JP2009505566A

JP2009505566A - パイロット信号を送信するための方法および装置

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Publication number: JP2009505566A
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Inventors: エイ．トーマス、ティモシー; エル．バウム、ケビン; ケイ．クラッソン、ブライアン; ナンギア、ビジェイ
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Abstract

第１のＯＦＤＭシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスが第１のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信されるパイロット送信スキーム。第２のＯＦＤＭシンボル期間中、第２のパイロット・シーケンスが、第２のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。さらに、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。

Description

本発明はパイロット信号の送信に関し、特に、通信システムでのパイロット信号を送信するための方法および装置に関する。

パイロット信号、プリアンブル、または基準信号は、通常、タイミングおよび周波数同期の取得およびトラッキング、情報データの以降の復調および復号のための所望のチャネルの推定およびトラッキング、およびハンドオフ、干渉抑制のための他のチャネルの特性の推定および監視等を含むがこれらに限定されない多くの重要な機能を受信機が行うことができるようにするために、通信システムに対して使用される。通信システムは、いくつかのパイロット・スキームを使用することができるが、これらのスキームは、通常、既知の時間間隔で既知のシーケンスの送信を含む。受信機は、前もってシーケンスだけを知って、またはシーケンスおよび時間間隔を知って、上記機能を実行するためにこの情報を使用する。

初期の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムで使用された典型的なパイロット・フォーマットは、それぞれ予想される最大ドップラー周波数および最大遅延スプレッドに基づいて、時間および周波数の両方に分散されているパイロットを含む「分散パイロット」フォーマットである。分散パイロットは、最も一般的なパイロット・フォーマットと見なすことができるが、特定するのがかなり難しい。例えば、数が変化する送信アンテナの支持方法、低いユーザ速度を最適化するが、高速のために追加のパイロットを挿入することができる方法、および分散パイロット・エッジ効果を回避する方法があまりはっきりしない。フレームおよびサブフレーム境界内のパイロット位置が変化するために、チャネル推定も、一般的に、もっと難しい。例えば、あるもっと簡単なチャネル推定技術を入手することができない場合もあるし、より多くの組の補間フィルタが必要になる場合もある。複雑である他に、分散パイロットは、また、時分割多重（ＴＤＭ）パイロット省電力機構（例えば、制御チャネルに近いＴＤＭパイロットを使用し、次に、受信機のためのデータが存在しない場合には、次の制御チャネル送信まで受信機をオフにすることによる制御チャネルの復号など）を実行するための能力を制限する。

それ故、上記問題を軽減する通信システムでのパイロット信号を送信するための方法および装置が求められている。

上記ニーズを満たすために、本明細書においては、パイロット信号を送信するための方法および装置が開示される。より詳細には、基地ユニットは、そのダウンリンク送信の一部として、既知の時間間隔で既知のシーケンスを送信する。遠隔ユニットは、シーケンスおよび時間間隔を知って、送信を復調／復号する際にこの情報を使用する。第１のＯＦＤＭシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスが第１のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される場合には、パイロット・スキームが使用される。第２のＯＦＤＭシンボル期間中に、第２のパイロット・シーケンスが、第２のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。さらに、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。

上記パイロット・スキームは、低速に対して最適化され、簡単な時間領域補間により現在のサブフレームのいずれか上のサブフレーム内のパイロットを利用して高速を処理することができる。非常に高速な場合、または隣接するサブフレーム内の共通のパイロットを利用することができないサブフレームの場合には、追加のオーバーヘッド（例えば、フレームの終わりの方向のパイロットを含む追加のＯＦＤＭシンボルなど）をチャネル推定のために適合するように含ませることができる。

本発明は、複数のアンテナを有する送信機のパイロットを送信するための方法である。この方法は、第１のシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスを第１のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信するステップと、第２のシンボル期間中に、第２のパイロット・シーケンスを第２のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信するステップとを含む。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しないし、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。第１および第２のグループのアンテナは、Ｍ個のシンボル期間毎に１つのパイロット・シーケンスだけを送信する。

