WO2006088105A1

WO2006088105A1 - 無線通信方法、中継局装置および無線送信装置

Info

Publication number: WO2006088105A1
Application number: PCT/JP2006/302766
Authority: WO
Inventors: Akihiko Nishio; Yasuaki Yuda; Tomohiro Imai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-08-24
Also published as: CN102088305A; JP4663710B2; US7725074B2; US20120208452A1; US20100197221A1; EP1848124A1; CN101124751A; CN101124751B; US20090011700A1; JPWO2006088105A1; US8185043B2; US8422941B2

Abstract

　システムスループットを向上させる無線通信方法等を提供する。本発明の無線通信方法は、基地局装置（ＢＳ）と中継局装置（ＲＳ）（１００）と移動局装置（ＭＳ）＃１とを有する移動体通信システムにおいて用いられる。第１の送信ステップでは、ＢＳからＲＳ（１００）に、ＭＳ＃１宛てのデータを含む第１の送信信号が送信される。第２の送信ステップでは、ＢＳから、ＢＳで生成されたパイロットを含む第２の送信信号が送信される。これと同時に、第２の送信ステップでは、ＲＳ（１００）からＭＳ＃１に、ＢＳで生成されたパイロットと特定の直交関係を有しＲＳ（１００）で生成されたパイロットを含む中継信号であってＭＳ＃１宛てのデータをさらに含む中継信号が送信される。

Description

明細書

無線通信方法、中継局装置および無線送信装置

技術分野

[0001] 本発明は、無線信号を送信装置から受信装置に中継する装置が設置された無線通信システムにお!/、て用いられる無線通信方法、中継局装置および無線送信装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯電話機などに代表されるセルラ移動体通信システムにおいて高周波の無線帯域を利用し、高伝送レートを実現するための技術的なアプローチが盛んに検討されている（例えば、非特許文献 1参照)。例えば、送信側で複数のアンテナから複数のデータ系列を送信し、受信側では複数のアンテナを用いて受信した信号力、各データ系列を分離して復号する MIMO (Multiple Input Multiple Output)伝送等が検討されている。

[0003] しかし、高周波の無線帯域を利用した場合は、低周波の無線帯域を利用する場合に比べて伝送距離による減衰が大きくなり、また、電波の直進性が強くなる。つまり、ビルなどの障害物の裏に回り込む電波が弱くなるため、高伝送レートの実現が期待できる領域が比較的近距離の領域に限定される。よって、システム内により多くの基地局装置を設置する必要が生じる。基地局装置の設置には相応の費用が力かるため、基地局設置台数の増加を抑制しつつ高伝送レートを実現できる技術が強く求められている。

[0004] 従来の移動体通信システムの一例では、無線信号を送信装置から受信装置に中継する中継局装置を用いることにより、基地局装置のカバーエリアを実質的に拡大している（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2002— 330112号公報

非特許文献 1 :「VSF— OFCDMにおけるパイロットチャネル構成の検討」、電子情報通信学会、信学技報 RCS2002— 169

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、上記従来の移動体通信システムにおいては、中継局装置が中継した無線信号は、他の無線信号にとって干渉信号となり得る。例えば、下り回線において、中継局装置が特定の移動局装置に対して送信した無線信号が、中継局装置近傍で基地局装置と直接通信している他の移動局装置に対して干渉を与えることがある。この場合、基地局装置と直接通信する移動局装置の誤り率特性が劣化し、システムスループットが低下する。

[0006] 本発明の目的は、システムスループットを向上させることができる無線通信方法、中継局装置および無線送信装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の無線通信方法は、送信装置と、中継局装置と、受信装置と、を有する無線通信システムにお、て用いられる無線通信方法であって、第 1の送信期間におヽて、送信装置から中継局装置に、受信装置宛ての信号を含む第 1の送信信号を送信する第 1の送信ステップと、第 1の送信期間より後の第 2の送信期間において、送信装置から、第 1の既知信号を含む第 2の送信信号を送信すると同時に、中継局装置から、第 1の送信信号に含まれた受信装置宛ての信号を含む第 3の送信信号であつて第 1の既知信号と特定の直交関係を有する第 2の既知信号をさらに含む第 3の送信信号を送信する第 2の送信ステップと、を有するようにした。

