JP5006130B2 - 送信方法ならびにそれを利用した基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、送信技術に関し、特に端末装置にパケット信号を送信する送信方法ならびにそれを利用した基地局装置に関する。

無線通信システムにおいて、基地局装置が複数の端末装置を接続する場合がある。基地局装置が複数の端末装置を接続する際の形態のひとつが、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）である。ＴＤＭＡ／ＴＤＤでは、複数のタイムスロットによってフレームが形成されており、さらに複数のフレームが連続して配置される。また、ひとつのフレームに含まれた複数のタイムスロットの一部が上り回線のために使用され、残りのタイムスロットが下り回線のために使用される（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１８６５３３号公報

一般的に、端末装置は、各基地局装置から報知されている制御信号を受信することによって、基地局装置の存在を認識する。また、端末装置は、受信した制御信号をもとに、基地局装置を選択し、当該基地局装置に接続を要求する。基地局装置が端末装置に接続を許可した場合、基地局装置と端末装置とは、通信を実行する。このような処理において使用されている信号は、パケット信号によって構成されている。また、パケット信号の先頭部分には、既知の信号であるトレーニング信号が配置される。パケット信号を受信した基地局装置あるいは端末装置は、トレーニング信号をもとに伝送路特性を推定し、当該伝送路特性を使用しながらパケット信号を復調する。端末装置は、複数の基地局装置から報知されている制御信号を受信すべきであるが、制御信号に配置されているトレーニング信号のパターンが基地局装置単位に異なれば、端末装置は、それらに対応できるように構成されなければならない。具体的には、各トレーニング信号のパターンに対応した相関処理が必要になり、その結果、端末装置の回路規模の増加や、制御信号の捕捉の長期間化がもたらされる。

一方、通信の開始後、端末装置は、データが含められたパケット信号を基地局装置から受信する。また、基地局装置がセルエッジに存在する場合、通信対象の基地局装置とは別の基地局装置（以下、「干渉源の基地局装置」という）からのパケット信号を受信しえる。特に、通信対象の基地局装置と干渉源の基地局装置とが同一の周波数を使用し、かつパケット信号の送信タイミングが重複する場合、端末装置において、互いのパケット信号が干渉しあう。これを回避するために、端末装置は、アダプティブアレイ信号処理を実行することによって、それらのパケット信号を分離する。その際、異なった基地局装置から送信されるパケット信号でのトレーニング信号が同一のパターンであれば、端末装置は、アダプティブアレイ信号処理を実行できなくなる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、端末装置における通信処理に適したトレーニング信号のパターンを決定する通信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、生成部において生成したパケット信号を出力する出力部とを備える。生成部は、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、予め規定されたパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかをトレーニング信号として設定する。

本発明の別の態様もまた、基地局装置である。この装置は、トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、生成部において生成したパケット信号を出力する出力部とを備える。生成部は、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置と共通して使用すべきパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置とは個別に使用すべきパターンをトレーニング信号として設定する。

本発明のさらに別の態様は、送信方法である。この方法は、トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成するステップと、生成するステップにおいて生成したパケット信号を出力するステップとを備える。生成するステップは、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、予め規定されたパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかをトレーニング信号として設定する。

本発明のさらに別の態様もまた、送信方法である。この方法は、トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成するステップと、生成するステップにおいて生成したパケット信号を出力するステップとを備える。生成するステップは、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置と共通して使用すべきパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置とは個別に使用すべきパターンをトレーニング信号として設定する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、端末装置における通信処理に適したトレーニング信号のパターンを決定できる。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムにおいて、各フレームは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって形成され、各タイムスロットは、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。ここで、マルチキャリア信号としてＯＦＤＭ信号が使用されており、周波数分割多重としてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が使用されている。また、各サブチャネルにおけるＯＦＤＭ信号は、パケット信号によって形成されており、前方の部分にトレーニング信号が配置されている。

基地局装置は、例えば、制御信号に対して、ひとつのサブチャネルを周期的に割り当て、割り当てたタイミングにおいて報知する。端末装置は、制御信号を受信することによって、基地局装置の存在を認識し、当該基地局装置へサブチャネルの割当要求を送信する。基地局装置は、当該端末装置にサブチャネルを割り当て、その結果を割当通知にて端末装置へ送信する。その後、当該サブチャネルを使用しながら、基地局装置と端末装置とは、通信を実行する。以上の状況下において、各基地局装置から送信される制御信号が、異なったパターンのトレーニング信号を有していれば、それらに対応するための端末装置の回路規模が増加したり、制御信号の捕捉期間が長くなる。一方、データを配置したパケット信号（以下、「データ信号」という）が共通のパターンのトレーニング信号を有していれば、端末装置が、複数の基地局装置から、重複したタイミングおよび周波数にてパケット信号を受信したときに、それらを分離できなくなる。これに対応するために、本実施例に係る基地局装置は、以下の処理を実行する。

