JP4859959B2

JP4859959B2 - 受信装置及び受信方法

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Publication number: JP4859959B2
Application number: JP2009164285A
Authority: JP
Inventors: 健一樋口; 祥久岸山; 衛佐和橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: JP2009239960A

Description

本発明は一般に無線通信の技術分野に関し、特にマルチキャストブロードキャストチャネルを送信する受信装置及び受信方法に関する。

映像通信やデータ通信が主に行われる次世代の移動通信システムでは、第３世代の移動通信システム（ＩＭＴ−２０００）をはるかにしのぐ能力が求められ、大容量化、高速化、ブロードバンド化等を十分に達成する必要がある。このため、従来の回線交換型の通信ではなく、無線区間でもパケット伝送による通信を行うことで、通信リソースの利用効率が高められる。また、屋内や屋外での様々な通信環境が想定される。屋外では例えば高速移動する移動局に対する高速パケット伝送を可能にするため、広範な領域を網羅する複数のセル（マルチセル）が用意される。屋内では電波の減衰が大きいので、屋外基地局で無線通信をサポートするのではなく、屋内にアクセスポイントが設けられる。更に、基地局より上位の装置と移動局との間の通信、特に下り方向のデータ伝送では、ユニキャスト方式だけでなく、マルチキャスト方式やブロードキャスト方式も行われる（将来的な通信システムの動向については、例えば非特許文献１参照。）。

一方、広帯域の移動通信システムでは、マルチパス環境による周波数選択性フェージングの影響が顕著になる。このため、直交周波数分割多重化（OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が、次世代の通信方式に有望視されている。ＯＦＤＭ方式では、伝送すべき情報を含む有効シンボル部にガードインターバル部を付加することで１つのシンボルが形成され、所定の送信時間間隔（TTI: Transmission Time Interval）の間に複数個のシンボルが送信される。ガードインターバル部は、有効シンボル部に含まれている情報の一部で作成される。ガードインターバル部は、サイクリックプレフィックス（CP: cyclic prefix）又はオーバーヘッドとも呼ばれる。

大津："Systems beyond IMT-2000へのチャレンジ〜ワイヤレスからのアプローチ〜"，ITUジャーナル，Vol.33,No.3,pp.26-30,Mar.2003

受信側では様々な伝搬遅延を有するパスが受信される。ＯＦＤＭ方式では、伝搬遅延量がガードインターバル部の期間内に収まっていれば、シンボル間干渉を効果的に抑制することができる。従って、ガードインターバルの期間を比較的長くすることで、様々な遅延波を有効に合成することができる。このことは、非常に大きなセル半径で通信が行われる場合や、マルチキャスト方式及びブロードキャスト方式で様々なセルから移動局へ同一の情報が同時に伝送される場合に特に有利である。しかしながら、ガードインターバル部は有効シンボル部の内容の一部にすぎないので、ガードインターバル部の期間を長くすることは、情報の伝送効率の観点からは望ましくない。市街地や屋内のような伝搬遅延の比較的短い環境や、ユニキャスト方式が行われる環境等では、比較的短い期間のガードインターバル部を設定することで通信品質が十分に保たれる場合もある。従って、様々な通信環境に最適な１種類のガードインターバル部を用意することはできない。このような観点からは、長短様々なガードインターバル部を有するシンボルを規定する無線パラメータ群を多数用意し、その都度最適なシンボルフォーマットで無線通信を行うことも考えられる。しかしながら、多種多様なシンボルフォーマットに合わせて行う信号処理の負担は極めて大きく、装置構成が比較的簡易な移動局にとっては不利になる。このようにガードインターバル長の異なるチャネルを効率的に伝送する手法は未だ確立されていない。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいて、ガードインターバル長の異なるチャネルを簡易且つ高品質に伝送する送信装置及び送信方法を提供することである。

本発明の一形態において使用される受信装置は、
複数のＯＦＤＭシンボルが含まれた単一長のサブフレームを受信する受信部と、
受信部において受信した単一長のサブフレームに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルを処理する処理部とを備え、
前記受信部において受信した単一長のサブフレームでは、各ＯＦＤＭシンボルにガードインターバルが配置されるとともに、ガードインターバル長として、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長と、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長よりも長いマルチキャストチャネル用ガードインターバル長とが規定されており、単一長のサブフレームに含まれた各ＯＦＤＭシンボルにユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用される場合と、単一長のサブフレームに含まれた各ＯＦＤＭシンボルにマルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用される場合と、単一長のサブフレーム内において、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルと、マルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルとがＯＦＤＭシンボル単位で時間多重される場合とのうちのいずれかが選択されていることを特徴とする受信装置である。

本発明によれば、ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいて、ガードインターバル長の異なるチャネルを簡易且つ高品質に伝送することができる。

本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図を示す。データ変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせ例を示す図である。サブフレーム単位での時間多重の様子を示す図である。無線フレーム単位での時間多重の様子を示す図である。周波数分割多重が行われる場合の様子を示す図である。複数のセルに共通するスクランブルコードをＭＢＭＳチャネルに使用する基地局の部分ブロック図を示す。ＭＢＭＳエリア毎に異なるスクランブルコードが使用される場合の説明図を示す。共有制御チャネルを送信する方法例を示す図である。共有制御チャネルを送信する方法例を示す図である。共有制御チャネルを送信する方法例を示す図である。ＭＢＭＳチャネルと共有制御チャネルを多重する一例を示す図である。遅延ダイバーシチに使用される複数の送信アンテナを示す図である。遅延ダイバーシチが行われる様子を示す図である。