本発明は、さらに、第１のシンボル期間中に、複数の副搬送波により第１のパイロット・シーケンスを送信する第１のグループのアンテナを備える送信機を含む。この送信機は、さらに、第２のシンボル期間中に、複数の副搬送波により第２のパイロット・シーケンスを送信する第２のグループのアンテナを備える。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しないし、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。

本発明は、パイロットを送信するための方法を含む。この方法は、ＯＦＤＭシンボル期間中に、パイロット・シーケンスを、１つまたは複数のアンテナ上の複数の副搬送波により送信するステップを含むが、その場合に、ＯＦＤＭシンボル期間中に、実質的に各Ｋ_Ｄ副搬送波によりパイロット・シーケンスが送信される。パイロット・シーケンスは、ＯＦＤＭシンボル期間中に、ＤＣ副搬送波に隣接して位置する副搬送波により送信される。この場合、隣接する副搬送波により送信されたパイロット・シーケンスは、ＤＣ副搬送波上に存在していなければならないパイロット・シーケンスを繰り返す。

本発明は、さらに、パイロットを送信するための方法を含む。この方法は、ＯＦＤＭシンボル期間中に、パイロット・シーケンスを１つまたは複数のアンテナ上の複数の副搬送波により送信するステップを含む。その場合、ＯＦＤＭシンボル期間中に、実質的に各Ｋ_Ｄ副搬送波によりパイロット・シーケンスが送信される。パイロット・シーケンスは、前のＯＦＤＭシンボル期間中に、バンド・エッジに隣接する副搬送波により送信され、その場合、バンド・エッジに隣接する副搬送波により送信されたパイロット・シーケンスは、バンド・エッジのすぐ外側の副搬送波上に存在していなければならないパイロット・シーケンスを繰り返す。

ここで類似の参照番号が類似の構成要素を示している図面を参照すると、図１は、パイロット送信を使用する通信システム１００のブロック図である。通信システム１００は、次世代ＯＦＤＭまたはマルチキャリアをベースとするアーキテクチャを使用する。このアーキテクチャは、また、マルチキャリア符号分割多元接続（ＭＣ−ＣＤＭＡ）、マルチキャリア直接シーケンスＣＤＭＡ（ＭＣ−ＤＳ−ＣＤＭＡ）、一次元または二次元拡散を含む直交周波数および符号分割多重化（ＯＦＣＤＭ）のような拡散技術の使用を含むことができるし、またはもっと簡単な時および／または周波数分割多重化／多元接続技術、またはこれら種々の技術の組合せをベースとすることもできる。他の実施形態の場合には、通信システム１００は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）または直接シーケンスＣＤＭＡを含むが、これらに限定されない他の広帯域セルラー通信システム・プロトコルを使用することができる。

通常の当業者であれば理解できると思うが、ＯＦＤＭシステムの動作中、複数の副搬送波（例えば、６０１副搬送波、７６８副搬送波等）が、広帯域データを送信するために使用される。図２はそのことを示す。図２に示すように、広帯域チャネルは、多数の狭い周波数帯域（副搬送波）２０１に分割される。その場合、データは、副搬送波２０１により並列に送信される。

図１に戻って説明すると、通信システム１００は、基地ユニット１０１および遠隔ユニット１０３を含む。遠隔ユニット１０３は、通信装置、ユーザ機器（ＵＥ）または単に移動体と呼ぶこともできる。一方、基地ユニット１０１も、通信装置または単にノードＢと呼ぶこともできる。基地ユニット１０１は、あるセクタ内の多数の遠隔ユニットにサービスを提供する送信機および受信機を備える。当業者であれば周知のように、通信ネットワークからサービスを受ける全物理領域はセルに分割することができ、各セルは１つまたは複数のセクタを有することができる。基地ユニット１０１は、種々の高度の通信モード（例えば、適応ビーム・フォーミング、送信ダイバーシティ、送信空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、多重ストリーム送信等）を提供するために、各セクタにサービスを行う複数のアンテナ１０９を使用することができる。基地ユニット１０１は、同一のリソース（時間、周波数、または両方）の少なくとも一部上で遠隔ユニットにサービスを行うためにダウンリンク通信信号１０４を送信する。遠隔ユニット１０３は、アップリンク通信信号１０６を介して基地ユニット１０１と通信する。

