JPWO2009016687A1 - 移動無線通信システムにおけるパイロット配置方法及びこれを適用する送受信装置 - Google Patents

Abstract

ＣＱＩ精度が悪いために，チャネル配置のスケジューリングに悪影響を与え，スループットが低下するという問題を回避するための，使用周波数帯域を複数の所定の帯域に分割し，且つ時分割多重する移動通信システムにおけるパイロットの配置方法であって，前記複数の所定の周波数帯域に既知のパイロットシンボルを所定の基準間隔で挿入し，さらに，前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する。

Description

本発明は，移動無線通信システムにおけるパイロット配置方法及びこれを適用する送受信装置に関する。

移動無線通信システムに関し，第３世代の移動通信に対して更に次世代の無線アクセス方式について，３ＧＰＰ（３rd Generation Partnership Project）でＬＴＥ(Long Term Evolution)の呼称で審議が成されている。

ＬＴＥでは，リソースブロック（ＲＢ：Resource
Block）あるいは，リソースユニットＲＵ：Resource Unit)単位で，周波数及び時間スケジューリングを行うことが前提とされている。

図１は，かかる周波数及び時間スケジューリングを説明する図である。使用帯域がリソースブロック単位に分割され，複数のユーザ端末即ち，移動端末（ＵＥ：User Equipment）に周波数が割り当てられる。

さらに，時間軸方向にも一サブフレーム単位に時分割して，リソースブロック単位の周波数が複数の移動端末（ＵＥ）に切換え，割り当てられる。

かかる周波数軸及び時間軸方向におけるサブフレーム単位の割当てのスケジューリングが基地局によって行われる。

ここで，スケジューリングする際には，リソースブロック（ＲＢ）あるいはリソースユニット（ＲＵ）単位のチャネル品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Information）に基づきスケジュールされることが一般的である。

ＣＱＩは，信号対雑音比（ＳＩＲ）に対応しており，移動端末側でのＳＩＲの測定には，一般的には主に基地局からのユーザに共通の共通パイロットのレベルを監視することにより行われる。

上記したＬＴＥでは，下りリンクにおいて、共通パイロットチャネルを周波数方向に間隔をおいて配置されることが示されている（非特許文献１）。

すなわち，図２は，非特許文献１において説明される共通パイロットチャネル（ＰＣ）が周波数方向に間隔をおいて配置される例を示す図である。

また，特許文献１にはＳＩＲの測定精度を高めるために，スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加し，受信側の通信装置が受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いてＳＩＲを推定する構成を提案している。

上記のＬＴＥで示された態様では，パイロットチャネルの挿入間隔が非常に大きい場合，送信アンテナ数が多い場合，またはユーザ多重数が多い場合等では，パイロットの配置間隔が大きくなる。これにより，ある単位のリソースブロック及びリソースユニット内に配置される共通パイロットの数が減少することになる。

ここで，ＳＩＲを測定する時のＩ（干渉電力）の測定は，一般的に式１で表され，測定の概念図が図３に示される。式１は，前後のパイロットレベルの平均値と当該とのパイロットチャネル位置との差を干渉電力として求めることを意味している。

なお，上記式１において，図３に示すように，Ｐｊはｊ番目のサブキャリアによるパイロットパターンキャンセル後のパイロットである。
３ＧＰＰ ＴＲ２５．８１４ ｖ７．０．０（７．１．１．２．２） 特開２００３−３４８０４６号公報

ここで，パイロットチャネルの配置間隔が大きい場合，即ち，測定に使用するパイロット周波数間隔が広がる場合は，特に遅延分散の大きい環境では，サブキャリア間の周波数選択性のためにＩ（干渉電力）が大きく推定されることになる。

