JP5121392B2

JP5121392B2 - データ伝送方法

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Publication number: JP5121392B2
Application number: JP2007275554A
Authority: JP
Inventors: 安新李; 明曙王; 祥明李; 英俊加山; 富士雄渡辺
Original assignee: NTT Docomo Inc
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Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-10-23
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Description

本発明は、データ伝送方法に係り、特に、パイロット衝突問題を解決できるデータ伝送方法に関し、通信技術分野に属する。

IEEE 802.16jネットワークは、IEEE 802.16ネットワークに移動マルチホップ中継（Mobile Multi-hop Relaying、MMR）を導入することによって、ネットワークカバー範囲を拡大し（Coverage Extension）、スループットを向上（Throughput Enhancement）させたものである。IEEE 802.16jネットワークには、以下の技術要求がある。

（１）ＯＦＤＭＡ方式に基づくこと。

（２）IEEE 802.16-2004とIEEE 802.16eの移動端末と互換性があり、即ち、移動端末を変えないこと。

（３）基地局又は中継局から無線端末へのポイントツーマルチポイント（Point-to-Multi-Points）アクセスリンクを変えないこと。

IEEE 802.16-2004基準とIEEE 802.16e基準において、下りリンクのサブキャリアを割り当てるとき、まずパイロットサブキャリアを割り当て、その後にデータサブキャリアの割り当てを行う。IEEE 802.16ネットワークにおいて、移動マルチホップ中継を実現する中継局が導入された後、基地局と中継局とのカバー範囲に位置する移動端末は、基地局と中継局からのパイロット信号を受信する。移動端末が複数の重なったパイロット信号を同時に受信した場合、出力する推定チャネル応答と実際のデータチャネル応答とが不一致する場合が存在する。該現象はパイロット衝突である。パイロット衝突は、ネットワークに中継局を導入した後に生じる特別な問題であり、移動端末のビット誤り率性能を大幅に低下させる。

パイロット衝突問題を明らかに説明するために、２つの移動端末を有する通信システムを例として説明を行う。図１は、該システムにおける２つの移動端末のパイロットとデータサブチャネルとのサブキャリア割り当てを示す図である。移動端末ＭＳ１がデータサブチャネル１を利用し、移動端末ＭＳ２がデータサブチャネル２を利用すると仮定する。データサブチャネル１及びデータサブチャネル２は、異なるサブキャリアをそれぞれ利用し、パイロットサブキャリアは２つのデータサブチャネルに共有される。

IEEE 802.16-2004又はIEEE 802.16eネットワークのような従来の中継局のないネットワークにおけるポイントツーマルチポイントデータ伝送は、図２に示すようになる。基地局ＢＳは、パイロットサブキャリアにおいてパイロット信号を送信し、データサブチャネル１とデータサブチャネル２において、移動端末ＭＳ１と移動端末ＭＳ２にそれぞれデータを送信する。移動端末ＭＳ１と移動端末ＭＳ２は、それぞれパイロット信号を用いて、自己データサブチャネルのチャネル推定を行う。即ち、移動端末ＭＳ１は、そのチャネル応答H１を正しく推定でき、移動端末ＭＳ２は、そのチャネル応答H２を正しく推定でき、且つ上記推定したチャネル応答Ｈ１とＨ２を用いてデータの検出を行うことができる。このようなデータ伝送には、パイロット衝突問題が存在していない。

IEEE 802.16jネットワークにおいて、中継局が導入されたため、一部の移動端末のデータは中継局を介して移動端末に送信されることとなる。該ネットワークにおいて、データ伝送は、図３に示すようになり、ＲＳは導入された中継局である。一般性を保つため、移動端末ＭＳ１が中継局ＲＳに属すると仮定する。中継局ＲＳが導入された後、基地局ＢＳは、パイロットサブキャリアにおいてパイロット信号を送信し、データサブチャネル２において、データを移動端末ＭＳ２に送信すると共に、中継局ＲＳは、パイロットサブキャリアにおいてパイロット信号を送信し、データサブチャネル１において、データを移動端末ＭＳ１に送信する。このとき、基地局ＢＳから、移動端末ＭＳ１までのチャネル応答はＨ１であり、移動端末ＭＳ２までのチャネル応答はＨ３であり、中継局から移動端末ＭＳ１までのチャネル応答はＨ２である。図３によると、移動端末ＭＳ２が基地局ＢＳからのパイロット信号しか受信できないため、推定したチャネル応答Ｈ３と、該チャネル応答Ｈ３の出力を用いて行ったデータ検出とのいずれも正しい。一方、移動端末ＭＳ１は、基地局ＢＳと中継局ＲＳとのパイロット信号を同時に受信する可能性があるため、チャネル推定を行う際に、間違ったチャネル応答の「Ｈ１+Ｈ２」を推定してしまうこととなる。実際に、中継局ＲＳから移動端末ＭＳ１までのデータチャネル応答はＨ１である。したがって、移動端末ＭＳ１が間違ったチャネル応答出力を用いてデータ検出を行うとき、該移動端末のビット誤り率性能が非常に悪くなる。

図４に示すように、移動端末が複数の中継局からの信号を受信できるときも、パイロット衝突問題に直面する。中継局ＲＳ１と中継局ＲＳ２とのそれぞれから移動端末ＭＳ１までのチャネル応答は、それぞれＨ１、Ｈ２と仮定する。このとき、移動端末ＭＳ１は、同時に中継局ＲＳ１と中継局ＲＳ２とのパイロット信号を受信できるため、チャネル推定を行う際に、間違ったチャネル応答「Ｈ１+Ｈ２」を推定してしまうこととなる。移動端末ＭＳ１が間違ったチャネル応答出力を用いてデータ検出を行うとき、同様に、該移動端末のビット誤り率性能が非常に悪くなる。

上記パイロット衝突問題を解決するために、以下２つの解決方法（例えば、非特許文献１参照）が提出されている。

従来方法１は、図５に示すように、基地局MMR-ＢＳと所属する全ての中継局ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４とが異なる時刻にてデータを送信する。このとき、同一時刻に信号を送信する２つの基地局、２つの中継局、又は１つの基地局及び１つの中継局がないため、パイロット衝突問題が存在せず、移動端末は、比較的よいビット誤り率性能を取得できる。しかし、該方法には以下のような明らかな欠点が存在する。１つは、全てのサブキャリアに於いて、同時に送信できる基地局及び中継局が無いため、資源（無線周波数）の空間的再利用が行われない。もう１つの欠点は、単独で１つの基地局又は中継局のデータが全てのサブキャリアを全部占めることができず、且つ、アイドルのサブキャリアが他の基地局又は中継局に利用されることもできないため、資源が充分に利用されないこととなる。

