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JP2009171025A - 移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システム - Google Patents

移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システム Download PDF

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JP2009171025A JP2008004431A JP2008004431A JP2009171025A JP 2009171025 A JP2009171025 A JP 2009171025A JP 2008004431 A JP2008004431 A JP 2008004431A JP 2008004431 A JP2008004431 A JP 2008004431A JP 2009171025 A JP2009171025 A JP 2009171025A
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Abstract

【課題】参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、高精度のチャネル推定を可能とし、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善する。
【解決手段】無線通信システムの移動局装置から基地局装置への上り信号に関して、時間的に連続配置される複数の送信スロットの送信シンボルＬＢにおいて、データシンボル及び参照信号を、複数に分割された周波数領域の単位であるリソースブロックＲＢ毎にマッピングして配置する。この際、周波数ホッピングを行う場合に、参照信号は、１つのスロット内では少なくともデータシンボルと同一周波数領域に配置し、各スロットにおいて、自スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢに加えて、隣接スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢにも参照信号を配置して送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信等に用いられる移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システムに関する。
携帯電話等の移動体通信用の無線通信システムでは、種々の多重化技術によって、伝送レートを向上させることが検討されている。最近の移動体通信用の無線通信システムでは、例えば無線ＬＡＮやデジタル地上波放送などでも用いられているＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などの周波数多重方式が検討されている。周波数多重方式を採用することにより、フェージング等による伝送品質の劣化を抑制し、無線伝送の高速化、高品質化を図ることが可能となる。また、ＯＦＤＭ等の周波数多重方式においては、フェージング耐性を向上させるために、周波数ホッピング（Frequency Hopping：ＦＨ）が採用されることがある。周波数ホッピングは、複数の周波数領域の中で使用する周波数領域を時間毎に変化させることにより、特定の周波数領域のみが使用されることを防ぎ、周波数選択性フェージングによる性能劣化を抑制する技術である。
周波数ホッピングを採用した無線通信装置の従来技術としては、特許文献１（特開２００７−１４２６０２号公報）に開示されたものがある。この特許文献１の従来技術は、同一周波数帯に配置された複数のパイロット信号を用いることで、チャネル推定値を改善させる技術を示している。
図１７に、従来技術において前提とされているフレームフォーマットを示す。ここでは、変調方式はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）とし、１送信単位（Transmission Time Interval：ＴＴＩ）はパケット同期獲得用シーケンス、チャネル推定用シーケンス、およびデータペイロードの３つから構成されているものとする。また、バンドＡ、Ｂ、Ｃの３バンドを周波数ホッピングするものとし、チャネル推定用シーケンスでは、図１７に示す通り、既知信号（パイロット（Pilot）信号）を各バンドにそれぞれ２つずつ配置するものとする。
図１８に、従来技術の受信機におけるチャネル推定・等化処理部のブロック図を示す。まず、チャネル推定・等化処理部の前段でＦＦＴ（Fast Fourier Transform）にて受信信号を周波数領域に変換する。次に、この中からチャネル推定用シーケンスを抽出し、受信機側で予め用意しておいたリファレンス用のチャネル推定用シーケンスと乗算を行い、相関値を求める。続いて、得られた相関値について、隣接する複数サブキャリアの相関値と平均化する。これにより、周波数選択性フェージングにより変動した相関値を得ることが可能となる。
以上の処理を全チャネル推定用シーケンスに対して行い、最後に同一バンドにマッピングされた２つのチャネル推定用シーケンス（Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２）に対して補間処理を行う。
ここで、補間処理方法として、０次補間、すなわち２つの相関値を平均化する（内分を求める）ことにより、チャネル推定用シーケンスに重畳された雑音電力による相関誤差を低減することが可能となる。この０次補間は、特に受信信号の信号対雑音電力比（Signal to Noise power Ratio：ＳＮＲ）が低く、かつ受信信号が低速フェージングの影響を受けている場合に高い効果を発揮する。
また、別の補間処理方法として、２つの相関値を１次補間、すなわち相関値の線形補間値を求める（外分を求める）ことで、位相回転補正を行い、後に続くペイロード部が受けたフェージングの影響を高精度で推定することが可能となる。この１次補間は、特に受信信号が高速フェージングの影響を受けている場合に必須の処理となる。
以上の処理により得られたチャネル推定結果をペイロード部に乗算することで、フェージングによる振幅および位相の変動を補正することが可能となる。
特開２００７−１４２６０２号公報
しかしながら、上述した従来例の技術では、１つの送信単位（１ＴＴＩ）において時間軸上で２つ以上のパイロット信号が必要であり、１ＴＴＩに１つしかパイロット信号が設けられない通信信号のフォーマットには適用できないという課題がある。例えば、3GPP Long Term Evolution（以下、ＬＴＥと称する）において検討されている次世代移動通信規格の上り回線（Uplink）のフレームフォーマットでは、時間軸方向に見た場合、１スロットが７個の送信シンボルから構成され、さらに２つのスロットによって１ＴＴＩが構成されるものにおいて、各スロット（７シンボル）の中央部にパイロット信号となる参照信号が１つだけ配置されるものが検討されている。
このようなフレームフォーマットにおいて、スロット単位で周波数ホッピングを行うと、周波数方向に見た場合、データシンボルなどがマッピングされる１つの周波数領域の単位では１ＴＴＩにおいて１つしか参照信号が配置されないので、上記の従来技術を適用することができない。このため、０次補間による雑音抑圧や１次補間による位相回転補正が実施できず、高精度のチャネル推定を行うことができない場合が生じうるという課題があった。したがって、移動局装置が高速移動している場合や、ＳＮＲが低い場合（例えば、移動局装置がセルエッジにいる場合など）において受信性能が劣化する。特に、高速移動時の課題が重大であり、最悪の場合、再送制御や適応変復調等の技術を駆使しても、全く受信できない状態となってしまうことが生じる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、高精度のチャネル推定を可能とし、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善することが可能な移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システムを提供することを目的とする。
本発明は、第１に、時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの移動局装置であって、基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に基づき、参照信号の配置を決定する参照信号決定部と、前記決定された配置に従って前記参照信号を生成する参照信号生成部と、前記データ割り当て情報に従って前記参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを規定するものであり、前記参照信号決定部は、前記第１の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置し、前記第２の送信スロットにおいて、前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置する、移動局装置を提供する。
