JP4812567B2 - パイロット信号の割り当て方法およびそれを利用した無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、パイロット信号の割り当て技術に関し、特にマルチキャリア信号にパイロット信号を割り当てるパイロット信号の割り当て方法およびそれを利用した無線装置に関する。

地上デジタル放送や無線ＬＡＮ等の伝送方式として、マルチパスやゴーストに対する耐性にすぐれ、かつ移動受信も可能にするＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方式が採用されている。これは、周波数軸上において互いに直交した複数のサブキャリアを使用しながらデータを変調する方式である。このようなＯＦＤＭ信号において、ひとつの伝送シンボル単位での伝送路特性を推定可能にするために、所定のサブキャリア間隔にパイロット信号が配置される。なお、パイロット信号は、既知信号である。また、高速フェージング環境下における伝送路特性の推定を可能にするために、時間軸上において、パイロット信号が連続的に配置される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１２４１２５号公報

受信側において推定した伝送路特性に含まれる誤差が大きくなると、伝送路特性をもとにデータを復調したときの受信特性が悪化する。そのため、推定した伝送路特性に含まれる誤差を小さくするようなサブキャリアへのパイロット信号の配置が要求される。一方、周波数選択性フェージングの影響によって、受信強度などの無線品質は、一般的にサブキャリア単位に異なる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信側において推定した伝送路特性に含まれる誤差を低減するためのパイロット信号の割り当て技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得する取得部と、取得部において取得した無線品質をもとに、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する特定部と、特定部において特定したサブキャリアにパイロット信号を割り当てながら、複数のサブキャリアによって形成されるマルチキャリア信号を送信する送信部とを備える。特定部は、サブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類した場合に、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されるように、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する。

「取得する」とは、無線装置において無線品質を測定することであってもよく、通信対象において測定された無線品質をデータとして受信することであってもよく、通信対象において測定された値をもとに、無線装置において無線品質を導出することであってもよい。つまり、無線品質が確認できればよいものとする。この態様によると、無線品質に応じてパイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定するので、推定した伝送路特性に含まれる誤差を低減させることができる。

特定部は、ブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアを特定の対象として、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定し、取得部は、少なくとも特定の対象となるサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得してもよい。「ブロックの中心周波数付近」とは、ひとつのブロックが占有する帯域の中心付近に相当する。この場合、ブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアにパイロット信号を割り当てるので、複数のブロックにわたって、均等にパイロット信号を配置できる。

特定部は、取得部において取得した無線品質に対して、ブロックの中心周波数に近づくほど無線品質が改善するような重みづけを実行した後に、ブロック単位に無線品質が最良となるサブキャリアを特定してもよい。この場合、ブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアにパイロット信号を割り当てやすくなるので、複数のブロックにわたって、均等にパイロット信号を配置できる。

通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号を受信する受信部をさらに備える。取得部は、受信部において受信したマルチキャリア信号から、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を測定し、送信部は、受信部において受信したマルチキャリア信号と同一の周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信してもよい。この場合、無線品質を自ら測定するので、通信対象の無線装置から無線品質を送信してもらう手順を省略でき、伝送効率の低下を抑制できる。

送信部は、マルチキャリア信号をパケット信号として送信しており、パケット信号の前方の期間において、特定部において特定したサブキャリアの情報を送信してもよい。この場合、通信対象の無線装置に対して、特定したサブキャリアの情報を通知できる。

本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号であって、かつサブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類した場合に、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されたマルチキャリア信号を受信する受信部と、受信部において受信したマルチキャリア信号と、パイロット信号との相関処理をサブキャリア単位に実行する相関部と、相関部における相関処理の結果をもとに、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアをブロック単位に推定する推定部と、推定部において推定したサブキャリアでのパイロット信号を使用しながら、受信部において受信したマルチキャリア信号を処理する処理部と、を備える。

相関処理の対象となる「パイロット信号」は、予め記憶したパイロット信号であってもよく、受信したマルチキャリア信号に含まれたパイロット信号であってもよい。前者の場合の相関処理は、相互相関処理に相当し、後者の場合の相関処理は、自己相関処理に相当する。この態様によると、通信対象の無線装置から、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアに関する情報を受けつけなくても、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアを特定するので、伝送効率を向上できる。

