JPWO2010113456A1 - 基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法 - Google Patents
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Abstract
MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができる基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法を開示する。パイロットシンボル生成部(110)は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々のサブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のサブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して、パイロット系列を生成する。
Description
本発明は、MBS(Multicast and Broadcast Service)を適用した無線通信システムにおける基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法に関する。
近年、種々の無線通信システム(ex. 3GPP, WiMAX)において、MBS(Multicast and Broadcast Service)の適用が進められている。MBSにおけるコンテンツとして、ストリーミング(streaming)配信等が挙げられるが、今後、更なる大容量化と高品質化とが求められている。
MBSにおける高品質化技術の一つとしてSFN(Single Frequency Network)伝送が用いられている。SFN伝送は、MBSゾーン内の複数基地局装置(BS:Base Station、以下「基地局」と略記する)が同期して、同一のコンテンツを同一の物理フォーマットで送信することにより、セルエッジにおいてもマクロ・ダイバーシチ効果によって、端末装置(MS:Mobile Station、以下「端末」と略記する)における受信品質を高めることができる。このようなSFN伝送をひとつの単位として形成するゾーンを以下MBSゾーンと呼ぶ。
IEEE802.16mにおける標準化等では、このようなMBSゾーンをさらに複数用いる(以下「マルチMBSゾーン」という)ことが検討されている。図1は、マルチMBSゾーンの概念図を示す。マルチMBSゾーンにおいて、それぞれのMBSゾーンに、同一の周波数及び時間リソースを割り当てる場合、端末は、MBSゾーン間干渉を受けることになる。この場合、MBSゾーン端に近い端末ほど、他のMBSゾーンからより多くの干渉を受けることとなる。
マルチMBSゾーンにおいて、各MBSゾーンでの端末におけるチャネル推定精度の改善を図るために、MBSゾーン個別(specific)パイロットが検討されている。MBSゾーン個別パイロットでは、MBSゾーン内における複数のBSから送信されるパイロットには同一のパイロット信号(同一のパイロットパターン)を用い、MBSゾーン間では、互いに異なるパイロット信号(異なるパイロットパターン)を用いる。これにより、チャネル推定のために埋め込まれたパイロット信号(あるいはリファレンス信号とも呼ばれる)のゾーン間干渉を低減することができるので、自ゾーンのMBSデータ信号に対するチャネル推定精度が改善され、MBS受信性能の改善が図られる。
OFDM変調を用いた場合のデータ信号とパイロット信号のマッピングパターン(図2参照)を用いて、MBSゾーン個別パイロットについて説明する。なお、図2は、データ信号とパイロット信号のマッピングとして、FDM(Frequency Division Multiplexing)を用いてデータ信号とパイロット信号とを多重した場合のOFDM信号構成を示すが、多重化方法はFDMに限定されず、TDM(Time Division Multiplexing)、CDM(code Division Multiplexing)等の他の多重化方法による多重化が可能である。
[1]ゾーン間インタレースパイロット構成
図3に、ゾーン間インタレースパイロット構成の一例を示す。図3は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位(以下、リソースユニット(RU:Resource Unit)と呼ぶ)を示している。
図3に、ゾーン間インタレースパイロット構成の一例を示す。図3は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位(以下、リソースユニット(RU:Resource Unit)と呼ぶ)を示している。
ゾーン間インタレースパイロット構成は、データシンボルに対して高い電力で送信されるパイロットシンボルの配置をMBSゾーン#1,MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3間で異なる配置とする。すなわち、ゾーン間でパイロットシンボルが、同一の時間及び周波数リソースに配置されないようにする。
図3は、第k番目のMBSゾーン(MBSゾーン#k)において、RU内で、正の時間軸方向に(k−1)OFDMシンボルだけパイロットシンボルが巡回シフトされている例を示している。ゾーン間インタレースパイロット構成では、伝搬路の変動状況(時間/周波数相関)に依存せずに、一定のゾーン間干渉抑圧効果が得られる。一方、パイロット密度が高い場合、データへの干渉の影響が大きくなり、受信性能が劣化する要因となる。
[2]ゾーン間直交パイロット構成
図4に、ゾーン間直交パイロット構成の一例を示す。図3と同様に、図4は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位であるRUを示している。
図4に、ゾーン間直交パイロット構成の一例を示す。図3と同様に、図4は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位であるRUを示している。
ゾーン間直交パイロット構成では、パイロット信号にゾーン個別の直交コードを重畳する。すなわち、パイロット系列P(m)に対し、第k番目のMBSゾーン(MBSゾーン#k)における直交コード長Nの直交コード系列SFN{k}を乗算し、Qk(m)=P(m)SFN{k}[m]とすることにより、パイロット信号にゾーン個別の直交コードを重畳する。
ここで、SFN{k}[m]は、直交コード系列SFN{k}におけるm番目の要素をあらわす。また、m=1、…、Npであり、Npは、パイロットシンボル数を示す。
例えば、直交コード長N=3の場合、直交コード系列は、SF3{k}[m]=exp[i mφ(k)]であらわされる。なお、exp[x]は自然対数の底eに対する指数関数exponentialである。また、iは、虚数単位をあらわす。ここで、直交コード系列SF3{k}[m]=exp[i mφ(k)]において、φ(1)=0、φ(2)=2π/3、φ(3)=4π/3である。
すなわち、MBSゾーン#1〜#3に対し、以下のような直交コードが割り当てられる。
SF3{1}= [1, 1, 1] ,
SF3{2}= [exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}= [exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]
SF3{1}= [1, 1, 1] ,
SF3{2}= [exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}= [exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]
端末においては、複数のMBSゾーンからの、直交コードが乗算されたパイロットシンボルが重畳して受信される。ここで、Qk(m)に対する受信シンボルをR(m)とした場合、式(1)のような直交コード長にわたる平均化処理(逆拡散処理)を行うことで、ゾーン間干渉が抑圧されたチャネル推定値H(w)を算出することができる。
例えば、直交コード長Nの場合の場合、式(1)を用いて、最大(N−1)個のゾーン間干渉を抑圧したチャネル推定値H(w)を算出することができる。なお、式(1)において、w=1、…、Np-2であり、Prep(m)はパイロット系列P(m)のレプリカ信号である。また、floor(x)は、xを超えない最大の自然数をあらわす。
このように、チャネル推定値H(w)の算出では、直交コード長にわたる平均化処理が行われるため、ゾーン間直交パイロット構成では、パイロット間の周波数相関が高い場合、高いゾーン間干渉抑圧効果が得られる。一方、パイロット間の周波数相関が低い場合、直交コード間で干渉し合うため、ゾーン間干渉の抑圧効果が低減する。また、直交コード長にわたる平均化処理が行われるため、チャネル推定精度が大きく劣化する。
MBS SFN伝送時は、MBSゾーン内の複数の基地局からのパスが合成された伝搬路となるため、遅延スプレッドがユニキャスト時に比べ大きくなり、その結果、相対的に周波数相関が低くなる。このようなMBS SFN伝搬路に対し、ゾーン個別パイロットとして、直交パイロットを適用すると、ゾーン間干渉が大きい場合には、高い干渉抑圧効果を示す一方、ゾーン間干渉が比較的小さい場合には、直交コード長にわたるパイロットシンボルの平均化処理に起因するチャネル推定精度の劣化の影響により、ゾーン個別パイロットとしてインタレースパイロットを適用する場合と受信特性が逆転する現象(ゾーン間の干渉量よりも、直交パイロット間の符号間干渉量が大きくなることに起因する受信特性の劣化現象)が生じる。
図5に、パイロットパターンとして、図3及び図4に示すゾーン個別パイロットを用いた場合のシミュレーション結果の一例を示す。なお、図5に示すシミュレーション結果は、MBS SFNの伝搬路モデルとして、非特許文献1に記載のパスモデルを用いた場合の結果である。
図5に示すシミュレーション結果をまとめると、図6のようになる。図6は、ゾーン間の干渉量ΔIをパラメータとし、直交パイロット構成及びインタレースパイロット構成を用いた場合のBLER(Block Error Rate)の比較結果である。図5から、ゾーン間の干渉量ΔIにより、ゾーン間直交パイロット構成とゾーン間インタレースパイロット構成との受信特性が逆転する現象が現れることが分かる。
IEEE802.16m C80216m_09/0089r2,"Performance comparison of Constellation Rearrangement and Bit Rearrangement",
このように、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路において、MBSゾーン個別パイロットとして、ゾーン間直交パイロットを適用しても、高いゾーン間干渉抑圧特性を得つつ、かつ、高いチャネル推定精度とを確保することができるとは限らない。
本発明の目的は、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができる基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法を提供することである。
本発明の基地局装置は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して、パイロット系列を生成するパイロットシンボル生成手段と、
前記生成されたパイロット系列を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
前記生成されたパイロット系列を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の端末装置は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を受信する受信手段と、前記パイロット系列を用いてチャネル推定するチャネル推定手段と、を具備する構成を採る。
本発明のパイロット送信方法は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算し、前記直交コード系列が乗算されたパイロットシンボルを送信するようにした。
本発明のチャネル推定方法は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を受信し、前記パイロット系列を用いてチャネル推定するようにした。
本発明によれば、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明者らは、MBS伝搬路で想定される周波数サブキャリア間の相関性と、MBS伝送の最小伝送単位(OFDM上でリソース割当されるリソースの単位)におけるパイロットシンボルの分布に偏りがあることに着目し、本発明をするに至った。なお、以下では、マルチキャリア伝送方式としてOFDM変調方式を用いる場合を例に説明する。
また、以下の説明では、複数のOFDMシンボルからなるサブフレーム中における特定のサブキャリア数からなるリソース割当の最小単位をリソースユニット(RU:Resource Unit)と定義する。
また、以下の説明では、複数(M個)のRUから構成されるリソースユニットブロック(RUB:Resource Unit Block)を最小単位としてMBS伝送されるとして説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、MBS伝送の最小伝送単位となるリソースユニットブロックRUBを、所定のサブキャリア間隔毎に複数のサブブロックに分割する。そして、各サブブロック内に含まれる複数のパイロットシンボルからなるパイロットブロックに対し、パイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを重畳する。
本実施の形態では、MBS伝送の最小伝送単位となるリソースユニットブロックRUBを、所定のサブキャリア間隔毎に複数のサブブロックに分割する。そして、各サブブロック内に含まれる複数のパイロットシンボルからなるパイロットブロックに対し、パイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを重畳する。
図7は、RUが、6OFDMシンボル、18サブキャリアから構成される例を示す。図7に示すように、RU内には、パイロットシンボル(図中、網掛け四角)及びデータシンボル(図中、白抜き四角)が含まれる。パイロットシンボルは、予め既知のシンボルパターンで送信され、受信側におけるチャネル推定(回線推定)に用いられる。
図8に、MBS伝送の最小伝送単位となるRUBの一例を示す。図8は、RUBが4(M=4)個のRUから構成される例である。図8に示されるように、MBS伝送の最小伝送単位であるRUBにおいて、パイロットシンボルの分布に偏りがある。
以下では、図8に示すようなパイロットパターンで配置されるRUB内のパイロットシンボルに対し、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロットの構成方法を適用する場合について説明する。
[ゾーン間個別パイロットの構成方法]
本実施の形態では、先ず、MBS SFN伝送でのMBSゾーン端における伝搬路で想定される遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
本実施の形態では、先ず、MBS SFN伝送でのMBSゾーン端における伝搬路で想定される遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
ここで、パイロットブロックは、式(2)を満たすNsc単位でRUBを分割し、分割されたRUB内の各サブブロックに含まれるパイロットシンボルと定義する。式(2)において、Dfは、サブキャリア周波数間隔[Hz]、αは、1以下の所定の正値をとる係数を示す。
このようにして、相関帯域幅Bcに基づいてNscを決定し、Nsc単位でRUBをサブブロックに分割することにより、サブブロック内のサブキャリアは、互いに相関性が比較的高いことが保証される。
ここで、例えば、図8に示すように、RUBにおけるパイロットシンボルの配置が一様でなく、パイロットシンボルの分布に偏りがある場合、式(2)を満たし、かつ、パイロットシンボルの密度が低い領域で、パイロットブロック間の分割がされるようRUB分割を行う。これにより、パイロットシンボルが密集した部分を、ひとつのパイロットブロックに含めることができ、パイロットブロック内におけるパイロットシンボル間の間隔(周波数サブキャリア間隔)をより小さくすることができる。この結果、パイロットブロック内におけるパイロットシンボル間の周波数相関をより高めることができるので、後述のように、パイロットブロック毎に直交コードを重畳することにより、直交コード間の干渉低減とチャネル推定値精度の向上とをより効果的に行うことができる。
図9は、図8に示したパイロットパターンに対し、パイロットシンボルの密度が低い領域で、式(2)を満たすように分割した結果を示す。図9に示す例は、RUBが9つのパイロットブロックに分割された様子を示している。このとき、各パイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数Npbは、RUにおけるパイロットパターンに依存する。
次に、本実施の形態では、同数のパイロットシンボル数を含むパイロットブロックを抽出し、抽出したパイロットグループをグループ化する。なお、以下では、パイロットシンボル数NpbがKとなるグループをパイロットブロックグループPB(K)と表記し、そのグループ内の第n番目のパイロットブロックをPB(K)-nと表記する。
図9に示す例では、PB(2)とPB(4)の2つのPBグループが存在し、PB(2)には、PB(2)-1〜PB(2)-6の6個のパイロットブロックが存在する。また、PB(4)には、PB(4)-1〜PB(4)-3の3個のパイロットブロックが存在する。
このような、各パイロットブロックグループPB(K)に対し、PB(K)に含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長SFとする直交コードを割り当て、それぞれのパイロットブロック内のパイロットシンボルに重畳する。なお、この際、想定されるMBSゾーン間干渉数NIを考慮して、直交コード長SFを決定する。具体的には、想定されるMBSゾーン間干渉数NIに対し、SF≧NI+1を満たすような直交コード長SFを決定する。これにより、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。
例えば、図9において、PBグループPB(4)には、4(Npb=4)個のパイロットシンボルが含まれる。このとき、NI=2の場合は、直交コード長SFとして3又は4を選択すると、想定されるMBSゾーン間干渉数NI=2に対し、SF≧NI+1を満たすので、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。また、PBグループPB(2)には、2(Npb=2)個のパイロットシンボルが含まれるので、想定されるMBSゾーン間干渉数NI=1であれば、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。
