JP4968256B2 - パイロット信号伝送方法および無線通信装置 - Google Patents

パイロット信号伝送方法および無線通信装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、上りリンクにおいて、パイロット信号を伝送するパイロット信号伝送方法および無線通信装置に関する。
近年、第３世代移動体通信（３Ｇ）、無線ＬＡＮや、第４世代移動体通信（４Ｇ）を含む複数の無線通信システムがシームレスかつ安全に接続できる次世代の無線ネットワークとしてＢｅｙｏｎｄ ３Ｇが開発されている。そのＢｅｙｏｎｄ ３Ｇの上りリンクの伝送方式としては、シングルキャリア伝送方式が考えられている（例えば、文献「3GPP, “TR 25.814 v1.2.2,” March 2006.」（以下、文献１と称する）参照。）。
図１は、文献1に示されているシングルキャリア伝送方式の送信機の構成を示す図である。
図１に示した送信機は、データ送信部１１０１と、パイロット送信部１１０２と、それらの出力を多重するＭＵＸ部１１０３とから構成されている。
さらにデータ送信部１１０１は、ＤＦＴ（離散フーリエ変換：Discrete Fourier Transformation）部１１１１と、サブキャリアマッピング部１１１２と、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Inverse Fast Fourier Transformation）部１１１３と、サイクリックプレフィックス付加部１１１４とから構成されている。
図１に示すデータ送信部１１０１は、以下のように動作する。
まず、
Figure 0004968256
 シンボルからなるデータ信号に
Figure 0004968256
 ポイントのＤＦＴをＤＦＴ部１１１１にて適用し、データ信号を周波数領域信号に変換する。その後、サブキャリアマッピング部１１１２において、周波数領域信号をサブキャリアにマッピングする（使用しないサブキャリアには「０」を挿入し、合計
Figure 0004968256
 サブキャリア分のデータを生成する）。
さらに、サブキャリアマッピング後の周波数領域信号に
Figure 0004968256
 ポイントＩＦＦＴをＩＦＦＴ部１１１３にて適用し、時間領域信号に変換する。最後に、サイクリックプレフィックス付加部１１１４において、サイクリックプレフィックスを付加して送信する。
図２は、図１に示したサイクリックプレフィックス付加部１１１４におけるサイクリックプレフィックス付加の様子を示す図である。
図１に示したサイクリックプレフィックス付加部１１１４におけるサイクリックプレフィックス付加は図２に示すように、ブロックの後部をブロックの先頭にコピーすることである。
なお、サイクリックプレフィックスは、受信側での周波数領域等化を効果的に実行するために挿入する。なお、サイクリックプレフィックス長は、伝搬路の遅延パスの最大遅延時間を越えないように設定することが望ましい。
次に、図１に示した送信機に対応する一般的な受信機の構成について説明する。
図３は、図１に示した送信機に対応する一般的な受信機の構成を示す図である。
図３に示した受信機は、図１に示した送信機から送信された信号を、データ信号とパイロット信号とに分離するＤｅＭＵＸ部１３０１と、データ受信部１３０２と、パイロット受信部１３０３とから構成されている。
さらにデータ受信部１３０２は、サイクリックプレフィックス除去部１３１１と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast Fourier Transformation）部１３１２と、サブキャリアデマッピング部１３１３と、周波数等化部１３１４と、ＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換：Inverse Discrete Fourier Transformation）部１３１５と、データ復調部１３１６とから構成されている。
図３に示すデータ受信部１３０２は、以下のように動作する。
まず、サイクリックプレフィックス除去部１３１１において、受信された信号からサイクリックプレフィックスを除去する。そして、
Figure 0004968256
 ポイントＦＦＴをＦＦＴ部１３１２にて適用することにより周波数信号に変換する。その後、サブキャリアデマッピング部１３１３により各ユーザが使用するサブキャリアにデマッピングを行う。デマッピングが行われると、周波数等化部１３１４においてパイロット信号受信部１３０３の伝送路推定部１３２４（後述）により得られた伝搬路推定値を用いて、周波数領域等化を行う。その後、
Figure 0004968256
 ポイントＩＤＦＴをＩＤＦＴ部１３１５にて適用し、時間領域信号に変換し、データ復調部１３１６において受信データの復調を行う。
次に、上りリンクのパイロット信号とユーザ多重法とについて説明する。
