JP2010539780A - パイロットサブキャリア割当てを用いる無線通信システム - Google Patents

パイロットサブキャリア割当てを用いる無線通信システム Download PDF

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Abstract

パイロットサブキャリア割当を用いる無線通信システム及び直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を用いるＭＩＭＯアンテナシステムで下りリンク及び上りリンク通信で用いるためのパイロットサブキャリアを割り当てる方法が開示される。この方法は、時間領域でＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域でサブキャリアを含むフレーム構造を提供する段階と、時間及び周波数領域で第１のアンテナに対する第１のパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対する第２のパイロットサブキャリアを交互に割り当てる段階と、を含み、交互する第１のパイロット搬送波及び第２のパイロット搬送波のそれぞれは、周波数領域で９個のサブキャリアの整数倍で離れており、２個の隣接ＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。
【選択図】図９

Description

本発明は、無線通信システムに関するものである。特に、本発明は、多入力・多出力（multiple-input multiple-output: MIMO）アンテナシステムを含む無線通信システムでパイロットサブキャリアを割り当てる方法に関する。
ＩＥＥＥ ８０２．１６標準は、広帯域無線接続及びプロトコルを支援する技術を提供する。１９９９年以来その標準化が進行され、２００１年にＩＥＥＥ ８０２．１６−２００１が承認された。これは、「WirelessMAN-SC」と呼ばれる単一キャリア物理層に基づいて確立された。２００３年に承認されたＩＥＥＥ ８０２．１６ａでは、「Wireless MAN-SC」に加えて「WirelessMAN-OFDM」及び「WirelessMAN-OFDM」が物理層に追加された。ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ標準が完了した後、２００４年に修正されたＩＥＥＥ８０２．１６−２００４が承認された。ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４におけるバグと誤りを修正するために、ＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４/Ｃｏｒ１が２００５年に「追補（corrigendum）」の形態で完了した。
ＭＩＭＯアンテナ技術は、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを用いてデータ送受信効率を向上させる。ＭＩＭＯ技術は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ標準で導入され、継続してアップデートされてきている。
ＭＩＭＯ技術は、空間多重化方法及び空間ダイバーシティ方法に分類される。空間多重化方法では、異なるデータが同時に伝送されるので、システム帯域幅を増加させずにデータが高速に伝送されることができる。空間ダイバーシティ方法では、同一のデータが複数の伝送アンテナを通じて伝送され、ダイバーシティ利得を得るので、データ信頼性が増大する。
受信機は送信機から伝送されたデータを復元するためにチャネルを推定する必要がある。チャネル推定は、フェージングによる急激な環境変化と送信信号の復元により発生する信号歪みを補償するプロセスを示す。一般に、チャネル推定のために、送信機と受信機はパイロットを知る必要がある。
ＭＩＭＯシステムで、信号はそれぞれのアンテナに対応するチャネルを経験する。したがって、複数のアンテナを考慮してパイロットを配置する必要がある。アンテナ数が増加するにつれてパイロットの数は増加されるが、データ伝送速度を増加させるようにアンテナ数を増加させることはできない。
従来、パーミュテーション（分散／ＡＭＣ）方法によって異なるパイロット割当構造が設計されて使用されてきた。これは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムではパーミュテーション方法が時間領域で互いに分離しており、パーミュテーション方法にしたがって別々に最適化された構造が設計されるからである。パーミュテーション方法が任意の時点に共存すると、統合した基本データ割当構造が必要となる。
従来技術において、深刻なパイロットオーバーヘッドが発生するために、伝送速度は減少する。また、同一のパイロット構造が隣接セルまたはセクターに適用されるため、セルまたはセクター間に衝突が生じうる。そこで、ＭＩＭＯシステムでパイロットサブキャリアを效率的に割り当てる方法が望まれる。
本発明の目的は、ＭＩＭＯシステムを含む無線通信システムでパイロットサブキャリアを效率的に割り当てる方法を提供することにある。本発明の目的は、複数の直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing: ＯＦＤＭ）シンボル及び複数のサブキャリアにわたってＭＩＭＯアンテナシステムの複数のアンテナに対するパイロットサブキャリアを割り当てる方法を提供することによって達成される。上記方法は、ＯＦＤＭシンボルごとに同じ数で複数のアンテナに対するパイロットサブキャリアのそれぞれを割り当てることを含む。パイロットサブキャリアは、２個のパイロットサブキャリア対を形成し、時間領域で２個の隣接するＯＦＤＭシンボル上に交互に配列されるように割り当てられる。
本発明の一実施例によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を用いるＭＩＭＯアンテナシステムで下りリンク及び上りリンク通信に用いるためのパイロットサブキャリアを割り当てる方法が提供される。この方法は、時間領域でＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域でサブキャリアを含むフレーム構造を提供する段階と、時間及び周波数領域で第１のアンテナに対する第１のパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対する第２のパイロットサブキャリアを交互に割り当てる段階と、を含み、交互する第１のパイロット搬送波及び第２のパイロット搬送波のそれぞれは、周波数領域で９個のサブキャリアの整数倍で離れており、さらに２個の隣接ＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。
本発明の一形態において、２個のＯＦＤＭシンボルだけ離れている第１のパイロットサブキャリアのそれぞれは３個のサブキャリアの整数倍でシフトされ、２個のＯＦＤＭシンボルだけ離れている第２のパイロットサブキャリアのそれぞれは３個のサブキャリアの整数倍でシフトされることで、周波数選択性を区別する。それぞれのＯＦＤＭシンボルは、第１の及び第２のパイロットサブキャリアを含む。好ましくは、それぞれのＯＦＤＭシンボル内の前記第１の及び第２のパイロットサブキャリアのそれぞれの数は同一である。