[0008] 本発明の中継局装置は、第 1の既知信号が受信装置宛ての信号に付加された第 1 の送信信号を第 1の送信期間において送信し且つ第 1の既知信号を含む第 2の送信信号を第 1の送信期間より後の第 2の送信期間において送信する送信装置から、第 1 の送信信号を受信する受信手段と、第 1の送信信号のうち第 1の既知信号を、第 1の既知信号と特定の直交関係を有する第 2の既知信号に置き換えて、第 3の送信信号を生成する置換手段と、受信装置に対して第 3の送信信号を第 2の送信期間において送信する送信手段と、を有する構成を採る。

[0009] 本発明の無線送信装置は、第 1の既知信号を受信装置宛ての信号に付加して第 1 の送信信号を生成するとともに、第 1の既知信号と特定の直交関係を有する第 2の既知信号を含む第 2の送信信号を生成する付加手段と、受信装置に対して第 1の送信信号を第 1の送信期間より後の第 2の送信期間において送信する中継局装置に対して、第 1の送信信号を第 1の送信期間において送信するとともに、第 2の送信信号を第 2の送信期間にお、て送信する送信手段と、を有する構成を採る。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、システムスループットを向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る移動体通信システムの構成を示す図

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る中継局装置の構成を示すブロック図

[図 3]本発明の実施の形態 1に係る移動体通信システムの動作例を説明するための図

[図 4]本発明の実施の形態 1に係るパイロット信号の例を示す図

[図 5]本発明の実施の形態 1に係るパイロット信号の他の例を示す図

[図 6]本発明の実施の形態 1に係るパイロット信号のさらに他の例を示す図

[図 7]本発明の実施の形態 1に係るパイロット信号のさらに他の例を示す図

[図 8]本発明の実施の形態 2に係る移動体通信システムの構成を示す図

[図 9]本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すブロック図

[図 10]本発明の実施の形態 2に係る移動体通信システムの動作例を説明するための図

[図 11]本発明の実施の形態 2に係るパイロット信号の例を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

[0013] (実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る中継局装置が設けられた移動体通信システムの構成を示す図である。図 1の移動体通信システムは、中継局装置（以下「RS」と言う） 100、無線送信装置としての基地局装置 (以下「BS」と言う）、無線受信装置としての 2つの移動局装置（以下、一方を「MS # 1」と言い、他方を「MS # 2」と言う）を有する。なお、本実施の形態では、便宜上、中継局数および移動局数をそれぞれ「1」「 2」としている力中継局数および移動局数はいずれもこれらの数に限定されるものではない。

[0014] BS、： RS100、 MS # 1、 MS # 2は、所定の時間長（例えば 0.5ms)を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行う。 BSは、フレーム # 1において、 MS # 1 宛てのデータを送信し、フレーム # 1の次のフレームであるフレーム # 2において、 M S # 2宛てのデータを送信する。送信される MS # 1宛てのデータおよび MS # 2宛てのデータには、同じパイロット信号 (以下「パイロット」と言う）が時間多重によって付カロされている。以下、パイロットが付加された MS # 1宛てのデータを第 1の送信信号と言い、パイロットが付加された MS # 2宛てのデータを第 2の送信信号と言う。なお、 B Sで各データに付加されるパイロットは、例えばウオルシュ系列などのような直交系列を用いて生成される。

[0015] MS # 2は BSのカバーエリア内に位置しているため、第 2の送信信号は MS # 2に対して直接送信される。なお、 MS # 2が BSのカバーエリア外に位置している場合は、第 2の送信信号の送信先は他の RSであり得る。

[0016] MS # 1は BSのカバーエリア外に位置しているため、第 1の送信信号は RS100に対して送信される。 RS100は、 MS # 1宛てのデータを中継する。具体的には、 BS 力受信した第 1の送信信号力中継信号を生成し、フレーム # 2において中継信号を MS # 1に送信する。このとき、中継信号は、フレーム # 2において第 2の送信信号を受信する MS # 2にとつて干渉信号となる。

[0017] MS # 1、 MS # 2はいずれも、例えば MIMO受信、 MMSE (Minimum Means Squa re Error)ダイバーシチ受信または MMSEシンボル合成受信などのように、干渉除去が可能な受信方法を実行する受信機である。なお、 MS # 1、 MS # 2が MIMO受信機を備えている場合、 BSは、 RS100が送信を行うフレーム # 2においては 1ストリームのみの送信を行う。システム全体の動作の詳細については後述する。