[直交コードの重畳方法#1]
次に、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)のパイロットシンボルPPB(Npb)(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。
次に、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)のパイロットシンボルPPB(Npb)(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。
直交コード長SFPB(Npb)の直交コードは、SFPB(Npb)個の種類の直交コード系列を含む。例えば、長さ2(SF=2)の直交コードは、
SF2{1}=[1, 1] ,
SF2{2}=[1, -1]の2種類の直交コード系列を含む。
SF2{1}=[1, 1] ,
SF2{2}=[1, -1]の2種類の直交コード系列を含む。
また、長さ3(SF=3)の直交コードは、SF3{k}[m]=exp[i mφ(k)]で示される3種類の直交コード系列を含む。ここで、φ(1)=0、φ(2)=2π/3、φ(3)=4π/3である。具体的には、長さ3(SF=3)の直交コードは、
SF3{1}=[1, 1, 1] ,
SF3{2}=[exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}=[exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]を含む。
SF3{1}=[1, 1, 1] ,
SF3{2}=[exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}=[exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]を含む。
また、長さ4(SF=4)の直交コードは、
SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,
SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,
SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,
SF4{4}=[1, -1, -1, 1]を含む。
SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,
SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,
SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,
SF4{4}=[1, -1, -1, 1]を含む。
本実施の形態では、互いに近接する第Nz番目のMBSゾーンと第Nz+1番目のMBSゾーンとに対し、異なる直交コード系列をそれぞれ割り当てる。すなわち、第Nz番目のMBSゾーンに対し、SFPB(Npb){j}を割り当て、第Nz+1番目のMBSゾーンに対しSFPB(Npb){k}を割り当てる。ここで、j≠kである。
なお、第Nz番目のMBSゾーンと第Nz+1番目のMBSゾーンとへの直交コード系列の割り当ては、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子(ID:Identifier)に基づいて行う。各MBSゾーンへの直交コード系列の割り当て方法については、後述する。
そして、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、SFPB(Npb){j}[m]×PPB(Npb)-n(m)となるように、SFPB(Npb){j}[m]を重畳する。ここで、SFPB(Npb){j}[m]は、直交コード系列SFPB(Npb){j}におけるm番目の要素をあらわし、m=1、…、Npbである。
なお、割り当てられた直交コード長SFPB(Npb)よりも、第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボル数が多い場合(Nbp>SFPB(Npb))は、直交コードSFPB(Npb){j}の要素を巡回的に生成させてPPB(Npb)-n(m)に重畳する。すなわち、SFPB(Npb){j}[mod(m-1,SFPB(Npb))+1]×PPB(Npb)-n(m)となるように、重畳する。ここで、mod(x,y)はxをyで割ったときの余り(剰余)を行うモジュロー演算子である。
パイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)のmのナンバリングは、例えば、図10に示すように行う。すなわち、サブフレーム内の第1のOFDMシンボルにおいて、まず、パイロットブロック内PB-n(Npb)の小さいサブキャリア番号から大きいサブキャリア番号にスイープしたときに現れるパイロットシンボルに対し、PPB(Npb)-n(1)、PPB(Npb)-n(2)、…、PPB(Npb)-n(k)のように、順次mを付与していく。そして、パイロットブロック内のサブキャリア番号が最大になったら、続く第2のOFDMシンボル以降も、パイロットブロック内で順次サブキャリアをスイープし、PPB(Npb)-n(k+1)、PPB(Npb)-n(k+2)、…のように、順次にmを付与していく。なお、ナンバリングの方法に関しては、特に限定されず、互いに近接するパイロットシンボルの順にナンバリングする手法であればよい。
次に、各MBSゾーンへの直交コード系列の割り当て方法について説明する。
各MBSゾーンへの直交コード系列の割り当ては、MBSゾーン間個別パイロット構成情報(ブロック直交パイロット情報)あるいは、MBS識別子に基づいて行うことができる。以下では、MBS識別子を基に行う場合を詳細に説明する。ここで、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)は、送信されるMBSデータ信号に対する識別情報であり、MBS識別子が同一であれば同一の内容のデータであることを意味するものであり、データのコンテンツの同一性を識別することができる。また、後述する基地局から送信される制御情報には、MBS識別子と、OFDM上のMBSデータへのマッピング配置とは関連づけられて送信されるものである。
このようなMBS識別子に対し、例えば、MBS識別子を4つのグループ#1〜グループ#4に分け、それぞれのグループに異なる直交コード系列を以下のように対応付けることにより行う。
グループ#1:直交コード系列#1(Multiple SFN)
グループ#2:直交コード系列#2(Multiple SFN)
グループ#3:直交コード系列#3(Multiple SFN)
グループ#4:直交コード系列なし(Single SFN)
グループ#1:直交コード系列#1(Multiple SFN)
グループ#2:直交コード系列#2(Multiple SFN)
グループ#3:直交コード系列#3(Multiple SFN)
グループ#4:直交コード系列なし(Single SFN)
そして、それぞれのグループを隣接するMBSゾーンに割り当てる。このようにして、直交コード系列をMBSゾーンに割り当てる場合には、MBS識別子とMBSゾーンとを、1対1に関連付けることができるため(MBSゾーンは異なる複数基地局から同一のコンテンツを送信するため、異なる複数基地局かのMBS識別子も同一となるため)、MBS識別子情報に、MBSゾーン間個別パイロット構成情報(ブロック直交パイロット情報)を含めることができる。例えば、図11に示すように、NビットからなるMBS識別子(M−ID)の上位(あるいは下位)Kビットに対し、MBSゾーン間個別パイロット構成情報を含めて構成させることができる。
図12は、MBSゾーン間の干渉数NI=2を想定する場合に、NビットからなるMBS識別子のうちの2ビット(K=2)に対し、MBSゾーン間個別パイロット構成情報を含める場合の例である。図12に示す例では、例えば、Kビットが「01」のMBS識別子が通知された場合、端末は、ゾーン間個別パイロットを適用し、直交コード系列#1を用いることが分かる。
このようにして、MBS識別子にゾーン間個別パイロット構成情報を含ませる場合、MBS識別子として用いる総数は従来通り変わらずNビットとし、NビットにMBSゾーン間個別パイロット構成情報を含めることができるので、ゾーン間個別パイロット構成情報の明示的な送信が不要となり、制御情報の削減が可能となる。
なお、MBS識別子に代えて、MBSゾーンを識別するMBSゾーン識別子を用いてもよい。また、MBS識別子に代えて、MBSのコンテンツを識別するMBSコンテンツ識別子を用いてもよい。
各MBSに用いる直交コード系列の情報は、制御情報信号に含めて、基地局から端末へ伝送する。端末では、制御情報信号から自ゾーンに割り当てられた直交コード系列の情報を抽出し、当該直交コード系列を用いて、MBSデータ信号受信時のチャネル推定処理を行う。
次に、本実施の形態に係る基地局及び端末の構成について説明する。
図13は、本実施の形態に係る基地局100の要部構成を示す。なお、説明が煩雑になることを避けるために、図13では、本発明と密接に関連する下り回線での送信に係わる構成部を示し、上り回線での受信に係わる構成部の図示及び説明を省略する。
パイロットシンボル生成部110は、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、ゾーン間個別パイロットを生成する。パイロットシンボル生成部110は、パイロットブロック分割部111、ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部112及びブロック直交パイロット重畳部113を備える。
パイロットブロック分割部111は、想定されるMBS SFN伝送における伝搬路の遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、MBS伝送時の最小伝送単位であるRUBを複数のパイロットブロックに分割することで、RUBに含まれるパイロット系列P(m)を分割する。なお、パイロット系列P(m)は、受信側に既知である所定の信号系列である。また、パイロットブロックは、上述したように、式(2)を満たすNsc単位で分割されたRUB内の各サブブロックに含まれるパイロットシンボルである。
ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部112は、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に応じて、隣接するMBSゾーン間で互いにゾーン間干渉を低減することができる直交コード系列を、各パイロットブロックに割り当てる。ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部112は、パイロットブロックごとの直交コード系列を生成し、生成したパイロットブロックごとの直交コード系列を、ブロック直交パイロット重畳部113に出力する。
ブロック直交パイロット重畳部113は、上述の[直交パイロットの重畳方法]に従って、各パイロットブロックに対し、パイロットブロック単位に直交パイロットを重畳し、重畳後のパイロット信号を信号多重部140に出力する。
リソース割当制御部120は、パイロット信号、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号のOFDM上のマッピング配置(OFDMシンボル、周波数サブキャリアの位置情報、データ長)を決定し、決定したマッピング配置の情報を制御情報生成部130及び信号多重部140に出力する。なお、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)によりMBSデータ信号の同一性を識別することができ、MBS識別子と、OFDM上のMBSデータへのマッピング配置とは関連づけられるので、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)から、MBSデータ信号のマッピング配置を割り出す(参照する)ことができる。
制御情報生成部130は、制御情報信号を生成する。具体的には、制御情報生成部130は、パイロット信号、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号のOFDM上のマッピング情報(OFDMシンボル、周波数サブキャリアの位置情報、データ長、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)が含まれる)、送信フォーマット情報(変調多値数、誤り訂正符号化方法、符号化率など)、及びゾーン間個別パイロット構成情報(以下ブロック直交パイロット情報ともよぶ)を含めた制御情報信号を生成する。
信号多重部140は、マッピング情報に基づいて、パイロット信号、データ信号(ユニキャストデータ信号又はMBSデータ信号)、及び制御情報信号をOFDM上にマッピングする。
OFDM変調部150は、OFDM上にマッピングされた周波数領域の信号に対し、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)処理を施すことにより、時間領域の信号に変換し、さらに、ガードインターバルを付加して、送信部160に出力する。
送信部160は、ガードインターバル付加後の時間領域の信号に対して、D/A(Digital to Analog)変換、アップコンバート等の無線送信処理を行った後、無線送信処理後の信号をアンテナを介して各端末に送信する。
図14は、本実施の形態に係る端末200の要部構成を示す。なお、説明が煩雑になることを避けるために、図14では、本発明と密接に関連する下り回線の受信に係わる構成部を示し、上り回線の送信に係わる構成部の図示及び説明を省略する。
受信部210−1,210−2は、基地局から送信された信号を受信し、受信信号に対してダウンコンバート、A/D(Analog to Digital)変換等の無線受信処理を行った後、無線受信処理後の信号をOFDM復調部220−1,220−2に出力する。
OFDM復調部220−1,220−2は、無線受信処理後の信号に対しOFDM復調処理を施し、復調後の信号をリソース割当情報抽出部230、パイロット信号抽出部240、ブロック直交パイロット情報抽出部250及びMBS/ユニキャスト信号抽出部260に出力する。
リソース割当情報抽出部230は、OFDM復調部220−1,220−2から入力される信号から制御情報信号を抽出する。そして、リソース割当情報抽出部230は、制御情報信号に含まれるマッピング情報を、パイロット信号抽出部240及びMBS/ユニキャスト信号抽出部260に出力する。また、リソース割当情報抽出部230は、制御情報信号に含まれる送信フォーマット情報(変調多値数、誤り訂正符号化方法、符号化率など)を復調/復号部280に出力する。さらに、リソース割当情報抽出部230は、制御情報信号に含まれるその他の情報(ブロック直交パイロット情報など)をブロック直交パイロット情報抽出部250に出力する。
パイロット信号抽出部240は、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号と共に送信されるパイロットシンボルを抽出する。なお、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号によって、パイロットシンボルの挿入位置が同一あるいは異なる場合がある。後者の場合、パイロット信号抽出部240は、制御情報信号に含まれるマッピング情報に基づきパイロットシンボルを抽出する。
ブロック直交パイロット情報抽出部250は、MBSゾーン個別にパイロットブロック毎に割り当てた直交コードの割当情報(ブロック直交パイロット情報)を抽出する。または、ブロック直交パイロット情報抽出部250は、MBS識別子に基づいて、ブロック直交パイロット情報を抽出する。
MBS/ユニキャスト信号抽出部260は、制御情報信号に含まれるマッピング情報に基づいて、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号を抽出し、抽出後のMBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号を復調/復号部280に出力する。
チャネル推定部270は、パイロット信号抽出部240から入力されるパイロットシンボル及びブロック直交パイロット情報抽出部250から入力されるブロック直交パイロット情報を用いて、チャネル推定を行い、推定したチャネル推定値を復調/復号部280に出力する。
チャネル推定部270の動作及び内部構成について、図15を用いて説明する。なお、以下では、上述の[直交コードの重畳方法#1]において説明したように、第Nz番目のMBSゾーンにおける、パイロットブロックグループPB(Npb)に、直交コード系列SFPB(Npb){j}が割り当てられた場合を例に説明する。
図15は、チャネル推定部270の内部構成を示す図である。
ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部271は、ブロック直交パイロット情報に基づいて、パイロットブロックグループPB(Npb)毎の直交コード系列SFPB(Npb){j}を生成する。
パイロットブロック分割部272は、抽出されたパイロットシンボル群R(k)を、複数のパイロットブロックPB(Npb)-nに分割し、パイロットブロック毎PB(Npb)-nの受信シンボル群RPB(Npb)-n(m)とする。上述したように、PB(Npb)-nは、パイロットブロックグループPB(Npb)に属する第n番目のパイロットブロックをあらわす。また、m=1、…、Npbである。
送信パイロットシンボル生成部273は、送信される予め既知のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルのレプリカシンボルTPB(Npb)-n(m)を生成する。
ブロック直交パイロット分離部274は、パイロットブロックPB(Npb)-n毎に、割り当てられた直交コード系列SFPB(Npb){j}を基に、複数のMBSゾーンからの信号が重畳されたパイロットシンボルから、所望の(当該端末が受信する)MBSゾーンのパイロット信号の受信品質(SINR:Signal-to-Interference and Noise power Ratio)を高めたチャネル推定値HPB(Npb)-n(w)を算出する。
具体的には、ブロック直交パイロット分離部274は、式(3−1)、式(3−2)を用いて、チャネル推定値HPB(Npb)-n(w)を算出する。なお、式(3−1)及び式(3−2)において、floor(x)は、xを超えない最大の自然数をあらわす。