近年、パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列が注目されている。例えば、ＣＡＺＡＣ系列の１つとして、式1で表されるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が考えられている（例えば、文献「B. M. Popvic, "Generalized Chirp-Like Polyphase Sequences with Optimum Correlation Properties," IEEE Transactions on Information Theory, Vol.38, No.4, pp1406-1409, July 1992.」参照。）。
Figure 0004968256
 ＣＡＺＡＣ系列とは、時間及び周波数両領域において一定振幅でかつ位相差「０」以外の自己相関値が「０」となる系列のことである。時間領域で一定振幅であることからピーク対平均雑音電力比（ＰＡＰＲ：Peak to Average Power Ratio）を小さく抑えられ、かつ周波数領域においても一定振幅であることから周波数領域における伝搬路推定に適する系列である。さらに、完全な自己相関特性があることから受信信号のタイミング検出に適しているという利点を持つことから、Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇの上りリンクのアクセス方式であるシングルキャリア伝送に適するパイロット系列として注目されている。
また、上りリンクのパイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を用いる場合のユーザ多重法として、符号分割多重（ＣＤＭ：Code Division Multiplexing）が提案されている（例えば、文献「3GPP, R1-051062 , Texas Instruments” On Uplink Pilot in EUTRA SC-OFDMA,” Oct. 2005」参照。)。
パイロット信号のＣＤＭでは各ユーザは同一の系列長のＣＡＺＡＣ系列を使うが、ユーザ毎に固有のサイクリックシフトを付加する。サイクリックシフト時間を想定される最大遅延時間以上にとれば、マルチパス環境においても全ユーザのパイロット信号を直交させることができる。これは、ＣＡＺＡＣ系列の自己相関値が位相差「０」以外で常に「０」となる性質を用いている。
パイロット信号をＣＤＭしたときのパイロット信号の送信部および受信部について、図１および図３を用いて説明する。パイロット送信部１１０２は、基本的な構成や処理はデータ送信部１１０１と同一であるため、データ送信部１１０１と異なる部分について説明する。
まず、ＤＦＴ部１１２１およびＩＦＦＴ部１１２３のポイント数がそれぞれ
Figure 0004968256
 となっている（文献１では
Figure 0004968256
 となっている）。
また、パイロット信号のユーザ多重をＣＤＭで行う場合、受信部で各ユーザを分離するためにサイクリックシフト部１１２４でユーザ固有のサイクリックシフトをさせる。サイクリックシフトとは、図２に示したように、パイロット信号系列がリング状であるように扱われるシフトであり、パイロット信号系列は最後部から先頭へ再入される。各ユーザのサイクリックシフト量は遅延パスの最大遅延間以上、つまりサイクリックプレフィックス長以上とすることが望ましい。最後に、サイクリックプレフィックス付加部１１２５にてサイクリックプレフィックスを付加して、生成されたデータ信号とパイロット信号とをＭＵＸ部１１０３にて時間多重して送信する。
次に、パイロット受信部１３０３について説明する。
パイロット受信部１３０３では、データ信号とパイロット信号とをＤｅＭＵＸ部１３０１にて分離した後、サイクリックプレフィックス除去部１３２１にてサイクリックプレフィックスを除去する。そして、パイロット信号に
Figure 0004968256
 ポイントＦＦＴをＦＦＴ部１３２２にて行い、周波数領域のパイロット信号に変換する。そして、サブキャリアデマッピング部１３２３にてサブキャリアデマッピングを行った後、伝搬路推定部１３２４にて伝搬路推定を行う。各ユーザの伝搬路推定値はデータ受信部１３０２の周波数等化部１３１４へ出力される。
また、ＣＡＺＡＣ系列をセルラシステムで用いる場合、相互相関特性も重要となり、他セル干渉抑圧の観点から相互相関値の小さい系列の組を隣接セル間のパイロット信号系列として割り当てることが望ましい。なお、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の相互相関特性はその系列に大きく依存する。例えば、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の系列長Ｌが素数や大きい素数を含む場合、相互相関特性は非常に良い（相互相関値が小さい）。一方、小さい素数のみから構成される合成数の場合、相互相関特性は大きく劣化する（相互相関値に大きな値が含まれる）。具体的には、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の系列長Ｌが素数の場合、任意のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列同士の相互相関値は常に
