移動局装置、基地局装置、無線通信システム、通信方法および制御プログラム
【課題】移動局装置が高いドップラー周波数である環境において、ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳを増加させることにより伝搬路推定精度を改善する際に、ＤＭＲＳの増加するシンボル数を切り替える。
【解決手段】基地局装置１００との間で無線通信を行なう移動局装置２００であって、基地局装置１００から制御情報を受信する受信部２１０と、受信した制御情報に基づいて、基地局装置１００が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するスケジューリング情報管理部２２０と、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置１００に対して送信する送信部２３０と、を備える。
【解決手段】基地局装置１００との間で無線通信を行なう移動局装置２００であって、基地局装置１００から制御情報を受信する受信部２１０と、受信した制御情報に基づいて、基地局装置１００が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するスケジューリング情報管理部２２０と、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置１００に対して送信する送信部２３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信および受信する基地局装置、移動局装置を有する移動通信システムにおいて、受信品質を向上するための前処理方法および、その受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、第３世代無線アクセス技術の進化（Long Term Evolution：以下、「LTE」と呼ぶ）や、さらなる通信速度の高速化へ向けたＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅ（以下、「LTE-A」と呼ぶ）についても検討が行なわれている。ＬＴＥにおいて、上りリンクにおけるユーザのデータ信号を送信する上りリンク共用チャネル（PUSCH:Physical Uplink Shared Channel）では、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を想定して、基地局装置から時間、周波数で分割されるリソースが割り当てられる。
【０００３】
ＰＵＳＣＨにおけるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルには、上りリンク信号の復調に利用するデータ信号復調用途の参照信号（DMRS:DeModulation Reference Signal）が含まれている。ＤＭＲＳは、移動局装置のＰＵＳＣＨの送信に対して、基地局装置が復調するために必要な伝搬路推定をするために、（１SC-FDMAシンボル）ｘ（割り当てられたRBの全帯域）にわたり挿入されている。
【０００４】
ＤＭＲＳでは、ＰＵＳＣＨの復調に必要な伝搬路推定を行ない、伝搬路補償する目的で利用されるが、移動局装置の移動速度、上りリンク信号の送信に利用する搬送波周波数によって決定されるドップラー周波数が上昇するにつれ、伝搬路特性の時間変動が大きくなり、ＤＭＲＳが時間領域で疎に配置されるにつれて伝搬路推定精度が劣化する。サンプリング定理によれば、補償する最大のドップラー周波数をｆｄｍａｘ（Hz）とすると、最適なＤＭＲＳ配置間隔ＴＦ（s）はＴＦ＝１／（2fdmax）であり、つまり、ｆｄｍａｘ＝１／（2TF）となる。
【０００５】
ここで、ドップラー周波数はＶ／λであり、Ｖは移動局装置の速度（m/s）、λ（m）は搬送波周波数の波長を示している。ＬＴＥにおけるＤＭＲＳの配置は、１／２ｍｓ間隔であるため、理論上ｆｄｍａｘ＝１０００Ｈｚまでのドップラー周波数に対応し、伝搬路補償を行なうことが可能である。非特許文献１によれば、ＬＴＥ−Ａでは、２．６ＧＨｚ、５００ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数（＝１２４６Hz））においてもリンクの維持をすることが提案されている。さらに、搬送波周波数４．７ＧＨｚ、３５０ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数（＝１５６２Hz））においてもリンクを維持することが望ましい。
【０００６】
一方、単位時間あたりに伝送することが可能となる処理能力を示す指標にスループットがある。スループットは、ビット当たりの誤り率×送信ビット数で定義すると、送信ビット数が同じ場合には、ビット当たりの誤り率がスループットに影響を与える。ビット誤り率は、ＤＭＲＳによる伝搬路推定精度や誤り訂正符号の誤り訂正能力、ＳＮＲ（信号対雑音電力比：Signal to Noise power Ratio）などにより決定される。同じ誤り訂正能力の符号、同じＳＮＲの場合には、ビット当たりの誤り率は、ＤＭＲＳの伝搬路補償精度に依存する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Impact of Higher Carrier Frequencies onto the Uplink of LTE-A”、3GPP TSG RAN WG1 #54、 R1-083133、2008年8月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳの配置では、移動局装置において、ドップラー周波数１０００Ｈｚまで対応可能であるが、ＬＴＥ−Ａでは、搬送波周波数２．６ＧＨｚ、移動局装置の速度５００ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数１２４６Hz）や搬送波周波数４．７Ｇｈｚ、移動局装置の速度３５０ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数１５６２Hz）においても、通信状態を維持できるだけの伝搬路の推定精度を確保する必要がある。
【０００９】
上記問題点に対し、このような高いドップラー周波数の場合にも推定精度が劣化しないために、ＰＵＳＣＨへ追加するＤＭＲＳのシンボル数を増加することが有効である。しかしながら、ＤＭＲＳのシンボル数を増加することは、伝搬路推定精度の改善には有効であるが、ＤＭＲＳを増加するとともに、ＰＵＳＣＨに含むことのできるビット数が減少し、スループット特性が劣化することから、常にＤＭＲＳのシンボルを増加することは望ましくない。そこで、状況に応じてＤＭＲＳを増加する必要がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動局装置が高いドップラー周波数である環境において、ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳを増加させることにより伝搬路推定精度を改善する際に、ＤＭＲＳの増加するシンボル数を切り替えることが可能な移動局装置、基地局装置、無線通信システム、通信方法および制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の移動局装置は、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置であって、前記基地局装置から制御情報を受信する受信部と、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するスケジューリング情報管理部と、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
このように、基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するので、移動局装置は、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００１３】
（２）また、本発明の移動局装置において、前記制御情報は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号を含むことを特徴とする。
【００１４】
このように、制御情報が、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号を含むので、移動局装置は、時間的変動が大きくなった場合にも伝搬路補償精度を低下させないことが可能となる。
【００１５】
（３）また、本発明の移動局装置において、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号は、高速移動時にのみ利用されるフォーマットを用いて通知されることを特徴とする。
【００１６】
このように、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号は、高速移動時にのみ利用されるフォーマットを用いて通知されるので、３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることが可能であり、様々なドップラー周波数によって、３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能となる。
【００１７】
（４）また、本発明の移動局装置において、前記制御情報は、フラグとスロットホッピングとの組み合わせによって、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を一意に示すことを特徴とする。
【００１８】
このように、制御情報が、フラグとスロットホッピングとの組み合わせによって、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を一意に示すので、移動局装置は、伝搬路補償精度を向上し、スループットも著しく低下させないことが可能となる。また、Ｓｌｏｔ ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇを利用することによりＤＭＲＳの追加シンボル数を決定するため、上位レイヤにおける切り替えなしにＤＭＲＳの追加シンボル数を決定できるため、移動局装置の急激な環境の変化においても様々なドップラー周波数に対応し、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能となる。
【００１９】
（５）また、本発明の移動局装置において、ホッピングパターンを示す信号とスロットホッピングの有無を示す信号との組み合わせで前記スロットホッピングの有無が決定されることを特徴とする。
【００２０】
このように、ホッピングパターンを示す信号とスロットホッピングの有無を示す信号との組み合わせでスロットホッピングの有無が決定されるので、移動局装置の急激な環境の変化においても様々なドップラー周波数に対応し、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能となる。また、スロットホッピングが有効であるかを示す信号が１つである場合に比べて、多くのパターンを作り出すことができる。
【００２１】
（６）また、本発明の移動局装置において、前記スケジューリング情報管理部は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を変更することを示す制御情報を受信するまで、前記決定したシンボル数を有効とすることを特徴とする。
【００２２】
このように、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を変更することを示す制御情報を受信するまで、決定したシンボル数を有効とするので、基地局装置は、サブフレーム毎にＤＭＲＳのシンボル数を通知せずに制御することが可能となる。
【００２３】
（７）また、本発明の基地局装置は、移動局装置との間で無線通信を行なう基地局装置であって、上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するスケジューリング部と、前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信する基地局側送信部と、前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信する基地局側受信部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このように、基地局装置が、上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するので、移動局装置は、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００２５】
（８）また、本発明の無線通信システムは、（１）から（６）のいずれかに記載の移動局装置と、（７）記載の基地局装置と、から構成されることを特徴とする。
【００２６】
このように、無線通信システムが、（１）から（６）のいずれかに記載の移動局装置と、（７）記載の基地局装置と、から構成されるので、移動局装置は、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００２７】
（９）また、本発明の通信方法は、移動局装置と基地局装置との間で無線通信を行なう通信方法であって、前記基地局装置において、上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するステップと、前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信するステップと、前記移動局装置において、前記基地局装置から制御情報を受信するステップと、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するステップと、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信するステップと、前記基地局装置において、前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００２８】
このように、移動局装置は、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置に対して送信するので、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００２９】
（１０）また、本発明の制御プログラムは、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置の制御プログラムであって、受信部において、前記基地局装置から制御情報を受信する処理と、スケジューリング情報管理部において、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定する処理と、送信部において、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する処理と、の一連の処理がコンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化されたことを特徴とする。
【００３０】
このように、移動局装置は、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置に対して送信するので、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳの配置では、移動局装置におけるドップラー周波数１０００Ｈｚまでの環境に対応しているが、本発明では、移動局装置におけるドップラー周波数２０００Ｈｚまでのドップラー周波数に対応することが可能となる。また、常にドップラー周波数２０００Ｈｚに対応する方法では、スループット特性が劣化するため、伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置から移動局装置へ時間、周波数リソース、ＤＭＲＳが割り当てられ、その時間、周波数割り当てに応じた上りリンクの上りリンク信号（PUSCH）の送信を行なうシーケンスチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が０シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が２シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態において、ＬＴＥからＤＭＲＳを１サブフレームに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加した場合を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【図１２】ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおける時間および周波数で分割されるリソース管理の原理を示す図である。
