。このブラインドデコードの回数は伝送モードにより異なることが検討されており、上述のＲｅｌ−８シングルアンテナ送信モード、Ｒｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードは４４回、ＭＩＭＯ送信モードは６０回とすることが検討されている。
【００４９】
これは、Ｒｅｌ−８およびＲｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードは、同じ制御情報のビット数で通知しなければならず、Ｒｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードはＲｅｌ−８と同じ制御情報量であることから、周波数配置に関する情報ビットの制約により、サポートできるクラスタ数が減ってしまうという問題がある。一方、ＭＩＭＯ送信モードでは、ブラインドデコードの回数が６０回とシングルアンテナ送信モードよりも多いので、新たな制御情報を仕様化してもよいことを意味している。
【００５０】
一般に、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、サポートできるクラスタ数が多いほどスループットが高くなることは既に公知であり、Ｒｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードの制御情報によりスループットが低下する。しかし、ＭＩＭＯ送信モードでは、ブラインドデコードの回数が多いことから、サポート可能なクラスタ数も多いと考えられる。したがって、シングルアンテナ送信モードで運用させる際においても、ＭＩＭＯ送信モードで使用する制御情報を通知することができれば、多くのクラスタ数をサポートできるシングルアンテナ送信モードの端末が増え、システム全体の効率を改善することができる。
【００５１】
次に、ＭＩＭＯ送信モードでは、複数の送信アンテナで送信する際に、基地局で信号が同相で受信されるよう制御するプレコーダが定義されている。図１４に、送信アンテナ数を２とした場合に使用されるプレコーディングのパラメータを示す。Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｌａｙｅｒｓ υは、空間多重される信号の数を示しており、υ＝１の場合は、２本の送信アンテナに同じ信号が割り当てられ、υ＝１のベクトルの中からアレイゲイン（ビームゲイン）の高くなるものを１つ選択し、送信信号に乗算されて送信されることになる。υ＝２の場合は、単位行列であることから、それぞれのアンテナからそれぞれ異なる信号がそのまま送信される。ここで、レイヤ数１のコードブックインデックス４、５は一方の送信アンテナから何も送信しないことを意味している。これは本来、送信アンテナ間の減衰量が大きく異なる場合（ＡＧＩ；Antenna Gain Imbalance）に適用されるべきものであるが、シングルアンテナ送信モードと実質同じであり、シングルアンテナ送信モードでこれを通知すれば、クラスタ数の多いシングルアンテナ送信モードを実現することができる。
【００５２】
図１５に実施形態に係る端末に適用される送信装置のブロック図の一例を示す。受信アンテナ１５１０で受信された制御情報は、無線部１５１１によりベースバンド信号に変換され、ＰＤＣＣＨ検出部１５１２により制御情報を得る。次に、制御情報検出部１５１４により制御情報に含まれるＭＣＳや周波数割当情報など、それぞれの各種情報を検出する。このとき、まず、コードブックインデックス検出部１５１３において、端末にコードブックインデックス４、５があるかどうかを検出する。次に端末にコードブックインデックス４、５が存在していた場合には、存在していたか否かの情報を制御情報検出部１５１４に入力する。制御情報検出部１５１４では、コードブックインデックス４、５が存在していたか否かの情報を基に周波数割当に関する情報を検出し、周波数配置検出部１５１５により周波数割当を決定する。
【００５３】
本実施形態において、ＭＩＭＯ送信モードとシングルアンテナ送信モードは、周波数配置情報の情報源符号化方法が異なる可能性があるため、先にコードブックインデックスを検出し、その情報を基にビット列から周波数割当情報を検出する構成となっている。これらの制御情報を基に、端末は、ビット系列を符号部１５０１により誤り訂正符号化し、変調部１５０２により変調シンボルに変換される。次に、ＤＦＴ部１５０３により周波数信号に変換され、周波数配置部１５０４により通知された周波数割当情報に基づき周波数に配置される。その後、ＩＦＦＴ部１５０５においてＩＦＦＴにより時間信号に変換され、参照信号多重部１５０６により参照信号を多重される。最後に、ＣＰ挿入部１５０７によりＣＰを挿入され、無線部１５０８において無線信号にアップコンバートされ、送信アンテナ１５０９から送信される。
【００５４】
図１６に、制御局装置のスケジューリング部２１３の構成の一例を示す。スケジューリング部２１３は、伝搬路状態推定部２１２から入力された伝搬路状態に関する情報を基に、伝送モードに応じてコードブックインデックス決定部１６０１においてアンテナの一方を停波するコードブックを選択し、割当情報決定部１６０２において、割当情報を決定する。次に制御情報生成部１６０３においてコードブックインデックス決定部１６０１と割当情報決定部１６０２から出力された情報から制御情報を生成し、制御信号生成部２１４およびバッファ２１７へ入力する。
【００５５】
本実施形態のポイントは、シングルアンテナ送信であってコードブックインデックスを検出する手段を有し、コードブックインデックス４、５を用いて通知されることである。これにより、シングルアンテナ送信モードのサポートできるクラスタ数が多くなるため、スループットを高くすることができる。本発明は、送信アンテナ数は何本でもよく、全送信アンテナのうち、１本のみが送信されるコードブックインデックスを選択して端末装置にシングルアンテナ送信モードとして動作させるために通知することを特徴とする。
【００５６】
［第３の実施形態］
本実施形態では、端末がＳＵ−ＭＩＭＯを行なう際のランクに応じて、最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数を変える方法について説明を行なう。
【００５７】
本実施形態に係る端末に適用される送信装置および制御局に適用される受信装置の構成は、図１および図２と同様である。端末がデータ送信に用いる周波数帯域は制御局のスケジューリング部２１３で決定され、スケジューリング部２１３は図１７の構成となる。スケジューリング部２１３には、伝搬路状態推定部２１２より推定された伝搬路情報が入力され、この伝搬路情報はランク情報決定部８０１と割当情報決定部１７０２へ入力される。ランク情報決定部８０１では、第１の実施形態における図８と同様、各アンテナの伝搬路情報に基づき、アップリンクの伝送に用いるランクの決定を行う。ここで、ランクはスケジューリングを行う度に変更しても良いし、一定の周期で変更しても良い。決定されたランクは制御情報生成部８０３と割当情報決定部１７０２に入力される。割当情報決定部１７０２では、伝搬路情報とランクの情報が入力され、ランクに応じて最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数を変更した上で、端末に割り当てる周波数位置の決定を行う。
【００５８】
一方、本実施形態の端末における周波数配置検出部１１５の構成を図１８に示す。周波数配置検出部１１５は第１の実施形態における図９と同じブロック構成から成るが、周波数配置特定部９０３が周波数配置特定部１８０３である点で異なる。周波数配置特定部１８０３は入力されたランク情報に基づいて最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数を決定する。ここで、最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数の決定は制御局の割当情報決定部１７０２と同様の定義に基づいて行われることにより、正しく周波数配置の特定を行うことができる。
【００５９】
ここで、端末への周波数割り当ては、連続的な周波数帯域とし、周波数位置を図１９の割当開始のＲＢと割り当てるＲＢ数で基地局が端末に通知する例について説明する。この場合、割当開始のＲＢは全てのＲＢを示すことが可能であり、割り当てるＲＢ数を１ＲＢ単位で指定可能となる。そのため、最小の割当ＲＢ数は１ＲＢとなる。このような１ＲＢ単位で任意の周波数を割り当てることで、より伝搬路利得の高い周波数を選択して割り当てることが可能となる。一方で、伝搬路利得の高い端末は、より高いランクが選ばれるため、１ＲＢあたりでより多くのデータ送信を可能とする。また、高いランクでのデータ伝送が必要な端末は、多くのデータを送信することが考えられる。よって、ランクが高いほど良好な伝搬路且つ、より多くのデータ伝送が必要であることから、図２０に示される表のように最小の割当ＲＢ数を決定する。ただし、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４とし、ＲＢｍｉｎ（１）＜ ＲＢｍｉｎ（２）＜ ＲＢｍｉｎ（３）＜ ＲＢｍｉｎ（４）を満たすものとする。上記の一例として、ランクｒｉを２とし、その場合の最小の割当ＲＢ数ＲＢｍｉｎ（ｉ）を４ＲＢとすると、図１９の割当開始ＲＢがＲＢ５の場合には、ＲＢ８までは必ず連続的に割当が行われることを意味する。ランクが１の場合には、最小の割当ＲＢ数ＲＢｍｉｎ（ｉ）を２ＲＢとする、もしくは従来と同様に１ＲＢとするなど、最小の割当ＲＢ数を小さくする。
【００６０】
上記の例では、ランクｒｉの割当ＲＢ数Ｎａｌｌｏｃは、次式を満たす整数となる。
【数１】
ただし、Ｎｓｙｓ＿ｒｂは割当可能なＲＢ数の合計とし、図１９では合計のＲＢ数である２０となる。割当ＲＢ数Ｎａｌｌｏｃは、ランクｒｉに応じて、以下の様に制限しても良い。
【数２】
ただし、ｍは１以上の整数とする。
【００６１】
なお、上記はＮａｌｌｏｃを決定する一例であり、ランクｒｉの場合にＲＢｍｉｎ（ｉ）の整数倍に限定されるものではない。そのため、Ｎａｌｌｏｃは次式を満たすＲＢｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙの整数倍としても良い。
【数３】