Figure 0004968256
 に保たれることが考えられている（例えば、非特許文献３参照。）。
Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇでは、データ信号および制御信号の伝送帯域がユーザごとに異なる場合が想定される。したがって、データ信号および制御信号の復調に用いるパイロット信号もユーザごとに帯域が異なるため、伝送帯域の異なるユーザのパイロット信号を多重する必要がある。
図４は、従来の移動無線システムの一構成例を示す図である。
図４に示した移動無線システムには、基地局であるＢＳ１００１と、ＢＳ１００１が形成するサービスエリアであるＣＬ１０００において、そのＢＳ１００１との間でそれぞれ通信を行う複数の移動局であるＭＳ１００２〜１００５とが設けられている。
図５は、図４に示した移動無線システムにおいてユーザが使用する周波数ブロックおよび各ユーザが用いるパイロット信号系列の一例を示す図である。
図５に示すように、データ信号または制御信号を周波数の連続した周波数ブロックを使用してシングルキャリア伝送する場合、パイロット信号も同様にデータ信号または制御信号と同じ周波数ブロックを使用してシングルキャリア伝送する。
パイロット信号の多重方法をＣＤＭとした場合、例えば図５では、ＭＳ１００２〜１００５が送信する信号の帯域幅をそれぞれ３Ｗ，Ｗ，Ｗ，２Ｗ（Ｗは所定の帯域幅）とすると、パイロット信号系列としてそれぞれの帯域幅に対応した３Ｌ，Ｌ，Ｌ，２Ｌの系列長を有するＣＡＺＡＣ系列をそれぞれ使用することになる。
このような場合、周波数の連続した異なる周波数ブロックを用いてパイロット信号をするユーザ間のパイロット信号は、直交しなくなってしまうという問題点がある。その理由は、使用する周波数ブロックの異なるユーザ間のパイロット信号の系列長が同一でないためである。
また、図６は、従来の移動無線システムの他の構成例を示す図である。
図６に示した移動無線システムは、基地局であるＢＳ１００１，１３０１と、ＢＳ１００１およびＢＳ１３０１がそれぞれ形成するサービスエリアであるＣＬ１０００およびＣＬ１３００内において、ＢＳ１００１およびＢＳ１３０１との間でそれぞれ通信を行う複数の移動局であるＭＳ１００２〜１００５およびＭＳ１３０２〜１３０５とが設けられている。
図７は、図６に示した移動無線システムのＣＬ１３００内においてユーザが使用する周波数ブロックおよび各ユーザが用いるパイロット信号系列の一例を示す図である。ここで、ＣＬ１０００においてユーザが使用する周波数ブロックおよび各ユーザが用いるパイロット信号系列は図５に示したものと同一とする。
隣接セル間の使用する周波数ブロックをみると、例えば、ＭＳ１００３およびＭＳ１００４とＭＳ１３０３との間は同一帯域幅となるため、異なるＣＡＺＡＣ系列を用いることによりセル間干渉を小さくすることが可能である。一方、例えば、ＭＳ１００２とＭＳ１３０２との間、またはＭＳ１００２とＭＳ１３０４との間は使用している周波数ブロックの帯域幅が異なるため、セル間干渉を小さくすることができない。つまり、パイロット信号として使用しているＣＡＺＡＣ系列の系列長が異なる場合、セル間の干渉小さくすることができないという問題点がある。その理由は、系列長が異なるＣＡＺＡＣ系列間の相互相関特性が劣化してしまうためである。
本発明は、上述したような課題を解決するため、移動無線システムにおいて、パイロット信号としてＣＡＺＡＣ系列を送信し、ユーザ多重法としてＣＤＭを用いる場合において、帯域の異なるユーザのパイロット信号をセル内で直交およびパイロット信号における他セルからのセル間干渉を低減することができるパイロット信号伝送方法および無線通信装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
無線通信システムにおいて、位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を送信し、ユーザ多重法の少なくとも１つに符号分割多重を用いるパイロット信号伝送方法であって、
システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域を複数の種類の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割する処理と、
前記複数の周波数ブロックにそれぞれ対応した系列長を有する前記パイロット信号系列を用いて、前記複数の周波数ブロックのそれぞれのパイロット信号をシングルキャリアで生成する処理と、
生成された前記パイロット信号を各ユーザに対応するパイロット信号として前記複数の周波数ブロックのうち任意の数の周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送する処理とを有する。