これにより，あるリソースブロックＲＢあるいはリソースユニットＲＵ単位のＳＩＲ推定の精度が劣化する。

したがって，パイロットチャネルの間隔が大きい場合には，ＳＩＲ推定の精度が劣化することにより，ＳＩＲに対応したＣＱＩに基づいてスケジューリングを行ってもＣＱＩ精度が悪いために，スケジューリングに悪影響を与え，スループットが低下する恐れがある。

上記した特許文献１においては，パイロットと既知系列とを用いてＳＩＲの推定精度を高めることを記述しているが，パイロットチャネルの間隔については触れられていない。

よって，本願発明の目的は，かかるパイロットチャネルの間隔が大きい場合における不都合を解決する移動無線通信システムにおけるパイロット配置方法及びこれを適用する送受信装置を提供することにある。

上記の課題を達成する本発明の特徴は，使用周波数帯域を複数の所定の帯域に分割し，且つ時分割多重する移動通信システムにおけるパイロットの配置方法において，前記複数の所定の周波数帯域に既知のパイロットシンボルを所定の基準間隔で挿入し，さらに，前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置することである。

さらに，受信側における信号対雑音比の測定情報に基づき，前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置は，受信側における信号対雑音比の測定情報に基づき行うことができる。

かかる特徴により，既知のパイロットによるＳＩＲ測定の機会が多くなり、また周波数間隔が小さくなるためにI（干渉電力）の推定精度が向上するので，送信側で，ＳＩＲに対応したＣＱＩに基づいてスケジューリングを行ってＣＱＩ精度が悪いために，スケジューリングに悪影響を与え，スループットが低下するという問題を回避することができる。

周波数及び時間スケジューリングを説明する図である。 非特許文献１において説明される共通パイロットチャネルの周波数方向に間隔をおいて配置される例を示している。 一般的に式１で表されるＳＩＲを測定する時のＩ（干渉電力）の測定の概念図を示す図である。 本発明に従うパイロットチャネルの第１の配置例である。 図４の実施例に対応する送信側装置である基地局の送信装置の構成を示す図である。 図５の送信装置に対応する移動端末側の送受信装置の構成例を示す図ある。 第２の実施例のパイロットチャネル配置を示す図である。 図７の実施例に対応する送信側の送信装置構成を示す図である。 図７に対応するパイロットチャネルの受信側即ち，移動端末側の送受信装置構成を示す図である。 本発明の第３の実施例の送信側の送信装置の構成を示す図である。 図１０の送信側の送信装置に対応する受信側の送受信装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施例の送信側の送信装置の構成を示す図である。 図１２の送信側の送信装置に対応する受信側の送受信装置の構成を示す図である。 本発明に従う第５の実施例のパイロットチャネル配置を示す図である。 送信側の送信装置において，制御チャネルなどの送信する情報量（通信レート）によって，共有パイロットチャネルを密に挿入する数を制限する構成例を示す図である。 送信側の送信装置において，制御チャネルなどの送信する情報量（通信レート）によって，共有パイロットチャネルを密に挿入する数が制限される例を示す図である。 遅延分散の状態に応じて共有パイロットチャネルの配置を制御する例を示す図である。 本発明による効果を示すグラフである。

以下に本発明の実施例を図面に従い説明する。

図４は，本発明に従うパイロットチャネルの第１の配置例である。

通常では，パイロットチャネル（ＰＣ）が規格により標準としては所定の基準間隔、例えば，６サブキャリア（SC）（使用周波数帯域を複数の所定の帯域に分割した６つの周波数帯域）間隔で配置される場合，図２に示すように本発明に従い，決められた周波数領域に通常の配置間隔より小さい間隔で密に（例えば，連続して）パイロットチャネルを配置する。

すなわち，図４に示す第１の実施例では，各サブフレームの先頭のリソースブロックＲＢに連続してパイロットチャネルを配置している。

図５は，図４の実施例に対応する送信側通信装置である基地局の送信装置の構成例，図６は，対応する受信側通信装置である移動端末の送受信装置の構成例を示している。

図５に示す送信側において，パイロットチャネル発生器２からパイロット信号と，データ及び制御信号発生器４からデータ及び制御信号とが，多重回路３でチャネル多重されて送信部５により変調，増幅されて送信アンテナ６から送信される。

