JP2013042520A - パイロットサブキャリア割当を用いる複数個の送信アンテナを有する無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】好適なパイロットサブキャリア割当を用いる複数個の送信アンテナを有する無線通信システムを提供すること。
【解決手段】直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）変調を用いる４個の送信アンテナを有する広帯域無線移動通信システムのために、リソースブロック内にパイロットサブキャリアを割り当てる方法が開示される。この方法で、連続したデータサブキャリアからなる一つの隣接したグループから、パイロットサブキャリアによって分離されている連続したデータサブキャリアからなる他のグループが、一つのＯＦＤＭＡシンボル内で偶数個のサブキャリアを有するように、パイロットサブキャリアがリソースブロック内に割り当てられる。
【選択図】図８

Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、多重アンテナ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）システムを含む無線移動通信システムにおいてパイロットサブキャリアを割り当てる方法に関するものである。

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ） ８０２．１６標準は、広帯域無線接続及びプロトコルを支援する技術を提供する。この標準化は、１９９９年から進んできており、ＩＥＥＥ ８０２．１６−２００１が２００１年に承認された。ＩＥＥＥ ８０２．１６−２００１は、‘ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＳＣ’と呼ばれる単一キャリア物理層（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）に基づいて樹立された。２００３年に承認されたＩＥＥＥ ８０２．１６ａで、‘ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＳＣ’に加えて、‘ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭ’及び‘ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ’が物理層に追加された。ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ標準が完成した後、改正されたＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４が２００４年に承認された。ＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４のバグ（ｂｕｇ）及び誤りを修正するために、２００５年に修正本（ｃｏｒｒｉｇｅｎｄｕｍ）の形態でＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４／Ｃｏｒ１が完成した。

ＭＩＭＯアンテナ技術は、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用することによって、データの伝送／受信効率を向上させる。ＭＩＭＯ技術は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ標準に取り込まれて以来、続けて更新されてきた。

ＭＩＭＯ技術は、空間多重化方法（ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）及び空間ダイバーシティ方法（ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ）に区別される。空間多重化方法では、それぞれ異なるデータが同時に伝送されるので、システムの帯域幅を増加させなくても、データが高速で伝送することができる。空間ダイバーシティ方法では、ダイバーシティ利得を得るために複数の伝送アンテナを通じて同一のデータを伝送するので、データの信頼性が増大する。

受信機は、送信機から送信されるデータを復旧するためにチャンネルを推定する必要がある。チャンネル推定は、フェージング（ｆａｄｉｎｇ）による急激な環境変化により発生する信号の歪みを補償し、伝送信号（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を復旧する処理過程のことをいう。一般に、チャンネル推定のために伝送機及び受信機は、パイロットを知る必要がある。

ＭＩＭＯシステムで、信号は、各アンテナに対応するチャンネルを経る。したがって、複数のアンテナを考慮してパイロットを配列する必要がある。アンテナの個数が増加するにつれてパイロットの個数を増加させる一方で、データ伝送率を増加させるためにアンテナの個数を増加させることは不可能である。

従来技術において、パーミュテーション（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）方法（例えば、分散（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）／ＡＭＣ／ＰＵＳＣ／ＦＵＳＣ）に応じてそれぞれ異なるパイロット割当構造がデザインされて使用されてきた。これは、パーミュテーション方法がＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムにおいて時間軸に沿って互いに分離されており、パーミュテーション方法によってそれらの構造がそれぞれ最適化することができたためである。しかし、万一、これらパーミュテーション方法がある時点に共存するとすれば、単一化した（ｕｎｉｆｉｅｄ）基本データ割当構造が必要とされる。

従来技術では、多くのパイロットオーバーヘッド（ｏｖｅｒｈｅａｄ）が発生するため、伝送率（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｒａｔｅ）が減少する。また、同一のパイロット構造が互いに隣接するセル（ｃｅｌｌ）またはセクター（ｓｅｃｔｏｒ）に適用されるため、セル間またはセクター間に衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）が発生することがある。そこで、ＭＩＭＯシステムにおいてパイロットサブキャリアを效果的に割り当てる方法が要求される。

本発明の目的は、アップリンク／ダウンリンク（ｕｐｌｉｎｋ／ｄｏｗｎｌｉｎｋ）及び特定パーミュテーション（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）方式にかかわらずに、ＭＩＭＯシステムを含む無線通信システムでパイロットサブキャリアを效率的に割り当てる方法を提供することにある。本発明は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍのような新しい無線通信システムに適用可能である。

本発明の目的は、後述する本発明の様々様相によって達成することができる。

本発明の一様相において、直交周波数分割多重接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；ＯＦＤＭＡ）変調を用いる４個の送信アンテナを有する広帯域無線移動通信システムのためのリソースブロック内にパイロットサブキャリアを割り当てる方法は、連続したデータサブキャリアからなる一つの隣接したグループから、パイロットサブキャリアによって離れている連続したデータサブキャリアからなる他のグループが、一つのＯＦＤＭＡシンボル内で偶数個のサブキャリアを有するように、パイロットサブキャリアをリソースブロック内に割り当てる段階を含む。

好適には、前記偶数は、４または６である。好適には、前記リソースブロックは、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルとで構成される１８＊６大きさの行列構造の形態を有する。好適には、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、１番目のＯＦＤＭＡシンボル、２番目のＯＦＤＭＡシンボル、５番目のＯＦＤＭＡシンボル、及び６番目のＯＦＤＭＡシンボルに割り当てられ、前記４個の送信アンテナのための前記パイロットサブキャリアは、前記リソースブロックにおける３番目のＯＦＤＭＡシンボル及び４番目のＯＦＤＭＡシンボルには割り当てられない。好適には、４個のパイロットサブキャリアは、１番目のＯＦＤＭＡシンボル、２番目のＯＦＤＭＡシンボル、５番目のＯＦＤＭＡシンボル、及び６番目のＯＦＤＭＡシンボルのそれぞれのために割り当てられ、前記４個のパイロットサブキャリアは、１番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリア、２番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリア、３番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリア、及び４番目の送信アンテナのためのサブキャリアを含む。好適には、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアの一部は共通パイロット（ｃｏｍｍｏｎ ｐｉｌｏｔ）のために使われ、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアの他部は、指定パイロット（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｐｉｌｏｔ）のために使われる。好適には、４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアはいずれも、共通パイロットのために用いることができる。好適には、４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアはいずれも、指定パイロットのために用いることができる。好適には、前記リソースブロックは、時間領域で反復される。好適には、前記リソースブロックは、周波数領域で反復される。