本発明のさらに別の態様は、パイロット信号の割り当て方法である。この方法は、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得するステップと、取得した無線品質をもとに、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定するステップと、特定したサブキャリアにパイロット信号を割り当てながら、複数のサブキャリアによって形成されるマルチキャリア信号を送信するステップとを備える。特定するステップは、サブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類した場合に、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されるように、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する。

特定するステップは、ブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアを特定の対象として、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定し、取得するステップは、少なくとも特定の対象となるサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得してもよい。特定するステップは、取得した無線品質に対して、ブロックの中心周波数に近づくほど無線品質が改善するような重みづけを実行した後に、ブロック単位に無線品質が最良となるサブキャリアを特定してもよい。

通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号を受信するステップをさらに備える。取得するステップは、受信したマルチキャリア信号から、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を測定し、送信するステップは、受信するステップにおいて受信したマルチキャリア信号と同一の周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信してもよい。送信するステップは、マルチキャリア信号をパケット信号として送信しており、パケット信号の前方の期間において、特定したサブキャリアの情報を送信してもよい。

本発明のさらに別の態様は、受信方法である。この方法は、通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号であって、かつサブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類した場合に、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されたマルチキャリア信号を受信するステップと、受信したマルチキャリア信号と、パイロット信号との相関処理をサブキャリア単位に実行するステップと、相関処理の結果をもとに、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアをブロック単位に推定するステップと、推定したサブキャリアでのパイロット信号を使用しながら、受信したマルチキャリア信号を処理するステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

受信側において推定した伝送路特性に含まれる誤差を低減できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムでは、複数のサブキャリアにてひとつのサブキャリアブロックが構成され、複数のサブキャリアブロックにてマルチキャリア信号が構成されている。基地局装置は、ひとつのサブキャリアブロックをひとつの端末装置に割り当てることによって、ＯＦＤＭＡを実行する。また、基地局装置は、複数のサブキャリアブロックをひとつの端末装置に割り当ててもよい。端末装置が伝送路特性を推定できるように、基地局装置は、パイロット信号を所定のサブキャリアに配置する。

周波数選択性フェージングの影響を受けると、端末装置において受信されたマルチキャリア信号の信号強度は、サブキャリア単位に異なった値になる。信号強度が小さくなるサブキャリアにパイロット信号が配置されていれば、当該パイロット信号をもとに推定された伝送路特性であって、かつ端末装置において推定された伝送路特性に含まれる誤差が大きくなる。端末装置は、推定した伝送路特性をもとにデータを復調するので、伝送路特性に含まれた誤差が大きくなると、受信特性が悪化する。これに対応するため、本実施例に係る基地局装置は、以下の処理を実行する。

なお、基地局装置から端末装置へ送信される下り回線のパケット信号と、端末装置から基地局装置へ送信される上り回線のパケット信号とは、同様に構成される。基地局装置は、端末装置から受信したマルチキャリア信号に対して、サブキャリア単位に無線品質、例えばＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を測定する。また、基地局装置は、サブキャリアブロック単位に、複数のＥＶＭを比較し、最良のＥＶＭに対応したサブキャリアへのパイロット信号の割当を決定する。基地局装置は、決定したサブキャリアにパイロット信号を割り当ててから、マルチキャリア信号を送信する。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、端末装置１０、基地局装置１２、ネットワーク１８を含む。また、端末装置１０は、端末用アンテナ１４を含み、基地局装置１２は、基地局用アンテナ１６を含む。

基地局装置１２は、一端に基地局用アンテナ１６を介して端末装置１０を接続し、他端にネットワーク１８を接続する。また、端末装置１０は、端末用アンテナ１４を介して基地局装置１２に接続する。基地局装置１２は、図示しない複数の端末装置１０に対してチャネルを割り当てることによって、複数の端末装置１０との通信を実行する。具体的には、端末装置１０が基地局装置１２に対してチャネル割当の要求信号を送信し、基地局装置１２は、受信した要求信号に応答して、端末装置１０にチャネルを割り当てる。

また、基地局装置１２は、端末装置１０に割り当てたチャネルに関する情報を送信し、端末装置１０は、割り当てられたチャネルを使用しながら、基地局装置１２との通信を実行する。その結果、端末装置１０から送信されたデータは、基地局装置１２を介して、ネットワーク１８に出力され、最終的にネットワーク１８に接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置１０の方向にもデータは伝送される。

