无线通信方法和无线通信装置.pdf

公开了无线通信方法，在组合了SC-FDMA方式和多天线发送技术时，通过对多个天线进行适当的频率分配，能够抑制因干扰造成的接收质量的劣化，并且有效地提高频率利用效率。在SC-FDMA方式的无线通信方法中，根据在可使用频带内同一时间接入到基站的终端数，选择将通过不同的天线发送的发送信号(发送流)全部分配给不同的频带还是同时使用MIMO发送，并且根据上述接入的终端数，使进行MIMO传输的终端数可变。

1.  无线通信方法，用于发送单载波频分多址即SC-FDMA方式的信号，包括：
频率分配步骤，对终端所具有的多个天线分别以SC-FDMA方式分配频带；以及
选择步骤，根据通信环境，选择使分配给所述多个天线的频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带。

2.  如权利要求1所述的无线通信方法，
在所述频率分配步骤中，对所述终端所具有的多个天线分别以集中式单载波频分多址即LocalizedSC-FDMA方式分配集中频带，
在所述选择步骤中，根据通信环境，选择使分配给所述多个天线的所述集中频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带。

3.  如权利要求1所述的无线通信方法，
在所述频率分配步骤中，对所述终端所具有的多个天线分别以分散式单载波频分多址即Distributed SC-FDMA方式分配分散频带，
在所述选择步骤中，根据通信环境，选择使分配给所述多个天线的所述分散频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带。

4.  如权利要求1至权利要求3中的任一项所述的无线通信方法，
在所述选择步骤中的所述通信环境为同一时间进行上行链路通信的终端数，在所述选择步骤中，将该终端数用作所述选择的基准。

5.  将分散频带分配给终端的Distributed SC-FDMA方式的无线通信方法，
在多个终端中，对第一终端以x载波间隔分配频带，并且在所述多个终端中，对第二终端以y载波间隔分配频带，其中，x≠y。

6.  如权利要求5所述的无线通信方法，
所述x和所述y被选定为使所述x和所述y的最小公倍数是x×y的值。

7.  将分散频带分配给终端的Distributed SC-FDMA方式的无线通信方法，
随着时间变更对各个终端的频率分配。

8.  无线通信方法，包括以下的步骤：
基站测量分配给终端的多个载波的各个载波的接收质量；
所述终端获得接收质量的信息；以及
所述终端基于所述接收质量信息，将发送数据分配给所述多个载波，以使发送数据不突发性地产生差错。

9.  如权利要求8所述的无线通信方法，
分配给所述终端的所述多个载波是集中频带内的载波。

10.  无线通信装置，其发送SC-FDMA方式的信号，包括：
多个天线；以及
频率分配单元，根据通信环境，选择使分配给所述多个天线的频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带，并进行频率分配。

无线通信方法和无线通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信方法和无线通信装置，并且涉及单载波频分多址(SC-FDMA，Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式的无线通信方法和无线通信装置。
背景技术
以往，在称为SC-FDMA的通信方式中，存在集中式(Localized)分配频率的、称为Localized SC-FDMA(集中式单载波频分多址)的通信方式、以及分散式(Distributed)分配频率的、称为Distributed SC-FDMA(分散式单载波频分多址)的通信方式。例如在非专利文献1等中记载有这些通信方式。
利用图1，说明Localized SC-FDMA和Distributed SC-FDMA。图1A表示基站与终端A和终端B进行通信。
图1B表示Localized SC-FDMA方式的频带分配，将集中频带分配给终端A，同时将与分配给终端A的集中频带不同的集中频带分配给终端B。由此，基站能够一并接收并解调从终端A和终端B同时发送的信号，从而基站能够与终端A和终端B同时进行通信。
图1C表示Distributed SC-FDMA方式的频带分配，将频带分别分散式分配给终端A和终端B。与Localized SC-FDMA方式的情况相同，在DistributedSC-FDMA方式的情况下，基站也能够一并接收并解调从终端A和终端B同时发送的信号，从而基站能够与终端A和终端B同时进行通信。
另外，与多载波通信方式相比，上述的SC-FDMA方式具有能够降低装置的消耗功率的优点。也就是说，一般而言，在调制信号的峰均功率比(PRPA，Peak-to-Average Power Ratio)大时发送功率放大器的消耗功率变大，装置整体的消耗功率也相应地变大。但是，与多载波通信方式相比，SC-FDMA方式的PAPR较小，所以消耗功率相应地较小。
另外，仅考虑SC-FDMA方式，一般来说，集中式分配频带(即LocalizedSC-FDMA方式)与分散式分配频带(即Distributed SC-FDMA方式)相比，PAPR较小，所以消耗功率较小。
另外，一般来说，在分散式分配了频带的情况(即Distributed SC-FDMA方式的情况)下，具有规则性的方式进行分散频带分配与随机地进行分散频率分配相比，能够使PAPR小。
非专利文献1：“Evolved UTRA上りリンクシングルキヤリア無線アクセスにおけるスペクトル整形フイルタの最適ロ一ルオフフアクタの検討”，電子情報通信学会，RCS2005-148，2006年1月
非专利文献2：“デイジタルワイヤレス伝送技術”ピアソン·エデユケ一シヨン三瓶政一，2002年9月1日
发明内容
发明需要解决的问题
如上所述，与多载波方式相比，SC-FDMA方式具有能够降低装置的消耗功率的优点，所以认为其适合于终端等电池容量有限的装置。
另外，近年来，在以MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)通信方式为代表的多天线通信方式中，通过从多个天线发送调制信号，能够获得频率分集增益和空间分集增益。
然而，在以往的SC-FDMA方式中，没有充分研讨利用了多个天线的多天线发送。在要将多天线发送适用于SC-FDMA方式时，若对多个天线分配频率的方式不合适，则考虑到干扰分量所造成的质量劣化超过分集增益所带来的质量的提高，有时也无法期望多天线发送所带来的频率利用效率的提高效果。
本发明的目的主要在于，提供无线通信方法和无线通信装置，在组合了SC-FDMA方式和多天线发送技术时，通过对多个天线分配合适的频率，能够抑制干扰所造成的接收质量劣化，同时有效地提高频率利用效率。
解决问题的方案
本发明的无线通信方法的一个方案，用于发送SC-FDMA方式的信号，包括：频率分配步骤，对终端所具有的多个天线分别以SC-FDMA方式分配频带；以及选择步骤，根据通信环境，选择使所述分配给多个天线的频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带。
另外，本发明的无线通信方法的一个方案，在所述频率分配步骤中，对所述终端所具有的多个天线分别以Localized SC-FDMA方式分配集中频带，在所述选择步骤中，根据通信环境，选择使分配给所述多个天线的所述集中频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带。
另外，本发明的无线通信方法的一个方案，在所述频率分配步骤中，对所述终端所具有的多个天线分别以Distributed SC-FDMA方式分配分散频带，在所述选择步骤中，根据通信环境，选择使所述分配给多个天线的所述分散频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带。
另外，本发明的无线通信方法的一个方案，是将分散频带分配给终端的Distributed SC-FDMA方式的无线通信方法，在多个终端中，对第一终端以x载波间隔分配频带，并且在所述多个终端中，对第二终端以y(x≠y)载波间隔分配频带。
另外，本发明的无线通信方法的一个方案，是将分散频带分配给终端的Distributed SC-FDMA方式的无线通信方法，随着时间变更对各个终端的频率分配。
另外，本发明的无线通信方法的一个方案，包括以下的步骤：基站测量分配给终端的多个载波的各个的接收质量；所述终端获得接收质量的信息；以及所述终端基于所述接收质量信息，将发送数据分配给所述多个载波，以使发送数据不突发性地产生差错。
另外，本发明的无线通信装置的一个方案，发送SC-FDMA方式的信号，包括：多个天线；以及频率分配单元，根据通信环境，选择使所述分配给多个天线的频带在天线间为不同的频带还是在天线间为同一频带，并进行频率分配。
发明的效果
根据本发明，主要能够实现在组合了SC-FDMA方式和多天线发送技术时，能够抑制干扰所造成的接收质量劣化，同时有效地提高频率利用效率的无线通信方法和无线通信装置。
附图说明