基地局装置は、制御信号でのトレーニング信号に対して、他の基地局装置と共通して使用すべきパターンを使用する。そのため、端末装置は、制御信号を捕捉するために、ひとつのパターンに対する相関処理のみを実行すればよく、回路規模の増加および捕捉期間の増加が抑制される。なお、基地局装置は、他の基地局装置が制御信号を報知しているタイムスロットとは異なったタイムスロットにて、制御信号を報知する。そのため、複数の基地局装置から、重複したタイミングおよび周波数にて、端末装置が制御信号を受信する確率は低減される。その結果、トレーニング信号のパターンが同一であっても、端末装置は、各制御信号を捕捉できる。一方、基地局装置は、データ信号でのトレーニング信号に対して、他の基地局装置において使用されているパターンとは別のパターンを使用する。そのため、端末装置は、複数の基地局装置から、重複したタイミングおよび周波数にてデータ信号を受信しても、それらをアダプティブアレイ信号処理によって分離できる。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置１２と総称される第１端末装置１２ａ、第２端末装置１２ｂ、第３端末装置１２ｃを含む。

基地局装置１０は、一端に無線ネットワークを介して端末装置１２を接続し、他端に図示しないネットワークを接続する。基地局装置１０は、複数の端末装置１２のそれぞれに対して通信チャネルを割り当てることによって、複数の端末装置１２との通信を実行する。具体的には、基地局装置１０は、制御信号を報知しており、端末装置１２は、制御信号を受信することによって、基地局装置１０の存在を認識する。その後、端末装置１２が基地局装置１０に対してチャネル割当の要求信号を送信し、基地局装置１０は、受信した要求信号に応答して、端末装置１２に通信チャネルを割り当てる。また、基地局装置１０は、端末装置１２に割り当てた通信チャネルに関する情報を送信し、端末装置１２は、割り当てられた通信チャネルを使用しながら、基地局装置１０との通信を実行する。その結果、端末装置１２から送信されたデータ信号は、基地局装置１０を介して、ネットワークに出力され、最終的にネットワークに接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置１２への方向にもデータ信号は伝送される。

ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭＡ方式に対応する。ＯＦＤＭＡとは、ＯＦＤＭを利用しながら複数の端末装置を周波数分割多重する技術である。このようなＯＦＤＭＡでは、複数のサブキャリアによってサブチャネルが形成されており、複数のサブチャネルが周波数多重分割されている。また、ＴＤＭＡと組み合わされることによって、マルチキャリア信号は、時間軸上において複数のタイムスロットに分割される。つまり、各フレームは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって形成され、各タイムスロットは、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。以上の説明において、通信チャネルは、前述のサブチャネルとタイムスロットの組合せによって特定される。その結果、基地局装置１０は、サブチャネルを端末装置１２に割り当てることによって、端末装置１２との通信を実行する。

ここで、通信システム１００には、図示しない複数の基地局装置１０が設けられており、各基地局装置１０はサービスエリアを形成する。なお、サービスエリアは、セルとも呼ばれる。ここで、ひとつの基地局装置１０によって形成されるセルの隅部（以下、「セルエッジ」という）に、端末装置１２が存在する場合を説明の対象とする。理想的なセル配置を考慮すると、ひとつの基地局装置１０に対するセルエッジは、別の基地局装置１０に対するセルエッジにも重なる。その結果、端末装置１２は、複数の基地局装置１０から送信される制御信号を受信する。ここで、各基地局装置１０から送信される制御信号は、ひとつのサブチャネルにおいて互いに異なったタイムスロットに周期的に配置される。つまり、制御信号は、時間分割多重されているものとする。また、制御信号でのトレーニング信号のパターンは、複数の基地局装置１０にわたって共通であるとする。そのため、端末装置１２は、当該トレーニング信号のパターンに対応した相関器を備えており、受信した信号とトレーニング信号のパターンとの相関処理を実行することによって、制御信号を捕捉する。例えば、端末装置１２は、最も受信電力の高い制御信号を特定し、特定した制御信号を送信した基地局装置１０を通信対象に選択する。

一方、基地局装置１０と端末装置１２との通信開始後、前述のごとく、端末装置１２は、基地局装置１０からのデータ信号を受信する。ここで、端末装置１２は、通信のために割り当てられた通信チャネルにて、別の基地局装置１０からのデータ信号も受信する。つまり、ひとつのサブチャネルおよびひとつのタイムスロットにおいて、複数の基地局装置１０からのデータ信号が受信される。ここで、制御信号の場合と異なり、データ信号でのトレーニング信号のパターンは、基地局装置１０ごとに異なっている。また、端末装置１２は、図示しない複数のアンテナを備えており、アダプティブアレイ信号処理を実行するものとする。なお、アダプティブアレイ信号処理として公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。そのため、端末装置１２は、複数のデータ信号を分離できる。

