JP6350600B2 - 移動局、基地局、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は移動局、基地局、割当装置及びそれらを用いるシステム並びにそれらに用いる方法に関し、特に無線アクセス方式に用いるシングルキャリア伝送方式におけるパイロット系列の割り当てに関する。

次世代の無線通信システムにおける上りリンク無線アクセス方式には、シングルキャリア伝送方式が有力である（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１にて提案されているシングルキャリア伝送方式に用いられるフレームフォーマットの構成例を図１９に示す。

図１９において、１つのサブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）では、６つのＬＢ（Ｌｏｎｇ Ｂｌｏｃｋ：ロングブロック）＃１〜＃６でデータ信号が送信され、２つのＳＢ（Ｓｈｏｒｔ Ｂｌｏｃｋ：ショートブロック）＃１，＃２でパイロット信号が送信されることが想定されている。

また、これらＬＢ＃１〜＃６及びＳＢ＃１，＃２の前段にはＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ：サイクリックプレフィックス）が、受信側での周波数領域等化を効果的に実行するために付加されている。ここで、ＣＰの付加とは、図２０に示すように、ブロックの後部をブロックの前部にコピーすることである。

ところで、次世代の移動通信システムにおける上りリンク無線アクセスに用いられるパイロット信号としては、現在のところ、ＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列の一つである、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列（例えば、非特許文献２参照）が注目されている。

Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は、
Ｃ＿ｋ（ｎ）＝ｅｘｐ［−（ｊ２πｋ／Ｎ）（ｎ（ｎ＋１）／２＋ｑｎ）］ ・・・（１）
という式で表される。（１）式において、ｎ＝０，１，・・・，Ｎであり、ｑは任意の整数であり、Ｎは系列長である。

ＣＡＺＡＣ系列とは、時間及び周波数両領域において一定振幅（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）でかつ周期的自己相関値が０以外の時間ずれに対して、常に０（Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）となる系列のことである。このＣＡＺＡＣ系列は時間領域で一定振幅であることから、ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：ピーク対平均雑音電力比）を小さく抑えられる。また、ＣＡＺＡＣ系列は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。ここで、ＰＡＰＲが小さいということは消費電力を低く抑えられることを意味し、この性質は特に移動通信では好まれる。

さらに、"ＣＡＺＡＣ系列"は、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ち、上記の次世代の無線通信システムにおける上りリンク無線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。

ところで、セルラー環境（複数のセルに分割されたサービスエリアを有する無線通信網）において、基地局は、上りリンクの受信信号として、自セル内の移動局の上り信号だけでなく、他セル（特に、隣接セル）の移動局の上り信号も受信する（図１参照）。また、下りリンクの信号についても、上りリンクの信号と同様に、移動局は、自セルの基地局からの下り信号だけでなく、他セルの基地局の下り信号も受信する。ここで、移動局から基地局への通信を上りと呼び、基地局から移動局への通信を下りと呼んでいる。また、上記のセルは、セクタと読み替えることもできる。

したがって、上りリンクにおいては、基地局が自セル内の移動局からパイロット信号を捕捉するために、他セルの移動局から送信されたパイロット信号を十分に抑圧できるようにする必要があり、相互相関値の小さい系列の組を互いに隣接するセルのパイロット系列として割り当てることが望ましい。また、下りリンクにおいても、上記の上りリンクの場合と同様の理由によって、相互相関値の小さい系列の組を互いに隣接するセルのパイロット系列として割り当てることが望ましい。

ここで、ＣＡＺＡＣ系列の相互相関特性はその系列長に大きく依存する。すなわち、系列長が素数や大きい素数を含む場合には、相互相関特性が非常によい（相互相関値が小さい）。逆に、小さい素数のみから構成される合成数（例えば、２や３のベキ乗数）の場合には、相互相関特性が大きく劣化する（相互相関値に大きな値が含まれる）。

具体的には、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の系列長が素数の場合、任意の系列同士の相互相関値は、常に１／√Ｎ（Ｎは系列長で、今は素数）に保たれる（例えば、非特許文献２参照）。したがって、例えば、系列長：Ｎ＝１２７の場合には、相互相関値が常に１／√１２７となるのに対し、系列長：Ｎ＝１２８の場合には、相互相関値の最悪値（最大値）が１／√２にもなる。

また、相互相関値が１／√Ｎとなる系列は（Ｎ−１）個と豊富に存在する。そこで、相互相関値の観点から、パイロット系列として、系列長は同じ素数長でパラメータ［（１）式の中のパラメータ］が異なるＣＡＺＡＣ系列をセル毎に一つ割り当てることが提案されている。このような割り当てをすると、系列数は（Ｎ−１）個とれるため、同じパイロット系列の再利用は（Ｎ−１）のセル毎に行えばよい。以下、この（Ｎ−１）をパイロット系列の繰り返し数と呼ぶ。