[0018] RS100は、図 2に示すように、アンテナ 101、受信無線処理部 102、 GI (Guard Inte rval)除去部 103、 FFT(Fast Fourier Transform)部 104、分離部 105、チャネル推定部 106、復調部 107、復号部 108、符号化部 109、変調部 110、直交系列生成部 111— 1、…ゝ 111— N (Nは 2以上の整数）、ノィロット変調部 112— 1、…ゝ 112— N 、多重部 113、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)部 114、 GI揷入部 115および送信無線処理部 116を有する。

[0019] 受信無線処理部 102は、アンテナ 101を介して、 BSから送信された第 1の送信信号を受信する。そして、受信した第 1の送信信号に対して所定の受信無線処理 (例えば、ダウンコンバート、 AZD変換など)を施す。受信無線処理後の第 1の送信信号は、 GI除去部 103に出力される。 GI除去部 103は、受信無線処理後の第 1の送信信号の所定位置に挿入されている GIを除去する。 FFT部 104は、 GI除去後の第 1 の送信信号に対して FFT処理を施す。 FFT処理後の第 1の送信信号は分離部 105 に出力される。

[0020] 分離部 105は、 FFT部 104から入力された第 1の送信信号を、パイロットと MS # 1 宛てのデータとに分離する。分離されたパイロットはチャネル推定部 106に出力され、分離された MS # 1宛てのデータは復調部 107に出力される。

[0021] チャネル推定部 106は、分離部 105から入力されたパイロットを用いてチャネル推定を行ってチャネル推定値を得る。復調部 107は、チャネル推定部 106によって得られたチャネル推定値に基づいてチャネル補償を行った上で、分離部 105から入力された MS # 1宛てのデータを復調する。復号部 108は、復調部 107によって復調された MS # 1宛てのデータを復号する。

[0022] したがって、 BSで符号化される前の状態の MS # 1宛てのデータ力 RSにおいて再生される。つまり、本実施の形態に係る RS100は、データの中継に際してそのデータの再生を行う再生型の中継方式を採用した中継局装置である。

[0023] 符号ィ匕部 109は、復号部 108によって復号された MS # 1宛てのデータを符号化する。変調部 110は、符号ィ匕部 109によって符号ィ匕された MS # 1宛てのデータを変調する。変調された MS # 1宛てのデータは多重部 113に出力される。

[0024] 直交系列生成部 111 1〜111 Nはそれぞれ、全通信帯域を N個に分割して得られる N個のサブバンドに対応する。直交系列生成部 111 - 1-111 Nの各々には、 BSで用いられた直交系列 (BS使用直交系列）が入力される。直交系列生成部 1 11 1〜111 Nの各々は、 BS使用直交系列と特定の直交関係を有する系列を生成する。例えば、直交系列生成部 111 1〜： L 11 Nの各々は、ウオルシュ系列などの BS使用直交系列と直交する系列を生成する。 [0025] パイロット変調部 112— 1〜112— Nには、直交系列生成部 111—1〜： L 11— Nによって生成された系列がそれぞれ入力される。ノィロット変調部 112— 1〜112— N は、入力された系列を BPSK (Binary Phase Shift Keying)変調することにより、 BSで各データに付加されたパイロットと直交するパイロットを生成する。生成されたパイロットは多重部 113に出力される。

[0026] すなわち、直交系列生成部 111 1〜： L 11 Nおよびパイロット変調部 112— 1〜 112— Nの組み合わせ力成る構成は、パイロットを生成するパイロット生成部としての機能を有する。

[0027] 多重部 113は、変調部 110から入力された MS # 1宛てのデータと、パイロット変調部 112— 1〜112— Nの各々力も入力されたパイロットと、を多重して、中 «I信号を生成する。つまり、多重部 113は、 MS # 1宛てのデータに付加されていたパイロットをそのパイロットと直交するパイロットに置き換える置換部としての機能を有する。データとパイロットとの多重方法としては、ここでは時間多重を用いる力周波数多重、コード多重など他の多重方法でも良、。

[0028] IFFT部 114は、多重部 113によって生成された中継信号に対して IFFT処理を施す。 GI挿入部 115は、 IFFT処理後の中継信号の所定位置に GIを挿入する。送信無線処理部 116は、 GI挿入後の中継信号に対して所定の送信無線処理 (例えば、 DZA変換、アップコンバートなど)を施す。そして、送信無線処理後の中継信号をァンテナ 101から MS # 1に対して送信する。