例えば、ランクｒｉが２、最小の割当ＲＢ数ＲＢｍｉｎ（ｉ）を４ＲＢとし、ＲＢｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙを２ＲＢとしても良い。
【００６２】
端末の使用する周波数位置の別の指定法として、１以上のＲＢをＲＢＧとし、ＲＢＧ単位で割当周波数位置を通知する例について説明する。従来のＲＢＧを構成するＲＢ数はシステム帯域幅、つまり割当可能なＲＢ数により決定していた。しかしながら、より多くのデータを送信するランクの高い端末はより多くのＲＢを必要とすることから、ＲＢＧのサイズが大きくても良い。一方で、ランクの低い端末は、周波数の選択性が強く、ＲＢＧのサイズが小さいことが好ましい。そこで、ランクに応じて、図２１に示される表のようにＲＢＧサイズを決定する。ただし、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４とし、ＲＢＧｓｉｚｅ１＜ＲＢＧｓｉｚｅ２＜ＲＢＧｓｉｚｅ３＜ＲＢＧｓｉｚｅ４を満たすものとする。例えば、ランクが２の場合には、ＲＢＧを構成するＲＢ数を４とし、ランクが１の場合にはＲＢＧを構成するＲＢ数を１とする。
【００６３】
本実施形態ではランクに応じて、最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧのサイズを変更し、ランクの低い端末は割当可能な最小サイズを小さくすることで、より周波数選択ダイバーシチ効果を得ることができ、スループットを改善できる。一方、より多くのデータ伝送を必要としているランクの高い端末は、少ない制御情報量で帯域割当が可能となり、オーバヘッドが減ることから、セル全体のスループットを向上することができる。
【００６４】
［第４の実施形態］
本実施形態では、端末がＳＵ−ＭＩＭＯを行なう際のランクに応じて、使用可能なＲＢ数の上限値が異なる場合について説明を行なう。
【００６５】
本実施形態に係る端末に適用される送信装置および制御局に適用される受信装置の構成は、図１および図２と同様である。ただし、図１に示される周波数配置検出部１１５における機能、および図２に示されるスケジューリング部２１３における機能の一部が他の実施形態とは異なる。
【００６６】
本実施形態におけるスケジューリング部２１３の構成を図２２に示す。図２２は第３の実施形態における図１７のスケジューリング部と同じブロックから構成されるが、割当情報決定部１７０２が割当情報決定部２２０２であり、異なる機能を有する。伝搬路状態推定部２１２からの入力は、スケジューリング部２１３内のランク情報決定部８０１に入力される。ランク情報決定部８０１では、入力された各端末の各送信アンテナの伝搬路状態推定値を用いて、次のアップリンクの伝送機会に、各端末がどのランクで伝送を行なうかの決定が行なわれる。ランクは１から送信アンテナ本数のいずれかの値である。ランク情報決定部８０１の出力は割当情報決定部２２０２および制御情報生成部８０３に入力される。割当情報決定部２２０２には、伝搬路状態推定部２１２から各送信アンテナにおけるＲＢ毎の受信品質も入力される。割当情報決定部２２０２では、各送信アンテナにおけるＲＢ毎の受信品質推定値とランク情報を用いて割当を決定する。割当基準については後述する。割当情報決定部２２０２の出力は、制御情報生成部８０３に入力される。制御情報生成部８０３では、入力されたランク情報と割当情報、また図示しないプリコーディング行列を示すＰＭＩ等を結合し制御情報を生成し、制御信号生成部２１４およびバッファ２１７に入力する。
【００６７】
ここで、ＬＴＥの上りリンクでは割当可能なＲＢ数の最大値をＮＲＢｍａｘ，ＵＬとして定義している。つまりＬＴＥにおける割当情報決定部ではＮＲＢｍａｘ，ＵＬを超えないように割当を決定する。そこで本実施形態では、割当可能なＲＢ数の最大値をランク等によって制限を与える。例えば、ランクをＲ、使用送信アンテナ数をＮｔとした場合に、割当可能なＲＢ数の最大値を次式のように定義する。
【数４】
このように、割当可能なＲＢ数の最大値に制限を与えることで、低ランクの時に最大値を下げるため、割当情報の情報量を削減することができる。また制限の方法は数式１だけには限定されず、ＮＲＢｍａｘ，ＵＬとＲから割当可能なＲＢ数が決定されればどのような方法でもよい。また、図２３のように送受信で予め決められた表を用いて指定される形でもよい。
なお、割当可能なＲＢ数の最大値はランク毎にすべて異なっている必要はない。例えば、図２３で示しているようにランク３とランク４で同じ割当可能なＲＢ数の最大値としてもよい。
【００６８】
上記では端末における最大割当数を制限する例について説明を行なったが、次に割当可能な周波数の範囲を限定する際の割当情報決定部の割当方法について図２４を用いて説明を行なう。図２４において数字のボックスは、システム帯域での割当単位（ＲＢあるいはＲＢＧ）を表わしている。
【００６９】
本実施形態では、ランク情報決定部８０１から割当情報決定部２２０２に入力されたランクによって、割当可能な帯域が制限される。例えば、ある端末のランクが４であることが、ランク情報決定部８０１から割当情報決定部２２０２に通知された場合、図２４に示すように、システム帯域全体が割当候補となる。したがって、割当はＲＢ０〜ＲＢ１９のすべてを用いることができる。なお、割当は離散的としてもよいし、連続的にすることも可能である。また、ランク情報決定部８０１からランクが３であることが通知された場合、図２４の例では、ブロック０が割当対象となる。一方、ランク情報決定部８０１からランクが２であることが通知された場合、割当候補となるＲＢＧを制限する。図２４の例では、ランク２はシステム帯域幅の１／２にあたるブロック０（ＲＢ０〜ＲＢ９）までが割当対象となる。また図２４で示すように、ブロックＢ（ＲＢ１０〜ＲＢ１９）を割当対象としてもよい。ブロックＡとブロックＢのいずれの範囲から割当を行なったのかを制御局から端末に通知することで、制御局はシステム帯域を有効に使用することができる。また通知を行なうのではなく、送受信で予め決められた方法で指定を行なってもよい。例えば、割り当てられたＲＢ数が奇数である場合はブロックＡ、偶数である場合はブロックＢとしたり、各端末に与えられるサイクリックシフトの値（ＬＴＥでは８つの値のうちいずれかが指定されることになっている）が偶数か奇数かなどで分けたりすることで、通知情報を浪費することなく使用ブロックの通知することが可能である。ランクが１である場合、図２４の例ではブロック０〜ブロック３の４つのブロックの範囲で割当が行なわれることになる。図２４に示すように、各ブロックのサイズは異なってもよいし、同じでもよい。なお図２４ではランク１とランク２とランク３，４という３つの割当制限区分を設けたが、３つである必要はなく、４つそれぞれで異なる制限が行なわれてもよいし、ランク１とランク２〜４という２つの区分を設け、制限を行なってもよい。さらに図２４でブロックＡとブロックＢは重複していないが、各ブロックの割当範囲の一部が重複してもよい。
【００７０】
本実施形態の制御局は、上記のようにランク情報に応じて、周波数割当に制限を与える。この情報は端末でも共有されており、端末の図１の周波数配置検出部１１５では、初めにランクを検出し、ランクに応じて、周波数割当情報のデコード法を変更する。本実施形態の端末における周波数配置検出部１１５の構成を図２５に示す。周波数配置検出部１１５は第１の実施形態における図９と同じブロック構成から成るが、周波数配置特定部９０３が周波数配置特定部２５０３である点で異なる。周波数配置特定部２５０３は入力されたランク情報に基づいて割当可能なＲＢ数の最大値の確認を行う。この時、確認は制御局の割当情報決定部２２０２と同様の定義に基づいて行われることにより、正しく周波数配置の特定を行うことができる。
【００７１】
本実施形態では、このようにランクに応じて割当範囲に制限をかける。このような処理を行なうことで、割当情報を制御局装置が端末装置に通知する際のオーバヘッドを削減することが可能となり、システムスループットを向上させることができる。
【００７２】
上記のそれぞれの実施形態においては、説明の都合上、基地局装置と移動局装置とが一対一の場合を例にとって説明したが、基地局装置および移動局装置は複数であっても良い。また、移動局装置とは、移動する端末に限らず、基地局装置や固定端末に移動局装置の機能を実装することなどにより実現しても良い。
【００７３】
［変形例］
また、以上説明したそれぞれの実施形態において、本発明に関わる端末および制御局装置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。
【００７４】
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および制御局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置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、ＡＳＩＣ、チップセット基板、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００７５】
以上、この発明の実施形態について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。
【符号の説明】
【００７６】