一方、次世代の無線通信システムで考えられている上りリンク無線アクセスのフレームフォーマット（図１９参照）のように、パイロット系列が複数のブロック（図１９に示すフレームフォーマットでは２つのＳＢ＃１，＃２）で送信される場合においては、上述したように、セル毎に１つのパイロット系列が割り当てられると（つまり、送信パイロット系列がフレーム内の複数のパイロットブロックで共通。図１９に示すフレームフォーマットのＳＢ＃１，＃２に使用するパイロット系列が同じ場合）、受信側ではどのパイロットブロックにおいても、他セルからの干渉パターンが同じとなる。

このことによって、受信側において複数のパイロットブロックを合成（平均化）することによる他セル干渉抑圧効果が得られないという問題が生ずる。これは、複数のパイロットブロックにおいて送信しているパイロット系列が同一のため、どのパイロットブロックにおいても、他セルからの干渉の受け方（干渉パターン）が同じになり、それらを合成（平均化）しても干渉抑圧効果が得られないことが原因である。

この点に関しては、従来のＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）等では、フレーム内の複数のパイロットブロックで共通のパイロット系列を用いたとしても、スクランブリングコードとよばれるランダム系列を１フレームにわたって乗算した系列を送信しているため、送信されるパイロット系列のパターンがパイロットブロック毎に異なることになり、よって受信側において複数のパイロットブロックの合成（平均化）を行うことで、他セル干渉抑圧効果を得ることができる。

国際公開第２００５／０１５７９７号

"Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ"（３ＧＰＰ ＴＲ２５．８１４ ｖ０．５．０（２００５−１１），９．１章） Ｋ．Ｆａｚｅｌ ａｎｄ Ｓ．Ｋｅｉｓｅｒ，"Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ ａｎｄ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｓｙｓｔｅｍｓ"（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，２００３） Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｏｎ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ ＥＵＴＲＡ ＳＣ−ＦＤＭＡ，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ａｄ Ｈｏｃ ＬＴＥ，２００５年１０月１４日，Ｒ１−０５１０６２，ＵＲＬ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／ｔｓｇ＿ｒａｎ／ＷＧ１＿ＲＬ１／ＴＳＧＲ１＿４２ｂｉｓ／Ｄｏｃｓ／Ｒ１＿０５１０６２．ｚｉｐ Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．，Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｏｎ ＳＣ−ＦＤＭＡ Ｐｉｌｏｔ Ｄｅｓｉｇｎ，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ａｄ Ｈｏｃ ＬＴＥ，２００６年 １月２５日，Ｔｄｏｃ Ｒ１−０６０１５３，ＵＲＬ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／ｔｓｇ＿ｒａｎ／ＷＧ１＿ＲＬ１／ＴＳＧＲ１＿ＡＨ／ＬＴＥ＿ＡＨ＿Ｊａｎｕａｒｙ−０６／Ｄｏｃｓ／Ｒ１＿０６０１５３．ｚｉｐ

しかしながら、上述した従来の上りリンク無線アクセス方式では、パイロット系列として上記のＣＡＺＡＣ系列のような系列を用いる場合には、スクランブリングコードを適用することができないという制約がある。これは、ＣＡＺＡＣ系列のような系列にスクランブリングコード等のランダム系列を乗算した結果、特有の特性［例えば、ＣＡＺＡＣ性（時間・周波数領域において一定振幅、かつ周期的自己相関値が時間ずれ０以外において常に０等、受信に非常に有利な性質）］が失われてしまうからである。

したがって、パイロット系列としてＣＡＺＡＣ系列のような系列を用い、かつ１セルに１コードのみ割り当てる場合には、上記の１フレーム内の受信パイロットブロックを合成（平均化）することで干渉抑圧効果が得られないという問題を回避することができない。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、パイロット系列としてＣＡＺＡＣ系列のような系列を用いた場合に、受信パイロットブロックを合成することで干渉抑圧効果を得ることができる移動局、基地局、割当装置及びそれらを用いるシステム並びにそれらに用いる方法を提供することにある。

本発明による移動局は、
フレームを基地局に送信する手段を有し、
前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。

本発明による基地局は、
移動局からフレームを受信する手段を有し、
前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。

本発明による割当装置は、
１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。

本発明によるシステムは、
基地局と、移動局とを有するシステムであって、
前記移動局は、フレームを前記基地局に送信する手段を有し、
前記基地局は、前記フレームを受信する手段を有し、
前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。

本発明による方法は、
フレームを送信する工程を有し、
前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。
本発明による他の方法は、
フレームを受信する工程を有し、
前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。
本発明による更に他の方法は、
１のフレームに、所定の系列に含まれる所定の変数の値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであることを特徴とする。

