JPWO2006049282A1 - 無線送信装置およびパイロット信号挿入方法 - Google Patents

無線送信装置およびパイロット信号挿入方法 Download PDF

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Abstract

スループットを改善することができる無線送信装置およびパイロット信号挿入方法を提供する。本装置において、ＭＣＳ決定部（１０６）は、複数の変調方式のいずれかを選択する。情報生成部（１０８）は、選択された変調方式に対応するパイロット信号の挿入位置を決定する。変調部（１１６）は、選択された変調方式でデータ信号を変調する。信号配置部（１１８）は、変調されたデータ信号にパイロット信号を挿入するとともに、パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更する。送信ＲＦ部（１２４）は、パイロット信号が挿入されたデータ信号を送信する。

Description

本発明は、パイロット信号を用いてチャネル推定を行う無線通信システムで用いられる無線送信装置およびパイロット信号挿入方法に関する。
無線通信システムにおいて、無線送信装置が、データ信号にパイロット信号を挿入（多重）した上で、データ信号を無線受信装置に送信する場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、無線受信装置は、受信したパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、その結果に基づいてチャネル補償を行った上で、受信したデータ信号を復調する。
また、データ信号の変調に用いる変調方式を複数の変調方式の中から適応的に選択する無線通信システムでは、例えば、無線受信装置が回線品質情報を無線送信装置に報告し、無線送信装置が回線品質情報に基づいて変調方式を選択する。
特開２００１−１９７０３７号公報
しかしながら、従来の無線通信システムでは、チャネル推定精度に関して要求されるレベルは、変調方式によって異なる。換言すれば、一定レベル以上のチャネル推定精度を確保するのに必要なパイロット信号の挿入間隔（または挿入量）が、変調方式によって異なる。このため、例えば、複数の変調方式の中で最も狭い挿入間隔を要求する変調方式を使用する無線受信装置でのチャネル推定精度を一定レベル以上にするために、共通パイロット信号を前述の最も狭い挿入間隔で挿入した場合、その変調方式と異なる変調方式を使用する無線受信装置にとって必要以上の量のパイロット信号が伝送されることとなる。よって、スループットの改善に一定の限界がある。
本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたもので、スループットを改善することができる無線送信装置およびパイロット信号挿入方法を提供することである。
本発明の無線送信装置は、複数の変調方式の中から選択された変調方式で、データ信号を変調する変調手段と、変調されたデータ信号にパイロット信号を挿入するとともに、前記パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更する挿入手段と、前記パイロット信号が挿入された前記データ信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
本発明のパイロット信号挿入方法は、複数の変調方式の中から選択された変調方式で変調されたデータ信号に、パイロット信号を挿入するパイロット信号挿入方法であって、前記パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更するようにした。
本発明によれば、スループットを改善することができる。
本発明の一実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る移動局の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る無線通信システムにおける動作を説明するフロー図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の他の例を示す図 本発明の一実施の形態に係る送受信動作を説明する図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の変形例を示す図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の他の変形例を示す図 本発明の一実施の形態に係る遅延分散に基づくパイロット配置決定法の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る遅延分散に基づくパイロット配置決定法の他の例を示す図 本発明の一実施の形態に係るドップラー周波数に基づくパイロット配置決定法の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係るドップラー周波数に基づくパイロット配置決定法の他の例を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る無線送信装置を適用した基地局装置（以下「基地局」を略記する）の構成を示すブロック図である。また、図２は本発明の一実施の形態に係る無線受信装置を適用した移動局装置（以下「移動局」と略記する）の構成を示すブロック図である。