従来方法２は、図６に示すように、基地局MMR-ＢＳは、t₁でデータを送信し、基地局が属する全ての中継局ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ3、ＲＳ４は、みなt_２でデータを送信する。このとき、基地局と中継局が異なる時刻でデータを送信するため、基地局に属する移動端末にとっては、パイロット衝突問題が存在しない。しかし、該方法には以下の欠点が存在している。１つは、複数の中継局が同一時刻でデータを送信するため、もし二つの中継局の間の距離が比較的近いとき、パイロット衝突を生じ、移動端末の性能悪化を招いてしまう。もう１つの欠点は、基地局と中継局の間において、同時送信が不可能であるため、両者の間での資源の空間的再利用がが不十分である。さらに、もう１つの欠点は、資源が効果的に利用されないことである。例えば、基地局のデータが全てのサブキャリアを占めることができない場合、アイドルのサブキャリアが中継局に利用されることができないため、資源の浪費が必然的に存在する。ここで同時に送信できる基地局及び中継局の数を本発明では同時送信ファクター（STF）と定義する。方法１ではSTFは1であり，方法２ではSTFはt₁において１，t_２において４である。
Jaroslaw Sydir, Wendy C. Wong, Hyunjeong Lee, Kerstin Johnsson, IEEE C80216j-06_057, Proposal for requirement that RS transmit preamble, Jul.2006.

本発明は、従来技術における上記問題に対して提出されたデータ伝送方法であり、パイロット衝突問題を解消でき、資源の利用率を向上させることができるデータ伝送方法を提供することを課題とする。

本発明は下記技術案により実現される。

データ伝送方法であって、
基地局が、移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得し、異なる基地局又は中継局が動作する場合、前記信号対雑音比或は信号パワーの大きさに基づいて、移動端末を分類するステップ（ａ）と、
基地局が、前記移動端末分類に基づいて、各STFに対応する初期同時送信移動端末グループ及び各初期同時送信移動端末グループに属する移動端末を確定するステップ（ｂ）と、
基地局が、初期同時送信移動端末グループの移動端末を調整し、異なる移動端末グループを多重化して、ＯＦＤＭサブキャリアシンボルにマッピングするステップ（ｃ）と、
基地局が、ＯＦＤＭシンボルにマッピングした状況と基地局又は中継局の送信状況とに基づいて、採用するプリコーディング方法における移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数を確定するステップ（ｄ）と、
確定したプリコーディング方法におけるパイロットとデータとの重み係数に基づいて、基地局と中継局において、データとパイロットとを連合させたプリコーディング及び協調伝送を行い、データを目標移動端末へ送信するステップ（e）とを有する。

さらに、前記ステップ（ａ）において、基地局が移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得することは、
中継局において、移動端末のranging信号又はパイロット信号をモニタし、移動端末から中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを基地局に報告し、
基地局においても移動端末のranging信号又はパイロット信号を直接モニタし、移動端末から基地局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得することによって実現する。

さらに前記ステップ（ａ）において、移動端末に対して分類する処理は、
１つの信号を受信できる移動端末、又は複数の信号を受信できるが、そのうちの１つの信号の信号対雑音比或はパワーが他の信号の信号対雑音比或はパワーよりはるかに大きい移動端末を一の類に分け、
信号対雑音比或はパワーが等しいに近い複数の信号を受信できる移動端末を別の類に分ける。

さらに、１つの信号を受信できる移動端末、又は複数の信号を受信できるが、そのうちの１つの信号の信号対雑音比或はパワーが他の信号の信号対雑音比或はパワーよりはるかに大きい移動端末を一の類に分けることは、さらに
信号対雑音比或は信号パワー閾値を設定し、
移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーが、設定した信号対雑音比或は信号パワー閾値より大きい移動端末を一の類に分け、移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーが、設定した信号対雑音比或は信号パワー閾値より小さい移動端末を別の類に分ける。

さらに、前記ステップ（ｃ）は、
基地局が、移動端末のデータの量に応じて、異なる初期同時送信移動端末グループに属する移動端末のデータを調整してＯＦＤＭサブキャリアを割当てるステップ（ｃ１）と、
調整後の同時送信移動端末グループのデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアが、利用できる全てのＯＦＤＭサブキャリアを全部占めていないとき、基地局が、他の同時送信移動端末グループの移動端末の伝送データをスケジューリングして、アイドルのＯＦＤＭサブキャリアを全部占めるステップ（ｃ２）とにより実現する。

さらに、前記ステップ（ｄ）において、基地局は、採用するプリコーディング方法を、多重化に用いるプリコーディングと確定し、基地局と中継局が、移動端末のチャネル応答を知らない場合、前記プリコーディングにおける移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、

であり、そのうち、

は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、

は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、

は、中継局iから移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、

は、中継局iから移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
ｄとb_iは、システムのパワーとビット誤り率に基づいて設定される。

さらに、前記ステップ（ｄ）において、基地局は、採用するプリコーディング方法を、多重化に用いるプリコーディングと確定し、基地局と中継局が、移動端末のチャネル応答を知り、且つ単一の移動端末である場合、前記プリコーディングにおいて移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、

であり、そのうち、

であり、

は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、

は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、

は、サブキャリア番号を示し、

は、アーギュメントの値を示し、

は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、

は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
基地局と中継局が、移動端末のチャネル応答を知り、且つマルチ移動端末である場合、前記プリコーディングにおいて移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、

であり、そのうち、

であり、

は、基地局から移動端末

へのｎ個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、

は、中継局から移動端末

へのｎ個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、

は、それぞれサブキャリア番号、移動端末番号を示し、

は、基地局から移動端末

へのｎ個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、

は、基地局から移動端末

へのｎ個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、

は、中継局から移動端末

へのｎ個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、

は、中継局から移動端末

へのｎ個目のサブキャリアのデータ重み係数を示す。

さらに、前記ステップ（ｄ）において、基地局は、採用するプリコーディング方法を、同時送信に用いるプリコーディングと確定し、同時送信に用いる前記プリコーディングにおいて、移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、

であり、そのうち、

は、基地局から移動端末までのチャネル応答を示し、

は、中継局

から移動端末までのチャネル応答を示し、

は、サブキャリア番号を示し、

は、アーギュメントの値を示し、
ｂとd_iは、システムのパワーとビット誤り率に基づいて設定されており、iは中継局iの値を示す。

従来技術と比べ、本発明は、移動端末を変えない状況下で、システムにおける基地局と複数の中継局の位置を、距離の遠近の制限を受けずに任意に配置することができ、いずれの場合でもパイロット衝突問題が生じないことにより、移動端末のビット誤り率性能を向上させる。しかも、本発明は、パイロットとデータに対して同時に行い、且つ、基地局と中継局のパイロットとデータを連合させて設計したプリコーディング方式を採用するため、資源に対する多重化と空間的再利用をより効果的に行うことができる。

