KR20120004553A

KR20120004553A - 무선 통신 장치 및 파일럿 심볼 전송 방법

Info

Publication number: KR20120004553A
Application number: KR1020117029160A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 니시오; 아쯔시 마쯔모토
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2012-01-12
Also published as: EP3429119B1; EP3429119A1; CN105577344A; WO2005015797A1; KR20120043140A; JPWO2005015797A1; US20170078068A1; KR101160136B1; EP2560316A3; JP4663807B2; EP2560315A2; KR20060083967A; JP2010268500A; RU2006104116A; JP2012010419A; EP1643669A1; EP2560315B1; BRPI0413502A; KR20110098957A; KR101160135B1

Abstract

파일럿 심볼의 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없고, 피드백 정보로 인한 회선 용량에의 영향을 최소한으로 억제할 수 있는 무선 통신 장치를 개시한다. 이 장치에 있어서, 지연 분산 측정부(272)는, 수신 신호를 이용하여 지연 프로파일을 작성하고, 지연파의 분산을 나타내는 지연 분산을 측정한다. 이동 속도 추정부(274)는, 파일럿 심볼의 수신 전력의 변동에 기초하여 해당 파일럿 심볼을 송신한 이동국 장치의 이동 속도를 추정한다. 타셀 간섭 측정부(276)는, 파일럿 심볼을 이용하여, 자장치가 속하는 셀 이외의 셀에 있어서 전송되고 있는 신호에 의한 타셀 간섭을 측정한다. 파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 지연 분산, 이동 속도, 및 타셀 간섭에 따라, 프레임 내의 파일럿 심볼의 배치가 최적이 되는 파일럿 패턴을 선택하여 파일럿 패턴 정보를 생성한다.

Description

무선 통신 장치 및 파일럿 심볼 전송 방법{RADIO COMMUNICATION APPARATUS AND PILOT SYMBOL TRANSMISSION METHOD}

본 발명은, 무선 통신 장치 및 파일럿 심볼(pilot-symbol) 전송 방법에 관한 것으로서, 특히, 사용자 마다 개별 파일럿 심볼이 전송되는 무선 통신 시스템에 있어서 이용되는 무선 통신 장치 및 파일럿 심볼 전송 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에 있어서는, 전파환경이 시시각각 변동하기 때문에, 신호의 수신측은, 수신 신호에 대해서 전파환경의 영향을 보정할 필요가 있다. 그래서, 무선 통신 시스템에 있어서 전송되는 신호에는, 일반적으로 기지(旣知)의 파일럿 심볼이 포함되어 있다. 신호의 수신측은, 파일럿 심볼의 왜곡 상태를 채널 추정으로 구하여, 이 결과를 이용하여 정보를 포함하는 데이터 심볼에 대해서 전파환경의 영향을 보정한다.

구체적으로는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 신호의 송신측에서는 프레임의 선두에 파일럿 심볼(도면 중 사선으로 나타내는 부분)을 배치하고, 그 후에 데이터 심볼(도면 중 흰색으로 나타내는 부분)을 배치한다. 그리고, 수신측에서는, 연속하는 2 프레임의 파일럿 심볼을 이용하여 채널 추정을 하여, 예를 들면 내삽보간(內揷補間)을 행함으로써, 이 2개 파일럿 심볼 사이의 데이터 심볼에 대해 전파로(傳播路) 변동을 보상한다.

이와 같이, 데이터 심볼은, 해당 데이터 심볼을 사이에 끼우듯이 배치된 파일럿 심볼의 채널 추정 결과를 기초로 전파로 변동 보상이 되기때문에, 파일럿 심볼의 간격이 작아지면, 데이터 심볼의 전파로 변동 보상의 정밀도(精度)는 향상한다. 즉, 프레임 내에 파일럿 심볼이 차지하는 비율을 크게 하면, 데이터 심볼은, 정밀도 좋게 수신되게 된다.

그런데, 파일럿 심볼은, 전송해야 할 정보를 포함하지 않는 심볼이기 때문에, 프레임 내에 파일럿 심볼이 차지하는 비율을 크게 하면, 데이터 심볼이 차지하는 비율이 작아져, 정보의 전송 효율이 저하하게 된다.

이러한 사정을 고려하여, 예를 들면 특허 문헌 1에서는, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：직교 주파수 분할 다중)에 있어서, 주파수가 다른 각 부반송파(subcarrier)의 수신 전력차(電力差)에 따라 파일럿 심볼을 삽입할 부반송파를 적응적으로 결정하는 기술이 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 개시된 기술에 있어서는, 신호의 수신측이 파일럿 심볼을 삽입할 부반송파를 결정하고, 이 부반송파에 관한 정보를 신호의 송신측에 피드백(feedback)하고 있다. 그리고, 신호의 송신측은, 이 피드백 정보에 따라 파일럿 심볼을 삽입하여 송신한다.

<특허 문헌 1> 일본 특허공개 2003－174426호 공보

그렇지만, 상술한 기술에 있어서는, 신호의 수신측은, 파일럿 심볼을 삽입하는 부반송파에 관한 정보를 일일이 상세히 피드백할 필요가 있어, 피드백을 위한 신호량이 방대하게 된다는 문제가 있다. 결과적으로, 피드백 정보로 인해 회선 용량이 압박되어 버리는 일이 있다.

특히, 파일럿 심볼의 삽입 위치를 적응적으로 결정할 경우, 기지국 장치로부터 송신되는 파일럿 심볼은, 각 이동국 장치에 공통적인 것이 바람직하기 때문에, 주로 이동국 장치로부터 기지국 장치로 향하는 상향회선의 파일럿 심볼의 삽입 위치를 결정하게 된다. 이 때문에, 피드백 정보는, 기지국 장치로부터 이동국 장치로 향하는 하향회선으로 전송된다. 따라서, 상기의 기술과 같이 피드백 정보가 방대해 지면, 예를 들면 동영상이나 음악 배송 등으로 비교적 데이터량이 큰 데이터가 전송되는 하향회선의 회선 용량이 압박되어, 통신 품질이 열화 해 버리는 일이 있다.

본 발명의 목적은, 파일럿 심볼의 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없고, 피드백 정보로 인한 회선 용량에의 영향을 최소한으로 억제할 수 있는 무선 통신 장치 및 파일럿 심볼 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 무선 통신 장치는, 파일럿 심볼이 전송되는 전파환경의 지표가 되는 파라미터를 취득하는 취득 수단과, 취득된 파라미터에 따라 주파수 방향 및 시간 방향의 파일럿 심볼의 위치를 나타내는 파일럿 패턴을 선택하는 파일럿 패턴 선택 수단과, 선택된 파일럿 패턴 정보를 포함한 신호를 송신하는 송신 수단을 가지는 구성을 취한다. 즉, 본 발명은, 전파환경을 나타내는 파라미터에 기초하여 파일럿 심볼을 배치하는 패턴(이하, 「파일럿 패턴」이라고 함)을 결정하고, 파일럿 패턴에 따라 파일럿 심볼을 전송한다.

본 발명에 의하면, 파일럿 심볼의 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없고, 피드백 정보로 인한 회선 용량에의 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 프레임 포맷의 예를 나타내는 도면,
도 2는 실시형태 1에 따른 기지국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 실시형태 1에 따른 파일럿 패턴 선택부의 내부 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 실시형태 1에 따른 이동국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도,
도 5a는 실시형태 1에 따른 타셀 간섭에 의한 파일럿 패턴의 차이를 설명하기 위한 도면,
도 5b는 실시형태 1에 따른 타셀 간섭에 의한 파일럿 패턴의 차이를 설명하기 위한 도면,
도 6a는 실시형태 1에 따른 주파수 방향의 수신 전력 변동의 예를 나타내는 도면,
도 6b는 실시형태 1에 따른 주파수 방향의 수신 전력 변동의 예를 나타내는 도면,
도 7a는 실시형태 1에 따른 시간 방향의 수신 전력 변동의 예를 나타내는 도면,
도 7b는 실시형태 1에 따른 시간 방향의 수신 전력 변동의 예를 나타내는 도면,
도 8은 실시형태 1에 따른 지연 분산 및 이동 속도에 대응하는 파일럿 패턴의 예를 나타내는 도면,
도 9는 실시형태 2에 따른 기지국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 실시형태 2에 따른 이동국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도,
도 11은 실시형태 2에 따른 파일럿 패턴 선택부의 내부 구성을 나타내는 블록도,
도 12는 실시형태 2에 따른 파일럿 패턴 선택부의 내부 구성을 나타내는 블록도,
도 13은 실시형태 2에 따른 변조 방식에 대응하는 파일럿 패턴의 예를 나타내는 도면,
도 14는 실시형태 3에 따른 기지국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도,
도 15는 실시형태 3에 따른 파일럿 패턴 선택부의 내부 구성을 나타내는 블록도,
도 16은 실시형태 3에 따른 이동국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도,
도 17은 실시형태 3에 따른 파일럿 패턴과 시간 슬롯(time slot)과의 대응 관계의 예를 나타내는 도면이다.

