JP4657888B2 - 送信機及び送信方法 - Google Patents
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Description
非特許文献1に記載されている技術によれば、例えば、2つの異なる送信アンテナを備える送信機から、受信機へ信号を送信する。受信機では受信アンテナにより、送信機の2つの送信アンテナからそれぞれ送信される信号の合成波を受信する。
上記の送信ダイバーシチ方式を用いると、常にチャネルの周波数選択性を強くできるため、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重変調)方式などのマルチキャリア伝送では、周波数ダイバーシチ効果が得られ、優れた平均BER(Bit Error Rate:ビット誤り率)特性を得ることが可能となる。
なお、DTD(Delay Transmit Diversity:遅延送信ダイバーシチ)とCDTDの違い、及び循環遅延については非特許文献1に記載されている。
なお、マルチキャリア伝送では、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio:信号対干渉雑音比)推定、伝搬路推定を行なうための参照信号として、サブキャリアに既知の間隔で既知信号であるパイロットチャネル信号を挿入する(非特許文献2)。
図32、図33において、領域r05、r10のサブキャリアにおける伝搬路推定値を算出する場合、例えば、図32の矢印D01、図33の矢印D02〜D04で繋いだ4つのパイロットチャネルから算出した伝搬路推定値の平均値とすることで精度よく伝搬路を推定することが可能となる。
信学技報RCS2004-392,"周波数領域等化を用いるDS-CDMAへのCyclic Delay Transmit Diversityの適用効果" 3GPP寄書,R1-050853,"Common Pilot Channel Structure for OFDM Based Radio Access in Evolved UTRA Downlink"
上述したように、図34(b)の4つのパイロットチャネルから算出した伝搬路推定値の平均を用いてパイロットチャネル周辺のサブキャリアの伝搬路を推定すると、各パイロットチャネルの受信電力が大きく異なっているために、伝搬路推定精度が劣化するという問題が発生する。
(2) また、本発明の一態様による送信機の前記サブキャリア割当部は、遅延送信ダイバーシチを行なう場合に、遅延送信ダイバーシチを行なわない場合に比べて送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を多く配置する。
(3) また、本発明の一態様による送信機の前記サブキャリア割当部は、遅延送信ダイバーシチの遅延量が所定の閾値より大きい場合に、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を多く配置する。
(4) また、本発明の一態様による送信機の前記所定の閾値は、所定の時間長と所定の周波数帯域とにより定まる領域の周波数帯域の逆数である。
(5) また、本発明の一態様による送信機の前記所定の閾値は、ユーザの占有周波数帯域の逆数である。
(6) また、本発明の一態様による送信機の前記サブキャリア割当部は、遅延送信ダイバーシチの遅延量が増えるにつれて、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を増加させる。
(7) また、本発明の一態様による送信機の前記サブキャリア割当部は、伝搬路を推定するための一連の直交符号が乗算されるパイロットチャネルが配置される周波数帯域幅よりも、送信アンテナの遅延時間の逆数が大きくなるようにパイロットチャネルを配置する。
(8) また、本発明の一態様による送信機の前記サブキャリア割当部は、送信信号帯域に必ず挿入する共通パイロットチャネルの配置間隔を変えることで送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させる。
(9) また、本発明の一態様による送信機の前記サブキャリア割当部は、予め配置されたパイロットチャネルに、一時的に配置する個別パイロットチャネルを補間することにより、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させる。
(10) また、本発明の一態様による送信機の予め配置されたパイロットチャネルを補間する個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルと個別パイロットチャネルに亘って直交性を保持するための符号系列を乗算するパイロット信号生成部を有する。
(12) また、本発明の一態様による送信方法は、複数の送信アンテナから信号を送信する送信方法であって、前記複数の送信アンテナ間に遅延を与えて信号を送信する遅延送信ダイバーシチを行なうか否かによって送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させる。
これにより、遅延送信ダイバーシチを行なうか否かに応じて、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させて伝搬路推定精度を変化させることができる。