【図１３】１サブフレームに含まれる参照信号について示した図である。
【図１４Ａ】最近傍補間による伝搬路推定法を示す図である。
【図１４Ｂ】線形補間による伝搬路推定法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次世代セルラー移動通信の一方式として、国際的な標準化プロジェクトである３ＧＰＰにおいて、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）とＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）を発展させたネットワークの仕様に関して検討が行なわれている。３ＧＰＰでは、以前からセルラー移動通信方式について検討されており、第３世代セルラー移動通信方式として、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が標準化された。また、通信速度を更に向上したＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）も標準化され、サービスが運用されている。
【００３４】
図１２は、ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおける時間および周波数で分割されるリソース管理の原理を示す図である。図１２において、横軸は時間を、縦軸は周波数を表している。時間領域における分割の単位をＳＣ−ＦＤＭＡシンボルと呼び、周波数方向における分割の単位を１サブキャリアと呼ぶ。１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル×１サブキャリアを１リソースエレメント（RE:Resource Element）と呼び、情報多重の最小単位として利用される。また、図１２は１リソースブロック（RB:Resourece Block）という単位であり、時間方向に７ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル、周波数方向に１２サブキャリアから構成される。周波数方向におけるリソースブロック数はシステムの帯域幅に依存している。
【００３５】
また、時間方向については、１リソースブロックが占める時間単位を１スロットと呼び、これを２つ合わせて、１サブフレームと呼ぶ。リソース割り当ての最小単位としては、二つのスロットにおいて２リソースブロックとなる。ここで、二つのスロットは必ずしも同じ周波数が割り当てられるわけではなく、周波数ダイバーシチ獲得のためにスロット毎にホッピングして配置されることもある。
【００３６】
図１３は、１サブフレームに含まれる参照信号について示した図である。図１３において、横軸は時間、縦軸は周波数を示している。１サブフレームのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号１３の１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルには、上りリンク信号の送信の際にスケジューリングなどの参考に利用するために伝搬路特性を算出する参照信号（SRS:Sounding Reference Signal）が含まれる場合がある。ＳＲＳは、単一の移動局装置へ割り当てられるＲＢにおいて送信される場合もあれば、複数の移動局装置へ割り当てられるＲＢに渡って送信される場合もある。また、移動局装置が割り当てられる可能性のある全ＲＢにおいて、ＳＲＳが送信される場合もある。このように、セル内のいずれかの移動局装置において、割り当てられるＲＢと同じＲＢでＳＲＳが送信される場合には、残りの移動局装置において、データ信号や他の参照信号をそのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにおいて送信することはできない。
【００３７】
また、各スロットの中央（SC-FDMAシンボル番号３と１０）の１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルには、上りリンク信号の復調に利用するデータ信号復調用途の参照信号（DMRS）が含まれている。ＤＭＲＳは、移動局装置のＰＵＳＣＨの送信に対して、基地局装置が復調するために必要な伝搬路推定するために、（１SC-FDMAシンボル）ｘ（割り当てられたRBの全帯域）にわたり挿入されている。ＬＴＥでは、図中のＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号３番の位置にＤＭＲＳが配置されていることが決められている。ここで、ＤＭＲＳには、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude and Zero Auto-Correlation）系列が用いられており、割り当てられたＲＢの数に応じた系列長が利用される。また、ＣＡＺＡＣ系列とは、時間領域および、周波数領域において一定振幅かつ自己相関特性に優れた系列のことである。時間領域で一定振幅であることからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を低く抑えることが可能である。
【００３８】
ＤＭＲＳにおける伝搬路推定では、まず、受信信号に含まれるＤＭＲＳに対して逆拡散を行ない、ＤＭＲＳが挿入された部分の伝搬路特性を抽出する。受信信号に含まれる各スロットにおける１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳを利用して、ＤＭＲＳを除くＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの伝搬路推定を行なう。ここで、時間領域における伝搬路の補償の具体的な方法として、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｖｒｅｒａｇｅや線形補間、最近傍補間などがある。
【００３９】
Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｖｅｒａｇｅは、ドップラー周波数がＤＭＲＳの時間間隔に対して十分に小さく、複数のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルから算出された伝搬路情報の平均化を行なう手法であり、ノイズリダクションによる推定精度向上を目的とした手法である。一方、線形補間は伝搬路が緩やかに変動している場合にその変動に追従した伝搬路を推定することを目的とした手法であり、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｖｅｒａｇｅのようなノイズ軽減効果は得られない。これらの方法は、少なくとも２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳが必要である。一方、最近傍補間は、１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのみのＤＭＲＳによって補間を行なうことが可能であり、時間的に最も近いＤＭＲＳシンボルの伝搬路情報をそのまま補間値として利用する。最近傍補間は、ＤＭＲＳが挿入された間隔に対して伝搬路の時間的変動が比較的大きい場合に有効な方法である。
【００４０】
図１４Ａは、最近傍補間による伝搬路推定法を示す図である。図１４Ｂは、線形補間による伝搬路推定法を示す図である。ここで、横軸は時間を示しており、縦軸は伝搬路推定値として、複素振幅値を表している。また、ｘ０は１サブフレーム中の１ｓｔスロットにおけるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号を示し、ｙ０はｘ０におけるＤＭＲＳで抽出した伝搬路特性値を示しており、ｘ１は１サブフレーム中の２ｎｄスロットにおけるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号を示し、ｙ１はｘ１におけるＤＭＲＳで抽出した伝搬路特性値を示している。さらに、ｘはＤＭＲＳではない伝搬路補償すべきＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを示し、ｙはｘにおける伝搬路推定値である。最近傍点による補間では、各スロットに含まれたＤＭＲＳを利用して抽出した伝搬路特性を各スロットにおける全ての時間において同じとして補間し伝搬路補償を行なう。
【００４１】
一方、線形補間は、同じ周波数で配置されたＤＭＲＳで抽出した伝搬路特性が少なくとも２つ必要であり、ＰＵＳＣＨのように各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルずつ配置された場合には、スロット間ホッピングされていない場合に利用可能である。線形補間は、１サブフレームでスロット間ホッピングされることなしに、同じ周波数が割り当てられる場合に、２スロットのＤＭＲＳにおいて抽出した伝搬路特性間を直線的であるとして各ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの補間を行ない、伝搬路補償を行なう。上記、ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳの配置では、最近傍点による補間と線形補間を比較すると、線形補間の方が高い伝搬路推定精度を持たせることができる。特に、移動局装置の移動速度が高く、高いドップラー周波数を有する環境である場合には、スロット間ホッピングによる利得よりも伝搬路補償精度を高めることの方が良好な特性を得ることが可能である。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による移動通信システムは、移動局装置と基地局装置とを有している。第１の実施形態では、移動局装置のアンテナ本数１本、基地局装置のアンテナ本数１本を有している場合を示している。なお、移動局装置のアンテナ本数、基地局装置のアンテナ本数ともに１本である必要はなく、２本以上であっても良い。
【００４３】
図１は、本発明の基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。図１に示された基地局装置１００は送信部（基地局側送信部）１１０、スケジューリング部１２０、受信部（基地局側受信部）１３０、およびアンテナ１４０を備えている。送信部１１０は情報多重部１１１、変調部１１２、マッピング部１１３、無線送信部１１４を備えている。また、スケジューリング部１２０は時間・周波数リソース制御部１２１、参照信号制御部１２２、制御情報制御部１２３を備えており、受信部１３０は無線受信部１３１、情報抽出部１３２、伝搬路補償部１３３、合成・復調部１３４を備えている。アンテナ１４０は下りリンク信号の送信および上りリンク信号の受信に必要な数だけ備えられている。
【００４４】
基地局装置１００において生成された、各移動局装置に送信する下りリンクデータと、スケジューリング部１２０から出力される上りリンクデータ信号送信のための時間・周波数リソースの情報は、情報多重部１１１に入力され、各移動局装置に送信するデータが生成される。ただし、情報多重部１１１の情報の形式はここでは問われず、明示的に数十〜数百ビットを用いて送信されてもよく、他の情報から一意に決定される形としてもよい。また、下りリンクデータには各レイヤでの制御情報が含まれていても良い。情報多重部１１１から出力された信号は、スケジューリング部１２０の指定のもとに変調部１１２において変調され、送信される信号形態に変換される。具体的には、ビット列がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどの信号に変調されることであり、スケジューリング部１２０からの制御情報によって変調方式を変えることもある。
【００４５】
変調部１１２により変調された信号はマッピング部１１３に供給され、スケジューリング部１２０の指定に従ったリソースにマッピングする。具体的にＯＦＤＭＡであれば、移動局装置ごとに指定された時間、周波数リソースにマッピングされ、全移動局装置に報知される情報なども然るべき周波数、時間リソースにマッピングされる。マッピング部１１３の出力は無線送信部１１４に供給され、送信方式にあった形態に変換される。具体的にＯＦＤＭＡベースの通信方式であれば、周波数領域の信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transformation）が施されることにより、時間領域の信号が生成される。また、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）による空間多重が採用されていれば、この処理がこのブロックにて行なわれる。無線送信部１１４の出力信号はアンテナ１４０に供給され、ここから各移動局装置へ送信される。
【００４６】
スケジューリング部１２０は、上位レイヤからの制御情報を受け取り、各移動局装置へのリソース割り振りや変調方式、符号化率の決定などを行なっている。特に、時間・周波数リソース制御部１２１は上り、下りを含めてどの情報（制御情報、各移動局装置への信号）をどの時間、周波数リソースに配置するかを制御する機能であり、下りリンクデータのマッピングや上りリンクデータの制御信号の出力管理を行なう。
【００４７】
参照信号制御部１２２は、上りリンクのＰＵＳＣＨの送信において、各移動局装置が利用するＤＭＲＳの割り当てと管理を行なうものである。本実施形態において、参照信号制御部１２２はシングルアンテナにより送信するためのＤＭＲＳを一つの移動局装置に対して１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル割り当てる。ここで、参照信号制御部１２２は、割り当てるＤＭＲＳは１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。さらに、制御情報制御部１２３は、移動局装置におけるＰＵＳＣＨへ含めるＤＭＲＳのシンボル数に応じて通知する情報の管理を行なうものである。
【００４８】
移動局装置から送信された信号はアンテナ１４０で受信された後、無線受信部１３１に入力される。無線受信部１３１はデータや制御信号を受け取り、送信方式に応じたディジタル信号を生成して出力する。具体的にＯＦＤＭベースの通信方式であれば、受信信号をアナログ・ディジタル変換した後、処理時間単位でＦＦＴ処理を施した信号が出力される。無線受信部１３１の出力は情報抽出部１３２に入力され、情報の種類ごとに切り分けが行なわれる。具体的に、受信した信号を、各移動局装置からのデータ毎の切り分けが行なわれる。本実施形態では、情報抽出部１３２では特に対象となる信号が含まれた時間、周波数リソースが切り分けられ出力されるものとする。
【００４９】
情報抽出部１３２の出力は伝搬路補償部１３３に入力される。伝搬路補償部１３３では、入力信号に含まれたＤＭＲＳから伝搬路の推定を行ない、受信信号の補償を行なう。このとき、各スロットに含まれるＤＭＲＳを利用し、そのスロット毎の伝搬路推定を行なうことにより、伝搬路補償する。ここで、１サブフレームにおけるスロット間で周波数ホッピングされていない場合には、２スロットに含まれる２つのＤＭＲＳを利用して、１サブフレーム全体の伝搬路推定を行った後、受信信号の伝搬路補償を行なっても良い。伝搬路補償部１３３の出力は合成・復調部１３４に入力され、複数の入力系列を合成すると同時に送信されたビットを再生する復調処理が行なわれる。合成とは、伝搬路の状況に応じた重み付け加算を行なうことにより、受信品質を高めるための処理である。ここで、伝搬路補償部１３３および合成・復調部１３４についても、その処理順序は問われない。さらに、受信品質を高めるためにＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）を用いることで、これらの処理を同時に行なうことも可能である。
【００５０】
図２は、本発明の移動局装置２００の一構成例を示す機能ブロック図である。各移動局装置２００は図２に示されるように受信部２１０、スケジューリング情報管理部２２０、送信部２３０、およびアンテナ２４０を備えている。受信部２１０は無線受信部２１１、伝搬路補償部２１２、復号処理部２１３を備えている。復号処理部２１３は誤り訂正・検出部２１４、復調部２１５、情報抽出・分離部２１６を備えている。また、スケジューリング情報管理部２２０は上りリンクスケジューリング管理部２２４、下りリンクスケジューリング管理部２２１、参照信号管理部２２２、制御情報管理部２２３を備えており、送信部２３０は情報多重部２３１、変調部２３２、マッピング部２３３、無線送信部２３４を備えている。アンテナ２４０は上りリンク信号の送信および下りリンク信号の受信に必要な数だけ備えられている。