本発明の他の様相において、ＯＦＤＭＡ変調を用いる４個の送信アンテナを有する広帯域無線移動通信システムのための１８＊６大きさのリソースブロック内にパイロットサブキャリアを割り当てる方法は、パイロットサブキャリアを、前記リソースブロックに割り当てる段階を含む。ここで、１番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（２−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｎｄｅｘ）（０，０）、（５，４）、（１２，１）、及び（１７，５）に割り当てられ、２番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，４）、（５，０）、（１２，５）、及び（１７，１）に割り当てられ、３番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，１）、（５，５）、（１２，０）、及び（１２，４）に割り当てられ、４番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，５）、（５，１）、（１２，４）、及び（１７，０）に割り当てられる。ここで、インデックス（ｉ，ｊ）は、前記リソースブロックにおける（ｉ＋１）番目のサブキャリア及び（ｊ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボルに在るリソース要素の位置を表す。

好適には、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアの一部は、共通パイロットのために用いられ、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアの他部は、指定パイロットのために用いられる。好適には、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアはいずれも、共通パイロットのために用いることができる。好適には、前記４個の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアはいずれも、指定パイロットのために用いることができる。好適には、前記リソースブロックは、時間領域で反復される。好適には、前記リソースブロックは、周波数領域で反復される。

本発明の他の様相において、ダウンリンク及びアップリンク通信のためにＯＦＤＭＡ変調を用いる４個の送信アンテナを有する無線通信システムは、複数入力複数出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）アンテナ、前記ＭＩＭＯアンテナに作動可能に連結されたＯＦＤＭＡ変調器、及び前記ＯＦＤＭＡ変調器に作動可能に連結されたプロセッサを含む。ここで、前記プロセッサは、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルとで構成された１８＊６大きさのリソースブロックに、パイロットサブキャリアを割り当てるように構成されており、連続したデータサブキャリアからなる一つの隣接したグループから、前記パイロットサブキャリアによって離れている連続したデータサブキャリアからなる他のグループが、一つのＯＦＤＭＡシンボル内で偶数個のサブキャリアを有することとなる。

本発明の他の様相において、ダウンリンク及びアップリンク通信のためにＯＦＤＭＡ変調を用いる４個の送信アンテナを有する無線移動通信システムは、ＭＩＭＯアンテナ、前記ＭＩＭＯアンテナに作動可能に連結されたＯＦＤＭＡ変調器、及び前記ＯＦＤＭＡ変調器に作動可能に連結されたプロセッサを含み、前記プロセッサは、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルとで構成される１８＊６大きさのリソースブロック内に、パイロットサブキャリアを割り当てるように構成されている。ここで、１番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，０）、（５，４）、（１２，１）、及び（１７，５）に割り当てられ、２番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，４）、（５，０）、（１２，５）、及び（１７，１）に割り当てられ、３番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，１）、（５，５）、（１２，０）、及び（１２，４）に割り当てられ、４番目の送信アンテナのためのパイロットサブキャリアは、前記リソースブロックの２次元インデックス（０，５）、（５，１）、（１２，４）、及び（１７，０）に割り当てられる。ここで、インデックス（ｉ，ｊ）は、前記リソースブロックにおける（ｉ＋１）番目のサブキャリア及び（ｊ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボルに在るリソース要素の位置を表す。例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
４個のアンテナを有する複数入力複数出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）アンテナシステムから送信される直交周波数分割多重接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；ＯＦＤＭＡ）変調された信号を受信する段階と、
１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルを表す１８＊６大きさの行列形態のリソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）を生成するために、上記ＯＦＤＭＡ信号を復調する段階と、
上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、４個のＯＦＤＭＡシンボルにわたってのみ分散された（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）４個のパイロットシンボルを検出する段階であって、パイロットシンボルを含むそれぞれのＯＦＤＭＡシンボル内で、１番目のパイロットシンボルと２番目のパイロットシンボルとは、４個のサブキャリアだけ離れており、上記２番目のパイロットシンボルと３番目のパイロットシンボルとは、６個のサブキャリアだけ離れており、上記３番目のパイロットシンボルと４番目のパイロットシンボルとは、４個のサブキャリアだけ離れている、検出段階と、
上記検出された４個のパイロットシンボルに基づいてチャンネル推定を行う段階と、
を含む、無線通信機器と通信する方法。
（項目２）
上記４個のパイロットシンボルは、パイロットシンボルＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含み、上記パイロットシンボルＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち１番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目１に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目３）
上記パイロットシンボルＰ２、Ｐ３、Ｐ０、及びＰ１は、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち２番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目２に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目４）
上記パイロットシンボルＰ１、Ｐ０、Ｐ３、及びＰ２は、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち５番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目３に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目５）
上記パイロットシンボルＰ３、Ｐ２、Ｐ１、及びＰ０は、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち６番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目４に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目６）
上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、４個のＯＦＤＭＡシンボルにわたってのみ分散された上記４個のパイロットシンボルは、時間領域で連続したパイロットシンボルの１番目の対（ｐａｉｒ）、及び時間領域で連続したパイロットシンボルの２番目の対を含み、上記２番目の対は、上記１番目の対から、パイロットシンボルを含まない２個のＯＦＤＭＡシンボルだけ離れている、項目１に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目７）
上記１８＊６大きさの行列のインデックスナンバーセット（ｏ，ｐ，ｑ，ｒ）は、上記リソースブロックにおける（ｏ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボル、（ｐ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボル、（ｑ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボル、及び（ｒ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボルに対応し、
上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、４個のＯＦＤＭＡシンボルにわたってのみ分散された４個のパイロットシンボルを検出する段階は、インデックスナンバー（０，１，４，５）に対応する位置のパイロットシンボルを検出する段階を含む、項目１に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目８）
上記チャンネル推定を行う段階の出力をＭＩＭＯ後処理（ＭＩＭＯ ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）する段階と、
入力シンボルを対応するコードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）にデマッピングする段階と、
上記コードワードをデコーディングする段階と、
をさらに含む、項目１に記載の無線通信機器と通信する方法。
（項目９）
４個のアンテナを有する複数入力複数出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）アンテナシステムから送信される直交周波数分割多重接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；ＯＦＤＭＡ）変調された信号を受信するように構成された受信器と、
上記受信器に作動可能に連結されており、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルを表す１８＊６大きさの行列形態のリソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）を生成するために、上記ＯＦＤＭＡ信号を復調するように構成された復調器と、
上記復調器に作動可能に連結されており、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、４個のＯＦＤＭＡシンボルにわたってのみ分散された４個のパイロットシンボルを検出するように構成されたチャンネル推定器と、
を含む移動無線通信機器であって、
パイロットシンボルを含むそれぞれのＯＦＤＭＡシンボルにおいて、１番目のパイロットシンボルと２番目のパイロットシンボルとは、４個のサブキャリアだけ離れており、上記２番目のパイロットシンボルと３番目のパイロットシンボルとは、６個のサブキャリアだけ離れており、上記３番目のパイロットシンボルと４番目のパイロットシンボルとは、４個のサブキャリアだけ離れている、移動無線通信機器。
（項目１０）
上記４個のパイロットシンボルは、パイロットシンボルＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含み、上記パイロットシンボルＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち１番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目９に記載の移動無線通信機器。
（項目１１）
上記パイロットシンボルＰ２、Ｐ３、Ｐ０、及びＰ１は、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち２番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目１０に記載の移動無線通信機器。
（項目１２）
上記パイロットシンボルＰ１、Ｐ０、Ｐ３、及びＰ２は、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち５番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目１１に記載の移動無線通信機器。
（項目１３）
上記パイロットシンボルＰ３、Ｐ２、Ｐ１、及びＰ０は、上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち６番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて１番目、２番目、３番目、及び４番目のパイロットシンボルである、項目１２に記載の移動無線通信機器。
（項目１４）
上記６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、４個のＯＦＤＭＡシンボルにわたってのみ分散された上記４個のパイロットシンボルは、時間領域で連続したパイロットシンボルの１番目の対（ｐａｉｒ）、及び時間領域で連続したパイロットシンボルの２番目の対を含み、上記２番目の対は、上記１番目の対から、パイロットシンボルを含まない２個のＯＦＤＭＡシンボルだけ離れている、項目９に記載の移動無線通信機器。
（項目１５）
上記１８＊６大きさの行列のインデックスナンバーセット（ｏ，ｐ，ｑ，ｒ）は、上記リソースブロックにおける（ｏ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボル、（ｐ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボル、（ｑ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボル、及び（ｒ＋１）番目のＯＦＤＭＡシンボルに対応し、
上記検出器は、インデックスナンバー（０，１，４，５）に対応する位置のパイロットシンボルを検出するように構成された、項目９に記載の移動無線通信機器。
（項目１６）
上記チャンネル推定器に作動可能に連結されており、上記チャンネル推定器の出力を後処理（ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）するように構成されたＭＩＭＯポストプロセッサと、
上記ＭＩＭＯポストプロセッサに作動可能に連結されており、入力シンボルをコードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）にデマッピングするように構成されたデマッパーと、
デマッパーに作動可能に連結されており、上記コードワードをデコーディングするように構成されたチャンネルデコーダと、
をさらに含む、項目９に記載の移動無線通信機器。