[0029] 次いで、上記構成を有する移動体通信システムにおける動作の例について、図 3を参照しながら説明する。

[0030] まず、フレーム # 1において、第 1の送信信号 160力 BSから RS100に送信される

[0031] そして、フレーム # 2において、第 2の送信信号 161が、 BS力 MS # 2に送信される。第 2の送信信号 161において MS # 2宛てのデータに付加されているパイロットは、第 1の送信信号 160において MS # 1宛てのデータに付加されているノィロットと同一である。

[0032] また、フレーム # 2において、中継信号 162力 RS100力ら MS # 1に送信される。このとき、 RS100から送信された中継信号 162は、干渉信号として MS # 2に到達する。しかし、中継信号 162において MS # 1宛てのデータに付加されているパイロットは、第 2の送信信号 161にお、て MS # 2宛てのデータに付加されて、るパイロットに対して直交している。このため、 MS # 2は、例えば MIMO受信、 MMSEダイバーシチ受信または MMSEシンボル合成受信などのように、干渉除去が可能な受信方法により、受信した無線信号のうち干渉信号として到達した中継信号を除去し、 BS力送信された第 2の送信信号 161のみを所望信号として取り出すことができる。ただし、中継信号において付加されるパイロットは、予め MS # 2に通知されているものとする

[0033] ここで、 RS100で生成されるパイロットについて図 4を用いて説明する。

[0034] 図 4に示されたパイロットは、ウオルシュ系列などの直交系列に対して BPSK変調を施すことにより生成される。直交系列を用いてパイロットを生成することにより、パイ口ットの送信電力を減らすことなく直交パイロットを生成することができる。

[0035] ここで、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などのマノレチキヤリァ伝送の場合には、周波数選択性フェージングの影響により、周波数ごとに伝搬路特性が異なる。このため、広帯域に対して単一の直交系列を用いると、受信時に直交性が崩れてしまう。よって、本実施の形態では、図 4に示すように、サブバンド内でパイロットを直交化する。つまり、サブバンド内のパイロットシンボルごとに直交系列を用いる。これにより、周波数選択性フージング環境下でもノィロットの直交性が崩れるのを防止することができる。図 4の例では、 8シンボルごとに系列長「8」の直交系列を用いている。直交性の崩れをより確実に防止するために、サブバンドの帯域幅は、移動体通信システムのコヒーレント帯域幅、つまり同一伝搬路とみなすことができる帯域幅に設定される。

[0036] なお、 RS 100で生成されるパイロットは、図 4に示されたものだけに限定されない。

[0037] 例えば、図 5に示すように、 BSのパイロットと RS100のパイロットとが互いに異なる時間つまり送信タイミングに割り当てられるように、 BSおよび RS100のパイロット生成部がそれぞれパイロットを生成する。この場合、伝搬路特性の経時変動が極めて激し V、状況にぉ、てパイロットの直交性が崩れるのを防止することができる。 [0038] あるいは、図 6に示すように、 BSのパイロットと RS 100のパイロットと力互いに異なる周波数にも割り当てられるように、 BSおよび RS 100のパイロット生成部がそれぞれパイロットを生成する。この場合、遅延分散の大きい伝搬路つまり周波数ごとに伝搬路特性が大きく異なる状況においてパイロットの直交性が崩れるのを防止することができる。

[0039] あるいは、図 7に示すように、 BSのパイロットと RS 100のパイロットと力互いに異なる時間に割り当てられるだけでなぐ互いに異なる周波数にも割り当てられるように、 B Sおよび RS 100のパイロット生成部がそれぞれパイロットを生成する。この場合、伝搬路特性の経時変動が極めて激しい状況で、し力も、周波数ごとに伝搬路特性が異なる状況においてパイロットの直交性が崩れるのを防止することができる。

[0040] このように、本実施の形態によれば、 MS # 2で中継信号を除去することができるため、 MS # 2の受信誤り率を改善させることができ、システム全体のスループットを向上させることができる。

[0041] また、将来の高伝送レートの移動体通信システムにおいて想定される MIMO受信機を用いて干渉を除去できるため、移動局装置に複雑な受信回路を追加することなくスループットを向上させることが可能である。

[0042] なお、本実施の形態では、下り回線の無線通信を想定して説明した。ただし、本発明は上り回線の通信にも適用することができる。

[0043] また、 RS 100は、前述の BSと異なる他の BSあるいは前述の MS # 1、 MS # 2と異なる他の MSに設けられたものであっても良！、。