【００５１】
基地局装置１００から送信される下りリンク信号をアンテナ２４０で受信すると、この信号は無線受信部２１１へ入力される。無線受信部２１１では、アナログ・ディジタル（A/D）変換などの他に、通信方式に応じた処理が施され、出力される。具体的にＯＦＤＭＡであれば、Ａ／Ｄ変換後の時系列の信号はＦＦＴ処理され、時間・周波数領域の信号に変換されて出力される。無線受信部２１１の出力信号は伝搬路補償部２１２へ入力され、この入力信号に付与されているＤＭＲＳなどを利用して伝搬路補償を行ない、これを基に伝搬路補償を行なって出力する。伝搬路補償部２１２の出力は復号処理部２１３に入力され、これをスケジューリング情報管理部２２０の出力を基にして復調、必要であれば誤り訂正・検出が行なわれた後、その種類ごとに分類され、スケジューリング利用される第１の出力と、上位レイヤで処理される第２の出力とされる。
【００５２】
具体的に、自局宛の下りおよび上りリンクのスケジューリング情報が記された制御情報が受信された場合、復調および誤り訂正を行った後、自局宛のスケジューリング情報を抽出して第１の出力としてスケジューリング情報管理部２２０に出力する。また、下りリンクデータが受信された場合、下りリンクスケジューリング管理部２２１で管理する情報（たとえばどの周波数、時間で自局宛のデータが送信されるか）を利用してデータを抽出した後、復調、誤り検出を行ない、第２の出力として出力する。さらに誤り検出の結果の有無はスケジューリング情報管理部２２０に出力され制御情報管理部２２３にて管理される。ここで、復号処理部２１３における情報抽出・分離部２１６と誤り訂正・検出部２１４、復調部２１５について、その処理順序は問われない。たとえば、送信された情報の種類に応じてこれらの処理が前後してもよく、また、システムによってこれらの処理が前後してもよい。
【００５３】
送信部２３０は上りリンクデータ信号の送信を行なう。上りリンクデータはその送信タイミングにて情報多重部２３１へ供給される。ここでは、入力された情報を同時に送信するための処理が行なわれるが、ここでは基地局から送信された時間・周波数リソースに基づいて送信することを想定する。情報多重部２３１へ入力された信号は変調部２３２に供給される。変調部２３２では、スケジューリング情報管理部２２０から供給される変調方式情報を利用して変調される。
【００５４】
変調部２３２の出力はマッピング部２３３に出力され、上りリンクスケジューリング管理部２２４により管理されている基地局装置１００によって割り当てられたリソース情報に基づきマッピングされる。リソース情報とは具体的に、ＯＦＤＭＡにおいては時間、周波数リソースのことを表す。ここで、伝搬路補償に利用するために、参照信号管理部２２２において管理される参照信号としてＤＭＲＳを含めても良い。ここで、参照信号管理部２２２は、制御情報管理部２２３を参照し、マッピングするＤＭＲＳのシンボル数を決定しても良い。
【００５５】
マッピング部２３３によりマッピングされた信号は、無線送信部２３４に入力され、送信する信号形態に変換される。ＯＦＤＭＡの場合は、周波数領域の信号をＩＦＦＴにより変換し、ガードインターバルを付与する動作などがこれに相当する。無線送信部２３４の出力はアンテナ２４０に供給される。
【００５６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置１００から移動局装置２００へ時間、周波数リソース、ＤＭＲＳが割り当てられ、その時間、周波数割り当てに応じた上りリンクの上りリンク信号（PUSCH）の送信を行なうシーケンスチャートである。まず、基地局装置１００は移動局装置２００へＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を通知する（ステップＳ１０１）。この通知方法はどのレイヤの制御信号を使用しても良く、その方法は問われない。また、データ信号に含めて通知しても良い。
【００５７】
図４は、本発明の第１の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【００５８】
図５は、本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が０シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。
【００５９】
図６は、本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が２シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。図４において、追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数は、例えば、ビット“０”が通知された場合には、図５で示すＤＭＲＳのシンボル数、配置とし、ビット“１”が通知された場合には、図６で示すＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加するとする。さらに、一度割り当てられたＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数は、基地局装置１００からの通知があるまで有効とし、サブフレーム毎にＤＭＲＳのシンボル数を通知しなくても良い。
【００６０】
図３に戻り、基地局装置１００は移動局装置２００へＰＵＳＣＨの送信のためのリソースを通知する（ステップＳ１０２）。さらに、基地局装置１００は移動局装置２００へＤＭＲＳのリソースを通知する（ステップＳ１０３）。また、割り当てるＤＭＲＳは、各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分である必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。ここで、割り当てるＤＭＲＳは１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。上記、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３までの手順は、同時に通知されてもよく、また、その順番が前後しても良い。また、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３までの手順において、あらかじめ割り当てられている場合には、その手順を行なわなくても良い。
【００６１】
続いて、移動局装置２００は基地局装置１００からのＤＭＲＳの追加シンボル数の通知に応じて、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを含める（ステップＳ１０４）。ここで、図５、図６に基地局装置１００からの通知に対してＰＵＳＣＨにおいて含めるＤＭＲＳの配置についてそれぞれ示す。
【００６２】
図５では、伝搬路補償に必要なＤＭＲＳの時間密度はｆｄの値にサンプリング定理を適用することで算出でき、具体的に搬送波周波数が２ＧＨｚで、ドップラー周波数が１０００Ｈｚ未満なら、スロットあたりのＤＭＲＳ数は１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとすることができる。
【００６３】
図６では、１サブフレームにＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分追加した場合を示しており、各スロットにそれぞれＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルずつ追加している。このＤＭＲＳの時間密度の場合には、例えば、搬送波周波数が２ＧＨｚで、ドップラー周波数が２０００Ｈｚまでの伝搬路補償を行なうことが可能である。図６のＤＭＲＳの配置では、図５の配置よりもＤＭＲＳの時間密度が増え、伝搬路の補償精度が高くなる。図３に戻り、ＤＭＲＳをＰＵＳＣＨに含めた移動局装置２００は、ＰＵＳＣＨを基地局装置１００へ送信する（ステップＳ１０５）。移動局装置２００からの信号を受信した基地局装置１００は、ＤＭＲＳの割り当て個数に応じた伝搬路推定を行なう（ステップＳ１０６）。
【００６４】
言い換えると、第１の実施形態は、増加させるＤＭＲＳの数を切り替える方法として、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇ（移動局装置の速度が一定以上であることを示す信号）により判断する。基地局装置から通知されるＨｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを増加しない。Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮの場合には、増加するＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとする。ここで、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮの場合に、増加するＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとしても良い。
【００６５】
以上の手順では、基地局装置１００からの明示的なＤＭＲＳのシンボル数の通知のみにより、ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを追加しない場合と１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを追加する場合とを切り替えることにより、移動局装置２００の時間的変動が大きくなった場合にも伝搬路補償精度を低下させないことが可能である。
【００６６】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置１００と移動局装置２００との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。基地局装置１００と移動局装置２００の構成は図１および図２に示したものを利用できる。また、伝搬路補償を行なうためのＤＭＲＳの配置は図５、図６、図９を利用する。
【００６７】
図９は、本発明の第２の実施形態において、ＬＴＥからＤＭＲＳを１サブフレームに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加した場合を示す図である。図９において、最初のスロットに追加の１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳを追加している。このＤＭＲＳの時間密度の場合には、例えば、搬送波周波数が２ＧＨｚで、ドップラー周波数が１５００Ｈｚまでの伝搬路補償を行なうことが可能である。
【００６８】
この場合、移動局装置２００はスロット間ホッピングせずにＰＵＳＣＨの信号を送信するため、受信側では、線形補間により、１サブフレームの伝搬路特性をＰＵＳＣＨに含まれた３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳを利用して伝搬路補償することが可能であり、ＤＭＲＳの時間密度が２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳによる伝搬路補償よりも良好な伝搬路補償を行なうことができる。この配置では、ＳＲＳが含められる可能性のあるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにＤＭＲＳを配置することを避け、ＤＭＲＳの配置間隔を６ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル間隔としている。ここで、上記、図５、図６、図９に示すＤＭＲＳの配置は図５、図９、図６の順に伝搬路補償精度が向上する。
【００６９】
第１の実施形態との違いは、伝搬路推定を行なうためのＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数、配置の切り替えのトリガーとなる信号にある。第１の実施形態では、基地局装置１００から移動局装置２００に対して、明示的に通知する信号（図３のステップＳ１０１）により、ＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数、および配置を決定していたが、本実施形態では、基地局装置１００から移動局装置２００へ通知する信号において、高速移動時にのみ信号を送信するためのフォーマットを準備し、通常利用するフォーマットと高速移動時にのみ利用するフォーマットを上位レイヤで切り替えることにより、ＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数、配置を決定することである。
【００７０】
具体的な手順について、図７、図８を用いて説明する。まず、基地局装置１００は移動局装置２００にＰＵＳＣＨへ追加するＤＭＲＳのシンボル数を決定する（ステップＳ２０１）。ここで、追加するＤＭＲＳのシンボル数の決定には、例えば、移動局装置２００が置かれる環境のドップラー周波数をｆｄｘ、図５に示すＤＭＲＳの配置では伝搬路補償が困難となるが、図９に示すＤＭＲＳの配置では、伝搬路補償が可能となるドップラー周波数をｆｄ１とし、図９に示すＤＭＲＳの配置でも伝搬路補償が困難となるドップラー周波数をｆｄ２とすると、ｆｄｘ＜ｆｄ１となる場合には、ＤＭＲＳの追加シンボル数を０とし、ｆｄ１＜ｆｄｘ＜ｆｄ２となる場合には、ＤＭＲＳの追加シンボル数を１とし、ｆｄ２＜ｆｄｘとなる場合には、ＤＭＲＳの追加シンボル数を２としても良い。また、基地局装置１００において、ＤＭＲＳの追加シンボル数を意図するように移動局装置２００においてあらかじめ設定されていれば、基地局装置１００が送信しなくても良い。
【００７１】
図８は、本発明の第２の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。基地局装置１００は移動局装置２００へ追加するＤＭＲＳのシンボル数に応じたフォーマットを利用し、割り当てるＤＭＲＳのシンボル数を通知する（ステップＳ２０２）。ここで示す割り当てるＤＭＲＳのシンボル数は１ビットで示すことが可能な情報であり、例えば、ビット“０”が通知された場合には、図９で示すＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加し、ビット“１”が通知された場合には、図６で示すＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加するとする。ここで、追加するＤＭＲＳのシンボル数が０の場合には、通常利用するフォーマットを利用し、追加するＤＭＲＳのシンボル数を示す情報を通知する必要はない。続いて、基地局装置１００は移動局装置２００へＰＵＳＣＨの送信のためのリソースを通知する（ステップＳ２０３）。この割り当て方法はどのレイヤの制御信号を使用してもよく、その方法は問われない。
【００７２】
さらに、基地局装置１００は移動局装置２００へＤＭＲＳのリソースを通知する（ステップＳ２０４）。この割り当て方法はどのレイヤの制御信号を使用しても良く、その方法は問われない。また、割り当てるＤＭＲＳは、各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分である必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。ここで、割り当てるＤＭＲＳは１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。上記、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４までの手順は、同時に通知されてもよく、また、その順番が前後しても良い。また、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４までの手順において、あらかじめ割り当てられている場合には、その手順を行なわなくても良い。
【００７３】
次に、移動局装置２００は、基地局装置１００から割り当てられたＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数に応じたＤＭＲＳをＰＵＳＣＨに含める（ステップＳ２０５）。ＤＭＲＳをＰＵＳＣＨに含めた移動局装置２００は、ＰＵＳＣＨを基地局装置１００へ送信する（ステップＳ２０６）。移動局装置２００からのＰＵＳＣＨを受信した基地局装置１００は、ＤＭＲＳの割り当てシンボル数に応じた伝搬路補償を行なう（ステップＳ２０７）。
