JP4855888B2

JP4855888B2 - 基地局装置

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Publication number: JP4855888B2
Application number: JP2006272343A
Authority: JP
Inventors: 健一樋口; 祥久岸山; 衛佐和橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-10-03
Also published as: KR20090060439A; EP2068479A4; JP2008092374A; WO2008041677A1; CN101569127A; EP2068479A1; CN101569127B; RU2009114329A; BRPI0719846A2; US20100009718A1; MX2009003517A

Description

本発明は、無線通信の技術分野に関連し、特にマルチアンテナシステムに使用される基地局装置に関連する。

この種の技術分野では、情報伝送の高速化及び高品質化等の観点から、いくつかのマルチアンテナシステム又はマルチアンテナ伝送法が将来的な移動通信システムに提案されている。マルチアンテナシステムでは、送信及び／又は受信に複数のアンテナを用いてデータ伝送が行われ、周波数や時間だけでなく空間も有効に活用される。概して、マルチアンテナ伝送法には、ＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）多重法、ＭＩＭＯダイバーシチ法及び適応アレーアンテナ（ＡＡＡ：ＡｄａｐｔｉｖｅＡｒｒａｙＡｎｔｅｎｎａ）法がある。

ここでは、本願に関連するＭＩＭＯダイバーシチ法について説明する。

図１は、ＭＩＭＯダイバーシチ法の概念を説明するための図である。ＭＩＭＯダイバーシチ法は、複数の送信アンテナから同一内容の複数のストリームを並列に伝送し、受信側での信頼性を向上させようとする技術である。図示の例では、２つのシンボルＡ，Ｂが、一方の送信アンテナからＡ，Ｂの順に送信され、他方のアンテナから−Ｂ^＊，Ａ^＊の順に送信される。記号"−"は負の符号を表し、上付の"＊"は複素共役を表す。送信するシンボルＡ，Ｂをこのような２系統のストリームに変換する技術は、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：ＳｐａｃｅＴｉｍｅＢｌｏｃｋＣｏｄｉｎｇ）又は単に線形処理と呼ばれる。受信側では、Ａ−Ｂ^＊とＢ＋Ａ^＊とが順に受信され、これらの受信信号から送信されたシンボルＡ，Ｂが推定される。２つのアンテナから送信された２つの信号は、別々のフェージングに委ねられるので、受信側で適切に合成することで、受信信号の信頼度が向上する。ＭＩＭＯダイバーシチ法については、例えば、非特許文献１に記載されている。
Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ，Ｈ．Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ，ａｎｄＲ．Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋ："Ｓｐａｃｅ−ＴｉｍｅＢｌｏｃｋＣｏｄｉｎｇｆｏｒＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＲｅｓｕｌｔｓ"，ＩＥＥＥＪ．Ｓｅｌｅｃｔ．ＡｒｅａｓＣｏｍｍｕｎ．，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．３，ｐｐ．４５１−４６０，Ｍａｒ．１９９９．

上述した通信装置では、送信されるチャネルにかかわらず、常に両ストリーム分のパイロットチャネルが送信される。そのため、ＭＩＭＯ伝送時のパイロットのオーバヘッドが大きくなる問題がある。

例えば、アンテナ数が４本である通信装置において、共通制御チャネルを送信したいときでも、４ストリーム分のパイロットチャネルが送信される。この場合、２ストリームのパイロットチャネルは共通制御チャネルを復調するためには使用されないので無駄となる。

そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、パイロットチャネルの基本的な機能、すなわち移動局装置におけるセルサーチ、ハンドオーバ、ＣＱＩ測定、制御チャネルの復調、データチャネルの復調などができ、ＭＩＭＯ伝送時のパイロットのオーバヘッドを低減できる基地局装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本基地局装置は、
基地局装置において、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナと同数に、当該基地局装置と移動局装置との間で既知である第１の共通パイロットチャネル、第２の共通パイロットチャネルを分岐する分岐手段と、
該分岐手段により分岐された第１の共通パイロットチャネルの各々に対し第１のウエイトを乗算する第１のプリコーディング処理手段と、
前記分岐手段により分岐された第２の共通パイロットチャネルの各々に対し前記第１のウエイトと直交する第２のウエイトを乗算する第２のプリコーディング処理手段と、
前記第１のプリコーディング処理手段により第１のウエイトが乗算された共通パイロットチャネルの各々と、前記第２のプリコーディング処理手段により第２のウエイトが乗算された第２の共通パイロットチャネルの各々とを合成する合成手段と
を備え、
前記分岐手段は、前記複数のアンテナと同数に、共通制御チャネルが時空間ブロック符号化されることにより生成された第１のストリーム、第２のストリームを分岐し、
前記第１のプリコーディング処理手段は、該分岐手段により分岐された第１のストリームの各々に対し前記第１のウエイトを乗算し、
前記第２のプリコーディング処理手段は、該分岐手段により分岐された第２のストリームの各々に対し前記第２のウエイトを乗算し、
前記合成手段は、前記第１のプリコーディング処理手段により第１のウエイトが乗算された第１のストリームの各々と、前記第２のプリコーディング処理手段により第２のウエイトが乗算された第２のストリームの各々とを合成し、
前記合成手段により合成された第１のストリームと、第２のストリームとが合成された信号の各々を、前記複数のアンテナから送信する。