[0044] また、 RS 100が送信するフレームはフレーム # 1と連続したフレーム # 2として説明したが、 RS 100が送信するフレームは連続している必要はなぐ RS 100での処理遅延を考慮し、フレーム # 2以降のフレーム、例えば、フレーム # 3であっても良い。この場合、 RS 100はフレーム # 3で送信される BSのパイロットと直交したパイロットを送信する。

[0045] また、伝送方式として OFDMを用いた場合について説明した力この限りではなく、シングルキャリア伝送、 CDMA、 TDMA、 FDMAなど他の伝送方式を用いても良い。 [0046] また、 RSlOOが第 1の送信信号に対して、復調および復号の処理を行った後のデータを中継送信する構成を説明したが、例えば復号前の信号や復調前の信号を中継送信するようにしても良、。

[0047] また、本実施の形態では、各装置力送信される信号のうちパイロット部のみが直交化されているが、データ部も直交化するような構成を採用しても良い。

[0048] (実施の形態 2)

図 8は、本発明の実施の形態 2に係る BSが設けられた移動体通信システムの構成を示すブロック図である。図 8の移動体通信システムは、無線送信装置としての BS2 00、 RS、無線受信装置としての MS # 1、 MS # 2を有する。なお、本実施の形態では、便宜上、中継局数および移動局数をそれぞれ「1」「2」としているが、中継局数および移動局数は、ずれもこれらの数に限定されるものではな、。

[0049] BS200、RS、 MS # 1、 MS # 2は、実施の形態 1と同様に、互いに同期して送受信を行う。 BS200は、フレーム # 1において、 MS # 1宛てのデータを送信し、フレーム # 2において、 MS # 2宛てのデータを送信する。送信される MS # 1宛てのデータおよび MS # 2宛てのデータには、互いに異なるパイロットが時間多重によって付加されている。以下、パイロットが付加された MS # 1宛てのデータを第 1の送信信号と言い、パイロットが付加された MS # 2宛てのデータを第 2の送信信号と言う。なお、 BS 200で各データに付加されるパイロットは、例えばウオルシュ系列などのような直交系列を用いて生成される。

[0050] MS # 2は BS200のカバーエリア内に位置しているため、第 2の送信信号は MS # 2に対して直接送信される。なお、 MS # 2が BS200のカバーエリア外に位置している場合は、第 2の送信信号の送信先は他の RSであり得る。

[0051] MS # 1は BS200のカバーエリア外に位置しているため、第 1の送信信号は RSに対して送信される。 RSは、 MS # 1宛てのデータを中継する。具体的には、 BS力受信した第 1の送信信号から中継信号を生成し、フレーム # 2において中継信号を MS # 1に送信する。このとき、中継信号は、フレーム # 2において第 2の送信信号を受信する MS # 2にとつて干渉信号となる。ここで、本実施の形態の RSは、実施の形態 1 で説明した RS100と異なり、パイロットの置換を行わず、 BS200によって付加されたパイロットと同一のパイロットを送信する。

[0052] MS # 1、 MS # 2は!、ずれも、例えば MIMO受信、 MMSEダイバーシチ受信または MMSEシンボル合成受信などのように、干渉除去が可能な受信方法を実行する受信機である。なお、 MS # 1、 MS # 2が MIMO受信機を備えている場合、 BS200 は、 RSが送信を行うフレーム # 2においては 1ストリームのみの送信を行う。システム全体の動作の詳細については後述する。

[0053] BS200は、図 9に示すように、符号ィ匕咅 202、変調咅 203、シリアノレノラレノレ（S/ P)変換部 204、直交系列生成部 205— 1、 · ··、 205— N、パイロット変調部 206— 1、 …ゝ 206— N、多重部 207、 IFFT部 208、 GI挿入部 209、送信無線処理部 210およびアンテナ 211を有する。

[0054] 符号ィ匕部 202は、送信データ（MS # 1または MS # 2宛てのデータ）を符号化する。変調部 203は、符号化部 202によって符号化されたデータを変調する。 SZP変換部 204は、変調されたデータをシリアルパラレル変換する。シリアルパラレル変換されたデータは多重部 207に出力される。

[0055] 直交系列生成部 205— 1〜205— Nはそれぞれ、全通信帯域を N個に分割して得られる N個のサブバンドに対応する。直交系列生成部 205— 1〜205— Nの各々には、フレーム番号が入力される。直交系列生成部 205— 1〜205—Νの各々は、フレーム番号に応じた系列を生成する。連続する 2つのフレームに対して生成される 2つの系列は特定の直交関係を有する。例えば、生成される系列はフレーム間で直交している。

