JP5316547B2 - 装置 - Google Patents

Description

本発明は、装置に関する。

近年、多数の無線通信システムでは、複数のサブキャリアを効率的に利用することが可能であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）が検討されている。このＯＦＤＭの無線リソースは、複数のサブキャリアと通信単位時間を示すＯＦＤＭシンボルとを用いて表される。

ＯＦＤＭを適用した無線通信システムの基地局は、移動機宛のデータにＯＦＤＭシンボルのサブキャリアを割り当てる。このデータにサブキャリアを割り当てるための算出方法には、例えばＭＡＸ−ＣＩやプロポーショナルフェアが知られており、基地局は、移動機ごとの受信環境を考慮して、移動機ごとにサブキャリアの最適な割り当てをすることにより複数のサブキャリアの有効利用を実現している。

また、基地局は、移動機宛のデータの送信に用いるデータの変調方式やＦＥＣ（Forward Error Correction）符号の符号化率等を動的に変更する制御（以降、「ＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）制御」という。）を行う。例えば、基地局は、データの変調方式および符号化率との組み合わせ（以降、「ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）」という。）を移動機ごとの受信環境に応じて決定して、最適なデータの伝送を行う。

このようなサブキャリアの割り当てやＭＣＳの決定を行う技術では、基地局が、各移動機の受信環境を正しく把握していることが、良い性能を実現するのに重要である。基地局が各移動機の受信環境を把握するためには、移動機が自機の受信環境を示すチャネル品質情報（以降、「ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）」という）を基地局に対してフィードバックする方法が、一般的に知られている。すなわち、移動機は、基地局から送信されるパイロット信号を用いてチャネルにおける振幅および位相の変動を推定するチャネル推定を行うとともにＣＱＩ生成を行い、生成されたＣＱＩを基地局にフィードバックして、基地局が移動機からフィードバックされたＣＱＩに基づくＡＭＣ制御を行う技術が開示されている。

ここで、パイロット信号には、複数のサブキャリアに割り当てられた各移動機宛のデータの有無とは無関係に送信される共通パイロット信号と、基地局から特定の移動機へのデータ送信に伴って送信される個別パイロット信号とがある。この共通パイロット信号を用いて、移動機は、複数のサブキャリアのＣＱＩ生成をサブキャリアごとに行い、生成された複数のＣＱＩを基地局にフィードバックする技術および生成された複数のＣＱＩのうち受信環境の良いサブキャリアを複数選択して基地局にフィードバックする技術が開示されている。

ところで、基地局が移動機宛のデータに付随して送信する個別パイロット信号を、移動機ごとに異なる指向性で送信されるビームフォーミングに適用することが提案されている。ビームフォーミングは、基地局が複数のアンテナを用いて送信先の移動機への指向性ビームを形成し、移動機の受信電力が大きくなるように指向性を調整する技術である。

このビームフォーミングを適用する場合、移動機は、自機宛のデータに付随する個別バイロット信号を用いてＣＱＩ生成を行う技術が開示されている。

また、基地局は、最初にパケットデータを無線リソースに割り当てるために、あらかじめ全サブキャリアに移動機固有の個別パイロット信号を送信し、各移動機ごとに個別パイロット信号に基づいて生成されたＣＱＩをフィードバックさせる技術が開示されている。

さらに、移動機は、自機宛のデータに付随する個別パイロット信号を用いて生成するＣＱＩと共通パイロット信号を用いて生成するＣＱＩとの差分を示すオフセットを長時間採取してその平均値を算出し、算出された平均値と瞬時の共通パイロット信号を用いて生成するＣＱＩとに基づいて、瞬時的な受信環境を示すＣＱＩを生成する技術が開示されている。

特開２００６−２７９６３５号公報 Z.H.Han、Y.H.Lee、"Opportunistic Scheduling with Partial Channel Information in OFDMA/FDD Systems" 3GPP TS36.211v8.3.0；"Physical Channels and Modulation(Release 8)" 3GPP TSG RAN1#50b Shanghai,China 8-12 October,2007 3GPP TSG RAN1#51 Jeju,Korea 5-9 November,2007

しかしながら、移動機が共通パイロット信号または個別パイロット信号を用いて生成するＣＱＩは移動機の通信時の受信環境に即したＣＱＩではないため、基地局は、移動機の通信時の受信環境に即したＣＱＩを取得することができず、ＣＱＩを用いた最適なＭＣＳの決定および最適な無線リソースの割り当てをすることができないという問題がある。すなわち、移動機は、個別パイロット信号を用いてＣＱＩを生成する場合、個別パイロット信号が移動機固有の信号であるため自機に割り当てられたサブキャリアの受信環境の品質しか推定できず、他のサブキャリアでの自機の受信環境の品質を推定できないため、基地局は、移動機に最適な無線リソースの割り当てをすることができない。

具体的な例として、図３０を参照して説明する。図３０は、基地局が複数の移動機にデータを送信したときの１つの移動機から認識できる共通パイロットと個別パイロットの送信状態を示す図である。図３０に示すように、横軸はＯＦＤＭシンボルを示し、縦軸はサブキャリアを示している。複数のＯＦＤＭシンボルの先頭には共通パイロット信号が全サブキャリアに重畳され（図中「C-pilot」と記載）、第２のシンボルには複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアに１つの移動機の個別パイロット信号（図中「V-pilot」と記載）が重畳されている。すなわち、基地局から複数の移動機に対してデータを送信していても、個別パイロット信号が移動機固有の信号であるため、自機宛の個別パイロット信号しか認識することができず、他機宛の個別パイロット信号を把握することができない。これにより、各移動機は、複数のサブキャリアのうち自機宛のサブキャリアに基づくＣＱＩしか基地局にフィードバックすることができないことになり、基地局は、各移動機にとってより良い受信環境をみつけることができず、最適な無線リソースの割り当てをすることができない。

また、移動機は、共通パイロット信号を用いてＣＱＩを生成する場合、共通パイロット信号の伝播路と個別パイロット信号を伴うデータの伝播路とが異なるため、自機の受信環境が異なることとなり、基地局は、移動機の最適な無線リソースの割り当てをすることができない。特に、ビームフォーミングを適用した無線通信システムでは、基地局は移動機ごとに異なる指向性で個別パイロット信号を伴うデータを送信するため、データと共通パイロット信号との伝播路が異なることとなり、共通パイロット信号を用いてＣＱＩを生成しても、基地局は、移動機ごとに最適な無線リソースの割り当てをすることができない。

さらに、移動機が個別パイロット信号および共通パイロット信号を用いてＣＱＩを生成する場合、長時間に渡るオフセットを利用してＣＱＩを生成しているため、生成されたＣＱＩが瞬時的な受信環境と必ずしも一致せず、基地局は、最適な無線リソースの割り当てをすることができない。

本発明は、無線リソースの割り当ての最適化に貢献することができる装置を提供することを目的とする。

手段の一例として、例えば、送信機から自機宛に送信されたデータ単位の個別パイロット信号部分に含まれる個別パイロット信号を受信する第１の受信手段と、前記送信機から自機以外の他機宛に送信されたデータ単位の個別パイロット信号部分に含まれる信号を受信する第２の受信手段と、前記第１の受信手段によって受信された前記個別パイロット信号および前記第２の受信手段によって受信された信号に基づいて、自機がデータを受信する際の受信環境を示すチャネル品質情報を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記チャネル品質情報を前記送信機に送信する送信手段と、を備えた装置を用いる。

かかる構成によれば、装置は、自機の個別パイロット信号だけでなく自機以外の個別パイロット信号を用いた複数の受信環境を送信機にフィードバックすることができるため、送信機は、装置の最適な受信環境を知ることができ、装置にデータを送信する際のＭＣＳの最適な決定および最適な無線リソースの割り当てをすることができる。

