JP4893974B2 - 無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム Download PDF

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Description

本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関する。
無線通信システムにおける基地局が、複数の送信アンテナを有する場合、送信信号についてプリコーディングを行うことで、移動局における受信信号品質を向上させることができる。この種の技術については、非特許文献1に示されている。
概して、プリコーディングは、基地局及び移動局間の伝搬路特性Hの逆の特性H-1を、送信信号に予め施すことによって行われる。複数の送信アンテナがある場合、プリコーディングにより指向性を調整することもできる。したがって、基地局で送信信号のプリコーディングを行うためには、この伝搬路特性Hの情報を基地局が取得していなければならない。特に、周波数分割複信(FDD: Frequency Division Duplexing)方式の場合、上りと下りで伝搬路特性は同じではない。したがって、基地局がパイロット信号を移動局へ送信し、そのパイロット信号に基づいて移動局が下りリンクの伝搬路特性を推定し、推定した伝搬路特性の情報を移動局が基地局へ通知する必要がある。基地局の送信アンテナ数が多いほど、プリコーディングによる改善効果を期待することができる。しかし、送信アンテナ数が多くなると、推定対象の伝搬路が増え、それに伴ってパイロット信号種別の数も増やさなければならなくなる。
図1は、複数の送信アンテナからパイロット信号を送信する場合の信号構成例を示す。この種の信号構成例については、非特許文献2に開示されている。図1では、基地局の送信アンテナ数が1の場合、2の場合及び4の場合に、パイロット信号がどのようにマッピングされるかが示されている。図1の信号構成例では、直交周波数分割多重(OFDM)方式を使用することが想定されている。図示の例では、各送信アンテナから送信されるパイロット信号すべてが、時間的にも周波数的にも重ならないように配置される。その結果、基地局が使用する送信アンテナ数が増加するにつれて、パイロット信号数も増加する。例えば、基地局の送信アンテナの数が1の場合と比較して、送信アンテナ数が2の場合、フレーム内におけるパイロット信号数は2倍になり、送信アンテナ数が4の場合には3倍にもなる。つまり、基地局の送信アンテナ数が増加するにつれて、送信フレームにおけるパイロット信号の割合(オーバヘッド)は増大し、データ信号等のための無線リソースが減ってしまう。
ところで、この種の無線通信システムでは、自動再送制御(ARQ)又はハイブリッド自動再送制御(HARQ)が行われ、受信したパケットに誤りが検出された場合、そのパケットは再送される。従来の無線通信システムでは、この再送の場合にも一律に図1に示されるような構成でパイロット信号が送信される。
したがって、送信アンテナ数が多い場合、送信フレームにおけるオーバヘッドがかなり多くなってしまう問題がある。このような問題は、下りリンクだけでなく上りリンクでも懸念される。
M. Vu and A. Paulraj,"MIMO Wireless Linear Precoding,"IEEE Signal Processing Magazine, vol. 24, no. 5, pp. 86-105, Sept. 2007. 3GPP TS36.211,V8.5.0,Sec.6.10
本発明の課題は、プリコーディングを行いながらパケットを送信するマルチキャリア方式の無線通信システムにおいて、送信フレームのオーバヘッドを削減することである。
開示される発明の一形態による無線通信装置は、送信フレームを作成する作成部と、複数の送信アンテナを介して前記送信フレームを送信する送信部とを有する。前記送信フレームは、所定の周波数帯域幅及び所定のシンボル期間を有するリソースエレメントを所定数個含む。ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数より少なくなるように、前記作成部は送信フレームを作成する。
開示される発明の一形態による無線通信方法は、送信フレームを作成するステップと、複数の送信アンテナを介して前記送信フレームを無線送信するステップとを有する。前記送信フレームは、所定の周波数帯域幅及び所定のシンボル期間を有するリソースエレメントを所定数個含み、ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数より少なくなるように、前記作成ステップは送信フレームを作成する。
開示される発明の一形態による無線通信方法は、基地局及び前記基地局を介して通信を行う移動局を含む。前記基地局は、送信フレームを作成する作成部と、複数の送信アンテナを介して前記送信フレームを送信する送信部とを有する。前記移動局は、前記送信フレームを受信する受信部、前記送信フレーム中のパイロット信号に基づいて、無線伝搬状況を推定する推定部、及び推定部による推定結果を前記基地局に送信する送信部を有する。前記基地局の送信部は、前記移動局から受信した無線伝搬状況の推定結果に基づいて、前記送信フレームにプリコーディング処理を施すプリコーディング部をさらに有する。前記送信フレームは、所定の周波数帯域幅及び所定のシンボル期間を有するリソースエレメントを所定数個含む。ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数より少なくなるように、前記作成部は送信フレームを作成する。
開示される発明によれば、プリコーディングを行いながらパケットを送信するマルチキャリア方式の無線通信システムにおいて、送信フレームのオーバヘッドを削減することができる。
送信フレーム中のパイロット信号の位置を示す図。 一実施例による無線通信システムを示す図。 一実施例による基地局の機能ブロック図。 2つの送信アンテナを用いてプリコーディングが行われる様子を示す図。 一実施例による移動局の機能ブロック図。 4つの送信アンテナに共通のパイロットパターン例を示す図。 等価的な無線通信システムを示す図(送信アンテナ数＝1)。 等価的な無線通信システムを示す図(送信アンテナ数＝2)。 等価的な無線通信システムを示す図(送信アンテナ数＝4)。 2つの送信アンテナに共通する2つのパイロットパターン例を示す図。 送信アンテナ毎に使用されるパイロットパターン例を示す図。 一実施例による基地局の動作例を示すフローチャート。 一実施例による基地局及び移動局の動作例を示すフローチャート。 第1の変形例による基地局の動作例を示すフローチャート。 第2の変形例による基地局の機能ブロック図。 第2の変形例による基地局の動作例を示すフローチャート。
開示される発明の第1の特徴によれば、複数アンテナを有する基地局と、移動局と、を有する複数アンテナ無線通信システムが提供される。前記基地局は、再送パケットの再送回数が増加するにつれて、送信パイロットのパターン数を増やすように、各送信アンテナにおける送信パイロットのパターン数を変更するパイロットパターン生成手段と、複数送信アンテナにより送信される送信信号のプリコーディング処理を行うプリコーディング処理手段とを備える。前記移動局は、前記基地局の複数アンテナからの送信パイロットに基づいて、基地局から移動局への伝搬路特性情報を推定する伝搬路推定手段と、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路特性情報を前記基地局へ通知する手段とを備える。プリコーディング処理は、前記伝搬路特性情報に基づいて行う。
この構成によれば、再送パケットの再送回数が増加するにつれて、送信パイロットのパターン数を増やすように、各送信アンテナにおける送信パイロットのパターンを変更することにより、送信フレームのオーバヘッドをできるだけ抑えることができる。
