JP2010034861A - 無線通信システム、基地局、および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝播路推定に費やす処理負荷の増大を招くことなく、簡易な構成による高頻度かつ適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】 本発明の基地局１２０は、データブロック１５４後端におけるシンボルパターンが、ガードインターバル区間に複製され、データブロック後端における所定長のシンボルパターンが、次データブロックの仮想ガードインターバル区間に複製されたデータブロックを移動局１１０から受信する基地局無線通信部３１４と、前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果に対する、仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値に基づいて、移動局からの伝播路値を導出する伝播路値導出部３７６と、導出された伝播路値によりデータシンボルを補正するデータ補正部３７８と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、既知のシンボルの実測値に基づいて伝播路推定（チャネル推定）を実行する無線通信システム、基地局、および無線通信方法に関する。

近年、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)端末や携帯電話に代表される移動局が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。特に昨今では、入手可能な情報量も増加の一途を辿り、大容量のデータをダウンロードするため高速かつ高品質な無線通信方式が取り入れられるようになってきた。

例えば、高速無線通信を可能とする次世代ＰＨＳ通信規格として、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses） ＳＴＤ Ｔ９５やＰＨＳ ＭｏＵ（Memorandum of Understanding）やＡ−ＧＮ４．００−０１−ＴＳがあり、このような通信では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）方式が採用されている。かかるＯＦＤＭは、多重化方式の一つに分類され、単位時間軸上で多数の搬送波を利用し、変調対象となる信号波の位相が隣り合う搬送波間で直交するように搬送波の帯域を一部重ね合わせて周波数帯域を有効利用する方式である。

また、ＯＦＤＭが個別のユーザ毎に時分割でサブチャネルを割り当てているのに対して、複数のユーザが全サブチャネルを共有し、各ユーザにとって最も伝送効率のよいサブチャネルを割り当てるＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access:直交周波数分割多元接続)も提供されている。

このような様々な通信方式が用いられる無線通信では、その通信環境によってフェージングや干渉といった外乱の影響を受け易い。無線による通信信号はこのような外乱の影響を受けて、振幅変動や位相回転が起き、その波形に歪みが生じる。このような歪んだ通信信号から伝播路を経由する前の通信信号を復元するためには、振幅変動や位相回転といった伝播路値（チャネル値）を正しく推定し（伝播路推定）、その推定結果に基づいて受信された通信信号を補正する必要がある。

伝播路値の推定は、基地局および移動局の両局において既知のパイロットシンボルを設け、そのパイロットシンボルを予め定められたタイミングでデータと共に送受信することで実現できる。詳細には、受信したパイロットシンボルの実測値と、既知のパイロットシンボルを変調した基準値とを比較して、そのパイロットシンボルの伝播路における伝播路値を推定している。そして、同じタイミングで受信されたデータシンボルも同等の伝播路特性による影響を受けているであろうという推定の下、伝播路値でデータシンボルを補正する。こうしてデータシンボルを復元することができる。

ところで、無線通信環境は、周囲に存在する通信機器や障害物の移動等により著しく変動する。従って、上述した伝播路推定によってデータシンボルを適切に補正するには、補正すべきデータシンボルと同タイミングで高頻度に伝播路推定を遂行しなければならない。しかし、伝播路推定のためのパイロットシンボルの頻度を高めるとパイロットシンボルがデータ領域を占有してしまい、スループット向上が困難な無線通信においてさらに伝送量が制限されてしまう。そこで、実測したパイロットシンボル間に補間処理を施し、その間の伝播路値を予測する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、受信されたＯＦＤＭシンボルおよびパイロット・トーンを使用してパイロット位置での伝播路値（チャネル値）を推定し、その伝播路値を補間して、パイロット位置とは異なるデータ位置での補間伝播路値を取得し、さらに、ＯＦＤＭシンボルの復号、リマップを通じてデータ位置での改善されたチャネル値を導出する技術が開示されている。

さらに、特許文献２には、実際に受信された既知のパイロットシンボルの位置での伝播路特性を示す第１の伝播路値を用いて、仮想的な既知のシンボル位置での伝播路特性を示す第２の伝播路値を算出し、第１の伝播路値と第２の伝播路値とを用いたサンプリング補間によって、データシンボル位置での伝播路特性を示す第３の伝播路値を算出する技術が開示されている。
特開２００７−０３７１５１号公報 特開２００７−２４３４０４号公報