(실시형태 1)

이하, 본 발명의 실시형태 1에 대해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 기지국 장치 및 이동국 장치가 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용한 통신을 행하는 것으로 하여, 이동국 장치로부터 기지국 장치로 향하는 상향회선의 파일럿 심볼의 전송에 대해 설명한다.

도 2는, 본 발명의 실시형태 1에 따른 기지국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 동 도면에 나타내는 기지국 장치는, 부호화부(100), 변조부(110), 부호화부(120), 변조부(130), 부반송파 할당부(140), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform：역고속 푸리에 변환) 부(150), GI(Guard Interval：가드 인터벌) 삽입부(160), 및 무선 송신부(170)로 구성되는 송신부와, 무선 수신부(200), GI제거부(210), FFT(Fast Fourier Transform：고속 푸리에 변환) 부(220), 파일럿 추출부(230), 채널 추정부(240), 복조부(250), 복호부(260), 및 파일럿 패턴 선택부(270)로 구성되는 수신부를 가지고 있다.

부호화부(100)는, 송신 데이터를 부호화 하고, 부호화 데이터를 변조부(110)에 출력한다.

변조부(110)는, 부호화부(100)로부터 출력되는 부호화 데이터를 변조하고, 변조 데이터를 부반송파 할당부(140)에 출력한다.

부호화부(120)는, 파일럿 패턴 선택부(270)에 의해 생성되는 파일럿 패턴 정보(후술)를 부호화 하고, 부호화 데이터를 변조부(130)에 출력한다.

변조부(130)는, 부호화부(120)로부터 출력되는 부호화 데이터를 변조하고, 변조 데이터를 부반송파 할당부(140)에 출력한다.

부반송파 할당부(140)는, 주파수가 서로 직교하는 복수의 부반송파를, 송신 데이터 및 파일럿 패턴 정보에 할당한다. 구체적으로는, 부반송파 할당부(140)는, 예를 들면 송신 데이터에 대해서 S/P(Serial/Parallel) 변환을 행하여 복수 계열의 병렬 데이터로 하고, 각 계열의 데이터 및 파일럿 패턴 정보에 각각 부반송파를 할당한다.

IFFT부(150)는, 송신 데이터 및 파일럿 패턴 정보를 역고속 푸리에 변환하고, 각각 할당된 부반송파에 중첩하여 OFDM 신호를 생성한다.

GI삽입부(160)는, OFDM 신호의 말미 부분을 선두에 복제하여, 가드 인터벌을 삽입한다.

무선 송신부(170)는, 가드 인터벌이 삽입된 OFDM 신호에 소정의 무선 송신 처리(D/A변환, 업컨버트 등)를 가하여, 안테나를 경유하여 송신한다.

무선 수신부(200)는, 안테나를 경유하여 신호를 수신하고, 수신 신호에 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트(down-convert), A/D변환 등)를 가하여, GI제거부(210) 및 파일럿 패턴 선택부(270)에 출력한다.

GI제거부(210)는, 수신 신호로부터 가드 인터벌을 제거하고, 가드 인터벌 제거 후의 OFDM 신호를 FFT부(220)에 출력한다.

FFT부(220)는, OFDM 신호를 고속 푸리에 변환하고, 각 부반송파에 중첩되어 있는 데이터를 분리하여, 파일럿 추출부(230) 및 복조부(250)에 출력한다.

파일럿 추출부(230)는, FFT부(220)로부터 출력된 데이터로부터 기지(旣知)의 심볼인 파일럿 심볼을 파일럿 패턴 선택부(270)에서 선택된 파일럿 패턴에 따라 추출하여, 채널 추정부(240) 및 파일럿 패턴 선택부(270)에 출력한다.

채널 추정부(240)는, 기지(旣知)의 파일럿 심볼을 이용하여 채널 추정을 행하고, 채널 추정 결과를 복조부(250)에 출력한다.

복조부(250)는, 각 부반송파에 중첩되어 있던 데이터를, 채널 추정 결과를 이용하여 복조하고, 복조 데이터를 복호부(260)에 출력한다.

복호부(260)는, 복조 데이터를 복호하여, 수신 데이터를 출력한다.

파일럿 패턴 선택부(270)는, 파일럿 심볼의 송신원(送信元)인 이동국 장치와 자(自)장치 간의 전파환경에 따라, 프레임 내의 파일럿 심볼의 주파수 방향 및 시간 방향의 배치가 최적이 되는 파일럿 패턴을 선택한다. 구체적으로는, 파일럿 패턴 선택부(270)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 지연 분산 측정부(272), 이동 속도 추정부(274), 타셀 간섭 측정부(276), 및 파일럿 패턴 정보 생성부(278)를 가지고 있다.

지연 분산 측정부(272)는, 수신 신호를 이용하여 지연 프로파일을 작성하고, 지연파의 분산을 나타내는 지연 분산을 측정한다. 지연 분산이 클 경우, 즉 직접파가 수신되고 난 후 모든 지연파가 수신될 때까지의 시간이 길 경우는, 주파수 선택성 페이딩(fading)이 크고, 반대로 지연 분산이 작을 경우는, 주파수 선택성 페이딩도 작다. 구체적으로는, 이를테면 지연파가 발생하지 않고 직접파뿐인 전파환경의 경우는, 주파수 선택성 페이딩은 존재하지 않는다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 기지국 장치에 있어서 지연 프로파일을 작성하는 것으로서 설명하지만, 멀티패스 전파로에 있어서는 신호가 상하 회선에서 같은 경로(path)를 경유하여 전송되기 때문에, 이동국 장치에 있어서 하향회선의 지연 프로파일을 작성하여, 지연 분산을 측정한 후에 기지국 장치에 통지하도록 해도 된다.

이동 속도 추정부(274)는, 파일럿 심볼의 수신 전력의 변동에 기초하여 해당 파일럿 심볼을 송신한 이동국 장치의 이동 속도를 추정한다. 즉, 이동 속도 추정부(274)는, 파일럿 심볼의 수신 전력의 변동이 빠르면, 이동국 장치는 고속으로 이동하고 있다고 추정하고, 반대로 파일럿 심볼의 수신 전력이 크게 변동하지 않으면, 이동국 장치는 정지하고 있든가 또는 저속으로 이동하고 있다고 추정한다.

타셀 간섭 측정부(276)는, 파일럿 심볼을 이용하여, 자장치가 속하는 셀 이외의 셀에 있어서 전송되고 있는 신호에 의한 간섭(타셀 간섭)을 측정한다. 타셀 간섭 측정부(276)는, 파일럿 심볼이 기지(旣知)이기 때문에, 전파로 상에서 타셀 신호로부터 받는 간섭(즉, 타셀 간섭)을 측정할 수 있다.

파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 지연 분산, 이동 속도, 및 타셀 간섭에 따라, 프레임내의 파일럿 심볼의 배치가 최적이 되는 파일럿 패턴을 선택하고, 선택한 파일럿 패턴을 나타내는 파일럿 패턴 정보를 생성한다. 파일럿 패턴의 선택에 대해서는, 나중에 상세히 설명한다.

도 4는, 본 발명의 실시형태 1에 따른 이동국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 동 도면에 나타내는 이동국 장치는, 무선 수신부(300), GI제거부(310), FFT부(320), 파일럿 추출부(330), 채널 추정부(340), 복조부(350), 및 복호부(360)로 구성되는 수신부와, 부호화부(400), 변조부(410), 파일럿 생성부(420), 다중부(430), IFFT부(440), GI삽입부(450), 및 무선 송신부(460)로 구성되는 송신부를 가지고 있다.

무선 수신부(300)는, 안테나를 경유하여 신호를 수신하고, 수신 신호에 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트, A/D변환 등)를 가하여, GI제거부(310)에 출력한다.

GI제거부(310)는, 수신 신호로부터 가드 인터벌을 제거하고, 가드 인터벌 제거 후의 OFDM 신호를 FFT부(320)에 출력한다.

FFT부(320)는, OFDM 신호를 고속 푸리에 변환하고, 각 부반송파에 중첩되어 있는 데이터를 분리하여, 파일럿 추출부(330) 및 복조부(350)에 출력한다.