伝搬路推定を行なうためにサブキャリアに挿入するパイロットチャネルには、その役割により様々のチャネルがある。3GPP(3rd Generation Partnership Project)において検討されているEvolved UTRA&UTRANにおいては、物理チャネルのパイロットチャネルとして、共通パイロットチャネル(Downlink Common Pilot Channel)、個別パイロットチャネル(Downlink Dedicated Pilot Channel)が提案されている。共通パイロットチャネルは、複数台の受信機において伝搬路推定のために共通して使用され、定常的に配置されるパイロットチャネルである。また、個別パイロットチャネルは、1台の受信機において伝搬路推定のために使用され、一時的に配置されるパイロットチャネルである。
以下の実施形態では、パイロットチャネルとして、共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルを用いる場合について説明する。
個別パイロットチャネルは、アダプティブアレーアンテナなどセル共用アンテナと異なる伝搬路(指向性)を有する送信アンテナから、個別移動局に送信され、又は受信品質の低い移動局に対して、下りリンク共通パイロットチャネルの補強の目的で使用することもできる。なお、上記の共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネルのW−CDMA及びHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)の物理チャネルについては、「立川敬二、“W−CDMA移動通信方式”、ISBN4-621-04894-5」に記載されている。
本実施形態は、CDTDを使用するか否かにより、共通パイロットチャネル配置を変化させる技術について説明する。
図1は、複数の送信アンテナ1、2を備える送信機10から、受信アンテナ3を備える受信機11への信号の送信方法を示す図である。図に示すように、送信機10は、その具備する2本の送信アンテナ1、2からそれぞれ信号s1、s2を送信し、受信機11は、その具備する1本の受信アンテナ3により信号s1、s2を受信する。
また、図2(b)は、送信機10が具備している送信アンテナ2と、受信機11が具備している受信アンテナ3の間の伝搬路を時間領域表現した遅延プロファイルを示す図である。図に示すように、受信アンテナ3は送信アンテナ2から、時間t2に信号w2を受信している。図2(c)、(d)は後述する。
受信機11は、その具備する受信アンテナ3により、図2(c)で示す遅延プロファイルの伝搬路を通り、図3(b)に示すように配置された信号を送信機10から受信する。つまり、受信機11は送信機10から、時間t1、t2に信号w1、w2をそれぞれ受信する。なお、図3(a)の伝搬路は、図2(c)の伝搬路を周波数領域で表現したものであり、横軸は周波数軸fであり、縦軸は受信電力の電力軸pである。
図3(b)は、CDTDを行わない場合として、2本の送信アンテナから同時に信号を伝送する場合の共通パイロットチャネルの配置を示すが、片方の送信アンテナのみから信号を送信する場合についても同様である。
図4(b)では、周波数軸f方向にΔNf=2のサブキャリア間隔で、同じOFDMシンボルに配置している。また、共通パイロットチャネルには、符号長SF=4のOVSF符号が周波数軸f方向に亘って乗算されている。図4(b)の#1〜#4はOVSF符号系列の構成要素を示す。
受信側では、受信信号のサブキャリアに挿入されている共通パイロットチャネルに対して、乗算されるOVSF符号により逆拡散処理を行い、伝搬路を推定する。例えば、図4(b)の単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、矢印D41で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。
または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知である。
以上のように、CDTDを行なう場合は、CDTDを行なわない場合に対して同じOFDMシンボルの共通パイロットチャネル間の周波数軸f方向の配置間隔ΔNfを小さくすることで、伝搬路推定に使用する共通パイロットチャネル間の周波数変動の差を小さくすることが可能となる。
受信機は、図5(b)に示すように、単位領域s(2,6)の伝搬路推定値を、矢印D51〜D53で繋がれた4つの共通パイロットチャネル#1〜#4で逆拡散処理を行なうことにより算出することが可能となる。また、受信機は、図6(b)に示すように、単位領域s(2,6)のサブキャリアの伝搬路推定値を、矢印D61〜D63で繋がれた4つの共通パイロットチャネル#1〜#4で逆拡散処理を行なうことにより算出することが可能となる。
以上のように、CDTDを行なう場合において、CDTDを行なわない場合に対して異なるOFDMシンボルの共通パイロットチャネル間の周波数軸f方向の配置間隔ΔNfを小さくすることで、伝搬路推定に使用する共通パイロットチャネル間の周波数変動の差を小さくすることが可能となる。
また、OVSF符号系列を乗算した共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネルを生成し、サブキャリア割当部103に入力するパイロット信号生成部104を有する。