１０１−１〜Ｃ…符号部、１０２−１〜Ｃ…変調部、１０３…レイヤマッピング部、１０４−１〜Ｐ…ＤＦＴ部、１０５…プリコーディング部、１０６−１〜Ｔ…周波数配置部、１０７−１〜Ｔ…ＩＦＦＴ部、１０８−１〜Ｔ…参照信号多重部、１０９−１〜Ｔ…ＣＰ挿入部、１１０−１〜Ｔ…無線部、１１１−１〜Ｔ…送信アンテナ、１１２…受信アンテナ、１１３…無線部、１１４…制御情報検出部、１１５…周波数配置検出部、２０１−１〜Ｒ…受信アンテナ、２０２−１〜Ｒ…無線部、２０３−１〜Ｒ…ＣＰ除去部、２０４−１〜Ｒ…参照信号分離部、２０５−１〜Ｒ…ＦＦＴ部、２０６−１〜Ｒ…ＦＦＴ部、２０７…ＭＩＭＯ分離・合成部、２０８−１〜Ｐ…ＩＤＦＴ部、２０９…レイヤデマッピング部、２１０−１〜Ｃ…復調部、２１１−１〜Ｃ…復号部、２１２…伝搬路状態推定部、２１３…スケジューリング部、２１４…制御信号生成部、２１５…無線部、２１６…受信アンテナ、２１７…バッファ、８０１…ランク情報決定部、８０２…周波数位置指定法決定部、８０３…割当情報決定部、８０４…制御情報生成部、９０１…ランク情報検出部、９０２…割当情報検出部、９０３…周波数配置特定部、１１０１…共通サーチスペース、１１０２…ユーザ固有サーチスペース、１３０１…アグリゲーションレベル１、１３０２…アグリゲーションレベル２、１３０３…アグリゲーションレベル４、１３０４…アグリゲーションレベル８、１５０１…符号部、１５０２…変調部、１５０３…ＤＦＴ部、１５０４…周波数配置部、１５０５…ＩＦＦＴ部、１５０６…参照信号多重部、１５０７…ＣＰ挿入部、１５０８…無線部、１５０９…送信アンテナ、１５１０…受信アンテナ、１５１１…無線部、１５１２…ＰＤＣＣＨ検出部、１５１３…コードブックインデックス検出部、１５１４…制御情報検出部、１５１５…周波数配置検出部、１６０１…コードブックインデックス決定部、１６０２…割当情報決定部、１６０３…制御情報生成部、１７０２…割当情報決定部、１８０３…周波数配置特定部、２２０２…割当情報決定部、２５０３…周波数配置特定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数アンテナを使用し、複数のストリームを用いる通信において、移動局に連続的あるいは離散的に周波数帯域を割り当てる場合、その割当帯域を示す制御情報を効率的に通知する制御局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの標準化がほぼ終了し、最近ではＬＴＥシステムをより発展させた第４世代の無線通信システムであるＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＭＴ−Ａなどとも称する。）の標準化が開始された。
【０００３】
ＬＴＥシステムのアップリンク（端末から制御局への通信）は、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＳＣ−ＦＤＭＡとも称される）が既に採用されることが決定している。それに対し、ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭよりセルスループットの改善が期待できるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（ダイナミックスペクトル制御（ＤＳＣ：Dynamic Spectrum Control），ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ ｗｉｔｈ ＳＤＣ（Spectrum Division Control）とも呼称される。）、ＯＦＤＭ、ＮｘＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの技術が提案されている。
【０００４】
Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭやＯＦＤＭは、使用可能な帯域の良好な受信品質が得られる周波数を選択し、スペクトルを離散的に配置することで周波数選択ダイバーシチ効果が得られ、セルスループットを向上させることができる方式である。また、ＮｘＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、ＬＴＥの方式をそのまま広帯域に拡張した方式であり、複数のＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号を同時に送信することができる伝送方式である。
【０００５】
また、ＬＴＥ−Ａではアップリンクでも複数アンテナを使用し通信を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術が採用されることが決まっている。最大、４ストリームまでのＭＩＭＯ送信の検討が行われており、更に、通信性能を高めるため、Ｐｒｅ−ｃｏｄｉｎｇ技術（送信ダイバーシチ）も適用される。
【０００６】
ところで、ＬＴＥシステムのアップリンクやダウンリンク（制御局から端末への通信）で使用する帯域の割当は、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）と呼ばれるチャネルにおいて制御情報を制御局が送信することで端末に通知する。ここで、ＰＤＣＣＨには、ＤＣＩ（Downlink Control Information）フォーマットと呼ばれる帯域の割当に関する情報を示すフィールドが含まれる。ＤＣＩフォーマットでは、アップリンクの帯域割当（フォーマット０と呼ばれている）や、ダウンリンクの連続的な帯域の割当に使用するもの（フォーマット１Ａと呼ばれている）や離散的な帯域の割当に使用するもの（フォーマット１と呼ばれている）が存在する。その他にも、複数の送受信アンテナを用いて同一時刻・同一周波数を用いて空間的に並列に信号を送信するＭＩＭＯ多重伝送など（フォーマット２など）がフォーマットとして規定されている。
【０００７】
このとき、ＬＴＥシステムでは、各ＤＣＩフォーマットを構成するビットの長さと配置される周波数帯域の制御情報がＰＤＣＣＨに配置される。端末へＤＣＩフォーマットを通知する方法は、ＰＤＣＣＨに配置されているＤＣＩフォーマットを取得し、ＤＣＩフォーマットのビットの長さに関する情報と予め定義されたＰＤＣＣＨの配置される周波数位置の候補を基にブラインドデコード（ＢＤ；Blind Decoding）と誤り検出を行う巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）を複数回行うことで、制御局から端末に別途通知することなく、どのフォーマットが送信されたかを検出する。その為、帯域割当情報を示すデータサイズが異なるフォーマットが増えると、ブラインドデコードを試行する回数が増加するため、データ送信に時間がかかり、結果的にオーバヘッドが増加する。現行のＬＴＥシステムでは、ブラインドデコードの回数を抑制する為に、数ビットの差異がある帯域割当情報の一部のフォーマットについて、サイズの違い分をパディングすることでデータ長を統一し、フォーマット数の増加を抑制している。
【０００８】
ＤＣＩフォーマットにより通知される帯域割当情報は、１２サブキャリアから構成されるＰＲＢ（Physical Resource Block）の割当情報を示している。制御局から端末へＰＲＢの割当の情報を通知する方法は、ＰＲＢをインデックス化したＶＲＢ（Virtual Resource Block）を使用し、帯域の割当情報をＶＲＢのインデックスで通知する。端末は、通知されたＶＲＢの情報からＰＲＢの割当情報に変換することで帯域の割当情報を取得する。（非特許文献１参照）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２ （Ｖ８．４．０）“Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ） Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、アップリンクＭＩＭＯを導入する場合、アップリンク用にＤＣＩを規定することが必要となるが、アップリンクとダウンリンクではその性質（アップリンクでは通信信号の送信平均電力対瞬時電力の比、即ちＰＡＰＲ特性、あるいはＣＭ（Ｃｕｂｉｃ Ｍｅｔｒｉｃ）や、帯域外輻射を考慮する必要がある）の違いを考慮してＤＣＩを決定しなければならない。
【００１１】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、通信性能の劣化をできる限り少なくすることが可能なアップリンクＭＩＭＯに関する制御情報を決定し、その制御情報を使用する制御局装置、それを用いた無線通信システム、無線通信方法、及びその方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数の送信ストリームにより端末からの通信を受ける際に使用するＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）を前記端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、前記端末が使用するＲＢを指定した情報と、プレコーティングに関する情報とを同時に含む制御情報を通知し、前記端末が使用するＲＢの指定方法を識別するための情報を通知せず、前記制御情報の一部に関連して識別されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記割当帯域設定手段は、前記連続帯域を割当可能な所定単位に区分し、該帯域単位で連続的に割当設定を行い、前記制御情報生成手段は、該帯域単位に通し番号を付して開始位置の前記帯域単位番号と、割り当てた連続の前記帯域単位数に基づいて制御情報を生成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記指定方法を識別するための情報を端末が送信可能なストリームの最大ランクに関連付けることを特徴とする。
【００１５】
また、前記端末が使用する周波数位置を指定するための方法には、使用するＲＢの最初の位置と連続して使用するＲＢの数を指定する方法と、連続して使用するＲＢＧ（ＲＢ Ｇｒｏｕｐ）群の各々の最初の位置と最後の位置を指定する方法と、ＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法の３方法のうち少なくとも２方法が含まれることを特徴とする。
【００１６】
また、前記前記制御情報生成手段は、前記割当帯域設定手段が非連続となる複数の連続帯域に連続的に帯域を割り当てた場合と、１つの連続帯域に離散的に帯域を割り当てた場合の帯域割当を示す制御情報のフォーマットが同じであることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は、端末が制御局に対して通信を行う際に使用する周波数位置を制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、少なくともプレコーディングに関する情報を含む制御情報を通知し、端末をシングルアンテナ送信モード（そもそも一つの送信アンテナしかない端末と複数の送信アンテナはあるけどシングルアンテナ送信モードとして動作するモードを含む）して動作させる際、前記プレコーディングに関する情報の一つを指定することを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は、複数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、各端末が送信するストリーム数によって、端末に割り当てる最小のＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢを使用するＲＢの最初の位置と数によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする。