[0056] パイロット変調部 206— 1〜206—Νには、直交系列生成部 205— 1〜205—Nによって生成された系列がそれぞれ入力される。ノィロット変調部 206— 1〜206— N は、入力された系列を BPSK変調することにより、フレーム間で直交するノィロットを生成する。具体的には、フレーム # 1に対して生成されるパイロットとフレーム # 2に対して生成されるパイロットが互いに直交するように、パイロット生成が行われる。生成されたパイロットは多重部 207に出力される。

[0057] すなわち、直交系列生成部 205— 1〜205— Nおよびパイロット変調部 206— 1〜

206— Nの組み合わせ力成る構成は、パイロットを生成するパイロット生成部としての機能を有する。

[0058] ノィロット生成部は、実施の形態 1において図 4を用いて説明したように、コヒーレント帯域幅を有するサブバンド内でパイロットを直交化する。

[0059] なお、パイロット生成部は、実施の形態 1において説明した図 5の例と同様に、 MS

# 1宛てのデータに付加するパイロットと MS # 2宛てのデータに付加するパイロットとが互いに異なる時間つまり送信タイミングに割り当てられるように、パイロットを生成する。ここで、互いに異なる時間とは、該当するフレームの先頭力もの間隔が異なることを意味する。

[0060] あるいは、実施の形態 1において説明した図 6の例と同様に、 MS # 1宛てのデータに付加するノィロットと MS # 2宛てのデータに付加するパイロットとが互いに異なる周波数に割り当てられるように、パイロットを生成する。

[0061] あるいは、パイロット生成部は、実施の形態 1において説明した図 7の例と同様に、 MS # 1宛てのデータに付加するパイロットと MS # 2宛てのデータに付加するノイロットとが互いに異なる時間に割り当てられるだけでなぐ互いに異なる周波数にも割り当てられるように、パイロットを生成する。

[0062] 多重部 207は、 SZP変換部 204から入力されたデータと、パイロット変調部 206— 1〜206— N力も入力されたパイロットと、を多重して、送信信号 (第 1の送信信号または第 2の送信信号)を生成する。つまり、多重部 207は、あるフレームに対して生成されたパイロットを MS # 1宛てのデータに付カ卩して第 1の送信信号を生成し、他のフレームに対して生成されたパイロットを MS # 2宛てのデータに付加して第 2の送信信号を生成する付加部としての機能を有する。

[0063] IFFT部 208は、多重部 207によって生成された送信信号に対して IFFT処理を施す。 GI挿入部 209は、 IFFT処理後の送信信号の所定位置に GIを挿入する。送信無線処理部 210は、 GI挿入後の送信信号に対して所定の送信無線処理 (例えば、 DZA変換、アップコンバートなど)を施す。そして、送信無線処理後の送信信号をァンテナ 211から RSまたは MS # 2に対して送信する。

[0064] 次いで、上記構成を有する移動体通信システムにおける動作例について、図 10を参照しながら説明する。 [0065] まず、フレーム # 1において、第 1の送信信号 260力 BS200力ら RSに送信される

[0066] そして、フレーム # 2において、第 2の送信信号 261が、 BS200力ら MS # 2〖こ送信される。第 2の送信信号 261にお、て MS # 2宛てのデータに付加されて、るパイ口ットは、第 1の送信信号 260において MS # 1宛てのデータに付加されているパイロットに対して直交している。

[0067] また、フレーム # 2において、中継信号 262力 RSから MS # 1に送信される。中継信号 262において MS # 1宛てのデータに付加されているパイロットは、第 1の送信信号 260において MS # 1宛てのデータに付加されているパイロットと同一である。

[0068] RSから送信された中継信号 262は、干渉信号として MS # 2に到達する。しかし、第 2の送信信号 261において MS # 2宛てのデータに付加されているパイロットは、中継信号 262において MS # 1宛てのデータに付加されているパイロットに対して直交している。このため、 MS # 2は、例えば MIMO受信、 MMSEダイバーシチ受信または MMSEシンボル合成受信などのように、干渉除去が可能な受信方法により、受信した無線信号のうち干渉信号として到達した中継信号を除去し、 BSから送信された第 2の送信信号 261のみを所望信号として取り出すことができる。この場合、 BS20 0が使用するパイロットは MS # 2に既知であるため、 RSが使用するパイロットを MS # 2に通知する必要がない。