本発明によれば、多重アンテナシステムにおいてパイロットサブキャリアを効率的に割り当てることができる。

複数個のアンテナを有する送信機のブロック図である。 複数個のアンテナを有する受信機のブロック図である。 フレーム構造である。 サブチャンネル部分使用法（Ｐａｒｔｉａｌ Ｕｓａｇｅ ｏｆ ＳｕｂＣｈａｎｎｌｅｓ；ＰＵＳＣ）を用いる方法で、２個の送信アンテナのための従来のパイロット配列を示す図である。 サブチャンネル全体使用法（Ｆｕｌｌ Ｕｓａｇｅ ｏｆ ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌｓ；ＦＵＳＣ）を用いる方法で、２個の送信アンテナのための従来のパイロット配列を示す図である。 ＰＵＳＣを用いる方法で、４個の送信アンテナのための従来のパイロット配列を示す図である。 ＦＵＳＣを用いる方法で、４個の送信アンテナのための従来のパイロット配列を示す図である。 ＦＵＳＣを用いる方法で、２個の送信アンテナのための従来のパイロット配列を示す図である。 本発明の一実施例による４−Ｔｘシステムのパイロットサブキャリア割当パターンを示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施されうる唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を助けるために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者には、本発明がこのような具体的細部事項なしにも実施されうることが理解される。例えば、以下の説明では一定用語を中心に説明するが、これらの用語に限定されず、任意の用語で説明される場合にも同じ意味を有することができる。また、本明細書全体を通じて同一または類似の構成要素については、同一の図面符号を使用して説明する。

後述する技術は、様々な無線通信システムに用いることができる。音声及びパケットデータ（ｐａｃｋｅｔ）のような様々な通信サービスを提供するための無線通信システムが提供される。本技術は、ダウンリンクまたはアップリンクで用いることができる。一般に、ダウンリンクは、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）からユーザ機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ； ＵＥ）への通信を示し、アップリンクは、ＵＥからＢＳへの通信を示す。ＢＳは、通常、ＵＥと通信する固定した局（ｓｔａｔｉｏｎ）を指し、ノードＢ（ｎｏｄｅ−Ｂ）、基地送受信システム（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ； ＢＴＳ）、またはアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と呼ぶこともできる。ＵＥは、固定されたり移動したりすることができ、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ）、ユーザ端末（Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ；ＵＴ）、加入局（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＳＳ）または無線機器と呼ぶこともできる。

以下、新しいシステムのための効率的なパイロット構造が記述される。新しいシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムを中心に記述されるが、本発明の原理は、他のシステムにも適用可能である。

通信システムは、複数入力・複数出力システム（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ； ＭＩＭＯ ｓｙｓｔｅｍ）または複数入力・単一出力システム（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ；ＭＩＳＯ ｓｙｓｔｅｍ）とすることができる。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用する。ＭＩＳＯシステムは、複数の送信アンテナと一つの受信アンテナを使用する。

図１は、複数のアンテナを有する送信機のブロック図である。図１を参照すると、送信機１００は、チャンネルエンコーダ１２０、マッパー１３０、ＭＩＭＯプロセッサ１４０、サブキャリア割当器１５０及び直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ： ＯＦＤＭ）変調器１６０を含む。チャンネルエンコーダ１２０、マッパー１３０、ＭＩＭＯプロセッサ１４０、サブキャリア割当器１５０は、別の構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）として具現されることもでき、送信機１００の単一プロセッサ内で組み合わせて具現されることもできる。