本発明によれば、上記のような構成及び動作とすることで、パイロット系列としてＣＡＺＡＣ系列のような系列を用いた場合に、受信パイロットブロックを合成することで干渉抑圧効果を得ることができるという顕著な効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に用いるセル配置パターンを示す図である。 図１のパイロット系列割り当てサーバの構成例を示すブロック図である。 図１の移動局の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の通知を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の割り当てによる効果を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の割り当てによる効果を説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表の構成を示す図である。 本発明の第５の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表の構成を示す図である。 本発明に関するシミュレーションのシステムモデルを示すブロック図である。 本発明におけるシミュレーション結果を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明におけるシミュレーションに用いたパイロットブロック（ＳＢ＃１，ＳＢ＃２）へのパイロット系列の割り当て例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明におけるシミュレーションに用いたパイロットブロック（ＳＢ＃１，ＳＢ＃２）へのパイロット系列の割り当て例を示す図である。 本発明におけるシミュレーションに用いたパラメータ例を示す図である。 本発明におけるシミュレーションの周波数領域でのデータ信号及びパイロット信号の多重の様子を示す図である。 シングルキャリア伝送方式に用いられるフレームフォーマットの構成例を示す図である。 サイクリックプレフィックスの付加を説明するための図である。 従来におけるパイロット系列の割り当てによる問題点を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施の形態による無線通信システムは、パイロット系列割り当てサーバ１と、基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３と、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３とから構成されている。

基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３各々が管理するセル＃１〜＃３において、基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３と移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３との間の通信として、以下に述べる方法で割り当てられたパイロット系列の信号が送信される。ここで、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３から基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３への通信を上りと呼び、基地局から移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３への通信を下りと呼んでいる。

本発明の第１の実施の形態による無線通信システムとしては、複数のセル＃１〜＃３に分割されたサービスエリアを有する一般的な無線通信網を想定している。複数の基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３は束ねられ、パイロット系列割り当てサーバ１に接続されている。尚、パイロット系列割り当てサーバ１は、必ずしも基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３とは別に存在する必要はなく、複数の基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３のうちのどれか一つの基地局内に設けられてもよい。さらに、パイロット系列割り当てサーバ１は、複数の基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３の上位装置（例えば、基地局制御装置やコアネットワーク）（図示せず）内に設けられてもよい。

図２は本発明の第１の実施の形態に用いるセル配置パターンを示す図である。図２においては、＃１〜＃７の７つの基地局による７セル繰り返しパターンを示している。パイロット系列割り当てサーバ１は、接続された基地局それぞれに、図２で示すような＃１〜＃７までの７つのインデックスのいずれか１つを割り当てている。そのインデックスに基づいて、パイロット系列割り当てサーバ１は配下の基地局７つ毎に後述するようなパイロット系列割り当てを行う。

また、基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３と移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３との間において通信データ及びパイロット信号を送信するために用いるフレームフォーマットは図１９に示すような構成となっている。１つのサブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）によって、６つのＬＢ（Ｌｏｎｇ Ｂｌｏｃｋ：ロングブロック）＃１〜＃６でデータ信号が送信され、２つのＳＢ（Ｓｈｏｒｔ Ｂｌｏｃｋ：ショートブロック）＃１，＃２でパイロット信号が送信されるものとする。

つまり、本実施の形態では、１フレーム内のパイロットブロック数を２、パイロット系列のセル繰り返し数を７、送信に用いるパイロット系列を（１）式で表されるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列とし、用いる系列数はセル繰り返し数と等しい７とする。その系列を｛Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３，Ｃ＿４，Ｃ＿５，Ｃ＿６，Ｃ＿７｝とする。

さらに、パイロット系列割り当てサーバ１は各々接続されている基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３のセル繰り返しパターン（これは同一パイロットパターンが隣り合わないようなセル配置パターンを意味する。本実施の形態では、図２に示すような７セル繰り返しパターンを仮定している）をすでに記憶しているものとする。

図３は図１のパイロット系列割り当てサーバ１の構成例を示すブロック図である。図３において、パイロット系列割り当てサーバ１はＣＰＵ（中央処理装置）１１と、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラム１２ａを格納するメインメモリ１２と、ＣＰＵ１１が制御プログラム１２ａを実行する際に用いるデータ等を格納する記憶装置１３と、各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３との通信を制御する通信制御装置１４とから構成されている。

記憶装置１３は上記のセル繰り返しパターンを記憶するセル繰り返しパターン記憶領域１３１と、パイロット系列を記憶するパイロット系列記憶領域１３２と、各基地局（セル＃１〜＃Ｋ）とそれらに割り当てるパイロット系列との対応を示す割り当て対応表を格納する割り当て対応表記憶領域１３３とを備えている。

