JP5099004B2 - スペクトル拡散システム内のチャネル予測支援用の適応型パイロット構造 - Google Patents

Description

本発明は、概して、スペクトル拡散システム内で動的パイロット符号構造を生成する方法に関し、特に、ユーザ装置でのチャネル予測におけるパイロット符号の使用に関する。本発明は、第三世代共同プロジェクト（Third Generation Partnership Project（３ＧＰＰ））によって開発中の、スーパー３Ｇ（Ｓ３Ｇ））として知られている、提案された長期展開（long term evolution（ＬＴＥ））などの、高速データ通信用の直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing（ＯＦＤＭ））を用いたスペクトル拡散通信システムでの使用に適し、よって、本発明をこの例示的アプリケーションに関連して説明するのが適切であるが、これは限定的なアプリケーションではない。

高速ダウンリンクパケットアクセス（High Speed Downlink Packet Access（ＨＳＤＰＡ））などのパケット通信における最近の強化および高速アップリンクパケットアクセス（High Speed Uplink Packet Access（ＨＳＵＰＡ））などの強化されたアップリンクパケット伝送技術により、３ＧＰＰ無線アクセス技術は高い競合性を持つにいたった。この技術の競合性を長期間にわたって確実なものとするために、３ＧＰＰ無線アクセス技術の長期展開（ＬＴＥ）が開発中である。この新技術はスーパー３Ｇとして知られている。３ＧＰＰ無線アクセス技術の長期展開（ＬＴＥ）の重要な部分は、無線アクセス網（Radio Access Network（ＲＡＮ））の待ち時間短縮、高ユーザデータレート、システム能力および範囲の改善、ネットワークオペレータ経費削減などを含む。これを達成するために、無線インターフェースおよび無線網アーキテクチャの展開が考えられている。この展開の目的は、高データレートで、短い待ち時間の、パケットに最適な無線アクセス技術を可能にするフレームワークを開発することである。

現在開発中のスーパー３Ｇシステムは、既存の３Ｇを強化して、そのデータレートを１０倍にし、２０ＭＨｚの伝送帯域において、ダウンリンク方向の目標データレート１００Ｍｂｓ、アップリンク方向の目標データレート５０Ｍｂｓとする。スーパー３Ｇシステムで導入されるサービスは、既存の３Ｇ高速ダウンリンクパケットアクセス（High Speed Downlink Packet Access（ＨＳＤＰＡ））、マルチメディアブロードキャストーマルチキャストサービス（Multimedia Broadcast-Multicast Services（ＭＢＭＳ））および高速アップリンクパケットアクセス（High Speed Uplink Packet Access（ＨＳＵＰＡ））と同様なものとされるが、それらよりもかなり高いデータレートであるとする。

このような高データレートを達成するために、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing（ＯＦＤＭ））として知られる新しい無線アクセス技術が、高速変調（６２−ＱＡＭ）、ターボまたは低密度パリティーチェック（low density parity check）符号化などの符号化スキーム、ならびに多入力多出力（Multiple Input Multiple Output（ＭＩＭＯ））などのその他の機能とともに導入される。ＯＦＤＭ技術は、直交副搬送波周波数でデータ符号の並列伝送を可能にする無線アクセスを提供するものとする。

ＯＦＤＭは高速データ通信に使用できる変調技術である。スーパー３Ｇ用ＯＦＤＭ技術は以下の利点を有すると考えられる。
・ 副搬送波の周波数間隔をＯＦＤＭ符号期間の逆数に等しくなるように定義することによって、副搬送波周波数を目的に合わせて選択することで、高スペクトルの効果が得られる。
・ 信号空間が込み合わないので電力に関して効果がある。
・ 時間領域内の連続ＯＦＤＭ符号間に保護期間を導入することで、マルチパス干渉に対する頑強性が得られる。
・ 狭帯域干渉に対する頑強性がある。

しかし、ＯＦＤＭ技術は、相雑音、搬送波周波数オフセット、同相／直交不均衡、相歪みおよび直線性の問題などの障害に対して極めて敏感である。これらの問題は実施にあたって常に存在し、解決には、計算が複雑で費用がかかる。これらの問題は搬送波間干渉をまねき、信号対混信および雑音比（Signal to Interference and Noise Ratio（ＳＩＮＲ））を下げ、システム内の各位置を取り巻く雑音のような雲の一因となる相互変調障害を発生させる。ここにあげた障害は、ついで、高レベルの変調技術および符号化技術の適用可能性に影響するので、目標データレートの達成をさらに困難にする。