以上により、装置は、無線リソースの割り当ての最適化に貢献することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る基地局の全体構成を示す機能ブロック図である。 図２は、ＯＦＤＭの周波数の例を示す図である。 図３は、周波数×時間の無線リソースとサブフレームとの関係を示す図である。 図４は、サブフレーム構成を示す図である。 図５は、サブフレーム構成を示す図である。 図６は、物理チャネル生成部の構成を示す機能ブロック図である。 図７は、ＭＣＳテーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図８は、スクランブル系列発生器の構成を示す図である。 図９は、実施例１に係る移動機の全体構成を示す機能ブロック図である。 図１０は、ＣＱＩ算出テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図１１は、ＣＱＩ生成部の処理を示すフローチャートである。 図１２は、フィードバック情報の構成例を示す図である。 図１３は、ＣＱＩ生成部の処理を示すフローチャート（変形例１）である。 図１４は、フィードバック情報の構成例を示す図（変形例１−１）である。 図１５は、フィードバック情報の構成例を示す図（変形例１−２）である。 図１６は、フィードバック情報の構成例を示す図（変形例１−３）である。 図１７は、ＣＱＩ生成部の処理を示すフローチャート（変形例２）である。 図１８は、フィードバック情報の構成例を示す図（変形例２）である。 図１９は、個別パイロットを適用したＲＢの送信状態の例を示す図である。 図２０は、個別パイロットを適用したＲＢの送信状態の例２を示す図である。 図２１は、実施例２に係る基地局の全体構成を示す機能ブロック図である。 図２２は、個別パイロット配置情報の構成例を示す図である。 図２３は、実施例２に係る移動機の全体構成を示す機能ブロック図である。 図２４は、基地局と移動機との指向性ビームを示す図である。 図２５は、指向性ビームと角度分布を示す図である。 図２６は、実施例３に係る基地局の全体構成を示す機能ブロック図である。 図２７は、到来方向推定結果とグループを示す図である。 図２８は、グループｇの個別パイロット配置情報の構成例を示す図である。 図２９は、移動機ａ〜ｆに対して送信したＲＢの例を示す図である。 図３０は、共通パイロットと個別パイロットの送信状態を示す図である。

符号の説明

２０ 移動機
２１０ 無線部
２２０ ＯＦＤＭ復調部
２３０ 自機個別パイロット受信部
２４０ 他機個別パイロット受信部
２５０ 共通パイロット受信部
２６０ チャネル推定部
２７０ ＰＤＣＣＨ受信部
２８０ ＰＤＳＣＨ受信部
２９０ ＣＱＩ生成部
３００ 符号化変調部
３１０ 無線部
３２０ ＣＱＩ算出テーブル

以下に、本発明にかかる装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る基地局の全体構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、基地局１０は、パイロット生成部１１０と、フレーム構成部１２０と、指向性調整部１３０と、ＯＦＤＭ変調部１４０−１〜Ｌと、無線部１５０−１〜Ｌと、無線部１６０と、ＣＱＩ抽出部１７０と、スケジューリング部１８０と、物理チャネル生成部１９０−１〜Ｎと、ＭＣＳテーブル２００と、アンテナ１〜Ｌを備える。

パイロット生成部１１０は、基地局固有のセル識別番号を用いて個別パイロット信号および共通パイロット信号を生成する。なお、パイロット生成部１１０の構成については後に詳述する。

ここで、個別パイロット信号を含んだサブフレーム構成について説明する。まず、実施例１に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭを適用した無線通信方式であることを前提とする。ＯＦＤＭでは、基地局１０が同じ時間に複数の周波数を用いて各種信号を移動機に向けて送信している。

図２は、ＯＦＤＭで用いる周波数の例を示す図である。図２に示すように、ＯＦＤＭでは、複数の重なりのある例えばＮｃ個の周波数が用いられている。例えば、Ｎｃは１２００であるものとする。そして、通信単位時間を示す１シンボルにＮｃ個の周波数が含まれ、無線通信システムは、それぞれの周波数に信号を重畳して信号を送信する。

図３は、周波数とシンボルとを含む無線リソースとサブフレームとの関係を示す図である。図３に示すように、通信単位である１サブフレームには、例えばＮｃ個の周波数×Ｍ個のシンボルの無線リソースが区切られている。この区切られた１つの無線リソースは、リソースエレメント（以下、「ＲＥ」という。）という。このＲＥを用いて１つのサブフレームが構成される。

具体的に、実施例１に係る無線通信システムのサブフレーム構成について図４および図５を参照して説明する。図４に示すように、サブフレームは、共通パイロット信号と制御チャネルとＮｃ個のリソースブロックを備える。先頭のシンボルには、定期的に無指向性で送信される共通パイロット信号が配置される。この共通パイロット信号によって、移動機は、周波数同期およびタイミング同期をとることができる。第２シンボルには、パケットデータを制御する情報を送信する制御チャネル（以下、「ＰＤＣＣＨ（Physical Control Channel）」という。）が配置される。ＰＤＣＣＨには、移動機が自機宛のパケットデータの情報を知るために、例えば、自機宛のパケットデータの有無、配置位置、変調方式および符号化率等の情報が重畳される。第３シンボル以降には、Ｎ個の周波数帯域ごとにリソースブロック（ＲＢ）が分割されており、１つのＲＢはＮｇ個のサブキャリア×（Ｍ−２）シンボルによって構成される。このＮｇ個が１つの周波数帯域に含まれるサブキャリアの数である。ここで周波数帯域の最大数を示すＮは、全通信帯域に含まれるサブキャリアの数であるＮｃ個を１つのＲＢ当たりのサブキャリアの数であるＮｇ個で割った値である。この１つのＲＢに、１つの移動機宛のパケットデータを送信するトラフィックデータチャネル（以下、「ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）」という。）が配置される。

図５は、個別パイロットが配置されたサブフレーム構成を示している。図５に示すように、移動機Ａおよび移動機Ｃに向けて送信されるＰＤＳＣＨが配置されたＲＢには、個別パイロット信号が配置されている。個別パイロット信号は、各移動機に向けて送信されるＰＤＳＣＨが配置されたＲＢの先頭の１つのＲＥに配置され、ＰＤＳＣＨによって送信されるパケットデータと同じ周波数で送信される。これにより、共通パイロット信号以外のパイロット信号がサブフレームに配置されることになり、移動機は、個別パイロット信号を用いて周波数同期およびタイミング同期をとることができ、ＰＤＳＣＨのチャネルの推定ができる。なお、個別パイロット信号は、すべての移動機宛のＲＢに配置されていなくても良い。

図１に戻って、フレーム構成部１２０は、サブフレームを構成する各移動機宛のＰＤＳＣＨの配置情報をスケジューリング部１８０から取得して、取得された配置情報に基づいて、ＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨに重畳される送信データと共通パイロット信号と個別パイロット信号とを、複数の周波数帯域と複数のシンボルとから構成される無線リソースに割り当てる。そして、フレーム構成部１２０は、割り当てられた割当データを指向性調整部１３０に出力する。

指向性調整部１３０は、スケジューリング部１８０からＲＢを構成するＲＥごとの指向性を取得して、フレーム構成部１２０から取得された割当データのＲＥごとの指向性を調整する。具体的には、指向性調整部１３０は、ビームフォーミングを適用するＲＢに配置されるＰＤＳＣＨの場合、周波数帯域＃ｋとシンボル番号＃ｍとから表されるＲＥ（＃ｋ、＃ｍ）に配置されるデータＸ_ｋｍをアンテナｎへ出力するとき、以下の数式で表される位相Ｙ_{ｋ、ｍ、ｎ}をＸ_ｋｍに付加する。
Ｙ_{ｋ、ｍ、ｎ}＝ｅｘｐ（２πｊｎΔθ_ｋ、ｍ）Ｘ_ｋ、ｍ
このとき、同一のＲＢ内では、Δθ_ｋ、ｍは一定値とする。また、指向性調整部１３０は、ビームフォーミングを適用しないＲＢに配置されるＰＤＳＣＨのデータ、共通パイロット信号およびＰＤＣＣＨの場合、以下の数式で表される位相Ｙ_{ｋ、ｍ、ｎ}をＸ_ｋｍに付加する。Ｙ_{ｋ、ｍ、ｎ}＝δ_ｎ、１Ｘ_ｋ、ｍ
ここで、δ_ｎ、１は、ｎ＝１のとき１であり、ｎ≠１のとき０であるものとする。すなわち、指向性調整部１３０は、アンテナ１への出力に１、その他のアンテナへの出力に０を乗算する。また、指向性調整部１３０は、ＲＥごとの指向性が調整された割当データをＯＦＤＭ変調部１４０−１〜Ｌに出力する。なお、上記は簡単な実施例を提供するために共通パイロット信号がアンテナ１からのみ送信されるシステムを用いて説明しているが、複数のアンテナから複数の共通パイロット信号＃１、＃２、・・・が送信されるようなシステムであっても良い。この場合には、例えば、共通パイロット信号＃ｋがアンテナｋからのみ送信される等の構成とすれば良い。

ＯＦＤＭ変調部１４０−１〜Ｌは、指向性調整部１３０から割当データを取得すると、取得された割当データに基づいて、複数の周波数帯域を用いて多重化し、１つのＯＦＤＭ信号を生成する。具体的には、ＯＦＤＭ変調部１４０−１〜Ｌは、無線リソースをＩＦＦＴ（Inverse FFT）で変調して、変調されたＯＦＤＭ信号を無線部１５０-１〜Ｌに出力する。