このように、共通パイロットチャネルを用いて復調される共通制御チャネルを、共通パイロットチャネルと同じ第１のウエイト及び第２のウエイトによりユニタリプリコーディングを行い、送信ダイバーシチを適用し送信することにより、移動局では基地局のアンテナ数によらず２つの共通パイロットチャネルで復調できる。

また、特にアンテナ数が４以上の場合、全てのアンテナの送信電力増幅器を用いることができ、共通パイロットチャネルの送信電力を向上させることができる。

本発明の実施例によれば、パイロットチャネルの基本的な機能、すなわち移動局装置におけるセルサーチ、ハンドオーバ、ＣＱＩ測定、制御チャネルの復調、データチャネルの復調ができ、ＭＩＭＯ伝送時のパイロットのオーバヘッドを低減できる基地局装置を実現できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例に係る無線通信システムは、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）通信システムであり、基地局装置及び移動局装置を備える。無線通信システムは、データ送信に対して複数（Ｎ_Ｔ）の送信アンテナ（Ｎ_Ｔは、Ｎ_Ｔ＞１の整数）及び複数（Ｎ_Ｒ）の受信アンテナ（Ｎ_Ｒは、Ｎ_Ｒ＞１の整数）を採用する。Ｎ_Ｔの送信及びＮ_Ｒの受信アンテナによって形成されたＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝を有するＮ_Ｓの独立したチャネルに分解される可能性がある。

また、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（ＳｉｎｇｌｅＣａｒｒｉｅｒ−ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）が適用される。ＯＦＤＭＡ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、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。

本発明の第１の実施例にかかる基地局装置について説明する。

本実施例においては、基地局装置が４本のアンテナを備える場合について説明するが、２本以上の場合に適用できる。
本実施例にかかる基地局装置１００は、共通制御チャネルが送信される周期、例えばＴＴＩ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ）周期で、２つの固定値のユニタリプリコーディングされた共通パイロットチャネルを送信する。ユニタリプリコーディングとは、２つの直交するウエイトを乗算することをいう。すなわち、２つの直交するウエイトが乗算された共通パイロットチャネルを送信する。

ユニタリプリコーディングを行うことにより、特に、アンテナ数が４以上のとき全てのアンテナの送信電力増幅器を用いることができる。これは、共通パイロットチャネルだけでなく、復調対象となる制御チャネルも同様である。ただし、ユニタリプリコーディングのウエイトが単位行列ならば、２アンテナからの共通パイロットチャネルに相当する。

例えば、図２に示すように、４本以上アンテナを備える基地局装置において、２つのパイロット信号を送信する場合には、アンテナ＃１および＃２から送信され、アンテナ＃３及び＃４からは送信されない。パワーアンプ（ＰＡ）の出力電力には限度があるため、アンテナ＃１−＃４から送信する場合と比較して出力電力は半分となる。

一方、図３に示すように、固定値のプリコーディングを行うことにより、全パワーアンプを使用して送信できるので、２本のアンテナから送信する場合と比較して送信電力を向上させることができる。すなわち、出力電力を向上させることができる。

また、共通パイロットチャネルを用いて復調される共通制御チャネルは、共通パイロットチャネルと同じ２つの固定値のユニタリプリコーディングを行った上で、送信ダイバーシチを行い送信される。このようにすることにより、移動局装置は、基地局装置のアンテナ数によらず２つの共通パイロットチャネルで復調できる。

また、移動局において、セルサーチ、ハンドオーバメジャメント（ＨＯｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）が行われる際に、２つの固定値のユニタリプリコーディングされた共通パイロットチャネルを用いて受信信号電力（Ｓ）測定もしくは受信信号電力対干渉及び雑音電力比（ＳＩＮＲ）測定を行うことができる。

