JP4531579B2

JP4531579B2 - 送信装置及び受信装置

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Publication number: JP4531579B2
Application number: JP2005020396A
Authority: JP
Inventors: 秀和田岡; 博行新; 健一樋口; 衛佐和橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP2006211284A

Description

本発明は、マルチパスフェージング環境の移動通信システムにおいて使用される送信装置及び受信装置に関する。

移動通信環境下では、図１に示されるような移動端末と基地局の相対位置の変動に伴い、フェージングと呼ばれる現象が発生し、受信された信号は振幅変動および位相変動の影響を受ける。したがって、受信信号の絶対位相からシンボルを復調する絶対同期検波方式では、このような伝搬路（チャネル）変動を精度良く推定し、その変動を補償する技術が不可欠となる。

絶対同期検波を行うために伝搬路変動を推定する方法として、位相既知のパイロットシンボルを用いる方法が存在する。これは、位相既知のパイロットシンボルを送信信号に周期的に多重して送信し、受信機でそのパイロットシンボルを用いて受信信号が受けた伝搬路変動を測定し、その測定値をもとにパイロットシンボル以外の情報シンボル部分が受けた伝搬路変動を推定するというものである。一般には、周期的に挿入されたパイロットシンボルから求められる伝搬路変動値を時間的に補間することで、伝搬路変動量が未知の情報シンボル部分のチャネル変動推定値が求められる。例えば、非特許文献１では、パイロットシンボルどうしに挟まれた情報シンボル部分のチャネル変動推定値を、ウィナーフィルタを用いて補間している。また、非特許文献２では、補間を行う際に低次のガウス補間を用いてチャネル推定を行っており、この他以外にも線形補間を用いる方法なども存在する。さらにこのようなチャネル推定を高精度化するため、パイロットシンボルのみを用いて絶対同期検波し、仮データ判定されたシンボルに再び変調を施して帰還し、その複素共役値を受信シンボルに乗算して変調成分を取り除いたシンボルを生成し、これらのシンボルおよびパイロットシンボルの両方を用いて繰り返しチャネル推定を行う方法がある。例えばこの方法は、非特許文献３に示されている。また帰還する仮判定後の情報シンボルのデータ判定誤りを軽減するため、あらかじめ情報シンボルに誤り訂正符号化を施しておき、パイロットシンボルのみを用いて絶対同期検波した後、誤り訂正復号を行ってから仮データ判定を行う方法も考案されている。例えばこの方法は、非特許文献４に示されている。
Ｊ．Ｋ．Ｃａｖｅｒｓ，"ＡｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｉｌｏｔＳｙｍｂｏｌＡｓｓｉｓｔｅｄＭｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＲａｙｌｅｉｇｈＦａｄｉｎｇＣｈａｎｎｅｌｓ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＶｅｈｉｃｕｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｐ．６８６−６９３，ｖｏｌ．４０，ｎｏ．４，Ｎｏｖ．１９９１Ｓ．ＳａｍｐｅｉａｎｄＴ．Ｓｕｎａｇａ，"ＲａｙｌｅｉｇｈＦａｄｉｎｇＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒＱＡＭｉｎＬａｎｄＭｏｂｉｌｅＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＶｅｈｉｃｕｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｐ．１３７−１４７，ｖｏｌ．４２，ｎｏ．２，Ｍａｙ１９９３Ｇ．Ｔ．ＩｒｖｉｎｅａｎｄＰ．Ｊ．ＭｃＬａｎｅ，"Ｓｙｍｂｏｌ−ＡｉｄｅｄＰｌｕｓＤｅｃｉｓｉｏｎ−ＤｉｒｅｃｔｅｄＲｅｃｅｐｔｉｏｎｆｏｒＰＳＫ／ＴＣＭＭｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｎＳｈａｄｏｗｅｄＭｏｂｉｌｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＦａｄｉｎｇ"，ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．１２８９−１２９９，ｖｏｌ．ＳＡＣ−１０，Ｄｅｃ．１９９２東、太口、大野、「ＤＳ／ＣＤＭＡにおける判定帰還内挿型同期検波方式とヴィタビ復号の特性」、１９９４年電子情報通信学会秋季大会講演論文集、Ｂ−３０５