図１には、１つの基地ユニットおよび１つの遠隔ユニットしか図示していないが、当業者であれば、典型的な通信システムが、多くの遠隔ユニットとの同時通信の際に多くの基地ユニットを含むことを理解することができることに留意されたい。また、説明を簡単にするために、１つの基地ユニットから複数の遠隔ユニットへのダウンリンク送信の場合について主として説明しているが、本発明は、複数の遠隔ユニットから複数の基地ユニットへのアップリンク送信にも適用することができることにも留意されたい。

すでに説明したように、パイロット・アシステッド変調は、通常、送信した信号の以降の復調に対するチャネル推定のような多くの機能で援助を行うために使用される。このことを念頭において、基地ユニット１０１は、ダウンリンク送信の一部として既知の時間間隔で既知のシーケンスを送信する。遠隔ユニット１０３は、シーケンスおよび時間間隔を知って、送信を復調／復号する際にこの情報を使用する。図３は、このようなパイロット送信スキームを示す。図に示すように、特定の副搬送波による基地ユニット１０１からのダウンリンク送信３００は、通常、残りの送信３０２が後に続くパイロット・シーケンス３０１を含む。同じまたは異なるシーケンスを、残りの送信３０２中に１回または複数回使用することができる。それ故、基地ユニット１０１は、データを送信するデータ・チャネル回路１０８と一緒に１つまたは複数のパイロット・シーケンスを送信するパイロット・チャネル回路１０７を備える。パイロット・シーケンス３０１は、データ・シンボルと混合することもできるし、混合しないこともできることに留意されたい。また、パイロット・シーケンス３０１および残りの送信３０２は、その構造が他の時間間隔で繰り返されるサブフレームを含むことができることに留意されたい。例えば、サブフレームは、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルからなる場合がある。この場合、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルは、パイロットおよびデータ・シーケンスの両方を含んでいて、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルの全構造は、種々の時間間隔で繰り返される。

図３は、送信の最初のところに位置するパイロット・シーケンス３０１を示すが、本発明の種々の実施形態の場合には、パイロット・チャネル回路は、ダウンリンク送信３００内の任意の場所にパイロット・シーケンス３０１を含むことができ、さらに、別々のチャネルにより送信することができることに留意されたい。残りの送信３０２は、通常、復調／復号を行う前に受信機が知る必要がある情報（いわゆる制御情報）およびユーザを目標とする実際の情報（ユーザ・データ）のような、しかしこれらに限定されない送信を含む。

すでに説明したように、初期のＯＦＤＭシステムで使用した典型的なパイロット・フォーマットは、それぞれ予想される最大ドップラー周波数および最大遅延スプレッドに基づいて時間および周波数の両方に分散されているパイロットを含む「分散パイロット」フォーマットである。分散パイロットは、最も一般的なパイロット・フォーマットと見なすことができるが、特定するのがかなり難しい。

この問題を解決するために、本発明の第１の実施形態の場合には、第１のシンボル期間中（例えば、ＯＦＤＭシンボル期間番号２）、第１のパイロット・シーケンスが、第１のグループのアンテナ（例えば、アンテナ１および２）上の複数の副搬送波により送信されるパイロット・スキームが使用される。第２のＯＦＤＭシンボル期間中（例えば、ＯＦＤＭシンボル期間番号７）、第２のパイロット・シーケンスが、第２のグループのアンテナ（例えば、アンテナ３および４）上の複数の副搬送波により送信される。一般的に、アンテナ・グループは、１つのアンテナだけを含むことができる。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。さらに、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。第１および第２のグループのアンテナは、１つのＯＦＤＭシンボル期間中に、Ｍ個のシンボル期間毎に１つのパイロット・シーケンス（すなわち、サブフレーム毎に１つのパイロット・シーケンス）だけを送信する。第１のパイロット・シーケンスは、第１のグループのアンテナから別々に送信される２つの異なるシーケンスを含むことができることに留意されたい。同様に、第２のパイロット・シーケンスは、第２のグループのアンテナから別々に送信される２つの異なるシーケンスを含むことができる。