また、すべての隣接セルの同一帯域を複数の種類の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割する処理と、
前記周波数ブロックでパイロット信号を送信する異なるセル間にて、前記複数の周波数ブロックの帯域幅にそれぞれ対応した前記系列長を有する前記パイロット信号系列の中で異なる系列を用いる処理とを有することを特徴とする。
また、前記システム帯域を同一の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割する処理を有することを特徴とする。
また、前記パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を使うことを特徴とする。
また、データ信号または制御信号を、周波数の連続した前記周波数ブロックを用いてシングルキャリア伝送する処理を有することを特徴とする。
また、無線通信システムにおいて、位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を送信し、ユーザ多重法の少なくとも１つに符号分割多重を用いて信号を伝送する無線伝送装置であって、
システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域を複数の種類の帯域幅に分割された複数の周波数ブロックにそれぞれ対応した系列長を有する前記パイロット信号系列を生成し、生成された前記パイロット信号系列を用いてパイロット信号をシングルキャリアで生成し、生成された前記パイロット信号を各ユーザに対応するパイロット信号を前記複数の周波数ブロックのうち任意の数の周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送する。
また、前記系列長が同一である前記パイロット信号系列を生成することを特徴とする。
また、前記パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を生成することを特徴とする。
また、データ信号または制御信号を周波数の連続した前記周波数ブロックを用いてシングルキャリア伝送することを特徴とする。
上記のように構成された本発明においては、位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を送信し、ユーザ多重法の少なくとも１つに符号分割多重を用いる場合、システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域が複数の種類の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割され、複数の周波数ブロックにそれぞれ対応した系列長を有するパイロット信号系列を用いて、複数の周波数ブロックのそれぞれのパイロット信号がシングルキャリアで生成され、生成されたパイロット信号が各ユーザに対応するパイロット信号として複数の周波数ブロックのうち任意の数の周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送される。
このため、パイロット信号系列に用いる系列長をすべて同一にすることができ、相互相関特性が良好な系列を選択して使用することができる。
以上説明したように本発明においては、位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を送信し、ユーザ多重法の少なくとも１つに符号分割多重を用いる場合、システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域を複数の種類の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割し、複数の周波数ブロックにそれぞれ対応した系列長を有するパイロット信号系列を用いて、複数の周波数ブロックのそれぞれのパイロット信号をシングルキャリアで生成し、生成されたパイロット信号を各ユーザに対応するパイロット信号として複数の周波数ブロックのうち任意の数の周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送する構成としたため、帯域の異なるユーザのパイロット信号をセル内で直交およびパイロット信号における他セルからのセル間干渉を低減することができる。