ＯＦＤＭ技術でのユーザ装置による正確なチャネル予測も達成するのは難しい。ユーザ装置によるチャネル予測を支援する適切なパイロットパターンに関する研究がなされたが、時速３５０キロメートル（Ｋｍ／ｈ）までの最高速度をもつＵＥ移動度範囲を含む将来のスーパー３Ｇシステムが必要とする要求にうまく適したパイロットパターンは、今日まで開発されていない。

これを考慮して、本発明のひとつの側面は、スペクトル拡散通信システムにおけるパイロット符号構造を生成する方法を提供することである。ここで、データは、データのまとまり（データ群）として拡散通信システム内で基地局とユーザ装置間を送信される。データ群内のデータ符号は、複数の副搬送波周波数によって並列に、送信時間間隔内の規則的な時間的位置で送信される。この方法は、
各データ群の先頭に基本パイロット符号を割当て、上記複数の副搬送波周波数に振り分けるステップと、
各データ群内のデータ符号を、上記ユーザ装置の速度に応じて、選択的に適応型パイロット符号に置き換えるステップとを有する。

この発明の第一側面におけるある実施例の適応型パイロット符号生成方法は、ＵＥが移動中でフェージングチャネル追跡のためにＵＥが使用するパイロット符号がないためＵＥのチャネル予測が不十分な条件下で、ユーザ装置（User Equipment（ＵＥ））を支援することができる。これは、高品質なチャネル予測を目指した最近の研究で提案されたように、不必要なパイロットオーバーヘッドの送信を回避するのに役立つ可能性もある。さらに、実施例によっては、将来のスーパー３Ｇシステム用に強化ＨＳＤＰＡが開発される既存の広帯域符号分割多重アクセス（Wideband Code Division Multiple Access（ＷＣＤＭＡ））システムでの既存の高速パケットアクセス（High Speed Packet Access（ＨＳＤＰＡ））と、さかのぼって互換性を持ちうる。

適応型パイロット符号は、時間領域においてデータ群内に一様に分布されるのが好ましい。

適応型パイロット符号は、また、周波数領域においてもデータ群内に一様に分布されてもよい。

データ符号を適応型パイロット符号で選択的に置換するステップは、データ群の副搬送波の中心周波数において、時間距離２ｘＮ_Tで分離された時間領域にそって、適応型パイロット符号を挿入することを含んでよい。ここで、

であり、

は最も近い整数への切り捨てを示し、ｆ_Dはユーザ装置においてＨｚで測定されたドップラ周波数であり、Ｔ_SYMはデータ符号継続時間（秒）である。

第一の適応型パイロット符号は、基本パイロット符号から、時間距離Ｎ_Tで、副搬送波の中心周波数において挿入されてもよい。

データ符号を適応型パイロット符号で選択的に置換する上記ステップは、適応型パイロット符号を、周波数間隔Ｎ_Fで分離された副搬送波周波数で挿入することをさらに含んでも良い。ここで、

であり、

は最も近い整数への切り捨てを示し、Δｆは副搬送波の帯域（Ｈｚ）であり、τ_maxは最大遅延拡散（秒）である。巡回プレフィックス長をτ_maxとして使用してもよい。

連続副搬送波周波数に挿入された適応型パイロット符号は、時間間隔Ｎ_Fで時間的にオフセットされてよい。上記方法は、適応型パイロット符号挿入の前に、データ符号の圧縮ないしデータ符号の繰り返しを縮小するステップをさらに含んでよい。

上記パイロット符号生成方法は、ユーザ装置が適応型パイロット符号をチャネル予測に使用できるようにするために、データ群内の適応型パイロット符号の位置を同定するパイロット符号情報を生成するステップをさらに含んでよい。