無線部１５０−１〜Ｌは、ＯＦＤＭ変調部１４０−１〜Ｌから出力されたＯＦＤＭ信号を対応するアンテナ１〜Ｌに出力する。

無線部１６０は、複数の移動機からフィードバックされたフィードバック情報を取得して、ＣＱＩ抽出部１７０に出力する。

ＣＱＩ抽出部１７０は、無線部１６０から出力された移動機ごとのフィードバック情報を取得して、各移動機のフィードバック情報からそれぞれＣＱＩを抽出する。そして、ＣＱＩ抽出部１７０は、移動機ごとのＣＱＩをスケジューリング部１８０に出力する。

スケジューリング部１８０は、サブフレームごとに各移動機宛のＰＤＳＣＨの送信有無を決定する。また、スケジューリング部１８０は、送信される移動機宛のＰＤＳＣＨに対して、１つのサブフレームに含まれるＲＢのうち１つまたは複数のＲＢを決定する。具体的には、スケジューリング部１８０は、ＣＱＩ抽出部１７０から移動機ごとのＣＱＩを取得して、取得されたＣＱＩに基づいて、ＰＤＳＣＨの送信方法を決定する。ここで、送信方法とは、送信される周波数帯域、指向性または送信時に利用するアンテナの数であるが、これに限定されるものではない。なお、送信方法の方式は、例えばＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）、ＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding）またはビームフォーミングを１つまたは複数組み合わせてあらかじめ決定される。そして、スケジューリング部１８０は、移動機ごとに決定された周波数帯域に対応するＲＢを決定する。このとき、スケジューリング部１８０は、ＰＤＳＣＨを配置するＲＢに、個別パイロット信号を配置する。なお、スケジューリング部１８０は、ＲＢに配置される個別パイロット信号の配置の有無を移動機ごとに変更しても良い。

さらに、スケジューリング部１８０は、ＣＱＩ抽出部１７０によって移動機ごとに取得されたＣＱＩを用いて、符号化率と変調方式との組み合わせが記憶されたＭＣＳテーブル２００からＭＣＳを選択して、ＭＣＳに対応する変調方式および符号化率を決定する。そして、スケジューリング部１８０は、移動機ごとに決定されたＲＢに対応した物理チャネル生成部１９０−１〜Ｎに対して、移動機ごとの符号化率および変調方式を出力する。また、スケジューリング部１８０は、サブフレームを構成する各移動機宛のＰＤＳＣＨの配置情報をフレーム構成部１２０に出力する。そして、スケジューリング部１８０は、移動機ごとに決定されたＲＢを構成するＲＥごとに、指向性を指向性調整部１３０に出力する。

物理チャネル生成部１９０−１〜Ｎは、スケジューリング部１８０から移動機ごとの符号化率および変調方式を取得すると、取得された符号化率および変調方式に基づいて、移動機宛のデータをＦＥＣ符号化した後変調して、送信データを生成する。なお、ＦＥＣ符号化方法は、例えばターボ符号、畳み込み符号、ＬＤＰＣ符号があるが、これに限定されない。ここで、物理チャネル生成部１９０−１〜Ｎの構成について図６を参照して説明する。図６に示すように、物理チャネル生成部１９０−ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）は、ＦＥＣ符号化部１７１と変調部１７２とを備える。

ＦＥＣ符号化部１７１は、ＰＤＳＣＨまたはＰＤＣＣＨを表す物理チャネルｋによって送信される移動機宛のデータをスケジューリング部１８０から取得された符号化率でＦＥＣ符号化して、符号化されたデータを変調部１７２に出力する。

変調部１７２は、ＦＥＣ符号化部１７１から出力されたデータを取得して、スケジューリング部１８０から取得された変調方式で変調して、変調され生成された送信データをフレーム構成部１２０に出力する。

ＭＣＳテーブル２００は、移動機の受信環境に対応して符号化率と変調方式とを組み合わせたテーブルであり、符号化率と変調方式との組み合わせによってＭＣＳが定められる。ここで、ＭＣＳテーブル２００のデータ構造について図７を参照して説明する。図７に示すように、ＭＣＳテーブル２００は、ＭＣＳと変調方式と符号化率とを保持する。ＭＣＳは、変調方式と符号化率とから一意に定められた識別番号であり、移動機の受信環境に対応して定められている。変調方式は、データを送信するために変調する方式であり、様々な方式があるが、ここでは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭであるものとする。符号化率は、データの情報ビットと誤り訂正符号化後のビットとの比である。すなわち、受信環境の良い移動機に対するデータは１６ＱＡＭや６４ＱＡＭの高次の多値変調を用いて変調され、高符号化率で符号化されて伝送されることが最適となる。

次に、パイロット生成部１１０の構成について、図８を参照して説明する。図８は、パイロット生成部の構成を示す機能ブロック図である。図８に示すように、パイロット生成部１１０は、Ｘ１およびＸ２のシフトレジスタを用いて個別パイロット信号および共通パイロット信号のビット系列を生成する。パイロット信号は、セル識別番号を用いて初期化された擬似乱数系列によって生成される。ここで、セル識別番号とは、基地局ごとに一意に定められた番号であり、あらかじめ基地局に設定されている。

具体的には、パイロット生成部１１０は、以下の繰り返し処理によって、順次ビット系列を生成する。なお、ｉは、系列発生からのカウンタであり、ｘ_１（ａ、ｉ）は、系列発生からｉ回目のＸ１シフトレジスタのａビット位置の情報である。
ｘ_１（３０、ｉ＋１）＝（ｘ_１（３、ｉ）＋ｘ_１（０、ｉ））ｍｏｄ２
ｘ_２（３０、ｉ＋１）＝（ｘ_２（３、ｉ）＋ｘ_２（２、ｉ）＋ｘ_２（１、ｉ）＋ｘ_２（０、ｉ））ｍｏｄ２
そして、パイロット生成部１１０は、以下のようにＸ１、Ｘ２のうちＸ２のシフトレジスタのみマスク処理を行った結果とＸ１のシフトレジスタの結果とを排他的論理和（ｅｘｏｒ）して出力する。
ｚ（ｉ）＝（ｘ_１（ｉ）＋ｘ_２（ｉ））ｍｏｄ２
次に、パイロット生成部１１０は、上記の系列ｚ（ｉ）からパラレルシリアル変換を行うことによって、ＱＰＳＫのパイロット信号のビット系列を生成する。
ｐｉｌｏｔ（ｉ）＝（１−２ｚ（２ｉ））＋（１−２ｚ（２ｉ＋１））ｊ
なお、パイロット生成部１１０は、上記の構成でのｘ_１（３０、０）、・・、ｘ_１（０、０）の初期値をｘ_１（０、０）＝ｘ_１（１、０）＝ｘ_１（３０、０）＝１とし、ｘ_２（３０、０）、・・、ｘ_２（０、０）の初期値を以下の式で示すように、セル識別番号を用いて初期化する。

これにより、個別パイロット信号のビット系列は、移動機固有の識別番号ではなく基地局固有の識別番号を用いて生成されるため、移動機は、基地局から送信された自機宛の個別パイロット信号のみならず、同一基地局から送信された他機宛の個別パイロット信号をも受信することができることになる。

次に、図９は、実施例１に係る移動機の全体構成を示す機能ブロック図である。図９に示すように、移動機２０は、無線部２１０と、ＯＦＤＭ復調部２２０と、自機個別パイロット受信部２３０と、他機個別パイロット受信部２４０と、共通パイロット受信部２５０と、チャネル推定部２６０と、ＰＤＣＣＨ受信部２７０と、ＰＤＳＣＨ受信部２８０と、ＣＱＩ生成部２９０と、符号化変調部３００と、無線部３１０と、ＣＱＩ算出テーブル３２０と、を備える。

無線部２１０は、基地局１０からＯＦＤＭ信号を受信して、ＯＦＤＭ復調部２２０に出力する。

ＯＦＤＭ復調部２２０は、無線部２１０からＯＦＤＭ信号を取得すると、取得されたＯＦＤＭ信号の１シンボルごとに周波数成分を抽出する。具体的には、ＯＦＤＭ復調部２２０は、ＯＦＤＭ信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）で復調して、復調された複数の周波数成分を自機個別パイロット受信部２３０、他機個別パイロット受信部２４０、共通パイロット受信部２５０、ＰＤＣＣＨ受信部２７０およびＰＤＳＣＨ受信部２８０に出力する。