本発明係るデータ伝送方法によれば、パイロット衝突問題を解消でき、資源の利用率を向上させることができる。

以下、図面と具体的な実施例を参照して本発明をさらに説明するが、本発明に対する限定ではない。

図７は、一種のデータ伝送方法のフローを示す。該方法は下記ステップを含む。

ステップ１０１において、基地局は、移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーに基づいて、異なる基地局又は中継局が動作する場合、移動端末を分類する。即ち、パイロット衝突の影響を受ける移動端末とパイロット衝突の影響を受けない移動端末とを区別する。

まず、各移動端末を以下のように定義する。

とは、１つの信号しか受信できない移動端末、又は複数の信号を受信できるが、そのうちの１つの信号の信号対雑音比或はパワーが他の信号の信号対雑音比或はパワーよりはるかに大きい移動端末を示す。信号対雑音比の大きさに応じて、

を、

と

とにさらに細かく分けることができる。細かく分けるとき、まず一つの具体的な信号対雑音比閾値を設定して、移動端末の信号対雑音比或はが閾値より大きいとき、該移動端末を

と定義し、逆の場合、

と定義する。具体的な信号対雑音比閾値の設定は、実際のシステムで採用する伝送方式、例えば符号化方式、調整方式などに関連しており、実際のシステムで採用する伝送方式に基づいて確定することができる。例えば、符号化しないシステムの場合、信号対雑音比が６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭをサポートする移動端末を

としてもよいし、信号対雑音比がＱＰＳＫ、ＢＰＳＫをサポートする移動端末を

としてもよい。具体的な信号対雑音比閾値の設定は、当該分野の技術者に公知の技術であり、ここでは、詳細な説明をしない。

は、

より強い干渉に抵抗できるため、後述する資源の多重化、同時送信において、

を優先的にスケジューリングする。

とは、信号対雑音比或は信号パワーがほぼ等しい複数の信号を受信できる移動端末を示す。

特に、

と

とを区分するとき、該移動端末がどの基地局又は中継局と、どの基地局又は中継局との間に位置するかを説明する必要がある。

後述において、以下のような定義をした。

とは、

に属し、且つ

と

との間の

を示す。

とは、

に属し、且つ

と

との間の

を示す。

図８に示す簡単化したネットワークモデルにおいて、基地局又は中継局からデータを送信する７種類の異なる場合が存在している。詳しくは以下のとおりである。

（a）基地局ＢＳ、中継局ＲＳ１及び中継局ＲＳ２が一緒にデータを送信する。

（b）基地局ＢＳと中継局ＲＳ１が一緒にデータを送信する。

（c）基地局ＢＳと中継局ＲＳ２が一緒にデータを送信する。

（d）中継局ＲＳ１と中継局ＲＳ２が一緒にデータを送信する。

（e）基地局ＢＳがデータを送信する。

（f）中継局ＲＳ１がデータを送信する。

（g）中継局ＲＳ２がデータを送信する。

上記７種類の場合に基づいて、移動端末を分類し、そして、同一タイプの移動端末を１つのグループに分ける。そのうち、基地局ＢＳと２つの中継局ＲＳ１、ＲＳ２がみなデータを送信する時の移動端末分類は、図8に説明されている。

図９は、簡単化したもう１つのネットワークモデルを示す。そのうち、基地局ＢＳと２つの中継局ＲＳ１、ＲＳ２がみなデータを送信する時、

は、

であると同時に

であり、

は、

であると同時に

である。

以下のことを補充して説明する。一般的に、任意に配置されたネットワークの場合、基地局と全ての中継局の数との和はKであるとしたら、基地局又は中継局の異なる送信状況は計

種類ある。具体的に、全ての基地局又は中継局がみな送信する状況が計

種類であり、

個の基地局又は中継局がみな送信する状況が計

種類であり、

個の基地局又は中継局がみな送信する状況が計

であり、…、単一の基地局又は中継局が送信する状況が計

種類である。

は、組合せ数の記号である。

該ステップ１０１において、下記の方法で、基地局は、移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得する。

（i）基地局は、自動パワー制御、適応変調・符号化、オーバーハンドなどの操作を行うために、ある方式で移動端末の信号対雑音比或は信号パワーを取得し、取得した信号対雑音比或は信号パワーを直接利用する。

（ii）中継局は、移動端末のranging信号又はパイロット信号をモニタし、移動端末から中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを基地局に報告すると共に、基地局も移動端末のranging信号又はパイロット信号を直接モニタし、移動端末から基地局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得し、上記２つの信号対雑音比或は信号パワーの差値を、移動端末分類の根拠とする。

ステップ１０２において、ステップ１０１における移動端末分類に基づいて、基地局は、同時送信ファクターの大きさに応じて、初期同時送信移動端末グループ及び各初期同時送信移動端末グループに属する移動端末を順に確定する。ここで、同時送信移動端末グループとは同一資源を用いて同時に送信する事が可能な、異なる基地局又は中継局に属する移動端末のグループである。

図８に示すネットワークモデルを例として、ステップ１０１で得た基地局又は中継局の７種類の異なる送信状況による移動端末分類に基づいて、初期同時送信移動端末グループ及び各初期同時送信移動端末グループに属する移動端末をいかに確定するかを説明する。詳しくは以下のとおりである。

このとき、基地局ＢＳ、中継局ＲＳ１及び中継局ＲＳ２の

は、STF＝３の同時送信移動端末グループを構成できる。即ち、

このとき、基地局ＢＳと中継局ＲＳ１の

は、STF＝２の同時送信移動端末グループを構成できる。しかし、一部の移動端末が既に

と

に属するため、同時送信移動端末グループから、これらの

と

に属する移動端末を除くことが必要となり、即ち、得られた同時送信移動端末グループは下記のようになる。

このとき、上記（ｂ）に類似し、STF＝２の同時送信移動端末グループが得られる。

（e）基地局ＢＳがデータを送信する。

このとき、基地局ＢＳに属する全ての移動端末は、STF＝１の同時送信移動端末グループを構成できるが、一部の移動端末が既に

に属するため、同時送信移動端末グループから、これらの移動端末を全て除くことが必要である。即ち、

（f）中継局ＲＳ１がデータを送信する。

このとき、（e）に類似し、STF＝１の同時送信移動端末グループが得られる。

（g）中継局ＲＳ１がデータを送信する。

上記をまとめて、図８に示すネットワークの全ての初期同時送信移動端末グループを得ることができ、STF＝３の同時送信移動端末グループ１組、STF＝２の同時送信移動端末グループ３組及びSTF＝１の同時送信移動端末グループ３組を得ることができる。