上述した従来技術を用いることで、それぞれ実測した伝播路値を補間することができる。例えば、特許文献１の技術は、伝播路特性を正確に推定するには非常に有効な方式である。しかし、その伝播路推定のため同一のデータに対して推定、復調、リマップ、再推定といった煩雑な処理を繰り返す必要があり、処理負荷が増し、処理時間およびコストの増大を招くこととなる。

かかる技術に対して特許文献２の技術は、処理負荷こそ低いが、高速フェージング環境下において補間による推定精度が劣化するといった問題があった。

本発明は、このような問題に鑑み、伝播路推定に費やす処理負荷の増大を招くことなく、簡易な構成による高頻度かつ適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることが可能な、無線通信システム、基地局、および無線通信方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、移動局と、移動局との無線通信が可能な基地局とを含む無線通信システムであって、移動局は、フレームを時分割したデータブロック後端におけるガードインターバル長のシンボルパターンを、データブロック前端のガードインターバル区間に複製するガードインターバル複製部と、データブロック後端における所定長のシンボルパターンを、次データブロック後端から前にガードインターバル長隔てた仮想ガードインターバル区間に複製する仮想ガードインターバル複製部と、複製後のデータブロックを基地局に順次送信する移動局無線通信部と、を備え、基地局は、データブロックを受信する基地局無線通信部と、前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果と、仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値との比較に基づいて、移動局からの伝播路値を導出する伝播路値導出部と、導出された伝播路特性による影響を示す伝播路値によりデータシンボルを補正するデータ補正部と、を備えることを特徴とする。ここで、データブロックは、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）の変換単位である。

無線通信環境の変動に拘わらず通信品質を維持するためには伝播路推定を高い頻度で行うのが望ましい。しかし、上述したように、単純にパイロットシンボルの頻度を高めるとそれに伴ってデータ領域が縮小してしまいスループット向上を阻害する原因となる。本願発明者は、ガードインターバルによるデータシンボルの繰り返し区間を仮想的に延長する仮想ガードインターバルによって、既知のシンボルパターンが以後に送信されるデータブロックに複製されていること、および、伝播路推定に用いるシンボルパターンは既知でありさえすれば任意のパターンでよいことに着目し、前のデータブロックから既知のシンボルパターンを取り出せば、次のデータブロックの仮想ガードインターバルで実測値と比較できることを見出し、本発明を完成させた。本発明では、仮想ガードインターバルを何ら加工することなく伝播路推定に利用する構成により、伝播路推定に費やす処理負荷の増大を招くことなく、高頻度かつ適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることが可能となる。

無線通信は、シングルキャリア方式の通信であってもよい。ＯＦＤＭ等のマルチキャリア方式と比較してシングルキャリア方式では、ガードインターバルの占有時間は等しいものの、そのシンボル数は少なくなり、特にシングルキャリア方式ではＦＦＴ区間に含むことができるガードインターバルのデータシンボルが不足する。そこで、シングルキャリア方式では、ガードインターバルとの連続性を保ちつつ繰り返し区間を実質的に延長する仮想ガードインターバルが採用される。従って、シングルキャリア方式に対して本発明の仮想ガードインターバルによる伝播路推定が特に有効に機能する。

本発明の代表的な他の構成は、移動局との無線通信が可能な基地局であって、フレームを時分割したデータブロック後端におけるガードインターバル長のシンボルパターンが、データブロック前端のガードインターバル区間に複製され、データブロック後端における所定長のシンボルパターンが、次データブロック後端から前にガードインターバル長隔てた仮想ガードインターバル区間に複製されたデータブロックを、移動局から受信する基地局無線通信部と、前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果と、仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値との比較に基づいて、移動局からの伝播路特性による影響を示す伝播路値を導出する伝播路値導出部と、導出された伝播路値によりデータシンボルを補正するデータ補正部と、を備えることを特徴とする。

本発明の代表的な無線通信方法の構成は、移動局は、フレームを時分割したデータブロック後端におけるガードインターバル長のシンボルパターンを、データブロック前端のガードインターバル区間に複製し、データブロック後端における所定長のシンボルパターンを、次データブロック後端から前にガードインターバル長隔てた仮想ガードインターバル区間に複製し、複製後のデータブロックを基地局に順次送信し、基地局は、データブロックを受信し、前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果と、仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値との比較に基づいて、移動局からの伝播路特性による影響を示す伝播路値を導出し、導出された伝播路値によりデータシンボルを補正することを特徴とする。