図２は、通信システム１００において送信されるマルチキャリア信号の構成を示す。特に、図２は、ＯＦＤＭ伝送方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ伝送方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ここでは、サブキャリア番号「１」から「ｚ」までのｚ個のサブキャリアが規定されている。また、複数のサブキャリアにて構成されたひとつの信号の単位であって、かつ時間領域のひとつの信号の単位は、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれるものとする。

図３は、通信システム１００において送信されるパケット信号の構成を示す。図３の縦方向は、周波数軸を示しており、図３の横方向は、時間軸を示す。また、縦方向の周波数軸は、図２のスペクトルに相当しており、図２のごとく、ｚ個のサブキャリアが含まれたマルチキャリア信号によってパケット信号が形成されている。パケット信号の周波数成分において、所定数のマルチキャリアがひとつのサブキャリアブロックに含まれることによって、第１サブキャリアブロックから第ＮサブキャリアブロックのＭ個のサブキャリアブロックが形成される。ここで、Ｍはｚよりも小さい値を有している。

つまり、サブキャリアの数よりも少ない数のサブキャリアブロックに、複数のサブキャリアは分類されている。このような複数のサブキャリアブロックは、時間方向に並列に配置されている。図１の基地局装置１２は、少なくともひとつのサブキャリアブロックを前述のチャネルとして端末装置１０に割り当てる。なお、図３のパケット信号は、図１の基地局装置１２から端末装置１０へ送信される下り回線でのパケット信号を示しているが、端末装置１０から基地局装置１２へ送信される上り回線でのパケット信号も同様に構成されればよいので、ここでは説明を省略する。

図４は、サブキャリアブロックの構成を示す。図４は、図３に示された複数のサブキャリアブロックのうちのいずれかを詳細に示す。ここで、図４の縦方向は、図３と同様に周波数軸を示しており、図４の横方向は、図３と同様に時間軸を示す。また、図２において説明したように、サブキャリアブロックに含まれるサブキャリアは、サブキャリア番号「ｉ」から「ｉ＋１４」にて示される。ここでは、ひとつのサブキャリアブロックに含まれるサブキャリアの数は、「１５」とされる。時間軸におけるパケット信号の先頭から、「ＳＴＳ」、「ＬＴＳ」、「ＳＩＧ」、「データ」の順に配置がなされる。

ここで、「ＳＴＳ」は、端末装置１０におけるＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）設定用およびタイミング検出用の既知信号であり、「ＬＴＳ」は、端末装置１０における伝送路特性の推定用の既知信号であり、「ＳＩＧ」は、制御信号である。さらに、「データ」は、図４の「データ１」から「データＮ」を総称したものであり、基地局装置１２から端末装置１０に送信すべきデータに相当する。「ＳＴＳ」は、サブキャリア番号「ｉ＋１」、「ｉ＋５」、「ｉ＋９」、「ｉ＋１３」に配置され、「ＬＴＳ」は、サブキャリア番号「ｉ」、「ｉ＋２」、「ｉ＋４」、「ｉ＋６」、「ｉ＋８」、「ｉ＋１０」、「ｉ＋１２」、「ｉ＋１４」に配置される。つまり、ＳＴＳとＬＴＳとは、互いに異なったサブキャリアに配置される。一方、「ＳＩＧ」は、ひとつのサブキャリアブロックに含まれるすべてのサブキャリアに配置される。

「データ」は、時間軸において複数のシンボルにわたって配置される。また、図４は、ひとつのシンボルに、１５個のデータ、例えば「データ１」から「データ１５」が配置されているように示しているが、実際は、１５のサブキャリアのうちの少なくともひとつにパイロット信号が含まれている。例えば、サブキャリア番号「ｉ＋７」のサブキャリアにパイロット信号が割り当てられている場合、「データ８」の代わりに「パイロット信号」が配置される。また、サブキャリア番号「ｉ＋７」のサブキャリアにパイロット信号が割り当てられている場合、複数のシンボルにパイロット信号が配置される。

図５は、基地局装置１２の構成を示す。基地局装置１２は、基地局用アンテナ１６、無線部２０、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２２、復調部２４、測定部２６、制御部２８、デサブチャネルゼーション部３０、サブチャネルゼーション部３２、変調部３４、ＩＦＦＴ部３６、ベースバンド処理部３８を含む。