파일럿 추출부(330)는, FFT부(320)로부터 출력된 데이터로부터 파일럿 심볼을 추출하여, 채널 추정부(340)에 출력한다.

채널 추정부(340)는, 기지(旣知)의 파일럿 심볼을 이용해서 채널 추정을 행하고, 채널 추정 결과를 복조부(350)에 출력한다.

복조부(350)는, 각 부반송파에 중첩되어 있던 데이터를, 채널 추정 결과를 이용해서 복조하고, 복조 데이터를 복호부(360)에 출력한다.

복호부(360)는, 복조 데이터를 복호하여, 수신 데이터를 출력함과 동시에, 복조 데이터 중의 파일럿 패턴 정보를 파일럿 생성부(420) 및 다중부(430)에 출력한다.

부호화부(400)는, 송신 데이터를 부호화 하고, 부호화 데이터를 변조부(410)에 출력한다.

변조부(410)는, 부호화부(400)로부터 출력되는 부호화 데이터를 변조하고, 얻어진 데이터 심볼을 다중부(430)에 출력한다.

파일럿 생성부(420)는, 파일럿 패턴 정보에 따른 양의 파일럿 심볼을 생성하여, 다중부(430)에 출력한다.

다중부(430)는, 파일럿 패턴 정보에 따라 프레임 내에 파일럿 심볼을 배치하고, 파일럿 심볼 및 데이터 심볼을 다중하여, 다중 데이터를 병렬데이터로 변환하여 IFFT부(440)에 출력한다.

IFFT부(440)는, 병렬다중 데이터를 역고속 푸리에 변환하고, 각각 할당된 부반송파에 중첩하여 OFDM 신호를 생성한다.

GI삽입부(450)는, OFDM 신호의 말미 부분을 선두에 복제하여, 가드 인터벌을 삽입한다.

무선 송신부(460)는, 가드 인터벌이 삽입된 OFDM 신호에 소정의 무선 송신 처리(D/A변환, 업컨버트 등)를 가하여, 안테나를 경유하여 송신한다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 기지국 장치 및 이동국 장치의 동작에 대해, 구체적으로 예를 들면서 설명한다.

여기서는, 우선, 기지국 장치의 무선 수신부(200)에 의해 신호가 수신된 뒤 파일럿 패턴이 선택되고, 파일럿 패턴 정보가 송신될 때까지의 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.

기지국 장치의 안테나로부터 수신된 신호는, 무선 수신부(200)에 의해 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트, A/D변환 등)가 가해져, GI제거부(210) 및 파일럿 패턴 선택부(270)내의 지연 분산 측정부(272)에 출력된다.

수신 신호는, GI제거부(210)에 의해 가드 인터벌이 제거되고, FFT부(220)에 의해 고속 푸리에 변환되어, 각 부반송파에 중첩되어 있는 데이터가 분리되어, 파일럿 추출부(230) 및 복조부(250)에 출력된다.

그리고, 파일럿 추출부(230)에 의해, 파일럿 심볼이 추출되고, 채널 추정부(240)에 의해 파일럿 심볼이 이용되어 채널 추정을 한다. 채널 추정 결과는 복조부(250)에 출력되고, 복조부(250)에 의해 채널 추정 결과가 이용되어 데이터 복조를 한다. 그리고, 복조되어 얻어진 복조 데이터는, 복호부(260)에 의해 복호되어 수신 데이터가 얻어진다.

또, 파일럿 추출부(230)에 의해 추출된 파일럿 심볼은, 파일럿 패턴 선택부(270)내의 이동 속도 추정부(274) 및 타셀 간섭 측정부(276)에 출력된다.

그리고, 파일럿 패턴 선택부(270)에 의해, 이하와 같이 최적의 파일럿 패턴이 선택된다.

우선, 지연 분산 측정부(272)에 의해 수신 신호의 지연 프로파일이 작성되어, 지연 분산이 측정된다. 위에서 설명한 바와 같이, 지연 분산은, 주파수 선택성 페이딩 크기의 지표가 된다. 여기서, 본 실시형태에 있어서는, 지연 프로파일을 작성함으로써 지연 분산이 측정되는 구성으로 했지만, 셀 마다 고유한 지연 분산을 미리 설정해 두는 구성으로 해도 좋다. 지연 분산은, 셀의 반경이나 셀내의 지형 등에 의해 결정되며, 셀 마다 거의 일정한 값이다. 따라서, 지연 프로파일을 작성하여 지연 분산을 구하는 것이 아니라, 미리 측정하여 얻어진 셀에 고유한 지연 분산을 기억해 두는 구성으로 할 수 있다. 이와 같이 했을 경우는, 파일럿 패턴 선택을 위한 연산량을 삭감하여, 처리의 고속화를 꾀할 수 있다.

또, 이동 속도 추정부(274)에 의해 이동국 장치의 이동 속도가 추정된다. 즉, 파일럿 심볼의 수신 전력 변동이 빠르면, 이동국 장치의 이동 속도가 빠르고, 파일럿 심볼의 수신 전력 변동이 늦으면, 이동국 장치의 이동 속도도 늦다.

또, 타셀 간섭 측정부(276)에 의해 타셀의 신호로부터 받는 타셀 간섭이 측정된다. 파일럿 심볼은 기지(旣知) 심볼이기 때문에, 수신 신호 중의 파일럿 심볼에 대응하는 부분과 본래의 파일럿 심볼을 비교함으로써, 전파로 상에서 타셀 신호로부터 받은 타셀 간섭을 측정할 수 있다.

이상과 같이 구해진, 지연 분산, 이동 속도, 및 타셀 간섭의 파라미터를 기초로, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)를 이용하여, 이하와 같은 방침에 따라 파일럿 패턴이 선택되고, 선택된 파일럿 패턴을 나타내는 파일럿 패턴 정보가 생성된다.

타셀 간섭 측정부(276)에 의해 측정된 타셀 간섭이 클 경우에는, 수신 품질이 저하하기 때문에, 도 5a에 나타내는 바와 같이 프레임내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율을 높게 하여 수신 품질을 향상시킬 필요가 있으며, 한편, 타셀 간섭이 작을 경우는, 도 5b에 나타내는 바와 같이 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율을 낮게 한다. 또한, 도 5a 및 도 5b 에 있어서는, 사선 부분이 파일럿 심볼을 나타내고 있으며, 백색 부분이 데이터 심볼을 나타내고 있다. 또, 도 5a 및 도 5b는, 각각이 1 프레임을 나타내고 있으며, 가로(橫) 방향이 시간 방향의 크기를 나타내고, 세로(縱) 방향이 주파수 방향의 크기를 나타내고 있다.

또, 지연 분산 측정부(272)에 의해 측정된 지연 분산이 큰 경우는, 도 6a에 나타내는 바와 같이 페이딩의 주파수 선택성이 커서, 가까운 주파수라도 다른 페이딩을 받기 때문에, 프레임의 주파수 방향으로 조밀하게 파일럿 심볼을 배치할 필요가 있으며, 한편, 지연 분산이 작은 경우는, 도 6b에 나타내는 바와 같이 페이딩의 주파수 선택성이 작아, 프레임의 주파수 방향으로는 조밀하게 파일럿 심볼을 배치할 필요가 없다.

그리고, 이동 속도 추정부(274)에 의해 추정된 이동국 장치의 이동 속도가 빠른 경우는, 도 7a에 나타내는 바와 같이 전파환경의 경시적인(經時的) 변화가 격렬하기 때문에, 프레임의 시간 방향으로 조밀하게 파일럿 심볼을 배치할 필요가 있으며, 한편, 이동국 장치의 이동 속도가 늦으면, 도 7b에 나타내는 바와 같이 전파환경의 경시적인 변화가 완만하기 때문에, 프레임의 시간 방향으로는 조밀하게 파일럿 심볼을 배치할 필요가 없다.

이러한 방침에 따라, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 예를 들면, 우선 타셀 간섭에 따라 파일럿 심볼의 주파수 방향 및 시간 방향의 단위(單位)가 되는 크기를 결정한다. 즉, 타셀 간섭이 큰 경우는, 예를 들면 도 5a처럼 단위가 되는 파일럿 심볼의 크기를 크게 하고(도면에서는, 사선으로 나타내는 각 사각형이 1단위를 나타내고 있음), 반대로, 타셀 간섭이 작은 경우는, 예를 들면 도 5b처럼 단위가 되는 파일럿 심볼의 크기를 작게 한다.

