WO2006082637A1

WO2006082637A1 - 無線通信システムおよび無線通信方法

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Publication number: WO2006082637A1
Application number: PCT/JP2005/001577
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Seki
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2006-08-10
Also published as: US8565330B2; CN101112017B; KR20070086946A; EP1845636A1; JP4662496B2; EP1845636A4; CN101112017A; US9088338B2; KR100927292B1; US20070263734A1; US20130242755A1; US7643570B2; US20100104040A1; JPWO2006082637A1

Abstract

　送信側において、伝搬路状態に基づいて基本パイロットシンボルとは別のパイロットシンボルをフレームに追加するか否かを決定し、追加する場合には、追加パイロットシンボルに関する情報を含む制御シンボルを生成し、基本パイロットシンボル、制御シンボル、追加パイロットシンボル、データシンボルを含むフレームを組立てて送信する。受信側において、受信フレームに含まれる制御シンボルを復調し、該制御シンボル情報に基づいて受信フレームに追加パイロットシンボルが含まれているか判定し、追加パイロットシンボルが含まれている場合には、該追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定し、該伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調する。

Description

明細書

無線通信システムおよび無線通信方法

技術分野

[0001] 本発明は無線通信システムおよび無線通信方法に係わり、特に、伝搬路推定に用 V、る基本パイロットシンボルと、データチャネルの復調に必要な制御情報を伝達する制御シンボルと、情報ビットを伝達するデータシンボルを備えたフレームを送受信する無線通信システムおよびに無線通信方法に関する。

背景技術

[0002] セルラー移動通信におけるパケット伝送では、データパケットの伝送効率を高めるために、適応変復調制御、適応拡散率制御、送信電力制御、 HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest)制御、スケジューリング制御などの適応無線リンク制御が用いられる。これらの制御は、データチャネルと同時に送信される制御チャネルを用いて行われ、送信局は、制御チャネルによってデータチャネルで使用している無線リンクパラメータを受信局に通知する。例えば、適応変復調制御の場合、制御チャネルはデータチャネルの変調方式（QPSK, 16QAM等）および符号化率を伝送する。また、適応拡散率制御の場合は、制御チャネルは拡散率や拡散コード、またはシンポル繰返し回数などの情報を伝送する。 HARQ制御では、制御チャネルはデータチヤネルで伝送されるパケット番号や再送回数などの情報を伝送する。スケジューリング制御を行う場合は、ユーザ IDなどの情報を制御チャネルを用いて伝送する。

[0003] 図 22に、セルラー移動通信のパケット伝送に用いられる従来のフレーム構成を示す。 1つのフレームは、基本パイロットシンボル Sと制御シンボル Sとデータシンボル

P C

Sによって構成されている。基地局が送信を行う下りリンクにおいては、基本パイロッ

D

トシンボル Sは、共通パイロットと考えてもよい。基本パイロットシンボル Sは、制御チ

P P

ャネルおよびデータチャネルの信号を復調するための伝搬路推定に用いられる。データチャネルでは、適応無線リンク制御によって、変調方式 ·符号化率'拡散率'送信電力などが制御される。これらの制御パラメータは、制御シンボル Sによって通知さ

C

れる。適応無線リンク制御では、セル端などの通信品質の低いユーザに対しては、データチャネルの通信品質を向上したり、通信品質の悪い環境においても誤りが発生しない伝送方法への切り替えなどの制御が行われる。図 23は、セル端などの通信品質の低いユーザに対して、送信電力制御が行われた場合の例である。下りリンクにおいては、図 23のように、基本パイロットシンボルの電力は一定に保たれたまま、制御シンボルおよびデータシンボルの送信電力が大きくなるように制御される。このように、図 23の例では、制御チャネルやデータチャネルに対しては、送信電力制御によって、通信品質を向上する制御が行われている力基本パイロットシンボルに対しては、適応的な制御は行われない。したがって、通常、下りリンクでは、基本パイロットシンポルに対して、やや大きめの送信電力が割り当てられる。し力しながら、セル端においては、他セルからの干渉の影響などがあるため、パイロットシンボルによるチャネル推定精度は他セル干渉によって劣化する傾向にある。

[0004] 図 24は、セル端などの通信品質の低!、ユーザに対して、適応拡散率制御が行われた場合の例である。この例では、データシンボルの繰返し回数を増やすことによつて、データチャネルの S/Nを改善している。このように、図 24の例においても、データチャネルに対しては、シンボル繰返し数を制御することによって、通信品質を改善する制御が行われる力パイロットシンボルに対しては、 S/Nを改善するような適応的な制御は行われない。

このように、従来のパケット伝送方法では、セル端などの通信品質の低いユーザ端末と基地局の間では、適応無線リンク制御によってデータチャネルの通信品質が保証されるが、

復調特性に大きく影響するパイロットシンボルに対しては、適応的な制御を行う仕組みが存在しな力つた。したがって、復調に用いるチャネル推定値の推定精度が改善されずに、データチャネルの復調特性が改善しなくなる限界が生じてしまう問題があつた o

[0005] 第 1従来技術として正規のパイロットシンボルの他に、所定の制御シンボル、たとえば 3GPP標準による TFCI(Transport Format Combination Indicator)制御シンボルをノィロットシンボルとして使用する技術がある (たとえば特許文献 1参照)。この第 1従来技術によれば、ノィロットシンボルとして使用されるシンボル数が増大する結果、チヤネル推定精度を向上できる。

第 2従来技術として、プリアンブル部とペイロード部に分かれてヽる無線 LANのフォ一マットに対して、プリアンブル部だけでなぐペイロード部においてもパイロットシンボルを挿入する技術がある (たとえば特許文献 2参照)。

しかし、第 1従来技術は、追加パイロットシンボルの挿入を適応的に行うものではない。また、第 1従来技術は、 3GPP標準による特定の性質を利用するもので一般的な無線通信のチャネル推定に適用できな、。

また、第 2従来技術は、追加パイロットシンボルの挿入を適応的に行う方法ではなく、常に、プリアンブル部とペイロード部にパイロットシンボルを挿入するもので、パイ口ットシンボル数が多くなつて伝送効率が低下する問題がある。

以上から本発明の目的は、伝搬路状態に基づ!/、て追加パイロットシンボルの挿入を適応的に行えるようにしてチャネル推定精度を向上することである。

本発明の別の目的は、移動速度が速くフェージング周波数が高い場合にもチヤネル推定精度を適応的に向上することである。

本発明の別の目的は、伝搬路状態に基づいて送信方式 (データシンボルの変調方式、符号化率、拡散率、送信電力など)を制御する適応制御と関連付けながら、パイロットシンボルの追加制御を行うことである。

本発明の別の目的は、伝搬路状態に基づいてあるいは要求に基づいて、 1本の送信アンテナによる送信から MIMO(Multiple- Input Multiple- Output)や送信ビームフォーミングなどのように複数の送信アンテナによる送信に切り換えることである。

本発明の別の目的は、基本パイロットシンボルの電力やシンボル数をあらかじめ小さく設定できるようにすることである。

本発明の別の目的は、受信側で追加パイロットシンボルの有無やシンボル数、追カロされる位置を識別して追加パイロットシンボルを用いたチャネル推定を可能にすることである。

特許文献 1：特開 2003— 32146号公報

特許文献 2：特表 2003 - 536288号公報発明の開示

本発明は伝搬路推定に用いる基本パイロットシンボルと、データチャネルの復調に必要な制御情報を伝達する制御シンボルと、情報ビットを伝達するデータシンボルを備えたフレームを送受信する無線通信システムおよび無線通信方法である。

本発明の無線通信システムにおいて、送信装置は、基本パイロットシンボルとは別のパイロットシンボルをフレームに追加するか否かを決定するパイロット追加決定部、追加パイロットシンボルに関する情報を含む制御シンボルを生成する制御シンボル生成部、前記ノィロットシンボルの追加決定により、前記ノィロットシンボルを追加されたフレームを組立てるフレーム組立部、該フレームを送信する送信部を備えて!/、る

また、送信装置は、受信装置との間の伝搬路状態に関する伝搬路情報を取得して出力する伝搬路情報出力部を備え、前記パイロット追加決定部は、該伝搬路情報に基づいて追加パイロットシンボルの有無および追加パイロットシンボルの数を決定する。

また、送信装置は、受信装置の移動速度を取得する移動速度取得部を備え、前記パイ口

ット追加決定部は、該受信装置の移動速度に応じて、追加パイロットシンボルをデータシンボル領域内に分散して配置するカゝ否か及び追加パイロットシンボル位置を決定する。

また、送信装置は、受信装置との間の伝搬路状態に関する伝搬路情報を取得して出力する伝搬路情報出力部、前記伝搬路情報に基づいて送信方式を適応的に制御する適応制御部を備え、前記パイロット追加決定部は、適応制御によっても伝送誤りが改善しないときに、パイロットシンボルの追カ卩を決定する。