図２（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００におけるフレーム構成を示す。図の横方向が時間軸に相当する。フレームは、８つのタイムスロットの時間多重によって形成されている。また、８つのタイムスロットは、４つの上りタイムスロットと４つの下りタイムスロットから構成されている。ここでは、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムスロット」から「第４上りタイムスロット」として示し、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」から「第４下りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。なお、フレームの構成は、図２（ａ）に限定されず、例えば、４つのタイムスロットや１６個のタイムスロットによって構成されてもよいが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図２（ａ）として説明する。また、説明を簡潔にするために、上りのタイムスロットと下りのタイムスロットの構成は、同一であるとする。そのため、上りタイムスロットと下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。さらに、図２（ａ）に示されたフレームが複数連続することによって、スーパーフレームが形成される。ここでは、一例として、「２０」個のフレームによって、スーパーフレームが形成されているものとする。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のうちのひとつのタイムスロットの構成を示す。図の縦方向が周波数軸に相当する。図示のごとく、ひとつのタイムスロットは、「第１サブチャネル」から「第１６サブチャネル」までの「１６」個のサブチャネルの周波数多重によって形成される。各タイムスロットが図２（ｂ）のように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、前述の通信チャネルが特定される。また、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルに対応したフレーム構成が図２（ａ）であるとしてもよい。なお、ひとつのタイムスロットに配置されるサブチャネルの数は、「１６」個でなくてもよい。ここで、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当とは、同一であるものとする。また、スーパーフレームを単位にして、少なくともひとつの制御信号が割り当てられるものとする。例えば、スーパーフレームに含まれた複数の下りタイムスロットのうち、ひとつのタイムスロットにおけるひとつのサブチャネルに制御信号が割り当てられる。ここで、制御信号が割り当てられるサブチャネルは、第１サブチャネルのごとく予め規定されているものとする。

図２（ｃ）は、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルの構成を示す。図２（ａ）や図２（ｂ）と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当する。また、周波数軸に対して、「１」から「２９」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このように、サブチャネルは、マルチキャリア信号によって構成されており、特にＯＦＤＭ信号によって構成されている。図中の「ＴＳ」は、トレーニングシンボルに相当し、既知の値によって構成される。また、「ＴＳ」中に制御信号が含まれてもよいものとする。なお、「ＴＳ」の構成の詳細は、後述する。「ＧＳ」は、ガードシンボルに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。「ＰＳ」は、パイロットシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＤＳ」は、データシンボルに相当し、送信すべきデータである。「ＧＴ」は、ガードタイムに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。図示のごとく、サブチャネルは、パケット信号を構成している。

図３は、通信システム１００におけるサブチャネルの配置を示す。図３では、横軸に周波数軸が示されており、図２（ｂ）に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、前述のごとく、第１サブチャネルから第１６サブチャネルの１６個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。

図４は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、ＲＦ部２０と総称される第１ＲＦ部２０ａ、第２ＲＦ部２０ｂ、第ＮＲＦ部２０ｎ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、無線制御部２８、記憶部３０を含む。また、無線制御部２８は、制御チャネル決定部３２、無線リソース割当部３８を含む。

ＲＦ部２０は、受信処理として、図示しない端末装置１２から受信した無線周波数のマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのマルチキャリア信号を生成する。ここで、マルチキャリア信号は、図３のごとく形成されており、また、図２（ａ）の上りタイムスロットに相当する。さらに、ＲＦ部２０は、ベースバンドのマルチキャリア信号をベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドのマルチキャリア信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＲＦ部２０には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２０は、送信処理として、ベースバンド処理部２２から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のマルチキャリア信号を生成する。さらに、ＲＦ部２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を送信する。なお、ＲＦ部２０は、受信したマルチキャリア信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信する。つまり、図２（ａ）のごとく、ＴＤＤが使用されているものとする。また、ＲＦ部２０には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

ベースバンド処理部２２は、受信動作として、複数のＲＦ部２０のそれぞれからベースバンドのマルチキャリア信号を入力する。ベースバンドのマルチキャリア信号は、時間領域の信号であるので、ベースバンド処理部２２は、ＦＦＴによって、時間領域の信号を周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。また、ベースバンド処理部２２は、タイミング同期、つまりＦＦＴのウインドウの設定を実行し、ガードインターバルの削除も実行する。タイミング同期等には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を変復調部２４へ出力する。ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域のマルチキャリア信号を入力し、ウエイトベクトルによる分散処理を実行する。

ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から入力した周波数領域のマルチキャリア信号に対して、ＩＦＦＴによって、周波数領域の信号を時間領域に変換し、変換した時間領域の信号をＲＦ部２０へ出力する。また、ベースバンド処理部２２は、ガードインターバルの付加も実行するが、ここでは説明を省略する。ここで、周波数領域の信号は、図２（ｂ）のごとく、複数のサブチャネルを含み、さらにサブチャネルのそれぞれは、図２（ｃ）の縦方向のごとく、複数のサブキャリアを含む。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。