ところで、セルに収容するユーザ数又は容量を増やすため、移動端末の位置に応じて適応的に変化する指向性ビーム（適応指向性ビーム）を用いてデータチャネルを伝送する技術がある。適応指向性ビームを用いることで、移動端末での受信品質を向上させ、スループットの向上等を図ることが期待できる。この場合において、パイロットチャネルは、セル内のいかなる移動端末でも受信できる必要があるので、セル又はセクタ全域に向けて送信される。

図２は、１つのセクタ全域にパイロットチャネルを送信し、特定の移動端末に適応指向性ビームでデータチャネルを送信している様子を示す。しかしながら、このようなシステムを構築すると、データチャネルのビームパターンとパイロットチャネルのビームパターンは相違する。従って、パイロットチャネルで伝搬路変動を推定しても、その推定値はデータチャネルの伝搬路を正確に反映していない。このため，データチャネルの伝搬路変動推定誤差が大きくなり，データチャネルの復調が正しく行えなくなり，スループットが大きく低下する。

本発明は，上記問題点を対処するためになされたものであり，その課題は，適応指向性ビームで送信されるデータチャネルの伝搬路変動推定値の精度を向上させる送信装置および受信装置を提供することである。

本発明では、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で共通パイロットチャネルを送信し、特定の移動端末の位置に応じて変化する可変指向性ビームで個別パイロットチャネル及びデータチャネルを送信する手段と、移動端末が、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用すべきか否かの判断を行う手段とを備え、判断結果を移動端末に送信する送信装置が使用される。

本発明では、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で送信された共通パイロットチャネルを受信し、特定の移動端末の位置に応じて変化する可変指向性ビームで送信された個別パイロットチャネル及びデータチャネルを受信する手段と、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用するか否かの判断を行う手段とを備える受信装置が使用される。

本発明によれば、伝搬路推定値の推定精度を向上させることができる。

本発明の一態様では、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で共通パイロットチャネルが送信され、特定の移動端末の位置に応じて変化する可変指向性ビームで個別パイロットチャネル及びデータチャネルが送信され、移動端末が、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用すべきか否かが判断され、判断結果が移動端末に送信される。

データチャネルと個別パイロットチャネルは共に可変指向性ビームで伝送されるので、個別パイロットチャネルを用いて伝搬路による変動を正確に推定することができる。個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用できる場合は、伝搬路に関する更に多くの情報に基づいて伝搬路推定を行えるので、推定精度が更に向上する。

本発明の一態様によれば、個別パイロットチャネルと共通パイロットチャネルの伝搬路の類否に応じて、前記判断が行われる。本発明の一態様によれば、当該送信装置と前記移動端末との間の距離、及び共通パイロットチャネルを送信する複数の指向性ビームの少なくとも１つと可変指向性ビームとの間の角度差の少なくとも一方に応じて、前記判断が行われる。

本発明の一態様によれば共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネル及びデータチャネルが時間多重されて送信される。本発明の一態様によれば、共通及び個別パイロットチャネルは符号多重され、共通及び個別パイロットチャネルとデータチャネルとは時間多重されて送信される。このような多重化は、符号拡散を行わないマルチキャリア方式の通信環境に特に有利である。

本発明の一態様によれば、共通又は個別パイロットチャネルの一方はデータチャネルと時間多重され、他方はデータチャネルと符号多重される。これにより、無線リソースの有効利用を図ることができる。

本発明の一態様によれば、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で送信された共通パイロットチャネルが受信され、特定の移動端末の位置に応じて変化する可変指向性ビームで送信された個別パイロットチャネル及びデータチャネルが受信装置で受信され、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用するか否かが、受信装置で判断される。

本発明の一態様では、送信装置からの指示信号に応じて、前記判断がなされる。送信機側は移動端末の位置と指向性ビームとの関係を把握しているので、簡易に指示信号を作成できる。従って、送信装置側で簡易に作成された指示信号によって、受信装置での判断処理の負担が軽減できる。

本発明の一態様では、複数の指向性ビームを通じて受信された複数の共通パイロットチャネルと、個別パイロットチャネルとの１以上の相関値が算出され、その算出結果に応じて、前記判断がなされる。これにより、受信装置側で単独に判断を行うことができる。