チャンネルエンコーダ１２０は、あらかじめ決定されたコーディング方式によって入力ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）をエンコーディングして、コーディングされたワード（ｃｏｄｅｄ ｗｏｒｄ）を生成する。マッパー１３０は、このコーディングされたワードを、信号コンステレーション（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）の位置で表現するシンボルにマッピングする。マッパー１３０の変調方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）は、ｍ位相シフトキーイング（ｍ−Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；ｍ−ＰＳＫ）方式またはｍ−直交振幅変調（ｍ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ｍ−ＱＡＭ）方式を含むことができるが、これに制限されない。

ＭＩＭＯプロセッサ１４０は、複数の送信アンテナ１９０−１，…，９０−Ｎｔを使用するＭＩＭＯ方法によって入力シンボルを処理する。例えば、ＭＩＭＯプロセッサ１４０は、コードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）に基づいてプリコーディング（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）を行うことができる。

サブキャリア割当器１５０は、サブキャリアに入力シンボル及びパイロットを割り当てる。パイロットは、送信アンテナ１９０−１，…，１９０−Ｎｔによって配列される。パイロット及びこれに対応するパイロット位置は、送信機１００も受信機２００も知っている（図２参照）。パイロットは、チャンネル推定またはデータ復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のために用いられ、基準信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）とも呼ばれる。

ＯＦＤＭＡ変調器１６０は、入力シンボルを変調してＯＦＤＭＡシンボルを出力する。ＯＦＤＭＡ変調器１６０は、入力シンボルに対して逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ； ＩＦＦＴ）を行うことができ、ＩＦＦＴを行った後には、サイクリックプリフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ；ＣＰ）をさらに挿入することができる。ＯＦＤＭＡシンボルは、送信アンテナ１９０−１，…，１９０−Ｎｔを通じて伝送される。

図２は、複数個のアンテナを有する受信機のブロック図である。図２を参照すると、受信機２００は、ＯＦＤＭＡ復調器２１０、チャンネル推定器２２０、ＭＩＭＯポストプロセッサ（ＭＩＭＯ ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２３０、デマッパー２４０、及びチャンネルデコーダ２５０を含み、このような各機能部は、別の構成要素として具現されることもでき、受信機２００の単一処理器内で互いに組み合わせて具現されることもできる。

受信アンテナ２９０−１，…，２９０−Ｎｒを通じて受信された信号は、ＯＦＤＭＡ復調器２１０により高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＦＦＴ）される。チャンネル推定器２２０は、パイロットを用いてチャンネルを推定する。チャンネル推定をする前に、復調器２１０とチャンネル推定器２２０間の別のデバイス（ｄｅｖｉｃｅ）、チャンネル推定器２２０、または復調器２１０でパイロットシンボルが検出される。ＭＩＭＯポストプロセッサ２３０は、ＭＩＭＯプロセッサ１４０に対応する後処理（ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓ）を行う。デマッパー２４０は、入力されたシンボルを、コーディングされたワードにデマッピング（ｄｅｍａｐ）する。チャンネルデコーダ２５０は、コーディングされたワードをデコーディングして本来のデータを復元（ｒｅｓｔｏｒｅ）する。

図３は、フレーム構造の一例を示す図である。フレームは、物理記述書（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）で用いられる、特定時区間におけるデータシーケンス（ｄａｔａ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）である。ここで、物理記述書は、ＩＥＥＥ標準８０２．１６−２００４ “Ｐａｒｔ １６： Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ”のセクション８．４．４．２を指す。以下、この物理記述書を‘参照文献１’と呼ぶことができ、その内容は参照としてこの文書に組み込まれる。

図３を参照すると、図３のフレームは、ダウンリンクフレーム（ＤｏｗｎＬｉｎｋ ｆｒａｍｅ：ＤＬフレーム）及びアップリンクフレーム（ＵｐＬｉｎｋ ｆｒａｍｅ：ＵＬフレーム）を含む。時分割二重化（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ； ＴＤＤ）方式によれば、アップリンク及びダウンリンク送信は、時間領域で互いに分離されるが、同じ周波数を共有する。普通、ダウンリンクフレームはアップリンクフレームに先立つ。ダウンリンクフレームは、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）、フレーム制御ヘッダー（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ；ＦＣＨ）、ダウンリンクマップ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ＭＡＰ；ＤＬ ＭＡＰ）、アップリンクマップ（Ｕｐｌｉｎｋ ＭＡＰ；ＵＬ ＭＡＰ）及びバースト領域（ｂｕｒｓｔ ｒｅｇｉｏｎ）（例えば、ＤＬバースト＃１〜５、ＵＬバースト＃１〜５）の順序で始まる。ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームを分離するガードタイム（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）は、フレームの中間領域（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）及びフレームの末尾領域（ｌａｓｔ ｐｏｒｔｉｏｎ）に挿入される。中間領域は、ダウンリンクフレームとアップリンクフレームとの間を指し、末尾領域は、アップリンクフレームの後に存在する。送信／受信遷移ギャップ（ｔｒａｎｓｍｉｔ／ｒｅｃｅｉｖｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｇａｐ；ＴＴＧ）は、アップリンクバースト及び後続する（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ）ダウンリンクバーストとの間に存在する。

プリアンブルは、ＢＳ及びＵＥ間の初期同期化、セル検索、周波数オフセット推定及びチャンネル推定に用いられる。ＦＣＨは、ＤＬ−ＭＡＰのコーディング方式（ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）及びＤＬ−ＭＡＰの長さに関する情報を含む。ＤＬ−ＭＡＰは、ＤＬ−ＭＡＰメッセージが送信される領域である。ＤＬ−ＭＡＰメッセージは、ダウンリンクチャンネルのアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を定義する。ＤＬ−ＭＡＰメッセージは、ＢＳ識別子（ＢＳ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ；ＢＳ ＩＤ）及びダウンリンクチャンネル記述子（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｉｐｔｏｒ；ＤＣＤ）の構成変化カウント（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｃｏｕｎｔ）を含む。ＤＣＤは、現在フレームに適用されるダウンリンクバーストプロファイル（ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｂｕｒｓｔ ｐｒｏｆｉｌｅ）を記述する。ダウンリンクバーストプロファイルは、ダウンリンク物理チャンネルの特性を示し、ＤＣＤは、ＤＣＤメッセージを通じてＢＳにより周期的に送信される。