自機個別パイロット受信部２３０は、ＰＤＣＣＨ受信部２７０から取得した制御情報を受信して、取得された制御情報のうちＰＤＳＣＨの有無を参照して、ＰＤＳＣＨが有るとき、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を取得する。そして、自機個別パイロット受信部２３０は、制御情報のうち配置位置を参照して、取得された周波数成分の中から配置位置に対応する周波数成分に重畳された個別パイロット信号を抽出し、チャネル推定部２６０に出力する。

他機個別パイロット受信部２４０は、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を受信すると、取得された周波数成分の中から他機宛の周波数成分に重畳された個別パイロット信号を抽出し、チャネル推定部２６０に出力する。この場合、他機個別パイロット受信部２４０は、他機宛のＰＤＳＣＨが有るか否かは不明であるが、基地局固有の個別パイロット信号のビット系列を知っているため、他機宛のＰＤＳＣＨが有る場合は個別パイロット信号を受信することができる。また、他機個別パイロット受信部２４０は、他機宛のＰＤＳＣＨが無い場合であっても、個別パイロット信号が存在するものと仮定して、個別パイロット信号が割り当てられる位置に重畳される信号を受信する。これにより、自機個別パイロット受信部２３０および他機個別パイロット受信部２４０によって受信された個別パイロット信号は、通信帯域を周波数帯域ごとに分割されたＲＢの最大数分受信されることになる。なお、以降では、他機個別パイロット受信部２４０が、個別パイロット信号が存在するものと仮定して受信した信号も個別パイロット信号というものとする。

共通パイロット受信部２５０は、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を受信すると、取得された周波数成分の中から周波数成分に重畳された共通パイロット信号を抽出し、チャネル推定部２６０に出力する。

チャネル推定部２６０は、自機個別パイロット受信部２３０から自機宛の個別パイロット信号を取得すると、取得された個別パイロット信号を用いて、チャネルの振幅および位相を推定する。また、チャネル推定部２６０は、取得された自機宛の個別パイロット信号を用いて、信号の電力と干渉雑音電力との比を示すＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio：信号対雑音干渉電力比）を推定する。そして、チャネル推定部２６０は、自機宛の個別パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲをＣＱＩ生成部２９０に出力する。

チャネル推定部２６０は、他機個別パイロット受信部２４０から他機宛の個別パイロット信号を取得すると、取得された他機宛の個別パイロット信号を用いて、ＳＩＮＲを推定する。そして、チャネル推定部２６０は、他機宛の個別パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲをＣＱＩ生成部２９０に出力する。

チャネル推定部２６０は、共通パイロット受信部２５０から共通パイロット信号を取得すると、取得された共通パイロット信号を用いて、チャネルの振幅および位相を推定する。また、チャネル推定部２６０は、取得された共通パイロット信号を用いて、ＳＩＮＲを推定する。そして、チャネル推定部２６０は、共通パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲをＣＱＩ生成部２９０に出力する。

ＰＤＣＣＨ受信部２７０は、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を取得すると、取得された周波数成分の中からＰＤＣＣＨに重畳された送信データを抽出する。そして、ＰＤＣＣＨ受信部２７０は、抽出された送信データを共通パイロット信号に基づくチャネル推定値を用いて復調して、さらに畳み込み複号を行う。また、ＰＤＣＣＨ受信部２７０は、複号された送信データから制御情報を抽出し、自機宛のＰＤＳＣＨの有無、配置位置、ＭＣＳを含んだ制御情報を抽出する。そして、ＰＤＣＣＨ受信部２７０は、抽出された制御情報を自機個別パイロット受信部２３０およびＰＤＳＣＨ受信部２８０に出力する。

ＰＤＳＣＨ受信部２８０は、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を取得すると、取得された周波数成分の中からＰＤＳＣＨに重畳された送信データを抽出し、チャネル推定部２６０から取得されたチャネル推定値を用いて送信データに対する同期検波を行う。そして、ＰＤＳＣＨ受信部２８０は、ＭＣＳによって決定される符号化率および変調方式に基づいて、送信データを復調して、復調されたＦＥＣ符号を複号する。

ＣＱＩ生成部２９０は、チャネル推定部２６０から自機宛個別パイロット信号、他機宛個別パイロット信号および共通パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲを取得すると、取得されたＳＩＮＲに基づいて、基地局にフィードバックするＣＱＩを決定する。例えば、ＣＱＩ生成部２９０は、チャネル推定部２６０によって取得された全ＲＢの個別パイロット信号のＳＩＮＲを用いて、ＣＱＩ算出テーブル３２０からＣＱＩをそれぞれ選択する。そして、ＣＱＩ生成部２９０は、選択されたすべてのＣＱＩをフィードバック情報として決定して、符号化変調部３００に出力する。なお、ＣＱＩ生成部２９０は、全ＲＢの個別パイロット信号および共通パイロット信号のＳＩＮＲに対応するＣＱＩを選択して、選択されたすべてのＣＱＩをフィードバック情報として決定しても良い。また、ＣＱＩ生成部２９０は、全ＲＢの個別パイロット信号および共通パイロット信号のＳＩＮＲに対応するＣＱＩを選択して、同一周波数帯域ごとにＣＱＩを比較して、大きい値のＣＱＩをフィードバック情報として決定しても良い。この場合、ＣＱＩ生成部２９０は、決定されたフィードバック情報の中からＣＱＩの値が大きい順に所定の数だけ並べ替えた結果をフィードバック情報として決定しても良い。

符号化変調部３００は、ＣＱＩ生成部２９０から出力され取得したフィードバック情報をＦＥＣ符号化した後変調する。そして、符号化変調部３００は、変調したフィードバック情報を無線部３１０に出力する。なお、ＦＥＣ符号化方法は、例えばターボ符号、畳み込み符号、ＬＤＰＣ符号があるが、これに限定されない。

無線部３１０は、符号化変調部３００からフィードバック情報を取得して、基地局に送信する。

ＣＱＩ算出テーブル３２０は、ＳＩＮＲに基づいてＣＱＩを算出するためのテーブルである。ここで、ＣＱＩ算出テーブル３２０のデータ構造について図１０を参照して説明する。図１０に示すように、ＣＱＩ算出テーブル３２０は、ＣＱＩとＳＩＮＲの範囲とを対応させて保持する。図１０の例では、ＳＩＮＲを示すγがγ＜ＴＨ（０）のとき、ＣＱＩは０を表し、受信環境が最も低いことになる。そして、γがＴＨ［１５］≦γのとき、ＣＱＩは最大値１５を表し、受信環境が最も高いことになる。ここで、ＴＨ［ｋ］（ｋ＝１〜１５）は、ＳＩＮＲの範囲を示すための閾値であり、基地局１０がＣＱＩ値と同一のＭＣＳ識別番号のＭＣＳによって変調されたデータを移動機に送信した場合に、伝送効率すなわち受信スループットが大きくなるように最適化された値とする。このＴＨ［ｋ］の値は、例えば移動機２０の構成やＳＩＮＲ推定精度に依存し、移動機２０の設計時に定められる各ＭＣＳに対する誤り率特性等によって最適化される。

次に、ＣＱＩ生成部２９０の処理を、図１１を参照して説明する。図１１は、ＣＱＩ生成部２９０の処理を示すフローチャートである。なお、ＲＢは、周波数帯域の最大数分のＮ個あるものとし、周波数帯域の低い方から順に昇順に表されるインデックスによって区別されるものとする。また、ＶＣＱＩとは、個別パイロット信号によって算出されるＣＱＩであるものとする。

まず、ＣＱＩ生成部２９０は、チャネル推定部２６０から全ＲＢのそれぞれの個別パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲを取得する。すると、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋに１を設定する（Ｓ１１０）。

次に、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋのＲＢの個別パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲに基づいて、ＶＣＱＩを算出する（Ｓ１２０）。例えば、ＣＱＩ生成部２９０は、ＳＩＮＲを用いて、ＣＱＩ算出テーブル３２０からＣＱＩを選択する。

さらに、ＣＱＩ生成部２９０は、算出されたＶＣＱＩをフィードバック情報に保持する（Ｓ１３０）。

次に、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋを１加算する（Ｓ１４０）。

さらに、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮより大きいか否かを判定する（Ｓ１５０）。すなわち、ＣＱＩ生成部２９０は、全周波数帯域分ＶＣＱＩを算出したか否かを判定する。そして、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮ以下の場合は（Ｓ１５０Ｎ）、引き続き、インデックスｋのＶＣＱＩを算出する。

一方、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮより大きい場合は（Ｓ１５０Ｙ）、処理を終了する。