【００７４】
言い換えると、第２の実施形態は、増加させるＤＭＲＳの数を切り替える方法として、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇとＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを増加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を明示的に示す信号により判断する。基地局装置から移動局装置へぞうかするＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を明示的に示す信号を通知し、それに応じて移動局装置は、ＤＭＲＳを増加し配置する。ここで、明示的に示す信号は、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮの場合に通知ささるものとし、１ビットで表現可能であるものとする。一方、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、基地局装置は、移動局装置へ増加するＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を示す信号を通知しない。
【００７５】
以上の手順では、基地局装置１００は移動局装置２００が高速移動時にのみ利用するフォーマットを利用して、ＤＭＲＳの追加シンボル数を通知することにより、３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることが可能であり、様々なドップラー周波数によって、上記３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能である。
【００７６】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置１００と移動局装置２００との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。基地局装置１００と移動局装置２００の構成は図１および図２に示したものを利用できる。第２の実施形態との違いは、基地局装置１００から移動局装置２００に通知される情報によって切り替えるＤＭＲＳの配置の数にある。第２の実施形態では、高速移動時においてのみ信号の通知に利用されるフォーマットを利用して、ＤＭＲＳのシンボル数を通知したが、第３の実施形態では、基地局装置１００はＤＭＲＳのシンボル数の追加の有無を示す信号とＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇにより、ＤＭＲＳのシンボル数を通知する。具体的な手順について、図１０、図１１を用いて説明する。基地局装置１００はまず移動局装置２００へＤＭＲＳのシンボル数の追加の有無を示す信号を送信する（ステップＳ３０１）。
【００７７】
図１１は、本発明の第３の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。ここで、送信されるＤＭＲＳのシンボル数の追加の有無を示す信号は、例えば、移動局装置２００ごとに決定され、各移動局装置２００が置かれる環境のドップラー周波数をｆｄｘ、ＬＴＥにおけるＤＭＲＳの配置では伝搬路補償が困難となる可能性のあるドップラー周波数をｆｄ１とすると、ｆｄ１＜ｆｄｘとなる場合に、ＤＭＲＳの追加を示す信号をＯＮとし、そうでない場合には、ＤＭＲＳの追加を示す信号をＯＦＦとして送信するものであってもよい。ここで、ＤＭＲＳの追加を示す信号の決定には、ドップラー周波数によって決定される必要はなく、高い伝搬路補償精度を必要とする状況において決定されても良い。
【００７８】
図１０に戻り、基地局装置１００は、移動局装置２００が上りリンク信号の送信において、１サブフレーム内のスロット間で異なる周波数を割り当て、ホッピングするかを示すＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇを送信する（ステップＳ３０２）。ただし、スロットホッピングが有効であるかを示す信号は１つである必要はなく、ホッピングパターン示す信号とホッピングの有無を示す信号との組み合わせで表わされるような２つの信号で示されるものであっても良い。
【００７９】
図１１で、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇのＯＮ／ＯＦＦは、図９で示すＤＭＲＳでは伝搬路の補償精度が劣化する可能性のあるドップラー周波数をｆｄ２（fd1<fd2）とすると、ｆｄ１≦ｆｄｘ＜ｆｄ２となる場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇをＯＦＦにし、ｆｄ２≦ｆｄｘとなる場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇをＯＮとする。また、移動局装置２００がＤＭＲＳを増加することなく、十分な伝搬路補償を行なうことが可能な場合、つまり、ｆｄｘ＜ｆｄ１であり、ＤＭＲＳの追加を示す信号がＯＦＦとなる場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇは基地局装置１００が任意に決定でき、ＯＮ／ＯＦＦどちらでも良い。また、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇの決定には、ドップラー周波数によって決定される必要はなく、周波数ダイバーシチ獲得のために決定されても良い。
【００８０】
図１０に戻り、基地局装置１００は移動局装置２００へ上りリンク信号を送信するための時間、周波数リソースを割り当てる（ステップＳ３０３）。続いて、基地局装置１００は移動局装置２００へ上りリンク信号において伝搬路補償するためのＤＭＲＳの系列を通知する（ステップＳ３０４）。割り当てるＤＭＲＳは、各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分である必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。ここで、割り当てるＤＭＲＳは１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。上記、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４までの手順は、同時に通知されてもよく、また、その順番が前後しても良い。また、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４までの手順において、あらかじめ割り当てられている場合には、その手順を行なわなくても良い。
【００８１】
続いて、移動局装置２００は基地局装置１００からのＤＭＲＳの追加シンボル数の通知に応じて、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを含める（ステップＳ３０５）。ここで、基地局装置１００からの通知に対してＰＵＳＣＨにおいて含めるＤＭＲＳの配置は、図５に１サブフレーム中にＤＭＲＳを追加しない場合、図９に１サブフレームにＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加する場合、図６に１サブフレーム中にＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加する場合として利用できるものとする。続いて、ＤＭＲＳの追加の有無を示す信号とＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇに応じたＤＭＲＳをＰＵＳＣＨへ含めた移動局装置２００は、基地局装置１００へＰＵＳＣＨの送信を行なう（ステップＳ３０６）。移動局装置２００からＰＵＳＣＨを受信した基地局装置１００は、割り当てたＤＭＲＳのシンボル数に応じたＤＭＲＳの配置に対して、ＰＵＳＣＨを復調するための伝搬路補償を行なう（ステップＳ３０７）。
【００８２】
言い換えると、第３の実施形態は、増加させるＤＭＲＳの数を切り替える方法として、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇとＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇにより判断する。基地局装置から通知されるＨｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇのＯＮ／ＯＦＦに関わらず、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを増加しない。一方、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ＦｌａｇがＯＮで、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル増加する。また、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮで、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇがＯＮの場合には、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル増加する。
【００８３】
以上の手順により、ＤＭＲＳの追加の有無を示す信号とＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇにより、ＰＵＳＣＨにおける３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることができ、伝搬路補償精度を向上し、スループットも著しく低下させないことが可能である。本実施形態では、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇを利用することによりＤＭＲＳの追加シンボル数を決定するため、上位レイヤにおける切り替えなしにＤＭＲＳの追加シンボル数を決定できるため、移動局装置２００の急激な環境の変化においても様々なドップラー周波数に対応し、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能である。
【００８４】
以上説明した本実施形態の特徴的な動作は、コンピュータに制御プログラムを実行することによって実現することができる。すなわち、本実施形態の制御プログラムは、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置の制御プログラムであって、受信部において、前記基地局装置から制御情報を受信する処理と、スケジューリング情報管理部において、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定する処理と、送信部において、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する処理と、の一連の処理がコンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化されたことを特徴とする。
【００８５】
このように、移動局装置は、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置に対して送信するので、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１００ 基地局装置
１１０ 送信部
１２０ スケジューリング部
１３０ 受信部
２００ 移動局装置
２１０ 受信部
２２０ スケジューリング情報管理部
２３０ 送信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信および受信する基地局装置、移動局装置を有する移動通信システムにおいて、受信品質を向上するための前処理方法および、その受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、第３世代無線アクセス技術の進化（Long Term Evolution：以下、「LTE」と呼ぶ）や、さらなる通信速度の高速化へ向けたＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅ（以下、「LTE-A」と呼ぶ）についても検討が行なわれている。ＬＴＥにおいて、上りリンクにおけるユーザのデータ信号を送信する上りリンク共用チャネル（PUSCH:Physical Uplink Shared Channel）では、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を想定して、基地局装置から時間、周波数で分割されるリソースが割り当てられる。
【０００３】
ＰＵＳＣＨにおけるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルには、上りリンク信号の復調に利用するデータ信号復調用途の参照信号（DMRS:DeModulation Reference Signal）が含まれている。ＤＭＲＳは、移動局装置のＰＵＳＣＨの送信に対して、基地局装置が復調するために必要な伝搬路推定をするために、（１SC-FDMAシンボル）ｘ（割り当てられたRBの全帯域）にわたり挿入されている。
【０００４】
ＤＭＲＳでは、ＰＵＳＣＨの復調に必要な伝搬路推定を行ない、伝搬路補償する目的で利用されるが、移動局装置の移動速度、上りリンク信号の送信に利用する搬送波周波数によって決定されるドップラー周波数が上昇するにつれ、伝搬路特性の時間変動が大きくなり、ＤＭＲＳが時間領域で疎に配置されるにつれて伝搬路推定精度が劣化する。サンプリング定理によれば、補償する最大のドップラー周波数をｆｄｍａｘ（Hz）とすると、最適なＤＭＲＳ配置間隔ＴＦ（s）はＴＦ＝１／（2fdmax）であり、つまり、ｆｄｍａｘ＝１／（2TF）となる。
【０００５】
ここで、ドップラー周波数はＶ／λであり、Ｖは移動局装置の速度（m/s）、λ（m）は搬送波周波数の波長を示している。ＬＴＥにおけるＤＭＲＳの配置は、１／２ｍｓ間隔であるため、理論上ｆｄｍａｘ＝１０００Ｈｚまでのドップラー周波数に対応し、伝搬路補償を行なうことが可能である。非特許文献１によれば、ＬＴＥ−Ａでは、２．６ＧＨｚ、５００ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数（＝１２４６Hz））においてもリンクの維持をすることが提案されている。さらに、搬送波周波数４．７ＧＨｚ、３５０ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数（＝１５６２Hz））においてもリンクを維持することが望ましい。
【０００６】
一方、単位時間あたりに伝送することが可能となる処理能力を示す指標にスループットがある。スループットは、ビット当たりの誤り率×送信ビット数で定義すると、送信ビット数が同じ場合には、ビット当たりの誤り率がスループットに影響を与える。ビット誤り率は、ＤＭＲＳによる伝搬路推定精度や誤り訂正符号の誤り訂正能力、ＳＮＲ（信号対雑音電力比：Signal to Noise power Ratio）などにより決定される。同じ誤り訂正能力の符号、同じＳＮＲの場合には、ビット当たりの誤り率は、ＤＭＲＳの伝搬路補償精度に依存する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Impact of Higher Carrier Frequencies onto the Uplink of LTE-A”、3GPP TSG RAN WG1 #54、 R1-083133、2008年8月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳの配置では、移動局装置において、ドップラー周波数１０００Ｈｚまで対応可能であるが、ＬＴＥ−Ａでは、搬送波周波数２．６ＧＨｚ、移動局装置の速度５００ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数１２４６Hz）や搬送波周波数４．７Ｇｈｚ、移動局装置の速度３５０ｋｍ／ｈとなる環境（ドップラー周波数１５６２Hz）においても、通信状態を維持できるだけの伝搬路の推定精度を確保する必要がある。
【０００９】