図４は図１の移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３の構成例を示すブロック図である。図４において、移動局３はＣＰＵ３１と、ＣＰＵ３１が実行する制御プログラム３２ａを格納するメインメモリ３２と、ＣＰＵ３１が制御プログラム３２ａを実行する際に用いるデータ等を格納する記憶装置３３と、各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３との通信を制御する通信制御装置３４とから構成されている。尚、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３はこの移動局３と同様の構成となっている。

図５は本発明の第１の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表を示す図であり、図６は本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の通知を示す図であり、図７は本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の割り当てによる効果を説明するための図である。これら図１〜図７を参照して本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の割り当て動作について説明する。

本発明の第１の実施の形態による無線通信システムでは、２Ｋ個のパイロット系列を｛［Ｃ＿１，Ｃ＿２］，［Ｃ＿３，Ｃ＿４］，・，［Ｃ＿（２Ｋ−１），Ｃ＿２Ｋ］｝のようにＫ個の組に分け、各セル＃１〜＃Ｋにそれぞれこのパイロット系列のいずれか１組を割り当てるというパイロット割り当て方法を採用している（図５参照）。

すなわち、図５において、セル＃１の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２｝が割り当てられ、セル＃２の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４｝が割り当てられ、セル＃３の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿５，Ｃ＿６｝が割り当てられ、セル＃４の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿７，Ｃ＿８｝が割り当てられている。

同様に、図５において、セル＃（Ｋ−１）の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿（２Ｋ−３），Ｃ＿（２Ｋ−２）｝が割り当てられ、セル＃Ｋの２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿（２Ｋ−１），Ｃ＿２Ｋ｝が割り当てられている。

パイロット系列割り当てサーバ１は図５に示すように設定された割り当て対応表に基づき、パイロット系列割り当て情報通知を各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３に送信し、各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３にパイロット系列を割り当てる。各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３は、割り当てられたパイロット系列のインデックスを含む下り報知チャネル等をセル＃１〜＃３内のサービスエリアに送信することで、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３に報知する［移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３へのパイロット系列通知］（図６参照）。

サービスエリア内の移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３は下り報知チャネル等を受信することで、自局が存在するセル（＃１〜＃３）内で使用する２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）のインデックスを得る。移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３は、データを基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３に送信する際、下り報知チャネル等から得た２つのパイロットブロックのインデックスに基づき、ＳＢ＃１，＃２で異なるパイロット系列を送信する。

この時、ＳＢ＃１が他セルの移動局から受ける干渉パターンと、ＳＢ＃２が他セルの移動局から受ける干渉パターンとが異なるため、本実施の形態によるパイロット系列の割り当てでは、ＳＢ＃１，＃２の合成（平均化）による他セル干渉抑圧効果がある（図７参照）。

このように、本実施の形態では、１フレーム内の異なるパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）において、異なるパイロット系列を送信することができ、これによって受信側において複数の受信パイロットブロックを合成（平均化）することで他セル干渉を抑圧することができるという顕著な効果が得られる。

上記のように、本実施の形態では、従来のように、１セルにつき１つの系列を割り当てるのではなく、１セルにつき２つの系列を割り当てるように変更しているため、パイロット系列の再利用のセル繰り返し数が減少することが考えられる。以下に述べる各実施の形態では、この点に工夫を施し、同一のパイロット系列を用いる基地局間の距離が減少することで、同一の符号を用いているセルからの干渉量が増加する点についても改善を図っている。尚、本実施の形態では、上りパイロット系列の各セルへの割り当て法について述べたが、上記と同様のパイロット系列割り当て法を、下りパイロット系列の各セルへの割り当て法に適用することができる。

図８は本発明の第２の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表を示す図であり、図９は本発明の第２の実施の形態による無線通信システムにおけるパイロット系列の割り当てによる効果を説明するための図である。

尚、本発明の第２の実施の形態による無線通信システムは、パイロット系列の割り当て方法が異なる以外、図１に示す本発明の第１の実施の形態による無線通信システムと同様の構成である。また、本発明の第２の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバも、図３に示す本発明の第１の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバ１と同様の構成である。さらに、本発明の第２の実施の形態による移動局も、図４に示す本発明の第１の実施の形態による移動局３と同様の構成である。さらにまた、本発明の第２の実施の形態に用いるセル配置パターンも図２に示す本発明の第１の実施の形態に用いるセル配置パターンと同様である。

パイロット系列割り当てサーバ１は、各々接続された基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３それぞれに、図２に示すような＃１〜＃７までの７つのインデックスの１つを割り当てている。そのインデックスに基づいて、パイロット系列割り当てサーバ１は配下の基地局７つ毎に次のようなパイロット系列割り当てを行う。