ここで，図５に示す送信装置において，パイロットチャネル発生器２は，パイロットチャネル配置情報生成部１から，パイロットチャネルを配置する位置情報を取得し，該当する位置のタイミングで，共通パイロット信号を出力して多重化回路３に出力する。

図６は，図５に対応するパイロット受信側即ち，移動端末側の送受信装置構成を示すブロック図である。

アンテナ１０によりパイロット信号と，データ及び制御信号が多重化された信号を受信する。受信部１１で受信信号を復調し，分離回路１２で分岐してデータ及び制御信号の復調／復号回路１３と，パイロットチャネル抽出部１４に入力する。

パイロットチャネル抽出部１４は，予め送信側から通知されているあるいは既知である共通パイロットチャネルの配置情報１５に基づいて，パイロットチャネル抽出部１４におけるパイロット検出タイミングを制御する。

なお，共通パイロットチャネルの配置情報１５に対する送信側からの通知は，あらかじめ既知であるか、スケジューリング変更前に制御信号により通知するか，他の任意の方法により通知が可能である。

パイロットチャネル抽出部１４は，制御されるパイロット検出タイミングで共通パイロットシンボルを検出し，そのレベルをＳＩＲ測定部１６に出力する。

パイロットチャネル抽出部１４は，更にデータ及び制御信号の復調／復号回路１３に対し，検出パイロットのタイミングを付与し，制御信号の復調／復号回路１３におけるデータ及び制御信号の受信タイミングの基準を与える。

ＳＩＲ測定部１６は，パイロットチャネル抽出部１４から通知された受信パイロットシンボル毎にそのレベルから，信号対雑音比であるＳＩＲを測定する。

測定されたＳＩＲは，ＣＱＩ情報生成部２０に送られる。また，必要により回線状態に関係するその他の情報２１もＣＱＩ情報生成部２０に送られる。

ＣＱＩ情報生成部２０では，ＳＩＲ測定部１６から送られる，測定されたＳＩＲ及び，回線状態に関係するその他の情報２１に基づき，既存の処理方法によりＳＩＲ値と対応するＣＱＩ情報を作成する。

多重回路２３で，このように作成されたＣＱＩ情報と，データ／制御信号生成部２２からのデータ及び制御信号を多重化して送信部２４に送る。

送信部２４では，多重化信号を変調，増幅してアンテナ２５から基地局側に送信する。

基地局側では，移動端末側の送受信装置から送られたＣＱＩ情報に基づき，ＳＩＲを推定する。そして，推定されたＳＩＲに基づき，既存の方法によりパイロットチャネル配置情報生成部１でパイロットチャネルを配置する位置情報を生成する。

このように，新たに生成される共通パイロットチャネル配置情報は，受信側の受信状況を踏まえ設定されるので，共通パイロットに基づいて得られるＳＩＲ推定精度を高めることができる。

図７は，第２の実施例のパイロットチャネル配置を示す図である。図４の第１の実施例においては，連続してパイロットが配置される位置が各サブフレームの先頭位置としていた。これに対し，図７に示す例では，所定の時間間隔で連続してパイロットが配置される位置が変更される構成である。

このために，図７の実施例に対応する図８に示す送信側の送信装置は，パイロット配置情報生成部１に対して，時間周期設定部７により，時間周期を設定する機能を有している。したがって，パイロット配置情報生成部１は，設定された時間周期でパイロットチャネル配置を変更してパイロットチャネル発生器２のパイロット発生タイミングを制御する。