基地局装置１００は、図４に示すように、共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１が入力される第１のプリコーディング処理手段としてのプリコーディング処理部１０２と、共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２が入力される第２のプリコーディング処理手段としてのプリコーディング処理部１０４と、プリコーディング処理部１０２の出力信号とプリコーディング処理部１０４の出力信号とを合成する合成部１０６（１０６_１、１０６_２、１０６_３、１０６_４）と、各合成部１０６からの出力信号を送信するアンテナ１０８（１０８_１、１０８_２、１０８_３、１０８_４）とを備える。

共通パイロット信号＃１と共通パイロット信号＃２はともに基地局装置及び移動局装置の双方において既知の信号である。

共通制御チャネル＃１と、共通制御チャネル＃２について説明する。共通制御チャネルのシンボルをＳ_１、Ｓ_２とした場合、図５に示すように、ＳＴＢＣエンコーダ１１０において、プリコーディング処理部１０４への出力は２シンボルを対として時間的に反転し、共役複素として奇数シンボルは極性を反転させて出力する。図５において、記号"−"は負の符号を表し、上付の"＊"は複素共役を表す。すなわち、プリコーディング処理部１０２には、Ｓ_１、Ｓ_２の順に入力され、プリコーディング処理部１０４には、−Ｓ_２ ^＊、Ｓ_１ ^＊の順に入力される。

共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１０２に入力される。

プリコーディング処理部１０２では、入力された各共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１にプリコーディングウエイトａが乗算される。例えば、乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４において、プリコーディングウエイトａ_１、ａ_２、ａ_３及びａ_４がそれぞれ乗算される。

乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４の出力信号は、それぞれ合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４に入力される。

一方、共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１０４に入力される。

プリコーディング処理部１０４では、入力された各共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２にプリコーディングウエイトｂが乗算される。例えば、乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４において、プリコーディングウエイトｂ_１、ｂ_２、ｂ_３及びｂ_４がそれぞれ乗算される。

ここで、プリコーディングウエイトａおよびｂは互いに直交し、そのノルムは１である。すなわち、プリコーディングウエイトａ＝［ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４］、ｂ＝[ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４]とした場合、ａ_１×ｂ*_１＋ａ_２×ｂ*_２＋ａ_３×ｂ*_３＋ａ_４×ｂ*_４＝０、√（｜ａ_１｜^２＋｜ａ_２｜^２＋｜ａ_３｜^２＋｜ａ_４｜^２）＝１、√（｜ｂ_１｜^２＋｜ｂ_２｜^２＋｜ｂ_３｜^２＋｜ｂ_４｜^２）＝１である。"*"は複素共役を表す。

乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４の出力信号は、それぞれ合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４に入力される。

合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４では、乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４の出力信号と、乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４の出力信号とをそれぞれ合成する。

図６に示すように、２つの固定値ａ、ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルが、それぞれ異なる時間領域−周波数領域で多重される。図６には、共通制御チャネルと共通パイロットチャネルのマッピングの一例が示される。図６では、周波数領域において、固定値ａでプリコーディングされた共通パイロットチャネルと、固定値ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルは飛び飛びの位置にマッピングされる。
合成された信号は、それぞれアンテナ１０８_１、１０８_２、１０８_３及び１０８_４から送信される。すなわち、合成された共通パイロットチャネルは、複数のアンテナから送信される。

次に、本発明の第２の実施例にかかる基地局装置について説明する。

本実施例においても、基地局装置が４本のアンテナを備える場合について説明するが、２本以上の場合に適用できる。
本実施例にかかる基地局装置１００は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルが送信される周期、例えばＴＴＩ周期で、２つの固定値のユニタリプリコーディングされた共通パイロットチャネルを送信する。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの構成について説明する。

移動局には、ユーザ共通情報、例えばマルチユーザであるかシングルユーザであるかを示す情報と、ユーザ固有情報、例えば、ストリーム数情報、局在送信であるか分散送信であるかを示す情報とが、高レイヤの制御信号で事前に通知される。ここで、局在送信とは、連続するサブキャリアを１ブロックとして割り当てる送信方法であり、分散送信とは、帯域全体にサブキャリアを分散させて割り当てる送信方法である。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルは以下の情報を含む。
（１）割り当てられたリソースブロック情報
（２）ストリームごとに用いられるストリーム数分のプリコーディングベクトル情報。ストリーム番号とプリコーディングベクトルの対応関係があらかじめ１対１対応で決定されている場合は、使用するストリーム番号を通知するだけでよい。
（３）ストリームごとのＭＣＳ（変調方式と符号化率）。原則はストリーム数分送るが、ストリーム間で共通の変調方式と符号化率を用いる場合は、１つだけ。
（４）ハイブリッドＡＲＱ関係の情報。原則はストリーム数分送るが、複数ストリーム間で同じ符号化ブロックの信号を送信する場合は、その中で１つだけ。
（５）UE ＩＤ情報。