チャネル推定補間処理部275は、ブロック直交パイロット分離部274で得られたチャネル推定値を用いて、データシンボルに対するチャネル推定値を補間し、データシンボルに対するチャネル推定値を算出する。
このようにして、チャネル推定部270は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて分割されたサブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを、直交コード長とする直交コード系列を、サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を用いて、チャネル推定するようにした。これにより、サブブロック内の周波数相関が高いパイロットシンボルに対し、直交関係を確保するために必要な最小の直交コード長の直交コード系列が重畳されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定することができるので、直交コード長にわたる平均化処理が、周波数相関が高いパイロット間で行われるようになり、高いチャネル推定精度が得られるようになる。
再度図14に戻って、復調/復号部280は、抽出されたMBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号に対し、制御情報信号に含まれる送信フォーマット情報、及び、チャネル推定部270でのチャネル推定結果に基づき復調及び復号処理を行う。
以上のように、本実施の形態では、パイロットシンボル生成部110は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々のサブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のサブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して、パイロット系列を生成するようにした。これにより、サブブロック内の周波数相関が高いパイロットシンボルに対し、直交関係を確保するために必要な最小の直交コード長の直交コード系列が重畳されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定することができるので、直交コード長にわたる平均化処理が、周波数相関が高いパイロット間で行われるようになり、高いチャネル推定精度が得られるようになる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算した。
実施の形態1では、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算した。
そのため、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数が、MBSゾーン干渉数よりも少ない場合、MBSゾーンによって直交コード間干渉の抑圧効果にばらつきが生じる場合がある。
例えば、図9において、パイロットブロックPB(2)では、最大の直交コード長SFPB(2)が2となる。したがって、MBSゾーン間干渉数NI=1の場合、SF≧2となるため、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。一方、MBSゾーン間干渉数NI=2の場合、十分な干渉抑圧効果を得るためには、SF≧3を満たす必要があるが、最大の直交コード長SFPB(2)が2のため、SF≧3を満たさず、十分な干渉抑圧効果がえることが困難となる。この結果、割り当てる直交コードによって、MBSゾーン間で干渉抑圧効果にばらつきが生じ、ワーストケースのMBSゾーンでは、干渉抑圧性能が著しく低下する。
そこで、本実施の形態では、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変するようにした。
[直交コードの重畳方法#2]
以下、本実施の形態における、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nのパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。ここで、m=1、…、Npbである。なお、以下では、PB(2)、NI=2の場合に限定して説明する。
以下、本実施の形態における、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nのパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。ここで、m=1、…、Npbである。なお、以下では、PB(2)、NI=2の場合に限定して説明する。
本実施の形態では、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、互いに近接する第Nz番目〜第Nz+NI番目のMBSゾーンに対し、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに、以下のような直交コード系列SFPB(Npb){j}をそれぞれ割り当てる。
上記式(4−1)及び式(4−2)に従って、直交コードを割り当てることにより、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変するゾーン個別パイロットを得ることができる。すなわち、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列が割り当てられるようになる。
図16は、式(4−1)及び式(4−2)に従って、MBSゾーン#Nz+s(s=0,1,2)において、Nz=1の場合に、各MBSゾーン#Nz+sにおける各パイロットブロックPB(2)-n(n=1,2,3)に対し直交コードを割り当てた例である。
図17を用いて、図9に示したRUBに対し、図16に示したゾーン間個別パイロット構成を適用する場合について考える。NI=2の場合に、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロット構成を適用する場合、PB(4)に対しては、SFPB(4)≧NI+1=3となり十分な干渉抑圧特性が得られる。
一方、PB(4)に対しては、同一の周波数帯域にあるパイロットブロックPB(2)-nに対して、直交コード長が同一でかつパターンが同一の直交コード系列が割り当てられている。図17において、*印が付されたMBSゾーン同士に、直交コード長が同一でかつパターンが同一の直交コード系列が割り当てられている。しかし、直交コード長が同一でかつパターンが同一の直交コード系列が割り当てられた周波数領域は、図17から分かるように、3つのMBSゾーン間に均等に分散されている。
このように、例えば、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列を割り当てることにより、ゾーン間干渉を受ける周波数領域をゾーン間で均等に分散させることができるので、MBSゾーンに依存せずに、干渉電力を平均的に低減することができる。
図18は、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロットの適用効果を説明するための図である。図18において、S1は、MBSゾーン#1に位置する端末における所望信号電力を示し、I2及びI3は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からのそれぞれの干渉電力を示す。
例えば、図9に示すように、PB(2)及びPB(4)にそれぞれ含まれるパイロット数の総数(12個)が等しい場合の干渉電力の大きさについて考える。
ゾーン間共通パイロット構成を適用する場合には、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3のRUBに含まれる48個(=24×2)全てのパイロットシンボルから干渉を受ける。
これに対し、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロット構成を適用する場合には、PB(4)においては、SFPB(4)≧NI+1=3となり十分な干渉抑圧特性が得られ、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からの干渉を受けず、干渉電力の大きさをほぼ0とみなすことができる。
また、PB(2)においては、図16に示したように、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンと同一であり、MBSゾーン#2のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンとは異なるため、MBSゾーン#1は、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に含まれる4個のパイロットシンボルからの干渉を受ける。
同様に、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#2のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5に割り当てられた直交コード系列のパターンと同一であり、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5に割り当てられた直交コード系列のパターンとは異なるため、MBSゾーン#1は、MBSゾーン#2のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5に含まれる4個のパイロットシンボルからの干渉を受ける。
また、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-3及びPB(2)-6では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-3及びPB(2)-6に割り当てられた直交コード系列のパターンと異なるため、MBSゾーン#1は、MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からの干渉を受けず、干渉電力の大きさをほぼ0とみなすことができる。
以上を考慮すると、PB(2)及びPB(4)においては、MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3の各RUBに含まれる総パイロットシンボル数48個のうち、MBSゾーン#1に干渉を与えるパイロットシンボル数が8個となるため、ゾーン間共通パイロット適用時に比べ、他MBSゾーンからの干渉電力Ikを1/6に低減することができるようになる。
以上のように、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変することにより、ゾーン間干渉を分散でき、平均的な干渉抑圧効果を高めることができる。
(実施の形態3)
実施の形態2では、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変にし、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列を割り当てるようにした。
実施の形態2では、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変にし、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列を割り当てるようにした。
しかし、SFPB(Npb)≧NI+1を満たさないパイロットブロックグループPB(Npb)では、一部のMBSゾーン間でMBSゾーン間干渉が残ることになる。例えば、図16に示す例では、パイロットブロックPB(Npb)-1及びPB(Npb)-4において、MBSゾーン#1に割り当てられた直交コード系列のパターンと、MBSゾーン#3に割り当てられた直交コード系列のパターンとが同一となり、ゾーン間干渉が残る。
そこで、本実施の形態では、ゾーン間干渉が残るゾーン間のパイロットシンボルを部分的にインタレース配置とする。
以下、本実施の形態におけるゾーン個別パイロットの構成方法について説明する。なお、直交コードの重畳方法は、実施の形態2と同様とし、説明を省略する。
[ゾーン個別パイロットの構成方法]
以下、図9に示したRUBに対し、本実施の形態におけるゾーン個別パイロットの構成方法を適用する場合を例に説明する。
以下、図9に示したRUBに対し、本実施の形態におけるゾーン個別パイロットの構成方法を適用する場合を例に説明する。
図19は、図9に示したRUBに対し、パイロットシンボルを部分的にインタレースした例である。
図16及び図17に示したように、例えば、PB(2)-1においては、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3とに重複する直交コード系列として、共に[1,1]が割り当てられている。そこで、MBSゾーン#1又はMBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1に含まれるパイロットパターンを、周波数方向、あるいは時間方向に、パイロットブロック内で巡回的なインタレース配置とする。図19は、MBSゾーン#3において、正の時間周波数方向に1つのOFDMシンボル分、パイロット信号を巡回シフトさせた例である。
このようにして、PB(2)-1において同一の周波数及び時間リソースに配置されるパイロットシンボルをMBNSゾーン#1とMBSゾーン#3間で衝突しないようにインタレースすることにより、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3間の干渉を低減することができる。
図20,図21は本実施の形態におけるゾーン間個別パイロットの適用効果を説明するための図である。
図20は、上述したように、ゾーン間でパイロットシンボルをインタレースした場合のパイロットシンボルの電力レベルを示す図である。図20において、横軸は周波数を示し、縦軸は各パイロットシンボルの電力レベルを示す。図20において、βは、パイロットブースティング電力(データシンボル電力に対するパイロットシンボル電力比)である。
図21において、S1は、MBSゾーン#1に位置する端末における所望信号電力を示し、I2及びI3は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からのそれぞれの干渉電力を示す。
例えば、図19に示すように、PB(2)及びPB(4)にそれぞれ含まれるパイロット数の総数(12個)が等しい場合の干渉電力の大きさについて考える。
ゾーン間共通パイロット構成を適用する場合には、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3のRUBに含まれる48個(=24×2)全てのパイロットシンボルから干渉を受ける。
これに対し、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロット構成を適用する場合には、実施の形態2と同様に、PB(4)においては、SFPB(4)≧NI+1=3となり十分な干渉抑圧特性が得られ、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からの干渉を受けず、干渉電力の大きさをほぼ0とみなすことができる。
また、PB(2)においては、図16に示したように、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンと同一である。しかし、実施の形態2とは異なり、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンは同一であるが、図19に示すように、配置されるパイロットシンボルの時間軸方向の位置が、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3とで異なるようにインタレースされる。これにより、パイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4では、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3とでのパイロットシンボルの衝突を避けることができ、パイロットブースディングされた電力分だけ、干渉電力を低減することができる。この結果、他ゾーンからの干渉電力Ikを1/(3β)に低減することができる。上述したように、βは、パイロットブースティング電力であり、β>2以上の場合、実施の形態2よりもさらに高い干渉抑圧効果を得ることができる。
以上のように、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変し、さらに、ゾーン間干渉が残るゾーン間のパイロットシンボルを部分的にインタレース配置とすることにより、実施の形態2に比し、干渉抑圧効果をさらに高めることができる。
次に、本実施の形態に係る基地局及び端末の構成について説明する。
図22は、本実施の形態に係る基地局の要部構成を示す。なお、図22の本実施の形態に係る基地局において、図13と共通する構成部分には、図13と同一の符号を付して説明を省略する。図22の基地局300は、図13の基地局100に対して、リソース割当制御部120に代えてリソース割当制御部320を備え、パイロットブロックインタレース制御部310を更に追加した構成を採る。
パイロットブロックインタレース制御部310は、MBS識別子(あるいはブロック直交パイロット情報)sと、パイロットグループにおけるパイロットブロック番号nを基にインタレース配置を行うパイロットブロックを決定し、その情報をリソース割当制御部320に出力する。
具体的には、パイロットブロックインタレース制御部310は、mod(n-s,SFPB(Npb)+1)≠0 の場合に更に、mod(n-s, SFPB(Npb)+1)=1あるいは2となる第Nz+s番目のMBSゾーンのパイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおいて、部分的なインタレース配置を行うと決定する。これにより、mod(n-s,SFPB(Npb)+1)≠0 の場合に、ブロック直交パイロット重畳部113によって、同一のSFPB(Npb){1}が重畳されたパイロットシンボルが、時間軸方向にインタレースされ、異なる時間リソースに配置されるようになるので、干渉電力を低減することができるようになる。
なお、パイロットブロックインタレース制御部310におけるインタレース方法は、上述の方法に限られず、他の方法を用いてもよく、パイロットブロックインタレース制御部310は、同一のSFPB(Npb){1}が重畳されたパイロットシンボルを、MBSゾーン間でインタレースすればよい。
リソース割当制御部320は、リソース割当制御部120の処理に加え、インタレース配置を行うパイロットブロックの情報に基づき、パイロットブロックに対するインタレース配置制御を更に追加して行う。