本発明の一形態では、ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを同一周波数帯域で時分割多重(TDM: Time Division Multiplexing)され、マルチキャストブロードキャストチャネル用のガードインターバル長はユニキャストチャネル用のガードインターバル長より長い。ガードインターバル長の異なるチャネルは同一帯域で時間多重されるので、復調時に各チャネルを容易に分離することができ、それらを簡易且つ高品質に伝送できる。通信される信号はＯＦＤＭ方式のシンボルであるので、複数の基地局から同一のデータを送信するマルチキャストブロードキャストチャネルのガードインターバルを長くすることで、受信時に多くのパスダイバーシチ効果を得て信号品質の向上を図ることができる。また、ユニキャストチャネルのガードインターバルを短くすることでデータ伝送効率（スループット）の向上を図ることができる。各チャネルは時間多重されているので、これらガードインターバルの長短に起因する恩恵をそのまま得ることができる。

無線フレームは複数のサブフレームで構成され、１つの無線フレームの期間内で、ユニキャストチャネルの伝送期間とマルチキャストブロードキャストチャネルの伝送期間が１回以上切り替えられるように時間多重が行われてもよい。例えばサブフレーム単位で時間多重が行われてもよい。無線フレームより短い時間単位で伝送期間が切り替えられるので、フレーム構成を柔軟に変更でき、伝送遅延を減らすこともできる。

また、システム帯域として、（20MHz程度の）広い周波数帯域が割り当てられる場合、一部の周波数帯域をマルチキャストブロードキャストチャネル用、残りの周波数帯域をユニキャストチャネル用に割り当てる周波数多重を行うことにより、マルチキャストブロードキャストチャネルとユニキャストチャネルの伝送をわけることもできる。

本発明の一形態では、変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせは複数組用意されてもよい。マルチキャストブロードキャストチャネルの種類に応じて選択された組み合わせに従って、マルチキャストブロードキャストチャネルのデータ変調及びチャネル符号化が行われてもよい。この場合に、マルチキャストブロードキャストチャネルの情報レートが大きいほど情報レートの大きな組み合わせが選択されてもよい。これにより、チャネル状態の良いユーザは高スループットのデータ伝送を行うことができ、チャネル状態の悪いユーザは最低限のレベルでサービスを受けることができる。

本発明の一形態では、少なくともセル間で異なるスクランブルコードがユニキャストチャネルに乗算され、複数のセルに共通するスクランブルコードがマルチキャストブロードキャストチャネルに乗算されてもよい。これにより複数のセルからの同一のマルチキャストブロードキャストチャネルを適切に合成できる一方、異なるマルチキャストブロードキャストチャネル，ユニキャストチャネルによる信号劣化を効果的に軽減することができる。

この形態では、セル毎に又はセクタ毎にユニキャストチャネル用のスクランブルコードが用意されることに加えて、エリア毎にマルチキャストブロードキャストチャネル用のスクランブルコードが用意される（エリアは同一のマルチキャストブロードキャストチャネルが伝送される複数のセルで構成される）。従ってシステムで使用されるスクランブルコードの数又は種類は従来より増える。しかしながら各チャネルは時分割多重されるので、受信側でセル又はセクタの異同判別時に、マルチキャストブロードキャストチャネル用のスクランブルコードは干渉の原因になりにくいし、エリアの異同判別時でもユニキャストチャネル用のスクランブルコードは干渉の原因になりにくい。システムで使用されるスクランブルコード数は増えるが、セル又はセクタの異同判別時の干渉は従来と同程度に抑制され、しかもエリアの異同判別時の干渉は少なくて済む。

本発明の一形態では、無線フレームの構成を示す情報、マルチキャストブロードキャストチャネルに使用される変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせを示す情報及びマルチキャストブロードキャストチャネルに乗算されるスクランブルコードを示す情報の少なくとも１つを含む報知情報は、報知チャネル、もしくはL3制御情報として共有データチャネルで送信されてもよい。これにより、マルチキャストブロードキャストチャネルを復調するのに別途制御チャネルが用意されなくて済む。

本発明の一形態では、基地局の少なくとも１つの送信アンテナに、マルチキャストブロードキャストチャネルの伝送タイミングを遅延させる遅延手段が設けられてもよい。遅延ダイバーシチを行うことで、パスダイバーシチ効果をより確実にすることができる。

以下の実施例では、下りリンクに直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式を採用するシステムが説明されるが、他のマルチキャリア方式のシステムに本発明が適用されてもよい。

図１は、本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図を示す。この送信機は典型的には本実施例のように基地局に設けられるが、他の装置に設けられてもよい。基地局は、MBMS処理部１１と、ユニキャストデータ処理部１２と、ＭＣＳ設定部１３と、第１多重部１４と、直並列変換部（Ｓ／Ｐ）１５と、第２多重部（ＭＵＸ）１６と、高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１７と、ガードインターバル挿入部１８と、ディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）１９と、無線パラメータ設定部２０とを有する。ＭＢＭＳ処理部１１は、チャネルターボ符号器１１１と、データ変調器１１２と、インターリーバ１１３とを有する。ユニキャストデータ処理部１２は、ターボ符号器１２１と、データ変調器１２２と、インターリーバ１２３とを有する。