一般的に、任意に配置されたネットワークの場合、基地局と全ての中継局の数の和がKであると、初期同時送信移動端末グループは計

個となる。具体的に、STF＝Ｋの同時送信移動端末グループ

個、STF=

の同時送信移動端末グループ

個、STF=

の同時送信移動端末グループ

個、…、STF=１の同時送信移動端末グループ

個有している。特に、低い同時送信ファクターの同時送信移動端末グループに属する移動端末を確定するとき、高い同時送信ファクターの同時送信移動端末グループに属する移動端末を除く必要がある。

ステップ１０３において、基地局は、初期同時送信移動端末グループの移動端末を調整し、異なる移動端末グループを多重化して、ＯＦＤＭサブキャリアにマッピングする。

初期同時送信移動端末グループにおいて、移動端末のデータ長に応じて引き続き同時送信移動端末グループを調整する必要がある。調整の目的は、最終的に同時送信移動端末グループを構成する移動端末を確定することであり、目標は、なるべく大きい資源再利用率と資源利用率を得ることである。

該ステップは、具体的に下記ステップによって実現される。

ステップ１０３１において、基地局は、移動端末のデータ量に応じて、異なる同時送信移動端末グループに属する移動端末を調整することによって、なるべく大きい資源再利用率と資源利用率を得る。

以下、基地局ＢＳと、四つの中継局ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３及びＲＳ４が含まれるマンハッタンモデルの１つのセルを例として、初期同時送信移動端末グループに対していかに調整を行うかを説明する。該セルの移動端末に対してステップ１０１、１０２の処理を行った後、初期同時送信移動端末グループを得ると仮定する。そのうち、STF＝５、STF＝４及びSTF＝１の移動端末グループのデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアは、図１０に示すようになる。資源の利用率を向上させるために、STF＝５グループの中継局ＲＳ３の一部の移動端末をSTF=４グループに調整し、STF=１グループをSTF=５グループに合併してもよい。このとき、図１０に示すSTF=１グループにおける移動端末が

であれば、該部分の移動端末グループをSTF=５グループのＲＳ２とＲＳ３に調整してもよい。こうすることによって、資源の利用率を大幅に向上させるだけでなく、該部分の移動端末のゲインを向上させることができ、該部分の移動端末のビット誤り率をさらに低下させることができる。上記方法で調整したSTF＝５、STF＝４及びSTF＝１の同時送信移動端末グループのデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアは図１１に示すようになる。

ステップ１０３２において、同時送信移動端末グループのデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアが全てのＯＦＤＭサブキャリアを占めなかった場合、他のグループの適切な移動端末の伝送データをスケジューリングしてアイドルのサブキャリアに割当てることによって、資源の利用率を向上させる。

上記のマンハッタンモデルを例として説明する。ステップ１０１、１０２及びステップ１０３のサブステップ１０３１を経て確定した最終のSTF=５の同時送信移動端末グループが図１２に示すようになると仮定する。図１２によると、STF=５グループの各中継局より送信したデータが全てのＯＦＤＭサブキャリアを全部占めていない。そこで、資源の利用率をなるべく向上させるために、他の同時送信移動端末グループのデータと多重化して、これらアイドルのＯＦＤＭサブキャリアに割当てる必要がある。図１２に示すSTF=４グループから適切な移動端末をスケジューリングして割当ててもよい。図１３は、STF＝４グループとSTF＝５グループを多重化するプロセスを示す図である。図１４は、調整後の同時送信移動端末グループSTF=５とSTF＝１が占めるＯＦＤＭサブキャリアを示す図である。STF=１グループから適切な

をスケジューリングしてSTF=５グループに割当てもよい。図１５は、STF=５グループとSTF＝１グループを多重化するプロセスを示す図である。図１６は、調整後の同時送信移動端末グループSTF=５とSTF＝１のデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアを示す図である。さらに、第３の方法を用いてSTF＝５グループを割当てもよい。このとき、STF=１グループから適切な

をスケジューリングしてSTF=５を割当ててもよい。ただし、ここで、

への割当は、２つの中継局から同時にデータを送信して割当てる必要がある。図１７は、STF=５グループとSTF＝１グループを多重化する第３の方法において、同時送信移動端末グループSTF=５とSTF=１のデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアを示す図である。

一般的に、上記ステップ１０３１、１０３２において、移動端末のデータに基づいて処理を行う必要があるので、毎回の具体的な実現過程は多様である。しかし、いずれも、現在の異なる同時送信移動端末グループのデータ量に応じて、同時送信移動端末グループの端末を適切に調整して、複数の同時送信移動端末グループを多重化することによって、なるべく高い資源再利用率と資源利用率を得ることである。

ＯＦＤＭサブキャリアが全部占められたかと、どの移動端末のデータをスケジューリングして割当てるかの判断は、基地局によって行われる。IEEE 802.16-2004及びIEEE 802.16e基準において、各ＯＦＤＭサブキャリアの中でデータの利用可能サブキャリア数が定義されている。調整方式及び符号化方式が確定されると、これらの利用可能サブキャリアがサポートするデータビット数も確定されるようになる。同時送信移動端末グループの移動端末のデータビット数が、利用可能サブキャリアがサポートするデータビット数より小さいとき、ＯＦＤＭサブキャリアが完全に占められなかったことを示し、資源の利用率を向上させるために、基地局は他の同時送信移動端末グループの移動端末のデータをスケジューリングして割当てることが必要となる。どの移動端末のデータをスケジューリングして割当てるかについては、移動端末のデータ量に応じて判断する。スケジューリングした移動端末のデータでなるべく残りのＯＦＤＭサブキャリアを全部占めるようにするべきである。上記ステップ１０３２に示すように、なるべく高い資源利用率及びなるべく低いビット誤り率を得るために、割当てる時に、複数の方式で行ってもよい。

ステップ１０４において、基地局は、ＯＦＤＭシンボルにマッピングされた状況と基地局又は中継局の送信状況とに基づいて、採用するプリコーディング方式を確定し、選択したプリコーディング方式におけるパイロットとデータの重み係数に対して最適化する。

上記ステップ１０３によれば、同時送信移動端末グループの異なる多重化及び同時送信が複数ある。例えば、マンハッタンモデルの場合、STF=５グループは、STF=４グループと多重化してもよいし、STF=１グループと多重化してもよい。また、STF=１と多重化するとき、図１３、図１５、図１７に示すような３種類の多重化がある。これら異なる多重化及び同時送信方式は、いずれもプリコーディング方式のサポートが必要である。即ち、パイロット衝突を生じないように、異なるプリコーディング方式を利用して上記多重化及び同時送信を行う必要がある。

全体的にいうと、プリコーディング方式には２つの目的がある。１つの目的は、異なる同時送信移動端末グループのデータの多重化を行うことであり、もう１つの目的は、異なる同時送信移動端末グループのデータの同時送信を行うことである。本発明のプリコーディング方式は、パイロットとデータとに対して同時に行い、且つ、基地局と中継局とのパイロットとデータを連合させる点で、従来のプリコーディング方式と異なっている。

