JPWO2005015797A1 - 無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法 - Google Patents

Abstract

パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる無線通信装置を開示する。この装置において、遅延分散測定部（２７２）は、受信信号を用いて遅延プロファイルを作成し、遅延波の分散を示す遅延分散を測定する。移動速度推定部（２７４）は、パイロットシンボルの受信電力の変動に基づいて当該パイロットシンボルを送信した移動局装置の移動速度を推定する。他セル干渉測定部（２７６）は、パイロットシンボルを用いて、自装置が属するセル以外のセルにおいて伝送されている信号による他セル干渉を測定する。パイロットパタン情報生成部（２７８）は、遅延分散、移動速度、および他セル干渉に応じて、フレーム内のパイロットシンボルの配置が最適となるパイロットパタンを選択しパイロットパタン情報を生成する。

Description

本発明は、無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法に関し、特に、ユーザごとに個別のパイロットシンボルが伝送される無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法に関する。

無線通信システムにおいては、伝搬環境が刻々と変動するため、信号の受信側は、受信信号に対して伝搬環境の影響を補正する必要がある。そこで、無線通信システムにおいて伝送される信号には、一般に既知のパイロットシンボルが含まれている。信号の受信側は、パイロットシンボルの歪みの状態をチャネル推定によって求め、この結果を用いて情報を含むデータシンボルに対して伝搬環境の影響を補正する。

具体的には、例えば図１に示すように、信号の送信側ではフレームの先頭にパイロットシンボル（図中斜線で示す部分）を配置し、その後にデータシンボル（図中白色で示す部分）を配置する。そして、受信側では、連続する２フレームのパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、例えば内挿補間を行うことにより、これら２つのパイロットシンボル間のデータシンボルについて伝搬路変動を補償する。

このように、データシンボルは、当該データシンボルを挟むように配置されたパイロットシンボルのチャネル推定結果に基づいて伝搬路変動補償されるため、パイロットシンボルの間隔が小さくなれば、データシンボルの伝搬路変動補償の精度は向上する。すなわち、フレーム内にパイロットシンボルが占める割合を大きくすれば、データシンボルは、精度良く受信されることになる。

ところが、パイロットシンボルは、伝送すべき情報を含まないシンボルであるため、フレーム内にパイロットシンボルが占める割合を大きくすると、データシンボルが占める割合が小さくなり、情報の伝送効率が低下することになる。

このような事情を考慮して、例えば特許文献１では、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）において、周波数が異なる各サブキャリアの受信電力差に応じてパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを適応的に決定する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術においては、信号の受信側がパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定し、このサブキャリアに関する情報を信号の送信側へフィードバックしている。そして、信号の送信側は、このフィードバック情報に従ってパイロットシンボルを挿入して送信する。
特開２００３−１７４４２６号公報

しかしながら、上述した技術においては、信号の受信側は、パイロットシンボルを挿入するサブキャリアに関する情報を逐一フィードバックする必要があり、フィードバックのための信号量が膨大になるという問題がある。結果として、フィードバック情報によって回線容量が圧迫されてしまうことがある。

特に、パイロットシンボルの挿入位置を適応的に決定する場合、基地局装置から送信されるパイロットシンボルは各移動局装置に共通であるのが好ましいため、主に移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの挿入位置を決定することになる。このため、フィードバック情報は、基地局装置から移動局装置へ向かう下り回線を伝送される。したがって、上記の技術のようにフィードバック情報が膨大となると、例えば動画や音楽配信などで比較的データ量の大きいデータが伝送される下り回線の回線容量が圧迫され、通信品質が劣化してしまうことがある。

本発明の目的は、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法を提供することである。

本発明の無線通信装置は、パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得する取得手段と、取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するパイロットパタン選択手段と、選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。すなわち、本発明は、伝搬環境を示すパラメータに基づいてパイロットシンボルを配置するパタン（以下、「パイロットパタン」という）を決定し、パイロットパタンに従ってパイロットシンボルを伝送する。

本発明によれば、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

従来のフレームフォーマットの例を示す図 実施の形態１に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る他セル干渉によるパイロットパタンの差異を説明するための図 実施の形態１に係る他セル干渉によるパイロットパタンの差異を説明するための図 実施の形態１に係る周波数方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る周波数方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る時間方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る時間方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る遅延分散および移動速度に対応するパイロットパタンの例を示す図 実施の形態２に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態２に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態２に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態２に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態２に係る変調方式に対応するパイロットパタンの例を示す図 実施の形態３に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態３に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態３に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態３に係るパイロットパタンとタイムスロットとの対応関係の例を示す図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明においては、基地局装置および移動局装置がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式による通信を行うものとし、移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの伝送について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す基地局装置は、符号化部１００、変調部１１０、符号化部１２０、変調部１３０、サブキャリア割当部１４０、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部１５０、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ガードインターバル）挿入部１６０、および無線送信部１７０からなる送信部と、無線受信部２００、ＧＩ除去部２１０、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）部２２０、パイロット抽出部２３０、チャネル推定部２４０、復調部２５０、復号部２６０、およびパイロットパタン選択部２７０からなる受信部と、を有している。

符号化部１００は、送信データを符号化し、符号化データを変調部１１０へ出力する。

変調部１１０は、符号化部１００から出力される符号化データを変調し、変調データをサブキャリア割当部１４０へ出力する。

符号化部１２０は、パイロットパタン選択部２７０によって生成されるパイロットパタン情報（後述）を符号化し、符号化データを変調部１３０へ出力する。

変調部１３０は、符号化部１２０から出力される符号化データを変調し、変調データをサブキャリア割当部１４０へ出力する。

サブキャリア割当部１４０は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアを、送信データおよびパイロットパタン情報に割り当てる。具体的には、サブキャリア割当部１４０は、例えば送信データに対してＳ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ）変換を行って複数系列のパラレルデータとし、各系列のデータおよびパイロットパタン情報にそれぞれサブキャリアを割り当てる。

ＩＦＦＴ部１５０は、送信データおよびパイロットパタン情報を逆高速フーリエ変換し、それぞれ割り当てられたサブキャリアに重畳してＯＦＤＭ信号を生成する。

ＧＩ挿入部１６０は、ＯＦＤＭ信号の末尾部分を先頭へ複製して、ガードインターバルを挿入する。

無線送信部１７０は、ガードインターバルが挿入されたＯＦＤＭ信号に所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

無線受信部２００は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、ＧＩ除去部２１０およびパイロットパタン選択部２７０へ出力する。

ＧＩ除去部２１０は、受信信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後のＯＦＤＭ信号をＦＦＴ部２２０へ出力する。

ＦＦＴ部２２０は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換し、各サブキャリアに重畳されているデータを分離し、パイロット抽出部２３０および復調部２５０へ出力する。

パイロット抽出部２３０は、ＦＦＴ部２２０から出力されたデータから既知のシンボルであるパイロットシンボルをパイロットパタン選択部２７０で選択されたパイロットパタンに従って抽出し、チャネル推定部２４０およびパイロットパタン選択部２７０へ出力する。

チャネル推定部２４０は、既知のパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を復調部２５０へ出力する。

復調部２５０は、各サブキャリアに重畳されていたデータを、チャネル推定結果を用いて復調し、復調データを復号部２６０へ出力する。

復号部２６０は、復調データを復号し、受信データを出力する。

パイロットパタン選択部２７０は、パイロットシンボルの送信元の移動局装置と自装置との間の伝搬環境に応じて、フレーム内のパイロットシンボルの周波数方向および時間方向の配置が最適となるパイロットパタンを選択する。具体的には、パイロットパタン選択部２７０は、図３に示すように、遅延分散測定部２７２、移動速度推定部２７４、他セル干渉測定部２７６、およびパイロットパタン情報生成部２７８を有している。

遅延分散測定部２７２は、受信信号を用いて遅延プロファイルを作成し、遅延波の分散を示す遅延分散を測定する。遅延分散が大きい場合、すなわち直接波が受信されてからすべての遅延波が受信されるまでの時間が長い場合は、周波数選択性フェージングが大きく、反対に遅延分散が小さい場合は、周波数選択性フェージングも小さい。具体的には、例えば遅延波が発生せず直接波のみである伝搬環境の場合は、周波数選択性フェージングは存在しない。

なお、本実施の形態においては、基地局装置において遅延プロファイルを作成するものとして説明するが、マルチパス伝搬路においては信号が上下回線で同じパスを経由して伝送されるため、移動局装置において下り回線の遅延プロファイルを作成し、遅延分散を測定した上で基地局装置へ通知するようにしても良い。

移動速度推定部２７４は、パイロットシンボルの受信電力の変動に基づいて当該パイロットシンボルを送信した移動局装置の移動速度を推定する。すなわち、移動速度推定部２７４は、パイロットシンボルの受信電力の変動が速ければ、移動局装置は高速に移動しているものと推定し、反対にパイロットシンボルの受信電力が大きく変動しなければ、移動局装置は停止しているかまたは低速で移動しているものと推定する。

他セル干渉測定部２７６は、パイロットシンボルを用いて、自装置が属するセル以外のセルにおいて伝送されている信号による干渉（他セル干渉）を測定する。他セル干渉測定部２７６は、パイロットシンボルが既知であるため、伝搬路上で他セルの信号から受ける干渉（すなわち、他セル干渉）を測定することができる。

パイロットパタン情報生成部２７８は、遅延分散、移動速度、および他セル干渉に応じて、フレーム内のパイロットシンボルの配置が最適となるパイロットパタンを選択し、選択したパイロットパタンを示すパイロットパタン情報を生成する。パイロットパタンの選択については、後に詳述する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す移動局装置は、無線受信部３００、ＧＩ除去部３１０、ＦＦＴ部３２０、パイロット抽出部３３０、チャネル推定部３４０、復調部３５０、および復号部３６０からなる受信部と、符号化部４００、変調部４１０、パイロット生成部４２０、多重部４３０、ＩＦＦＴ部４４０、ＧＩ挿入部４５０、および無線送信部４６０からなる送信部と、を有している。

無線受信部３００は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、ＧＩ除去部３１０へ出力する。

ＧＩ除去部３１０は、受信信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後のＯＦＤＭ信号をＦＦＴ部３２０へ出力する。

ＦＦＴ部３２０は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換し、各サブキャリアに重畳されているデータを分離し、パイロット抽出部３３０および復調部３５０へ出力する。

パイロット抽出部３３０は、ＦＦＴ部３２０から出力されたデータからパイロットシンボルを抽出し、チャネル推定部３４０へ出力する。

チャネル推定部３４０は、既知のパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を復調部３５０へ出力する。

復調部３５０は、各サブキャリアに重畳されていたデータを、チャネル推定結果を用いて復調し、復調データを復号部３６０へ出力する。

復号部３６０は、復調データを復号し、受信データを出力するとともに、復調データ中のパイロットパタン情報をパイロット生成部４２０および多重部４３０へ出力する。

符号化部４００は、送信データを符号化し、符号化データを変調部４１０へ出力する。

変調部４１０は、符号化部４００から出力される符号化データを変調し、得られたデータシンボルを多重部４３０へ出力する。

パイロット生成部４２０は、パイロットパタン情報に従った量のパイロットシンボルを生成し、多重部４３０へ出力する。

多重部４３０は、パイロットパタン情報に従ってフレーム内にパイロットシンボルを配置し、パイロットシンボルおよびデータシンボルを多重し、多重データをパラレルなデータに変換してＩＦＦＴ部４４０へ出力する。

ＩＦＦＴ部４４０は、パラレルな多重データを逆高速フーリエ変換し、それぞれ割り当てられたサブキャリアに重畳してＯＦＤＭ信号を生成する。

ＧＩ挿入部４５０は、ＯＦＤＭ信号の末尾部分を先頭へ複製して、ガードインターバルを挿入する。

無線送信部４６０は、ガードインターバルが挿入されたＯＦＤＭ信号に所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