図８においては、インデックス＃Ｋ（Ｋ＝１，２，・・・，７）のセルそれぞれに対し、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿Ｋ，Ｃ＿（Ｋ＋１）｝（Ｋ＝１，２，・６）を割り当てる場合の割り当て対応表を示している。但し、Ｋ＝７の場合のみ、｛Ｃ＿７，Ｃ＿１｝を割り当てる。パイロット系列割り当てサーバ１は、図８に示すように設定された割り当て対応表に基づき、パイロット系列割り当て情報通知を各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３に送信し、各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３にパイロット系列を割り当てる。

各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３は、割り当てられたパイロット系列のインデックスを含む下り報知チャネル等を自局のサービスエリアに送信することで、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３に報知する［移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３へのパイロット系列通知］。そのサービスエリア内の移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３は下り報知チャネル等を受信することで、自局が存在するセル内で使用する２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）のインデックスを得る。そして、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３は、データを基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３に送信する際、下り報知チャネル等から得た２つのパイロットブロックのインデックスに基づいて、図９に示すように、ＳＢ＃１，＃２で異なるパイロット系列を送信する。

すなわち、図８において、セル＃１の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２｝が割り当てられ、セル＃２の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿２，Ｃ＿３｝が割り当てられ、セル＃３の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４｝が割り当てられ、セル＃４の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿４，Ｃ＿５｝が割り当てられている。

同様に、図８において、セル＃（Ｋ−１）の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋ｝が割り当てられ、セル＃Ｋの２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿Ｋ，Ｃ＿１｝が割り当てられている。

このように、本実施の形態では、ある基地局（セル）のＳＢ＃２に割り当てたパイロット系列を別の基地局（セル）のＳＢ＃１に再び割り当てることによって、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、１フレーム内の異なるパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）において、異なるパイロット系列を送信することができる。これによって受信側において複数の受信パイロットブロックを合成（平均化）することで、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、他セル干渉を抑圧するという顕著な効果が得られる。

図１０は本発明の第３の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表を示す図である。尚、本発明の第３の実施の形態による無線通信システムは、パイロット系列の割り当て方法が異なる以外、図１に示す本発明の第１の実施の形態による無線通信システムと同様の構成である。また、本発明の第３の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバも、図３に示す本発明の第１の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバ１と同様の構成である。さらに、本発明の第３の実施の形態による移動局も、図４に示す本発明の第１の実施の形態による移動局３と同様の構成である。さらにまた、本発明の第３の実施の形態に用いるセル配置パターンも図２に示す本発明の第１の実施の形態に用いるセル配置パターンと同様である。

パイロット系列割り当てサーバ１は、各々接続された基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３それぞれに、図２に示すような＃１〜＃７までの７つのインデックスの１つを割り当てている。そのインデックスに基づいて、パイロット系列割り当てサーバ１は配下の基地局７つ毎に次のようなパイロット系列割り当てを行う。

図１０においては、パイロット割り当てを行うＫ個のセルを幾つかの領域（グループ）に分割し、その分割領域毎にパイロット系列の組を割り当てる場合の割り当て対応表を示している。パイロット系列割り当てサーバ１は、図１０に示すように設定された割り当て対応表に基づき、パイロット系列割り当て情報通知を各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３に送信し、各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３にパイロット系列を割り当てる。

各基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３は、割り当てられたパイロット系列のインデックスを含む下り報知チャネル等で自局のサービスエリアに送信することで、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３に報知する［移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３へのパイロット系列通知］。そのサービスエリア内の移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３は下り報知チャネル等を受信することで、自局が存在するセル内で使用する２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）のインデックスを得る。そして、移動局（＃１〜＃３）３−１〜３−３は、データを基地局（＃１〜＃３）２−１〜２−３に送信する際、下り報知チャネル等から得た２つのパイロットブロックのインデックスに基づいて、ＳＢ＃１，＃２で異なるパイロット系列を送信する。

すなわち、図１０において、第１の分割領域にはセル＃１及びセル＃２が属しており、これら２つのセル＃１及びセル＃２には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２｝が割り当てられている。セル＃１の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２｝がＣ＿１，Ｃ＿２の順に割り当てられる。一方、セル＃２の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２｝がＣ＿２，Ｃ＿１の順に割り当てられる。

また、第２の分割領域にはセル＃３及びセル＃４が属しており、これら２つのセル＃３及びセル＃４には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４｝が割り当てられている。セル＃３の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４｝がＣ＿３，Ｃ＿４の順に割り当てられる。一方、セル＃４の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４｝がＣ＿４，Ｃ＿３の順に割り当てられる。