图1是用于说明Localized SC-FDMA和Distributed SC-FDMA的图，图1A是表示系统结构的图，图1B是表示Localized SC-FDMA方式的频带分配的图，图1C是表示Distributed SC-FDMA方式的频带分配的图。
图2是表示本发明实施方式的基站和终端之间的发送流程(transmissionflow)的图。
图3是表示实施方式的基站和终端的结构例的方框图。
图4是表示终端的发送系统的详细结构例的方框图。
图5是表示实施方式1中的对终端的频率分配例的图，图5A是表示终端A与基站之间的频率轴上的信道变动(传播路径的变动)的图，图5B是表示将通过不同的天线发送的发送信号(发送流)全部分配给不同的频带的情况的图，图5C和图5D是表示同时使用了MIMO传输的情况的图。
图6是表示空间复用MIMO系统的信号的关系的图。
图7是表示一例实施方式1中的对终端的频率分配的图，图7A是表示将通过不同的天线发送的发送信号(发送流)全部分配给不同的频带的情况的图，图7B是表示同时使用了MIMO传输的情况的图。
图8是表示实施方式2的说明中所使用的对终端的频率分配例的图，图8A是表示对各个终端进行了邻接的频率分配的情况的图，图8B是表示进行了不使用邻接的载波的频率分配的情况的图，图8C是表示接入的终端增加了的情况的图。
图9是表示实施方式2的对终端的频率分配例的图。
图10是表示实施方式3的对终端的频率分配例的图。
图11是表示作为实施方式3的比较例的对终端的频率分配例的图。
图12是表示实施方式4的基站和终端的结构例的方框图。
图13是表示实施方式4的终端的发送系统的详细结构例的方框图。
图14是表示一例实施方式4的副载波的重新排列的方法的图，图14A是表示终端A与基站之间的频率轴上的信道变动(传播路径的变动)的图，图14B是表示重新排列之前的副载波的顺序和接收质量的顺序的图，图14C是表示重新排列后的副载波的顺序和接收质量的顺序的图。
图15是表示实施方式5的基站和终端之间的位置关系、以及基站的扇区天线的配置的例子的图。
图16是表示一例由基站发送的调制信号的时间轴上的帧结构的图。
图17是表示实施方式5的对终端的频率分配例的图。
图18是表示实施方式5的终端的发送系统的结构例的方框图。
图19是表示实施方式5的频率分配的另一个例子的图。
图20是表示一例实施方式6中的基站和终端发送的帧的流程的图。
图21A和图21B是表示从各个天线发送的调制信号的帧结构例的图。
图22是表示实施方式6中的对终端的频率分配例的图，图22A是表示传输非重发数据的数据时的频率分配例的图，图22B是表示传输重发数据时的频率分配例的图。
图23是表示实施方式6中的由基站发送到终端的调制信号的帧结构例的图。
图24是表示实施方式6的终端的结构例的方框图。
图25是表示实施方式6中的对终端的频率分配例的图，图25A是表示传输非重发数据的数据时的频率分配例的图，图25B是表示传输重发数据时的频率分配例的图。
图26是表示实施方式6中的对终端的频率分配例的图，图26A是表示传输非重发数据的数据时的频率分配例的图，图26B是表示传输重发数据时的频率分配例的图。
图27是表示实施方式6中的对终端的频率分配例的图，图27A是表示传输非重发数据的数据时的频率分配例的图，图27B是表示传输重发数据时的频率分配例的图。
图28是表示实施方式6中的对终端的频率分配例的图，图28A是表示传输非重发数据的数据时的频率分配例的图，图28B是表示传输重发数据时的频率分配例的图。
图29是表示进行固有模式通信的收发机的结构例的方框图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图2表示本实施方式的基站和终端的发送流程的例子。这里，基站与终端A和终端B处于图1A所示的关系，终端A和终端B通过上行链路将图2所示的信号发送到基站，基站通过下行链路将图2所示的信号发送到终端A和终端B。
首先，终端A发送参考码元(reference symble)101和请求信息码元102。参考码元101例如是在收发机之间I-Q平面上的信号点配置已知的码元。请求信息码元102例如是包含与调制方式或编码率(MCS，Modulation andCoding Scheme)等的终端所期望的传输速度有关的信息的码元。
接着，终端B发送参考码元103和请求信息码元104。
基站基于终端A和终端B所发送的参考码元101和103的接收状态，例如估计SINR(Signal-to-interference and noise power ratio，信噪比)或频率变动等的各个终端A和终端B之间的传播路径状况。基站基于该传播路径状况，决定由终端A和终端B发送的调制信号的频率分配，发送包含了该决定信息的控制信息码元105。
终端A和终端B接收控制信息码元105，基于控制信息码元105所包含的频率分配信息，生成调制信号。然后，终端A发送导频码元106(例如，在终端和基站之间I-Q平面上的信号点配置已知的码元)和数据码元107。同样地，终端B发送参考码元108和数据码元109。这里，终端A和终端B在同一时刻发送数据码元107和109。
接着，基站将导频码元110和数据码元111发送到终端。
图3表示本实施方式的基站和终端(终端A和终端B)的结构例。
首先，说明基站的发送系统。基站将发送数据201和控制信息215输入到基带信号生成单元202。基带信号生成单元202基于控制信息215a对发送数据201进行编码或调制处理，输出如图2所示的帧结构的基带信号203。
另外，基带信号生成单元202将频率分配信息即控制信息215b插入到基带信号203中。无线发送单元204被输入基带信号203，进行正交调制、频率变换和信号放大等的处理，并输出发送信号205。从天线206输出发送信号205作为电波。
接着，说明基站的接收系统。基站通过多个天线207X和207Y接收来自终端的信号。接收单元209输入由天线207X和207Y接收到的接收信号208X和208Y，通过进行频率变换、正交解调、MIMO分离(例如，ZF(Zero Forcing，迫零)或MLD(Maximum Likelihood Detection，最大似然检测))和解码，获得接收数据210。
另外，接收单元209获得终端所发送的参考码元(图2的参考码元101和103)的基带信号211。参考码元的基带信号211是受到了传播路径变动后的信号。信道状态估计单元212基于参考码元的基带信号211估计传播环境的详细状况，从而生成信道状态信息213，并输出该信息。
频率分配决定和控制信息生成单元214输入信道状态信息213和接收数据210。频率分配决定和控制信息生成单元214从接收数据210中抽取来自终端的请求信息(图2的请求信息码元102和104)，根据该请求信息，将用于指示调制方式或编码率等的控制信息215a发送到基带信号生成单元202。另外，频率分配决定和控制信息生成单元214基于信道状态信息213决定各个终端的频率分配，将所决定的频率分配信息发送到基带信号生成单元202作为控制信息215b。该控制信息215b相当于图2的控制信息码元105，被发送到各个终端。
接着，说明终端的接收系统。终端通过天线207M接收来自基站的信号。接收单元209M输入由天线207M接收到的接收信号208M，并通过进行频率变换、正交解调和解码等的处理，获得接收数据210M。数据分离单元211M被输入接收数据210M，并将接收数据210M分离为数据212M和控制信息213M。
接着，说明终端的发送系统。终端将发送数据201MA和控制信息213M输入到基带信号生成单元202MA，并且将发送数据201MB和控制信息213M输入到基带信号生成单元202MB。基带信号生成单元202MA和202MB除了分别对发送数据201MA和201MB进行编码或调制处理之外，还通过进行根据控制信息213M的频带分配，生成基带信号203MA和203MB。
无线发送单元204MA和204MB分别被输入基带信号203MA和203MB以及控制信息213M，通过对基带信号203MA和203MB进行根据控制信息213M的频率变换和功率放大等的处理，获得调制信号205MA和205MB。从天线206MA和206MB分别输出调制信号205MA和205MB作为电波。
图4表示终端的发送系统的详细的结构例。如上所述，终端将发送数据201MA输入到基带信号生成单元202MA，并将发送数据201MB输入到基带信号生成单元202MB。另外，实际上，基带信号生成单元202MA和202MB分别在离散傅立叶变换单元(DFT)302A和302B的前级端具有纠错编码单元和调制单元，但在图4中，为了简化该图，省略这些单元。因此，实际上，图4的DFT302A和302B被输入由调制单元基于调制方式进行映射后获得的发送数据201MA和201MB。
DFT302A输入映射后的发送数据201MA，通过对该数据进行离散傅立叶变换，输出离散傅立叶变换后的信号群303A。根升余弦单元(RRC，rootraised cosine)304A被输入离散傅立叶变换后的信号群303A，通过对该信号群进行频带限制，获得频带限制后的信号群305A。
副载波分配单元306A输入频带限制后的信号群305A和控制信息213M，将频带限制后的信号群305A分配给基于控制信息213M的频带，并输出频带分配后的信号群307A。
