WO2010084821A1 - 移動通信システム、基地局装置、移動局装置および移動通信方法 - Google Patents

移動通信システム、基地局装置、移動局装置および移動通信方法 Download PDF

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WO2010084821A1
WO2010084821A1 PCT/JP2010/050345 JP2010050345W WO2010084821A1 WO 2010084821 A1 WO2010084821 A1 WO 2010084821A1 JP 2010050345 W JP2010050345 W JP 2010050345W WO 2010084821 A1 WO2010084821 A1 WO 2010084821A1
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station apparatus
base station
mobile station
signal
ack
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榎本政幸
秋元陽介
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シャープ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a communication technique, and more particularly, in a base station apparatus for transmitting and receiving, a mobile communication system having a mobile station apparatus, a preprocessing technique using a plurality of resources for improving reception quality, and Receiving technology.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE Advanced
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • ACK / NACK acknowledgenowledgment: Ack / negative acknowledgment: Nack
  • ACK / NACK acknowledgenowledgment: Ack / negative acknowledgment: Nack
  • SC-FDMA Single-Carrier-Frequency-Division-Multiple-Access
  • Code spreading using a CAZAC (Constant Amplitude and Zero Auto-Correlation) sequence and a block code is performed.
  • the CAZAC sequence is a sequence having a constant amplitude and excellent autocorrelation characteristics in the time domain and the frequency domain. Since the amplitude is constant in the time domain, the PAPR (Peak to Average Power Ratio) can be kept low.
  • FIG. 1 is a diagram showing the principle of resource management divided by time and frequency in LTE uplink, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency.
  • a unit of division in the time domain is called an SC-FDMA symbol, and a unit of division in the frequency direction is called one subcarrier.
  • One SC-FDMA symbol ⁇ one subcarrier is called one resource element (RE) and is used as a minimum unit of information multiplexing.
  • a region surrounded by a thick line in the figure is called a resource block (RB) and is composed of 7 SC-FDMA symbols (1 slot) in the time direction and 12 subcarriers in the frequency direction.
  • RB resource block
  • As a minimum unit of resource allocation two slots (this is called one subframe), that is, two resource blocks are used.
  • An uplink control channel for transmitting an uplink control signal (for example, ACK / NACK) is arranged in several resource blocks at both ends of the system bandwidth (indicated by hatching in FIG. 1) to acquire frequency diversity. Are hopped for each slot. It is divided into uplink shared channels (shown in white without hatching in FIG. 1) used for uplink data signals and higher layer signals.
  • the uplink control channel includes a control signal and a reference signal used for channel estimation in demodulation. Specifically, at the time of ACK / NACK transmission, a reference signal of 12 subcarriers ⁇ 3 SC-FDMA symbols per slot is given.
  • the LTE uplink control channel uses a CAZAC sequence having a frequency direction (12 subcarriers), a time direction (for propagation path estimation), and a sequence length of 12 for one schedule unit (2 resource blocks). Code spreading in the frequency direction is performed. Also, when transmitting ACK / NACK, code spreading in the time domain is used by a block code, and specifically, a Walsh code having a sequence length of 4 is used.
  • Non-Patent Document 1 qualitatively uses a scheme such as CDD (Cyclic Delay Diversity) and STBC (Space Time Block Coding) as a two-antenna transmission diversity technique for uplink control signals. It has been evaluated. Further, the following non-patent document 2 also discusses STBC and CDD in detail.
  • CDD Cyclic Delay Diversity
  • STBC Space Time Block Coding
  • STBC is a transmission diversity technique using a plurality of antennas, and is effective in improving transmission quality in a fading environment.
  • the STBC generates and transmits a pair of transmission signals by using symbols over a plurality of antennas and continuous time.
  • the receiver by processing the obtained signal, a signal obtained by combining the respective propagation paths with the maximum ratio can be obtained, which is effective in improving the reception quality.
  • CDD transmission for example, a data signal is transmitted from a certain antenna, and the same data signal subjected to cyclic shift is simultaneously transmitted from another antenna. At the receiver, both signals are mixed and received.
  • a signal that has not been cyclically shifted on the spectrum is mixed with a signal that has been cyclically shifted, a frequency that strengthens the signal and a frequency that weakens the signal are mixed in a short frequency interval. Thereby, it is possible to eliminate a burst-like power drop in the frequency direction.
  • CDD transmission it is possible to obtain a certain degree of diversity gain without requiring special processing on the receiving side.
  • the block code to be assigned is assigned the following sequence.
  • time expressions in transmission signals at times t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 of the 1st antenna and the 2nd antenna are respectively expressed as follows.
  • Time t 1 h 1 s 1 + h 2 s 1
  • Time t 2 ⁇ h 1 s 1 * + h 2 s 1 *
  • Time t 3 h 1 s 1 + h 2 s 1
  • Time t 4 ⁇ h 1 s 1 * + h 2 s 1 *
  • S 1 is a frequency domain transmission signal
  • f is a subcarrier interval
  • ⁇ d is a cyclic shift amount to be given.
  • the cyclic shift amount ⁇ d is increased, the frequency variation period of the propagation path can be reduced and a diversity effect can be expected.
  • CAZAC sequences use orthogonal characteristics due to cyclic delay, There may be a problem of interference. That is, it is difficult to maximize the gain by adjusting the delay amount in the CDD, and the problem is that the gain obtained by using the CDD is low.
  • An object of the present invention is to provide a transmission diversity method that can be applied without causing intersymbol interference in a CDMA environment in which code diversity is performed in the time direction and the frequency direction when applying transmission diversity.
  • a base station apparatus and a mobile station apparatus including one or more transmission antennas, the base station apparatus allocates orthogonal resources including an assigned spreading code to each mobile station apparatus, Each mobile station apparatus is a wireless communication system that transmits information multiplexed by users in the orthogonal resource to the base station apparatus, and the base station apparatus transmits two or more orthogonal resources to the mobile station apparatus.
  • the mobile station apparatus allocates the information to be transmitted to the base station apparatus using each of the two or more orthogonal resources allocated, and the allocated information is different from each other.
  • the information transmitted from the mobile station apparatus to the base station apparatus is the base station apparatus.
  • An ACK signal or NACK signal for a signal transmitted to the mobile station apparatus wherein the spreading code is a combination of a code that spreads in the time domain and a code that spreads in the frequency domain.
  • a wireless communication system is provided. Thereby, when the mobile station apparatus performs transmission diversity, it is possible to obtain diversity gain in the base station apparatus without interfering with ACK / NACK transmitted by the mobile station apparatus belonging to another LTE system.
  • the present invention may be a base station apparatus or a mobile station apparatus.
  • a base station apparatus and a mobile station apparatus including one or more transmission antennas are provided, and the base station apparatus allocates orthogonal resources including an assigned spreading code to each mobile station apparatus.
  • Each mobile station apparatus is a radio communication method in a radio communication system in which user-multiplexed information in the orthogonal resource is transmitted to the base station apparatus, and the base station apparatus has two or more to the mobile station apparatus. Allocating the orthogonal resources of the mobile station apparatus to the mobile station apparatus, and the mobile station apparatus using each of the two or more orthogonal resources to which the information to be transmitted to the base station apparatus is allocated.
  • the information includes a step of transmitting from the different transmission antennas.
  • the information transmitted from the mobile station apparatus to the base station apparatus is an ACK signal or a NACK signal for a signal transmitted from the base station apparatus to the mobile station apparatus, and the spreading code is for the time domain.
  • a mobile communication method characterized by a combination of a spreading code and a spreading code for the frequency domain.
  • the present invention may be a program for causing a computer to execute the method, or a computer-readable recording medium for recording the program.
  • the program may be provided by a transmission medium such as the Internet.
  • the present invention when transmitting an ACK / NACK signal using frequency spreading by a CAZAC sequence and block spreading in the time direction, when the same number of orthogonal resources as the number of antennas can be allocated to the mobile station apparatus, By using orthogonal resources corresponding to the number of antennas orthogonal to the orthogonal resources allocated to the users and allocating these orthogonal resources to the respective antennas, it is possible to avoid a situation that causes interference with other users.
  • the present invention relates to a case where there are fewer orthogonal resources that can be allocated than the number of antennas when transmitting ACK / NACK signals using frequency spreading by CAZAC sequences and block spreading in the time direction.
  • assignable orthogonal resources are assigned to the antennas, and the remaining antennas are assigned resources obtained by further cyclically shifting the assigned orthogonal resources.
  • Transmission diversity in which orthogonal resources different from users are assigned for each antenna enables transmission with a diversity effect without intersymbol interference between users.
  • FIG. 10 is a sequence chart diagram in which ACK / NACK resources are allocated from a base station apparatus to a mobile station apparatus, a downlink signal is generated, and ACK / NACK corresponding to the ACK / NACK is transmitted according to the second embodiment of the present invention.
  • a ... base station apparatus 210 ... transmission unit, 211 ... orthogonal resource information multiplexing unit, 212 ... modulation unit, 213 ... mapping unit, 214 ... radio transmission unit, 220 ... scheduling unit, 221 ... time, frequency resource control unit, 222 ... orthogonal resource control unit, 230 ... reception unit, 231 ... radio reception unit, 232 ... information extraction unit, 233 ... propagation path compensation / despreading unit, 234 ... combination / demodulation unit, 240 ... antenna, B ... mobile station device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 310 ... Reception part, 320 ... Scheduling information management part, 324 ... Uplink scheduling management part, 321 ...
  • Downlink scheduling management part 322 ... Orthogonal resource management part, 323 ... Control information management part, 311 ... Radio reception part, 312 ... Propagation path compensation unit, 313 ... decoding processing unit, 314 ... error correction / detection unit, 315 ... demodulation unit, 316 ... information extraction / Away portion, 330 ... transmitting portion, 331 ... information multiplexing unit, 332 ... modulation and spreading section, 333 ... mapping unit, 334 ... wireless transmission unit.
  • the mobile communication system includes a mobile station device and a base station device.
  • a case where the same number of orthogonal resources as the number of antennas is allocated to the mobile station apparatus is shown.