【００１９】
また、数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、各端末が送信するストリーム数によって、ＲＢＧを構成するＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢをＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明は、複数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に、使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、前記端末が送信するストリーム数によって、前記端末に割当可能なＲＢ数（帯域幅）を変更し、前記端末が使用するＲＢを、前記割当可能なＲＢ数に応じた方法により指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明を適用することにより、アップリンクＭＩＭＯの制御情報を適切に通信することが可能となり、ダウンリンクの制御情報によるスループットの低下を抑えながら、アップリンクで高効率なＭＩＭＯ通信を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による端末の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明による制御局装置の一例を示すブロック図である。
【図３】連続するＲＢ割当の一例を示す図である。
【図４】連続しないＲＢＧ割当の一例を示す図である。
【図５】連続しないＲＢＧ割当の一例を示す図である。
【図６】ＳＮＲに対するランクの一例を示す表である。
【図７】本発明の第１の実施形態による制御局装置および端末で用いるランクに対する周波数指定法の一例を示す表である。
【図８】本発明の第１の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による端末の周波数配置検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による制御局装置および端末で用いる使用可能な最大ランクに対する周波数指定法の一例を示す図である
【図１１】共通サーチスペースとユーザ固有サーチスペースを示す図である。
【図１２】アグリゲーションレベルを示す図である。
【図１３】アグリゲーションレベル毎のＰＤＣＣＨの帯域幅を表わす図である。
【図１４】ランク２のコードブックを示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態による端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態による端末の周波数配置検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】連続するＲＢ割当の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による制御局装置および端末で用いられるランクに対するＲＢＧサイズの一例を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態による制御局装置および端末で用いられるランクに対するＲＢＧサイズの一例を示す図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態による制御局装置のスケジューリング部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態による制御局装置および端末で用いられるランクに対する使用可能な帯域幅の一例を示す図である。
【図２４】周波数領域のＲＢを示す図であり、システム帯域を複数のブロックに分割する場合の一例を示す図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態による端末の周波数配置検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について説明する。尚、本実施形態では、ＭＩＭＯ通信システムにおいて同時に送信可能なストリーム数あるいはレイヤ数をランク（Rank）と呼称する。
【００２４】
始めに、本発明に用いられる無線通信システムについて説明する。本発明による無線通信システムは、１つ以上の制御局装置と１つ以上の端末とを備えていて、その間の無線通信を行う。１つの制御局装置は、１つ以上のセルを構成し、１つのセルに１つ以上の端末を収容できる。
【００２５】
図１に本発明に係る端末に適用される送信装置のブロック図の例を示す。ただし、説明を簡単にするため、本発明を説明するために必要となる最小限のブロックを示している。
【００２６】
図１では、Ｃ個のビット系列が入力されているが、これは異なる物理チャネルを同時にＣ個多重していることを意味する。入力されたビット系列に対し符号部１０１−１〜Ｃにおいて誤り訂正符号化が施された後、変調部１０２−１〜ＣにおいてＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調が行われる。生成されたＣ個の変調信号はレイヤマッピング部１０３に入力され、指定されたランクＰに応じてＰ個のレイヤにマッピングされる。各レイヤにおける出力は各々ＤＦＴ部１０４−１〜Ｐに入力され、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）により周波数領域信号に変換される。プリコーディング部１０５は、Ｔ個のアンテナストリーム間でダイバーシチ効果をとれるようにプリコーディングを行う機能を有し、ランクＰが端末の送信アンテナ本数Ｔを下回る場合にＤＦＴ部１０４〜１−Ｐから出力された周波数領域信号に対しプリコーディングが行われる。プリコーディング部１０５から出力された信号は、送信アンテナ毎に用意された周波数配置部１０６−１〜Ｔにより所定の周波数に配置される。配置される周波数の情報は、周波数配置検出部１１５より与えられる。
【００２７】
周波数配置検出部１１５は入力された制御情報から周波数配置を検出する機能を有し、制御情報は、受信アンテナ１１２で受信した制御局からの信号を無線部１１３でダウンコンバートした後、制御情報検出部１１４に入力し検出される。
【００２８】
周波数配置部１０６−１〜Ｔから出力される各送信アンテナに対応した信号は、ＩＦＦＴ部１０７−１〜Ｔにより時間信号に変換され、参照信号多重部１０８−１〜Ｔにおいて参照信号と多重される。そして、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１０９−１〜Ｔにおいてサイクリックプレフィックスが付加され、無線部１１０−１〜Ｔにおいて無線周波数にアップコンバートされた後、送信アンテナ１１１−１〜Ｔから送信される。ただし、ＣＰ挿入に際しては、参照信号の多重前に付加されても同様の動作が可能であるため、ＣＰ挿入部１０９−１〜Ｔは参照信号多重部１０８−１〜Ｔの前に配置されても良い。
【００２９】
図２は各実施形態に係る制御局に適用される受信装置のブロック図の例を示す。端末から送信された信号はＲ個の受信アンテナ２０１−１〜Ｒで受信された後、無線部２０２−１〜Ｒにおいてダウンコンバートされ、ＣＰ除去部２０３−１〜Ｒにおいてサイクリックプレフィックスを除去された後、参照信号分離部２０４−１〜Ｒへ入力される。ただし、ＣＰ除去に際しては、参照信号の分離が行われた後であっても同様の動作が可能であるため、ＣＰ除去部２０３−１〜Ｒは参照信号分離部２０４−１〜Ｒの後に配置されても良い。参照信号分離部２０４−１〜Ｒではデータ信号と参照信号の分離を行った後、データ信号はＦＦＴ部２０５−１〜Ｒに、参照信号は伝搬路状態推定部２１２に各々出力される。ＦＦＴ部２０５−１〜Ｒに入力されたデータ信号はＦＦＴにより周波数変換され周波数抽出部２０６−１〜Ｒにより所望の端末が割り当てられた周波数から信号が抽出される。受信アンテナ毎に抽出されたＲ個の周波数領域信号は、ＭＩＭＯ分離／合成部２０７において送信されたレイヤ毎に信号の復元・合成が行われ、Ｐ個のレイヤ毎にＩＤＦＴ部２０８−１〜Ｐに入力され、ＩＤＦＴにより時間領域信号に変換される。その後、レイヤデマッピング部２０９において多重されたＣ個の物理チャネル毎の分離が為された後、復調部２１０−１〜Ｃで復調を行い、復号部で誤り訂正が行われ、端末より送信されたデータのビット系列が獲得される。
【００３０】
一方、参照信号分離部２０４−１〜Ｒにおいて分離された参照信号は伝搬路状態推定部２１２に入力され、端末の各送信アンテナから制御局の各受信アンテナに伝送する上でのＲＢ毎の受信品質（伝搬路情報）が測定される。得られる伝搬路情報は用いられる参照信号の種類により大きく２つの用途に種別される。ＤＭＲＳ（DeModulation Reference Signal）は受信信号の復調処理のために使用される参照信号であり、ＤＭＲＳにより得られた伝搬路情報はＭＩＭＯ分離部２０７に入力され、受信信号から各レイヤの信号を合成する際に使用される。一方でＳＲＳ（Sounding Reference Signal）は、アップリンクの伝送で使用するパラメータの決定に用いられる参照信号であり、ＳＲＳにより得られた伝搬路情報はスケジューリング部２１３に入力される。スケジューリング部２１３では入力された伝搬路情報に基づき、端末が伝送に使用するランクや周波数配置、変調および符号化に用いられるパラメータであるＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）等の決定が行われ、各種情報が制御情報として制御信号生成部２１４に入力される。制御信号生成部２１４では、入力された制御情報に誤り訂正符号化、変調等の処理を施し、制御信号を生成し無線部に入力する。無線部２１５に入力された信号は、アップコンバートされ、送信アンテナ２１６から端末へ送信される。またスケジューリング部２１３から出力される周波数配置情報はバッファ２１７に保管され、端末が当該制御情報を用いて伝送した信号を受信した際に、周波数配置抽出部２１６−１〜Ｒに入力することで、前記端末が使用した周波数の抽出を行うことができる。