図３は、本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。送信機３００は、データチャネル用のフレーム生成部３０２と、分配部３０３と、付随制御チャネル用のフレーム生成部３０４と、分配部３０５と、個別パイロットチャネル用のフレーム生成部３０６と、分配部３０７と、Ｍ個の多重部３０８−１〜Ｍと、可変ウエイト生成部３１０と、可変ウエイト用の重み係数乗算部３１０と、Ｍ個の乗算部３１１−１〜Ｍと、共通パイロットチャネル処理部３１２と、Ｍ個の多重部３２０−１〜Ｍと、Ｍ個の信号変換部３２２−１〜Ｍと、Ｍ個のＲＦ送信部３２４−１〜Ｍと、Ｍ個のアンテナ３２８−１〜Ｍと、伝搬路推定方式選択部３３０とを有する。Ｍはアンテナ数である。共通パイロットチャネル処理部３１２は、Ｎ個のフレーム生成部３１４−１〜Ｎと、Ｎ個の分配部３１６−１〜Ｎと、ＭＮ個の重み係数乗算部（Ｍ個１組の重み係数乗算部がＮ組ある）３１８−１１〜ＮＭと、共通パイロットチャネル用のＮ個の重み係数生成部３１９−１〜Ｎとを含む。Ｎは後述の指向性ビーム数である。

フレーム生成部３０２は、データチャネルを、その通信システムで使用されるフォーマットに合わせる。

フレーム生成部３０４は、制御チャネルを、その通信システムで使用されるフォーマットに合わせる。

フレーム生成部３０６は、個別パイロットチャネルを、その通信システムで使用されるフォーマットに合わせる。個別パイロットチャネルは、データチャネルを伝送するビームと同じビームで伝送されるパイロットチャネルであり、データチャネルのビームとは異なるビームで伝送される点で、共通パイロットチャネル（後述）と異なる。個別及び共通パイロットチャネルの信号内容は同一でもよいし、異なっていてもよい。いずれにせよ、送信側及び受信側の双方で信号の内容が既知であればよい。

分配部３０３，３０５，３０７は、送信機３００に備わる送信用のアンテナ数（Ｍ）に合わせて信号を分配する。本実施例では、送信用のアンテナ数と受信用のアンテナ数は同数であり、送受共用アンテナが使用されるが、そのような態様に限定されない。適切ないかなるアンテナ数が採用されてもよい。

多重部３０８−１は、データチャネルに関するＭ個の信号、制御チャネルに関するＭ個の信号及び個別パイロットチャネルに関するＭ個の信号のうち、第１のアンテナ３２８−１に関連する信号の成分を加算し、出力する。即ち、多重部３０８−１では、データチャネル、制御チャネル及び個別パイロットチャネルの３種類の信号が加算される。これら３種類の信号は、時間、周波数及び／又は符号を用いて、互いに直交するように多重化される。具体的な多重化方法については、実施例３に関連して説明される。多重部３０８−２は、第２のアンテナ３２８−２に関連する信号の成分を加算して出力する。同様に、多重部３０８−Ｍは、Ｍ番目のアンテナ３２８−Ｍに関連する信号の成分を加算して出力する。

可変ウエイト生成部３１０は、データチャネル及び個別パイロット用の重み係数乗算部であり、データチャネル用の指向性ビームが実現されるように、各アンテナに関する適切な重み係数（ベクトル）ｗ_Ｄの各成分を生成する。生成された重み係数は、重み係数乗算部３１１−１〜Ｍにより、多重部３０８−１〜Ｍからの信号のそれぞれに乗算される。

この指向性ビームは、特定の移動端末の位置に応じて適応的に調整される、比較的狭い角度に絞り込まれた指向特性を有する（このような指向性ビームを、必要に応じて、適応指向性ビームと呼ぶことにする。）。重み係数ベクトルｗ_Ｄは、時間と共に変化するＭ個の成分を有するベクトルである。一例として、重み係数ベクトルｗ_Ｄは、次式（１）のように表現できる：

ここで、ｄはＭ個のアンテナ間の間隔であり、λ_ｄは無線信号の波長であり、φは基地局に対する特定の移動端末の所在する角度（即ち、メインローブの方向又は主方向）である。