図１の基地局１００は、アンテナ１０２、受信ＲＦ部１０４、ＭＣＳ決定部１０６、情報生成部１０８、ＰＬ生成部１１０、ＳＣＣＨ生成部１１２、符号化部１１４、変調部１１６、信号配置部１１８、ＩＦＦＴ部１２０、ＧＩ付加部１２２、送信ＲＦ部１２４およびアンテナ１２６を有する。
受信ＲＦ部１０４は、図２の移動局１５０から送信された信号をアンテナ１０２を介して受信し、受信信号に対して所定の受信ＲＦ処理（例えば、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。受信ＲＦ処理を施された信号はＭＣＳ決定部１０６に出力される。
ＭＣＳ決定部１０６は、入力された信号から後述の回線品質情報（ＣＱＩ）を抽出し、抽出したＣＱＩに従って、ＭＣＳ（例えば、変調方式や符号化率）を決定する。変調方式の決定についてより具体的に説明すると、複数の変調方式の中で、現在の下り回線の回線品質に対して最適な変調方式を選択する。決定されたＭＣＳは情報生成部１０８、ＳＣＣＨ生成部１１２、符号化部１１４および変調部１１６に出力される。なお、回線品質情報はＣＳＩと表されることもある。
情報生成部１０８は、送信するデータ信号（以下「データ」と略記する）に挿入するパイロット信号（以下「パイロット」と略記する）の構成（例えば挿入間隔や挿入量）を、入力されたＭＣＳに基づいて決定する。情報生成部１０８は、例えば、選択された変調方式が変更されたときに、信号配置部１１８によってデータに挿入されるパイロットの挿入位置が変更されるようにパイロット構成を変更する。そして、その構成を示すパイロット構成情報を生成し、ＰＬ生成部１１０および信号配置部１１８に出力する。なお、パイロット構成情報は、パイロット構成を明示するものであっても良いし、パイロット構成の変更分のみを示すものであっても良い。
ＰＬ生成部１１０は、入力されたパイロット構成情報に従ってパイロットを生成し、信号配置部１１８に出力する。
ＳＣＣＨ生成部１１２は、データの送信先である移動局１５０に、入力されたＭＣＳを通知するためのＳＣＣＨ（Ｓｈｅａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を生成し、信号配置部１１８に出力する。
符号化部１１４は、ＭＣＳ決定部１０６で決定された符号化率でデータを符号化する。変調部１１６は、符号化されたデータを、ＭＣＳ決定部１０６で決定された変調方式で変調する。変調されたデータは信号配置部１１８に出力される。
挿入手段としての信号配置部１１８は、入力されたデータ、ＳＣＣＨおよびパイロットを、入力されたパイロット構成情報に示されたパイロット構成に従って配置する。前述の各信号は、周波数軸および時間軸から成る領域に配置される。これによってパイロットがデータに挿入される。配置処理を施された信号はＩＦＦＴ部１２０に出力される。
ＩＦＦＴ部１２０は、入力された信号に対してＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を施す。ＧＩ付加部１２２は、ＩＦＦＴ処理を施された信号の所定位置にＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を付加する。送信ＲＦ部１２４は、ＧＩを付加された信号に対して所定の送信ＲＦ処理（例えば、Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、送信ＲＦ処理を施された信号を、アンテナ１２６を介して送信する。
図２の移動局１５０は、アンテナ１５２、受信ＲＦ部１５４、ＧＩ削除部１５６、ＦＦＴ部１５８、情報抽出部１６０、情報復号部１６２、信号分割部１６４、チャネル推定部１６６、ＣＱＩ生成部１６８、送信ＲＦ部１７０、アンテナ１７２、ＳＣＣＨ復号部１７４、復調部１７６および復号部１７８を有する。
受信ＲＦ部１５４は、基地局１００から送信された信号をアンテナ１５２を介して受信し、受信信号に対して所定の受信ＲＦ処理（例えば、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、受信ＲＦ処理を施された信号をＧＩ削除部１５６に出力する。ＧＩ削除部１５６は、入力された信号の所定位置に挿入されたＧＩを削除し、ＧＩ削除後の信号をＦＦＴ部１５８に出力する。ＦＦＴ部１５８は、ＧＩ削除後の信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を施し、ＦＦＴ処理を施された信号を情報抽出部１６０に出力する。