快速傅立叶逆变换单元(IFFT)308A输入频率分配后的信号群307A，通过对频率分配后的信号群307A进行快速傅立叶逆变换，形成发送基带信号309A，并输出该信号。
处理单元310A输入发送基带信号309A，对该信号进行循环前缀(CyclicPrefix)附加处理或通过时间窗(time window)的滤波处理，并输出由此获得的信号处理后的发送基带信号311A。
另外，基带信号生成单元202MB具有与基带信号生成单元202MA几乎同样的结构，所以省略其说明。
接下来，说明本实施方式的动作。
首先，利用图5说明对终端的各个天线的频带分配的方法。这里，在图5中，终端A的天线#1表示从图4的天线206MA发送的发送信号205MA，终端A的天线#2表示从图4的天线206MB发送的发送信号205MB。图5表示存在终端A、B、C和D，各个终端具有两个天线，从两个不同的天线发送了不同的发送信号(发送流)的情况的例子。
本实施方式的终端进行Localized SC-FDMA方式的无线发送。也就是说，对各个天线的信号分别分配集中频带，从各个天线发送集中频带的发送信号。
图5A表示终端A与基站之间的频率轴上的信道变动(传播路径的变动)。具体而言，标号401表示终端A的天线#1的信道变动，标号402表示终端A的天线#2的信道变动。
如图5A所示，一般而言，若天线不同，则信道变动特性不同。因此，通过使用电场强度最好的频带来发送，能够抑制接收质量的降低。另外，通过频带的电场强度越好，使其调制阶数越多(例如，从QPSK变更为16QAM)，能够提高传输速度。
因此，如图5B所示，根据终端A的各个天线的信道变动特性，对各个天线进行集中频率分配，从而能够使通过终端A的各个天线发送的调制信号以更好(在接收质量和传输速度上)的状态到达基站。
另外，如图5B所示，将通过终端A的不同的天线发送的发送信号(发送流)，全部分配给不同的频带，从而与进行了MIMO复用发送的情况相比，能够在基站接收时获得空间分集增益。
由此，与进行MIMO传输的情况相比，能够获得较好的接收质量，并且能够选择调制阶数较多的调制方式，所以能够保持较高的接收质量和传输速度。另外，这里的MIMO传输，意味着包含利用了所有终端中的任一天线组合进行传输的全部的方式，而并不限于利用了同一个终端的不同的天线进行传输的方式。
在本实施方式中，在可使用频带内的、对基站的接入数(即在同一时间进行上行链路通信的终端数)较少时，如图5B所示，将不同的集中频带分配给各个终端的各个天线。由此，能够获得空间分集增益。
相对于此，在本实施方式中，在可使用频带内的、对基站的接入数(即在同一时间进行上行链路通信的终端数)增加时，无法将不同的频带分配给所有的天线的发送信号，所以如图5C和图5D所示，同时使用MIMO传输(例如，空间复用MIMO传输(MIMO spatial multiplexing))。
具体而言，在图5C中，终端A在同一时刻使用同一个集中频带，从天线#1和天线#2发送不同的发送信号。由此，与图5B相比，空出分配给终端A的天线#2的集中频带，所以能够将空出的集中频带分配给终端C的天线#1。
另外，在图5D中，终端A、终端B和终端D在同一时刻使用同一个集中频带，从各个终端的天线#1和天线#2发送不同的发送信号。由此，终端D也能够在同一时间进行通信。
这里，利用图6，简单地说明空间复用MIMO传输时的、在接收端的信号分离处理。在图6中，假设发送端在发送单元中，根据各个发送数据TA(t)和TB(t)获得调制信号Txa(t)和Txb(t)，从各个发送天线#1和#2发送这些调制信号。假设接收端将通过各个接收天线#1和#2接收到的接收信号Rx1(t)和Rx2(t)输入到接收单元，并由接收单元对接收信号Rx1(t)和Rx2(t)进行解调处理，从而获得与发送数据TA(t)和TB(t)对应的接收数据RA(t)和RB(t)。
这里，从发送天线#1发送的调制信号Txa(t)，在受到信道变动h11(t)和h12(t)后，被接收天线#1和#2接收。另外，从发送天线#2发送的调制信号Txb(t)，在受到信道变动h21(t)和h22(t)后，被接收天线#1和#2接收。
因此，若利用时间的参数t，将从发送天线#1发送的信号设为Txa(t)、将从发送天线#2发送的信号设为Txb(b)、将通过接收天线#1接收到的信号设为Rx1(t)、以及将通过接收天线#2接收到的信号设为Rx2(t)，则下式的关系成立。另外，n1(t)和n2(t)为噪声。
Rx1(t)Rx2(t)=h11(t)h12(t)h21(t)h22(t)Txa(t)Txb(t)+n1(t)n2(t).........(1)]]>
基站基于该关系，例如利用ZF或MLD的算法，对通过图5C的终端A或图5D的终端A、终端B和终端D进行了空间复用MIMO传输的调制信号进行分离。另外，利用从终端发送的导频码元估计信道变动。
另外，本实施方式的重点在于，如图5C和图5D所示，在同时使用MIMO传输时，由同一个终端的多个天线进行MIMO传输。换言之，在本实施方式中，分配同一个集中频带进行MIMO传输，仅限于同一个终端的多个天线。由此，能够确保基站的接收质量。
例如，如将同一个集中频带分配给终端A的天线#1和终端B的天线#1那样，在利用不同的终端的天线进行MIMO传输时，因为每个终端频率源(装置的合成器的频率源)不同并且终端的位置不同，所以频率和时间同步以及频率和时间的相关性的精度变差，其结果，难以确保接收质量。在本实施方式中，考虑到这一点，分配同一个集中频带进行MIMO传输，仅限于同一个终端的多个天线。
如上说明，根据本实施方式，在将集中频带分配给终端的LocalizedSC-FDMA方式的无线通信方法中，根据在可使用频带内同一时间接入到基站的终端数，选择将通过不同的天线发送的发送信号(发送流)全部分配给不同的频带还是同时使用MIMO传输，并且根据上述接入的终端数，使进行MIMO传输的终端数可变。
由此，在组合了Localized SC-FDMA方式和多天线发送技术时，尽可能地维持多天线发送所带来的空间分集效果，同时能够将有限的可使用频带分配给更多的终端并且进行接收质量良好的多天线发送。其结果，能够实现提高传输质量、传输速度和频率利用效率的无线通信方法。
另外，在上述实施方式中，叙述了根据在可使用频带内同一时间接入到基站的终端数，使进行MIMO传输的终端数可变的情况，但也可例如根据可使用频带的信道变动特性，改变进行MIMO传输的终端数。
另外，在上述的实施方式中，主要说明了本发明适用于将集中频带分配给终端的、Localized SC-FDMA方式的无线发送的情况，但并不限于此，本发明也能够适用于将分散频带分配给终端的、Distributed SC-FDMA方式。以下，说明将本发明适用于Distributed SC-FDMA方式的情况下的形态。
基站和终端的发送流程、基站和终端的结构、以及终端的详细结构与上述的图2、图3和图4同样。
在将本发明适用于Distributed SC-FDMA方式的情况下的形态中，对终端的各个天线的频带的分配方法与Localized SC-FDMA方式的情况不同。
图7表示一例将本发明适用于Distributed SC-FDMA方式的情况下的、对终端的各个天线的频带的分配方法。这里，在图7中，终端A的天线#1表示从图4的天线206MA发送的发送信号205MA，终端A的天线#2表示从图4的天线206MB发送的发送信号205MB。图7是，存在终端A、B、C和D，各个终端具有两个天线，从两个不同的天线发送了不同的发送信号(发送流)的情况的例子。
图7的频率分配当然与图5的情况不同，例如以不同的频带分散地发送来自各个终端的各个天线的发送信号。
与在图5A中所说明的情况同样，一般而言，若天线不同，则信道变动特性不同。因此，若使用电场强度最好的频带来发送，并且如果频带的电场强度越好，使调制阶数越多(例如，从QPSK变更为16QAM)，则能够抑制接收质量的降低，提高传输速度。
因此，如图7A所示，通过对各个天线设定不同的分散频率分配，能够使通过各个天线发送的调制信号以较好(接收质量和传输速度上)的状态到达基站。
另外，如图7A所示，通过将不同的天线发送的发送信号(发送流)全部分配给不同的频带，从而与进行了MIMO复用发送的情况相比，能够在基站接收时获得空间分集增益。由此，与进行MIMO传输的情况相比，能够获得良好的接收质量，并且能够选择调制阶数较多的调制方式，能够保持较高的接收质量和传输速度。另外，这里的MIMO传输意味着利用了所有终端中的任一天线组合进行传输的全部的方式，而并不限于利用了同一个终端的不同的天线进行传输的方式。另外，这里的不同的天线意味着所有的终端的所有的天线，并不限于同一个终端的不同的天线。
这里，在可使用频带内的、对基站的接入数(即在同一时间进行上行链路通信的终端数)较少时，如图7A所示，将不同的分散频带分配给各个终端的各个天线。由此，能够获得空间分集增益。另外，由于在Distributed SC-FDMA方式中，也对同一个天线分配分散的多个频带，所以一般而言，能够比Localized SC-FDMA方式获得频率分集效果。
相对于此，在可使用频带内的、接入基站的接入数(即在同一时间进行上行链路通信的终端数)增加了时，由于无法将不同的频带分配给所有的天线的发送信号，所以如图7B所示，同时使用MIMO传输(例如，空间复用MIMO传输(MIMO spatial multiplexing))。