共通パイロットチャネル処理部３１２は、共通パイロットチャネルを送信する際のビームパターンを実現するための処理を行う。本実施例では、共通パイロットチャネルは、互いに指向性の異なる複数の（Ｎ個の）指向性ビームで送信される（図４参照。）。Ｎ個の指向性ビーム全部で１つのセクタ又はセルが網羅されるように、Ｎが設定される。Ｎ個の指向性ビームの各々を実現する重み係数ベクトルｗ_ｎの各成分は、予め定められた固定値を有する。

フレーム生成部３１４−１は、１番目の指向性ビームで送信する信号を、所定のフォーマットに合わせる。同様に、フレーム生成部３１４−Ｎは、Ｎ番目の指向性ビームで送信する信号を、所定のフォーマットに合わせる。

分配部３１６−１〜Ｎは、そこに入力された信号をアンテナ数個（Ｍ個）に分配する。

共通パイロットチャネル用の重み係数生成部３１９−１は、１番目の指向性ビームを実現するための重み係数（ベクトル）ｗ_１の各成分を生成する。生成された重み係数は、重み係数乗算部３１８−１１〜１Ｍにより、分配部３１６−１からの信号のそれぞれに乗算される。同様に、共通パイロットチャネル用の重み係数乗算部３１９−Ｎは、Ｎ番目の指向性ビームを実現するための重み係数（ベクトル）ｗ_Ｎの各成分を生成する。生成された重み係数は、重み係数乗算部３１８−Ｎ１〜ＮＭにより、分配部３１６−Ｎからの信号のそれぞれに乗算される。

重み係数ベクトルｗ_ｎ（ｎ＝１，．．．，Ｎ）は、Ｍ個の成分を有するベクトルである。この重み係数ベクトルは、重み係数ベクトルｗ_Ｄとは異なり、時間に関して一定である。従って、重み係数生成部３１９−１〜Ｎは、固定ウエイト生成部と呼んでもよい。一例として、重み係数ベクトルｗ_ｎは、次式（２）のように表現できる：

ここで、ｎはビームの各々を区別するパラメータであり、１乃至Ｎまでの値をとり、ｄはＭ個のアンテナ間の間隔であり、λ_ｄは送信信号の波長であり、θ_ｎは予め固定的に設定された値であり、ｎ番目の指向性ビームのメインローブの方向を示す。

図４は、重み係数ｗ_Ｄ，ｗ_ｎ（ｎ＝１，．．．，Ｎ）により実現される指向性ビームのパターンをそれぞれ模式的に示している。図示されているように、共通パイロットチャネルは、Ｎ個の指向性ビーム（ビーム＃１乃至Ｎ）で伝送され、このような一群の指向性ビームは、マルチビームと呼ばれる。データチャネル及び個別パイロットチャネルは、１つの指向性ビーム（適応指向性ビーム）で伝送される。データチャネル及び個別パイロットチャネル用の指向性ビームの重み係数は、上記の（１）式で表現されるような重み係数でもよいし、マルチビームに含まれる１つの指向性ビームの重み係数でもよいし、或いはマルチビームに含まれる複数の指向性ビームの重み係数の重ね合わせてもよい。マルチビームに使用される重み係数を使用する場合には、各ビームの重み係数ベクトルｗ_ｎは固定的であるので、重み係数の値を改めて演算する必要はなく、重み係数の演算負担を軽減することができる。移動端末の位置に合わせて、１以上のビーム番号ｎを指定すればよいからである。マルチビーム中の１以上のビームを適応的に選択することで実現される指向性ビームは、スイッチトビームと呼ばれる。データチャネル及び個別パイロットチャネル用の指向性ビームは、可変指向性ビームとも呼ばれ、適応指向性ビーム及びスイッチトビームの双方を含む用語である。

図５は、１２個の指向性ビームの指向特性を示す。これら１２個の指向性ビームで１２０度（±６０度）の広がりを有するセクタが網羅される。アンテナ数は８であるものとしている。図示されているように、１２個のメインローブがほぼ等間隔に生じていることが分かる。これらのビームを用いて共通パイロットチャネルが送信される。