情報抽出部１６０は、ＦＦＴ処理を施された信号を信号分割部１６４に出力するとともに、パイロット構成情報が配置された部分を、ＦＦＴ処理を施された信号から抽出して情報復号部１６２に出力する。
情報復号部１６２は、入力された信号を復号してパイロット構成情報を取得する。取得されたパイロット構成情報は信号分割部１６４に出力される。
信号分割部１６４は、ＦＦＴ処理を施された信号を、入力されたパイロット構成情報に従って、データ、ＳＣＣＨおよびパイロットがそれぞれ配置された部分に分割する。
チャネル推定部１６６は、パイロットが配置された部分の信号を用いてチャネル推定を行う。チャネル推定の結果として得られた回線品質は、ＣＱＩ生成部１６８、ＳＣＣＨ復号部１７４および復調部１７６に通知される。
ＣＱＩ生成部１６８は、通知された回線品質を示すＣＱＩを生成し、送信ＲＦ部１７０に出力する。
ＳＣＣＨ復号部１７４は、ＳＣＣＨが配置された部分の信号を、通知された回線品質に基づいてチャネル補償を行いつつ復号する。復調部１７６は、通知された回線品質に基づいてチャネル補償を行いつつ、データが配置された部分の信号を、復号されたＳＣＣＨに示された変調方式に従って復調する。復号部１７８は、復調されたデータを復号する。
次いで、上記構成を有する基地局１００および移動局１５０で構成される無線通信システムにおける動作について説明する。図３は、無線通信システムにおける動作を説明するフロー図である。
まず、移動局１５０が下りリンクのＣＱＩを基地局１００に送信する（Ｓ１）。ＣＱＩを受信した基地局１００は、ＳＣＣＨ（またはＭＣＳ）とパイロット構成を決定する（Ｓ２）。
そして、基地局１００の信号配置部１１８では、決定されたパイロット構成に従って、パイロットがデータに挿入される。パイロット構成の例としては、図４および図５に示すものが挙げられる。図４は、変調方式がＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の場合のパイロット構成を示し、図５は、変調方式が１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の場合のパイロット構成を示す。
変調多値数が１６ＱＡＭに比べて小さいＱＰＳＫの場合は、時間軸上でのパイロットの挿入間隔が１６ＱＡＭの場合に比べて狭い。また、ＱＰＳＫの場合、周波数軸上ではパイロット挿入が行われていないのに対して、１６ＱＡＭの場合は、周波数軸上でパイロットが所定間隔で挿入されている。また、１６ＱＡＭの場合は、ＱＰＳＫの場合に比べてパイロット挿入量が多い。つまり、信号配置部１１８は、パイロットの挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更する。
パイロットがデータに挿入された後、基地局１００は、ＳＣＣＨ、パイロット構成情報およびデータをそれぞれ送信する（Ｓ３）。なお、ＳＣＣＨの送信は、固定周期で行われても良く、可変周期で行われても良い。各信号を受信した移動局１５０は、ＳＣＣＨおよびパイロット構成情報を復号してから、データを復号する（Ｓ４）。
上記動作に従い、基地局１００と移動局１５０との間では下記の手順で送受信が行われる。
図６に示すように、移動局１５０からＣＱＩが送信される。このＣＱＩは、基地局１００において、データ＃１の送信制御に用いられることとなる。すなわち、基地局１００からは、データ＃１用ＣＱＩに基づいて生成されたＳＣＣＨが送信され、次いで、データ＃１用ＣＱＩに基づいて生成されたパイロット構成情報が送信され、次いで、そのパイロット構成情報に基づいて生成されたパイロットがデータ＃１とともに送信される。
そして、移動局１５０では、受信したパイロットを用いてチャネル推定を行う。そしてチャネル推定結果に基づいて生成されたＣＱＩが送信される。このＣＱＩは、基地局１００において、データ＃２の送信制御に用いられることとなる。すなわち、基地局１００からは、データ＃２用ＣＱＩに基づいて生成されたＳＣＣＨが送信され、次いで、データ＃２用ＣＱＩに基づいて生成されたパイロット構成情報が送信され、次いで、そのパイロット構成情報に基づいて生成されたパイロットがデータ＃２とともに送信される。
このように、本実施の形態によれば、変調方式または回線品質に基づいてパイロットの挿入位置、つまり挿入間隔や挿入量を変更するため、変調方式ごとに必要十分な量のパイロット信号を移動局１５０に送信することができ、スループットを改善することができる。また、移動局１５０では、受信したパイロット構成情報に示されたパイロット挿入位置に従って、パイロットを抽出することができる。