  • a transmission diversity method that can be used for the LTE ACK / NACK multiplexing method will be described.
  • the present invention is not limited to ACK / NACK, and can be similarly applied to any communication system that performs CDMA in a predetermined frequency and time domain, and can transmit other information signals. Good.
  • the mobile communication system according to the first embodiment of the present invention includes a base station device and a mobile station device.
  • FIG. 2 and FIG. 3 are functional block diagrams showing one configuration example of each of the base station apparatus and the mobile station apparatus according to the present embodiment.
  • the base station apparatus A includes a transmission unit 210, a scheduling unit 220, a reception unit 230, and an antenna 240.
  • the transmission unit 210 includes an orthogonal resource information multiplexing unit 211, a modulation unit 212, a mapping unit 213, and a wireless transmission unit 214.
  • the scheduling unit 220 includes a time / frequency resource control unit 221 and an orthogonal resource control unit 222, and the reception unit 230 includes a radio reception unit 231, an information extraction unit 232, a propagation path compensation / despreading unit 233, A demodulator 234.
  • There are as many antennas 240 as necessary for transmitting downlink signals and receiving uplink signals.
  • the downlink data generated in the base station apparatus and transmitted to each mobile station apparatus and the orthogonal resource information for ACK / NACK transmission output from the scheduling unit 220 are input to the orthogonal resource mapping unit 211, and Data to be transmitted to the mobile station device is generated.
  • the information format of the orthogonal resource is not limited here, and may be transmitted explicitly using several bits to several tens of bits, or may be uniquely determined from other information.
  • downlink data may include control information in each layer.
  • the signal output from the orthogonal resource information multiplexing unit 211 is modulated by the modulation unit 212 under the designation of the scheduling unit 220 and converted into a signal format to be transmitted.
  • the bit string is modulated into a signal such as QAM or QPSK, and the modulation method may be changed according to control information from a scheduling unit described later.
  • the signal modulated by the modulation unit 212 is supplied to the mapping unit 213 and mapped to resources according to the designation of the scheduling unit 220. Specifically, in the case of OFDMA, it is mapped to the frequency and time resource specified for each mobile station device, and information broadcast to all mobile station devices is also mapped to a predetermined frequency and time resource.
  • the output of the mapping unit 213 is supplied to the wireless transmission unit 214 and converted into a form suitable for the transmission method. Specifically, in the case of an OFDMA-based communication method, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) is performed on a frequency domain signal to generate a time domain signal. In addition, if spatial multiplexing by MIMO (Multiple Input Multiple Output) is adopted, this processing is performed in this block.
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the output signal of the wireless transmission unit 214 is supplied to the antenna 240, and is transmitted from here to each mobile station apparatus.
  • the scheduling unit 220 receives control information from an upper layer, and performs resource allocation to each mobile station apparatus, modulation scheme, coding rate determination, and the like.
  • the time / frequency resource control unit 221 is a function for controlling which information (control information, signal to each mobile station apparatus) including uplink and downlink is allocated to the frequency resource, and downlink. Data mapping and uplink data control signal output management are performed.
  • the orthogonal resource control unit 222 performs allocation and management of orthogonal codes used by each mobile station apparatus in an uplink signal for performing CDMA.
  • the orthogonal resource control unit 222 assigns N (N> 1) orthogonal resources for transmitting one ACK / NACK to one mobile station apparatus.
  • N is the same value as the number of antennas transmitting ACK / NACK in the mobile station apparatus.
  • the signal transmitted from the mobile station apparatus is received by the antenna 240 and then input to the radio reception unit 231.
  • the wireless receiver receives data and control signals, generates a digital signal corresponding to the transmission method, and outputs it. Specifically, in the case of an OFDM-based communication method, a signal subjected to FFT processing in units of processing time is output after analog conversion of the received signal.
  • the output of the wireless reception unit 231 is input to the information extraction unit 232 and is divided for each type of information. Specifically, the received signal is divided for each data from each mobile station apparatus, and among them, it is divided into control information and a signal to an upper layer. In the present embodiment, it is assumed that the information extraction unit particularly outputs the time resources and frequency resources included in the target ACK / NACK signal.
  • the output of the information extraction unit 232 is input to the propagation path compensation / despreading unit 233.
  • the propagation path compensation / despreading section 233 estimates the propagation path from the reference signal included in the input signal, compensates for the received signal, and at the same time, uses the orthogonal code managed by the scheduling section 220. Is despread. If the reference signal is also spread, the propagation path is calculated after despreading based on the spread code information input from the scheduling unit 220. Here, the order in which propagation path compensation and despreading are performed does not matter.
  • the propagation path compensation / despreading unit 233 performs output for each spreading code.
  • the output of the propagation path compensation / despreading unit 233 is input to the synthesizing / demodulating unit 234, and a demodulating process for reproducing the transmitted bits is performed simultaneously with synthesizing a plurality of input sequences.
  • Combining is a process for improving reception quality by performing weighted addition according to propagation path conditions.
  • the transmitted signal is ACK / NACK
  • the bit is passed to an upper layer and used for processing such as retransmission processing.
  • the processing order of the channel compensation / despreading unit 233 and the combining unit 234 is not limited. Further, by using MMSE (Minimum Mean Square Error: least mean square error method) in order to improve reception quality, these processes can be performed simultaneously.
  • MMSE Minimum Mean Square Error: least mean square error method
  • each mobile station apparatus B includes a reception unit 310, a scheduling information management unit 320, a transmission unit 330, and an antenna 240, as shown in FIG.
  • the reception unit 310 includes a wireless reception unit 311, a propagation path compensation unit 312, and a decoding processing unit 313.
  • the decoding processing unit 313 includes an error correction / detection unit 314, a demodulation unit 315, and an information extraction / separation unit 316.
  • the schedule information management unit 320 includes an uplink scheduling management unit 324, a downlink scheduling management unit 321, an orthogonal resource management unit 322, and a control information management unit 323.
  • the transmission unit 330 includes an information multiplexing unit 331, a modulation / spreading unit.
  • There are as many antennas 240 as necessary for transmitting uplink signals and receiving downlink signals.
  • the received signal is input to the radio reception unit 311.
  • the wireless reception unit 311 performs processing according to the communication method in addition to analog / digital (A / D) conversion and the like, and outputs the result. Specifically, in the case of OFDMA, the time-series signal after A / D conversion is subjected to FFT processing, converted into a time / frequency domain signal, and output.
  • An output signal of the wireless reception unit 311 is input to the propagation path compensation unit 312, and propagation path estimation is performed using a reference signal or the like given to the input signal, and propagation path compensation is performed based on the estimation and output. .
  • the output of the propagation path compensation unit 312 is input to the decoding processing unit 313, which is demodulated based on the output of the schedule information management unit 320 and, if necessary, error correction / detection is performed.
  • the first output is classified and used for scheduling, and the second output is processed in the upper layer.
  • control information in which downlink and uplink schedule information destined for the own station is received is received, after performing demodulation and error correction, the scheduling information destined for the own station is extracted and the first information is extracted. Is output to the schedule information management unit 320.
  • downlink data is received, after extracting data using information managed by the downlink scheduling management unit 321 (for example, at which frequency and time the data addressed to the own station is transmitted), Demodulate and detect errors and output as second output. Further, the presence / absence of an error detection result is output to the schedule information management unit 320 and managed by the control information management unit 323.
  • ACK / NACK is transmitted, orthogonal resources of information transmitted using CDMA, that is, when N spreading codes are transmitted, this is also output to the schedule information management unit 320, and the orthogonal resource management unit Managed at 322.
  • the processing order of the information extraction / separation unit 316, the demodulation / error correction / detection unit 314, and the demodulation unit 315 in the decoding processing unit 313 is not limited.
  • these processes may be performed before and after depending on the type of transmitted information, and these processes may be performed depending on the system.
  • the transmission unit 330 transmits uplink control information such as uplink data and ACK / NACK.
  • uplink control information such as uplink data and ACK / NACK.
  • the ACK / NACK managed by the downlink data and control information management unit 323 is supplied to the information multiplexing unit 331 at the transmission timing.
  • a process for transmitting the input information at the same time is performed.
  • the ACK / NACK signal input to the information multiplexing unit 331 is supplied to the modulation / spreading unit 332.
  • the modulation / spreading unit 332 performs modulation and spreading processing using the modulation scheme information and spreading code supplied from the schedule information management unit 320.
  • the provided spreading codes are N, that is, the same number as the number of transmission antennas, and the number of output sequences corresponding to the spreading codes is generated.
  • code spreading may be performed in two stages.
  • two types of codes are paired, and this pair is assigned to N base station apparatuses.
  • N 2 transmission antennas
  • Two CAZAC sequences and two Walsh sequences are given to one mobile station apparatus.
  • the N outputs of the modulation / spreading section 332 are output to the mapping section 333 and mapped based on the resource information assigned by the base station apparatus A managed by the uplink scheduling management section 324.
  • the resource information specifically indicates time and frequency resources in OFDMA.
  • the number of outputs of the mapping unit 333 is the same as the number of outputs of the modulation / spreading unit 332, that is, N.
  • the mapping unit 333 inputs N series of mapped signals to the wireless transmission unit 334 and converts them into a signal format to be transmitted.
  • N series of mapped signals In the case of OFDMA, an operation of converting a signal in the frequency domain by IFFT and providing a guard interval corresponds to this.
  • the output of the wireless transmission unit 334 has N sequences, and each is supplied to N antennas 240.
  • FIG. 4 is a sequence chart diagram in which ACK / NACK resources are allocated from the base station apparatus to the mobile station apparatus, a downlink signal is generated, and ACK / NACK corresponding to the ACK / NACK is transmitted.
  • the number of transmission antennas in the mobile station apparatus is 2, and it is assumed that two orthogonal resources that can be used for ACK / NACK transmission are allocated.
  • the case where the number of transmission antennas in the mobile station apparatus is two will be described as an example, even when the number of transmission antennas is greater than two, the same procedure as in the present embodiment can be applied.