次いで、上記のように構成された基地局装置および移動局装置の動作について、具体的に例を挙げながら説明する。

ここでは、まず、基地局装置の無線受信部２００によって信号が受信されてからパイロットパタンが選択されてパイロットパタン情報が送信されるまでの基地局装置の動作について説明する。

基地局装置のアンテナから受信された信号は、無線受信部２００によって所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）が施され、ＧＩ除去部２１０およびパイロットパタン選択部２７０内の遅延分散測定部２７２へ出力される。

受信信号は、ＧＩ除去部２１０によってガードインターバルが除去され、ＦＦＴ部２２０によって高速フーリエ変換され、各サブキャリアに重畳されているデータが分離され、パイロット抽出部２３０および復調部２５０へ出力される。

そして、パイロット抽出部２３０によって、パイロットシンボルが抽出され、チャネル推定部２４０によって、パイロットシンボルが用いられてチャネル推定が行われる。チャネル推定結果は復調部２５０へ出力され、復調部２５０によって、チャネル推定結果が用いられてデータの復調が行われる。そして、復調されて得られた復調データは、復号部２６０によって復号され、受信データが得られる。

また、パイロット抽出部２３０によって抽出されたパイロットシンボルは、パイロットパタン選択部２７０内の移動速度推定部２７４および他セル干渉測定部２７６へ出力される。

そして、パイロットパタン選択部２７０によって、以下のように最適なパイロットパタンが選択される。

まず、遅延分散測定部２７２によって受信信号の遅延プロファイルが作成され、遅延分散が測定される。上述のように、遅延分散は、周波数選択性フェージングの大きさの指標となる。ここで、本実施の形態においては、遅延プロファイルを作成することにより遅延分散が測定される構成としたが、セルごとに固有の遅延分散をあらかじめ設定しておく構成としても良い。遅延分散は、セルの半径やセル内の地形などによって定まり、セルごとにほぼ一定の値である。したがって、遅延プロファイルを作成して遅延分散を求めるのではなく、あらかじめ測定して得られたセルに固有の遅延分散を記憶しておく構成とすることができる。このようにした場合は、パイロットパタン選択のための演算量を削減し、処理の高速化を図ることができる。

また、移動速度推定部２７４によって移動局装置の移動速度が推定される。すなわち、パイロットシンボルの受信電力の変動が速ければ、移動局装置の移動速度が速く、パイロットシンボルの受信電力の変動が遅ければ、移動局装置の移動速度も遅い。

さらに、他セル干渉測定部２７６によって他セルの信号から受ける他セル干渉が測定される。パイロットシンボルは既知シンボルであるため、受信信号中のパイロットシンボルに対応する部分と本来のパイロットシンボルとを比較することにより、伝搬路上で他セルの信号から受けた他セル干渉を測定することができる。

以上のように求められた、遅延分散、移動速度、および他セル干渉のパラメータに基づいて、パイロットパタン情報生成部２７８によって、以下のような方針に従ってパイロットパタンが選択され、選択されたパイロットパタンを示すパイロットパタン情報が生成される。

他セル干渉測定部２７６によって測定された他セル干渉が大きい場合には、受信品質が低下するため、図５Ａに示すようにフレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を高くして受信品質を向上させる必要があり、一方、他セル干渉が小さい場合には、図５Ｂに示すようにフレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を低くする。なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいては、斜線部分がパイロットシンボルを示しており、白色部分がデータシンボルを示している。また、図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれが１フレームを示しており、横方向が時間方向の大きさを示し、縦方向が周波数方向の大きさを示している。

また、遅延分散測定部２７２によって測定された遅延分散が大きい場合は、図６Ａに示すようにフェージングの周波数選択性が大きく、近い周波数でも異なるフェージングを受けるため、フレームの周波数方向に密にパイロットシンボルを配置する必要があり、一方、遅延分散が小さい場合は、図６Ｂに示すようにフェージングの周波数選択性が小さく、フレームの周波数方向には密にパイロットシンボルを配置する必要がない。

そして、移動速度推定部２７４によって推定された移動局装置の移動速度が速い場合は、図７Ａに示すように伝搬環境の経時的な変化が激しいため、フレームの時間方向に密にパイロットシンボルを配置する必要があり、一方、移動局装置の移動速度が遅ければ、図７Ｂに示すように伝搬環境の経時的な変化が緩やかであるため、フレームの時間方向には密にパイロットシンボルを配置する必要がない。

このような方針に従って、パイロットパタン情報生成部２７８は、例えば、まず他セル干渉に応じてパイロットシンボルの周波数方向および時間方向の単位となる大きさを決定する。すなわち、他セル干渉が大きい場合は、例えば図５Ａのように単位となるパイロットシンボルの大きさを大きくし（図では、斜線で示す各四角形が１単位を示している）、反対に、他セル干渉が小さい場合は、例えば図５Ｂのように単位となるパイロットシンボルの大きさを小さくする。

そして、パイロットシンボルの単位の大きさが決定されると、この単位の配置を例えば図８に示すテーブルから決定し、パイロットパタンを選択する。なお、図８に示す各パイロットパタンは、１フレーム内のパイロットシンボルの配置を示しており、斜線部分がパイロットシンボルを示している。また、各パイロットパタンにおいて、横方向が時間方向を示し、縦方向が周波数方向を示している。

図８に示す例においては、遅延分散が所定の閾値Ｔａ未満であれば、周波数方向に１単位のみのパイロットシンボルが配置されている（パタン１、２、３）。そして、遅延分散が所定の閾値Ｔａ以上Ｔｂ未満であれば、周波数方向に３単位のパイロットシンボルが配置されている（パタン４、５、６）。さらに、遅延分散が所定の閾値Ｔｂ以上であれば、周波数方向には連続してパイロットシンボルが配置されている（パタン７、８）。

同様に、移動速度が所定の閾値Ｔｃ未満であれば、時間方向に１単位のみのパイロットシンボルが配置されている（パタン１、４、７）。そして、移動速度が所定の閾値Ｔｃ以上Ｔｄ未満であれば、時間方向に３単位のパイロットシンボルが配置されている（パタン２、５、８）。さらに、移動速度が所定の閾値Ｔｄ以上であれば、時間方向には連続してパイロットシンボルが配置されている（パタン３、６）。

ただし、図８において、遅延分散が所定の閾値Ｔｂ以上かつ移動速度が所定の閾値Ｔｄ以上である場合は、遅延分散か移動速度のいずれか一方が低い場合のパイロットパタンと同じもの（パタン６または８）が選択される。これは、周波数方向および時間方向双方にパイロットシンボルが連続していると、フレーム内に占めるデータシンボルの割合が大きく減少し、情報の伝送効率が低下してしまうためである。

現実的には、周波数選択性フェージングの変動に比べ、経時的なフェージングの変動の方が緩やかであるため、遅延分散および移動速度とも大きい場合は、遅延分散が所定の閾値Ｔｂ以上かつ移動速度が所定の閾値Ｔｃ以上Ｔｄ未満の場合のパイロットパタン（パタン８）が選択される。

このようにして選択されたパイロットパタンを移動局装置へ通知するため、パイロットパタン情報生成部２７８によってパイロットパタン情報が生成される。ここで、上述した例では、他セル干渉に応じて決定されるパイロットシンボルの単位の大きさが２種類（図５Ａおよび図５Ｂ）あり、各パイロットシンボルの単位の大きさについて８種類（図８）のパタンがあるため、１６（＝２×８）種類のパイロットパタンのうちどのパイロットパタンが選択されたかを示すパイロットパタン情報が生成される。このため、パイロットパタン情報は、最大でも４ビット以内で表現することができ（２^４＝１６）、パイロットシンボルの伝送を適応的に制御するためのフィードバック情報によって回線容量が圧迫されることを防止することができる。なお、上述したパイロットパタンは、一例に過ぎず、パイロットパタン数によってはさらにパイロットパタン情報の情報量を削減することもできる。

生成されたパイロットパタン情報は、符号化部１２０によって符号化され、変調部１３０によって変調され、サブキャリア割当部１４０へ出力される。また、パイロットパタン情報は、パイロット抽出部２３０へ出力される。パイロット抽出部２３０では、基地局装置から通知されたパイロットパタン情報に従って移動局装置が送信するパイロットシンボルを、入力されたパイロットパタン情報に従って抽出する。

一方、送信データは、符号化部１００によって符号化され、変調部１１０によって変調され、サブキャリア割当部１４０へ出力される。

そして、サブキャリア割当部１４０によって、パイロットパタン情報および送信データにそれぞれサブキャリアが割り当てられ、ＩＦＦＴ部１５０によって逆高速フーリエ変換が行われ、パイロットパタン情報および送信データを含むＯＦＤＭ信号が生成される。

そして、ＧＩ挿入部１６０によって、ＯＦＤＭ信号の末尾部分が先頭に複製されることにより、ＯＦＤＭ信号にガードインターバルが挿入され、無線送信部１７０によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、アンテナを介して送信される。

次に、移動局装置の無線受信部３００によってパイロットパタン情報が受信されてからパイロットシンボルを含む信号が送信されるまでの移動局装置の動作について説明する。

移動局装置のアンテナから受信された信号は、無線受信部３００によって所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）が施され、ＧＩ除去部３１０によってガードインターバルが除去され、ＦＦＴ部３２０によって高速フーリエ変換され、各サブキャリアに重畳されているデータが分離され、パイロット抽出部３３０および復調部３５０へ出力される。

そして、パイロット抽出部３３０によって、パイロットシンボルが抽出され、チャネル推定部３４０によって、パイロットシンボルが用いられてチャネル推定が行われる。チャネル推定結果は復調部３５０へ出力され、復調部３５０によって、チャネル推定結果が用いられてデータの復調が行われる。そして、復調されて得られた復調データは、復号部３６０によって復号され、受信データおよびパイロットパタン情報が得られる。

得られたパイロットパタン情報は、パイロット生成部４２０および多重部４３０へ出力される。そして、パイロット生成部４２０によって、パイロットパタン情報が示すパイロットパタンのフレームを構成することができる量のパイロットシンボルが生成され、生成されたパイロットシンボルは、多重部４３０へ出力される。

一方、送信データは、符号化部４００によって符号化され、変調部４１０によって変調され、データシンボルとして多重部４３０へ出力される。

そして、多重部４３０によって、パイロットシンボルおよびデータシンボルがパイロットパタン情報に従って多重され、パイロットパタン情報が示すパイロットパタンのフレームが生成される。

生成されたフレームは、ＩＦＦＴ部４４０によって逆高速フーリエ変換が行われ、パイロットシンボルおよびデータシンボルを含むＯＦＤＭ信号が生成される。

そして、ＧＩ挿入部４５０によって、ＯＦＤＭ信号の末尾部分が先頭に複製されることにより、ＯＦＤＭ信号にガードインターバルが挿入され、無線送信部４６０によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、アンテナを介して送信される。

以下、再び基地局装置によってパイロットパタンが選択され、上記の動作が繰り返される。

このように、本実施の形態によれば、遅延分散、移動局装置の移動速度、および他セルの信号による干渉をパラメータとして、伝搬環境に最適かつ必要十分なパイロットシンボルが伝送されるパイロットパタンを選択するため、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、上り回線におけるパイロットシンボルの伝送について説明したが、本発明はこれに限定されず、移動局装置がパイロットパタンを選択し、パイロットパタン情報を基地局装置へ通知することにより、基地局装置から移動局装置へ向かう下り回線のパイロットシンボルの伝送を制御することもできる。

また、本実施の形態においては、ＯＦＤＭ方式によって通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＯＦＤＭ方式以外のマルチキャリア通信、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式、およびＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）方式などを用いた通信にも適用することができる。

また、適用する通信方式によっては、他セル干渉のみではなく、自セル内の他の移動局装置による干渉やマルチパスによる干渉も含めたすべての干渉量をパラメータとして、パイロットシンボルがフレーム内に占める割合を決定する。

また、本実施の形態においては、遅延分散、移動局装置の移動速度、および他セルの信号による干渉の３つのパラメータを同時に用いてパイロットパタンを選択する構成としたが、これらのパラメータのうち１つまたは２つのみを用いてパイロットパタンを選択しても良い。