変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域のマルチキャリア信号に対して、復調を実行する。周波数領域に変換したマルチキャリア信号は、図２（ｂ）や（ｃ）のごとく、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有する。また、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域のマルチキャリア信号としてベースバンド処理部２２に出力する。さらに、変復調部２４は、無線制御部２８からの指示にしたがって、図２（ｃ）のごとく、ＴＳを各サブチャネルに配置させる。つまり、変復調部２４は、トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成する。なお、ＴＳの配置については後述する。

ＩＦ部２６は、受信処理として、変復調部２４から復調結果を受けつけ、復調結果を端末装置１２単位に分離する。つまり、復調結果は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されている。そのため、ひとつのサブチャネルがひとつの端末装置１２に割り当てられている場合、復調結果には、複数の端末装置１２からの信号が含まれている。ＩＦ部２６は、このような復調結果を端末装置１２単位に分離する。ＩＦ部２６は、分離した復調結果を図示しない有線ネットワークに出力する。その際、ＩＦ部２６は、宛先を識別するための情報、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスにしたがって送信を実行する。

また、ＩＦ部２６は、送信処理として、図示しない有線ネットワークから複数の端末装置１２に対するデータを入力する。ＩＦ部２６は、データをサブチャネルに割り当て、複数のサブチャネルからマルチキャリア信号を形成する。つまり、ＩＦ部２６は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されるマルチキャリア信号を形成する。なお、データが割り当てられるべきサブチャネルは、図２（ｃ）のごとく予め決められており、それに関する指示は、無線制御部２８から受けつけるものとする。ＩＦ部２６は、マルチキャリア信号を変復調部２４に出力する。

無線制御部２８は、基地局装置１０の動作を制御する。無線制御部２８は、図２（ａ）−（ｃ）、図３のごとく、複数のサブチャネルの周波数多重によって形成されたタイムスロット、複数のタイムスロットの時間多重によって形成されたフレームを規定する。また、無線制御部２８は、変復調部２４等に対してパケット信号の形成を指示したり、変復調部２４からＲＦ部２０を介して、制御信号を報知する。ここでは、サブチャネルの割当機能を説明した後に、パケット信号の形成機能を説明する。まず、サブチャネルの割当機能を説明する。制御チャネル決定部３２は、制御信号をサブチャネルに割り当てる。ここで、制御信号とは、端末装置１２との通信を制御するために使用される情報が含まれた信号である。このような制御信号の重要性は、データ信号よりも高いといえる。制御チャネル決定部３２は、記憶部３０を参照しながら、予め定めたサブチャネル、例えば第１サブチャネルを選択する。また、制御チャネル決定部３２は、選択したサブチャネルを無線リソース割当部３８に通知する。

無線リソース割当部３８は、制御チャネル決定部３２からの通知にしたがって、制御信号にサブチャネルを定期的に割り当てる。ここで、制御チャネル決定部３２は、図示しない他の基地局装置１０が制御信号を配置しているタイムスロットと重複しないように、制御信号をタイムスロットに割り当てる。例えば、無線リソース割当部３８は、ＲＦ部２０、ベースバンド処理部２２等を介して、第１サブチャネルにおける各タイムスロットでの受信電力を取得する。また、制御チャネル決定部３２は、受信電力の低いタイムスロットの使用を決定する。記憶部３０は、無線制御部２８と連携し、端末装置１２に割り当てたサブチャネルの情報や、制御チャネルの情報を記憶する。また、無線リソース割当部３８は、制御信号の送信後、ＲＦ部２０から変復調部２４を介して、図示しない端末装置１２からのサブチャネルの割当要求を受けつける。なお、サブチャネルの割当要求を受けつける前に、基地局装置１０と端末装置１２との間においてレンジング処理がなされるが、ここでは説明を省略する。サブチャネルの割当要求は、無線リソース獲得要求とも呼ばれる。無線リソース割当部３８は、割当要求を受けつけた端末装置１２にサブチャネルを割り当てる。

ここで、無線リソース割当部３８は、上りタイムスロットおよび下りタイムスロットに含まれたサブチャネルを端末装置１２に割り当てる。特に、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当は、対称的になされるものとする。なお、無線リソース割当部３８は、サブチャネルの割当の際に、無線リソース獲得要求に含まれたＭＡＣプロトコル種別、上位レイヤプロトコル種別等の情報を参照するが、ここでは、詳細を省略する。さらに、無線リソース割当部３８は、当該端末装置１２に対して、変復調部２４からＲＦ部２０を介して、割当通知を送信する。割当通知は、無線リソース割当とも呼ばれる。また、割当通知には、割り当てたサブチャネルおよびタイムスロットの情報が含まれている。以上の処理がなされた後、無線制御部２８は、ＲＦ部２０から変復調部２４に、サブチャネルを割り当てた端末装置１２との通信を実行させる。