パイロット信号生成部104は、制御部から出力されるCDTD有無情報により決定されるパターンの共通パイロットチャネル信号を生成する共通パイロット信号生成部104aと共通パイロット信号を補助する信号を生成する個別パイロット信号生成部104bから成る。なお、個別パイロット信号生成部104は、送信機、あるいは受信機の移動速度などに依存する信号の時間変動、あるいはフェージングによる信号の周波数変動などに対応する用途で、共通パイロットチャネルを補助するために挿入する。
ユーザ毎信号処理部100a、100bの出力は、サブキャリア割当決定部102より通知される「サブキャリア割当情報」に基づき適切なサブキャリアに割り当てるサブキャリア割当部103において、適切なサブキャリアに割り当てられた後、アンテナ毎信号処理部200a、200bに出力される。また、このとき、サブキャリア割当決定部102で決定した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位置(チャンク)に、パイロット信号生成部104の出力を割り当てる役割も、サブキャリア割当部103が持っている。
図7では、ユーザ数2、送信アンテナ数2の場合について述べているが、ユーザ数、送信アンテナ数はこれに限定されるものではない。また、送信アンテナ毎、セクタ毎、基地局毎に決まった特定のスクランブルコードを掛けた信号を送信アンテナ毎に送信する場合にも、本実施形態を適用することができる。
共通制御チャネルDCCCHは、W−CDMA方式の第一共通制御物理チャネルP−CCPCH、第二共通制御物理チャネルS−CCPCH、及びページングインジケータチャネルPICHに相当する報知情報(報知チャネルBCHに相当)、パケット呼の有無を指すパケットページングインジケータPI情報(ページングインジケータチャネルPICHに相当)、パケット呼に対応するパケットページング情報(ページングチャネルPCHに相当)、下りアクセス情報(下りアクセスチャネルFACHに相当)などの共通制御情報が含まれている。
図8に示すように、共通制御チャネルシンボルを送信した後、各ユーザの情報データ信号が格納されている共用データチャネルシンボルを送信する。共用データチャネルシンボルは、図3(b)、図4(b)、図5(b)、図6(b)で示したように、共通パイロットチャネルが配置された構成となっている。共通制御チャネルシンボルには、共用データチャネルシンボルの配置情報が格納されている。
以上のように、CDTDを行なう場合において、一例として、CDTDを行なわない場合に対して送信信号帯域あたりの共通パイロットチャネルの数を増やすことで、伝搬路推定に使用する各パイロットチャネルの周波数変動の差を小さくすることが可能となり、高精度での伝搬路推定が可能となる。また、良好にCDTDを行なうことができる。
本実施形態は、CDTDの有無、すなわち、CDTDを行なうか行なわないかにより、予め配置されたパイロットチャネルに個別パイロットチャネルを補間する手法について説明する。
第1の実施形態と同様、図1で示すように、送信機は、その具備する2本の送信アンテナより信号を送信し、受信機は、その具備する1本の受信アンテナにより信号を受信する場合について説明する。また、第1の実施形態と同様に、送信機が具備している送信アンテナ1と受信機が具備している受信アンテナ3間の伝搬路を時間領域表現した遅延プロファイルを図2(a)、送信機が具備している送信アンテナ2と受信機が具備している受信アンテナ間の伝搬路を時間領域表現した遅延プロファイルを図2(b)とする。
送信機は、図3(b)で示す共通パイロットチャネルが配置された信号を、送信アンテナ1及び送信アンテナ2から同時に送信する。このことは、送信アンテナ1と送信アンテナ2間の遅延時間τ=0であることを意味する。
受信機は、その具備する受信アンテナにより、図2(c)で示す遅延プロファイルの伝搬路を通り、図3(b)で示すように配置された信号を送信機から受信する。図3(a)の伝搬路は、図2(c)の伝搬路を周波数領域で表現したものである。
例えば、図3(b)における単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、第1の実施形態で説明したように、図3(b)の矢印D31で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知であるとする。
図9(a)は、受信信号を、横軸に周波数軸f、縦軸に電力軸pを取って示した図である。図9(b)は、共通パイロットチャネルを図3(b)に示すように予め配置した信号を送信する送信機において、CDTDを行なう場合のパイロットチャネル配置を示す図である。
図9(b)に示すように、CDTDを行なう場合は、周波数軸f方向において、予め単位領域s(1,1)、s(1,5)、s(1,9)、s(1,13)、s(1,17)、s(1,21)、s(1,25)、s(1,29)、に配置された共通パイロットチャネルの間、つまり、単位領域s(1,3)、s(1,7)、s(1,11)、s(1,15)、s(1,19)、s(1,23)、s(1,27)、s(1,31)に個別パイロットチャネルを配置する。上記個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルと同じOVSF符号系列を2ビット循環シフトした系列を乗算する。図9(b)の#1〜#4はOVSF符号系列を示している。
