JP2011044782A

JP2011044782A - 無線送信装置及び無線送信方法

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Publication number: JP2011044782A
Application number: JP2009189991A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Oyama; 貴博大山; Tomohiro Sugawara; 朋宏菅原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-03-03
Also published as: WO2011021393A1

Abstract

【課題】周波数帯域を共用する異なる通信システムに干渉を与えることなく、伝搬路推定精度の劣化を抑制する無線送信装置及び無線送信方法を提供する。
【解決手段】チャネル推定部２０３がＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を初めて推定する場合には、サブキャリアマッピング部１０７は、ＦＳＳ使用帯域以外のサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングし、かつ、ＦＳＳ使用帯域以外のＦＳＳ使用帯域に隣接するサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングする。
【選択図】図５

Description

本発明は、周波数帯域を共用する異なる通信システムに与える干渉を低減する無線送信装置及び無線送信方法に関する。

２００７年末に開催された世界無線通信会議（WRC-07）にて、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄの移動通信サービス用に新たな周波数帯の割り当てが行われた。これにより、世界１００カ国以上の国々が３．４〜３．６ＧＨｚ帯をＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄのサービスに使用することを表明し、この周波数帯は事実上の移動通信用国際周波数となった。

この帯域は、Ｃ−ｂａｎｄと呼ばれ、依然として固定衛星通信（FSS: Fixed Satellite Service）において活用されており、主に降雨減衰の激しい赤道直下の国々や広大な国土を有する国々では、テレビ放送や災害時の緊急回線として使用されている。このような国々では、ＦＳＳは重要な通信手段となっている。したがって、ＩＭＴ−ＡｄｖａｎｃｅｄではＦＳＳと同一周波数を共用するにあたり、ＦＳＳへ干渉を与えないようにする必要がある。

ＦＳＳへの干渉を抑圧する方法として、例えば、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を推定し、推定した伝搬路特性に基づいて、ＦＳＳ地球局の位置におけるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ信号をゼロとする（またはゼロに近づける）ように送信側で送信信号に処理を施す方法がある。この方法では、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を推定するため、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からパイロット信号などの既知信号を送信し、ＦＳＳ地球局がこれを受信する必要がある。

そこで、非特許文献１には、図１に示すように、パイロットシンボルを全てのサブキャリアにはマッピングせず、周波数軸上である程度の間隔を空けながらパイロットシンボルをマッピングする方法が開示されている。このとき、受信側では、パイロットシンボルがマッピングされているサブキャリアを用いて伝搬路特性を推定し、その推定値を用いて周波数方向に内挿補間を行うことにより、全帯域の伝搬路特性推定値を得ることができる。

また、非特許文献１には、図２に示すように、周波数方向に加え、時間方向にもパイロットシンボルを分散してマッピングする方法も開示されている。このようにマッピングされたパイロットシンボルは、スキャッタードパイロットシンボルと呼ばれる。受信側では、パイロットシンボルがマッピングされているサブキャリアを用いて伝搬路特性を推定し、その推定値を用いて周波数方向及び時間方向において内挿補間を行うことにより、全帯域の伝搬路特性推定値を得ることができる。

ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、ＦＳＳへの干渉を抑圧する目的以外にも、パイロットシンボルの送信による伝搬路特性の推定を必要とする。例えば、受信側で受信データを正確に復調する際にも、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局−ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動局間の伝搬路特性の推定が必要である。また、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）処理を行う場合にも、伝搬路特性の推定が望まれる。ここで、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄが、ＦＳＳで使用する周波数帯域（ＦＳＳ使用帯域）を利用して通信を行う場合には、ＦＳＳ使用帯域の伝搬路特性を推定する必要がある。すなわち、ＦＳＳ使用帯域にもパイロットシンボルをマッピングすることが望ましい。

また、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を推定し、推定した伝搬路特性に基づいて、ＦＳＳ地球局におけるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ信号をゼロとする（またはゼロに近づける）ように送信側で送信信号に処理を施す場合にも、ＦＳＳ使用帯域での伝搬路特性を推定するために、ＦＳＳ使用帯域にパイロットシンボルをマッピングすることが望ましい。