【００３１】
［第１の実施形態］
第１の実施形態では、端末がＳＵ−ＭＩＭＯを行なう際のランクに応じて、伝送に使用する周波数位置の指定法を変更する形態について説明を行なう。
【００３２】
アップリンクで伝送を行う際、制御局は端末が出来る限り伝搬路利得の高い周波数を利用し、かつ複数の端末が同一の周波数を用いることで発生するユーザ間干渉を回避するように周波数位置のスケジューリングを行い、決定された周波数位置を各端末に通知する。この時、周波数位置の通知にはダウンリンクを用いられることから、できる限り情報量を低減することが望ましく、周波数位置の割当法等に応じて異なる指定法が想定される。
【００３３】
例えば、ＬＴＥのアップリンクでは、信号は周波数軸上で連続した帯域に配置されるため、１２サブキャリアから構成されるＲＢ（Resource Block）を割当の最小単位とし、割当帯域の先頭のＲＢインデックスと連続するＲＢ数を指定するＲＩＶ（Resource Indication Value）と呼ばれる指定法により周波数位置の通知が可能である（以後、ＲＩＶ法と呼ぶ）。図３ではＲＢインデックス＃１〜＃４に割り当てられた場合の例を示している。この場合、ＲＩＶ法では割当情報として、先頭インデックスの＃１と割当ＲＢ数の４という情報が端末に通知される。
【００３４】
一方で、信号を周波数軸上で離散した帯域に配置する場合、前記連続配置の場合の様な連続するＲＢ数を通知するような周波数位置の指定方法はできないため、異なる指定法が用いられる。例えば、離散配置による周波数割当が可能なＬＴＥのダウンリンクでは、割当単位毎に、信号を割り当てる帯域を１、割り当てない帯域を０としてビットマップにより指定する方法が採用されている（以後、ビットマップ法と呼ぶ）。ここで使用可能なＲＢ全てをビットマップ法により指定した場合、情報量が膨大となるため、割当単位は１以上のＲＢをグループ化したＲＢＧ（RB Group）を用いることで情報量の抑圧が為される。図４にビットマップ法を用いた場合にＲＢＧインデックス＃＃１と＃＃４に割り当てられた場合を示す。ただし、ここではＲＢＧサイズ（１ＲＢＧ当りのＲＢ数）を２としている。この場合、ビットマップ法では割当情報として、０１００１という情報が通知される。
【００３５】
また、離散配置において、２分割や３分割等の限られた分割数のクラスタ化を行う場合には、各クラスタの両端の周波数位置をＲＢ単位あるいはＲＢＧ単位で指定する方法も考えられる（以後、両端指定法と呼ぶ）。図５に分割数を２とした場合にＲＢＧインデックス＃＃０〜＃＃１および＃＃４に割り当てられた場合を示す。この場合、両端指定法では割当情報として、先頭インデックス１の＃＃０と末尾インデックス１の＃＃１および先頭インデックス２の＃＃４と末尾インデックス２の＃＃４という情報が通知される。
【００３６】
前述のように、周波数位置の指定については連続配置や離散配置、あるいはクラスタ化等により最適な指定法が異なる。ここでアップリンクのＭＩＭＯでは、端末の基地局からの距離や、送信電力等により変化する伝搬路の品質に応じて、連続配置や離散配置等、クラスタ化が使い分けられることが考えられる。一方で伝搬路の品質により変化するパラメータとしてＭＩＭＯ通信に使用されるランクがある。よって本実施形態では、アップリンクのＭＩＭＯシステムにおいてランクにより前記複数の周波数位置の指定法を切り替える例を示す。ランクの決定に際しては、伝搬路行列の固有値や伝搬路の品質等により決定されるが、本実施形態は伝搬路の品質としてＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）に基づいて決定するものとして説明する。
【００３７】
図６は、ＳＮＲに対するランクを示す表である。図６においてＸ１からＸ３はＳＮＲからランクを決定するための閾値であり、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３の関係を満たしているものとする。
【００３８】
図７は、ランクに対する周波数位置指定法を示す表の例である。図７ではランクが１および２であった場合には、ＲＩＶ法が選択され、ランクが３および４であった場合には、ビットマップ法が選択される。この様な指定法の使い分けを行うことにより、ＳＮＲが低く高い送信電力が必要な端末は、連続配置に用いられるＲＩＶ法が使用され、ＳＮＲが高く良好な伝送特性が期待できる端末においては離散配置に用いられるビットマップ法が使用される。ただし、ここではランクに応じてＲＩＶ法とビットマップ法の切り替えを行っているが、ビットマップ法の代替として両端指定法が用いられても良いし、また３種類以上の周波数位置指定法がランクに応じて切り替えられても良い。
【００３９】
本実施形態の制御局におけるスケジューリング部の構成を図８に示す。伝搬路状態推定部２１２からの入力はスケジューリング部２１３内のランク情報決定部８０１および割当情報決定部８０３に入力される。ランク情報決定部８０１では、入力された各端末の伝搬路状態推定値に応じて、次のアップリンクの伝送機会に、各端末がどのランクで伝送を行うかの決定が行われる。ただし、ランクは１から送信アンテナ本数までのいずれかの値である。ランク情報決定部８０１の出力は周波数位置指定法決定部８０２、割当情報決定部８０３および制御情報生成部８０４に入力される。周波数位置指定法決定部８０２では入力されたランク情報により図７に示すようなテーブルから端末の周波数位置の指定法を決定し、割当情報決定部８０３に出力する。割当情報決定部８０３では、入力された各端末の伝搬路状態推定値、ランク情報、周波数位置指定法に応じて、各端末がアップリンク伝送に用いるＲＢあるいはＲＢＧを決定し割当情報として制御情報生成部８０４に出力する。制御情報生成部８０４では、入力されたランク情報および割当情報、また図示しないプリコーディング行列を示す情報等から制御情報を生成し、制御信号生成部２１４およびバッファ２１７に入力する。
【００４０】
一方、本実施形態の端末における周波数配置検出部の構成を図９に示す。制御情報検出部から入力される制御情報はランク数情報検出部９０１および割当情報検出部９０２に入力され、それぞれランク数情報および割当情報を検出し周波数配置特定部９０３に入力される。この時点では、割当情報検出部９０２から与えられた割当情報に用いられている周波数位置指定法の判別ができない為、周波数配置特定部９０３は入力されたランク情報に基づいて周波数位置指定法の確認を行う。この時、確認するために図７に示されるようなテーブルを用いるが、テーブルは図８における周波数位置指定法決定部８０２と同一のものを用いることにより、制御局で使用された周波数位置指定法が正しく認識できる。確認された周波数位置指定法により割当情報から周波数配置の特定を行い、アンテナ毎の周波数配置部１０６−１〜Ｐにそれぞれ入力される。
【００４１】
前述の例では端末が実際に使用するランクに応じて周波数位置指定法を切り替える形態について示したが、伝送環境により、端末のランクが適応的に変更されるシステムにおいて周波数位置指定法が時間的に変更されることが望ましくない場合、周波数位置指定法は、当該端末が使用可能なランクの最大値に基づいて決定されても良い。この様な場合、周波数位置決定指定法の決定は図１０に示すテーブルのように、最大ランクと周波数位置指定法が対応付けられたものが用いられる。図１０では、端末が使用可能な最大ランクが１および２である場合はＲＩＶ法が用いられ、最大ランクが４である場合にはビットマップ法が用いられる。ランクの最大値は、制御局で受信された参照信号の情報から決定することが出来るが、その他制御局において利用可能な情報であればどのようなものが用いられても良い。
【００４２】
本実施形態では、伝搬路の状況に応じて連続配置や離散配置等の割当法が変化する場合において、ＭＩＭＯ通信におけるランクに応じて周波数位置指定法を変更することにより、周波数位置指定法を識別するための情報を通知することなく判別することが可能となる。
【００４３】
［第２の実施形態］
本実施形態では、シングルアンテナ送信モードとして端末を動作させるための方法について説明する。
【００４４】
ＬＴＥ−Ａでは、アップリンクに３つの伝送モードを定義することが検討されている。１つ目が、ＬＴＥとの後方互換性を維持する目的のＲｅｌ−８シングルアンテナ送信モード、２つ目がＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭをサポートできるＲｅｌ−１０シングルアンテナ送信モード、３つ目が複数の送信アンテナを用いて送信を行うＭＩＭＯ送信モードである。ここで、Ｒｅｌ−８はＬＴＥと同じ通信方法をサポートし、Ｒｅｌ-１０は、ＬＴＥ及び新たに採用されるＬＴＥ−Ａと同じ通信方法を用いるものとする。これらの伝送モードについて、無線送信する際の制御情報は、ダウンリンクのＰＤＣＣＨを用いて各端末に通知される。
【００４５】
次に、ＬＴＥ−Ａの制御チャネルの受信方法について説明する。各端末は、ブラインドデコードという手法を用いて自端末宛の制御情報を検出する。ＰＤＣＣＨは、システム帯域幅の中の共通サーチスペース（ＣＳＳ；Common Search Space）と呼ばれる伝送モード切り替えにより通信が切断されるのを防ぐ目的で全端末検出可能な周波数領域と、伝送モードに応じて各端末宛の制御情報を配置するユーザ固有サーチスペース（ＵＳＳＳ；UE Specific Search Space）と呼ばれる周波数領域に配置される。
【００４６】