  • the base station apparatus A first allocates two orthogonal resources for transmitting ACK / NACK to the mobile station apparatus B (401).
  • the allocation method at this time may use any layer of control signals, and the method is not limited.
  • the ACK / NACK transmission from the mobile station apparatus B to the base station apparatus A for this allocation since two orthogonal resources are not yet allocated at this stage, the orthogonal resources allocated by other means are used here. It is assumed that
  • Reference numeral 451 denotes orthogonal resources divided by time and frequency, and here, uplink control channels for transmitting ACK / NACK are allocated to each end of the system bandwidth by 4 RBs.
  • the numbers 0 to 3 assigned by the reference numeral 452 are RB indexes of the uplink control channel, and the numbers 0 to 3 at both ends of the reference numeral 451 are assigned as pairs.
  • the third resource (shaded portion in reference numeral 451) is allocated.
  • one resource is divided. However, slots 0 and 1 are combined, and the system frequency band is divided into resource allocation units. ing.
  • the horizontal axis is time, and two slots (slot 0, slot 1) are described.
  • One square in FIG. 4B is an allocation unit called a resource block, and one allocation unit is formed as a pair for slot 0 and slot 1. This is called one resource.
  • further orthogonal resources can be formed by code spreading in the time direction and the frequency direction.
  • Reference numeral 452 indicates orthogonal code resource allocation.
  • Reference numeral 452 indicates an orthogonal code index of the CAZAC sequence on the horizontal axis, and an index of the Walsh sequence on the vertical axis.
  • the base station apparatus A transmits resource allocation information related to the downlink signal to the mobile station apparatus B (402).
  • this resource allocation information includes modulation frequency, coding rate, and information about MIMO if using the information on the allocated frequency and time resource, HARQ, Is included, information for the mobile station apparatus B to receive and demodulate the downlink data signal, such as information related to the retransmission.
  • the base station apparatus A transmits a downlink data signal to the mobile station apparatus B (403).
  • This downlink data signal is based on the resource allocation information received at 402.
  • the mobile station apparatus B that has received the resource allocation information (402) on the downlink signal and the downlink data signal (403) performs demodulation processing including error correction and error detection processing (404).
  • An ACK / NACK signal is generated using the result of error correction, error detection processing 404, and the like (405).
  • This ACK / NACK signal is modulated and spread using the modulation scheme information and orthogonal resources (spreading code) notified in 401 (406). In this embodiment, since there are two types of spreading codes, two types of spread sequences are generated.
  • ACK / NACK mapping according to the time and frequency resources allocated in 401 is performed for each of the two types of spread sequences (406) (407).
  • a reference signal for performing channel compensation at the time of reception may be included together with the ACK / NACK signal.
  • a frequency interval signal may be IFFT processed to give a guard interval. Subsequently, the signal (407) mapped according to the time and frequency resources is mapped to the antenna corresponding to each assigned spreading code (401) (408). If a reference signal is included at 408, it is mapped to the corresponding antenna at the same time. Next, mobile station apparatus B transmits ACK / NACK based on the resource allocation of base station apparatus A to base station apparatus A (409).
  • Base station apparatus A first performs ACK / NACK processing according to the transmission method, and extracts ACK / NACK in accordance with the time and frequency resource allocation allocated in 401 (410). At this time, a reference signal for channel compensation is also extracted simultaneously with ACK / NACK. Subsequently, the base station apparatus A estimates the propagation path based on the reference signal included in the 408 ACK / NACK, compensates the received ACK / NACK signal, and then allocates two types of orthogonal resources allocated in 401. The despreading is performed according to (411). Here, the order of propagation path compensation and despreading may be reversed, or may be performed simultaneously, such as using MMSE. Further, the base station apparatus A performs demodulation processing for reproducing the transmitted bits at the same time as combining (412). For the demodulation process, the modulation scheme information notified in 401 is referred to.
  • the mobile station apparatus when the mobile station apparatus performs transmission diversity, it is possible to obtain diversity gain in the base station apparatus without interfering with ACK / NACK transmitted by the mobile station apparatus belonging to another LTE system.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating a process and a signal flow between the base station apparatus A and the mobile station apparatus B in the mobile communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • the present embodiment describes the procedure between the base station apparatus A and one mobile station apparatus B, but the same procedure is possible when a plurality of mobile station apparatuses communicate with the base station apparatus. is there.
  • the configurations of the base station apparatus and the mobile station apparatus can be the same as the configurations shown in FIGS.
  • the uplink ACK / NACK allocation method allocated from the base station apparatus A to the mobile station apparatus B there is a difference in the uplink ACK / NACK allocation method allocated from the base station apparatus A to the mobile station apparatus B from the first embodiment.
  • the downlink signal (403 in FIG. 4) corresponding to ACK / NACK and the information on the resource allocation of the signal are already used for ACK / NACK before being transmitted (402 in FIG. 4).
  • an ACK / NACK transmission resource to be additionally allocated is allocated in advance, and one ACK / NACK transmission resource is performed together with notification of resource allocation information of a downlink signal.
  • the base station apparatus A allocates one resource for transmitting an uplink ACK / NACK to the mobile station apparatus B and transmits a signal notifying it (501).
  • Reference numeral 512 shown in FIG. 5B is allocation of orthogonal resources divided by time and frequency, and 4 RBs of uplink control channels for transmitting ACK / NACK are allocated to both ends of the system bandwidth.
  • the numbers 0 to 3 assigned by the reference numeral 512 are RB indexes of the uplink control channel, and the numbers 0 to 3 at both ends of the 512 are assigned as pairs.
  • Reference numeral 513 represents an example of orthogonal code resource allocation.
  • the horizontal axis represents the orthogonal code index of the CAZAC sequence
  • the vertical axis represents the index of the Walsh sequence.
  • the resource to be specifically allocated is an orthogonal sequence generated by the 0th CAZAC sequence and the 2nd Walsh sequence (513) in the 3rd resource block (shaded portion in reference numeral 512).
  • the base station apparatus A transmits downlink signal resource allocation information and information on one ACK / NACK resource allocation to the mobile station apparatus B (502).
  • the mobile station apparatus B that has received this signal obtains information for receiving and demodulating a downlink signal that is continuously transmitted, and obtains orthogonal resources to be used for ACK / NACK transmission.
  • the specific method for allocating the orthogonal resource is not limited. For example, even if the resource number is explicitly notified, it corresponds to other information on a one-to-one basis and moves. It may be a system in which both the station apparatus B and the base station apparatus A can share information.
  • the resource to be specifically allocated is an orthogonal sequence generated by the first CAZAC sequence and the zero Walsh sequence in the third resource block (shaded portion in 512) (513).
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing a process and a signal flow between the base station apparatus A and the mobile station apparatus B in the mobile communication system according to the third embodiment of the present invention.
  • the present embodiment describes the procedure between the base station apparatus A and one mobile station apparatus B, but the same procedure is possible when a plurality of mobile station apparatuses communicate with the base station apparatus. is there.
  • the structure shown in FIG.2 and FIG.3 can be utilized for the structure of a base station apparatus and a mobile station apparatus.
  • the difference between the present embodiment, the first embodiment, and the second embodiment lies in uplink ACK / NACK orthogonal resources allocated from the base station apparatus A to the mobile station apparatus B.
  • the same time / frequency resources (for example, “3” in the reference numeral 451 in FIG. 4) are allocated to two antennas for ACK / NACK, and different orthogonality is assigned. A sign was assigned.
  • different time / frequency resources are allocated to the two antennas, and the same orthogonal resource allocation is performed.
  • the base station apparatus A transmits downlink signal resource allocation information and information on two ACK / NACK resource allocations to the mobile station apparatus B (602).
  • the ACK / NACK resource includes an orthogonal resource (451) divided by time and frequency and an orthogonal resource (613, 614) assigned by an orthogonal code.
  • uplink control channels for transmitting ACK / NACK are allocated 4 RBs at both ends of the system bandwidth.
  • 0 to 3 assigned in 451 are RB indexes of the uplink control channel, and numbers 0 to 3 at both ends of 451 are assigned as pairs.
  • Reference numerals 613 and 614 denote orthogonal code resource allocation.
  • Reference numerals 613 and 614 denote CAZAC sequence orthogonal code indexes on the horizontal axis, and Walsh sequence indexes on the vertical axis.
  • the mobile station apparatus B that has received the information on ACK / NACK resource allocation obtains information for receiving and demodulating a downlink signal that is transmitted continuously, and is an orthogonal resource for use in transmitting ACK / NACK for the information. Is obtained.
  • the specific method for allocating the orthogonal resources is not limited. For example, even if the resource number is explicitly notified, it corresponds one-to-one with other information, and the mobile station apparatus and the base station A system that can share information with the station apparatus may be used.
  • the first is an orthogonal sequence generated by the first CAZAC sequence and the 0th Walsh sequence in the third resource block (shaded portion in 451) (613), two The first is the orthogonal sequence generated by the 1st CAZAC sequence and the 0th Walsh sequence in the 2nd resource block (the network line portion in 451) (614).
  • the subsequent processing (403 to 412) is the same as that in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration example of a mobile station apparatus in the mobile communication system according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration difference from the mobile station apparatus shown in FIG. 3 is that the number M of transmission antennas 240 in the mobile station apparatus is larger than the number N of orthogonal resources for ACK / NACK transmission provided from the base station apparatus. Yes (4 in the figure).
  • the base station apparatus A that communicates with the mobile station apparatus can use the apparatus of the configuration example shown in FIG. 2 similarly to the first embodiment, and the operation thereof is the same as that of the first embodiment. Since the operation is the same as that described in the embodiment, the description is omitted. In addition, since the operations of the reception unit 310 and the schedule information management unit 320 in the mobile station device are the same as those described in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the transmission unit 330 transmits uplink control information such as uplink data and ACK / NACK.
  • uplink control information such as uplink data and ACK / NACK.
  • the ACK / NACK managed by the downlink data and control information management unit is supplied to the information multiplexing unit 331 at the transmission timing.