MBMS処理部１１は、マルチキャストブロードキャストマルチメディアサービス（ＭＢＭＳ）チャネルに関する処理を行う。ＭＢＭＳチャネルは、特定の又は不特定の多数のユーザに同報配信されるマルチメディア情報を含み、音声、文字、静止画、動画その他の様々なコンテンツを含んでよい。

符号器１１１はＭＢＭＳチャネルの誤り耐性を高めるためのチャネル符号化を行う。符号化は畳み込み符号化やターボ符号化等の当該技術分野で周知の様々な手法で行われてよい。チャネル符号化率は固定されていてもよいし、後述されるようにＭＣＳ設定部１３からの指示に応じて変更されてもよい。

データ変調器１１２は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等のような何らかの適切な変調方式でＭＢＭＳチャネルのデータ変調を行う。変調方式は固定されていてもよいし、後述されるようにＭＣＳ設定部１３からの指示に応じて変更されてもよい。

インターリーバ１１３はＭＢＭＳチャネルに含まれるデータの並ぶ順序を所定のパターンに従って並べ換える。

ユニキャストデータ処理部１２は特定のユーザ（典型的には１ユーザ）宛のチャネルに関する処理を行う。

符号器１２１は、ユニキャストチャネルの誤り耐性を高めるための符号化を行う。符号化は畳み込み符号化やターボ符号化等の当該技術分野で周知の様々な手法で行われてよい。本実施例ではユニキャストチャネルについて適応変調符号化（AMC: Adaptive Modulation and Coding）制御が行われ、チャネル符号化率はＭＣＳ設定部１３からの指示に応じて適応的に変更される。

データ変調器１２２は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等のような何らかの適切な変調方式でユニキャストチャネルのデータ変調を行う。本実施例ではユニキャストチャネルについてＡＭＣ制御が行われ、変調方式はＭＣＳ設定部１３からの指示に応じて適応的に変更される。

インターリーバ１２３はユニキャストデータに含まれるデータの並ぶ順序を所定のパターンに従って並べ換える。

なお、図１には制御チャネルについての処理要素が明示されていないが、制御チャネルについても処理部１１又は１２と同様な処理が行われる。但し、制御チャネルについてＡＭＣ制御は行われなくてよい。

ＭＣＳ設定部１３はＭＢＭＳチャネルに使用される変調方式及び符号化率の組み合わせ及びユニキャストチャネルに使用される変調方式及び符号化率の組み合わせを必要に応じて変更するように各処理要素に指示を与える。変調方式及び符号化率の組み合わせは、組み合わせ内容を示す番号（ＭＣＳ番号）で特定される。

図２はデータ変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせ例を示す。図示の例では相対的な情報レートも示されており、情報レートの小さい順にＭＣＳ番号が順に割り当てられている。ＡＭＣ制御は、チャネル状態の良否に応じて変調方式及び符号化方式の双方又は一方を適応的に変えることで、受信側での所要品質を達成することが意図される。チャネル状態の良否は、下りパイロットチャネルの受信品質（受信ＳＩＲ等）で評価されてもよい。基地局からの送信電力が一定であったとすると、基地局から遠いユーザ１に対するチャネル状態は悪いことが予想されるので、変調多値数は小さく及び／又はチャネル符号化率も小さく設定され、小さなＭＣＳ番号が使用される。これに対して基地局に近いユーザ２に対してはチャネル状態の良いことが予想され、変調多値数は大きく及び／又はチャネル符号化率も大きく設定され、大きなＭＣＳ番号が使用される。これによりチャネル状態の悪いユーザに対しては信頼度を高めることで所要品質が達成され、チャネル状態の良いユーザに対しては所要品質を維持しつつスループットを向上させることができる。ＡＭＣ制御では受信したチャネルを復調する際に、そのチャネルに施された変調方式、符号化方式、シンボル数等の情報が必要であるので、何らかの手法によりその情報が受信側に通知されることを要する。

図１の第１多重部１４はＭＢＭＳチャネルとユニキャストチャネルを同じ周波数帯域で時間多重する。

直並列変換部（Ｓ／Ｐ）１５は直列的な信号系列（ストリーム）を並列的な信号系列に変換する。並列的な信号系列数は、サブキャリア数に応じて決定されてもよい。

第２多重部（ＭＵＸ）１６は第１多重部１４からの出力信号を表す複数のデータ系列とパイロットチャネル及び／又は報知チャネルを多重化する。多重化は、時間多重、周波数多重又は時間及び周波数多重の何れの方式でなされてもよい。

高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１７は、そこに入力された信号を高速逆フーリエ変換し、ＯＦＤＭ方式の変調を行う。

ガードインターバル挿入部１８は、ＯＦＤＭ方式の変調後のシンボルにガードインターバル（部）を付加することで、送信シンボルを作成する。周知のように、ガードインターバルは、伝送しようとするシンボルの先頭のデータを含む一連のデータを複製することで作成され、それを末尾に付加することによって送信シンボルが作成される。或いはガードインターバルは、伝送しようとするシンボルの末尾のデータを含む一連のデータを複製することで作成され、それを先頭に付加することによって送信シンボルが作成されてもよい。

ディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）１９はベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換する。

無線パラメータ設定部２０は通信に使用される無線パラメータを設定する。無線パラメータ（群）は、ＯＦＤＭ方式のシンボルのフォーマットを規定する情報を含み、ガードインターバル部の期間Ｔ_ＧＩ、有効シンボル部の期間、１シンボル中のガードインターバル部の占める割合、サブキャリア間隔Δｆ等の値を特定する一群の情報を含んでよい。なお、有効シンボル部の期間はサブキャリア間隔の逆数１／Δｆに等しい。

無線パラメータ設定部２０は、通信状況に応じて或いは他の装置からの指示に応じて、適切な無線パラメータ群を設定する。例えば、無線パラメータ設定部２０は、送信対象がユニキャストチャネルであるかＭＢＭＳチャネルであるか否かに応じて、使用する無線パラメータ群を使い分けてもよい。例えば、ユニキャストチャネルには、より短期間のガードインターバル部を規定する無線パラメータ群が使用され、ＭＢＭＳチャネルには、より長期間のガードインターバル部を規定する無線パラメータ群が使用されてもよい。無線パラメータ設定部２０は、適切な無線パラメータ群を、その都度計算して導出してもよいし、或いは無線パラメータ群の複数の組を予めメモリに記憶させておき、必要に応じてそれらの内の１組が選択されてもよい。

図１のＭＢＭＳ処理部に入力されたＭＢＭＳチャネル及びユニキャストチャネル処理部に入力されたユニキャストチャネルは、各自のＭＣＳ番号で指定される適切な符号化率及び変調方式でチャネル符号化され及びデータ変調され、それぞれインターリーブ後に時間多重される。時間多重は様々な時間の単位でなされてよく、例えば無線フレームの単位でなされてもよいし、無線フレームを構成するサブフレームの単位でなされてもよい。図３Ａはサブフレームの単位で時間多重がなされる例を示す。一例としてサブフレームは例えば０．５ｍｓのような送信時間間隔（TTI: Transmission Time Interval）に等しくてもよい。図３Ｂは複数のサブフレームを含む無線フレームの単位で時間多重がなされる例を示す。一例として無線フレームは例えば１０ｍｓのような期間でもよい。これらの数値例は一例に過ぎず、様々な期間を単位に時間多重が行われてよい。図３Ａに示されるように短い時間を単位として時間多重が行われると、ＭＢＭＳチャネル（又はユニキャストチャネル）の送信時間間隔を必要に応じて短い時間単位で調整できるので、これはＭＢＭＳチャネル等の伝送遅延を短くする観点から好ましい。またこの手法は自動再送要求（ARQ: Automatic Repeat reQuest）処理が行われる場合の再送間隔を短くする観点からも好ましい。図３Ｂに示されるように比較的長い期間を単位として時間多重を行うことは、大きなデータを連続的に送信できる観点から好ましい。

時間多重後のチャネルは必要に応じてパイロットチャネル又は報知チャネルと多重された後に、高速逆フーリエ変換され、ＯＦＤＭ方式の変調が行われる。変調後のシンボルにはガードインターバルが付加され、ベースバンドのＯＦＤＭシンボルが出力され、それはアナログ信号に変換され、送信アンテナを経て無線送信される。

本実施例によればＭＢＭＳチャネルとユニキャストチャネルが時分割多重方式で多重されて送信される。従って受信装置は少ない干渉で各チャネルを簡易に分離することができる。一方、通信される信号はＯＦＤＭ方式のシンボルであるので、ＭＢＭＳチャネルのガードインターバルを長くすることで、受信時に多くのパスダイバーシチ効果を得て信号品質の向上を図ることができる。また、ユニキャストチャネルのガードインターバルを短くすることでデータ伝送効率（スループット）の向上を図ることができる。ＭＢＭＳチャネル及びユニキャストチャネルは時間多重されているので、これらガードインターバルの長短に起因する恩恵をそのまま得ることができる。

なお、システム帯域として広い周波数帯域（例えば20MHz程度）が割り当てられる場合、図３Ｃに示されるように、一部の周波数帯域がマルチキャストブロードキャストチャネル用に、残りの周波数帯域がユニキャストチャネル用に割り当てられてもよい。このように周波数分割多重方式によりＭＢＭＳチャネルとユニキャストチャネルの伝送を分けることもできる。

上述したようにユニキャストチャネルの変調方式及びチャネル符号化率はユーザのチャネル状態に応じて適応的に変更され、所要品質を達成しつつスループットを向上させることが意図されている。しかしながらＭＢＭＳチャネルは多数のユーザに同報配信されるので、特定の１ユーザのチャネル状態に基づいてＭＣＳ番号を変更することは妥当でない。むしろ多数のユーザに最低限の信号品質を保証することが重要である。しかしながら、そのような所要品質が確保された上で、ＭＢＭＳチャネルに使用されるＭＣＳ番号を変更することは禁止されなくてよい。