図23は、本実施の形態に係る端末の要部構成を示す。なお、図23の本実施の形態に係る端末において、図14と共通する構成部分には、図14と同一の符号を付して説明を省略する。図23の端末400は、図14の端末200に対して、ブロック直交パイロット情報抽出部250及びパイロット信号抽出部240に代えて、ブロック直交パイロット情報抽出部410及びパイロット信号抽出部420を備える。
ブロック直交パイロット情報抽出部410は、ブロック直交パイロット情報抽出部250の処理に加え、パイロットブロックインタレース制御部310と同様に、MBS識別子(あるいはブロック直交パイロット情報)sと、パイロットグループにおけるパイロットブロック番号nを基にインタレース配置されたパイロットブロックを特定し、その情報をパイロット信号抽出部420に出力する。
パイロット信号抽出部420は、パイロット信号抽出部240の処理に加え、インタレース配置されたパイロットブロックの情報に基づきパイロットシンボルを抽出する。
以上のように、本実施の形態によれば、MBSゾーン間で同じ周波数帯域に割り当てられたサブブロックにおいて、同一の直交コード系列が乗算されたパイロットシンボルをMBSゾーン間でインタレースするようにした。これにより、同一の周波数及び時間リソースに配置されるパイロットシンボルが、MBNSゾーン間で衝突しないようになるため、MBSゾーン間干渉を低減することができるようになる。
(実施の形態4)
実施の形態1から実施の形態3では、MBS伝送が単一のサブフレームを用いて送信される場合について説明した。
実施の形態1から実施の形態3では、MBS伝送が単一のサブフレームを用いて送信される場合について説明した。
本実施の形態では、MBS伝送が複数のサブフレームを用いて送信される場合においても、干渉抑圧特性向上を図ることができるゾーン間個別パイロット構成について説明する。
[ゾーン間個別パイロット構成方法]
図24に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図24は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図24に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図24は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図24に示すように、本実施の形態でも、上述の各実施の形態と同様に、想定されるMBS SFN伝送における伝搬路において想定されるMBSゾーン端での遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
そして、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数帯域にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを割り当て、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数帯域にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに、直交コード系列を重畳する。
すなわち、パイロットブロックグループPB(2)に対し、サブフレーム#1のパイロットブロックPB(Npb)-n及びこれに連続するサブフレーム#2のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに、より長い直交コード長の直交コードを割り当てる。
図25は、図24に示した時間的に連続する2つのサブフレームごとに、直交コードを割り当てた例である。図25に示す例は、実施の形態1と同様に、サブフレーム#1のPB(2)に含まれるパイロットブロックに対して、長さ2(SF=2)の直交コードを割り当てている。さらに、本実施の形態では、サブフレーム#1及び#2のPB(2)に含まれるパイロットブロックに対して、長さ4(SF=4)の直交コード(Walshコード)を割り当てている。
また、図25に示す例では、さらに、サブフレーム#3以降も連続してリソース割り当てされた場合に、サブフレーム#1及び#2で割り当てた直交コードを2サブフレーム周期で繰り返し割り当てている。
なお、さらにサブフレーム#3以降も連続してリソース割当された場合は、サブフレーム#1及び#2で割り当てた直交コードをMBSゾーン間で、2サブフレーム周期で可変して割り当てるようにしてもよい。図26に、2サブフレーム周期で可変して割り当てた場合の直交コード割当の例を示す。
また、パイロットブロックグループPB(2)のパイロットブロック毎に、MBSゾーン個別の直交コード割当を可変するようにしてもよい。
[直交コードの重畳方法#4]
第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
このようにして、サブフレーム#1のパイロットブロックPB(Npb)-n及びこれに連続するサブフレーム#2のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに対して、より長い直交コード長の直交コードを割り当てることにより、MBSゾーン間の干渉抑圧効果を更に高めることができる。
[直交コードの重畳方法#4−1]
[直交コードの重畳方法#4]と同様に、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
[直交コードの重畳方法#4]と同様に、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
さらに、パイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)への直交コード系列を次のように割り当てる。なお、以下では、PB(2)、NI=2の場合に限定して説明する。
具体的には、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、お互いに近接する第Nz番目〜第Nz+NI番目のMBSゾーン(MBS識別子)に対し、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに、以下のような直交コード系列SFPB(Npb){j}をそれぞれ割り当てる。
なお、SFPB(2Npb)=4の場合、SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,SF4{4}=[1, -1, -1, 1]を、上記式(5−1)〜式(5−3)に従って、パイロットブロックPB(Npb)-nに割り当てる。
図27A、図27B、図27Cは、それぞれ、図24に示したRUB内のパイロットブロックPB(2)-1、PB(2)-2、PB(2)-3に対し直交コードを割り当てた例を示す。
なお、PB(2)-4以降に対してもMBSゾーン間で同様に巡回的に可変して割り当てを行う。このようにして、直交コードを割り当てることにより、奇数個のサブフレームのRUBがMBSデータ伝送のリソース割当の単位とされた場合においても、実施の形態2と同様に、MBSゾーン間干渉の影響をMBSゾーン間で均一化させることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、MBS伝送が複数のサブフレームを用いて送信される場合に、チャネル推定精度を更に向上することができるゾーン間個別パイロット構成について説明する。
本実施の形態では、MBS伝送が複数のサブフレームを用いて送信される場合に、チャネル推定精度を更に向上することができるゾーン間個別パイロット構成について説明する。
[ゾーン間個別パイロット構成方法]
図28に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図28は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図28に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図28は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図28に示すように、本実施の形態でも、上述の各実施の形態と同様に、想定されるMBS SFN伝送における伝搬路で想定されるMBSゾーン端での遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
そして、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数位置にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを割り当て、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数位置にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに、直交コード系列を重畳する。
[直交コードの重畳方法#5]
2つ以上の連続したサブフレームに対し、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨り、直交コードを割り当てる。すなわち、第k番目のサブフレームにおける、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)−nにおけるパイロットシンボルPPB(Npb)-n k(m)に対し、パイロットブロック内のパイロットシンボル数Npbの2倍の長さ以下の直交コードSFPB(2Npb)を割り当てる。ここで、m=1,…,Npbである。
2つ以上の連続したサブフレームに対し、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨り、直交コードを割り当てる。すなわち、第k番目のサブフレームにおける、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)−nにおけるパイロットシンボルPPB(Npb)-n k(m)に対し、パイロットブロック内のパイロットシンボル数Npbの2倍の長さ以下の直交コードSFPB(2Npb)を割り当てる。ここで、m=1,…,Npbである。
本実施の形態では、パイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)への直交コード系列を次のように割り当てる。なお、以下では、PB(2)、NI=2、SFPB(2Npb)=3の直交コードを割り当てた場合について説明する。
ここで、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、お互いに近接する第Nz番目〜第Nz+NI番目のMBSゾーン(MBS識別子)に対し,パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに、以下のような直交コード系列SFPB(Npb){j}をそれぞれ割り当て、パイロットシンボルに重畳する。
すなわち、第Nz+s番目(s=0,1,2)のMBSゾーン(MBSゾーン#Nz+s)に対し、式(6−1)に従って、直交コードを割り当てる。
ここで、p(1)=0, p(2)=2π/3, p(3)=4π/3である。
図29は、図28に示したRUB内のパイロットブロックグループPB(2)のうち、サブフレーム#1のパイロットブロックPB(Npb)-n及びそれに連続するサブフレーム#2のパイロットブロックPB(Npb)-nに対し、直交コードを割り当てた例を示す。
このようにして、直交コード系列を順次巡回させて時間的に連続するサブフレームに跨りかつ同じ周波数帯域に割り当てられたサブブロック(同一の周波数位置にあるパイロットブロック)に含まれるパイロットシンボルに乗算することにより、直交コードの平均化処理を複数のサブフレームに跨っておこなうことができるので、パイロットブロック内の端に位置するパイロットシンボルを用いたチャネル推定精度を向上することができる。
なお、パイロットブロック内のパイロットシンボル数が、割り当てられた直交コードの直交コード長の整数倍でない場合においても、同様にして、後続するサブフレームのパイロットブロックに対し直交コードを連続的に重畳することにより、パイロットブロック内のサブフレーム端に位置するパイロットシンボルを用いたチャネル推定制度を向上させることができる。
以上の説明では、MBS伝送が、複数M個のリソースユニットから構成されるリソースユニットブロック(RUB:Resource Unit Block)を最小単位に伝送されるものとして説明するが、これに限定されるものではない。例えば、MBS伝送に割当られてリソースを一つの単位として、本発明を適用しても良く、同様な効果が得られる。
なお、上記実施の形態ではアンテナとして説明したが、本発明はアンテナポート(antenna port)でも同様に適用できる。
アンテナポートとは、1本または複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも1本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。
例えば3GPP LTEにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なる参照信号(Reference signal)を送信できる最小単位として規定されている。
また、アンテナポートはプリコーディングベクトル(Precoding vector)の重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記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チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSI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よい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、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よい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2009年3月31日出願の特願2009−086519に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法は、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができ、MBSを適用した無線通信システムにおける基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法等として有用である。
100,300 基地局
110 パイロットシンボル生成部
111,272 パイロットブロック分割部
112,271 ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部
113 ブロック直交パイロット重畳部
120,320 リソース割当制御部
130 制御情報生成部
140 信号多重部
150 OFDM変調部
160 送信部
200,400 端末
210−1,210−2 受信部
220−1,220−2 OFDM復調部
230 リソース割当情報抽出部
240,420 パイロット信号抽出部
250,410 ブロック直交パイロット情報抽出部
260 MBS/ユニキャスト信号抽出部
270 チャネル推定部
273 送信パイロットシンボル生成部
274 ブロック直交パイロット分離部
275 チャネル推定補間処理部
280 復調/復号部
310 パイロットブロックインタレース制御部
110 パイロットシンボル生成部
111,272 パイロットブロック分割部
112,271 ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部
113 ブロック直交パイロット重畳部
120,320 リソース割当制御部
130 制御情報生成部
140 信号多重部
150 OFDM変調部
160 送信部
200,400 端末
210−1,210−2 受信部
220−1,220−2 OFDM復調部
230 リソース割当情報抽出部
240,420 パイロット信号抽出部
250,410 ブロック直交パイロット情報抽出部
260 MBS/ユニキャスト信号抽出部
270 チャネル推定部
273 送信パイロットシンボル生成部
274 ブロック直交パイロット分離部
275 チャネル推定補間処理部
280 復調/復号部
310 パイロットブロックインタレース制御部
本発明は、MBS(Multicast and Broadcast Service)を適用した無線通信システムにおける基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法に関する。
近年、種々の無線通信システム(ex. 3GPP, WiMAX)において、MBS(Multicast and Broadcast Service)の適用が進められている。MBSにおけるコンテンツとして、ストリーミング(streaming)配信等が挙げられるが、今後、更なる大容量化と高品質化とが求められている。
MBSにおける高品質化技術の一つとしてSFN(Single Frequency Network)伝送が用いられている。SFN伝送は、MBSゾーン内の複数基地局装置(BS:Base Station、以下「基地局」と略記する)が同期して、同一のコンテンツを同一の物理フォーマットで送信することにより、セルエッジにおいてもマクロ・ダイバーシチ効果によって、端末装置(MS:Mobile Station、以下「端末」と略記する)における受信品質を高めることができる。このようなSFN伝送をひとつの単位として形成するゾーンを以下MBSゾーンと呼ぶ。
IEEE802.16mにおける標準化等では、このようなMBSゾーンをさらに複数用いる(以下「マルチMBSゾーン」という)ことが検討されている。図1は、マルチMBSゾーンの概念図を示す。マルチMBSゾーンにおいて、それぞれのMBSゾーンに、同一の周波数及び時間リソースを割り当てる場合、端末は、MBSゾーン間干渉を受けることになる。この場合、MBSゾーン端に近い端末ほど、他のMBSゾーンからより多くの干渉を受けることとなる。
マルチMBSゾーンにおいて、各MBSゾーンでの端末におけるチャネル推定精度の改善を図るために、MBSゾーン個別(specific)パイロットが検討されている。MBSゾーン個別パイロットでは、MBSゾーン内における複数のBSから送信されるパイロットには同一のパイロット信号(同一のパイロットパターン)を用い、MBSゾーン間では、互いに異なるパイロット信号(異なるパイロットパターン)を用いる。これにより、チャネル推定のために埋め込まれたパイロット信号(あるいはリファレンス信号とも呼ばれる)のゾーン間干渉を低減することができるので、自ゾーンのMBSデータ信号に対するチャネル推定精度が改善され、MBS受信性能の改善が図られる。