具体而言，在图7B中，终端A和终端C在同一时刻使用同一个分散频带，从各自的天线#1和天线#2发送不同的发送信号。由此，与图7A相比，空出分配给终端A的天线#2的分散频带，所以能够将该空出的分散频带分配给终端C。
这里，重点在于，如图7B所示，在同时使用MIMO传输时，通过同一个终端的多个天线进行MIMO传输。换言之，分配同一个分散频带来进行MIMO传输，仅限于同一个终端的多个天线。由此，能够确保基站的接收质量。
例如，如将同一个分散频带分配给终端A的天线#1和终端B的天线#1那样，在利用不同的终端的天线进行MIMO传输时，因为每个终端频率源(装置的合成器的频率源)不同，并且终端的位置不同，所以频率和时间同步以及频率和时间的相关性的精度变差。其结果，难以确保接收质量。
在本实施方式中，考虑到这一点，分配同一个分散频带来进行MIMO传输，仅限于同一个终端的多个天线。
如上说明，在将分散频带分配给终端的Distributed SC-FDMA方式的无线通信方法中，根据在可使用频带内同一时间接入到基站的终端数，选择将通过不同的天线发送的发送信号(发送流)全部分配给不同的频带还是同时使用MIMO发送，并且根据上述接入的终端数，使进行MIMO传输的终端数可变。
由此，在组合了Distributed SC-FDMA方式和多天线发送技术时，尽可能地维持多天线发送所带来的空间分集效果，同时能够将有限的可使用频带分配给更多的终端并且进行接收质量良好的多天线发送。其结果，能够实现提高传输质量、传输速度和频率利用效率的无线通信方法。
另外，在上述的实施方式中，说明了将本发明适用于发送天线数为2、接收天线数为2的多天线系统的情况，但本发明并不限于此，能够广泛地适用于发送天线数为两个以上、接收天线数为两个以上、以及发送调制信号为两个以上的情况。
另外，在上述的实施方式中，以利用空间复用MIMO传输作为MIMO传输的情况为例进行了说明，但MIMO传输的方式并不限于此，例如适用固有模式传输也能够同样地实施。也就是说，在本发明中，MIMO传输的方式并不是本质性的事项，能够通过任一个方式同样地实施，并能够获得同样的效果。
(实施方式2)
在本实施方式中，提出在Distributed SC-FDMA方式中，对每个终端使频率分配的规则性不同。
在说明本实施方式之前，首先利用图8说明产生本实施方式的过程。图8表示Distributed SC-FDMA方式的频率分配方法的例子。图8中的特征在于，对所有的终端A、终端B和终端C，以同一N载波的间隔分散地分配频率。
图8A表示将邻接的频率分配给终端A、终端B和终端C的情况。此时，在图8A中，被分配的频率不同，但由于实际的每个终端A、终端B和终端C的内部的频率源不同，所以在所有的载波发生互相干扰的可能性高。因此，造成接收质量的降低。
作为抑制干扰的方法，如图8B那样，可考虑不使用邻接载波的方法。在进行了如图8B那样的频率分配时，由于不使用邻接载波，所以频率利用效率降低。另外，如图8C那样，在终端D也接入了时，不得不配置在邻接载波。其结果，终端A、终端B和终端D最终在所有的载波上互相干扰，从而造成接收质量的降低。
在研究了上述情况后，在本实施方式中，提出如图9那样的频率分配。
在图9中，以载波间隔V对终端A分配频带、以载波间隔W对终端B分配频带、以载波间隔X对终端C分配频带、以及以载波间隔Y对终端D分配频带。但是，将上述载波间隔V、W、X和Y设定为V≠W≠X≠Y的关系。
这样，在将分散频带分配给多个终端时，通过以各个终端相互不同的载波间隔分配分散频带，从而能够在基站以差错率特性良好的状态对来自各个终端的信号进行解码。
说明上述情形。由图9可知，干扰变大的频率为图9中的标号801和标号802所示的频率。但是，作为干扰较大的载波，在终端A仅有两个载波，在终端B仅有一个载波，在终端C仅有两个载波，不存在如图8A或图8C所示的在所有的载波上干扰变大的终端。因此，在各个终端中，并不是所有的载波的接收质量差，所以若在终端侧进行利用了卷积码、特播码或LDPC码等的纠错编码，并在基站侧进行纠错解码，则能够获得纠错处理所带来的差错率特性的提高效果。其结果，能够防止产生差错率特性极差的终端。
另外，本实施方式的频率分配方法的适用范围并不限于多天线通信系统，但若适用于如在实施方式1中所说明的那样的多天线通信系统，则还能够获得如下效果。
也就是说，对于图9中的标号802所示的频带的信号，基站能够利用ZF或MLD的信号分离算法，分离各个终端A和C的信号，所以能够确保接收质量。另外，对于除了标号801和802之外的载波的信号，基站通过多个天线接收这些信号，所以能够获得空间分集增益，能够获得非常良好的接收质量。
如上说明，根据本实施方式，在Distributed SC-FDMA方式的无线通信方法中，通过以各个终端相互不同的载波间隔分配分散频带，能够在接收端(基站端)获得差错率特性良好的接收数据。
另外，在上述的实施方式中，说明了对四个终端A至D的分散频带分配，但本发明并不限于此，能够广泛地适用于对两个以上的终端的分散频带分配。也就是说，若在多个终端中，以x载波间隔将频带分配给第一终端，并且在所述多个终端中，以y(x≠y)载波间隔将频带分配给第二终端，则能够获得与上述的实施方式同样的效果。
另外，在上述的实施方式中，叙述在四个终端A至D之间，以全部不同的载波间隔分配了分散频带(即将载波间隔V、W、X和Y设为V≠W≠X≠Y的关系)的情况，但不一定要设定为全部的载波间隔不同，若在任意两个以上的终端间使载波间隔不同，则能够获得某种程度的效果。
另外，除了上述的实施方式之外，若将上述载波间隔V、W、X和Y选定为使V、W、X和Y的最小公倍数是V×W×X×Y的值，则能够使各个终端A至D互相干扰的概率非常低，所以获得进一步的效果。另外，对于两个终端间的关系，将频带以x载波间隔分配给第一终端，同时将频带以y(x≠y)载波间隔分配给第二终端，并且将所述x和所述y选定为使所述x和所述y的最小公倍数是x×y的值即可。
另外，在上述的实施方式中，说明了以各个终端相互不同的载波间隔分配了分散频带的情况，但关键在于，对每个终端使频带分配的规则性不同即可。
另外，除了上述的实施方式之外，根据接入的终端数，改变对各个终端的频率分配规则。例如，在接入到基站的终端数较少时，如图8B所示，有可能进行不使用邻接载波的频率分配。
因此，在接入到基站的终端数较少时，也可进行如图8B所示的频率分配。另外，在接入到基站的终端数较多时，也可进行如图9所示的频率分配。在这样的情况下，也与上述的实施方式同样，能够在接收端获得差错率特性良好的接收数据。也就是说，无需总是使对各个终端的频率分配的规则性不同。
(实施方式3)
在本实施方式中，提出在Distributed SC-FDMA方式中，时间性地变更分配给终端的载波。
利用图10和图11说明本实施方式的频率分配方法。另外，图10表示本实施方式的频带分配方法，图11表示其比较例。
在图10和图11中，横轴为频率，纵轴为时间。另外，标号901所示的实线的载波表示每N载波间隔地分配了频率的Distributed SC-FDMA方式的载波，标号902所示的虚线的载波表示每M载波间隔地分配了频率的Distributed SC-FDMA方式的载波。其中，N和M为N≠M的关系。另外，标号903表示成为邻接载波的关系的载波。邻接载波的关系意味着在频率轴上没有载波间隔而相邻配置的载波。
如实施方式2中的说明，处于标号903所示的邻接载波的关系的载波，其各个终端内部的频率源不同，作为结果，互相的干扰变大，接收质量变差。图10和图11是处于上述的邻接载波的关系之处903在各个时刻上存在一个时的例子。
另外，在图10和图11中，“A”、“B”、“C”和“D”分别表示分配给“终端A”、“终端B”、“终端C”和“终端D”的载波。这里，在终端A和终端B共用每N载波间隔地分配了频率的Distributed SC-FDMA方式的载波901(此时，每个终端A和B的载波间隔为2N)。另外，在终端C和终端D共用每M载波间隔地分配了频率的Distributed SC-FDMA方式的载波902(此时，每个终端C和D的载波间隔为2M)。
在本实施方式中，如图10所示，随着时间，变更对终端的频率分配。由此，与其他的终端使用的载波邻接的载波没有以连续的时间连续地分配给同一个终端。其结果，在各个终端中，能够减少处于邻接载波关系的载波被分配的频度，所以减轻邻接载波的影响。
相对于此，如图11那样，在随着时间，没有变更对终端的频率分配时，也就是说，在时间i、i+1、i+2和i+3没有变更各个终端的频率分配时，在终端A和终端C中，处于邻接载波的关系的载波的发生频度非常多。另一方面，在终端B和终端D中，没有处于邻接载波的关系的载波。此时，产生如下偏向，即终端A和终端C接收质量较差，而终端B和终端D接收质量较好。
另一方面，如图10那样，在随着时间，变更对终端的频率分配时，也就是说，在时间i、i+1、i+2和i+3变更各个终端的频率分配时，接收质量较差的载波(处于邻接载波的关系的载波)的发生频度在各个终端几乎均等。换言之，减轻各个终端间接收质量差的载波(处于邻接载波的关系的载波)的发生频度的偏向。