また、送信装置は、複数の送信アンテナと、各送信アンテナに対応する送信部を備え、前記フレーム組立部は、パイロットシンボルを追カ卩しない場合、 1本の送信アンテナから送信する追加パイロットシンボルを含まな、フレームを組み立て、パイロットシンボルを追加する場合、前記 1本の送信アンテナから送信する前記フレームと、他の送信アンテナ力送信するフレームであって、追加パイロットシンボルを含み、基本パィロットシンボル及び制御シンボルを含まないフレームとを組み立てる。

[0008] 本発明の無線通信システムの受信装置は、受信フレームに含まれる制御シンボルを復調し、該制御シンボル情報に基づ、て受信フレームに追加パイロットシンボルが含まれて、るか判定する制御シンボル復調部、追加パイロットシンボルが含まれて！/ヽる場合には、該追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定する伝搬路推定部、該伝搬路推定値に基づいてデータシンボルを復調するデータシンボル復調部を備えている。

また、受信装置の伝搬路推定部は、前記基本パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定する第 1の伝搬路推定部、追加パイロットシンボルが存在すれば、該追加パイ口ットシンボルを用いて伝搬路の推定を行う第 2の伝搬路推定部を備え、前記制御シンボル復調部は第 1の伝搬路推定部で推定された第 1の伝搬路推定値を用いて制御シンボルを復調し、前記データシンボル復調部は、前記制御シンボル情報と前記第 2 の伝搬路推定部で推定した第 2の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調するまた、受信装置は、制御チャネルに含まれる追加パイロット情報の誤りを検出する誤り検出部を備え、追加パイロット情報に伝送誤りが生じていなければ、前記第 2の伝搬路推定値に基づいて再度制御シンボルを復調する第 2の制御シンボル復調部を備え、前記データシンボル復調部は、前記第 2の制御シンボル復調部で復調した制御シンボルと前記第 2の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調する。

[0009] 本発明の無線通信方法は、送信側にお!、て、基本パイロットシンボルとは別のパイロットシンボルをフレームに追加するカゝ否かを決定するステップ、追加する場合には、追加パイロットシンボルに関する情報を含む制御シンボルを生成するステップ、前記基本パイロットシンボル、制御シンボル、追加パイロットシンボル、データシンボルを含むフレームを組立てて送信するステップを有し、受信側において、受信フレームに含まれる制御シンボルを復調するステップ、該制御シンボル情報に基づ！、て受信フレームに追加パイロットシンボルが含まれて、るか判定するステップ、追加パイロットシンボルが含まれて、る場合には、該追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定するステップ、該伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調するステップを有している。

図面の簡単な説明

圆 1]本発明の第 1の概略説図である。

[図 2]本発明の第 2の概略説図である。

圆 3]本発明の送信装置の構成図である。

[図 4]追加パイロット情報保存部に記憶されているノィロットの追加基準テーブルの説明図である。

[図 5]データシンボルにおけるパイロット追加位置説明図である。

[図 6]追加パイロット割当て部による第 1のパイロット追加制御の処理フローである。

[図 7]追加パイロット割当て部による第 2のパイロット追加制御の処理フローである。

[図 8]追加パイロット割当て部による第 3のパイロット追加制御の処理フローである。

[図 9]追加パイロット割当て部による第 4のパイロット追加制御の処理フローである。圆 10]受信装置の第 1の構成図である。

[図 11]受信装置における復調部の復調処理フローである。

[図 12]制御チャネルの誤りを改善する受信装置の第 2の構成図である。

[図 13]フレーム構成図である。

[図 14]図 12の受信装置における復調部の復調処理フローである。

圆 15]第 2実施例の送信装置の構成図である。

[図 16]第 2実施例のフレーム構成図である。

圆 17]第 2実施例の受信装置の構成図である。

圆 18]第 3実施例の送信装置の構成図である。

[図 19]アンテナのビーム指向性説明図である。

[図 20]第 3実施例のフレーム構成図である。

圆 21]第 3実施例の受信装置の構成図である。

[図 22]セルラー移動通信のパケット伝送に用いられる従来のフレーム構成図である。

[図 23]セル端などの通信品質の低、ユーザに対して、送信電力制御が行われた場合の第 1のフレーム例である。

圆 24]セル端などの通信品質の低、ユーザに対して、適応拡散率制御が行われた場合の第 2のフレーム例である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] (A)本発明の概略

•パイロットシンボルの追加

セル端などの通信品質の低いユーザ端末に対して、送信側である基地局は、図 1 ( B)に示すように、データシンボル Sの領域内に基本パイロットシンボル Sと別のパイ

D P

ロットシンボル S の追加挿入を行い、その追加パイロットシンボル S に関する情報

NP NP

を制御シンボル Sによって受信側であるユーザ端末に通知する。逆向きに、ユーザ

C

端末が送信側

となって、データを基地局に伝送する場合においても、基地局とユーザ端末間の通信品質が低い場合、ユーザ端末は、データシンボル Sの領域内にパイロットシンポ

D

ル S の追加挿入を行い、その情報を制御シンボル Sによって受信側である基地局

NP C

に通知する。

ノィロットシンボル s の追加挿入は、送信局と受信局間の伝搬路状態に応じて決

NP

定される。送信局と受信局間の伝搬路状態は、送信局で測定してもよいし、受信局で測定した結果を送信局にフィードバックしてもよい。伝搬路状態を示すパラメータには、受信電力、受信 SIR(Signal to Interference power Ratio),遅延スプレッド、ドップラ周波数 (フージング周波数)などが考えられる。これらの伝搬路パラメータの測定結果を元にして通信品質の閾値を設けて、通信品質が閾値以下となった場合に、送信局はパイロットの追加挿入を決定する。なお、ドッブラ周波数は移動局の移動速度あるいはフェージング周波数を推定するものである。

[0012] ·追加パイロットシンボルの分散

伝搬路パラメータのうち、ドッブラ周波数が高い場合は、時間方向の伝搬路変動が速いため、図 2 (B)に示すように追加するパイロットシンボル S を時間方向に分散し

NP

て配置し、伝搬路変動に追従したチャネル推定を行うようにする。

•適応無線リンク制御に関連付けたパイロットシンボルの追加制御

送信局は、データチャネルに対して適応無線リンク制御を行い、これ以上データチャネルの通信品質を改善する制御（例えば、変調度を下げる、あるいは符号化率を小さくする、あるいは拡散率を上げること）ができなくなった場合、パイロットシンボル S の追加挿入を行う。また、再送制御によって、データチャネルの ACKZNACKを返

NP

送する場合、データチャネルの適応無線リンク制御によっても誤り率が改善しないとき、パイロットシンボル s の追加挿入を決定する。

NP

[0013] '複数アンテナによる送信制御時のパイロットシンボルの追カロ

送信局は、 MIMO多重伝送や、送信ダイバーシチ、送信ビームフォーミングなど、複数の送信アンテナを用いてデータチャネルの伝送を行う場合、基本パイロットシンポルとは異なるパイロットシンボルをデータシンボルの領域に追加挿入する。

MIMO多重伝送や送信ダイバーシチ伝送では、送信アンテナ毎に互いに直交したパイロットシンボルを送信する必要がある。そのため、送信アンテナ毎に直交したパイロットシンボルをデータシンボル領域に挿入する。

送信ビームフォーミングでは、データシンボルと同じアンテナウェイトが乗算された追加パイロットシンボルを送信する必要があるため、データシンボルと同じアンテナゥエイトでビームフォーミングされた追加パイロットシンボルをデータシンボル領域に追加挿入する。

[0014] ，受信制御

送信局では、伝搬路状態や、データチャネルの適応無線リンク制御パラメータの変更が可能である力否力、マルチアンテナを用いた送信方法であるか否かに応じて、追加パイロットシンボルの有無や追加パイロットシンボル数とその位置を決定し、その情報を制御チャネルによって受信局に通知する。

受信局では、まず、基本パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、そのチヤネル推定値を元にして制御チャネルを復調する。次に、復調した制御情報から、追加パイロットシンボルの有無、追加パイロットシンボル数、追加パイロットシンボル位置などの情報を得る。そして、追加パイロットシンボルが挿入されている場合には、追カロパイロットシンボルを用いて再度チャネル推定を行う。最後に、追加パイロットシンポルを用いて推定したチャネル推定値を用いてデータチャネルの復調を行う。ここで、データチャネルの復調には、追加パイロットシンボルのみのチャネル推定値を用いてもよ、し、追加パイロットシンボルと基本パイロットシンボルの平均値をチャネル推定値として用いてもょ、。追加パイロットシンボルのみのチャネル推定値を用いる場合とは、フェージング周波数が