次に、パケット信号の形成機能を説明する。無線制御部２８は、図２（ｃ）のごとく、先頭部分にトレーニング信号「ＴＳ」が配置されたパケット信号をひとつのサブチャネルに対して規定し、規定したパケット信号の生成を変復調部２４に指示する。ここでは、図２（ｃ）よりも詳細に「ＴＳ」の構成を説明する。図５は、無線制御部２８において規定されるトレーニング信号の構成を示す。図５は、図２（ｃ）と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当し、図２（ｃ）のうち、サブキャリア番号「０」に近く、かつ先頭部分に近い部分の拡大に相当する。なお、横方向に示された番号は、シンボルの順番である。

図５のごとく、「ＴＳ」は、３つのシンボルによって形成されており、それらは、先頭から順に「ＳＴＳ」、「ＬＴＳ１」、「ＬＴＳ２」と示される。「ＳＴＳ」は、受信側において、主にタイミング推定用に使用されるトレーニング信号であり、４つのサブキャリアのうちのひとつが使用される。また、「ＬＴＳ１」は、受信側において伝送路特性を推定するために使用されるトレーニング信号であり、ふたつのサブキャリアのうちのひとつが使用される。さらに、「ＬＴＳ２」も、「ＬＴＳ１」と同様の用途に使用されるが、すべてのサブキャリアが使用される。さらに、「ＬＴＳ２」に続いて、「ＤＳ」が配置される。図４に戻る。なお、以下の説明において、「ＬＴＳ２」をトレーニング信号として説明するが、以下の説明は、「ＳＴＳ」および「ＬＴＳ１」に適用されてもよい。その際、「ＳＴＳ」と「ＬＴＳ１」の形式が、図５に示された形式を維持するように、以下の説明が修正される。

無線制御部２８は、情報信号でのトレーニング信号に対して、予め規定されたパターンの使用を変復調部２４に指示する。ここで、予め規定されたパターンは、図示しない他の基地局装置１０と共通して使用すべきパターンである。つまり、制御信号でのトレーニングパターンに対するパターンは、一意的に予め規定されている。記憶部３０は、当該パー端を記憶しており、無線制御部２８は、記憶部３０に記憶されたパターンの使用を変復調部２４に指示する。

一方、無線制御部２８は、データ信号でのトレーニング信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかの使用を変復調部２４に指示する。ここで、複数種類規定されたパターンは、互いに異なるように、具体的には直交関係を満たすように規定されている。図６は、記憶部３０に記憶されるトレーニング信号のパターンのデータ構造を示す。なお、図２（ｃ）および図５に記載のごとく、ひとつのサブチャネルにおいて、ＬＴＳ２は、２６サブキャリアに配置される。ここでは、説明を明瞭にするために、８サブキャリアに配置されるものとし、パターン名「１」から「８」のごとく、８種類のパターンを想定する。各パターンにおける８つの値は、８つのサブキャリアのそれぞれに対応づけられており、直交関係を形成する。例えば、パターン名「１」は、８つの「０」値によって構成されている。ここで、「０」および「１」は、互いに異なった信号点に相当し、変復調部２４は、これらに対してＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の２点をマッピングする。図４に戻る。

無線制御部２８は、他の基地局装置１０において使用されているトレーニング信号のパターンを監視する。無線制御部２８は、トレーニング信号のパターンに応じた相関器を備えており、受信した信号に対して相関処理を実行する。ここで、無線制御部２８は、トレーニング信号のパターンの数に応じた相関器を備え、複数の相関器において相関処理を並行に実行する。あるいは、無線制御部２８は、ひとつの相関器を備え、当該相関器におけるトレーニング信号のパターンを切替ながら、相関器を実行してもよい。なお、ひとつの端末装置１２に対する上り回線のデータ信号と下り回線のデータ信号に対して、共通のパターンが使用されているとする。

その結果、無線制御部２８は、他の基地局装置１０への上り回線のデータ信号を受信ことによっても、他の基地局装置１０において使用されているトレーニング信号のパターンも監視できる。無線制御部２８は、監視の結果、送信すべきデータ信号と、同一のサブチャネルおよび同一のタイムスロットにおいて使用されていないトレーニング信号のパターンを選択する。また、無線制御部２８は、選択したパターンをデータ信号に使用する。なお、すべてのパターンが使用されている場合、無線制御部２８は、相関値の最も小さいパターンを選択する。このように、データ信号に対しては、他の基地局装置１０とは異なったパターンが使用されるので、これは、他の基地局装置１０とは個別に使用すべきパターンがトレーニング信号として設定されるといえる。また、無線制御部２８は、決定したパターンを端末装置１２に通知する。ここで、決定したパターンの通知は、サブチャネルの割当通知に含まれてもよい。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による基地局装置１０の動作を説明する。図７は、基地局装置１０におけるＬＴＳに使用すべきパターンの決定手順を示すフローチャートである。無線制御部２８は、パケット信号を送信する際、当該パケット信号を制御信号の報知に使用するのであれば（Ｓ１０のＹ）、予め定められたパターンをＬＴＳ２に使用する（Ｓ１２）。一方、無線制御部２８は、パケット信号を送信する際、当該パケット信号を報知信号の報知に使用するのでなければ（Ｓ１０のＮ）、他の基地局装置１０において使用されていないパターンを特定する（Ｓ１４）。また、無線制御部２８は、特定したパターンをＬＴＳ２に使用する（Ｓ１６）。