그리고, 파일럿 심볼의 단위 크기가 결정되면, 이 단위의 배치를 예를 들면 도 8에 나타내는 테이블로부터 결정하여, 파일럿 패턴을 선택한다. 또한, 도 8에 나타내는 각 파일럿 패턴은, 1 프레임 내의 파일럿 심볼의 배치를 나타내고 있으며 사선 부분이 파일럿 심볼을 나타내고 있다. 또, 각 파일럿 패턴에 있어서, 가로 방향이 시간 방향을 나타내고, 세로 방향이 주파수 방향을 나타내고 있다.

도 8에 나타내는 예에 있어서는, 지연 분산이 소정의 임계값 Ta 미만이면, 주파수 방향으로 1 단위 뿐인 파일럿 심볼이 배치되어 있다(패턴 1, 2, 3). 그리고, 지연 분산이 소정의 임계값 Ta 이상 Tb 미만이면, 주파수 방향으로 3 단위의 파일럿 심볼이 배치되어 있다(패턴 4, 5, 6). 또, 지연 분산이 소정의 임계값 Tb 이상이면, 주파수 방향으로는 연속해서 파일럿 심볼이 배치되어 있다(패턴 7, 8).

마찬가지로, 이동 속도가 소정의 임계값 Tc 미만이면, 시간 방향으로 1 단위 뿐인 파일럿 심볼이 배치되어 있다(패턴 1, 4, 7). 그리고, 이동 속도가 소정의 임계값 Tc 이상 Td 미만이면, 시간 방향으로 3 단위의 파일럿 심볼이 배치되어 있다(패턴 2, 5, 8). 또, 이동 속도가 소정의 임계값 Td 이상이면, 시간 방향으로는 연속해서 파일럿 심볼이 배치되어 있다(패턴 3, 6).

다만, 도 8에 있어서, 지연 분산이 소정의 임계값 Tb 이상 또한 이동 속도가 소정의 임계값 Td 이상인 경우는, 지연 분산이나 이동 속도의 어느 쪽인가 한편이 낮은 경우의 파일럿 패턴과 동일한 것(패턴 6또는 8)이 선택된다. 이것은, 주파수 방향 및 시간 방향 양쪽 방향으로 파일럿 심볼이 연속하고 있으면, 프레임 내에 차지하는 데이터 심볼의 비율이 크게 감소하여, 정보의 전송 효율이 저하해 버리기 때문이다.

현실적으로는, 주파수 선택성 페이딩의 변동에 비해, 경시적인(經時的) 페이딩 변동이 완만하기 때문에, 지연 분산 및 이동 속도 양쪽 다 큰 경우는, 지연 분산이 소정의 임계값 Tb 이상 또한 이동 속도가 소정의 임계값 Tc 이상 Td 미만인 경우의 파일럿 패턴(패턴 8)이 선택된다.

이와 같이 하여 선택된 파일럿 패턴을 이동국 장치에 통지하기 때문에, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)에 의해 파일럿 패턴 정보가 생성된다. 여기서, 상술한 예에서는, 타셀 간섭에 따라 결정되는 파일럿 심볼의 단위의 크기가 2 종류(도 5a 및 도 5b) 있고, 각 파일럿 심볼의 단위 크기에 대해 8 종류(도 8)의 패턴이 있기 때문에, 16 (=2×8) 종류의 파일럿 패턴 중 어느 파일럿 패턴이 선택되었는지를 나타내는 파일럿 패턴 정보가 생성된다. 이 때문에, 파일럿 패턴 정보는, 최대라도 4비트 이내로 표현할 수가 있으며(2⁴=16), 파일럿 심볼의 전송을 적응적으로 제어하기 위한 피드백 정보로 인해 회선 용량이 압박되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상술한 파일럿 패턴은, 일례에 지나지 않으며, 파일럿 패턴수에 따라서는 파일럿 패턴 정보의 정보량을 더 삭감할 수도 있다.

생성된 파일럿 패턴 정보는, 부호화부(120)에 의해 부호화되고, 변조부(130)에 의해 변조되어 부반송파 할당부(140)에 출력된다. 또, 파일럿 패턴 정보는, 파일럿 추출부(230)에 출력된다. 파일럿 추출부(230)에서는, 기지국 장치로부터 통지된 파일럿 패턴 정보에 따라 이동국 장치가 송신하는 파일럿 심볼을, 입력된 파일럿 패턴 정보에 따라 추출한다.

한편, 송신 데이터는, 부호화부(100)에 의해 부호화되고, 변조부(110)에 의해 변조되어 부반송파 할당부(140)에 출력된다.

그리고, 부반송파 할당부(140)에 의해, 파일럿 패턴 정보 및 송신 데이터에 각각 부반송파가 할당되고, IFFT부(150)에 의해 역고속 푸리에 변환이 행해져, 파일럿 패턴 정보 및 송신 데이터를 포함한 OFDM 신호가 생성된다.

그리고, GI삽입부(160)에 의해, OFDM 신호의 말미 부분이 선두에 복제됨으로써, OFDM 신호에 가드 인터벌이 삽입되고, 무선 송신부(170)에 의해 소정의 무선 송신 처리(D/A변환, 업 컨버트 등)가 가해져 안테나를 경유하여 송신된다.

다음에, 이동국 장치의 무선 수신부(300)에 의해 파일럿 패턴 정보가 수신된 뒤 파일럿 심볼을 포함한 신호가 송신될 때까지의 이동국 장치의 동작에 대해 설명한다.

이동국 장치의 안테나로부터 수신된 신호는, 무선 수신부(300)에 의해 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트, A/D변환 등)가 가해지고, GI제거부(310)에 의해 가드 인터벌이 제거되고, FFT부(320)에 의해 고속 푸리에 변환되어, 각 부반송파에 중첩되어 있는 데이터가 분리되어 파일럿 추출부(330) 및 복조부(350)에 출력된다.

그리고, 파일럿 추출부(330)에 의해, 파일럿 심볼이 추출되고, 채널 추정부(340)에 의해 파일럿 심볼이 이용되어 채널 추정이 행해진다. 채널 추정 결과는 복조부(350)에 출력되고, 복조부(350)에 의해, 채널 추정 결과가 이용되어 데이터 복조가 이루어진다. 그리고, 복조되어 얻어진 복조 데이터는, 복호부(360)에 의해 복호되어, 수신 데이터 및 파일럿 패턴 정보가 얻어진다.

얻어진 파일럿 패턴 정보는, 파일럿 생성부(420) 및 다중부(430)에 출력된다. 그리고, 파일럿 생성부(420)에 의해, 파일럿 패턴 정보가 나타내는 파일럿 패턴의 프레임을 구성할 수 있는 양의 파일럿 심볼이 생성되고, 생성된 파일럿 심볼은, 다중부(430)에 출력된다.

한편, 송신 데이터는, 부호화부(400)에 의해 부호화되고, 변조부(410)에 의해 변조되어, 데이터 심볼로서 다중부(430)에 출력된다.

그리고, 다중부(430)에 의해, 파일럿 심볼 및 데이터 심볼이 파일럿 패턴 정보에 따라 다중되어, 파일럿 패턴 정보가 나타내는 파일럿 패턴의 프레임이 생성된다.

생성된 프레임은, IFFT부(440)에 의해 역고속 푸리에 변환이 행해져, 파일럿 심볼 및 데이터 심볼을 포함한 OFDM 신호가 생성된다.

그리고, GI삽입부(450)에 의해, OFDM 신호의 말미 부분이 선두에 복제됨으로써, OFDM 신호에 가드 인터벌이 삽입되고, 무선 송신부(460)에 의해 소정의 무선 송신 처리(D/A변환, 업 컨버트 등)가 가해져, 안테나를 경유하여 송신된다.

이하, 재차 기지국 장치에 의해 파일럿 패턴이 선택되고, 상기의 동작이 반복된다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 지연 분산, 이동국 장치의 이동 속도, 및 타셀의 신호에 의한 간섭을 파라미터로 하여, 전파환경에 가장 적합하면서도 필요 충분한 파일럿 심볼이 전송되는 파일럿 패턴을 선택하기 때문에, 파일럿 심볼의 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없으며, 피드백 정보로 인한 회선 용량에의 영향을 최소한으로 억제할 수가 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 상향회선에 있어서의 파일럿 심볼의 전송에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 이동국 장치가 파일럿 패턴을 선택하여, 파일럿 패턴 정보를 기지국 장치에 통지함으로써, 기지국 장치로부터 이동국 장치로 향하는 하향회선의 파일럿 심볼의 전송을 제어할 수도 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, OFDM 방식을 이용하여 통신을 행하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, OFDM 방식 이외의 복수 반송파 통신, CDMA(Code Division Multiple Access：부호 분할 다원 접속) 방식, 및 TDMA(Time Division Multiple Access：시분할 다원 접속) 방식 등을 이용한 통신에도 적용할 수 있다.