さらに、パラメータは、上記の３つに限定されず、伝搬環境を反映するパラメータであれば、そのパラメータに応じてフレームの周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの配置を決定することができる。

（実施の形態２）
パイロットシンボルを用いて行うチャネル推定の精度がビット誤り率に与える影響は変調方式によって異なる。すなわち、変調レベルが大きい変調方式ほど高いチャネル推定精度が要求される。特に、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどのＱＡＭ変調では、復調の際に位相の判定だけでなく振幅の判定も必要となるため、高いチャネル推定精度が必要とされる。また、高いチャネル推定精度を達成するには、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合（すなわち、パイロットシンボルの密度）を大きくする必要がある。

そこで、本実施の形態では、実施の形態１で用いた３つのパラメータ（遅延分散、移動局装置の移動速度、他セル干渉）に、さらに変調方式を考慮したパイロットパタンの選択を行う。なお、以下の説明においては、実施の形態１同様、基地局装置および移動局装置がＯＦＤＭ方式により通信を行うものとし、移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの伝送について説明する。

図９は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１（図２）の構成に加えて、受信品質測定部２８０およびＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）選択部２９０を有する。

受信品質測定部２８０は、パイロット抽出部２３０から入力されるパイロットシンボルを用いて、受信品質としてＳＩＲを測定し、測定値をＭＣＳ選択部２９０に出力する。

ＭＣＳ選択部２９０は、受信品質測定部２８０から入力されるＳＩＲ値に基づいて、移動局装置が送信するデータの変調方式と符号化率を選択し、選択した変調方式と符号化率とを示す情報（ＭＣＳ情報）をパイロットパタン選択部２７０および符号化部１２０へ出力する。ＭＣＳ選択部２９０は、所定の誤り率でデータを受信できるような変調方式と符号化率の複数の組み合わせが複数のＳＩＲ値に各々対応づけられて設定されているテーブル（ＭＣＳテーブル）を有しており、ＳＩＲ値に基づいてこのＭＣＳテーブルを参照することにより、最適な変調方式と符号化率の組み合わせを複数の組合せの中から選択する。ＭＣＳ情報はパイロットパタン情報と同様の処理を施されて移動局装置へ送信される。

パイロットパタン選択部２７０は、実施の形態１で説明した３つのパラメータ（遅延分散、移動局装置の移動速度、他セル干渉）に、さらにＭＣＳ選択部２９０で選択された変調方式を加味してパイロットパタンを選択する。選択方法については後述する。

図１０は、本発明の実施の形態２に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る移動局装置の構成は実施の形態１（図４）とほぼ同一であるが、復号部３６０で復号されたＭＣＳ情報が符号化部４００および変調部４１０へ出力され、符号化部４００での符号化率と変調部４１０での変調率がこのＭＣＳ情報に従って制御される点において異なる。つまり、移動局装置は、基地局へ送信するデータを、ＭＣＳ情報で示される符号化率で符号化し、ＭＣＳ情報で示される変調方式で変調する。

次いで、本実施の形態のパイロットパタンの選択について説明する。変調方式を考慮したパイロットパタンの選択方法としては以下の２つが挙げられる。すなわち、遅延分散の測定値と移動速度の推定値に変調方式に基づいて定められるオフセットを加えた値を用いて、図８に従ってパイロットパタンを選択する方法（以下、選択方法１という）と、図８に従って決定されたパイロットパタンに対して、さらに各パイロットシンボルの単位の間に変調方式に基づいて決定される数のパイロットシンボルを挿入する方法（以下、選択方法２という）の２つの方法である。

＜選択方法１＞
選択方法１の場合、パイロットパタン選択部２７０の構成は図１１に示すようになる。図１１に示すパイロットパタン選択部２７０は、実施の形態１（図３）の構成にさらにオフセット付加部２７１を備えて構成される。

オフセット付加部２７１には、ＭＣＳ選択部２９０からＭＣＳ情報が入力される。オフセット付加部２７１は、遅延分散測定部２７２から入力される遅延分散および移動速度推定部２７４から入力される移動速度に対して、ＭＣＳ情報によって示される変調方式に従ったオフセットを加える。このオフセットは、変調レベルが大きいほど大きな値となる。つまり、６４ＱＡＭに対するオフセットは１６ＱＡＭに対するオフセットより大きく、１６ＱＡＭに対するオフセットはＱＰＳＫに対するオフセットより大きい。なお、ＱＰＳＫに対するオフセットを０にすることも可能である。また、移動速度に加えるオフセットと遅延分散に加えるオフセットを異なる値にすることも可能である。オフセットが加えられた遅延分散と移動速度は、パイロットパタン情報生成部２７８へ出力される。

パイロットパタン情報生成部に２７８は、オフセットが加えられた遅延分散と移動速度に基づいて、実施の形態１（図８）において説明した閾値判定を行ってパイロットパタンを選択する。変調レベルが大きいほどオフセットが大きいため、このようにしてパイロットパタンを選択すると、変調レベルが大きくなるほど、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合、すなわち、パイロットシンボルの密度が大きくなる。

＜選択方法２＞
選択方法２の場合、パイロットパタン選択部２７０の構成は図１２に示すようになる。図１２に示すパイロットパタン選択部２７０は、実施の形態１（図３）の構成にさらに挿入パイロット決定部２７３を備えて構成される。

挿入パイロット決定部２７３には、ＭＣＳ選択部２９０からＭＣＳ情報が入力される。挿入パイロット決定部２７３は、ＭＣＳ情報によって示される変調方式に基づいて、各パイロットシンボルの単位の間に挿入するパイロットシンボルの個数を決定する。この個数は、変調レベルが大きいほど多くなる。つまり、６４ＱＡＭに対する個数は１６ＱＡＭに対する個数より多く、１６ＱＡＭに対する個数はＱＰＳＫに対する個数より多い。決定された個数は、パイロットパタン情報生成部２７８へ出力される。

パイロットパタン情報生成部２７８は、実施の形態１（図８）において説明した閾値判定の結果選択したパイロットパタンに対して、さらに挿入パイロット決定部２７３で決定された個数のパイロットシンボルを挿入したパイロットパタンを選択する。例えば、移動速度がＴｃ以上Ｔｄ未満、遅延分散がＴａ以上Ｔｂ未満であれば、まず、図８のパタン５が選択される。そして、例えば、ＱＰＳＫに対する挿入個数が０個、１６ＱＡＭに対する挿入個数が１個、６４ＱＡＭに対する挿入個数が２個と予め決められていた場合、各変調方式に対して選択されるパイロットパタンは図１３に示すようになる。つまり、変調方式がＱＰＳＫの場合、挿入個数が０個であるので、図８のパタン５がそのまま選択される。また、変調方式が１６ＱＡＭの場合、挿入個数が１個であるので、図８のパタン５の各パイロットシンボルの単位の間にさらにパイロットシンボルが１個ずつ挿入されたパタンが選択される。また、変調方式が６４ＱＡＭの場合、挿入個数が２個であるので、図８のパタン５の各パイロットシンボルの単位の間にさらにパイロットシンボルが２個ずつ挿入されたパタンが選択される。変調レベルが大きいほど挿入されるパイロットシンボルの個数が多いため、このようにしてパイロットパタンを選択すると、変調レベルが大きくなるほど、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合（すなわち、パイロットシンボルの密度）が大きくなる。

ここで、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどのＱＡＭ変調では、上記のように、復調の際に位相の判定だけでなく振幅の判定も行うため、少なくとも振幅変動にさえ追従できれば誤り率は大きく改善される。つまり、ＱＡＭ変調では、振幅変動に追従するのに必要な最小限のパイロットシンボルがあればよい。そこで、選択方法２において、図１３に示すように、変調方式が１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭの場合に挿入されるパイロットシンボルの１単位を、移動速度と遅延分散とに基づいて選択されるパイロットパタン（図８）におけるパイロットシンボルの１単位よりも小さくしてもよい。これにより、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合が大きくなることによるデータ伝送効率の低下を防ぐことができる。

なお、選択方法１および選択方法２共に、実施の形態１と同様、さらに他セル干渉を用いて、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を制御することも可能である。

このように、本実施の形態によれば、変調方式に応じてフレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を変化させるため、変調方式に応じた最適かつ必要十分なパイロットシンボルが伝送されるパイロットパタンを選択することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１および２では、移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの伝送について説明したが、本実施の形態では、基地局装置から移動局装置へ向かう下り回線のパイロットシンボルの伝送について説明する。さらに、本実施の形態では、基地局装置および移動局装置が実施の形態１および２同様、ＯＦＤＭ方式により通信を行うが、さらにタイムスロット毎の伝送単位で通信を行うものとする。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。図１４において実施の形態１（図２）と同一の構成には同一の符号を付け説明を省略する。

符号化部１００−１〜１００−Ｋおよび変調部１１０−１〜１１０−Ｋはそれぞれ、移動局装置１〜移動局装置Ｋに対する送信データ１〜Ｋに対して、符号化および変調を行う。変調後の送信データ１〜Ｋはタイムスロット割当部１８０へ出力される。

符号化部１２０へ入力されるパタン情報は、１フレームを構成する各タイムスロットにどのパイロットパタンが設定されているかを移動局装置に通知するための情報である。パタン情報は、符号化部１２０で符号化され、変調部１３０で変調された後、タイムスロット割当部１８０へ出力される。

パイロットパタン選択部２７０は、図１５に示すように、遅延分散測定部２７２、移動速度推定部２７４およびパイロットパタン情報生成部２７８から構成され、遅延分散、各移動局装置の移動速度に基づいて、下り回線で送信されるパイロットシンボルのパイロットパタンを移動局装置毎に選択する。選択方法については後述する。パイロットパタン情報生成部２７８で生成されたパイロットパタン情報はタイムスロット割当部１８０へ出力される。

タイムスロット割当部１８０は、パイロットパタン選択部２７０で選択された移動局装置毎のパイロットパタンに従って、フレーム中のどのタイムスロットにどの移動局装置への送信データを割り当てるかを決定する。割当方法については後述する。そして、どのタイムスロットにどの移動局装置への送信データが割り当てられているかを示す割当情報を符号化部１２０へ入力する。割当情報は、符号化部１２０で符号化され、変調部１３０で変調された後、タイムスロット割当部１８０へ入力される。そして、タイムスロット割当部１８０は、各移動局装置１〜Ｋへの送信データ１〜Ｋ、パタン情報、および割当情報をフレーム中の各タイムスロットに割り当て、それらのデータや情報が割り当てられた各タイムスロットを順に多重部１９０へ出力する。

多重部１９０は、タイムスロット単位で、パイロットパタンに従って、送信データ１〜Ｋ、パタン情報、および割当情報と、パイロットシンボルとを多重する。多重後の各タイムスロットはＩＦＦＴ部１５０で逆高速フーリエ変換される。

図１６は、本発明の実施の形態３に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る移動局装置の構成は実施の形態１（図４）とほぼ同一であるが、復号部３６０で復号されたパイロットパタン情報がパイロット抽出部３３０へ入力され、その入力されたパイロットパタン情報に従って、パイロット抽出部３３０が、ＦＦＴ部３２０から出力されたデータからパイロットシンボルを抽出する点において異なる。

次いで、本実施の形態のパイロットパタンの選択およびタイムスロットの割り当てについて説明する。なお、以下の説明では、１フレームが８個のタイムスロット（ＴＳ１〜ＴＳ８）で構成され、各タイムスロットへの割り当てはフレーム毎に行われるものとする。なお、１フレームを構成するタイムスロットの数はこれに限定されない。

図１７に示すように、１フレームを構成する各タイムスロット（ＴＳ１〜ＴＳ８）には図８に示すパイロットパタンが設定されている。なお、ここでは、図８に示すパイロットパタンは、各タイムスロット内のパイロットシンボルの配置を示している。上記のパタン情報は、ＴＳ１〜ＴＳ８の各タイムスロットにパタン１〜８のいずれのパイロットパタンが設定されているかを示す情報である。なお、各タイムスロットに対するパイロットパタンの設定は、予め設定しておいて固定としてもよいし、パイロットパタンを選択される移動局装置の数や回線品質等に応じてフレーム毎に変化させてもよい。また、同一のパイロットパタンが複数のタイムスロットに設定されてもよい。