なお、本実施の形態のパイロット構成は前述のものだけに限定されない。例えば、変調方式に対応するパイロット構成を、共通パイロットの構成および個別パイロットの構成の組み合わせにより実現しても良い。例えば、図７に示すように、変調多値数が最小の変調方式に対応するパイロット構成を共通パイロットの挿入のみで実現する。そして、その変調方式に比べて変調多値数の大きな変調方式に対応するパイロット構成は、図８に示すように、個別パイロットを追加挿入することにより実現する。この場合、パイロット構成情報は、追加挿入位置のみを示すものであっても良い。
また、情報生成部１０８でのパイロット構成の決定は、回線品質に応じて適応的に行われても良い。例えば、遅延分散が大きい場合は、図９に示すように、回線品質の周波数方向の変動が激しい。よって、周波数軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って狭くなるようにパイロット構成を決定して、伝搬路推定をその変動に追従させる。一方、遅延分散が小さい場合は、図１０に示すように、回線品質の周波数方向の変動が小さい。よって、周波数軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って広くなるようにパイロット構成を決定して、データの伝送量を増大させる。
さらに、例えば、ドップラー周波数が高い場合は、図１１に示すように、回線品質の時間方向の変動が激しい。よって、時間軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って狭くなるようにパイロット構成を決定して、伝搬路推定をその変動に追従させる。一方、ドップラー周波数が低い場合は、図１２に示すように、回線品質の時間方向の変動が小さい。よって、周波数軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って広くなるようにパイロット構成を決定して、データの伝送量を増大させる。
また、本実施の形態のパイロット構成情報は、パイロット構成を特定の移動局に対して個別に通知するための情報である。ただし、例えばスケジューリングシステムの場合は、基地局１００と無線通信を行う全ての移動局が、各移動局宛のパイロット構成情報を復号できるようにしても良い。この場合、信号配置部１１８では、個別パイロットが複数の移動局に対して時分割で（例えば、移動局＃１→移動局＃２→移動局＃３→移動局＃１の順番で）送信されるようにパイロットの挿入を行う。一方、例えば移動局＃１では、移動局＃１用のパイロット構成情報だけでなく移動局＃２、移動局＃３用のパイロット構成情報も復号する。そして、移動局＃１は、移動局＃１〜＃３にそれぞれ割り当てられたパイロットを用いてチャネル推定を行う。よって、チャネル推定の精度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、パイロット構成を通信帯域全体で変更する場合について説明したが、複数のサブキャリアから成るサブキャリアブロックごとにパイロット構成を変更するようにしても良い。なお、サブキャリアはトーン（Ｔｏｎｅ）と表されることがある。
また、基地局１００がＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）−ＯＦＤＭ方式に適用される場合は、空間方向の軸が増える。この場合、パイロット構成を共通パイロットの構成および個別パイロットの構成の組み合わせにより実現する。そして、共通パイロットのストリームを空間分割する。移動局では、空間分割された共通パイロットおよび個別パイロットを用いてチャネル推定を行う。
また、本実施の形態に係る無線送信装置を移動局に適用しても良く、本実施の形態に係る無線受信装置を基地局に適用しても良い。なお、本実施の形態における基地局はＮｏｄｅ Ｂ、移動局はＵＥと表されることがある。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本明細書は、２００４年１１月８日出願の特願２００４−３２３８６８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
本発明の無線送信装置およびパイロット信号挿入方法は、無線通信システムで用いられる基地局装置や移動局装置などに適用することができる。
本発明は、パイロット信号を用いてチャネル推定を行う無線通信システムで用いられる無線送信装置およびパイロット信号挿入方法に関する。
無線通信システムにおいて、無線送信装置が、データ信号にパイロット信号を挿入（多重）した上で、データ信号を無線受信装置に送信する場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、無線受信装置は、受信したパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、その結果に基づいてチャネル補償を行った上で、受信したデータ信号を復調する。