以下、本発明の変形例を説明する。実施例において、無線制御部２８は、データ信号でのトレーニング信号に対して、他の基地局装置１０において使用されているパターンとは別のパターンを設定していた。また、このようなパターンの設定によって、端末装置１２は、所定の基地局装置１０から受信したパケット信号と、別の基地局装置１０から受信したパケット信号とを分離していた。変形例では、端末装置１２がセル間ダイバーシチを実行しているものとする。つまり、端末装置１２は、ひとつの基地局装置１０と通信を実行しながら、別の基地局装置１０とも通信を実行する。その際、当該端末装置１２に対して、ふたつの基地局装置１０が、異なったサブチャネルあるいは異なったタイムスロットを割り当てれば、端末装置１２は、ふたつの通信チャネルにて通信処理を実行しなければならない。一方、当該端末装置１２に対して、ふたつの基地局装置１０が、同一のサブチャネルおよび同一のタイムスロットを割り当てれば、端末装置１２は、ひとつの通信チャネルにおける通信処理だけですむ。

このような状況下において、実施例と同様に、ふたつの基地局装置１０が、互いの異なったトレーニング信号のパターンを使用していれば、端末装置１２は、それらを同時に処理しなければならない。その結果、回路規模が増加するおそれがある。変形例に係る基地局装置１０は、このような課題を解決するために以下の処理を実行する。セル間ダイバーシチを実行している端末装置１２に対して、複数の基地局装置１０は、データ信号でのトレーニング信号として、共通のパターンを使用する。端末装置１２は、ひとつの通信チャネルにて、複数の基地局装置１０からデータ信号を受信するが、トレーニング信号としてひとつのパターンが使用されているだけであるので、当該パターンをもとに伝送路特性を推定する。つまり、端末装置１２は、ひとつのデータ信号を受信する場合と同様の処理を実行するので、回路規模の増加を抑制できる。

変形例に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、基地局装置１０は、図４と同様のタイプである。無線制御部２８は、図示しない端末装置１２から、サブチャネルの割当要求を受信した場合、当該端末装置１２が既に他の基地局装置１０との通信を実行しているかを調査する。ここで、端末装置１２が既に他の基地局装置１０との通信を実行しているかに関する情報は、サブチャネルの割当要求に含まれていたり、図示しないネットワーク内のサーバ、または他の基地局装置１０に格納されている。後者の場合、無線制御部２８は、ＩＦ部２６を介してサーバや他の基地局装置１０にアクセスし、当該情報の存在を確認する。以上の処理の結果、当該端末装置１２が既に他の基地局装置１０との通信を実行していなければ、無線リソース割当部３８は、前述のごとく、当該端末装置１２にサブチャネルを割り当てる。また、無線制御部２８は、データ信号のトレーニング信号に対するパターンを決定する。

一方、当該端末装置１２が既に他の基地局装置１０との通信を実行していると、無線リソース割当部３８は、既に使用されている通信チャネルと同一のサブチャネルおよびタイムスロットを当該端末装置１２に割り当てる。また、無線制御部２８は、データ信号のトレーニング信号に対して、既に使用されているパターンと同一のパターンの使用を決定する。なお、既に使用されているパターンは、端末装置１２が既に他の基地局装置１０との通信を実行しているかを調査する際に、取得されているものとする。以上の処理は、端末装置１２がセル間ダイバーシチを実行している場合、当該端末装置１２との通信に使用すべきデータ信号に対して、セル間ダイバーシチの対象となる別の基地局装置１０において設定されるパターンを設定することに相当する。

図８は、通信システム１００におけるセル間ハンドオーバ処理の手順を示すシーケンス図である。ここで、ふたつの基地局装置１０は、第１基地局装置１０ａ、第２基地局装置１０ｂと示される。第１基地局装置１０ａと端末装置１２とは、通信を実行する（Ｓ５０）。また、端末装置１２は、第２基地局装置１０ｂに、セル間ダイバーシチの開始を要求する（Ｓ５２）。第２基地局装置１０ｂは、第１基地局装置１０ａにパターンを問い合わせる（Ｓ５４）。第１基地局装置１０ａは、第２基地局装置１０ｂにパターンを応答する（Ｓ５６）。第２基地局装置１０ｂは、パターンを決定する（Ｓ５８）。その後、第２基地局装置１０ｂと端末装置１２も、通信を実行する（Ｓ６０）。