上記問題点に対し、このような高いドップラー周波数の場合にも推定精度が劣化しないために、ＰＵＳＣＨへ追加するＤＭＲＳのシンボル数を増加することが有効である。しかしながら、ＤＭＲＳのシンボル数を増加することは、伝搬路推定精度の改善には有効であるが、ＤＭＲＳを増加するとともに、ＰＵＳＣＨに含むことのできるビット数が減少し、スループット特性が劣化することから、常にＤＭＲＳのシンボルを増加することは望ましくない。そこで、状況に応じてＤＭＲＳを増加する必要がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動局装置が高いドップラー周波数である環境において、ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳを増加させることにより伝搬路推定精度を改善する際に、ＤＭＲＳの増加するシンボル数を切り替えることが可能な移動局装置、基地局装置、無線通信システム、通信方法および制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の移動局装置は、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置であって、前記基地局装置から制御情報を受信する受信部と、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するスケジューリング情報管理部と、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
このように、基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するので、移動局装置は、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００１３】
（２）また、本発明の移動局装置において、前記制御情報は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号を含むことを特徴とする。
【００１４】
このように、制御情報が、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号を含むので、移動局装置は、時間的変動が大きくなった場合にも伝搬路補償精度を低下させないことが可能となる。
【００１５】
（３）また、本発明の移動局装置において、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号は、高速移動時にのみ利用されるフォーマットを用いて通知されることを特徴とする。
【００１６】
このように、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号は、高速移動時にのみ利用されるフォーマットを用いて通知されるので、３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることが可能であり、様々なドップラー周波数によって、３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能となる。
【００１７】
（４）また、本発明の移動局装置において、前記制御情報は、フラグとスロットホッピングとの組み合わせによって、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を一意に示すことを特徴とする。
【００１８】
このように、制御情報が、フラグとスロットホッピングとの組み合わせによって、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を一意に示すので、移動局装置は、伝搬路補償精度を向上し、スループットも著しく低下させないことが可能となる。また、Ｓｌｏｔ ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇを利用することによりＤＭＲＳの追加シンボル数を決定するため、上位レイヤにおける切り替えなしにＤＭＲＳの追加シンボル数を決定できるため、移動局装置の急激な環境の変化においても様々なドップラー周波数に対応し、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能となる。
【００１９】
（５）また、本発明の移動局装置において、ホッピングパターンを示す信号とスロットホッピングの有無を示す信号との組み合わせで前記スロットホッピングの有無が決定されることを特徴とする。
【００２０】
このように、ホッピングパターンを示す信号とスロットホッピングの有無を示す信号との組み合わせでスロットホッピングの有無が決定されるので、移動局装置の急激な環境の変化においても様々なドップラー周波数に対応し、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能となる。また、スロットホッピングが有効であるかを示す信号が１つである場合に比べて、多くのパターンを作り出すことができる。
【００２１】
（６）また、本発明の移動局装置において、前記スケジューリング情報管理部は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を変更することを示す制御情報を受信するまで、前記決定したシンボル数を有効とすることを特徴とする。
【００２２】
このように、参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を変更することを示す制御情報を受信するまで、決定したシンボル数を有効とするので、基地局装置は、サブフレーム毎にＤＭＲＳのシンボル数を通知せずに制御することが可能となる。
【００２３】
（７）また、本発明の基地局装置は、移動局装置との間で無線通信を行なう基地局装置であって、上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するスケジューリング部と、前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信する基地局側送信部と、前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信する基地局側受信部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このように、基地局装置が、上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するので、移動局装置は、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００２５】
（８）また、本発明の無線通信システムは、（１）から（６）のいずれかに記載の移動局装置と、（７）記載の基地局装置と、から構成されることを特徴とする。
【００２６】
このように、無線通信システムが、（１）から（６）のいずれかに記載の移動局装置と、（７）記載の基地局装置と、から構成されるので、移動局装置は、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００２７】
（９）また、本発明の通信方法は、移動局装置と基地局装置との間で無線通信を行なう通信方法であって、前記基地局装置において、上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するステップと、前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信するステップと、前記移動局装置において、前記基地局装置から制御情報を受信するステップと、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するステップと、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信するステップと、前記基地局装置において、前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００２８】
このように、移動局装置は、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置に対して送信するので、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【００２９】
（１０）また、本発明の制御プログラムは、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置の制御プログラムであって、受信部において、前記基地局装置から制御情報を受信する処理と、スケジューリング情報管理部において、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定する処理と、送信部において、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する処理と、の一連の処理がコンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化されたことを特徴とする。
【００３０】
このように、移動局装置は、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置に対して送信するので、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳの配置では、移動局装置におけるドップラー周波数１０００Ｈｚまでの環境に対応しているが、本発明では、移動局装置におけるドップラー周波数２０００Ｈｚまでのドップラー周波数に対応することが可能となる。また、常にドップラー周波数２０００Ｈｚに対応する方法では、スループット特性が劣化するため、伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置から移動局装置へ時間、周波数リソース、ＤＭＲＳが割り当てられ、その時間、周波数割り当てに応じた上りリンクの上りリンク信号（PUSCH）の送信を行なうシーケンスチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が０シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が２シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態において、ＬＴＥからＤＭＲＳを１サブフレームに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加した場合を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置と移動局装置との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【図１２】ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおける時間および周波数で分割されるリソース管理の原理を示す図である。
【図１３】１サブフレームに含まれる参照信号について示した図である。
【図１４Ａ】最近傍補間による伝搬路推定法を示す図である。
【図１４Ｂ】線形補間による伝搬路推定法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次世代セルラー移動通信の一方式として、国際的な標準化プロジェクトである３ＧＰＰにおいて、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）とＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）を発展させたネットワークの仕様に関して検討が行なわれている。３ＧＰＰでは、以前からセルラー移動通信方式について検討されており、第３世代セルラー移動通信方式として、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が標準化された。また、通信速度を更に向上したＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）も標準化され、サービスが運用されている。
【００３４】
図１２は、ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおける時間および周波数で分割されるリソース管理の原理を示す図である。図１２において、横軸は時間を、縦軸は周波数を表している。時間領域における分割の単位をＳＣ−ＦＤＭＡシンボルと呼び、周波数方向における分割の単位を１サブキャリアと呼ぶ。１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル×１サブキャリアを１リソースエレメント（RE:Resource Element）と呼び、情報多重の最小単位として利用される。また、図１２は１リソースブロック（RB:Resourece Block）という単位であり、時間方向に７ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル、周波数方向に１２サブキャリアから構成される。周波数方向におけるリソースブロック数はシステムの帯域幅に依存している。
【００３５】
また、時間方向については、１リソースブロックが占める時間単位を１スロットと呼び、これを２つ合わせて、１サブフレームと呼ぶ。リソース割り当ての最小単位としては、二つのスロットにおいて２リソースブロックとなる。ここで、二つのスロットは必ずしも同じ周波数が割り当てられるわけではなく、周波数ダイバーシチ獲得のためにスロット毎にホッピングして配置されることもある。
【００３６】
図１３は、１サブフレームに含まれる参照信号について示した図である。図１３において、横軸は時間、縦軸は周波数を示している。１サブフレームのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号１３の１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルには、上りリンク信号の送信の際にスケジューリングなどの参考に利用するために伝搬路特性を算出する参照信号（SRS:Sounding Reference Signal）が含まれる場合がある。ＳＲＳは、単一の移動局装置へ割り当てられるＲＢにおいて送信される場合もあれば、複数の移動局装置へ割り当てられるＲＢに渡って送信される場合もある。また、移動局装置が割り当てられる可能性のある全ＲＢにおいて、ＳＲＳが送信される場合もある。このように、セル内のいずれかの移動局装置において、割り当てられるＲＢと同じＲＢでＳＲＳが送信される場合には、残りの移動局装置において、データ信号や他の参照信号をそのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにおいて送信することはできない。
【００３７】
また、各スロットの中央（SC-FDMAシンボル番号３と１０）の１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルには、上りリンク信号の復調に利用するデータ信号復調用途の参照信号（DMRS）が含まれている。ＤＭＲＳは、移動局装置のＰＵＳＣＨの送信に対して、基地局装置が復調するために必要な伝搬路推定するために、（１SC-FDMAシンボル）ｘ（割り当てられたRBの全帯域）にわたり挿入されている。ＬＴＥでは、図中のＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号３番の位置にＤＭＲＳが配置されていることが決められている。ここで、ＤＭＲＳには、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude and Zero Auto-Correlation）系列が用いられており、割り当てられたＲＢの数に応じた系列長が利用される。また、ＣＡＺＡＣ系列とは、時間領域および、周波数領域において一定振幅かつ自己相関特性に優れた系列のことである。時間領域で一定振幅であることからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を低く抑えることが可能である。
【００３８】
ＤＭＲＳにおける伝搬路推定では、まず、受信信号に含まれるＤＭＲＳに対して逆拡散を行ない、ＤＭＲＳが挿入された部分の伝搬路特性を抽出する。受信信号に含まれる各スロットにおける１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳを利用して、ＤＭＲＳを除くＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの伝搬路推定を行なう。ここで、時間領域における伝搬路の補償の具体的な方法として、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｖｒｅｒａｇｅや線形補間、最近傍補間などがある。