上述した無線通信システムの技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該基地局や無線通信方法にも適用可能である。

以上説明したように本発明によれば、伝播路推定に費やす処理負荷の増大を招くことなく、既存の仮想ガードインターバルを利用するといった簡易な構成による高頻度かつ適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

以下、本実施形態の理解を容易にするため、まず無線通信システム全体を説明し、その後、移動局や基地局の具体的構成を説明する。

（無線通信システム１００）
図１は、無線通信システム１００の概略的な接続関係を示した説明図である。当該無線通信システム１００は、移動局１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、基地局１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、光ファイバー回線、インターネット、専用回線等で構成される通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。

上記無線通信システム１００において、ユーザが自身の移動局１１０Ａから他の移動局１１０Ｂへの通信回線の接続を行う場合、移動局１１０Ａは、通信可能範囲内にある基地局１２０Ａに無線接続要求を行う。無線接続要求を受信した基地局１２０Ａは、通信網１３０を介して中継サーバ１４０に通信相手との通信接続を要求し、中継サーバ１４０は、移動局１１０Ｂの位置登録情報を参照し他の移動局１１０Ｂの無線通信範囲内にある例えば基地局１２０Ｂを選択して基地局１２０Ａと基地局１２０Ｂとの通信経路を確保し、移動局１１０Ａと移動局１１０Ｂの通信を確立する。

このような無線通信システム１００においては、移動局１１０と基地局１２０との通信速度および通信品質を向上させるため様々な技術が採用されている。本実施形態では、ＡＲＩＢ ＳＴＤ Ｔ９５やＰＨＳ ＭｏＵやＡ−ＧＮ４．００−０１−ＴＳといった次世代ＰＨＳ通信技術が採用され、移動局１１０と基地局１２０との間ではＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割双方向伝送方式）方式に基づいた無線通信が実行される。

また、次世代のＰＨＳ通信技術では、上述したＯＦＤＭ（マルチキャリア方式）に加えシングルキャリア方式も定義され、その２つの通信方式を併存させることとしている。従って、同一のタイムスロットに、ＯＦＤＭとシングルキャリアといったそれぞれ異なる通信方式の移動局１１０が割り当てられることとなる。かかる２つの通信方式では、それぞれ異なるフレームフォーマットが準備されている。ここでは、シングルキャリア方式のフレームフォーマットを説明する。

図２は、シングルキャリア方式におけるデータ通信用チャネル（ＥＸＣＨ）のバースト構造を示した説明図である。ここでは、図２（ａ）に示すように、基地局１２０のフレーム占有時間が８つのタイムスロットに時分割され、その内のＲＸ（受信）およびＴＸ（送信）の組合せが各移動局１１０に割り当てられる。シングルキャリア方式では、図２（ｂ）に示すように、ＦＦＴの変換単位であるシングルキャリアブロックが１タイムスロットに１９（Ｂ１〜１９）含まれ、先頭のトレーニングブロック１５０と、所定距離をおいたパイロットブロック１５２と、その他のデータブロック１５４とから構成される。

そして、各シングルキャリアブロックは、図２（ｃ）に示すように、さらにガードインターバル（以下、単にＧＩと言う。）と、１６のデータシンボルとから構成される。ここでは、データシンボルＳ１３、Ｓ１４に仮想ガードインターバル（以下、単に仮想ＧＩと言う。）を配しているが、かかる仮想ＧＩの説明は後ほど詳述するので、ここでは説明を省略する。

シングルキャリア方式では、パイロットシンボルに代わって、トレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２が伝播路推定に用いられる。従って、少なくともシングルキャリアブロックＢ１、Ｂ９、Ｂ１７の時点では、実測値による正確な伝播路推定が実行され、その間のデータブロック１５４では、導出された伝播路値の補間によってデータシンボルを補正する。

しかし、電波環境は推測不能であることから実測値の適切な補間曲線を導き出すことができず、例えば、線形補間によって各データブロック１５４の伝播路値が推定される。そうすると本来の伝播路値との差分が大きくなり、特に、トレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２と離隔したデータブロック１５４においては、推定精度が劣化し、その差分によってデータシンボルを正しく復元できないといった問題が生じることとなる。