本発明の他の形態において、時間及び周波数領域で第３のアンテナに対する第３のパイロットサブキャリアと第４のアンテナに対する第４のパイロットサブキャリアを交互に割り当てる段階をさらに含み、前記交互する第３のパイロットサブキャリアと第４のパイロットサブキャリアのそれぞれは周波数領域で９個のサブキャリアの整数倍で離れており、さらに２個の隣接するＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。好ましくは、前記第１のパイロットサブキャリアは周波数領域で第３のパイロットサブキャリアと隣接し、第２のパイロットサブキャリアは周波数領域で第４のパイロットサブキャリアと隣接する。好ましくは、２個のＯＦＤＭシンボルだけ離れている第３のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３個のサブキャリアの整数倍でシフトされ、２個のＯＦＤＭシンボルだけ離れている第４のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３個のサブキャリアの整数倍でシフトされることで、周波数選択性を区別する。
前記フレーム構造は、上りリンク及び下りリンク通信のうち一つに用いられることができる。前記フレーム構造は、ＦＵＳＣ（full usage of subchannels）パーミュテーションモードの形態で用いられることができる。前記フレーム構造は、ＡＭＣ（adaptive modulation and coding）パーミュテーションモードの形態で用いられることができる。
本発明の他の形態において、第１のＯＦＤＭシンボル内の前記第１のパイロットサブキャリアの開始位置は１個のサブキャリアだけオフセットされる。それぞれのＯＦＤＭシンボルは、第１、第２、第３及び第４のパイロットサブキャリアを含むことができる。好ましくは、それぞれのＯＦＤＭシンボル内の前記第１、第２、第３及び第４のパイロットサブキャリアのそれぞれの個数は同一である。
本発明の一実施例によれば、下りリンク及び上りリンク通信のための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を用いる無線通信システムは、ＭＩＭＯアンテナ、ＭＩＭＯアンテナに動作可能に接続されたＯＦＤＭ変調器、及び前記ＯＦＤＭ変調器に動作可能に接続されたプロセッサを含む。前記プロセッサは、時間領域でＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域でサブキャリアを含むフレーム構造を提供し、時間及び周波数領域で第１のアンテナに対する第１のパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対する第２のパイロットサブキャリアを交互に割り当てる。好ましくは、交互する第１のパイロット搬送波及び第２のパイロット搬送波のそれぞれは、周波数領域で９個のサブキャリアの整数倍で離れており、さらに２個の隣接ＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。
本発明の一形態において、前記プロセッサは、上りリンク及び下りリンク通信のうち少なくとも一つで使用するためのサブキャリアにシンボル及びパイロットを割り当てるサブキャリア割当器を含む。前記プロセッサは、入力ストリームを符号化してコードワードを生成するチャネルエンコーダ、コードワードを信号座標上の位置を表すシンボルにマッピングするマッパー、及び前記シンボルを処理するＭＩＭＯプロセッサをさらに含むことができる。
複数のアンテナを有する送信機を示すブロック図である。 複数のアンテナを有する受信機を示すブロック図である。 フレーム構造を示す図である。 ＰＵＳＣ（Partial usage of subchannels）における２個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ＦＵＳＣ（Full usage of subchannels）における２個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ＰＵＳＣにおける４個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ＦＵＳＣにおける４個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 パイロットオーバーヘッドの比率とガードサブキャリアの比率により表２の場合を示すグラフである。 ２個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ４個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ３個または４個の送信アンテナのパイロット配列を式で示す図である。 ２個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ２個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ４個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 ４個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。 本発明の一実施例による８個のアンテナを用いたシステムで任意のパイロットサブキャリア割当構造を示す図である。 本発明の一実施例による８個のアンテナを用いたシステムで任意のパイロットサブキャリア割当構造を示す図である。 本発明の一実施例による８個のアンテナを用いたシステムで任意のパイロットサブキャリア割当構造を示す図である。 ４−Ｔｘシステム及び８−Ｔｘシステムでセルによってパイロットサブキャリア割当オフセットが変化する本発明の実施例を示す図である。 ４−Ｔｘシステム及び８−Ｔｘシステムでセルによってパイロットサブキャリア割当オフセットが変化する本発明の実施例を示す図である。 図２０に示す８−Ｔｘシステムの他の実施例を示す図である。 本発明の一実施例によるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。 本発明の一実施例による２−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。 本発明の一実施例による２−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。 本発明の一実施例による２−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。 本発明の一実施例による４−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。 本発明の一実施例による４−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。 本発明の一実施例による４−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。
以下の詳細な説明では、この文書の一部を形成し、本発明の特定の実施例を説明するために図示される添付の図面を参照する。当業者にとっては、他の実施例が利用可能であり、本発明の範囲を逸脱しない限度内で構造的、電気的及び手順的な変化が可能であるということが理解できる。図面中、同一または類似の部分には可能な限り同一の参照番号を付する。
下記の技術は、様々な無線通信システムで用いることができる。無線通信システムは、音声及びパケットデータなどの様々な通信サービスを提供するのに多用される。この技術は、下りリンクまたは上りリンクで用いることができる。一般に、下りリンクは、基地局（base station; BS）からユーザ装置（user equipment; UE）への通信を指し、上りリンクは、ＵＥからＢＳへの通信を指す。ＢＳは、通常、ＵＥと通信する固定局を意味し、ノードＢ、ベーストランシーバーシステム（Base transceiver system; BTS）またはアクセスポイントと呼ぶこともできる。ＵＥは、固定または移動可能であり、移動局（mobile station; MS）、ユーザ端末（user terminal; UT）、加入者局（subscriber station; SS）または無線装置と呼ぶこともできる。