ＵＬ−ＭＡＰは、ＵＬ−ＭＡＰメッセージが送信される領域である。ＵＬ−ＭＡＰメッセージは、アップリンクチャンネルのアクセスを定義する。ＵＬ−ＭＡＰメッセージは、アップリンクチャンネル記述子（Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ；ＵＣＤ）の構成変化カウント及びＵＬ−ＭＡＰにより定義されるアップリンク割当の実際開始時間を含む。ＵＣＤは、アップリンクバーストプロファイルを記述する。アップリンクバーストプロファイルは、アップリンク物理チャンネルの特性を示し、ＵＣＤは、ＵＣＤメッセージを通じてＢＳにより周期的に送信される。

以下、‘スロット’は、最小データ割当ユニット（ｍｉｎｉｍｕｍ ｄａｔａ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）を表し、時間及びサブチャンネル（ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）により定義される。サブチャンネルの個数は、ＦＦＴ大きさ及び時間−周波数マッピングに従属する。サブチャンネルは、複数のサブキャリアを含み、サブチャンネル当たりのサブキャリアの個数は、パーミュテーション方法によって変化する。‘パーミュテーション’は、論理サブチャンネル（ｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）を物理サブキャリアにマッピングする方法を指す。ＦＵＳＣの場合、サブチャンネルは４８個のサブキャリアを含み、ＰＵＳＣの場合、サブチャンネルは２４個または１６個のサブキャリアを含む。‘セグメント’は、一つ以上のサブチャンネルセットを示す。

データを物理層の物理サブキャリアにマッピングするために、主に、２段階が行われる。第一の段階において、データは、一つ以上の論理サブチャンネル（ｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）上の一つ以上のデータスロットにマッピングされる。第二の段階において、論理サブチャンネルは、物理サブチャンネルにマッピングされる。これをパーミュテーションと呼ぶ。上記の参照文書１は、ＦＵＳＣ、ＰＵＳＣ、最適−ＦＵＳＣ（Ｏｐｔｉｍａｌ−ＦＵＳＣ；Ｏ−ＦＵＳＣ）、最適−ＰＵＳＣ（Ｏｐｔｉｍａｌ−ＰＵＳＣ；Ｏ−ＰＵＳＣ）及び適応的変調及びコーディング（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ；ＡＭＣ）のようなパーミュテーション方法を開示する。同じパーミュテーション方法を用いる１セットのＯＦＤＭＡシンボルはパーミュテーションゾーン（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）と呼ばれ、一つのフレームは、少なくとも一つのパーミュテーションゾーンを含む。

ＦＵＳＣ及びＯ−ＦＵＳＣは、ダウンリンク伝送のためにのみ用いられる。ＦＵＳＣは、全てのサブチャンネルグループを含む一つのセグメントで構成される。サブチャンネルは、全ての物理チャンネルを通じて分散された物理サブキャリアにマッピングされる。マッピングは、ＯＦＤＭＡシンボルによって変更される。スロットは、一つのＯＦＤＭＡシンボル上の一つのサブチャンネルで構成される。Ｏ−ＦＵＳＣ及びＦＵＳＣにおいて、パイロットを割り当てる方法はそれぞれ異なる。

ＰＵＳＣは、ダウンリンク伝送にも、アップリンク伝送にも用いられる。ダウンリンクにおいて、各物理チャンネルは、２個のＯＦＤＭＡシンボル上の１４個の連続したサブキャリアを含むクラスター（ｃｌｕｓｔｅｒ）に分割される。物理チャンネルは６個のグループ単位でマッピングされる。各グループで、パイロットは、固定された位置でクラスターに割り当てられる。アップリンクにおいて、サブキャリアは、３個のＯＦＤＭＡシンボル上の４個の連続した物理サブキャリアで構成されたタイル（ｔｉｌｅ）に分割される。サブチャンネルは６個のタイルを含む。パイロットは、タイルのコーナー（ｃｏｒｎｅｒ）に割り当てられる。Ｏ−ＰＵＳＣは、アップリンク伝送のためにのみ用いられ、タイルは、３個のＯＦＤＭＡシンボル上の３個の連続した物理サブキャリアで構成される。パイロットは、タイルの中心（ｃｅｎｔｅｒ）に割り当てられる。

図４及び図５はそれぞれ、ＰＵＳＣ及びＦＵＳＣにおいて、２個の送信アンテナに対する従来のパイロット配列（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を示す図である。図６は、ＰＵＳＣを用いる方法であり、４個の送信アンテナに対する従来のパイロット配列を示す図である。図７Ａは、ＦＵＳＣを用いる方法であり、４個の送信アンテナに対する従来のパイロット配列を示す図である。図７Ｂは、ＦＵＳＣにおいて、２個の送信アンテナに対する従来のパイロット配列を示す図である。これらの図面は、ＩＥＥＥ標準８０２．１６−２００４／Ｃｏｒ１−２００５ “Ｐａｒｔ １６： Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ； Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ２： Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｙｅｒｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｉｃｅｎｓｅｄ Ｂａｎｄｓ ａｎｄ Ｃｏｒｒｉｇｅｎｄｕｍ １”のセクション８．４．８．１．２．１．１、セクション８．４．８．１．２．１．２、セクション８．４．８．２．１、及びセクション８．４．８．２．２を参照すればいい。この文書は、以下、参照文書２と呼ばれ、その全ての内容はここに参照として組み込まれる。

参照文書２には、１個または２個のアンテナを使用するシステムにおける従来のパイロットサブキャリア割当構造が開示されている（図７Ｂ参照）。

図７Ｂで、ストリーム１、２に対するパイロットの位置は、下記の数学式１によって特徴付けることができる。

図４乃至図７を参照すると、時間領域には、２個のシンボル／サブチャンネル（またはスロット）が存在し、周波数領域には、２８個のサブキャリアが存在する。図４乃至図７で、これらのサブチャンネル／スロット及びサブキャリアは、反復されるパターンを有する。

図４乃至図７による従来のパイロット割当を参照すると、サブキャリア割当がＰＵＳＣまたはＦＵＳＣによって行われる時にパイロットオーバーヘッドが大きい。特に、送信アンテナ当たりパイロットオーバーヘッドを考慮すると、少なくとも２個の送信アンテナが使われる時に比べて、１個の送信アンテナが使われる時にオーバーヘッドが大きい。