本発明の第２実施例ではＭＢＭＳチャネル用に複数のＭＣＳ番号が用意される。このＭＣＳ番号はユニキャストチャネル用に用意されたＭＣＳ番号の一部に等しくてもよいし、それらとは別に用意されてもよい。一例として図２に示されるＭＣＳ１〜１０がユニキャストチャネル用に用意され、ＭＣＳ１及びＭＣＳ３がＭＢＭＳチャネル用に用意される。用意されるＭＣＳ番号数や変調方式等の組み合わせ内容は用途に応じて適宜変更可能である。

ＭＢＭＳチャネル用のＭＣＳ番号は、ＭＢＭＳチャネル又はアプリケーションの種類に応じて選択又は変更される。ＭＢＭＳチャネルの種類は、一例として、遅延やパケット誤り率等で決定されるサービス品質（QoS: Quality Of Service）、データレート等で区別されてよい。例えば、多くの映像を伝送するような情報レートの高いアプリケーションには情報レートの大きなＭＣＳ番号（上記の例では、ＭＣＳ３）が使用される。また、単なる文字データを伝送するような情報レートの低いアプリケーションには情報レートの小さなＭＣＳ番号（上記の例では、ＭＣＳ１）が使用される。情報レートの高いアプリケーションに高いＭＣＳ番号が使用されているので、チャネル状態の良いユーザは、それを高スループットに受信できるが、チャネル状態の悪いユーザはそれを良好に受信できないかもしれない。かといってこの場合に、情報レートの大きなアプリケーションを、チャネル状態の悪いユーザに合わせて低いＭＣＳ番号で伝送することは情報伝送効率の観点からは好ましくない。そもそもチャネル状態の悪いユーザは情報レートの大きなアプリケーションを適切に受信するには不向きであると言える。一方、チャネル状態の悪いユーザでも情報レートの低いアプリケーションならば、低いＭＣＳ番号が使用されているのでそれを良好に受信できる。従ってアプリケーションの種類に応じて異なるＭＣＳ番号を使用することは、多数のユーザに最低限のサービスレベルを維持しつつ情報伝送効率を向上させる等の観点から好ましい。

本発明では同一内容のＭＢＭＳチャネルが複数のセルから送信される。移動端末（より一般的には移動端末及び固定端末を含む通信端末でよいが、説明の簡明化のため移動端末を例にとって説明される）は、複数のセルから送信された同一内容のＭＢＭＳチャネルを受信する。受信されるＭＢＭＳチャネルは無線伝搬経路の長短に応じて多数の到来波又はパスを形成する。ＯＦＤＭ方式のシンボルの性質に起因して、到来波の遅延差がガードインターバルの範疇に収まっていたならば、それら複数の到来波はシンボル間干渉なく合成（ソフトコンバイニング）することができ、パスダイバーシチ効果に起因して受信品質を向上させることができる。このため、ＭＢＭＳチャネル用のガードインターバル長はユニキャストチャネル用のガードインターバル長より長く設定される。

複数のセルから送信された同一のＭＢＭＳチャネルを移動端末で上記のように合成するには、受信されたＭＢＭＳチャネルが同一内容であることが認識されなければならない。従ってユニキャストチャネルと同様にセル又はセクタ毎に異なるスクランブルコードをＭＢＭＳチャネルに乗算することは適切でない。

本発明の第３実施例では、一例として、ＭＢＭＳチャネルは、何らのスクランブルコードも乗算されずに、複数のセルから送信される。その結果、その複数のセル内に在圏する移動端末は、同一のＭＢＭＳチャネルに関する複数の到来波を適切に合成することができる。この手法は同一のＭＢＭＳチャネルを伝送するエリアがスポット的に存在するような場合に使用可能であるが、比較的広い地域で異なるＭＢＭＳチャネルを送信しようとする場合に、セル端で大きな干渉を招いてしまう。

この問題に対処する例として、同一のＭＢＭＳチャネルを伝送するエリア毎にスクランブルコードが用意され、同一エリア内のセルでは同一のスクランブルコードがＭＢＭＳチャネルに乗算され、送信される。

図４はそのような場合に使用される基地局装置の部分ブロック図を示す。図４ではＭＢＭＳチャネルにスクランブルコードを乗算する部分が強調して描かれていることに留意を要する。チャネルを送信する処理要素がセル毎に用意され、図示の例では４つのセルに関する処理要素が用意されている。各処理要素にはＯＦＤＭ方式の信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部、スクランブルコードを乗算する拡散部及び送信部が備わっている。図示されているように同一のＭＢＭＳチャネルには同じスクランブルコードが適用されている。ＭＢＭＳチャネル（Ａ）はセル１，２から送信されるが、それらには同じスクランブルコードＣ_ＭＢ１が各拡散部で乗算される。ＭＢＭＳチャネル（Ｂ）はセル３，４から送信されるが、それらにも同じスクランブルコードＣ_ＭＢ２が拡散部で乗算される。スクランブルコードＣ_ＭＢ１，Ｃ_ＭＢ２は一般的には互いに異なる符号である。スクランブルコードの管理はスクランブルコード割り当て部で行われる。