これにより、参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、隣接する２つの送信スロットにおいて同一の周波数領域に２つの参照信号が配置されることになるので、通信相手局の基地局装置において、例えばチャネル推定値に関して０次補間による雑音抑圧や１次補間による位相回転補正などの補間処理を実施可能となる。したがって、周波数ホッピングを行う場合にもフェージング変動への追従性を高めることができ、高精度のチャネル推定が可能となるので、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善することができる。
また、本発明は、第２に、上記の移動局装置であって、前記参照信号生成部は、同一無線通信システムを使用する他の無線通信装置との間でコード多重可能に前記参照信号を生成するものを含む。
これにより、当該送信スロットにデータが配置される周波数領域に加えて、隣接する送信スロットにデータが配置される周波数領域にも参照信号を配置する際に、他の無線通信装置に割り当てられる参照信号と周波数領域が重なる場合、コード多重することによって、それぞれの参照信号を分離して抽出可能となる。
また、本発明は、第３に、上記の移動局装置であって、前記参照信号生成部は、前記参照信号の内容を、前記データ割り当て情報のうちの周波数領域配置情報によって一意に決定されるものとするものを含む。
これにより、参照信号を、周波数ホッピングを行う場合のホッピングパターン等の周波数領域配置情報に合わせて決定し、生成することが可能となる。
また、本発明は、第４に、上記の移動局装置であって、前記参照信号決定部は、前記第１の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域と、前記第２の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域とに、前記参照信号を配置するものを含む。
これにより、隣接する２つの送信スロットにおいて同一の周波数領域に２つの参照信号が配置されることになり、通信相手局の基地局装置において０次補間や１次補間などの補間処理を実施可能となるので、高精度のチャネル推定が可能であり、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善することができる。また、全周波数領域に配置された参照信号を用いることで、上り回線品質測定用チャネルなどを使用することなく、全周波数領域の受信品質を測定可能となる。
本発明は、第５に、時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの基地局装置であって、移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、前記受信した受信信号から参照信号を抽出する参照信号抽出部と、前記参照信号を用いて伝送路のチャネル推定を行うチャネル推定部と、前記チャネル推定によるチャネル推定値を、複数の送信スロットにおいて補間する補間部とを備え、前記補間部は、前記第１の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号が配置されており、前記第２の送信スロットにおいて、前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号が配置されている場合に、前記第１の送信スロットと前記第２の送信スロットとにおける同一周波数領域の参照信号のチャネル推定値を０次補間または１次補間する基地局装置を提供する。
これにより、参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、隣接する２つの送信スロットにおいて同一の周波数領域に２つの参照信号が配置されることになり、例えばチャネル推定値に関して０次補間による雑音抑圧や１次補間による位相回転補正などの補間処理を実施することによって、周波数ホッピングを行う場合にもフェージング変動への追従性を高めることができる。したがって、高精度のチャネル推定が可能となるので、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善することができる。
また、本発明は、第６に、上記の基地局装置であって、前記第１の送信スロットと前記第２の送信スロットとにおける同一周波数領域の参照信号は、同一無線通信システムを使用する異なる無線通信装置の間でコード多重されており、前記チャネル推定部は、コード多重された前記第１の送信スロットの参照信号のチャネル推定値、および、コード多重された前記第２の送信スロットの参照信号のチャネル推定値を求めるものを含む。
これにより、複数の移動局装置から送信された参照信号がコード多重されている状態にあっても、各々のチャネル推定値を求めることが可能となり、各々の移動局装置からのデータシンボルが復調可能となる。
また、本発明は、第７に、上記の基地局装置であって、前記受信信号により移動局装置から基地局装置への上り回線の品質を測定する上り回線品質測定部と、前記上り回線の品質に基づき、前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを決定するデータ割り当て決定部と、前記決定されたデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、前記移動局装置へ送信する制御チャネル送信部とをさらに備えるものを含む。
これにより、周波数ホッピングを行う場合に、上り回線品質に応じたホッピングパターン等の周波数領域配置情報を含むデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、移動局装置へ通知することができる。この際、隣接する２つの送信スロットにおいて同一の周波数領域に２つの参照信号が配置されるようなデータ配置を可能とするデータ割り当て情報が生成される。
また、本発明は、第８に、上記の基地局装置であって、前記上り回線品質測定部は、前記第１の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域と、前記第２の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域とに、前記参照信号が配置されている場合に、前記受信信号のうちの全周波数領域の参照信号を用いて上り回線の品質を測定するものを含む。
これにより、全周波数領域に配置された参照信号を用いることで、上り回線品質測定用チャネルなどを使用することなく、全周波数領域の受信品質を測定可能となる。
本発明は、第９に、時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの移動局装置であって、基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に従ってデータシンボル及び参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットを含む所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含み、前記送信部は、前記ホッピング可否情報に従って周波数領域におけるデータシンボル及び参照信号の配置を行う移動局装置を提供する。
これにより、基地局装置から通知されるホッピング可否情報に基づき、Intra-TTIホッピングの動作の有無を切り替えることができるので、例えば高速移動環境と低速移動環境のそれぞれにおいて望ましい動作を実行でき、セル環境に応じた適切な性能を得ることができる。したがって、高速移動環境などにおける受信性能を改善できる。
本発明は、第１０に、時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いにを異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの基地局装置であって、移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、予め保持するセル環境情報に基づき、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットを含む所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を決定するホッピング可否決定部と、前記Intra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含むデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、前記移動局装置へ送信する制御チャネル送信部と、を備える基地局装置を提供する。