  • processing for transmitting the input information at the same time is performed.
  • the ACK / NACK signal input to the information multiplexing unit 331 is supplied to the modulation / spreading unit 332.
  • the modulation / spreading unit 332 modulates and spreads using the modulation scheme information and spreading code supplied from the schedule information management unit 320.
  • the provided spreading codes are N, and the number of output sequences corresponding to the spreading codes is generated.
  • code spreading may be performed in two stages.
  • two types of codes form a pair, and this pair is assigned to N base station apparatuses.
  • N 2 transmission antennas
  • two CAZAC sequences and two Walsh sequences are given to one mobile station apparatus.
  • the N outputs of the modulation / spreading section 332 are output to the mapping section 333 and mapped based on the resource information assigned by the base station apparatus managed by the uplink scheduling management section 324.
  • the resource information specifically represents time and frequency resources in OFDMA.
  • the number of outputs is the same as the number of outputs of the modulation / spreading unit 332, that is, N.
  • the N series of signals mapped by the mapping unit 333 are input to the wireless transmission unit 334 and converted into a signal form to be transmitted.
  • the output of radio transmission section 334 has N sequences, each of which is branched into several to generate M sequences. For some of them, a cyclically shifted sequence is generated through the cyclic delay unit 335 and supplied to the M antennas 240.
  • the number of cyclic delay units 335 is not limited, and it is sufficient to prepare as many as the number applied to the system.
  • the magnitude of the delay given here is not limited, but if a sequence that performs code spreading by a cyclic delay, for example, a CAZAC sequence, is used, the magnitude that does not reduce the orthogonality thereof.
  • the delay needs to be chosen.
  • a cyclic delay is added to the output of the wireless transmission unit 334.
  • a process of adding phase rotation in the frequency domain may be performed. That is, processing corresponding to the cyclic delay unit 335 may be performed inside the wireless transmission unit 334, or may be performed by the modulation / spreading unit 332 and the mapping unit 333. In this case, the number of input / output terminals of each block changes from N to M.
  • the procedure shown using the sequence chart can be applied to the configuration of the mobile station apparatus shown in the present embodiment.
  • the mapping process (408) to each transmission antenna is different from the description in the embodiments so far only in that a signal to which a cyclic delay is added is mapped.
  • transmission diversity by CDD is obtained when orthogonal resources for ACK / NACK signal transmission in the base station apparatus are depleted and sufficient resources corresponding to the number of transmission antennas cannot be allocated to the mobile station apparatus. can do.
  • the cyclic shift amount by CDD can be processed by digital signal processing, there is an advantage that the number of orthogonal resources allocated from the base station apparatus can be switched according to the situation.
  • the base station apparatus and the mobile station apparatus are one-to-one has been described as an example, but there may be a plurality of base station apparatuses and mobile station apparatuses.
  • the mobile station device is not limited to a moving terminal, and may be realized by mounting the function of the mobile station device on a base station device or a fixed terminal.
  • each function in the base station apparatus and a program for realizing each function in the mobile station apparatus are recorded on a computer-readable recording medium, and this recording medium
  • the base station apparatus and the mobile station apparatus may be controlled by causing the computer system to read and execute the program recorded in (1).
  • the “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” means a storage device such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system.
  • a “computer-readable recording medium” means that a program is dynamically held for a short time, like a communication line when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, it is intended to include those that hold a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case.
  • the program may be for realizing a part of the above-described functions, and may be capable of realizing the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system. .
  • the present invention is applicable to mobile communication devices.

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Abstract

基地局装置Aは、まず移動局装置BへACK/NACKを送信するための直交リソースを2つ割り当てる(401)。基地局装置Aは下りリンク信号に関するリソース割り当て情報を移動局装置Bへ送信する(402)。基地局装置Aは下りリンクデータ信号を移動局装置Bへ送信する(403)。下りリンク信号に関するリソース割り当て情報(402)、及び、下りリンクデータ信号(403)を受信した移動局装置Bは、その誤り訂正、誤り検出処理などを含む復調処理を行う(404)。誤り訂正、誤り検出処理404などを行った結果を利用して、ACK/NACK信号を生成する(405)。このACK/NACK信号は、401において通知された変調方式情報、直交リソース(拡散符号)を利用して変調、拡散される(406)。2種類の拡散された系列(406)それぞれに対して401において割り当てられた時間、周波数リソースに応じたACK/NACKのマッピングを行う(407)。OFDMAの場合は、周波数領域の信号をIFFT処理し、ガードインターバルを付与してもよい。時間、周波数リソースに応じてマッピングされた信号(407)を割り当てられた拡散符号毎(401)に対応するアンテナにマッピングする(408)。408において、参照信号を含めた場合には同時に対応するアンテナにマッピングする。移動局装置Bは基地局装置Aへ基地局装置Aのリソース割り当てに基づくACK/NACKを送信する(409)。基地局装置Aでは、まずACK/NACKを送信方式に応じた処理を行い、401で割り当てた時間、周波数リソース割り当てに従いACK/NACKを抽出する(410)。続いて、基地局装置Aは、408のACK/NACKに含められた参照信号を基に伝搬路の推定を行い、受信したACK/NACK信号を補償した後、401で割り当てた2種類の直交リソースに従って逆拡散を行う(411)。さらに、基地局装置Aは、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を行う(412)。これにより送信ダイバーシチを適用する場合において、時間方向及び周波数方向に符号拡散されたCDMA環境において、符号間干渉を発生させることなく適用可能な送信ダイバーシチ法を提供することが可能になる。

Description

移動通信システム、基地局装置、移動局装置および移動通信方法
 本発明は、通信技術に関し、より詳細には、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に複数のリソースを用いた前処理技術及び、その受信技術に関する。
 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(3rd Generation Partnership Project)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。現在、3GPP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 Advanced(以下、「LTE-A」と呼ぶ。)についても検討が行われている。