以下、本発明の別の変形例を説明する。別の変形例は、変形例と同様に、複数の基地局装置１０からひとつの端末装置１２に対して、同一のデータが送信されている場合を説明の対象とする。しかしながら、別の変形例は、変形例と異なり、データ信号とは別のパケット信号にて、データが報知されている。具体的には、基地局装置１０から端末装置１２への放送サービスが実施されているものとし、放送サービスでのデータが配置されたパケット信号を「ブロードキャスト信号」と呼ぶものとする。つまり、通信システム１００では、情報の報知に使用すべきパケット信号として、制御信号とブロードキャスト信号とが規定されている。端末装置１２において、ブロードキャスト信号の受信特性が向上されるように、別の変形例では以下の処理がなされる。

複数の基地局装置１０は、同一のサブチャネルおよび同一のタイムスロットにて、同一内容のブロードキャスト信号を報知する。説明を明瞭にするために、当該ブロードキャスト信号を報知すべき通信チャネルは、予め規定されているものとする。また、当該通信チャネルは、下り回線のみに設定される。また、実施例での制御信号や、変形例でのデータ信号に対するトレーニング信号と同様に、複数の基地局装置１０にわたって共通のパターンが使用される。その結果、端末装置１２は、ブロードキャスト信号に対してセル間ダイバーシチを実行できる。

別の変形例に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、基地局装置１０は、図４と同様のタイプである。無線制御部２８は、ブロードキャスト信号でのトレーニング信号に対して、複数の基地局装置１０にわたって共通のパターンを予め定める。なお、ブロードキャスト信号によって送信される内容ごとに別のパターンが規定されていてもよい。ここで、無線制御部２８は、ベースバンド処理部２２に対して、ブロードキャスト信号を送信する際にＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を実行させる。ＣＤＤとは、シンボル区間において、時間領域の波形をシフト量だけ後方にシフトさせ、シンボル区間の最後部から押し出された波形をシンボル区間の先頭部分に循環的に配置させる処理である。

つまり、ＣＤＤは、循環的なタイミングシフトであるといえる。また、無線制御部２８は、ブロードキャスト信号のトレーニング信号に対して、循環的なタイミングシフトを実行する際のタイミングシフト量として、他の基地局装置１０とは個別に使用すべき値を設定する。具体的には、無線制御部２８は、ＩＦ部２６を介して、他の基地局装置１０にアクセスし、他の基地局装置１０にて使用されているタイミングシフト量を取得する。無線制御部２８は、取得したタイミングシフト量とは異なった値をタイミングシフト量として決定する。以上の処理の結果、基地局装置１０単位にタイミングシフト量が異なるので、端末装置１２においてブロードキャスト信号が逆相合成される可能性を低減できる。

本発明の実施例によれば、信号のタイプに応じて、トレーニング信号のパターンを切りかえるので、端末装置における通信処理に適したトレーニング信号のパターンを決定できる。また、制御信号に対して、予め規定されたパターンを使用するので、端末装置の初期捕捉を簡易に実行できる。また、制御信号に対して、予め規定されたパターンを使用するので、端末装置の回路規模の増加を抑制できる。また、制御信号に対して、他の基地局装置と共通に使用すべきパターンを使用するので、端末装置の初期捕捉を簡易に実行できる。また、制御信号に対して、他の基地局装置と共通に使用すべきパターンを使用するので、端末装置の回路規模の増加を抑制できる。

また、データ信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかを使用するので、端末装置におけるデータ信号の分離を可能にできる。また、データ信号に対して、他の基地局装置とは個別に使用すべきパターンを使用するので、端末装置におけるデータ信号の分離を可能にできる。また、セル間ダイバーシチを実行している端末装置に対して、他の基地局装置と共通に使用すべきパターンを使用するので、受信特性を向上できる。また、セル間ダイバーシチを実行している端末装置に対して、他の基地局装置と共通に使用すべきパターンを使用するので、端末装置の回路規模の増加を抑制できる。また、他の基地局装置でのＣＤＤのタイミングシフト量と異なるように、タイミングシフト量を決定するので、受信特性の悪化を抑制できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、無線制御部２８は、データ信号でのトレーニング信号に対して、他の基地局装置１０において使用されていないパターンを使用する。しかしながらこれに限らず例えば、無線制御部２８は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）を実行する際、ストリーム単位に異なったパターンを設定してもよい。本変形例によれば、端末装置１２に対して、ストリームを分離させることができる。