次に、上記のＣＱＩ生成部２９０の処理によって保持されたフィードバック情報の構成を、図１２を参照して説明する。図１２は、フィードバック情報の構成例を示す図である。図１２に示すように、フィードバック情報には、全ＲＢのそれぞれの個別パイロット信号から生成されたＶＣＱＩが保持される。そして、フィードバック情報のそれぞれのＶＣＱＩは、ＣＱＩが０から１５までの数字であるため、４ビットで表現される。

これにより、移動機２０は、ＣＱＩ生成部２９０によって保持されたフィードバック情報を基地局１０にフィードバックすることができ、自機宛のみならず他機宛の個別パイロット信号を用いて全周波数帯域のＶＣＱＩを基地局に伝えることができる。その結果、基地局１０は、各移動機に対して最適な無線リソースの割り当てをすることができる。

ところで、上記のＣＱＩ生成部２９０では、全周波数帯域の個別パイロット信号を用いてＣＱＩを生成してフィードバック情報を生成した場合を説明した。本発明はこれに限定されるものではなく、全周波数帯域の個別パイロット信号と共通パイロット信号を用いてＣＱＩを生成して同一周波数帯域ごとに比較した結果を含めてフィードバック情報を生成しても良い。

そこで、以下のＣＱＩ生成部２９０の変形例１では、ＣＱＩ生成部２９０が、全周波数帯域の個別パイロット信号と共通パイロット信号を用いてＣＱＩを生成して同一周波数帯域ごとに比較した結果を含めてフィードバック情報を生成する場合を、図１３および図１４を参照して説明する。

図１３は、変形例１のＣＱＩ生成部２９０の処理を示すフローチャートである。なお、ＲＢは、周波数帯域の最大数分のＮ個あるものとし、周波数帯域の低い方から順に昇順に表されるインデックスによって区別されるものとする。また、ＶＣＱＩとは、個別パイロット信号によって算出されるＣＱＩであるものとし、ＣＣＱＩとは、共通パイロット信号によって算出されるＣＱＩであるものとする。

まず、ＣＱＩ生成部２９０は、チャネル推定部２６０から全ＲＢのそれぞれの個別パイロット信号および共通パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲを取得する。すると、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋに１を設定する（Ｓ２１０）。

次に、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋのＲＢの個別パイロット信号および共通パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲに基づいて、ＶＣＱＩおよびＣＣＱＩを算出する（Ｓ２２０）。例えば、ＣＱＩ生成部２９０は、ＳＩＮＲを用いて、ＣＱＩ算出テーブル３２０からＣＱＩを選択する。

そして、ＣＱＩ生成部２９０は、算出されたＶＣＱＩとＣＣＱＩを比較して、ＶＣＱＩがＣＣＱＩ以上であるか否かを判定する（Ｓ２３０）。

ＶＣＱＩがＣＣＱＩ以上であると判定されたとき（Ｓ２３０Ｙ）、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋのＣＱＩをＶＣＱＩに設定して、インデックスｋのフラグを０に設定する（Ｓ２４０）。

一方、ＶＣＱＩがＣＣＱＩ未満であると判定されたとき（Ｓ２３０Ｎ）、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋのＣＱＩをＣＣＱＩに設定して、インデックスｋのフラグを１に設定する（Ｓ２５０）。

そして、ＣＱＩ生成部２９０は、設定されたＣＱＩおよびフラグをフィードバック情報に保持する（Ｓ２６０）。

次に、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋを１加算する（Ｓ２７０）。

さらに、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮより大きいか否かを判定する（Ｓ２８０）。すなわち、ＣＱＩ生成部２９０は、全周波数帯域分ＶＣＱＩとＣＣＱＩを比較したか否かを判定する。そして、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮ以下の場合は（Ｓ２８０Ｎ）、引き続き、インデックスｋのＶＣＱＩおよびＣＣＱＩを算出する。

一方、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮより大きい場合は（Ｓ２８０Ｙ）、処理を終了する。

次に、上記の変形例１のＣＱＩ生成部２９０の処理によって保持されたフィードバック情報の構成を、図１４を参照して説明する。図１４は、変形例１のフィードバック情報の構成例を示す図である。図１４に示すように、フィードバック情報には、ＲＢごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩとを比較した結果を示すフラグと、ＲＢごとにＶＣＱＩがＣＣＱＩ以上となる場合のＲＢに対するＶＣＱＩと、が保持される。フラグは、周波数帯域の最大数分のＮ個のビットで表され、ＲＢごとに個別パイロット信号によって算出されるＶＣＱＩが共通パイロット信号によって算出されるＣＣＱＩ以上であるか否かが０または１で表される。そして、フラグの中で０の位置のＲＢは、フラグに後続する領域にＶＣＱＩが保持される。図１４の例では、フラグが‘０１０・・・０１’と保持されている。このフラグの中で、０がある位置に対応するＲＢ、すなわちインデックスｋ＝１、３・・・、Ｎについて、後続する領域にＶＣＱＩが保持されている。

これにより、移動機２０は、ＲＢごとにＶＣＱＩがＣＣＱＩ以上であるＶＣＱＩをフィードバック情報とすることによって、ＶＣＱＩが正常に生成できたことになり、受信環境として有用な情報を基地局にフィードバックすることができる。すなわち、移動機２０は、他機宛のＰＤＳＣＨが無い場合であっても、個別パイロット信号が存在するものと仮定してＶＣＱＩを生成しているが、この場合は生成されたＶＣＱＩはＣＣＱＩより非常に小さい異常値となるため、このＶＣＱＩは無用な情報となる。したがって、移動機２０は、このような無用な情報をフィードバック情報から削除することにより、フィードバック情報量を削減することが可能となる。

なお、上記の変形例１のＣＱＩ生成部２９０の処理によって保持されるフィードバック情報は、ＣＱＩ生成部２９０が、同一周波数帯域ごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩとを比較した結果、ＶＣＱＩがＣＣＱＩ以上であるＶＣＱＩを保持したが、ＶＣＱＩとＣＣＱＩのうち大きい方のＣＱＩを保持しても良い。

そこで、図１５および図１６を参照して、ＣＱＩ生成部２９０が、同一周波数帯域ごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩとを比較した結果、ＶＣＱＩとＣＣＱＩのうち大きい方のＣＱＩを保持したフィードバック情報について説明する。図１５では、ＶＣＱＩとＣＣＱＩのうち大きい方のＣＱＩが全ＲＢ分保持されたフィードバック情報の場合について説明し、図１６では、ＶＣＱＩとＣＣＱＩのうち大きい方のＣＱＩを大きいものから順に所定の数分保持されたフィードバック情報の場合について説明する。

図１５では、フィードバック情報には、ＲＢごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩとを比較した結果を示すフラグと、ＲＢごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩのうち大きい方のＣＱＩと、が保持される。フラグは、周波数帯域の最大数分のＮ個のビットで表され、ＲＢごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩのうちどちらが大きいかを０または１で表される。そして、フラグの中で０の場合は、０の位置に対応するＲＢのＶＣＱＩがフラグに後続する領域に保持され、フラグの中で１の場合は、１の位置に対応するＲＢのＣＣＱＩがフラグに後続する領域に保持される。

また、図１６では、フィードバック情報には、全ＲＢのＶＣＱＩの平均値と、全ＲＢのＣＣＱＩの平均値と、ＲＢごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩとを比較した結果を示すＭビットのフラグと、ＲＢの番号とＣＱＩとを対にしたＭ個のＣＱＩ情報とが保持される。ＣＱＩ情報には、ＲＢごとにＶＣＱＩとＣＣＱＩのうち大きい方のＣＱＩとそのＲＢの番号とがＣＱＩの大きい値からＭ（＜Ｎ）個が保持される。ここで、ＲＢの番号とは、周波数帯域の低い方から順に１から昇順に表される番号であるものとする。そして、フラグは、ＲＢの番号の昇順にＣＱＩ情報に表されたＣＱＩの種類（例えば、ＶＣＱＩを０、ＣＣＱＩを１）を表す情報である。

ところで、上記のＣＱＩ生成部２９０では、全周波数帯域の個別パイロット信号と共通パイロット信号をそれぞれ用いてＣＱＩを生成して同一周波数帯域ごとに比較した結果を含めてフィードバック情報を生成した場合を説明した。本発明はこれに限定されるものではなく、全周波数帯域の個別パイロット信号と共通パイロット信号をそれぞれ用いてＣＱＩを生成して、生成された双方のＣＱＩを含めてフィードバック情報を生成しても良い。

そこで、以下のＣＱＩ生成部２９０の変形例２では、ＣＱＩ生成部２９０が、全周波数帯域の個別パイロット信号と共通パイロット信号をそれぞれ用いてＣＱＩを生成してフィードバック情報を生成する場合を、図１７および図１８を参照して説明する。