受信側では、受信信号のサブキャリアに挿入されてい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に対して、乗算されるOVSF符号により逆拡散処理を行い、伝搬路を推定する。
または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知であるとする。
図9(b)では、共通パイロットチャネルと個別パイロットチャネルをΔNfで等間隔に挿入した配置にしているが、この限りではなく、CDTDを行なう場合において、一例として、CDTDを行なわない場合よりパイロットチャネルの間隔が小さくなる配置であればよい。
また、個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルに乗算されるOVSF符号系列を循環シフトした符号系列を乗算することで、共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルを使用して伝搬路推定した場合においても、他のOVSF符号系列と直交性を保持することが可能となる。
図10(b)に示すように、CDTDを行なう場合は、周波数軸f方向において、予め配置された共通パイロットチャネルの間のサブキャリアであって、時間が異なるOFDMシンボルに個別パイロットチャネルを配置する。
個別パイロットチャネルには、図9(b)と同様に、共通パイロットチャネルと同じOVSF符号系列を2ビット循環シフトした系列を乗算する。図10(b)の#1〜#4はOVSF符号系列の構成要素を示す。
図10(b)に示すパイロットチャネルが配置された信号を受信した受信機は、例えば、単位領域s(2,6)の伝搬路推定値は、矢印D101〜D103で繋がれた4つの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#1〜#4で逆拡散処理を行なうことで算出することが可能となる。
個別パイロットチャネルは、周波数軸f方向においては、異なるOFDMシンボルに亘って、隣の共通パイロットチャネルとの間に挿入し、隣のパイロットチャネルとのサブキャリア間隔ΔNfを、CDTDを行なわない場合のΔNf=4からΔNf=2に狭めている。また、個別パイロットチャネルは、時間軸t方向においては、1行目のOFDMシンボルに配置した共通パイロットチャネルと5行目のOFDMシンボルに配置した共通パイロットチャネルの間の3行目のOFDMシンボル(s(3,1)〜s(3,31))、及び5行目のOFDMシンボルの後に送信する7行目のOFDMシンボル(s(7,1)〜s(7,31))に配置している。さらに、3行目のOFDMシンボルに配置した個別パイロットチャネルには、1行目のOFDMシンボルに配置した共通パイロットチャネルに乗算したOVSF符号系列から1ビット循環シフトしたOVSF符号系列を乗算し、7行目のOFDMシンボルに配置した個別パイロットチャネルには、5行目のOFDMシンボルに配置した共通パイロットチャネルに乗算したOVSF符号系列から1ビット循環シフトしたOVSF符号系列を乗算する。
図11(b)に示すパイロットチャネルが配置された信号を受信した受信機は、例えば、単位領域s(2,6)の伝搬路推定値を、矢印D111〜D113で繋がれた4つの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#1〜#4で逆拡散処理を行なうことで算出することが可能となる。
以上のように、CDTDを行なう場合において、CDTDを行なわない場合に対して、予め配置されたパイロットチャネルを異なるOFDMシンボルに配置した個別パイロットチャネルで補間することで、伝搬路推定に用いるパイロットチャネル間の周波数方向の配置間隔ΔNfを小さくし、伝搬路推定に使用するパイロットチャネル間の周波数変動の差を小さくすることが可能となる。
また、個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルに乗算されるOVSF符号系列を循環シフトした符号系列を乗算することで、共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルを使用して伝搬路推定した場合においても、他のOVSF符号系列と直交性を保持することが可能となる。
本実施形態による送信機は、CDTDの有無情報及び送信アンテナ間の遅延時間情報を出力する制御部101を有する。また、制御部101から通知されるCDTDの有無情報より個別パイロットチャネルのサブキャリア挿入配置を決定し、さらに共通パイロットチャネル、及びユーザ毎信号処理部100a、100bの出力の各サブキャリアへの割り当てを決定するサブキャリア割当決定部102を有する。また、OVSF符号系列を乗算した共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネルを生成し、サブキャリア割当部103に入力するパイロット信号生成部104を有する。制御部101からの送信アンテナ間の遅延時間情報により各サブキャリアの位相回転量を算出する位相回転量算出部105を有する。また、サブキャリア割当決定部102でのサブキャリア割当情報に基づき、ユーザ毎信号処理部100a、100bの出力及びパイロット信号生成部104の出力を各サブキャリアに割り当てるサブキャリア割当部103を有する。また、送信アンテナ毎の信号処理を行なうアンテナ毎信号処理部200a、200bを有する。パイロット信号生成部104は、制御部101から出力されるCDTD有無情報により決定されるパターンの個別パイロットチャネル信号を生成する個別パイロット信号生成部104bと、予めシステムの方式などにより決められたパターンの共通パイロットチャネルの信号を生成する共通パイロット信号生成部104aを有する。