図５はそのようなスクランブルコードが使用される場合の説明図を示す。図５には７つのセルが描かれている。基地局１，２，３（BS1,BS2,BS3）による３つのセルで１つのエリア１が形成され、このエリア１内では同一のＭＢＭＳチャネルが送信されている。基地局１１，１２，１３（BS11,BS12,BS13）による３つのセルでも１つのエリア２が形成され、このエリア２内でも同一のＭＢＭＳチャネルが送信されているが、エリア１，２で送信されているＭＢＭＳチャネルは同一でなくてよい（一般的には異なる）。エリア１内の各基地局１，２，３はＭＢＭＳチャネルにスクランブルコードＣ_ＭＢ１を乗算した後に送信する。エリア２内の各基地局１１，１２，１３はＭＢＭＳチャネルにスクランブルコードＣ_ＭＢ２を乗算した後に送信する。スクランブルコードＣ_ＭＢ１，Ｃ_ＭＢ２は互いに異なる符号であり、これらは一例としてランダムシーケンスで表現される。スクランブルコードＣ_ＭＢ１，Ｃ_ＭＢ２は、ユニキャストチャネル用のスクランブルコードとは別に用意された、ＭＢＭＳチャネル専用のスクランブルコードである。

エリア１，２で異なるスクランブルコードが使用されるので、エリア１，２の境界付近に位置する移動端末は受信したＭＢＭＳチャネルの異同をスクランブルコードの異同で判別できる。従ってセル端に位置する移動端末は、そのセル端がエリアの境界でなければ受信したＭＢＭＳチャネルをソフトコンバイニングし、セル端がエリアの境界であれば異なるＭＢＭＳチャネルを無視して受信信号を処理することができる。これにより、異なるＭＢＭＳチャネルを合成しようとすることに起因する信号品質劣化を効果的に軽減することができる。

本実施例によれば、セル毎に又はセクタ毎にユニキャストチャネル用のスクランブルコードが用意されることに加えて、エリア毎にＭＢＭＳチャネル用のスクランブルコードが用意される（エリアは同一のＭＢＭＳチャネルが伝送される複数のセルで構成される）。従ってシステムで使用されるスクランブルコードの数又は種類は従来より増える。しかしながらユニキャストチャネルとＭＢＭＳチャネルは時分割多重されるので、受信側でセル又はセクタの異同判別時に、ＭＢＭＳチャネル用のスクランブルコードは干渉の原因になりにくいし、エリアの異同判別時でもユニキャストチャネル用のスクランブルコードは干渉の原因になりにくい。従って本実施例によりシステムで使用されるスクランブルコード数は増えるが、セル又はセクタの異同判別時の干渉は従来と同程度に抑制され、しかもエリアの異同判別を少ない干渉で行うことができる。

移動端末が複数のセルから送信された同一のＭＢＭＳチャネルを適切に受信及び復調するには、無線フレームの構成を示す情報、ＭＢＭＳチャネルに使用される変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせを示す情報（ＭＣＳ番号）及びＭＢＭＳチャネルに乗算されるスクランブルコードを示す情報等の制御情報が移動端末に事前に通知される必要がある。無線フレームの構成を示す情報は、例えばユニキャストチャネルの伝送タイミング、ＭＢＭＳチャネルの伝送タイミング、伝送間隔等を含む。一例として、これらの制御情報は報知チャネルとして送信される。報知チャネルは、図１では第２多重部１６で他のチャネルと多重されて送信される。或いは上記の制御情報は共有データチャネルによりＣプレーン情報として移動端末に通知されてもよい。

上述したようにユニキャストチャネルの通信にはＡＭＣ制御が行われる。この場合、受信したチャネルを復調する際に、そのチャネルに施された変調方式、符号化方式、シンボル数等の情報が必要であるので、何らかの手法によりそのようなスケジューリング情報が移動端末に通知されることを要する。このようなスケジューリング情報を含む制御チャネルはＬ１／Ｌ２シグナリング制御チャネルとも呼ばれ、ユーザ間で共有されるパケットを用いる共有制御チャネルで伝送される。一方、第４実施例で説明されたように、ＭＢＭＳチャネルを復調するのに必要な制御情報は報知チャネル等で事前に移動端末に通知されており、Ｌ１／Ｌ２シグナリング制御チャネルのような制御チャネルが伝送されることは必要とされない。

従って一例として図６に示されるように、ユニキャストチャネルとそれに付随する共有制御チャネルは多重されて伝送されるが、ＭＢＭＳチャネルが伝送される期間では共有制御チャネルは多重されなくてよい。

また一例として図７に示されるように、ＭＢＭＳチャネルと次の下りユニキャストチャネルに付随する共有制御チャネルとが多重されて同時に伝送されてもよい。更に一例として図８Ａに示されるように、ＭＢＭＳチャネルと上りユニキャストチャネルに付随する共有制御チャネルとが多重されて同時に伝送されてもよい。この場合に、図８Ｂに示されるように、共有制御チャネルとMBMSチャネルはサブフレーム内のシンボルごとに分けて送信されてもよい。即ち、共有制御チャネルとMBMSチャネルは、サブフレーム単位よりさらに細かいシンボル単位で時間多重されてもよい。図中、同一模様で示されるシンボルの種類は同じであるが、ユニキャスト用のサブフレームとＭＢＭＳチャネル用のサブフレームとでは長さが異なる。これはガードインターバル長が異なることを表現している。
また、MBMSチャネルと同時に送信されるユニキャストチャネル用の制御チャネルを復調するために、MBMSチャネル用のパイロットチャネルに加えて、選択的な又は付属的なパイロットチャネルが使用されてもよい。このユニキャスト用のパイロットチャネルとしては、第２参照信号が使用されてもよい。