伊丹誠、「わかりやすいＯＦＤＭ技術」、オーム社、２００５

しかしながら、上述した非特許文献１に開示された技術を用いて、ＦＳＳ使用帯域にパイロットシンボルをマッピングしてしまうと、図３及び図４に示すように、パイロットシンボルがＦＳＳへ干渉を与えてしまう。

本発明の目的は、周波数帯域を共用する異なる通信システムに干渉を与えることなく、伝搬路推定精度の劣化を抑制する無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。

本発明の無線送信装置は、パイロットシンボルを生成するパイロット生成手段と、異なる通信システムにおける被干渉側との伝搬路特性を初めて推定する場合、前記異なる通信システムが使用する第１周波数帯域以外の第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングすると共に、前記第１周波数帯域以外であって、かつ、前記第１周波数帯域に隣接する前記第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングするマッピング手段と、マッピングされた前記パイロットシンボルを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の無線送信方法は、パイロットシンボルを生成するパイロット生成工程と、異なる通信システムにおける被干渉側との伝搬路特性を初めて推定する場合、前記異なる通信システムが使用する第１周波数帯域以外の第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングすると共に、前記第１周波数帯域以外であって、かつ、前記第１周波数帯域に隣接する前記第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングするマッピング工程と、マッピングされた前記パイロットシンボルを送信する送信工程と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、ＦＳＳへ干渉を与えることなく、伝搬路推定精度の劣化を抑制することができる。

周波数軸上にパイロットシンボルをマッピングする様子を示す図周波数方向及び時間方向にパイロットシンボルをマッピングする様子を示す図ＦＳＳへ干渉を与える様子を示す図ＦＳＳへ干渉を与える様子を示す図本発明の一実施の形態に係るＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ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モニタ局の構成を示すブロック図周波数軸上にパイロットシンボルをマッピングする場合のマッピングパターンを示す図周波数方向及び時間方向にパイロットシンボルをマッピングする場合のマッピングパターンを示す図ＦＳＳの通信時間を考慮した場合のマッピングパターンを示す図伝搬路特性推定を更新する場合のマッピングパターンを示す図伝搬路特性推定を更新する場合のマッピングパターンを示す図伝搬路特性推定を更新する場合のマッピングパターンを示す図本発明の一実施の形態に係るＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局の他の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態に係るモニタ局の他の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（一実施の形態）
図５は、本発明の一実施の形態に係るＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００の構成を示すブロック図である。この図において、送信データ生成部１０１では、送信データを生成して誤り訂正符号化部１０２に出力する。

誤り訂正符号化部１０２は、送信データ生成部１０１から出力された送信データに誤り訂正符号化を行い、符号化データをデータ変調部１０３に出力する。

データ変調部１０３は、誤り訂正符号化部１０２から出力された符号化データに対して１次変調を施し、変調データをサブキャリアマッピング部１０７に出力する。

パイロット生成部１０４は、予め決められたパイロットシンボルを生成してサブキャリアマッピング部１０７に出力する。

ＦＳＳ使用帯域通知部１０５は、ＦＳＳの使用周波数帯域（ＦＳＳ使用帯域）及びＦＳＳの通信時間を記憶しており、記憶しているＦＳＳ使用帯域及びＦＳＳの通信時間をサブキャリアマッピング部１０７に出力する。なお、ＦＳＳの通信時間に代えて、ＦＳＳの無通信時間でもよい。また、ＦＳＳの通信時間または無通信時間が分からない場合には、ＦＳＳ使用帯域のみを記憶し、サブキャリアマッピング部１０７に出力してもよい。

パイロットマッピング調整部１０６は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００から被干渉側であるＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を初めて推定する場合、及び、伝搬路特性の推定値を更新する場合、パイロットシンボルのマッピングを調整するようサブキャリアマッピング部１０７に指示する。