これにより、例えば高速移動環境や低速移動環境等のセル環境情報に基づいてIntra-TTIホッピングの適用の可否を決定し、ホッピング可否情報によって移動局装置に対してIntra-TTIホッピング動作の設定を指示することができるので、セル環境に応じた周波数ホッピング動作を実行でき、適切な性能を得ることができる。したがって、高速移動環境などにおける受信性能を改善できる。
本発明は、第１１に、時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムであって、
基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に基づき、参照信号の配置を決定する参照信号決定部と、前記決定された配置に従って前記参照信号を生成する参照信号生成部と、前記データ割り当て情報に従って前記参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを規定するものであり、前記参照信号決定部は、前記第１の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置し、前記第２の送信スロットにおいて、前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置する、移動局装置と、
前記移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、前記受信した受信信号から参照信号を抽出する参照信号抽出部と、前記参照信号を用いて伝送路のチャネル推定を行うチャネル推定部と、前記チャネル推定によるチャネル推定値を、複数の送信スロットにおいて補間する補間部とを備え、前記補間部は、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットに配置された同一周波数領域の参照信号のチャネル推定値を０次補間または１次補間する基地局装置と、
を有する無線通信システムを提供する。
本発明は、第１２に、時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムであって、
基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に従ってデータシンボル及び参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットを含む所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含み、前記送信部は、前記ホッピング可否情報に従って周波数領域におけるデータシンボル及び参照信号の配置を行う移動局装置と、
前記移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、予め保持するセル環境情報に基づき、前記Intra-TTIホッピングの適用可否を決定するホッピング可否決定部と、前記Intra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含むデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、前記移動局装置へ送信する制御チャネル送信部と、を備える基地局装置と、
を有する無線通信システムを提供する。
本発明によれば、参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、高精度のチャネル推定を可能とし、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善することが可能な移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システムを提供できる。
本実施形態では、携帯電話等の移動体通信用の無線通信システムに用いられる移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システムの構成例を一例として示して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの通信フォーマットを示す図である。ここでは、無線通信システムの一例として、ＬＴＥにおいて検討されている上り回線の通信に適用可能な構成例を示す。ＬＴＥにおいて検討されている上り回線（Uplink）のフレームフォーマットは、時間軸方向において、１スロット（＝０．５ｍｓｅｃ）が７個の送信シンボルから構成され、さらに２つのスロットによって１ＴＴＩ（＝１．０ｍｓｅｃ）が構成される。ここで、１ＴＴＩあたりの送信シンボル（Long Block：ＬＢと呼ぶことにする）をＬＢ＃１〜＃１４とし、第一スロットはＬＢ＃１〜＃７、第二スロットはＬＢ＃８〜＃１４とする。これらの送信シンボルＬＢにおいて、データシンボル及び参照信号がマッピングされて配置される。データシンボルは、送信装置が受信装置へ送信しようとする画像データや音声データ等のデータを、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等の変調方式で変調した信号を含むものである。パイロット信号となる参照信号は、受信装置と送信装置との間で、ある規約に基づいて、予め定められている信号を含むものである。この参照信号を受信装置が参照することによって、データシンボルが無線伝搬路で受けた振幅変動量や位相変動量等を、推定したり、補正することが可能となる。参照信号は、Demodulation Reference Signal：ＤＭＲＳとも呼ばれ、各スロットの中央部の送信シンボルＬＢ＃４、＃１１に配置する。
また、周波数軸方向において、データシンボル及び参照信号は、複数に分割された周波数領域の単位毎にマッピングされて配置される。ここで、各周波数領域の単位をリソースブロック（Resource Block：ＲＢ）と呼ぶことにし、２５個のリソースブロックＲＢ＃１〜＃２５が設定されるものとする。これらのリソースブロックＲＢのマッピングはスロット単位及びＴＴＩ単位で行われ、参照信号は、同一スロット内では少なくともデータシンボルと同一周波数領域（同一リソースブロック）にマッピングされる。図１は、第一スロットにおいてＲＢ＃２４及び＃２５に、第二スロットにおいてＲＢ＃１及び＃２に、それぞれデータシンボル及び参照信号をマッピングした例を示している。
第１の実施形態では、さらに、各スロットにおいて、自スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢに加えて、隣接スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢにも参照信号をマッピングする。すなわち、少なくとも前後いずれかの隣接するスロットにデータシンボル配置される周波数領域に参照信号を配置する。これにより、受信性能の改善を図るようにする。
まず、第一スロットの参照信号が配置されるＬＢ＃４に着目すると、第一スロットにデータシンボルがマッピングされているＲＢ＃２４及びＲＢ＃２５に加え、第二スロットにデータシンボルがマッピングされるＲＢ＃１及びＲＢ＃２にも参照信号をマッピングする。同様に、第二スロットの参照信号が配置されるＬＢ＃１１に着目すると、第二スロットにデータシンボルがマッピングされているＲＢ＃１及びＲＢ＃２に加え、第一スロットにデータシンボルがマッピングされるＲＢ＃２４およびＲＢ＃２５にも参照信号をマッピングする。
このようなフレームフォーマットの構成により、周波数ホッピングを適用する場合においても、同一リソースブロックＲＢ上に短い時間間隔で２つの参照信号（ＬＢ＃４、ＬＢ＃１１）がマッピングされることになるため、両者から求めたチャネル推定値を内分及び外分補間することで、高精度のチャネル推定値を得ることが可能となる。
上記のデータシンボル及び参照信号を含むデータの配置（マッピングパターン）は、無線通信システムの基地局装置が各移動局装置の上り回線品質情報などを元に決定し、都度、制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報によって移動局装置へ通知して指示する。具体的には、下記の内容がデータ割り当て情報として基地局装置から移動局装置に対して指示される。
なお、参照信号は、同一無線通信システムを使用する他の無線通信装置である他ユーザに割り当てられる参照信号と周波数帯域が重なることがあるので、他ユーザの参照信号とコード多重可能にする。また、参照信号に用いられる系列のパラメータは周波数領域配置情報の一例である周波数ホッピング時の周波数ホッピングパターンと１対１に対応させる。例えば、参照信号にＣＡＺＡＣ系列を用いる場合、系列のroot indexやcyclic shift量などは、周波数ホッピングパターンに応じて決定される。すなわち、参照信号は周波数ホッピングパターンによって一意に決定されるものとする。