その他の構成については、第1の実施形態による送信機の構成(図7)と同じであるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
受信機では、図13で示す信号構成の信号を受信すると、まず、共通制御チャネルシンボルにて、共用データチャネルシンボルの配置情報を得る。このとき、共通パイロットチャネルの配置情報を得る。
次に、上記共通パイロット配置情報に従い、共用データチャネルシンボルの共通パイロットチャネルにて伝搬路推定を行なう。
最後に、上記の手順で取得した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配置情報に従い、共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルを用いてユーザ情報データが割り当てられたサブキャリアの伝搬路推定を行なう。
ただし、共通制御チャネルシンボルには、予め決められた配置で既知の共通パイロットチャネルが挿入されており、その共通パイロットチャネルにより伝搬路推定を行なう。
また、CDTDを基地局装置に適用し、上記で示したように、CDTDを行なう場合に予め配置された共通パイロットチャネルを個別パイロットチャネルで補間する方法を適用した場合は、上記基地局装置に属するセクタには、同じサブキャリア及び同じOFDMシンボルに個別パイロットチャネルを配置する。
まず、基地局装置12は、受信機11a〜受信機11cの各々に対して、図3(b)で示す共通パイロットチャネル配置で信号を送信する。
次に、基地局装置12が受信機11aに対してCDTDを行なう場合に、共通パイロットチャネルを個別パイロットチャネルで補間する図9(b)で示す配置で送信する。
その際、セクタ13bの受信機11b及びセクタ13cの受信機11cへの送信信号においても、図9(b)で示す個別パイロットチャネルの配置で信号を送信する。
CDTDを行っている受信機11aにおいて、例えば、図9(b)の単位領域s(2,6)の伝搬路推定値を算出する場合、図15の矢印D151で繋いだ共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルを用いて逆拡散処理を行なうことにより、受信機11b、受信機11cと直交性が保持されるため、高精度に行なうことができる。
あるいは、セクタ13bの受信機11b及びセクタ13cの受信機11cへの送信信号において、受信機11aへの送信信号の個別パイロットチャネルが配置されているサブキャリアにはヌル信号を割り当てることで、受信機11b、受信機11cと直交性を保持することも可能である。
第2の実施形態以降において、予め配置された共通パイロットチャネルを個別パイロットチャネルで補間する場合においては、同様に、図14、図15で説明したパイロット配置方法を適用する。
上記の説明では、CDTDを行なう場合に個別パイロットチャネルで共通パイロットチャネルの間を補間することで、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を増加させているが、第1の実施形態で説明した共通パイロットチャネルの間隔を小さくする手法を組み合わせて、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を増加することも可能である。
また、上述した第2の実施形態では、サブキャリア割当部103により、予め配置されたパイロットチャネルに、個別パイロットチャネルを補間することにより、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させるようにした。これにより、予め配置されたパイロットチャネルだけを利用して伝搬路推定を行なう場合よりも伝搬路推定精度を高めることができ、送信機と受信機の間の通信品質を高めることができる。また、良好にCDTDを行なうことができる。
本実施形態は、CDTDにおいて、送信アンテナ間に与えられる遅延時間と、CDTDを適用するシステムで決められた閾値との比較結果により、パイロットチャネルの間隔を変化させる場合について、一例として予め配置されたパイロットチャネルに個別パイロットチャネルを補間する手法について説明する。
ここでは、CDTDを適用する送信機において、その無線通信システムの方式により決定するパイロットチャネルの配置を切替える閾値αを設定している場合について説明する。この閾値αに対して、アンテナ間遅延時間τが閾値αより小さい場合は、システムの方式などにより予め決められた配置でパイロットチャネルを挿入し、アンテナ間遅延時間τが閾値αより大きい場合は、システムの方式などにより予め決められた配置でパイロットチャネルを個別パイロットチャネルで補間する。
上記のアンテナ間遅延時間τは、複数の送信アンテナにおいて、基準の送信アンテナに対して、最大の遅延を与える送信アンテナとの遅延時間である。
