JP4954782B2 - 移動通信システムにおける基地局装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は移動通信の技術分野に関連し、特に移動通信システムにおける基地局装置及び方法に関する。
ワイドバンド符号分割多重接続(W-CDMA)方式、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)方式、高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)方式等の後継となる通信方式−すなわちロングタームエボリューション(LTE: Long Term Evolution)が、W-CDMAの標準化団体3GPPで検討されている。LTEでの無線アクセス方式として、下りリンクについては直交周波数分割多重接続(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が、上りリンクについてはシングルキャリア周波数分割多重接続(SC-FDMA: Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)方式が有望視されている（これについては例えば、非特許文献１参照）。
OFDM方式は、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして伝送を行うマルチキャリア伝送方式である。サブキャリアを周波数軸上に直交させながら密に並べることで高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることが期待できる。
SC-FDMA方式は、周波数帯域を端末毎に分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送するシングルキャリア伝送方式である。端末間の干渉を簡易且つ効果的に低減することができることに加えて送信電力の変動を小さくできるので、この方式は端末の低消費電力化及びカバレッジの拡大等の観点から好ましい。
LTEシステムでは、下りリンク及び上りリンク両方において、移動局に１つ以上のリソースブロックを割り当てられることで通信が行われる。リソースブロックはシステム内の多数の移動局で共有される。LTEでは1msであるサブフレーム(Sub-frame)毎に複数の移動局の中でどの移動局にリソースブロックを割り当てるかを基地局が決定する（このプロセスはスケジューリングと呼ばれる。）。サブフレームは、送信時間間隔(TTI: Transmission Time Interval)と呼ばれてもよい。下りリンクにおいては、基地局装置は、スケジューリングで選択された移動局宛に、１以上のリソースブロックで共有チャネルを送信する。この共有チャネルは、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)と呼ばれる。上りリンクにおいては、スケジューリングで選択された移動局が、基地局に対して１以上のリソースブロックで共有チャネルを送信する。この共有チャネルは、物理上りリンク共有チャネル(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)と呼ばれる。
共有チャネルを用いた通信システムにおいては、サブフレーム毎に、どのユーザ装置にどの共有チャネルを割り当てるかをシグナリング（通知）する必要がある。このシグナリングに用いられる制御チャネルは、LTEでは、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH: Physical Donwlink Control Channel)または下りＬ１／Ｌ２制御チャネル(DL-L1/L2 Control Channel)と呼ばれる。物理下りリンク制御チャネルPDCCHには、例えば、下りスケジューリング情報(Downlink Scheduling Information)、送達確認情報(ACK/NACK: Acknowledgement information)、上りリンクスケジューリンググラント(Uplink Scheduling Grant)、オーバロードインジケータ(Overload Indicator)、送信電力制御コマンドビット(Transmission Power Control Command Bit)等が含まれる(これについては例えば、非特許文献2参照)。
下りスケジューリング情報や上りリンクスケジューリンググラントが、上記のシグナリングする必要のある情報に相当する。下りスケジューリング情報には、下りリンクの共有チャネルに関する情報が含まれ、具体的には、下りリンクのリソースブロック(RB: Resource Block)の割り当て情報、ユーザ装置の識別情報(UE-ID)、データサイズ、変調方式、HARQ((Hybrid Automatic Repeat reQuest)に関する情報等が含まれる。マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)方式又はマルチアンテナシステムが使用される場合、下りスケジューリング情報には、ストリーム数、プリコーディングベクトル(Precoding Vector)に関する情報も含まれる。