（１）ホッピングフラグ（Hopping flag）
周波数ホッピングのうち、図１のフレームフォーマットの例のように、１ＴＴＩ内のスロット単位でリソースブロックＲＢのマッピングを変更することをIntra-TTIホッピングと呼ぶ。また、ここでは図示しないが、例えば次のＴＴＩでは異なるリソースブロックＲＢにマッピングされることもあり、このように複数のＴＴＩにわたってＴＴＩ毎にリソースブロックＲＢのマッピングを変更することをInter-TTIホッピングと呼ぶ。本実施形態では、Intra-TTIホッピングを適用するか否かを示すホッピング可否情報として、ホッピングフラグ（Hopping flag）で表して基地局装置から移動局装置に指示する。
図２はホッピングフラグの一例を示す図である。ホッピングフラグは、例えば１bitで構成され、各値“０”、“１”にそれぞれ「Intra-TTIホッピングしない」または「Intra-TTIホッピングする」が割り当てられている。図１のフレームフォーマットでは、Intra-TTIホッピングが適用されているので、ホッピングフラグは“１”となる。
（２）リソースブロックＲＢの割り当て情報
図３は第１の実施形態におけるＲＢ割り当て情報の一例を示す図である。ＲＢ割り当て情報は、上記周波数領域配置情報を含むもので、例えば９bitで構成され、各値に対応して、第一スロットのリソースブロックＲＢの先頭位置（ＲＢ開始位置）、当該移動局装置の送信に割り当てられるリソースブロックＲＢの数（ＲＢ数）、及び、他ユーザの参照信号とコード多重する場合の参照信号のCyclic shift量ｍを示す情報が割り当てられている。本実施形態では、隣接スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢにも参照信号を配置するため、他ユーザの参照信号との重なりを考慮し、両者の参照信号をコード多重して送信する。
ＲＢ割り当て情報のビット数は全リソースブロックＲＢ数によって異なるが、図１のフレームフォーマットでは２５なので、９bit程度が必要となる。ＲＢ割り当て情報の内容は図３に示す通りとなる。この場合、第一スロットのＲＢ開始位置はＲＢ＃２４、ＲＢ数は２であるので、Cyclic shift量をｍ＝１とした場合、ＲＢ割り当て情報は“000110001”となる。Cyclic shift量については後で詳述する。また、第二スロットのＲＢ開始位置は、上記（１）のホッピングフラグによる。すなわち、Intra-TTIホッピングを行わない場合は、第一スロットのＲＢ開始位置と同じ位置となる。Intra-TTIホッピングを行う場合は、第一スロットのＲＢ開始位置を基準に、予め定められたホッピングパターンにより決定される。例えば、ホッピングパターンを中心リソースブロックＲＢであるＲＢ＃１３を中心とした対象配置とすると、図１の第一スロットに応じた第二スロットのＲＢ開始位置はＲＢ＃１となる。
次に、第１の実施形態に係る無線通信装置の構成及び動作について説明する。まず、移動局装置における送信機について説明する。図４は第１の実施形態に係る移動局装置の送信部の構成を示すブロック図である。
移動局装置の送信部は、送信データ入力部１１、誤り訂正符号化部１２、一次変調部１３、ＤＦＴ部１４、制御チャネル受信部１５、ＦＨ情報抽出部１６、参照信号決定部１７、参照信号生成部１８、時間・周波数領域マッピング部１９、ＩＦＦＴ部２０、ＣＰ付加部２１、Time Windowing部２２、ＲＦ部２３、アンテナ２４を有して構成される。
ここで、制御チャネル受信部１５は、基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部の機能を実現する。参照信号決定部１７は、制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に基づき、参照信号の配置を決定する参照信号決定部の機能を実現する。参照信号生成部１８は、決定された配置に従って参照信号を生成する参照信号生成部の機能を実現する。また、時間・周波数領域マッピング部１９、ＲＦ部２３等は、データ割り当て情報に従って参照信号を含む送信信号を生成し、基地局装置へ送信する送信部の機能を実現する。
まず、送信データ入力部１１にて入力した送信データを誤り訂正符号化部１２にて誤り訂正符号化する。そして、一次変調部１３にてＱＰＳＫ等の一次変調処理を行った後、ＤＦＴ部１４にて離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により時間領域の変調信号を周波数領域に変換し、時間・周波数領域マッピング部１９に入力する。
これと並行して、制御チャネル受信部１５にて図示しない受信ＲＦ部を経て基地局装置からの下り制御チャネルを受信する。下り制御チャネルは、Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨとも呼ばれる。そして、ＦＨ情報抽出部１６において、下り制御チャネルの中から、周波数マッピングに関する周波数ホッピング情報（ＦＨ情報）を抽出し、時間・周波数領域マッピング部１９に入力する。このＦＨ情報は、上述したデータ割り当て情報としてのＲＢ割り当て情報を含むものであり、周波数領域配置情報としての周波数ホッピングパターンを示す情報を含んでいる。
さらに、これと同時に、参照信号決定部１７においてＦＨ情報から参照信号（ＤＭＲＳ）の系列長及びその内容を決定し、参照信号生成部１８において以下に示す生成式に基づいて参照信号を表すデータ系列であるＤＭＲＳ系列を生成した後、時間・周波数領域マッピング部１９に入力する。
ここで、参照信号（ＤＭＲＳ）をＣＡＺＡＣ系列とした場合を例に、参照信号決定部１７及び参照信号生成部１８におけるＤＭＲＳ系列の生成方法について説明する。まず、下記の数１によってｑ次Zadoff-Chu系列ｘq（ｍ）を得る。
図１のフレームフォーマットの例では、使用ＲＢ数が２である。ＬＴＥの上り回線では、１ＲＢ毎のサブキャリア数が１２と規定されているので、ＤＭＲＳの系列長は、ＭRS SC＝１２×２＝２４となる。ゆえに、ＮRS ZCは２４に近い最大の素数である２３となる。
次に、上記求めたｘq（ｍ）に基づき、ＤＭＲＳの基準系列ｒ− u,v（ｎ）を下記の数２にて生成する。
そして、ＤＭＲＳ基準系列ｒ− u,v（ｎ）に対して下記の数３に示すように位相シフトを与える。
最後に、位相シフトを与えたＤＭＲＳ基準系列ｒ（α） u,v（ｎ）から、下記の数４に示すように実際にマッピングするＤＭＲＳ系列ｒPUSCH（・）を得る。
この数４において、ｍ、ｎは下記の数５の通りである。
さらに、他ユーザの参照信号とコード多重するために、ＦＨ情報のうちのＲＢ開始位置及びＲＢ数情報に基づき、参照信号のCyclic shift量を決定する。例えば、図１のフレームフォーマットの例では、図５に示すホッピングパターン（000011001）と周波数帯域が重なってしまうため、両者の参照信号を直交させる必要がある。
そこで、両者の参照信号にそれぞれ異なるCyclic shiftを与える。Cyclic shiftの与え方には様々な方法が考えられるが、例えば上記数４におけるｍをホッピングパターンに応じて変更する方法が考えられる。一例として、第一スロット及び第二スロットのＲＢ開始位置をそれぞれＰ１、Ｐ２とし、ｍを下記の数６に示すように規定した場合、Cyclic shift量は図３に示したようになる。
この図３に基づいて、参照信号決定部１７にてＦＨ情報から参照信号の系列長及びその内容を決定し、参照信号生成部１８にてＤＭＲＳ系列を生成する。
次に、時間・周波数領域マッピング部１９では、ＦＨ情報から指定されたＲＢ数及びマッピングパターンに基づき、図１に示した２次元テーブルにデータシンボル及び参照信号マッピングする。この際、参照信号は自スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢと、隣接スロットにデータシンボルがマッピングされるリソースブロックＲＢの計４箇所に配置する。
その後、ＩＦＦＴ部２０にて送信シンボルＬＢ毎に高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によって送信シンボルを時間領域信号に変換する。そして、ＣＰ付加部２１にてＣＰ（Cyclic Prefix）を付加し、Time Windowing部２２にてTime Windowing処理を行い、ＲＦ部２３にてベースバンド信号を高周波信号に変換した後、この高周波信号の送信信号をアンテナ２４より通信相手局の基地局装置へ送信する。
なお、上記で示した参照信号のＤＭＲＳ系列等は一例であり、この手法に限定されるものではない。あくまでコード多重する必要がある参照信号同士が互いに直交するか、もしくは相互相関が低い系列を生成できればよい。例えば、数４におけるCyclic shift量ｍを変更する代わりに、数１における次数ｑ、数２における固定オフセットθ、数３における位相シフト量αのいずれか（複数でも可）を変更する手法も考えられる。