高い場合である。

[0015] ·追加パイロット情報に伝送誤りがな、場合の制御

制御チャネルが追加パイロットシンボルの情報を含む部分と無線リンクパラメータを含むその他の制御情報部分に分かれており、追加パイロット情報に誤りがなぐ制御チャネルのその他の制御情報に誤りが生じた場合、追加パイロットシンボルを用いて推定したチャネル推定値を用いて、再度制御チャネルの復調を行うことにより、制御チャネルの誤りを改善する。

なお、本発明は、図 1に示すようなフレーム構成を有する無線通信方法に関するものであり、通信に用いる変調方式を限定するものではない。すなわち、図 1に示す 1 つのシンボル力シングルキャリアで変調されている場合だけでなぐマルチキャリアで変調されている場合にも、本発明を適用可能である。例えば、マルチキャリア変調の 1つである OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式に適用した場合には、図 1の 1つのシンボルが複数のサブキャリアからなる OFDMシンボルで構成されているとみなし、本発明を適用することができる。

[0016] (B)第 1実施例

(a)送信装置の構成

図 3は本発明の送信装置の構成図であり、フレーム生成部 11は基本パイロットシンボルを生成する基本パイロット生成部 1 la、制御シンボルを生成する制御チャネル生成部 l lb、データシンボルを生成するデータチャネル生成部 l lc、追加パイロットシンボル生成する追加パイロット生成部 l id及びこれらシンボルを多重して出力する多重部 l ieを有している。フレーム生成部 11は、追加パイロットシンボル S を追加しな

NP

い場合には図 1 (A)、図 2(A)に示すフレームを生成し、追加パイロットシンボル S を

NP

追加する場合には図 1 (B)あるいは図 2 (B)に示すフレームを生成して出力する。送信部 12はフレーム生成部 11で生成されたフレームを直交変調し、得られたベースバンドの送信信号周波数を無線周波数にアップコンバートすると共に増幅してアンテナ 13から送出する。適応無線リンク制御部 14は、通信相手 (受信局)から受信した伝搬路状態を示す伝搬路情報あるいは自装置内の伝搬路状態測定部 22で測定した伝搬路状態を示す伝搬路情報あるいは受信局から受信した ACK/NACK情報、あるいは受信局からの要求に従って、データチャネルの変調方式や符号化率、拡散率などのリンクパラメータの決定制御を行うと同時に、その情報を制御チャネル生成部 l ibとデータチヤネル生成部 11cに入力する。また、適応無線リンク制御部 14は、データチャネルに対して適応無線リンク制御を行い、これ以上データチャネルの通信品質を改善する制御（例えば、変調度を下げる、あるいは符号ィ匕率を小さくする、あるいは拡散率を上げること）ができなくなった場合及び再送制御によっても誤り率が改善しない場合、その旨を追加パイロット割当て部 15に入力する。

追加パイロット割当て部 (パイロット追加決定部） 15は、伝搬路情報 (伝搬路状態)に基づいて、あるいは適応無線リンク制御部 14力もこれ以上データチャネルの通信品質を改善する制御ができなくなったことが通知された時、あるいは、適応無線リンク制御部 14力再送制御により誤り率が改善しないことが通知された時、データチャネルのシンボル位置を空けて基本パイロットシンボルとは別のパイロットシンボル (追加パィロットシンボル)を追加することを決定する。また、追加パイロット割当て部 15は、追加パイロット情報保存部 16に記憶されているパイロットシンボルの追加基準テーブルを参照して伝搬路状態 (たとえば受信 SIR)に基づいて追加パイロットシンボル数、追加パイロットシンボルの位置を決定し、制御チャネル生成部 1 lbとデータチャネル生成部 11cと追加パイロット生成部 l idに入力する。

図 4は追加パイロット情報保存部 16に記憶されているパイロットシンボルの追加基 2p

テーブルの説明図であり、図 4 (A)にパイロットシンボルの追加基準と追加数の対応テーブルが、図 4 (B)にはパイロットシンボルの追加位置と追加位置の順序テーブルが示されて、る。図 4 (A)のテーブルより受信 SIRが所定値以上ではパイロットシンポルを追加せず、所定値以下ではパイロットシンボルを追カ卩し、受信 SIRが悪い程、追加パイロットシンボル数を多くする。また、図 4 (B)のテーブルより明らかなように、ドプラー周波数が 100Hz未満の時、すなわち、受信装置である移動端末の移動速度が低速の時、追加パイロットシンボルの分散を行なわず、ドプラ一周波数が 100Hz以上の時、すなわち、受信装置である移動端末の移動速度が高速の時、追加パイロットシンボルを分散配置する。移動速度が高速の時に分散配置する理由は、固定配置したノィロットシンボルでは、高速時にフェージング周波数が高くなるため精度よく伝搬路 (チャネル)の推定ができなくなるからである。

図 5はデータシンボルにおけるパイロット追加位置説明図であり、 (A)は固定配置する場合のノィロット追加位置を示し、 (B)は分散配置した場合のパイロット追加位置を示し、追加パイロットシンボル数が 1一 4のそれぞれの場合について追加位置を示している。

図 3に戻って、制御チャネル生成部 l ibはリンクパラメータや追加パイロットシンボルに関する情報 (パイロットシンボルの有無、追加数、追加位置)等を含む制御シンボルを作成し、データチャネル生成部 1 lcはリンクパラメータに基づ!/、たデータシンボルを作成すると共に、追加パイロット割り当て部 15から通知された追加パイロットシンポル位置にデータシンボルを配置しな、ようにデータシンボルを生成する。

受信部 17は、受信局から送られてくる信号を、アンテナ 18を介して受信し、受信した無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、し力る後、直交復調してチャネル推定部 19、制御チャネル復調部 20、データチャネル復調部 21に入力する。チャネル推定部 19は受信局 (移動端末)力ものアップリンクにおける伝搬路 ( チャネル）を、パイロットシンボルを用いて推定し、制御チャネル復調部 20は、チヤネル推定値を用いて受信局カゝら送られた制御チャネルを復調し、該制御チャネルによつて伝送される伝搬路情報 (受信局で測定したダウンリンクの伝搬路状態を示す情報 )や ACKZNACK情報などを、適応無線リンク制御部 14や追加パイロット割当て部 15に通知する。ダウンリンクとアップリンクの無線周波数が離れておらず、ダウンリンクとアップリンクの無線状態が同等と想定できる場合には、伝搬路測定部 22を設け、ここで伝搬路状態を測定して適応無線リンク制御部 14や追加パイロット割当て部 15に通知することもでき、力かる場合受信局は伝搬路情報を測定してフィードバックする必要はない。

データチャネル復調部 21は、上記のチャネル推定値及び変調方式、符号化率などを特定する制御情報を用いてデータシンボルを復調して出力する。

[0019] (b)パイロット追加制御

図 6は追加パイロット割当て部 15による第 1のパイロット追加制御の処理フローである。なお、追加パイロットシンボルの分散制御はしないものとしている。

追加パイロット割当て部 15は伝搬路情報たとえば受信 SIRを取得し (ステップ 101) 、該受信 SIRが閾値（図 4の例では 10dB)未満である力判別し (ステップ 102)、閾値以上であれば、パイロットシンボルを追加しな、旨をフレーム生成部 11に指示する（ステップ 103)。一方、受信 SIRが閾値未満であれば、該受信 SIRに基づいて図 4(A) のテーブルを参照してパイロットシンボルの追加数を決定し (ステップ 104)、該追加数のパイロットシンボルを含むフレーム作成をフレーム生成部 11に指示する (ステップ 1

05)。

フレーム生成部 11はパイロットシンボルを追カ卩しない場合には、図 1 (A)に示すフレームを作成し、パイロットシンボルを追加する場合には図 1 (B)に示すフレームを作成し、送信部 12は作成されたフレームの送信制御を行なう (ステップ 106)。

以上の追加パイロット制御によれば、伝搬路状態に基づいて追加パイロットシンポルの挿入を適応的に行えるようしてチャネル推定精度を向上することができる。

[0020] 図 7は追加パイロット割当て部 15による第 2のパイロット追加制御の処理フローであり、追加パイロットシンボルの分散制御を行なう場合である。

追加パイロット割当て部 15は伝搬路情報たとえば受信 SIRおよびドプラ一周波数を取得し (ステップ 201)、該受信 SIRが閾値未満である力判別し (ステップ 202)、閾値以上であれば、パイロットシンボルを追加しな、旨をフレーム生成部 11に指示する（ステップ 203)。一方、受信 SIRが閾値未満であれば、該受信 SIRに基づいてパイロットシンボルの追加数を決定し (ステップ 204)、ついで、ドプラ一周波数が 100Hz未満であるか判定する (ステップ 205)。ドプラ一周波数が 100Hz未満で受信局の移動速度が低速の場合には、追加パイロットシンボルは分散しないものとして追加位置を決定し (ステップ 206)、ドプラ一周波数が 100Hz以上で受信局の移動速度が高速の場合には、追加パイロットシンボルは分散するものとして追加位置を決定し (ステップ 20 7)、該追加パイロットシンボルを含むフレーム作成をフレーム生成部 11に指示する（ステップ 208)。