以下、新規システムに対する効率的なパイロット構造を説明する。新規システムは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムを中心として説明するが、同一の原理が他のシステムに適用されることができる。
通信システムは、ＭＩＭＯ（multiple-input multiple-output）システムまたはＭＩＳＯ（multiple-input single-output）システムでありうる。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを使用する。ＭＩＳＯシステムは、複数の送信アンテナと一つの受信アンテナを使用する。
図１は、複数のアンテナを有する送信機のブロック図である。図１を参照すると、送信機１００は、チャネルエンコーダ１２０、マッパー１３０、ＭＩＭＯプロセッサ１４０、サブキャリア割当器１５０、及びＯＦＤＭ変調器１６０を含む。チャネルエンコーダ１２０、マッパー１３０、ＭＩＭＯプロセッサ１４０及びサブキャリア割当器１５０は別の構成要素としても良く、送信機１００の単一プロセッサに組み込んでも良い。
チャネルエンコーダ１２０は、所定のコーディング方法によって入力ストリームを符号化してコードワードを生成する。マッパー１３０は、コードワードを信号座標（constellation）上の位置を表すシンボルにマッピングする。マッパー１３０の変調方式は制限されず、ｍ−位相シフトキーイング（ｍ−ＰＳＫ）方式またはｍ−直交振幅変調（ＱＡＭ）方式を含むことができる。
ＭＩＭＯプロセッサ１４０は、複数の送信アンテナ１９０−１，…，１９０−Ｎｔを用いるＭＩＭＯ方法によって入力シンボルを処理する。例えば、ＭＩＭＯプロセッサ１４０は、コードブックに基づいてプリコーディングを行うことができる。
サブキャリア割当器１５０は、入力シンボル及びパイロットをサブキャリアに割り当てる。パイロットは、送信アンテナ１９０−１，…，１９０−Ｎｔによって配列される。パイロットは、送信機１００及び受信機（図２の２００）で既知であり、チャネル推定またはデータ復調に用いられ、基準信号とも呼ばれる。
ＯＦＤＭ変調器１６０は、入力シンボルを変調してＯＦＤＭシンボルを出力する。ＯＦＤＭ変調器１６０は、入力シンボルに対して高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ:Invers Fast Fourier Transform）を行い、ＩＦＦＴ後にサイクリック・プレフィックス（cyclic prefix: CP）を挿入することができる。ＯＦＤＭシンボルは、送信アンテナ１９０−１，…，１９０−Ｎｔを介して送信される。
図２は、複数のアンテナを有する受信機のブロック図である。図２を参照すると、受信機２００は、ＯＦＤＭ復調器２１０、チャネル推定器２２０、ＭＩＭＯポストプロセッサ２３０、デマッパー２４０及びチャネルデコーダ２５０を含む。チャネル推定器２２０、ＭＩＭＯポストプロセッサ２３０、デマッパー２４０及びチャネルデコーダ２５０は、別個の構成要素としもて良く、受信機２００の単一プロセッサに組み込んでも良い。
受信アンテナ２９０−１，…，２９０−Ｎｒを通じて受信した信号は、ＯＦＤＭ復調器２１０により高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）される。チャネル推定器２２０は、パイロットを用いてチャネルを推定する。ＭＩＭＯポストプロセッサ２３０は、ＭＩＭＯプロセッサ１４０に対応する後処理を行う。デマッパー２４０は、入力シンボルをコードワードにデマッピングする。チャネルデコーダ２５０は、コードワードを復号して本来のデータを復元する。
図３は、フレーム構造を示す図である。フレームは、物理的仕様によって用いられる固定された期間中のデータシーケンスであり、これは、ＩＥＥＥ標準８０２．１６−２００４ 「Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems」（以下、参照文献１という。）のセクション8.4.4.2を参照する。
図３を参照すると、フレームは、下りリンク（ＤＬ）フレーム及び上りリンク（ＵＬ）フレームを含む。ＴＤＤ（time division duplex）は、上りリンク及び下りリンク送信が時間領域で分離されるが、同じ周波数を共有する方式である。通常、下りリンクフレームは上りリンクフレームに先行する。下りリンクフレームは、プリアンブル、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ及びバースト領域（ＤＬバースト＃１〜５、及びＵＬバースト＃１〜５）の順で始まる。下りリンクフレームと上りリンクフレームを互いに分離するガードタイムは、フレームの（下りリンクフレームと上りリンクフレームとの間の）中間部分及び（上りリンクフレームの次である）フレームの末尾の部分に挿入される。送信／受信遷移ギャップ（ＴＴＧ）は、下りリンクバースト及び後続する上りリンクバーストとの間に定義されたギャップである。受信／送信遷移ギャップ（ＲＴＧ）は、上りリンクバースト及び後続する下りリンクバーストとの間に定義されたギャップである。
プリアンブルは、基地局とユーザ装置間の初期同期化、セル検索、周波数オフセット推定及びチャネル推定に用いられる。ＦＣＨは、ＤＬ−ＭＡＰメッセージの長さ及びＤＬ−ＭＡＰのコーディング方式に関する情報を含む。ＤＬ−ＭＡＰは、ＤＬ−ＭＡＰメッセージが伝送される領域である。ＤＬ−ＭＡＰメッセージは、下りリンクチャネルのアクセスを定義する。ＤＬ−ＭＡＰメッセージは、下りリンクチャネル記述子（ＤＣＤ）及び基地局識別子（ＩＤ）の構成変更回数を含む。ＤＣＤは、現在のフレームに適用される下りリンクバーストプロファイルを記述する。下りリンクバーストプロファイルは、下りリンク物理チャネルの特性に言及し、ＤＣＤは、ＤＣＤメッセージを通じて基地局により周期的に送信される。
ＵＬ−ＭＡＰは、ＵＬ−ＭＡＰメッセージが伝送される領域である。ＵＬ−ＭＡＰメッセージは、上りリンクチャネルのアクセスを定義する。ＵＬ−ＭＡＰメッセージは、上りリンクチャネル記述子（ＵＣＤ）の構成変更回数及びＵＬ−ＭＡＰにより定義された上りリンク割当の効率的な開始時間を含む。ＵＣＤは、上りリンクバーストプロファイルを記述する。上りリンクバーストプロファイルは、上りリンク物理チャネルの特性に言及し、ＵＣＤはＵＣＤメッセージを通じて基地局により周期的に送信される。
以下、スロットは最小データ割当単位であり、時間及びサブチャネルにより定義される。サブチャネルの数は、ＦＦＴサイズ及び時間−周波数マッピングに依存する。サブチャネルは、複数のサブキャリアを含み、サブチャネル当たりのサブキャリアの数はパーミュテーション方法によって変化する。パーミュテーションは、物理サブチャネルに対する論理サブチャネルのマッピングを意味する。サブチャネルは、ＦＵＳＣ（full usage of subchannels）では４８個のサブキャリアを含み、ＰＵＳＣ（partial usage of subchannels）では２４または１６個のサブキャリアを含む。セグメントは、一つ以上のサブチャネルセットを表す。
物理層でデータを物理サブキャリアにマッピングするために、一般的に２つの段階が行われる。第１の段階では、一つ以上の論理サブチャネル上でデータが一つ以上のデータスロットにマッピングされる。第２の段階では、論理サブチャネルが物理サブチャネルにマッピングされる。これをパーミュテーションという。参照文献１は、ＦＵＳＣ、ＰＵＳＣ、Ｏ−ＦＵＳＣ（Optimal-FUSC）、Ｏ−ＰＵＳＣ（Optimal-PUSC）及びＡＭＣ（Adaptive modulation and coding）などのパーミュテーション方法を開示する。同じパーミュテーション方法を用いたＯＦＤＭシンボルセットをパーミュテーションゾーンといい、一つのフレームは少なくとも一つのパーミュテーションゾーンを含む。