このパイロット符号情報は、ユーザ装置へ転送されるビット数を減らすためにエンコードされてもよい。

パイロット符号情報はユーザ装置において、情報自身で自己復号可能であることが好ましい。

このパイロット符号情報は、ユーザ装置が適応型パイロット符号の検出ができるようにするために、パイロット符号およびデータ群送出のまえに、送出されてもよい。

データ群に挿入される適応型パイロットの数Ｎ_ADAPTIVE__PILOT__SYMは、次の式により決定される。

N_Tが信号搬送波においてＴＴＩあたりの符号数より大きければ、適応型パイロット符号の挿入は必要でないことが好ましい。

データ群は基地局からユーザ装置へ直交周波数分割多重を用いて送出可能である。

スペクトル拡散通信システムは、第三世代共同プロジェクト（Third Generation Partnership Project（３ＧＰＰ））によって開発されたＬＴＥ／スーパー３Ｇシステム標準に準拠してよい。

本発明の他の側面によれば、スペクトル拡散通信システムを構成する基地局が提供される。この基地局は、前述のいずれかの請求項に記載の方法を実施するための一個以上の処理ブロックを含む。

上記処理ブロックはディジタル信号処理技術を用いて実現可能である。

ここで、本発明を、好ましい実施例に例示されたパイロット符号生成方法を示す添付図面を参照して説明する。しかし、パイロット符号生成方法ならびに、この方法が可能となるスペクトル拡散通信システムを構成する基地局およびユーザ装置は、添付図面に示された例示としての実施例に制限されるものでない。

図１を参照すると、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調技術が使用されるスーパー３Ｇ伝送システムを構成する基地局１００が全体として示されている。基地局１００は、基地局に要求される機能を実現するための一連のデータ処理ブロック１０２を含む。本発明の好適な実施例では、処理ブロック１０２から１４０へのプロセスはディジタル信号処理技術を用いて実現される。しかし、本発明の他の実施例では、ハードウェアとソフトウェアとのあらゆる好ましい組み合わせも使用できる。

図１を参照すると、基地局１００は、フォワード誤り検出およびフォワード誤り訂正符号化を実行するための処理ブロック１０２を含む。フォワード誤り訂正の符号化率は、ＵＥによって報告されるチャネル品質情報に基づいて、「適応符号化および変調制御」処理ブロック１１４によって制御される。

１０２からの符号化されたデータブロック出力は、つぎに、レイヤー１Ｈ−ＡＲＱ処理ブロック１０４に委ねられる。このブロック１０４内では、物理レイヤーハイブリッド自動再送要求（Hybrid Automatic Retransmission Request（Ｈ−ＡＲＱ））の有効性を得るために、符号化されたデータブロックから選択されたデータが送信される。この処理ブロック１０４も、処理対象の送信データに関する情報を与える「適応符号化および変調制御」処理ブロック１１４の制御下にある。この処理ブロック１０４も、１１４からの制御情報にしたがって実行される機能処理１１０中での適応型パイロット符号の挿入用の余地を設けるために、さらにデータビットの圧縮ないしデータビットの繰返しの縮小を行う。

処理ブロック１０４からのデータブロック出力は、ついで、処理ブロック１０６によって細分化され、異なるＯＦＤＭ物理チャネル単位（Ｔ−Ｆ群）にマッピングされる。各群単位のデータはついで各周波数群のチャネル条件にしたがって、処理ブロック１０８によって独立変調され、これによって周波数選択的フェージングの有効性が得られる。処理ブロック１１０では、適応型パイロット符号が、１１４によって与えられる計算前のパターンにしたがって挿入されることになる。適応型パイロット挿入された変調後のデータ符号は、ついで、処理ブロック１１２によってＯＦＤＭ物理チャネルにマッピングされる。これにより、基地局からの同時伝送のために他のＵＥデータと多重化される準備がなされる。各ＵＥのための変調されたデータ単位は、ついで、周波数ならびに時間スケジュールにしたがって、処理ブロック１１８によって多重化される。