フレーム生成部 11はパイロットシンボルを追カ卩しない場合には、図 2 (A)に示すフレームを作成し、パイロットシンボルを追加する力分散しない場合には図 1 (B)に示すフレームを作成し、パイロットシンボルを追加し、分散する場合には図 2 (B)に示すフレームを作成し、送信部 12は作成されたフレームの送信制御を行なう（ステップ 209) 以上のパイロットシンボル追加制御よれば、移動局の移動速度が速くフージング周波数が高い場合でも、追加パイロットシンボルの位置を分散することによりチャネル推定精度を適応的に向上することができる。

図 8は追加パイロット割当て部 15による第 3のパイロット追加制御の処理フローであり、適応無線リンク制御部 14からこれ以上データチャネルの通信品質を改善する制御ができなくなったことが通知された場合である。

適応無線リンク制御部 14は、伝搬路情報を取得し (ステップ 301)、該伝搬路情報に基づ、て適応制御を行う (ステップ 302)。

この適応制御において、適応無線リンク制御部 14は、伝搬路情報に基づいてデータチャネルの変調方式や符号化率、拡散率などのリンクパラメータの変更が可能であるかチヱックし (ステップ 303)、可能であれば、これらリンクパラメータを変更する (ステップ 304)。すなわち、適応無線リンク制御部 14は、受信品質が悪くなる程、変調度や符号化率を下げ、あるいは拡散率を大きくする。し力る後、該適応制御にしたがつてデータを送信する (ステップ 308)。

一方、ステップ 303において、リンクパラメータの変更が不可能であれば、適応無線リンク制御部 14は、追加パイロット割当て部 15に適応制御によりこれ以上データチヤネルの通信品質を改善することができなくなつたことを通知する (ステップ 305)。

追加パイロット割当て部 15は、適応無線リンク制御部 14から適応制御によりこれ以上データチャネルの通信品質を改善することができなくなったことが通知されると、受信 SIRに基づいてパイロットシンボルの追加数、追加位置を決定し (ステップ 306)、該追加数のパイロットシンボルを追加位置に含むフレーム作成をフレーム生成部 11に指示する (ステップ 307)。フレーム生成部 11はパイロットシンボルを追カ卩しない場合には、図 1 (A)に示すフレームを作成し、パイロットシンボルを追加する場合には図 1 (B)あるいは図 2 (B)に示すフレームを作成し、送信部 12は作成されたフレームの送信制御を行なう (ステップ 3 08)。

以上のパイロットシンボル追加制御によれば、データチャネルにおける適応無線リンク制御だけでなぐ追加パイロットシンボルの追加制御を行うことにより、データチヤネルの S/Nだけでなぐチャネル推定の精度も同時に改善することができるため、システムのスループットを向上できる。

図 9は追加パイロット割当て部 15による第 4のパイロット追加制御の処理フローであり、適応無線リンク制御部 14力も適応制御により誤り率が改善しないことが通知された場合である。

適応無線リンク制御部 14は、 ACKZNACK情報を取得し (ステップ 401)、該 ACK ZNACK情報に基づ、て伝送誤りがあるか判断し (ステップ 402)、伝送誤りがなければ送信部 12は作成されたフレームの送信制御を行なう (ステップ 403)。

一方、伝送誤りがあれば、適応無線リンク制御部 14は、リンクパラメータ、例えば拡散率の変更が可能であるかチェックし (ステップ 404)、可能であれば、拡散率が大きくなるように変更する (ステップ 405)。拡散率の制御は、データシンボルの繰り返し回数を増減することにより行なうことができる。し力る後、送信部 12は作成されたフレームの送信制御を行なう (ステップ 403)。

ステップ 404において、拡散率の変更が不可能であれば、適応無線リンク制御部 1 4は、適応制御により誤り率が改善しな、ことを追加パイロット割当て部 15に通知する (ステップ 406)。

追加パイロット割当て部 15は、適応無線リンク制御部 14から適応制御により誤り率が改善しな、ことが通知されると、受信 SIRに基づ!/、てパイロットシンボルの追加数、追加位置を決定し (ステップ 407)、該追加数のパイロットシンボルを追加位置に含むフレーム作成をフレーム生成部 11に指示する (ステップ 408)。

フレーム生成部 11はパイロットシンボルを追カ卩しない場合には、図 1 (A)に示すフレームを作成し、パイロットシンボルを追加する場合には図 1 (B)あるいは図 2 (B)に示すフレームを作成し、送信部 12は作成されたフレームの送信制御を行なう (ステップ 4 03)。

以上のパイロットシンボル追加制御よれば、伝送誤りが改善しないときに、ノィロットシンボルを追加するため、適応制御によるデータシンボルの S/N比の向上と共に、パィロット追カ卩によりチャネル推定の精度を向上することができる。

(c)受信装置の第 1の構成

図 10は受信装置の第 1の構成図である。受信部 31は、送信装置 (たとえば基地局）力も送られてくる信号を、アンテナ 30を介して受信し、受信した無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、し力る後、受信フレームを直交復調して復調部 32の第 1チャネル推定部 32a、制御チャネル復調部 32b、第 2チャネル推定部 3 2c、データチャネル復調部 32dに入力する。

第 1チャネル推定部 32aは、受信フレームに含まれる基本パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、得られた第 1チャネル推定値を出力する。制御チャネル復調部 32bは第 1チャネル推定値を元に制御チャネルを復調し、復調した制御チャネルに含まれる追加パイロット情報を元に、追加パイロットシンボルの有無とその位置を確認し、追加パイロットシンボルが含まれて、れば第 2チャネル推定部 32cに追加パイロットシンボルによるチャネル推定の実行を指示する。また、制御チャネル復調部 32 bは、データチャネルの適応無線リンクパラメータおよび追加パイロットシンボルの位置情報をデータチャネル復調部 32dへ通知する。なお、データシンボル領域力も追加パイロットシンボル位置を除ヽた部分が、実際に送信されたデータシンボル位置となる。

第 2チャネル推定部 32cは、制御チャネル復調部 32bからの該指示により、該追カロパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行、、得られた第 2チャネル推定値をデータチャネル復調部 32dに入力する。なお、第 2チャネル推定部 32cは、第 1チヤネル推定値と第 2のチャネル推定値を平均するなどして第 3チャネル推定値を計算してチャネル推定精度を高め、該第 3チャネル推定値をデータチャネル復調部 32dに入力することもできる。一方、制御チャネル復調部 32bは、追加パイロットシンボルが含まれて、な、ことが判明すれば、第 2チャネル推定部 32cに第 1のチャネル推定値をデータチャネル復調部 32dに入力するよう指示する。

データチャネル復調部 32dは、追加パイロットシンボルが含まれてヽな、場合には第 1チャネル推定値および制御シンボル情報 (無線リンクパラメータなど）に基づ!/、てデータチャネルの復調を行う。

[0024] 誤り検出部 33はフレームのデータチャネルにおける誤りの有無を検出して検出結果を ACKZNACK生成部 34に入力すると共に、誤りがなければデータチャネルのデータシンボルを出力する。 ACKZNACK生成部 34は誤りの有無に基づ!/、て AC KZNACKを発生してフレーム生成部 35の制御チャネル生成部 35aに入力する。伝搬路測定部 36は、復調部 32の第 1チャネル推定部 32aで測定された第 1チヤネル推定値を用いて伝搬路状態 (受信 SIR、受信電力、受信スプレッド、ドプラ一周波数等)を測定し、測定結果に基づ、て伝搬路情報を作成して制御チャネル生成部 35 aに入力する。なお、受信電力は、チャネル推定が A'exp (j Θ )であれば | A | ²である。受信 SIRや受信スプレッド、ドプラ一周波数等の測定方法は周知であり、ここでは詳述しない。

フレーム生成部 35の制御チャネル生成部 35aは、 ACKZNACKや伝搬路情報を含む制御シンボルを生成し、データチャネル生成部 35bはデータシンボルを生成し、基本パイロット生成部 35cは基本パイロットシンボルを生成し、多重部 35dはこれらシンボルを多重して出力する。なお、受信装置も送信装置と同様に、基本パイロットシンボルと異なるパイロットシンボルの追加制御を行なうことができる力パイロットの追加制御をしなヽものとして説明する。送信部 37はフレーム生成部 35で生成されたフレームにより直交変調し、得られたベースバンドの送信信号周波数を無線周波数にアップコンバートすると共に増幅してアンテナ 38から送信装置に向けて送出する。

[0025] 図 11は受信装置における復調部 32の復調処理フローである。

まず、受信フレームに含まれる基本パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定して第 1チャネル推定値を出力する (ステップ 502)。ついで、この第 1チャネル推定値を用 V、て受信フレームに含まれる制御チャネルを復調し (ステップ 503)、制御シンボル情報に基づいて追加パイロットシンボルが受信フレームに含まれているかチェックし (ステツプ 504)、追加パイロットシンボルが含まれていなければ、第 1チャネル推定値を用いてデータチャネルを復調する (ステップ 505)。