ＦＵＳＣ及びＯ−ＦＵＳＣは、下りリンク送信にのみ用いられる。ＦＵＳＣは、全てのサブチャネルグループを含む一つのセグメントで構成される。サブチャネルは全ての物理チャネルを通じて分散された物理サブキャリアにマッピングされる。マッピングは、ＯＦＤＭシンボルによって変更される。スロットは、一つのＯＦＤＭシンボル上の一つのサブチャネルで構成される。Ｏ−ＦＵＳＣ及びＦＵＳＣでパイロットを割り当てる方法は互いに異なる。
ＰＵＳＣは、下りリンク送信及び上りリンク送信の両方に用いられる。下りリンクで、それぞれの物理チャネルは、２個のＯＦＤＭシンボル上に１４個の隣接サブキャリアを含むクラスターに分離される。物理チャネルは、６個のグループ単位でマッピングされる。それぞれのグループで、パイロットは固定位置のクラスターに割り当てられる。上りリンクで、サブキャリアは、３個のＯＦＤＭシンボル上の４個の隣接物理サブキャリアで構成されるタイル（tile）に分離される。サブチャネルは６個のタイルを含む。パイロットはタイルのコーナーに割り当てられる。Ｏ−ＰＵＳＣは、上りリンク送信にのみ用いられ、タイルは、３個のＯＦＤＭシンボル上の３個の隣接物理サブキャリアで構成される。パイロットは、タイルの中心に割り当てられる。
図４及び図５はそれぞれ、ＰＵＳＣ及びＦＵＳＣにおける２個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。図６及び図７はそれぞれ、ＰＵＳＣ及びＦＵＳＣにおける４個の送信アンテナのパイロット配列を示す図である。これらは、ＩＥＥＥ標準８０２．１６−２００４/Ｃｏｒ１−２００５ 「Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems; Amendment 2: Physical and Medium Access control layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1」（以下、参照文献２という。）のセクション8.4.8.1.2.1.1、セクション8.4.8.1.2.1.2、セクション8.4.8.2.1、及びセクション8.4.8.2.2を参照する。
図４〜図７を参照すると、サブキャリアの割当がＰＵＳＣまたはＦＵＳＣによって行われる時、パイロットオーバーヘッドが大きい。特に、送信アンテナ当たりのパイロットオーバーヘッドを考慮すると、少なくとも２個の送信アンテナが用いられる時に比べて一つの送信アンテナが用いられる時にオーバーヘッドがより大きいくなる。
表１は、それぞれのパーミュテーション方法で送信アンテナの数によるパイロットオーバーヘッドを表す。
Figure 2010539780
パイロットオーバーヘッドは、パイロットに割り当てられるサブキャリアの数を、用いられる全てのサブキャリアの数で割って得られる値である。括弧中の値は、送信アンテナ当たりのパイロットオーバーヘッドを表す。また、参照文献２によれば、４個または３個の送信アンテナが用いられると、サブチャネルに対するデータのマッピングは、チャネルエンコーディングデータに対してパンクチャリングまたはトランケーション（truncation）後に行なわれることができる。
本発明によるマルチアンテナのパイロット構造を説明する。最適のパイロット構造に対する設計基準は、次の通りである。
（１）単一アンテナのパイロットオーバーヘッドは、時間−周波数領域で約４〜９％である。（２）一つのスロットは、２個の隣接するＯＦＤＭシンボル上に４８個のサブキャリアを含むことができる。（３）パイロットサブキャリアは時間−周波数領域で均一に分散される。（４）送信アンテナ当たりパイロットオーバーヘッドは略同様に維持され、総パイロットオーバーヘッドは送信アンテナの数が増加するにつれて増加する。総パイロットオーバーヘッドを考慮して、総パイロットオーバーヘッドは少なくとも３個の送信アンテナで２０％を越えないように同等に維持される。
（５）送信アンテナの数が増加しても、サブチャネルに対するデータのマッピングは影響を受けない。
上記の条件を用いて可能な候補グループを導出するために、下記の要求事項を式により表現することができ、要求事項を満たす候補グループが導出される。
(Nused-2*Np) mod Nsub = 0
(Nused-2*Np) mod Nsub = 0
(Nused-Np) mode Nsub = 0
0.04 <= Np <= 0.09
Ng = Nfft - Nused - 1 (DCサブキャリア)
(Nused-Np) / Nsub.sym >= Nsch.pusc
ここで、Ｎｕｓｅｄは、使用されたサブキャリアの個数であり、Ｎｐは、パイロットサブキャリアの個数であり、Ｎｇは、ガードサブキャリアの個数であり、ＮｆｆｔはＦＦＴサイズであり、Ｎｓｕｂは、サブチャネル当たりサブキャリアの数であり、Ｎｓｕｂ.ｓｙｍは、一つのＯＦＤＭシンボル上でサブチャネルに割り当てられたサブキャリアの数であり、Ｎｓｃｈ.ｐｕｓｃは、既存のＤＬ−ＰＵＳＣで発生しうるサブチャネルの数を表す。
表２は、設計基準による２６個の候補グループを表す。
Figure 2010539780
使用されたサブキャリア（used SCs）、パイロットサブキャリア（Pilot SCs）及びガードサブキャリア（Guard SCs）は、ＦＦＴサイズに従って得られ、送信アンテナの数に従いサブチャネルが得られる。使用されたサブキャリアは、ＤＣサブキャリアを除く値である。例えば、（１）の場合、一つの送信アンテナのサブチャネルの数は（使用されたサブキャリアの数−パイロットサブキャリアの数）／（一つのＯＦＤＭシンボル上でサブチャネルに割り当てられたサブキャリアの数）＝１６５６−７２／２４＝６６である。
図８は、パイロットオーバーヘッドの比率とガードサブキャリアの比率によって表２のケースを示すグラフである。図８を参照すると、表２に示すケース（１）〜（２６）のうち、ＦＦＴサイズまたはシステム帯域幅を考慮して、同じ設計基準で５〜２０ＭＨｚまたは５１２〜２０４８ＦＦＴサイズに最も適合したケースは、（１０）、（２２）及び（２６）である。表２で、ケース（１０）、（２２）及び（２６）は、９パイロットの間隔を有する。すなわち、本発明の一実施例によれば、９個のサブキャリアの間隔を有するパイロット配列が提供される。
表３は、サブキャリア割当を表す。
Figure 2010539780
サブチャネルは、パイロットサブキャリアを割り当てた後に、使用されたサブキャリア以外のサブキャリアにマッピングされる。この時、一般的なＰＵＳＣまたはＦＵＳＣパーミュテーション方法を適用することができる。
上記の方法によれば、ＰＵＳＣ／ＦＵＳＣでスループットを６〜１３％改善させることができる。例えば、従来技術では６０個のサブチャネルがＰＵＳＣで得られ、６４個のサブチャネルがＦＵＳＣで得られるが、上記の方法によれば６８個のサブチャネルが得られることができる。複数のアンテナを考慮して新しいパーミュテーション方法が用いられると、データパンクチャリングまたはトランケーションにより能力が低下することを防止することができる。
表３のパイロットサブキャリアインデックスに示された式は、ｉ番目アンテナのパイロットインデックスＰｉを表す。これは下記の式で再び表現することができる。
Figure 2010539780
Figure 2010539780
図９は、２個の送信アンテナのパイロット配列の例を示す図である。図９を参照すると、一つのスロットは２個の隣接するＯＦＤＭシンボル上で７２個のサブキャリアを含み、第１のアンテナ（アンテナ０）に対するパイロットサブキャリアと第２のアンテナ（アンテナ１）に対するパイロットサブキャリアは、各ＯＦＤＭシンボル上で９個のサブキャリアの間隔で配列される。また、第１のＯＦＤＭシンボルと第２のＯＦＤＭシンボル上で、第１のアンテナ（アンテナ０）に対するパイロットサブキャリア及び第２のアンテナ（アンテナ１）に対するパイロットサブキャリアが交互に配列される。