 LTEにおける上りリンク制御情報の送信では、基地局装置から割り当てられた直交リソースに基づくCDMA(Code Division Multiple Access)が採用されている。具体的には、上りリンクの応答信号ACK/NACK(肯定応答:Ack/否定応答:Nack)の送信では、SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)を想定して分割された時間および周波数リソースにおいて、CAZAC(Constant Amplitude and Zero Auto-Correlation)系列と、ブロック符号を用いた符号拡散が行われる。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。
 図1は、LTEの上りリンク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り、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)とよび、情報多重の最小単位として利用される。図中の太線で囲まれた領域はリソースブロック(RB:Resource Block)と呼ばれ、時間方向に7SC-FDMA シンボル(1スロット)、周波数方向に12サブキャリアから構成される。リソース割り当ての最小単位としては、二つのスロット(これを1サブフレームと呼ぶ)すなわち2リソースブロックが利用される。上りリンクの制御信号(例えば、ACK/NACK)が送信される上りリンク制御チャネルは、システム帯域幅の両端の数リソースブロックに配置され(図1において斜線で示される。)、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。上りリンクのデータ信号や上位レイヤの信号に利用される上りリンク共用チャネル(図1において斜線の施されていない白色で示される。)に分けられる。また、上りリンク制御チャネルでは、制御情報とともに復調における伝搬路推定に利用するための参照信号も具備されている。具体的に、ACK/NACK送信時において1スロットあたり12サブキャリア×3 SC-FDMA シンボルの参照信号が付与される。
 LTEの上りリンク制御チャネルでは、一つのスケジュール単位(2リソースブロック)に対して周波数方向(12サブキャリア)と、時間方向(伝搬路推定のための)、系列長が12であるCAZAC系列を利用した周波数方向に対する符号拡散が行われている。また、ACK/NACKを送信する際には、ブロック符号により時間領域における符号拡散が利用されており、具体的には系列長が4であるWalsh符号が用いられている。
 これに対して、LTE-Aでは、フェージングによる受信特性の劣化を改善するために、複数の送信アンテナで同一の情報を送信する送信ダイバーシチの採用が検討されている。送信ダイバーシチを用いると、一つの伝搬路の特性が劣化していても、他の状態の良い伝搬路を利用することによるゲインを得ることができ、結果として受信特性を向上することができる。
 LTE-Aに適用する送信ダイバーシチについて、下記非特許文献1では、上りリンクの制御信号に対する2アンテナ送信ダイバーシチ技術として、CDD(Cyclic Delay Diversity)、STBC(Space Time Block Coding)などの方式が定性的に評価されている。さらに、下記非特許文献2においてもSTBC, CDDについて詳細な検討がされている。
 STBCは、複数のアンテナを用いた送信ダイバーシチ技術であり、フェージング環境における伝送品質の向上に有効である。STBCは、複数のアンテナと連続した時間にまたがるシンボルを利用してペアとなる送信信号を生成しこれを伝送する。受信機では、得られた信号を処理することにより、それぞれの伝搬路を最大比合成した信号が得られるため、受信品質の向上に効果的である。
 CDD伝送では、例えばデータ信号をあるアンテナから送信すると共に、他のアンテナから巡回シフトを施した同一のデータ信号を同時に送信する。受信機では両方の信号が混合されて受信される。巡回シフトされた信号は、スペクトラム上では巡回シフトを施していない信号を混合すると、信号を強め合う周波数と弱め合う周波数が短い周波数間隔の間に混在する。これにより周波数方向のバースト的な電力落ち込みを解消することができる。さらに、CDD伝送では、受信側での特別な処理を必要とせずにある程度のダイバーシチ利得を得ることが可能である。
"UL MIMO Transmission LTE"、 3GPP TSG RAN WG1 #54bis、 R1-083684 "The gain of the transmit diversity for PUCCH in LTE-A" 、 3GPP TSG RAN WG1 #55、 R1-084488
 LTE-Aにおいて送信ダイバーシチを適用する際に、LTEシステムへの影響を考慮する必要がある。STBCをLTE-Aの上りリンクACK/NACKの送信に適用する場合、時間領域において複数のシンボルのペアを作成することが必要であるため、時間領域でのブロック拡散との衝突が発生してしまう。
 割り当てるブロック符号は、以下に示す系列を割り当てる。
  [+1 -1 +1 -1]
 このとき、2送信アンテナでSTBCを適用すると、1stアンテナ、2ndアンテナの時刻t、t、t、tにおける送信信号における時間表現はそれぞれ、以下のように表わされる。
 1stアンテナ:s、-s 、s、-s
 2ndアンテナ:s、s 、s、s
 時刻t、t、t、tにおけるチャネル応答を、それぞれh、h、h、hとすると、それぞれの時刻における受信信号は次式で表わされる。
 時刻t:h+h
 時刻t:―h +h
 時刻t:h+h
 時刻t:-h +h
 ここで、時刻tとt、tとtすべてが0となる可能性はないため、同一リソースに符号多重されているLTEユーザに対して干渉を引き起こしてしまう。
 一方、非特許文献2において提案されている2送信アンテナでCDDを適用する場合について、送信信号は以下の式で与えられる。
 1stアンテナ:S
 2ndアンテナ:Sexp(―j2πfΔd)
 ただし、Sは周波数領域の送信信号であり、fはサブキャリア間隔、Δdは与える巡回シフト量である。ここで、巡回シフト量Δdを大きくすると、伝搬路の周波数変動周期を小さくし、ダイバーシチ効果を期待できるが、CAZAC系列においても巡回遅延による直交特性を利用しているため、他の移動局装置への干渉になるという問題が生じる場合がある。つまり、CDDにおける遅延量の調整により、ゲインを最大化することは難しく、CDDを利用することによって得られるゲインは低いということが問題であった。
 以上、これらの符号間干渉の問題を解決しつつ、高いゲインを得るための送信ダイバーシチ方式に関しては検討されていなかった。
 本発明は、送信ダイバーシチを適用する場合において、時間方向及び周波数方向に符号拡散されたCDMA環境において、符号間干渉を発生させることなく適用可能な送信ダイバーシチ法を提供することを目的とする。
 本発明の一観点によれば、基地局装置と1以上の送信アンテナを備えた移動局装置とを備え、前記基地局装置は割り当てた拡散符号を含む直交リソースをそれぞれの移動局装置に割り当て、各移動局装置は前記直交リソースにおいてユーザ多重される情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記移動局装置に対して2つ以上の直交リソースを前記移動局装置に割り当て、前記移動局装置は、前記基地局装置へ送信する情報を割り当てられた前記2つ以上の直交リソースのそれぞれを利用して配置し、配置された前記情報は、それぞれ異なる前記送信アンテナから送信することを特徴とする無線通信システムにおいて、前記移動局装置から前記基地局装置へ送信される前記情報は、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信された信号に対するACK信号もしくはNACK信号であり、前記拡散符号は、時間領域に対して拡散する符号と、周波数領域に対して拡散する符号と、の組み合わせであることを特徴とする無線通信システムが提供される。これにより、移動局装置が送信ダイバーシチする際に、他のLTEシステムに属する移動局装置が送信するACK/NACKと干渉することなく、基地局装置においてダイバーシチ利得を得ることが可能となる。
 本発明は、基地局装置、移動局装置のそれぞれであっても良い。本発明の他の観点によれば、基地局装置と1以上の送信アンテナを備えた移動局装置とを備え、前記基地局装置は割り当てた拡散符号を含む直交リソースをそれぞれの移動局装置に割り当て、各移動局装置は前記直交リソースにおいてユーザ多重される情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、前記移動局装置に対して2つ以上の直交リソースを前記移動局装置に割り当てるステップと、前記移動局装置が、前記基地局装置へ送信する情報を割り当てられた前記2つ以上の直交リソースのそれぞれを利用して配置し、配置された前記情報は、それぞれ異なる前記送信アンテナから送信するステップと、を有することを特徴とする移動通信方法において、
 前記移動局装置から前記基地局装置へ送信される前記情報は、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信された信号に対するACK信号もしくはNACK信号であり、前記拡散符号は、時間領域に対して拡散する符号と、周波数領域に対して拡散する符号と、の組み合わせであることを特徴とする移動通信方法が提供される。
 本発明は、当該方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。上記プログラムは、インターネットなどの伝送媒体により提供されるものであっても良い。
 本発明は、CAZAC系列による周波数拡散、時間方向へのブロック拡散を利用したACK/NACK信号を送信ダイバーシチする際に、アンテナ本数と同数の直交リソースを移動局装置に割り当て可能な場合に、他のユーザに割り当てられた直交リソースと直交したアンテナ本数分の直交リソースを利用し、それら直交リソースをそれぞれのアンテナに割り当てることにより、他のユーザと干渉となる状況を回避することが可能となる。
 また、CAZAC系列による周波数拡散、時間方向へのブロック拡散を利用したACK/NACK信号を送信ダイバーシチする際に、アンテナ本数よりも割り当て可能な直交リソースが少ない場合に関する。この場合、割り当て可能な直交リソース分をアンテナにそれぞれ割り当て、残りのアンテナには、割り当てた直交リソースに対してさらに巡回シフトを行ったリソースを割り当てることにより、他のユーザに割り当てられた直交リソースと直交した直交リソースとこれらに巡回シフトした直交リソースを利用し、これらの直交リソースと巡回シフトした直交リソースをそれぞれのアンテナに割り当てることにより、他のユーザと干渉となる状況を回避することが可能になる。
 本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願2009-014611号の明細書および/または図面に記載される内容を包含する。
 時間方向へのブロック拡散しているユーザ1にSTBCを適用した場合、ユーザ1と同一時間、同一周波数でユーザ2と異なるブロック符号を利用して時間方向へ拡散している他のユーザに対して符号間干渉を引き起こす。また、CAZAC系列を用いて周波数方向へ拡散しているユーザ2においてCDDを適用した場合、ユーザ2と同一時間、同一周波数でユーザ2とは異なるCAZAC系列を利用して周波数方向へ拡散している他のユーザと衝突を発生する可能性がある。
 本発明では、上記、CAZAC系列を用いた周波数方向への拡散、ブロック符号を用いた時間方向への拡散によるユーザ多重を用いた場合におけるCDD、STBCのユーザ間の干渉問題に対して、他のユーザと異なる直交リソースをアンテナ毎に割り当てた送信ダイバーシチによりユーザ間の符号間干渉なしにダイバーシチ効果の得られる伝送を行うことが可能となる。
LTEの上りリンク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。 本発明の実施の形態による基地局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態による移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第2の実施の形態による、基地局装置から移動局装置へACK/NACKリソースが割り当てられ、下りリンク信号が発生し、それに対応するACK/NACKの送信を行うシーケンスチャート図である。 本発明の第2の実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置Aと移動局装置Bとの間の処理及び信号の流れを示すシーケンス図である。 本発明の第3の実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置Aと移動局装置Bとの間の処理及び信号の流れを示すシーケンス図である。 本発明の第3の実施の形態による移動通信システムにおける、移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
A…基地局装置、210…送信部、211…直交リソース情報多重部、212…変調部、213…マッピング部、214…無線送信部、220…スケジューリング部、221…時間、周波数リソース制御部、222…直交リソース制御部、230…受信部、231…無線受信部、232…情報抽出部、233…伝搬路補償・逆拡散部、234…合成・復調部、240…アンテナ、B…移動局装置、310…受信部、320…スケジューリング情報管理部、324…上りリンクスケジューリング管理部、321…下りリンクスケジューリング管理部、322…直交リソース管理部、323…制御情報管理部、311…無線受信部、312…伝搬路補償部、313…復号処理部、314…誤り訂正・検出部、315…復調部、316…情報抽出・分離部、330…送信部、331…情報多重部、332…変調・拡散部、333…マッピング部、334…無線送信部。