上りリンクスケジューリンググラントには、上りリンクの共有チャネルに関する情報が含まれ、具体的には、上りリンクのリソースの割り当て情報、ＵＥのＩＤ、データサイズ、変調方式、上りリンクの送信電力情報、アップリンクMIMO(Uplink MIMO)におけるデモジュレーションレファレンスシグナル(Demodulation Reference Signal)の情報等が含まれる。
下りリンクにおいては、共通制御物理チャネル(CCPCH:Common Control Physical Channel)も送信される。CCPCHに含まれる代表的なものは、報知チャネル(BCH: Broadcast Channel)である。CCPCHにより送信される報知チャネルは、特に、静的な報知チャネル又はプライマリ報知チャネル(P-BCH)と呼ばれる。静的な報知チャネルとは別に、動的な報知チャネル(Dynamic part)又はセカンダリ報知チャネル(S-BCH)も存在するからである。動的な報知チャネルは、PDSCHにマッピングされる。この場合、下りL1/S2制御チャネルにより、動的な報知チャネルのための下りスケジューリング情報が送信される。
上りリンク制御チャネルでは、下りリンクの品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)及び物理下りリンク共有チャネルの送達確認情報(Acknowledgement Information)等が伝送される。CQIは、下りリンクにおける共有物理チャネルのスケジューリング処理や適応変復調及び符号化処理(AMCS: Adaptive Modulation and Coding Scheme)等に使用される。
3GPP TR 25.814 (V7.0.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," June 2006 3GPP, R1-070103, Downlink L1/L2 Control Signaling Channel Structure: Coding
MIMO方式は、通信に複数のアンテナを用いることで伝送信号の高速化及び／又は高品質化を図るマルチアンテナ方式の通信である。MIMO方式では通信に使用されるアンテナ数に依存して信号処理方式は一般に異なる。現在提案されている次世代移動通信システムでは、基地局装置の送信については、１アンテナ送信、２アンテナ送信及び４アンテナ送信が提案されており、受信については２アンテナ受信及び４アンテナ受信が提案されている。ユーザ装置の送信については１アンテナ送信及び２アンテナ送信が提案されており、受信については２アンテナ受信及び４アンテナ受信が提案されている。将来の移動通信システムでは、ユーザ装置及び基地局装置で通信に使用可能なアンテナ数の組み合わせが複数組存在するかもしれない。この場合に、基地局装置から４アンテナ各々から異なる信号が送信される一方、ユーザ装置が２アンテナしか使用できなかったとすると、そのユーザ装置は下り信号を適切に復調できないおそれがある。従って、複数のアンテナを用いた通信が許容されるセルでは、少なくとも通信に基礎的な情報については、基地局装置の送信アンテナ数やユーザ装置の受信アンテナ数によらず、確実に伝送されることが望まれる。特に、上記のプライマリ報知チャネル(P-BCH)は、システム帯域幅や下りリファレンス信号の送信電力等のような重要な情報を含むので、セルサーチ直後に速やかにユーザ装置で確実に受信できることが望まれる。しかしながら将来のLTEを用いたシステムで、プライマリ報知チャネル等の信号をどのように伝送すべきかについては今のところ未定であり、更なる検討を要する。
本発明の課題は、基地局装置の送信アンテナ数が未知であってもユーザ装置がプライマリ報知情報を適切に受信できるようにすることである。
本発明の一形態によれば、受信アンテナ数の異なるユーザ装置が混在してもよい移動通信システムにおける基地局装置が使用される。基地局装置は、リファレンス信号、プライマリ報知信号、同期信号及びL1/L2制御信号を所定の信号フォーマットにマッピングする
手段と、マッピング後の信号をユーザ装置に送信する手段とを有する。ある１つのサブフレームに対して、前記マッピングする手段は、（ａ）L1/L2制御信号及びプライマリ報知
信号が時間多重されるようにマッピングし、（ｂ）プライマリ報知信号及び同期信号を、システム帯域中央の所定の帯域幅の中にマッピングし、（ｃ）Ｌ１／Ｌ２制御信号がマッピングされたＯＦＤＭシンボルとは異なった少なくともひとつのＯＦＤＭシンボルにおいて、所定の送信ストリームに含まれるリファレンス信号を、前記所定の帯域幅の中にマッピングするが、別の送信ストリームに含まれるリファレンス信号は、前記所定の帯域幅の中にマッピングしない。