パイロットパタン選択部２７０においては、移動局装置毎に、遅延分散測定部２７２で遅延分散が測定され、移動速度推定部２７４で移動速度が推定される。本実施の形態では、各移動局装置からの上り回線でのデータ送信もタイムスロット単位で時分割で行われるので、パイロットパタン選択部２７０では、移動局装置毎に遅延分散および移動速度を測定することができる。パイロットパタン情報生成部２７８は、その遅延分散と移動速度に基づいて、実施の形態１（図８）において説明した閾値判定を行って移動局装置毎にパイロットパタンを選択する。この際、パイロットパタン情報生成部２７８は、パタン８以外のパイロットパタンの中から移動局装置毎のパイロットパタンを選択する。上記のようにパタン８は、パタン１〜８のうち、伝搬環境の変化に対して最も追従性のよいパタンであるため、パタン８をフレーム先頭のタイムスロットであるＴＳ１に設定するとともに、パタン８をパタン情報および割当情報のパイロットパタンとして固定的に使用するためである。なお、パイロットパタン情報生成部２７８は、図８において、遅延分散が所定の閾値Ｔｂ以上で移動速度が所定の閾値Ｔｃ以上である場合は、パタン８の代わりにパタン６を選択するものとする。以下の説明では、移動局装置１〜５（ＭＳ１〜５）の５つの移動局装置を想定し、移動局装置１および２（ＭＳ１、ＭＳ２）にパタン６が選択され、移動局装置３および４（ＭＳ３、ＭＳ４）にパタン５が選択され、移動局装置５（ＭＳ５）にパタン３が選択されたものとする。このように、１つのパイロットパタンを複数の移動局装置に対して同時に選択し、１つのパイロットパタンを複数の移動局装置で共有することもできる。そして、この選択結果を示すパイロットパタン情報がタイムスロット割当部１８０へ入力される。

タイムスロット割当部１８０では、パイロットパタン選択部２７０で移動局装置毎に選択されたパイロットパタンに従って、各タイムスロットに各移動局装置への送信データを割り当てる。すなわち、パタン６が選択された移動局装置１に対する送信データ１をパタン６が設定されているＴＳ３に割り当てる。同様に、パタン６が選択された移動局装置２に対する送信データ２をＴＳ３に割り当て、パタン５が選択された移動局装置３、４に対する送信データ３、４をパタン５が設定されているＴＳ４に割り当て、パタン３が選択された移動局装置５に対する送信データ５をパタン３が設定されているＴＳ６に割り当てる。このように、１つのパイロットパタンを複数の移動局装置に対して同時に選択した結果、１つのタイムスロットに複数の移動局装置への送信データが割り当てられることになる。

また、この割当結果を示す割当情報とパタン情報は、常に、パタン８が設定されている先頭タイムスロットであるＴＳ１に割り当てる。割当情報とパタン情報は、セル内の全移動局装置で受信される必要がある情報であり、ユーザデータに比べて重要な情報であるため、周波数方向および時間方向ともに十分なパイロットシンボルが配置されるパイロットパタンを用いる必要があるためである。各移動局装置は、ＴＳ１を受信することにより、自局へのデータがどのタイムスロットでどのパイロットパタンで送信されているかを知ることができる。

多重部１９０では、各タイムスロットに設定されているパタン１〜８の各パイロットパタンに従って、送信データとパイロットシンボルとを多重する。また、１つのタイムスロットに複数の移動局装置への送信データが割り当てられた場合は、多重部１９０では、それら複数の送信データを多重する。送信データの多重は、例えば、直接拡散方式や周波数ホッピング方式等を用いて行う。よって、ＴＳ３には、移動局装置１に対する送信データ１、移動局装置２に対する送信データ２およびパタン６に従ったパイロットシンボルが多重される。同様に、ＴＳ４には、移動局装置３に対する送信データ３、移動局装置４に対する送信デー４およびパタン５に従ったパイロットシンボルが多重され、また、ＴＳ６には、移動局装置５に対する送信データ５とパタン３に従ったパイロットシンボルとが多重される。

このように、本実施の形態では、下り回線でのパイロットシンボルの伝送にあたり、タイムスロット毎に異なるパイロットパタンが設定されており、各移動局装置の伝搬環境に応じて選択されたパイロットパタンに従って、各タイムスロットへの送信データの割り当てを行う。このようにして、伝搬環境が同じ状態にある複数の移動局装置に対して共通のパイロットパタンのパイロットシンボルを送信することができるので、下り回線の伝送効率を向上させることができる。

なお、本発明は、移動局装置や基地局装置以外でも、パイロットシンボルを用いて伝搬環境の推定等を行う無線通信システムで使用される無線通信装置にはすべて適用可能である。

なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されていても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されていても良い。

また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。

さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

本発明の無線通信装置の第１の態様は、パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得する取得手段と、取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するパイロットパタン選択手段と、選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、伝搬環境の指標となるパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットパタンを選択し、このパイロットパタンの情報を送信するため、通信相手局へは、どのパイロットパタンを選択したかについてのみフィードバックすれば良く、フィードバック情報の情報量増大を防止すると同時に、通信相手局は、伝搬環境に応じた最適なパイロットシンボルを送信することができ、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

本発明の無線通信装置の第２の態様は、前記取得手段は、通信相手局以外の無線通信装置から送信される信号またはマルチパスの信号による干渉量を測定する干渉量測定部、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記干渉量が大きいほど、パイロットシンボルが大きい割合を占めるパイロットパタンを選択する構成を採る。

この構成によれば、干渉量が大きいほど、パイロットシンボルがフレーム内において大きい割合を占めるパイロットパタンを選択するため、他の無線通信装置からの干渉およびマルチパス干渉による受信品質の低下を防ぐことができ、チャネル推定の精度を向上させ、データシンボルを正しく復調することができる。

本発明の無線通信装置の第３の態様は、前記干渉量測定部は、受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて干渉量を測定する構成を採る。

この構成によれば、受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて干渉量を測定するため、既知のパイロットシンボルと比較を行うことにより、正確に干渉量を測定することができる。

本発明の無線通信装置の第４の態様は、前記取得手段は、受信信号の遅延波が示す遅延分散を測定する遅延分散測定部、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記遅延分散が大きいほどパイロットシンボルが周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する構成を採る。

この構成によれば、遅延分散が大きいほどパイロットシンボルが周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択するため、遅延分散が大きく、周波数選択性フェージングの変動が激しい場合にも、チャネル推定の精度を向上させ、例えば周波数が異なるサブキャリアに重畳されたデータシンボルを正しく復調することができる。

本発明の無線通信装置の第５の態様は、前記遅延分散測定部は、受信信号の遅延プロファイルを作成して遅延分散を測定する構成を採る。

この構成によれば、受信信号の遅延プロファイルを作成して遅延分散を測定するため、信号を受信する度に正確な遅延分散を測定することができる。

本発明の無線通信装置の第６の態様は、前記遅延分散測定部は、自装置が属するセルの形状に応じた遅延分散をあらかじめ記憶する構成を採る。

この構成によれば、自装置が属するセルの形状に応じた遅延分散をあらかじめ記憶するため、遅延分散を測定するための演算量を削減することができ、処理の高速化を図ることができる。

本発明の無線通信装置の第７の態様は、前記取得手段は、自装置または通信相手局の移動速度を推定する移動速度推定部、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記移動速度が大きいほどパイロットシンボルが時間方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する構成を採る。

この構成によれば、移動速度が大きいほどパイロットシンボルが時間方向に密に配置されるパイロットパタンを選択するため、移動速度が大きく、経時的なフェージングの変動が激しい場合にも、チャネル推定の精度を向上させ、データシンボルを正しく復調することができる。

本発明の無線通信装置の第８の態様は、前記移動速度推定部は、受信信号に含まれるパイロットシンボルの受信電力変動に基づいて移動速度を推定する構成を採る。

この構成によれば、受信信号に含まれるパイロットシンボルの受信電力変動に基づいて移動速度を推定するため、容易な演算で正確に移動速度を推定することができる。

本発明の無線通信装置の第９の態様は、通信相手局から送信されるデータの変調方式を選択する変調方式選択手段、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記パラメータおよび前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じて前記パイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１０の態様は、前記パイロットパタン選択手段は、前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルが大きいほど、パイロットシンボルが時間方向または周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１１の態様は、前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じて異なる値のオフセットを前記パラメータに付加する付加手段、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、オフセットが付加されたパラメータに応じて前記パイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１２の態様は、前記パイロットパタン選択手段は、前記パラメータに応じて選択されるパイロットパタンにさらに前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じた数のパイロットシンボルを挿入したパイロットパタンを選択する構成を採る。

これらの構成によれば、変調方式に応じてパイロットシンボルの割合を変化させるため、変調方式に応じた最適かつ必要十分なパイロットシンボルが伝送されるパイロットパタンを選択することができる。

本発明の無線通信装置の第１３の態様は、前記送信手段は、タイムスロット毎に設定されるパイロットパタンに従って配置されるパイロットシンボルを含む信号を送信し、前記パイロットパタン選択手段は、複数の通信相手局毎にパイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１４の態様は、前記パイロットパタン選択手段で選択されたパイロットパタンに基づいて、前記複数の通信相手局それぞれに対しタイムスロットを割り当てる割当手段、を有する構成を採る。

これらの構成によれば、伝搬環境が同じ状態にある複数の通信相手局に対して共通のパイロットパタンのパイロットシンボルを送信することができるので、下り回線の伝送効率を向上させることができる。

本発明のパイロットシンボル伝送方法の第１の態様は、パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得するステップと、取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するステップと、選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、伝搬環境の指標となるパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットパタンを選択し、このパイロットパタンの情報を送信するため、通信相手局へは、どのパイロットパタンを選択したかについてのみフィードバックすれば良く、フィードバック情報の情報量増大を防止すると同時に、通信相手局は、伝搬環境に応じた最適なパイロットシンボルを送信することができ、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

本明細書は、２００３年８月１２日出願の特願２００３−２９２６６７、および２００４年５月３１日出願の特願２００４−１６２３８８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明に係る無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法は、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができ、ユーザごとに個別のパイロットシンボルが伝送される無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法などとして有用である。

本発明は、無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法に関し、特に、ユーザごとに個別のパイロットシンボルが伝送される無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法に関する。

無線通信システムにおいては、伝搬環境が刻々と変動するため、信号の受信側は、受信信号に対して伝搬環境の影響を補正する必要がある。そこで、無線通信システムにおいて伝送される信号には、一般に既知のパイロットシンボルが含まれている。信号の受信側は、パイロットシンボルの歪みの状態をチャネル推定によって求め、この結果を用いて情報を含むデータシンボルに対して伝搬環境の影響を補正する。

具体的には、例えば図１に示すように、信号の送信側ではフレームの先頭にパイロットシンボル（図中斜線で示す部分）を配置し、その後にデータシンボル（図中白色で示す部分）を配置する。そして、受信側では、連続する２フレームのパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、例えば内挿補間を行うことにより、これら２つのパイロットシンボル間のデータシンボルについて伝搬路変動を補償する。

このように、データシンボルは、当該データシンボルを挟むように配置されたパイロットシンボルのチャネル推定結果に基づいて伝搬路変動補償されるため、パイロットシンボルの間隔が小さくなれば、データシンボルの伝搬路変動補償の精度は向上する。すなわち、フレーム内にパイロットシンボルが占める割合を大きくすれば、データシンボルは、精度良く受信されることになる。

ところが、パイロットシンボルは、伝送すべき情報を含まないシンボルであるため、フレーム内にパイロットシンボルが占める割合を大きくすると、データシンボルが占める割合が小さくなり、情報の伝送効率が低下することになる。