あるいは、図１のフレームフォーマットのマッピング例において、ＤＭＲＳの系列長を倍の４８とし、同一送信シンボルＬＢ内に分割配置する手法（例えばリソースブロックＲＢ＃１〜＃２とＲＢ＃２４〜＃２５に分けて配置）も考えられる。この場合、より長い系列長が確保できるため、より高い直交性が期待できる。また、ユーザ間の参照信号の直交性を保つ系列組であれば、送信シンボルＬＢ＃４とＬＢ＃１１に配置するＤＭＲＳの系列を変更してもよいものとする。
続いて、基地局装置における受信機について説明する。図６は第１の実施形態に係る基地局装置の受信部の構成を示すブロック図である。
基地局装置の受信部は、アンテナ３１、ＲＦ部３２、ＦＦＴ部３３、チャネル分離部３４、チャネル推定部３５、バッファ部３６、０／１次補間部３７、周波数領域等化部３８、ＩＤＦＴ部３９、誤り訂正復号化部４０、受信データ抽出部４１、上り回線品質測定部４２、ＦＨ情報決定部４３、制御チャネル送信部４４を有して構成される。
ここで、ＲＦ部３２等は、移動局装置から伝送される信号を受信する受信部の機能を実現する。チャネル分離部３４は、受信した受信信号から参照信号を抽出する参照信号抽出部の機能を実現する。チャネル推定部３５は、参照信号を用いて伝送路のチャネル推定を行うチャネル推定部の機能を実現する。０／１次補間部３７は、チャネル推定によるチャネル推定値を、複数の送信スロットにおいて補間する補間部の機能を実現する。上り回線品質測定部４２は、受信信号により移動局装置から基地局装置への上り回線の品質を測定する上り回線品質測定部の機能を実現する。ＦＨ情報決定部４３は、上り回線の品質に基づき、時間的に連続配置される複数の送信スロットのうちの少なくとも２つ以上の送信スロットを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを決定するデータ割り当て決定部の機能を実現する。制御チャネル送信部４４は、決定されたデータ割り当て情報を含む制御チャネルを生成し、移動局装置へ送信する制御チャネル送信部の機能を実現する。
まず、アンテナ３１より受信した高周波信号の受信信号について、ＲＦ部３２にてベースバンド信号に変換した後、ＦＦＴ部３３にて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって時間領域信号を周波数領域信号に変換する。次に、チャネル分離部３４にて受信信号をデータシンボル、参照信号、上り回線品質測定用チャネルの３種類に分類する。ここで、データシンボルはPhysical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨとも呼ばれ、上り回線品質測定用チャネルはSounding RSとも呼ばれる。
これらの信号のうち、データシンボルについては周波数領域等化部３８へ直接入力する。参照信号については、チャネル推定部３５にて受信側で予め用意されているリファレンス用参照信号と相関演算を行うことによりチャネル推定値を得て、このチャネル推定値をバッファ３６に格納しておき、０／１次補間部３７にてスロット内やＴＴＩ内での０次補間処理、あるいはＴＴＩ内での１次補間処理を行った後、周波数領域等化部３８へ入力する。これらの０／１次補間は排他的に動作するが、例えばチャネル推定部３５の前段で周波数オフセット（ドップラ周波数）を測定するなどして移動局の移動速度を検出し、０次補間と１次補間を動的に切り替えるようにすればよい。
そして、周波数領域等化部３８では、チャネル推定値から得られた振幅・位相変動情報を元にデータシンボルの補正処理を行う。その後、ＩＤＦＴ部３９にて離散逆フーリエ変換（ＩＤＦＴ）によって時間領域信号に変換し、誤り訂正復号化部４０にて誤り訂正符号化処理を行い、受信データ抽出部４１にて所望の受信データ系列を得る。
また、上り回線品質測定用チャネルについては、上り回線品質測定部４２にてリソースブロックＲＢ毎の受信品質（ＳＮＲ等）を測定した後、ＦＨ情報決定部４３にて受信品質に基づいてＦＨ情報を決定する。そして、制御チャネル送信部４４において、下り制御チャネルの生成、変調を行い、通信相手局の移動局装置へＦＨ情報を含む下り制御チャネルを送信して通知する。
次に、第１の本実施形態に係る無線通信装置の動作を手順に沿って説明する。図７は第１の実施形態における無線通信装置の処理手順を示すフローチャートであり、（ａ）は基地局装置の受信部の処理を、（ｂ）は移動局装置の送信部の処理をそれぞれ示したものである。
基地局装置では、まずＲＦ部３２、ＦＦＴ部３３、チャネル分離部３４にて移動局装置からの上り信号を受信処理し、上り回線品質測定用チャネル（Sounding RS）を抽出する（ステップＳ１１）。そして、上り回線品質測定部４２にて上り回線品質測定用チャネルに基づいて周波数領域毎の受信品質を測定し（ステップＳ１２）、ＦＨ情報決定部４３にて受信品質に基づいてＲＢ開始位置、ＲＢ数、マッピングパターンなどを含むＦＨ情報を決定する（ステップＳ１３）。その後、制御チャネル送信部４４において、上記決定したＦＨ情報を含む下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の生成を行い、移動局装置へ送信する（ステップＳ１４）。
一方、移動局装置では、まず制御チャネル受信部１５にて基地局装置からの下り制御チャネルを受信し（ステップＳ２１）、ＦＨ情報抽出部１６にて下り制御チャネルの中から、ホッピングパターン（ＦＨパターン）などのＦＨ情報を抽出する（ステップＳ２２）。そして、参照信号決定部１７、参照信号生成部１８にて参照信号のＤＭＲＳ系列、Cyclic shift量を決定し、参照信号を生成する（ステップＳ２３）。その後、時間・周波数領域マッピング部１９にてデータシンボル（ＰＵＳＣＨ）及び参照信号（ＤＭＲＳ）について上述したように時間領域及び周波数領域のマッピングを行い、生成された上り信号をＩＦＦＴ部２０、ＣＰ付加部２１、Time Windowing部２２、ＲＦ部２３にて基地局装置へ送信する（ステップＳ２４）。
図８は比較例の通信フォーマットを示す図である。この比較例のフレームフォーマットは、参照信号を同一スロット内でデータシンボルと同一帯域（同一リソースブロック）のみにマッピングしたものである。すなわち、第一スロットにおいてＲＢ＃２４及び＃２５に、第二スロットにおいてＲＢ＃１及び＃２に、それぞれデータシンボル及び参照信号をマッピングしている。図８の比較例では、１ＴＴＩにおいて同一リソースブロックＲＢに１つしか参照信号が配置されないので、０次補間による雑音抑圧や１次補間による位相回転補正が実施できず、高精度のチャネル推定を行うことができない。
これに対し、第１の実施形態では、１ＴＴＩ内の同一リソースブロックＲＢに２つの参照信号が配置されているため、ＴＴＩ内の０次補間（すなわち、２つのチャネル推定値の平均化処理）、または１次補間（すなわち、２つのチャネル推定値の線形補間処理）が可能な構成となっている。この構成により、より高いチャネル推定精度が期待できる。したがって、参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、時間軸上で複数の参照信号を配置可能とすることで、低ＳＮＲ環境では０次補間によって雑音を抑圧でき、高速移動環境では１次補間によってフェージング変動への追従性を高めることができるので、受信性能を改善できる。
（第２の実施形態）
図９は本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの通信フォーマットを示す図である。第２の実施形態は、上述した第１の実施形態を一部変更したものであり、ここでは第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第２の実施形態では、参照信号を配置可能な送信シンボルＬＢ＃４、＃１１において、全リソースブロックＲＢ＃１〜＃２５に参照信号をマッピングする。これにより、受信性能の改善を図るようにする。このようなフレームフォーマットの構成においても、第１の実施形態と同様、１ＴＴＩ内の同一リソースブロックＲＢ上に２つの参照信号がマッピングされることになる。ただし、この場合、第１の実施形態と異なり、他ユーザがいかなるホッピングパターンであっても参照信号が重複してしまうため、全ホッピングパターンの参照信号と直交する必要がある。
この参照信号の直交化の手段は様々あるが、例えば上述したＤＭＲＳ系列を生成するための数式において、数２における固定オフセットθ及び数１における次数ｑを、ホッピングパターンに応じて変更する手法が考えられる。ここで、θがとりうる範囲は、数２から下記の数７に示すようになる。
また、第２の実施形態では全リソースブロックＲＢを参照信号とすることから、参照信号ＤＭＲＳの系列長は周波数ホッピングパターンに関わらず一律で２５×１２＝３００となる。したがって、数７におけるＮRS ZCはＤＭＲＳの系列長３００に最も近い素数である２９３となる。
上記要素を勘案して、参照信号をCyclic shiftさせ、全ホッピングパターンの参照信号を多重する。図１０は第２の実施形態におけるＲＢ割り当て情報の一例を示す図である。このＲＢ割り当て情報を用いて、参照信号のCyclic shift量を決定し、ＤＭＲＳ系列を生成する。