図１１に、共通サーチスペースとユーザ固有サーチスペースの概念を示す。ここでは、システム帯域幅を２０ＭＨｚとした場合を一例として説明する。この場合、サブキャリア数は１２００であり、ＣＣＥの数を３３して説明する。まず、周波数領域において、４サブキャリアを１ＲＥＧ（Resource Element Group）と定義し、９ＲＥＧを１ＣＣＥ（Control Channel Element）とする。つまり、１ＣＣＥは３６サブキャリアから構成される。図１１の１１０１は共通サーチスペースを示す周波数領域であり、システム帯域の先頭周波数から１６ＣＣＥに配置される。図１１の１１０２は、ユーザ固有サーチスペースを表わしており、どのＣＣＥでも割り当てることができる。次に、それぞれのサーチスペースへのＰＤＣＣＨの配置方法について示す。ＰＤＣＣＨはカバレッジを確保するために、所要品質に応じて符号化率を変更できるよう、割当帯域幅を変更するアグリゲーションレベルを設定することができる。図１２に、アグリゲーションレベルを示す。制御局からの距離が近い場合には、アグリゲーションレベル１や２を使用することで、少ない無線リソースで制御情報を送信でき、制御局からの距離が遠い場合には、アグリゲーションレベル４や８など多くの無線リソースを使うことで低い符号化率で制御情報を通知することができ、カバレッジを確保することができる。
【００４７】
共通サーチスペースに配置される場合は、アグリゲーションレベル４か８が設定され、ユーザ固有サーチスペースに配置される場合には、所要品質に応じて任意のアグリゲーションレベルが選択され、アグリゲーションレベル毎、端末毎、サブフレーム毎にハッシュ関数で設定される値をＰＤＣＣＨの配置の先頭位置とする。図１３に、ユーザ固有サーチスペースの配置の概念を示す。アグリゲーションレベル１が１３０１、アグリゲーションレベル２が１３０２、アグリゲーションレベル４が１３０３、アグリゲーションレベル８が１３０４である。このとき、各アグリゲーションレベルでｍｏｄ（ｉ，Ｌ）＝０となるＣＣＥを先頭とする。ただし、ｉはＣＣＥ番号、Ｌはアグリゲーションレベル、ｍｏｄは剰余演算である。
【００４８】
このように配置されたＰＤＣＣＨを、各端末は探索を行い、端末は制御情報のビット数の候補と全ての周波数候補を基に復号する。ビット数が同じ場合は、制御情報に含まれるフラグやユーザＩＤで識別する。これが背景技術でも説明したブラインドデコードである。このブラインドデコードの回数は伝送モードにより異なることが検討されており、上述のＲｅｌ−８シングルアンテナ送信モード、Ｒｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードは４４回、ＭＩＭＯ送信モードは６０回とすることが検討されている。
【００４９】
これは、Ｒｅｌ−８およびＲｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードは、同じ制御情報のビット数で通知しなければならず、Ｒｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードはＲｅｌ−８と同じ制御情報量であることから、周波数配置に関する情報ビットの制約により、サポートできるクラスタ数が減ってしまうという問題がある。一方、ＭＩＭＯ送信モードでは、ブラインドデコードの回数が６０回とシングルアンテナ送信モードよりも多いので、新たな制御情報を仕様化してもよいことを意味している。
【００５０】
一般に、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、サポートできるクラスタ数が多いほどスループットが高くなることは既に公知であり、Ｒｅｌ−１０シングルアンテナ送信モードの制御情報によりスループットが低下する。しかし、ＭＩＭＯ送信モードでは、ブラインドデコードの回数が多いことから、サポート可能なクラスタ数も多いと考えられる。したがって、シングルアンテナ送信モードで運用させる際においても、ＭＩＭＯ送信モードで使用する制御情報を通知することができれば、多くのクラスタ数をサポートできるシングルアンテナ送信モードの端末が増え、システム全体の効率を改善することができる。
【００５１】
次に、ＭＩＭＯ送信モードでは、複数の送信アンテナで送信する際に、基地局で信号が同相で受信されるよう制御するプレコーダが定義されている。図１４に、送信アンテナ数を２とした場合に使用されるプレコーディングのパラメータを示す。Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｌａｙｅｒｓ υは、空間多重される信号の数を示しており、υ＝１の場合は、２本の送信アンテナに同じ信号が割り当てられ、υ＝１のベクトルの中からアレイゲイン（ビームゲイン）の高くなるものを１つ選択し、送信信号に乗算されて送信されることになる。υ＝２の場合は、単位行列であることから、それぞれのアンテナからそれぞれ異なる信号がそのまま送信される。ここで、レイヤ数１のコードブックインデックス４、５は一方の送信アンテナから何も送信しないことを意味している。これは本来、送信アンテナ間の減衰量が大きく異なる場合（ＡＧＩ；Antenna Gain Imbalance）に適用されるべきものであるが、シングルアンテナ送信モードと実質同じであり、シングルアンテナ送信モードでこれを通知すれば、クラスタ数の多いシングルアンテナ送信モードを実現することができる。
【００５２】
図１５に実施形態に係る端末に適用される送信装置のブロック図の一例を示す。受信アンテナ１５１０で受信された制御情報は、無線部１５１１によりベースバンド信号に変換され、ＰＤＣＣＨ検出部１５１２により制御情報を得る。次に、制御情報検出部１５１４により制御情報に含まれるＭＣＳや周波数割当情報など、それぞれの各種情報を検出する。このとき、まず、コードブックインデックス検出部１５１３において、端末にコードブックインデックス４、５があるかどうかを検出する。次に端末にコードブックインデックス４、５が存在していた場合には、存在していたか否かの情報を制御情報検出部１５１４に入力する。制御情報検出部１５１４では、コードブックインデックス４、５が存在していたか否かの情報を基に周波数割当に関する情報を検出し、周波数配置検出部１５１５により周波数割当を決定する。
【００５３】
本実施形態において、ＭＩＭＯ送信モードとシングルアンテナ送信モードは、周波数配置情報の情報源符号化方法が異なる可能性があるため、先にコードブックインデックスを検出し、その情報を基にビット列から周波数割当情報を検出する構成となっている。これらの制御情報を基に、端末は、ビット系列を符号部１５０１により誤り訂正符号化し、変調部１５０２により変調シンボルに変換される。次に、ＤＦＴ部１５０３により周波数信号に変換され、周波数配置部１５０４により通知された周波数割当情報に基づき周波数に配置される。その後、ＩＦＦＴ部１５０５においてＩＦＦＴにより時間信号に変換され、参照信号多重部１５０６により参照信号を多重される。最後に、ＣＰ挿入部１５０７によりＣＰを挿入され、無線部１５０８において無線信号にアップコンバートされ、送信アンテナ１５０９から送信される。
【００５４】
図１６に、制御局装置のスケジューリング部２１３の構成の一例を示す。スケジューリング部２１３は、伝搬路状態推定部２１２から入力された伝搬路状態に関する情報を基に、伝送モードに応じてコードブックインデックス決定部１６０１においてアンテナの一方を停波するコードブックを選択し、割当情報決定部１６０２において、割当情報を決定する。次に制御情報生成部１６０３においてコードブックインデックス決定部１６０１と割当情報決定部１６０２から出力された情報から制御情報を生成し、制御信号生成部２１４およびバッファ２１７へ入力する。
【００５５】
本実施形態のポイントは、シングルアンテナ送信であってコードブックインデックスを検出する手段を有し、コードブックインデックス４、５を用いて通知されることである。これにより、シングルアンテナ送信モードのサポートできるクラスタ数が多くなるため、スループットを高くすることができる。本発明は、送信アンテナ数は何本でもよく、全送信アンテナのうち、１本のみが送信されるコードブックインデックスを選択して端末装置にシングルアンテナ送信モードとして動作させるために通知することを特徴とする。
【００５６】
［第３の実施形態］
本実施形態では、端末がＳＵ−ＭＩＭＯを行なう際のランクに応じて、最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数を変える方法について説明を行なう。
【００５７】
本実施形態に係る端末に適用される送信装置および制御局に適用される受信装置の構成は、図１および図２と同様である。端末がデータ送信に用いる周波数帯域は制御局のスケジューリング部２１３で決定され、スケジューリング部２１３は図１７の構成となる。スケジューリング部２１３には、伝搬路状態推定部２１２より推定された伝搬路情報が入力され、この伝搬路情報はランク情報決定部８０１と割当情報決定部１７０２へ入力される。ランク情報決定部８０１では、第１の実施形態における図８と同様、各アンテナの伝搬路情報に基づき、アップリンクの伝送に用いるランクの決定を行う。ここで、ランクはスケジューリングを行う度に変更しても良いし、一定の周期で変更しても良い。決定されたランクは制御情報生成部８０３と割当情報決定部１７０２に入力される。割当情報決定部１７０２では、伝搬路情報とランクの情報が入力され、ランクに応じて最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数を変更した上で、端末に割り当てる周波数位置の決定を行う。
【００５８】
一方、本実施形態の端末における周波数配置検出部１１５の構成を図１８に示す。周波数配置検出部１１５は第１の実施形態における図９と同じブロック構成から成るが、周波数配置特定部９０３が周波数配置特定部１８０３である点で異なる。周波数配置特定部１８０３は入力されたランク情報に基づいて最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数を決定する。ここで、最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧ数の決定は制御局の割当情報決定部１７０２と同様の定義に基づいて行われることにより、正しく周波数配置の特定を行うことができる。
【００５９】