サブキャリアマッピング部１０７は、パイロットマッピング調整部１０６からの指示、及び、ＦＳＳ使用帯域通知部１０５から出力されたＦＳＳ使用帯域及びＦＳＳの通信時間に基づいて、データ変調部１０３から出力された変調データ及びパイロット生成部１０４から出力されたパイロットシンボルをサブキャリアへマッピングする。サブキャリアにマッピングされた変調データ及びパイロットシンボルはウェイト乗算部１０８に出力される。なお、サブキャリアマッピング部１０７の詳細については後述する。

ウェイト乗算部１０８は、サブキャリアマッピング部１０７から出力された信号に後述する送信ウェイト算出部１１５から出力された送信ウェイトを乗算し、送信ウェイトを乗算した信号をＩＦＦＴ部１０９に出力する。

ＩＦＦＴ部１０９は、ウェイト乗算部１０８から出力された信号を逆フーリエ変換してＧＩ（Guard Interval）挿入部１１０に出力する。

ＧＩ挿入部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９から出力された信号にＧＩを挿入して送信ＲＦ部１１１に出力する。

送信ＲＦ部１１１は、ＧＩ挿入部１１０から出力された信号にデジタルアナログ変換処理、無線周波数帯域へのアップコンバート処理等の所定の無線送信処理を行い、アンテナ１１２から無線送信する。

受信ＲＦ部１１４は、ＦＳＳ地球局の位置に設置されたモニタ局から送信された信号をアンテナ１１３を介して受信し、受信した信号にアナログデジタル変換処理、ベースバンド帯域へのダウンコンバート処理等の所定の無線受信処理を行い、送信ウェイト算出部１１５に出力する。

送信ウェイト算出部１１５は、受信ＲＦ部１１４から出力された受信信号から、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を示すチャネル推定値を抽出し、抽出したチャネル推定値に基づいて、ＦＳＳ地球局におけるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ信号がゼロになるように送信ウェイトを算出する。算出された送信ウェイトはウェイト乗算部１０８に出力される。

図６は、本発明の一実施の形態に係るモニタ局２００の構成を示すブロック図である。なお、モニタ局２００はＦＳＳ地球局の位置に設置されているものとする。図６において、受信部２０２は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００から送信された信号をアンテナ２０１を介して受信し、受信した信号をチャネル推定部２０３に出力する。

チャネル推定部２０３は、受信部２０２から出力された信号からパイロットシンボルを抽出し、抽出したパイロットシンボルを用いて伝搬路特性を推定する。推定された伝搬路特性、すなわち、チャネル推定値は内挿補間部２０４に出力される。

内挿補間部２０４が、チャネル推定部２０３から出力されたチャネル推定値を用いて、ＦＳＳ使用帯域内の伝搬路特性を内挿補間によって求め、求めたチャネル推定値を送信部２０５に出力する。

送信部２０５は、内挿補間部２０４から出力されたチャネル推定値をアンテナ２０６からＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００へフィードバックする。なお、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００とモニタ局２００とが有線接続されている場合は、有線通信を用いてフィードバックしてもよい。

次に、図５に示したサブキャリアマッピング部１０７におけるパイロットシンボルのマッピング方法について説明する。チャネル推定部２０３がＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を初めて推定する場合には、サブキャリアマッピング部１０７は、ＦＳＳ使用帯域以外のサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングすると共に、ＦＳＳ使用帯域以外のＦＳＳ使用帯域に隣接するサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングする。

具体例として、周波数軸上である程度の間隔を空けながらパイロットシンボルをマッピングする場合のマッピングパターンを図７に示し、周波数方向に加え、時間方向にもパイロットシンボルを分散してマッピングする場合のマッピングパターンを図８に示す。ただし、図８（ａ）は、伝搬路特性の時間変動が速い場合のマッピングパターンであり、図８（ｂ）は、伝搬路特性の時間変動が遅い場合のマッピングパターンである。

また、ＦＳＳの通信時間を考慮した場合のマッピングパターンを図９に示す。この図に示すように、ＦＳＳの無通信時間の開始時及び終了時にパイロットシンボルをマッピングすることにより、ＦＳＳ通信時間における時間方向への内挿補間の精度を向上させることができる。