無線部２０は、受信処理として、基地局用アンテナ１６において端末装置１０から受信した無線周波数のマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのマルチキャリア信号を生成する。さらに、無線部２０は、ベースバンドのマルチキャリア信号をＦＦＴ部２２に出力する。一般的に、ベースバンドのマルチキャリア信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、無線部２０には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。

無線部２０は、送信処理として、ＩＦＦＴ部３６から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のマルチキャリア信号を生成する。さらに、無線部２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を基地局用アンテナ１６に出力する。つまり、無線部２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を基地局用アンテナ１６から送信する。なお、無線部２０は、受信したマルチキャリア信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信する。つまり、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）が使用されているものとする。また、無線部２０には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。なお、無線部２０において処理されるマルチキャリア信号は、図２から図４に示されたマルチキャリア信号を時間領域に変換した信号である。また、時間領域に変換した信号には、ガードインターバルが付加されていてもよいが、ここでは、説明を省略する。

ＦＦＴ部２２は、無線部２０から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して、時間領域から周波数領域への変換を実行する。ＦＦＴ部２２は、周波数領域に変換したマルチキャリア信号を復調部２４に出力する。周波数領域に変換したマルチキャリア信号は、図２から図４のごとく、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有する。なお、ＦＦＴ部２２は、タイミング同期、つまりＦＦＴのウインドウの設定を実行し、ガードインターバルの削除も実行する。タイミング同期等には、前述の「ＳＴＳ」が使用されるが、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。

復調部２４は、ＦＦＴ部２２において周波数領域に変換したマルチキャリア信号を復調する。なお、復調のために伝送路特性が推定されるが、伝送路特性の推定には、前述の「ＬＴＳ」が使用される。伝送路特性の推定には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略するが、伝送路特性は、サブキャリア単位に推定される。復調部２４は、復調した結果をデサブチャネルゼーション部３０に出力する。

デサブチャネルゼーション部３０は、復調部２４から復調結果を受けつけ、復調結果を端末装置１０単位に分離する。つまり、復調結果は、図３および図４のごとく、複数のサブキャリアブロックによって構成されている。そのため、ひとつのサブキャリアブロックがひとつのチャネルとして、ひとつの端末装置１０に割り当てられている場合、復調結果には、複数の端末装置１０からの信号が含まれている。デサブチャネルゼーション部３０は、このような復調結果を分離する。デサブチャネルゼーション部３０は、分離した復調結果に対して、送信元の端末装置１０を識別するための情報と宛先を識別するための情報とを付加して、ベースバンド処理部３８に出力する。

ベースバンド処理部３８は、デサブチャネルゼーション部３０から受けつけた復調結果をネットワーク１８に出力する。復調結果の宛先は、復調結果に付加された情報であって、かつ宛先を識別するための情報をもとに設定される。ここで、宛先を識別するための情報は、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスによって示される。また、ベースバンド処理部３８は、ネットワーク１８から複数の端末装置１０に対するデータを入力する。制御部２８は、入力したデータをサブチャネルゼーション部３２に出力する。

サブチャネルゼーション部３２は、デサブチャネルゼーション部３０とは逆の処理を実行する。サブチャネルゼーション部３２は、ベースバンド処理部３８から、複数の端末装置１０へのデータを受けつけ、データをサブキャリアブロックに割り当て、複数のサブキャリアブロックからマルチキャリア信号を形成する。つまり、サブチャネルゼーション部３２は、図３および図４のごとく、複数のサブキャリアブロックによって構成されるマルチキャリア信号を形成する。なお、データが割り当てられるべきサブキャリアブロックは、予め決められており、それに関する指示は、図示しない信号線によって制御部２８から受けつけるものとする。サブチャネルゼーション部３２は、マルチキャリア信号を変調部３４に出力する。

変調部３４は、サブチャネルゼーション部３２から受けつけたマルチキャリア信号に対して、変調を実行する。また、変調部３４は、変調したマルチキャリア信号をＩＦＦＴ部３６に出力する。ＩＦＦＴ部３６は、変調部３４から入力した変調したマルチキャリア信号に対して、周波数領域から時間領域への変換を実行する。ＩＦＦＴ部３６は、時間領域に変換したマルチキャリア信号をベースバンドのマルチキャリア信号として無線部２０に出力する。なお、ＩＦＦＴ部３６は、ガードインターバルの付加も実行するが、ここでは説明を省略する。