本発明によれば、基地局装置の送信アンテナ数が未知であってもユーザ装置がプライマリ報知情報を適切に受信できるようになる。
説明の便宜上、本発明が幾つかの実施例に分けて説明されるが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。
（システム概要）
図１は本発明の実施例で使用される移動通信システムを示す。移動通信システム1000は、例えばLTE(Evolved UTRA and UTRAN又はSuper 3Gでもよい)が適用されるシステムである。移動通信システム１００は、基地局装置(eNB: eNode B)２００と、基地局装置２００と通信する複数の移動局１００ｎ（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎは正の整数）とを有する。基地局装置２００は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置又は移動管理ノード(MME/UPE)３００と接続され、アクセスゲートウェイ装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。移動局１００ｎはセル５０において基地局装置２００とＬＴＥにより通信を行っている。説明の便宜上、基地局装置と無線通信するのは移動局であるが、より一般的には移動端末も固定端末も含むユーザ装置(UE: User Equipment)でよい。
（基地局装置）
図２は本発明の一実施例による基地局装置２００を示す。図２には、送受信アンテナ２０２と、アンプ部２０４と、送受信部２０６と、ベースバンド信号処理部２０８と、リソース管理部２１０と、伝送路インターフェース２１２とが描かれている。図示の簡明化のため、送受信アンテナ２０２は１本しか描かれていないが、実際には複数本用意されている。本実施例では、第１乃至第４ストリームが第１乃至第４の送受信アンテナから送信されるものとする。説明の便宜上、（１）下りの処理と（２）上りの処理を分けて説明する。
（１）下りリンクにより基地局装置２００からユーザ装置１００ｎに送信されるユーザデータは、基地局装置２００の上位に位置する上位局（例えばMME/UPE又はアクセスゲートウェイ装置３００）から伝送路インターフェース２１２を介してベースバンド信号処理部２０８に入力される。ベースバンド信号処理部２０８では、ユーザデータの分割・結合、RLC(radio link control)再送制御の送信処理などのRLCレイヤーの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御、例えばHARQの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)処理等が行われ、処理後の信号が送受信部２０６に転送される。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われ、送受信部２０６に転送される。送受信部２０６では、ベースバンド信号処理部２０８から出力されたベースバンド信号が無線周波数帯に変換されるように周波数変換処理が行われ、その後信号はアンプ部２０４で増幅されて送受信アンテナ２０２より送信される。
（２）基地局装置２００は上りリンクでユーザ装置１００ｎから送信されたデータを受信する。送受信アンテナ２０２で受信された無線周波数信号はアンプ部２０４で増幅され、送受信部２０６で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０８に入力される。ベースバンド信号処理部２０８では、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤーの受信処理がなされ、処理後の信号は伝送路インターフェース２１２を介してアクセスゲートウェイ装置３００に転送される。
リソース管理部２１０は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局２００の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
図３を参照しながら、ベースバンド信号処理部２０８の構成について説明する。
ベースバンド信号処理部２０８は、レイヤー１処理部２０８１と、ＭＡＣ処理部２０８２と、ＲＬＣ処理部２０８３とを有する。
ＲＬＣ処理部２０８３では、下りリンクのパケットデータに関する、分割・結合、ＲＬＣ再送制御の送信処理等のＲＬＣレイヤーの送信処理や、上りリンクのデータに関する、分割・結合、ＲＬＣ再送制御の受信処理等のＲＬＣレイヤーの受信処理が行われる。