一方、ステップ 504において、追加パイロットシンボルが受信フレームに含まれていれば、追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定して第 2チャネル推定値を出力する (ステップ 506)。ついで、該第 2チャネル推定値を用いてデータチャネルを復調する (ステップ 507)。なお、第 1チャネル推定値と第 2チャネル推定値を平均するなどして第 3チャネル推定値を計算してチャネル推定精度を高め、該第 3チャネル推定値を用いてデータチャネルを復調することもできる。また、フェージング周波数が高い時、分散配置の追加パイロットシンボルで推定した第 2チャネル推定値でデータチヤネルを復調し、フェージング周波数が低い時、該第 3チャネル推定値を用いてデータチャネルを復調するようにしてもょ、。

以上、送信装置は制御チャネルを用いて、追加パイロットシンボルの有無やシンポル数、追加される位置などの情報を伝達するから、受信装置は追加パイロットシンポルの有無やシンボル数、追加される位置を識別して追加パイロットシンボルを用いたチャネル推定が可能になる。

(d)受信装置の第 2の構成

制御チャネルが追加パイロットシンボルの情報を含む部分と無線リンクパラメータを含むその他の制御情報部分に分かれている場合は、追加パイロット情報に誤りがなく

、追加パイロット情報以外の制御情報に誤りが生じる場合がある。かかる場合、追カロパイロットシンボルを用いて推定したチャネル推定値を用いて、再度制御チャネルの復調を行うことにより、制御チャネルの誤りを改善することができる。

図 12は上記の制御チャネルの誤りを改善する受信装置の第 2の構成図であり、図 10の受信装置と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、復調部 32の構成であり、

復調部 32に制御チャネル復調部として第 1、第 2の制御チャネル復調部 32b , 32b

1 2 が設けられており、また、誤り検出部 32eが設けられている。

この実施例では、図 13に示すように、制御チャネル力追加パイロット情報部分と、追加パイロット情報以外の無線リンクパラメータを含むその他の制御情報部分に分かれており、追加パイロット情報に誤り検出情報 (CRC情報)が付加されている。

第 1チャネル推定部 32aは、基本パイロットシンボルを用いたチャネル推定を行う。第 1制御チャネル復調部 32bは、第 1チャネル推定値を用いて制御チャネルを復調

1

して復調結果を誤り検出部 32eに入力する。誤り検出部 32eは復調した制御チヤネルに含まれる追加パイロット情報の誤り検出を行なう。

第 1制御チャネル復調部 32bは、追加パイロット情報に誤りが検出されず、追加パ

1

ィロット情報によって追加パイロットシンボルが含まれていることが示された場合、第 2 チャネル推定部 32cに追加パイロットシンボルによるチャネル推定の実行を指示する。第 2チャネル推定部 32cは、該指示により、該追加パイロットシンボルを用いてチヤネル推定を行ヽ、得られた第 2チャネル推定値をデータチャネル復調部 32dと第 2制御チャネル復調部 32bに入力する。

2

なお、第 1のチャネル推定値と第 2のチャネル推定値を平均することにより第 3チヤネル推定値を求めることによりチャネル推定精度を向上し、得られた第 3チャネル推定値を第 2制御チャネル復調部 32bおよびデータチャネル復調部 32dに通知するこ

2

とちでさる。

第 2制御チャネル復調部 32bは、第 2チャネル推定部 32cで求めたチャネル推定

2

値を元にして制御チャネルを再度復調し、適応無線リンクパラメータおよび追加パイロットシンボルの位置情報をデータチャネル復調部 32dへ通知する。データチャネル復調部 32dは、第 2のチャネル推定値あるいは第 3チャネル推定値および制御シンボル情報 (無線リンクパラメータ及び追加パイロットシンボル位置など）に基づ、てデータチャネルの復調を行う。

なお、第 1制御チャネル復調部 32bは、追加パイロットシンボルが含まれていない

1

ことが判明すれば、第 2チャネル推定部 32cに対して、第 1のチャネル推定値をデータチャネル復調部 32dに入力することを指示する。

以上により、基本パイロットシンボルによりチャネル推定し、該第 1のチャネル推定値を用いて制御チャネルを復調した時、追加パイロット情報に伝送誤りがなければ、該追加パイロットシンボルを用いてチャネル推定し、該第 2のチャンネル推定値を用いて再度制御シンボル部分を復調することによって、該第 1のチャネル推定値を用いて復調した追加パイロット情報以外の制御情報に伝送誤りが発生しても、第 2のチヤネル推定値を用いて制御シンボルを正しく復調できるようになり、送信されたデータシンボルを正しく受信復調できる。

[0027] 図 14は図 12の受信装置における復調部 32の復調制御処理フローである。

まず、受信フレームに含まれる基本パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定して第 1チャネル推定値を出力する (ステップ 602)。ついで、この第 1チャネル推定値を用いて受信フレームに含まれる制御チャネルを復調し (ステップ 603)、制御シンボル情報に基づいて追加パイロット情報に誤りがないかを検出し（ステップ 604)、誤りがあれば第 1チャネル推定値を用いてデータチャネルを復調する (ステップ 605)。

追加パイロット情報に誤りがなければ、追加パイロットシンボルが存在するかチェックし (ステップ 606)、存在しなければ、ステップ 605の処理を行なう。

一方、ステップ 606において、追加パイロットシンボルが存在すれば、追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定して第 2チャネル推定値を出力する (ステップ 607)。つ!、で、第 2チャネル推定値を元にして制御チャネルを再度復調し (ステップ 608)、適応無線リンクパラメータおよび追加パイロットシンボルの位置情報を取得し、これらに基づいてデータチャネルの復調を行う (ステップ 609)。

[0028] (C)第 2実施例

図 15は第 2実施例の送信装置の構成図であり、 1本の送信アンテナのみによる伝送と MIMO多重伝送が可能な構成を有してヽる。

送信装置は、 MIMO多重伝送に際して 2本の送信アンテナ 51, 52を用いて、それぞれの送信アンテナ 51, 52から独立なデータチャネルを送信し、 MIMO多重伝送しない場合には送信アンテナ 51のみカゝらデータチャネルを送信する。

第 1のフレーム生成部 53は 1本の送信アンテナ 51から送信する追加パイロットシンボルを含まな、フレームを組み立て、第 2のフレーム生成部 54は他の送信アンテナ 5 2から送信するフレームであって、追加パイロットシンボルを含み、基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含まないフレームを組み立てる。

すなわち、フレーム生成部 53は基本パイロットシンボルを生成する基本パイロット生成部 53a、制御シンボルを生成する制御チャネル生成部 53b、データシンボルを生成するデータチャネル生成部 53c及びこれらシンボルを多重して出力する多重部 53 dを備えている。フレーム生成部 53は、 MIMO多重伝送せず 1本の送信アンテナ 51 から送信する場合には、図 16 (A)に示すフレームを生成して出力する。送信部 55はフレーム生成部 53で生成したフレームに直交変調、周波数アップコンバート等の無線処理を施してアンテナ 51から送出する。

フレーム生成部 54はデータシンボルを生成するデータチャネル生成部 54a、追加パイロットシンボルを生成する追加パイロット生成部 54b、これらシンボルを多重して出力する多重部 54cを有している。 MIMO多重伝送する場合、フレーム生成部 54は、図 16 (C)に示すフレームを生成して出力する。送信部 56はフレーム生成部 54で生成したフレームに無線処理を施してアンテナ 52から送出する。又、 MIMO多重伝送時、フレーム生成部 53は、図 16 (B)に示すようにデータシンボル領域の追加パイロットシンボル部分を空きにしたフレームを生成して出力し、送信部 55は該フレームに無線処理を施してアンテナ 51から送出する。なお、制御シンボルに MIMO多重伝送して、る力否かの情報を含ませる。

適応無線リンク制御部 57は、通信相手 (受信局)から受信した伝搬路状態を示す伝搬路情報あるいは自装置内の伝搬路状態測定部で測定した伝搬路状態を示す伝搬路情報あるいは受信局から受信した ACK/NACK情報に従って、データチヤネルの変調方式や符号化率、拡散率などのリンクパラメータの決定制御を行うと同時に、その情報を制御チャネル生成部 53bとデータチャネル生成部 53c、 54aに入力する。また、適応無線リンク制御部 57は、受信局から高速伝送要求があつたとき、 1本の送信アンテナ 51による送信力も複数の送信アンテナ 51, 52を使用する MIMO多重伝送に切り替えることを追加パイロット割当て部 58に入力する。