また、データ信号の変調に用いる変調方式を複数の変調方式の中から適応的に選択する無線通信システムでは、例えば、無線受信装置が回線品質情報を無線送信装置に報告し、無線送信装置が回線品質情報に基づいて変調方式を選択する。
特開２００１−１９７０３７号公報
しかしながら、従来の無線通信システムでは、チャネル推定精度に関して要求されるレベルは、変調方式によって異なる。換言すれば、一定レベル以上のチャネル推定精度を確保するのに必要なパイロット信号の挿入間隔（または挿入量）が、変調方式によって異なる。このため、例えば、複数の変調方式の中で最も狭い挿入間隔を要求する変調方式を使用する無線受信装置でのチャネル推定精度を一定レベル以上にするために、共通パイロット信号を前述の最も狭い挿入間隔で挿入した場合、その変調方式と異なる変調方式を使用する無線受信装置にとって必要以上の量のパイロット信号が伝送されることとなる。よって、スループットの改善に一定の限界がある。
本発明の目的は、スループットを改善することができる無線送信装置およびパイロット信号挿入方法を提供することである。
本発明の無線送信装置は、複数の変調方式の中から選択された変調方式で、データ信号を変調する変調手段と、変調されたデータ信号にパイロット信号を挿入するとともに、前記パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更する挿入手段と、前記パイロット信号が挿入された前記データ信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
本発明のパイロット信号挿入方法は、複数の変調方式の中から選択された変調方式で変調されたデータ信号に、パイロット信号を挿入するパイロット信号挿入方法であって、前記パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更するようにした。
本発明によれば、スループットを改善することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る無線送信装置を適用した基地局装置（以下「基地局」を略記する）の構成を示すブロック図である。また、図２は本発明の一実施の形態に係る無線受信装置を適用した移動局装置（以下「移動局」と略記する）の構成を示すブロック図である。
図１の基地局１００は、アンテナ１０２、受信ＲＦ部１０４、ＭＣＳ決定部１０６、情報生成部１０８、ＰＬ生成部１１０、ＳＣＣＨ生成部１１２、符号化部１１４、変調部１１６、信号配置部１１８、ＩＦＦＴ部１２０、ＧＩ付加部１２２、送信ＲＦ部１２４およびアンテナ１２６を有する。
受信ＲＦ部１０４は、図２の移動局１５０から送信された信号をアンテナ１０２を介して受信し、受信信号に対して所定の受信ＲＦ処理（例えば、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。受信ＲＦ処理を施された信号はＭＣＳ決定部１０６に出力される。
ＭＣＳ決定部１０６は、入力された信号から後述の回線品質情報（ＣＱＩ）を抽出し、抽出したＣＱＩに従って、ＭＣＳ（例えば、変調方式や符号化率）を決定する。変調方式の決定についてより具体的に説明すると、複数の変調方式の中で、現在の下り回線の回線品質に対して最適な変調方式を選択する。決定されたＭＣＳは情報生成部１０８、ＳＣＣＨ生成部１１２、符号化部１１４および変調部１１６に出力される。なお、回線品質情報はＣＳＩと表されることもある。
情報生成部１０８は、送信するデータ信号（以下「データ」と略記する）に挿入するパイロット信号（以下「パイロット」と略記する）の構成（例えば挿入間隔や挿入量）を、入力されたＭＣＳに基づいて決定する。情報生成部１０８は、例えば、選択された変調方式が変更されたときに、信号配置部１１８によってデータに挿入されるパイロットの挿入位置が変更されるようにパイロット構成を変更する。そして、その構成を示すパイロット構成情報を生成し、ＰＬ生成部１１０および信号配置部１１８に出力する。なお、パイロット構成情報は、パイロット構成を明示するものであっても良いし、パイロット構成の変更分のみを示すものであっても良い。
ＰＬ生成部１１０は、入力されたパイロット構成情報に従ってパイロットを生成し、信号配置部１１８に出力する。
ＳＣＣＨ生成部１１２は、データの送信先である移動局１５０に、入力されたＭＣＳを通知するためのＳＣＣＨ（Sheared Control Channel）を生成し、信号配置部１１８に出力する。
符号化部１１４は、ＭＣＳ決定部１０６で決定された符号化率でデータを符号化する。変調部１１６は、符号化されたデータを、ＭＣＳ決定部１０６で決定された変調方式で変調する。変調されたデータは信号配置部１１８に出力される。