ＭＡＣ処理部２０８２は、下りリンクのユーザデータのＭＡＣ再送制御、例えばＨＡＲＱの送信処理や、スケジューリング処理、伝送フォーマットの選択処理、周波数リソースの割り当て処理等を行う。ここで、スケジューリング処理とは、あるサブフレームの下りリンクで共有チャネルを用いてユーザデータの受信を行うユーザ装置を選別する処理を指す。伝送フォーマットの選択処理とは、スケジューリングにより選別されたユーザ装置が受信するユーザデータの変調方式や符号化率、データサイズを決定する処理を指す。変調方式、符号化率、データサイズの決定は、例えば、ユーザ装置から上りリンクにおいて報告されるＣＱＩの良否等に基づいて行われる。周波数リソースの割り当て処理とは、スケジューリングにおいて選別されたユーザ装置が受信するユーザデータに用いられるリソースブロックを決定する処理を指す。リソースブロックの決定は、例えば、ユーザ装置から上りリンクにおいて報告されるＣＱＩに基づいて行われる。そして、ＭＡＣ処理部２０８２は、上述した様々な処理（スケジューリング処理、伝送フォーマットの選択処理、周波数リソースの割り当て処理）により決定される物理下りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザのＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報をレイヤー１処理部２０８１に通知する。
また、ＭＡＣ処理部２０８２は、上りリンクのユーザデータのＭＡＣ再送制御の受信処理や、スケジューリング処理、伝送フォーマットの選択処理、周波数リソースの割り当て処理等を行う。ここで、スケジューリング処理とは、あるサブフレームにおいて共有チャネルを用いてユーザデータの送信を行うユーザ装置を選別する処理を指す。伝送フォーマットの選択処理とは、スケジューリングにおいて選別されたユーザ装置が送信するユーザデータに関する変調方式や符号化率、データサイズを決定する処理を指す。変調方式、符号化率、データサイズの決定は、例えば、ユーザ装置から上りリンクにおいて送信するサウンディング用リファレンス信号のＳＩＲに基づいて行われる。周波数リソースの割り当て処理とは、スケジューリングにおいて選別されたユーザ装置が送信するユーザデータの送信に用いられるリソースブロックを決定する処理を指す。リソースブロックの決定は、例えば、ユーザ装置から上りリンクにおいて送信するサウンディング用リファレンス信号のＳＩＲに基づいて行われる。そして、ＭＡＣ処理部２０８２は、上述した様々な処理（スケジューリング処理、伝送フォーマットの選択処理、周波数リソースの割り当て処理）により決定される物理上りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザのＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報をレイヤー１処理部２０８１に通知する。
レイヤー１処理部２０８１では、下りリンクで送信されるデータのチャネル符号化やＩＦＦＴ処理、上りリンクで受信されるデータのチャネル復号化やＦＦＴ処理などが行われる。ここで、送信又は受信されるデータとは、例えば、ウェブブラウジング(Web browsing)やファイル転送プロトコル（FTP）、音声パケット（VoIP）等によるＩＰパケットや、無線リソース制御(RRC: Radio Resource Control)の処理のための制御信号などである。また、上記ユーザデータは、論理チャネルとしての呼び方は、例えば、DTCHやDCCHである。
レイヤー１処理部２０８１は、ダウンリンクスケジューリング情報（物理下りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザのＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報等）、アップリンクスケジューリンググラント（物理上りリンク共有チャネルを用いて通信を行うユーザのＩＤや、そのユーザデータのトランスポートフォーマットの情報等）をＭＡＣ処理部２０８２から受け取る。また、レイヤー処理部２０８１は、ダウンリンク及びアップリンクのスケジューリング情報に対して、チャネル符号化やＩＦＦＴ処理等の送信処理を行う。ダウンリンク及びアップリンクのスケジューリング情報は、下りリンク制御チャネルで或る物理下りリンク制御チャネルにマッピングされる。下りリファレンス信号は、送信ダイバーシチを行いながら送信されてもよい。送信ダイバーシチは当該技術分野で既知の適切な如何なる方法でなされてよい。例えば、サイクリック遅延ダイバーシチ(CDD: Cyclic Delay Diversity)方式、FSTD(Frequency Switched Transmit Diversity)方式、SFBC(Space Frequency Block Coding)方式、STBC(Space Time Block Coding)方式等が使用されてもよい。本実施例では２つのアンテナを用いたSFBC方式の送信ダイバーシチが行われる。レイヤー１処理部２０８１は、報知情報生成部２０８４より報知情報を受け取り、上記報知情報に対して、チャネル符号化やＩＦＦＴ処理等の送信処理を行う。