次に、閾値αの設定の例を示す。CDTDを適用する送信機において、図17に共用データチャネルでのユーザをサブキャリアへ割り当てる方法の一例を示す。図17で示すように、共用データチャネルのユーザ1、2、3は、周波数軸f方向において複数のサブキャリアを纏めた区間Fc単位で割り当てられ、時間軸t方向においては、複数のOFDMシンボルを纏めたTTIと呼ばれる単位(チャンク)で割り当てられる。図17のBWは送信フレームの伝送に使用される伝送周波数帯域幅である。なお、チャンクの先頭は共通パイロットチャネル、共用制御シグナリングチャネルに割り当てられる。
また、CDTDを適用する送信機において、ユーザの希望により、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合とユーザダイバーシチ効果を得たい場合がある。図17で示すユーザ割り当てにおいて、この周波数ダイバーシチ効果を得たい周波数領域とユーザダイバーシチ効果を得たい周波数領域とをチャンク単位で切替える。この場合において、ユーザダイバーシチ効果を得たいチャンクでは、その周波数領域において、周波数変動は小さいことが望ましく、CDTDの遅延時間τを小さく設定する。周波数ダイバーシチ効果を得たいチャンクでは、その周波数領域において、周波数変動は大きいことが望ましく、CDTDの遅延時間τを大きく設定する。
閾値αの別の設定方法例として、図18に示すように共用データチャネルでユーザをサブキャリアへ割り当てた場合について説明する。
図18に示すように、共用データチャネルのユーザは、周波数軸f方向において、複数のチャンクに亘って割り当てられている。図18では、3つのチャンクに亘ってユーザ1、2、3を割り当てている。時間軸t方向においては、複数のOFDMシンボルを纏めたTTI単位で割り当てられる。
まず、CDTDを適用する送信機において、その無線通信システムの方式などにより、予めパイロットチャネルの配置が決められる。一例として、予め配置されたパイロットチャネルが図19(b)に示すように共通パイロットチャネルである場合について説明する。なお、図19(a)は、受信信号を、横軸に周波数軸f、縦軸に電力軸pを取って示した図である。
受信機は、その具備する受信アンテナにより、図20(a)で示す遅延プロファイルの伝搬路を通り、図19(b)で示すように配置された信号を送信機から受信する。なお、図19(a)の伝搬路は、図20(a)の伝搬路を周波数領域で表現したものである。
例えば、図19(b)における単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、図19(b)の矢印D191で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知である。
送信機は、送信アンテナ1及び送信アンテナ2に遅延時間τ=T2を与えて送信する。この時の伝搬路を時間領域表現した遅延プロファイルを図20(b)に示す。
図20(b)において、w1は送信アンテナ1から出力された信号であり、w2は送信アンテナ2から出力された信号である。
また、個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルと同じOVSF符号系列を2ビット循環シフトした系列を乗算する。図21(b)の#1〜#4はOVSF符号系列を示している。
受信側では、受信信号のサブキャリアに挿入されている共通パイロットチャネルに対して、乗算されるOVSF符号により逆拡散処理を行い、伝搬路を推定する。
例えば、図21(b)における単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、図21(b)の矢印D211〜D213で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知である。
その他の構成については、第1の実施形態による送信機の構成(図7)と同じであるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
上記の説明では、送信アンテナ間の遅延時間τが送信機で予め決められた閾値αより大きい場合に個別パイロットチャネルで共通パイロットチャネルの間を補間することで、帯域あたりのパイロットチャネル数を増加させているが、第1の実施形態で説明した共通パイロットチャネルの間隔を小さくする手法、又は、第1の実施形態で説明した共通パイロットチャネルの間隔を小さくする手法と個別パイロットチャネルで共通パイロットチャネルの間を補間する手法を組み合わせて、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を増加することも可能である。
本実施形態は、CDTDにおいて、送信アンテナ間に与えられる遅延時間により、適応的にパイロットチャネルの間隔を変化させる場合について、一例として、予め配置されたパイロットチャネルに個別パイロットチャネルを補間する手法について説明する。
図1で示すように、送信機は、その具備する2本の送信アンテナより信号を送信し、受信機は、その具備する1本の受信アンテナにより信号を受信する場合について説明する。
送信機は、CDTDにおいて、送信アンテナ1及び送信アンテナ2の間に遅延時間差τを与えて、信号を送信する。この場合、受信機が受信する送信アンテナ1及び送信アンテナ2の合成波の周波数変動ピッチは1/τとなる。本実施形態では、一例として上記の伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅FcがFc<1/τとなるように予め配置されたパイロットチャネルに個別パイロットチャネルを補間する。以下に、第4の実施形態の具体的な内容について説明する。