図３の多重部３２０−１は、データチャネル及び個別パイロットチャネルに関する重み付け後のＭ個の信号、ビーム＃１に関する重み付け後のＭ個の信号、．．．、ビーム＃Ｎに関する重み付け後のＭ個の信号のうち、第１のアンテナ３２８−１に関連する信号の成分を加算し、出力する。即ち、多重部３２０−１では、Ｎ個の共通パイロットチャネルに関する信号と、データチャネル及び個別パイロットチャネルに関する多重化された１つの信号とが多重化される。多重部３２０−１では、そこに入力される信号は、時間、周波数及び／又は符号を用いて、互いに直交するように多重化される。他の多重部でも同様に、Ｎ個の共通パイロットチャネルに関する信号と、データチャネル及び個別パイロットチャネルに関する多重化された１つの信号とが、時間、周波数及び／又は符号を用いて、互いに直交するように多重化される。

信号変換部３２２−１〜Ｍは、ディジタル信号をアナログ信号に変換する。

ＲＦ送信部３２４−１〜Ｍは、低い周波数のアナログ信号を、適切な高い周波数帯域の信号に変換し、必要に応じて帯域制限等の処理を行う。

伝搬路推定方式選択部３３０は、移動端末が伝搬路推定を行なう場合に、個別パイロットチャネルに加えて、共通パイロットチャネルを使用すべきか否かを判定する。この判定は、移動端末にて受信される共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルの伝搬路の類似性に基づいて行われる。両者の伝搬路が類似していれば、移動端末は、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを用いて伝搬路を推定すべきことが決定され、そうでなければ個別チャネルのみを用いて伝搬路を推定すべきことが決定される。判定結果は、何らかの制御チャネルを介して、移動端末に通知される。類似性の判定には、以下に示されるようないくつかの判断基準がある：
（１）例えば、「移動端末からの上りリンクの信号に含まれる複数のパス間の角度広がり」を用いることができる。この角度広がりが小さいならば、共通及び個別パイロットチャネルの伝搬路は比較的類似している。

（２）「基地局及び移動端末間の距離」を用いることもできる。距離が遠い場合は、共通及び個別パイロットチャネルの伝搬路は比較的類似している。

（３）「データチャネル（及び個別パイロットチャネル）の指向方向θ_Ｄと、それに近接するマルチビーム中の１つのビームの指向方向θｎとの角度差」を用いることもできる。この角度差が小さいならば、共通及び個別パイロットチャネルの伝搬路は比較的類似している。これらの判断基準は単独で使用されてもよいし、組み合わせて使用されてもよい。これらの基準は例示に過ぎず、適切な他のいかなる基準が採用されてもよい。

図６は、本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。受信機６００は、アンテナ６０２と、ＲＦ部６０６と、信号変換部６０８と、分配部６１０と、個別パイロット用の伝搬路推定部６１２と、共通パイロットチャネル用の伝搬路推定部６１４と、制御チャネル復調部６１６と、伝搬路推定方式選択部６１８と、データチャネル処理部６２０とを有する。データチャネル処理部６２０は、伝搬路補償部６２２と、復調部６２４と、復号化部６２６とを有する。

ＲＦ部６０６は、アンテナ６０２で受信した信号の周波数を低い周波数に変換し、必要に応じて帯域制限等の処理を行う。

信号変換部６０８は、低周波のアナログ信号をディジタル信号に変換する。

分配部６１０は、入力された受信信号を、個別パイロットチャネル処理部、共通パイロットチャネル処理部、制御チャネル処理部及びデータチャネル処理部に分配する。

個別パイロットチャネル用の伝搬路推定部６１２は、個別パイロットチャネルを用いた伝搬路推定を行う。

共通パイロットチャネル用の伝搬路推定部６１４は、共通パイロットチャネルを用いた伝搬路推定を行う。

制御チャネル復調部６１６は、制御チャネルを復調する。この場合において、制御チャネルがマルチビームで伝送される場合には、共通パイロットチャネルに関する伝搬路推定値（６１４からの出力）に基づいて、受信信号の振幅及び位相が補償された後に、復調処理が行われる。制御チャネルがデータチャネルの指向性ビームで伝送される場合には、個別パイロットチャネルに関する伝搬路推定値（６１２からの出力）に基づいて、受信信号の振幅及び位相が補償された後に、復調処理が行われる。