図１７は、変形例２のＣＱＩ生成部の処理を示すフローチャートである。なお、ＲＢは、周波数帯域の最大数分のＮ個あるものとし、周波数帯域の低い方から順に昇順に表されるインデックスによって区別されるものとする。また、ＶＣＱＩとは、個別パイロット信号によって算出されるＣＱＩであるものとし、ＣＣＱＩとは、共通パイロット信号によって算出されるＣＱＩであるものとする。

まず、ＣＱＩ生成部２９０は、チャネル推定部２６０から全ＲＢのそれぞれの個別パイロット信号および共通パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲを取得する。すると、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋに１を設定する（Ｓ３１０）。

次に、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋのＲＢの個別パイロット信号および共通パイロット信号によって推定されたＳＩＮＲに基づいて、ＶＣＱＩおよびＣＣＱＩを算出する（Ｓ３２０）。例えば、ＣＱＩ生成部２９０は、ＳＩＮＲを用いて、ＣＱＩ算出テーブル３２０からＣＱＩを選択する。

さらに、ＣＱＩ生成部２９０は、算出されたＶＣＱＩおよびＣＣＱＩをフィードバック情報に保持する（Ｓ３３０）。

次に、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋを１加算する（Ｓ３４０）。

さらに、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮより大きいか否かを判定する（Ｓ３５０）。すなわち、ＣＱＩ生成部２９０は、全周波数帯域分ＶＣＱＩを算出したか否かを判定する。そして、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮ以下の場合は（Ｓ３５０Ｎ）、引き続き、インデックスｋのＶＣＱＩおよびＣＣＱＩを算出する。

一方、ＣＱＩ生成部２９０は、インデックスｋがＮより大きい場合は（Ｓ３５０Ｙ）、処理を終了する。

次に、上記のＣＱＩ生成部２９０の処理によって保持されたフィードバック情報の構成を、図１８を参照して説明する。図１８は、フィードバック情報の構成例を示す図である。図１８に示すように、フィードバック情報には、全ＲＢのそれぞれの個別パイロット信号から生成されたＶＣＱＩおよび共通パイロット信号から生成されたＣＣＱＩが保持される。そして、フィードバック情報のそれぞれのＶＣＱＩおよびＣＣＱＩは、ＣＱＩが０から１５までの数字であるため、４ビットで表現される。

これにより、移動機２０は、ＲＢごとに生成されたＶＣＱＩおよびＣＣＱＩをフィードバック情報とすることによって、全周波数帯域における自機の受信環境を基地局にフィードバックすることができるため、基地局は、最適な無線リソースの割り当ておよびＡＭＣ制御をすることができる。

次に、実施例１に係る無線通信システムの送信状態の例を、図１９および図２０を参照して説明する。ここで、図１９では、個別パイロット信号を適用するＲＢをあらかじめ定められていない場合について説明し、図２０では、個別パイロット信号を適用するＲＢをあらかじめ定められている場合について説明する。

まず、図１９を参照して、個別パイロット信号を適用するＲＢをあらかじめ定められていない場合の送信状態について説明する。図１９は、基地局が複数の移動機にデータを送信したときの１つの移動機から認識できる個別パイロット信号の送信状態を示す図である。図１９に示すように、基地局は、複数の移動機に対してＰＤＳＣＨを用いた送信を行っている。１つの移動機は、基地局固有の個別パイロット信号であるため、自機宛の個別パイロット信号のみならず、他機宛の個別パイロット信号をも把握することができる。

これにより、移動機は、自機宛以外の他機宛のＲＢに配置された個別パイロット信号によって算出されるＣＱＩをも基地局にフィードバックすることができるため、基地局は、１つのＲＢに対して複数の移動機からＣＱＩを取得することができることになり、取得されたＣＱＩを用いて最適な無線リソースの割り当てをすることができる。また、移動機は、他機宛の個別パイロット信号を受信することができるため、自機宛のＰＤＳＣＨを用いた送信が最初の場合であっても、事前に他機宛の個別パイロット信号によってＣＱＩを算出することができることになり、基地局は、効率的な無線リソースの割り当てをすることができる。

次に、図２０を参照して、個別パイロット信号を適用するＲＢをあらかじめ定められている場合の送信状態について説明する。図２０は、基地局が所定の周期ごとのサブフレームであって所定のＲＢに割り当てられた個別パイロット信号の送信状態を示している。図２０に示すように、基地局は、複数の移動機に対して周期的に且つ離散的に配置されたＲＢを用いて個別パイロット信号を送信している。

これにより、基地局は、あるＲＢを用いて移動機宛の無線リソースの割り当てをする場合に、事前に確実に当該ＲＢに割り当てられた個別パイロット信号を送信しているため、当該ＲＢのＣＱＩを事前に取得することができることとなり、効率的な無線リソースの割り当てをすることができる。また、基地局は、離散的に配置されたＲＢを用いることによって、独立性の高い伝播路を使って個別パイロット信号によって算出されるＣＱＩを移動機にフィードバックさせることができることとなり、さらに最適な無線リソースの割り当てをすることができる。

以上のように本実施例１によれば、移動機２０は、基地局１０から自機宛に送信されたデータ単位の個別パイロット信号部分に含まれる個別パイロット信号を受信し、基地局１０から自機以外の他機宛に送信されたデータ単位の個別パイロット信号部分に含まれる信号を受信する。そして、移動機２０は、受信された自機宛の個別パイロット信号および他機宛の個別パイロット信号部分に含まれる信号に基づいて、自機がデータを受信する際の受信環境を示すチャネル推定値（ＣＱＩ）を推定する。そして、移動機２０は、推定されたそれぞれのＣＱＩを基地局１０に送信する。

このようにして、移動機２０は、自機の個別パイロット信号だけでなく自機以外の個別パイロット信号を用いた複数の受信環境を基地局にフィードバックすることができるため、基地局１０は、移動機２０の最適な受信環境を知ることができ、移動機２０にデータを送信する際のＭＣＳの最適な決定および最適な無線リソースの割り当てをすることができる。

ところで、上記の実施例１では、移動機は、全ＲＢの中で他機宛のＰＤＳＣＨが無い場合であっても他機宛の個別パイロット信号が有ると仮定してＣＱＩを生成する場合を説明した。本発明は、これに限定されるものではなく、移動機は、全ＲＢの中で他機宛のＰＤＳＣＨが有る場合に他機宛の個別パイロット信号によってＣＱＩを生成しても良い。

そこで、実施例２では、移動機は、全ＲＢの中で他機宛のＰＤＳＣＨが有る場合に他機宛の個別パイロット信号によってＣＱＩを生成する場合を説明する。まず、実施例２に係る基地局の全体構成について図２１を参照しながら説明する。図２１は、実施例２に係る基地局の全体構成を示す機能ブロック図である。図２１に示すように、実施例２に係る基地局３０では、実施例１に係る基地局１０（図１）に個別パイロット配置情報生成部４１０が追加されている。なお、図２１において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

スケジューリング部１８０は、サブフレームごとに各移動機宛のＰＤＳＣＨの送信有無を決定する。また、スケジューリング部１８０は、送信される移動機宛のＰＤＳＣＨに対して、１つのサブフレームのうち１つまたは複数のＲＢを決定する。このとき、スケジューリング部１８０は、決定されたＲＢに、個別パイロット信号を配置する。なお、スケジューリング部１８０は、ＲＢに配置される個別パイロット信号の配置の有無を移動機ごとに変更しても良い。そして、スケジューリング部１８０は、個別パイロット信号が配置されるＲＢの情報を個別パイロット配置情報生成部４１０に出力する。

個別パイロット配置情報生成部４１０は、個別パイロット信号が配置されるＲＢの情報をスケジューリング部１８０から取得すると、ＲＢごとに個別パイロット信号が配置されているか否かを表す個別パイロット配置情報を生成する。ここで、個別パイロット配置情報について図２２を参照して説明する。図２２に示すように、個別パイロット配置情報は、周波数帯域の低い方から順に１から昇順に示される番号に対応するＲＢに個別パイロット信号が配置されているか否かを、全ＲＢ（図２２の例ではＮ個）分のＮビットで表す。例えば、１つのＲＢに個別パイロット信号が配置される場合には１、個別パイロット信号が配置されない場合には０が設定される。