追加パイロット割当て部 58は MIMO多重伝送することが入力されると、追加パイロット生成部 54bに追加パイロットシンボルの生成、追加パイロットシンボル数、追加パイロットシンボル位置を指示すると共に、データチャネル生成部 53c, 54aに追加パイ口ットシンボル位置を入力する。この結果、フレーム生成部 53は図 16 (B)に示すフレームを生成し、フレーム生成部 54は図 16 (C)に示すフレームを生成し、送信アンテナ 5 1, 52より送信する。受信部 59は、受信装置力も送られてくる信号を、アンテナ 60を介して受信し、受信した無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、しかる後、直交復調してチャネル推定部 61、制御チャネル復調部 62、データチャネル復調部 63〖こ入力する。チャネル推定部 61は受信装置 (移動端末)力ものアップリンクにおけるチャネルを、パイロットシンボルを用いて推定し、制御チャネル復調部 62は、チャネル推定値を用いて受信装置力送られた制御チャネルを復調し、制御チャネルによつて伝送される伝搬路情報や ACKZNACK情報、高速伝送要求などを適応無線リンク制御部 57に通知する。データチャネル復調部 63は、チャネル推定値及び変調方式、符号ィヒ率などを特定する制御情報を用いてデータシンボルを復調して出力する図 17は第 2実施例の受信装置の構成図であり、 1本の送信アンテナによる送信時の受信と MIMO多重伝送時の受信とが可能な構成を有している。

受信装置は、 MIMO多重伝送に際して 2本の受信アンテナ 71、 72を用いて、それぞれの送信アンテナ 51, 52から伝送された独立なデータチャネルを分離して出力し、 MIMO多重伝送しない場合には 1本の受信アンテナ 71、または 2本の受信アンテナ 71、 72を用いて送信アンテナ 51から伝送されたデータチャネルを復調して出力する受信部 73、 74は受信アンテナ 71、 72で受信した無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、し力る後、受信フレームを直交復調する。

MIMO多重伝送でなければ、第 1チャネル推定部 77は、受信部 73、 74から出力する各受信フレームに含まれる基本パイロットシンボルを用いて送信アンテナ 51から受信アンテナ 71, 72までの伝搬路を推定してチャネル推定値 h , h を得る。制御

00 10

チャネル復調部 78は得られたチャネル推定値 h , h を用いて受信部 73、 74から入

00 10

力する受信フレームの制御チャネルの復調を行、、制御シンボル情報 (無線リンクパラメータ及び MIMO多重伝送が行われていないこと等）を MIMO信号分離部 75に入力する。

MIMO信号分離部 75は MIMO多重伝送でなヽ場合、上記のチャネル推定値 h

00

, h を用いて、送信アンテナ 51から送信されたデータチャネルのデータシンボルを復調して、誤り訂正復号部 76に入力する。

MIMO多重伝送であれば、第 1チャネル推定部 77は、受信部 73、 74から出力する各受信フレームに含まれる基本パイロットシンボルを用いて送信アンテナ 51から受信アンテナ 71, 72までの伝搬路を推定してチャネル推定値 h , h を得る。制御チヤネ

00 10

ル復調部 78は得られたチャネル推定値 h , h を用いて受信部 73、 74から入力する

00 10

受信フレームの制御チャネルの復調を行、、該制御シンボル情報より MIMO多重伝送が行われて、ることおよび追加パイロットシンボルの情報を得て、第 2チャネル推定部 79に追加パイロットシンボルを用いてチャネル推定することを指示する。また、制御チャネル復調部 78は制御シンボル情報 (無線リンクパラメータ及び追加パイロットシンボル位置、 MIMO多重伝送が行われていること等）を MIMO信号分離部 75に入力する。

第 2チャネル推定部 79は、制御チャネル復調部 78からの指示により、該追加パイ口ットシンボルを用いて送信アンテナ 52から受信アンテナ 71, 72までの伝搬路を推定し、得られたチャネル推定値 h ,h を MIMO信号分離部 75に入力する。 MIMO信

01 11

号分離部 75は、上記のチャネル推定値 h , h , h ,h を用いて周知の MIMO信号

00 10 01 11

分離処理を行なって、各送信アンテナ 51, 52から送信されたデータチャネルのデータシンボルを分離 ·復調して、誤り訂正復号部 76に入力する。

第 2実施例によれば、複数の送信アンテナによる送信に際して追加パイロットシンポルを揷入するため、受信側でデータシンボルの復調に必要なチャネル推定ができる。このため、要求に基づいて、 1本の送信アンテナによる送信から MIMO多重伝送のように複数の送信アンテナによる送信に切り換えることができる。

また、第 2実施例によれば、送信アンテナ毎の伝搬路を推定するためのパイロットを追加することができるため、マルチアンテナ送信技術を用いた通信方式に柔軟に対応することができる。また、マルチアンテナを用いた送信を行わない場合には、余計なノィロットシンボルを使用しな、ため、データの伝送効率を上げることができる。

(D)第 3実施例

図 18は第 3実施例の送信装置の構成図であり、 1本の送信アンテナのみによる送信と送信ビームフォーミングして複数のアンテナを使用する送信の両方が可能になつて、る。 1本のアンテナ ANT1のビーム指向性は図 19の BD1に示すように無指向性であり、移動端末 MSが ANT1に対してどの方向に存在していても、一定のゲインとなる。一方、ァダプティブアレイアンテナによれば、送信ビームを指向性 BD2を持たせて所定の方向に向けて送信できるため、 1本のアンテナのみの無指向性の場合に比ベて大きなゲインが得られる。そこで、移動端末 MSがアンテナ ANT1から遠く離れて受信品質が低下した時、送信ビームフォーミングして複数のアンテナ力指向性を持たせて送信することで、受信品質を向

上させることができる。

図 18の送信装置は、送信ビームフォーミング伝送に際して 4本の送信アンテナ 81a 一 81dを使用し、送信ビームフォーミングしない場合には送信アンテナ 8 laのみから送信を行う。

第 1のフレーム生成部 82は 1本の送信アンテナ 81aから送信する基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含むフレームを組み立て、第 2のフレーム生成部 83は送信アンテナ 8 la— 8 Idから送信するフレームであって、基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含まな、フレームを組み立てる。

すなわち、第 1のフレーム生成部 82は基本パイロットシンボルを生成する基本パイロット生成部 82a、制御シンボルを生成する制御チャネル生成部 82b及びこれら基本パイロットシンボル、制御シンボル及び第 2のフレーム生成部 83から出力するデータシンボルを多重して出力する多重部 82cを備えている。

第 2のフレーム生成部 83はデータシンボルを生成するデータチャネル生成部 83a、追加パイロットシンボルを生成する追加パイロット生成部 83b、これらシンボルを多重して出力する多重部 83cを有して、る。

送信ビームフォーミング伝送を行わず 1本の送信アンテナ 81aから送信する場合には、第 1のフレーム生成部 82は基本パイロットシンボル、制御シンボル及びビームフォーマ 85から出力する送信アンテナ 81a用のデータシンボルを多重して、図 20 (A) に示すフレームを生成して出力する。送信部 84aは第 1のフレーム生成部 82および第 2のフレーム生成部 83で生成したフレームに無線信号処理を施してアンテナ 81a 力送出する。ビームフォーミング伝送する場合、第 2のフレーム生成部 83は、図 20 (B)に示すフレームを生成して出力する。ビームフォーマ 85はビームが受信装置の存在方向に向くように各アンテナに入力するフレームに重み付けする。第 1のフレーム生成部 82は基本パイロットシンボル、制御シンボル及びビームフォーマ 85から出力する送信アンテナ 8 la用のシンボル (データシンボル、追加パイロットシンボル)を多重して図 20 (C )に示すフレームを生成して出力する。送信部 84aは第 1のフレーム生成部 82で生成したフレームをアンテナ 8 laから送出し、送信部 84b— 84dはビームフォーマ 85力ら出力する重み付けされたフレームをそれぞれアンテナ 8 lb— 8 Idから送出する。適応無線リンク制御部 86は、受信装置力も送られてくる伝搬路情報あるいは自装置内の伝搬路状態測定部（図示せず)で測定した伝搬路状態を示す伝搬路情報に基づいて、データチャネルの変調方式や符号化率、拡散率などのリンクパラメータの決定制御を行うと同時に、その情報を制御チャネル生成部 82bとデータチャネル生成部 83aに入力する。また、適応無線リンク制御部 86は、リンクパラメータの変更が不可能となれば、 1本の送信アンテナによる送信力複数の送信アンテナによるビームフォーミング伝送になったことを追加パイロット割当て部 87に通知する。これにより、追加パイロット割当て部 87は、追加パイロット生成部 83bに追加パイロットシンボルの生成、追加パイロットシンボル数、追加パイロットシンボル位置を指示すると共に、データチャネル生成部 83aに追加パイロットシンボル位置を入力し、また制御チヤネル生成部 82bに追加パイロットシンボルに関する情報及びビームフォーミング送信であることを通知する。この結果、第 2のフレーム生成部 83は図 20 (B)に示すフレームを生成し、第 1のフレーム生成部 82は図 20 (C)に示すフレームを生成し、送信アンテナ 81a— 81dより送信する。