測定部２６は、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質として、ＥＶＭを測定する。つまり、測定部２６は、受信したマルチキャリア信号から、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を測定する。そのために、測定部２６は、復調部２４から、ＦＦＴ部２２において周波数領域に変換したマルチキャリア信号、つまり復調前の信号を受けつける。また、測定部２６は、復調部２４から、検波したマルチキャリア信号、つまり復調後の信号も受けつける。測定部２６は、復調前の信号と復調後の信号とを使用しながら、ＥＶＭをサブキャリア単位に導出する。ＥＶＭの導出の説明は、後述する。

制御部２８は、端末装置１０に対するチャネルの割当、基地局装置１２全体のタイミング制御等を実行する。また、制御部２８は、測定部２６において測定したＥＶＭをもとに、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する。具体的に説明すると、制御部２８は、サブキャリアブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されるように、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する。ここでは、ひとつのサブキャリアブロックにひとつのパイロット信号が配置されるものとする。制御部２８は、サブキャリアブロック単位に、ＥＶＭの大きさを比較する。図４の例では、１５個のサブキャリアのそれぞれに対応したＥＶＭの大きさが比較される。また、制御部２８は、最小のＥＶＭに対応したサブキャリアを特定する。制御部２８は、特定したサブキャリアをサブチャネルゼーション部３２に通知する。

サブチャネルゼーション部３２は、制御部２８において特定したサブキャリアにパイロット信号を割り当てながら、複数のサブキャリアによって形成されるマルチキャリア信号をパケット信号として生成する。例えば、制御部２８が図４のサブキャリア番号「ｉ＋７」のサブキャリアを特定すれば、サブチャネルゼーション部３２は、「データ７」、「データＮ−７」等にパイロット信号を割り当てる。なお、複数のシンボルにわたるパイロット信号のパターンは、予め規定されているものとする。さらに、サブチャネルゼーション部３２は、パケット信号の前方の期間において、測定部２６において特定したサブキャリアの情報を送信する。ここで、測定部２６において特定したサブキャリアの情報は、図４の「ＳＩＧ」に含まれる。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６は、復調部２４と測定部２６の構成を示す。復調部２４は、キャリア再生部５０、検波部５２を含み、測定部２６は、再変調部５４、ＥＶＭ計算部５６を含む。復調部２４に入力される信号は、前述のごとく、周波数領域に変換したマルチキャリア信号である。そのため、複数のサブキャリアに応じた成分が並列に復調部２４に入力されるべきである。しかしながら、ここでは、図を明瞭にするために、ひとつの信号線によってこれを示すものとする。

キャリア再生部５０は、前述の伝送路特性をサブキャリア単位に推定する。キャリア再生部５０の動作については、説明を省略する。また、キャリア再生部５０は、推定した伝送路特性の逆特性を出力する。検波部５２は、キャリア再生部５０からの伝送路特性の逆特性を使用しながら、周波数領域に変換したマルチキャリア信号を検波する。ここで、検波部５２は、サブキャリアを対応づけながら、サブキャリア単位に検波を実行する。検波部５２は、検波した結果を前述の復調結果として出力する。

再変調部５４は、検波部５２から復調結果を受けつけ、受けつけた復調結果をサブキャリア単位に再変調して出力する。再変調については公知の技術を使用すればよいので、ここでは説明を省略する。再変調部５４は、再変調した信号を参照信号としてＥＶＭ計算部５６に出力する。ＥＶＭ計算部５６は、周波数領域に変換したマルチキャリア信号と、再変調部５４からの参照信号を受けつける。ＥＶＭ計算部５６は、ＥＶＭをサブキャリア単位に導出する。

図７は、ＥＶＭ計算部５６における計算の概要を示す。図７は、ひとつのサブキャリアに対する計算の概要に相当する。また、図７の横軸はＩ軸に相当し、縦軸はＱ軸に相当する。図中の「ＩＱｍｅａｓｕｒｅｄ」は、周波数領域に変換したマルチキャリア信号に相当し、「ＩＱｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」は、参照信号に相当する。Ｉ軸上における「ＩＱｍｅａｓｕｒｅｄ」と「ＩＱｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」との誤差は、図示のごとく「Ｉｅｒｒ」と示され、Ｑ軸上における「ＩＱｍｅａｓｕｒｅｄ」と「ＩＱｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」との誤差は、図示のごとく「Ｑｅｒｒ」と示される。ここで、ＥＶＭは、以下のように導出される。