由此，如实施方式2中的说明，若在终端侧进行利用了卷积码、特播码或LDPC码等的纠错编码，并在基站侧进行纠错解码，则能够获得纠错处理所带来的差错率特性的提高效果。其结果，能够防止产生差错率特性极差的终端。
如上说明，根据本实施方式，在将分散频带分配给终端的DistributedSC-FDMA方式的无线通信方法中，随着时间，变更对终端的频率分配，从而能够减轻各个终端间接收质量差的载波(处于邻接载波的关系的载波)的发生频度的偏向，所以能够在接收端(基站端)获得差错率特性良好的接收数据。
另外，也可根据通信状况或对基站的接入数等，同时使用以下两个情况，即随着时间，变更对终端的频率分配的情况、以及随着时间，不变更对终端的频率分配的情况。
另外，即使将本实施方式的频率分配方法适用于进行MIMO传输的终端，也能够获得与上述的实施方式同样的效果。另外，即使同时使用实施方式1的频率分配方法，也能够获得与上述的实施方式同样的效果。此时，以终端为单位时间性地变更频率分配，并且以各个终端的天线为单位时间性地变更频率分配即可。
(实施方式4)
在本实施方式中，说明SC-FDMA方式中的配置到副载波的码元的配置方法。在本实施方式中，主要提出Localized SC-FDMA方式中的配置到副载波的码元配置方法。
在对与图3对应部分附加相同标号而表示的图12中，表示本实施方式的终端和基站的结构例。图12的结构与图3的不同之处在于，控制信息215输入到基站的接收单元209，以及终端的基带信号生成单元1101MA和1101MB的结构。
在对与图4对应部分附加相同标号而表示的图13中，表示终端的发送系统的详细结构例。另外，在图13中，为了简化该图，仅表示发送天线206MA的发送系统，省略了发送天线206MB的发送系统。
编码单元1202A输入发送数据201MA和控制信息213M，根据控制信息213M所包含的编码方法和编码率进行编码，从而获得编码后的数据1203A。交织器1204A输入编码后的数据1203A，重新排列数据的顺序，从而获得交织后的数据1205A。映射单元1206A输入交织后的数据1205A和控制信息213M，根据控制信息213M所包含的调制方式进行调制，从而获得映射信号301A。
与图4的处理不同，本实施方式的副载波分配单元306A输入频带限制后的信号群305A和控制信息213M。副载波分配单元306A基于所输入的控制信息213M所包含的频率分配信息，决定要使用的副载波，除此之外，基于控制信息213M所包含的副载波单位的接收质量信息，决定对副载波的码元的分配，输出频率分配后的信号群307A。以下，详细地说明此时的对副载波的码元分配方法。
图14表示一例本实施方式的对副载波的码元的分配方法。这里，作为一例，以图13的终端的交织器1204A没有进行数据的顺序的交换，并且调制方式是BPSK的情况为例进行说明。
在图14A中，将横轴设为频率，将纵轴设为终端接收到副载波的信号时的各个副载波的电场强度。
在图14B表示对终端附加了集中式(localized)分配了频率时的、集中频带内的副载波序号、以及从接收电场强度1301的较高的副载波开始从小到大地附加了顺序1302时的情形。
在图14B中，D#1、D#2、D#3、D#4、D#5、D#6、D#7和D#8表示图13的交织后的信号1205A中的数据的顺序。图13的终端的交织器1204A若没有进行数据的顺序的交换，并且调制方式是BPSK，则如图14B所示，各个数据D#1、D#2、D#3、D#4、D#5、D#6、D#7和D#8通过顺序的副载波被传输。
Localized SC-FDMA方式具有如下特征，即信道变动在周边副载波上相关高，并且使用的副载波数较少，所以难以通过交织确保数据的随机性。反言之，Localized SC-FDMA方式容易产生规则性。另一方面，纠错码具有如下特征，即对随机差错具有容错性，但对突发性的差错难以发挥纠错的效果。
另外，如上所述，在Localized SC-FDMA方式中，信道变动在周边副载波上相关高，所以连续地产生接收质量较差的副载波。因此，若想办法使该连续地产生的接收质量较差的副载波尽可能地不变成突发性，则容易发挥纠错效果。
如图14B那样，在将数据D#1、D#2、D#3、D#4、D#5、D#6、D#7和D#8分配给顺序的副载波而发送时，基于上述的理由而导致容易产生突发差错的情况，所以难以发挥纠错效果。
在研究了上述问题后，在本实施方式中，提出如图14C那样的对副载波的数据(码元)的配置。
在进行这样的配置之前，首先，如图2的基站和终端之间的发送流程那样，终端A发送参考码元101和请求信息码元102。另外，这里，作为一例，着眼于终端A进行说明。
在图12的基站的信道状态估计单元212中，估计信道状态，输出估计结果作为信道信息213。例如，图14B和图14C那样，频率分配决定和控制信息生成单元214基于信道状态信息213，将分配给终端A的使用频率决定为载波10至17。另外，频率分配决定和控制信息生成单元214基于信道状态信息213，估计载波10至17的接收质量的顺序。该信息被发送到终端A作为图2的控制信息105。
也就是说，如图14B的标号1302所示，在从接收质量良好的一方从小到大地排列了使用副载波时，变成载波13、载波12、载波17、载波11、载波10、载波14、载波16和载波15的顺序，所以基站发送与该接收质量的顺序有关的信息作为图2的控制信息105。
这里，在本实施方式中，能够容易地进行从小到大的排列起因于SC-FDMA时，使用的载波(副载波)数较少。若载波数变多，则很难从小到大地重新排列，并且容易通过交织器1204A的交织而获得随机性。
考虑到以上内容，本实施方式的方法并不限于Localized SC-FDMA方式，例如，也可广泛地适用于使用OFDM等多载波方式并且使用的载波数较少的情况。例如，适用于基站利用OFDMA将信号发送到终端并且分配给各个终端的载波数较少的情况，也能够获得与上述的效果同样的效果。
另外，在本实施方式中，基站从小到大地重新排列副载波的接收质量，但也可以由基站将信道变动的信息发送到终端，终端基于该信息而从小到大地重新排列副载波的接收质量。但是，如下所述，终端基于副载波的接收质量的从小到大的信息来变更发送方法，但基站若不知该从小到大的信息，则难以正确地对来自终端的信号进行解调。
因此，在终端进行了从小到大的重新排列时，基站也必须进行从小到大的重新排列。若考虑这一点，则如本实施方式那样，基站进行从小到大地重新排列副载波的接收质量的处理，能够简化系统整体的结构。
另外，这里，作为一例，以从小到大地排列接收质量为例进行说明，但“从小到大”并无本质性的意思，关键在于，基于载波的接收质量的好和坏的相对关系，进行重新排列即可。
图14C表示一例基于副载波的接收质量，将发送数据分配给多个载波，以使发送数据不产生突发性的差错。在图14C中，在从小到大地排列接收质量时，重新排列以使接收质量最差的载波(在该图中的载波15和16)在解码时处于较远的位置。图14C表示副载波分配单元306A以标号1303所示的顺序重新排列副载波，并将数据D#1、D#2、D#3、D#4、D#5、D#6、D#7和D#8分配给重新排列后的各个副载波。通过进行这样的重新排列，能够避免接收质量较差的副载波在解码时突发性地(连续地)并排，所以能够根据纠错效果获得差错率特性良好的接收数据。另外，若无法进行数据的重新排列以使接收质量具有随机性，则接收质量具有规则性。
另外，在上述说明中，以未对数据进行交织处理，并且调制方式为BPSK的情况作为一例进行了说明，但并不限于此。例如，在通过图13的交织器1204A进行交织时，也可将交织器1204A的交织图案(pattern)设计为在从小到大地排列载波的接收质量的顺序时最优的一个图案。此时，若图13的副载波分配单元306A基于控制信息213M的副载波单位的接收质量信息，从小到大地重新排列载波，将交织后的数据分配给副载波，则能够与未进行交织处理的情况同样地进行，从而能够与未进行交织处理的情况同样地提高接收质量。
另外，作为另一个实施方法，可考虑基于载波的接收质量的顺序，变更交织器的方法。但是，若采用上述方法，需要设置多个交织器，所以在电路规模方面不利的可能性较高。但是，仍然能够获得与上述的方法同样的效果。
如上说明，根据本实施方式，在Localized SC-FDMA方式的无线通信方法中，基于载波的接收质量，变更发送数据的载波分配，从而提高在接收端(基站端)的纠错效果，所以能够获得差错率特性良好的接收数据。
另外，在本实施方式中，主要叙述了将本发明适用于Localized SC-FDMA方式的情况，但本发明并不限于此，也能够适用于Distributed SC-FDMA方式，并能够获得同样的效果。另外，如上说明，本实施方式的发送方法的适用范围并不限于SC-FDMA方式，能够广泛地适用于进行OFDM等多载波方式的发送的情况。
这里，重要的是，本实施方式的方法在适用于使用的副载波数较少的系统的情况下特别有效。另外，在OFDMA的情况下，在适用于分配给各个用户的载波数较少的情况下特别有效。
另外，在本实施方式中，为了简便，说明了发送一个调制信号(stream)的情况，但本发明当然也可适用于MIMO传输。此时，作为相当于接收质量的参数，利用分离后的SNR、SINR或固有值的振幅等即可。
(实施方式5)
在本实施方式中，详细地说明将在实施方式2中已说明的DistributedSC-FDMA方式中对每个终端使频率分配的规则性不同的方法，适用于基站利用扇区天线进行接收的系统的情况。