図４は、パイロット送信スキームの詳細図である。フォーマットは、すべてのパイロット・シンボルを含むサブフレーム内のＯＦＤＭシンボルのうちの１つを含むＴＤＭフォーマットである。より詳細には、通常の当業者であれば理解することができると思うが、１つまたは複数の副搬送波の特定のサブチャネルに対して、ＯＦＤＭフレームは、複数のサブフレームを含む。この場合、各サブフレームは、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルからなる。リソース・ブロックは、Ｎ個のシンボルに対する１つまたは複数の副搬送波からなる。それ故、図４の場合には、Ｎｃ副搬送波が、遠隔ユニットにデータを送信するために使用される。Ｎｃ副搬送波は、１つのサブフレームに対してＭ個のシンボル（例えば、Ｍ＝７シンボル／サブフレーム）を使用する。図４は、通常、ダウンリンク送信のためのデータを含んでいない中央またはゼロまたは直流（ＤＣ）副搬送波も示す。さらに、第１および第２のグループのアンテナからのパイロット送信を含む第１および第２のシンボル期間は、サブフレーム毎に送信される。この場合、サブフレームは、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルを含む。

上記パイロット・スキームは、（ａ）パイロットを４つの組に分割し、アンテナ間で交替することにより、または（ｂ）すべてのアンテナにすべてのパイロット・副搬送波により送信させることにより、ＯＦＤＭシンボル期間内に、少なくとも最大４つの送信アンテナを容易に収容する。この場合、各送信アンテナは、同一の基本となるパイロット・シーケンスを送信するが、異なる位相のシフト・シーケンスによりチャネル推定を受信機のところで分離することができる。ｋ番目の副搬送波上の送信アンテナｍの場合には、パイロット値は下式により表される。

ここで、ｘ（ｋ）は、すべての送信アンテナに共通なセクタ特定のパイロット・シーケンス（例えば、優れた特性を有する一定の振幅シーケンス）であり、Ｐは巡回シフト・インデックスである。１つ置きの副搬送波上にパイロット・シンボルを有する図４のパイロット・フォーマットの場合には、Ｐ＝８が、４つの送信アンテナに対して使用され、Ｐ＝４が、２つの送信アンテナに対して使用される。ｓ_ｍ（ｋ）は、パイロット・シンボルを有する副搬送波上だけで定義されることに留意されたい。方法（ｂ）の利点は、移動体のところでチャネル推定を行った場合、線形位相シフトを行うと、時間領域内でチャネルを複数の送信アンテナ直交とすることである（すなわち、周波数領域内での線形位相シフトは、時間領域内の円形時間シフトである）。

上記パイロット・スキームは、低速に対して最適化され、簡単な時間領域補間により現在のサブフレームのいずれか上のサブフレーム内のパイロットを利用して高速を処理することができる。非常に高速な場合、または隣接するサブフレーム内の共通のパイロットを利用することができないサブフレームの場合には、追加のオーバーヘッド（例えば、フレームの終わりの方向のパイロットを含む追加のＯＦＤＭシンボル）をチャネル推定のために適合するように内蔵させることができる。これらの追加パイロットは、通常、リソース・ブロックまたは追加のパイロットを必要とするサブフレームに限定され、余分なパイロットが、（例えば、無線フレームの最後のサブフレーム中、または信号を送ったＵＥ速度測定により）明示的に（専用のまたは放送制御メッセージ）または暗黙的に存在することが知られている以外の場合には、他のサブフレームにより使用されない。

ＴＤＭパイロット・フォーマットを使用すれば、チャネル推定アルゴリズムを非常に簡単なものにすることができ、種々の強化推定アルゴリズムが、（例えば、タップしきい値技術等により、改善した対数尤度比（ＬＬＲ）に対する他のセルの干渉の周波数選択性の追跡、低信号対雑音プラス干渉比（ＳＩＮＲ）のところで「ノイズ除去」を行う）周波数次元のパイロット密度を十分高くすることができることに留意されたい。さらに、任意の移動機が、（有限インパルス応答（ＦＩＲ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理のいずれかに基づいた簡単な１次元チャネル推定装置により）非常に迅速にチャネルの推定ができるようにし、直ちに制御情報を復号し、それによりレイテンシーを短縮することができるようにするために、制御情報をパイロットとして、同一の（または隣接する）ＯＦＤＭシンボル内に配置することができる。レイテンシーの短縮は、種々の無線通信システムにとって重要な要件である。ＴＤＭ制御を使用すれば、フレームの残りに対する処理を終わらせることができ、これは長いフレームの場合には特に重要な場合がある。