多重化のためのプリコーディングは、表１に示す重み係数行列を採用してもよい。このとき、プリコーディングは、移動端末のチャネル応答を必要とせずに行うことができる。表１に示すプリコーディング重み係数行列は、複数の基地局又は中継局の場合にも適用することができる。即ち、プリコーディングにおいて、移動端末のサブキャリアにおいてパイロットとデータとの重み係数は、それぞれ以下のとおりである。

そのうち、

は、中継局iから移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
ｄとb_iはシステムのパワーとビット誤り率に基づいて設定される。

図３に示すネットワークにおいて、多重化に用いられるプリコーディングで実現するサブキャリア多重化過程は、図１８に示すようになる。そのうち、
ＢＳ−>ＭＳ２は、基地局ＢＳから、データとパイロットを移動端末ＭＳ２に送信することを示す。

ＲＳ−>ＭＳ１は、中継局ＲＳから、データとパイロットを移動端末ＭＳ１に送信することを示す。

ＢＳ−>ＭＳ１,ＭＳ２とＲＳ−>ＭＳ１は、基地局ＢＳと中継局ＲＳとが協調送信を行うことを示す。基地局ＢＳは、サブキャリア

において、移動端末ＭＳ２に対して、重み付け後のデータを送信し、基地局ＢＳと中継局ＲＳは、サブキャリア

において、移動端末ＭＳ１に対して、同時に重み付け後のデータを送信し、基地局ＢＳと中継局ＲＳは、パイロットサブキャリアにおいて、同時に重み付け後のパイロット信号を送信する。

上記表１の重み係数行列と結合して、具体的なサブキャリア多重化過程を以下のように説明する。

基地局ＢＳは、パイロットサブキャリアにおける信号、サブキャリア

における移動端末ＭＳ２に送信するデータ信号、及びサブキャリア

における移動端末ＭＳ１に送信するデータ信号に対して、いずれも係数

で重み付けを行う。それとともに、中継局ＲＳは、パイロットサブキャリアにおける信号、及びサブキャリア

で重み付けを行う。中継局ＲＳは、サブキャリア

における信号を送信しない。

表１に示すプリコーディング重み係数行列は、移動端末のチャネル応答を知らない場合に採用されるものである。基地局ＢＳと中継局ＲＳが移動端末ＭＳ１とＭＳ２のチャネル応答を知る場合、以下のような最適なプリコーディング重み係数を採用してもよい。このとき、パイロット衝突問題を解決し、異なる伝送において同一のＯＦＤＭサブキャリアを多重化することを実現できるだけでなく、空間ダイバーシティゲインを取得して、移動端末のビット誤り率を低下させることができる。

そのうち、

であり、

は、サブキャリア番号を示し、

は、アーギュメントの値を示し、

は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示す。

具体的に、基地局ＢＳは、パイロットサブキャリアにおける信号を、

を用いて重み付けを行い、サブキャリア

によって移動端末ＭＳ２に送信するデータ信号に対して、

を用いて重み付けを行い、サブキャリア

によって移動端末ＭＳ１に送信するデータ信号に対して、係数

を用いて重み付けを行う。それとともに、中継局ＲＳは、パイロットサブキャリアにおける信号に対して、

を用いて重み付けを行い、サブキャリア

を用いて重み付けを行い、中継局ＲＳは、サブキャリア

における信号を送信しない。

プリコーディングを採用しない従来の伝送において、例えばＢＳからＭＳ２への伝送とＲＳからＭＳ１への伝送は、同一のＯＦＤＭシンボルを多重することができない。同一のＯＦＤＭシンボルを多重すると、ＭＳ１においてパイロット衝突を生じるからである。表１に示す協調プリコーディング又は上記公式で示す最適なプリコーディングを採用する場合、即ち、基地局ＢＳと中継局ＲＳにおいて、自身が送信するデータとパイロットに対して、それぞれ特定した重み付けを行ってから送信する場合、パイロット衝突問題を避けることができ、異なる伝送において、同一のＯＦＤＭシンボルを多重できるようになり、資源の利用率を向上させることができる。

同時送信に用いられるプリコーディングについては、表２に示す重み係数行列を採用してもよい。このときのプリコーディングは、移動端末のチャネル応答が必要である。

そのうち、

上記公式において、

は、基地局から移動端末へのチャネル応答を示し、

は、中継局

から移動端末へのチャネル応答を示し、

は、サブキャリア番号を示し、

は、アーギュメントの値を示す。上記公式を用いて、表２に示す同時送信のためのプリコーディングの係数を算出できる。

上記同時送信のプリコーディング方法は、複数の端末にも適用する。このときの移動端末のサブキャリアにおいてパイロットとデータの重み係数はそれぞれ以下のとおりである。

そのうち、

は、基地局から移動端末へのチャネル応答を示し、

は、中継局

から移動端末へのチャネル応答を示し、

は、サブキャリア番号を示し、

は、アーギュメントの値を示し、
ｂとd_iは、システムのパワーとビット誤り率に基づいて設定されており、ｄ_ｉは中継局iの値を示す。

図１９に示すネットワークにおいて、同時送信のためのプリコーディングで実現するサブキャリア多重化過程は図２０に示すようになる。

ＢＳ−>ＭＳ0は、基地局ＢＳが、移動端末ＭＳ０にデータとパイロットを送信することを示す。

ＲＳ１−>ＭＳ１&ＭＳ３は、中継局ＲＳ１が、移動端末ＭＳ１、ＭＳ３にデータとパイロットを送信することを示す。

ＲＳ２−>ＭＳ２は、中継局ＲＳ２が、移動端末ＭＳ２にデータとパイロットを送信することを示す。

ＢＳ->ＭＳ0、ＢＳ,ＲＳ１->ＭＳ１、ＢＳ，ＲＳ２->ＭＳ２及びＲＳ１,ＲＳ２->ＭＳ３は、同時に行われる四種類の送信/協調送信を示す。即ち、基地局ＢＳは、移動端末ＭＳ０にデータとパイロットを送信し、基地局ＢＳと中継局ＲＳ１は、移動端末ＭＳ１にデータとパイロットを協調して送信し、基地局ＢＳと中継局ＲＳ２は、移動端末ＭＳ２にデータとパイロットを協調して送信し、中継局ＲＳ１と中継局ＲＳ２は、移動端末ＭＳ３にデータとパイロットを協調して送信する。