報知情報生成部２０８４は、セル内のユーザに報知する報知情報を生成する。報知情報は、例えば、システム帯域幅に関する情報や、下りリンクのリファレンス信号の送信電力に関する情報や、ＭＢＭＳのデータが送信されるサブフレームに関する情報や、上りリンクの干渉量に関する情報や、物理ランダムアクセスチャネルに関する情報等である。上述したように、報知情報にはプライマリ報知情報(P-BCH)及びセカンダリ報知情報(S-BCH)がある。プライマリ報知情報(P-BCH)は、セルサーチ後速やかにユーザ装置が受信すべきレイヤー１情報を含み、例えば、システム帯域幅に関する情報や、下りリンクのリファレンス信号の送信電力に関する情報等がP-BCHに該当する。P-BCHは共通制御物理チャネル(CCPCH)で伝送され、S-BCHは下り物理共有チャネル(PDSCH)で伝送される。
（信号マッピング例）
図４はレイヤー１処理部２０８１で行われる信号マッピングの一例を示す。図４は、あるシステム帯域(例えば、5MHz、10MHz、20MHz等)の一部分で、１サブフレーム(例えば、1ms)の期間に伝送される信号のマッピング例を示す。信号は適切な如何なる下りリンクの信号でもよいが、図示の例では、リファレンス信号(RS)、プライマリ報知チャネル（P-BCH）、同期チャネル(SCH)、L1/L2制御チャネル、下り物理共有チャネル(PDSCH)がマッピングされている。但し、プライマリ報知チャネル(P-BCH)は全てのサブフレームに含まれているわけではなく、例えば１０サブフレームに一度のような所定の周期でユーザに送信される。基地局装置は、第１乃至第４ストリームを４本の送受信アンテナから送信するものとする。第１乃至第４ストリーム各々には、第１乃至第４リファレンス信号がそれぞれ関連付けられている。図示の簡明化のため、図４では１サブフレームが１４個のベーシックタイムユニットを含み、１リソーブロックが６つのサブキャリアを含むように描かれているが、これらの数値は単なる例示であり、適切な如何なる数値が使用されてよい（例えば、１リソースブロックに１２個のサブキャリアが含まれてもよい。）。ベーシックタイムユニットは、OFDMシンボル１つ分に相当する。更に、１つのベーシックタイムユニット及び１つのサブキャリアで特定される部分は、リソースエレメントと呼ばれる。
図４の信号マッピング例は、以下のような様々な特徴を有する。
１．プライマリ報知チャネル(P-BCH)は、システム帯域中央の所定の帯域幅にしかマッピングされない。所定の帯域幅は、一例として1.25MHz(リソースブロック６つ分)であるが、どのユーザ装置でも受信可能な帯域幅以下の適切な如何なる数値に設定されてもよい。P-BCHがシステム帯域中央に限定してマッピングされるのは、5MHz,10MHz,20MHz等の様々なシステム帯域幅によらず、ユーザ装置が受信できるようにするためである。
２．L1/L2制御チャネル及びプライマリ報知チャネル(P-BCH)は時間多重される。L1/L2制御チャネルは、カテゴリゼロ情報(Cat.0)の示す値に依存して、１つ乃至３つのOFDMシンボル(ベーシックタイムユニット)にマッピングされるのが原則である。しかしながら、少なくともシステム帯域中央の所定の帯域幅(1.25MHz)の中では、L1/L2制御チャネルは必ず２つのOFDMシンボルを占め、残りのOFDMシンボルにプライマリ報知チャネルが含まれるように制限される。このような制限を課すことで、プライマリ報知チャネル(P-BCH)のマッピングされるOFDMシンボル数を、一定に保つことができる。その結果、ユーザ装置は、P-BCHのマッピングされている位置（時間及び周波数）を、カテゴリゼロ情報(Cat.0)によらず簡易に特定できる（特に、セルサーチ後、速やかに特定できる。）。
３．L1/L2制御チャネルのマッピングされない部分の内、システム帯域中央の所定の帯域幅の中では、第３及び第４の送受信アンテナに関するリファレンス信号はマッピングされない。すなわち、プライマリ報知チャネル(P-BCH)がマッピングされてもよい部分(リソースエレメント)に、第３及び第４の送受信アンテナ用のリファレンス信号がマッピングされることは禁止される。逆に、第３及び第４の送受信アンテナ用のリファレンス信号は、プライマリ報知チャネル(P-BCH)が決してマッピングされない部分(リソースエレメント)にマッピングされる。このような制限を課すことで、プライマリ報知チャネル(P-BCH)が、２アンテナでしか受信できないユーザ装置でも確実に復調できるようにする。