このような事情を考慮して、例えば特許文献１では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency
Division Multiplexing：直交周波数分割多重）において、周波数が異なる各サブキャリアの受信電力差に応じてパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを適応的に決定する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術においては、信号の受信側がパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定し、このサブキャリアに関する情報を信号の送信側へフィードバックしている。そして、信号の送信側は、このフィードバック情報に従ってパイロットシンボルを挿入して送信する。
特開２００３−１７４４２６号公報

しかしながら、上述した技術においては、信号の受信側は、パイロットシンボルを挿入するサブキャリアに関する情報を逐一フィードバックする必要があり、フィードバックのための信号量が膨大になるという問題がある。結果として、フィードバック情報によって回線容量が圧迫されてしまうことがある。

特に、パイロットシンボルの挿入位置を適応的に決定する場合、基地局装置から送信されるパイロットシンボルは各移動局装置に共通であるのが好ましいため、主に移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの挿入位置を決定することになる
。このため、フィードバック情報は、基地局装置から移動局装置へ向かう下り回線を伝送される。したがって、上記の技術のようにフィードバック情報が膨大となると、例えば動画や音楽配信などで比較的データ量の大きいデータが伝送される下り回線の回線容量が圧迫され、通信品質が劣化してしまうことがある。

本発明の目的は、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法を提供することである。

本発明の無線通信装置は、パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得する取得手段と、取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するパイロットパタン選択手段と、選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。すなわち、本発明は、伝搬環境を示すパラメータに基づいてパイロットシンボルを配置するパタン（以下、「パイロットパタン」という）を決定し、パイロットパタンに従ってパイロットシンボルを伝送する。

本発明によれば、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明においては、基地局装置および移動局装置がＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式による通信を行うものとし、移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの伝送について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す基地局装置は、符号化部１００、変調部１１０、符号化部１２０、変調部１３０、サブキャリア割当部１４０、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１５０、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）挿入部１６０、および無線送信部１７０からなる送信部と、無線受信部２００、ＧＩ除去部２１０、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部２２０、パイロット抽出部２３０、チャネル推定部２４０、復調部２５０、復号部２６０、およびパイロットパタン選択部２７０からなる受信部と、を有している。

符号化部１００は、送信データを符号化し、符号化データを変調部１１０へ出力する。

変調部１１０は、符号化部１００から出力される符号化データを変調し、変調データをサブキャリア割当部１４０へ出力する。

符号化部１２０は、パイロットパタン選択部２７０によって生成されるパイロットパタン情報（後述）を符号化し、符号化データを変調部１３０へ出力する。

変調部１３０は、符号化部１２０から出力される符号化データを変調し、変調データをサブキャリア割当部１４０へ出力する。

サブキャリア割当部１４０は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアを、送信データおよびパイロットパタン情報に割り当てる。具体的には、サブキャリア割当部１４０は、例えば送信データに対してＳ／Ｐ（Serial/Parallel）変換を行って複数系列のパラレルデータとし、各系列のデータおよびパイロットパタン情報にそれぞれサブキャリアを割り当てる。

ＩＦＦＴ部１５０は、送信データおよびパイロットパタン情報を逆高速フーリエ変換し、それぞれ割り当てられたサブキャリアに重畳してＯＦＤＭ信号を生成する。

ＧＩ挿入部１６０は、ＯＦＤＭ信号の末尾部分を先頭へ複製して、ガードインターバルを挿入する。

無線送信部１７０は、ガードインターバルが挿入されたＯＦＤＭ信号に所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

無線受信部２００は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、ＧＩ除去部２１０およびパイロットパタン選択部２７０へ出力する。

ＧＩ除去部２１０は、受信信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後のＯＦＤＭ信号をＦＦＴ部２２０へ出力する。

ＦＦＴ部２２０は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換し、各サブキャリアに重畳されているデータを分離し、パイロット抽出部２３０および復調部２５０へ出力する。

パイロット抽出部２３０は、ＦＦＴ部２２０から出力されたデータから既知のシンボルであるパイロットシンボルをパイロットパタン選択部２７０で選択されたパイロットパタンに従って抽出し、チャネル推定部２４０およびパイロットパタン選択部２７０へ出力する。

チャネル推定部２４０は、既知のパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を復調部２５０へ出力する。

復調部２５０は、各サブキャリアに重畳されていたデータを、チャネル推定結果を用いて復調し、復調データを復号部２６０へ出力する。

復号部２６０は、復調データを復号し、受信データを出力する。

パイロットパタン選択部２７０は、パイロットシンボルの送信元の移動局装置と自装置との間の伝搬環境に応じて、フレーム内のパイロットシンボルの周波数方向および時間方向の配置が最適となるパイロットパタンを選択する。具体的には、パイロットパタン選択部２７０は、図３に示すように、遅延分散測定部２７２、移動速度推定部２７４、他セル干渉測定部２７６、およびパイロットパタン情報生成部２７８を有している。

遅延分散測定部２７２は、受信信号を用いて遅延プロファイルを作成し、遅延波の分散を示す遅延分散を測定する。遅延分散が大きい場合、すなわち直接波が受信されてからすべての遅延波が受信されるまでの時間が長い場合は、周波数選択性フェージングが大きく、反対に遅延分散が小さい場合は、周波数選択性フェージングも小さい。具体的には、例えば遅延波が発生せず直接波のみである伝搬環境の場合は、周波数選択性フェージングは存在しない。

なお、本実施の形態においては、基地局装置において遅延プロファイルを作成するものとして説明するが、マルチパス伝搬路においては信号が上下回線で同じパスを経由して伝送されるため、移動局装置において下り回線の遅延プロファイルを作成し、遅延分散を測定した上で基地局装置へ通知するようにしても良い。

移動速度推定部２７４は、パイロットシンボルの受信電力の変動に基づいて当該パイロットシンボルを送信した移動局装置の移動速度を推定する。すなわち、移動速度推定部２７４は、パイロットシンボルの受信電力の変動が速ければ、移動局装置は高速に移動しているものと推定し、反対にパイロットシンボルの受信電力が大きく変動しなければ、移動局装置は停止しているかまたは低速で移動しているものと推定する。

他セル干渉測定部２７６は、パイロットシンボルを用いて、自装置が属するセル以外のセルにおいて伝送されている信号による干渉（他セル干渉）を測定する。他セル干渉測定部２７６は、パイロットシンボルが既知であるため、伝搬路上で他セルの信号から受ける干渉（すなわち、他セル干渉）を測定することができる。

パイロットパタン情報生成部２７８は、遅延分散、移動速度、および他セル干渉に応じて、フレーム内のパイロットシンボルの配置が最適となるパイロットパタンを選択し、選択したパイロットパタンを示すパイロットパタン情報を生成する。パイロットパタンの選択については、後に詳述する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す移動局装置は、無線受信部３００、ＧＩ除去部３１０、ＦＦＴ部３２０、パイロット抽出部３３０、チャネル推定部３４０、復調部３５０、および復号部３６０からな
る受信部と、符号化部４００、変調部４１０、パイロット生成部４２０、多重部４３０、ＩＦＦＴ部４４０、ＧＩ挿入部４５０、および無線送信部４６０からなる送信部と、を有している。

無線受信部３００は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、ＧＩ除去部３１０へ出力する。

ＧＩ除去部３１０は、受信信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後のＯＦＤＭ信号をＦＦＴ部３２０へ出力する。

ＦＦＴ部３２０は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換し、各サブキャリアに重畳されているデータを分離し、パイロット抽出部３３０および復調部３５０へ出力する。

パイロット抽出部３３０は、ＦＦＴ部３２０から出力されたデータからパイロットシンボルを抽出し、チャネル推定部３４０へ出力する。

チャネル推定部３４０は、既知のパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を復調部３５０へ出力する。

復調部３５０は、各サブキャリアに重畳されていたデータを、チャネル推定結果を用いて復調し、復調データを復号部３６０へ出力する。

復号部３６０は、復調データを復号し、受信データを出力するとともに、復調データ中のパイロットパタン情報をパイロット生成部４２０および多重部４３０へ出力する。

符号化部４００は、送信データを符号化し、符号化データを変調部４１０へ出力する。

変調部４１０は、符号化部４００から出力される符号化データを変調し、得られたデータシンボルを多重部４３０へ出力する。

パイロット生成部４２０は、パイロットパタン情報に従った量のパイロットシンボルを生成し、多重部４３０へ出力する。

多重部４３０は、パイロットパタン情報に従ってフレーム内にパイロットシンボルを配置し、パイロットシンボルおよびデータシンボルを多重し、多重データをパラレルなデータに変換してＩＦＦＴ部４４０へ出力する。

ＩＦＦＴ部４４０は、パラレルな多重データを逆高速フーリエ変換し、それぞれ割り当てられたサブキャリアに重畳してＯＦＤＭ信号を生成する。

ＧＩ挿入部４５０は、ＯＦＤＭ信号の末尾部分を先頭へ複製して、ガードインターバルを挿入する。

無線送信部４６０は、ガードインターバルが挿入されたＯＦＤＭ信号に所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

次いで、上記のように構成された基地局装置および移動局装置の動作について、具体的に例を挙げながら説明する。

ここでは、まず、基地局装置の無線受信部２００によって信号が受信されてからパイロ
ットパタンが選択されてパイロットパタン情報が送信されるまでの基地局装置の動作について説明する。

基地局装置のアンテナから受信された信号は、無線受信部２００によって所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）が施され、ＧＩ除去部２１０およびパイロットパタン選択部２７０内の遅延分散測定部２７２へ出力される。

受信信号は、ＧＩ除去部２１０によってガードインターバルが除去され、ＦＦＴ部２２０によって高速フーリエ変換され、各サブキャリアに重畳されているデータが分離され、パイロット抽出部２３０および復調部２５０へ出力される。

そして、パイロット抽出部２３０によって、パイロットシンボルが抽出され、チャネル推定部２４０によって、パイロットシンボルが用いられてチャネル推定が行われる。チャネル推定結果は復調部２５０へ出力され、復調部２５０によって、チャネル推定結果が用いられてデータの復調が行われる。そして、復調されて得られた復調データは、復号部２６０によって復号され、受信データが得られる。

また、パイロット抽出部２３０によって抽出されたパイロットシンボルは、パイロットパタン選択部２７０内の移動速度推定部２７４および他セル干渉測定部２７６へ出力される。

そして、パイロットパタン選択部２７０によって、以下のように最適なパイロットパタンが選択される。

まず、遅延分散測定部２７２によって受信信号の遅延プロファイルが作成され、遅延分散が測定される。上述のように、遅延分散は、周波数選択性フェージングの大きさの指標となる。ここで、本実施の形態においては、遅延プロファイルを作成することにより遅延分散が測定される構成としたが、セルごとに固有の遅延分散をあらかじめ設定しておく構成としても良い。遅延分散は、セルの半径やセル内の地形などによって定まり、セルごとにほぼ一定の値である。したがって、遅延プロファイルを作成して遅延分散を求めるのではなく、あらかじめ測定して得られたセルに固有の遅延分散を記憶しておく構成とすることができる。このようにした場合は、パイロットパタン選択のための演算量を削減し、処理の高速化を図ることができる。

また、移動速度推定部２７４によって移動局装置の移動速度が推定される。すなわち、パイロットシンボルの受信電力の変動が速ければ、移動局装置の移動速度が速く、パイロットシンボルの受信電力の変動が遅ければ、移動局装置の移動速度も遅い。

さらに、他セル干渉測定部２７６によって他セルの信号から受ける他セル干渉が測定される。パイロットシンボルは既知シンボルであるため、受信信号中のパイロットシンボルに対応する部分と本来のパイロットシンボルとを比較することにより、伝搬路上で他セルの信号から受けた他セル干渉を測定することができる。

以上のように求められた、遅延分散、移動速度、および他セル干渉のパラメータに基づいて、パイロットパタン情報生成部２７８によって、以下のような方針に従ってパイロットパタンが選択され、選択されたパイロットパタンを示すパイロットパタン情報が生成される。