同様に、第Ｋ／２の分割領域にはセル＃（Ｋ−１）及びセル＃Ｋが属しており、これら２つのセル＃（Ｋ−１）及びセル＃Ｋには、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋ｝が割り当てられている。セル＃（Ｋ−１）の２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋ｝がＣ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋの順に割り当てられる。一方、セル＃Ｋの２つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）には、２つのパイロット系列：｛Ｃ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋ｝がＣ＿Ｋ，Ｃ＿（Ｋ−１）の順に割り当てられる。

このように、本実施の形態では、ある基地局のＳＢ＃１及びＳＢ＃２に割り当てたパイロット系列を別の基地局のそれぞれＳＢ＃２及びＳＢ＃１に再び割り当てることによって、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、１フレーム内の異なるパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２）において、異なるパイロット系列を送信することができる。これにより、本実施の形態では、受信側において複数の受信パイロットブロックを合成（平均化）することで、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、他セル干渉を抑圧するという顕著な効果が得られる。

図１１は本発明の第４の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表を示す図である。尚、本発明の第４の実施の形態による無線通信システムは、１フレーム内のパイロットブロック数が異なる以外、図１に示す本発明の第１の実施の形態による無線通信システムと同様の構成である。また、本発明の第４の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバも、図３に示す本発明の第１の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバ１と同様の構成である。さらに、本発明の第４の実施の形態による移動局も、図４に示す本発明の第１の実施の形態による移動局３と同様の構成である。また、本発明の第４の実施の形態に用いるセル配置パターンも図２に示す本発明の第１の実施の形態に用いるセル配置パターンと同様である。さらにまた、本発明の第４の実施の形態によるパイロット系列の割り当て方法は図８に示す本発明の第２の実施の形態によるパイロット系列の割り当て方法と同様である。

すなわち、図１１において、セル＃１の３つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）には、３つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３｝が割り当てられ、セル＃２の３つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）には、３つのパイロット系列：｛Ｃ＿２，Ｃ＿３，Ｃ＿４｝が割り当てられている。

また、図１１において、セル＃３の３つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）には、３つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４，Ｃ＿５｝が割り当てられ、セル＃４の３つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）には、３つのパイロット系列：｛Ｃ＿４，Ｃ＿５，Ｃ＿６｝が割り当てられている。

同様に、図１１において、セル＃（Ｋ−１）の３つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）には、３つのパイロット系列：｛Ｃ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋ，Ｃ＿１｝が割り当てられ、セル＃Ｋの３つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）には、３つのパイロット系列：｛Ｃ＿Ｋ，Ｃ＿１，Ｃ＿２｝が割り当てられている。

このように、本実施の形態では、ある基地局のＳＢ＃２及びＳＢ＃３に割り当てたパイロット系列を別の基地局のＳＢ＃１及びＳＢ＃２に再び割り当てることによって、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、１フレーム内の異なるパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３）において、異なるパイロット系列を送信することができる。これにより、本実施の形態では、受信側において複数の受信パイロットブロックを合成（平均化）することで、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、他セル干渉を抑圧するという顕著な効果が得られる。

図１２は本発明の第５の実施の形態によるパイロット系列の割り当てを示す割り当て対応表を示す図である。尚、本発明の第５の実施の形態による無線通信システムは、１フレーム内のパイロットブロック数が異なる以外、図１に示す本発明の第１の実施の形態による無線通信システムと同様の構成である。また、本発明の第５の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバも、図３に示す本発明の第１の実施の形態によるパイロット系列割り当てサーバ１と同様の構成である。さらに、本発明の第５の実施の形態による移動局も、図４に示す本発明の第１の実施の形態による移動局３と同様の構成である。また、本発明の第５の実施の形態に用いるセル配置パターンも図２に示す本発明の第１の実施の形態に用いるセル配置パターンと同様である。さらにまた、本発明の第５の実施の形態によるパイロット系列の割り当て方法は図８に示す本発明の第２の実施の形態によるパイロット系列の割り当て方法と同様である。

すなわち、図１２において、セル＃１の４つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）には、４つのパイロット系列：｛Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３，Ｃ＿４｝が割り当てられ、セル＃２の４つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）には、４つのパイロット系列：｛Ｃ＿２，Ｃ＿３，Ｃ＿４，Ｃ＿５｝が割り当てられている。

また、図１２において、セル＃３の４つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）には、４つのパイロット系列：｛Ｃ＿３，Ｃ＿４，Ｃ＿５，Ｃ＿６｝が割り当てられ、セル＃４の４つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）には、４つのパイロット系列：｛Ｃ＿４，Ｃ＿５，Ｃ＿６，Ｃ＿７｝が割り当てられている。