本発明の実施例において、無線制御部２８は、ブロードキャスト信号を送信する際に、他の基地局装置１０でのタイミングシフト量とは異なった値のタイミングシフト量を設定する。しかしながらこれに限らず例えば、ベースバンド処理部２２は、セル間ダイバーシチを実行している端末装置１２に対するデータ信号に対してもＣＤＤを実行してもよい。さらに、無線制御部２８は、データ信号を送信する際に、他の基地局装置１０でのタイミングシフト量とは異なった値のタイミングシフト量を設定してもよい。本変形例によれば、基地局装置１０単位にタイミングシフト量が異なるので、端末装置１２においてデータ信号が逆相合成される可能性を低減できる。

本発明の実施例において、トレーニング信号でのパターンの設定を説明したが、これとは別にあるいはこれに加えて、無線制御部２８は、次のようにトレーニング信号でのパターンを規定してもよい。
（１）独立なパターンを最大サブチャネル数×ストリーム数×複数のセル数分だけ予め規定する。本変形例によれば、同一のパターンが使用される可能性を低減できる。
（２）直交したパターンをサブチャネル数分だけ規定し、優先的に使用する順序を基地局装置１０ごとに入れ替える。本変形例によれば、予め規定するパターンの数を低減しながらも、同一のパターンが使用される可能性を低減できる。
（３）基本のパターンを予め規定し、各基地局装置１０は、基地局装置１０単位に規定されたパターンを基本のパターンに乗算する。本変形例によれば、基本のパターンがひとつだけであっても、基地局装置１０単位に異なったトレーニング信号のパターンを設定できる。
（４）基本のパターンを予め規定し、各基地局装置１０は、基地局装置１０単位に規定された位相回転を基本のパターンに乗算する。本変形例によれば、基本のパターンがひとつだけであっても、基地局装置１０単位に異なったトレーニング信号のパターンを設定できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるサブチャネルの配置を示す図である。 図１の基地局装置の構成を示す図である。 図４の無線制御部において規定されるトレーニング信号の構成を示す図である。 図４の記憶部に記憶されるトレーニング信号のパターンのデータ構造を示す図である。 図４の基地局装置におけるＬＴＳに使用すべきパターンの決定手順を示すフローチャートである。 図１の通信システムにおけるセル間ハンドオーバ処理の手順を示すシーケンス図である。

符号の説明

１０ 基地局装置、 １２ 端末装置、 ２０ ＲＦ部、 ２２ ベースバンド処理部、 ２４ 変復調部、 ２６ ＩＦ部、 ２８ 無線制御部、 ３０ 記憶部、 ３２ 制御チャネル決定部、 ３８ 無線リソース割当部、 １００ 通信システム。

Claims (8)

1. トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、
   前記生成部において生成したパケット信号を出力する出力部とを備え、
   前記生成部は、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、予め規定されたパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかをトレーニング信号として設定することを特徴とする基地局装置。
2. トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、
   前記生成部において生成したパケット信号を出力する出力部とを備え、
   前記生成部は、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置と共通して使用すべきパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置とは個別に使用すべきパターンをトレーニング信号として設定することを特徴とする基地局装置。
3. 前記生成部は、端末装置がセル間ダイバーシチを実行している場合、当該端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、セル間ダイバーシチの対象となる別の基地局装置において設定されるパターンをトレーニング信号として設定することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局装置。
4. 前記生成部は、情報の報知に使用すべきパケット信号として、制御信号の報知に使用すべきパケット信号と、データ信号の報知に使用すべきパケット信号とを生成しており、データ信号の報知に使用すべきパケット信号のトレーニング信号に対して、循環的なタイミングシフトを実行する際のタイミングシフト量として、他の基地局装置とは個別に使用すべき値を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基地局装置。
5. トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成するステップと、
   前記生成するステップにおいて生成したパケット信号を出力するステップとを備え、
   前記生成するステップは、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、予め規定されたパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかをトレーニング信号として設定することを特徴とする送信方法。
6. トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成するステップと、
   前記生成するステップにおいて生成したパケット信号を出力するステップとを備え、
   前記生成するステップは、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置と共通して使用すべきパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置とは個別に使用すべきパターンをトレーニング信号として設定することを特徴とする送信方法。
7. トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成するステップと、
   前記生成するステップにおいて生成したパケット信号を出力するステップとを備え、
   前記生成するステップは、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、予め規定されたパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、複数種類規定されたパターンのうちのいずれかをトレーニング信号として設定することをコンピュータに実行させるプログラム。
8. トレーニング信号が配置されたパケット信号を生成するステップと、
   前記生成するステップにおいて生成したパケット信号を出力するステップとを備え、
   前記生成するステップは、情報の報知に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置と共通して使用すべきパターンをトレーニング信号として設定し、端末装置との通信に使用すべきパケット信号に対して、他の基地局装置とは個別に使用すべきパターンをトレーニング信号として設定することをコンピュータに実行させるプログラム。

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