[0069] ここで、 BSで生成されるパイロットについて図 11を用いて説明する。ここでは、フレーム間で直交するパイロットの生成について説明する。

[0070] 図 11に示された例では、パイロット系列としてウオルシュ系列が用いられる。 W ^ωは k 系列; gjのウオルシュ系列の k番目の系列を表す。この例示で ίお =4とする。フレーム # 1では W (⁴)を、フレーム # 2では W (⁴)を、フレーム # 3では W (⁴)を、フレーム # 4

1 2 3 では W (⁴⁾を、それぞれ用いてパイロットを生成する。つまり、 4フレーム周期で直交系

4

列を用いている。なお、 W (⁴)は（1, 1, 1, 1)であり、 W (⁴)は（1, - 1, 1, — 1)であり

1 2

、W ( ¾ (1, 1, - 1, —1)であり、 W (⁴)は（1, - 1, - 1, 1)である。フレーム # nに

3 4

対して用いられる系列は、一般的な数式表現としては、次の式（1)によって表される [数 1]

[0071] ここで、 RSがフレーム # 1で受信した信号をフレーム # 5で送信すると、フレーム # 5において BS200が送信するパイロットとフレーム # 5において RSが送信するパイ口ットとが同一となる。 RSでは一般に、中継を行うに際して数フレームの処理遅延が発生する可能性がある力処理遅延力フレーム以上となる場合には、直交系列の系列; 5Jを増大させることにより、 BS200が送信するパイロットと RSが送信するパイロットとを互、に直交化することができる。

[0072] このように、本実施の形態によれば、 MS # 2で中継信号を除去することができるため、 MS # 2の受信誤り率を改善させることができ、システム全体のスループットを向上させることができる。また、 BS200から送信されるパイロットをフレーム間で直交化するように、 BS200においてパイロットが生成され、 RSではパイロットの置換が行われないため、 RSが使用するパイロットの MS # 2への事前通知が不要となる。よって、実施の形態 1で説明した移動体通信システムと比較して、システム全体のスループットを向上させることができる。また、 RSが使用するパイロットの割り当て管理も不要であるため、簡易な移動体通信システムを実現することができる。

[0073] また、将来の高伝送レートの移動体通信システムにおいて想定される MIMO受信機を用いて干渉を除去できるため、移動局装置に複雑な受信回路を追加することなくスループットを向上させることが可能である。

[0074] なお、本実施の形態では、下り回線の無線通信を想定して説明した。ただし、本発明は上り回線の通信にも適用することができる。

[0075] また、本実施の形態の RSは、 BS 200と異なる他の BSあるいは前述の MS # 1、 M S # 2と異なる他の MSに設けられたものであっても良い。

[0076] また、本実施の形態では、各装置力送信される信号のうちパイロット部のみが直交化されているが、データ部も直交化するような構成を採用しても良い。

[0077] また、 RSが送信するフレームはフレーム # 1と連続したフレーム # 2として説明した力 RSが送信するフレームは連続している必要はなぐ RSでの処理遅延を考慮し、フレーム # 2以降のフレーム、例えば、フレーム # 3であっても良い。

[0078] また、伝送方式として OFDMを用いた場合について説明した力この限りではなく、シングルキャリア伝送、 CDMA、 TDMA、 FDMAなど他の伝送方式を用いても良い。

[0079] また、 RSが第 1の送信信号に対して、復調および復号の処理を行った後のデータを中継データとして送信する構成を説明したが、例えば復号前の信号や復調前の信号を中継データとして送信するようにしても良い。

[0080] また、パイロット信号はリファレンス信号 (reference signal)と呼ばれることもある。

[0081] また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように 1チップィ匕されても良い。

[0082] ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ゥノレ卜ラ LSIと呼称されることちある。

[0083] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Program mable 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ノレ ·プロセッサーを利用しても良、。

[0084] さらには、半導体技術の進歩又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ィ匕を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

[0085] 本明糸田書 ίま、 2005年 2月 18曰出願の特願 2005— 042264に基づくものである。

この内容は全てここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0086] 本発明の無線通信方法、中継局装置および無線送信装置は、無線信号を送信装置力受信装置に中継する装置が設置された無線通信システムにおいて用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 送信装置と、中継局装置と、受信装置と、を有する無線通信システムにおいて用いられる無線通信方法であって、