ここで、端末への周波数割り当ては、連続的な周波数帯域とし、周波数位置を図１９の割当開始のＲＢと割り当てるＲＢ数で基地局が端末に通知する例について説明する。この場合、割当開始のＲＢは全てのＲＢを示すことが可能であり、割り当てるＲＢ数を１ＲＢ単位で指定可能となる。そのため、最小の割当ＲＢ数は１ＲＢとなる。このような１ＲＢ単位で任意の周波数を割り当てることで、より伝搬路利得の高い周波数を選択して割り当てることが可能となる。一方で、伝搬路利得の高い端末は、より高いランクが選ばれるため、１ＲＢあたりでより多くのデータ送信を可能とする。また、高いランクでのデータ伝送が必要な端末は、多くのデータを送信することが考えられる。よって、ランクが高いほど良好な伝搬路且つ、より多くのデータ伝送が必要であることから、図２０に示される表のように最小の割当ＲＢ数を決定する。ただし、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４とし、ＲＢｍｉｎ（１）＜ ＲＢｍｉｎ（２）＜ ＲＢｍｉｎ（３）＜ ＲＢｍｉｎ（４）を満たすものとする。上記の一例として、ランクｒｉを２とし、その場合の最小の割当ＲＢ数ＲＢｍｉｎ（ｉ）を４ＲＢとすると、図１９の割当開始ＲＢがＲＢ５の場合には、ＲＢ８までは必ず連続的に割当が行われることを意味する。ランクが１の場合には、最小の割当ＲＢ数ＲＢｍｉｎ（ｉ）を２ＲＢとする、もしくは従来と同様に１ＲＢとするなど、最小の割当ＲＢ数を小さくする。
【００６０】
上記の例では、ランクｒｉの割当ＲＢ数Ｎａｌｌｏｃは、次式を満たす整数となる。
【数１】
ただし、Ｎｓｙｓ＿ｒｂは割当可能なＲＢ数の合計とし、図１９では合計のＲＢ数である２０となる。割当ＲＢ数Ｎａｌｌｏｃは、ランクｒｉに応じて、以下の様に制限しても良い。
【数２】
ただし、ｍは１以上の整数とする。
【００６１】
なお、上記はＮａｌｌｏｃを決定する一例であり、ランクｒｉの場合にＲＢｍｉｎ（ｉ）の整数倍に限定されるものではない。そのため、Ｎａｌｌｏｃは次式を満たすＲＢｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙの整数倍としても良い。
【数３】
例えば、ランクｒｉが２、最小の割当ＲＢ数ＲＢｍｉｎ（ｉ）を４ＲＢとし、ＲＢｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙを２ＲＢとしても良い。
【００６２】
端末の使用する周波数位置の別の指定法として、１以上のＲＢをＲＢＧとし、ＲＢＧ単位で割当周波数位置を通知する例について説明する。従来のＲＢＧを構成するＲＢ数はシステム帯域幅、つまり割当可能なＲＢ数により決定していた。しかしながら、より多くのデータを送信するランクの高い端末はより多くのＲＢを必要とすることから、ＲＢＧのサイズが大きくても良い。一方で、ランクの低い端末は、周波数の選択性が強く、ＲＢＧのサイズが小さいことが好ましい。そこで、ランクに応じて、図２１に示される表のようにＲＢＧサイズを決定する。ただし、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４とし、ＲＢＧｓｉｚｅ１＜ＲＢＧｓｉｚｅ２＜ＲＢＧｓｉｚｅ３＜ＲＢＧｓｉｚｅ４を満たすものとする。例えば、ランクが２の場合には、ＲＢＧを構成するＲＢ数を４とし、ランクが１の場合にはＲＢＧを構成するＲＢ数を１とする。
【００６３】
本実施形態ではランクに応じて、最小の割当ＲＢ数もしくはＲＢＧのサイズを変更し、ランクの低い端末は割当可能な最小サイズを小さくすることで、より周波数選択ダイバーシチ効果を得ることができ、スループットを改善できる。一方、より多くのデータ伝送を必要としているランクの高い端末は、少ない制御情報量で帯域割当が可能となり、オーバヘッドが減ることから、セル全体のスループットを向上することができる。
【００６４】
［第４の実施形態］
本実施形態では、端末がＳＵ−ＭＩＭＯを行なう際のランクに応じて、使用可能なＲＢ数の上限値が異なる場合について説明を行なう。
【００６５】
本実施形態に係る端末に適用される送信装置および制御局に適用される受信装置の構成は、図１および図２と同様である。ただし、図１に示される周波数配置検出部１１５における機能、および図２に示されるスケジューリング部２１３における機能の一部が他の実施形態とは異なる。
【００６６】
本実施形態におけるスケジューリング部２１３の構成を図２２に示す。図２２は第３の実施形態における図１７のスケジューリング部と同じブロックから構成されるが、割当情報決定部１７０２が割当情報決定部２２０２であり、異なる機能を有する。伝搬路状態推定部２１２からの入力は、スケジューリング部２１３内のランク情報決定部８０１に入力される。ランク情報決定部８０１では、入力された各端末の各送信アンテナの伝搬路状態推定値を用いて、次のアップリンクの伝送機会に、各端末がどのランクで伝送を行なうかの決定が行なわれる。ランクは１から送信アンテナ本数のいずれかの値である。ランク情報決定部８０１の出力は割当情報決定部２２０２および制御情報生成部８０３に入力される。割当情報決定部２２０２には、伝搬路状態推定部２１２から各送信アンテナにおけるＲＢ毎の受信品質も入力される。割当情報決定部２２０２では、各送信アンテナにおけるＲＢ毎の受信品質推定値とランク情報を用いて割当を決定する。割当基準については後述する。割当情報決定部２２０２の出力は、制御情報生成部８０３に入力される。制御情報生成部８０３では、入力されたランク情報と割当情報、また図示しないプリコーディング行列を示すＰＭＩ等を結合し制御情報を生成し、制御信号生成部２１４およびバッファ２１７に入力する。
【００６７】
ここで、ＬＴＥの上りリンクでは割当可能なＲＢ数の最大値をＮＲＢｍａｘ，ＵＬとして定義している。つまりＬＴＥにおける割当情報決定部ではＮＲＢｍａｘ，ＵＬを超えないように割当を決定する。そこで本実施形態では、割当可能なＲＢ数の最大値をランク等によって制限を与える。例えば、ランクをＲ、使用送信アンテナ数をＮｔとした場合に、割当可能なＲＢ数の最大値を次式のように定義する。
【数４】
このように、割当可能なＲＢ数の最大値に制限を与えることで、低ランクの時に最大値を下げるため、割当情報の情報量を削減することができる。また制限の方法は数式１だけには限定されず、ＮＲＢｍａｘ，ＵＬとＲから割当可能なＲＢ数が決定されればどのような方法でもよい。また、図２３のように送受信で予め決められた表を用いて指定される形でもよい。
なお、割当可能なＲＢ数の最大値はランク毎にすべて異なっている必要はない。例えば、図２３で示しているようにランク３とランク４で同じ割当可能なＲＢ数の最大値としてもよい。
【００６８】
上記では端末における最大割当数を制限する例について説明を行なったが、次に割当可能な周波数の範囲を限定する際の割当情報決定部の割当方法について図２４を用いて説明を行なう。図２４において数字のボックスは、システム帯域での割当単位（ＲＢあるいはＲＢＧ）を表わしている。
【００６９】
本実施形態では、ランク情報決定部８０１から割当情報決定部２２０２に入力されたランクによって、割当可能な帯域が制限される。例えば、ある端末のランクが４であることが、ランク情報決定部８０１から割当情報決定部２２０２に通知された場合、図２４に示すように、システム帯域全体が割当候補となる。したがって、割当はＲＢ０〜ＲＢ１９のすべてを用いることができる。なお、割当は離散的としてもよいし、連続的にすることも可能である。また、ランク情報決定部８０１からランクが３であることが通知された場合、図２４の例では、ブロック０が割当対象となる。一方、ランク情報決定部８０１からランクが２であることが通知された場合、割当候補となるＲＢＧを制限する。図２４の例では、ランク２はシステム帯域幅の１／２にあたるブロック０（ＲＢ０〜ＲＢ９）までが割当対象となる。また図２４で示すように、ブロックＢ（ＲＢ１０〜ＲＢ１９）を割当対象としてもよい。ブロックＡとブロックＢのいずれの範囲から割当を行なったのかを制御局から端末に通知することで、制御局はシステム帯域を有効に使用することができる。また通知を行なうのではなく、送受信で予め決められた方法で指定を行なってもよい。例えば、割り当てられたＲＢ数が奇数である場合はブロックＡ、偶数である場合はブロックＢとしたり、各端末に与えられるサイクリックシフトの値（ＬＴＥでは８つの値のうちいずれかが指定されることになっている）が偶数か奇数かなどで分けたりすることで、通知情報を浪費することなく使用ブロックの通知することが可能である。ランクが１である場合、図２４の例ではブロック０〜ブロック３の４つのブロックの範囲で割当が行なわれることになる。図２４に示すように、各ブロックのサイズは異なってもよいし、同じでもよい。なお図２４ではランク１とランク２とランク３，４という３つの割当制限区分を設けたが、３つである必要はなく、４つそれぞれで異なる制限が行なわれてもよいし、ランク１とランク２〜４という２つの区分を設け、制限を行なってもよい。さらに図２４でブロックＡとブロックＢは重複していないが、各ブロックの割当範囲の一部が重複してもよい。
【００７０】
本実施形態の制御局は、上記のようにランク情報に応じて、周波数割当に制限を与える。この情報は端末でも共有されており、端末の図１の周波数配置検出部１１５では、初めにランクを検出し、ランクに応じて、周波数割当情報のデコード法を変更する。本実施形態の端末における周波数配置検出部１１５の構成を図２５に示す。周波数配置検出部１１５は第１の実施形態における図９と同じブロック構成から成るが、周波数配置特定部９０３が周波数配置特定部２５０３である点で異なる。周波数配置特定部２５０３は入力されたランク情報に基づいて割当可能なＲＢ数の最大値の確認を行う。この時、確認は制御局の割当情報決定部２２０２と同様の定義に基づいて行われることにより、正しく周波数配置の特定を行うことができる。
【００７１】
本実施形態では、このようにランクに応じて割当範囲に制限をかける。このような処理を行なうことで、割当情報を制御局装置が端末装置に通知する際のオーバヘッドを削減することが可能となり、システムスループットを向上させることができる。
【００７２】
上記のそれぞれの実施形態においては、説明の都合上、基地局装置と移動局装置とが一対一の場合を例にとって説明したが、基地局装置および移動局装置は複数であっても良い。また、移動局装置とは、移動する端末に限らず、基地局装置や固定端末に移動局装置の機能を実装することなどにより実現しても良い。
【００７３】
［変形例］
また、以上説明したそれぞれの実施形態において、本発明に関わる端末および制御局装置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。