伝搬路推定方式選択部６１８は、データチャネルの伝搬路変動補償に、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを使用するか否かの選択を、復調された制御チャネルに従って行う。

データチャネル処理部６２０は、受信したデータチャネルから所望のデータを復元する。

伝搬路補償部６２２は、伝搬路推定方式選択部６１８からの指示に基づいて、個別パイロットチャネルのみを用いて、或いは個別及び共通パイロットチャネルの双方を用いて、受信したデータチャネルの位相及び振幅を補償する。

復調部６２４は、補償済みのデータチャネルを復調する。

復号化部６２６は、復調後のデータチャネルの復号化を行う。

図７は、本発明の一実施例による方法のフローチャートを示す。フローはステップ７０２から始まる。このステップでは、基地局が、上りリンクの受信信号に基づいて、信号の到来方向、受信信号品質、角度広がり等を求める。これらの量は、個別及び共通パイロットチャネルの伝搬路の類否判断の基礎になる。

ステップ７０４では、基地局が、個別及び共通パイロットチャネルの伝搬路の類否を判定する。これにより、移動端末がデータチャネルの伝搬路補償を行う場合に、個別パイロットチャネルのみ又は双方を使用すべきか否かが決定される。

ステップ７０６では、その決定内容を、何らかの下りの制御チャネルで移動端末に通知する。

ステップ７０８では、移動端末が、受信した制御チャネルの指示に従って、データチャネルの伝搬路補償を行う。個別及び共通パイロットチャネルの伝搬路が非常に異なっていたならば、データチャネルの伝搬路補償に、個別パイロットチャネルしか使用されない。しかしながら、両者の伝搬路が類似していたならば、双方を用いて伝搬路補償を行った方がよい。単独のパイロットチャネルしか使用しない場合よりも、双方を使用した方が、伝搬路に関するより多くの情報が得られ、伝搬路での影響がより正確に表現できるからである。

図８は、本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。図６で説明済みの要素については同様な参照番号が付され、それらは更には説明されない。図８には、Ｎ個の相関値測定部８０２−１〜Ｎと、伝搬路推定方式選択部８０４と、伝搬路推定部８０６とが描かれている。送信機は、図３に示されるような実施例１のものと同様であるが、本実施例における送信機では、チャネル推定方式選択部３３０が設けられることは必須でない点に留意を要する。従って、チャネル推定方式を移動端末に通知するための制御チャネルは不要である。

相関値測定部８０２−１は、マルチビームの内のビーム＃１で伝送された共通パイロットチャネルと、個別パイロットチャネルとの間の受信信号の相関値を算出する。相関値測定部８０２−２は、マルチビームの内のビーム＃２で伝送された共通パイロットチャネルと、個別パイロットチャネルとの相関値を算出する。同様に、相関値測定部８０２−Ｎは、マルチビームの内のビーム＃Ｎで伝送された共通パイロットチャネルと、個別パイロットチャネルとの相関値を算出する。相関値測定部８０２−１〜Ｎからの相関値の各々は、伝搬路推定方式選択部８０４に入力される。

伝搬路推定方式選択部８０４は、入力されたＮ個の相関値の内で、大きな相関値に関するビーム番号ｎを見出す。

伝搬路推定部８０６は、伝搬路推定方式選択部８０４での判定結果に基づいて、データチャネルの伝搬路が推定される。その推定結果を利用して、データチャネルの伝搬路補償が行われる。

図９は、本発明の一実施例による方法のフローチャートを示す。図示されている総てのステップは、移動端末で行われる。フローはステップ９０２から始まる。このステップでは、Ｎ個の相関値測定部８０２−１〜Ｎにより、個別パイロットチャネル及び共通パイロットチャネルの相関値が、マルチビームのビーム毎に算出される。