OFDM変調を用いた場合のデータ信号とパイロット信号のマッピングパターン(図2参照)を用いて、MBSゾーン個別パイロットについて説明する。なお、図2は、データ信号とパイロット信号のマッピングとして、FDM(Frequency Division Multiplexing)を用いてデータ信号とパイロット信号とを多重した場合のOFDM信号構成を示すが、多重化方法はFDMに限定されず、TDM(Time Division Multiplexing)、CDM(code Division Multiplexing)等の他の多重化方法による多重化が可能である。
[1]ゾーン間インタレースパイロット構成
図3に、ゾーン間インタレースパイロット構成の一例を示す。図3は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位(以下、リソースユニット(RU:Resource Unit)と呼ぶ)を示している。
図3に、ゾーン間インタレースパイロット構成の一例を示す。図3は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位(以下、リソースユニット(RU:Resource Unit)と呼ぶ)を示している。
ゾーン間インタレースパイロット構成は、データシンボルに対して高い電力で送信されるパイロットシンボルの配置をMBSゾーン#1,MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3間で異なる配置とする。すなわち、ゾーン間でパイロットシンボルが、同一の時間及び周波数リソースに配置されないようにする。
図3は、第k番目のMBSゾーン(MBSゾーン#k)において、RU内で、正の時間軸方向に(k−1)OFDMシンボルだけパイロットシンボルが巡回シフトされている例を示している。ゾーン間インタレースパイロット構成では、伝搬路の変動状況(時間/周波数相関)に依存せずに、一定のゾーン間干渉抑圧効果が得られる。一方、パイロット密度が高い場合、データへの干渉の影響が大きくなり、受信性能が劣化する要因となる。
[2]ゾーン間直交パイロット構成
図4に、ゾーン間直交パイロット構成の一例を示す。図3と同様に、図4は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位であるRUを示している。
図4に、ゾーン間直交パイロット構成の一例を示す。図3と同様に、図4は、図2に示したOFDM信号構成のうち、部分的なサブキャリア及びOFDMシンボルで構成される基本単位であるRUを示している。
ゾーン間直交パイロット構成では、パイロット信号にゾーン個別の直交コードを重畳する。すなわち、パイロット系列P(m)に対し、第k番目のMBSゾーン(MBSゾーン#k)における直交コード長Nの直交コード系列SFN{k}を乗算し、Qk(m)=P(m)SFN{k}[m]とすることにより、パイロット信号にゾーン個別の直交コードを重畳する。
ここで、SFN{k}[m]は、直交コード系列SFN{k}におけるm番目の要素をあらわす。また、m=1、…、Npであり、Npは、パイロットシンボル数を示す。
例えば、直交コード長N=3の場合、直交コード系列は、SF3{k}[m]=exp[i mφ(k)]であらわされる。なお、exp[x]は自然対数の底eに対する指数関数exponentialである。また、iは、虚数単位をあらわす。ここで、直交コード系列SF3{k}[m]=exp[i mφ(k)]において、φ(1)=0、φ(2)=2π/3、φ(3)=4π/3である。
すなわち、MBSゾーン#1〜#3に対し、以下のような直交コードが割り当てられる。
SF3{1}= [1, 1, 1] ,
SF3{2}= [exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}= [exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]
SF3{1}= [1, 1, 1] ,
SF3{2}= [exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}= [exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]
端末においては、複数のMBSゾーンからの、直交コードが乗算されたパイロットシンボルが重畳して受信される。ここで、Qk(m)に対する受信シンボルをR(m)とした場合、式(1)のような直交コード長にわたる平均化処理(逆拡散処理)を行うことで、ゾーン間干渉が抑圧されたチャネル推定値H(w)を算出することができる。
例えば、直交コード長Nの場合の場合、式(1)を用いて、最大(N−1)個のゾーン間干渉を抑圧したチャネル推定値H(w)を算出することができる。なお、式(1)において、w=1、…、Np-2であり、Prep(m)はパイロット系列P(m)のレプリカ信号である。また、floor(x)は、xを超えない最大の自然数をあらわす。
このように、チャネル推定値H(w)の算出では、直交コード長にわたる平均化処理が行われるため、ゾーン間直交パイロット構成では、パイロット間の周波数相関が高い場合、高いゾーン間干渉抑圧効果が得られる。一方、パイロット間の周波数相関が低い場合、直交コード間で干渉し合うため、ゾーン間干渉の抑圧効果が低減する。また、直交コード長にわたる平均化処理が行われるため、チャネル推定精度が大きく劣化する。
MBS SFN伝送時は、MBSゾーン内の複数の基地局からのパスが合成された伝搬路となるため、遅延スプレッドがユニキャスト時に比べ大きくなり、その結果、相対的に周波数相関が低くなる。このようなMBS SFN伝搬路に対し、ゾーン個別パイロットとして、直交パイロットを適用すると、ゾーン間干渉が大きい場合には、高い干渉抑圧効果を示す一方、ゾーン間干渉が比較的小さい場合には、直交コード長にわたるパイロットシンボルの平均化処理に起因するチャネル推定精度の劣化の影響により、ゾーン個別パイロットとしてインタレースパイロットを適用する場合と受信特性が逆転する現象(ゾーン間の干渉量よりも、直交パイロット間の符号間干渉量が大きくなることに起因する受信特性の劣化現象)が生じる。
図5に、パイロットパターンとして、図3及び図4に示すゾーン個別パイロットを用いた場合のシミュレーション結果の一例を示す。なお、図5に示すシミュレーション結果は、MBS SFNの伝搬路モデルとして、非特許文献1に記載のパスモデルを用いた場合の結果である。
図5に示すシミュレーション結果をまとめると、図6のようになる。図6は、ゾーン間の干渉量ΔIをパラメータとし、直交パイロット構成及びインタレースパイロット構成を用いた場合のBLER(Block Error Rate)の比較結果である。図5から、ゾーン間の干渉量ΔIにより、ゾーン間直交パイロット構成とゾーン間インタレースパイロット構成との受信特性が逆転する現象が現れることが分かる。
IEEE802.16m C80216m_09/0089r2,"Performance comparison of Constellation Rearrangement and Bit Rearrangement",
このように、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路において、MBSゾーン個別パイロットとして、ゾーン間直交パイロットを適用しても、高いゾーン間干渉抑圧特性を得つつ、かつ、高いチャネル推定精度とを確保することができるとは限らない。
本発明の目的は、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができる基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法を提供することである。
本発明の基地局装置は、伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して、パイロット系列を生成するパイロットシンボル生成手段と、前記生成されたパイロット系列を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の端末装置は、伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を受信する受信手段と、前記パイロット系列を用いてチャネル推定するチャネル推定手段と、を具備する構成を採る。
本発明のパイロット送信方法は、伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算し、前記直交コード系列が乗算されたパイロットシンボルを送信するようにした。
本発明のチャネル推定方法は、伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を受信し、前記パイロット系列を用いてチャネル推定するようにした。
本発明によれば、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明者らは、MBS伝搬路で想定される周波数サブキャリア間の相関性と、MBS伝送の最小伝送単位(OFDM上でリソース割当されるリソースの単位)におけるパイロットシンボルの分布に偏りがあることに着目し、本発明をするに至った。なお、以下では、マルチキャリア伝送方式としてOFDM変調方式を用いる場合を例に説明する。
また、以下の説明では、複数のOFDMシンボルからなるサブフレーム中における特定のサブキャリア数からなるリソース割当の最小単位をリソースユニット(RU:Resource Unit)と定義する。
また、以下の説明では、複数(M個)のRUから構成されるリソースユニットブロック(RUB:Resource Unit Block)を最小単位としてMBS伝送されるとして説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、MBS伝送の最小伝送単位となるリソースユニットブロックRUBを、所定のサブキャリア間隔毎に複数のサブブロックに分割する。そして、各サブブロック内に含まれる複数のパイロットシンボルからなるパイロットブロックに対し、パイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを重畳する。
本実施の形態では、MBS伝送の最小伝送単位となるリソースユニットブロックRUBを、所定のサブキャリア間隔毎に複数のサブブロックに分割する。そして、各サブブロック内に含まれる複数のパイロットシンボルからなるパイロットブロックに対し、パイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを重畳する。
図7は、RUが、6OFDMシンボル、18サブキャリアから構成される例を示す。図7に示すように、RU内には、パイロットシンボル(図中、網掛け四角)及びデータシンボル(図中、白抜き四角)が含まれる。パイロットシンボルは、予め既知のシンボルパターンで送信され、受信側におけるチャネル推定(回線推定)に用いられる。
図8に、MBS伝送の最小伝送単位となるRUBの一例を示す。図8は、RUBが4(M=4)個のRUから構成される例である。図8に示されるように、MBS伝送の最小伝送単位であるRUBにおいて、パイロットシンボルの分布に偏りがある。
以下では、図8に示すようなパイロットパターンで配置されるRUB内のパイロットシンボルに対し、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロットの構成方法を適用する場合について説明する。
[ゾーン間個別パイロットの構成方法]
本実施の形態では、先ず、MBS SFN伝送でのMBSゾーン端における伝搬路で想定される遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
本実施の形態では、先ず、MBS SFN伝送でのMBSゾーン端における伝搬路で想定される遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
ここで、パイロットブロックは、式(2)を満たすNsc単位でRUBを分割し、分割されたRUB内の各サブブロックに含まれるパイロットシンボルと定義する。式(2)において、Dfは、サブキャリア周波数間隔[Hz]、αは、1以下の所定の正値をとる係数を示す。
このようにして、相関帯域幅Bcに基づいてNscを決定し、Nsc単位でRUBをサブブロックに分割することにより、サブブロック内のサブキャリアは、互いに相関性が比較的高いことが保証される。
ここで、例えば、図8に示すように、RUBにおけるパイロットシンボルの配置が一様でなく、パイロットシンボルの分布に偏りがある場合、式(2)を満たし、かつ、パイロットシンボルの密度が低い領域で、パイロットブロック間の分割がされるようRUB分割を行う。これにより、パイロットシンボルが密集した部分を、ひとつのパイロットブロックに含めることができ、パイロットブロック内におけるパイロットシンボル間の間隔(周波数サブキャリア間隔)をより小さくすることができる。この結果、パイロットブロック内におけるパイロットシンボル間の周波数相関をより高めることができるので、後述のように、パイロットブロック毎に直交コードを重畳することにより、直交コード間の干渉低減とチャネル推定値精度の向上とをより効果的に行うことができる。
図9は、図8に示したパイロットパターンに対し、パイロットシンボルの密度が低い領域で、式(2)を満たすように分割した結果を示す。図9に示す例は、RUBが9つのパイロットブロックに分割された様子を示している。このとき、各パイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数Npbは、RUにおけるパイロットパターンに依存する。
次に、本実施の形態では、同数のパイロットシンボル数を含むパイロットブロックを抽出し、抽出したパイロットグループをグループ化する。なお、以下では、パイロットシンボル数NpbがKとなるグループをパイロットブロックグループPB(K)と表記し、そのグループ内の第n番目のパイロットブロックをPB(K)-nと表記する。
図9に示す例では、PB(2)とPB(4)の2つのPBグループが存在し、PB(2)には、PB(2)-1〜PB(2)-6の6個のパイロットブロックが存在する。また、PB(4)には、PB(4)-1〜PB(4)-3の3個のパイロットブロックが存在する。
このような、各パイロットブロックグループPB(K)に対し、PB(K)に含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長SFとする直交コードを割り当て、それぞれのパイロットブロック内のパイロットシンボルに重畳する。なお、この際、想定されるMBSゾーン間干渉数NIを考慮して、直交コード長SFを決定する。具体的には、想定されるMBSゾーン間干渉数NIに対し、SF≧NI+1を満たすような直交コード長SFを決定する。これにより、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。
例えば、図9において、PBグループPB(4)には、4(Npb=4)個のパイロットシンボルが含まれる。このとき、NI=2の場合は、直交コード長SFとして3又は4を選択すると、想定されるMBSゾーン間干渉数NI=2に対し、SF≧NI+1を満たすので、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。また、PBグループPB(2)には、2(Npb=2)個のパイロットシンボルが含まれるので、想定されるMBSゾーン間干渉数NI=1であれば、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。
[直交コードの重畳方法#1]
次に、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)のパイロットシンボルPPB(Npb)(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。
次に、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)のパイロットシンボルPPB(Npb)(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。
直交コード長SFPB(Npb)の直交コードは、SFPB(Npb)個の種類の直交コード系列を含む。例えば、長さ2(SF=2)の直交コードは、
SF2{1}=[1, 1] ,
SF2{2}=[1, -1]
の2種類の直交コード系列を含む。
SF2{1}=[1, 1] ,
SF2{2}=[1, -1]
の2種類の直交コード系列を含む。
また、長さ3(SF=3)の直交コードは、SF3{k}[m]=exp[i mφ(k)]で示される3種類の直交コード系列を含む。ここで、φ(1)=0、φ(2)=2π/3、φ(3)=4π/3である。具体的には、長さ3(SF=3)の直交コードは、
SF3{1}=[1, 1, 1] ,
SF3{2}=[exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}=[exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]
を含む。
SF3{1}=[1, 1, 1] ,
SF3{2}=[exp(i 2π/3), exp{i 2(2π/3)}, exp{i 3(2π/3)} ] ,
SF3{3}=[exp(i 4π/3), exp{i 2(4π/3)}, exp{i 3(4π/3)} ]
を含む。
また、長さ4(SF=4)の直交コードは、
SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,
SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,
SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,
SF4{4}=[1, -1, -1, 1]
を含む。
SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,
SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,
SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,
SF4{4}=[1, -1, -1, 1]
を含む。
本実施の形態では、互いに近接する第Nz番目のMBSゾーンと第Nz+1番目のMBSゾーンとに対し、異なる直交コード系列をそれぞれ割り当てる。すなわち、第Nz番目のMBSゾーンに対し、SFPB(Npb){j}を割り当て、第Nz+1番目のMBSゾーンに対しSFPB(Npb){k}を割り当てる。ここで、j≠kである。