【００３９】
Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｖｅｒａｇｅは、ドップラー周波数がＤＭＲＳの時間間隔に対して十分に小さく、複数のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルから算出された伝搬路情報の平均化を行なう手法であり、ノイズリダクションによる推定精度向上を目的とした手法である。一方、線形補間は伝搬路が緩やかに変動している場合にその変動に追従した伝搬路を推定することを目的とした手法であり、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｖｅｒａｇｅのようなノイズ軽減効果は得られない。これらの方法は、少なくとも２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳが必要である。一方、最近傍補間は、１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのみのＤＭＲＳによって補間を行なうことが可能であり、時間的に最も近いＤＭＲＳシンボルの伝搬路情報をそのまま補間値として利用する。最近傍補間は、ＤＭＲＳが挿入された間隔に対して伝搬路の時間的変動が比較的大きい場合に有効な方法である。
【００４０】
図１４Ａは、最近傍補間による伝搬路推定法を示す図である。図１４Ｂは、線形補間による伝搬路推定法を示す図である。ここで、横軸は時間を示しており、縦軸は伝搬路推定値として、複素振幅値を表している。また、ｘ０は１サブフレーム中の１ｓｔスロットにおけるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号を示し、ｙ０はｘ０におけるＤＭＲＳで抽出した伝搬路特性値を示しており、ｘ１は１サブフレーム中の２ｎｄスロットにおけるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル番号を示し、ｙ１はｘ１におけるＤＭＲＳで抽出した伝搬路特性値を示している。さらに、ｘはＤＭＲＳではない伝搬路補償すべきＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを示し、ｙはｘにおける伝搬路推定値である。最近傍点による補間では、各スロットに含まれたＤＭＲＳを利用して抽出した伝搬路特性を各スロットにおける全ての時間において同じとして補間し伝搬路補償を行なう。
【００４１】
一方、線形補間は、同じ周波数で配置されたＤＭＲＳで抽出した伝搬路特性が少なくとも２つ必要であり、ＰＵＳＣＨのように各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルずつ配置された場合には、スロット間ホッピングされていない場合に利用可能である。線形補間は、１サブフレームでスロット間ホッピングされることなしに、同じ周波数が割り当てられる場合に、２スロットのＤＭＲＳにおいて抽出した伝搬路特性間を直線的であるとして各ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの補間を行ない、伝搬路補償を行なう。上記、ＬＴＥのＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳの配置では、最近傍点による補間と線形補間を比較すると、線形補間の方が高い伝搬路推定精度を持たせることができる。特に、移動局装置の移動速度が高く、高いドップラー周波数を有する環境である場合には、スロット間ホッピングによる利得よりも伝搬路補償精度を高めることの方が良好な特性を得ることが可能である。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による移動通信システムは、移動局装置と基地局装置とを有している。第１の実施形態では、移動局装置のアンテナ本数１本、基地局装置のアンテナ本数１本を有している場合を示している。なお、移動局装置のアンテナ本数、基地局装置のアンテナ本数ともに１本である必要はなく、２本以上であっても良い。
【００４３】
図１は、本発明の基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。図１に示された基地局装置１００は送信部（基地局側送信部）１１０、スケジューリング部１２０、受信部（基地局側受信部）１３０、およびアンテナ１４０を備えている。送信部１１０は情報多重部１１１、変調部１１２、マッピング部１１３、無線送信部１１４を備えている。また、スケジューリング部１２０は時間・周波数リソース制御部１２１、参照信号制御部１２２、制御情報制御部１２３を備えており、受信部１３０は無線受信部１３１、情報抽出部１３２、伝搬路補償部１３３、合成・復調部１３４を備えている。アンテナ１４０は下りリンク信号の送信および上りリンク信号の受信に必要な数だけ備えられている。
【００４４】
基地局装置１００において生成された、各移動局装置に送信する下りリンクデータと、スケジューリング部１２０から出力される上りリンクデータ信号送信のための時間・周波数リソースの情報は、情報多重部１１１に入力され、各移動局装置に送信するデータが生成される。ただし、情報多重部１１１の情報の形式はここでは問われず、明示的に数十〜数百ビットを用いて送信されてもよく、他の情報から一意に決定される形としてもよい。また、下りリンクデータには各レイヤでの制御情報が含まれていても良い。情報多重部１１１から出力された信号は、スケジューリング部１２０の指定のもとに変調部１１２において変調され、送信される信号形態に変換される。具体的には、ビット列がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどの信号に変調されることであり、スケジューリング部１２０からの制御情報によって変調方式を変えることもある。
【００４５】
変調部１１２により変調された信号はマッピング部１１３に供給され、スケジューリング部１２０の指定に従ったリソースにマッピングする。具体的にＯＦＤＭＡであれば、移動局装置ごとに指定された時間、周波数リソースにマッピングされ、全移動局装置に報知される情報なども然るべき周波数、時間リソースにマッピングされる。マッピング部１１３の出力は無線送信部１１４に供給され、送信方式にあった形態に変換される。具体的にＯＦＤＭＡベースの通信方式であれば、周波数領域の信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transformation）が施されることにより、時間領域の信号が生成される。また、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）による空間多重が採用されていれば、この処理がこのブロックにて行なわれる。無線送信部１１４の出力信号はアンテナ１４０に供給され、ここから各移動局装置へ送信される。
【００４６】
スケジューリング部１２０は、上位レイヤからの制御情報を受け取り、各移動局装置へのリソース割り振りや変調方式、符号化率の決定などを行なっている。特に、時間・周波数リソース制御部１２１は上り、下りを含めてどの情報（制御情報、各移動局装置への信号）をどの時間、周波数リソースに配置するかを制御する機能であり、下りリンクデータのマッピングや上りリンクデータの制御信号の出力管理を行なう。
【００４７】
参照信号制御部１２２は、上りリンクのＰＵＳＣＨの送信において、各移動局装置が利用するＤＭＲＳの割り当てと管理を行なうものである。本実施形態において、参照信号制御部１２２はシングルアンテナにより送信するためのＤＭＲＳを一つの移動局装置に対して１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル割り当てる。ここで、参照信号制御部１２２は、割り当てるＤＭＲＳは１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。さらに、制御情報制御部１２３は、移動局装置におけるＰＵＳＣＨへ含めるＤＭＲＳのシンボル数に応じて通知する情報の管理を行なうものである。
【００４８】
移動局装置から送信された信号はアンテナ１４０で受信された後、無線受信部１３１に入力される。無線受信部１３１はデータや制御信号を受け取り、送信方式に応じたディジタル信号を生成して出力する。具体的にＯＦＤＭベースの通信方式であれば、受信信号をアナログ・ディジタル変換した後、処理時間単位でＦＦＴ処理を施した信号が出力される。無線受信部１３１の出力は情報抽出部１３２に入力され、情報の種類ごとに切り分けが行なわれる。具体的に、受信した信号を、各移動局装置からのデータ毎の切り分けが行なわれる。本実施形態では、情報抽出部１３２では特に対象となる信号が含まれた時間、周波数リソースが切り分けられ出力されるものとする。
【００４９】
情報抽出部１３２の出力は伝搬路補償部１３３に入力される。伝搬路補償部１３３では、入力信号に含まれたＤＭＲＳから伝搬路の推定を行ない、受信信号の補償を行なう。このとき、各スロットに含まれるＤＭＲＳを利用し、そのスロット毎の伝搬路推定を行なうことにより、伝搬路補償する。ここで、１サブフレームにおけるスロット間で周波数ホッピングされていない場合には、２スロットに含まれる２つのＤＭＲＳを利用して、１サブフレーム全体の伝搬路推定を行った後、受信信号の伝搬路補償を行なっても良い。伝搬路補償部１３３の出力は合成・復調部１３４に入力され、複数の入力系列を合成すると同時に送信されたビットを再生する復調処理が行なわれる。合成とは、伝搬路の状況に応じた重み付け加算を行なうことにより、受信品質を高めるための処理である。ここで、伝搬路補償部１３３および合成・復調部１３４についても、その処理順序は問われない。さらに、受信品質を高めるためにＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）を用いることで、これらの処理を同時に行なうことも可能である。
【００５０】
図２は、本発明の移動局装置２００の一構成例を示す機能ブロック図である。各移動局装置２００は図２に示されるように受信部２１０、スケジューリング情報管理部２２０、送信部２３０、およびアンテナ２４０を備えている。受信部２１０は無線受信部２１１、伝搬路補償部２１２、復号処理部２１３を備えている。復号処理部２１３は誤り訂正・検出部２１４、復調部２１５、情報抽出・分離部２１６を備えている。また、スケジューリング情報管理部２２０は上りリンクスケジューリング管理部２２４、下りリンクスケジューリング管理部２２１、参照信号管理部２２２、制御情報管理部２２３を備えており、送信部２３０は情報多重部２３１、変調部２３２、マッピング部２３３、無線送信部２３４を備えている。アンテナ２４０は上りリンク信号の送信および下りリンク信号の受信に必要な数だけ備えられている。
【００５１】
基地局装置１００から送信される下りリンク信号をアンテナ２４０で受信すると、この信号は無線受信部２１１へ入力される。無線受信部２１１では、アナログ・ディジタル（A/D）変換などの他に、通信方式に応じた処理が施され、出力される。具体的にＯＦＤＭＡであれば、Ａ／Ｄ変換後の時系列の信号はＦＦＴ処理され、時間・周波数領域の信号に変換されて出力される。無線受信部２１１の出力信号は伝搬路補償部２１２へ入力され、この入力信号に付与されているＤＭＲＳなどを利用して伝搬路補償を行ない、これを基に伝搬路補償を行なって出力する。伝搬路補償部２１２の出力は復号処理部２１３に入力され、これをスケジューリング情報管理部２２０の出力を基にして復調、必要であれば誤り訂正・検出が行なわれた後、その種類ごとに分類され、スケジューリング利用される第１の出力と、上位レイヤで処理される第２の出力とされる。
【００５２】
具体的に、自局宛の下りおよび上りリンクのスケジューリング情報が記された制御情報が受信された場合、復調および誤り訂正を行った後、自局宛のスケジューリング情報を抽出して第１の出力としてスケジューリング情報管理部２２０に出力する。また、下りリンクデータが受信された場合、下りリンクスケジューリング管理部２２１で管理する情報（たとえばどの周波数、時間で自局宛のデータが送信されるか）を利用してデータを抽出した後、復調、誤り検出を行ない、第２の出力として出力する。さらに誤り検出の結果の有無はスケジューリング情報管理部２２０に出力され制御情報管理部２２３にて管理される。ここで、復号処理部２１３における情報抽出・分離部２１６と誤り訂正・検出部２１４、復調部２１５について、その処理順序は問われない。たとえば、送信された情報の種類に応じてこれらの処理が前後してもよく、また、システムによってこれらの処理が前後してもよい。
【００５３】
送信部２３０は上りリンクデータ信号の送信を行なう。上りリンクデータはその送信タイミングにて情報多重部２３１へ供給される。ここでは、入力された情報を同時に送信するための処理が行なわれるが、ここでは基地局から送信された時間・周波数リソースに基づいて送信することを想定する。情報多重部２３１へ入力された信号は変調部２３２に供給される。変調部２３２では、スケジューリング情報管理部２２０から供給される変調方式情報を利用して変調される。
【００５４】
変調部２３２の出力はマッピング部２３３に出力され、上りリンクスケジューリング管理部２２４により管理されている基地局装置１００によって割り当てられたリソース情報に基づきマッピングされる。リソース情報とは具体的に、ＯＦＤＭＡにおいては時間、周波数リソースのことを表す。ここで、伝搬路補償に利用するために、参照信号管理部２２２において管理される参照信号としてＤＭＲＳを含めても良い。ここで、参照信号管理部２２２は、制御情報管理部２２３を参照し、マッピングするＤＭＲＳのシンボル数を決定しても良い。
【００５５】
マッピング部２３３によりマッピングされた信号は、無線送信部２３４に入力され、送信する信号形態に変換される。ＯＦＤＭＡの場合は、周波数領域の信号をＩＦＦＴにより変換し、ガードインターバルを付与する動作などがこれに相当する。無線送信部２３４の出力はアンテナ２４０に供給される。
【００５６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置１００から移動局装置２００へ時間、周波数リソース、ＤＭＲＳが割り当てられ、その時間、周波数割り当てに応じた上りリンクの上りリンク信号（PUSCH）の送信を行なうシーケンスチャートである。まず、基地局装置１００は移動局装置２００へＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を通知する（ステップＳ１０１）。この通知方法はどのレイヤの制御信号を使用しても良く、その方法は問われない。また、データ信号に含めて通知しても良い。
【００５７】
図４は、本発明の第１の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。
【００５８】
図５は、本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が０シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。
【００５９】
図６は、本発明の第１の実施形態において、ＤＭＲＳの追加シンボル数が２シンボルの場合におけるＰＵＳＣＨのＤＭＲＳの配置を示す図である。図４において、追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数は、例えば、ビット“０”が通知された場合には、図５で示すＤＭＲＳのシンボル数、配置とし、ビット“１”が通知された場合には、図６で示すＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加するとする。さらに、一度割り当てられたＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数は、基地局装置１００からの通知があるまで有効とし、サブフレーム毎にＤＭＲＳのシンボル数を通知しなくても良い。
【００６０】