第２のスロットでは、パイロットサブキャリアは、第１のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアから３個のサブキャリアだけシフトされる。第３のスロットでは、パイロットサブキャリアは、第２のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアから３個のサブキャリアだけシフトされる。結果的に、同じパイロット配列が３個のスロットごとに反復される。
パイロット配列で、パイロットは、時間領域または周波数領域で一定の間隔で移動でき、絶対的な位置を有するわけではない。パイロットサブキャリアは、パイロットサブキャリア間の間隔を維持しながら一定の時間間隔または／及びサブキャリア間隔だけシフトすることができる。
図１０は、４個の送信アンテナのパイロット配列の例を示す図である。図１０を参照すると、４個の送信アンテナ（アンテナ０、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３）に対するパイロットサブキャリアは、時間領域または周波数領域で隣接する。送信アンテナに対するパイロットサブキャリアは、１２個のサブキャリアの間隔で配列される。
第２のスロットでは、パイロットサブキャリアは第１のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアから６個のサブキャリアだけシフトされる。結果的に、同じパイロット配列が２個のスロットごとに反復される。
４個の送信アンテナでは、パイロットの個数が２個の送信アンテナのそれよりも多いので、パイロット間隔は２個の送信アンテナのパイロット間隔よりも広く、反復されるスロットの循環周期は減少する。
図１１は、３個または４個の送信アンテナのパイロット配列を式で示す図である。図１１を参照すると、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２及びＧ３は、２個のＯＦＤＭ（ｉ＝０、１）及び２個のサブキャリアを含む２×２領域で定義される。例えば、４個の送信アンテナで、パイロット搬送波は表４のように配列され、これは、図１０の配列と同一である。
Figure 2010539780
３個の送信アンテナで、パイロットサブキャリアは、表５のように配列される。
Figure 2010539780
４個の送信アンテナに対するパイロット配列を式で表現するために、６個のパイロットサブキャリアＰi 0，Ｐi 1，Ｐi 2，Ｐi 3，Ｐi 4，Ｐi 5は、表６のようにＯＦＤＭシンボル（ｉ＝０、１）上で考慮される。
Figure 2010539780
ここで、
Figure 2010539780
 である。
したがって、１つのスロットで、パイロットサブキャリアセットは、式２のように４個のパイロットサブキャリアＧ０、Ｇ１、Ｇ２及びＧ３にマッピングされることができる。
Figure 2010539780
ここで、ｉ＝０，１である。
パイロット構造によれば、設計基準を満たすパイロットオーバーヘッドが得られ、オーバーヘッドは従来技術に比べて５％以上も減少する。パイロットオーバーヘッドは、２個の送信アンテナで５．５５％で、３個の送信アンテナで５．５５％で、４個の送信アンテナで４．１６％である。
送信アンテナの個数が増加しても、サブチャネルに対するデータのマッピングは影響を受けない。したがって、パーミュテーション方法を簡単に行うことができる。
既存のＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４標準で用いられる分散サブチャネルを生成する方法で、第１及び第２のアンテナに対するパイロットサブキャリアがまず割り当てられ、残余サブキャリアを用いてサブチャネルが構成される。第３のアンテナ及び第４のアンテナでは、パイロットサブキャリアが、割り当てられたサブチャネルを用いて割り当てられ、及び使用されるため、同一の数のサブチャネルがアンテナ個数によらずに構成される。しかし、パイロット構造によれば、必要な数のパイロットサブキャリアがアンテナの数によって割り当てられ、サブチャネルが残余サブキャリアを用いて構成される。したがって、パイロットオーバーヘッドを最適化しながらサブチャネルの数を増加させる。
図１２は、２個の送信アンテナのパイロット配列の他の例を示す図である。図１２を参照すると、一つのアンテナに対するパイロットサブキャリアが９個のサブキャリアの間隔で一つのＯＦＤＭシンボル上に配列される。すなわち、第１のアンテナ（アンテナ０）に対するパイロットサブキャリアは、９個のサブキャリアの間隔で第１のＯＦＤＭシンボル上に配列され、第２のアンテナ（アンテナ１）に対するパイロット搬送波は、９個のサブキャリアの間隔で第２のＯＦＤＭシンボル上に配列される。
第２のスロットでは、第１のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアを３個のサブキャリアだけシフトすることでパイロットサブキャリアが配列される。第３のスロットでは、第２のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアを３個のサブキャリアだけシフトすることでパイロットサブキャリアが配列される。結果的に、同じパイロット配列が３個のスロットごとに反復される。
図１３は、２個の送信アンテナのパイロット配列の他の例を示す図である。図１３を参照すると、一つのスロットでパイロットサブキャリアの配列は、図９に示す実施例と同一である。しかし、第２のスロットでのパイロットサブキャリアは、第１のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアから４個のサブキャリアだけシフトされる。結果的に、同じパイロット配列が２個のスロットごとに反復される。
図１４を参照すると、送信アンテナ（アンテナ０、アンテナ１、アンテナ２及びアンテナ３）に対するパイロットサブキャリアは、１２個のサブキャリアの間隔で配列され、スロットごとに２個のＯＦＤＭシンボルの単位で周波数位置をシフトすることで配列される。第２のスロットでのパイロットサブキャリアは、第１のスロットに割り当てられたパイロットサブキャリアから６個のサブキャリアだけシフトされる。結果的に、同じパイロット配列は２個のスロットごとに反復される。
図１５は、４個の送信アンテナ（アンテナ０、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３）のパイロット配列の他の例を示す図である。図１５を参照すると、送信アンテナに対するパイロットサブキャリアは、１２個のサブキャリア間隔で配列され、アンテナに対するパイロットサブキャリアは一つのスロットで２個の隣接ＯＦＤＭシンボル間に交互に配列される。２個の隣接ＯＦＤＭシンボルで２個のパイロットサブキャリアを交互に配列することによって、すなわち、一つのＯＦＤＭシンボルでそれぞれのアンテナに対するパイロットサブキャリアのそれぞれを同等に割り当てることによって、それぞれのアンテナに対する送信電力は、所定の時点において平衡がとられる。図１５で、それぞれの２個のアンテナに対する２個のパイロットサブキャリアが対をなし、２対のパイロットサブキャリアのそれぞれは２個のＯＦＤＭシンボルに交互に割り当てられる。
以下、本発明の一実施例による効率的なパイロット割当構造を説明する。パイロットサブキャリアを割り当てる構造は、パイロットサブキャリア間の衝突を回避するために隣接するセル間のパイロット構造を效率的にシフトする。
本発明の次の実施例では、一例として、基本リソースブロック単位は１８個のサブキャリア（垂直軸）＊６個のＯＦＤＭシンボル（水平軸）で構成される。しかし、本発明によってパイロットサブキャリアを割り当てる方法は、同じ方法をサブフレームまたはフレームに拡張することによって他の基本リソースブロック単位にも適用することができる。