図５は、パイロット送信スキームのもっと簡単な図面である。この図は図面を簡単にするためにＮｃ副搬送波のサブセットだけを示す。本発明の第１の実施形態の場合には、移動機１０３に下記のデータ／パイロット・スキームを送信するために、４本のアンテナ１０９が使用される。通常の当業者であれば理解することができると思うが、シンボル期間中に送信されるすべてのパイロット・シンボルは、シンボル期間のすべての副搬送波より少ない副搬送波により送信中のパイロット・シーケンスと一緒にパイロット・シーケンスを含む。パイロット・シーケンスは、一般化チャープ状（ＧＣＬ：ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＣｈｉｒｐ−ｌｉｋｅ）シーケンスを含むことができるか、または単に巡回的にシフトするシーケンスであってもよく、または疑似ランダム（ＰＮ）またはＰＮ一定振幅シーケンスであってもよい。さらに、特定のシンボル期間中のパイロット・シンボルは、あるアンテナによってだけ放送される。それ故、例えば、４つのアンテナを使用している基地局においては、パイロット・シンボルＰ１、Ｐ２およびＰ３は、アンテナ１および２だけにより放送される。アンテナ３および４は、これらのシンボル期間中、何も放送しない。同様に、シンボルＰ４、Ｐ５およびＰ６は、アンテナ３および４だけにより放送される。アンテナ１および２は、これらのシンボル期間中、何も放送しない。

もっと一般的に説明すると、第１のシンボル期間中、第１のパイロット・シーケンスは、第１のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される。第２のシンボル期間中、第２のパイロット・シーケンスは、第２のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。さらに、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。第１および第２のグループのアンテナは、Ｍ個のシンボル期間毎に（すなわち、サブフレーム毎に１回）１つのパイロット・シーケンスだけを送信する。上記例の場合には、第１および第２のグループのアンテナの数は同じであるが、本発明の他の実施形態の場合には、一方のグループのアンテナの数が他方のグループのアンテナの数より少なくてもよい（すなわち、少ない数のアンテナを含んでいてもよい）。さらに、好適には、両方のグループのアンテナが、複数のアンテナを備えることが好ましいが、一方または両方のグループのアンテナは単に１つのアンテナを備えることもできる。

頻繁に起こらないケースであるが、隣接するサブフレームがあることが望ましいが存在しない場合には、そのサブフレーム内に高速ユーザがいないように（スケジューリングにより）配置することにより高性能を維持することができる。別の方法としては、変調をＱＰＳＫに限定することもできるし、または追加の随時のオーバーヘッドのために（例えば、２つのパイロット・シンボルの隣のＯＦＤＭシンボル内に）もっと多くのパイロットを追加することもできる。

本発明の第１の実施形態の場合には、デフォルト展開の場合、４つの基地送信アンテナ１０９を使用する。しかし、基地局が１〜２つのアンテナしか使用できない場合には、図６に示すように、パイロット・フォーマット内のパイロットの半分を除去することにより任意選択的にパイロット・オーバーヘッドを低減することができる。基地機能は、スーパーフレーム（スーパーフレームは多くのサブフレームの集まり）毎にせいぜい１回だけ通信することができるので、基地機能（構成メッセージ）のシグナリングは非常に希である。非常に高速で機能的になるために（または隣接するサブフレームが存在しない場合に）、アンテナ１および２に対する第２のパイロット・シーケンスを第２のＯＦＤＭシンボル期間パイロット・シンボル内に追加することができる。図５もこの実施形態を示す。この図の場合、アンテナ１および２は、ＯＦＤＭシンボル期間２およびＯＦＤＭシンボル期間７の両方でパイロット・シーケンスを現在送信している。すなわち、アンテナ１および２は、パイロット・シンボルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６により送信する。