本実施形態では、データ領域を削減するトレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２の増加を伴うことなく、伝播路推定の頻度を高め、適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることを目的とする。

（移動局１１０）
図３は、移動局１１０のハードウェア構成を示した機能ブロック図であり、図４は、移動局１１０の外観を例示した斜視図である。移動局１１０は、移動局制御部２１０と、移動局メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、音声入力部２１８と、音声出力部２２０と、移動局無線通信部２２２とを含んで構成される。

ここでは、移動局１１０としてＰＨＳ端末を挙げて説明するが、かかる場合に限られず、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、音楽プレイヤー、カーナビゲーション、ポータブルテレビ、ゲーム機器、ＤＶＤプレイヤー、リモートコントローラ等無線通信可能な様々な電子機器を移動局１１０として適用することができる。

移動局制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により移動局１１０全体を管理および制御し、移動局メモリ２１２のプログラムを用いて、通話機能、メール送受信機能、撮像機能、音楽再生機能、ＴＶ視聴機能も遂行する。移動局メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、移動局制御部２１０で処理されるプログラムや通信データ等を記憶する。

表示部２１４は、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)等で構成され、移動局メモリ２１２に記憶された、または通信網１３０を介してアプリケーションサーバ（図示せず）から提供されるアプリケーションデータ、他のＷｅｂサーバから提供される、Ｗｅｂコンテンツ、アプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示することができる。操作部２１６は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等の可動スイッチで構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。

音声入力部２１８は、マイク等の音声認識手段で構成され、通話時に入力されたユーザの音声を移動局１１０内で処理可能な電気信号に変換する。音声出力部２２０は、スピーカで構成され、移動局１１０で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。また、着信音や、操作部２１６の操作音、アラーム音等も出力できる。

移動局無線通信部２２２は、基地局１２０との無線通信を行う。このような無線通信としては、上述したＡＲＩＢ ＳＴＤ Ｔ９５やＰＨＳ ＭｏＵやＡ−ＧＮ４．００−０１−ＴＳの他に、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access））、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等様々な通信方式を適用することができる。また、移動局無線通信部２２２は、後述するガードインターバル複製部２５０や仮想ガードインターバル複製部２５２によってＧＩや仮想ＧＩを複製した後のデータブロック１５４を基地局１２０に順次送信する。

また、移動局制御部２１０は、ガードインターバル複製部２５０、仮想ガードインターバル複製部２５２としても機能する。

ガードインターバル複製部２５０は、フレームを時分割したデータブロック１５４後端におけるＧＩ長のシンボルパターンを、同データブロック１５４前端のＧＩ区間に複製する。

図５は、ＧＩへの複製処理を説明するための説明図である。ＧＩは、データブロック１５４の先頭、即ち、前段のデータブロック１５４の後端に続いて配される。ＧＩは、基本的に伝播遅延等を吸収するために存在するが、ＦＦＴ実行の連続性を確保するため、またフレーム同期等に用いるデータシンボルの繰り返し区間を確保するため、データブロック１５４の後端におけるＧＩ長のシンボルパターンを、自己のＧＩ区間に複製する。

しかし、シングルキャリア方式では、ＯＦＤＭ方式に比べて帯域が狭いため、ＯＦＤＭと同一時間のＧＩ区間（３．３３ｕｓｅｃ）であったとしてもそこに含まれる有効シンボル数が少なくなる。例えば、ＯＦＤＭが８シンボルであるのに対して、一般的な帯域幅９００ｋＨｚで２シンボル、帯域幅１．８ＭＨｚで４シンボル、帯域幅が３．６ＭＨｚになってようやく８シンボルとなる。この問題を解決するため、本実施形態では仮想ガードインターバルを設けている。

仮想ガードインターバル複製部２５２は、データブロック１５４後端における所定長のシンボルパターンを、次データブロック１５４後端から前にＧＩ長隔てた仮想ＧＩ区間に複製する。ここで、所定長をＧＩ長と等しいシンボル数、例えば２シンボルとすることで処理負荷を軽減できるが、任意のシンボル数で構成することもできる。

図６は、仮想ＧＩへの複製処理を説明するための説明図である。仮想ＧＩは、自己のデータブロック１５４の前段にある所定長のシンボルパターンを自己に複製し、ＧＩによるデータシンボルの繰り返し区間を実質的に延長する。