図３に戻り、基地局装置１００は移動局装置２００へＰＵＳＣＨの送信のためのリソースを通知する（ステップＳ１０２）。さらに、基地局装置１００は移動局装置２００へＤＭＲＳのリソースを通知する（ステップＳ１０３）。また、割り当てるＤＭＲＳは、各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分である必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。ここで、割り当てるＤＭＲＳは１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。上記、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３までの手順は、同時に通知されてもよく、また、その順番が前後しても良い。また、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３までの手順において、あらかじめ割り当てられている場合には、その手順を行なわなくても良い。
【００６１】
続いて、移動局装置２００は基地局装置１００からのＤＭＲＳの追加シンボル数の通知に応じて、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを含める（ステップＳ１０４）。ここで、図５、図６に基地局装置１００からの通知に対してＰＵＳＣＨにおいて含めるＤＭＲＳの配置についてそれぞれ示す。
【００６２】
図５では、伝搬路補償に必要なＤＭＲＳの時間密度はｆｄの値にサンプリング定理を適用することで算出でき、具体的に搬送波周波数が２ＧＨｚで、ドップラー周波数が１０００Ｈｚ未満なら、スロットあたりのＤＭＲＳ数は１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとすることができる。
【００６３】
図６では、１サブフレームにＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分追加した場合を示しており、各スロットにそれぞれＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルずつ追加している。このＤＭＲＳの時間密度の場合には、例えば、搬送波周波数が２ＧＨｚで、ドップラー周波数が２０００Ｈｚまでの伝搬路補償を行なうことが可能である。図６のＤＭＲＳの配置では、図５の配置よりもＤＭＲＳの時間密度が増え、伝搬路の補償精度が高くなる。図３に戻り、ＤＭＲＳをＰＵＳＣＨに含めた移動局装置２００は、ＰＵＳＣＨを基地局装置１００へ送信する（ステップＳ１０５）。移動局装置２００からの信号を受信した基地局装置１００は、ＤＭＲＳの割り当て個数に応じた伝搬路推定を行なう（ステップＳ１０６）。
【００６４】
言い換えると、第１の実施形態は、増加させるＤＭＲＳの数を切り替える方法として、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇ（移動局装置の速度が一定以上であることを示す信号）により判断する。基地局装置から通知されるＨｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを増加しない。Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮの場合には、増加するＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとする。ここで、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮの場合に、増加するＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとしても良い。
【００６５】
以上の手順では、基地局装置１００からの明示的なＤＭＲＳのシンボル数の通知のみにより、ＰＵＳＣＨにおけるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを追加しない場合と１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを追加する場合とを切り替えることにより、移動局装置２００の時間的変動が大きくなった場合にも伝搬路補償精度を低下させないことが可能である。
【００６６】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置１００と移動局装置２００との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。基地局装置１００と移動局装置２００の構成は図１および図２に示したものを利用できる。また、伝搬路補償を行なうためのＤＭＲＳの配置は図５、図６、図９を利用する。
【００６７】
図９は、本発明の第２の実施形態において、ＬＴＥからＤＭＲＳを１サブフレームに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加した場合を示す図である。図９において、最初のスロットに追加の１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳを追加している。このＤＭＲＳの時間密度の場合には、例えば、搬送波周波数が２ＧＨｚで、ドップラー周波数が１５００Ｈｚまでの伝搬路補償を行なうことが可能である。
【００６８】
この場合、移動局装置２００はスロット間ホッピングせずにＰＵＳＣＨの信号を送信するため、受信側では、線形補間により、１サブフレームの伝搬路特性をＰＵＳＣＨに含まれた３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳを利用して伝搬路補償することが可能であり、ＤＭＲＳの時間密度が２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルのＤＭＲＳによる伝搬路補償よりも良好な伝搬路補償を行なうことができる。この配置では、ＳＲＳが含められる可能性のあるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにＤＭＲＳを配置することを避け、ＤＭＲＳの配置間隔を６ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル間隔としている。ここで、上記、図５、図６、図９に示すＤＭＲＳの配置は図５、図９、図６の順に伝搬路補償精度が向上する。
【００６９】
第１の実施形態との違いは、伝搬路推定を行なうためのＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数、配置の切り替えのトリガーとなる信号にある。第１の実施形態では、基地局装置１００から移動局装置２００に対して、明示的に通知する信号（図３のステップＳ１０１）により、ＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数、および配置を決定していたが、本実施形態では、基地局装置１００から移動局装置２００へ通知する信号において、高速移動時にのみ信号を送信するためのフォーマットを準備し、通常利用するフォーマットと高速移動時にのみ利用するフォーマットを上位レイヤで切り替えることにより、ＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数、配置を決定することである。
【００７０】
具体的な手順について、図７、図８を用いて説明する。まず、基地局装置１００は移動局装置２００にＰＵＳＣＨへ追加するＤＭＲＳのシンボル数を決定する（ステップＳ２０１）。ここで、追加するＤＭＲＳのシンボル数の決定には、例えば、移動局装置２００が置かれる環境のドップラー周波数をｆｄｘ、図５に示すＤＭＲＳの配置では伝搬路補償が困難となるが、図９に示すＤＭＲＳの配置では、伝搬路補償が可能となるドップラー周波数をｆｄ１とし、図９に示すＤＭＲＳの配置でも伝搬路補償が困難となるドップラー周波数をｆｄ２とすると、ｆｄｘ＜ｆｄ１となる場合には、ＤＭＲＳの追加シンボル数を０とし、ｆｄ１＜ｆｄｘ＜ｆｄ２となる場合には、ＤＭＲＳの追加シンボル数を１とし、ｆｄ２＜ｆｄｘとなる場合には、ＤＭＲＳの追加シンボル数を２としても良い。また、基地局装置１００において、ＤＭＲＳの追加シンボル数を意図するように移動局装置２００においてあらかじめ設定されていれば、基地局装置１００が送信しなくても良い。
【００７１】
図８は、本発明の第２の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。基地局装置１００は移動局装置２００へ追加するＤＭＲＳのシンボル数に応じたフォーマットを利用し、割り当てるＤＭＲＳのシンボル数を通知する（ステップＳ２０２）。ここで示す割り当てるＤＭＲＳのシンボル数は１ビットで示すことが可能な情報であり、例えば、ビット“０”が通知された場合には、図９で示すＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加し、ビット“１”が通知された場合には、図６で示すＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加するとする。ここで、追加するＤＭＲＳのシンボル数が０の場合には、通常利用するフォーマットを利用し、追加するＤＭＲＳのシンボル数を示す情報を通知する必要はない。続いて、基地局装置１００は移動局装置２００へＰＵＳＣＨの送信のためのリソースを通知する（ステップＳ２０３）。この割り当て方法はどのレイヤの制御信号を使用してもよく、その方法は問われない。
【００７２】
さらに、基地局装置１００は移動局装置２００へＤＭＲＳのリソースを通知する（ステップＳ２０４）。この割り当て方法はどのレイヤの制御信号を使用しても良く、その方法は問われない。また、割り当てるＤＭＲＳは、各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分である必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。ここで、割り当てるＤＭＲＳは１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。上記、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４までの手順は、同時に通知されてもよく、また、その順番が前後しても良い。また、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４までの手順において、あらかじめ割り当てられている場合には、その手順を行なわなくても良い。
【００７３】
次に、移動局装置２００は、基地局装置１００から割り当てられたＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数に応じたＤＭＲＳをＰＵＳＣＨに含める（ステップＳ２０５）。ＤＭＲＳをＰＵＳＣＨに含めた移動局装置２００は、ＰＵＳＣＨを基地局装置１００へ送信する（ステップＳ２０６）。移動局装置２００からのＰＵＳＣＨを受信した基地局装置１００は、ＤＭＲＳの割り当てシンボル数に応じた伝搬路補償を行なう（ステップＳ２０７）。
【００７４】
言い換えると、第２の実施形態は、増加させるＤＭＲＳの数を切り替える方法として、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇとＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを増加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を明示的に示す信号により判断する。基地局装置から移動局装置へぞうかするＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を明示的に示す信号を通知し、それに応じて移動局装置は、ＤＭＲＳを増加し配置する。ここで、明示的に示す信号は、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮの場合に通知ささるものとし、１ビットで表現可能であるものとする。一方、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、基地局装置は、移動局装置へ増加するＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を示す信号を通知しない。
【００７５】
以上の手順では、基地局装置１００は移動局装置２００が高速移動時にのみ利用するフォーマットを利用して、ＤＭＲＳの追加シンボル数を通知することにより、３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることが可能であり、様々なドップラー周波数によって、上記３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能である。
【００７６】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局装置１００と移動局装置２００との間の処理および信号の流れを示すシーケンスチャートである。基地局装置１００と移動局装置２００の構成は図１および図２に示したものを利用できる。第２の実施形態との違いは、基地局装置１００から移動局装置２００に通知される情報によって切り替えるＤＭＲＳの配置の数にある。第２の実施形態では、高速移動時においてのみ信号の通知に利用されるフォーマットを利用して、ＤＭＲＳのシンボル数を通知したが、第３の実施形態では、基地局装置１００はＤＭＲＳのシンボル数の追加の有無を示す信号とＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇにより、ＤＭＲＳのシンボル数を通知する。具体的な手順について、図１０、図１１を用いて説明する。基地局装置１００はまず移動局装置２００へＤＭＲＳのシンボル数の追加の有無を示す信号を送信する（ステップＳ３０１）。
【００７７】
図１１は、本発明の第３の実施形態において、通知する情報とＤＭＲＳの追加するＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数の関係を示す図である。ここで、送信されるＤＭＲＳのシンボル数の追加の有無を示す信号は、例えば、移動局装置２００ごとに決定され、各移動局装置２００が置かれる環境のドップラー周波数をｆｄｘ、ＬＴＥにおけるＤＭＲＳの配置では伝搬路補償が困難となる可能性のあるドップラー周波数をｆｄ１とすると、ｆｄ１＜ｆｄｘとなる場合に、ＤＭＲＳの追加を示す信号をＯＮとし、そうでない場合には、ＤＭＲＳの追加を示す信号をＯＦＦとして送信するものであってもよい。ここで、ＤＭＲＳの追加を示す信号の決定には、ドップラー周波数によって決定される必要はなく、高い伝搬路補償精度を必要とする状況において決定されても良い。
【００７８】
図１０に戻り、基地局装置１００は、移動局装置２００が上りリンク信号の送信において、１サブフレーム内のスロット間で異なる周波数を割り当て、ホッピングするかを示すＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇを送信する（ステップＳ３０２）。ただし、スロットホッピングが有効であるかを示す信号は１つである必要はなく、ホッピングパターン示す信号とホッピングの有無を示す信号との組み合わせで表わされるような２つの信号で示されるものであっても良い。
【００７９】
図１１で、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇのＯＮ／ＯＦＦは、図９で示すＤＭＲＳでは伝搬路の補償精度が劣化する可能性のあるドップラー周波数をｆｄ２（fd1<fd2）とすると、ｆｄ１≦ｆｄｘ＜ｆｄ２となる場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇをＯＦＦにし、ｆｄ２≦ｆｄｘとなる場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇをＯＮとする。また、移動局装置２００がＤＭＲＳを増加することなく、十分な伝搬路補償を行なうことが可能な場合、つまり、ｆｄｘ＜ｆｄ１であり、ＤＭＲＳの追加を示す信号がＯＦＦとなる場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇは基地局装置１００が任意に決定でき、ＯＮ／ＯＦＦどちらでも良い。また、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇの決定には、ドップラー周波数によって決定される必要はなく、周波数ダイバーシチ獲得のために決定されても良い。
【００８０】