图15表示本实施方式的基站和终端的位置关系、以及基站的扇区天线的配置的例子。终端A(1501)和终端A’(1507)位于区域#1。假设终端B(1502)位于区域#2，终端C(1503)位于区域#3，终端D(1504)位于区域#4。
基站1505具有天线1506#1至天线1506#4。天线1506#1用于与位于区域#1的终端之间的通信。同样地，天线1506#2用于与位于区域#2的终端之间的通信，天线1506#3用于与位于区域#3的终端之间的通信，天线1506#4用于位于区域#4的终端之间的通信。
图16表示一例由基站发送的调制信号的时间轴上的帧结构。控制信息码元1511是用于将控制信息传输到终端的码元。控制信息例如是由基站发送的调制信号的调制方式和纠错方式等的信息。在本实施方式中，为了决定由终端发送的信号的调制方式，在控制信息码元1511中包含例如由基站发送的调制信号所使用的扇区天线固有序号、以及指定由终端发送的调制信号的发送方法的信息。
信道估计码元1512是用于终端对由基站发送的调制信号的因传播所产生的变动进行估计的码元。数据码元1513是用于传输基站对终端发送的数据的码元。
图17表示本实施方式的各个终端的频率配置的例子。本实施方式的频率配置依赖于扇区天线与终端之间的关系。以下，具体地进行说明。
将位于图15的区域(area)#1的终端(利用天线1506#1进行通信的终端)的频率配置设定为V载波间隔，将位于区域#2的终端(利用天线1506#2进行通信的终端)的频率配置设定为W载波间隔，将位于区域#3的终端(利用天线1506#3进行通信的终端)的频率配置设定为X载波间隔，将位于区域#4的终端(利用天线1506#4进行通信的终端)的频率配置设定为Y载波间隔。
此时，存在如图15中的终端A’(1507)和终端B(1502)那样位于区域的边界的终端时，例如，区域#2用的天线1506#2因终端A’(1507)所发送的调制信号受到干扰。另外，区域#1用的天线1506#1因终端B(1502)所发送的调制信号受到干扰。
为了减轻这样的干扰，在本实施方式中，如图17所示，使载波间隔为V≠W≠X≠Y，以使其全部不同。由此，如实施方式2中的说明，分配给终端的频率的间隔不同，所以能够降低因终端的组合造成的发送信号间的互相干扰。在图17中，产生干扰的载波是以标号1601、1602和1603表示的载波。但是，考虑到基站1505利用扇区天线，实际上，成为问题的干扰仅为以标号1603表示的载波造成的干扰，所以基站的接收质量提高。这里，说明了将载波间隔设定为V≠W≠X≠Y的情况，但实际上，在邻接的区域中间隔不同即可，所以将载波间隔设定为V≠W、W≠X、X≠Y和V≠Y成立即可，也可以是V＝X和W＝Y。
在对与图4对应部分附加相同标号而表示的图18中，表示本实施方式的终端的发送系统的结构例。图18的终端将从基站传输的控制信息315输入到编码单元1202A、映射单元1206A和副载波分配单元306A。副载波分配单元306A基于控制信息315进行频率分配(决定要使用的载波)。此时，副载波分配单元306A利用在控制信息315所包含的、用于基站发送调制信号的扇区天线的固有序号、以及指定由终端发送的调制信号的发送方法的信息等，以上述的载波间隔进行频率分配。
如上所述，根据本实施方式，基于基站在通信中使用的扇区天线，通过使在Distributed SC-FDMA方式中的、对终端的频率分配的规则性不同，能够高效地抑制扇区间的干扰，从而能够提高数据的接收质量。
接着，说明与上述的实施方法不同的实施方法。假定基站和终端的位置关系与图15相同。这里，着眼于终端A(1501)、终端A’(1507)和终端B(1502)。为了与上述同样地抑制干扰，终端A(1501)和终端A’(1507)利用DistributedSC-FDMA方式发送调制信号，终端B(1502)利用Localized SC-FDMA方式发送调制信号。
图19表示此时的频率利用的情形。在图19中，位于图15的区域#1的终端即利用基站的天线1506#1进行通信的终端A(1501)和终端A’(1507)，以V载波间隔进行了频率的配置(也就是说，进行了Distributed SC-FDMA方式的频率配置)。另一方面，位于与区域#1邻接的区域#2的终端即利用基站的天线1506#2进行通信的终端B(1502)，通过Localized SC-FDMA方式发送调制信号。这样，如图19所示，成为干扰的频域仅为以标号1801表示的区域，从而基站的接收质量提高。
如上所述，在基站使用扇区天线时，与邻接的扇区天线进行通信的终端中的一方的扇区的终端发送Distributed SC-FDMA方式的调制信号，另一方的扇区的终端发送Localized SC-FDMA方式的调制信号，能够减轻基站接收到调制信号时的干扰，从而能够提高数据的接收质量。
(实施方式6)
在本实施方式中，详细地说明在重发时有效利用实施方式1和实施方式2的特征的方法。
图20表示一例由本实施方式的基站和终端发送的帧的流程。
图20<1>：首先，基站发送帧#1的调制信号。此时，发送的数据为非重发数据。
图20<2>：终端接收、解调并解码帧#1的信号，进行了帧差错的检查的结果，该帧没有发生差错，所以不对基站进行重发的请求。
图20<3>：基站发送帧#2的调制信号。
图20<4>：终端接收、解调并解码帧#2的信号，进行了帧差错的检查的结果，该帧发生了差错，所以对基站进行重发的请求。
图20<5>：因为存在来自终端的重发的请求，所以基站发送相当于在帧#2发送了的数据的帧#2’。以下，详细地说明重发方法。
图20<6>：终端接收、解调并解码帧#2′的信号，进行了帧差错的检查的结果，该帧没有发生差错，所以不对基站进行重发的请求。
图20<7>：基站发送帧#3的调制信号。
图20<8>：终端接收、解调并解码帧#3的信号，进行了帧差错的检查的结果，该帧发生了差错，所以对基站进行重发的请求。
图20<9>：因为存在来自终端的重发的请求，所以基站发送相当于在帧#3发送过的数据的帧#3’。以下，详细地说明重发方法。
图20<10>：终端接收、解调并解码帧#3’的信号，进行了帧差错的检查的结果，该帧发生了差错，所以对基站进行重发的请求。
图20<11>：因为存在来自终端的重发的请求，所以基站发送相当于在帧#3发送过的数据的帧#3”。以下，详细地说明重发方法。
图21表示一例本实施方式中的终端发送的调制信号的一帧的结构。从图4的天线206MA发送的调制信号由数据码元和差错检查用码元(例如，CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余检查))构成。同样地，从图4的天线206MB发送的调制信号由数据码元和差错检查用码元构成。
图22表示一例本实施方式中的、终端的频率分配(作为一例，利用Distributed SC-FDMA方式)。在图22中，终端A相当于图20中所说明的终端。在图22中，对终端B也分配了频率。在图22中，记载为“终端A天线#1”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MA发送的调制信号的频率。记载为“终端A天线#2”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MB发送的调制信号的频率。
图22A表示在传输非重发数据的数据时的频率分配。也就是说，图22A表示在传输图20的<1>的帧#1、<3>的帧#2和<7>的帧#3时的频率分配。图22B表示在传输重发数据时的频率分配。也就是说，图22B表示在传输图20的<5>的帧#2’和<9>的帧#3’时的频率分配。作为本实施方式的传输方法的条件，有以下的两点。
[1-1]在传输非重发数据的数据的情况和传输重发数据的情况的两个情况下使用由终端A的天线#1和终端A的天线#2使用的频率。
[2-1]传输非重发数据的数据时的终端A的天线#1的频率分配与传输重发数据时的终端A的天线#1的频率分配不同。另外，传输非重发数据的数据时的终端A的天线#2的频率分配与传输重发数据时的终端A的天线#2的频率分配不同。
在图22的例子中，将第一频率群分配给终端A的天线#1而传输非重发数据的数据(图22A)，在重发时，将所述第一频率群分配给终端A的天线#2而传输重发数据(图22B)。另外，将第二频率群分配给终端A的天线#2而传输非重发数据的数据(图22A)，在重发时，将所述第二频率群分配给终端A的天线#1而传输重发数据(图22B)。这样，在重发时进行频率分配交换的优点如下。
·在重发时，因为变更了频率，所以能够获得频率分集增益，接收质量提高。
·关于频率变更的传输方法在进行重发的终端A内结束，所以不对其他的终端(在图22中为终端B)在频率分配上造成影响。由此，基站无需与终端进行关于频率分配的信息的交换，所以数据的传输效率提高。
作为重发数据的生成方法的一例，有如下的方法。
Chase Combining(大通合并)方法：在采用该方法时，第一次发送的数据与重发时发送的数据为同一个数据。
混合ARQ：在该方法中，将编码后的数据序列设为原序列，将进行纠错编码时所产生的冗长的数据(删截数据)设为奇偶校验序列。然后，首先，在第一次发送原序列，在存在来自通信对方的重发的请求时，发送奇偶校验序列作为重发数据。例如，在非专利文献2中，示出卷积码的删截数据(冗长的数据)的生成方法。