各ＵＥについては、１１６から共通データチャネルへの変調されたデータブロック出力の送出の前に、変調されたデータブロックに関する制御情報は、１１８によって多重化されエンコードされ、フォワード誤り検出ならびに訂正エンコードを１２０でおこない、ＵＥでの自己検出を目的とした物理チャネルレートマッチングおよびＵＥ ＩＤマスキングを１２２でおこない、ＱＰＳＫを用いた物理チャネル変調を１２４でおこない、ＯＦＤＭ物理チャネル単位へのマッピングを１２６でおこなって、その結果が物理共通チャネルへ送出される。伝送されたデータパケットに関する制御情報は、転送ブロックサイズ、冗長形式を含む。Ｈ−ＡＲＱ処理、各データ群単位の変調方法、各共通データ群単位の適応型パイロット情報およびＵＥが与えられた情報を検出するのに必要な周波数スケジュール情報は、伝送されたパケットの受信や復号ができるようになるとする。

共通制御チャネルおよび関連する共通データチャネルでの送信とともに、ＵＥ動作に必要な共通パイロットチャネルおよび他の共通ＰｈＣＨｓでの送信がある。このＵＥ動作とは、それぞれ１３０と１３２とによる、チャネル変調（１２８）およびインターリーブされたＯＦＤＭ物理チャネルマッピングである。

変調されたチャネルはすべて拡散され、プレスケジュール方法で時間多重化され、処理ブロック１３６でのＯＦＤＭ変調の前に、１２４で個々のセル毎にスクランブルされる。ＯＦＤＭ変調後の各符号には、ついで、マルチパス遅延対策のための巡回プレフィックス（Cyclic Prefix（ＣＰ））とも呼ばれるガード期間（Guard interval）が付加される（１３８）。ディジタル信号は、ディジタルーアナログ変換およびローパスフィルタ１４０で処理され、搬送波周波数へのアップコンバージョンおよび他のＲＦ処理１４２を経て、ついで、アンテナ１４４を介して送信される。

図２は、基地局１００によって送信された情報を受信し処理するためのユーザ装置２００の全体的な概略図を示す。

Ｓ３Ｇ ＵＥ側において、ＲＦ信号がアンテナ２０２を介して受信され、２０４でＲＦ処理され、ついで２０６でアナログ‐ディジタル変換される。セルサーチャおよびパスサーチャから与えられるＯＦＤＭ符号タイミングで、ＣＰ除去処理ブロック２０８は、１３８（図１）で各ＯＦＤＭに挿入されたガード間隔を除去する。受信された変調後のＯＦＤＭ符号は、ついで、離散的フーリェ変換（Discrete Fourier Transform（ＤＦＴ））技術を適用して２１０と ２１２でＯＦＤＭ復調される。受信されたデータサンプルは、セルサーチャによって検出されたセルごとのスクランブルコードを用いて逆スクランブルされ（２１６）、逆スクランブル後のデータサンプルは、ついで、データ符号を検出するために逆拡散される（２１６）。検索されたデータ符号は、パイロット符号から分離される。このパイロット符号は、２１８で共通データチャネル群が処理されていれば、適応型パイロット符号をも含む。パイロット符号はついでチャネル予測に使用される（２２２）。チャネル予測はトランスミットダイバーシチの場合にも実施されるものとする。このＴＸダイバーシチの場合には、チャネル予測は各ＴＸアンテナに対して実施される。これは、信号対雑音比（ＳＮＲ）計算およびＵＥ速度検出（２３２）のためにも使用される。

チャネル予測（２２２）で計算されたフェージングベクトルと共に、データ符号は等化処理され、ＴＸダイバーシチの復号と（２２０）、周波数復号（２２４）が実行される。この復号は、ＴＸダイバーシチがその必要時に使用されたとき、空間−時間−周波数ダイバーシチを得るために送信機側で実施される符号化処理を戻すためのデータ符号シフティングを行うものである。

当初は、共通制御チャネル上のデータ符号のみが監視され受信される。当該制御データが検出されると、２２６で関連する共通データチャネルの伝送ブロックサイズ情報、冗長形式情報、周波数スケジュール情報、変調方法、Ｈ−ＡＲＱ処理、適応型パイロット情報を含む上記の復号された情報を用いて、高速信号が復号され、関連する共通データチャネルを受信するための２１０、２１２、２１４、２１６および２１８を構成するために、２３０へ供給される。