또, 적용하는 통신 방식에 따라서는, 타셀 간섭 뿐만이 아니라, 자셀 내의 다른 이동국 장치에 의한 간섭이나 멀티패스에 의한 간섭도 포함한 모든 간섭량을 파라미터로 하여, 파일럿 심볼이 프레임 내에 차지하는 비율을 결정한다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 지연 분산, 이동국 장치의 이동 속도, 및 타셀의 신호에 의한 간섭의 3개의 파라미터를 동시에 이용하여 파일럿 패턴을 선택하는 구성으로 했지만, 이러한 파라미터 중 1개 또는 2개 만을 이용하여 파일럿 패턴을 선택해도 좋다.

또, 파라미터는, 상기의 3개에 한정되지 않으며, 전파환경을 반영하는 파라미터이면, 그 파라미터에 따라 프레임의 주파수 방향 및 시간 방향의 파일럿 심볼의 배치를 결정할 수 있다.

(실시형태 2)

파일럿 심볼을 이용하여 행하는 채널 추정의 정밀도(精度)가 비트 오류율에 미치는 영향은 변조 방식에 따라 다르다. 즉, 변조 레벨이 큰 변조 방식일수록 높은 채널 추정 정밀도가 요구된다. 특히, 16 QAM이나 64 QAM등의 QAM 변조에서는, 복조 시에 위상 판정 뿐만이 아니라 진폭 판정도 필요하기 때문에, 높은 채널 추정 정밀도가 필요하게 된다. 또, 높은 채널 추정 정밀도를 달성하려면, 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율(즉, 파일럿 심볼의 밀도)을 크게 할 필요가 있다.

그래서, 본 실시형태에서는, 실시형태 1에서 이용한 3개의 파라미터(지연 분산, 이동국 장치의 이동 속도, 타셀 간섭)에, 추가하여 변조 방식을 고려한 파일럿 패턴 선택을 한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 실시형태 1과 마찬가지로, 기지국 장치 및 이동국 장치가 OFDM 방식을 이용하여 통신을 행하는 것으로 하여, 이동국 장치로부터 기지국 장치로 향하는 상향회선의 파일럿 심볼의 전송에 대해 설명한다.

도 9는, 본 발명실시형태 2에 따른 기지국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태에 관계되는 기지국 장치는, 실시형태 1 (도 2)의 구성에 추가하여, 수신 품질 측정부(280) 및 MCS(Modulation and Coding Scheme) 선택부 (290)를 가진다.

수신 품질 측정부(280)는, 파일럿 추출부(230)로부터 입력되는 파일럿 심볼을 이용하여, 수신 품질로서 SIR(Signal to Interference Ratio)를 측정하고, 측정치를 MCS 선택부(290)에 출력한다.

MCS 선택부(290)는, 수신 품질 측정부(280)로부터 입력되는 SIR값에 기초하여, 이동국 장치가 송신할 데이터의 변조 방식과 부호화율을 선택하고, 선택한 변조 방식과 부호화율을 나타내는 정보(MCS 정보)를 파일럿 패턴 선택부(270) 및 부호화부(120)에 출력한다. MCS 선택부(290)는, 소정의 오류율로 데이터를 수신할 수 있을 만한 변조 방식과 부호화율의 복수 조합이 복수의 SIR값에 각각 대응화 되어 설정되어 있는 테이블(MCS 테이블)을 가지고 있으며, SIR값을 기초로 이 MCS 테이블을 참조하여, 최적의 변조 방식과 부호화율의 조합을 복수 조합 중에서 선택한다. MCS 정보는 파일럿 패턴 정보와 동일한 처리가 가해져서 이동국 장치에 송신된다.

파일럿 패턴 선택부(270)는, 실시형태 1에서 설명한 3개의 파라미터(지연 분산, 이동국 장치의 이동 속도, 타셀 간섭)에, MCS 선택부(290)에서 선택된 변조 방식을 더 가미하여 파일럿 패턴을 선택한다. 선택 방법에 대해서는 후술한다.

도 10은, 본 발명의 실시형태 2에 따른 이동국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태에 따른 이동국 장치의 구성은 실시형태 1(도 4)과 거의 동일하지만, 복호부(360)에서 복호된 MCS 정보가 부호화부(400) 및 변조부(410)에 출력되고, 부호화부(400)에서의 부호화율과 변조부(410)에서의 변조율이 이 MCS 정보에 따라 제어되는 점에 있어서 다르다. 즉, 이동국 장치는, 기지국에 송신하는 데이터를, MCS 정보로 표시되는 부호화율로 부호화하고, MCS 정보로 표시되는 변조 방식으로 변조한다.

이어서, 본 실시형태의 파일럿 패턴의 선택에 대해 설명한다. 변조 방식을 고려한 파일럿 패턴의 선택 방법으로서는 이하의 2개를 들 수 있다. 즉, 지연 분산의 측정값과 이동 속도의 추정값에 변조 방식을 기초로 정해지는 오프셋을 더한 값을 이용하여, 도 8에 따라 파일럿 패턴을 선택하는 방법(이하, 선택 방법 1이라고 함)과, 도 8에 따라 결정된 파일럿 패턴에 대해서, 각 파일럿 심볼의 단위 사이에 변조 방식을 기초로 결정되는 수의 파일럿 심볼을 더 삽입하는 방법(이하, 선택 방법 2라고 함)의 2가지 방법이다.

＜선택 방법 1＞

선택 방법 1의 경우, 파일럿 패턴 선택부(270)의 구성은 도 11에 나타내는 것 처럼 된다. 도 11에 나타내는 파일럿 패턴 선택부(270)는, 실시형태 1(도 3)의 구성에 오프셋 부가부(271)를 더 구비하여 구성된다.

오프셋 부가부(271)에는, MCS 선택부(290)로부터 MCS 정보가 입력된다. 오프셋 부가부(271)는, 지연 분산 측정부(272)로부터 입력되는 지연 분산 및 이동 속도 추정부(274)로부터 입력되는 이동 속도에 대해서, MCS 정보에 의해 표시되는 변조 방식에 따른 오프셋을 더한다. 이 오프셋은, 변조 레벨이 클수록 큰 값이 된다. 즉, 64 QAM에 대한 오프셋은 16 QAM에 대한 오프셋보다 크고, 16 QAM에 대한 오프셋은 QPSK에 대한 오프셋보다 크다. 또한, QPSK에 대한 오프셋을 0으로 하는 것도 가능하다. 또, 이동 속도에 더하는 오프셋과 지연 분산에 더하는 오프셋을 다른 값으로 하는 것도 가능하다. 오프셋이 더해진 지연 분산과 이동 속도는, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)에 출력된다.

파일럿 패턴 정보 생성부(278)에는, 오프셋이 더해진 지연 분산과 이동 속도에 기초하여, 실시형태 1(도 8) 에 있어서 설명한 임계값 판정을 행하여 파일럿 패턴을 선택한다. 변조 레벨이 클수록 오프셋이 크기 때문에, 이와 같이 하여 파일럿 패턴을 선택하면, 변조 레벨이 커질수록, 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율, 즉, 파일럿 심볼의 밀도가 커진다.

＜선택 방법 2＞

선택 방법 2의 경우, 파일럿 패턴 선택부(270)의 구성은 도 12에 나타내는 것처럼 된다. 도 12에 나타내는 파일럿 패턴 선택부(270)는, 실시형태 1(도 3)의 구성에 삽입 파일럿 결정부(273)를 더 구비하여 구성된다.

삽입 파일럿 결정부(273)에는, MCS 선택부(290)로부터 MCS 정보가 입력된다.

삽입 파일럿 결정부(273)는, MCS 정보에 의해 표시되는 변조 방식에 기초하여, 각 파일럿 심볼 단위의 사이에 삽입할 파일럿 심볼의 개수를 결정한다. 이 개수는, 변조 레벨이 클수록 많아진다. 즉, 64 QAM에 대한 개수는 16 QAM에 대한 개수보다 많고, 16 QAM에 대한 개수는 QPSK에 대한 개수보다 많다. 결정된 개수는, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)에 출력된다.