第 1の送信期間において、送信装置から中継局装置に、受信装置宛ての信号を含む第 1の送信信号を送信する第 1の送信ステップと、

第 1の送信期間より後の第 2の送信期間において、送信装置から、第 1の既知信号を含む第 2の送信信号を送信すると同時に、中継局装置から、第 1の送信信号に含まれた受信装置宛ての信号を含む第 3の送信信号であって第 1の既知信号と特定の直交関係を有する第 2の既知信号をさらに含む第 3の送信信号を送信する第 2の送信ステップと、

を有する無線通信方法。

[2] 前記第 1の送信ステップは、

第 1の既知信号が受信装置宛ての信号に付加された信号を第 1の送信信号として送信し、

前記第 2の送信ステップは、

第 1の送信信号のうち第 1の既知信号が第 2の既知信号に置き換えられた信号を第 3の送信信号として送信する、

請求項 1記載の無線通信方法。

[3] 前記第 1の送信ステップは、

第 2の既知信号が第 1の受信装置宛ての信号に付加された信号を第 1の送信信号として送信し、

前記第 2の送信ステップは、

第 1の送信信号を第 3の送信信号として送信する、

請求項 1記載の無線通信方法。

[4] 第 1の既知信号が受信装置宛ての信号に付加された第 1の送信信号を第 1の送信

、て送信し且つ第 1の既知信号を含む第 2の送信信号を第 1の送信期間より後の第 2の送信期間において送信する送信装置から、第 1の送信信号を受信する受信手段と、第 1の送信信号のうち第 1の既知信号を、第 1の既知信号と特定の直交関係を有する第 2の既知信号に置き換えて、第 3の送信信号を生成する置換手段と、

受信装置に対して第 3の送信信号を第 2の送信期間において送信する送信手段とを有する中継局装置。

[5] 第 1の既知信号は、直交系列を用いて生成され、

第 1の既知信号の生成に用いられた直交系列を変調して、第 2の既知信号を生成する生成手段をさらに有する、

請求項 4記載の中継局装置。

[6] 前記生成手段は、

複数のサブバンドのうちいずれかのサブバンドに対応する第 2の既知信号を生成する、

請求項 5記載の中継局装置。

[7] 前記生成手段は、

コヒーレント帯域幅を有する第 1のサブバンドに対応する第 2の既知信号を生成する、

請求項 6記載の中継局装置。

[8] 第 1の既知信号は、第 1の送信タイミングに割り当てられ、

第 1の送信タイミングと異なる第 2の送信タイミングに割り当てられた第 2の既知信号を生成する生成手段をさらに有する、

請求項 4記載の中継局装置。

[9] 第 1の既知信号は、第 1の周波数に割り当てられ、

第 1の周波数と異なる第 2の周波数に割り当てられた第 2の既知信号を生成する生成手段をさらに有する、

請求項 4記載の中継局装置。

[10] 第 1の既知信号を受信装置宛ての信号に付加して第 1の送信信号を生成するとともに、第 1の既知信号と特定の直交関係を有する第 2の既知信号を含む第 2の送信信号を生成する付加手段と、受信装置に対して第 1の送信信号を第 1の送信期間より後の第 2の送信期間において送信する中継局装置に対して、第 1の送信信号を第 1の送信期間において送信するとともに、第 2の送信信号を第 2の送信期間におヽて送信する送信手段と、を有する無線送信装置。

[11] 所定の直交系列を変調して、第 1の既知信号および第 2の既知信号を生成する生成手段をさらに有する、

請求項 10記載の無線送信装置。

[12] 前記生成手段は、

複数のサブバンドのうちいずれかのサブバンドに対応する第 1の既知信号および第 2の既知信号を生成する、

請求項 11記載の無線送信装置。

[13] コヒーレント帯域幅を有するサブバンドに対応する第 1の既知信号および第 2の既知信号を生成する、

請求項 12記載の無線送信装置。

[14] 第 1の送信タイミングに割り当てられた第 1の既知信号、および、第 1の送信タイミングと異なる第 2の送信タイミングに割り当てられた第 2の既知信号を生成する生成手段をさらに有する、

請求項 10記載の無線送信装置。

[15] 第 1の周波数に割り当てられた第 1の既知信号、および、第 1の周波数と異なる第 2 の周波数に割り当てられた第 2の既知信号を生成する生成手段をさらに有する、請求項 10記載の無線送信装置。