図６に戻る。ＥＶＭ計算部５６は、導出したサブキャリア単位のＥＶＭを図示しない制御部２８に出力する。

以上の構成による基地局装置１２の動作を説明する。図８は、基地局装置１２における送信手順を示すフローチャートである。制御部２８は、初期の状態において、サブキャリアブロックの中心にパイロット信号を配置させる（Ｓ１０）。サブチャネルゼーション部３２、変調部３４、ＩＦＦＴ部３６、無線部２０は、パケット信号を送信する（Ｓ１２）。無線部２０、ＦＦＴ部２２、復調部２４、デサブチャネルゼーション部３０は、パケット信号を受信する（Ｓ１４）。測定部２６は、サブキャリア単位にＥＶＭを計算する（Ｓ１６）。制御部２８は、ＥＶＭをもとに、サブキャリアブロック単位にサブキャリアを特定する（Ｓ１８）。制御部２８は、特定したサブキャリアへのパイロット信号の割当をサブチャネルゼーション部３２に指示する（Ｓ２０）。データが終了しなければ（Ｓ２２のＮ）、ステップ１２に戻る。データが終了すれば（Ｓ２２のＹ）、処理は終了される。

これまでの実施例において、基地局装置１２は、パイロット信号を割り当てたサブキャリアに関する情報を「ＳＩＧ」に含ませている。端末装置１０は、「ＳＩＧ」に含まれた情報を取得し、情報からパイロット信号が割り当てられたサブキャリアを特定した後に、パイロット信号から伝送路特性を推定する。以下では、基地局装置１２が、パイロット信号を割り当てたサブキャリアに関する情報を「ＳＩＧ」に含ませない場合を説明する。端末装置１０は、パイロット信号のパターンを予め記憶しており、記憶したパイロット信号と受信したマルチキャリア信号との相互相関をサブキャリア単位に実行する。また、端末装置１０は、相関値の大きいサブキャリアにパイロット信号が配置されていると推定する。さらに、端末装置１０は、パイロット信号から伝送路特性を推定する。

ここでの端末装置１０は、図５に示された基地局装置１２と同様のタイプである。しかしながら、端末装置１０は、基地局装置１２と異なって、ネットワーク１８に接続されておらず、パイロット信号の割当および端末装置１０に対するチャネルの割当を実行しない。図９は、端末装置１０における測定部２６と制御部２８との構成を示す。測定部２６は、相関部６０を含み、制御部２８は、推定部６２を含む。

図示しない無線部２０、ＦＦＴ部２２は、図示しない基地局装置１２からのマルチキャリア信号であって、かつ前述のサブキャリアブロックに複数のサブキャリアを分類した場合に、サブキャリアブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されたマルチキャリア信号を受信する。端末装置１０は、どのサブキャリアにパイロット信号が割り当てられているかを予め認識していないものとする。そのため、復調部２４は、ＦＦＴ部２２から、周波数領域に変換されたマルチキャリア信号を受けつけた後、これを一旦記憶する。

相関部６０は、予めパイロット信号のパターンを記憶しており、ＦＦＴ部２２において周波数領域に変換されたマルチキャリア信号と、記憶したパイロット信号のパターンとの相互相関処理をサブキャリア単位に実行する。パイロット信号のパターンとは、複数のシンボルにわたって規定される値である。相関部６０は、以上の処理を実行するためにマッチドフィルタによって構成されており、パイロット信号のパターンをタップ係数に設定する。このようなマッチドフィルタは、複数のサブキャリアのそれぞれに対して設けられている。なお、相関部６０は、相互相関処理ではなく、自己相関処理を実行してもよい。その際、パイロット信号のパターンは、それよりも短いパターンが複数回数組み合わされることによって構成されている。また、自己相関処理のための遅延時間は、短いパターンを形成する周期に設定される。

推定部６２は、相関部６０において導出した相関値の大きさを比較する。また、推定部６２は、最大の相関値に対応したサブキャリアをサブキャリアブロック単位に特定する。推定部６２は、特定したサブキャリアにパイロット信号が割り当てられていると推定する。推定部６２は、推定したサブキャリアに関する情報を図示しない復調部２４に出力する。