在对与图16对应部分附加相同标号而表示的图23中，表示本实施方式中的、基站发送给终端的调制信号的帧结构例。重发请求信息码元2201是用于对终端请求重发的码元。
在对与图4对应部分附加相同标号而表示的图24中，表示本实施方式的终端的结构例。另外，在图4中仅表示了发送系统，而在图24中还表示了接收系统。
无线单元2303将通过天线2301接收到的接收信号2302作为输入，进行频率变换等的处理，从而获得基带信号2304，并将其输出。对数似然比计算单元2305将基带信号2304作为输入，计算每个比特的对数似然比2306，并将其输出。解码单元2307将每个比特的对数似然比2306作为输入，进行解码处理，从而获得接收数据2308，并将其输出。
控制信息提取单元2309将接收数据2308作为输入，将接收数据2308分离为数据2310和控制信息2311，并将其输出。帧结构指示单元2312将控制信息2311作为输入，提取控制信息2311所包含的“重发请求”信息，在判断为被请求重发时，输出用于指示频率分配变更的控制信号2313。
副载波分配单元306A和306B将控制信号2313作为输入，在控制信号2313是用于指示频率分配变更的信号时，变更频率分配。但是，在上述[1-1]和[2-1]的条件下，副载波分配单元306A和306B进行频率分配的变更。
另外，在图24的终端中，发送数据301A输入到DFT302A和302B的双方，并且发送数据301B输入到DFT302A和302B的双方。由此，随着从帧结构指示单元2312输出的控制信号2313所包含的频率分配的变更，终端能够将发送数据301A和301B从天线314A和314B的双方发送。
如上所述，根据本实施方式，通过在重发时按照特定的规则变更频率分配，能够不降低传输效率，提高数据的接收质量。
另外，在上述说明中，说明了终端利用两个天线发送调制信号的情况，但天线数并不限于此，只要满足以下的条件[1-2]和条件[2-2]，则也能够适用于利用两个以上的天线发送调制信号的情况。
[1-2]在传输非重发数据的数据时和传输重发数据时，使用由终端A的天线#1、#2、...、#N使用的所有的频率。
[2-2]传输非重发数据的数据时的终端A的天线#1的频率分配与传输重发数据时的终端A的天线#1的频率分配不同。另外，传输非重发数据的数据时的终端A的天线#2的频率分配与传输重发数据时的终端A的天线#2的频率分配不同，...，传输非重发数据的数据时的终端A的天线#N的频率分配与传输重发数据时的终端A的天线#N的频率分配不同。
接着，利用终端A详细地说明与图22不同的频率的分配方法。
图25表示与图22不同的频率分配例子。在图25中，终端A相当于图20中所说明的终端。在图25中，对终端B也以Y载波间隔分配了频率。在图25中，记载为“终端A天线#1”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MA发送的调制信号的频率。另外，记载为“终端A天线#2”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MB发送的调制信号的频率。
图25A表示在传输非重发数据的数据时的频率分配。也就是说，图25A表示在传输图20的<1>的帧#1、<3>的帧#2和<7>的帧#3时的频率分配。图25B表示在传输重发数据时的频率分配。也就是说，图25B表示在传输图20的<5>的帧#2’和<9>的帧#3’时的频率分配。
图25所示的频率分配方法与图22的频率分配方法的相同之处在于，利用上述条件[1-1]和条件[2-1]。另外，在天线为N个的情况下，利用条件[1-2]和条件[2-2]。另一方面，图25所示的频率分配方法与图22的频率分配方法的不同之处在于，使从终端A的天线#1发送的调制信号的DistributedSC-FDMA方式中的频率间隔与从终端A的天线#2发送的调制信号的Distributed SC-FDMA方式中的频率间隔不同。也就是说，终端A的天线#1的频率间隔为V载波，终端A的天线#2的频率间隔为W载波。
在图25的例子中，将第一频率群分配给终端A的天线#1而传输非重发数据的数据(图25A)，在重发时，将所述第一频率群分配给终端A的天线#2而传输重发数据(图25B)。另外，将第二频率群分配给终端A的天线#2而传输非重发数据的数据(图25A)，在重发时，将所述第二频率群分配给终端A的天线#1而传输重发数据(图25B)。也就是说，能够在重发的前后，变更数据的被配置的载波。
图26表示与图22和图25不同的频率分配例子。在图26中，终端A相当于图20中所说明的终端。在图26中，对终端B也分配了频率。在图26中，记载为“终端A天线#1”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MA发送的调制信号的频率。另外，记载为“终端A天线#2”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MB发送的调制信号的频率。
图26A表示在传输非重发数据的数据时的频率分配。也就是说，图26A表示在传输图20的<1>的帧#1、<3>的帧#2和<7>的帧#3时的频率分配。图26B表示在传输重发数据时的频率分配。也就是说，图26B表示在传输图20的<5>的帧#2’和<9>的帧#3’时的频率分配。
图26所示的频率分配方法与图22和图25的频率分配方法的相同之处在于，利用上述条件[1-1]和条件[2-1]。另一方面，图26所示的频率分配方法与图22和图25的频率分配方法的不同之处在于，在从终端A的天线#1发送的调制信号和从终端A的天线#2发送的调制信号中使用Localized SC-FDMA方式。
在图26的例子中，将第一频率群分配给终端A的天线#1而传输非重发数据的数据(图26A)，在重发时，将所述第一频率群分配给终端A的天线#2而传输重发数据(图26B)。另外，将第二频率群分配给终端A的天线#2而传输非重发数据的数据(图26A)，在重发时，将所述第二频率群分配给终端A的天线#1而传输重发数据(图26B)。
图27表示与图22、图25和图26不同的频率分配例子。在图27中，终端A相当于图20中所说明的终端。在图27中，对终端B也分配了频率。在图27中，记载为“终端A天线#1”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MA发送的调制信号的频率。另外，记载为“终端A天线#2”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MB发送的调制信号的频率。
图27A表示在传输非重发数据的数据时的频率分配。也就是说，图27A表示在传输图20的<1>的帧#1、<3>的帧#2和<7>的帧#3时的频率分配。图27B表示在传输重发数据时的频率分配。也就是说，图27B表示在传输图20的<5>的帧#2’和<9>的帧#3’时的频率分配。
图27所示的频率分配方法与图22、图25和图26的频率分配方法的相同之处在于，利用上述条件[1-1]和条件[2-1]。另一方面，图27所示的频率分配方法与图22、图25和图26的频率分配方法的不同之处在于，在从终端A的天线#1发送的调制信号和从终端A的天线#2发送的调制信号中的其中一个调制信号中使用Localized SC-FDMA方式，而在另一个中使用DistributedSC-FDMA方式。另外，在天线为N个的情况下，利用条件[1-2]和条件[2-2]。
在图27的例子中，将第一频率群分配给终端A的天线#1而传输非重发数据的数据(图27A)，在重发时，将所述第一频率群分配给终端A的天线#2而传输重发数据(图27B)。另外，将第二频率群分配给终端A的天线#2而传输非重发数据的数据(图27A)，在重发时，将所述第二频率群分配给终端A的天线#1而传输重发数据(图27B)。也就是说，在终端A的天线中，通过重发，交换Localized SC-FDMA方式和Distributed SC-FDMA方式。
图28表示与图22、图25、图26和图27不同的频率分配例子。在图28中，终端A相当于图20中所说明的终端。在图28中，对终端B也分配了频率。在图28中，记载为“终端A天线#1”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MA发送的调制信号的频率。另外，记载为“终端A天线#2”的频率表示分配给从终端A中的图4的天线206MB发送的调制信号的频率。
图28A表示在传输非重发数据的数据时的频率分配。也就是说，图28A表示在传输图20的<1>的帧#1、<3>的帧#2和<7>的帧#3时的频率分配。图28B表示在传输重发数据时的频率分配。也就是说，图28B表示在传输图20的<5>的帧#2’和<9>的帧#3’时的频率分配。
图28所示的频率分配方法与图22、图25、图26和图27的频率分配方法的相同之处在于，利用上述条件[1-1]和条件[2-1]。另一方面，图28所示的频率分配方法与图22、图25、图26和图27的频率分配方法的不同之处在于，在从终端A的天线#1发送的调制信号和从终端A的天线#2发送的调制信号中使用Localized SC-FDMA方式，并且用部分频率进行MIMO传输。另外，在天线为N个的情况下，利用条件[1-2]和条件[2-2]。