他セル干渉測定部２７６によって測定された他セル干渉が大きい場合には、受信品質が低下するため、図５Ａに示すようにフレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を高く
して受信品質を向上させる必要があり、一方、他セル干渉が小さい場合には、図５Ｂに示すようにフレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を低くする。なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいては、斜線部分がパイロットシンボルを示しており、白色部分がデータシンボルを示している。また、図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれが１フレームを示しており、横方向が時間方向の大きさを示し、縦方向が周波数方向の大きさを示している。

また、遅延分散測定部２７２によって測定された遅延分散が大きい場合は、図６Ａに示すようにフェージングの周波数選択性が大きく、近い周波数でも異なるフェージングを受けるため、フレームの周波数方向に密にパイロットシンボルを配置する必要があり、一方、遅延分散が小さい場合は、図６Ｂに示すようにフェージングの周波数選択性が小さく、フレームの周波数方向には密にパイロットシンボルを配置する必要がない。

そして、移動速度推定部２７４によって推定された移動局装置の移動速度が速い場合は、図７Ａに示すように伝搬環境の経時的な変化が激しいため、フレームの時間方向に密にパイロットシンボルを配置する必要があり、一方、移動局装置の移動速度が遅ければ、図７Ｂに示すように伝搬環境の経時的な変化が緩やかであるため、フレームの時間方向には密にパイロットシンボルを配置する必要がない。

このような方針に従って、パイロットパタン情報生成部２７８は、例えば、まず他セル干渉に応じてパイロットシンボルの周波数方向および時間方向の単位となる大きさを決定する。すなわち、他セル干渉が大きい場合は、例えば図５Ａのように単位となるパイロットシンボルの大きさを大きくし（図では、斜線で示す各四角形が１単位を示している）、反対に、他セル干渉が小さい場合は、例えば図５Ｂのように単位となるパイロットシンボルの大きさを小さくする。

そして、パイロットシンボルの単位の大きさが決定されると、この単位の配置を例えば図８に示すテーブルから決定し、パイロットパタンを選択する。なお、図８に示す各パイロットパタンは、１フレーム内のパイロットシンボルの配置を示しており、斜線部分がパイロットシンボルを示している。また、各パイロットパタンにおいて、横方向が時間方向を示し、縦方向が周波数方向を示している。

図８に示す例においては、遅延分散が所定の閾値Ｔa未満であれば、周波数方向に１単位のみのパイロットシンボルが配置されている（パタン１、２、３）。そして、遅延分散が所定の閾値Ｔa以上Ｔb未満であれば、周波数方向に３単位のパイロットシンボルが配置されている（パタン４、５、６）。さらに、遅延分散が所定の閾値Ｔb以上であれば、周波数方向には連続してパイロットシンボルが配置されている（パタン７、８）。

同様に、移動速度が所定の閾値Ｔc未満であれば、時間方向に１単位のみのパイロットシンボルが配置されている（パタン１、４、７）。そして、移動速度が所定の閾値Ｔc以上Ｔd未満であれば、時間方向に３単位のパイロットシンボルが配置されている（パタン２、５、８）。さらに、移動速度が所定の閾値Ｔd以上であれば、時間方向には連続してパイロットシンボルが配置されている（パタン３、６）。

ただし、図８において、遅延分散が所定の閾値Ｔb以上かつ移動速度が所定の閾値Ｔd以上である場合は、遅延分散か移動速度のいずれか一方が低い場合のパイロットパタンと同じもの（パタン６または８）が選択される。これは、周波数方向および時間方向双方にパイロットシンボルが連続していると、フレーム内に占めるデータシンボルの割合が大きく減少し、情報の伝送効率が低下してしまうためである。

現実的には、周波数選択性フェージングの変動に比べ、経時的なフェージングの変動の
方が緩やかであるため、遅延分散および移動速度とも大きい場合は、遅延分散が所定の閾値Ｔb以上かつ移動速度が所定の閾値Ｔc以上Ｔd未満の場合のパイロットパタン（パタン８）が選択される。

このようにして選択されたパイロットパタンを移動局装置へ通知するため、パイロットパタン情報生成部２７８によってパイロットパタン情報が生成される。ここで、上述した例では、他セル干渉に応じて決定されるパイロットシンボルの単位の大きさが２種類（図５Ａおよび図５Ｂ）あり、各パイロットシンボルの単位の大きさについて８種類（図８）のパタンがあるため、１６（＝２×８）種類のパイロットパタンのうちどのパイロットパタンが選択されたかを示すパイロットパタン情報が生成される。このため、パイロットパタン情報は、最大でも４ビット以内で表現することができ（２⁴＝１６）、パイロットシンボルの伝送を適応的に制御するためのフィードバック情報によって回線容量が圧迫されることを防止することができる。なお、上述したパイロットパタンは、一例に過ぎず、パイロットパタン数によってはさらにパイロットパタン情報の情報量を削減することもできる。

生成されたパイロットパタン情報は、符号化部１２０によって符号化され、変調部１３０によって変調され、サブキャリア割当部１４０へ出力される。また、パイロットパタン情報は、パイロット抽出部２３０へ出力される。パイロット抽出部２３０では、基地局装置から通知されたパイロットパタン情報に従って移動局装置が送信するパイロットシンボルを、入力されたパイロットパタン情報に従って抽出する。

一方、送信データは、符号化部１００によって符号化され、変調部１１０によって変調され、サブキャリア割当部１４０へ出力される。

そして、サブキャリア割当部１４０によって、パイロットパタン情報および送信データにそれぞれサブキャリアが割り当てられ、ＩＦＦＴ部１５０によって逆高速フーリエ変換が行われ、パイロットパタン情報および送信データを含むＯＦＤＭ信号が生成される。

そして、ＧＩ挿入部１６０によって、ＯＦＤＭ信号の末尾部分が先頭に複製されることにより、ＯＦＤＭ信号にガードインターバルが挿入され、無線送信部１７０によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、アンテナを介して送信される。

次に、移動局装置の無線受信部３００によってパイロットパタン情報が受信されてからパイロットシンボルを含む信号が送信されるまでの移動局装置の動作について説明する。

移動局装置のアンテナから受信された信号は、無線受信部３００によって所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）が施され、ＧＩ除去部３１０によってガードインターバルが除去され、ＦＦＴ部３２０によって高速フーリエ変換され、各サブキャリアに重畳されているデータが分離され、パイロット抽出部３３０および復調部３５０へ出力される。

そして、パイロット抽出部３３０によって、パイロットシンボルが抽出され、チャネル推定部３４０によって、パイロットシンボルが用いられてチャネル推定が行われる。チャネル推定結果は復調部３５０へ出力され、復調部３５０によって、チャネル推定結果が用いられてデータの復調が行われる。そして、復調されて得られた復調データは、復号部３６０によって復号され、受信データおよびパイロットパタン情報が得られる。

得られたパイロットパタン情報は、パイロット生成部４２０および多重部４３０へ出力
される。そして、パイロット生成部４２０によって、パイロットパタン情報が示すパイロットパタンのフレームを構成することができる量のパイロットシンボルが生成され、生成されたパイロットシンボルは、多重部４３０へ出力される。

一方、送信データは、符号化部４００によって符号化され、変調部４１０によって変調され、データシンボルとして多重部４３０へ出力される。

そして、多重部４３０によって、パイロットシンボルおよびデータシンボルがパイロットパタン情報に従って多重され、パイロットパタン情報が示すパイロットパタンのフレームが生成される。

生成されたフレームは、ＩＦＦＴ部４４０によって逆高速フーリエ変換が行われ、パイロットシンボルおよびデータシンボルを含むＯＦＤＭ信号が生成される。

そして、ＧＩ挿入部４５０によって、ＯＦＤＭ信号の末尾部分が先頭に複製されることにより、ＯＦＤＭ信号にガードインターバルが挿入され、無線送信部４６０によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、アンテナを介して送信される。

以下、再び基地局装置によってパイロットパタンが選択され、上記の動作が繰り返される。

このように、本実施の形態によれば、遅延分散、移動局装置の移動速度、および他セルの信号による干渉をパラメータとして、伝搬環境に最適かつ必要十分なパイロットシンボルが伝送されるパイロットパタンを選択するため、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、上り回線におけるパイロットシンボルの伝送について説明したが、本発明はこれに限定されず、移動局装置がパイロットパタンを選択し、パイロットパタン情報を基地局装置へ通知することにより、基地局装置から移動局装置へ向かう下り回線のパイロットシンボルの伝送を制御することもできる。

また、本実施の形態においては、ＯＦＤＭ方式によって通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＯＦＤＭ方式以外のマルチキャリア通信、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）方式、およびＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式などを用いた通信にも適用することができる。

また、適用する通信方式によっては、他セル干渉のみではなく、自セル内の他の移動局装置による干渉やマルチパスによる干渉も含めたすべての干渉量をパラメータとして、パイロットシンボルがフレーム内に占める割合を決定する。

また、本実施の形態においては、遅延分散、移動局装置の移動速度、および他セルの信号による干渉の３つのパラメータを同時に用いてパイロットパタンを選択する構成としたが、これらのパラメータのうち１つまたは２つのみを用いてパイロットパタンを選択しても良い。

さらに、パラメータは、上記の３つに限定されず、伝搬環境を反映するパラメータであれば、そのパラメータに応じてフレームの周波数方向および時間方向のパイロットシンボ
ルの配置を決定することができる。

（実施の形態２）
パイロットシンボルを用いて行うチャネル推定の精度がビット誤り率に与える影響は変調方式によって異なる。すなわち、変調レベルが大きい変調方式ほど高いチャネル推定精度が要求される。特に、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどのＱＡＭ変調では、復調の際に位相の判定だけでなく振幅の判定も必要となるため、高いチャネル推定精度が必要とされる。また、高いチャネル推定精度を達成するには、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合（すなわち、パイロットシンボルの密度）を大きくする必要がある。

そこで、本実施の形態では、実施の形態１で用いた３つのパラメータ（遅延分散、移動局装置の移動速度、他セル干渉）に、さらに変調方式を考慮したパイロットパタンの選択を行う。なお、以下の説明においては、実施の形態１同様、基地局装置および移動局装置がＯＦＤＭ方式により通信を行うものとし、移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの伝送について説明する。

図９は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１（図２）の構成に加えて、受信品質測定部２８０およびＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）選択部２９０を有する。

受信品質測定部２８０は、パイロット抽出部２３０から入力されるパイロットシンボルを用いて、受信品質としてＳＩＲを測定し、測定値をＭＣＳ選択部２９０に出力する。

ＭＣＳ選択部２９０は、受信品質測定部２８０から入力されるＳＩＲ値に基づいて、移動局装置が送信するデータの変調方式と符号化率を選択し、選択した変調方式と符号化率とを示す情報（ＭＣＳ情報）をパイロットパタン選択部２７０および符号化部１２０へ出力する。ＭＣＳ選択部２９０は、所定の誤り率でデータを受信できるような変調方式と符号化率の複数の組み合わせが複数のＳＩＲ値に各々対応づけられて設定されているテーブル（ＭＣＳテーブル）を有しており、ＳＩＲ値に基づいてこのＭＣＳテーブルを参照することにより、最適な変調方式と符号化率の組み合わせを複数の組合せの中から選択する。ＭＣＳ情報はパイロットパタン情報と同様の処理を施されて移動局装置へ送信される。

パイロットパタン選択部２７０は、実施の形態１で説明した３つのパラメータ（遅延分散、移動局装置の移動速度、他セル干渉）に、さらにＭＣＳ選択部２９０で選択された変調方式を加味してパイロットパタンを選択する。選択方法については後述する。

図１０は、本発明の実施の形態２に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る移動局装置の構成は実施の形態１（図４）とほぼ同一であるが、復号部３６０で復号されたＭＣＳ情報が符号化部４００および変調部４１０へ出力され、符号化部４００での符号化率と変調部４１０での変調率がこのＭＣＳ情報に従って制御される点において異なる。つまり、移動局装置は、基地局へ送信するデータを、ＭＣＳ情報で示される符号化率で符号化し、ＭＣＳ情報で示される変調方式で変調する。