文献1に示されているシングルキャリア伝送方式の送信機の構成を示す図である。 図１に示したサイクリックプレフィックス付加部におけるサイクリックプレフィックス付加の様子を示す図である。 図１に示した送信機に対応する一般的な受信機の構成を示す図である。 従来の移動無線システムの一構成例を示す図である。 図４に示した移動無線システムにおいてユーザが使用する周波数ブロックおよび各ユーザが用いるパイロット信号系列の一例を示す図である。 従来の移動無線システムの他の構成例を示す図である。 図６に示した移動無線システムのＣＬ内においてユーザが使用する周波数ブロックおよび各ユーザが用いるパイロット信号系列の一例を示す図である。 本発明の無線通信装置が用いられる移動無線システムの第１の実施の形態を示す図である。 図８に示した移動無線システムにおいて各ユーザがパイロット信号を送信する帯域とそのとき用いるＣＡＺＡＣ系列を示す図である。 本発明の無線通信装置の第１の実施の形態に係るパイロット信号送信部の一構成例を示す図である。 図１０に示したパイロット信号送信部に対応するパイロット信号受信部の一構成例を示す図である。 図１１に示した伝搬路推定部の一構成例を示す図である。 図１２に示したＩＤＦＴ部にて得られる時間領域の信号の例を示す図である。 本発明の無線通信装置が用いられる移動無線システムの第２の実施の形態を示す図である。 図１４に示した移動無線システムにおいて各ユーザがパイロット信号を送信する帯域とそのとき用いるＣＡＺＡＣ系列を示す図である。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図８は、本発明の無線通信装置が用いられる移動無線システムの第１の実施の形態を示す図である。
図８に示すように本形態には、基地局であるＢＳ１０１と、ＢＳ１０１が形成するサービスエリアであるＣＬ１００において、ＢＳ１０１との間でそれぞれ通信を行う複数の移動局であるＭＳ１０２〜１０５とが設けられている。ここで、ＢＳ１０１およびＭＳ１０２〜１０５は本発明の無線通信装置である。
図９は、図８に示した移動無線システムにおいて各ユーザがパイロット信号を送信する帯域とそのとき用いるＣＡＺＡＣ系列を示す図である。
図９に示すように、システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域が、周波数ブロックＢ１,Ｂ２に分割されている。また、データ信号または制御信号をユーザごとに異なる帯域を使用してシングルキャリア伝送するものとする。このとき、それぞれのユーザは周波数ブロック帯域幅Ｗ１＝Ｗ，Ｗ２＝２に対応した系列長Ｌ１，Ｌ２をもつ同一ＣＡＺＡＣ系列を用いる。
したがって、ＭＳ１０２はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ１＝ＬおよびＬ１＝２Ｌに対応する２つの周波数ブロックＢ１，Ｂ２を用いて同時伝送するマルチキャリア伝送することになる。また、ＭＳ１０３およびＭＳ１０４はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ１＝Ｌに対応する帯域幅Ｗ１を使用したシングルキャリア伝送することになる。また、ＭＳ１０５はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ２＝２Ｌに対応する帯域幅Ｗ２を使用したシングルキャリア伝送することになる。ここで、同一帯域で伝送する各ユーザは同一ＣＡＺＡＣ系列をユーザ固有のサイクリックシフトした系列を用いる。
このように、パイロット信号の周波数ブロックの帯域幅を統一、つまり使用するＣＡＺＡＣ系列長を統一することにより、パイロット信号の送信帯域が異なるユーザ間を直交させることができる。
図１０は、本発明の無線通信装置の第１の実施の形態に係るパイロット信号送信部の一構成例を示す図である。
本構成は図１０に示すように、複数のＤＦＴ部６０１−１〜６０１−ｎと、複数のサブキャリアマッピング部６０２−１〜６０２−ｎと、ＩＦＦＴ部６０３と、サイクリックプレフィックス付加部６０４と、サイクリックシフト部６０５とから構成されている。
図１０に示したパイロット信号送信部は、以下のように動作する。
まず、周波数ブロックの帯域幅に対応した系列長のＣＡＺＡＣ系列がそれぞれＤＦＴ部６０１−１〜６０１−ｎに挿入され、周波数領域のパイロット信号に変換される。ここで、ＤＦＴ部６０１−１〜６０１−ｎのポイント数
Figure 0004968256
 は、それぞれのキャリアの帯域幅に対応した系列長に対応する。ここで、ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）は同時送信するキャリア数である。
そして、周波数変換されたパイロット信号がそれぞれサブキャリアマッピング部６０２−１〜６０２−ｎに挿入され、サブキャリアマッピングが行われる。サブキャリアマッピングが行われると、サブキャリアマッピングされた周波数領域のパイロット信号に
Figure 0004968256
 ポイントＦＦＴをＩＦＦＴ部６０３にて適用し、時間領域のパイロット信号に変換される。
その後、サイクリックシフト部６０５において、ユーザ固有のサイクリックシフトが行われ、サイクリックプレフィックス付加部６０４において、サイクリックプレフィックスが付加される。
以上のように生成されたパイロット信号は、従来例と同一の処理により生成されたデータ信号に時間多重される。
以上、説明した処理は本発明のパイロット信号伝送方法における送信側の処理である。