挿入手段としての信号配置部１１８は、入力されたデータ、ＳＣＣＨおよびパイロットを、入力されたパイロット構成情報に示されたパイロット構成に従って配置する。前述の各信号は、周波数軸および時間軸から成る領域に配置される。これによってパイロットがデータに挿入される。配置処理を施された信号はＩＦＦＴ部１２０に出力される。
ＩＦＦＴ部１２０は、入力された信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を施す。ＧＩ付加部１２２は、ＩＦＦＴ処理を施された信号の所定位置にＧＩ（Guard Interval）を付加する。送信ＲＦ部１２４は、ＧＩを付加された信号に対して所定の送信ＲＦ処理（例えば、Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、送信ＲＦ処理を施された信号を、アンテナ１２６を介して送信する。
図２の移動局１５０は、アンテナ１５２、受信ＲＦ部１５４、ＧＩ削除部１５６、ＦＦＴ部１５８、情報抽出部１６０、情報復号部１６２、信号分割部１６４、チャネル推定部１６６、ＣＱＩ生成部１６８、送信ＲＦ部１７０、アンテナ１７２、ＳＣＣＨ復号部１７４、復調部１７６および復号部１７８を有する。
受信ＲＦ部１５４は、基地局１００から送信された信号をアンテナ１５２を介して受信し、受信信号に対して所定の受信ＲＦ処理（例えば、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、受信ＲＦ処理を施された信号をＧＩ削除部１５６に出力する。ＧＩ削除部１５６は、入力された信号の所定位置に挿入されたＧＩを削除し、ＧＩ削除後の信号をＦＦＴ部１５８に出力する。ＦＦＴ部１５８は、ＧＩ削除後の信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を施し、ＦＦＴ処理を施された信号を情報抽出部１６０に出力する。
情報抽出部１６０は、ＦＦＴ処理を施された信号を信号分割部１６４に出力するとともに、パイロット構成情報が配置された部分を、ＦＦＴ処理を施された信号から抽出して情報復号部１６２に出力する。
情報復号部１６２は、入力された信号を復号してパイロット構成情報を取得する。取得されたパイロット構成情報は信号分割部１６４に出力される。
信号分割部１６４は、ＦＦＴ処理を施された信号を、入力されたパイロット構成情報に従って、データ、ＳＣＣＨおよびパイロットがそれぞれ配置された部分に分割する。
チャネル推定部１６６は、パイロットが配置された部分の信号を用いてチャネル推定を行う。チャネル推定の結果として得られた回線品質は、ＣＱＩ生成部１６８、ＳＣＣＨ復号部１７４および復調部１７６に通知される。
ＣＱＩ生成部１６８は、通知された回線品質を示すＣＱＩを生成し、送信ＲＦ部１７０に出力する。
ＳＣＣＨ復号部１７４は、ＳＣＣＨが配置された部分の信号を、通知された回線品質に基づいてチャネル補償を行いつつ復号する。復調部１７６は、通知された回線品質に基づいてチャネル補償を行いつつ、データが配置された部分の信号を、復号されたＳＣＣＨに示された変調方式に従って復調する。復号部１７８は、復調されたデータを復号する。
次いで、上記構成を有する基地局１００および移動局１５０で構成される無線通信システムにおける動作について説明する。図３は、無線通信システムにおける動作を説明するフロー図である。
まず、移動局１５０が下りリンクのＣＱＩを基地局１００に送信する（Ｓ１）。ＣＱＩを受信した基地局１００は、ＳＣＣＨ（またはＭＣＳ）とパイロット構成を決定する（Ｓ２）。
そして、基地局１００の信号配置部１１８では、決定されたパイロット構成に従って、パイロットがデータに挿入される。パイロット構成の例としては、図４および図５に示すものが挙げられる。図４は、変調方式がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の場合のパイロット構成を示し、図５は、変調方式が１６ＱＡＭ（16 QuadratureAmplitude Modulation）の場合のパイロット構成を示す。
変調多値数が１６ＱＡＭに比べて小さいＱＰＳＫの場合は、時間軸上でのパイロットの挿入間隔が１６ＱＡＭの場合に比べて狭い。また、ＱＰＳＫの場合、周波数軸上ではパイロット挿入が行われていないのに対して、１６ＱＡＭの場合は、周波数軸上でパイロットが所定間隔で挿入されている。また、１６ＱＡＭの場合は、ＱＰＳＫの場合に比べてパイロット挿入量が多い。つまり、信号配置部１１８は、パイロットの挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更する。
パイロットがデータに挿入された後、基地局１００は、ＳＣＣＨ、パイロット構成情報およびデータをそれぞれ送信する（Ｓ３）。なお、ＳＣＣＨの送信は、固定周期で行われても良く、可変周期で行われても良い。各信号を受信した移動局１５０は、ＳＣＣＨおよびパイロット構成情報を復号してから、データを復号する（Ｓ４）。