 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明を行う。
(第1の実施の形態)
 本発明の第1の実施の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の実施の形態では、アンテナ本数と同数の直交リソースを移動局装置に割り当てている場合を示している。ここでは、LTEのACK/NACKの多重法に利用可能な送信ダイバーシチ法について説明する。但し、本発明は、ACK/NACKに限定されるものでなく、決められた周波数、時間領域においてCDMAを行う通信方式であれば、同様に適用可能であり、他の情報信号を送信してもよい。
 本発明の第1の実施の形態による移動通信システムは、基地局装置と移動局装置とを有している。図2、図3は、本実施の形態による基地局装置と移動局装置とのそれぞれの一構成例を示す機能ブロック図である。
 図2に示すように、本実施の形態による基地局装置Aは、送信部210、スケジューリング部220、受信部230、およびアンテナ240を備えている。送信部210は、直交リソース情報多重部211、変調部212、マッピング部213、無線送信部214、を備えている。また、スケジューリング部220は、時間、周波数リソース制御部221および直交リソース制御部222を備えており、受信部230は無線受信部231、情報抽出部232、伝搬路補償・逆拡散部233、合成・復調部234、を備えている。アンテナ240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。
 基地局装置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220から出力されるACK/NACK送信のための直交リソースの情報は、直交リソースマッピング部211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。但し、直交リソースの情報の形式はここでは問わず、明示的に、数ビット~数十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。
 直交リソース情報多重部211から出力された信号は、スケジューリング部220の指定のもとに変調部212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QAM、QPSKなどの信号に変調されることであり、後述するスケジューリング部からの制御情報によって変調方式を変えることもある。
 変調部212により変調された信号はマッピング部213に供給され、スケジューリング部220の指定に従ったリソースにマッピングする。具体的には、OFDMAであれば、移動局装置ごとに指定された周波数、時間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所定の周波数、時間リソースにマッピングされる。
 マッピング部213の出力は無線送信部214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おいて行われる。
 無線送信部214の出力信号はアンテナ240に供給され、ここから各移動局装置へ送信される。
 スケジューリング部220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っている。特に、時間、周波数リソース制御部221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う。直交リソース制御部222は、CDMAを行う上りリンク信号において、各移動局装置が利用する直交符号の割り当てと管理を行うものである。本実施例において、直交リソース制御部222は一つのACK/NACKを送信するための直交リソースを一つの移動局装置に対してN個(N>1)割り当てる。Nは移動局装置における、ACK/NACKを送信するアンテナ数と同じ値である。
 移動局装置から送信された信号は、アンテナ240で受信された後、無線受信部231に入力される。無線受信部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。具体的には、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231の出力は情報抽出部232に入力され、情報の種類ごとに切り分けが行われる。具体的には、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われ、その中でも制御情報と上位レイヤへの信号に分けられる。本実施の形態では、情報抽出部では特に対象となるACK/NACK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。
 情報抽出部232の出力は伝搬路補償・逆拡散部233に入力される。伝搬路補償・逆拡散部233では、入力信号に含まれた参照信号から伝搬路の推定を行い、受信信号の補償を行うと同時に、スケジューリング部220で管理されている直交符号を用いて入力信号の逆拡散を行う。もし、参照信号も拡散されている場合は、スケジューリング部220から入力される拡散符号の情報を基に逆拡散を行ってから伝搬路が算出される。ここで、伝搬路補償と逆拡散とを行う順序は問わない。伝搬路補償・逆拡散部233はそれぞれの拡散符号に対する出力を行う。
 伝搬路補償・逆拡散部233の出力は合成・復調部234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うことにより、受信品質を高めるための処理である。送信された信号がACK/NACKである場合、そのビットが上位レイヤに渡され、再送処理などの処理に利用される。ここで、伝搬路補償、逆拡散部233及び合成部234についても、その処理順序は問わない。さらに、受信品質を高めるためにMMSE(Minimum Mean Square Error:最小二乗平均誤差法)を用いることで、これらの処理を同時に行うことも可能である。
 一方、各移動局装置Bは、図3に示すように、受信部310、スケジューリング情報管理部320、送信部330、及び、アンテナ240を備えている。受信部310は無線受信部311、伝搬路補償部312、復号処理部313を備えている。復号処理部313は誤り訂正・検出部314、復調部315、情報抽出・分離部316を備えている。また、スケジュール情報管理部320は上りリンクスケジューリング管理部324、下りリンクスケジューリング管理部321、直交リソース管理部322、制御情報管理部323を備えており、送信部330は情報多重部331、変調・拡散部332、マッピング部333、無線送信部334を備えている。アンテナ240は上りリンク信号の送信及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。
 基地局装置A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、この受信信号は無線受信部311へ入力される。無線受信部311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311の出力信号は伝搬路補償部312へ入力され、この入力信号に付与されている参照信号などを利用して伝搬路推定を行い、これを基に伝搬路補償を行って出力する。
 伝搬路補償部312の出力は復号処理部313に入力され、これをスケジュール情報管理部320の出力を基にして復調し、必要であれば誤り訂正・検出が行われた後、その種類毎に分類され、スケジューリング利用される第一の出力と、上位レイヤで処理される第二の出力とされる。
 具体的には、自局宛の下りおよび上りリンクのスケジュール情報が記された制御情報が受信された場合に、復調および誤り訂正を行った後に、自局宛のスケジューリング情報を抽出して第一の出力としてスケジュール情報管理部320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321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、誤り検出を行い、第二の出力として出力する。さらに、誤り検出の結果の有無は、スケジュール情報管理部320に出力され制御情報管理部323において管理される。また、ACK/NACKのように、CDMAを用いて送信される情報の直交リソース、つまりN個の拡散符号が送信された場合には、これもスケジュール情報管理部320へ出力され、直交リソース管理部322において管理される。
 ここで、復号処理部313における情報抽出・分離部316と復調・誤り訂正・検出部314、復調部315について、その処理順序は問わない。例えば、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。
 送信部330は、上りリンクデータやACK/NACKなどの上りリンク制御情報の送信を行う。ここでは、簡単のためACK/NACKのみを送信する場合を例にして、その動作について説明する。下りリンクデータ及び制御情報管理部323で管理されるACK/NACKは、その送信タイミングにおいて情報多重部331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われるが、ここでは基地局装置Aから送信された直交リソースを用いてACK/NACKのみを送信することを想定する。情報多重部331へ入力されたACK/NACK信号は変調・拡散部332に供給される。
 変調・拡散部332では、スケジュール情報管理部320から供給される変調方式情報、拡散符号を利用して変調、拡散処理がなされる。ここで、提供される拡散符号はN個、つまり、送信アンテナ数と同数であり、拡散符号に応じた数の出力系列が生成される。
 尚、符号拡散は2段階で行われてもよく、この場合は2種類の符号が対となり、この対がN個の基地局装置に割り当てられる。具体的に周波数方向に系列12CAZAC系列を用いた拡散を行い、時間方向に系列長4のWalsh系列による拡散を行う場合であって、N=2つまり、2送信アンテナの場合であれば、具体的にCAZAC系列とWalsh系列を2個ずつ、一つの移動局装置に与えられることになる。
 変調・拡散部332のN個の出力はマッピング部333に出力され、上りリンクスケジューリング管理部324により管理されている基地局装置A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示す。マッピング部333の出力は、変調・拡散部332の出力の数と同数になり、つまりN個となる。
 マッピング部333により、マッピングされたN個の系列の信号は、無線送信部334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334の出力はN個の系列を持ち、それぞれがN個のアンテナ240に供給される。
 図4は、基地局装置から移動局装置へACK/NACKリソースが割り当てられ、下りリンク信号が発生し、それに対応するACK/NACKの送信を行うシーケンスチャート図である。ここでは、移動局装置における送信アンテナ数は2であることを仮定し、ACK/NACK送信に利用できる2個の直交リソースを割り当てることを想定している。尚、移動局装置における送信アンテナ数が2の場合について例示的に説明するが、送信アンテナ数が2より多い場合においても、本実施の形態と同様の手順を適用することが可能である。
 基地局装置Aは、まず移動局装置BへACK/NACKを送信するための直交リソースを2つ割り当てる(401)。この際の割り当て方法は、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。また、この割り当てに対する移動局装置Bから基地局装置AへのACK/NACK送信について、この段階ではまだ2つの直交リソースが割り当てられていないため、ここでは別の手段で割り当てられた直交リソースが利用されているものとする。
 具体的に割り当てられるリソースについて、図4(b)の符号451、452で示される図面を参照しがら説明する。符号451は、時間・周波数で分割された直交リソースであり、ここではACK/NACKが送信される上りリンク制御チャネルがシステム帯域幅の両端に4RBずつ割り当てられている。符号452で割り当てられている0~3までは上りリンク制御チャネルのRBインデックスであり、符号451の両端における0~3までの数字はそれぞれ対として割り当てられる。ここでは、3番のリソース(符号451中の斜線部分)が割り当てられている。
 尚、ここではスロット毎に周波数ホッピングされているため、一つのリソースが分割されているが、スロット0と1を併せてであり、システム周波数帯域をリソース割り当て単位に分割している様子が示されている。横軸は時間であり、2つのスロット(slot 0, slot 1)が記載されている。図4(b)中の一つの四角はリソースブロックと呼ばれる割り当て単位であり、slot 0, slot 1について対となって一つの割り当て単位が形成される。これを1リソースと呼ぶ。1リソースにおいて、さらに時間方向、周波数方向の符号拡散によりさらに直交リソースを形成することができる。符号452に直交符号のリソース割り当てを示す。符号452は、横軸にCAZAC系列の直交符号インデックスを示し、縦軸にWalsh系列のインデックスを示す。ここでは、周波数方向にCAZAC系列を用いて0から11までの12系列の直交符号、時間方向にWalsh符号を用いて0から2までの3系列の直交符号を利用する。本実施の形態では、アンテナ数2を想定しているため、401で2個の直交リソースが割り当てられている。