表１には、それぞれのパーミュテーション方法において、送信アンテナの個数によるパイロットオーバーヘッドを表す。

パイロットオーバーヘッドは、パイロットに割り当てられるサブキャリアの個数を、使用される全てのサブキャリアの個数で除算した値である。表１において括弧中の値は、送信アンテナ当たりのパイロットオーバーヘッドを表す。また、参照文書２によれば、もし、３個または４個の送信アンテナが使用されると、データをサブチャンネルにマッピングする段階は、チャンネル符号化されたデータをパンクチャリング（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）したり切断（ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ）したりした後に行われる。

以下、本発明の一実施例による効率的なパイロット割当構造を説明される。下記実施例で、水平軸（インデックスシンボル‘ｊ’）は、時間領域にけおる１セットのＯＦＤＭＡシンボルを表し、垂直軸（インデックスシンボル‘ｉ’）は、周波数領域におけるサブキャリアを表す。Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ、アンテナ１、２、３、４に対応するパイロットサブキャリアを表す。アンテナ１、２、３、４に対するパイロットの位置は、本実施例の原理に違反しない限度内で互いに交換可能である。また、本発明は、ユニキャストサービスシステム（ｕｎｉｃａｓｔ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ）の他に、マルチキャストブロードキャストシステム（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｓｙｓｔｅｍ；ＭＢＳ）にも適用することができる。

図８は、本発明の一実施例による４個のアンテナを使用するシステムにおけるパイロットサブキャリア割当構造を示す図である。図８に示す構造のリソースブロックユニットは、１８サブキャリア（垂直軸）＊６ ＯＦＤＭＡシンボル（水平軸）を表す１８＊６行列構造形態であるが、１８＊６行列構造の他に、別の構成を有するパイロットサブキャリア割当構造もサブフレームまたは全体フレームに適用することができる。

図８のパイロットサブキャリア割当構造は、色々な側面において図４乃至図７における従来の構造と異なる。例えば、本発明は、時間領域で６個のシンボル／基本物理リソースユニット（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｎｉｔ；ＰＲＵ）を使用するのに対し、従来技術では、２個のシンボル／ＰＲＵを使用する。両方式とも、ＰＲＵは反復することができる。また、周波数領域で、本発明は１８個のサブキャリアを使用するのに対し、従来技術では２８個のサブキャリアを使用する。ここで、ＰＲＵは、従来技術のサブチャンネル／スロットと実質的に似ている。本発明は、パイロット信号を１番目、２番目、５番目及び６番目のＯＦＤＭＡシンボルにのみ配置するという点で、従来構造と相違する。１個または２個のアンテナシナリオを有する本発明の一利点は、従来技術ではパイロットシンボルが全てのＯＦＤＭＡシンボルに含まれたが、本発明ではパイロット信号が１番目、２番目、５番目及び６番目のＯＦＤＭＡシンボルにのみ含まれるという点である。パイロットシンボルを特定シンボルに制限的に配置することによって、オーバーヘッドが減少する。

図８のパイロットサブキャリア割当構造によると、パイロットサブキャリア以外のデータサブキャリアは、連続して割り当てられ、これらデータサブキャリアは２の倍数で連続して対をなす。その結果、空間周波数ブロックコード（Ｓｐａｃｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ；ＳＦＢＣ）方式のＭＩＭＯが容易に適用され、共通パイロット（ｃｏｍｍｏｎ ｐｉｌｏｔ）及び指定パイロット（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｐｉｌｏｔ）が效率的に適用される。

それぞれのＯＦＤＭＡシンボル内で、送信アンテナのためのパイロットは、ＳＦＢＣを容易に適用するために、周波数軸で２個のサブキャリアの倍数の間隔で割り当てられる（例えば、４サブキャリアまたは６サブキャリアの間隔）。

それぞれのＯＦＤＭＡシンボル内のそれぞれの送信アンテナのためのパイロットは、周波数軸で１８サブキャリア間隔で反復して割り当てられる。

また、各送信アンテナのためのパイロットは、パイロットサブキャリアのために割り当てられた互いに隣接するＯＦＤＭＡシンボルごとに、あらかじめ決定された個数のサブキャリアだけシフト（ｓｈｉｆｔ）する。例えば、図８を参照すると、パイロットサブキャリアのために割り当てられた互いに隣接するＯＦＤＭＡシンボルは、インデックスナンバーｊ＝０，１，４，５を有する。この実施例のアンテナ１のためのパイロットＰ０を取り上げると、ＯＦＤＭＡシンボルインデックスｊ＝０とｊ＝１との間で、パイロットＰ０の位置は、１２個のサブキャリアだけ下方にシフトし（インデックスｉ＝０からｉ＝１２へ）、ＯＦＤＭＡシンボルインデックスｊ＝１とｊ＝４との間で、パイロットＰ０の位置は、７個のサブキャリアだけ上方にシフトし（インデックスｉ＝１２からｉ＝５へ）、ＯＦＤＭＡシンボルインデックスｊ＝４とｊ＝５との間で、パイロットＰ０の位置は、１２個のサブキャリアだけ下方にシフトする（インデックスｉ＝５からｉ＝１７へ）。他の送信アンテナ（アンテナ２、アンテナ３、アンテナ４）のためのそれぞれのパイロットＰ１、Ｐ２、Ｐ３に対しても同様の説明を適用することができる。

パイロットオーバーヘッドを減らす目的の他に、エッジ（ｅｄｇｅ）のサブキャリアパイロットの性能（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）に対する推定性能（ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を向上させる目的として、リソースユニット（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｎｉｔ；ＲＵ）中の３番目及び４番目のＯＦＤＭＡシンボル（すなわち、ＯＦＤＭＡシンボルインデックスｊ＝２，３）には、パイロットが割り当てられないということに注目されたい。また、１番目、２番目、５番目、及び６番目のＯＦＤＭＡシンボル（すなわち、ＯＦＤＭＡシンボルインデックスｊ＝０，１，４，５）のそれぞれにおいて、４個のアンテナのための総４個のパイロットが一つずつ割り当てられる。例えば、図８の１番目のＯＦＤＭＡシンボルにおいて、アンテナ１のためのパイロットＰ０を１個、アンテナ２のためのパイロットＰ１を１個、アンテナ３のためのパイロットＰ２を１個、アンテナ４のためのパイロットＰ３を１個、周波数軸に沿って割り当てる。