【００７４】
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および制御局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置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、ＡＳＩＣ、チップセット基板、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００７５】
以上、この発明の実施形態について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。
【符号の説明】
【００７６】
１０１−１〜Ｃ…符号部、１０２−１〜Ｃ…変調部、１０３…レイヤマッピング部、１０４−１〜Ｐ…ＤＦＴ部、１０５…プリコーディング部、１０６−１〜Ｔ…周波数配置部、１０７−１〜Ｔ…ＩＦＦＴ部、１０８−１〜Ｔ…参照信号多重部、１０９−１〜Ｔ…ＣＰ挿入部、１１０−１〜Ｔ…無線部、１１１−１〜Ｔ…送信アンテナ、１１２…受信アンテナ、１１３…無線部、１１４…制御情報検出部、１１５…周波数配置検出部、２０１−１〜Ｒ…受信アンテナ、２０２−１〜Ｒ…無線部、２０３−１〜Ｒ…ＣＰ除去部、２０４−１〜Ｒ…参照信号分離部、２０５−１〜Ｒ…ＦＦＴ部、２０６−１〜Ｒ…ＦＦＴ部、２０７…ＭＩＭＯ分離・合成部、２０８−１〜Ｐ…ＩＤＦＴ部、２０９…レイヤデマッピング部、２１０−１〜Ｃ…復調部、２１１−１〜Ｃ…復号部、２１２…伝搬路状態推定部、２１３…スケジューリング部、２１４…制御信号生成部、２１５…無線部、２１６…受信アンテナ、２１７…バッファ、８０１…ランク情報決定部、８０２…周波数位置指定法決定部、８０３…割当情報決定部、８０４…制御情報生成部、９０１…ランク情報検出部、９０２…割当情報検出部、９０３…周波数配置特定部、１１０１…共通サーチスペース、１１０２…ユーザ固有サーチスペース、１３０１…アグリゲーションレベル１、１３０２…アグリゲーションレベル２、１３０３…アグリゲーションレベル４、１３０４…アグリゲーションレベル８、１５０１…符号部、１５０２…変調部、１５０３…ＤＦＴ部、１５０４…周波数配置部、１５０５…ＩＦＦＴ部、１５０６…参照信号多重部、１５０７…ＣＰ挿入部、１５０８…無線部、１５０９…送信アンテナ、１５１０…受信アンテナ、１５１１…無線部、１５１２…ＰＤＣＣＨ検出部、１５１３…コードブックインデックス検出部、１５１４…制御情報検出部、１５１５…周波数配置検出部、１６０１…コードブックインデックス決定部、１６０２…割当情報決定部、１６０３…制御情報生成部、１７０２…割当情報決定部、１８０３…周波数配置特定部、２２０２…割当情報決定部、２５０３…周波数配置特定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信ストリームにより端末からの通信を受ける際に使用するＲＢを前記端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
前記端末が使用するＲＢを指定した情報と、プレコーティングに関する情報とを同時に含む制御情報を通知し、前記端末が使用するＲＢの指定方法を識別するための情報を通知せず、前記制御情報の一部に関連して識別されることを特徴とする制御局装置。
【請求項２】
前記指定方法を識別するための情報をストリームのランクに関連付けることを特徴とする請求項１記載の制御局装置。
【請求項３】
前記指定方法を識別するための情報を端末が送信可能なストリームの最大ランクに関連付けることを特徴とする請求項１記載の制御局装置。
【請求項４】
前記端末局が使用する周波数位置を指定するための方法には、使用するＲＢの最初の位置と連続して使用するＲＢの数を指定する方法と、連続して使用するＲＢＧ群の各々の最初の位置と最後の位置を指定する方法と、ＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法の３方法のうち少なくとも２方法が含まれることを特徴とする請求項１記載の制御局装置。
【請求項５】
端末局が制御局に対して通信を行う際に使用する周波数位置を制御局から端末局に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
少なくともプレコーディングに関する情報を含む制御情報を通知し、端末局をシングルアンテナ送信モードして動作させる際、前記プレコーディングに関する情報の一つを指定することを特徴とする制御局装置。
【請求項６】
複数の送信ストリームにより端末局が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末局に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
各端末が送信するストリーム数によって、端末に割り当てる最小のＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢを使用するＲＢの最初の位置と数によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする制御局装置。
【請求項７】
複数の送信ストリームにより端末局が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末局に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
各端末が送信するストリーム数によって、ＲＢＧを構成するＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢをＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする制御局装置。
【請求項８】
複数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に、使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
前記端末が送信するストリーム数によって、前記端末に割り当て可能なＲＢ数を変更し、前記端末が使用するＲＢを、前記割り当て可能なＲＢ数に応じた方法により指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする制御局装置。
【請求項１】
複数の送信ストリームにより端末からの通信を受ける際に使用するＲＢを前記端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
前記端末が使用するＲＢを指定した情報と、プレコーティングに関する情報とを同時に含む制御情報を通知し、前記端末が使用するＲＢの指定方法を識別するための情報を通知せず、前記制御情報の一部に関連して識別されることを特徴とする制御局装置。
【請求項２】
前記指定方法を識別するための情報をストリームのランクに関連付けることを特徴とする請求項１記載の制御局装置。
【請求項３】
前記指定方法を識別するための情報を端末が送信可能なストリームの最大ランクに関連付けることを特徴とする請求項１記載の制御局装置。
【請求項４】
前記端末局が使用する周波数位置を指定するための方法には、使用するＲＢの最初の位置と連続して使用するＲＢの数を指定する方法と、連続して使用するＲＢＧ群の各々の最初の位置と最後の位置を指定する方法と、ＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法の３方法のうち少なくとも２方法が含まれることを特徴とする請求項１記載の制御局装置。
【請求項５】
端末局が制御局に対して通信を行う際に使用する周波数位置を制御局から端末局に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
少なくともプレコーディングに関する情報を含む制御情報を通知し、端末局をシングルアンテナ送信モードして動作させる際、前記プレコーディングに関する情報の一つを指定することを特徴とする制御局装置。
【請求項６】
複数の送信ストリームにより端末局が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末局に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
各端末が送信するストリーム数によって、端末に割り当てる最小のＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢを使用するＲＢの最初の位置と数によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする制御局装置。
【請求項７】
複数の送信ストリームにより端末局が制御局に対して通信を行う際に使用するＲＢを制御局から端末局に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
各端末が送信するストリーム数によって、ＲＢＧを構成するＲＢ数を異なる値とし、端末に割り当てるＲＢをＲＢＧ単位で使用の可否を示す方法によって指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする制御局装置。
【請求項８】
複数の送信ストリームにより端末が制御局に対して通信を行う際に、使用するＲＢを制御局から端末に送信する制御情報を用いて通知する制御局装置であって、
前記端末が送信するストリーム数によって、前記端末に割り当て可能なＲＢ数を変更し、前記端末が使用するＲＢを、前記割り当て可能なＲＢ数に応じた方法により指定し、制御情報に含めて送信することを特徴とする制御局装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−３９２１５（Ｐ２０１２−３９２１５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７５２２１（Ｐ２０１０−１７５２２１）
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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