具体的に、基地局ＢＳは、パイロットサブキャリアにおける信号を

を用いて重み付け、サブキャリア

における移動端末ＭＳ0に送信するデータ信号を

を用いて重み付け、サブキャリア

における信号を送信しない。それとともに、中継局ＲＳ１は、パイロットサブキャリアにおける信号を

を用いて重み付け、サブキャリア

における移動端末ＭＳ１に送信するデータ信号を

を用いて重み付け、サブキャリア

における移動端末ＭＳ３送信するデータ信号を

を用いて重み付けを行う。それとともに、中継局ＲＳ２は、パイロットサブキャリアにおける信号を

を用いて重み付け、サブキャリア

における移動端末ＭＳ２に送信するデータ信号を

を用いて重み付け、サブキャリア

における移動端末ＭＳ３送信するデータ信号を

を用いて重み付けを行う。

表１、表２に示すプリコーディング係数において、

の値は、多重化及び同時送信における移動端末の具体的な状況に応じて選択し、移動端末の信号対雑音比に基づいて選択する必要がある。選択するルールは、（１）移動端末のビット誤り率要求を満足すること、（２）送信パワーの増加を最少にすることである。

の値を選択することによって、最適な性能とパワーの折衷を得ることができる。

の値を確定すると、表１に示す多重化を実行することができ、又は

の値を算出すると、表２に示す同時送信の実行ができるようになる。

基地局と中継局が表１、表２に示す協調プリコーディングを用いてパイロットとデータに対して重み付けを行ってから伝送すると、移動端末におけるパイロット衝突問題を避けることができる。以下、例を挙げて説明する。

従来のポイント・ツー・ポイント（point to point）伝送において、まず、受信機である移動端末は、パイロットに基づいてチャネル推定を行う必要がある。そして、推定したチャネル応答

を用いて、データ検出に用いるウェート

を算出する。そして、移動端末は、ウェート

を用いて、受信した信号を検出することによってデータの推定値

を取得する。最後、

に対して硬判定を行うことによって推定の送信データを取得できる。具体的な過程は以下のようである。

図３に示すネットワーク構造において、協調プリコーディングを行わない場合、移動端末ＭＳ１におけるチャネル推定とデータ検出過程は以下のとおりである。

上記過程によれば、移動端末ＭＳ１が、基地局のパイロット信号と中継局のパイロット信号とを同時に受信できるため、チャネル推定を行うときに、正しくないチャネル推定の

を得ることとなる。そこで、データ検出の際に、干渉となり、推定したデータのビット誤り率を大幅に増加させ、パイロット衝突問題が生じることとなる。

基地局と中継局において表１に示すプリコーディングを行えば、パイロット衝突問題を解決できる。説明の簡便のため、

とし、移動端末ＭＳ１におけるチャネル推定とデータ検出過程は以下のとおりである。

上記過程によれば、基地局と中継局の協調プリコーディング伝送において、データ検出を行う際に、余分な干渉がないため、パイロット衝突問題が存在しおらず、正常のデータ検出を行うことができる。

ステップ１０５において、選択したプリコーディング係数に基づいて、基地局と中継局において、データとパイロットとを連合させたプリコーディング及び協調伝送を行い、データを目標移動端末へ送信する。

上記本発明のデータ伝送方法は、他のいかなる配置のネットワークに応用して、ネットワークの資源利用率を向上させることができる。

以下、より具体的な応用例を挙げて、上記伝送方法を説明する。

IEEE 802.16jネットワークにおいて、中継局は２つの目的に用いられる。１つは、カバー面積の拡大であり、もう１つは、スループットの向上である。以下、例を挙げてそれぞれを説明する。

応用例１:「カバー面積の拡大」を目的とする中継局に応用する
図２１は、中継局がカバー面積の拡大目的に用いるカバーレージ・ホール（Coverage hole）ネットワーク配置を示す。そのうち、中継局のカバー範囲内において、大量の

端末が存在する。従来のパイロット衝突回避方法において、基地局ＢＳと中継局ＲＳが異なる時刻にデータを送信するため、これらの移動端末

が占めるＯＦＤＭサブキャリア資源が再利用されなかった。本発明によるデータ伝送方法を用いてデータを伝送する場合、カバーレージ・ホールネットワーク配置における資源使用率を明らかに向上させることができる。具体的な過程は以下のとおりである。

（a）移動端末の信号対雑音比或は信号パワーに基づいて、移動端末を分類し、（i）基地局と中継局が一緒に送信する、（ii）基地局が送信する、（iii）中継局が送信するという３つの場合に分ける。

（b）初期同時送信移動端末グループを確定し、３つの初期同時送信移動端末グループを得る。即ち、
STF=２のグループ１組

STF=１のグループ２組

（c）ＯＦＤＭシンボルにマッピングする。マッピング後の状況を図２２に示す。まず、STF=２の移動端末グループにおける全ての移動端末のデータに対して同一サブキャリアで同時送信を行う。そして、全部占められなかったＯＦＤＭシンボルを割り当てる。ここでは、

と

のデータを用いて割当る。図２３は、従来方法２でデータ伝送を行う際の資源利用状況を示す。図２２、図２３によれば、本発明による方法は、従来方法２でデータを伝送する方法よりはるかに優れており、資源の空間的再利用を効果的に実施でき、資源の使用率を大幅に向上させることができる。

（d）協調プリコーディング方式を確定する。表１、表２に示すプリコーディング係数を用いて、具体的なチャネル応答に基づいて、適切な係数値を選択する。

（e）選択したプリコーディング係数に基づいて、基地局と中継局において、データとパイロットを連合させたプリコーディング及び協調伝送を行い、データを目標移動端末に送信する。

応用例２：「スループット向上」を目的とする中継局、２つの中継局、中継局間距離が比較的遠いネットワークに応用する。

図２４は、「スループット向上」を目的とする中継局、２つの中継局、中継局間距離が比較的遠いネットワークを示す。本発明によるデータ伝送方法を用いてデータ伝送を行うと、該ネットワーク配置における資源使用率を向上させることができる。

（o）移動端末を分類する。a）基地局、中継局１及び中継局２が一緒に送信する、b)中継局１と中継局２とが一緒に送信する、c）基地局が送信するという３つの場合に分ける。各場合において、信号対雑音比或は信号パワーに基づいて移動端末を分類してよい。

（p）初期同時送信移動端末グループを確定し、計３組の初期同時送信移動端末グループが得られる。即ち、
STF＝３のグループ１組

STF=２のグループ１組

STF=１のグループ１組

（q）ＯＦＤＭシンボルにマッピングする。マッピング後の状況を図２５に示す。図２６は、従来のパイロット衝突解決方法２における移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す。図２５、図２６によれば、従来のパイロット衝突解決方法２は、該ネットワーク配置においてよい資源利用率を有しているが、本発明による方法のほうがさらによい性能を有している。本発明による方法においては、STF=３の同時送信があるが、従来のパイロット衝突解決方法２には、最多でもSTF=２の同時送信しか存在しない。したがって、本発明がより優れている。