次いで、本実施の形態のパイロットパタンの選択について説明する。変調方式を考慮したパイロットパタンの選択方法としては以下の２つが挙げられる。すなわち、遅延分散の測定値と移動速度の推定値に変調方式に基づいて定められるオフセットを加えた値を用いて、図８に従ってパイロットパタンを選択する方法（以下、選択方法１という）と、図８に従って決定されたパイロットパタンに対して、さらに各パイロットシンボルの単位の間に変調方式に基づいて決定される数のパイロットシンボルを挿入する方法（以下、選択方法２という）の２つの方法である。

＜選択方法１＞
選択方法１の場合、パイロットパタン選択部２７０の構成は図１１に示すようになる。図１１に示すパイロットパタン選択部２７０は、実施の形態１（図３）の構成にさらにオフセット付加部２７１を備えて構成される。

オフセット付加部２７１には、ＭＣＳ選択部２９０からＭＣＳ情報が入力される。オフセット付加部２７１は、遅延分散測定部２７２から入力される遅延分散および移動速度推定部２７４から入力される移動速度に対して、ＭＣＳ情報によって示される変調方式に従ったオフセットを加える。このオフセットは、変調レベルが大きいほど大きな値となる。つまり、６４ＱＡＭに対するオフセットは１６ＱＡＭに対するオフセットより大きく、１６ＱＡＭに対するオフセットはＱＰＳＫに対するオフセットより大きい。なお、ＱＰＳＫに対するオフセットを０にすることも可能である。また、移動速度に加えるオフセットと遅延分散に加えるオフセットを異なる値にすることも可能である。オフセットが加えられた遅延分散と移動速度は、パイロットパタン情報生成部２７８へ出力される。

パイロットパタン情報生成部に２７８は、オフセットが加えられた遅延分散と移動速度に基づいて、実施の形態１（図８）において説明した閾値判定を行ってパイロットパタンを選択する。変調レベルが大きいほどオフセットが大きいため、このようにしてパイロットパタンを選択すると、変調レベルが大きくなるほど、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合、すなわち、パイロットシンボルの密度が大きくなる。

＜選択方法２＞
選択方法２の場合、パイロットパタン選択部２７０の構成は図１２に示すようになる。図１２に示すパイロットパタン選択部２７０は、実施の形態１（図３）の構成にさらに挿入パイロット決定部２７３を備えて構成される。

挿入パイロット決定部２７３には、ＭＣＳ選択部２９０からＭＣＳ情報が入力される。挿入パイロット決定部２７３は、ＭＣＳ情報によって示される変調方式に基づいて、各パイロットシンボルの単位の間に挿入するパイロットシンボルの個数を決定する。この個数は、変調レベルが大きいほど多くなる。つまり、６４ＱＡＭに対する個数は１６ＱＡＭに対する個数より多く、１６ＱＡＭに対する個数はＱＰＳＫに対する個数より多い。決定された個数は、パイロットパタン情報生成部２７８へ出力される。

パイロットパタン情報生成部２７８は、実施の形態１（図８）において説明した閾値判定の結果選択したパイロットパタンに対して、さらに挿入パイロット決定部２７３で決定された個数のパイロットシンボルを挿入したパイロットパタンを選択する。例えば、移動速度がＴc以上Ｔd未満、遅延分散がＴa以上Ｔb未満であれば、まず、図８のパタン５が選択される。そして、例えば、ＱＰＳＫに対する挿入個数が０個、１６ＱＡＭに対する挿入個数が１個、６４ＱＡＭに対する挿入個数が２個と予め決められていた場合、各変調方式に対して選択されるパイロットパタンは図１３に示すようになる。つまり、変調方式がＱＰＳＫの場合、挿入個数が０個であるので、図８のパタン５がそのまま選択される。また、変調方式が１６ＱＡＭの場合、挿入個数が１個であるので、図８のパタン５の各パイロットシンボルの単位の間にさらにパイロットシンボルが１個ずつ挿入されたパタンが選択される。また、変調方式が６４ＱＡＭの場合、挿入個数が２個であるので、図８のパタン５の各パイロットシンボルの単位の間にさらにパイロットシンボルが２個ずつ挿入されたパタンが選択される。変調レベルが大きいほど挿入されるパイロットシンボルの個数が多いため、このようにしてパイロットパタンを選択すると、変調レベルが大きくなるほど、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合（すなわち、パイロットシンボルの密度）が大きくなる。

ここで、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどのＱＡＭ変調では、上記のように、復調の際に位相の判定だけでなく振幅の判定も行うため、少なくとも振幅変動にさえ追従できれば誤り率は大きく改善される。つまり、ＱＡＭ変調では、振幅変動に追従するのに必要な最小限のパイロットシンボルがあればよい。そこで、選択方法２において、図１３に示すように、変調方式が１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭの場合に挿入されるパイロットシンボルの１単位を、移動速度と遅延分散とに基づいて選択されるパイロットパタン（図８）におけるパイロットシンボルの１単位よりも小さくしてもよい。これにより、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合が大きくなることによるデータ伝送効率の低下を防ぐことができる。

なお、選択方法１および選択方法２共に、実施の形態１と同様、さらに他セル干渉を用いて、フレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を制御することも可能である。

このように、本実施の形態によれば、変調方式に応じてフレーム内に占めるパイロットシンボルの割合を変化させるため、変調方式に応じた最適かつ必要十分なパイロットシンボルが伝送されるパイロットパタンを選択することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１および２では、移動局装置から基地局装置へ向かう上り回線のパイロットシンボルの伝送について説明したが、本実施の形態では、基地局装置から移動局装置へ向かう下り回線のパイロットシンボルの伝送について説明する。さらに、本実施の形態では、基地局装置および移動局装置が実施の形態１および２同様、ＯＦＤＭ方式により通信を行うが、さらにタイムスロット毎の伝送単位で通信を行うものとする。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。図１４において実施の形態１（図２）と同一の構成には同一の符号を付け説明を省略する。

符号化部１００−１〜１００−Ｋおよび変調部１１０−１〜１１０−Ｋはそれぞれ、移動局装置１〜移動局装置Ｋに対する送信データ１〜Ｋに対して、符号化および変調を行う。変調後の送信データ１〜Ｋはタイムスロット割当部１８０へ出力される。

符号化部１２０へ入力されるパタン情報は、１フレームを構成する各タイムスロットにどのパイロットパタンが設定されているかを移動局装置に通知するための情報である。パタン情報は、符号化部１２０で符号化され、変調部１３０で変調された後、タイムスロット割当部１８０へ出力される。

パイロットパタン選択部２７０は、図１５に示すように、遅延分散測定部２７２、移動速度推定部２７４およびパイロットパタン情報生成部２７８から構成され、遅延分散、各移動局装置の移動速度に基づいて、下り回線で送信されるパイロットシンボルのパイロットパタンを移動局装置毎に選択する。選択方法については後述する。パイロットパタン情報生成部２７８で生成されたパイロットパタン情報はタイムスロット割当部１８０へ出力される。

タイムスロット割当部１８０は、パイロットパタン選択部２７０で選択された移動局装置毎のパイロットパタンに従って、フレーム中のどのタイムスロットにどの移動局装置への送信データを割り当てるかを決定する。割当方法については後述する。そして、どのタイムスロットにどの移動局装置への送信データが割り当てられているかを示す割当情報を符号化部１２０へ入力する。割当情報は、符号化部１２０で符号化され、変調部１３０で
変調された後、タイムスロット割当部１８０へ入力される。そして、タイムスロット割当部１８０は、各移動局装置１〜Ｋへの送信データ１〜Ｋ、パタン情報、および割当情報をフレーム中の各タイムスロットに割り当て、それらのデータや情報が割り当てられた各タイムスロットを順に多重部１９０へ出力する。

多重部１９０は、タイムスロット単位で、パイロットパタンに従って、送信データ１〜Ｋ、パタン情報、および割当情報と、パイロットシンボルとを多重する。多重後の各タイムスロットはＩＦＦＴ部１５０で逆高速フーリエ変換される。

図１６は、本発明の実施の形態３に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る移動局装置の構成は実施の形態１（図４）とほぼ同一であるが、復号部３６０で復号されたパイロットパタン情報がパイロット抽出部３３０へ入力され、その入力されたパイロットパタン情報に従って、パイロット抽出部３３０が、ＦＦＴ部３２０から出力されたデータからパイロットシンボルを抽出する点において異なる。

次いで、本実施の形態のパイロットパタンの選択およびタイムスロットの割り当てについて説明する。なお、以下の説明では、１フレームが８個のタイムスロット（ＴＳ１〜ＴＳ８）で構成され、各タイムスロットへの割り当てはフレーム毎に行われるものとする。なお、１フレームを構成するタイムスロットの数はこれに限定されない。

図１７に示すように、１フレームを構成する各タイムスロット（ＴＳ１〜ＴＳ８）には図８に示すパイロットパタンが設定されている。なお、ここでは、図８に示すパイロットパタンは、各タイムスロット内のパイロットシンボルの配置を示している。上記のパタン情報は、ＴＳ１〜ＴＳ８の各タイムスロットにパタン１〜８のいずれのパイロットパタンが設定されているかを示す情報である。なお、各タイムスロットに対するパイロットパタンの設定は、予め設定しておいて固定としてもよいし、パイロットパタンを選択される移動局装置の数や回線品質等に応じてフレーム毎に変化させてもよい。また、同一のパイロットパタンが複数のタイムスロットに設定されてもよい。

パイロットパタン選択部２７０においては、移動局装置毎に、遅延分散測定部２７２で遅延分散が測定され、移動速度推定部２７４で移動速度が推定される。本実施の形態では、各移動局装置からの上り回線でのデータ送信もタイムスロット単位で時分割で行われるので、パイロットパタン選択部２７０では、移動局装置毎に遅延分散および移動速度を測定することができる。パイロットパタン情報生成部２７８は、その遅延分散と移動速度に基づいて、実施の形態１（図８）において説明した閾値判定を行って移動局装置毎にパイロットパタンを選択する。この際、パイロットパタン情報生成部２７８は、パタン８以外のパイロットパタンの中から移動局装置毎のパイロットパタンを選択する。上記のようにパタン８は、パタン１〜８のうち、伝搬環境の変化に対して最も追従性のよいパタンであるため、パタン８をフレーム先頭のタイムスロットであるＴＳ１に設定するとともに、パタン８をパタン情報および割当情報のパイロットパタンとして固定的に使用するためである。なお、パイロットパタン情報生成部２７８は、図８において、遅延分散が所定の閾値Ｔb以上で移動速度が所定の閾値Ｔc以上である場合は、パタン８の代わりにパタン６を選択するものとする。以下の説明では、移動局装置１〜５（ＭＳ１〜５）の５つの移動局装置を想定し、移動局装置１および２（ＭＳ１、ＭＳ２）にパタン６が選択され、移動局装置３および４（ＭＳ３、ＭＳ４）にパタン５が選択され、移動局装置５（ＭＳ５）にパタン３が選択されたものとする。このように、１つのパイロットパタンを複数の移動局装置に対して同時に選択し、１つのパイロットパタンを複数の移動局装置で共有することもできる。そして、この選択結果を示すパイロットパタン情報がタイムスロット割当部１８０へ入力される。

タイムスロット割当部１８０では、パイロットパタン選択部２７０で移動局装置毎に選択されたパイロットパタンに従って、各タイムスロットに各移動局装置への送信データを割り当てる。すなわち、パタン６が選択された移動局装置１に対する送信データ１をパタン６が設定されているＴＳ３に割り当てる。同様に、パタン６が選択された移動局装置２に対する送信データ２をＴＳ３に割り当て、パタン５が選択された移動局装置３、４に対する送信データ３、４をパタン５が設定されているＴＳ４に割り当て、パタン３が選択された移動局装置５に対する送信データ５をパタン３が設定されているＴＳ６に割り当てる。このように、１つのパイロットパタンを複数の移動局装置に対して同時に選択した結果、１つのタイムスロットに複数の移動局装置への送信データが割り当てられることになる。