その他の送信側の送信装置の構成機能は先に説明した図５の構成と同様である。

一方，図７に対応するパイロット受信側即ち，移動端末側の送受信装置構成が図９に示される。

図９に示す受信側の送受信装置においても時間周期設定部２６を有している。かかる時間周期も先の実施例と同様に，既知であるか事前に送信側から通知されている。したがって，送信側と同期して受信側でのパイロットチャネル配置情報をパイロットチャネル配置情報生成部１５で作成することが可能である。

パイロットチャネル配置情報生成部１５で作成されたパイロットチャネル位置でパイロットチャネル抽出部１４におけるパイロットチャネル抽出タイミングが制御される。その他の構成及び動作は，先に図６について説明したと同様である。

図１０は，本発明の第３の実施例の送信側の送信装置の構成であり，図１１は，これに対応する受信側の送受信装置の構成である。

図１０の送信側の送信装置において，固定パターン生成部７０を送信側に設けてパイロットチャネル配置情報生成部１に対し，固定のタイミングを送りパイロットチャネル配置位置を制御する。

受信側は図１１に示すように，対応する固定パターン生成部２７を設けてパイロットチャネル配置情報生成部１５を制御する。

少なくとも固定パターンは，規格で決められる基準のパイロットチャネル配置位置に対して，更に密にパイロットが配置される様な固定パターンを設定する。

図１２は，本発明の第４の実施例の送信側の送信装置の構成であり，図１３は，これに対応する受信側の送受信装置の構成である。

この第４の実施例では，パイロットチャネル配置情報生成部１により生成されるパイロット配置位置の情報を制御信号チャネルに埋め込んで受信側に送る構成である。

したがって，図１３に示すように，受信側装置では，データ及び制御信号の復調／復号回路１３により復調／復号された制御チャネルに挿入されたパイロットチャネル配置情報をパイロットチャネル配置情報生成部１５で抽出する。

そして，抽出されたパイロットチャネル配置情報からパイロットチャネル抽出部１４における抽出タイミングを生成することは先の実施例と同様である。

かかる第４の実施例では，予め受信側にパイロット配置情報を通知しておく必要はなくなる。

図１４は，更に本発明に従う第５の実施例としてパイロットチャネル配置を示す図である。

この実施例では，連続するパイロットチャネル配置を適応的に複数箇所に設ける構成例である。

そして，適応的に複数箇所に連続するパイロットチャネル配置を設ける基準として，図１５，図１６及び図１７に示す構成例が可能である。

すなわち，図１５は，送信側の送信装置において，データチャネルなどの送信する情報量（通信レート）によって，パイロットを密に挿入する数を制限する構成例である。

したがって，データチャネルの送信を優先した場合には，データ及び制御信号発生器４により送信されるデータ信号の状態をパイロットチャネル配置情報生成部１に通知する。これによりパイロットチャネル配置情報生成部１は，通信レートを判定してパイロット信号を密に（連続して）挿入できる配置情報を生成する。パイロットチャネル生成部２は，パイロット配置情報に基づくパイロットの挿入タイミングでパイロットを多重回路３に送る。

図１５における以降の処理は，先の実施例と同様である。

図１６は，送信側の送信装置において，データチャネルなどの送信する情報量（通信レート）によって，パイロットを密に挿入する数が制限される例を示す図である。

スループットの状態に応じてパイロット配置を制御する例である。即ち，送信側装置において，図示しない装置によりセル及びセクタスループットを監視する。この監視において，該当のスループットが劣化して閾値より小さくなった場合は，パイロットチャネル配置情報生成部１に対し，パイロット配置を密にするように制御する。パイロットチャネル配置情報生成部１は，密にしたパイロットチャネル配置情報を図１２に示した実施例と同様に制御チャネルに挿入して受信側に送る。これにより適応的に連続するパイロットチャネル配置を変更することが可能である。