受信部 88は、受信装置力も送られてくる信号を、アンテナ 8 leを介して受信し、受信した無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、しかる後、直交復調してチャネル推定部 89a、制御チャネル復調部 89b、データチャネル復調部 89cに入力する。チャネル推定部 89aは受信装置 (移動端末)からのアップリンクにおけるチャネルを、ノィロットシンボルを用いて推定し、制御チャネル復調部 89bは、チャネル推定値を用いて受信装置カゝら送られた制御チャネルを復調し、制御チヤネルによって伝送される伝搬路情報や ACKZNACK情報などを適応無線リンク制御部 86に通知する。データチャネル復調部 89cは、チャネル推定値及び変調方式、符号化率などを特定す

る制御情報を用いてデータシンボルを復調して出力する。

図 21は第 3実施例の受信装置の構成図であり、図 10の第 1実施例の受信装置と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、（1)復調部 32にチャネル推定値切替部 32fを設けている点、（2)第 1チャネル推定部 32aが 1本の送信アンテナによる送信時の伝搬路を推定して第 1のチャネル推定値を出力し、第 2チャネル推定部 32 cがビームフォーミング送信時の伝搬路を推定して第 2のチャネル推定値を出力する点、（3)チャネル推定値切替部 32fが、 1本の送信アンテナによる送信か、ビームフォ一ミング送信かにより第 1チャネル推定値、第 2チャネル推定値を選択してデータチヤネル復調部 32dに入力して、る点である。

第 1チャネル推定部 32aは、受信フレームに含まれる基本パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行ヽ、得られた第 1チャネル推定値を制御チャネル復調部 32bとチャネル推定値切替部 32fに入力する。制御チャネル復調部 32bは第 1チャネル推定値を元に制御チャネルを復調し、ビームフォーミング送信であるか否かを調べ、ビームフォーミング送信であれば追加パイロットシンボルの数と位置を確認し、第 2チヤネル推定部 32cに追加パイロットシンボルによるチャネル推定の実行を指示する。また、制御チャネル復調部 32bは、ビームフォーミング送信である力否かの情報をチャネル推定値切替部 32fに入力すると共に、適応無線リンクパラメータおよび追カロパイロットシンボルの位置情報をデータチャネル復調部 32dへ通知する。

第 2チャネル推定部 32cは、制御チャネル復調部 32bからの前記指示により、該追加パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行、、得られた第 2チャネル推定値をチャネル推定値切替部 32fに入力する。

チャネル推定値切替部 32fは、 1本の送信アンテナによる送信か、ビームフォーミング送信かにより第 1チャネル推定値、第 2チャネル推定値の一方を選択してデータチャネル復調部 32dに入力する。データチャネル復調部 32dは、入力されたチャネル推定値および無線リンクパラメータ、追加パイロットシンボル位置などに基づ、てザ一タチャネルの復調を行う。

以上、第 3実施例によれば、ビームフォーミングされた信号の伝搬路を推定するためのノィロットを追加することができるため、ビームフォーミング送信技術を用いた通信方式に柔軟に対応することができる。また、ビームフォーミングを用いた送信を行わない場合には、余計なパイロットシンボルを使用しないため、データの伝送効率を上げることができる。

以上、本発明によれば、伝搬路状態に基づ!/、て追加パイロットシンボルの挿入を適応的に行えるようしてチャネル推定精度を向上することができる。

本発明によれば、移動局の移動速度が速くフェージング周波数が高い場合でも、追加パイロットシンボルの位置を分散することによりチャネル推定精度を適応的に向上することができる。

本発明によれば、伝搬路状態に基づいて送信方式を変更する適応制御によっても伝送誤りが改善しないときに、パイロットシンボルを追加するため、適応制御によりデータシンボルの S/N比を向上でき、かつ、パイロット追カ卩によりチャネル推定の精度を同時に向上することができる。

本発明によれば、複数の送信アンテナによる送信に際して追加パイロットシンボルを挿入するため、受信側でデータシンボルの復調に必要なチャネル推定ができる。このため、伝搬路状態に基づいてあるいは受信側の要求に基づいて、 1本の送信アンテナによる送信力 MIMO多重伝送や送信ビームフォーミングなどのように複数の送信アンテナによる送信に切り換えることができる。すなわち、本発明によれば、送信アンテナ毎の伝搬路ゃビームフォーミングされた信号の伝搬路を推定するためのパィロットを追加することができるため、マルチアンテナ送信技術を用いた通信方式に柔軟に対応することができる。また、マルチアンテナを用いた送信を行わない場合には、余計なパイロットシンボルを使用

しないため、データの伝送効率を上げることができる。

本発明によれば、制御チャネルを用いて、追加パイロットシンボルの有無やシンポル数、追加される位置などの情報を伝達するから、受信側で追加パイロットシンボルの有無やシンボル数、追加される位置を識別して追加パイロットシンボルを用いたチャネル推定が可能になる。

本発明によれば、データチャネルにおける適応無線リンク制御だけでなぐ追加パィロットシンボルの追加制御を行うことにより、データチャネルの S/Nだけでなぐチヤネル推定の精度も同時に改善することができるため、システムのスループットを向上できる。

本発明によれば、基本パイロットシンボルの電力やシンボル数をあらかじめ小さく設定することができるため、パイロットシンボルの挿入損失を小さく抑えることができる。これにより、セル端でのスループットの向上や、他セルに対する干渉を低減する効果が得られる。

本発明によれば、制御チャネルに含まれる追加パイロット情報の誤りを検出することにより、追加パイロット情報以外の制御チャネルに伝送誤りが生じた場合でも、追カロパイロットシンボルを用いたチャネル推定結果を用いて、制御シンボルの復号を再度実行することができるため、制御チャネルの伝送誤りを改善することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 伝搬路推定に用いる基本パイロットシンボルと、データチャネルの復調に必要な制御情報を伝達する制御シンボルと、情報ビットを伝達するデータシンボルを備えたフレームを送受信する無線通信システムにお、て、

送信装置は、

基本パイロットシンボルとは別のパイロットシンボルをフレームに追加するか否かを決定するパイロット追加決定部、

追加パイロットシンボルに関する情報を含む制御シンボルを生成する制御シンボル生成部、

前記ノィロットの追加決定により、前記パイロットシンボルを追加されたフレームを組立てるフレーム組立部、

該フレームを送信する送信部、

を備え、受信装置は、

受信フレームに含まれる制御シンボルを復調し、該制御シンボル情報に基づ！/、て受信フレームに追加パイロットシンボルが含まれている力判定する制御シンボル復調部、

追加パイロットシンボルが含まれて、る場合には、該追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定する伝搬路推定部、

該伝搬路推定値に基づいてデータシンボルを復調するデータシンボル復調部、を備えたことを特徴とする無線通信システム。

[2] 前記送信装置は、受信装置との間の伝搬路状態に関する伝搬路情報を取得して出力する伝搬路情報出力部を備え、

前記ノィロット追加決定部は、該伝搬路情報に基づ、て追加パイロットシンボルの有無および追加パイロットシンボルの数を決定する、

ことを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

[3] 前記送信装置は、受信装置の移動速度を取得する移動速度取得部を備え、

前記パイロット追加決定部は、該受信装置の移動速度に応じて、追加パイロットシンボルをデータシンボル領域内に分散して配置するか否か及び追加パイロットシンポル位置を決定する、

ことを特徴とする請求項 2記載の無線通信システム。

[4] 前記送信装置は、受信装置との間の伝搬路状態に関する伝搬路情報を取得して出力する伝搬路情報出力部、

前記伝搬路情報に基づいて送信方式を適応的に制御する適応制御部、を備え、前記パイロット追加決定部は、適応制御によっても伝送誤りが改善しないときに、パイロットシンボルの追カ卩を決定する

ことを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

[5] 前記送信装置は、

複数の送信アンテナと、

各送信アンテナに対応する送信部を備え、

前記フレーム組立部は、 1本の送信アンテナから送信する場合、基本パイロットシンボ

ル及び制御シンボルを含み、追加パイロットシンボルを含まな、フレームを組み立て、複数のアンテナから送信する場合、前記 1本の送信アンテナから送信する前記フレームと、他の送信アンテナ力送信するフレームであって、追加パイロットシンボルを含み、基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含まな、フレームを組み立てる、ことを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

[6] 前記受信装置は、

複数の受信アンテナと、

前記受信アンテナに対応する受信部を備え、

前記伝搬路推定部は、基本パイロットシンボルを用いて前記 1本の送信アンテナから各受信アンテナまでの伝搬路を推定し、前記追加シンボルを用いて前記他の送信アンテナから各受信アンテナまでの伝搬路を推定し、