本実施例において、パイロットサブキャリアの一部は、共通パイロット（ｃｏｍｍｏｎ ｐｉｌｏｔ）のために用いることができ、このパイロットサブキャリアの残りの一部は、指定パイロット（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｐｉｌｏｔ）のために用いることができる。そうしないと、パイロットサブキャリア全体が、共通パイロットまたは指定パイロットのいずれか一つのために用いられることがある。

図８に示すパイロット割当構造において、アンテナのためのパイロット割当インデックスに関する具体的な事項は、下記のように表現することができる。

ｌ_０∈｛０，１，４，５｝であり、ｌ_０＝ｌ ｍｏｄ ６の時に、ｉ番目のアンテナに割り当てられるパイロットサブキャリア、ｌ番目のＯＦＤＭＡシンボル、そしてｋ番目の物理リソースユニット（ＰＲＵ）は、数学式２のように定義される：
（数２）
Ｐｉｌｏｔ_ｉ（ｋ，ｌ） ＝ １８ｋ ＋１２・｛（ｌ_０ ＋ｆｌｏｏｒ（ｉ／２）） ｍｏｄ ２｝＋５・｛（ｉ ＋ ｆｌｏｏｒ（ｌ_０／４）） ｍｏｄ ２｝
図８に示すパイロットパターンは、フレームまたはサブフレーム内の時間／周波数領域に同一に、そして繰り返して適用することができる。

上記の割当方式による利点を、下記の表２に表した。

表２で、パイロットオーバーヘッドは、パイロットに割り当てられたサブキャリアの個数を、使用される全てのサブキャリアの個数で除算した値である。括弧中の値は、送信アンテナ当たりのパイロットオーバーヘッドを表す。表２と表１とを対比すると、本発明の割当方式が、減少したオーバーヘッドを通じてより大きい効率を提供することがわかる。

上記の議論は、４個アンテナのシナリオ（ｓｃｅｎａｒｉｏ）に関する。しかし、本発明は、４個のアンテナに制限されない。８個アンテナのシナリオで、図８に示す方式を反復して用いることもでき、反復せずに用いることもできる。１個のアンテナシナリオで、パイロットＰ０は、パイロット信号として使用され、パイロットＰ１〜Ｐ３は、データのために使用される。２個のアンテナシナリオで、パイロットＰ０、Ｐ１は、パイロット信号として使用され、パイロットＰ２、Ｐ３は、データのために使用される。

本発明の他の特徴は、パイロット信号が偶数個のサブキャリア（例えば、４または６）により周波数領域において分離されるという点である。このような方式でパイロットシンボルを分離することによって、空間周波数ブロックコード（ＳＦＢＣ）方式を採用することが可能になる。また、本発明で、パイロット信号は、時間領域において偶数個の対（ｐａｉｒ）としてグルーピングされる。こういう方式でパイロットシンボルをグループ化することによって、空間時間ブロックコード（ＳＴＢＣ）方式を採用することが可能になる。また、単一のＯＦＤＭＡシンボル内で複数個のアンテナシナリオのためのパイロットシンボルを含む（例えば、４個アンテナのシナリオで、最初のＯＦＤＭＡシンボルでＰ０、Ｐ１を有し、その次のＯＦＤＭＡシンボルでＰ２、Ｐ３を有するよりは、共通ＯＦＤＭＡシンボル内にＰ０〜Ｐ３を有する）ことによって、向上した電力バランシング（ｐｏｗｅｒ ｂａｌａｎｃｉｎｇ）を得ることができる。

上記の論議は、ＯＦＤＭＡ変調に基づいて行われた。しかし、本発明は、直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ； ＯＦＤＭ）シナリオにも適用することができる。

４個アンテナのシナリオに関する上記の議論は、１８＊６大きさの行列に基づく。しかし、本発明は、４個アンテナのシナリオのこのような行列の大きさに限定されるものではない。例えば、４個アンテナのシナリオは、２０＊６、２０＊８またはその他の大きさを有する行列を含むことができる。これらの別の行列において、パイロットシンボルは、一つのリソースブロックに含まれるＯＦＤＭＡシンボルのうち、４個のＯＦＤＭＡシンボルにのみ発生するように制限される。また、周波数領域におけるパイロットシンボルの位置は、任意の大きさの行列に対してオフセットを有することによって、パイロットシンボルのパターンが、最初のサブキャリアから始まるものに限定されないようにすることもできる。

上記のチャンネル推定では、単一ＰＲＵ内のパイロットシンボル（例えば、各１８＊６大きさの各行列内のパイロットシンボル）により測定されるチャンネル効果のみを考慮して推定が行われると限定することができる。しかし、別の実施例では、複数のＰＲＵからのパイロットシンボルを同時に共に考慮することもできる。

以上の実施例において、パイロットシンボルＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、同一のビットパターン（ｂｉｔ ｐａｔｔｅｒｎ）を有してもよく、異なるビットパターンを有しても良い。

ＳＦＢＣ ＭＩＭＯ方式を效率的に支援するために、ＳＦＢＣ方式により適用されるデータサブキャリアは、周波数領域で連続して対としなければならない。これは、ＳＦＢＣ性能のために周波数領域にわたってコヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）なチャンネル条件を必要とするためである。したがって、パイロットパターンは、与えられたパイロット構造内で偶数個のデータサブキャリアを有する割当を支援しなければならない。ＳＴＢＣの場合に、時間領域に（ＯＦＤＭＡシンボルに）拡張しながら類似の分析が適用されることができる。

したがって、本発明の一実施例は、無線通信デバイス（ｄｅｖｉｃｅ）と通信する方法を含む。この方法は、４個のアンテナを有するＭＩＭＯアンテナシステムから送信される、ＯＦＤＭＡ変調された信号を受信する段階、このＯＦＤＭＡ信号を復調して１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルを表す１８＊６大きさの行列形態でリソースブロックを生成する段階、６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、単に４個のシンボルにわたってのみ分散された４個のパイロットシンボルを検出する段階、検出された４個のパイロットシンボルに基づいてチャンネル推定を行う段階を含む。この時、パイロットシンボルを含むそれぞれのＯＦＤＭＡシンボル内で、１番目及び２番目のパイロットシンボルは、４個のサブキャリアだけ離れており、２番目及び３番目のパイロットシンボルは、６個のサブキャリアだけ離れており、３番目及び４番目のパイロットシンボルは、４個のサブキャリアだけ離れている。