４．プライマリ報知チャネル(P-BCH)の占める帯域幅と、同期チャネル(SCH)の占める帯域幅は、同一の帯域幅を占める。図示の例では、何れもシステム帯域中央の1.25MHzを占めている。これにより、セルサーチにおける同期チャネルの検出と同様に、プライマリ報知チャネルを検出しやすくすることができる。
図４の信号フォーマットは上記のような特徴を有するので、カテゴリゼロ情報、システム帯域幅、送信アンテナ数等の情報が無くても、ユーザ装置はセルサーチ後速やかにプライマリ報知チャネルを確実に受信できる。
上述したように、L1/L2制御チャネルは、カテゴリゼロ情報(Cat.0)の示す値に依存して、１つ乃至３つのOFDMシンボル(ベーシックタイムユニット)にマッピングされるのが原則である。従って、上記２．のような制約を設ける場合、L1/L2制御チャネルのマッピング方法にいくつかの選択肢が考えられる。
図５は選択肢の１つを示す。システム帯域中央の1.25MHzの帯域幅の内外で、L1/L2制御チャネルのマッピングされるOFDMシンボル数は、異なってよい。図示の例では、1.25MHzの帯域幅の中では、L1/L2制御チャネルは２つのOFDMシンボルにマッピングされ、それ以外の帯域では３つのOFDMシンボルにマッピングされている。
図６は別の選択肢を示す。プライマリ報知チャネル(P-BCH)のマッピングされるサブフレームでは、L1/L2制御チャネルは必ず２つのOFDMシンボルにマッピングされる。P-BCHのマッピングされないサブフレームでは、カテゴリゼロ情報(Cat.0)の示す値に依存して、L1/L2制御チャネルは１つ乃至３つのOFDMシンボルにマッピングされる。図示の例では、L1/L2制御チャネルは、P-BCHを含むサブフレームでは２つ、次のサブフレームでは３つ、その次のサブフレームでは１つのOFDMシンボルにマッピングされている。
（ユーザ装置）
図７は本発明の一実施例によるユーザ装置１００ｎを示す。図７には、送受信アンテナ１０２と、アンプ部１０４と、送受信部１０６と、ベースバンド信号処理部１０８と、アプリケーション部１１０とが示されている。図２の基地局装置の場合と同様に、１本の送受信アンテナしか描かれていないが、実際には複数の送受信アンテナが備わっている。
下りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０２で受信された無線周波数信号がアンプ部１０４で増幅され、送受信部１０６で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号について、ベースバンド信号処理部１０８でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。上記下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１１０に転送される。アプリケーション部１１０は、物理レイヤーやＭＡＣレイヤーより上位のレイヤーに関する処理等を行う。また、上記下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部１１０に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部１１０からベースバンド信号処理部１０８に入力される。ベースバンド信号処理部１０８では、再送制御（ＨＡＲＱ）の送信処理、チャネル符号化、ＩＦＦＴ処理等が行われて送受信部１０６に転送される。送受信部１０６では、ベースバンド信号処理部１０８から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後の信号はアンプ部１０４で増幅されて送受信アンテナ１０２より送信される。
図８を参照しながら、ベースバンド信号処理部１０８の構成について説明する。ベースバンド信号処理部１０８は、レイヤー１処理部１０８１と、ＭＡＣ処理部１０８２とを有する。
レイヤー１処理部１０８１は、一般的には、下りL1/L2制御信号を受信し、復調及び復号を行い、その復号結果をＭＡＣ処理部１０８２に送信する。下りリファレンス信号等に関し送信ダイバーシチが行われている場合には、基地局装置で行われている送信ダイバーシチの方法に合わせて、対応する受信ダイバーシチが行われる。レイヤー１処理部１０８１は、図４に示されるようにマッピングされた各信号を、個々に分離する処理を行う。
レイヤー１処理部１０８１は、あるサブフレームの上りリンクにおいてユーザデータを送信する場合には、ＭＡＣ処理部１０８２からユーザデータを受け取る。レイヤー１処理部１０８１は、そのユーザデータに関して、符号化やデータ変調等の処理やＤＦＴ処理、サブキャリアマッピング処理、ＩＦＦＴ処理等を行い、それらをベースバンド信号として送受信部に送信する。レイヤー1処理部１０８１は、あるサブフレームの上りリンクにおいて制御チャネルを送信する場合には、その制御信号（例えば、CQIや送達確認情報）に関して、チャネル符号化処理、データ変調処理、離散フーリエ変換(ＤＦＴ)処理、サブキャリアマッピング処理、ＩＦＦＴ処理等を行い、それらをベースバンド信号として送受信部に送信する。