開示される発明の第2の特徴によれば、前記パイロットパターン生成手段は、再送パケットの再送回数が増加するにつれて、送信パイロットのパターン数を2倍ずつ増やす。基地局の送信アンテナ数は一般に2の倍数であるので、これは、開示の発明を簡易に実現する等の観点から望ましい。
開示される発明の第3の特徴によれば、前記プリコーディング処理手段は、再送パケットの再送回数が増加するにつれて、プリコーディング利得が上がるように前記送信信号のプリコーディング処理を行う。
この構成によれば、基地局が再送パケットを送信する際、先行するパケットとともに送信されたパイロット信号により移動局が推定して基地局に報告した伝搬路特性情報に基づいて、基地局が再送パケットのプリコーディング処理を行い、移動局における受信信号品質の向上を図ることができる。
開示される発明の第4の特徴によれば、前記パイロットパターン生成手段は、再送パケットの再送回数が最大再送回数に達した場合、パイロットパターン数を１に強制する。すなわち、各送信アンテナにおける送信パイロットを同じパターンに強制する。
再送パケットの再送回数が最大再送回数に達した場合、そのパケットについて以後再送は行われない。したがって、そのパケットの再送時のプリコーディング処理のためのパイロット信号は不要になる。パイロットパターン数を1に強制することで、送信フレームのオーバヘッドを減らすことができる。
開示される発明の第5の特徴によれば、前記基地局はチャネル符号化手段をさらに備え、チャネル符号化手段は、送信パイロットのパターン数を増加した場合、パイロット信号及びデータ信号双方を含む全体的なリソースエレメント数、を一定に保つように、データ信号に対するチャネル符号化率を制御する。
この構成によれば、パケット再送に伴うパイロット信号(フレームのオーバヘッド)が増加したとしても、送信パケットにおいて送信すべき情報を減らすことなく、パターン数を増やすことができる。
以下の観点から本発明の実施例を説明する。
1.システム
2.基地局
3.移動局
4.パイロットパターン
5.基地局の動作例
6.基地局及び移動局の動作例
7.第1の変形例
8.第2の変形例
9.その他の変形例
＜1.システム＞
図2は、一実施例で使用される無線通信システムを示す。図2には、複数の送信アンテナ111〜11Mを有する基地局10と、単一のアンテナを有する移動局20とが示されている。ここで、基地局10及び移動局20は、伝搬路特性がHで表現される無線リンクによって接続されているとする。この場合、伝搬路特性Hは1行M列の次元を有する行列(目下の例では行ベクトル)として表現できる。この行列は、チャネル行列とも言及される。Mは送信アンテナ数を表す。
H＝[h1,1 ・・・ h1,M] ・・・(式1)
上記の式(1)において、h1,1は基地局10の送信アンテナ111と、移動局20の受信アンテナ21の間の伝搬路特性を表す。同様に、h1,Mは、基地局10の送信アンテナ11Mと、移動局20の受信アンテナ21の間の伝搬路特性を表す。
なお、移動局のアンテナ数が1つであることは、説明の簡明化を図るために想定されているに過ぎず、本発明に必須ではない。移動局が複数のアンテナを有し、基地局及び移動局間でMIMO方式の通信が行われてもよい。その場合、伝搬路特性は、N行M列の行列で表現される。この場合において、Nは受信アンテナ数を表し、Mは送信アンテナ数を表す。
図示の無線通信システムでは、基地局10から移動局20への下りリンクにおいて、マルチキャリア方式の通信が行われる。典型的には、直交周波数分割多重アクセス(OFDM)方式の通信が行われる。また、無線通信システムでは、ハイブリッドARQや、プリコーディングも行われる。しかしながら、本発明はこのような下りリンクだけでなく、複数の送信アンテナから複数のパイロット信号を送信する無線通信システムに広く適用可能である。
＜2.基地局＞
図3Aは、図2に示される基地局の機能の内、本実施例に特に関連のある機能を示す。図3Aには、データ部12と、符号化部13と、パイロット挿入部14と、プリコーディング処理部15と、アンテナ11と、パケット再送制御部16と、パイロットパターン生成部17とが示されている。概して、データ部12、符号化部13及びパイロット挿入部14は、送信フレームを作成する作成部に相当するが、このような対応付けは本発明を限定するものではない。
データ部12は、初回送信パケットまたは再送パケットとして送信するデータを生成する。このデータは典型的にはユーザトラフィックデータのようなデータである。
符号化部13は、データ部12より供給されたデータに対してチャネル符号化を行い、データ変調の処理を行う。適応変調及びチャネル符号化(AMC)方式が使用される場合、チャネル符号化率及びデータ変調方式は、例えば、移動局から報告された下りリンクの品質(CQI等で表現される)に基づいて、適応的に変更される。
パイロット挿入部14は、符号化部13より供給された信号、パイロット信号、不図示の制御信号(データ信号の復調に必要な情報、同期信号、報知信号等)を多重し、送信フレームを生成する。パイロット信号は、送信側及び受信側で既知の信号であり、リファレンス信号、既知信号、参照信号等と言及されてもよい。このパイロット信号は、移動局20が伝搬路特性Hを推定するのに使用される。パイロット挿入部14は、パイロットパターン生成部17より生成されたパイロットパターンの情報を用いて、送信フレームにパイロット信号を挿入する。パイロットパターンについては、図4ないし6を参照しながら後に説明される。
プリコーディング処理部15は、移動局20から通知された情報(伝搬路特性Hを表す情報)に基づいて、パイロット挿入部14より供給された信号に対してプリコーディング処理を行う。プリコーディング処理後の信号は複数のアンテナ111〜11Mから送信される。
図3Bは、2つの送信アンテナを用いてプリコーディング処理が行われる様子を模式的に示す。送信信号1は2系統にコピーされ、各系統にプリコーディングベクトル1が乗算され、2つの送信アンテナから送信される。プリコーディングベクトル1を送信信号1に乗算することで、送信信号1の無線伝搬路の伝搬路特性H1及び指向性に配慮した処理が、送信信号1に予め施される。これにより、送信信号1を受信した通信相手は、送信信号1を高品質に受信できる。同様に、送信信号2も2系統にコピーされ、各系統にプリコーディングベクトル2が乗算され、2つの送信アンテナから送信される。プリコーディングベクトル2を送信信号2に乗算することで、送信信号2の無線伝搬路の伝搬路特性H2及び指向性に配慮した処理が、送信信号2に予め施される。これにより、送信信号2を受信した通信相手は、送信信号2を高品質に受信できる。
図3Aのパケット再送制御部16は、移動局20から通知された送達確認信号(ACK/NACK)に基づいて、パケットの再送制御を行う。基地局10が移動局20にデータ信号を送信し、それを移動局が受信すると、移動局は受信したデータ信号について誤りの有無を確認する。誤り検出の結果は、肯定応答(ACK)又は否定応答(NACK)により表現される。誤り検出結果を示す送達確認信号(ACK/NACK)は、移動局から基地局に通知される。基地局にACKが通知された場合、パケット再送制御部16は、パケットを再送する必要はないことをデータ部12に通知する。その結果、データ部12は後続の新たなパケットのデータを、符号化部13に出力する。一方、基地局にNACKが通知された場合、パケット再送制御部16は、パケットを再送する必要があることをデータ部12に通知する。その結果、データ部12は過去に送信したパケットと同一のデータを、符号化部13に出力する。
＜3.移動局＞
図3Cは、図2に示される移動局の機能の内、本実施例に特に関連のある機能を示す。図3Cには、アンテナ31、受信部(Rx)32、受信信号処理部33、制御部34、送信信号生成部35及び送信部(Tx)36が示されている。なお、本説明では移動局と言及されているが、移動端末、ユーザ装置、加入者装置等と言及されてもよい。
アンテナ31は、単一であるように示されているが、複数設けられてもよい。
受信部(Rx)32は、基地局からの無線信号を受信し、ベースバンドのディジタル受信信号に変換する。