提案のフォーマットは、（アンテナ毎の）ＴＤＭである。制御のために高度の複数のアンテナ技術（例えば、巡回シフト・ダイバーシティ）を使用している場合には、そうしたい場合には、図７に示すように、第２のパイロット・シンボルを第１のシンボルおよびＴＤＭ制御の隣に移動することができる。このスキームは、（時間内の）パイロット・シンボル間にデータ・シンボルが存在しない点を除けば、図５のスキームに類似している。

さらに、送信アンテナ３および４をアンテナ１および２と同一のＯＦＤＭシンボル期間に、しかし他の一組の副搬送波により移動するように、他のパイロット配置も可能である。図８はこのパイロット配置を示す。この場合、Ｐ_１２は、アンテナ１および２のためのパイロットを示し、Ｐ_３４は、アンテナ３および４のためのパイロットを示す。それ故、このパイロット送信スキームの場合、ＯＦＤＭシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスが、第１のグループのアンテナ上の第１の複数の副搬送波により送信される。さらに、ＯＦＤＭシンボル期間中に、第２のパイロット・シーケンスが、第２のグループのアンテナ上の第２の複数の副搬送波により送信される。第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、第１のグループのアンテナは、第２の複数の副搬送波により何も送信しない。第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、第２のグループのアンテナは、第１の複数の副搬送波により何も送信しない。第１および第２のグループのアンテナは、Ｍ個のシンボル期間毎に１つのパイロット・シーケンスだけを（すなわち、サブフレーム毎に１回）送信する。

図９は、基地局１０１の略ブロック図である。図に示すように、基地局１０１は、サブチャネル回路９０３、スイッチ９０５およびアンテナ１０９（参照番号は１つのサブチャネル回路およびアンテナだけに表示してある）を備える。サブチャネルは、１つまたは複数の副搬送波を含むことができる。サブチャネルが２つ以上の副搬送波を含んでいる場合には、サブチャネルを含んでいる副搬送波は隣接していてもよいし、隣接していなくてもよい。論理回路９０１は、サブチャネル回路９０３および制御スイッチ９０５への出力を制御するためのものである。基地局１０１の動作は図１０に示すように行われる。

図１０は、基地局１０１の動作を示すフローチャートである。論理流れは、ステップ１００１から開始する。このステップにおいては、論理回路９０１がデータおよびパイロット情報を受信する。論理回路９０１は、シンボル期間を決定し、データおよびパイロットの両方をシンボル期間に基づいて適当なサブチャネルに送る（ステップ１００３）。例えば、特定のシンボル期間中に、特定のサブチャネルがパイロット情報を送信する場合には、パイロット情報は、そのシンボル期間中にそのサブチャネルに送られる。ステップ１００５において、論理回路９０１は、スイッチ９０５に、パイロットまたはデータ情報をサブチャネル回路９０３から適当なアンテナ１０９に送るように命令する。例えば、パイロット情報が、アンテナのサブグループにより放送するだけのものである場合には、スイッチ９０５は、パイロット情報をサブグループに送る。

すでに説明したように、第１の実施形態の場合には、第１のＯＦＤＭシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスが、第１のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される。第２のＯＦＤＭシンボル期間中に、第２のパイロット・シーケンスが、第２のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信される。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。さらに、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。

本発明の第２の実施形態の場合には、ＯＦＤＭシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスが、第１のグループのアンテナ上の第１の複数の副搬送波により送信される。さらに、ＯＦＤＭシンボル期間中に、第２のパイロット・シーケンスが、第２のグループのアンテナ上の第２の複数の副搬送波により送信される。第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、第２の複数の副搬送波によりパイロット・シーケンスを送信しない。さらに、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、第１の複数の副搬送波によりパイロット・シーケンスを送信しない。

典型的な受信機は、第１のグループのアンテナにより送信された複数の副搬送波により第１のシンボル期間中に第１のパイロット・シーケンスを受信するための１つのアンテナを備える。受信機は、第２のグループのアンテナにより送信された複数の副搬送波により第２のシンボル期間中に第２のパイロット・シーケンスを受信する。すでに説明したように、第１のグループのアンテナは、第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しないし、第２のグループのアンテナは、第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、パイロット・シーケンスを送信しない。