データシンボル復調部は前記各伝搬路の伝搬路推定値を用いて、各送信アンテナより送信されたデータシンボルを復調することを特徴とする請求項 5記載の無線通信システム。

[7] 前記送信装置は、複数の送信アンテナ、

各送信アンテナに対応する送信部、

データシンボルと、パイロットシンボルを追加する場合、該追加パイロットシンボルを含み、かつ、基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含まないフレームを組み立てる第 2のフレーム組立部、

前記第 2のフレーム組立部で組み立てられたフレームにビームフォーミング処理を施して各送信アンテナに入力するビームフォーマ、

基本パイロットシンボルと制御シンボルと、前記ビームフォーマ力入力されるデータシンボルよりなるフレームを組み立てて、 1本の送信アンテナに入力する第 1のフレーム組立部、

を備え、

ビームフォーミングを行わない場合、前記第 2のフレーム組立部は、パイロットシンボルを追加せずにフレームを組み立てて前記 1本の送信アンテナに入力し、ビームフォーミングを行う場合、前記第 2のフレーム組立部は、パイロットシンボルを追加してフレームを組み立てて前記ビームフォーマで処理した信号を、前記複数の送信アンテナに入力する、

ことを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

前記送信装置は、

複数の送信アンテナ、

各送信アンテナに対応する送信部、

パイロットシンボルを追加する場合、該追加パイロットシンボルとデータシンボルを含み、かつ、基本シンボル及び制御シンボルを含まないフレームを組み立てる第 2のフレーム組立部、

を備え、

前記第 1のフレーム組立部は、パイロットシンボルを追加しない場合、基本シンボルと制御シンボルとデータシンボル力もなるフレームを組み立てて 1本の送信アンテナに入力し、パイロットシンボルを追加する場合、基本シンボルと制御シンボルと前記ビームフォーマで重み付けされた追加パイロットシンボルとデータシンボルとからなるフレームを組み立てて前記 1本の送信アンテナに入力する、

ことを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

[9] 前記受信装置は、

複数の受信アンテナと、

前記受信アンテナに対応する受信部を備え、

前記伝搬路推定部は、前記基本パイロットシンボルを用いて前記 1本の送信アンテナで

送信する際の伝搬路を推定し、前記追加シンボルを用いてビームフォーミング送信している際の伝搬路を推定し、

前記制御シンボル復調部はビームフォーミング送信している力否かを判断し、前記データシンボル復調部はビームフォーミング送信して、る力否かにより、前記伝搬路の所定の推定値を用いて、データシンボルを復調する、

ことを特徴とする請求項 7記載の無線通信システム。

[10] 前記受信装置の伝搬路推定部は、

前記基本パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定する第 1の伝搬路推定部、追加パイロットが存在すれば、該追加パイロットを用いて伝搬路の推定を行う第 2の伝搬路推定部、

を備え、前記制御シンボル復調部は前記第 1の伝搬路推定部で推定された第 1の伝搬路推定値を用いて制御シンボルを復調し、前記データシンボル復調部は、前記制御シンボル情報と前記第 2の伝搬路推定部で推定した第 2の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調する、

ことを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

[11] 前記受信装置は、

前記制御シンボルに含まれる追加パイロット情報の誤りを検出する誤り検出部を備え、

追加パイロット情報に伝送誤りが生じていなければ、前記第 2の伝搬路推定値に基づいて再度制御シンボルを復調する第 2の制御シンボル復調部を備え、

前記データシンボル復調部は、前記第 2の制御シンボル復調部で復調した制御シンボルと前記第 2の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調する、

ことを特徴とする請求項 10記載の無線通信システム。

[12] 伝搬路推定に用いる基本パイロットシンボルと、データチャネルの復調に必要な制御情報を伝達する制御シンボルと、情報ビットを伝達するデータシンボルを備えたフレームを送受信する無線通信システムにおける送信装置において、

前記ノィロットシンボルの追加決定により、ノィロットシンボルが追加されたフレームを組立てるフレーム組立部、

該フレームを受信装置に送信する送信部、

を備えたことを特徴とする送信装置。

[13] 前記送信装置は、受信装置との間の伝搬路状態に関する伝搬路情報を取得して出力する伝搬路情報出力部を備え、

ことを特徴とする請求項 12記載の送信装置。

[14] 前記送信装置は、受信装置の移動速度を取得する移動速度取得部を備え、

ことを特徴とする請求項 13記載の送信装置。

[15] 前記送信装置は、受信装置との間の伝搬路状態に関する伝搬路情報を取得して出力する伝搬路情報出力部、

ことを特徴とする請求項 12記載の送信装置。

[16] 前記送信装置は、

複数の送信アンテナと、

各送信アンテナに対応する送信部を備え、

前記フレーム組立部は、 1本の送信アンテナから送信する場合、基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含み、追加パイロットシンボルを含まな、フレームを組み立て、複数のアンテナから送信する場合、前記 1本の送信アンテナから送信する前記フレームと、他の送信アンテナから送信するフレームであって、追加パイロットシンボルを含み、基本パイロットシンボル及び制御シンボルを含まな、フレームを組み立てることを特徴とする請求項 12記載の送信装置。

[17] 前記送信装置は、

複数の送信アンテナ、

各送信アンテナに対応する送信部、

基本パイロットシンボルと制御シンボルと、前記ビームフォーマ力入力されるデータシンボルよりなるフレームを組み立てて 1本の送信アンテナに入力する第 1のフレーム組立部、

を備え、

ビームフォーミングを行わない場合、前記第 2のフレーム組立部は、パイロットシンボルを追加せずにフレームを組み立てて、前記 1本の送信アンテナから送信を行、、ビームフォーミングを行う場合、前記第 2のフレーム組立部は、パイロットシンボルを追加してフレームを組み立てて、前記ビームフォーマで処理した信号を、前記複数の送信アンテナから送信を行う、

ことを特徴とする請求項 12記載の送信装置。

[18] 伝搬路推定に用いる基本パイロットシンボルと、データチャネルの復調に必要な制御情報を伝達する制御シンボルと、情報ビットを伝達するデータシンボルを備えたフレームを送受信する無線通信システムにおける受信装置において、

送信装置より送信されたフレームを受信する受信部、

前記受信フレームの基本パイロットシンボルを用 V、て伝搬路を推定して第 1の伝搬路推定値を出力するする第 1の伝搬路推定部、

該伝搬路推定値を用いて制御シンボルを復調し、該制御シンボル情報より追加パィロットシンボルが受信フレームに追加されているか判断する制御シンボル復調部、追加パイロットシンボルが追加されてヽる場合には該追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定して第 2の伝搬路推定値を出力する第 2の伝搬路推定部、

追加パイロットシンボルがフレームに追加されていない場合には、前記第 1の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調し、追加されてヽる場合には前記第 2の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調するデータシンボル復調部、

を備えたことを特徴とする受信装置。

[19] 前記受信装置は、更に、前記制御シンボルに含まれる追加パイロット情報の誤りを検出する誤り検出部、

追加パイロット情報に伝送誤りが生じていなければ、前記第 2の伝搬路推定値に基づいて再度制御シンボルを復調する第 2の制御シンボル復調部、

を備え、前記データシンボル復調部は、前記第 2の制御シンボル復調部で復調した制御シンボルと前記第 2の伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調する、ことを特徴とする請求項 18記載の受信装置。

[20] 伝搬路推定に用いる基本パイロットシンボルと、データチャネルの復調に必要な制御情報を伝達する制御シンボルと、情報ビットを伝達するデータシンボルを備えたフレームを送受信する無線通信方法にぉ、て、

送信側において、基本パイロットシンボルとは別のパイロットシンボルをフレームに追加するか否かを決定し、

追加する場合には、追加パイロットシンボルに関する情報を含む制御シンボルを生成し、

前記基本パイロットシンボル、制御シンボル、追加パイロットシンボル、データシンポルを含むフレームを組立てて送信し、

受信側において、

受信フレームに含まれる制御シンボルを復調し、

該制御シンボル情報に基づいて受信フレームに追加パイロットシンボルが含まれているか判定し、

追加パイロットシンボルが含まれて、る場合には、該追加パイロットシンボルを用いて伝搬路を推定し、

該伝搬路推定値を用いてデータシンボルを復調する、

ことを特徴とする無線通信方法。

[21] 前記追加決定ステップにおいて、

伝搬路情報を取得し、該伝搬路情報に基づ、て追加パイロットシンボルの有無および追加パイロットシンボルの数を決定する、

ことを特徴とする請求項 20記載の無線通信方法。

[22] 前記追加決定ステップにおいて、

受信装置の移動速度を取得し、該受信装置の移動速度に応じて、追加パイロットシンボルをデータシンボル領域内に分散して配置するか否か及び追加パイロットシンポル位置を決定する、

ことを特徴とする請求項 20記載の無線通信方法。

[23] 前記追加決定ステップにおいて、

適応制御によっても伝送誤りが改善しないときに、パイロットシンボルの追カ卩を決定することを特徴とする請求項 20記載の無線通信方法。