受信信号処理部33は、基地局から送信された信号を、受信信号から復元するための処理を行う。特に、本実施例の場合、受信信号処理部33は、受信信号からパイロット信号を抽出すること、無線伝搬路を推定すること、チャネル補償を行うこと、制御信号及びデータ信号を復調すること、データ信号について誤り検査を行うこと等の処理を行う。
制御部34は、移動局の様々な機能要素を制御する。
送信信号生成部35は、基地局に送信する信号を生成する。特に、送信信号生成部35は、誤り検出結果を示す情報や無線伝搬路の推定結果を示す情報を含む信号を生成する。
送信部(Tx)36は、送信信号生成部で生成された信号を基地局に送信する。
＜4.パイロットパターン＞
図4〜6を参照しながら、パイロット挿入部14で使用されるパイロットパターンを説明する。概して、パイロットパターンは、再送回数に応じてパイロットパターン生成部17で決定される。説明の便宜上、基地局の送信アンテナ数は4であるとする(M＝4)。8本や16本等のようなさらに多くの送信アンテナが使用されてもよい。
一般的に、基地局は、下りデータ信号の有無によらずパイロット信号を移動局に送信している。移動局は、受信したパイロット信号の受信レベル又は受信品質を測定し、測定結果又は測定結果から導出された伝搬路特性を基地局に通知する。これにより、基地局は、下りリンクの状況を知ることができる。本実施例では、特定の移動局に対して、(a)下りデータ信号が無い場合、(b)初回の下りデータ信号を送信する場合、及び(c)再送の下りデータ信号を送信する場合のそれぞれに応じて異なる方法により、基地局はパイロット信号を送信する。
(a)下りデータ信号が無い場合
図4は、特定の移動局宛に下りデータ信号は送信されないが、そのような移動局にパイロット信号が送信される場合、どのようなパターンでパイロット信号が送信されるかを示す。このパターンは、本願でパイロットパターンと言及されているものである。図示の例は、一定の期間及び一定の帯域幅を占める1つの送信フレームを示す。送信フレームは、例えば1msのようなサブフレーム(TTI)又は単位伝送期間に対応し、所定数個のOFDMシンボルを含む。図示の例では、送信フレームに14個のOFDMシンボルが含まれているが、単位伝送期間内に含まれるOFDMシンボル数はいくつでもよい。送信フレームは、所定の周波数帯域幅を占め、図示の例では、12個のサブキャリアの部分が示されている。送信フレームに含まれるサブキャリア数も任意である。一例として、1つのサブキャリアは15kHzを占める。説明の便宜上、1つのOFDMシンボル及び1つのサブキャリアは、リソースエレメントと言及される。図示の例の場合、1つのリソースブロックは、14[OFDMシンボル]×12[サブキャリア]個のリソースエレメントを含む。下りデータ信号は、リソースブロック毎に送受信される。
図4に示される例の場合、パイロット信号は、4つのリソースエレメントに挿入される。本明細書では、挿入、マッピング及び多重等の用語は、混乱のおそれのない限り同義語として使用される。周波数方向のサブキャリアを指定するインデックスをKとし、時間方向のOFDMシンボルを指定するインデックスをLとする。図示の例の場合、パイロット信号は、(K,L)＝(0,0)、（6,0）、（0,7）、及び（6,7）に挿入されている。これらは図中、網掛けのリソースエレメントとして示されている。4つの送信アンテナ111、112、113及び114に対して、パイロットパターンは、1つしか用意されていない。言い換えれば、送信アンテナ111、112、113及び114の各々のパイロット信号を送信フレームに挿入する際、この1つのパイロットパターンが、4つの送信アンテナについて共通に使用される。
具体的には、第1の送信アンテナ111のパイロット信号は上記4つのリソースエレメントに多重される。第2の送信アンテナ112のパイロット信号も上記4つのリソースエレメントに多重される。第3の送信アンテナ113のパイロット信号も上記4つのリソースエレメントに多重される。第4の送信アンテナ114のパイロット信号も上記4つのリソースエレメントに多重される。
このようにパイロット信号を多重することで作成された送信フレームは、基地局から送信され、移動局により受信される。移動局は、送信フレームからパイロット信号を抽出する。パイロット信号が図4に示されるパターンで送信されることは、少なくともこの時点では既知である。パイロットパターンの情報は、報知情報その他のシグナリングにより通知されてもよいし、又はシステムで一律に決められていてもよい。移動局は、抽出したパイロット信号に基づいて伝搬路特性を推定する。受信フレーム中の(K,L)＝(0,0)、（6,0）、（0,7）、及び（6,7）のリソースエレメントには、各送信アンテナ111、112、113及び114からのパイロット信号が総て含まれている。パイロットパターンは1つしかないので、パイロット信号及び送信アンテナの種別を、リソースエレメントの位置によっては判別できない。したがって、それら4つのリソースエレメント各々から推定可能な伝搬路特性は、
基地局の送信アンテナ111及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,1と、
基地局の送信アンテナ112及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,2と、
基地局の送信アンテナ113及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,3と、
基地局の送信アンテナ114及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,4とが合成されたものである。すなわち、移動局20により推定される伝搬路特性の情報は、
h＝h1,1＋h1,2＋h1,3＋h1,4
を表す。図5Aに示されるように、この状況は、基地局の送信アンテナ数が1であり且つ伝搬路特性がhである場合に、基地局及び移動局間で通信が行われている状況と等価である。
(b)初回の下りデータ信号を送信する場合
図6は、特定の移動局宛のデータ信号が、初回パケットとして送信される場合に使用されるパイロットパターンを示す。図4のパイロットパターンと比較して、パイロット信号に使用されるリソースエレメント数(無線リソース量)は、2倍に増えている。したがって、オーバヘッドは2倍に増えている。図4に示されるパイロットパターンと異なり、送信アンテナに応じて、2つのパイロットパターンが使い分けられる。4つの送信アンテナは2つにグループ分けされ、グループ毎に異なるパイロットパターンが使用される。送信アンテナ111及び113についてパイロットパターンAが使用される。送信アンテナ112及び114についてパイロットパターンBが使用される。図示されるように、送信アンテナ111及び113からのパイロット信号と、送信アンテナ112及び114からのパイロット信号とは、時間的にも周波数的にも重ならないように配置されている。つまり、一方のパイロットパターンでパイロット信号に使用されるリソースエレメントは、他方のパイロットパターンでは使用されない。
パイロットパターンAの場合、パイロット信号は、(K,L)＝(0,0)、（6,0）、（0,7）、及び（6,7）に挿入される。パイロットパターンBの場合、パイロット信号は、(K,L)＝(3,0)、（9,0）、（3,7）、及び（9,7）に挿入される。図4 では4つのリソースエレメントがパイロット信号に使用されているが、図6では8つのリソースエレメントがパイロット信号に使用される。
第1の送信アンテナ111のパイロット信号は、パイロットパターンAの上記4つのリソースエレメントにマッピングされる。
第2の送信アンテナ112のパイロット信号は、パイロットパターンBの上記4つのリソースエレメントにマッピングされる。
第3の送信アンテナ113のパイロット信号は、パイロットパターンAの上記4つのリソースエレメントにマッピングされる。
第4の送信アンテナ114のパイロット信号は、パイロットパターンBの上記4つのリソースエレメントにマッピングされる。