ここで、ＲＢ割り当て情報は、例えば９bitで構成され、各値に対応して、第一スロットのリソースブロックＲＢの先頭位置（ＲＢ開始位置）、当該移動局装置の送信に割り当てられるリソースブロックＲＢの数（ＲＢ数）、及び、他ユーザの参照信号とコード多重する場合の参照信号のCyclic shift量θ、ｑを示す情報が割り当てられている。図１０の例では、θを優先的に変更し、θがとりうる最大値である２９２に達した時点でｑを変更している。ｑが異なる系列同士は厳密には直交しないが、今回の例では系列長が３００と非常に長いため、その相互相関は無視できる程度に抑えられる。
また、第２の実施形態では、参照信号を全周波数帯域にマッピングしていることから、上り回線品質測定用チャネルを使うことなく、全リソースブロックＲＢの受信品質を測定できるという、副次的効果を得ることもできる。
図１１は第２の実施形態に係る移動局装置の送信部の構成を示すブロック図、図１２は第２の実施形態に係る基地局装置の受信部の構成を示すブロック図である。ここでは、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
移動局装置の送信部は、図４に示した第１の実施形態とほぼ同様であるが、参照信号決定部５１及び参照信号生成部５２、時間・周波数領域マッピング部５３の機能の一部が異なっている。参照信号決定部５１は、図１０のＲＢ割り当て情報に基づいて参照信号ＤＭＲＳの内容を決定する。そして、参照信号生成部５２にて上述した数式によってＤＭＲＳ系列を生成する。時間・周波数領域マッピング部５３は、データシンボル及び参照信号を配置する際、全リソースブロックＲＢに参照信号を配置する。
基地局装置の受信部は、図６に示した第１の実施形態と一部が異なり、上り回線品質測定部６２、ＦＨ情報決定部６３、制御チャネル送信部６４が０／１次補間部３７の後段に設けられ、上り回線品質測定用チャネルを用いずに全リソースブロックＲＢの参照信号を用いて上り回線の受信品質を測定する。この際、チャネル分離部６１は、受信信号をデータシンボルと参照信号に分類する。上り回線品質測定部６２は、参照信号を用いてリソースブロックＲＢ毎の受信品質（ＳＮＲ等）を測定し、ＦＨ情報決定部６３にて受信品質に基づいてＦＨ情報を決定する。そして、制御チャネル送信部６４において、下り制御チャネルの生成、変調を行い、通信相手局の移動局装置へＦＨ情報を含む下り制御チャネルを送信して通知する。
次に、第２の本実施形態に係る無線通信装置の動作を手順に沿って説明する。図１３は第２の実施形態における無線通信装置の処理手順を示すフローチャートであり、（ａ）は基地局装置の受信部の処理を、（ｂ）は移動局装置の送信部の処理をそれぞれ示したものである。
基地局装置では、まずＲＦ部３２、ＦＦＴ部３３、チャネル分離部６１にて移動局装置からの上り信号を受信処理し、参照信号（ＤＭＲＳ）を抽出する（ステップＳ３１）。この際、チャネル推定部３５、バッファ部３６、０／１次補間部３７にて参照信号を用いてチャネル推定及び０／１次補間を行う。そして、そして、上り回線品質測定部６２にて参照信号に基づいて周波数領域毎の受信品質を測定し（ステップＳ３２）、ＦＨ情報決定部６３にて受信品質に基づいてＲＢ開始位置、ＲＢ数、マッピングパターンなどを含むＦＨ情報を決定する（ステップＳ３３）。その後、制御チャネル送信部６４において、上記決定したＦＨ情報を含む下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の生成を行い、移動局装置へ送信する（ステップＳ３４）。
一方、移動局装置では、まず制御チャネル受信部１５にて基地局装置からの下り制御チャネルを受信し（ステップＳ４１）、ＦＨ情報抽出部１６にて下り制御チャネルの中から、ホッピングパターン（ＦＨパターン）などのＦＨ情報を抽出する（ステップＳ４２）。そして、参照信号決定部５１、参照信号生成部５２にて参照信号のＤＭＲＳ系列、Cyclic shift量を決定し、参照信号を生成する（ステップＳ４３）。その後、時間・周波数領域マッピング部５３にてデータシンボル（ＰＵＳＣＨ）及び参照信号（ＤＭＲＳ）について上述したように時間領域及び周波数領域のマッピングを行い、生成された上り信号をＩＦＦＴ部２０、ＣＰ付加部２１、Time Windowing部２２、ＲＦ部２３にて基地局装置へ送信する（ステップＳ４４）。
このように、第２の実施形態では、全リソースブロックに参照信号を配置することで、第１の実施形態と同様、１ＴＴＩ内の同一リソースブロックＲＢ上に２つの参照信号がマッピングされることになるため、両者から求めたチャネル推定値により０次補間や１次補間が可能となり、高精度のチャネル推定値を得ることができる。したがって、低ＳＮＲ環境や高速移動環境における受信性能を改善できる。また、全リソースブロックに配置された参照信号を用いることで、上り回線品質測定用チャネルを使うことなく、全周波数領域の受信品質を測定できる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、基地局装置が予め保持するセル環境情報に基づき、周波数ホッピング可否を判断し、移動局装置から基地局装置への上り信号における周波数ホッピングの適用を切り替える例である。
前述したように、高速フェージング環境下においては、１ＴＴＩ内の同一リソースブロックＲＢに２つ以上の参照信号が配置されていないと、受信機側（基地局装置）のチャネル推定部において高速フェージングへの追従ができず、誤り率特性が大幅に劣化してしまう。そのため、図１や図９の実施形態のフレームフォーマットの例で示したようなIntra-TTIホッピングを行わず、第一及び第二スロットの参照信号から得られたチャネル推定値を１次補間し、高速フェージングに追従する構成がより望ましい。
一方、低速フェージング環境下においては、図８の比較例に示したような、１ＴＴＩ内の同一リソースブロックＲＢに１つの参照信号が配置される構成であっても、図１や図９の実施形態のような同一リソースブロックＲＢに２つ以上の参照信号が配置される構成であっても、大きな性能差は現れない。またこの場合、第１または第２の実施形態のような構成とし、２つのリソースブロックＲＢから得られたチャネル推定値を平均化することで雑音抑圧効果を得ることも可能ではあるが、移動局装置がセルエッジに存在するようなＳＮＲが低い最悪環境でのみしか効果を確認することはできず、移動局装置が基地局装置近傍に存在するような高ＳＮＲ環境下ではその改善効果は皆無である。したがって、低速フェージング環境下ではIntra-TTIホッピングを行い、周波数選択性フェージングの影響を軽減する構成がより望ましい。
以上を鑑み、第３の実施形態では、セル環境情報として、基地局装置に予め当該基地局装置がHigh Speed CellかNormal Cellかを示すセル設定フラグ（Configuration flag）を持たせ、当該セル設定フラグの内容に応じてIntra-TTIホッピングの適用可否を判断する。ここで、High Speed Cellとは、当該セルにおいて基地局装置が高速移動を伴う移動局装置をカバレッジに含む可能性があることを示す。例えば、新幹線の線路沿いに敷設された基地局装置などがある。一方、Normal Cellとは、当該セルにおいて基地局装置が高速移動を伴う移動局装置をカバレッジに含む可能性がないことを示す。例えば、地下街に敷設された基地局装置などがある。
図１４はセル設定フラグの一例を示す図である。セル設定フラグは、例えば１bitで構成され、各値“０”、“１”にそれぞれ「Normal Cell」または「High Speed Cell」が割り当てられている。このセル設定フラグに応じて、Intra-TTIホッピングの適用の可否を判断する。例えば、Normal Cellではセル設定フラグは“０”となり、この場合はIntra-TTIホッピングを適用する（ホッピング可否情報としてのホッピングフラグを“１”とする）。また、High Speed Cellではセル設定フラグは“１”となり、この場合はIntra-TTIホッピングを適用しないようにする（ホッピングフラグを“０”とする）。
図１５は第３の実施形態に係る基地局装置の受信部の構成を示すブロック図である。ここでは、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第３の実施形態における移動局装置の送信部の構成及び動作は、図４に示した第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態のような参照信号の配置を行わず、１ＴＴＩ内の同一リソースブロックＲＢに１つの参照信号のみを配置するものであってもよい。