設定がすむと、レイヤー１のＵＥは、割当てられたチャネル情報にしたがって、上記と同様な処理で共通データチャネル受信を行う。周波数復号された共通データチャネル符号はさらに２２８で復号される。これには、各物理データ群に独立の物理チャネル復調（ＱＰＳＫ／ＱＡＭ）、デインターリーブ、レイヤー１のＨ−ＡＲＱのレートデマッチングおよびソフトコンバイン、最終受信伝送ブロック上のチャネル解読および誤り検査が含まれる。誤り検査の結果はついで、必要であれば、再送バージョンまたは新しい送信パケットのためのフィードバック情報としてＢＴＳへ送られる。

２３２からの、計算されたＳＮＲおよび検出された速度は、ついで、各共通データチャネル群のための適応型パイロット符号が必要であるかを決定するために使用される。この情報は、ついでＣＱＩにマッピングされ、ＡＭＣおよび適応型パイロット符号制御のためのフィードバック情報としてＢＴＳへ送られる。

ユーザ装置２００の期待最高速度は最小コヒーレント時間と、基地局１００とユーザ装置２００との間で送信される情報の最小コヒーレント帯域を決定する期待最長超過遅延の決定に、重要なパラメータである。基地局１００からユーザ装置２００へ送信されるパイロット符号は、ユーザ装置が転送機能の時間および周波数の変動に追従するために、互いに充分に近くに置かれていなければならないが、他方、不必要なパイロットオーバフローによるシステム悪化を避けるのに充分なだけ離れていなければならない。３ＧＰＰ ＬＴＥ／スーパー３Ｇの必要条件によれば、スーパー３Ｇユーザ装置には最高速度として時速３５０ｋｍが要求される。この要求は、ＯＦＤＭシステム用の旧来のパイロットパターンデザインをスーパー３Ｇシステムに適用するときには、パイロット符号によるかなりなオーバヘッドをもたらす。

さらに、ＨＳＤＰＡ技術を用いた既存のアプリケーションが低速ユーザ装置に適用可能であり、したがって、ＯＦＤＭシステム用の最高速度に基づいた旧来のパイロットパターンまたは構造は、短期的には効果的でない。

図３は、パイロット符号およびデータ構造３００の概略図で、追加パイロット符号が、ユーザ装置でのチャネル予測を支援するために、スーパー３Ｇの標準データ群内に挿入されている。追加パイロット符号は、ユーザ装置２００で測定され基地局１００へ報告された「チャネル品質情報」にしたがって、基地局１００で挿入される。この図で示されるように、適応型パイロット符号支援チャネル予測の概念は二個の主要部分を含む。第一部分では、データ符号３０２は整列したデータ群で、ここで、データ符号は、データ群の送信中は複数の副搬送波周波数で並列に送信され、規則的な時間的位置にある。図３の概略図では、Ｎ個の副搬送波周波数が示されている。

各データ群の送信の始めと終わりとの間の時間間隔は送信時間間隔（Transmission Time Interval（ＴＴＩ））として知られていて、データ符号は、複数の副搬送波周波数で並列に送信され、各ＴＴＩで規則的な時間的位置にある。

基本パイロット符号は、各データ群の先頭に割当てられる。この基本パイロット符号−データ符号構造は固定されていて、すべてのチャネル上で同一である。この構造はすべてのアンテナに対してパイロット符号を含む（ただし、送信ダイバーシチまたはＭＩＭＯを使用するかによる）。パイロット符号はデータ群の先頭に割当てられ全ての副搬送波周波数に対して拡散される。固定パイロット符号は図３では参照番号３０４で示され、図３に示されるＮ個の副搬送波周波数にわたって基本符号ブロック３０６および ３０８に配列される。

図３に示される基本パイロット符号の割当てによって、パイロット符号が周波数領域に高密度で一様に分布されるので、チャネルのコヒーレントな帯域が狭くなる効果が生じ、チャネル予測精度の低下が防がれている。停止しているまたは低速度のユーザ装置では、この構造が最良である。つまり、時間領域の変化がなく、データ群内の他の位置のチャネル予測が時間領域の線形補間だけを用いて得られるからである。