また、この割当結果を示す割当情報とパタン情報は、常に、パタン８が設定されている先頭タイムスロットであるＴＳ１に割り当てる。割当情報とパタン情報は、セル内の全移動局装置で受信される必要がある情報であり、ユーザデータに比べて重要な情報であるため、周波数方向および時間方向ともに十分なパイロットシンボルが配置されるパイロットパタンを用いる必要があるためである。各移動局装置は、ＴＳ１を受信することにより、自局へのデータがどのタイムスロットでどのパイロットパタンで送信されているかを知ることができる。

多重部１９０では、各タイムスロットに設定されているパタン１〜８の各パイロットパタンに従って、送信データとパイロットシンボルとを多重する。また、１つのタイムスロットに複数の移動局装置への送信データが割り当てられた場合は、多重部１９０では、それら複数の送信データを多重する。送信データの多重は、例えば、直接拡散方式や周波数ホッピング方式等を用いて行う。よって、ＴＳ３には、移動局装置１に対する送信データ１、移動局装置２に対する送信データ２およびパタン６に従ったパイロットシンボルが多重される。同様に、ＴＳ４には、移動局装置３に対する送信データ３、移動局装置４に対する送信デー４およびパタン５に従ったパイロットシンボルが多重され、また、ＴＳ６には、移動局装置５に対する送信データ５とパタン３に従ったパイロットシンボルとが多重される。

このように、本実施の形態では、下り回線でのパイロットシンボルの伝送にあたり、タイムスロット毎に異なるパイロットパタンが設定されており、各移動局装置の伝搬環境に応じて選択されたパイロットパタンに従って、各タイムスロットへの送信データの割り当てを行う。このようにして、伝搬環境が同じ状態にある複数の移動局装置に対して共通のパイロットパタンのパイロットシンボルを送信することができるので、下り回線の伝送効率を向上させることができる。

なお、本発明は、移動局装置や基地局装置以外でも、パイロットシンボルを用いて伝搬環境の推定等を行う無線通信システムで使用される無線通信装置にはすべて適用可能である。

なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されていても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されていても良い。

また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Pr
ogrammable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。

さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

本発明の無線通信装置の第１の態様は、パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得する取得手段と、取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するパイロットパタン選択手段と、選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、伝搬環境の指標となるパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットパタンを選択し、このパイロットパタンの情報を送信するため、通信相手局へは、どのパイロットパタンを選択したかについてのみフィードバックすれば良く、フィードバック情報の情報量増大を防止すると同時に、通信相手局は、伝搬環境に応じた最適なパイロットシンボルを送信することができ、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

本発明の無線通信装置の第２の態様は、前記取得手段は、通信相手局以外の無線通信装置から送信される信号またはマルチパスの信号による干渉量を測定する干渉量測定部、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記干渉量が大きいほど、パイロットシンボルが大きい割合を占めるパイロットパタンを選択する構成を採る。

この構成によれば、干渉量が大きいほど、パイロットシンボルがフレーム内において大きい割合を占めるパイロットパタンを選択するため、他の無線通信装置からの干渉およびマルチパス干渉による受信品質の低下を防ぐことができ、チャネル推定の精度を向上させ、データシンボルを正しく復調することができる。

本発明の無線通信装置の第３の態様は、前記干渉量測定部は、受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて干渉量を測定する構成を採る。

この構成によれば、受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて干渉量を測定するため、既知のパイロットシンボルと比較を行うことにより、正確に干渉量を測定することができる。

本発明の無線通信装置の第４の態様は、前記取得手段は、受信信号の遅延波が示す遅延分散を測定する遅延分散測定部、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記遅延分散が大きいほどパイロットシンボルが周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する構成を採る。

この構成によれば、遅延分散が大きいほどパイロットシンボルが周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択するため、遅延分散が大きく、周波数選択性フェージングの変動が激しい場合にも、チャネル推定の精度を向上させ、例えば周波数が異なるサブキャリアに重畳されたデータシンボルを正しく復調することができる。

本発明の無線通信装置の第５の態様は、前記遅延分散測定部は、受信信号の遅延プロファイルを作成して遅延分散を測定する構成を採る。

この構成によれば、受信信号の遅延プロファイルを作成して遅延分散を測定するため、信号を受信する度に正確な遅延分散を測定することができる。

本発明の無線通信装置の第６の態様は、前記遅延分散測定部は、自装置が属するセルの形状に応じた遅延分散をあらかじめ記憶する構成を採る。

この構成によれば、自装置が属するセルの形状に応じた遅延分散をあらかじめ記憶するため、遅延分散を測定するための演算量を削減することができ、処理の高速化を図ることができる。

本発明の無線通信装置の第７の態様は、前記取得手段は、自装置または通信相手局の移動速度を推定する移動速度推定部、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記移動速度が大きいほどパイロットシンボルが時間方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する構成を採る。

この構成によれば、移動速度が大きいほどパイロットシンボルが時間方向に密に配置されるパイロットパタンを選択するため、移動速度が大きく、経時的なフェージングの変動が激しい場合にも、チャネル推定の精度を向上させ、データシンボルを正しく復調することができる。

本発明の無線通信装置の第８の態様は、前記移動速度推定部は、受信信号に含まれるパイロットシンボルの受信電力変動に基づいて移動速度を推定する構成を採る。

この構成によれば、受信信号に含まれるパイロットシンボルの受信電力変動に基づいて移動速度を推定するため、容易な演算で正確に移動速度を推定することができる。

本発明の無線通信装置の第９の態様は、通信相手局から送信されるデータの変調方式を選択する変調方式選択手段、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、前記パラメータおよび前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じて前記パイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１０の態様は、前記パイロットパタン選択手段は、前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルが大きいほど、パイロットシンボルが時間方向または周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１１の態様は、前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じて異なる値のオフセットを前記パラメータに付加する付加手段、を有し、前記パイロットパタン選択手段は、オフセットが付加されたパラメータに応じて前記パイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１２の態様は、前記パイロットパタン選択手段は、前記パラメータに応じて選択されるパイロットパタンにさらに前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じた数のパイロットシンボルを挿入したパイロットパタンを選択する構成を採る。

これらの構成によれば、変調方式に応じてパイロットシンボルの割合を変化させるため、変調方式に応じた最適かつ必要十分なパイロットシンボルが伝送されるパイロットパタンを選択することができる。

本発明の無線通信装置の第１３の態様は、前記送信手段は、タイムスロット毎に設定されるパイロットパタンに従って配置されるパイロットシンボルを含む信号を送信し、前記パイロットパタン選択手段は、複数の通信相手局毎にパイロットパタンを選択する構成を採る。

本発明の無線通信装置の第１４の態様は、前記パイロットパタン選択手段で選択されたパイロットパタンに基づいて、前記複数の通信相手局それぞれに対しタイムスロットを割り当てる割当手段、を有する構成を採る。

これらの構成によれば、伝搬環境が同じ状態にある複数の通信相手局に対して共通のパイロットパタンのパイロットシンボルを送信することができるので、下り回線の伝送効率を向上させることができる。

本発明のパイロットシンボル伝送方法の第１の態様は、パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得するステップと、取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するステップと、選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、伝搬環境の指標となるパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットパタンを選択し、このパイロットパタンの情報を送信するため、通信相手局へは、どのパイロットパタンを選択したかについてのみフィードバックすれば良く、フィードバック情報の情報量増大を防止すると同時に、通信相手局は、伝搬環境に応じた最適なパイロットシンボルを送信することができ、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができる。

本明細書は、２００３年８月１２日出願の特願２００３−２９２６６７、および２００４年５月３１日出願の特願２００４−１６２３８８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明に係る無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法は、パイロットシンボルの伝送によって情報の伝送効率を低下させることがなく、フィードバック情報による回線容量への影響を最小限に抑制することができ、ユーザごとに個別のパイロットシンボルが伝送される無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置およびパイロットシンボル伝送方法などとして有用である。

従来のフレームフォーマットの例を示す図 実施の形態１に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る他セル干渉によるパイロットパタンの差異を説明するための図 実施の形態１に係る他セル干渉によるパイロットパタンの差異を説明するための図 実施の形態１に係る周波数方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る周波数方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る時間方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る時間方向の受信電力変動の例を示す図 実施の形態１に係る遅延分散および移動速度に対応するパイロットパタンの例を示す図 実施の形態２に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態２に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態２に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態２に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態２に係る変調方式に対応するパイロットパタンの例を示す図 実施の形態３に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態３に係るパイロットパタン選択部の内部構成を示すブロック図 実施の形態３に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態３に係るパイロットパタンとタイムスロットとの対応関係の例を示す図

Claims (15)

1. パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得する取得手段と、
   取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するパイロットパタン選択手段と、
   選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信する送信手段と、
   を有する無線通信装置。
2. 前記取得手段は、
   通信相手局以外の無線通信装置から送信される信号またはマルチパスの信号による干渉量を測定する干渉量測定部、を有し、
   前記パイロットパタン選択手段は、
   前記干渉量が大きいほど、パイロットシンボルが大きい割合を占めるパイロットパタンを選択する、
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記干渉量測定部は、
   受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて干渉量を測定する、
   請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記取得手段は、
   受信信号の遅延波が示す遅延分散を測定する遅延分散測定部、を有し、
   前記パイロットパタン選択手段は、
   前記遅延分散が大きいほどパイロットシンボルが周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する、
   請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記遅延分散測定部は、
   受信信号の遅延プロファイルを作成して遅延分散を測定する、
   請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記遅延分散測定部は、
   自装置が属するセルの形状に応じた遅延分散をあらかじめ記憶する、
   請求項４記載の無線通信装置。
7. 前記取得手段は、
   自装置または通信相手局の移動速度を推定する移動速度推定部、を有し、
   前記パイロットパタン選択手段は、
   前記移動速度が大きいほどパイロットシンボルが時間方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する、
   請求項１記載の無線通信装置。
8. 前記移動速度推定部は、
   受信信号に含まれるパイロットシンボルの受信電力変動に基づいて移動速度を推定する、
   請求項７記載の無線通信装置。
9. 通信相手局から送信されるデータの変調方式を選択する変調方式選択手段、を有し、
   前記パイロットパタン選択手段は、
   前記パラメータおよび前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じて前記パイロットパタンを選択する、
   請求項１記載の無線通信装置。
10. 前記パイロットパタン選択手段は、
    前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルが大きいほど、パイロットシンボルが時間方向または周波数方向に密に配置されるパイロットパタンを選択する、
    請求項９記載の無線通信装置。
11. 前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じて異なる値のオフセットを前記パラメータに付加する付加手段、を有し、
    前記パイロットパタン選択手段は、
    オフセットが付加されたパラメータに応じて前記パイロットパタンを選択する、
    請求項９記載の無線通信装置。
12. 前記パイロットパタン選択手段は、
    前記パラメータに応じて選択されるパイロットパタンにさらに前記変調方式選択手段で選択された変調方式の変調レベルに応じた数のパイロットシンボルを挿入したパイロットパタンを選択する、
    請求項９記載の無線通信装置。
13. 前記送信手段は、
    タイムスロット毎に設定されるパイロットパタンに従って配置されるパイロットシンボルを含む信号を送信し、
    前記パイロットパタン選択手段は、
    複数の通信相手局毎にパイロットパタンを選択する、
    請求項１記載の無線通信装置。
14. 前記パイロットパタン選択手段で選択されたパイロットパタンに基づいて、前記複数の通信相手局それぞれに対しタイムスロットを割り当てる割当手段、を有する、
    請求項１３記載の無線通信装置。
15. パイロットシンボルが伝送される伝搬環境の指標となるパラメータを取得するステップと、
    取得されたパラメータに応じて周波数方向および時間方向のパイロットシンボルの位置を示すパイロットパタンを選択するステップと、
    選択されたパイロットパタンの情報を含む信号を送信するステップと、
    を有するパイロットシンボル伝送方法。

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