これらの情報のうち、情報（１）を符号化する（符号化ブロック１）。一方、情報（２）〜（５）をまとめて符号化し、さらにＣＲＣビットは、（２）−（４）の情報とあわせて送信し、ＣＲＣビットに（５）の情報を重畳して送信する（符号化ブロック２）。

すなわち、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルは、２つの符号化ブロック１，２に分けて符号化される。符号化ブロック１には、割り当てリソースブロックの情報（１）が含まれている。符号化ブロック２には、プリコーディング情報、ＭＣＳ情報、ハイブリッドＡＲＱ情報、ＣＲＣビットと移動局ＩＤの重畳（（２）＋（３）＋（４）＋（５）×ＣＲＣ）が含まれている。符号化ブロック２は、ストリームの数に応じて可変長である。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを移動局で復号するときは、まず符号化ブロック１を復号し、次に、その情報を元に（２）−（５）を復号する。（２）−（５）の情報長は、ストリーム数によって変わるが、予めストリーム数情報を復号しているので、複数の情報長を仮定して（２）−（５）の復号を試みる必要がない。

また、以下のようにＬ１／Ｌ２制御チャネルを構成するようにしてもよい。

移動局には、ユーザ共通情報、例えばマルチユーザであるかシングルユーザであるかを示す情報と、ユーザ固有情報、例えば、局在送信であるか分散送信であるかを示す情報とが、高レイヤの制御信号で事前に通知される。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルは以下の情報を含む。
（１）割り当てられたリソースブロック情報
（２）ストリーム数情報
（３）ストリームごとに用いられるストリーム数分のプリコーディングベクトル情報。ストリーム番号とプリコーディングベクトルの対応関係があらかじめ１対１対応で決定されている場合は、使用するストリーム番号を通知するだけでよい。
（４）ストリームごとのＭＣＳ（変調方式と符号化率）。原則はストリーム数分送るが、ストリーム間で共通の変調方式と符号化率を用いる場合は、１つだけ。
（５）ハイブリッドＡＲＱ関係の情報。原則はストリーム数分送るが、複数ストリーム間で同じ符号化ブロックの信号を送信する場合は、その中で１つだけ。
（６）UE ＩＤ情報。

これらの情報のうち、情報（１）と（２）をまとめて符号化する（符号化ブロック１）。一方、情報（３）〜（５）にＣＲＣビットを加えてひとまとめにし、ＣＲＣビットには移動局ＩＤ情報（６）を重畳して送信する（符号化ブロック２）。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルは、２つの符号化ブロック１，２に分けて符号化する。符号化ブロック１には、割り当てリソースブロックとストリーム数の情報（（１）＋（２））が含まれている。符号化ブロック２には、プリコーディング情報、ＭＣＳ情報、ハイブリッドＡＲＱ情報、ＣＲＣビットと移動局ＩＤの重畳（（３）＋（４）＋（５）＋（６）×ＣＲＣ）が含まれている。符号化ブロック２は、ストリームの数に応じて可変長である。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを移動局で復号するときは、まず符号化ブロック１を復号して、ストリーム数を認識する。次に、その情報に基づいて、符号化ブロック２を復号する。符号化ブロック２の情報長は、ストリームの数によって変わるが、あらかじめ符号化ブロック１を復号してあるので、複数の情報長を仮定して符号化ブロック２の復号を試みる必要がない。

基地局装置の構成は、図４を参照して説明した基地局装置と同様の構成である。
プリコーディング処理部１０２には、共通パイロット信号＃１及びＬ１／Ｌ２制御チャネル＃１が入力される。プリコーディング処理部１０４には、共通パイロット信号＃２及びＬ１／Ｌ２制御チャネル＃２が入力される。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネル＃１と、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル＃２について説明する。共通制御チャネルのシンボルをＳ_１、Ｓ_２とした場合、図５に示すように、エンコーダ１１０において、プリコーディング処理部１０４への出力は２シンボルを対として時間的に反転し、共役複素として奇数シンボルは極性を反転させて出力する。すなわち、プリコーディング処理部１０２には、Ｓ_１、Ｓ_２の順に入力され、プリコーディング処理部１０４には、−Ｓ_２ ^＊、Ｓ_１ ^＊の順に入力される。

共通パイロット信号＃１及びＬ１／Ｌ２制御チャネル＃１は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１０２に入力される。

プリコーディング処理部１０２では、入力された各共通パイロット信号＃１及びＬ１／Ｌ２制御チャネル＃１にプリコーディングウエイトａが乗算される。例えば、乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４において、プリコーディングウエイトａ_１、ａ_２、ａ_３及びａ_４がそれぞれ乗算される。