（r）協調プリコーディング方式を確定する。表１、表２に示すプリコーディング係数を用いて、具体的なチャネル応答に基づいて、適切な係数値を選択する。

（s）選択したプリコーディング係数に基づいて、基地局と中継局において、データとパイロットを連合させたプリコーディング及び協調伝送を行い、データを目標移動端末に送信する。

応用例３：「スループット向上」を目的とする中継局、２つの中継局、中継局間距離が比較的近いネットワークに応用する。

この場合のネットワーク配置は図２７に示すようになる。本発明によるデータ伝送方法を用いてデータ伝送を行うと、該ネットワーク配置における資源使用率を向上させることができる。

（u）移動端末を分類し、５種類の基地局又は中継局の送信場合に分ける。

１.基地局ＢＳ、中継局ＲＳ１及び中継局ＲＳ２が一緒に送信する。

２.中継局ＲＳ１と中継局ＲＳ２が一緒に送信する。

３.基地局ＢＳが送信する。

４.中継局ＲＳ１が送信する。

５.中継局ＲＳ２が送信する。

この５種類の場合における移動端末分類をそれぞれ行う。

（v）初期同時送信移動端末グループを確定し、計５組の初期同時送信移動端末グループが得られる。即ち、
STF=３のグループ１組

STF=２のグループ１組

STF=１のグループ３組

（w）ＯＦＤＭシンボルにマッピングする。マッピング後の移動端末のサブキャリア資源利用状況を図２８に示す。図２９は、従来のパイロット衝突解決方法２における移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す。図２８、図２９によれば、従来のパイロット衝突解決方法２は、該ネットワーク配置において同一資源にて同時送信を行う場合はパイロット衝突問題が生じるので、移動端末のビット誤り率性能を大幅に低下させる。一方、本発明による方式は、プリコーディングを連合することによってパイロット衝突問題を解決できるため、パイロット衝突解決方法２より優れたビット誤り率性能を取得することができる。

（x）協調プリコーディング方式を確定する。表１、表２に示すプリコーディング係数を用いて、具体的なチャネル応答に基づいて、適切な係数値を選択する。

（y）選択したプリコーディング係数に基づいて、基地局と中継局において、データとパイロットを連合させたプリコーディング及び協調伝送を行い、データを目標移動端末に送信する。

本発明による方法の効果を検証するために、本発明によるデータ伝送における移動端末のビット誤り率性能をシミュレーションし、従来技術と比較する。

シミュレーションの設定は以下のとおりである。

（１）伝送方式はＯＦＤＭＡを採用し、サブキャリアが５１２であり、サイクリックプリフィックスは６４サンプルであり、パイロットはカムパイロットであり、計６４のサブキャリアを占める。

（２）変調方式は１６ＱＡＭである。

（３）チャネル推定アルゴリズムは、ＬＳ（Least Square）、線形補間を採用する。

（４）チャネルについて、２０パスのマルチパス遅延ラインモデルを採用し、チャネル応答が各ＯＦＤＭシンボルにおいて不変であるが、異なるＯＦＤＭシンボルにおいてはランダムに変化する。

図３０は、パイロット衝突時とパイロット衝突がないとき、移動端末のビット誤り率性能のシミュレーション図を示す。該図によれば、パイロット衝突は、システムの性能を大きく低下させる。パイロット衝突問題が存在するとき、いずれの処理も行わないと、移動端末のビット誤り率性能は約

であり、システムの要求を満足できない。一方、パイロット衝突がないときの性能は、パイロット衝突があるときの性能よりはるかに優れている。従来のパイロット衝突解決方法２は、同一資源における同時送信時にパイロット衝突問題を解決していないため、その移動端末の性能を、パイロット衝突のない性能と、パイロット衝突が存在する性能とに分ける。提出されたアルゴリズムについて、全ての

は、パイロット衝突がないときの性能を有する。

図３１は、プリコーディングと協調伝送方式を採用するとき、移動端末のビット誤り率性能のシミュレーション図を示す。図によれば、プリコーディングと協調伝送方式を採用すると、移動端末の性能は、パイロット衝突がないときの性能に類似し、且つ、シングルユーザのときに約３ｄｂの性能ゲインを有する。提出されたアルゴリズムについて、全ての

は、パイロット衝突がないときに類似する性能を有する。

また、上記実施例によれば、本発明によるデータ伝送方法は、従来方法と比べ、パイロット衝突を回避できるだけでなく、より高い資源再利用率及び資源利用率を得ることができる。

図１は、二つの移動端末を有する通信システムにおいて、二つの移動端末のパイロットとデータサブチャネルとのサブキャリア割り当てを示す図である。図２は、IEEE802.16-2004又はIEEE802.16eネットワークにおけるデータ伝送を示す図である。図３は、IEEE802.16jネットワークにおいて、１つの基地局と１つの中継局からなるシステムのデータ伝送を示す図である。図４は、IEEE802.16jネットワークにおいて、二つの中継局からなるシステムにおけるデータ伝送を示す図である。図５は、従来技術においてパイロット衝突を解決するための方法１を示す図である。図６は、従来技術においてパイロット衝突を解決するための方法２を示す図である。図７は、本発明による実施例のデータ伝送方法のフローチャートである。図８は、本発明による実施例において、簡単化したネットワークモデルを示す図である。図９は、本発明による実施例において、簡単化したもう１つのネットワークモデルを示す図である。図１０は、本発明による実施例において、同時送信移動端末グループを初期化した後、そのうちの３つのグループ（STF＝５、STF＝４とSTF＝１）のデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアを示す図である。図１１は、本発明による実施例において、同時送信移動端末グループを調整した後、そのうちの３つのグループ（STF＝５、STF＝４とSTF＝１）のデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアを示す図である。図１２は、STF＝４グループとSTF＝５グループを多重化するとき、同時送信移動端末グループを調整した後のＯＦＤＭサブキャリア割り当てを示す図である。図１３は、STF＝４グループとSTF＝５グループを多重化するとき、同時送信移動端末グループを多重化した後のＯＦＤＭサブキャリア割り当てを示す図である。図１４は、STF=５グループとSTF＝１グループが第１の場合で多重化するとき、同時送信移動端末グループを調整した後のＯＦＤＭサブキャリア割り当てを示す図である。図１５は、STF=５グループとSTF＝１グループが第１の場合で多重化するとき、同時送信移動端末グループを多重化した後のＯＦＤＭサブキャリア割り当てを示す図である。図１６は、STF=５グループとSTF＝１グループが第２の場合で多重化するとき、同時送信移動端末グループを調整した後のＯＦＤＭサブキャリア割り当てを示す図である。図１７は、STF=５グループとSTF＝１グループが第２の場合で多重化するとき、同時送信移動端末グループを多重化した後のＯＦＤＭサブキャリア割り当てを示す図である。図１８は、図３に示すネットワークにおいて、多重化に用いられるプリコーディングで実現するサブキャリア多重化プロセスを示す図である。図１９は、別の種類のデータ伝送ネットワークを示す図である。図２０は、図１９に示すネットワークにおいて、多重化に用いられるプリコーディングで実現するサブキャリア多重化プロセスを示す図である。図２１は、本発明の応用例１におけるネットワークを示す図である。図２２は、本発明の応用例１において本発明の方法を採用するとき、マッピング後の移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す図である。図２３は、本発明の応用例１において本発明の方法を採用するとき、マッピング後の移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す図である。図２４は、本発明の応用例２におけるネットワークを示す図である。図２５は、本発明の応用例２において本発明の方法を採用するとき、マッピング後の移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す図である。図２６は、本発明の応用例２において、パイロット衝突解決の従来方法２を採用するとき、移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す図である。図２７は、本発明の応用例３におけるネットワークを示す図である。図２８は、本発明の応用例３において本発明の方法を採用するとき、マッピング後の移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す図である。図２９は、本発明の応用例３において、パイロット衝突解決の従来方法２を採用するとき、移動端末のサブキャリア資源利用状況を示す図である。図３０は、本発明のシミュレーション例において、パイロット衝突時とパイロット衝突がないときの移動端末のビット誤り率性能を示す図である。図３１は、本発明のシミュレーション例において、プリコーディングと協調伝送方式を採用するとき、移動端末のビット誤り率性能を示す図である。