まず、CDTDを適用する送信機において、そのシステムの方式などにより、予め共通パイロットチャネルの配置が決められている。一例として、予め配置されたパイロットチャネルが図23(b)に示すように共通パイロットチャネルである場合について説明する。なお、図23(a)は、受信信号を、横軸に周波数軸f、縦軸に電力軸pを取って示した図である。
図23(b)に示すパイロットチャネルの配置において、例えば、単位領域s(2,6)の伝搬路を推定する場合、図23(b)の矢印D231で繋いだ4つの共通パイロットチャネルにより算出する。図23(b)のFc1区間が、伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅となり、Fc=Fc1である。
例えば、図23(b)における単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、図23(b)の矢印D231で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知である。
図24(b)において、単位領域s(1,1)、s(1,5)、s(1,9)、s(1,13)、s(1,17)、s(1,21)、s(1,25)、s(1,29)に、共通パイロットチャネルが配置されている。また、単位領域s(4,3)、s(4,7)、s(4,11)、s(4,15)、s(4,19)、s(4,23)、s(4,27)、s(4,31)には、個別パイロットチャネルが配置されている。図24(b)のFc2は各々のパイロット配置における伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅である。
図24(b)の#1〜#4は、共通パイロットチャネル及び個別パイロットチャネルに乗算するOVSF符号系列の構成要素を示し、個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルに乗算しているOVSF符号系列を循環シフトした系列を乗算する。図24(b)では、共通パイロットチャネルに乗算するOVSF符号系列を2ビット循環シフトした系列を乗算している。
例えば、図24(b)における単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、矢印D241〜D243で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知である。
図25(b)において、単位領域s(1,1)、s(1,5)、s(1,9)、s(1,13)、s(1,17)、s(1,21)、s(1,25)、s(1,29)に、共通パイロットチャネルが配置されている。
また、単位領域s(3,2)、s(3,6)、s(3,10)、s(3,14)、s(3,18)、s(3,22)、s(3,26)、s(3,30)、s(5,3)、s(5,7)、s(5,11)、s(5,15)、s(5,19)、s(5,23)、s(5,27)、s(5,31)、s(7,4)、s(7,8)、s(7,12)、s(7,16)、s(7,20)、s(7,24)、s(7,28)には、個別パイロットチャネルが配置されている。図24(b)、図25(b)のFc2、Fc3は各々のパイロット配置における伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅である。ただし、Fc1>Fc2>Fc3である。
例えば、図25(b)における単位領域s(2,6)の伝搬路推定結果は、矢印D251〜D253で繋いだ共通パイロットチャネル#1〜#4において逆拡散処理を行なった結果により得る。または、受信した信号のパイロットチャネルが配置されたサブキャリアの振幅(あるいは受信電力)及び位相を伝搬路値を示すものとして採用することも可能である。ただし、受信機は、パイロットチャネルの配置、パイロットチャネル、及び乗算されるOVSF符号、伝搬路値を算出するのに使用するパイロット数は既知である。
本実施形態による送信機は、送信アンテナ間の遅延時間情報を出力する制御部101を有する。また、制御部101から通知される送信アンテナ間の遅延時間情報より個別パイロットチャネルのサブキャリア挿入配置を決定し、さらに共通パイロットチャネル、及びユーザ毎信号処理部100a、100bの出力の各サブキャリアへの割り当てを決定するサブキャリア割当決定部102を有する。また、OVSF符号系列を乗算した共通パイロットチャネル、個別パイロットチャネルを生成し、サブキャリア割当部103に入力するパイロット信号生成部104を有する。また、制御部101からの送信アンテナ間の遅延時間情報により各サブキャリアの位相回転量を算出する位相回転量算出部105を有する。また、サブキャリア割当決定部102でのサブキャリア割当情報に基づき、ユーザ毎信号処理部100a、100bの出力及びパイロット信号生成部104の出力を各サブキャリアに割り当てるサブキャリア割当部103を有する。また、パイロット信号生成部104は、制御部101から出力される送信アンテナ間の遅延時間情報により決定されるパターンの個別パイロットチャネル信号を生成する個別パイロット信号生成部104bと、予めシステムの方式などにより決められたパターンの共通パイロットチャネルの信号を生成する共通パイロット信号生成部104aを有する。