このように作成された送信フレームが移動局20により受信される。移動局20は、送信フレームからパイロット信号を抽出する。パイロット信号が図6に示されるパイロットパターンA及びBで送信されることは、少なくともこの時点では既知である。この点は、図4に示されるパイロットパターンの場合と同様である。移動局は、抽出したパイロット信号に基づいて伝搬路特性を推定する。移動局が受信した送信フレームは、図6の「受信信号」のようになっている。
パイロットパターンAの場合、受信フレーム中の(K,L)＝(0,0)、（6,0）、（0,7）、及び（6,7）のリソースエレメントに、各送信アンテナ111及び113からのパイロット信号が含まれている。したがって、それら4つのリソースエレメントから推定可能な伝搬路特性は、基地局の送信アンテナ111及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,1と、基地局の送信アンテナ113及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,3とが合成されたものである。すなわち、移動局20が、パイロットパターンAにしたがって推定する伝搬路特性の情報は、
hA＝h1,1＋h1,3
の伝搬路特性を表す。
パイロットパターンBの場合、受信フレーム中の(K,L)＝(3,0)、（9,0）、（3,7）、及び（9,7）のリソースエレメントに、各送信アンテナ112及び114からのパイロット信号が含まれている。したがって、それら4つのリソースエレメントから推定可能な伝搬路特性は、基地局の送信アンテナ112及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,2と、基地局の送信アンテナ114及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,4とが合成されたものである。すなわち、移動局20が、パイロットパターンBにしたがって推定する伝搬路特性の情報は、
hB＝h1,2＋h1,4
の伝搬路特性を表す。
図5Bに示されるように、この状況は、基地局の送信アンテナ数が2であり且つ伝搬路特性がhA及びhBである場合に、基地局及び移動局間で通信が行われている状況と等価である。
なお、基地局の送信アンテナとパイロットパターンとの対応関係(送信アンテナのグループ分け)は、上記の場合に限定されない。例えば、送信アンテナ111及び112についてパイロットパターンAが使用され、送信アンテナ113及び114についてパイロットパターンBが使用されてもよい。さらには、基地局の送信アンテナとパイロットパターンとの対応関係は、固定的に維持されてもよいし、動的に変更されてもよい。対応関係が送信側及び受信側の双方で既知であればよいからである。
(c)再送の下りデータ信号を送信する場合
図7は、特定の移動局宛のデータ信号が、再送パケットとして送信される場合に使用されるパイロットパターンを示す。図4のパイロットパターンと比較して、パイロット信号に使用されるリソースエレメント数(無線リソース量)は、4倍に増えている。したがって、オーバヘッドは4倍に増えている。図6のパイロットパターンと比較すると、図7のパイロット信号に使用されるリソースエレメント数(無線リソース量)は、2倍に増えている。図7に示される例の場合、送信アンテナ毎に異なるパイロットパターンが使用される。図示されるように、各送信アンテナ111、112、113及び114からのパイロット信号は、時間的にも周波数的にも重ならないように配置されている。つまり、あるパイロットパターンでパイロット信号に使用されるリソースエレメントは、他のどのパイロットパターンにおいても使用されない。
具体的には、アンテナ111から送信されるパイロット信号は、パイロットパターン1に従って、(K,L)＝(0,0)、（6,0）、（0,7）、及び（6,7）に挿入される。アンテナ112から送信されるパイロット信号は、パイロットパターン2に従って、(K,L)＝(3,0)、（9,0）、（3,7）、及び（9,7）に挿入される。アンテナ113から送信されるパイロット信号は、パイロットパターン3に従って、(K,L)＝(0,1)、（6,1）、（3,8）、及び（9,8）に挿入される。アンテナ114から送信されるパイロット信号は、パイロットパターン4に従って、(K,L)＝(3,1)、（9,1）、（0,8）、及び（6,8）に挿入される。
このように作成された送信フレームが移動局20により受信される。移動局20は、送信フレームからパイロット信号を抽出する。パイロット信号が図7に示されるパイロットパターンで送信されることは、少なくともこの時点では既知である。この点は、図4等に示されるパイロットパターンの場合と同様である。移動局は、抽出したパイロット信号に基づいて伝搬路特性を推定する。移動局が受信した送信フレームは、図7の「受信信号」のようになっている。
移動局は、パイロットパターン1を使用することで、送信アンテナ111からのパイロット信号のみを抽出できる。したがって、移動局は、基地局の送信アンテナ111及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,1を推定することができる。
移動局は、パイロットパターン2を使用することで、送信アンテナ112からのパイロット信号のみを抽出でき、基地局の送信アンテナ112及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,2を推定することができる。
移動局は、パイロットパターン3を使用することで、送信アンテナ113からのパイロット信号のみを抽出でき、基地局の送信アンテナ113及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,3を推定することができる。
そして、移動局は、パイロットパターン4を使用することで、送信アンテナ114からのパイロット信号のみを抽出でき、基地局の送信アンテナ114及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,4を推定することができる。
図5Cに示されるように、この状況は、基地局の送信アンテナ数が4であり且つ伝搬路特性がh1,1、h1,2、h1,3及びh1,4である場合に、基地局及び移動局間で通信が行われている状況を表す。
なお、基地局の送信アンテナ111〜114とパイロットパターン1〜4との対応関係は、上記の場合に限定されない。例えば、送信アンテナ111についてパイロットパターン2が使用されてもよい。基地局の送信アンテナとパイロットパターンとの対応関係は、固定的に維持されてもよいし、動的に変更されてもよい。対応関係が送信側及び受信側の双方で既知であればよいからである。
＜5.基地局の動作例＞
図8は一実施例による基地局の動作例のフローチャートを示す。図2及び図3A等で説明されたように、基地局は、複数のアンテナを用いて信号を送信する。なお、便宜上送信アンテナ数は4であるとするが(M＝4)、複数の適切な如何なる本数のアンテナが使用されてもよい。
ステップs101において、基地局10の処理が開始された後に、ステップs102において基地局は、特定の移動局に送信する下りデータ信号の有無を判断する。下りデータ信号の有無は、単に送信バッファにデータが存在しているか否かだけではなく、そのようなデータについて、スケジューリングにより無線リソースが割り当てられているか否かにより判断される。送信するデータが無い場合、フローはステップs103に移る。
ステップs103では、パイロットパターン生成部17(図3A)は、図4に示されるような4つのアンテナに共通のパイロットパターンを、パイロット挿入部14に設定する。基地局は、この共通のパイロットパターンが指定する位置にパイロット信号を挿入し、そのパイロット信号を含む送信フレームを移動局に送信する。そして、フローは終了する。
ステップs102において、送信するデータが存在すると判断された場合、フローは、ステップs104に進む。
ステップs104では、パイロットパターン生成部17(図3A)は、図6に示されるような2つのパイロットパターンA,Bを、パイロット挿入部14に設定する。送信アンテナとパイロットパターンとの対応関係については、少なくともこの時点で既知であることを要する。