なお、第Nz番目のMBSゾーンと第Nz+1番目のMBSゾーンとへの直交コード系列の割り当ては、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子(ID:Identifier)に基づいて行う。各MBSゾーンへの直交コード系列の割り当て方法については、後述する。
そして、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、SFPB(Npb){j}[m]×PPB(Npb)-n(m)となるように、SFPB(Npb){j}[m]を重畳する。ここで、SFPB(Npb){j}[m]は、直交コード系列SFPB(Npb){j}におけるm番目の要素をあらわし、m=1、…、Npbである。
なお、割り当てられた直交コード長SFPB(Npb)よりも、第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボル数が多い場合(Nbp>SFPB(Npb))は、直交コードSFPB(Npb){j}の要素を巡回的に生成させてPPB(Npb)-n(m)に重畳する。すなわち、SFPB(Npb){j}[mod(m-1,SFPB(Npb))+1]×PPB(Npb)-n(m)となるように、重畳する。ここで、mod(x,y)はxをyで割ったときの余り(剰余)を行うモジュロー演算子である。
パイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)のmのナンバリングは、例えば、図10に示すように行う。すなわち、サブフレーム内の第1のOFDMシンボルにおいて、まず、パイロットブロック内PB-n(Npb)の小さいサブキャリア番号から大きいサブキャリア番号にスイープしたときに現れるパイロットシンボルに対し、PPB(Npb)-n(1)、PPB(Npb)-n(2)、…、PPB(Npb)-n(k)のように、順次mを付与していく。そして、パイロットブロック内のサブキャリア番号が最大になったら、続く第2のOFDMシンボル以降も、パイロットブロック内で順次サブキャリアをスイープし、PPB(Npb)-n(k+1)、PPB(Npb)-n(k+2)、…のように、順次にmを付与していく。なお、ナンバリングの方法に関しては、特に限定されず、互いに近接するパイロットシンボルの順にナンバリングする手法であればよい。
次に、各MBSゾーンへの直交コード系列の割り当て方法について説明する。
各MBSゾーンへの直交コード系列の割り当ては、MBSゾーン間個別パイロット構成情報(ブロック直交パイロット情報)あるいは、MBS識別子に基づいて行うことができる。以下では、MBS識別子を基に行う場合を詳細に説明する。ここで、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)は、送信されるMBSデータ信号に対する識別情報であり、MBS識別子が同一であれば同一の内容のデータであることを意味するものであり、データのコンテンツの同一性を識別することができる。また、後述する基地局から送信される制御情報には、MBS識別子と、OFDM上のMBSデータへのマッピング配置とは関連づけられて送信されるものである。
このようなMBS識別子に対し、例えば、MBS識別子を4つのグループ#1〜グループ#4に分け、それぞれのグループに異なる直交コード系列を以下のように対応付けることにより行う。
グループ#1:直交コード系列#1(Multiple SFN)
グループ#2:直交コード系列#2(Multiple SFN)
グループ#3:直交コード系列#3(Multiple SFN)
グループ#4:直交コード系列なし(Single SFN)
グループ#1:直交コード系列#1(Multiple SFN)
グループ#2:直交コード系列#2(Multiple SFN)
グループ#3:直交コード系列#3(Multiple SFN)
グループ#4:直交コード系列なし(Single SFN)
そして、それぞれのグループを隣接するMBSゾーンに割り当てる。このようにして、直交コード系列をMBSゾーンに割り当てる場合には、MBS識別子とMBSゾーンとを、1対1に関連付けることができるため(MBSゾーンは異なる複数基地局から同一のコンテンツを送信するため、異なる複数基地局かのMBS識別子も同一となるため)、MBS識別子情報に、MBSゾーン間個別パイロット構成情報(ブロック直交パイロット情報)を含めることができる。例えば、図11に示すように、NビットからなるMBS識別子(M−ID)の上位(あるいは下位)Kビットに対し、MBSゾーン間個別パイロット構成情報を含めて構成させることができる。
図12は、MBSゾーン間の干渉数NI=2を想定する場合に、NビットからなるMBS識別子のうちの2ビット(K=2)に対し、MBSゾーン間個別パイロット構成情報を含める場合の例である。図12に示す例では、例えば、Kビットが「01」のMBS識別子が通知された場合、端末は、ゾーン間個別パイロットを適用し、直交コード系列#1を用いることが分かる。
このようにして、MBS識別子にゾーン間個別パイロット構成情報を含ませる場合、MBS識別子として用いる総数は従来通り変わらずNビットとし、NビットにMBSゾーン間個別パイロット構成情報を含めることができるので、ゾーン間個別パイロット構成情報の明示的な送信が不要となり、制御情報の削減が可能となる。
なお、MBS識別子に代えて、MBSゾーンを識別するMBSゾーン識別子を用いてもよい。また、MBS識別子に代えて、MBSのコンテンツを識別するMBSコンテンツ識別子を用いてもよい。
各MBSに用いる直交コード系列の情報は、制御情報信号に含めて、基地局から端末へ伝送する。端末では、制御情報信号から自ゾーンに割り当てられた直交コード系列の情報を抽出し、当該直交コード系列を用いて、MBSデータ信号受信時のチャネル推定処理を行う。
次に、本実施の形態に係る基地局及び端末の構成について説明する。
図13は、本実施の形態に係る基地局100の要部構成を示す。なお、説明が煩雑になることを避けるために、図13では、本発明と密接に関連する下り回線での送信に係わる構成部を示し、上り回線での受信に係わる構成部の図示及び説明を省略する。
パイロットシンボル生成部110は、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、ゾーン間個別パイロットを生成する。パイロットシンボル生成部110は、パイロットブロック分割部111、ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部112及びブロック直交パイロット重畳部113を備える。
パイロットブロック分割部111は、想定されるMBS SFN伝送における伝搬路の遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、MBS伝送時の最小伝送単位であるRUBを複数のパイロットブロックに分割することで、RUBに含まれるパイロット系列P(m)を分割する。なお、パイロット系列P(m)は、受信側に既知である所定の信号系列である。また、パイロットブロックは、上述したように、式(2)を満たすNsc単位で分割されたRUB内の各サブブロックに含まれるパイロットシンボルである。
ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部112は、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に応じて、隣接するMBSゾーン間で互いにゾーン間干渉を低減することができる直交コード系列を、各パイロットブロックに割り当てる。ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部112は、パイロットブロックごとの直交コード系列を生成し、生成したパイロットブロックごとの直交コード系列を、ブロック直交パイロット重畳部113に出力する。
ブロック直交パイロット重畳部113は、上述の[直交パイロットの重畳方法]に従って、各パイロットブロックに対し、パイロットブロック単位に直交パイロットを重畳し、重畳後のパイロット信号を信号多重部140に出力する。
リソース割当制御部120は、パイロット信号、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号のOFDM上のマッピング配置(OFDMシンボル、周波数サブキャリアの位置情報、データ長)を決定し、決定したマッピング配置の情報を制御情報生成部130及び信号多重部140に出力する。なお、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)によりMBSデータ信号の同一性を識別することができ、MBS識別子と、OFDM上のMBSデータへのマッピング配置とは関連づけられるので、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)から、MBSデータ信号のマッピング配置を割り出す(参照する)ことができる。
制御情報生成部130は、制御情報信号を生成する。具体的には、制御情報生成部130は、パイロット信号、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号のOFDM上のマッピング情報(OFDMシンボル、周波数サブキャリアの位置情報、データ長、MBS識別子(あるいはマルチキャスト識別情報)が含まれる)、送信フォーマット情報(変調多値数、誤り訂正符号化方法、符号化率など)、及びゾーン間個別パイロット構成情報(以下ブロック直交パイロット情報ともよぶ)を含めた制御情報信号を生成する。
信号多重部140は、マッピング情報に基づいて、パイロット信号、データ信号(ユニキャストデータ信号又はMBSデータ信号)、及び制御情報信号をOFDM上にマッピングする。
OFDM変調部150は、OFDM上にマッピングされた周波数領域の信号に対し、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)処理を施すことにより、時間領域の信号に変換し、さらに、ガードインターバルを付加して、送信部160に出力する。
送信部160は、ガードインターバル付加後の時間領域の信号に対して、D/A(Digital to Analog)変換、アップコンバート等の無線送信処理を行った後、無線送信処理後の信号をアンテナを介して各端末に送信する。
図14は、本実施の形態に係る端末200の要部構成を示す。なお、説明が煩雑になることを避けるために、図14では、本発明と密接に関連する下り回線の受信に係わる構成部を示し、上り回線の送信に係わる構成部の図示及び説明を省略する。
受信部210−1,210−2は、基地局から送信された信号を受信し、受信信号に対してダウンコンバート、A/D(Analog to Digital)変換等の無線受信処理を行った後、無線受信処理後の信号をOFDM復調部220−1,220−2に出力する。
OFDM復調部220−1,220−2は、無線受信処理後の信号に対しOFDM復調処理を施し、復調後の信号をリソース割当情報抽出部230、パイロット信号抽出部240、ブロック直交パイロット情報抽出部250及びMBS/ユニキャスト信号抽出部260に出力する。
リソース割当情報抽出部230は、OFDM復調部220−1,220−2から入力される信号から制御情報信号を抽出する。そして、リソース割当情報抽出部230は、制御情報信号に含まれるマッピング情報を、パイロット信号抽出部240及びMBS/ユニキャスト信号抽出部260に出力する。また、リソース割当情報抽出部230は、制御情報信号に含まれる送信フォーマット情報(変調多値数、誤り訂正符号化方法、符号化率など)を復調/復号部280に出力する。さらに、リソース割当情報抽出部230は、制御情報信号に含まれるその他の情報(ブロック直交パイロット情報など)をブロック直交パイロット情報抽出部250に出力する。
パイロット信号抽出部240は、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号と共に送信されるパイロットシンボルを抽出する。なお、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号によって、パイロットシンボルの挿入位置が同一あるいは異なる場合がある。後者の場合、パイロット信号抽出部240は、制御情報信号に含まれるマッピング情報に基づきパイロットシンボルを抽出する。
ブロック直交パイロット情報抽出部250は、MBSゾーン個別にパイロットブロック毎に割り当てた直交コードの割当情報(ブロック直交パイロット情報)を抽出する。または、ブロック直交パイロット情報抽出部250は、MBS識別子に基づいて、ブロック直交パイロット情報を抽出する。
MBS/ユニキャスト信号抽出部260は、制御情報信号に含まれるマッピング情報に基づいて、MBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号を抽出し、抽出後のMBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号を復調/復号部280に出力する。
チャネル推定部270は、パイロット信号抽出部240から入力されるパイロットシンボル及びブロック直交パイロット情報抽出部250から入力されるブロック直交パイロット情報を用いて、チャネル推定を行い、推定したチャネル推定値を復調/復号部280に出力する。
チャネル推定部270の動作及び内部構成について、図15を用いて説明する。なお、以下では、上述の[直交コードの重畳方法#1]において説明したように、第Nz番目のMBSゾーンにおける、パイロットブロックグループPB(Npb)に、直交コード系列SFPB(Npb){j}が割り当てられた場合を例に説明する。
図15は、チャネル推定部270の内部構成を示す図である。
ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部271は、ブロック直交パイロット情報に基づいて、パイロットブロックグループPB(Npb)毎の直交コード系列SFPB(Npb){j}を生成する。
パイロットブロック分割部272は、抽出されたパイロットシンボル群R(k)を、複数のパイロットブロックPB(Npb)-nに分割し、パイロットブロック毎PB(Npb)-nの受信シンボル群RPB(Npb)-n(m)とする。上述したように、PB(Npb)-nは、パイロットブロックグループPB(Npb)に属する第n番目のパイロットブロックをあらわす。また、m=1、…、Npbである。
送信パイロットシンボル生成部273は、送信される予め既知のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルのレプリカシンボルTPB(Npb)-n(m)を生成する。
ブロック直交パイロット分離部274は、パイロットブロックPB(Npb)-n毎に、割り当てられた直交コード系列SFPB(Npb){j}を基に、複数のMBSゾーンからの信号が重畳されたパイロットシンボルから、所望の(当該端末が受信する)MBSゾーンのパイロット信号の受信品質(SINR:Signal-to-Interference and Noise power Ratio)を高めたチャネル推定値HPB(Npb)-n(w)を算出する。
具体的には、ブロック直交パイロット分離部274は、式(3−1)、式(3−2)を用いて、チャネル推定値HPB(Npb)-n(w)を算出する。なお、式(3−1)及び式(3−2)において、floor(x)は、xを超えない最大の自然数をあらわす。
チャネル推定補間処理部275は、ブロック直交パイロット分離部274で得られたチャネル推定値を用いて、データシンボルに対するチャネル推定値を補間し、データシンボルに対するチャネル推定値を算出する。
このようにして、チャネル推定部270は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて分割されたサブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを、直交コード長とする直交コード系列を、サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を用いて、チャネル推定するようにした。これにより、サブブロック内の周波数相関が高いパイロットシンボルに対し、直交関係を確保するために必要な最小の直交コード長の直交コード系列が重畳されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定することができるので、直交コード長にわたる平均化処理が、周波数相関が高いパイロット間で行われるようになり、高いチャネル推定精度が得られるようになる。
再度図14に戻って、復調/復号部280は、抽出されたMBSデータ信号あるいはユニキャストデータ信号に対し、制御情報信号に含まれる送信フォーマット情報、及び、チャネル推定部270でのチャネル推定結果に基づき復調及び復号処理を行う。
以上のように、本実施の形態では、パイロットシンボル生成部110は、MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々のサブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のサブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して、パイロット系列を生成するようにした。これにより、サブブロック内の周波数相関が高いパイロットシンボルに対し、直交関係を確保するために必要な最小の直交コード長の直交コード系列が重畳されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定することができるので、直交コード長にわたる平均化処理が、周波数相関が高いパイロット間で行われるようになり、高いチャネル推定精度が得られるようになる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算した。
実施の形態1では、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さを直交コード長とする直交コード系列を、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算した。
そのため、各々のパイロットブロックに含まれるパイロットシンボル数が、MBSゾーン干渉数よりも少ない場合、MBSゾーンによって直交コード間干渉の抑圧効果にばらつきが生じる場合がある。
例えば、図9において、パイロットブロックPB(2)では、最大の直交コード長SFPB(2)が2となる。したがって、MBSゾーン間干渉数NI=1の場合、SF≧2となるため、十分な干渉抑圧効果を得ることができる。一方、MBSゾーン間干渉数NI=2の場合、十分な干渉抑圧効果を得るためには、SF≧3を満たす必要があるが、最大の直交コード長SFPB(2)が2のため、SF≧3を満たさず、十分な干渉抑圧効果がえることが困難となる。この結果、割り当てる直交コードによって、MBSゾーン間で干渉抑圧効果にばらつきが生じ、ワーストケースのMBSゾーンでは、干渉抑圧性能が著しく低下する。