上記動作に従い、基地局１００と移動局１５０との間では下記の手順で送受信が行われる。
図６に示すように、移動局１５０からＣＱＩが送信される。このＣＱＩは、基地局１００において、データ＃１の送信制御に用いられることとなる。すなわち、基地局１００からは、データ＃１用ＣＱＩに基づいて生成されたＳＣＣＨが送信され、次いで、データ＃１用ＣＱＩに基づいて生成されたパイロット構成情報が送信され、次いで、そのパイロット構成情報に基づいて生成されたパイロットがデータ＃１とともに送信される。
そして、移動局１５０では、受信したパイロットを用いてチャネル推定を行う。そしてチャネル推定結果に基づいて生成されたＣＱＩが送信される。このＣＱＩは、基地局１００において、データ＃２の送信制御に用いられることとなる。すなわち、基地局１００からは、データ＃２用ＣＱＩに基づいて生成されたＳＣＣＨが送信され、次いで、データ＃２用ＣＱＩに基づいて生成されたパイロット構成情報が送信され、次いで、そのパイロット構成情報に基づいて生成されたパイロットがデータ＃２とともに送信される。
このように、本実施の形態によれば、変調方式または回線品質に基づいてパイロットの挿入位置、つまり挿入間隔や挿入量を変更するため、変調方式ごとに必要十分な量のパイロット信号を移動局１５０に送信することができ、スループットを改善することができる。また、移動局１５０では、受信したパイロット構成情報に示されたパイロット挿入位置に従って、パイロットを抽出することができる。
なお、本実施の形態のパイロット構成は前述のものだけに限定されない。例えば、変調方式に対応するパイロット構成を、共通パイロットの構成および個別パイロットの構成の組み合わせにより実現しても良い。例えば、図７に示すように、変調多値数が最小の変調方式に対応するパイロット構成を共通パイロットの挿入のみで実現する。そして、その変調方式に比べて変調多値数の大きな変調方式に対応するパイロット構成は、図８に示すように、個別パイロットを追加挿入することにより実現する。この場合、パイロット構成情報は、追加挿入位置のみを示すものであっても良い。
また、情報生成部１０８でのパイロット構成の決定は、回線品質に応じて適応的に行われても良い。例えば、遅延分散が大きい場合は、図９に示すように、回線品質の周波数方向の変動が激しい。よって、周波数軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って狭くなるようにパイロット構成を決定して、伝搬路推定をその変動に追従させる。一方、遅延分散が小さい場合は、図１０に示すように、回線品質の周波数方向の変動が小さい。よって、周波数軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って広くなるようにパイロット構成を決定して、データの伝送量を増大させる。
さらに、例えば、ドップラー周波数が高い場合は、図１１に示すように、回線品質の時間方向の変動が激しい。よって、時間軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って狭くなるようにパイロット構成を決定して、伝搬路推定をその変動に追従させる。一方、ドップラー周波数が低い場合は、図１２に示すように、回線品質の時間方向の変動が小さい。よって、周波数軸上でのパイロット挿入間隔が変動の大きさに従って広くなるようにパイロット構成を決定して、データの伝送量を増大させる。
また、本実施の形態のパイロット構成情報は、パイロット構成を特定の移動局に対して個別に通知するための情報である。ただし、例えばスケジューリングシステムの場合は、基地局１００と無線通信を行う全ての移動局が、各移動局宛のパイロット構成情報を復号できるようにしても良い。この場合、信号配置部１１８では、個別パイロットが複数の移動局に対して時分割で（例えば、移動局＃１→移動局＃２→移動局＃３→移動局＃１の順番で）送信されるようにパイロットの挿入を行う。一方、例えば移動局＃１では、移動局＃１用のパイロット構成情報だけでなく移動局＃２、移動局＃３用のパイロット構成情報も復号する。そして、移動局＃１は、移動局＃１〜＃３にそれぞれ割り当てられたパイロットを用いてチャネル推定を行う。よって、チャネル推定の精度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、パイロット構成を通信帯域全体で変更する場合について説明したが、複数のサブキャリアから成るサブキャリアブロックごとにパイロット構成を変更するようにしても良い。なお、サブキャリアはトーン（Tone）と表されることがある。