図１１は、図１０に示したパイロット信号送信部に対応するパイロット信号受信部の一構成例を示す図である。ここでデータの受信部は、従来のものと同一の構成であるため、データ信号とパイロット信号とをマルチプレクサで分離したパイロット信号の受信部についてのみを図１１に示す。
図１１に示したパイロット信号受信部は、サイクリックプレフィックス除去部７０１と、ＦＦＴ部７０２と、複数のサブキャリアデマッピング部７０３−１〜７０３−ｎと、複数の伝搬路推定部７０４−１〜７０４−ｎとから構成されている。
図１１に示したパイロット信号受信部は、以下のように動作する。
まず、サイクリックプレフィックス除去部７０１において、受信された信号からサイクリックプレフィックスが除去される。そして、
Figure 0004968256
 ポイントＦＦＴをＦＦＴ部７０２にて適用することにより周波数領域の受信信号に変換される。その後、サブキャリアデマッピング部７０３−１〜７０３−ｎにより各ユーザが使用するサブキャリアにデマッピングされる。サブキャリアデマッピングされた後、サブキャリアデマッピングされた周波数信号が伝搬路推定部７０４−１〜７０４−ｎに挿入される。
図１２は、図１１に示した伝搬路推定部７０４−１〜７０４−ｎの一構成例を示す図である。
図１１に示した伝搬路推定部７０４−１〜７０４−ｎは図１２に示すように、パイロット乗算部８０１と、パイロット信号生成部８０２と、ＩＤＦＴ部８０３と、伝搬路フィルタ８０４と、ＤＦＴ部８０５とから構成されている。
パイロット乗算部８０１では、サブキャリアデマッピングされた周波数領域の受信信号とパイロット信号生成部８０２により生成された周波数領域表現のパイロット信号との複素共役を乗算する。パイロット信号生成部８０２は、パイロット信号の周波数表現を記憶しているメモリや生成式を用いて計算する回路でもあってもよい。
その後、乗算された信号に周波数ブロックの帯域幅に対応した
Figure 0004968256
 ポイントＩＤＦＴがＩＤＦＴ部８０３にて行われ、時間領域の信号に変換される。
図１３は、図１２に示したＩＤＦＴ部８０３にて得られる時間領域の信号の例を示す図である。
図１０に示したサイクリックシフト部６０５にて、ユーザ固有のサイクリックシフトすることにより、図１３に示すように各ユーザの伝搬路のインパルス応答が時間シフトした信号が得られる。
そして、得られた伝搬路のインパルス応答を各ユーザに対応した伝搬路フィルタ８０４に通すことにより、各ユーザに対応する伝搬路のインパルス応答が得られる。得られた各ユーザのインパルス応答に
Figure 0004968256
 ポイントＤＦＴをＤＦＴ部８０５にて適用することより、周波数領域の伝搬路推定値に変換され、周波数等化に用いる伝搬路の周波数応答を得ることができる。
以上、説明した処理は本発明のパイロット信号伝送方法における受信側の処理である。
本発明の第１の実施の形態においては、パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を送信し、ユーザ多重法として符号分割多重を用いる場合を例に挙げて説明した。この場合、システム帯域が周波数ブロックに分割され、それぞれの周波数ブロックの帯域幅に対応した系列長を有する同一のパイロット信号系列のユーザ固有のサイクリックシフトした系列を用いてシングルキャリアでパイロット信号が生成され、各ユーザに対応するパイロット信号は周波数ブロックのうち任意のｎ周波数ブロックを用いるｎマルチキャリア伝送するように構成されている。したがって、各ユーザの同一帯域において、同一の系列長のＣＡＺＡＣ系列を用いることができるため、ユーザのパイロット信号を直交させることができる。
（第２の実施の形態）
図１４は、本発明の無線通信装置が用いられる移動無線システムの第２の実施の形態を示す図である。
図１４に示すように本形態には、基地局であるＢＳ１０１，３０１と、ＢＳ１０１およびＢＳ３０１がそれぞれ形成するサービスエリアであるＣＬ１００およびＣＬ３００内において、ＢＳ１０１およびＢＳ３０１との間でそれぞれ通信を行う複数の移動局であるＭＳ１０２〜１０５およびＭＳ３０２〜３０５とが設けられている。ここで、ＢＳ１０１，３０１およびＭＳ１０２〜１０５，３０２〜３０５は本発明の無線通信装置である。
図１５は、図１４に示した移動無線システムにおいて各ユーザがパイロット信号を送信する帯域とそのとき用いるＣＡＺＡＣ系列を示す図である。ここで、従来同様、データ信号または制御信号は、周波数の連続した周波数ブロックを用いるシングルキャリア伝送するものとする。
第1の実施の形態においては、それぞれのユーザがパイロット信号をシングルキャリアで送信する帯域を同一のものとしたが、第２の実施の形態においては、他セルのユーザも含めて、パイロット信号をシングルキャリアで送信する帯域を同一のものとする。