図５のパイロット・フォーマットと一緒に３つ毎の副搬送波上にパイロットが存在している場合には、パイロット・シンボルはＤＣ（ゼロ）副搬送波上に位置することができる。このことは望ましくない。何故なら、典型的な無線通信システムは、ＤＣ副搬送波によりいかなるパイロットまたはデータ情報も送信しないからである。チャネル推定性能を改善するために、このことが起こった場合には、式（１）に示すように、ＤＣ副搬送波のためにパイロット・シンボルが符号化される（すなわち、ｋ_ｄｃで示すＤＣ副搬送波のｋ値を使用して）。次に、このパイロット・シンボルは、データ・シンボルの代わりに副搬送波ｋ_ｄｃ−１および同様にｋ_ｄｃ＋１のところで繰り返される。

図１１は、図５のフォーマットに対する、ＤＣ副搬送波に隣接する副搬送波上でのパイロット・シンボルの割当て方法の一例を示す。パイロット送信は、上記のものと類似しているが、３つ毎の副搬送波に割り当てられるパイロット・シンボルおよびこの割当て方法は、ＤＣ副搬送波上のパイロットのところで終了する。典型的なＯＦＤＭシステムの場合には、ＤＣ副搬送波によりデータまたはパイロットは送信されないが、依然として、簡単なチャネル推定装置と一緒に優れた性能を発揮することができるようにするには、ＤＣ位置上の仮想パイロットを有することが望ましい。そうするために、Ｐ_ｄｃで示すＤＣのところに存在する／存在しなければならないパイロットが、ＤＣ副搬送波に隣接する副搬送波のところで繰り返される。次に、ＤＣのところで仮想受信パイロット・シンボルを生成するために、ＤＣに隣接する副搬送波のところで受信機により受信データが平均化される。Ｐ_ｄｃの一例は、（１）で、ｋ＝ｋ_ｄｃを使用することである。

それ故、ＯＦＤＭシンボル期間中に、ＤＣのところでより良いチャネル推定を行うことができるように、１つまたは複数のアンテナ上の複数の副搬送波によりパイロット・シーケンスが送信される。この場合、パイロット・シーケンスは、ＯＦＤＭシンボル（例えば、Ｋ_Ｄ＝３）中に、実質的に各Ｋ_Ｄ副搬送波により送信される。パイロット・シーケンスは、ＤＣ副搬送波に隣接して位置する副搬送波により送信されるパイロット・シンボルを含む。ＤＣに対して隣接する副搬送波により送信されたパイロット・シーケンスは、ＤＣ副搬送波のところに存在していなければならないパイロット・シーケンス、またはＤＣ上に現れたパイロット・シーケンスを繰り返す。パイロット・シーケンスは、上記Ｐ_ｄｃ値であってもよい。

ＤＣ副搬送波のチャネル推定を改善するための上記方法のように、図１２は、バンド・エッジのところでチャネル推定を改善するパイロット・フォーマットを示す。この場合、説明を簡単にするために、信号の帯域幅のエッジのところの副搬送波を、副搬送波０とする（図１２の副搬送波索引は、図４のものと異なることに留意されたい）。アンテナ１および２に対するパイロット・シーケンスは、帯域の終わりを通して信号の帯域のすぐ外側またはバンド・エッジ（副搬送波１とも呼ばれる）の副搬送波から開始する３つ毎の副搬送波となるものである。しかし、副搬送波１のところでは何も送信されない。何故なら、帯域割当ての外側に位置するからである。アンテナ１および２に対する副搬送波１のところに仮想パイロットを生成するために、（例えば、（１）のｋ＝−１を使用する）副搬送波１用に設計されているパイロット・シンボルが、副搬送波１上の第１のＯＦＤＭシンボル、および副搬送波０上の第２のＯＦＤＭシンボル上で繰り返される。次に、副搬送波１のところの仮想受信パイロット・シンボルが、これら２つのパイロット位置のところの受信信号を結合することにより（例えば、線形補間を使用することにより）生成される。アンテナ３および４に対するパイロット・シーケンスのための帯域の他の終わりのところで類似の手順を使用することができる。例えば、最後の副搬送波が副搬送波Ｋ−１である場合には、信号帯域のすぐ外側またはバンド・エッジの副搬送波Ｋのところでアンテナ３および４に対するパイロット・シーケンスが望ましい場合がある。これを行うために、（例えば、（１）のｋ＝Ｋを使用して）副搬送波Ｋに対するパイロット・シンボルを、副搬送波Ｋ−２上のＯＦＤＭシンボル１、および副搬送波Ｋ−１上のＯＦＤＭシンボル２上で繰り返すことができる。次に、副搬送波Ｋ上の仮想受信パイロット・シンボルが、これら２つのパイロット位置のところの受信信号を結合することにより生成される。