同様に、図１２において、セル＃（Ｋ−１）の４つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）には、４つのパイロット系列：｛Ｃ＿（Ｋ−１），Ｃ＿Ｋ，Ｃ＿１，Ｃ＿２｝が割り当てられ、セル＃Ｋの４つのパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）には、４つのパイロット系列：｛Ｃ＿Ｋ，Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３｝が割り当てられている。

このように、本実施の形態では、ある基地局のＳＢ＃２、ＳＢ＃３及びＳＢ＃４に割り当てたパイロット系列を別の基地局のＳＢ＃１，ＳＢ＃２，ＳＢ＃３に再び割り当てることによって、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、１フレーム内の異なるパイロットブロック（ＳＢ＃１，＃２，＃３，＃４）において、異なるパイロット系列を送信することができる。これにより、本実施の形態では、受信側において複数の受信パイロットブロックを合成（平均化）することで、パイロット系列再利用のセル繰り返し数を減らすことなく、他セル干渉を抑圧するという顕著な効果が得られる。

図１３は本発明に関するシミュレーションのシステムモデルを示すブロック図であり、図１４は本発明に関するシミュレーション結果を示す図であり、図１５（ａ）〜（ｃ）及び図１６（ａ）〜（ｃ）は本発明に関するシミュレーションに用いたパイロットブロック（ＳＢ＃１，ＳＢ＃２）へのパイロット系列の割り当て例を示す図であり、図１７は本発明に関するシミュレーションに用いたパラメータ例を示す図であり、図１８は本発明に関するシミュレーションの周波数領域でのデータ信号及びパイロット信号の多重の様子を示す図である。これら図１３〜図１８を参照して本発明の効果について説明する。

図１３に示すように、本発明に関するシミュレーションの無線通信システムは、自セルＡ、他セルＢの２つのセルから構成される。自セルＡは自セル基地局２及び自セルユーザ［移動局（ＵＥ）３ａ］を備える。また、他セルＢは、他セルユーザ［移動局（ＵＥ）３ｂ］を備える。自セル基地局２は、自セルユーザ［移動局（ＵＥ）３ａ］からの信号を受信し、また、他セルユーザ［移動局（ＵＥ）３ｂ］からの信号も干渉として受信する。さらに、本発明に関するシミュレーションでは、基地局と移動局との間の通信の１フレームは２つのパイロットブロックＳＢ＃１及びＳＢ＃２を有するものとしている。

図１４は、自セル基地局２が自セルユーザ［移動局（ＵＥ）３ａ］から受信する信号のブロック誤り率特性を示すものである。点線はＳＢ＃１及びＳＢ＃２に同一のパイロット系列を使用した場合［図１５（ａ）テーブル＃１］の結果であり、実線はＳＢ＃１及びＳＢ＃２に異なるパイロット系列を使用した場合［図１５（ｂ）テーブル＃２］の結果である。

本発明に関するシミュレーションでは、データ（Ｄａｔａ）多重法としてＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭ、パイロット（Ｐｉｌｏｔ）多重法としてＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−ＦＤＭ ｐｉｌｏｔ［１］（９．１．１．２．２ Ｕｐｌｉｎｋ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ−ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いている。また、パイロットのＳＲＦ（Ｓｙｍｂｏｌ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ：シンボル繰り返し数）＝４と設定している。さらに、他セルからの干渉ユーザは１ユーザとし、平均干渉電力は自セルユーザの平均電力に対して−６ｄＢと設定し、自セルユーザと他セルユーザ（干渉ユーザ）とのフレームタイミングは同期していると仮定する。

さらにまた、パイロット系列は上記の（１）式に記載の系列（式内の"ｋ"はパラメータ）を用い、各ユーザ、各ＳＢへのパイロット系列割り当て（パラメータ"ｋ"の割り当て）は図１５（ａ）〜（ｃ）及び図１６（ａ）〜（ｃ）に示す各テーブル＃１〜＃６の通りである。参考のため、この時の周波数領域でのデータ及びパイロット多重の様子を図１８に示し、さらにシミュレーションに用いたパラメータを図１７に示す。

図１４に示すように、ブロック誤り率＝１０-1を満たすために必要なＥｂ／Ｎｏは１ｄＢ近く改善していることが分かる。また、ブロック誤り率＝３・１０-2を満たすために必要なＥｂ／Ｎｏは２ｄＢ以上改善していることが分かる。

図１５（ｂ）に示すテーブル＃２は上述した本発明の第２の実施の形態のパイロット割り当てを想定しているが、本発明の第３の実施の形態のパイロット割り当て、すなわち図１５（ｃ）に示すテーブル＃３の割り当てでも、上記と同様の効果が得られる。また、本発明の第１の実施の形態のパイロット割り当て［図１６（ａ）に示すテーブル＃４のようなパイロット系列割り当て］に対しても、上記と同様の効果がある。