図４に示されるパイロットデータ４００では、固定パイロット符号４０２はデータ群４０４と４０６の先頭に割当てられている。データ群４０４と４０６のそれぞれは、この図では、データ符号４０２とデータ符号４０８を含む。しかし、基本パイロット符号４０２の割当てに加えて、ユーザ装置の速度にしたがって、適応型パイロット符号４１０が各データ群４０４、４０６のデータ符号に置き換わる。ユーザ装置１００の速度が上昇するにつれて、時間領域内に存するあるデータ符号が適応型パイロット符号４１０に置換され、この結果として、ドップラ効果に起因する変動に対して対処するために、チャネル予測の参照情報が得られる。

図５に示されるパイロット符号データ構造５００は、単一のデータ群５０２内の特別な周波数領域での、基本固定パイロット符号および適応型パイロット符号の位置づけをより明確に示している。この図から明らかなように、適応型パイロット符号５０４は、時間領域および周波数領域において、データ群５０２内に一様に分布される。基本パイロット符号５０６はデータ群５０２の先頭に割当てられる。データ群５０２の中心副搬送波周波数５０８を始点として、適応型パイロット符号５０４は、時間間隔２ｘＮ_Tだけ分離されて時間領域５１０に挿入される。Ｎ_Tは以下の式で表される。

ここで、

はもっとも近い整数への切り捨てを示し、ここで、ｆ_Dはユーザ装置においてＨｚで測定されたドップラ周波数であり、ここで、Ｔ_SYMはデータ符号継続時間（秒）である。

参照番号５１０で示される第一の適応型パイロット符号５０４は、中心副搬送波周波数５０８に、基本パイロット符号５０６から時間間隔Ｎ_Tで、挿入される。

したがって、Ｎ_Tは、適応型パイロット符号が挿入されるデータ群５０２内の連続する二個のデータ符号列の間の時間的距離である。

図５から明らかであるが、適応型パイロット符号は、周波数間隔ＮＦでそれぞれ間隔を空けられた副搬送波周波数で挿入される。Ｎ_Fは以下の式で表される。

ここで、

は最も近い整数への切り捨てを示し、ここで、Δｆは副搬送波帯域（Ｈｚ）であり、ここで、τ_maxは最大遅延拡散（秒）である。巡回プレフィックス長をτ_maxとして使用してもよい。

データ群５０２内に挿入される適応型パイロット符号５０４の一様分布を最適化するために、連続する副搬送波周波数に挿入される適応型パイロット符号５０４は、時間間隔Ｎ_Fで時間的にオフセットされる。これは、適応型パイロット符号が挿入された連続副搬送波周波数を示す第一行５１２と第二行５１４を考えればもっとも分かりやすい。第一行５１２と第二行５１４とに挿入されたパイロット符号が間隔Ｎ_Fで時間的にオフセットされているということが理解される。

適応型パイロット符号は、下記のように、ユーザ装置でのチャネル予測を支援するためにデータ群５０２内に挿入される。第一に、基地局１００はユーザ装置２００に、図２に示されるＳＮＲ計算および速度検出ブロック２３２によって実行された信号対雑音（ＳＮＲ）計算を介して、チャネル品質情報（Channel Quality information（ＣＱＩ））測定を行わせる。ＳＮＲ計算は、図５に示される固定パイロットパターン符号５０６を含む固定パイロットパターン構造にしたがって実行される。ユーザ装置２００の測定された速度にかかわらず、これらの固定パイロット符号５０６はつねに各データ群５０２の先頭に割当てられる。さらに、ユーザ装置２００はＳＮＲ計算および速度検出ブロック２３２内でドップラ拡散予測計算を行う。

ＳＮＲとドップラ拡散との二個の測定値は、ついで、ＣＱＩマッピングブロック２３４によって、基地局１００で自己復号可能な所定のチャネル品質表示（Channel Quality Indicator（ＣＱＩ））インデクスにマッピングされる。ＣＱＩインデクスは、ユーザ装置２００用にスケジュールされたアップリンク上に送出される。

図１を再び参照すると、ユーザ装置２００からＣＱＩインデクス値を受信時に、基地局１００はＣＱＩインデクス値を復号し、ついで、適応型変調および符号化制御ならび適応型パイロット挿入制御ブロック１１４において、適応型パイロット符号の挿入が必要であるか、すなわち、Ｎ_Tの値が送信時間間隔（Transmission Time Interval（ＴＴＩ））より大きいかを決定する。適応型パイロット符号の挿入が必要である場合には、基地局１００は挿入が必要とされる適応型パイロット符号の数を決定するための計算を行う。