基地局装置の受信部は、図６に示した第１の実施形態とほぼ同様であるが、ＦＨ情報決定部７１の機能の一部が異なっている。ＦＨ情報決定部７１は、上り回線品質測定部４２にて測定された周波数領域毎の受信品質に基づいて、データ割り当て情報としてのＲＢ割り当て情報を含むＦＨ情報を決定する際、セル設定フラグを読み込む機能を有している。ここで、ＦＨ情報決定部７１は、予め保持するセル環境情報に基づき、時間的に連続配置される所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で少なくとも２つ以上の送信スロットを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を決定するホッピング可否決定部の機能を実現する。
セル設定フラグが“０”の場合、ＦＨ情報決定部７１において、当該セルはNormal Cellであると判断し、Intra-TTIホッピングを適用したほうがより好適であるため、ＦＨ情報のうちのホッピングフラグを“１”に設定する。同時に、上り回線品質測定部４２から得られるリソースブロックＲＢ毎の受信品質等に基づいて、ＲＢ数及び周波数ホッピングパターンを決定する。そして、制御チャネル送信部４４において、これらのＦＨ情報を含む下り制御チャネルを生成し、移動局装置へ送信して指示する。
また、セル設定フラグが“１”の場合、ＦＨ情報決定部７１において、当該セルはHigh Speed Cellであると判断し、Intra-TTIホッピングを適用しないほうがより好適であるため、ＦＨ情報のうちのホッピングフラグを“０”に設定する。同時に、上り回線品質測定部４２から得られるリソースブロックＲＢ毎の受信品質等に基づいて、ＲＢ数及びＲＢ配置位置を決定する。そして、制御チャネル送信部４４において、これらのＦＨ情報を含む下り制御チャネルを生成し、移動局装置へ送信して指示する。
なお、第３の実施形態においては、Inter-TTIホッピングについては特に制限しない。ＴＴＩ毎のリソースブロックＲＢの配置については、基地局側の上り回線品質測定結果に基づき、都度決定される。
次に、第３の本実施形態に係る無線通信装置の動作を手順に沿って説明する。図１６は第３の実施形態における無線通信装置の処理手順を示すフローチャートであり、（ａ）は基地局装置の受信部の処理を、（ｂ）は移動局装置の送信部の処理をそれぞれ示したものである。
基地局装置では、まずＲＦ部３２、ＦＦＴ部３３、チャネル分離部３４にて移動局装置からの上り信号を受信処理し、上り回線品質測定用チャネル（Sounding RS）を抽出する（ステップＳ５１）。そして、上り回線品質測定部４２にて上り回線品質測定用チャネルに基づいて周波数領域毎の受信品質を測定し（ステップＳ５２）する。続いて、ＦＨ情報決定部７１にてセル設定フラグを読み込んでIntra-TTIホッピングの適用可否を判断し（ステップＳ５３）、受信品質に基づいてＲＢ数、周波数ホッピングパターン（Inter-TTIホッピングする場合）あるいはＲＢ配置位置（Inter-TTIホッピングしない場合）などを含むＦＨ情報を決定する（ステップＳ５４）。その後、制御チャネル送信部４４において、上記決定したＦＨ情報を含む下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の生成を行い、移動局装置へ送信する（ステップＳ５５）。
一方、移動局装置では、まず制御チャネル受信部１５にて基地局装置からの下り制御チャネルを受信し（ステップＳ６１）、ＦＨ情報抽出部１６にて下り制御チャネルの中からＦＨ情報を抽出する（ステップＳ６２）。そして、参照信号決定部１７、参照信号生成部１８にて参照信号のＤＭＲＳ系列を決定し、参照信号を生成する（ステップＳ６３）。その後、時間・周波数領域マッピング部１９にてデータシンボル（ＰＵＳＣＨ）及び参照信号（ＤＭＲＳ）について時間領域及び周波数領域のマッピングを行い、生成された上り信号をＩＦＦＴ部２０、ＣＰ付加部２１、Time Windowing部２２、ＲＦ部２３にて基地局装置へ送信する（ステップＳ６４）。
このように、第３の実施形態では、基地局装置が保持する当該セルがHigh Speed CellかNormal Cellかを示す情報に基づき、Intra-TTIホッピングの適用可否を判断して周波数ホッピングの動作を切替設定することによって、高速移動環境と低速移動環境のそれぞれにおいて望ましい周波数ホッピング動作を実行でき、セル環境に応じた適切な性能を得ることができる。したがって、高速移動環境などにおける受信性能を改善できる。
なお、上記の実施形態ではセル設定フラグを下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）にて通知する場合を例に挙げたが、通知の手段としては他にも基地局装置から移動局装置へ定期的に報知される報知チャネル（ＢＣＨ）を用いることも考えられる。
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。フレームフォーマットにおける通信スロットの構成、データシンボルの配置、このデータシンボルに対応する参照信号の配置、周波数ホッピングのパターンなどは、種々変形実施が可能である。
本発明は、参照信号の配置に制約がある通信フォーマットにおいても、高精度のチャネル推定を可能とし、低ＳＮＲ環境や高速移動環境において受信性能を改善することが可能となる効果を有し、移動体通信等に用いられる移動局装置及び基地局装置、並びに無線通信システム等として有用である。
本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの通信フォーマットを示す図 ホッピングフラグの一例を示す図 第１の実施形態におけるＲＢ割り当て情報の一例を示す図 第１の実施形態に係る移動局装置の送信部の構成を示すブロック図 第１の実施形態の通信フォーマットにおける他のホッピングパターンを示す図 第１の実施形態に係る基地局装置の受信部の構成を示すブロック図 第１の実施形態における無線通信装置の処理手順を示すフローチャート 比較例のフレームフォーマットを示す図 本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの通信フォーマットを示す図 第２の実施形態におけるＲＢ割り当て情報の一例を示す図 第２の実施形態に係る移動局装置の送信部の構成を示すブロック図 第２の実施形態に係る基地局装置の受信部の構成を示すブロック図 第２の実施形態における無線通信装置の処理手順を示すフローチャート 第３の実施形態におけるセル設定フラグの一例を示す図 第３の実施形態に係る基地局装置の受信部の構成を示すブロック図 第３の実施形態における無線通信装置の処理手順を示すフローチャート 従来技術において前提とされているフレームフォーマットを示す図 従来技術の受信機におけるチャネル推定・等化処理部のブロック図
符号の説明
１１ 送信データ入力部
１２ 誤り訂正符号化部
１３ 一次変調部
１４ ＤＦＴ部
１５ 制御チャネル受信部
１６ ＦＨ情報抽出部
１７、５１ 参照信号決定部
１８、５２ 参照信号生成部
１９、５３ 時間・周波数領域マッピング部
２０ ＩＦＦＴ部
２１ ＣＰ付加部
２２ Time Windowing部
２３、３２ ＲＦ部
２４、３１ アンテナ
３３ ＦＦＴ部
３４、６１ チャネル分離部
３５ チャネル推定部
３６ バッファ部
３７ ０／１次補間部
３８ 周波数領域等化部
３９ ＩＤＦＴ部
４０ 誤り訂正復号化部
４１ 受信データ抽出部
４２、６２ 上り回線品質測定部
４３、６３、７１ ＦＨ情報決定部
４４、６４ 制御チャネル送信部

Claims (12)

  1. 時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの移動局装置であって、
    基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、
    前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に基づき、参照信号の配置を決定する参照信号決定部と、
    前記決定された配置に従って前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
    前記データ割り当て情報に従って前記参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、
    前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを規定するものであり、
    前記参照信号決定部は、前記第１の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置し、前記第２の送信スロットにおいて、前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置する、移動局装置。
  2. 請求項１に記載の移動局装置であって、
    前記参照信号生成部は、同一無線通信システムを使用する他の無線通信装置との間でコード多重可能に前記参照信号を生成する移動局装置。
  3. 請求項１に記載の移動局装置であって、
    前記参照信号生成部は、前記参照信号の内容を、前記データ割り当て情報のうちの周波数領域配置情報によって一意に決定されるものとする移動局装置。