 次に、基地局装置Aは下りリンク信号に関するリソース割り当て情報を移動局装置Bへ送信する(402)。このリソース割り当て情報には、下りリンク信号において、たとえばOFDMの場合では、配置された周波数、時間リソースの情報とともに変調方式、符号化率、MIMOを利用している場合であればそれに関する情報、HARQが導入されていれば、その再送に関する情報など、移動局装置Bが下りリンクデータ信号を受信・復調するための情報が含まれている。
 続いて、基地局装置Aは下りリンクデータ信号を移動局装置Bへ送信する(403)。この下りリンクデータ信号は402で受信されたリソース割り当て情報に準じたものである。
 下りリンク信号に関するリソース割り当て情報(402)、及び、下りリンクデータ信号(403)を受信した移動局装置Bは、その誤り訂正、誤り検出処理などを含む復調処理を行う(404)。誤り訂正、誤り検出処理404などを行った結果を利用して、ACK/NACK信号を生成する(405)。このACK/NACK信号は、401において通知された変調方式情報、直交リソース(拡散符号)を利用して変調、拡散される(406)。本実施の形態では、拡散符号は2種類あるため、2種類の拡散された系列が生成される。次に、2種類の拡散された系列(406)それぞれに対して401において割り当てられた時間、周波数リソースに応じたACK/NACKのマッピングを行う(407)。このとき、ACK/NACK信号とともに受信時にチャネル補償を行うための参照信号を含めてもよい。
 また、OFDMAの場合は、周波数領域の信号をIFFT処理し、ガードインターバルを付与してもよい。続いて、時間、周波数リソースに応じてマッピングされた信号(407)を割り当てられた拡散符号毎(401)に対応するアンテナにマッピングする(408)。408において、参照信号を含めた場合には同時に対応するアンテナにマッピングする。次に、移動局装置Bは基地局装置Aへ基地局装置Aのリソース割り当てに基づくACK/NACKを送信する(409)。
 基地局装置Aでは、まずACK/NACKを送信方式に応じた処理を行い、401で割り当てた時間、周波数リソース割り当てに従いACK/NACKを抽出する(410)。このとき、ACK/NACKにチャネル補償のための参照信号も同時に抽出する。続いて、基地局装置Aは、408のACK/NACKに含められた参照信号を基に伝搬路の推定を行い、受信したACK/NACK信号を補償した後、401で割り当てた2種類の直交リソースに従って逆拡散を行う(411)。尚、ここで、伝搬路補償と逆拡散の順序は逆でもよく、また、MMSEを用いるなど同時に行ってもよい。さらに、基地局装置Aは、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を行う(412)。復調処理には、401で通知した変調方式情報を参照する。
 以上の手順により、移動局装置が送信ダイバーシチする際に、他のLTEシステムに属する移動局装置が送信するACK/NACKと干渉することなく、基地局装置においてダイバーシチ利得を得ることが可能となる。
(第2の実施の形態)
 図5は、本発明の第2の実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置Aと移動局装置Bとの間の処理及び信号の流れを示すシーケンス図である。本実施の形態は、基地局装置Aと1つの移動局装置Bとの間の手続きについて説明しているが、複数の移動局装置が基地局装置と通信する場合にも同様の手続きが可能である。また、基地局装置と移動局装置の構成は、図2及び図3に示した構成と同様のものを利用することができる。
 ここで、第1の実施の形態とは、基地局装置Aから移動局装置Bに割り当てられる上りリンクACK/NACKの割り当て方法に違いがある。第1の実施の形態では、ACK/NACKに対応する下りリンク信号(図4の403)およびその信号のリソース割り当てに関する情報が送信される(図4の402)前に、すでにACK/NACKに利用するリソースが割り当てられていたが、本実施の形態では、追加的に割り当てるACK/NACK送信リソースを事前に割り当て、一つのACK/NACK送信リソースは、下りリンク信号のリソース割り当て情報の通知とともに行う。
 具体的な手順について、図5を用いて説明する。
 まず、基地局装置Aは、移動局装置Bに上りリンクACK/NACKを送信するためのリソースを1つ割り当て、それを通知する信号を送信する(501)。図5(b)に示す符号512は、時間・周波数で分割された直交リソースの割り当てであり、ACK/NACKが送信される上りリンク制御チャネルがシステム帯域幅の両端に4RBずつ割り当てられている。符号512で割り当てられている0~3までは上りリンク制御チャネルのRBインデックスであり、512の両端における0~3の数字はそれぞれ対として割り当てられる。また、符号513において、直交符号のリソース割り当て例を示す。513では、横軸にCAZAC系列の直交符号インデックスを示し、縦軸にWalsh系列のインデックスを示す。具体的に割り当てられるリソースは、3番のリソースブロックにおける(符号512における斜線部分)、0番のCAZAC系列 と 2番のWalsh系列により生成される直交系列である(513)。ここでは、移動局装置Bに2つのACK/NACKリソースを割り当てることを前提としているが、いくつのリソースを割り当ててもよい。
 割り当てが完了した後に、基地局装置Aは下りリンク信号のリソース割り当て情報と、一つのACK/NACKリソース割り当てに関する情報を移動局装置Bに送信する(502)。この信号を受信した移動局装置Bは、続けて送信される下りリンク信号の受信・復調するための情報が得られるとともに、それに対するACK/NACK送信に利用するための直交リソースが得られる。ここで、この直交リソースを割り当てるための具体的な方法は限定されるものではなく、例えば、明示的にリソースの番号が通知されるようにしても、他の情報と一対一で対応し、移動局装置Bと基地局装置Aともに情報を共有できるような方式であってもよい。具体的に割り当てられるリソースは、3番のリソースブロックにおける(512における斜線部分)、1番のCAZAC系列と0番のWalsh系列により生成される直交系列である(513)。
 これ以降の処理(403~412)については第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
 以上の手順では、例えば、1つのACK/NACKリソースを割り当てる手段が既に存在しており、さらに追加してACK/NACKリソースを割り当てる必要があった場合に、既存の仕組みを大きく変更する必要がないというメリットがある。加えて、送信ダイバーシチをする必要がある移動局装置、例えばセルエッジに存在するときにだけ追加のACK/NACKリソースを割り当てる必要があるような状況においては、割り当てのオーバーヘッドを削減できるというメリットがある。
(第3の実施の形態)
 図6は、本発明の第3の実施の形態による移動通信システムにおける、基地局装置Aと移動局装置Bとの間の処理及び信号の流れを示すシーケンス図である。本実施の形態は、基地局装置Aと1つの移動局装置Bとの間の手続きについて説明しているが、複数の移動局装置が基地局装置と通信する場合にも同様の手続きが可能である。また、基地局装置と移動局装置の構成は、図2及び図3に示した構成を利用することができる。
 本実施の形態と、第1の実施の形態、第2の実施の形態との違いは、基地局装置Aから移動局装置Bにて割り当てられる上りリンクACK/NACKの直交リソースにある。第1の実施の形態、第2の実施の形態では、ACK/NACKには、2つのアンテナに、同じ時間・周波数リソース(例えば、図4の符号451では、“3”)を割り当て、異なる直交符号を割り当てていた。
 一方、本実施の形態では、2つのアンテナに、異なる時間・周波数リソースを割り当て、同じ直交リソース割り当てを行う。
 具体的な手順について、図6を参照しながら説明する。
 まず、基地局装置Aは、下りリンク信号のリソース割り当て情報と、2つのACK/NACKリソース割り当てに関する情報を移動局装置Bに送信する(602)。ACK/NACKリソースは、時間・周波数で分割された直交リソース(451)と直交符号で割り当てられる直交リソース(613、614)から構成される。451における時間・周波数で分割された直交リソースの割り当ては、ACK/NACKが送信される上りリンク制御チャネルがシステム帯域幅の両端に4RBずつ割り当てられている。451で割り当てられている0~3までは、上りリンク制御チャネルのRBインデックスであり、451の両端における0~3までの数字は、それぞれ対として割り当てられる。また、613、614に直交符号のリソース割り当てを示す。613、614は、横軸にCAZAC系列の直交符号インデックスを示し、縦軸にWalsh系列のインデックスを示す。ACK/NACKリソース割り当てに関する情報を受信した移動局装置Bは、続けて送信される下りリンク信号の受信・復調するための情報が得られるとともに、それに対するACK/NACK送信に利用するための直交リソースが得られる。ここで、この直交リソースを割り当てるための具体的な方法は限定されるものではなく、たとえば明示的にリソースの番号が通知されても、他の情報と一対一で対応し、移動局装置と基地局装置ともに情報を共有できるような方式であってもよい。具体的に割り当てられるリソースについて、1つ目は3番のリソースブロックにおける(451における斜線部分)、1番のCAZAC系列と0番のWalsh系列により生成される直交系列であり(613)、2つ目は2番のリソースブロックにおける(451における網線部分)、1番のCAZAC系列と0番のWalsh系列により生成される直交系列である(614)。
 ここでは、移動局装置に2つのACK/NACKリソースを割り当てることを前提としているが、いくつのリソースを割り当ててもよく、その手順は上記と同様である。
 これ以降の処理(403~412)については第1の実施の形態と同様である。
 以上の手順では、非常に短期間において送信ダイバーシチをする必要がある状況でのみ、例えば大きいシャドウイングによる減衰が存在するときにだけ、追加のACK/NACKリソースを割り当てることが可能であり、割り当ての際に要する制御情報の送受によるオーバーヘッドを削減できるというメリットがある。
(第4の実施の形態)
 図7は、本発明の第3の実施の形態による移動通信システムにおける、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に示された移動局装置との構成の違いは、基地局装置から提供されるACK/NACK送信のための直交リソース数Nより、移動局装置における送信アンテナ240の数Mが多いことである(図では4)。
 次に、この移動局装置の動作を説明する。この移動局装置と通信を行う基地局装置Aは、第1の実施の形態と同様に図2に示した構成例の装置を利用することができ、かつ、その動作については第1の実施の形態で説明した動作と同様であるため、説明を省略する。また、移動局装置における受信部310、及び、スケジュール情報管理部320の動作も、第1の実施の形態で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。
 送信部330において、上りリンクデータやACK/NACKなどの上りリンク制御情報の送信を行う。ここでは、簡単のためACK/NACKのみを送信する場合を例にして、その動作を説明する。下りリンクデータ及び制御情報管理部で管理されるACK/NACKは、その送信タイミングにおいて情報多重部331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われるが、ここでは基地局装置Aから送信された直交リソースを用いてACK/NACKのみを送信することを想定する。情報多重部331へ入力されたACK/NACK信号は、変調・拡散部332に供給される。
 変調、拡散部332では、スケジュール情報管理部320から供給される変調方式情報、拡散符号を利用して変調、拡散される。ここで、提供される拡散符号はN個であり、拡散符号に応じた数の出力系列が生成される。
 尚、符号拡散は2段階で行われてもよく、この場合は2種類の符号が対となり、この対がN個基地局装置に割り当てられる。具体的には、周波数方向に系列12CAZAC系列を用いた拡散を行い、時間方向に系列長4のWalsh系列による拡散を行う場合であって、N=2つまり、2送信アンテナの場合であれば、具体的にCAZAC系列とWalsh系列を2個ずつ、1つの移動局装置に与えられることになる。
 変調・拡散部332のN個の出力は、マッピング部333に出力され、上りリンクスケジューリング管理部324により管理されている基地局装置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。出力は、変調・拡散部332の出力の数と同数になり、つまりN個となる。
 マッピング部333によりマッピングされたN個の系列の信号は、無線送信部334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334の出力はN個の系列を持ち、それぞれがいくつかに分岐されてM個の系列が生成される。そのうちのいくつかは、巡回遅延部335を介すことにより巡回シフトした系列が発生され、M個のアンテナ240に供給される。ここでは、巡回遅延部335の個数は問わず、システムに適用した数だけ用意されればよい。また、ここで与えられる遅延の大きさについても限定されるものではないが、巡回遅延により符号拡散を行うような系列、たとえばCAZAC系列が利用されていれば、それらの直交性が低下しない大きさの遅延が選ばれる必要がある。
 ここで、無線送信部334の出力に対して巡回遅延を加えることを示したが、OFDMに準ずる通信方式が利用されている場合、周波数領域での位相回転を加える処理を行ってもよい。つまり、巡回遅延部335に相当する処理が、無線送信部334の内部で行われてもよく、また、変調・拡散部332やマッピング部333で行われてもよい。この場合はそれぞれのブロックの入出力の端子数がNからMとなる。
 また、基地局のリソースの利用状況に応じて、Nを動的に変化させることも可能である。