파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 실시형태 1(도 8) 에 있어서 설명한 임계값 판정의 결과 선택한 파일럿 패턴에 대해서, 삽입 파일럿 결정부(273)에서 결정된 개수의 파일럿 심볼을 더 삽입한 파일럿 패턴을 선택한다. 예를 들면, 이동 속도가 Tc 이상 Td 미만, 지연 분산이 Ta 이상 Tb 미만이면, 우선, 도 8의 패턴 5가 선택된다. 그리고, 예를 들면, QPSK에 대한 삽입 개수가 0개, 16 QAM에 대한 삽입 개수가 1개, 64 QAM에 대한 삽입 개수가 2개로 미리 결정되어 있을 경우, 각 변조 방식에 대해서 선택되는 파일럿 패턴은 도 13에 나타내는 것처럼 된다. 즉, 변조 방식이 QPSK인 경우, 삽입 개수가 0개이므로, 도 8의 패턴 5가 그대로 선택된다. 또, 변조 방식이 16 QAM인 경우, 삽입 개수가 1개이므로, 도 8의 패턴 5의 각 파일럿 심볼의 단위 사이에 파일럿 심볼이 1 개씩 더 삽입된 패턴이 선택된다. 또, 변조 방식이 64 QAM인 경우, 삽입 개수가 2개이므로, 도 8의 패턴 5의 각 파일럿 심볼의 단위의 사이에 파일럿 심볼이 2 개씩 더 삽입된 패턴이 선택된다. 변조 레벨이 클수록 삽입되는 파일럿 심볼의 개수가 많기 때문에, 이와 같이 하여 파일럿 패턴을 선택하면, 변조 레벨이 커질수록, 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율(즉, 파일럿 심볼의 밀도)이 커진다.

여기서, 16 QAM이나 64 QAM등의 QAM 변조에서는, 상기와 같이, 복조 시에 위상 판정 뿐만이 아니라 진폭 판정도 행하기 때문에, 적어도 진폭 변동만 추종할 수 있다면 오류율은 크게 개선된다. 즉, QAM 변조에서는, 진폭 변동을 추종하는데 필요한 최소한의 파일럿 심볼이 있으면 좋다. 그래서, 선택 방법 2에 있어서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 변조 방식이 16 QAM 및 64 QAM일 경우에 삽입되는 파일럿 심볼의 1단위를, 이동 속도와 지연 분산에 기초하여 선택되는 파일럿 패턴(도 8)에 있어서의 파일럿 심볼의 1단위보다 작게 해도 괜찮다. 이로써, 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율이 커짐으로 인한 데이터 전송 효율의 저하를 막을 수가 있다.

또한, 선택 방법 1 및 선택 방법 2 모두, 실시형태 1과 마찬가지로, 타셀 간섭을 더 이용하여, 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율을 제어하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 변조 방식에 따라 프레임 내에 차지하는 파일럿 심볼의 비율을 변화시키기 때문에, 변조 방식에 맞는 가장 적합하면서도 필요 충분한 파일럿 심볼이 전송되는 파일럿 패턴을 선택할 수 있다.

(실시형태 3)

실시형태 1 및 2에서는, 이동국 장치로부터 기지국 장치로 향하는 상향회선의 파일럿 심볼의 전송에 대해 설명했지만, 본 실시형태에서는, 기지국 장치로부터 이동국 장치로 향하는 하향회선의 파일럿 심볼의 전송에 대해 설명한다. 또, 본 실시형태에서는, 기지국 장치 및 이동국 장치가 실시형태 1 및 2와 마찬가지로, OFDM 방식을 이용하여 통신을 행하지만, 이에 추가하여 매 시간슬롯을 전송 단위로 통신을 행하는 것으로 한다.

도 14는, 본 발명의 실시형태 3에 따른 기지국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 14에 있어서 실시형태 1(도 2)과 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

부호화부(100－1~100－K) 및 변조부(110－1~110－K)는 각각, 이동국 장치 1~ 이동국 장치 K에 대한 송신 데이터 1~K에 대해서, 부호화 및 변조를 행한다. 변조 후의 송신 데이터 1~K는 시간슬롯 할당부(180)에 출력된다.

부호화부(120)에 입력되는 패턴 정보는, 1 프레임을 구성하는 각 시간슬롯에 어느 파일럿 패턴이 설정되어 있는지를 이동국 장치에 통지하기 위한 정보이다. 패턴 정보는, 부호화부(120)에서 부호화되고, 변조부(130)에서 변조된 후, 시간슬롯 할당부(180)에 출력된다.

파일럿 패턴 선택부(270)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 지연 분산 측정부(272), 이동 속도 추정부(274) 및 파일럿 패턴 정보 생성부(278)로 구성되며, 지연 분산, 각 이동국 장치의 이동 속도에 기초하여, 하향회선으로 송신되는 파일럿 심볼의 파일럿 패턴을 이동국 장치마다 선택한다. 선택 방법에 대해서는 후술한다. 파일럿 패턴 정보 생성부(278)에서 생성된 파일럿 패턴 정보는 시간슬롯 할당부(180)에 출력된다.

시간슬롯 할당부(180)는, 파일럿 패턴 선택부(270)에 의해 선택된 이동국 장치 마다의 파일럿 패턴에 따라, 프레임 중 어느 시간슬롯에 어느 이동국 장치에 대한 송신 데이터를 할당할 지를 결정한다. 할당 방법에 대해서는 후술한다. 그리고, 어느 시간슬롯에 어느 이동국 장치에 대한 송신 데이터가 할당되어 있는 지를 나타내는 할당 정보를 부호화부(120)에 입력한다. 할당 정보는, 부호화부(120)에서 부호화되고, 변조부(130)에서 변조된 후, 시간슬롯 할당부(180)에 입력된다. 그리고, 시간슬롯 할당부(180)는, 각 이동국 장치1~K에 대한 송신 데이터 1~K, 패턴 정보, 및 할당 정보를 프레임 속의 각 시간슬롯에 할당하고, 그러한 데이터나 정보가 할당된 각 시간슬롯을 순차적으로 다중부(190)에 출력한다.

다중부(190)는, 시간 슬롯 단위로, 파일럿 패턴에 따라, 송신 데이터 1~K, 패턴 정보, 및 할당 정보와 파일럿 심볼을 다중한다. 다중 후의 각 시간슬롯은 IFFT부(150)에서 역고속 푸리에 변환된다.

도 16은, 본 발명의 실시형태 3에 따른 이동국 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태에 따른 이동국 장치의 구성은 실시형태 1 (도 4)과 거의 동일하지만, 복호부(360)에서 복호 된 파일럿 패턴 정보가 파일럿 추출부(330)에 입력되고, 그 입력된 파일럿 패턴 정보에 따라, 파일럿 추출부(330)가, FFT부(320)로부터 출력된 데이터로부터 파일럿 심볼을 추출하는 점에 있어서 다르다.

이어서, 본 실시형태의 파일럿 패턴의 선택 및 시간슬롯의 할당에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 1 프레임이 8개의 시간슬롯(TS1~TS8)으로 구성되며, 각 시간슬롯에 대한 할당은 프레임마다 행해지는 것으로 한다. 또한, 1 프레임을 구성하는 시간슬롯의 수는 이것으로 한정되지 않는다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 1 프레임을 구성하는 각 시간 슬롯(TS1~TS8)에는 도 8에 나타내는 파일럿 패턴이 설정되어 있다. 또한, 여기서는, 도 8에 나타내는 파일럿 패턴은, 각 시간슬롯 속의 파일럿 심볼의 배치를 나타내고 있다. 상기의 패턴 정보는, TS1~TS8의 각 시간슬롯에 패턴 1~8의 어느 파일럿 패턴이 설정되어 있는지를 나타내는 정보이다. 또한, 각 시간슬롯에 대한 파일럿 패턴의 설정은, 미리 설정해 놓고 고정적으로 해도 되고, 파일럿 패턴이 선택되는 이동국 장치의 수나 회선 품질 등에 따라 프레임마다 변화시켜도 된다. 또, 동일한 파일럿 패턴이 복수의 시간슬롯에 설정되어도 된다.