  4. 請求項１に記載の移動局装置であって、
    前記参照信号決定部は、前記第１の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域と、前記第２の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域とに、前記参照信号を配置する、移動局装置。
  5. 時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの基地局装置であって、
    移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、
    前記受信した受信信号から参照信号を抽出する参照信号抽出部と、
    前記参照信号を用いて伝送路のチャネル推定を行うチャネル推定部と、
    前記チャネル推定によるチャネル推定値を、複数の送信スロットにおいて補間する補間部とを備え、
    前記補間部は、前記第１の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号が配置されており、前記第２の送信スロットにおいて、前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号が配置されている場合に、前記第１の送信スロットと前記第２の送信スロットとにおける同一周波数領域の参照信号のチャネル推定値を０次補間または１次補間する基地局装置。
  6. 請求項５に記載の基地局装置であって、
    前記第１の送信スロットと前記第２の送信スロットとにおける同一周波数領域の参照信号は、同一無線通信システムを使用する異なる無線通信装置の間でコード多重されており、
    前記チャネル推定部は、コード多重された前記第１の送信スロットの参照信号のチャネル推定値、および、コード多重された前記第２の送信スロットの参照信号のチャネル推定値を求める基地局装置。
  7. 請求項５に記載の基地局装置であって、
    前記受信信号により移動局装置から基地局装置への上り回線の品質を測定する上り回線品質測定部と、
    前記上り回線の品質に基づき、前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを決定するデータ割り当て決定部と、
    前記決定されたデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、前記移動局装置へ送信する制御チャネル送信部とをさらに備える基地局装置。
  8. 請求項７に記載の基地局装置であって、
    前記上り回線品質測定部は、前記第１の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域と、前記第２の送信スロットのうちのデータを配置可能な全ての周波数領域とに、前記参照信号が配置されている場合に、前記受信信号のうちの全周波数領域の参照信号を用いて上り回線の品質を測定する基地局装置。
  9. 時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの移動局装置であって、
    基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、
    前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に従ってデータシンボル及び参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、
    前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットを含む所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含み、
    前記送信部は、前記ホッピング可否情報に従って周波数領域におけるデータシンボル及び参照信号の配置を行う移動局装置。
  10. 時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムの基地局装置であって、
    移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、
    予め保持するセル環境情報に基づき、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットを含む所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を決定するホッピング可否決定部と、
    前記Intra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含むデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、前記移動局装置へ送信する制御チャネル送信部と、
    を備える基地局装置。
  11. 時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムであって、
    基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、
    前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に基づき、参照信号の配置を決定する参照信号決定部と、
    前記決定された配置に従って前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
    前記データ割り当て情報に従って前記参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、
    前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置する周波数ホッピングに関するデータ割り当てを規定するものであり、
    前記参照信号決定部は、前記第１の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置し、前記第２の送信スロットにおいて、前記第２の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域と前記第１の送信スロットのデータシンボルが配置される周波数領域とに前記参照信号を配置する、移動局装置と、
    前記移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、
    前記受信した受信信号から参照信号を抽出する参照信号抽出部と、
    前記参照信号を用いて伝送路のチャネル推定を行うチャネル推定部と、
    前記チャネル推定によるチャネル推定値を、複数の送信スロットにおいて補間する補間部とを備え、
    前記補間部は、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットに配置された同一周波数領域の参照信号のチャネル推定値を０次補間または１次補間する基地局装置と、
    を有する無線通信システム。
  12. 時間的に連続配置された第１の送信スロットおよび第２の送信スロットにおいて、前記第１の送信スロットのデータシンボルと、前記第２の送信スロットのデータシンボルとを互いに異なる周波数領域に配置可能な通信フォーマットを使用する無線通信システムであって、
    基地局装置から通知される制御チャネルを受信する制御チャネル受信部と、
    前記制御チャネルに含まれるデータ割り当て情報に従ってデータシンボル及び参照信号を含む送信信号を生成し、前記基地局装置へ送信する送信部とを備え、
    前記データ割り当て情報は、前記第１の送信スロットおよび前記第２の送信スロットを含む所定数の送信スロットによる１つの送信単位において、この送信単位内で前記第１の送信スロットのデータシンボルおよび前記第２の送信スロットのデータシンボルを異なる周波数領域に配置するIntra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含み、
    前記送信部は、前記ホッピング可否情報に従って周波数領域におけるデータシンボル及び参照信号の配置を行う移動局装置と、
    前記移動局装置から伝送される信号を受信する受信部と、
    予め保持するセル環境情報に基づき、前記Intra-TTIホッピングの適用可否を決定するホッピング可否決定部と、
    前記Intra-TTIホッピングの適用可否を指示するホッピング可否情報を含むデータ割り当て情報を有する制御チャネルを生成し、前記移動局装置へ送信する制御チャネル送信部と、を備える基地局装置と、
    を有する無線通信システム。
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