このように、チャネル推定部２０３がＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を初めて推定する場合には、ＦＳＳ使用帯域にはパイロットシンボルをマッピングしないことにより、ＦＳＳ地球局におけるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ信号がゼロではない状態でも、パイロットシンボルがＦＳＳへ干渉を与えずに済む。また、ＦＳＳ使用帯域以外のＦＳＳ使用帯域に隣接するサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングすることにより、ＦＳＳ使用帯域内の伝搬路特性を内挿補間する精度を向上させることができる。

なお、ＦＳＳ地球局におけるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ信号を一度ゼロとすることができれば、伝搬路特性推定を更新する際、図７〜９にそれぞれ対応する図１０〜１２に示すように、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ通信用にＦＳＳ使用帯域内にもパイロット（及びデータ）をマッピングすることができる。ただし、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局１００からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性推定を更新し続ける場合には、ＦＳＳ使用帯域に隣接するサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングすることが望ましい。

このように本実施の形態によれば、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局からＦＳＳ地球局までの伝搬路特性を初めて推定する場合には、ＦＳＳ使用帯域以外のサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングすることにより、ＦＳＳ地球局におけるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ信号をゼロではない状態でも、パイロットシンボルがＦＳＳへ干渉を与えずに済み、また、ＦＳＳ使用帯域以外のＦＳＳ使用帯域に隣接するサブキャリアにパイロットシンボルをマッピングすることにより、ＦＳＳ使用帯域内の伝搬路特性を内挿補間する精度を向上させることができ、伝搬路推定精度の劣化を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局を図５に示す構成として示し、モニタ局を図６に示す構成として説明したが、モニタ局のチャネル推定部２０３及び内挿補間部２０４をＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局に設けるようにしてもよい。すなわち、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局を図１３に示す構成とし、モニタ局を図１４に示す構成としてもよい。この場合、モニタ局は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局から送信された信号をＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ基地局にフィードバックすることになる。

また、本実施の形態では、モニタ局をＦＳＳ地球局の位置に設置するものとして説明したが、ＦＳＳ地球局をモニタ局として機能させてもよい。

本発明にかかる無線送信装置及び無線送信方法は、ＩＭＴシステム等に適用できる。

１０１送信データ生成部
１０２誤り訂正符号化部
１０３データ変調部
１０４パイロット生成部
１０５ＦＳＳ使用帯域通知部
１０６パイロットマッピング調整部
１０７サブキャリアマッピング部
１０８ウェイト乗算部
１０９ＩＦＦＴ部
１１０ＧＩ挿入部
１１１送信ＲＦ部
１１２、１１３、２０１、２０６アンテナ
１１４受信ＲＦ部
１１５送信ウェイト算出部
２０２受信部
２０３チャネル推定部
２０４内挿補間部
２０５送信部

Claims

パイロットシンボルを生成するパイロット生成手段と、
異なる通信システムにおける被干渉側との伝搬路特性を初めて推定する場合、前記異なる通信システムが使用する第１周波数帯域以外の第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングすると共に、前記第１周波数帯域以外であって、かつ、前記第１周波数帯域に隣接する前記第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングするマッピング手段と、
マッピングされた前記パイロットシンボルを送信する送信手段と、
を具備する無線送信装置。
前記マッピング手段は、前記異なる通信システムの無通信時間の開始時及び終了時に前記パイロットシンボルをマッピングする請求項１に記載の無線送信装置。
パイロットシンボルを生成するパイロット生成工程と、
異なる通信システムにおける被干渉側との伝搬路特性を初めて推定する場合、前記異なる通信システムが使用する第１周波数帯域以外の第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングすると共に、前記第１周波数帯域以外であって、かつ、前記第１周波数帯域に隣接する前記第２周波数帯域に前記パイロットシンボルをマッピングするマッピング工程と、
マッピングされた前記パイロットシンボルを送信する送信工程と、
を具備する無線送信方法。