本発明の第６実施例ではＭＢＭＳチャネルを送信する際に、遅延ダイバーシチ(Delay Diversity)が行われる。図９は本実施例で使用される基地局に備わる送信アンテナを示す。図示の例では基地局に２つのアンテナ１，２が設けられ、各アンテナ１，２に至る信号経路に遅延設定部がそれぞれ用意されている。アンテナ数が２であることは一例に過ぎず、様々な本数のアンテナが使用されてもよい。遅延設定部の各々は各信号経路に所定の又は指示された遅延量を導入する。アンテナ間の相対的な位相差を調整する観点からは、２つの遅延設定部の一方は必須でない。しかしながら速やかに調整を行うこと、障害耐性を高めること、調整の自由度を増やすこと等の観点からはアンテナ１，２に至る信号経路の双方に遅延設定部が用意されることが望ましい。

一方又は双方の遅延設定部により２つの信号経路間に何らかの遅延が設定され、同一の信号（特に、ＭＢＭＳチャネル）がアンテナ１，２から異なるタイミングで送信される。従って通信端末は同一の信号を少なくとも２つの到来波として受信する。マルチパス伝搬環境では（１アンテナ送信の場合に観測されるマルチパス数）×（アンテナ数）に等しい数の到来波が受信される。通信端末はこれら複数の同一内容の到来波を合成することで、送信信号を復元する。複数の到来波を合成することでパスダイバーシチ効果が得られるので、１パスの場合に比較して受信品質を向上させることができる。

上述したように複数のセルで同一のＭＢＭＳチャネルが送信され、通信端末は各セルからの複数のＭＢＭＳチャネルをソフトコンバイニングすることで受信品質を向上させる。本実施例では更に基地局に複数のアンテナが用意され、アンテナ間に適切な遅延量（位相差）が設定され、遅延ダイバーシチ法も併用される。遅延ダイバーシチが適用されない場合に、複数のセルからのＭＢＭＳチャネルが同様なタイミングで受信され、パスダイバーシチ効果が十分に得られない地域があるかもしれない。本実施例では、異なるタイミングで送信されたＭＢＭＳチャネルを様々なセルから受信することで、そのような地域でもパスを分離できる可能性が高まり、パスダイバーシチ効果をより確実に期待することができる。

なお、アンテナ間に設定される遅延量は、ＭＢＭＳチャネル用のガードインターバル長より短く設定される。アンテナ間の遅延量は、２つのパスを識別できる程度の大きさに設定されていればよい。しかし、ガードインターバルは、パスが区別できる程度では足りず、様々なセルからの到来波を収容できる程度に大きく設定されなければならないからである。

遅延ダイバーシチを行う際に意図的に導入される遅延は、同一基地局の複数の送信アンテナ間だけでなく、異なる基地局間に導入されてもよい。例えば、図１０に示されるように同じＭＢＭＳチャネルを送信する２つの基地局が、異なるタイミングで送信を行ってもよい。図示の例では１アンテナの場合に３つのパスが生じ、同一基地局のアンテナ間に遅延量τ_Ａが設定され、基地局間に遅延量τ_Ｂが設定されている。このため、通信端末は１２個のパスを受信できる。仮に同一基地局のアンテナ間に遅延量が設定されなかったならば（τ_Ａ＝０）、通信端末は６つのパスしか受信できないであろう。このように基地局間に遅延を導入してもパスダイバーシチ効果をより確実に期待することができる。

以下、本発明による様々な実施形態が例示的に列挙される。

（第１項）
直交周波数分割多重（OFDM）方式の通信システムで使用される送信装置であって、
ユニキャストチャネルを作成する手段と、
マルチキャストブロードキャストチャネルを作成する手段と、
ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを同一周波数帯域で時間多重する手段と、
時間多重された送信シンボルを送信する手段と、
を備え、マルチキャストブロードキャストチャネル用のガードインターバル長はユニキャストチャネル用のガードインターバル長より長い
ことを特徴とする送信装置。

（第２項）
無線フレームが複数のサブフレームで構成され、
１つの無線フレームの期間内で、ユニキャストチャネルの伝送期間とマルチキャストブロードキャストチャネルの伝送期間が１回以上切り替えられるように時間多重が行われる
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第３項）
直交周波数分割多重（OFDM）方式の通信システムで使用される送信装置であって、
ユニキャストチャネルを作成する手段と、
マルチキャストブロードキャストチャネルを作成する手段と、
ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを異なる周波数帯域で周波数多重する手段と、
周波数多重された送信シンボルを送信する手段と、
を備え、マルチキャストブロードキャストチャネル用のガードインターバル長はユニキャストチャネル用のガードインターバル長より長い
ことを特徴とする送信装置。

（第４項）
変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせが複数組用意され、
マルチキャストブロードキャストチャネルの種類に応じて選択された組み合わせに従って、マルチキャストブロードキャストチャネルのデータ変調及びチャネル符号化が行われる
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第５項）
マルチキャストブロードキャストチャネルの情報レートが大きいほど情報レートの大きな組み合わせが選択される
ことを特徴とする第４項記載の送信装置。