復調部２４は、推定部６２において推定したサブキャリアに関する情報を取得し、情報に対応したサブキャリアにパイロット信号が配置されているとしながら、記憶した周波数領域のマルチキャリア信号を復調する。復調部２４は、ＬＴＳの期間において伝送路特性を推定するとともに、公知の技術を使用しながらパイロット信号をもとに、伝送路特性を更新する。なお、端末装置１０において、図示しないデサブチャネルゼーション部３０およびサブチャネルゼーション部３２は、当該端末装置１０に対して割り当てられたサブチャネルブロックを処理の対象とする。

本発明の実施例によれば、ＥＶＭに応じてパイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定するので、端末装置において推定した伝送路特性に含まれる誤差を低減させることができる。また、ＥＶＭに応じてパイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定するので、品質が悪化しているサブキャリアへのパイロット信号の割当を回避できる。また、伝送路特性に含まれる誤差を低減させるので、受信品質を向上できる。また、サブキャリアブロック単位に割当を実行するので、チャネルと割当の単位を同一にできる。また、割当の単位が同一になるので、処理を簡易にできる。また、ＥＶＭを自ら測定するので、端末装置からＥＶＭを送信してもらう手順を省略でき、伝送効率の低下を抑制できる。また、パイロット信号を割り当てたサブキャリアに関する情報をＳＩＧにおいて送信するので、端末装置に対して、特定したサブキャリアの情報を通知できる。また、無線環境に応じてパイロット信号が割り当てられるサブキャリアを変更するので、受信品質の悪化を抑制できる。

また、基地局装置から、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアに関する情報を受けつけなくても、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアを特定するので、伝送効率を向上できる。また、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアを特定するので、基地局装置において、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアが随時変更される場合であっても、パイロット信号を特定できる。また、パイロット信号を使用するので、受信品質を向上できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、測定部２６は、無線品質として、ＥＶＭをサブキャリア単位に測定している。しかしながらこれに限らず例えば、測定部２６は、無線品質として、受信信号の強度をサブキャリア単位に導出してもよい。本変形例によれば、測定部２６における処理を簡易にできる。また、制御部２８は、測定部２６において測定した無線品質を受けつけるのではなく、端末装置１０において測定された無線品質を受けつけてもよい。本変形例によれば、上り回線の周波数と下り回線の周波数とが異なる場合であっても、本発明を適用できる。つまり、サブキャリア単位の無線品質が取得できればよい。

本発明の実施例において、測定部２６、制御部２８は、サブキャリアブロックに含まれた複数のサブキャリアを処理の対象としている。しかしながらこれに限らず例えば、制御部２８は、サブキャリアブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアを特定の対象として、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定してもよい。具体的には、図４のサブキャリア番号「ｉ＋５」から「ｉ＋９」までの５つのサブキャリアが特定の対象とされる。その際、測定部２６は、少なくとも特定の対象となるサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得する。本変形例によれば、サブキャリアブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアにパイロット信号を割り当てるので、複数のサブキャリアブロックにわたって、均等にパイロット信号を配置できる。また、均等にパイロット信号が配置されるので、フェージングの影響を低減できる。また、サブキャリアブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアを処理の対象とするので、処理量を低減できる。つまり、パイロット信号を割り当てるべきサブキャリアが特定されればよい。

本発明の実施例において、制御部２８は、測定部２６において測定したＥＶＭの大きさをそのまま比較している。しかしながらこれに限らず例えば、制御部２８は、測定部２６において取得したＥＶＭに対して、サブキャリアブロックの中心周波数に近づくほどＥＶＮが改善するような重みづけを実行した後に、サブキャリアブロック単位の特定を実行してもよい。具体的には、図４のサブキャリア番号「ｉ＋７」のサブキャリアに対して１／４の重みづけを実行し、サブキャリア番号「ｉ＋４」から「ｉ＋６」および「ｉ＋８」から「ｉ＋１０」のサブキャリアに対して１／２の重みづけを実行する。その結果、重みづけがなされたサブキャリアに対するＥＶＭは小さくなるので、制御部２８による特定がなされやすくなる。なお、無線品質が受信信号の強度である場合、受信信号の強度が大きくなるような重みづけがなされる。さらに、本変形例にと前記の変形例とが組み合わされてもよい。本変形例によれば、サブキャリアブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアにパイロット信号を割り当てやすくなるので、複数のサブキャリアブロックにわたって、均等にパイロット信号を配置できる。つまり、パイロット信号を割り当てるべきサブキャリアが特定されればよい。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の通信システムにおいて送信されるマルチキャリア信号の構成を示す図である。 図１の通信システムにおいて送信されるパケット信号の構成を示す図である。 図３のサブキャリアブロックの構成を示す図である。 図１の基地局装置の構成を示す図である。 図５の復調部と測定部の構成を示す図である。 図６のＥＶＭ計算部における計算の概要を示す図である。 図５の基地局装置における送信手順を示すフローチャートである。 図１の端末装置における測定部と制御部との構成を示す図である。