ステップs105では、パイロットパターンA,Bにしたがってパイロット信号、制御信号及びデータ信号等が多重され、多重後の送信フレームが、初回パケットとして基地局から移動局に送信される。
ステップs106において、基地局10は、移動局20から検出結果(ACK/NACK)の通知を受け、通知された検出結果がACKであるかNACKであるかを判別する。ACKが通知された場合、フローはステップs109に進み、処理を終了する。一方、NACKが通知された場合、フローはステップs107に進む。移動局がNACKを基地局に通知する場合、移動局は、伝搬路特性を示す情報と共にNACKを通知する。この伝搬路特性は、NACKであったデータ信号と共に受信したパイロット信号により、移動局で測定されたものである。
ステップs107では、パイロットパターン数が増やされる。一例として、パイロットパターン数は2倍に増やされるが、パイロットパターン数は幾つ増やされてもよい。例えば、図6に示されるような2つのパイロットパターンA,Bが使用され、移動局に送信フレームを送信したところ、NACKが基地局に届いたとする。この場合、ステップs107において、図7に示されるような4つのパイロットパターンが、再送の送信フレームで使用されるように、パイロットパターン数が増やされる。パイロットパターンの最大数は、基地局の送信アンテナの総数である。
ステップs108では、NACKに応じて再送の送信フレームが送信される。この場合において、NACKと共に移動局から報告された伝搬路特性の情報に基づいて、基地局は送信フレームのプリコーディング処理を行い、再送の送信フレームを送信する。その後、フローはステップs106に戻り、送信された再送パケットに対して通知されるACK/NACK信号に基づいて、説明済みの処理が行われる。
＜6.基地局及び移動局の動作例＞
図9は、基地局及び移動局間で行われる動作例を示す。ステップs901〜s910は主に基地局により行われ、ステップs91〜s96は主に移動局により行われる。図8を参照しながら説明された基地局の動作の内、特にステップs104〜s108が図9の動作例に関連する。先ず基地局において、移動局にデータ信号を送信することが決定されたとする。これは、図8において、動作のフローがステップs102からステップs104に進んだことに対応する。
ステップs901では、パイロットパターン生成部17(図3A)が、図6に示されるような2つのパイロットパターンA,Bを、パイロット挿入部14に設定する。
ステップs902では、パイロットパターンA,Bにしたがってパイロット信号、制御信号及びデータ信号等が多重され、多重後の送信フレームが、新規パケットとして基地局から移動局に送信される。新規パケットを送信する段階では、伝搬路特性h1,1、h1,2、h1,3、h1,4の最新情報を、基地局は持っていないので、プリコーディング処理は行われない。本動作例の場合、プリコーディング処理部15(図3A)は、パイロット挿入部14から入力された信号を、そのままアンテナ部11に供給する。すなわち、プリコーディング処理せずに新規パケットが送信される。
ステップs91では、移動局が基地局からの送信フレームを受信し、受信信号からパイロット信号、制御信号及びデータ信号等を抽出する。移動局は、パイロット信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定結果に基づいて制御信号を復調する。さらに制御信号に基づいてデータ信号を復調する。
目下の例の場合、パイロット信号は図6に示されるようなパイロットパターンA,Bで送信されている。上述したように、パイロットパターンAに基づいて推定される伝搬路特性hAは、基地局の送信アンテナ111及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,1と、基地局の送信アンテナ113及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,3とが合成されたものである。
hA＝h1,1＋h1,3
パイロットパターンBに基づいて推定される伝搬路特性hBは、基地局の送信アンテナ112及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,2と、基地局の送信アンテナ114及び移動局の受信アンテナ21間の伝搬路特性h1,4とが合成されたものである。
hB＝h1,2＋h1,4
ステップs92において、移動局は、受信したデータ信号について誤りの有無を検出する。誤り検出は、例えば、巡回冗長検査(CRC: Cyclic Redundancy Check)により行うことができる。検出結果は、肯定応答(ACK)又は否定応答(NACK)により表現される。
ステップs93において、移動局は、誤り検査結果を基地局に通知する。誤りが検出されなかった場合にはACKが基地局に通知される。誤りが検出された場合には、NACKが基地局に通知される。さらに、NACKを通知する場合、移動局は、推定した伝搬路特性hA＝h1,1+h1,3及びhB＝h1,2+h1,4の情報も基地局に通知する。
ステップs903において、基地局は、移動局から通知された誤り検査結果が何であるかを判別する。基地局にACKが通知された場合、パケットの送信は適切に完了している。後続の新規データが有る場合、ステップs902に関する処理が繰り返される。本動作例では、NACKが通知されているものとする。
ステップs904では、パイロットパターン生成部17(図3A)が、パイロット挿入部14に別のパイロットパターンを設定する。別のパイロットパターンは、図7に示されるようなパイロットパターンである。したがって、再送の送信フレームでは、4つの送信アンテナからのパイロット信号は、それぞれ異なるリソースエレメントにマッピングされる。さらに、ステップ904では、プリコーディング処理部15(図3A)で使用されるプリコーディングベクトルが設定される。このプリコーディングベクトルは、2つの伝搬路特性の情報hA＝h1,1+h1,3及びhB＝h1,2+h1,4に基づく。
ステップs905では、基地局は再送パケットを送信する。基地局には伝搬路特性の情報としてhA＝h1,1+h1,3及びhB＝h1,2+h1,4の通知を受けている。このため、プリコーディング処理部15は、送信アンテナ111と113をまとめて仮想的に一つのアンテナ素子と扱い、送信アンテナ112と114をまとめて仮想的に一つのアンテナ素子として扱うことにより、素子数2のプリコーディング処理を行うことができる(図3B、図5B)。その結果、移動局が再送パケットを受信した際、素子数2のプリコーディングによる受信品質の改善効果を期待できる。
ステップs94では、移動局が基地局からの送信フレームを受信し、受信信号からパイロット信号、制御信号及びデータ信号等を抽出する。移動局は、パイロット信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定結果に基づいて制御信号を復調する。さらに制御信号に基づいてデータ信号を復調する。
目下の例の場合、パイロット信号は図7に示されるようなパイロットパターン1,2,3及び4で送信されている。したがって、再送パケットを受信した移動局は、伝搬路特性h1,1、h1,2、h1,3及びh1,4のそれぞれの値を推定し、それらを用いてデータの復調を行うことができる。
ステップs95において、移動局は、受信したデータ信号について誤りの有無を検出する。
ステップs96において、移動局は、誤り検査結果を基地局に通知する。誤りが検出されなかった場合にはACKが基地局に通知される。誤りが検出された場合には、NACKが基地局に通知される。さらに、NACKを通知する場合、移動局は、推定した伝搬路特性h1,1、h1,2、h1,3及びh1,4の情報も基地局に通知する。
ステップs906において、基地局は、移動局から通知された誤り検査結果が何であるかを判別する。基地局にACKが通知された場合、パケットの再送は適切に完了している。後続の新規データが有る場合、ステップs902に関する処理が繰り返される。本動作例では、NACKが通知されているものとする。