次の実施例で、水平軸は時間領域でＯＦＤＭシンボルのセットを表し、垂直軸は周波数領域でサブキャリアを表す。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７及びＰ８はそれぞれ、アンテナ１、２、３、４、５、６、７及び８に対応するパイロットサブキャリアを表す。
図１６〜図１８は、本発明の一実施例による８個のアンテナを用いるシステムにおけるパイロットサブキャリア割当構造を示す図である。図１６〜図１８に示すように、第１の送信アンテナ（Ｐ１）のパイロットと第２の送信アンテナ（Ｐ２）のパイロット、第３の送信アンテナ（Ｐ３）のパイロットと第４の送信アンテナ（Ｐ４）のパイロット、第５の送信アンテナ（Ｐ５）のパイロットと第６の送信アンテナ（Ｐ６）のパイロット、及び第７の送信アンテナ（Ｐ７）のパイロットと第８の送信アンテナ（Ｐ８）のパイロットはそれぞれ、互いに対をなして割り当てられて、２個のＯＦＤＭシンボル上で互いに隣接する。また、周波数軸で１８個のサブキャリアの間隔でアンテナに対するパイロットサブキャリアを連続して割り当てる構造が提供される。すなわち、パイロットサブキャリアは、１８個のサブキャリアを含むサブチャネル間隔で割り当てられる。
特に、図１６は、２個のＯＦＤＭシンボル単位当たり２個のサブキャリア間隔でシフトされて割り当てられたパイロットパターンを示す。図１７は、２個のＯＦＤＭシンボル単位当たり６個のサブキャリア間隔でシフトされて割り当てられたパイロットパターンを示す。図１８は、図１７と同様に、２個のＯＦＤＭシンボル単位当たり６個のサブキャリア間隔でシフトされて割り当てられたパイロットパターンを示すが、ただし、１個のサブキャリアオフセットをさらに有する。
本発明の一形態において、アンテナに対するパイロットサブキャリアは、それぞれのＯＦＤＭシンボルで同等に割り当てられ、パイロットサブキャリアパターンは、２個のＯＦＤＭシンボル単位で所定の間隔でシフトされて割り当てられる。本発明の他の形態において、８個の送信アンテナに対するパイロットは、図１６〜図１８に示すように連続して割り当てられずに、アンテナに対するパイロットまたはパイロットサブキャリア対のそれぞれに対して所定のサブキャリア間隔で８個の送信アンテナに対するパイロットがシフトされるように割り当てられることもできる。
パイロット割当は規則的なサブフレームまたは不規則的なサブフレームにかかわらずに同じ割当構造を有することができる。本発明の一実施例によって割り当てられたパイロットの一部は共通パイロットに用いられることができ、他の部分は専用パイロットに用いられることができる。割り当てられた全てのパイロットは、専用パイロットまたは共通パイロットに適用されることができる。この実施例は、全てのアンテナに対するパイロットが、ＯＦＤＭシンボル当たりアンテナの電力バラスのために一つのＯＦＤＭシンボルで同等に割り当てられるということに特徴がある。上述した実施例によってパイロットサブキャリアを割り当てる方法において、パイロット割当のためのシフトオフセットはセルによって変わることができる。
図１９及び図２０は、４−Ｔｘシステム及び８−Ｔｘシステムでセルによってパイロットサブキャリア割当オフセットが変化することを示す。特に、図１９は、４−Ｔｘシステムでパイロットサブキャリア割当オフセットがセルＡ、Ｂ及びＣに対して別々に設定される場合を示し、図２０は、８−Ｔｘシステムでパイロットサブキャリア割当オフセットがセルＡ、Ｂ及びＣに対して別々に設定される場合を示す。
すなわち、パイロット割当構造は、セルＡ、Ｂ及びＣに別々に適用されることができる。適用されたシフトオフセット値は、１〜１８のサブキャリアの数で適用される。１８個のサブキャリアは、基本リソースブロックサイズに対応する。
シフトオフセット値は、基本リソースブロックサイズの整数倍でありうる。本実施例では、シフトオフセット値が周波数軸に適用されるが、時間軸に適用されることもできる。
隣接セルの個数が３以上であり、上記の原理が拡張されて適用されると、所定のサブキャリアオフセットまたは所定のＯＦＤＭシンボルオフセットだけシフトされた状態で、図１９及び図２０に示す構造が反復して用いられたり適用されることができる。
図２１は、図２０に示す８−Ｔｘシステムの他の実施例を示す図である。図２２は、本発明の一実施例によるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。
８個の送信アンテナにおいて、パイロットオーバーヘッドのため、パイロットは８個のアンテナ全てに対して割り当てられない可能性がある。すなわち、パイロットがアンテナ１、２、３及び４にのみ割り当てられる時、オーバーヘッドを減少させることができる。例えば、このようなパイロット割当構造は、ＳＦＢＣ−ＣＤＤ方法に適用することができる。図２２に示すパイロット割当パターンでは、隣接セル間のパイロットパターンをシフトして使用する方法が、上述した実施例のそれと同一である。
図２３〜図２５は、本発明の他の実施例による２−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。上述した実施例による原理は、図２３〜図２５に示すパイロットパターンに同等に適用される。したがって、第１のアンテナに対するパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対するパイロットサブキャリアは対をなし、２個の隣接ＯＦＤＭシンボル領域で隣接して配置される。特定時間にアンテナに割り当てられた送信電力を同等に設定する目的で、全てのアンテナに対するパイロットサブキャリアは同一数ずつＯＦＤＭシンボル領域のそれぞれに含まれるように設定する。
好ましくは、パイロットサブキャリア対は、コヒーレンス帯域幅内でパイロットサブキャリア割当に対する最適粒度（granularity）を考慮して、９個のサブキャリアの間隔で配置される。また、第１のアンテナに対するパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対するパイロットサブキャリア対は、２個のＯＦＤＭシンボル単位で所定数のサブキャリアだけシフトされる。図２３及び図２４では、シフトされたサブキャリア間隔は３個のサブキャリアに対応する間隔であり、例えば、サブキャリアインデックスは３個のサブキャリアだけ増加し、シフトされたサブキャリア間隔は、３個のサブキャリアの所定倍数、例えば６個のサブキャリアになり得、インデックスが３個のサブキャリアインデックスだけ減少するように適用されることができる。図２５は、シフトされたサブキャリア間隔が６個のサブキャリアに設定されることを示す。図２５はまた、インデックスが３個のサブキャリアインデックスだけ減少するようにシフトされたサブキャリア間隔が適用されるものと解釈することができる。
上述したように、周波数領域シフトが３個のサブキャリアの倍数または３個のサブキャリアに対応する間隔に設定される理由は、パイロットサブキャリアが９個のサブキャリア単位で割り当てられ、パイロットサブキャリア割当パターンが所定周期で反復されるからである。図２３〜図２５に示すパイロットパターンは、フレームまたはサブフレーム内の時間／周波数領域に同等に及び反復的に適用されることができる。アンテナ１に対するパイロットの位置及びアンテナ２に対するパイロットの位置は、本実施例の原理を逸脱しない限度内で変更可能である。
図２３に示すパイロット割当構造で、アンテナに対するパイロット割当インデックスは、下記のように詳細に表現されることができる。
〈図２３のパイロット割当インデックス〉
アンテナ１
ｓが０の時、１８ｋ＋１
ｓが１の時、１８ｋ＋１０
ｓが２の時、１８ｋ＋４
ｓが３の時、１８ｋ＋１３
ｓが４の時、１８ｋ＋７
ｓが５の時、１８ｋ＋１６
アンテナ２
ｓが０の時、１８ｋ＋１０
ｓが１の時、１８ｋ＋１
ｓが２の時、１８ｋ＋１３