各データ群単位の適応型パイロット符号の数は、下記の式を用いて計算できる。この式は、上記の方法でデータ群内に挿入されるべき適応型パイロット符号の総数を与えるものである。

ここで、

は平均値のもっとも近い整数への切り上げを示し、ここで、

は平均値のもっとも近い整数への切り捨てを示す。

Ｎ_Tが副搬送波上でＴＴＩあたりの符号数よりも大きければ、データ群に関するパイロット共通符号がチャネル予測に充分（すなわち、チャネルフェージングが時間領域においてＴＴＩ内では変化しない）なので、適応型パイロット挿入は不要である。また、Ｎ_Tが副搬送波上でＴＴＩあたりの符号数よりも大きければ、時間領域において連続データ群からの基本パイロットは、データ符号の現時点でのデータ群でのチャネル予測を支援するのにも使用できる。

データ群に挿入されるべき適応型パイロット符号の数が計算されると、適応型変調および制御符号化ならびに適応型パイロット挿入制御ブロック１１４は、ＯＦＤＭ−ＤＳＣＨハイブリッド自動反復要求（Hybrid Automatic Repeat Request（Ｈ−ＡＲＱ））ブロック１０４に対して、追加の適応型パイロット符号５０６を挿入するための余地を得るために、データ群５０２内の追加の圧縮、ないしデータ符号の繰返しの縮小を指示する。

副物理チャネル（ＰｈＣＨ）適応型パイロット挿入およびインターリーブブロック１１０では、適応型パイロット符号５０６が、上記のように、データ群５０２の希望位置に挿入される。特に、副物理チャネル（ＰｈＣＨ）適応型パイロット挿入およびインターリーブブロック１１０で、データ符号を希望位置において適応型パイロット符号で上書きすることを可能とするために、圧縮とそれに続くダミービットの挿入はブロック１０４でも実行できる。

ユーザ装置２００への送出のためのデータパケット処理とともに、基地局１００は、ユーザ装置２００がチャネル予測のために適応型パイロット符号を割当てて使用することが可能なように、データ群５０２内の適応型パイロット符号の位置情報を含む高速信号情報の処理も行う。ユーザ装置２００がデータ群５０２内の適応型パイロット符号パターンの位置を同定するための情報は、基地局１００とユーザ装置２００との間の無線インターフェースを介して送信されるべき情報ビットの数を減少させるために、エンコードされる。高速信号は、ユーザ装置での適応型パイロット符号の検出を可能とするために、パイロット符号およびデータ群の送信の前に、共通制御チャネル（Shared Control Channel（ＳＣＣＨ））上に送信される。

ユーザ装置２００では、上記目的の制御情報を監視し、その制御情報が検出されると、データ群５０２内の適応型パイロット符号の位置を同定する情報を含む関連共通データチャネルの受信と複合を実行するための情報を検索するために、高速信号デコーダブロック２２６で高速チャネル信号復号が行われる。

適応型パイロット符号の挿入に関する情報は、ついで、パイロットおよびデータ分離ブロック２１８によって実行されるパイロットおよびデータの分離を制御するために、制御装置２３０で使用される。したがって、適応型パイロット符号は、等化および送信ダイバーシチ復号ブロック２２０によって実行されるデータチャネル等化を改善するためにチャネル予測ブロック２２２で行われるチャネル予測を強化するのに使用する目的で、抽出される。

最後に、スペクトル拡散通信システムにおいてパイロット符号を生成するための上記方法ならびにこの方法を実施するための基地局およびユーザ装置は、本発明の精神およびその範囲から逸脱することなく、数多の変形および追加が可能である。

図１は、データがＯＦＤＭ変調技術で変調されるスペクトル拡散通信システムを構成する基地局の動作を示す概略図である。 図２は、図１に示す基地局との通信に適応するユーザ装置の概略図である。 図３は、図１および図２に示す基地局およびユーザ装置によって使用されるデータ構造内の基本パイロット符号の使用を示す概略図である。 図４は、図１および図２の基地局とユーザ装置との間の通信に使用されるデータ構造内の適応型パイロット符号および基本パイロット符号の使用を示す概略図である。 図５は、図４に示す適応型パイロット符号の分布位置を、図１および図２に示す基地局とユーザ装置との間で送信されるデータ群中の、時間領域および周波数領域の双方内において散乱形式で示す概略図である。