図１７は，遅延分散の状態に応じてパイロット信号配置を制御する例である。即ち，送信側装置において，図示しない装置により遅延分散を監視する。この監視において，遅延分散が閾値より大きくなった場合，パイロット配置位置の推定精度が劣化し，これによりパイロットチャネル配置情報生成部１に対し，パイロット配置を密にするように制御する。さらに，パイロットチャネル配置情報生成部１は，密にしたパイロットチャネル配置情報を図１６に示した実施例と同様に制御チャネルに挿入して受信側に送る。

図１８は，本発明による効果を示すグラフである。本発明により，パイロットチャネルの配置が基準の挿入位置（規格により定まる標準位置）に対して，密となるように連続してパイロットチャネルを挿入する。これにより図１８に示すように，ＳＩＲの劣化が大きくなる場合であっても，パイロット挿入間隔が小さいほど（即ち，パイロット挿入が密になるほど）推定ＳＩＲの劣化が小さいことが理解できる。

図１８において，Ｉは，挿入間隔を１とするとき，ＩＩは挿入間隔を３とする時，IIIは，挿入間隔を６とする時であり，挿入間隔が大きいほど推定ＳＩＲの劣化が大きくなる。すなわち，本発明に従い，パイロット信号の挿入間隔が小さいほど干渉電力の精度低下を低く抑えることができる。

Claims (10)

1. 使用周波数帯域を複数の所定の帯域に分割し，且つ時分割多重する移動通信システムにおけるパイロットの配置方法であって，
   前記複数の所定の周波数帯域に既知のパイロットシンボルを所定の基準間隔で挿入し，
   前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する，
   ことを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
2. 請求項１において，
   受信側における信号対雑音比の測定情報に基づき，前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する，
   ことを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
3. 請求項１において，
   前記既知のパイロットシンボルを前記所定の基準間隔より小さい間隔で挿入配置する周波数帯域を時間周期で変更することを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
4. 請求項１において，
   前記既知のパイロットシンボルを前記所定の基準間隔より小さい間隔で挿入配置する周波数帯域を予め決められたパターンに対応して変更することを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
5. 請求項１において，
   前記既知のパイロットシンボルを前記所定の基準間隔より小さい間隔で挿入配置する周波数帯域を制御チャネルを通して，受信側に通知することを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
6. 請求項１において，
   前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する周波数帯域の数を通信レートに基づき決定することを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
7. 請求項１において，
   前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する周波数帯域の数をセルスループットに基づき決定することを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
8. 請求項１において，
   前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する周波数帯域の数を遅延分散に基づき決定することを特徴とする移動通信システムにおけるパイロットの配置方法。
9. 使用周波数帯域を複数の所定の帯域に分割し，且つ時分割多重する移動通信システムにおける基地局装置であって，
   既知のパイロットシンボルを前記複数の所定の周波数帯域に挿入配置するパイロット配置情報を生成する生成部と，
   前記パイロット配置情報生成部より出力されるパイロット配置情報に基づくタイミングで既知のパイロットシンボルを出力するパイロットチャネル生成部と，
   データ及び制御チャネルを生成するデータ及び制御チャネル生成部と，
   前記パイロットチャネル生成部から出力される既知パイロットと，前記データ及び制御チャネル生成部から出力されるデータ及び制御チャネルを多重化する多重回路と，
   前記多重回路の出力を周波数及び時間多重し，送信出力を生成する送信部と有し，
   前記パイロット配置情報を生成する生成部は，前記複数の所定の周波数帯域に既知のパイロットシンボルを所定の基準間隔で挿入し，さらに，前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する配置情報を生成する，
   ことを特徴とする移動通信システムにおける基地局装置。
10. 請求項９において，
    前記パイロット配置情報を生成する生成部は，受信側の移動端末における信号対雑音比の測定情報に基づき，前記複数の所定の周波数帯域の少なくとも一つの周波数帯域に前記所定の基準間隔より小さい間隔で前記既知のパイロットシンボルを挿入配置する配置情報を生成する，
    ことを特徴とする基地局装置。

Images