上記の機能は、これらの機能を行うためにコーディングされたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、マイクロプロセッサ、コントローラ、またはマイクロコントローラのようなプロセッサにより行うことができる。そのためのコードの設計、開発及び具現は、本発明の詳細な説明に基づいて当業者なら明白に実行することができる。

したがって、本発明の他の実施例は、移動無線通信デバイスを含み、この移動無線通信デバイスは、４個のアンテナのためのＭＩＭＯアンテナシステムから送信されるＯＦＤＭＡ変調された信号を受信するように構成された受信器、この受信器に作動可能に連結されて、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルを表す１８＊６大きさの行列形態のリソースブロックを生成するために、このＯＦＤＭＡ信号を復調するように構成された復調器、及び、この復調器に作動可能に連結されて、検出されたパイロットシンボルに基づいてチャンネル特性を推定するように構成されたチャンネル推定器を含む。このチャンネル推定器は、６個のＯＦＤＭＡシンボルのうち、単に４個のシンボルにわたってのみ分散されている４個のパイロットシンボルを検出するように構成されており、１番目及び２番目のパイロットシンボルは、４個のサブキャリアだけ離れており、２番目及び３番目のパイロットシンボルは、６個のサブキャリアだけ離れており、３番目及び４番目のパイロットシンボルは、４個のサブキャリアだけ離れている。

本発明によるパイロットサブキャリア割当方法は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムに適用可能である。上述したように、送信電力をアンテナに同一に割り当てるためのパイロット配列のような基本原理またはパイロットシフトパターンセッティング（ｐｉｌｏｔ ｓｈｉｆｔ ｐａｔｔｅｒｎ ｓｅｔｔｉｎｇ）は、同一の方法により別の無線通信システムにも適用可能である。

本発明の思想を逸脱しない限度内で本発明に対する様々な変形が可能であるということは、当業者には自明である。したがって、本発明からの様々な変形が、ここに請求された請求の範囲及びその均等範囲に属する限り、本発明により保護されるよう意図した。

本発明は、ＭＩＭＯ方式を用いる無線移動通信システムのネットワーク装置に適用することができる。

Claims (10)

1. 無線通信機器と通信する方法であって、
   前記方法は、
   直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）信号を生成することと、
   １つ以上のリソースブロックを用いることによって複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）アンテナシステムから前記ＯＦＤＭＡ信号を送信することであって、各リソースブロックは、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルとを表す１８＊６行列の形態である、ことと
   を含み、
   ４つのアンテナまたはストリームに対応する４つのパイロット信号は、前記６個のＯＦＤＭＡシンボルの１番目、２番目、５番目および６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルにのみわたって分散され、
   前記１番目、２番目、５番目および６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルの各ＯＦＤＭＡシンボル内において、１番目に発生するパイロットサブキャリアおよび２番目に発生するパイロットサブキャリアは、４個のサブキャリアだけ離れており、前記２番目に発生するパイロットサブキャリアおよび３番目に発生するパイロットサブキャリアは、６個のサブキャリアだけ離れており、前記３番目に発生するパイロットサブキャリアおよび４番目に発生するパイロットサブキャリアは、４個のサブキャリアだけ離れており、
   前記１番目、２番目、５番目および６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルの各ＯＦＤＭＡシンボル内において、前記１番目〜４番目に発生するパイロットサブキャリアは、前記４つのアンテナまたはストリームに対応する、方法。
2. 前記１番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルは、パイロットサブキャリアＰ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を含み、パイロットサブキャリアＰ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、前記１番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項１に記載の方法。
3. パイロットサブキャリアＰ２、Ｐ３、Ｐ０およびＰ１は、前記２番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項２に記載の方法。
4. 前記５番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルは、パイロットサブキャリアＰ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を含み、パイロットサブキャリアＰ１、Ｐ０、Ｐ３およびＰ２は、前記５番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項１に記載の方法。
5. パイロットサブキャリアＰ３、Ｐ２、Ｐ１およびＰ０は、前記６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項４に記載の方法。
6. 移動無線通信のために用いる機器であって、
   前記機器は、
   直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）信号を生成するように構成された信号生成器と、
   １つ以上のリソースブロックを用いることによって前記ＯＦＤＭＡ信号を送信するように構成された複数のアンテナであって、各リソースブロックは、１８個のサブキャリアと６個のＯＦＤＭＡシンボルとを表す１８＊６行列の形態である、複数のアンテナと
   を含み、
   ４つのアンテナまたはストリームに対応する４つのパイロット信号は、前記６個のＯＦＤＭＡシンボルの１番目、２番目、５番目および６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルにのみわたって分散され、
   前記１番目、２番目、５番目および６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルの各ＯＦＤＭＡシンボル内において、１番目に発生するパイロットサブキャリアおよび２番目に発生するパイロットサブキャリアは、４個のサブキャリアだけ離れており、前記２番目に発生するパイロットサブキャリアおよび３番目に発生するパイロットサブキャリアは、６個のサブキャリアだけ離れており、前記３番目に発生するパイロットサブキャリアおよび４番目に発生するパイロットサブキャリアは、４個のサブキャリアだけ離れており、
   前記１番目、２番目、５番目および６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルの各ＯＦＤＭＡシンボル内において、前記１番目〜４番目に発生するパイロットサブキャリアは、前記４つのアンテナまたはストリームに対応する、機器。
7. 前記１番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルは、パイロットサブキャリアＰ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を含み、パイロットサブキャリアＰ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、前記１番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項６に記載の機器。
8. パイロットサブキャリアＰ２、Ｐ３、Ｐ０およびＰ１は、前記２番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項７に記載の機器。
9. 前記５番目に発生するＯＦＤＭＡシンボルは、パイロットサブキャリアＰ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を含み、パイロットサブキャリアＰ１、Ｐ０、Ｐ３およびＰ２は、前記５番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項６に記載の機器。
10. パイロットサブキャリアＰ３、Ｐ２、Ｐ１およびＰ０は、前記６番目に発生するＯＦＤＭＡシンボル内の１番目、２番目、３番目および４番目に発生するパイロットサブキャリアである、請求項９に記載の機器。

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