一方、共通パイロット信号＃２及びＬ１／Ｌ２制御チャネル＃２は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１０４に入力される。

プリコーディング処理部１０４では、入力された各共通パイロット信号＃２及びＬ１／Ｌ２制御チャネル＃２にプリコーディングウエイトｂが乗算される。例えば、乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４において、プリコーディングウエイトｂ_１、ｂ_２、ｂ_３及びｂ_４がそれぞれ乗算される。

ここで、プリコーディングウエイトａおよびｂは互いに直交し、そのノルムは１である。

図７に示すように、２つの固定値ａ、ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルが，それぞれ異なる時間領域−周波数領域で多重される。図７には、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルと共通パイロットチャネルのマッピングの一例が示される。図７では、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルは時間領域において２シンボルにマッピングされる。固定値ａでプリコーディングされた共通パイロットチャネルと、固定値ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルは、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルがマッピングされる領域において、周波数領域において飛び飛びの位置にマッピングされる。

合成された信号は、それぞれアンテナ１０８_１、１０８_２、１０８_３及び１０８_４から送信される。

本発明の第３の実施例にかかる基地局装置について説明する。

本実施例においては、基地局装置が４本のアンテナを備える場合について説明するが、２本以上の場合に適用できる。

本実施例にかかる基地局装置１００は、ＣＱＩ測定（ＣＱＩｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を行う周期でだけ、残りのユニタリプリコーディングされた共通パイロットチャネルも送信する。ここでは、２つの共通パイロットチャネルが追加される。これら追加された第２の共通パイロットチャネルとしての共通パイロットチャネルは，ＣＱＩ測定に必要な最低限のシンボル数で構成される。例えば、その密度を、２つの基本の（第１の）共通パイロットチャネルよりも小さくする。

ＣＱＩ測定では、移動局装置は全アンテナについてＣＱＩを測定する必要がある。また、ＣＱＩ測定は常時行われることはないため、基地局装置１００は、ＣＱＩの測定が行われるタイミングのみ、ＣＱＩ測定用の第２の共通パイロットチャネルを追加する。

基地局装置１００は、図８に示すように、共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１が入力されるプリコーディング処理部１０２と、共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２が入力されるプリコーディング処理部１０４と、プリコーディング処理部１０２の出力信号とプリコーディング処理部１０４の出力信号とを合成する合成部１０６（１０６_１、１０６_２、１０６_３、１０６_４）と、共通パイロット信号＃３が入力されるプリコーディング処理部１１２と、共通パイロット信号＃４が入力されるプリコーディング処理部１１６と、合成部１０６の出力信号とプリコーディング処理部１１２の出力信号とを合成する合成部１１４（１１４_１、１１４_２、１１４_３、１１４_４）と、合成部１１４（１１４_１、１１４_２、１１４_３、１１４_４）の出力信号と、プリコーディング処理部１１６の出力信号とを合成する合成部１１８（１１８_１、１１８_２、１１８_３、１１８_４）と、各合成部１１８からの出力信号を送信するアンテナ１０８（１０８_１、１０８_２、１０８_３、１０８_４）とを備える。

共通パイロット信号＃１と共通パイロット信号＃２は同様の信号である。

共通パイロット信号＃３と共通パイロット信号＃４は、共通パイロット信号＃１と共通パイロット信号＃２と同様の信号であってもよいし、ＣＱＩ測定に必要最低限のシンボルとしてもよい。例えば、共通パイロット信号＃１と共通パイロット信号＃２よりもマッピングにおける密度を小さくする。

共通制御チャネル＃１と、共通制御チャネル＃２については、上述した実施例と同様である。

共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１０４に入力される。プリコーディング処理部１０４では、入力された各共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２にプリコーディングウエイトｂが乗算される。例えば、乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４において、プリコーディングウエイトｂ_１、ｂ_２、ｂ_３及びｂ_４がそれぞれ乗算される。

共通パイロット信号＃３は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１１２に入力される。プリコーディング処理部１１２では、入力された各共通パイロット信号＃３にプリコーディングウエイトｃが乗算される。例えば、乗算部１１２_１、１１２_２、１１２_３及び１１２_４において、プリコーディングウエイトｃ_１、ｃ_２、ｃ_３及びｃ_４がそれぞれ乗算される。

共通パイロット信号＃４は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１１６に入力される。プリコーディング処理部１１６では、入力された各共通パイロット信号＃４にプリコーディングウエイトｄが乗算される。例えば、乗算部１１６_１、１１６_２、１１６_３及び１１６_４において、プリコーディングウエイトｄ_１、ｄ_２、ｄ_３及びｄ_４がそれぞれ乗算される。