ステップs907では、パイロットパターン生成部17(図3A)が、パイロット挿入部14に別のパイロットパターンを設定してよい。但し、設定されているパイロットパターン数が既に送信アンテナ総数に達していた場合、別のパイロットパターンが設定されることは必須でない。目下の例の場合、送信アンテナ数は4であり、設定済みのパイロットパターンは図7に示されるような、4つのパイロットパターンである。したがって、パイロットパターンはそのまま維持される。ステップ907では、プリコーディング処理部15(図3A)で使用されるプリコーディングベクトルが設定される。このプリコーディングベクトルは、4つの伝搬路特性の情報h1,1、h1,2、h1,3及びh1,4に基づく。
ステップs908において、基地局はさらに再送パケットを送信する。基地局には伝搬路特性の情報としてh1,1、h1,2、h1,3及びh1,4の通知を受けている。このため、プリコーディング処理部15は、送信アンテナ111、112、113及び114による素子数4のプリコーディング処理を行うことができる(図5C)。その結果、移動局が再送パケットを受信した際、素子数4のプリコーディングによる受信品質の改善効果を期待できる。ステップs905における再送の場合よりも素子数の多いプリコーディングがステップs908で行われるので、より大きな品質改善効果を期待できる。
ステップs909及びs910については、後述される。
（本実施例に関する作用効果）
本実施例では、基地局が送信するパケットが、新規パケットであるか再送パケットであるかに応じて、さらには再送パケットの再送回数に応じて、パイロットパターンが変更される。これにより、例えば、新規パケットを送信する場合、2つのパターンでパイロット信号を送信することで、送信フレームのオーバヘッドを少なくすることができる。
再送パケットを送信する場合には、プリコーディングによる品質改善効果を促すため、再送回数が増加するにつれて、パイロットパターンの数が増やされる。これにより、移動局において識別可能な伝搬路の数が増加する。これらの伝搬路の情報を基地局にフィードバックすることで、基地局は、さらに正確なプリコーディング処理を行うことができる。すなわち、素子数の多いプリコーディング処理を後続の再送パケットに適用できる。その結果、プリコーディング処理によるゲインを徐々に向上させ、移動局における受信信号品質を改善させることができる。
例えば送信アンテナ数4の場合、従来の方法では、基地局の各送信アンテナ及び移動局の受信アンテナ間の伝搬路特性の情報総てを常に推定できるように、送信フレーム中のパイロット信号の配置が一律に固定されている。このため、初回でも再送でも送信フレームは、大きなオーバヘッドを有することになってしまう。しかしながら、本実施例によれば、送信フレームが、新規パケット、再送パケット、再々送パケット、...の何れであるかに応じて、パイロット信号に費やす無線リソース量を柔軟に変更できる。これにより、送信フレームのオーバヘッドをできるだけ低減させることができる。オーバヘッドを減らすことで、データ信号のスループットを向上させること、又はチャネル符号化率を小さくして信頼性を向上させることができる。
＜7.第1の変形例＞
次に、上記実施例の第1の変形例を説明する。本変形例では、パケット再送回数が最大再送回数に到達した場合の制御が追加される。
図10は、本変形例による基地局の動作例を示す。概して図8に示すフローチャートと同様であるが、ステップs110及びステップs111が追加されている点が大きく異なる。説明済みのステップに関する重複的な説明は省略される。
本変形例においては、ステップs106においてNACKが受信された場合、フローはステップs110に進む。
ステップs110では、再送回数が、許容される最大再送回数に到達したか否かが判断される。最大再送回数に到達していなかった場合、フローはステップs107に進む。ステップs107では、上述したように、送信パイロットパターンの数が2倍に設定する。一方、最大再送回数に到達した場合、フローはステップs111に進む。
ステップs111では、パイロットパターンは、図4に示されるようなパターンに設定される。すなわち、最後の再送の場合、各送信アンテナからのパイロット信号は総て図4に示されるパターンで送信される。再送回数が最大値に達した場合、その再送パケットが仮に正しく受信されなかったとしても、次の再送は行われない。行われない再送のための伝搬路特性情報のフィードバックは不要である。この場合、移動局がデータ検出用に用いるパイロットシンボルがあれば十分である。ステップs111においてパイロットパターンの数を1に設定することで、送信フレームにおけるパイロット信号によるオーバヘッドを抑制することができる。
なお、図10において明確には図示はされていないが、ステップs110において再送回数が最大再送回数を越えたと判断された場合には、パケットの再送は中止され、フローはステップs109に進み、処理が終了する。
（第1の変形例に関する、基地局及び移動局の動作例）
ここで、図9に示したステップs909及びs910について説明する。
ステップs909では、再送回数が最大値に達したため、パイロットパターン生成部17(図3A)は、パイロット挿入部14におけるパイロットパターンの数を1に設定する。なお、このパイロットパターンはたとえば、図4に示されるようなパターンである。さらに、ステップ909では、プリコーディング処理部15(図3A)で使用されるプリコーディングベクトルが設定される。なお、目下の例の場合、送信アンテナ数は4であり、ステップ907以降のパイロットパターン数は4のままに維持されるため、このプリコーディングベクトルは、4つの伝搬路特性の情報h1,1、h1,2、h1,3及びh1,4に基づく。
ステップs910において、基地局は最後の再送パケットを送信する。ステップs908の場合と同様に、基地局には伝搬路特性の情報としてh1,1、h1,2、h1,3及びh1,4の情報が通知されている。この情報を利用することで、プリコーディング処理部15は、送信アンテナ111、112、113及び114による素子数4のプリコーディング処理を行うことができる(図5C)。
（第1の変形例に関する作用効果）
本変形例では、基地局は、再送パケットの再送回数が最大再送回数に達した場合、パイロットパターンの数を1に設定する。これにより、パイロット信号によるオーバヘッドを低減させることができる。例えば、最後の再送が図7に示されるパイロットパターンで行われた場合、送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメント数は、16個である。最後の再送が図4に示されるパイロットパターンで行われた場合、送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメント数は、4個である。本変形例によれば、オーバヘッドは4/16＝1/4に低減できる。
＜8.第2の変形例＞
次に、上記実施例に関する第2の変形例を説明する。本変形例では、パイロットパターンを変えたことに応じて、チャネル符号化率が調整される。
図11は、本変形例による基地局の機能ブロック図を示す。概して、図3Aと同様であるが、符号化部13はパイロットパターン生成部17からの指示を受けて処理を行う点が主に異なる。説明済みの要素に関する重複的な説明は省略される。
図11のパイロットパターン生成部17は、図3Aのパイロットパターン生成部17と同様に、移動局20から通知されるACK/NACKに基づいて、パイロットパターンを生成する。本変形例では、パイロットパターン生成部17は、パイロットパターンが増えたことを、符号化部13に通知する。あるいは、パイロットパターン生成部17は、パイロットパターンが増えたことで、オーバヘッドがどのように増加するかについての情報を符号化部13に通知する。符号化部13は、オーバヘッドの増加に関する情報に基づいて、データ信号のチャネル符号化率を調整する。具体的には、送信フレームでパイロット信号が占めるリソースエレメント数と、チャネル符号化後のデータ信号を送信する上で必要となるリソースエレメント数との和が一定に保たれるように、チャネル符号化率が制御される。すなわち、パイロットパターン数が変わったとしても、パイロット信号及びデータ信号双方を含む全体的なリソースエレメント数が、一定に保たれる。