ステップ９０４では、Ｎ個の相関値の大きさに基づいて、データチャネルの伝搬路補償に、どのようなパイロットチャネルを使用するのが相応しいかを決定する。即ち、個別パイロットチャネルのみを使用すること又は個別及び共通パイロットチャネルの双方を使用することの何れかが決定される。充分に大きな相関値が発見されたならば、そのビーム番号のビームで伝送される共通パイロットチャネルと個別パイロットチャネルは、類似する伝搬路を経て移動端末に到達したものと考えられる。従って、この場合は、個別及び共通パイロットチャネルの双方を用いて、伝搬路補償が行われるべきである。逆に、相関値が小さかった場合は、双方のパイロットチャネルの伝搬路はさほど類似していないことを示すので、この場合は、個別パイロットチャネルのみを用いて伝搬路補償が行われるべきである。

ステップ９０６では、決定内容に従って、データチャネルの伝搬路の推定及び補償が行われる。

本実施例では、個別及び共通パイロットチャネルの伝搬路の類似性が、移動端末で判断されるので、実施例１で使用されたような何らかの制御チャネル用のリソースを節約することができる。基地局の側でそのような制御チャネルを作成する処理負担は不要なので、基地局の構成を変更しなくて済む。

図３に関連して説明されたように、共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネル及びデータチャネルは、互いに直交するように多重化されて下りリンクで送信される。送信時のビームには、共通パイロットチャネルについてはマルチビームが、個別パイロットチャネル及びデータチャネルについては、適応指向性ビーム又はスイッチトビームが採用される。図１０乃至図１４は、これらのチャネルをどのように直交させるかについての具体例を示す。当然に、図示されているもの以外の様々な多重化がなされてもよい。図中、符号に関する縦軸は、電力の大きさにも関連することに留意を要する。

図１０は、共通パイロットチャネル１００２、個別パイロットチャネル１００４及びデータチャネル１００６が、時間多重されている様子を示す。個別パイロットチャネル１００４及びデータチャネル１００６の多重化は、図３の多重部３０８−１〜Ｍで行われ、共通パイロットチャネル１００２との多重化は、図３の多重部３２０−１〜Ｍで行われる。このような多重化は、下りチャネルに符号拡散を行わない（符号拡散率ＳＦが１の）マルチキャリア方式を採用するホットスポット（孤立セル）のような通信環境に特に有利である。孤立セルでは、隣接するセルからの干渉（他セル干渉）は考慮しなくてよく、自セル内の干渉は、サブキャリア間の直交性によって非常に小さくできる。従って、このような通信環境では、符号拡散を行わない方が有利である。符号拡散を行うと（符号拡散率ＳＦを１より大きく設定すると）、自セル内の干渉が大きくなるからである。また、フェージングは、時間軸及び周波数軸の双方で生じる可能性があるが、周波数方向のフェージングは、時間方向のそれより変化が激しいことが多い。従って、周波数多重を行うよりも、時間多重した方が、伝送品質の劣化を抑制できる。

図１１は、共通及び個別パイロットチャネル１１０２，１１０４を符号多重し、且つそれらとデータチャネル１１０６は時間多重されている様子を示す。この例でも、データチャネルは符号多重されていないので、図１０に関して説明したのと同様に、データチャネルで符号拡散率ＳＦを１にする動作モードを採用することができる。上述したように、周波数軸方向のフェージングは比較的大きく変動する。従って、個別及び共通パイロットチャネル１１０２，１１０４の拡散は、なるべく時間方向に沿って行われることが望ましい。このため、図１１に示される多重化では、図１０の場合よりも、個別及び共通パイロットチャネルの持続時間が幾分長くなっている。

図１２は、個別パイロットチャネル１２０４及びデータチャネル１２０６を符号多重し、それらと共通パイロットチャネル１２０２を時間多重する様子を示す。個別パイロットチャネルは、移動端末毎に割り当てられるので、数多く設定できることが望ましい。この例では、個別パイロットチャネル１２０４の持続時間が、図１０，１１に示したものより長い。従って、符号拡散率ＳＦを大きく設定し、多数の拡散符号を確保し、より多くの個別パイロットチャネルを用意することができる。図１２に示されるような多重化は、例えば、隣接するセルからの干渉（他セル干渉）に配慮しなければならないマルチセル構成の通信環境に好都合である。

図１３は、共通パイロットチャネル１３０２及びデータチャネル１３０６を符号多重し、それらと個別パイロットチャネル１３０４を時間多重する様子を示す。

図１４は、共通及び個別パイロットチャネル１４０２，１４０４並びにデータパイロットチャネル１４０６を符号多重する様子が示されている。この例では、時間多重化が行われないので、リソースを効率的に使用することができる。時間多重を行う場合は、各期間を可能な最大長に確保する必要があることに起因して、リソースがユーザの通信に有効に使用されていない期間が発生する虞がある。