フレーム構成部１２０は、サブフレームを構成する各移動機宛のＰＤＳＣＨの配置情報をスケジューリング部１８０から取得する。また、フレーム構成部１２０は、個別パイロット配置情報を個別パイロット配置情報生成部４１０から取得する。そして、フレーム構成部１２０は、個別パイロット配置情報を含む制御情報を生成する。そして、フレーム構成部１２０は、各移動機宛のＰＤＳＣＨの配置情報に基づいて、ＰＤＣＣＨに重畳される制御情報およびＰＤＳＣＨに重畳される送信データと、共通パイロット信号および個別パイロット信号と、を、複数の周波数帯域と複数のシンボルとから構成される無線リソースに割り当てる。そして、フレーム構成部１２０は、割り当てられた割当データを指向性調整部１３０に出力する。

次に、実施例２に係る移動機の全体構成について図２３を参照しながら説明する。図２３は、実施例２に係る移動機の全体構成を示す機能ブロック図である。図２３に示すように、実施例２に係る移動機４０では、実施例１に係る移動機２０（図９）に個別パイロット配置情報受信部５１０が追加されている。なお、図２３において、図９と同じ部分には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

個別パイロット配置情報受信部５１０は、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を取得すると、取得された周波数成分の中からＰＤＣＣＨに重畳された個別パイロット配置情報を抽出する。そして、個別パイロット配置情報受信部５１０は、抽出された個別パイロット配置情報をＣＱＩ生成部２９０に出力する。

ＣＱＩ生成部２９０は、個別パイロット配置情報受信部５１０から個別パイロット配置情報を取得すると、個別パイロットが配置されたＲＢを個別パイロット配置情報から取得する。そして、ＣＱＩ生成部２９０は、チャネル推定部２６０によって取得された全ＲＢに個別パイロット信号があると仮定して推定されたＳＩＮＲのうち個別パイロット信号が実際に配置されたＲＢのＳＩＮＲを用いて、ＣＱＩ算出テーブル３２０からＣＱＩをそれぞれ選択する。そして、ＣＱＩ生成部２９０は、選択されたすべてのＣＱＩをフィードバック情報として決定して、符号化変調部３００に出力する。

以上のように本実施例２によれば、基地局３０は、自局固有の個別パイロット信号を生成して、送信先の移動機ごとのＣＱＩに基づいて、個別パイロット信号に無線リソースを割り当て、割り当てられた個別パイロット信号を送信先の移動機にそれぞれ送信する。このとき、基地局３０は、個別パイロット信号が割り当てられたＲＢを示す個別パイロット割当情報を生成して送信先の移動機に送信する。そして、移動機４０は、個別パイロット信号および個別パイロット割当情報を受信して、個別パイロット信号が割り当てられているＲＢに重畳された個別パイロット信号に基づいて、自機がデータを受信する際の受信環境を示すＣＱＩを推定する。そして、移動機４０は、推定されたそれぞれのＣＱＩを基地局３０に送信する。

このようにして、移動機４０は、基地局３０から個別パイロット割当情報を取得することができるため、実際に無線リソースを割り当てられている個別パイロット信号を知ることができ、実際に割り当てられていない個別パイロット信号を用いてＣＱＩを生成しなくても良いことになり、ＣＱＩ生成の無駄を省くことができ、さらには消費電力を削減することができる。

ところで、上記の実施例１および実施例２では、移動機は、基地局がビームフォーミングを適用した場合でなくても、他機宛の個別パイロット信号によってＣＱＩを生成する場合を説明した。本発明では、基地局がビームフォーミングを適用したときに、より効率的に無線リソースの割り当てをすることができる。

そこで、実施例３では、移動機は、基地局がビームフォーミングを適用した場合に、他機宛の個別パイロット信号によってＣＱＩを生成する場合を説明する。まず、基地局がビームフォーミングを適用して行う送信について図２４および図２５を参照して説明する。図２４は、基地局と移動機と指向性ビームを示す図である。図２４に示すように、基地局は、複数の移動機ａ〜ｇに向けて、移動機固有の指向性を持った指向性ビーム１１〜１７を送信している。この指向性ビーム１１〜１７は、基地局から移動機の方向を中心に所定の角度を持って送信されている。

ここで、図２５は、指向性ビームと角度分布を示す図である。図２５に示すように、Ｘ軸は角度、Ｙ軸は電界強度を表している。図２５は、基地局から所定の方向を０度として指向性ビーム１１〜１７ごとに指向性ビームが届く角度と角度ごとの電解強度を表している。指向性ビーム１１〜１４は、基地局からの角度に重複する部分が大きくなっている。これにより、例えば移動機ａは、指向性ビーム１１〜１４を受信すると、電界強度が高いため、受信品質が高いＣＱＩを生成することになる。

次に、実施例３に係る基地局の全体構成について図２６を参照しながら説明する。図２６に示すように、実施例３に係る基地局では、実施例１に係る基地局１０（図１）から無線部１６０が削除され、到来方向推定部６１０とユーザグループ生成部６２０とグループ個別パイロット配置情報生成部６３０−１〜ｋが追加されている。なお、図２６において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

到来方向推定部６１０は、各移動機から送信されたフィードバック情報の到来方向を推定する。例えば、到来方向推定部６１０は、各移動機から送信された信号の電界強度が最も大きい方向を到来方向として推定する。そして、到来方向推定部６１０は、各移動機に対する到来方向の推定結果をユーザグループ生成部６２０に出力する。

ユーザグループ生成部６２０は、到来方向推定部６１０から各移動機に対する到来方向推定結果を取得すると、各移動機に対する到来方向推定結果から方向の近い移動機をグループ化する。具体的には、ユーザグループ生成部６２０は、基地局５０から所定の方向を０度として一定の角度の範囲に属する移動機を１つのグループとする。例えば、到来方向推定結果からグループを生成した結果を、図２７を参照して説明する。図２７は、到来方向推定結果とグループを示す図である。図２７に示すように、移動機ａ〜ｆの電界強度が最も大きい角度が示されている。この角度が、各移動機に対する到来方向である。図２７の例では、移動機ａ〜ｄが、一定の角度の範囲に属するため、１つのグループＧ２を構成する。同様に、移動機e〜ｆが、１つのグループＧ３を構成し、移動機ｇは、一定の角度の範囲に１つの移動機しかないため、単独のグループＧ１を構成する。そして、ユーザグループ生成部６２０は、構成されたグループごとに、グループに属する移動機宛先の情報をグループ個別パイロット配置情報生成部６３０−１〜ｋに出力する。

グループ個別パイロット配置情報生成部６３０−１〜ｋは、個別パイロット信号が配置されるＲＢとＲＢの移動機宛先を対にした情報をスケジューリング部１８０から取得すると、グループに属する移動機宛のＲＢごとに個別パイロット信号が配置されているか否かを表すグループ個別パイロット配置情報を生成する。ここで、グループ個別パイロット配置情報について図２８を参照して説明する。図２８に示すように、グループ個別パイロット配置情報は、周波数帯域の低い方から順に１から昇順に示される番号に対応するＲＢに、グループに属する移動機宛の個別パイロット信号が配置されているか否かを、全ＲＢ（図２８の例ではＮ個）分のＮビットで表す。例えば、１つのＲＢに個別パイロット信号が配置される場合には１、個別パイロット信号が配置されない場合には０が設定される。

パイロット生成部１１０は、基地局固有のセル識別番号を用いて個別パイロット信号および共通パイロット信号を生成する。なお、パイロット生成部１１０は、グループに属する移動機に共通の個別パイロット信号を生成するものとしても良い。この場合、例えば個別パイロット信号は、グループに一意に表されるグループ番号を用いて初期化された擬似乱数系列によって生成される。このように特定のユーザ固有の系列でなく、グループ固有またはセル識別番号を用いたセル固有の系列で個別パイロット信号を生成することは、他の移動機宛のパイロット信号であっても受信可能とするために有用である。仮に移動機固有の識別番号等により系列が生成される場合には、受信すべき他移動機の識別番号等に関する付加的な制御情報を各移動機に対して通知する必要がある。

スケジューリング部１８０は、サブフレームごとに各移動機宛のＰＤＳＣＨの送信有無を決定する。また、スケジューリング部１８０は、送信される移動機宛のＰＤＳＣＨに対して、１つのサブフレームのうち１つまたは複数のＲＢを決定する。このとき、スケジューリング部１８０は、決定されたＲＢに、個別パイロット信号を配置する。なお、スケジューリング部１８０は、ＲＢに配置される個別パイロット信号の配置の有無を移動機ごとに変更しても良い。そして、スケジューリング部１８０は、個別パイロット信号が配置されるＲＢとＲＢの移動機宛先を対にした情報をグループ個別パイロット配置情報生成部６３０−１〜ｋに出力する。