したがって、図１５を参照すると、ＣＬ１００のＭＳ１０２はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌに対応する３つのキャリア（帯域幅Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ）を同時伝送するマルチキャリア伝送することになる。また、ＭＳ１０３およびＭＳ１０４はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ１＝Ｌに対応する帯域幅Ｗ１を使用したシングルキャリア伝送することになる。また、ＭＳ１０５はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌに対応する２つのキャリア（帯域幅Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ）を同時伝送するマルチキャリア伝送することになる。
一方、ＣＬ３００のＭＳ３０２はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌに対応する２つのキャリア（帯域幅Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ）を同時伝送するマルチキャリア伝送することになる。また、ＭＳ３０３はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ１＝Ｌに対応する帯域幅Ｗ１を使用したシングルキャリア伝送することになる。また、ＭＳ３０４およびＭＳ３０５はＣＡＺＡＣ系列長Ｌ３＝Ｌに対応する帯域幅Ｗ３を使用したシングルキャリア伝送することになる。
また、パイロット信号に使用する系列は、セル内の同一帯域では同一のＣＡＺＡＣ系列のユーザ固有のサイクリックシフトした系列を、また、異なるセルの同一帯域では異なるＣＡＺＡＣ系列を用いる。ＣＡＺＡＣ系列は同一系列長でのみ相互相関関数が小さい系列が存在するという性質をもつので、すべてのセルの同一帯域でパイロット信号の周波数ブロックの帯域幅を統一することができる。つまり、ＣＡＺＡＣ系列の系列長を同一とすることで、セル間干渉を低減することができる。
第２の実施の形態のパイロット信号送信部及び受信部は第１の実施の形態にて説明した図１０〜１２と同一の構成であるので説明は省略する。
本発明の第２の実施の形態においては、隣接するサービスエリアである隣接セルの同一帯域における周波数ブロックの分割が同一である。分割された周波数ブロックでパイロット信号を送信する異なるセル間のユーザによって、当該周波数ブロックの帯域幅に対応した系列長を有するＣＡＺＡＣ系列の中で異なるＣＡＺＡＣ系列を用いてパイロット信号がシングルキャリアで生成される。そして、各ユーザに対応するパイロット信号は周波数ブロックのうち任意のｎ周波数ブロックを用いるｎマルチキャリア伝送される。したがって、セル内および他セルにおいて各ユーザの同一帯域において、同一の系列長のＣＡＺＡＣ系列を用いることができる。そのため、セル内のユーザのパイロット信号を直交かつセル間干渉を低減させることができる。
なお、第２の実施の形態においては、セル内の異なる帯域ではセル内で同一のＣＡＺＡＣ系列を用いる場合について説明したが、異なるＣＡＺＡＣ系列を使用しても同様の効果が期待できる。
また、本発明の第２の実施の形態においては、サービスエリアであるサービスセルが２セルの場合について説明したが、サービスセルが３セル以上の場合においても同様の効果が期待できることは言うまでもない。
また、本発明の第２の実施の形態においては、隣接するサービスセルのシステム帯域が同一の場合について説明したが、隣接するサービスセルのシステム帯域が異なる場合においても、同一帯域において周波数ブロックの分割が同一の場合であれば同様の効果が期待できる。
また、本発明の実施の形態においては、周波数ブロックの帯域幅が違う場合（Ｗ１≠Ｗ２）について説明したが、周波数ブロックの帯域幅が同一の場合（Ｗ１＝Ｗ２）においても同様の効果が期待できる。
また、本発明の実施の形態においては、システム帯域を３つの周波数ブロックに分割した場合について説明したが、周波数ブロックが２つ以上の場合においても同様の効果が期待できる。
また、本発明の実施の形態においては、パイロット信号を送信する周波数ブロックが帯域幅Ｗとその整数倍の帯域幅とのみで構成される場合について説明したが、帯域幅Ｗの整数倍でない周波数ブロックを含む場合であっても同様の効果が期待できる。
また、本発明の実施の形態においては、各ユーザのパイロット信号を周波数の連続した周波数ブロックを用いるマルチキャリア伝送する場合において説明したが、周波数が不連続である周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送した場合においても同様の効果が期待できる。
また、上記の説明において、ＢＳ１０１，３０１およびＭＳ１０２〜１０５，３０２〜３０５は、上述したパイロット信号送信部およびパイロット信号受信部を有し、信号を伝送する無線通信装置として説明した。