図７は、仮想ＧＩによる繰り返し区間の延長を説明するための説明図である。ＧＩの複製のみでシングルキャリアによる無線通信を実行した場合、図７（ａ）に示すように、「□」で示したＧＩの複製元のデータシンボルと、図中「×」で示した次のデータブロック１５４のデータシンボルとの間の波形２６０は、次のデータブロック１５４のデータシンボルの位置によって変化するため、ＧＩ区間との波形とは一致しなくなり、図中斜線で示した繰り返し区間２６２しか確保できない。

そこで、前段のデータブロック１５４からデータシンボルを複製し、仮想ＧＩとすることで、図７（ｂ）に示すように、波形が一致する区間、即ち図中斜線で示した繰り返し区間２６２を長くすることができる。

ところで、当該無線通信システム１００においては、上述したように、伝播路推定によるデータシンボルの補正が実行されている。かかる伝播路推定には、通常、上述したトレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２が用いられる。無線通信環境の変動に拘わらず通信品質を維持するためには伝播路推定を高い頻度で行うのが望ましが、単純にトレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２の頻度を高めることはできない。

このような伝播路推定は、既知のシンボルパターンでありさえすればよい。本願発明者は、上述した仮想ＧＩによって、既知のシンボルパターンが以後に送信されるデータブロック１５４に複製されていること、および、伝播路推定に用いるシンボルパターンは既知でありさえすれば任意のパターンでよいことに着目し、前のデータブロック１５４から既知のシンボルパターンを取り出せば、次のデータブロック１５４の仮想ＧＩで実測値と比較できることを見出した。

（基地局１２０）
図８は、基地局１２０の概略的な構成を示したブロック図である。基地局１２０は、基地局制御部３１０と、基地局メモリ３１２と、基地局無線通信部３１４と、基地局有線通信部３１６とを含んで構成される。

基地局制御部３１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１２０全体を管理および制御する。また、基地局制御部３１０は、基地局メモリ３１２のプログラムを用いて、移動局１１０の通信網１３０や他の移動局への通信接続を制御する。基地局メモリ３１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局制御部３１０で処理されるプログラム等を記憶する。

基地局無線通信部３１４は、移動局１１０との通信を確立し、移動局１１０とのシングルキャリア方式によるデータブロック１５４を含むデータの送受信を行う。また、移動局１１０との通信品質に応じて適応的に変調方式を変更する適応変調も実行することができる。基地局有線通信部３１６は、通信網１３０を介して中継サーバ１４０を含む様々なサーバと接続することができる。

また、基地局無線通信部３１４は、ガードインターバル除去部３５０、ＦＦＴ部３５２、ＩＦＦＴ部３５４、伝播路推定部３５６としても機能する。

ガードインターバル除去部３５０は、データブロック単位のＧＩを除去する。

ＦＦＴ部３５２は、ガードインターバル除去部３５０でＧＩが除去された受信信号に対して、その通信方式に拘わらずＦＦＴ処理を施す。本来ＦＦＴ処理は、ＯＦＤＭにのみ必要な処理ではあるが、ＦＦＴを施す前段階では、シングルキャリアの信号のみを分離できない。ここでは、一旦ＦＦＴを施した後、ＯＦＤＭとシングルキャリアとが識別される。

ＩＦＦＴ部３５４は、ＦＦＴ部３５２によってＦＦＴが施された受信信号のうち、シングルキャリアのみを抽出し、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を施す。ＦＦＴ後であれば、シングルチャネルとして割り当てられたサブチャネルを把握できる。こうしてＯＦＤＭから分離されたシングルキャリアの受信信号は、ＩＦＦＴ部３５４によって、ＦＦＴを施す前の状態に復元される。

伝播路推定部３５６は、トレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２に加えて、本実施形態に特徴的な仮想ＧＩによる伝播路推定を遂行する。

図９は、伝播路推定部３５６の詳細な動作を説明するための機能ブロック図である。伝播路推定部３５６は、復調部３７０と、データシンボル抽出部３７２と、再変調（リマップ）部３７４と、伝播路値導出部３７６と、データ補正部３７８とを含んで構成される。

復調部３７０は、後述するデータ補正部３７８により補正されたデータシンボルを復調する。

データシンボル抽出部３７２は、復調部３７０が復調したデータがデータブロック１５４であった場合、ＧＩや仮想ＧＩの複製元であるデータシンボルに対応したデータを抽出する。かかる抽出したデータは、次のデータブロック１５４の伝播路推定における既知のシンボルになる。