（第６項）
少なくともセル間で異なるスクランブルコードをユニキャストチャネルに乗算する手段と、
複数のセルに共通するスクランブルコードをマルチキャストブロードキャストチャネルに乗算する手段と、
を備えることを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第７項）
無線フレームの構成を示す情報、マルチキャストブロードキャストチャネルに使用される変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせを示す情報及びマルチキャストブロードキャストチャネルに乗算されるスクランブルコードを示す情報の少なくとも１つを含む報知情報が、報知チャネルで送信される
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第８項）
無線フレームの構成を示す情報、マルチキャストブロードキャストチャネルに使用される変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせを示す情報及びマルチキャストブロードキャストチャネルに乗算されるスクランブルコードを示す情報の少なくとも１つを含む情報が、L３制御情報として、共有データチャネルで送信される
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第９項）
ユニキャストチャネルのスケジューリング情報を含む制御チャネルが、マルチキャストブロードキャストチャネルの送信されていない期間に送信される
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第１０項）
ユニキャストチャネルのスケジューリング情報を含む制御チャネルとマルチキャストブロードキャストチャネルとが同時に送信される
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第１１項）
第１０に項記載の送信装置において、マルチキャストブロードキャストチャネルと同時に送信されるユニキャストチャネル用の制御チャネルの復調のために、付属的なパイロットチャネルを使用する
ことを特徴とする送信装置。

（第１２項）
前記送信する手段に備わる少なくとも１つの送信アンテナに、マルチキャストブロードキャストチャネルの伝送タイミングを遅延させる遅延手段が設けられる
ことを特徴とする第１項記載の送信装置。

（第１３項）
直交周波数分割多重（OFDM）方式の通信システムで使用される送信方法であって、
ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを作成するステップと、
ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを同一周波数帯域で時間多重するステップと、
時間多重された送信シンボルを送信するステップと、
を有し、マルチキャストブロードキャストチャネル用のガードインターバル長はユニキャストチャネル用のガードインターバル長より長い
ことを特徴とする送信方法。

（第１４項）
直交周波数分割多重（OFDM）方式の通信システムで使用される送信方法であって、
ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを作成するステップと、
ユニキャストチャネル及びマルチキャストブロードキャストチャネルを異なる周波数帯域で周波数多重するステップと、
周波数多重された送信シンボルを送信するステップと、
を有し、マルチキャストブロードキャストチャネル用のガードインターバル長はユニキャストチャネル用のガードインターバル長より長い
ことを特徴とする送信方法。

１１ＭＢＭＳ処理部
１１１ターボ符号器
１１２データ変調器
１１３インターリーバ
１２ユニキャストデータ処理部１２
１２１ターボ符号器
１２２データ変調器
１２３インターリーバ
１３ＭＣＳ設定部
１４第１多重部
１５直並列変換部（Ｓ／Ｐ）
１６第２多重部（ＭＵＸ）
１７高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
１８ガードインターバル挿入部
１９ディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）
２０無線パラメータ設定部

Claims

複数のＯＦＤＭシンボルが含まれた単一長のサブフレームを受信する受信部と、
受信部において受信した単一長のサブフレームに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルを処理する処理部とを備え、
前記受信部において受信した単一長のサブフレームでは、各ＯＦＤＭシンボルにガードインターバルが配置されるとともに、ガードインターバル長として、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長と、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長よりも長いマルチキャストチャネル用ガードインターバル長とが規定されており、単一長のサブフレームに含まれた各ＯＦＤＭシンボルにユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用される場合と、単一長のサブフレームに含まれた各ＯＦＤＭシンボルにマルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用される場合と、単一長のサブフレーム内において、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルと、マルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルとがＯＦＤＭシンボル単位で時間多重される場合とのうちのいずれかが選択されていることを特徴とする受信装置。
前記受信部が受信した単一長のサブフレーム内において、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルと、マルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルとがＯＦＤＭシンボル単位で時間多重されている場合に、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルを使用したＯＦＤＭシンボルに、ユニキャストチャネルのスケジューリング情報を含んだ制御チャネルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
複数のＯＦＤＭシンボルが含まれた単一長のサブフレームを受信するステップと、
受信した単一長のサブフレームに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルを処理するステップとを備え、
前記受信するステップにおいて受信した単一長のサブフレームでは、各ＯＦＤＭシンボルにガードインターバルが配置されるとともに、ガードインターバル長として、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長と、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長よりも長いマルチキャストチャネル用ガードインターバル長とが規定されており、単一長のサブフレームに含まれた各ＯＦＤＭシンボルにユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用される場合と、単一長のサブフレームに含まれた各ＯＦＤＭシンボルにマルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用される場合と、単一長のサブフレーム内において、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルと、マルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルとがＯＦＤＭシンボル単位で時間多重される場合とのうちのいずれかが選択されていることを特徴とする受信方法。
前記受信するステップにおいて受信した単一長のサブフレーム内において、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルと、マルチキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルが使用されているＯＦＤＭシンボルとがＯＦＤＭシンボル単位で時間多重されている場合に、ユニキャストチャネル用ガードインターバル長のガードインターバルを使用したＯＦＤＭシンボルに、ユニキャストチャネルのスケジューリング情報を含んだ制御チャネルが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の受信方法。