 また、第1の実施の形態から第3の実施の形態において、シーケンスチャートを用いて示した手順は、本実施の形態で示した移動局装置の構成に対しても適用することができる。この場合、各送信アンテナへのマッピング処理(408)が、巡回遅延を加えられた信号がマッピングされることだけが、これまでの実施の形態における説明と異なる点である。
 以上の手順では、基地局装置におけるACK/NACK信号の送信のための直交リソースが枯渇し、送信アンテナ数に応じた十分なリソースを移動局装置に割り当てられない場合において、CDDによる送信ダイバーシチを獲得することができる。特に、CDDによる巡回シフト量はディジタル信号処理により処理が可能なため、基地局装置から割り当てる直交リソースの数を状況に応じて切り替えることが可能という利点がある。
 上記のそれぞれの実施の形態においては、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して説明したが、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。
 また、以上に説明したそれぞれの実施の形態において、基地局装置内の各機能や、移動局装置内の各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより基地局装置や移動局装置の制御を行っても良い。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
 また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
 以上、この発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
 本発明は、移動通信装置に利用可能である。

Claims (25)

  1.  基地局装置と1以上の送信アンテナを備えた移動局装置とを備え、前記基地局装置は割り当てた拡散符号を含む直交リソースをそれぞれの移動局装置に割り当て、各移動局装置は前記直交リソースにおいてユーザ多重される情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記移動局装置に対して2つ以上の直交リソースを前記移動局装置に割り当て、前記移動局装置は、前記基地局装置へ送信する情報を割り当てられた前記2つ以上の直交リソースのそれぞれを利用して配置し、配置された前記情報は、それぞれ異なる前記送信アンテナから送信することを特徴とする無線通信システムにおいて、
     前記移動局装置から前記基地局装置へ送信される前記情報は、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信された信号に対するACK信号もしくはNACK信号であり、
     前記拡散符号は、時間領域に対して拡散する符号と、周波数領域に対して拡散する符号と、の組み合わせであることを特徴とする無線通信システム。
  2.  前記基地局装置から前記移動局装置へ割り当てられる直交リソースの数がNであり、前記移動局装置が具備する前記送信アンテナ数がMであり、N<Mの関係が成り立つ場合には、
     前記配置された信号に0以上の巡回遅延を加えた信号を生成し、それぞれ異なる送信アンテナから送信することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  3.  前記直交リソースの数Nは、
     前記基地局装置から動的に異なる値が割り当てられることを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
  4.  前記基地局装置から前記移動局装置に対して割り当てるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソース割り当て情報を、前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号に含めて送信することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の無線通信システム。
  5.  前記基地局装置から前記移動局装置に対して割り当てるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソースは、
     前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号が送信されるより前のタイミングで割り当てが行われ、
     前記移動局装置は、前記割り当てよりも後のタイミングでACKもしくはNACKを送信する際に、前記割り当てにおいて前記基地局装置から割り当てられた直交リソースを用いることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の無線通信システム。
  6.  前記拡散符号を含む直交リソースは
     周波数および時間領域に分割されたリソースを含むことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の無線通信システム。
  7.  基地局装置と1以上の送信アンテナを備えた移動局装置とを備え、前記基地局装置は割り当てた拡散符号を含む直交リソースをそれぞれの移動局装置に割り当て、各移動局装置は前記直交リソースにおいてユーザ多重される情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムにおける基地局装置であって、前記移動局装置に対して2つ以上の直交リソースを前記移動局装置に割り当てることにより、前記移動局装置に対して、前記基地局装置へ送信する情報を割り当てられた前記2つ以上の直交リソースのそれぞれを利用して配置し、配置された前記情報は、それぞれ異なる前記送信アンテナから送信することを促すことを特徴とする基地局装置において、
     前記移動局装置から前記基地局装置へ送信される前記情報は、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信された信号に対するACK信号もしくはNACK信号であり、
     前記拡散符号は、時間領域に対して拡散する符号と、周波数領域に対して拡散する符号と、の組み合わせであることを特徴とする基地局装置。
  8.  前記基地局装置から前記移動局装置へ割り当てられる直交リソースの数がNであり、前記移動局装置が具備する前記送信アンテナ数がMであり、N<Mの関係が成り立つ場合には、
     前記配置された信号に0以上の巡回遅延を加えた信号を生成し、それぞれ異なる送信アンテナから送信することを特徴とする請求項7に記載の基地局装置。
  9.  前記直交リソースの数Nは、
     前記基地局装置から動的に異なる値が割り当てられることを特徴とする請求項8に記載の基地局装置。
  10.  前記基地局装置から前記移動局装置に対して割り当てるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソース割り当て情報を、前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号に含めて送信することを特徴とする請求項7から9までのいずれか1項に記載の基地局装置。
  11.  前記基地局装置から前記移動局装置に対して割り当てるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソースは、
     前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号が送信されるより前のタイミングで割り当てが行われ、
     前記移動局装置は、前記割り当てよりも後のタイミングでACKもしくはNACKを送信する際に、前記割り当てにおいて前記基地局装置から割り当てられた直交リソースを用いることを特徴とする請求項7から10までのいずれか1項に記載の基地局装置。
  12.  前記拡散符号を含む直交リソースは
     周波数および時間領域に分割されたリソースを含むことを特徴とする請求項7から11までのいずれか1項に記載の基地局装置。
  13.  基地局装置と1以上の送信アンテナを備えた移動局装置とを備え、前記基地局装置は割り当てた拡散符号を含む直交リソースをそれぞれの移動局装置に割り当て、各移動局装置は前記直交リソースにおいてユーザ多重される情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムにおける移動局装置であって、前記基地局装置により、2つ以上の直交リソースが割り当てられ、前記基地局装置へ送信する情報を割り当てられた前記2つ以上の直交リソースのそれぞれを利用して配置し、配置された前記情報は、それぞれ異なる前記送信アンテナから送信することを特徴とする移動局装置において、
     前記基地局装置へ送信される前記情報は、
     前記基地局装置から送信された信号に対するACK信号もしくはNACK信号であり、
     前記拡散符号は、時間領域に対して拡散する符号と、周波数領域に対して拡散する符号と、の組み合わせであることを特徴とする移動局装置。
  14.  前記基地局装置から割り当てられる直交リソースの数がNであり、具備する前記送信アンテナ数がMであり、N<Mの関係が成り立つ場合には、前記配置された信号に0以上の巡回遅延を加えた信号を生成し、それぞれ異なる送信アンテナから送信することを特徴とする請求項13に記載の移動局装置。
  15.  前記直交リソースの数Nは、
     前記基地局装置から動的に異なる値が割り当てられることを特徴とする請求項13に記載の移動局装置。
  16.  前記基地局装置から割り当てられるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソース割り当て情報が、前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号に含めて送信されることを特徴とする請求項13又は15までのいずれか1項に記載の移動局装置。
  17.  前記基地局装置から割り当てられるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソースは、
     前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号が送信されるより前のタイミングで割り当てが行われ、前記割り当てよりも後のタイミングでACKもしくはNACKを送信する際に、前記割り当てにおいて前記基地局装置から割り当てられた直交リソースを用いることを特徴とする請求項13から16までのいずれか1項に記載の移動局装置。
  18.  前記拡散符号を含む直交リソースは、
     周波数および時間領域に分割されたリソースを含むことを特徴とする請求項13から17までのいずれか1項に記載の移動局装置。
  19.  基地局装置と1以上の送信アンテナを備えた移動局装置とを備え、前記基地局装置は割り当てた拡散符号を含む直交リソースをそれぞれの移動局装置に割り当て、各移動局装置は前記直交リソースにおいてユーザ多重される情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、前記移動局装置に対して2つ以上の直交リソースを前記移動局装置に割り当てるステップと、前記移動局装置が、前記基地局装置へ送信する情報を割り当てられた前記2つ以上の直交リソースのそれぞれを利用して配置し、配置された前記情報は、それぞれ異なる前記送信アンテナから送信するステップと、を有することを特徴とする移動通信方法において、
     前記移動局装置から前記基地局装置へ送信される前記情報は、前記基地局装置から前記移動局装置へ送信された信号に対するACK信号もしくはNACK信号であり、
     前記拡散符号は、時間領域に対して拡散する符号と、周波数領域に対して拡散する符号と、の組み合わせであることを特徴とする移動通信方法。
  20.  前記基地局装置から前記移動局装置へ割り当てられる直交リソースの数がNであり、前記移動局装置が具備する前記送信アンテナ数がMであり、N<Mの関係が成り立つ場合には、
     前記配置された信号に0以上の巡回遅延を加えた信号を生成し、それぞれ異なる送信アンテナから送信するステップを有することを特徴とする請求項19に記載の移動通信方法。
  21.  前記直交リソースの数Nは、
     前記基地局装置から動的に異なる値が割り当てられることを特徴とする請求項20に記載の移動通信方法。
  22.  前記基地局装置から前記移動局装置に対して割り当てるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソース割り当て情報を、前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号に含めて送信することを特徴とする請求項19から21までのいずれか1項に記載の移動通信方法。
  23.  前記基地局装置から前記移動局装置に対して割り当てるACKもしくはNACKの送信に利用する直交リソースは、
     前記基地局装置から前記移動局装置に対して送信される下りリンク信号の割り当て信号が送信されるより前のタイミングで割り当てが行われ、
     前記移動局装置は、前記割り当てよりも後のタイミングでACKもしくはNACKを送信する際に、前記割り当てにおいて前記基地局装置から割り当てられた直交リソースを用いることを特徴とする請求項19から22までのいずれか1項に記載の移動通信方法。
  24.  前記拡散符号を含む直交リソースは、
     周波数および時間領域に分割されたリソースを含むことを特徴とする請求項19から23までのいずれか1項に記載の移動通信方法。
  25.  請求項19から24までのいずれか1項に記載の移動通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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