再変調部３７４は、データシンボル抽出部３７２が抽出したデータを伝播路推定に利用できるよう再度変調する。

伝播路値導出部３７６は、新たなデータブロック１５４を受信すると、前回のデータブロック１５４に基づいて再変調部３７４が変調したデータブロック１５４後端における所定長のシンボルパターンと、新たなデータブロック１５４の仮想ＧＩ区間のシンボルパターンの実測値とを比較して移動局１１０からの伝播路値を導出する。かかる再変調部３７４による変調結果と新たなデータブロック１５４の仮想ＧＩは、同一のデータシンボルであり、本来の信号と伝播路を経由した信号とを比較することで、伝播路における振幅変動や位相回転、即ち伝播路値を正確に推定することができる。

また、伝播路値導出部３７６は、復調部３７０により復調された前回のシンボルを既知のシンボルとして今回の仮想ＧＩの実測値を判定するので、同一のシングルキャリアブロックに対して推定、復調、リマップ、再推定といった煩雑な処理を繰り返すことを要さず、処理負荷を最小限に留めることができる。

また、伝播路値導出部３７６は、トレーニングブロック１５０やパイロットブロック１５２を受信した場合、予め定められた既知シンボルを用いて、通常の伝播路推定を遂行する。

データ補正部３７８は、伝播路値導出部３７６が導出した伝播路値に基づいて、ＩＦＦＴ後のデータシンボルを補正する。

図１０は、本実施形態の伝播路推定による効果を説明するための説明図である。ここでは、伝播路値が図中の曲線３９０のように変化している場合を想定する。本実施形態による仮想ＧＩを用いず、トレーニングブロック１５０およびパイロットブロック１５２のみを用いて伝播路推定を実行した場合、その２つのシングルキャリアブロックの時点では、正しく伝播路値を推定できるが、そのブロック間は、補間による予想値が適用される。ここで、図１０（ａ）のように線形補間３９２が為されると、トレーニングブロック１５０およびパイロットブロック１５２と離隔した時点３９４では、図中白抜き矢印で示したように、実際の伝播路値と大きな差が生じる。

これに対して、本実施形態では、トレーニングブロック１５０およびパイロットブロック１５２のみならず、データブロック１５４毎に実測値に基づいた伝播路推定が為されるので、図１０（ｂ）に示すように、たとえデータブロック１５４間を線形補間３９６したとしてもその伝播路値は、本来の値を示す曲線３９０とほぼ等しくなる。本実施形態では、このような仮想ＧＩを用いて、高頻度かつ適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることが可能となる。

（無線通信方法）
次に、上述した基地局１２０において伝播路推定を実行する無線通信方法を説明する。

図１１は、無線通信方法の全体的な流れを示したシーケンス図である。基地局１２０は、受信したデータをタイムスロット毎にＦＦＴを施し（Ｓ４００）、その内のシングルキャリア方式のサブチャネルを抽出し（Ｓ４０２）、ＩＦＦＴを施す（Ｓ４０４）。

続いて、基地局１２０は、ＩＦＦＴを施したデータがシングルキャリアブロックであるかどうか判定し（Ｓ４０６）、シングルキャリアブロックであれば（Ｓ４０６のＹＥＳ）、さらにそのシングルキャリアブロックがトレーニングブロック１５０またはパイロットブロック１５２であるか否かを判定する（Ｓ４０８）。トレーニングブロック１５０またはパイロットブロック１５２であった場合（Ｓ４０８のＹＥＳ）、既知のシンボルを用いた通常の伝播路推定を遂行する（Ｓ４１０）。トレーニングブロック１５０またはパイロットブロック１５２ではないと判定された場合（Ｓ４０８のＮＯ）、即ちデータブロック１５４であると判定された場合、前回のデータブロック１５４から取得した伝播路推定用のデータシンボルと、当該データブロック１５４の仮想ＧＩのデータシンボルとを比較して伝播路値を推定する（Ｓ４１２）。

そして、他のデータシンボルは、このようにして推定された伝播路値を用いてデータ補正され（Ｓ４１４）、復調後（Ｓ４１６）、基地局制御部３１０に転送される。また、このとき、復調されたデータから仮想ＧＩの複製元のシンボルが抽出され（Ｓ４１８）、次回のデータブロック１５４のために再変調される（Ｓ４２０）。