フレーム構成部１２０は、サブフレームを構成する各移動機宛のＰＤＳＣＨの配置情報をスケジューリング部１８０から取得する。また、フレーム構成部１２０は、グループごとの個別パイロット配置情報をグループ個別パイロット配置情報生成部６３０−１〜ｋから取得する。そして、フレーム構成部１２０は、各移動機が属するグループおよびグループごとのグループ個別パイロット配置情報を含む制御情報を生成する。そして、フレーム構成部１２０は、各移動機宛のＰＤＳＣＨの配置情報に基づいて、ＰＤＣＣＨに重畳される制御情報およびＰＤＳＣＨに重畳される送信データと、共通パイロット信号および個別パイロット信号と、を複数の周波数帯域と複数のシンボルとから構成される無線リソースに割り当てる。そして、フレーム構成部１２０は、割り当てられた割当データを指向性調整部１３０に出力する。

次に、実施例３に係る移動機の全体構成については、実施例２に係る移動機の全体構成のうち個別パイロット配置情報受信部５１０以外は同様であるため、詳しい説明を省略する。

個別パイロット配置情報受信部５１０は、ＯＦＤＭ復調部２２０から複数の周波数成分を取得すると、取得された周波数成分の中からＰＤＣＣＨに重畳された自機が属するグループおよび自機が属するグループに対応するグループ個別パイロット配置情報を抽出する。そして、個別パイロット配置情報受信部５１０は、抽出された個別パイロット配置情報をＣＱＩ生成部２９０に出力する。

次に、実施例３に係る無線通信システムの送信状態の例を、図２９を参照して説明する。図２９は、基地局が移動機ａ〜ｆに対して送信したＲＢを示す図である。ここで、ＲＢａ〜ｆは、それぞれ移動機ａ〜ｆのＰＤＳＣＨをビームフォーミングを適用して送信したＲＢを示し、移動機ａ〜ｄ、移動機ｅ〜ｆは、それぞれ同じグループに属するものとする。同図に示すように、移動機ａ〜ｃに対して送信されたそれぞれのＲＢａ〜ｃがサブフレーム＃０に割り当てられ、それぞれのＲＢａ〜ｃには、個別パイロット信号が配置されている。また、移動機ｄに対して送信されたＲＢｄがサブフレーム＃２に割り当てられ、そのＲＢｄには、個別パイロット信号が配置されている。ここで、移動機ａに対して送信されたＲＢａに着目するとき、移動機ａ〜ｄは同じグループに属するため、移動機ａ〜ｄがＲＢａに配置されている個別パイロット信号に基づいてＣＱＩを生成すると、生成されたＣＱＩは、すべて受信環境が高いものとなる。これにより、基地局は、移動機ａ〜ｆからこれらのＣＱＩをフィードバックされると、ＲＢａに対応するＲＢの次回の割り当てを移動機ａ〜ｄ宛にすることが効果的である。図２９の例では、サブフレーム＃４に、ＲＢａに対応するＲＢに移動機ｂに対して送信されたＲＢｂが配置されている。なお、基地局が移動機からフィードバックされたＣＱＩを次回の割り当てに反映させるまでには一般に遅延があるが、図２９の例では４サブフレームであるものとした。

これにより、特定の領域に移動機が密に存在する場合、移動機は、基地局からの方向が近いため、同じグループに属する移動機宛の個別パイロット信号を用いてＣＱＩを生成して基地局にフィードバックするため、基地局は、フィードバックされたＣＱＩを用いて効率的に次回の無線リソースの割り当てをすることができる。

以上のように本実施例３によれば、基地局５０は、グループに属する移動機に共通の個別パイロット信号を生成して、グループに属する移動機ごとのＣＱＩに基づいて、個別パイロット信号に無線リソースを割り当て、割り当てられた個別パイロット信号をグループに属する移動機ごとに指向性を持って送信する。このとき、基地局５０は、グループごとに個別パイロット信号が割り当てられたＲＢを示すグループ個別パイロット割当情報を生成してグループに属する移動機ごとに指向性を持って送信する。そして、移動機４０は、個別パイロット信号およびグループごとの個別パイロット割当情報を受信して、グループごとに個別パイロット信号が割り当てられているＲＢに重畳された個別パイロット信号に基づいて、自機がデータを受信する際の受信環境を示すＣＱＩを推定する。そして、移動機４０は、推定されたそれぞれのＣＱＩを基地局５０に送信する。

このようにして、移動機４０は、基地局５０からの方向が近いとき、同じグループに属する移動機宛の個別パイロット信号を用いてＣＱＩを生成して基地局５０にフィードバックするため、基地局５０は、フィードバックされたＣＱＩを用いて効率的に次回の無線リソースの割り当てをすることができる。

なお、無線通信システムにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されても良い。

Claims (8)

1. ＯＦＤＭを適用した無線通信システムの装置において、
   自機宛および他機宛のデータ単位送信に用いられる複数のリソースのうち個別パイロット信号部分に個別パイロット信号が含まれるリソースに関する個別パイロット割当情報であって、送信機から所定の角度の範囲内にある移動機のグループに対応する個別パイロット割当情報を事前に受信する制御情報受信手段と、
   前記制御情報受信手段によって受信された個別パイロット割当情報に基づいて、送信機から自機宛に送信されたデータ単位の個別パイロット信号部分に含まれる個別パイロット信号を受信する第１の受信手段と、
   前記制御情報受信手段によって受信された個別パイロット割当情報に基づいて、前記送信機から自機以外の他機宛に送信されたデータ単位であって自機宛に送信されたデータ単位と同時期に送信されたデータ単位の個別パイロット信号部分に含まれる信号を受信する第２の受信手段と、
   前記第１の受信手段によって受信された前記個別パイロット信号および前記第２の受信手段によって受信された信号に基づいて、自機がデータを受信する際の受信環境を示すチャネル品質情報を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された前記チャネル品質情報を前記送信機に送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記推定手段は、
   前記第２の受信手段によって受信された他機宛の個別パイロット信号部分に含まれる個別パイロット信号に基づいて、前記チャネル品質情報を推定することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記推定手段は、
   前記制御情報受信手段によって受信された個別パイロット割当情報に示されている無線リソースに割り当てられている個別パイロット信号に基づいて、前記チャネル品質情報を推定することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記第１の受信手段は、
   前記送信機から自機の方向に指向性送信された個別パイロット信号を受信し、
   前記第２の受信手段は、
   前記送信機から自機以外の他機の方向に指向性送信された個別パイロット信号を受信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置。
5. 前記送信機から動的に変化しない指向性で送信された共通パイロット信号を受信する第３の受信手段をさらに備え、
   前記推定手段は、
   前記第１の受信手段によって受信された個別パイロット信号および前記第２の受信手段によって受信された信号に基づいて、前記チャネル品質情報を推定する個別推定手段と、
   前記第３の受信手段によって受信された共通パイロット信号に基づいて、前記チャネル品質情報を推定する共通推定手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置。
6. 前記推定手段は、
   前記個別推定手段によって推定された前記チャネル品質情報と前記共通推定手段によって推定された前記チャネル品質情報とを比較する比較手段と、
   前記比較手段によって比較された結果、前記チャネル品質情報のうち大きい方を選択する選択手段と、を含み、
   前記送信手段は、
   前記比較手段によって比較された比較結果と、前記選択手段によって選択された前記チャネル品質情報とを、前記送信機に送信することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. ＯＦＤＭを適用した無線通信システムの装置において、
   移動機相互に認識可能な複数の個別パイロット信号を生成する個別パイロット生成手段と、
   移動機ごとの受信環境を示すチャネル品質情報に基づいて、前記個別パイロット生成手段によって生成された複数の個別パイロット信号に移動機ごとに異なるリソースを割り当てる割り当て手段と、
   前記割り当て手段によって前記リソースを割り当てられた個別パイロット信号を移動機にそれぞれ送信する個別パイロット送信手段と、
   送信機から移動機がある方向に基づいて所定の角度の範囲内にある移動機のグループを生成するグループ生成手段と、
   複数の無線リソースのうち前記個別パイロット生成手段によって生成された個別パイロット信号が割り当てられる無線リソースを示す個別パイロット割当情報であって前記グループ生成手段によって生成されたグループごとの個別パイロット割当情報を生成する割当情報生成手段と、
   前記複数の個別パイロット信号が割り当てられる無線リソースの情報である前記個別パイロット割当情報を含む制御情報を移動機に送信する制御情報送信手段と、
   を備えることを特徴とする装置。
8. 前記個別パイロット生成手段は、
   前記グループ生成手段によって生成されたグループに属する移動機に共通の個別パイロット信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の装置。

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