図12は、本変形例による動作例を示す。概して、図8と同様であるが、ステップs112が追加されている点が主に異なる。説明済みのステップに関する重複的な説明は省略される。本変形例の場合、ステップs106においてNACKが受信された場合、フローはステップs112に進む。
ステップs112では、送信フレームでパイロット信号が占めるリソースエレメント数と、符号化後のデータ信号を送信する上で必要となるリソースエレメント数との和が一定に保たれるように、チャネル符号化率が制御される。以後、説明済みのステップs107及びs108が行われる。
（第2の変形例に関する作用効果）
本変形例では、パイロット信号数増加に伴うオーバヘッドの増加を吸収するために、基地局はデータ信号の符号化率を制御する。例えば送信アンテナ数が4の場合に、新規パケットに対して図6のパイロットパターンが使用されたとする。その新規パケットに対して移動局からNACKが通知され、再送パケットに対して図7のパイロットパターンが使用されるとする。図7のパイロットパターンでは、図6と比較して、パイロット信号のリソースエレメント数は2倍に増えているので、本変形例を使用しなかったならば、送信フレームのオーバヘッドも2倍増えることになる。その場合、オーバヘッドの増加に起因して、データ送信用のリソースが減ってしまう。本変形例によれば、チャネル符号化率を大きくすることで、チャネル符号化後のデータ信号のビット数を減らすことにより、チャネル符号化後のデータ信号を送信する上で必要となるリソースエレメント数を減らすことが可能となるため、オーバヘッドの増加を吸収することができる。これにより、再送パケットにおいて送信すべき情報を減らすことは不要となる。
例えば、図6のパイロットパターンの場合、送信フレーム当たりパイロット信号は8リソースエレメントを占め、データ信号のリソースエレメント数は160となり、リソースブロック全体におけるリソースエレメント数は168である。ここで、データ信号におけるチャネル符号化率が3/4で、変調方式としてBPSK (Binary Phase Shift Keying)が用いられていたとすると、チャネル符号化後のデータ信号におけるビット数は160であり、チャネル符号化前のデータ信号におけるビット数は120である。一方、図7のパイロットパターンの場合、送信フレーム当たりパイロット信号は16リソースエレメントを占める。このとき、チャネル符号化率を15/19とすると、データ信号のチャネル符号化後のビット数は120/(15/19)=152となる。その結果、パイロット信号（16 リソースエレメント）＋符号化後データ信号（152 リソースエレメント）＝168 リソースエレメント、となり、オーバヘッドの増加を吸収することができる。これにより、送信パケットにおいてデータ送信に使用するリソースを損なうことなく、パイロットパターン数を増やし、プリコーディングを高精度に行い、受信品質の向上を図ることができる。
＜9.その他の変形例＞
上述した実施例では、パケット再送を行う度に、パイロットパターンの数は、2倍に増やされたが、本発明はこのような増やし方に限定されない。再送を行う度に、パイロットパターンの数を1つずつ増やしてもよく、さらには、増やし方は幾つずつでもよい。上記実施例では、新規パケットと等価な情報が再送される毎に、パイロットパターンが増やされたが、本発明はこのような増やし方に限定されない。例えば、新規パケット及び1回目の再送パケットについて同じパイロットパターンが使用され、2回目の再送パケットについて別のパイロットパターンが使用されてもよい。上記実施例では、再送回数に応じて、パイロットパターンの数が増えていたが、数が維持されてもよい。例えば、1回目の再送パケットが2つのパイロットパターンA及びBに従って送信され、2回目の再送パケットは別の2つのパイロットパターンP及びQに従って送信されてもよい。
本発明は、プリコーディング及び再送制御が行われる適切な如何なるマルチキャリア方式の無線通信システムに適用されてもよい。例えば本発明は、HSDPA/HSUPA方式のW-CDMAシステム、LTE方式のシステム、IMT-Advancedシステム、WiMAX, Wi-Fi方式のシステム等に適用されてもよい。
以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、それらは単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。発明の理解を促すため具体的な数式を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数式は単なる一例に過ぎず適切な如何なる数式が使用されてもよい。実施例又は項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の実施例又は項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、或る実施例又は項目に記載された事項が、別の実施例又は項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。ソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ(ROM)、EPROM、EEPROM、レジスタ、ハードディスク(HDD)、リムーバブルディスク、CD-ROMその他の適切な如何なる記憶媒体に用意されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
10 基地局
11 アンテナ
12 データ部
13 符号化部
14 パイロット挿入部
15 プリコーディング部
16 パケット再送制御部
17 パイロットパターン生成部
20 移動局
21 アンテナ
31 アンテナ
32 受信部
33 受信信号処理部
34 制御部
35 送信信号生成部
36 送信部

Claims (15)

  1. 送信フレームを作成する作成部と、
    複数の送信アンテナを介して前記送信フレームを送信する送信部と
    を有する無線通信装置であって、
    前記送信フレームは、所定の周波数帯域幅及び所定のシンボル期間を有するリソースエレメントを所定数個含み、
    ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数より少なくなるように、前記作成部は送信フレームを作成する、無線通信装置。
  2. 前記送信部はプリコーディング部をさらに含み、前記ある送信フレーム中のパイロット信号に基づいて通信相手側で測定された無線伝搬状況に応じて、該プリコーディング部は、前記再送の送信フレームにプリコーディング処理を施す、請求項1記載の無線通信装置。
  3. 前記再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数の2倍になるように、前記作成部は送信フレームを作成する、請求項1又は2に記載の無線通信装置。
  4. 最後の再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、1になるように、前記作成部は送信フレームを作成する、請求項1ないし3の何れか1項に記載の無線通信装置。
  5. 前記作成部はチャネル符号化部を含み、該チャネル符号化部は、パイロット信号及びデータ信号双方を含む全体的なリソースエレメント数が、前記ある送信フレーム及び前記再送の送信フレームにおいて等しくなるように、前記再送の送信フレームにおけるデータ信号に対するチャネル符号化率を調整する、請求項1ないし4の何れか1項に記載の無線通信装置。
  6. 送信フレームを作成するステップと、
    複数の送信アンテナを介して前記送信フレームを無線送信するステップと
    を有する無線通信方法であって、
    前記送信フレームは、所定の周波数帯域幅及び所定のシンボル期間を有するリソースエレメントを所定数個含み、
    ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数より少なくなるように、前記作成ステップは送信フレームを作成する、無線通信方法。
  7. 前記送信ステップはさらにプリコーディングステップを含み、該プリコーディングステップは、前記ある送信フレーム中のパイロット信号に基づいて通信相手側で測定された無線伝搬状況に応じて、前記再送の送信フレームにプリコーディング処理を施す、請求項6記載の無線通信方法。
  8. 前記再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数の2倍になるように、
    前記作成ステップは送信フレームを作成する、請求項6又は7に記載の無線通信方法。
  9. 最後の再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、1になるように、前記作成ステップは送信フレームを作成する、請求項6ないし8の何れか1項に記載の無線通信方法。
  10. 前記作成ステップはチャネル符号化ステップを含み、該チャネル符号化ステップは、パイロット信号及びデータ信号双方を含む全体的なリソースエレメント数が、前記ある送信フレーム及び前記再送の送信フレームにおいて等しくなるように、前記再送の送信フレームにおけるデータ信号に対するチャネル符号化率を調整する、請求項6ないし9の何れか1項に記載の無線通信方法。
  11. 基地局及び移動局を含む無線通信システムであって、
    前記基地局は、
    送信フレームを作成する作成部と、
    複数の送信アンテナを介して前記送信フレームを送信する送信部とを有し、
    前記移動局は、
    前記送信フレームを受信する受信部、
    前記送信フレーム中のパイロット信号に基づいて、無線伝搬状況を推定する推定部、及び
    推定部による推定結果を前記基地局に送信する送信部を有し、
    前記基地局の送信部は、前記移動局から受信した無線伝搬状況の推定結果に基づいて、前記送信フレームにプリコーディング処理を施すプリコーディング部をさらに有し、
    前記送信フレームは、所定の周波数帯域幅及び所定のシンボル期間を有するリソースエレメントを所定数個含み、
    ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数より少なくなるように、前記作成部は送信フレームを作成する、無線通信システム。
  12. 前記プリコーディング部は、前記ある送信フレーム中のパイロット信号に基づいて通信相手側で測定された無線伝搬状況に応じて、前記再送の送信フレームにプリコーディング処理を施す、請求項11記載の無線通信システム。
  13. 前記再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、前記ある送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数の2倍になるように、前記作成部は送信フレームを作成する、請求項11又は12に記載の無線通信システム。
  14. 最後の再送の送信フレームの中でパイロット信号が占めるリソースエレメントの位置により、識別可能な送信アンテナの数が、1になるように、前記作成部は送信フレームを作成する、請求項11ないし13の何れか1項に記載の無線通信システム。
  15. 前記作成部はチャネル符号化部を含み、該チャネル符号化部は、パイロット信号及びデータ信号双方を含む全体的なリソースエレメント数が、前記ある送信フレーム及び前記再送の送信フレームにおいて等しくなるように、前記再送の送信フレームにおけるデータ信号に対するチャネル符号化率を調整する、請求項11ないし14の何れか1項に記載の無線通信システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016136706A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 日本電信電話株式会社 基地局装置、ウエイト生成方法、及び無線通信システム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5638404B2 (ja) * 2011-01-26 2014-12-10 ソフトバンクモバイル株式会社 移動通信システム及び基地局制御装置
WO2012150808A2 (ko) * 2011-05-02 2012-11-08 엘지전자 주식회사 무선접속시스템에서 큰 페이로드를 갖는 상향링크제어정보 전송 방법 및 장치
EP2887570A4 (en) * 2012-08-15 2016-01-06 Fujitsu Ltd COMMUNICATION SYSTEM, WIRELESS BASE STATION, WIRELESS DEVICE AND COMMUNICATION PROCESS
CN108282275B (zh) * 2017-01-06 2021-09-14 华为技术有限公司 数据传输方法及装置
FR3067537A1 (fr) * 2017-06-27 2018-12-14 Orange Procede de transmission de donnees et de retransmission harq.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4284773B2 (ja) * 1999-09-07 2009-06-24 ソニー株式会社 送信装置、受信装置、通信システム、送信方法及び通信方法
DE60134641D1 (de) * 2001-08-13 2008-08-14 Motorola Inc Drahtlose Kommunikation mit Sendediversität
US8085875B2 (en) * 2004-07-16 2011-12-27 Qualcomm Incorporated Incremental pilot insertion for channnel and interference estimation
US8000221B2 (en) * 2004-07-20 2011-08-16 Qualcomm, Incorporated Adaptive pilot insertion for a MIMO-OFDM system
EP1865618A4 (en) * 2005-03-30 2012-05-02 Fujitsu Ltd MOBILE TERMINAL, APPARATUS AND METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION
US8073063B2 (en) * 2005-08-23 2011-12-06 Nortel Networks Limited Methods and systems for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multiple zone partitioning
US7983236B2 (en) * 2005-09-27 2011-07-19 Nokia Corporation Pilot structure for multicarrier transmissions
JP4861971B2 (ja) 2007-12-07 2012-01-25 ボッシュ株式会社 内燃機関の燃料供給装置及び燃料供給装置の異常判定装置
CN101252422B (zh) * 2008-03-20 2013-06-05 中兴通讯股份有限公司 物理混合重传指示信道的分配方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016136706A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 日本電信電話株式会社 基地局装置、ウエイト生成方法、及び無線通信システム

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