ＭＡＣ処理部１０８２は、レイヤー１処理部１０８１より受信した物理下りリンク制御チャネルの復号結果に基づき、下りリンクのユーザデータのＭＡＣ再送制御の受信処理等を行う。すなわち、下りリンクにおいて共有チャネルを用いた通信を行うことが通知されている場合には、受信したユーザデータに関して復号を行い、ユーザデータの信号が誤っているか否かのＣＲＣチェックを行う。そして、上記ＣＲＣチェックの結果に基づいて送達確認情報を生成し、レイヤー１処理部１０８１に通知する。ＣＲＣチェックの結果がＯＫの場合には送達確認情報として肯定応答信号ＡＣＫを生成し、ＣＲＣチェックの結果がＮＧの場合には送達確認情報として否定応答信号ＮＡＣＫを生成する。
ＭＡＣ処理部１０８２は、レイヤー１処理部１０８１より受信した物理下りリンク制御チャネルに含まれるアップリンクスケジューリンググラントの復号結果に基づき、上りリンクのユーザデータの送信フォーマットの決定や、ＭＡＣレイヤーにおける再送制御等の送信処理を行う。すなわち、レイヤー１処理部１０８１より受信した物理下りリンク制御チャネルにおいて、上りリンクにおいて共有チャネルを用いた通信を行うことが許可された場合には、送信するユーザデータに関して、送信フォーマットの決定や再送制御等の送信処理を行い、そのユーザデータをレイヤー１処理部１０８１に与える。
上述したように基地局装置は第１乃至第４送信ストリームを４つの送受信アンテナから送信する。
図９は、ストリーム１つにアンテナ１つがが対応付けられている場合に、左側のようにマッピングされた信号が送信される様子を示す。図中縦軸は電力密度に相当する。図示の簡明化のため、第１及び第３ストリームに関する信号しか描かれていないが、第２及び第４ストリームについても同様な信号が存在する。各ストリームは対応する電力増幅器PAに入力され、適切に増幅された後に各アンテナから送信される。第１乃至第４ストリーム各々にはリファレンス信号1stRS, 2ndRS, 3rdRS, 4thRSがそれぞれ対応付けられており、各送信ストリームに必要に応じて含められる。ユーザ装置におけるチャネル補償や受信品質測定等は、リファレンス信号に基づいて行われるので、リファレンス信号が適切に受信されることは特に重要である。このため、リファレンス信号は、他の信号よりも高い電力密度を有するように設定される。
一方、図４等に示されているように、リファレンス信号はどのOFDMシンボルにも含まれているわけではない。従って、OFDMシンボル(ベーシックタイムユニット)は、リファレンス信号を含んだり含まなかったりする。これは、１つのOFDMシンボルの中での電力密度の変動が、大きかったり小さかったりすることを意味する。リファレンス信号を含むOFDMシンボルは電力密度変化が大きく、リファレンス信号を含まないOFDMシンボルは電力密度変化が小さい。
他方、各送受信アンテナに備わっている電力増幅器PAの増幅効率又は利用効率は、入力される信号の電力密度変化の大きさに依存する。リファレンス信号のマッピングされる頻度は比較的小さい（例えば、６サブキャリアに１つの割合でマッピングされてもよい。）。従って、リファレンス信号を含むOFDMシンボルについては、低頻度にしか含まれていない高い電力密度のリファレンス信号に起因して、電力増幅器PAの利用効率はかなり低下してしまうことが懸念される。
本発明の第２実施例は、基地局装置に備わる複数の送信アンテナ各々に付随する送信アンプの利用効率の向上を図るためになされる。
図１０は本発明の第２実施例による基地局装置の一部を示す。図９の場合とは異なり、第１乃至第４送信ストリームは、プリコーディング部でプリコーディングされた後に、４つの送受信アンテナから送信される。プリコーディング部は、複数の送信ストリーム(#1〜#4)を受信し、各送信ストリームを所定数個に複製し、複製後の送信ストリーム各々を重み付け合成することで、プリコーディングされた複数の送信ストリームを出力する。プリコーディングされた複数の送信ストリームは、複数の送受信アンテナから送信される。「重み付け」に使用される重み係数又はウエイトが、プリコーディングベクトルに相当する。図示の例では重み係数は±1/2であるが、適切な如何なる数が使用されてもよい。第１の送信ストリーム＃１は、第１の送受信アンテナ１つだけでなく、第１及び第３の送受信アンテナから送信される。第１の送信ストリームに含まれるリファレンス信号は、第１及び第３の送受信アンテナから半分の電力密度でそれぞれ送信されてもよい。その結果、第１及び第３の電力増幅器PAにそれぞれ入力される信号の電力密度の変化は、図９の場合より小さくなる。かくて本実施例によれば、電力増幅器PA各々の入力信号レベル(電力密度)の変動を小さくすることで、電力増幅器の利用効率の向上を図ることができる。