符号の説明

ＭＳ…移動端末、ＢＳ…基地局、ＲＳ…中継局

Claims

基地局が、移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得し、異なる基地局又は中継局が動作する場合、前記信号対雑音比或は信号パワーの大きさに基づいて、移動端末を分類するステップ（ａ）と、
基地局が、前記移動端末分類に基づいて、各同時送信ファクターに対応する初期同時送信移動端末グループ及び各初期同時送信移動端末グループに属する移動端末を確定するステップ（ｂ）と、
基地局が、初期同時送信移動端末グループの移動端末を調整し、異なる移動端末グループを多重化して、ＯＦＤＭサブキャリアシンボルにマッピングするステップ（ｃ）と、
基地局が、ＯＦＤＭシンボルにマッピングした状況と基地局又は中継局の送信状況とに基づいて、採用するプリコーディング方法において各移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数を確定するステップ（ｄ）と、
確定したプリコーディング方法におけるパイロットとデータとの重み係数に基づいて、基地局と中継局において、データとパイロットとを連合させたプリコーディング及び協調伝送を行い、データを目標移動端末へ送信するステップ（e）と
を有することを特徴とするデータ伝送方法。
前記ステップ（ａ）において、基地局が移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得することは、
中継局において、移動端末からのranging信号又はパイロット信号をモニタし、移動端末から中継局までの信号対雑音比或は信号パワーを基地局に報告し、基地局においても移動端末からのranging信号又はパイロット信号を直接モニタし、移動端末から基地局までの信号対雑音比或は信号パワーを取得することによって実現することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ（ａ）において、移動端末に対して分類することは、
１つの信号を受信できる移動端末、又は複数の信号を受信できるが、そのうちの１つの信号のパワーが他の信号のパワーよりはるかに大きい移動端末を一の類に分け、
パワーが等しいに近い複数の信号を受信できる移動端末を別の類に分けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
１つの信号を受信できる移動端末、又は複数の信号を受信できるが、そのうちの１つの信号のパワーが他の信号のパワーよりはるかに大きい移動端末を一の類に分けることは、さらに
信号対雑音比或は信号パワー閾値を設定し、
移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーが、設定した信号対雑音比或は信号パワー閾値より大きい移動端末を一の類に分け、移動端末から基地局又は中継局までの信号対雑音比或は信号パワーが、設定した信号対雑音比或は信号パワー閾値より小さい移動端末を別の類に分けることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記ステップ（ｃ）は、さらに
基地局が、移動端末のデータの量に応じて、異なる初期同時送信移動端末グループに属する移動端末のデータを調整してＯＦＤＭサブキャリアを割当てるステップ（ｃ１）と、
調整後の同時送信移動端末グループのデータが占めるＯＦＤＭサブキャリアが、利用できる全てのＯＦＤＭサブキャリアを全部占めていないとき、基地局が、他の同時送信移動端末グループの移動端末の伝送データをスケジューリングして、アイドルのＯＦＤＭサブキャリアを全部占めるステップ（ｃ２）とにより実現することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ（ｄ）において、基地局は、採用するプリコーディング方法を多重化に用いるプリコーディングと確定し、基地局と中継局は、移動端末のチャネル応答を知らない場合、前記プリコーディングにおいて移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、
であり、そのうち、
は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、
は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
は、中継局iから移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、
は、中継局iから移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
ｄとb_iは、システムのパワーとビット誤り率に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ（ｄ）において、基地局は、採用するプリコーディング方法を多重化に用いるプリコーディングと確定し、基地局と中継局は、移動端末のチャネル応答を知り、且つ単一の移動端末である場合、前記プリコーディングにおいて移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、
であり、そのうち、
であり、
は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、
は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、
は、サブキャリア番号を示し、
は、アーギュメントの値を示し、
は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、
は、基地局から移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、
は、中継局から移動端末へのn個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
基地局と中継局が、移動端末のチャネル応答を知り、且つマルチ移動端末である場合、前記プリコーディングにおいて移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、
であり、そのうち、
であり、
は、基地局から移動端末
へのｎ個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、
は、中継局から移動端末
へのｎ個目のサブキャリアのチャネル応答を示し、
は、それぞれサブキャリア番号、移動端末番号を示し、
は、基地局から移動端末
へのｎ個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、
は、基地局から移動端末
へのｎ個目のサブキャリアのデータ重み係数を示し、
は、中継局から移動端末
へのｎ個目のサブキャリアのパイロット重み係数を示し、
は、中継局から移動端末
へのｎ個目のサブキャリアのデータ重み係数を示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ（ｄ）において、基地局は、採用するプリコーディング方法を同時送信に用いるプリコーディングと確定し、同時送信に用いる前記プリコーディングにおいて、移動端末のサブキャリア上のパイロットとデータとの重み係数はそれぞれ、
であり、そのうち、
は、基地局から移動端末までのチャネル応答を示し、
は、中継局
から移動端末までのチャネル応答を示し、
は、サブキャリア番号を示し、
は、アーギュメントの値を示し、
ｂとd_iは、システムのパワーとビット誤り率に基づいて設定されており、iは中継局iの値を示すことを特徴とする請求項７に記載の方法。