ｓが３の時、１８ｋ＋４
ｓが４の時、１８ｋ＋１６
ｓが５の時、１８ｋ＋７
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ：[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
図２４に示すパイロット割当構造で、アンテナに対するパイロット割当インデックスは、下記のように詳細に表現されることができる。
〈図２４のパイロット割当インデックス〉
アンテナ１
ｓが０の時、１８k
ｓが１の時、１８ｋ＋９
ｓが２の時、１８ｋ＋３
ｓが３の時、１８ｋ＋１２
ｓが４の時、１８ｋ＋６
ｓが５の時、１８ｋ＋１５
アンテナ２
ｓが０の時、１８ｋ＋９
ｓが１の時、１８k
ｓが２の時、１８ｋ＋１２
ｓが３の時、１８ｋ＋３
ｓが４の時、１８ｋ＋１５
ｓが５の時、１８ｋ＋６
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ：[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
図２５に示すパイロット割当構造において、アンテナに対するパイロット割当インデックスは、下記のように詳細に表現されることができる。
〈図２５のパイロット割当インデックス〉
アンテナ１
ｓが０の時、１８k
ｓが１の時、１８ｋ＋９
ｓが２の時、１８ｋ＋６
ｓが３の時、１８ｋ＋１５
ｓが４の時、１８ｋ＋３
ｓが５の時、１８ｋ＋１２
アンテナ２
ｓが０の時、１８ｋ＋９
ｓが１の時、１８k
ｓが２の時、１８ｋ＋１５
ｓが３の時、１８ｋ＋６
ｓが４の時、１８ｋ＋１２
ｓが５の時、１８ｋ＋３
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ:[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
上述した実施例によるパイロット割当構造において、プリアンブルＯＦＤＭシンボルが所定期間にサブフレームの最前部に伝送されると、パイロットサブキャリアは、第２のＯＦＤＭシンボル及びその次のＯＦＤＭシンボルに適用されるように変更されることができる。
図２６及び図２７は、本発明の他の実施例による４−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。図２６及び図２７の基本パイロット割当方法は、上述の実施例におけると同様である。しかし、本実施例では、４個のアンテナに対するパイロットサブキャリアが、隣接する４個のＯＦＤＭシンボル領域で互いに隣接するように割り当てられる。
図２６に示すパイロット割当構造では、アンテナに対するパイロット割当インデックスが下記のように詳細に表現されることができる。
〈図２６のパイロット割当インデックス〉
アンテナ１
ｓが０の時、１８ｋ＋１
ｓが１の時、１８ｋ＋１０
ｓが２の時、１８ｋ＋４
ｓが３の時、１８ｋ＋１３
ｓが４の時、１８ｋ＋７
ｓが５の時、１８ｋ＋１６
アンテナ２
ｓが０の時、１８ｋ＋１０
ｓが１の時、１８ｋ＋１
ｓが２の時、１８ｋ＋１３
ｓが３の時、１８ｋ＋４
ｓが４の時、１８ｋ＋１６
ｓが５の時、１８ｋ＋７
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ：[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
アンテナ３
ｓが０の時、１８ｋ＋４
ｓが１の時、１８ｋ＋１３
ｓが２の時、１８ｋ＋７
ｓが３の時、１８ｋ＋１６
ｓが４の時、１８ｋ＋１０
ｓが５の時、１８ｋ＋１
アンテナ４
ｓが０の時、１８ｋ＋１３
ｓが１の時、１８ｋ＋４
ｓが２の時、１８ｋ＋１６
ｓが３の時、１８ｋ＋７
ｓが４の時、１８ｋ＋１
ｓが５の時、１８ｋ＋１０
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ：[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
図２７に示すパイロット割当構造において、アンテナに対するパイロット割当インデックスは下記のように詳細に表現されることができる。
〈図２７のパイロット割当インデックス〉
アンテナ１
ｓが０の時、１８k
ｓが１の時、１８ｋ＋９
ｓが２の時、１８ｋ＋３
ｓが３の時、１８ｋ＋１２
ｓが４の時、１８ｋ＋６
ｓが５の時、１８ｋ＋１５
アンテナ２
ｓが０の時、１８ｋ＋９
ｓが１の時、１８k
ｓが２の時、１８ｋ＋１２
ｓが３の時、１８ｋ＋３
ｓが４の時、１８ｋ＋１５
ｓが５の時、１８ｋ＋６
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ：[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
アンテナ３
ｓが０の時、１８ｋ＋３
ｓが１の時、１８ｋ＋１２
ｓが２の時、１８ｋ＋６
ｓが３の時、１８ｋ＋１５
ｓが４の時、１８ｋ＋９
ｓが５の時、１８k
アンテナ４
ｓが０の時、１８ｋ＋１２
ｓが１の時、１８ｋ＋３
ｓが２の時、１８ｋ＋１５
ｓが３の時、１８ｋ＋６
ｓが４の時、１８k
ｓが５の時、１８ｋ＋９
ｋ：サブキャリアインデックス（ｋ＝０，１，…）、
ｓ：[ＯＦＤＭシンボルインデックス] mod 6
（ＯＦＤＭシンボルインデックス＝０，１，２，…）
図２８は、本発明の他の実施例による４−Ｔｘシステムにおけるパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。上述した実施例で説明された原理が、図２８のパイロットパターンに同様に適用される。ただし、図２６は、第１のアンテナに対するサブキャリアと第２のアンテナに対するサブキャリアが１対のパイロットを形成し、第３のアンテナに対するサブキャリアと第４のアンテナに対するサブキャリアが他の１対のパイロットを形成する時、２個のサブキャリアの間隔でパイロット対が配列される例を示す。すなわち、本実施例では、２対のパイロットが互いに隣接したり隣接しないような割り当てがなされる。
以上の機能は、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはそれらの機能を行うように符号化されたＡＳＩＣなどのプロセッサにより行われる。コードの設計、開発及び具現は、本発明の説明に基づいて当業者には自明なものである。
本発明によってパイロットサブキャリアを割り当てる方法は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムに適用されることができる。上述したように、アンテナに同等に送信電力を割り当てたりパイロットシフトパターン設定のためのパイロット配列などの基本原理は、同様の方法で他の無線通信システムにも適用可能である。
本発明の思想と範囲を逸脱しない限度内で様々な変更及び修正が可能であるということは、当業者にとっては自明である。したがって、本発明は、添付の図面及びその同等物の範囲内で提供される本発明の変更及び修正を含む。

Claims (28)

  1. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を用いるＭＩＭＯアンテナシステムにおいて、下りリンク及び上りリンク通信に用いるためのパイロットサブキャリアを割り当てる方法であって、
    時間領域でＯＦＤＭシンボルを有し、周波数領域でサブキャリアを有するフレーム構造を提供するステップと、
    前記時間及び周波数領域において、第１のアンテナに対して第１のパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対して第２のパイロットサブキャリアを交互に割り当てるステップと、を有し、
    前記交互する第１のパイロットサブキャリア及び第２のパイロットサブキャリアのそれぞれは、前記周波数領域において９サブキャリアの倍数で離れており、更に、２個の隣接するＯＦＤＭシンボルに割り当てられる方法。