図示の例では、１つの送信ストリームが２系統に複製され、１つの送信ストリームが２つのアンテナから送信されているが、１つの送信ストリームが４系統に複製され、４つのアンテナから送信されてもよい。１つの送信ストリームが多くの送信アンテナから送信されるほど、各電力増幅器PAの入力信号レベルの変動を平坦化することができる。
本発明の一実施例による移動通信システムを示す図である。 本発明の一実施例による基地局装置の部分ブロック図である。 図２の基地局装置のベースバンド信号処理部の部分ブロック図である。 レイヤー１処理部で行われる信号マッピングの一例を示す図である。 L1/L2制御チャネルが所定の帯域内外で別様にマッピングされる例を示す図である。 図５とは別のマッピング例を示す図である。 本発明の一実施例によるユーザ装置の部分ブロック図である。 図７のユーザ装置のベースバンド信号処理部の部分ブロック図である。 ストリーム毎に送信アンテナが対応付けられている様子を示す図である。 各ストリームがプリコーディング後に送信される様子を示す図である。
符号の説明
５０ セル
１００１、１００２、１００３、１００ｎ ユーザ装置
１０２ 送受信アンテナ
１０４ アンプ部
１０６ 送受信部
１０８ ベースバンド処理部
１１０ アプリケーション部
１０８１ レイヤー１処理部
１０８２ ＭＡＣ処理部
２００ 基地局装置
２０２ 送受信アンテナ
２０４ アンプ部
２０６ 送受信部
２０８ ベースバンド信号処理部
２１０ 無線リソース管理部
２１２ 伝送路インターフェース
２０８１ レイヤー１処理部
２０８２ ＭＡＣ処理部
２０８３ ＲＬＣ処理部
３００ アクセスゲートウェイ装置
４００ コアネットワーク

Claims (7)

  1. 受信アンテナ数の異なるユーザ装置が混在してもよい移動通信システムにおける基地局装置であって、
    リファレンス信号、プライマリ報知信号、同期信号及びL1/L2制御信号を所定の信号フォーマットにマッピングする手段と、
    マッピング後の信号をユーザ装置に送信する手段と、
    を有し、ある１つのサブフレームに対して、前記マッピングする手段は、
    L1/L2制御信号及びプライマリ報知信号が時間多重されるようにマッピングし、
    プライマリ報知信号及び同期信号を、システム帯域中央の所定の帯域幅の中にマッピングし、
    Ｌ１／Ｌ２制御信号がマッピングされたＯＦＤＭシンボルとは異なった少なくともひとつのＯＦＤＭシンボルにおいて、所定の送信ストリームに含まれるリファレンス信号を、前記所定の帯域幅の中にマッピングするが、別の送信ストリームに含まれるリファレンス信号は、前記所定の帯域幅の中にマッピングしない基地局装置。
  2. 前記プライマリ報知信号及び前記同期信号が、同じ帯域幅を占める請求項１記載の基地局装置。
  3. 前記所定の帯域以外の帯域では、前記所定の送信ストリームに含まれるリファレンス信号も、前記別の所定の送信ストリームに含まれるリファレンス信号もマッピングされている請求項１記載の基地局装置。
  4. L1/L2制御信号のマッピングされる直交周波数分割多重(OFDM)シンボル数は、ある１つのサブフレームと別のサブフレームとで異なっている請求項１記載の基地局装置。
  5. L1/L2制御信号のマッピングされる直交周波数分割多重(OFDM)シンボル数は、ある１つのサブフレームの中で、前記所定の帯域幅の内外で異なっている請求項１記載の基地局装置。
  6. 所定数の入力信号系列各々を複製し、複製された系列各々にプリコーディングベクトルを適用し、複数の出力信号系列を用意する手段を更に有し、
    １つの入力信号系列に含まれる特定のリソースエレメントにマッピングされるリファレンス信号が、プリコーディング後に複数の送信アンテナから送信される請求項１記載の基地局装置。
  7. 受信アンテナ数の異なるユーザ装置が混在してもよい移動通信システムの基地局装置で使用される方法であって、
    リファレンス信号、プライマリ報知信号、同期信号及びL1/L2制御信号を所定の信号フォーマットにマッピングするステップと、
    マッピング後の信号をユーザ装置に送信するステップと、
    を有し、ある１つのサブフレームに対して、前記マッピングするステップは、
    L1/L2制御信号及びプライマリ報知信号が時間多重されるようにマッピングし、
    プライマリ報知信号及び同期信号を、システム帯域中央の所定の帯域幅の中にマッピングし、
    Ｌ１／Ｌ２制御信号がマッピングされたＯＦＤＭシンボルとは異なった少なくともひとつのＯＦＤＭシンボルにおいて、所定の送信ストリームに含まれるリファレンス信号を、前記所定の帯域幅の中にマッピングするが、別の所定の送信ストリームに含まれるリファレンス信号は、前記所定の帯域幅の中にマッピングしない基地局装置で使用される方法。
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