そこで、本実施の形態では、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変するようにした。
[直交コードの重畳方法#2]
以下、本実施の形態における、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nのパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。ここで、m=1、…、Npbである。なお、以下では、PB(2)、NI=2の場合に限定して説明する。
以下、本実施の形態における、パイロットブロック内のパイロットシンボルへの直交コードの重畳方法について説明する。以下では、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nのパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、直交コード長SFPB(Npb)の直交コードが割り当てられた場合を例に説明する。ここで、m=1、…、Npbである。なお、以下では、PB(2)、NI=2の場合に限定して説明する。
本実施の形態では、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、互いに近接する第Nz番目〜第Nz+NI番目のMBSゾーンに対し、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに、以下のような直交コード系列SFPB(Npb){j}をそれぞれ割り当てる。
上記式(4−1)及び式(4−2)に従って、直交コードを割り当てることにより、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変するゾーン個別パイロットを得ることができる。すなわち、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列が割り当てられるようになる。
図16は、式(4−1)及び式(4−2)に従って、MBSゾーン#Nz+s(s=0,1,2)において、Nz=1の場合に、各MBSゾーン#Nz+sにおける各パイロットブロックPB(2)-n(n=1,2,3)に対し直交コードを割り当てた例である。
図17を用いて、図9に示したRUBに対し、図16に示したゾーン間個別パイロット構成を適用する場合について考える。NI=2の場合に、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロット構成を適用する場合、PB(4)に対しては、SFPB(4)≧NI+1=3となり十分な干渉抑圧特性が得られる。
一方、PB(4)に対しては、同一の周波数帯域にあるパイロットブロックPB(2)-nに対して、直交コード長が同一でかつパターンが同一の直交コード系列が割り当てられている。図17において、*印が付されたMBSゾーン同士に、直交コード長が同一でかつパターンが同一の直交コード系列が割り当てられている。しかし、直交コード長が同一でかつパターンが同一の直交コード系列が割り当てられた周波数領域は、図17から分かるように、3つのMBSゾーン間に均等に分散されている。
このように、例えば、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列を割り当てることにより、ゾーン間干渉を受ける周波数領域をゾーン間で均等に分散させることができるので、MBSゾーンに依存せずに、干渉電力を平均的に低減することができる。
図18は、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロットの適用効果を説明するための図である。図18において、S1は、MBSゾーン#1に位置する端末における所望信号電力を示し、I2及びI3は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からのそれぞれの干渉電力を示す。
例えば、図9に示すように、PB(2)及びPB(4)にそれぞれ含まれるパイロット数の総数(12個)が等しい場合の干渉電力の大きさについて考える。
ゾーン間共通パイロット構成を適用する場合には、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3のRUBに含まれる48個(=24×2)全てのパイロットシンボルから干渉を受ける。
これに対し、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロット構成を適用する場合には、PB(4)においては、SFPB(4)≧NI+1=3となり十分な干渉抑圧特性が得られ、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からの干渉を受けず、干渉電力の大きさをほぼ0とみなすことができる。
また、PB(2)においては、図16に示したように、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンと同一であり、MBSゾーン#2のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンとは異なるため、MBSゾーン#1は、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に含まれる4個のパイロットシンボルからの干渉を受ける。
同様に、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#2のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5に割り当てられた直交コード系列のパターンと同一であり、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5に割り当てられた直交コード系列のパターンとは異なるため、MBSゾーン#1は、MBSゾーン#2のパイロットブロックPB(2)-2及びPB(2)-5に含まれる4個のパイロットシンボルからの干渉を受ける。
また、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-3及びPB(2)-6では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-3及びPB(2)-6に割り当てられた直交コード系列のパターンと異なるため、MBSゾーン#1は、MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からの干渉を受けず、干渉電力の大きさをほぼ0とみなすことができる。
以上を考慮すると、PB(2)及びPB(4)においては、MBSゾーン#2及びMBSゾーン#3の各RUBに含まれる総パイロットシンボル数48個のうち、MBSゾーン#1に干渉を与えるパイロットシンボル数が8個となるため、ゾーン間共通パイロット適用時に比べ、他MBSゾーンからの干渉電力Ikを1/6に低減することができるようになる。
以上のように、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変することにより、ゾーン間干渉を分散でき、平均的な干渉抑圧効果を高めることができる。
(実施の形態3)
実施の形態2では、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変にし、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列を割り当てるようにした。
実施の形態2では、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変にし、周波数方向に隣り合うパイロットブロックPB(Npb)-nとパイロットブロックPB(Npb)-(n+1)に、直交コード長が同一でかつパターンが異なる直交コード系列を割り当てるようにした。
しかし、SFPB(Npb)≧NI+1を満たさないパイロットブロックグループPB(Npb)では、一部のMBSゾーン間でMBSゾーン間干渉が残ることになる。例えば、図16に示す例では、パイロットブロックPB(Npb)-1及びPB(Npb)-4において、MBSゾーン#1に割り当てられた直交コード系列のパターンと、MBSゾーン#3に割り当てられた直交コード系列のパターンとが同一となり、ゾーン間干渉が残る。
そこで、本実施の形態では、ゾーン間干渉が残るゾーン間のパイロットシンボルを部分的にインタレース配置とする。
以下、本実施の形態におけるゾーン個別パイロットの構成方法について説明する。なお、直交コードの重畳方法は、実施の形態2と同様とし、説明を省略する。
[ゾーン個別パイロットの構成方法]
以下、図9に示したRUBに対し、本実施の形態におけるゾーン個別パイロットの構成方法を適用する場合を例に説明する。
以下、図9に示したRUBに対し、本実施の形態におけるゾーン個別パイロットの構成方法を適用する場合を例に説明する。
図19は、図9に示したRUBに対し、パイロットシンボルを部分的にインタレースした例である。
図16及び図17に示したように、例えば、PB(2)-1においては、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3とに重複する直交コード系列として、共に[1,1]が割り当てられている。そこで、MBSゾーン#1又はMBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1に含まれるパイロットパターンを、周波数方向、あるいは時間方向に、パイロットブロック内で巡回的なインタレース配置とする。図19は、MBSゾーン#3において、正の時間周波数方向に1つのOFDMシンボル分、パイロット信号を巡回シフトさせた例である。
このようにして、PB(2)-1において同一の周波数及び時間リソースに配置されるパイロットシンボルをMBNSゾーン#1とMBSゾーン#3間で衝突しないようにインタレースすることにより、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3間の干渉を低減することができる。
図20,図21は本実施の形態におけるゾーン間個別パイロットの適用効果を説明するための図である。
図20は、上述したように、ゾーン間でパイロットシンボルをインタレースした場合のパイロットシンボルの電力レベルを示す図である。図20において、横軸は周波数を示し、縦軸は各パイロットシンボルの電力レベルを示す。図20において、βは、パイロットブースティング電力(データシンボル電力に対するパイロットシンボル電力比)である。
図21において、S1は、MBSゾーン#1に位置する端末における所望信号電力を示し、I2及びI3は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からのそれぞれの干渉電力を示す。
例えば、図19に示すように、PB(2)及びPB(4)にそれぞれ含まれるパイロット数の総数(12個)が等しい場合の干渉電力の大きさについて考える。
ゾーン間共通パイロット構成を適用する場合には、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3のRUBに含まれる48個(=24×2)全てのパイロットシンボルから干渉を受ける。
これに対し、本実施の形態におけるゾーン間個別パイロット構成を適用する場合には、実施の形態2と同様に、PB(4)においては、SFPB(4)≧NI+1=3となり十分な干渉抑圧特性が得られ、MBSゾーン#1は、隣接するMBSゾーン#2及びMBSゾーン#3からの干渉を受けず、干渉電力の大きさをほぼ0とみなすことができる。
また、PB(2)においては、図16に示したように、MBSゾーン#1のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4では、割り当てられた直交コード系列のパターンが、MBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンと同一である。しかし、実施の形態2とは異なり、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3のパイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4に割り当てられた直交コード系列のパターンは同一であるが、図19に示すように、配置されるパイロットシンボルの時間軸方向の位置が、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3とで異なるようにインタレースされる。これにより、パイロットブロックPB(2)-1及びPB(2)-4では、MBSゾーン#1とMBSゾーン#3とでのパイロットシンボルの衝突を避けることができ、パイロットブースディングされた電力分だけ、干渉電力を低減することができる。この結果、他ゾーンからの干渉電力Ikを1/(3β)に低減することができる。上述したように、βは、パイロットブースティング電力であり、β>2以上の場合、実施の形態2よりもさらに高い干渉抑圧効果を得ることができる。
以上のように、直交コードの割当を、周波数方向のパイロットブロック毎に可変し、さらに、ゾーン間干渉が残るゾーン間のパイロットシンボルを部分的にインタレース配置とすることにより、実施の形態2に比し、干渉抑圧効果をさらに高めることができる。
次に、本実施の形態に係る基地局及び端末の構成について説明する。
図22は、本実施の形態に係る基地局の要部構成を示す。なお、図22の本実施の形態に係る基地局において、図13と共通する構成部分には、図13と同一の符号を付して説明を省略する。図22の基地局300は、図13の基地局100に対して、リソース割当制御部120に代えてリソース割当制御部320を備え、パイロットブロックインタレース制御部310を更に追加した構成を採る。
パイロットブロックインタレース制御部310は、MBS識別子(あるいはブロック直交パイロット情報)sと、パイロットグループにおけるパイロットブロック番号nを基にインタレース配置を行うパイロットブロックを決定し、その情報をリソース割当制御部320に出力する。
具体的には、パイロットブロックインタレース制御部310は、mod(n-s,SFPB(Npb)+1)≠0 の場合に更に、mod(n-s, SFPB(Npb)+1)=1あるいは2となる第Nz+s番目のMBSゾーンのパイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおいて、部分的なインタレース配置を行うと決定する。これにより、mod(n-s,SFPB(Npb)+1)≠0 の場合に、ブロック直交パイロット重畳部113によって、同一のSFPB(Npb){1}が重畳されたパイロットシンボルが、時間軸方向にインタレースされ、異なる時間リソースに配置されるようになるので、干渉電力を低減することができるようになる。
なお、パイロットブロックインタレース制御部310におけるインタレース方法は、上述の方法に限られず、他の方法を用いてもよく、パイロットブロックインタレース制御部310は、同一のSFPB(Npb){1}が重畳されたパイロットシンボルを、MBSゾーン間でインタレースすればよい。
リソース割当制御部320は、リソース割当制御部120の処理に加え、インタレース配置を行うパイロットブロックの情報に基づき、パイロットブロックに対するインタレース配置制御を更に追加して行う。
図23は、本実施の形態に係る端末の要部構成を示す。なお、図23の本実施の形態に係る端末において、図14と共通する構成部分には、図14と同一の符号を付して説明を省略する。図23の端末400は、図14の端末200に対して、ブロック直交パイロット情報抽出部250及びパイロット信号抽出部240に代えて、ブロック直交パイロット情報抽出部410及びパイロット信号抽出部420を備える。
ブロック直交パイロット情報抽出部410は、ブロック直交パイロット情報抽出部250の処理に加え、パイロットブロックインタレース制御部310と同様に、MBS識別子(あるいはブロック直交パイロット情報)sと、パイロットグループにおけるパイロットブロック番号nを基にインタレース配置されたパイロットブロックを特定し、その情報をパイロット信号抽出部420に出力する。
パイロット信号抽出部420は、パイロット信号抽出部240の処理に加え、インタレース配置されたパイロットブロックの情報に基づきパイロットシンボルを抽出する。
以上のように、本実施の形態によれば、MBSゾーン間で同じ周波数帯域に割り当てられたサブブロックにおいて、同一の直交コード系列が乗算されたパイロットシンボルをMBSゾーン間でインタレースするようにした。これにより、同一の周波数及び時間リソースに配置されるパイロットシンボルが、MBNSゾーン間で衝突しないようになるため、MBSゾーン間干渉を低減することができるようになる。
(実施の形態4)
実施の形態1から実施の形態3では、MBS伝送が単一のサブフレームを用いて送信される場合について説明した。
実施の形態1から実施の形態3では、MBS伝送が単一のサブフレームを用いて送信される場合について説明した。
本実施の形態では、MBS伝送が複数のサブフレームを用いて送信される場合においても、干渉抑圧特性向上を図ることができるゾーン間個別パイロット構成について説明する。
[ゾーン間個別パイロット構成方法]
図24に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図24は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図24に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図24は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図24に示すように、本実施の形態でも、上述の各実施の形態と同様に、想定されるMBS SFN伝送における伝搬路において想定されるMBSゾーン端での遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
そして、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数帯域にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを割り当て、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数帯域にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに、直交コード系列を重畳する。