以上のように、CDTDを適用する送信機において、送信アンテナ間に与えられる遅延時間τに対して、伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅Fcが小さくなるパイロット配置パターンに切替えて送信することで、伝搬路推定に使用する各パイロットチャネルの周波数変動の差を小さくすることが可能となり、高精度な伝搬路推定が可能となる。
本実施形態では、共通パイロットチャネルを個別パイロットチャネルで補間したパターンにより伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅Fcを小さくしているが、第1の実施形態で説明した共通パイロットチャネルの間隔を小さくする手法、又は、第1の実施形態で説明した共通パイロットチャネルの間隔を小さくする手法と個別パイロットチャネルで共通パイロットチャネルの間を補間する手法を組み合わせて、伝搬路推定情報の算出に使用する周波数帯域幅Fcを小さくすることも可能である。
また、上述した第4の実施形態では、サブキャリア割当部103によって、伝搬路を推定するための一連の直交符号#1〜#4が乗算されるパイロットチャネルが配置される周波数帯域幅よりも、送信アンテナの遅延時間の逆数が大きくなるように設定することもできる。
また、上述した第4の実施形態では、パイロット信号生成部104により、予め配置されたパイロットチャネルを補間する個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルと個別パイロットチャネルに亘って直交性を保持するための符号系列(例えば、共通パイロットチャネルに乗算しているOVSF符号を循環シフトした系列)を乗算するようにした。これにより、個別パイロットチャネルと共通パイロットチャネルは直交性が保たれた状態で送信されるため、これらのパイロットチャネルが干渉することを防ぐことができ、送信機と受信機の間の伝搬路推定精度を向上させることができる。また、良好にCDTDを行なうことができる。
Claims (12)
- 複数の送信アンテナから信号を送信する送信機であって、
前記複数の送信アンテナ間に遅延を与えて信号を送信する遅延送信ダイバーシチを行なうか否かによって送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させるサブキャリア割当部を有することを特徴とする送信機。 - 前記サブキャリア割当部は、
遅延送信ダイバーシチを行なう場合に、遅延送信ダイバーシチを行なわない場合に比べて送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を多く配置することを特徴とする請求項1に記載の送信機。 - 前記サブキャリア割当部は、
遅延送信ダイバーシチの遅延量が所定の閾値より大きい場合に、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を多く配置することを特徴とする請求項1に記載の送信機。 - 前記所定の閾値は、所定の時間長と所定の周波数帯域とにより定まる領域の周波数帯域の逆数であることを特徴とする請求項3に記載の送信機。
- 前記所定の閾値は、ユーザの占有周波数帯域の逆数であることを特徴とする請求項3に記載の送信機。
- 前記サブキャリア割当部は、
遅延送信ダイバーシチの遅延量が増えるにつれて、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を増加させることを特徴とする請求項1に記載の送信機。 - 前記サブキャリア割当部は、
伝搬路を推定するための一連の直交符号が乗算されるパイロットチャネルが配置される周波数帯域幅よりも、送信アンテナの遅延時間の逆数が大きくなるようにパイロットチャネルを配置することを特徴とする請求項1に記載の送信機。 - 前記サブキャリア割当部は、
送信信号帯域に必ず挿入する共通パイロットチャネルの配置間隔を変えることで送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させることを特徴とする請求項1に記載の送信機。 - 前記サブキャリア割当部は、
予め配置されたパイロットチャネルに、一時的に配置する個別パイロットチャネルを補間することにより、送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させることを特徴とする請求項1に記載の送信機。 - 予め配置されたパイロットチャネルを補間する個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルと個別パイロットチャネルに亘って直交性を保持するための符号系列を乗算するパイロット信号生成部を有することを特徴とする請求項9に記載の送信機。
- 前記パイロット信号生成部は、
個別パイロットチャネルには、共通パイロットチャネルに乗算しているOVSF符号を循環シフトした系列を乗算することを特徴とする請求項10に記載の送信機。 - 複数の送信アンテナから信号を送信する送信方法であって、
前記複数の送信アンテナ間に遅延を与えて信号を送信する遅延送信ダイバーシチを行なうか否かによって送信信号帯域あたりのパイロットチャネル数を変化させることを特徴とする送信方法。
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