本発明を特定の実施形態を参照しながら詳細に図示し、説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、形状および詳細をその内部で種々に変更することができることを理解することができるだろう。このような変更は添付の特許請求の範囲に含まれる。

通信システムのブロック図。広帯域チャネルの多くの狭い周波数帯域（副搬送波）への分割を示す図。図１の通信システムのためのパイロット信号の送信を示す図。パイロット・フォーマット設計の詳細図。パイロット送信スキームのより簡単な図面。パイロット送信スキームの２つのアンテナ・バージョン。パイロット送信スキームの他の実施形態。すべてのパイロット・シーケンスが１つのＯＦＤＭシンボルに含まれている４つのアンテナ・パイロット送信スキーム。基地局の略ブロック図。基地局の動作を示すフローチャート。ＤＣ副搬送波についてのチャネル推定を改善するパイロット送信スキーム。副搬送波の縁部のところのチャネル推定を改善するパイロット送信スキーム。

Claims

複数のアンテナを有する送信機でパイロットを送信するための方法であって、
第１のシンボル期間中に、第１のパイロット・シーケンスを第１のグループのアンテナ上の複数の副搬送波により送信するステップと、
第２のシンボル期間中に、第２のパイロット・シーケンスを第２のグループのアンテナ上の前記複数の副搬送波により送信するステップと、を含み、
前記第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、前記第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信せず、、前記第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、前記第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信せず、前記第１および前記第２のグループのアンテナが、Ｍ個のシンボル期間毎に１つのパイロット・シーケンスだけを送信する方法。
前記第１および前記第２のシンボル期間が、第１および第２のＯＦＤＭシンボル期間からなる請求項１に記載の方法。
前記第１および前記第２のシンボル期間が、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルを有するサブフレーム毎に送信される請求項１に記載の方法。
前記第１のパイロット・シーケンスを送信する前記ステップが、前記シンボル期間中に、実質的に各Ｋ_Ｄ副搬送波により前記第１のパイロット・シーケンスを送信するステップからなる請求項１に記載の方法。
前記第１のパイロット・シーケンスを送信する前記ステップが、前記シンボル期間中に、実質的に各Ｋ_Ｄ副搬送波により前記第１のパイロット・シーケンスを送信する前記ステップからなり、Ｋ_Ｄ＝３である請求項１に記載の方法。
送信機であって、
第１のシンボル期間中に、複数の副搬送波により第１のパイロット・シーケンスを送信する第１のグループのアンテナと、
第２のシンボル期間中に、前記複数の副搬送波により第２のパイロット・シーケンスを送信する第２のグループのアンテナと、を備え、
前記第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、前記第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信しないし、前記第１のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信している場合には、前記第２のグループのアンテナがパイロット・シーケンスを送信せず、前記第１および前記第２のグループのアンテナが、Ｍ個のシンボル期間毎に１つのパイロット・シーケンスだけを送信する送信機。
前記第１および前記第２のシンボル期間が、第１および第２のＯＦＤＭシンボル期間からなる請求項６に記載の送信機。
Ｍ個のＯＦＤＭシンボル期間がサブフレームからなる請求項７に記載の送信機。
前記第１のパイロット・シーケンスが、前記シンボル期間中に実質的に各Ｋ_Ｄ副搬送波により送信される請求項６に記載の送信機。
Ｋ_Ｄ＝３である請求項９に記載の送信機。