移動端末及び基地局を示す図である。パイロットチャネルとデータチャネルのビームパターンを示す図である。本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。各重み係数により実現される指向性ビームのパターンを示す図である。指向性ビームの指向特性の一例を示す図である。本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。本発明の一実施例による方法のフローチャートを示す。本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。本発明の一実施例による方法のフローチャートを示す。本発明の一実施例による多重化の一例を示す図である。本発明の一実施例による多重化の一例を示す図である。本発明の一実施例による多重化の一例を示す図である。本発明の一実施例による多重化の一例を示す図である。本発明の一実施例による多重化の一例を示す図である。

符号の説明

３００送信機；３０２データチャネル用のフレーム生成部；３０３分配部；３０４付随制御チャネル用のフレーム生成部３０４；３０５分配部；３０６個別パイロットチャネル用のフレーム生成部；３０７分配部；３０８−１〜Ｍ多重部；３１０可変ウエイト生成部；３１１−１〜Ｍ可変ウエイト用の重み係数乗算部；３１２共通パイロットチャネル処理部；３１４−１〜Ｎフレーム生成部；３１６−１〜Ｎ分配部；３１８−１１〜ＮＭ重み係数乗算部；３１９−１〜Ｎ共通パイロットチャネル用の重み係数生成部；３２０−１〜Ｍ多重部；３２２−１〜Ｍ信号変換部；３２４−１〜ＭＲＦ送信部；３２８−１〜Ｍアンテナ；３３０チャネル推定方式選択部；
６００受信機；６０２アンテナ；６０６ＲＦ部；６０８信号変換部；６１０分配部；６１２個別パイロット用の伝搬路推定部；６１４共通パイロットチャネル用の伝搬路推定部６１４；６１６制御チャネル復調部；６１８伝搬路推定方式選択部；６２０データチャネル処理部；６２２伝搬路補償部；６２４復調部；６２６復号化部；
８０２−１〜Ｎ相関値測定部；８０４伝搬路推定方式選択部；８０６伝搬路推定部８０６；
１００２，１１０２，１２０２，１３０２，１４０２共通パイロットチャネル；
１００４，１１０４，１２０４，１３０４，１４０４個別パイロットチャネル；
１００６，１１０６，１２０６，１３０６，１４０６データチャネル

Claims

互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で共通パイロットチャネルを送信し、特定の移動端末の位置に応じて変化する可変指向性ビームで個別パイロットチャネル及びデータチャネルを送信する手段と、
移動端末が、個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用すべきか否かの判断を行う手段と、
を備え、判断結果を移動端末に送信する
ことを特徴とする送信装置。
個別パイロットチャネルと共通パイロットチャネルの伝搬路の類否に応じて、前記判断が行われる
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
当該送信装置と前記移動端末との間の距離、及び共通パイロットチャネルを送信する複数の指向性ビームの少なくとも１つと可変指向性ビームとの間の角度差の少なくとも一方に応じて、前記判断が行われる
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネル及びデータチャネルが時間多重されて送信される
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
共通及び個別パイロットチャネルは符号多重され、共通及び個別パイロットチャネルとデータチャネルとは時間多重されて送信される
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
共通又は個別パイロットチャネルの一方はデータチャネルと時間多重され、他方はデータチャネルと符号多重される
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で送信された共通パイロットチャネルを受信し、特定の移動端末の位置に応じて変化する可変指向性ビームで送信された個別パイロットチャネル及びデータチャネルを受信する手段と、
個別パイロットチャネルに加えて共通パイロットチャネルを、データチャネルの伝搬路変動補償に使用するか否かの判断を行う手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
送信装置からの指示信号に応じて、前記判断がなされる
ことを特徴とする請求項７記載の受信装置。
複数の指向性ビームを通じて受信された複数の共通パイロットチャネルと、個別パイロットチャネルとの１以上の相関値を算出する手段を更に備え、
算出結果に応じて、前記判断がなされる
ことを特徴とする請求項７記載の受信装置。