ここで、プリコーディングウエイトａ、ｂ、ｃ及びｄは互いに直交し、そのノルムは１である。

合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４では、乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４の出力信号と、乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４の出力信号とをそれぞれ合成する。合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４の出力信号は、それぞれ、合成部１１４_１、１１４_２、１１４_３及び１１４_４に入力される。

合成部１１４_１、１１４_２、１１４_３及び１１４_４では、合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４の出力信号と、乗算部１１２_１、１１２_２、１１２_３及び１１２_４の出力信号とをそれぞれ合成する。合成部１１４_１、１１４_２、１１４_３及び１１４_４の出力信号は、それぞれ、合成部１１８_１、１１８_２、１１８_３及び１１８_４に入力される。

合成部１１８_１、１１８_２、１１８_３及び１１８_４では、合成部１１４_１、１１４_２、１１４_３及び１１４_４の出力信号と、乗算部１１６_１、１１６_２、１１６_３及び１１６_４の出力信号とをそれぞれ合成する。

図９に示すように、２つの固定値ａ、ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルに加え、２つの固定値ｃ、ｄでプリコーディングされた共通パイロットチャネルが，それぞれ異なる時間領域−周波数領域で多重される。図９には、ＣＱＩ測定用パイロットチャネルのマッピングの一例が示される。図９には、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとＣＱＩ測定用パイロットチャネルのマッピングの一例が示されるが、共通制御チャネルについても同様である。

図９では、周波数領域において、固定値ａでプリコーディングされた共通パイロットチャネルと、固定値ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルと、固定値ｃでプリコーディングされた共通パイロットチャネルと、固定値ｄでプリコーディングされた共通パイロットチャネルは飛び飛びの位置にマッピングされる。固定値ｃでプリコーディングされた共通パイロットチャネル及び固定値ｄでプリコーディングされた共通パイロットチャネルの密度は、固定値ａでプリコーディングされた共通パイロットチャネル及び固定値ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルの密度より小さくなる。

本発明の第４の実施例にかかる基地局装置について説明する。

本実施例にかかる基地局装置１００は、プリコーディングされたデータチャネルおよびＬ１／Ｌ２制御チャネル、上述した符号化ブロック２を復調するために、個別のパイロットチャネルを送信する。個別パイロットチャネルは、ユーザ毎に送信され、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルが送信されるリソースブロックからのみ送信される。また、データチャネルおよびＬ１／Ｌ２制御チャネルと同一のプリコーディングが行われる
基地局装置１００は、図１０に示すように、共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１が入力されるプリコーディング処理部１０２と、共通パイロット信号＃２及び共通制御チャネル＃２が入力されるプリコーディング処理部１０４と、プリコーディング処理部１０２の出力信号とプリコーディング処理部１０４の出力信号を合成する合成部１０６（１０６_１、１０６_２、１０６_３、１０６_４）と、個別パイロットチャネル、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルが入力されるプリコーディング処理部１２０と、合成部１０６の出力信号とプリコーディング処理部１２０の出力信号とを合成する合成部１２２（１２２_１、１２２_２、１２２_３、１２２_４）と、各合成部１２２からの出力信号を送信するアンテナ１０８（１０８_１、１０８_２、１０８_３、１０８_４）とを備える。

共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１は４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１０２に入力される。プリコーディング処理部１０２では、入力された各共通パイロット信号＃１及び共通制御チャネル＃１にプリコーディングウエイトａが乗算される。例えば、乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４において、プリコーディングウエイトａ_１、ａ_２、ａ_３及びａ_４がそれぞれ乗算される。

個別パイロットチャネル、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルは４アンテナに分岐され、プリコーディング処理部１２０に入力される。プリコーディング処理部１２０では、入力された個別パイロットチャネル、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルにプリコーディングウエイトｅが乗算される。例えば、乗算部１２０_１、１２０_２、１２０_３及び１２０_４において、プリコーディングウエイトｅ_１、ｅ_２、ｅ_３及びｅ_４がそれぞれ乗算される。

ここで、プリコーディングウエイトａ及びｂは互いに直交し、そのノルムは１である。プリコーディングウエイトｅは、固定値ではなく、ユーザに応じて決定される。

合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４では、乗算部１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４の出力信号と、乗算部１０４_１、１０４_２、１０４_３及び１０４_４の出力信号とをそれぞれ合成する。合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４の出力信号は、それぞれ、合成部１２２_１、１２２_２、１２２_３及び１２２_４に入力される。