また、基地局１００がＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）−ＯＦＤＭ方式に適用される場合は、空間方向の軸が増える。この場合、パイロット構成を共通パイロットの構成および個別パイロットの構成の組み合わせにより実現する。そして、共通パイロットのストリームを空間分割する。移動局では、空間分割された共通パイロットおよび個別パイロットを用いてチャネル推定を行う。
また、本実施の形態に係る無線送信装置を移動局に適用しても良く、本実施の形態に係る無線受信装置を基地局に適用しても良い。なお、本実施の形態における基地局はNode B、移動局はUEと表されることがある。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本明細書は、２００４年１１月８日出願の特願２００４−３２３８６８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
本発明の無線送信装置およびパイロット信号挿入方法は、無線通信システムで用いられる基地局装置や移動局装置などに適用することができる。
本発明の一実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る移動局の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る無線通信システムにおける動作を説明するフロー図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の他の例を示す図 本発明の一実施の形態に係る送受信動作を説明する図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の変形例を示す図 本発明の一実施の形態に係るパイロット構成の他の変形例を示す図 本発明の一実施の形態に係る遅延分散に基づくパイロット配置決定法の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る遅延分散に基づくパイロット配置決定法の他の例を示す図 本発明の一実施の形態に係るドップラー周波数に基づくパイロット配置決定法の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係るドップラー周波数に基づくパイロット配置決定法の他の例を示す図

Claims (9)

  1. 複数の変調方式の中から選択された変調方式で、データ信号を変調する変調手段と、
    変調されたデータ信号にパイロット信号を挿入するとともに、前記パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更する挿入手段と、
    前記パイロット信号が挿入された前記データ信号を送信する送信手段と、
    を有する無線送信装置。
  2. 前記パイロット信号の挿入位置を示す情報を生成する生成手段をさらに有し、
    前記送信手段は、生成された情報を送信する、
    請求項１記載の無線送信装置。
  3. 前記挿入手段は、複数の変調方式に共通する挿入位置を固定し、選択された変調方式に応じて変更する挿入位置を前記共通する挿入位置以外で変更する、
    請求項１記載の無線送信装置。
  4. 前記挿入手段は、複数の変調方式に共通する挿入位置に共通パイロット信号を挿入し、前記共通する挿入位置以外に個別パイロット信号を挿入する、
    請求項３記載の無線送信装置。
  5. 前記個別パイロット信号の挿入位置を示す情報を生成する生成手段をさらに有し、
    前記送信手段は、生成された情報を送信する、
    請求項４記載の無線送信装置。
  6. 複数の変調方式の中から選択された変調方式に応じて、データ信号に挿入する挿入位置が変更されたパイロット信号と、前記パイロット信号の挿入位置を示す情報とを受信する受信手段と、
    前記パイロット信号の挿入位置を示す情報に基づいて、データ信号とパイロット信号とを分割する分割手段と、
    分割されたパイロット信号を用いてチャネル推定を行うチャネル推定手段と、
    を具備する無線受信装置。
  7. 前記受信手段は、複数の変調方式に共通する挿入位置に挿入された共通パイロット信号と、前記共通する挿入位置以外に挿入された個別パイロット信号とを受信する、
    請求項６記載の無線受信装置。
  8. 前記チャネル推定手段は、自局宛の個別パイロット信号に加え、自局以外の他局宛の個別パイロット信号を用いてチャネル推定を行う、
    請求項７記載の無線受信装置。
  9. 複数の変調方式の中から選択された変調方式で変調されたデータ信号に、パイロット信号を挿入するステップと、
    前記パイロット信号の挿入位置を、選択された変調方式に応じて変更するステップと、
    を有するパイロット信号挿入方法。
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