また、第１および第２の実施の形態においては、パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を使用した場合を例に挙げて説明した。位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を使用したものであっても良い。この場合、例えば、復調するデータ信号がＱＰＳＫのような動作点が低い（Ｅｂ／Ｎ０＝０〜５ｄＢ）場合、位相差が０の自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値の閾値を−２０ｄＢ（１０％）とすると、特性劣化はしない。ただし、復調するデータ信号が１６ＱＡＭや６４ＱＡＭのように動作点が高い場合、自己相関関数値の閾値をさらに低く設定する必要がある。

Claims (9)

  1. 無線通信システムにおいて、位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を送信し、ユーザ多重法の少なくとも１つに符号分割多重を用いるパイロット信号伝送方法であって、
    システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域を複数の種類の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割する処理と、
    前記複数の周波数ブロックにそれぞれ対応した系列長を有する前記パイロット信号系列を用いて、前記複数の周波数ブロックのそれぞれのパイロット信号をシングルキャリアで生成する処理と、
    生成された前記パイロット信号を各ユーザに対応するパイロット信号として前記複数の周波数ブロックのうち任意の数の周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送する処理とを有するパイロット信号伝送方法。
  2. 請求項１に記載のパイロット信号伝送方法において、
    すべての隣接セルの同一帯域を複数の種類の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割する処理と、
    前記周波数ブロックでパイロット信号を送信する異なるセル間にて、前記複数の周波数ブロックの帯域幅にそれぞれ対応した前記系列長を有する前記パイロット信号系列の中で異なる系列を用いる処理とを有することを特徴とするパイロット信号伝送方法。
  3. 請求項1または請求項２に記載のパイロット信号伝送方法において、
    前記システム帯域を同一の帯域幅の複数の周波数ブロックに分割する処理を有することを特徴とするパイロット信号伝送方法。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパイロット信号伝送方法において、
    前記パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を使うことを特徴とするパイロット信号伝送方法。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパイロット信号伝送方法において、
    データ信号または制御信号を、周波数の連続した前記周波数ブロックを用いてシングルキャリア伝送する処理を有することを特徴とするパイロット信号伝送方法。
  6. 無線通信システムにおいて、位相差が０であるの自己相関のピークに対して位相差が０以外の自己相関値が所定の閾値以下となる第１の性質と、系列長が異なる系列間の相互相関値よりも系列長が等しい系列間の相互相関値の方が小さな値となる第２の性質との少なくともいずれか一方の性質を有するパイロット信号系列を送信し、ユーザ多重法の少なくとも１つに符号分割多重を用いて信号を伝送する無線伝送装置であって、
    システムで使用可能な周波数帯域であるシステム帯域を複数の種類の帯域幅に分割された複数の周波数ブロックにそれぞれ対応した系列長を有する前記パイロット信号系列を生成し、生成された前記パイロット信号系列を用いてパイロット信号をシングルキャリアで生成し、生成された前記パイロット信号を各ユーザに対応するパイロット信号を前記複数の周波数ブロックのうち任意の数の周波数ブロックを用いてマルチキャリア伝送する無線伝送装置。
  7. 請求項６に記載の無線通信装置において、
    前記系列長が同一である前記パイロット信号系列を生成することを特徴とする無線通信装置。
  8. 請求項６または請求項７に記載の無線通信装置において、
    前記パイロット信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を生成することを特徴とする無線通信装置。
  9. 請求項６乃至８のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
    データ信号または制御信号を周波数の連続した前記周波数ブロックを用いてシングルキャリア伝送することを特徴とする無線通信装置。
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