Claims (16)

1. スペクトル拡散通信システムにおいてパイロット符号を生成する方法であって、前記スペクトル拡散通信システム内の基地局と各ユーザ装置との間でデータはデータ群として送信され、前記データ群内のデータ符号は、複数の副搬送波周波数によって並列にかつ送信時間間隔内の規則的な時間的位置で送信され、
   前記方法は、
   各前記ユーザ装置に送信される各前記データ群の先頭に基本パイロット符号を割り当て、前記複数の副搬送波周波数に拡散させるステップと、
   各前記ユーザ装置に送信される各前記データ群内のデータ符号を各前記ユーザ装置の速度にしたがって選択的に適応型パイロット符号に置き換えるステップと、を有するパイロット符号を生成する方法であって、
   前記適応型パイロット符号は時間領域及び周波数領域で各前記ユーザ装置に送信される各前記データ群内に分布され、
   前記データ符号を選択的に適応型パイロット符号に置き換えるステップは、
   前記データ群の中心副搬送波周波数において、前記適応型パイロット符号が時間間隔２ｘＮ _T だけ離れて前記時間領域にそって挿入され、ここで、
   

   

   であり、
   

   

   はもっとも近い整数への切り捨てを示し、ｆ _D は前記ユーザ装置においてＨｚで測定されたドップラ周波数であり、Ｔ _SYM はデータ符号継続時間（秒）であることを特徴とする方法。
2. 第一の前記適応型パイロット符号は、前記基本パイロット符号から時間間隔Ｎ_Tだけ離れて前記中心副搬送波周波数において挿入される、請求項１記載の方法。
3. 前記データ符号を選択的に適応型パイロット符号に置き換えるステップは、さらにここで、
   

   

   であり、
   

   

   は最も近い整数への切り捨てを示し、ΔｆはＨ_Zでの副搬送波（Ｈｚ）であり、τ_maxは最大遅延拡散（秒）である、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記巡回プレフィックス長はＴ_SYMに用いる、請求項３記載の方法。
5. 連続副搬送波周波数に挿入された適応型パイロット符号は前記時間間隔Ｎ_Fで時間的にオフセットされる、請求項３又は４記載の方法。
6. 前記適応型パイロット符号の挿入の前に、データ符号の圧縮ないし繰返しの縮小をするステップをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記ユーザ装置が前記適応型パイロット符号をチャネル予測のために使用できるようにするために、前記データ群内での前記適応型パイロット符号の位置を同定するパイロット符号情報を生成するステップをさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 前記パイロット符号情報は前記ユーザ装置へ送信されるビットの数を減少するためにエンコードされる、請求項７記載の方法。
9. 前記パイロット符号情報は前記ユーザ装置で自己復号可能である、請求項８記載の方法。
10. 前記パイロット符号情報は，前記ユーザ装置で前記適応型パイロット符号検出をできるようにするために、前記パイロット符号および前記データ群の送信の前に送信される、請求項７から９のいずれかに記載の方法。
11. 前記データ群に挿入される適応型パイロット符号の数Ｎ_ADAPTIVE__PILOT__SYMは、
    

    

    で決定される、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. Ｎ_Tが 単一搬送波上のＴＴＩあたりの符号数より大きい場合には、適応型パイロット符号を挿入する必要はない、請求項１１記載の方法。
13. 前記データ群は前記基地局から前記ユーザ装置へ直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing（ＯＦＤＭ））を用いて送信される、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記スペクトル拡散通信システムは第三世代共同プロジェクト（3^rd Generation Partnership Project（３ＧＰＰ））によって開発されたＬＴＥ／スーパー３Ｇシステム標準に準拠する、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の方法を実施するための一個以上の処理ブロックを含む、スペクトル拡散通信システムを構成する基地局。
16. 前記一個以上の処理ブロックはディジタル信号処理技術を用いて実現される、請求項１５記載の基地局。

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