合成部１２２_１、１２２_２、１２２_３及び１２２_４では、合成部１０６_１、１０６_２、１０６_３及び１０６_４の出力信号と、乗算部１２０_１、１２０_２、１２０_３及び１２０_４の出力信号とをそれぞれ合成する。

図１１に示すように、２つの固定値ａ、ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルが，それぞれ異なる時間領域−周波数領域で多重される。図１１には、個別パイロットチャネルのマッピングの一例が示される。図１１では、周波数領域において、固定値ａでプリコーディングされた共通パイロットチャネルと、固定値ｂでプリコーディングされた共通パイロットチャネルは飛び飛びの位置にマッピングされる。また、個別パイロットチャネルは、データチャネル及び／又はＬ１／Ｌ２制御チャネルが送信されるリソースブロックにマッピングされる。

合成された信号は、それぞれアンテナ１０８_１、１０８_２、１０８_３及び１０８_４から送信される。データチャネルが送信されるリソースブロックからのみ個別パイロットチャネルは送信される。

次に、本発明の実施例に係る移動局について、図１２を参照して説明する。

移動局装置２００の複数のアンテナ２３９−１、２３９−２の各々で受信された信号は、共有器（duplexer）２３１で送信信号と分離されて、ＲＦ受信回路２３２でベースバンド信号に変換され、ＦＦＴ部２３４で高速フーリエ変換を受ける。ＦＦＴ部２３４には、受信タイミング推定部２３３で推定された推定値が入力される。共有データチャネルは信号検出部２３５に入力される。一方、共有データチャネルに付随して送られてくる下りＬ１／Ｌ２制御チャネルは、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル復調部２３７で復調される。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルに含まれる情報のうち、ストリーム数、変調法、チャネル符号化率は信号検出部２３５に入力されて、受信した共有データチャネルの復調に用いられる。一方、プリコーディングベクトル情報は、個別パイロットもしくは共通パイロットチャネルを用いたチャネル推定部２３８に入力される。信号検出部２３５で検出された共有データチャネルはチャネル復号部２３６で復号され、送信信号が再生される。

ＦＦＴ部２３４の出力はまた、共通パイロットチャネルを用いた希望ストリーム数・番号推定部２４１と、共通パイロットチャネルを用いた希望プリコーディングベクトル推定部２４２と、共通パイロットチャネルを用いたＣＱＩ推定部２４３にも入力される。推定された希望ストリーム数／番号、希望プリコーディングベクトル、ＣＱＩは、上りリンクを介して基地局へ通知される。

本発明の実施例によれば、チャネルの種別に応じて共通／個別パイロットチャネルを変えることができるため、常に全ての共通／個別パイロットが送信される従来の基地局装置と比較して、ＭＩＭＯ伝送時のパイロットのオーバヘッドを低減できる。

また、共通パイロットチャネルを用いて復調される共通制御チャネルを、共通パイロットチャネルと同じ第１のウエイト及び第２のウエイトによりユニタリプリコーディングを行い、送信ダイバーシチを適用し送信することにより、移動局では基地局のアンテナ数によらず２つの共通パイロットチャネルで復調できる。

本発明にかかる基地局装置は、無線通信システムに適用できる。

ＭＩＭＯダイバーシチ法を説明するための概念図である。プリコーディングを適用しない場合のパイロット信号の送信を説明するための説明図である。プリコーディングを適用した場合のパイロット信号の送信を説明するための説明図である。本発明の一実施例にかかる基地局装置を示す部分ブロック図である。ＭＩＭＯダイバーシチを示す説明図である。共通制御チャネルと共通パイロットチャネルのマッピングの一例を示す説明図である。Ｌ１／Ｌ２制御チャネルと共通パイロットチャネルのマッピングの一例を示す説明図である。本発明の一実施例にかかる基地局装置を示す部分ブロック図である。ＣＱＩ測定用パイロットチャネルのマッピングの一例を示す説明図である。本発明の一実施例にかかる基地局装置を示す部分ブロック図である。個別パイロットチャネルのマッピングの一例を示す説明図である。本発明の一実施例にかかる移動局装置を示す部分ブロック図である。