さらに、図１６（ｂ），（ｃ）に示すテーブル＃５，＃６のように、例えＳＢ＃１で用いるパイロット系列が他セルと同じであっても、ＳＢ＃２で用いる系列が異なれば、他セル干渉を抑圧することができるという効果を得ることができる。同様に、ＳＢ＃２が隣接セルと同じ系列を用いても、ＳＢ＃１で隣接セルと異なる系列を用いれば、上記と同様の効果が得られる。つまり、自セルに割り当てられたパイロット系列の少なくとも１つが、他セルに対して割り当てられたパイロット系列の少なくとも１つと異なれば、上記と同様の効果が得られる。これは、１フレーム中のＳＢの数が３以上の場合でも同様である。

尚、本発明では、上記のように、１フレーム内のパイロットブロック数が２乃至４の場合についてそれぞれ説明している。しかしながら、本発明は、パイロットブロック数が２乃至４の場合と同様に、パイロットブロック数が５以上の場合にも適用可能である。

１ パイロット系列割り当てサーバ
２，２−１〜２−３ 基地局（＃１〜＃３）
３−１〜３−３ 移動局（＃１〜＃３）
３ａ 自セルユーザ［移動局（ＵＥ）］
３ｂ 他セルユーザ［移動局（ＵＥ）］
１１，３１ ＣＰＵ
１２，３２ メインメモリ
１２ａ，３２ａ 制御プログラム
１３，３３ 記憶装置
１４，３４ 通信制御装置
１３１ セル繰り返しパターン記憶領域
１３２ パイロット系列記憶領域
１３３ 割り当て対応表記憶領域
Ａ 自セル
Ｂ 他セル

Claims (15)

1. 第１のパラメータを基地局から受信する手段と、
   フレームを前記基地局に送信する手段とを有し、
   前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる第２のパラメータの値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであり、
   前記第２のパラメータは前記第１のパラメータに基づいて定まることを特徴とする移動局。
2. 前記フレームはサブフレームであることを特徴とする請求項１に記載の移動局。
3. 前記所定の系列はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列であり、前記Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は
   Ｃ＿ｋ（ｎ）＝ｅｘｐ［−（ｊ２πｋ／Ｎ）（ｎ（ｎ＋１）／２＋ｑｎ）］
   の数式で表され、前記第２のパラメータとは当該数式に含まれるｋであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動局。
4. 前記第１のパラメータは、下り報知チャネルで送信されることを特徴とする請求項１から３何れか１項に記載の移動局。
5. 前記フレームは、シングルキャリア伝送で送信されることを特徴とする請求項１から４何れか１項に記載の移動局。
6. 移動局に第１のパラメータを送信する手段と、
   前記移動局からフレームを受信する手段とを有し、
   前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる第２のパラメータの値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであり、
   前記第２のパラメータは前記第１のパラメータに基づいて定まることを特徴とする基地局。
7. 前記フレームはサブフレームであることを特徴とする請求項６に記載の基地局。
8. 前記所定の系列はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列であり、前記Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は、
   Ｃ＿ｋ（ｎ）＝ｅｘｐ［−（ｊ２πｋ／Ｎ）（ｎ（ｎ＋１）／２＋ｑｎ）］
   の数式で表され、前記第２のパラメータとは当該数式に含まれるｋであることを特徴とする請求項６または７に記載の基地局。
9. 前記第１のパラメータは、下り報知チャネルで送信されることを特徴とする請求項６から８何れか１項に記載の基地局。
10. 前記フレームは、シングルキャリア伝送で送信されることを特徴とする請求項６から９何れか１項に記載の基地局。
11. 第１のパラメータを受信する工程と、
    フレームを送信する工程とを有し、
    前記フレームは、１のフレームに、所定の系列に含まれる第２のパラメータの値が互いに異なる複数の前記所定の系列が割り当てられたフレームであり、
    前記第２のパラメータは前記第１のパラメータに基づいて定まることを特徴とする方法。
12. 前記フレームはサブフレームであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記所定の系列はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列であり、前記Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は、
    Ｃ＿ｋ（ｎ）＝ｅｘｐ［−（ｊ２πｋ／Ｎ）（ｎ（ｎ＋１）／２＋ｑｎ）］
    の数式で表され、前記第２のパラメータとは当該数式に含まれるｋであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
    
    
14. 前記第１のパラメータは、下り報知チャネルで送信されることを特徴とする請求項１１から１３何れか１項に記載の方法。
15. 前記フレームは、シングルキャリア伝送で送信されることを特徴とする請求項１１から１４何れか１項に記載の方法。

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