かかる無線通信方法においても、伝播路推定に費やす処理負荷の増大を招くことなく、簡易な構成による高頻度かつ適切な伝播路値を通じて推定精度を向上させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上述した実施形態においては、移動局１１０からのシングルキャリア信号から伝播路推定を実行する構成を説明したが、かかる場合に限られず、基地局１２０からのシングルキャリア信号を用いて移動局１１０が伝播路推定を実行することもできる。また、移動局１１０から基地局１２０への伝播路と基地局１２０から移動局１１０への伝播路はほぼ等しいと見なせることから、基地局１２０が導出した伝播路値を移動局１１０に伝達して、移動局１１０は、かかる伝播路値に基づいてデータを補正することもできる。

なお、本明細書の無線通信方法における各工程は、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、既知のシンボルの実測値に基づいて伝播路推定（チャネル推定）を実行する無線通信システム、基地局、および無線通信方法に利用することができる。

無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。 シングルキャリア方式におけるデータ通信用チャネルのバースト構造を示した説明図である。 移動局のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。 移動局の外観を例示した斜視図である。 ＧＩへの複製処理を説明するための説明図である。 仮想ＧＩへの複製処理を説明するための説明図である。 仮想ＧＩによる繰り返し区間の延長を説明するための説明図である。 基地局の概略的な構成を示したブロック図である。 伝播路推定部の詳細な動作を説明するための機能ブロック図である。 本実施形態の伝播路推定による効果を説明するための説明図である。 無線通信方法の全体的な流れを示したシーケンス図である。

符号の説明

１１０ …移動局
１２０ …基地局
１５０ …トレーニングブロック
１５２ …パイロットブロック
１５４ …データブロック
２２２ …移動局無線通信部
２５０ …ガードインターバル複製部
２５２ …仮想ガードインターバル複製部
３１４ …基地局無線通信部
３７６ …伝播路値導出部
３７８ …データ補正部

Claims (4)

1. 移動局と、該移動局との無線通信が可能な基地局とを含む無線通信システムであって、
   前記移動局は、
   フレームを時分割したデータブロック後端におけるガードインターバル長のシンボルパターンを、該データブロック前端のガードインターバル区間に複製するガードインターバル複製部と、
   前記データブロック後端における所定長のシンボルパターンを、次データブロック後端から前にガードインターバル長隔てた仮想ガードインターバル区間に複製する仮想ガードインターバル複製部と、
   前記複製後のデータブロックを前記基地局に順次送信する移動局無線通信部と、
   を備え、
   前記基地局は、
   前記データブロックを受信する基地局無線通信部と、
   前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果と、前記仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値との比較に基づいて、前記移動局からの伝播路特性による影響を示す伝播路値を導出する伝播路値導出部と、
   前記導出された伝播路値によりデータシンボルを補正するデータ補正部と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線通信は、シングルキャリア方式の通信であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 移動局との無線通信が可能な基地局であって、
   フレームを時分割したデータブロック後端におけるガードインターバル長のシンボルパターンが、該データブロック前端のガードインターバル区間に複製され、該データブロック後端における所定長のシンボルパターンが、次データブロック後端から前にガードインターバル長隔てた仮想ガードインターバル区間に複製されたデータブロックを、前記移動局から受信する基地局無線通信部と、
   前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果と、前記仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値との比較に基づいて、前記移動局からの伝播路特性による影響を示す伝播路値を導出する伝播路値導出部と、
   前記導出された伝播路値によりデータシンボルを補正するデータ補正部と、
   を備えることを特徴とする基地局。
4. 移動局は、
   フレームを時分割したデータブロック後端におけるガードインターバル長のシンボルパターンを、該データブロック前端のガードインターバル区間に複製し、
   前記データブロック後端における所定長のシンボルパターンを、次データブロック後端から前にガードインターバル長隔てた仮想ガードインターバル区間に複製し、
   前記複製後のデータブロックを基地局に順次送信し、
   前記基地局は、
   前記データブロックを受信し、
   前回のデータブロック後端における所定長のシンボルパターンの変調結果と、前記仮想ガードインターバル区間のシンボルパターンの実測値との比較に基づいて、前記移動局からの伝播路特性による影響を示す伝播路値を導出し、
   前記導出された伝播路値によりデータシンボルを補正することを特徴とする無線通信方法。

Images