符号の説明

１０ 端末装置、 １２ 基地局装置、 １４ 端末用アンテナ、 １６ 基地局用アンテナ、 １８ ネットワーク、 ２０ 無線部、 ２２ ＦＦＴ部、 ２４ 復調部、 ２６ 測定部、 ２８ 制御部、 ３０ デサブチャネルゼーション部、 ３２ サブチャネルゼーション部、 ３４ 変調部、 ３６ ＩＦＦＴ部、 ３８ ベースバンド処理部、 １００ 通信システム。

Claims (7)

1. 複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得する取得部と、
   前記取得部において取得した無線品質をもとに、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する特定部と、
   前記特定部において特定したサブキャリアにパイロット信号を割り当てながら、複数のサブキャリアによって形成されるマルチキャリア信号を送信する送信部と、を備え、
   前記特定部は、サブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類し、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されるように、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する場合、前記取得部において取得した無線品質に対して、ブロックの中心周波数に近づくほど無線品質が改善するような重みづけを実行した後に、ブロック単位に無線品質が最良となるサブキャリアを特定することを特徴とする無線装置。
2. 前記特定部は、ブロックの中心周波数付近に配置されたサブキャリアを特定の対象として、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定し、
   前記取得部は、少なくとも特定の対象となるサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号を受信する受信部をさらに備え、
   前記取得部は、前記受信部において受信したマルチキャリア信号から、複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を測定し、
   前記送信部は、前記受信部において受信したマルチキャリア信号と同一の周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
4. 前記送信部は、マルチキャリア信号をパケット信号として送信しており、パケット信号の前方の期間において、前記特定部において特定したサブキャリアの情報を送信することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線装置。
5. 請求項１に記載の無線装置を通信対象とする無線装置であって、
   前記通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号であって、かつサブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類した場合に、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されたマルチキャリア信号を受信する受信部と、
   前記受信部において受信したマルチキャリア信号と、パイロット信号との相関処理をサブキャリア単位に実行する相関部と、
   前記相関部における相関処理の結果をもとに、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアをブロック単位に推定する推定部と、
   前記推定部において推定したサブキャリアでのパイロット信号を使用しながら、前記受信部において受信したマルチキャリア信号を処理する処理部と、
   を備えることを特徴とする無線装置。
6. 複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得するステップと、
   取得した無線品質をもとに、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定するステップと、
   特定したサブキャリアにパイロット信号を割り当てながら、複数のサブキャリアによって形成されるマルチキャリア信号を送信するステップと、を備え、
   前記特定するステップは、サブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類し、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されるように、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する場合、前記取得するステップにおいて取得した無線品質に対して、ブロックの中心周波数に近づくほど無線品質が改善するような重みづけを実行した後に、ブロック単位に無線品質が最良となるサブキャリアを特定することを特徴とするパイロット信号の割り当て方法。
7. 複数のサブキャリアのそれぞれに対する無線品質を取得するステップと、
   取得した無線品質をもとに、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定するステップと、
   特定したサブキャリアにパイロット信号を割り当てながら、複数のサブキャリアによって形成されるマルチキャリア信号を送信するステップと、を備え、
   前記特定するステップは、サブキャリアの数よりも少ない数のブロックに複数のサブキャリアを分類し、ブロック単位に少なくともひとつのパイロット信号が配置されるように、パイロット信号を割り当てるサブキャリアを特定する場合、前記取得するステップにおいて取得した無線品質に対して、ブロックの中心周波数に近づくほど無線品質が改善するような重みづけを実行した後に、ブロック単位に無線品質が最良となるサブキャリアを特定することをコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images