  2. 周波数選択性を区別するために、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第１のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされ、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第２のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされている、請求項１に記載の方法。
  3. それぞれのＯＦＤＭシンボルは、第１及び第２のパイロットサブキャリアを有する、請求項１に記載の方法。
  4. それぞれのＯＦＤＭシンボル内の前記第１及び第２のパイロットサブキャリアのそれぞれの数は同一である、請求項３に記載の方法。
  5. 前記時間及び周波数領域において、第３のアンテナに対して第３のパイロットサブキャリア及び第４のアンテナに対して第４のパイロットサブキャリアを交互に割り当てるステップを更に有し、
    前記交互する第３のパイロットサブキャリア及び第４のパイロットサブキャリアのそれぞれは、前記周波数領域において９サブキャリアの倍数で離れており、更に、２個の隣接するＯＦＤＭシンボルに割り当てられる、請求項１に記載の方法。
  6. 前記第１のパイロットサブキャリアは前記周波数領域で前記第３のパイロットサブキャリアと隣接し、前記第２のパイロットサブキャリアは前記周波数領域で前記第４のパイロットサブキャリアと隣接する、請求項５に記載の方法。
  7. 周波数選択性を区別するために、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第３のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされ、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第４のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされている、請求項５に記載の方法。
  8. 前記フレーム構造は、前記上りリンク及び下りリンク通信のうち一つに用いられる、請求項１に記載の方法。
  9. 前記フレーム構造は、ＦＵＳＣパーミュテーションモードの形態で用いられる、請求項１に記載の方法。
  10. 前記フレーム構造は、ＡＭＣパーミュテーションモードの形態で用いられる、請求項１に記載の方法。
  11. 第１のＯＦＤＭシンボル内の前記第１のパイロットサブキャリアの開始位置は、１サブキャリアによりオフセットされる、請求項１に記載の方法。
  12. それぞれのＯＦＤＭシンボルは、第１、第２、第３及び第４のパイロットサブキャリアを有する、請求項６に記載の方法。
  13. それぞれのＯＦＤＭシンボル内の前記第１、第２、第３及び第４のパイロットサブキャリアのそれぞれの数は同一である、請求項１２に記載の方法。
  14. 下りリンク及び上りリンク通信のための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を用いる無線通信システムであって、
    ＭＩＭＯアンテナと、
    前記ＭＩＭＯアンテナに動作可能に接続されるＯＦＤＭ変調器と、
    前記ＯＦＤＭ変調器に動作可能に接続されるプロセッサと、を有し、
    前記プロセッサは、時間領域でＯＦＤＭシンボルを有し、周波数領域でサブキャリアを有するフレーム構造を提供し、該時間及び周波数領域において、第１のアンテナに対して第１のパイロットサブキャリア及び第２のアンテナに対して第２のパイロットサブキャリアを交互に割り当てるように構成され、該交互する第１のパイロットサブキャリア及び第２のパイロットサブキャリアのそれぞれは、該周波数領域において９サブキャリアの倍数で離れており、更に、２個の隣接するＯＦＤＭシンボルに割り当てられる無線通信システム。
  15. 周波数選択性を区別するために、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第１のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされ、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第２のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３個のサブキャリアの倍数によりシフトされている、請求項１４に記載の無線通信システム。
  16. それぞれのＯＦＤＭシンボルは、前記第１及び第２のパイロットサブキャリアを有する、請求項１４に記載の無線通信システム。
  17. それぞれのＯＦＤＭシンボル内の前記第１及び第２のパイロットサブキャリアのそれぞれの数は同一である、請求項１６に記載の無線通信システム。
  18. 前記プロセッサは、さらに、前記時間及び周波数領域において、第３のアンテナに対して第３のパイロットサブキャリア及び第４のアンテナに対して第４のパイロットサブキャリアを交互に割り当てるように構成され、該交互する第３のパイロットサブキャリア及び第４のパイロットサブキャリアのそれぞれは、前記周波数領域において９サブキャリアの倍数で離れており、更に、２個の隣接するＯＦＤＭシンボルに割り当てられる、請求項１４に記載の無線通信システム。
  19. 前記第１のパイロットサブキャリアは前記周波数領域で前記第３のパイロットサブキャリアと隣接し、前記第２のパイロットサブキャリアは前記周波数領域で前記第４のパイロットサブキャリアと隣接する、請求項１８に記載の無線通信システム。
  20. 周波数選択性を区別するために、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第３のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされ、２ＯＦＤＭシンボル離れている前記第４のパイロットサブキャリアのそれぞれは、３サブキャリアの倍数によりシフトされている、請求項１８に記載の無線通信システム。
  21. 前記フレーム構造は、前記上りリンク及び下りリンク通信のうち一つに用いられる、請求項１４に記載の無線通信システム。
  22. 前記フレーム構造は、ＦＵＳＣパーミュテーションモードの形態で用いられる、請求項１４に記載の無線通信システム。
  23. 前記フレーム構造は、ＡＭＣパーミュテーションモードの形態で用いられる、請求項１４に記載の無線通信システム。
  24. 第１のＯＦＤＭシンボル内の前記第１のパイロットサブキャリアの開始位置は、１サブキャリアによりオフセットされる、請求項１４に記載の無線通信システム。
  25. それぞれのＯＦＤＭシンボルは、第１、第２、第３及び第４のパイロットサブキャリアを有する、請求項１９に記載の無線通信システム。
  26. それぞれのＯＦＤＭシンボル内の前記第１、第２、第３及び第４のパイロットサブキャリアのそれぞれの数は同一である、請求項２５に記載の無線通信システム。
  27. 前記プロセッサは、前記上りリンク及び下りリンク通信のうち少なくとも一つで用いるため、サブキャリアにシンボル及びパイロットを割り当てるサブキャリア割当器を有する、請求項１４に記載の無線通信システム。
  28. 前記プロセッサは、
    入力ストリームを符号化し、コードワードを生成するチャネルエンコーダと、
    前記コードワードを信号座標上の位置を表すシンボルにマッピングするマッパーと、
    前記シンボルを処理するＭＩＭＯプロセッサと、
    を更に有する、請求項２７に記載の無線通信システム。
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