図１０に戻り、基地局装置１００は移動局装置２００へ上りリンク信号を送信するための時間、周波数リソースを割り当てる（ステップＳ３０３）。続いて、基地局装置１００は移動局装置２００へ上りリンク信号において伝搬路補償するためのＤＭＲＳの系列を通知する（ステップＳ３０４）。割り当てるＤＭＲＳは、各スロットに１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル分である必要はなく、２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。また、ＭＩＭＯによる空間多重伝送が行なわれる場合には、複数のＤＭＲＳの候補が通知されても良い。ここで、割り当てるＤＭＲＳは１サブフレームに２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルである必要はなく、３ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル以上が割り当てられても良い。上記、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４までの手順は、同時に通知されてもよく、また、その順番が前後しても良い。また、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４までの手順において、あらかじめ割り当てられている場合には、その手順を行なわなくても良い。
【００８１】
続いて、移動局装置２００は基地局装置１００からのＤＭＲＳの追加シンボル数の通知に応じて、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを含める（ステップＳ３０５）。ここで、基地局装置１００からの通知に対してＰＵＳＣＨにおいて含めるＤＭＲＳの配置は、図５に１サブフレーム中にＤＭＲＳを追加しない場合、図９に１サブフレームにＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加する場合、図６に１サブフレーム中にＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル追加する場合として利用できるものとする。続いて、ＤＭＲＳの追加の有無を示す信号とＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇに応じたＤＭＲＳをＰＵＳＣＨへ含めた移動局装置２００は、基地局装置１００へＰＵＳＣＨの送信を行なう（ステップＳ３０６）。移動局装置２００からＰＵＳＣＨを受信した基地局装置１００は、割り当てたＤＭＲＳのシンボル数に応じたＤＭＲＳの配置に対して、ＰＵＳＣＨを復調するための伝搬路補償を行なう（ステップＳ３０７）。
【００８２】
言い換えると、第３の実施形態は、増加させるＤＭＲＳの数を切り替える方法として、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇとＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇにより判断する。基地局装置から通知されるＨｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇのＯＮ／ＯＦＦに関わらず、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを増加しない。一方、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ＦｌａｇがＯＮで、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇがＯＦＦの場合には、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを１ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル増加する。また、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ｆｌａｇがＯＮで、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇがＯＮの場合には、ＰＵＳＣＨへＤＭＲＳを２ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル増加する。
【００８３】
以上の手順により、ＤＭＲＳの追加の有無を示す信号とＳｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇにより、ＰＵＳＣＨにおける３種類のＤＭＲＳの配置を切り替えることができ、伝搬路補償精度を向上し、スループットも著しく低下させないことが可能である。本実施形態では、Ｓｌｏｔ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇを利用することによりＤＭＲＳの追加シンボル数を決定するため、上位レイヤにおける切り替えなしにＤＭＲＳの追加シンボル数を決定できるため、移動局装置２００の急激な環境の変化においても様々なドップラー周波数に対応し、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路補償精度を向上することが可能である。
【００８４】
以上説明した本実施形態の特徴的な動作は、コンピュータに制御プログラムを実行することによって実現することができる。すなわち、本実施形態の制御プログラムは、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置の制御プログラムであって、受信部において、前記基地局装置から制御情報を受信する処理と、スケジューリング情報管理部において、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定する処理と、送信部において、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する処理と、の一連の処理がコンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化されたことを特徴とする。
【００８５】
このように、移動局装置は、決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を基地局装置に対して送信するので、要求されるドップラー周波数や伝搬路推定精度に応じてＰＵＳＣＨに含めるＤＭＲＳのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル数を切り替えることができる。これにより、著しくスループットを低下させることなく、伝搬路推定精度を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１００ 基地局装置
１１０ 送信部
１２０ スケジューリング部
１３０ 受信部
２００ 移動局装置
２１０ 受信部
２２０ スケジューリング情報管理部
２３０ 送信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置であって、
前記基地局装置から制御情報を受信する受信部と、
前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するスケジューリング情報管理部と、
前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする移動局装置。
【請求項２】
前記制御情報は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号を含むことを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項３】
前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号は、高速移動時にのみ利用されるフォーマットを用いて通知されることを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項４】
前記制御情報は、フラグとスロットホッピングとの組み合わせによって、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を一意に示すことを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項５】
ホッピングパターンを示す信号とスロットホッピングの有無を示す信号との組み合わせで前記スロットホッピングの有無が決定されることを特徴とする請求項４記載の移動局装置。
【請求項６】
前記スケジューリング情報管理部は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を変更することを示す制御情報を受信するまで、前記決定したシンボル数を有効とすることを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項７】
移動局装置との間で無線通信を行なう基地局装置であって、
上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するスケジューリング部と、
前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信する基地局側送信部と、
前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信する基地局側受信部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の移動局装置と、
請求項７記載の基地局装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
移動局装置と基地局装置との間で無線通信を行なう通信方法であって、
前記基地局装置において、
上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するステップと、
前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信するステップと、
前記移動局装置において、
前記基地局装置から制御情報を受信するステップと、
前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するステップと、
前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信するステップと、
前記基地局装置において、
前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置の制御プログラムであって、
受信部において、前記基地局装置から制御情報を受信する処理と、
スケジューリング情報管理部において、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定する処理と、
送信部において、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する処理と、の一連の処理がコンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化されたことを特徴とする制御プログラム。
【請求項１】
基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置であって、
前記基地局装置から制御情報を受信する受信部と、
前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するスケジューリング情報管理部と、
前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする移動局装置。
【請求項２】
前記制御情報は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号を含むことを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項３】
前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を明示的に通知する信号は、高速移動時にのみ利用されるフォーマットを用いて通知されることを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項４】
前記制御情報は、フラグとスロットホッピングとの組み合わせによって、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を一意に示すことを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項５】
ホッピングパターンを示す信号とスロットホッピングの有無を示す信号との組み合わせで前記スロットホッピングの有無が決定されることを特徴とする請求項４記載の移動局装置。
【請求項６】
前記スケジューリング情報管理部は、前記参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を変更することを示す制御情報を受信するまで、前記決定したシンボル数を有効とすることを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項７】
移動局装置との間で無線通信を行なう基地局装置であって、
上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するスケジューリング部と、
前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信する基地局側送信部と、
前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信する基地局側受信部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の移動局装置と、
請求項７記載の基地局装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
移動局装置と基地局装置との間で無線通信を行なう通信方法であって、
前記基地局装置において、
上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を示す制御情報を生成するステップと、
前記生成した制御情報を前記移動局装置へ送信するステップと、
前記移動局装置において、
前記基地局装置から制御情報を受信するステップと、
前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定するステップと、
前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信するステップと、
前記基地局装置において、
前記移動局装置から前記制御情報に基づいて送信された参照信号を受信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置の制御プログラムであって、
受信部において、前記基地局装置から制御情報を受信する処理と、
スケジューリング情報管理部において、前記受信した制御情報に基づいて、前記基地局装置が上りリンクの伝搬路補償に利用する参照信号の１サブフレームあたりのシンボル数を決定する処理と、
送信部において、前記決定された１サブフレームあたりのシンボル数に基づいて、参照信号を前記基地局装置に対して送信する処理と、の一連の処理がコンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化されたことを特徴とする制御プログラム。
【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１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【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１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−７７６４７（Ｐ２０１１−７７６４７Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２４５７５（Ｐ２００９−２２４５７５）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【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２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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