파일럿 패턴 선택부(270)에 있어서는, 이동국 장치마다, 지연 분산 측정부(272)에서 지연 분산이 측정되고, 이동 속도 추정부(274)에서 이동 속도가 추정된다. 본 실시형태에서는, 각 이동국 장치로부터의 상향회선에서의 데이터 송신도 시간슬롯 단위로 시분할로 행해지므로, 파일럿 패턴 선택부(270)에서는, 이동국 장치마다 지연 분산 및 이동 속도를 측정할 수 있다. 파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 그 지연 분산과 이동 속도를 기초로, 실시형태 1(도 8) 에 있어서 설명한 임계값 판정을 행하여 이동국 장치마다 파일럿 패턴을 선택한다. 이 때, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 패턴 8이외의 파일럿 패턴 중에서 이동국 장치 마다 파일럿 패턴을 선택한다. 상기와 같이 패턴 8은, 패턴 1~8 중에서, 전파환경의 변화에 대해서 가장 추종성이 좋은 패턴이기 때문에, 패턴 8을 프레임 선두 시간슬롯인 TS1에 설정함과 동시에, 패턴 8을 패턴 정보 및 할당 정보의 파일럿 패턴으로서 고정적으로 사용하기 위해서이다. 또한, 파일럿 패턴 정보 생성부(278)는, 도 8에 있어서, 지연 분산이 소정의 임계값 Tb 이상이고 이동 속도가 소정의 임계값 Tc 이상인 경우는, 패턴 8 대신에 패턴 6을 선택하는 것으로 한다. 이하의 설명에서는, 이동국 장치 1~5(MS1~5)의 5개의 이동국 장치를 상정하고, 이동국 장치 1 및 2 (MS1, MS2)에 패턴 6이 선택되고, 이동국 장치 3 및 4 (MS3, MS4)에 패턴 5가 선택되며, 이동국 장치 5 (MS5)에 패턴 3이 선택되는 것으로 한다. 이와 같이, 1개의 파일럿 패턴을 복수의 이동국 장치에 대해서 동시에 선택하여, 1개의 파일럿 패턴을 복수의 이동국 장치에서 공유할 수도 있다. 그리고, 이 선택 결과를 나타내는 파일럿 패턴 정보가 시간슬롯 할당부(180)에 입력된다.

시간슬롯 할당부(180)에서는, 파일럿 패턴 선택부(270)에서 이동국 장치마다 선택된 파일럿 패턴에 따라, 각 시간슬롯에 각 이동국 장치에 대한 송신 데이터를 할당한다. 즉, 패턴 6이 선택된 이동국 장치 1에 대한 송신 데이터 1을 패턴 6이 설정되어 있는 TS3에 할당한다. 마찬가지로, 패턴 6이 선택된 이동국 장치 2에 대한 송신 데이터 2를 TS3에 할당하고, 패턴 5가 선택된 이동국 장치 3, 4에 대한 송신 데이터 3, 4를 패턴 5가 설정되어 있는 TS4에 할당하며, 패턴 3이 선택된 이동국 장치 5에 대한 송신 데이터 5를 패턴 3이 설정되어 있는 TS6에 할당한다.

이와 같이, 1개의 파일럿 패턴을 복수의 이동국 장치에 대해서 동시에 선택한 결과, 1개의 시간슬롯에 복수 이동국 장치에로의 송신 데이터가 할당되는 것이 된다.

또, 이 할당 결과를 나타내는 할당 정보와 패턴 정보는, 항상, 패턴 8이 설정되어 있는 선두 시간슬롯인 TS1에 할당한다. 할당 정보와 패턴 정보는, 셀내의 전체 이동국 장치에서 수신될 필요가 있는 정보이고, 사용자 데이터에 비해 중요한 정보이기 때문에, 주파수 방향 및 시간 방향 모두 충분한 파일럿 심볼이 배치되는 파일럿 패턴을 이용할 필요가 있기 때문이다. 각 이동국 장치는, TS1를 수신함으로써, 자국(自局)에 대한 데이터가 어느 시간슬롯으로 어느 파일럿 패턴으로 송신되고 있는지를 알 수 있다.

다중부(190)에서는, 각 시간슬롯에 설정되어 있는 패턴 1~8의 각 파일럿 패턴에 따라, 송신 데이터와 파일럿 심볼을 다중한다. 또, 또, 1개의 시간슬롯에 복수의 이동국 장치에로의 송신 데이터가 할당된 경우는, 다중부(190)에서는, 그 복수 송신 데이터를 다중한다. 송신 데이터의 다중은, 예를 들면, 직접 확산 방식이나 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식 등을 이용하여 행한다. 따라서, TS3에는, 이동국 장치 1에 대한 송신 데이터 1, 이동국 장치 2에 대한 송신 데이터 2 및 패턴 6에 따른 파일럿 심볼이 다중된다. 마찬가지로, TS4에는, 이동국 장치 3에 대한 송신 데이터 3, 이동국 장치 4에 대한 송신 데이터 4 및 패턴 5에 따른 파일럿 심볼이 다중되고, 또, TS6에는, 이동국 장치 5에 대한 송신 데이터 5와 패턴 3에 따른 파일럿 심볼이 다중된다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 하향회선에서의 파일럿 심볼의 전송에 있어서, 시간슬롯 마다 다른 파일럿 패턴이 설정되고 있으며, 각 이동국 장치의 전파환경에 따라 선택된 파일럿 패턴에 따라, 각 시간슬롯에 대한 송신 데이터 할당을 한다. 이와 같이 하여, 전파환경이 동일한 상태에 있는 복수의 이동국 장치에 대해서 공통된 파일럿 패턴의 파일럿 심볼을 송신할 수 있으므로, 하향회선의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 이동국 장치나 기지국 장치 이외에도, 파일럿 심볼을 이용하여 전파환경 추정 등을 행하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 통신 장치에는 모두 적용 가능하다.

또한, 상기 각 실시형태의 설명에 이용한 각 기능 블록은, 전형적으로는 집적회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화 되어 있어도 좋고, 일부 또는 전부를 포함하도록 1칩화 되어 있어도 좋다.

또, 여기서는 LSI로 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI 등으로 호칭되는 경우도 있다.

또, 집적회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 좋다. LSI 제조 후에, 프로그램화가 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부 회로 셀의 접속 혹은 설정을 재구성 할 수 있는 리컨피규러블(reconfigurable) 프로세서를 이용해도 좋다.

또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별개의 기술에 의해, LSI에 대신하는 집적회로화 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용하여 기능 블록 집적화를 해도 좋다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제1의 형태는, 파일럿 심볼이 전송되는 전파환경의 지표가 되는 파라미터를 취득하는 취득 수단과, 취득된 파라미터에 따라 주파수 방향 및 시간 방향의 파일럿 심볼의 위치를 나타내는 파일럿 패턴을 선택하는 파일럿 패턴 선택 수단과, 선택된 파일럿 패턴 정보를 포함한 신호를 송신하는 송신 수단을 가지는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 전파환경의 지표가 되는 파라미터에 따라 주파수 방향 및 시간 방향의 파일럿 패턴을 선택하고, 이 파일럿 패턴 정보를 송신하기 때문에, 통신 상대국에는, 어느 파일럿 패턴을 선택했는지에 대해서만 피드백하면 좋아, 피드백 정보의 정보량 증대를 방지함과 동시에, 통신 상대국은, 전파환경에 따른 최적의 파일럿 심볼을 송신할 수가 있어, 파일럿 심볼 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없고, 피드백 정보로 인한 회선 용량에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수가 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제2의 형태는, 상기 취득 수단은, 통신 상대국 이외의 무선 통신 장치로부터 송신되는 신호 또는 멀티패스의 신호에 의한 간섭량을 측정하는 간섭량 측정부를 가지며, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 상기 간섭량이 클수록, 파일럿 심볼이 큰 비율을 차지하는 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 간섭량이 클수록, 파일럿 심볼이 프레임내에 있어서 큰 비율을 차지하는 파일럿 패턴을 선택하기 때문에, 다른 무선 통신 장치로부터의 간섭 및 멀티패스 간섭에 의한 수신 품질 저하를 막을 수가 있으며, 채널 추정의 정밀도를 향상시켜, 데이터 심볼을 정상적으로 복조할 수가 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제3의 형태는, 상기 간섭량 측정부는, 수신 신호에 포함되는 파일럿 심볼을 이용하여 간섭량을 측정하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 수신 신호에 포함되는 파일럿 심볼을 이용하여 간섭량을 측정하기 때문에, 기지(旣知)의 파일럿 심볼과 비교를 함으로써, 정확하게 간섭량을 측정할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제4의 형태는, 상기 취득 수단은, 수신 신호의 지연파가 가리키는 지연 분산을 측정하는 지연 분산 측정부를 가지며, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 상기 지연 분산이 클수록 파일럿 심볼이 주파수 방향으로 조밀하게 배치되는 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 지연 분산이 클수록 파일럿 심볼이 주파수 방향으로 조밀하게 배치되는 파일럿 패턴을 선택하기 때문에, 지연 분산이 커서 주파수 선택성 페이딩 변동이 격렬한 경우에도, 채널 추정 정밀도를 향상시켜, 예를 들면 주파수가 다른 부반송파에 중첩된 데이터 심볼을 정상적으로 복조할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제5의 형태는, 상기 지연 분산 측정부는, 수신 신호의 지연 프로파일을 작성하여 지연 분산을 측정하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 수신 신호의 지연 프로파일을 작성하여 지연 분산을 측정하기 때문에, 신호를 수신할 때에 정확한 지연 분산을 측정할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제6의 형태는, 상기 지연 분산 측정부는, 자(自)장치가 속하는 셀의 형상에 따른 지연 분산을 미리 기억하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 자장치가 속하는 셀의 형상에 따른 지연 분산을 미리 기억하기 때문에, 지연 분산을 측정하기 위한 연산량을 삭감할 수가 있어, 처리의 고속화를 꾀할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제7의 형태는, 상기 취득 수단은, 자장치 또는 통신 상대국의 이동 속도를 추정하는 이동 속도 추정부를 가지며, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 상기 이동 속도가 클수록 파일럿 심볼이 시간 방향으로 조밀하게 배치되는 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 이동 속도가 클수록 파일럿 심볼이 시간 방향으로 조밀하게 배치되는 파일럿 패턴을 선택하기 때문에, 이동 속도가 커서 경시적인 페이딩 변동이 격렬한 경우에도, 채널 추정의 정밀도를 향상시켜, 데이터 심볼을 정상적으로 복조할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제8의 형태는, 상기 이동 속도 추정부는, 수신 신호에 포함되는 파일럿 심볼의 수신 전력 변동에 기초하여 이동 속도를 추정하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 수신 신호에 포함되는 파일럿 심볼의 수신 전력 변동에 기초하여 이동 속도를 추정하기 때문에, 용이한 연산으로 정확하게 이동 속도를 추정할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제9의 형태는, 통신 상대국으로부터 송신되는 데이터의 변조 방식을 선택하는 변조 방식 선택 수단을 가지며, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 상기 파라미터 및 상기 변조 방식 선택 수단에서 선택된 변조 방식의 변조 레벨에 따라 상기 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제10의 형태는, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 상기 변조 방식 선택 수단에서 선택된 변조 방식의 변조 레벨이 클수록, 파일럿 심볼이 시간 방향 또는 주파수 방향으로 조밀하게 배치되는 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제11의 형태는, 상기 변조 방식 선택 수단에 의해 선택된 변조 방식의 변조 레벨에 따라 다른 값의 오프셋을 상기 파라미터에 부가하는 부가 수단을 가지며, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 오프셋이 부가된 파라미터에 따라 상기 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제12의 형태는, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 상기 파라미터에 따라 선택되는 파일럿 패턴에 상기 변조 방식 선택 수단에 의해 선택된 변조 방식의 변조 레벨에 따른 수의 파일럿 심볼을 더 삽입한 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