在图28的例子中，将第一频率群分配给终端A的天线#1而传输非重发数据的数据(图28A)，在重发时，将所述第一频率群分配给终端A的天线#2而传输重发数据(图28B)。另外，将第二频率群分配给终端A的天线#2而传输非重发数据的数据(图28A)，在重发时，将所述第二频率群分配给终端A的天线#1而传输重发数据(图28B)。也就是说，在重发时，通过变更终端A的天线的频率分配，交换进行MIMO发送的频率部分和未进行MIMO发送的频率部分。
以上，即使在利用图25、图26、图27和图28的重发方法时，也能够获得与利用图22的重发方法时同样的效果。
另外，在本实施方式中，说明了终端利用SC-FDMA方式的情况，但在终端利用OFDM方式，将频率以副载波为单位分配给终端时，也能够同样地进行实施。此时，对从上述的终端A的天线#1发送的调制信号和从终端B的天线#2发送的调制信号，分别进行副载波分配。利用OFDM方式的情况与利用Distributed SC-FDMA方式的情况和利用Localized SC-FDMA方式的情况的不同之处在于，无需使副载波分配具有规则性。即使在利用OFDM方式时，只要满足上述的条件[1-1]和条件[2-1]，就能够与SC-FDMA方式时同样地进行实施。另外，在天线为N个的情况下，利用条件[1-2]和条件[2-2]。
这里，在利用了OFDMA方式时，并不一定将第一频率群分配给终端A的天线#1而传输非重发数据的数据，并在重发时将所述第一频率群分配给终端A的天线#2而传输重发数据。
同样地，并不一定将第二频率群分配给终端A的天线#2而传输非重发数据的数据，并在重发时将所述第二频率群分配给终端A的天线#1而传输重发数据。但是，当然也可以那样地进行分配。
另外，即使在利用OFDM方式时，也与SC-FDMA方式同样，能够在终端具有两个以上的天线时进行实施。另外，即使从天线#1发送的调制信号为OFDM方式、以及从天线#2发送的调制信号为SC-FDMA方式(也可以相反)，也能够同样地进行实施。
(其他实施方式)
(1)这里，利用图29详细地说明MIMO传输方式中的固有模式的通信方法。
在MIMO系统中，信道状态信息(CSI：Channel State Information)不仅在接收站而且在发送站端为已知时，发送站通过发送阵列天线将利用发送的信道特征矢量(channel signature vector)进行矢量化后的信号发送到接收站。
进而，在接收站利用与发送的信道特征矢量对应的接收的信道特征矢量，从接收阵列天线的接收信号中检测发送信号，并进行解调的通信方法得以实现。
特别是，作为在通信空间构成多个信道而对信号进行复用传输的通信模式，有利用信道矩阵的奇异矢量(singular vector)或固有矢量(eigen vector)的固有模式(eigenmode)。该固有模式是利用这些奇异矢量或固有矢量作为所述信道特征矢量的方法。这里，信道矩阵是将组合了发送阵列天线的各个天线单元和接收阵列天线的各个天线单元的全部或一部分的复数信道系数作为元素的矩阵。
作为发送站获得下行线路的信道状态信息的方法，在无线线路的上行线路和下行线路上利用相同的频率载波的TDD中，能够根据信道的互反性(reciprocity)，利用来自接收站(相当于图2的终端B)的上行线路，在发送站进行信道状态信息的估计(estimating)或测量(measuring)。另一方面，在上行线路和下行线路上利用不同的频率载波的FDD中，在接收站估计或测量下行线路的信道状态信息，并向发送站通知(reporting)该结果，从而能够在发送站获得下行线路的正确的CSI。
固有模式具有以下的特征，即特别是在MIMO系统的无线信道可处理为窄带的平坦衰落(flat fading)过程时，能够使MIMO系统的信道容量最大。一般是，例如，在采用OFDM的无线通信系统中，为了去除多路径延迟波所造成的码元间干扰，插入保护间隔，设计使OFDM的各个副载波为平坦衰落过程。因此，在MIMO系统中发送OFDM信号时，通过利用固有模式，能够例如在各个副载波上空分地复用多个信号而进行传输。
作为利用MIMO系统的通信方法，相对于发送站和接收站中使下行线路的信道状态信息为已知的固有模式，提出了几个仅在接收站中使无线信道的信道状态信息为已知的方法。作为与固有模式为相同的目的的、对信号进行空分地复用而传输的方法，已知例如BLAST。
另外，作为牺牲信号的复用度、即不是为了增加容量而为获得天线的空间分集效果的方法，已知例如利用时空码的发送分集。固有模式是通过发送阵列天线对信号进行矢量化后进行发送，换言之，将信号映射到波束空间(beam space)后进行发送的波束空间模式。相对于此，因为BLAST或发送分集是将信号映射到天线单元(antenna element)，所以被认为是天线单元模式。
图29表示固有模式的收发机的结构例。
为了构成复用信道，发送机的信道解析单元1407基于发送机与接收机间的传播信道的估计结果即信道状态信息，计算多个发送的信道特征矢量，并且基于SVD(SVD：Singular Value Decomposition，奇异值分解)，对通过信道状态信息所生成的信道矩阵，求固有值(例如，λA、λB、λC、...、λX)或固有路径(例如，路径A、路径B、路径C、...、路径X)，作为控制信息1408来输出。
发送机的复用帧生成单元1401输入发送数字信号和控制信息1408，为了映射到复用信道而生成多个发送帧，并输出信道A的发送数字信号1402A、信道B的发送数字信号1402B、...、信道X的发送数字信号1402X。
编码和调制单元1403A至1403X输入信道A至信道X的发送数字信号1402A至1402X和控制信息1408，基于控制信息1408，决定编码率和调制方式，通过对发送数字信号1402A至1402X以所决定的编码率和调制方式进行编码和调制，从而获得信道A至X的基带调制信号1404A至1404X，并将其输出。
矢量复用单元1405输入信道A至信道X的基带信号1404A至1404X和控制信息1408，分别将信道特征矢量与信道A至信道X的基带信号1404A至1404X相乘，并在合成后，提供给发送阵列天线1406。这样，发送机将利用信道特征矢量进行了矢量化的信号，从发送阵列天线1406发送到接收机。
为了对复用后的发送信号进行分离，接收机通过接收的信道解析单元1415基于发送机和接收机之间的传播信道的估计结果即信道状态信息，计算多个接收的信道特征矢量。复用信号分离单元1410通过输入由接收阵列天线1409接收到的接收信号，并将其与各个信道特征矢量相乘，从而获得多个接收信号即信道A至信道X的接收信号1411A至1411X。
解码单元1412A至1412X通过分别输入信道A至信道X的接收信号1411A至1411X和发送方法信息1418，基于发送方法信息1418(调制方式和编码率的信息)进行解码，获得信道A至信道X的数字信号1413A至1413X，并将其输出。
发送方法信息检测单元1417输入信道A的数字信号1413A，提取各个信道的调制信号的发送方法，例如调制方式和编码率等的信息，并将其作为发送方法信息1418，发送到解码单元1412A至1412X。
接收数据合成单元1414输入信道A至信道X的数字信号1413A至1413X和发送方法信息1418，获得接收数字信号。
这里，即使将上述的实施方式1至4适用于如图29那样的固有模式的MIMO传输，以取代适用于空间复用MIMO传输，也能够获得同样的效果。也就是说，哪个模式的MIMO传输都不会影响到本发明的实施方式，却能够获得频率利用效率的提高、接收质量的提高以及传输速度的提高的效果。
但是，为了实现固有模式，需要在通信对方之间互相共享信道变动。因此，需要新追加用于共享信道变动的、通信站之间的数据的交换，但其不会变成阻碍上述实施方式的因素。
另外，在上述实施方式中，取名为空间复用MIMO传输和固有模式，但其名称本身不影响到本发明的范围。另外，码元的名称本身不影响本发明。例如，在上述的实施方式中，取名为参考码元、控制信息码元、请求信息码元和导频码元，但其名称本身不影响本发明，也可取名为例如前置码、中间码、尾码元、已知码元、控制信息、控制码元等。
(2)在实施方式5中，说明了在使用扇区天线时使Distributed FDMA方式和Localized FDMA方式的调制方式分散的情况，但这里叙述该应用例子。
在组合实施方式5与实施方式1和实施方式2之前，如图4那样，在能够进行空间复用MIMO传输时，终端通过副载波分配单元306A和306B进行副载波分配，以使从图4的天线206MA发送的调制信号为Localized FDMA方式的调制信号、使从天线206MB发送的调制信号为Distributed FDMA方式的调制信号。这样，在基站接收到终端的调制信号时，能够降低干扰，从而能够获得提高数据的接收质量的效果。
2007年1月18日申请的特愿第2007-009649号的日本专利申请中所包含的说明书、附图及说明书摘要公开的内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明适用于例如利用SC-FDMA方式和MIMO传输技术来实现频率利用效率的提高的基站和终端的通信。