すなわち、パイロットブロックグループPB(2)に対し、サブフレーム#1のパイロットブロックPB(Npb)-n及びこれに連続するサブフレーム#2のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに、より長い直交コード長の直交コードを割り当てる。
図25は、図24に示した時間的に連続する2つのサブフレームごとに、直交コードを割り当てた例である。図25に示す例は、実施の形態1と同様に、サブフレーム#1のPB(2)に含まれるパイロットブロックに対して、長さ2(SF=2)の直交コードを割り当てている。さらに、本実施の形態では、サブフレーム#1及び#2のPB(2)に含まれるパイロットブロックに対して、長さ4(SF=4)の直交コード(Walshコード)を割り当てている。
また、図25に示す例では、さらに、サブフレーム#3以降も連続してリソース割り当てされた場合に、サブフレーム#1及び#2で割り当てた直交コードを2サブフレーム周期で繰り返し割り当てている。
なお、さらにサブフレーム#3以降も連続してリソース割当された場合は、サブフレーム#1及び#2で割り当てた直交コードをMBSゾーン間で、2サブフレーム周期で可変して割り当てるようにしてもよい。図26に、2サブフレーム周期で可変して割り当てた場合の直交コード割当の例を示す。
また、パイロットブロックグループPB(2)のパイロットブロック毎に、MBSゾーン個別の直交コード割当を可変するようにしてもよい。
[直交コードの重畳方法#4]
第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
このようにして、サブフレーム#1のパイロットブロックPB(Npb)-n及びこれに連続するサブフレーム#2のパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに対して、より長い直交コード長の直交コードを割り当てることにより、MBSゾーン間の干渉抑圧効果を更に高めることができる。
[直交コードの重畳方法#4−1]
[直交コードの重畳方法#4]と同様に、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
[直交コードの重畳方法#4]と同様に、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続したサブフレームを単位に、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨る直交コードを割り当てる。すなわち、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nにおける、第2k―1番目及び第2k番目の2つの連続サブフレームに跨るパイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)に対し、パイロットシンボル数2Npbに応じた直交コード長SFPB(2Npb)の直交コードを割り当てる。ここで、m=1、…、2Npbである。また、k=1、…、Nsfである。なお、Nsfは、MBSリソース割り当てされたサブフレーム数である。
さらに、パイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)への直交コード系列を次のように割り当てる。なお、以下では、PB(2)、NI=2の場合に限定して説明する。
具体的には、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、お互いに近接する第Nz番目〜第Nz+NI番目のMBSゾーン(MBS識別子)に対し、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに、以下のような直交コード系列SFPB(Npb){j}をそれぞれ割り当てる。
なお、SFPB(2Npb)=4の場合、
SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,
SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,
SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,
SF4{4}=[1, -1, -1, 1]
を、上記式(5−1)〜式(5−3)に従って、パイロットブロックPB(Npb)-nに割り当てる。
SF4{1}=[1, 1 , 1, 1] ,
SF4{2}=[1, 1, -1, -1] ,
SF4{3}=[1, -1, 1, -1] ,
SF4{4}=[1, -1, -1, 1]
を、上記式(5−1)〜式(5−3)に従って、パイロットブロックPB(Npb)-nに割り当てる。
図27A、図27B、図27Cは、それぞれ、図24に示したRUB内のパイロットブロックPB(2)-1、PB(2)-2、PB(2)-3に対し直交コードを割り当てた例を示す。
なお、PB(2)-4以降に対してもMBSゾーン間で同様に巡回的に可変して割り当てを行う。このようにして、直交コードを割り当てることにより、奇数個のサブフレームのRUBがMBSデータ伝送のリソース割当の単位とされた場合においても、実施の形態2と同様に、MBSゾーン間干渉の影響をMBSゾーン間で均一化させることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、MBS伝送が複数のサブフレームを用いて送信される場合に、チャネル推定精度を更に向上することができるゾーン間個別パイロット構成について説明する。
本実施の形態では、MBS伝送が複数のサブフレームを用いて送信される場合に、チャネル推定精度を更に向上することができるゾーン間個別パイロット構成について説明する。
[ゾーン間個別パイロット構成方法]
図28に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図28は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図28に、本実施の形態におけるRUBの一例を示す。図28は、2つのサブフレームをMBS伝送時のリソース割当の単位とする場合の例である。
図28に示すように、本実施の形態でも、上述の各実施の形態と同様に、想定されるMBS SFN伝送における伝搬路で想定されるMBSゾーン端での遅延スプレッドから算出される相関帯域幅Bc[Hz]を基に、RUBに分散して配置されるパイロットシンボルを、複数のパイロットブロックに分割する。
そして、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数位置にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さの直交コードを割り当て、時間的に連続するサブフレーム#1及びサブフレーム#2に跨り、かつ、同一の周波数位置にあるパイロットブロックPB(Npb)-nに含まれるパイロットシンボルに、直交コード系列を重畳する。
[直交コードの重畳方法#5]
2つ以上の連続したサブフレームに対し、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨り、直交コードを割り当てる。すなわち、第k番目のサブフレームにおける、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)−nにおけるパイロットシンボルPPB(Npb)-n k(m)に対し、パイロットブロック内のパイロットシンボル数Npbの2倍の長さ以下の直交コードSFPB(2Npb)を割り当てる。ここで、m=1,…,Npbである。
2つ以上の連続したサブフレームに対し、同一の周波数位置にあるパイロットブロックに跨り、直交コードを割り当てる。すなわち、第k番目のサブフレームにおける、パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)−nにおけるパイロットシンボルPPB(Npb)-n k(m)に対し、パイロットブロック内のパイロットシンボル数Npbの2倍の長さ以下の直交コードSFPB(2Npb)を割り当てる。ここで、m=1,…,Npbである。
本実施の形態では、パイロットシンボルPPB(Npb)-n(m)への直交コード系列を次のように割り当てる。なお、以下では、PB(2)、NI=2、SFPB(2Npb)=3の直交コードを割り当てた場合について説明する。
ここで、ブロック直交パイロット情報あるいはMBS識別子に基づいて、お互いに近接する第Nz番目〜第Nz+NI番目のMBSゾーン(MBS識別子)に対し,パイロットブロックグループPB(Npb)の第n番目のパイロットブロックPB(Npb)-nに、以下のような直交コード系列SFPB(Npb){j}をそれぞれ割り当て、パイロットシンボルに重畳する。
すなわち、第Nz+s番目(s=0,1,2)のMBSゾーン(MBSゾーン#Nz+s)に対し、式(6−1)に従って、直交コードを割り当てる。
ここで、p(1)=0, p(2)=2π/3, p(3)=4π/3である。
図29は、図28に示したRUB内のパイロットブロックグループPB(2)のうち、サブフレーム#1のパイロットブロックPB(Npb)-n及びそれに連続するサブフレーム#2のパイロットブロックPB(Npb)-nに対し、直交コードを割り当てた例を示す。
このようにして、直交コード系列を順次巡回させて時間的に連続するサブフレームに跨りかつ同じ周波数帯域に割り当てられたサブブロック(同一の周波数位置にあるパイロットブロック)に含まれるパイロットシンボルに乗算することにより、直交コードの平均化処理を複数のサブフレームに跨っておこなうことができるので、パイロットブロック内の端に位置するパイロットシンボルを用いたチャネル推定精度を向上することができる。
なお、パイロットブロック内のパイロットシンボル数が、割り当てられた直交コードの直交コード長の整数倍でない場合においても、同様にして、後続するサブフレームのパイロットブロックに対し直交コードを連続的に重畳することにより、パイロットブロック内のサブフレーム端に位置するパイロットシンボルを用いたチャネル推定制度を向上させることができる。
以上の説明では、MBS伝送が、複数M個のリソースユニットから構成されるリソースユニットブロック(RUB:Resource Unit Block)を最小単位に伝送されるものとして説明するが、これに限定されるものではない。例えば、MBS伝送に割当られてリソースを一つの単位として、本発明を適用しても良く、同様な効果が得られる。
なお、上記実施の形態ではアンテナとして説明したが、本発明はアンテナポート(antenna port)でも同様に適用できる。
アンテナポートとは、1本または複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも1本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。
例えば3GPP LTEにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なる参照信号(Reference signal)を送信できる最小単位として規定されている。
また、アンテナポートはプリコーディングベクトル(Precoding vector)の重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記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チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSI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よい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、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よい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2009年3月31日出願の特願2009−086519に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法は、MBS SFN伝送時のように周波数相関の低い伝搬路においても、高いゾーン間干渉抑圧特性が得られ、かつ、高いチャネル推定精度を確保することができ、MBSを適用した無線通信システムにおける基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法等として有用である。
100,300 基地局
110 パイロットシンボル生成部
111,272 パイロットブロック分割部
112,271 ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部
113 ブロック直交パイロット重畳部
120,320 リソース割当制御部
130 制御情報生成部
140 信号多重部
150 OFDM変調部
160 送信部
200,400 端末
210−1,210−2 受信部
220−1,220−2 OFDM復調部
230 リソース割当情報抽出部
240,420 パイロット信号抽出部
250,410 ブロック直交パイロット情報抽出部
260 MBS/ユニキャスト信号抽出部
270 チャネル推定部
273 送信パイロットシンボル生成部
274 ブロック直交パイロット分離部
275 チャネル推定補間処理部
280 復調/復号部
310 パイロットブロックインタレース制御部
110 パイロットシンボル生成部
111,272 パイロットブロック分割部
112,271 ゾーン個別パイロットブロック直交コード生成部
113 ブロック直交パイロット重畳部
120,320 リソース割当制御部
130 制御情報生成部
140 信号多重部
150 OFDM変調部
160 送信部
200,400 端末
210−1,210−2 受信部
220−1,220−2 OFDM復調部
230 リソース割当情報抽出部
240,420 パイロット信号抽出部
250,410 ブロック直交パイロット情報抽出部
260 MBS/ユニキャスト信号抽出部
270 チャネル推定部
273 送信パイロットシンボル生成部
274 ブロック直交パイロット分離部
275 チャネル推定補間処理部
280 復調/復号部
310 パイロットブロックインタレース制御部
Claims (12)
- MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して、パイロット系列を生成するパイロットシンボル生成手段と、
前記生成されたパイロット系列を送信する送信手段と、
を具備する基地局装置。 - 前記直交コード系列の割り当ては、MBS識別子に基づいて決定される、
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記直交コード系列の割り当ては、MBSゾーン間個別パイロット構成情報に基づいて決定される、
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記パイロットシンボル生成手段は、
第1のサブブロックと、前記第1のサブブロックに周波数方向において最も近くかつサブブロックに含まれるパイロットシンボル数が前記第1のサブブロックと同じ第2のサブブロックとに、前記コード長が同一でかつパターンが異なる前記直交コード系列を乗算する、
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記MBSゾーン間で同じ周波数帯域に割り当てられた前記サブブロックにおいて、同一の前記直交コード系列が乗算されたパイロットシンボルを前記MBSゾーン間でインタレース配置とするインタレース手段、を具備する、
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記パイロットシンボル生成手段は、
時間的に連続する前記最小リソース単位に跨りかつ同じ周波数帯域に割り当てられた前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数の合計に応じた長さを前記コード長とする直交コード系列を、前記時間的に連続する前記最小リソース単位に跨りかつ同じ周波数帯域に割り当てられた前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算する、
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記パイロットシンボル生成手段は、
前記直交コード系列を順次巡回させて前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算する、
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記パイロットシンボル生成手段は、
前記直交コード系列を順次巡回させて前記時間的に連続する前記最小リソース単位に跨りかつ同じ周波数帯域に割り当てられた前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算する、
請求項6に記載の基地局装置。 - 前記直交コード系列は、Walsh直交コード系列である、
請求項6に記載の基地局装置。 - MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を受信する受信手段と、
前記パイロット系列を用いてチャネル推定するチャネル推定手段と、
を具備する端末装置。 - MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算し、
前記直交コード系列が乗算されたパイロットシンボルを送信する、
パイロット送信方法。 - MBSゾーン内の伝搬路の遅延スプレッドに応じた相関帯域幅に基づいて、MBS伝送時のリソース割当の最小単位である最小リソース単位を複数のサブブロックに分割し、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボル数に応じた長さをコード長とする直交コード系列を、各々の前記サブブロックに含まれるパイロットシンボルに乗算して生成されたパイロット系列を受信し、
前記パイロット系列を用いてチャネル推定する、
チャネル推定方法。
Applications Claiming Priority (3)
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JP2009086519 | 2009-03-31 | ||
JP2009086519 | 2009-03-31 | ||
PCT/JP2010/002231 WO2010113456A1 (ja) | 2009-03-31 | 2010-03-29 | 基地局装置、端末装置、パイロット送信方法及びチャネル推定方法 |
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