이러한 구성에 의하면, 변조 방식에 따라 파일럿 심볼의 비율을 변화시키기 때문에, 변조 방식에 맞는 가장 적합하면서도 필요충분한 파일럿 심볼이 전송되는 파일럿 패턴을 선택할 수 있다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제13의 형태는, 상기 송신 수단은, 시간슬롯 마다 설정되는 파일럿 패턴에 따라 배치되는 파일럿 심볼을 포함한 신호를 송신하며, 상기 파일럿 패턴 선택 수단은, 복수의 통신 상대국 마다 파일럿 패턴을 선택하는 구성을 취한다.

본 발명의 무선 통신 장치의 제14의 형태는, 상기 파일럿 패턴 선택 수단에 의해 선택된 파일럿 패턴에 기초하여, 상기 복수의 통신 상대국 각각에 대해 시간슬롯을 할당하는 할당 수단을 가지는 구성을 취한다.

이러한 구성에 의하면, 전파환경이 동일한 상태에 있는 복수의 통신 상대국에 대해서 공통된 파일럿 패턴의 파일럿 심볼을 송신할 수 있으므로, 하향회선의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 파일럿 심볼 전송 방법의 제1의 형태는, 파일럿 심볼이 전송되는 전파환경의 지표가 되는 파라미터를 취득하는 스텝과, 취득된 파라미터에 따라 주파수 방향 및 시간 방향의 파일럿 심볼의 위치를 나타내는 파일럿 패턴을 선택하는 스텝과, 선택된 파일럿 패턴의 정보를 포함한 신호를 송신하는 스텝을 가지도록 했다.

이 방법에 의하면, 전파환경의 지표가 되는 파라미터에 따라 주파수 방향 및 시간 방향의 파일럿 패턴을 선택하고, 이 파일럿 패턴 정보를 송신하기 때문에, 통신 상대국에는, 어느 파일럿 패턴을 선택했는지에 대해서만 피드백하면 좋아, 피드백 정보의 정보량 증대를 방지함과 동시에, 통신 상대국은, 전파환경에 따른 최적의 파일럿 심볼을 송신할 수 있어, 파일럿 심볼의 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없고, 피드백 정보로 인한 회선 용량에의 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.

본 명세서는, 2003년 8월 12일에 출원한 일본 특허 출원 2003－292667, 및 2004년 5월 31일에 출원한 일본 특허 출원 2004－162388에 기초하고 있는 것이다. 이 내용은 모두 여기에 포함시켜 놓는다.

본 발명에 관계되는 무선 통신 장치 및 파일럿 심볼 전송 방법은, 파일럿 심볼의 전송으로 인해 정보의 전송 효율을 저하시키는 일이 없고, 피드백 정보로 인한 회선 용량에의 영향을 최소한으로 억제할 수 있어, 사용자 마다 개별 파일럿 심볼이 전송되는 무선 통신 시스템에 있어서 이용되는 무선 통신 장치 및 파일럿 심볼 전송 방법 등으로서 유용하다.

270 : 파일럿 패턴 선택부 272 : 지연 분산 측정부
274 : 이동 속도 추정부 276 : 타셀 간섭 측정부
278 : 파일럿 패턴 정보 생성부

Claims

파일럿 신호를 수신하는 수신 장치에 있어서,
기지국으로부터 브로드캐스트 송신된 신호로서, 주파수 방향 또는 시간 방향의 파일럿 신호 배치 밀도가 서로 다른 복수의 파일럿 패턴 중 어느 파일럿 패턴이 복수의 시간 슬롯 각각에 할당되는지를 나타내는 패턴 정보를 포함하는 신호를 추출하되, 상기 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 서로 다른 파일럿 패턴이 할당된 상기 패턴 정보를 포함하는 신호를 추출하는 추출 수단; 및
상기 패턴 정보로 나타낸 파일럿 패턴에 따른 파일럿 신호를 수신하는 수신 수단;을 포함하고,
상기 복수의 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 동일한 파일럿 패턴이 할당되는 수신 장치.
파일럿 신호를 수신하는 수신 방법에 있어서,
기지국으로부터 브로드캐스트 송신된 신호로서, 주파수 방향 또는 시간 방향의 파일럿 신호 배치 밀도가 서로 다른 복수의 파일럿 패턴 중 어느 파일럿 패턴이 복수의 시간 슬롯 각각에 할당되는지를 나타내는 패턴 정보를 포함하는 신호를 추출하되, 상기 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 서로 다른 파일럿 패턴이 할당된 상기 패턴 정보를 포함하는 신호를 추출하는 단계; 및
상기 패턴 정보로 나타낸 파일럿 패턴에 따른 파일럿 신호를 수신하는 단계;를 포함하고,
상기 복수의 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 동일한 파일럿 패턴이 할당되는 수신 방법.
파일럿 신호의 수신을 제어하는 집적 회로에 있어서,
기지국으로부터 브로드캐스트 송신된 신호로서, 주파수 방향 또는 시간 방향의 파일럿 신호 배치 밀도가 서로 다른 복수의 파일럿 패턴 중 어느 파일럿 패턴이 복수의 시간 슬롯 각각에 할당되는지를 나타내는 패턴 정보를 포함하는 신호의 추출을 제어하되, 상기 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 서로 다른 파일럿 패턴이 할당된 상기 패턴 정보를 포함하는 신호의 추출을 제어하는 추출 제어 수단; 및
상기 패턴 정보로 나타낸 파일럿 패턴에 따른 파일럿 신호의 수신을 제어하는 수신 제어 수단;을 포함하고,
상기 복수의 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 동일한 파일럿 패턴이 할당되는 집적 회로.
파일럿 신호를 수신하는 수신 장치에 있어서,
기지국으로부터 브로드캐스트 송신된 신호를 추출하되, 어느 파일럿 패턴이 복수의 시간 슬롯 각각에 할당되는지를 나타내는 패턴 정보를 포함하는 신호를 추출하는 추출 수단; 및
상기 패턴 정보로 나타낸 파일럿 패턴에 따른 파일럿 신호를 수신하는 수신 수단;을 포함하고,
상기 복수의 시간 슬롯들 중 적어도 두 개의 시간 슬롯에는 동일한 파일럿 패턴이 할당되는 수신 장치.