符号の説明

１００基地局装置
１０２、１０４、１１２、１１６、１２０プリコーディング処理部
１０２_１、１０２_２、１０２_３、１０２_４、１０４_１、１０４_２、１０４_３、１０４_４、１１２_１、１１２_２、１１２_３、１１２_４、１１６_１、１１６_２、１１６_３、１１６_４、１２０_１、１２０_２、１２０_３、１２０_４乗算器
１０６_１、１０６_２、１０６_３、１０６_４、１１４_１、１１４_２、１１４_３、１１４_４、１１８_１、１１８_２、１１８_３、１１８_４、１２２_１、１２２_２、１２２_３、１２２_４合成部
１０８_１、１０８_２、１０８_３、１０８_４アンテナ
１１０ＳＴＢＣエンコーダ
２００移動局装置
２３１−１、２３１−２共有器（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
２３２−１、２３２−２ＲＦ受信回路
２３３受信タイミング推定部
２３４−１、２３４−２ＦＦＴ
２３５信号検出部
２３６チャネル復号部
２３７下りＬ１／Ｌ２制御チャネル復調部
２３８共通パイロットチャネルまたは個別パイロットチャネルを用いたチャネル推定部
２３９−１、２３９−２アンテナ
２４１共通パイロットチャネルを用いた希望ストリーム数・番号推定部
２４２共通パイロットチャネルを用いた希望プリコーディングベクトル推定部
２４３共通パイロットチャネルを用いたＣＱＩ推定部

Claims

基地局装置において、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナと同数に、当該基地局装置と移動局装置との間で既知である第１の共通パイロットチャネル、第２の共通パイロットチャネルを分岐する分岐手段と、
該分岐手段により分岐された第１の共通パイロットチャネルの各々に対し第１のウエイトを乗算する第１のプリコーディング処理手段と、
前記分岐手段により分岐された第２の共通パイロットチャネルの各々に対し前記第１のウエイトと直交する第２のウエイトを乗算する第２のプリコーディング処理手段と、
前記第１のプリコーディング処理手段により第１のウエイトが乗算された共通パイロットチャネルの各々と、前記第２のプリコーディング処理手段により第２のウエイトが乗算された第２の共通パイロットチャネルの各々とを合成する合成手段と
を備え、
前記分岐手段は、前記複数のアンテナと同数に、共通制御チャネルが時空間ブロック符号化されることにより生成された第１のストリーム、第２のストリームを分岐し、
前記第１のプリコーディング処理手段は、該分岐手段により分岐された第１のストリームの各々に対し前記第１のウエイトを乗算し、
前記第２のプリコーディング処理手段は、該分岐手段により分岐された第２のストリームの各々に対し前記第２のウエイトを乗算し、
前記合成手段は、前記第１のプリコーディング処理手段により第１のウエイトが乗算された第１のストリームの各々と、前記第２のプリコーディング処理手段により第２のウエイトが乗算された第２のストリームの各々とを合成し、
前記合成手段により合成された第１のストリームと、第２のストリームとが合成された信号の各々を、前記複数のアンテナから送信することを特徴とする基地局装置。
請求項１に記載の基地局装置において、
前記第１の共通パイロットチャネルは、共通制御チャネル及び／又はＬ１／Ｌ２制御チャネルが送信される周期で送信されることを特徴とする基地局装置。
請求項１または２に記載の基地局装置において、
前記分岐手段は、前記複数のアンテナと同数に、個別パイロットチャネル、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルの少なくとも１つを分岐し、
前記分岐手段により分岐された個別パイロットチャネル、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルの少なくとも１つに対し前記第１及び第２のウエイトとは異なる第３のウエイトを乗算する第３のプリコーディング処理手段と、
前記合成手段により出力されるべき合成された信号の各々と、前記第３のプリコーディング処理手段により第３のウエイトが乗算された個別パイロットチャネル、データチャネル及びＬ１／Ｌ２制御チャネルの少なくとも１つのチャネルの各々とを合成する第２の合成手段と
を備え、
前記データチャネルが送信されるリソースブロックから個別パイロットチャネルを送信することを特徴とする基地局装置
請求項１に記載の基地局装置において、
前記分岐手段は、前記複数のアンテナと同数に、当該基地局装置と移動局装置との間で既知である第Ｎ（Ｎは、Ｎ＞０の整数）の共通パイロットチャネルを分岐し、
該分岐手段により分岐された第Ｎの共通パイロットチャネルの各々に対し前記第１及び第２のウエイトと直交する第ｎのウエイトを乗算する第ｎのプリコーディング処理手段と、
前記合成手段により出力されるべき合成された信号の各々と、前記第ｎのプリコーディング処理手段により第ｎのウエイトが乗算された第Ｎの共通パイロットチャネルの各々とを合成する第３の合成手段と
を備え、
前記第Ｎの共通パイロットチャネルは、ＣＱＩ測定に使用されることを特徴とする基地局装置。
請求項４に記載の基地局装置において、
前記第Ｎの共通パイロットチャネルは、ＣＱＩ測定が行われる周期で送信されることを特徴とする基地局装置。