WO2006118062A1 - 無線パラメータ群を生成する装置、送信機及び受信機 - Google Patents

無線パラメータ群を生成する装置、送信機及び受信機 Download PDF

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WO2006118062A1
WO2006118062A1 PCT/JP2006/308466 JP2006308466W WO2006118062A1 WO 2006118062 A1 WO2006118062 A1 WO 2006118062A1 JP 2006308466 W JP2006308466 W JP 2006308466W WO 2006118062 A1 WO2006118062 A1 WO 2006118062A1
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WO
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guard interval
radio
radio parameter
symbol
period
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PCT/JP2006/308466
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French (fr)
Inventor
Mamoru Sawahashi
Kenichi Higuchi
Hiroyuki Atarashi
Motohiro Tanno
Yoshihisa Kishiyama
Yoshiaki Ofuji
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Ntt Docomo, Inc.
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Priority to BRPI0610410-0A priority patent/BRPI0610410A2/pt
Priority to CA2605772A priority patent/CA2605772C/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
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    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for generating a group of radio parameters, a transmitter, and a receiver.
  • the fourth generation mobile communication system which is mainly used for video communication and data communication, is required to have a capability far exceeding that of the third generation mobile communication system (IMT-2000). It is necessary to fully achieve networking and broadband.
  • IMT-2000 third generation mobile communication system
  • various indoor and outdoor communication environments are assumed. In the outdoors, for example, multiple cells (multicell) covering a wide area are prepared to enable high-speed packet transmission to mobile stations moving at high speed. Since indoor radio wave attenuation is large, an access point is provided indoors that does not support wireless communication at outdoor base stations.
  • communication by packet transmission is performed even in wireless areas other than conventional circuit-switched communication.
  • a multicast method and a broadcast method are used in addition to the unicast method. For example, see Non-Patent Document 1.) o
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • a symbol is formed by adding a guard interval part to an effective symbol part including information to be transmitted, and a plurality of symbols are formed during a predetermined transmission time interval (TTI: Transmission Time Interval). Sent.
  • TTI Transmission Time Interval
  • Sent The guard interval part is created with a part of the information contained in the effective symbol part.
  • the guard interval is also called a cyclic prefix (CP) or overhead.
  • Non-Patent Document 1 Otsu: “Challenges for Systems beyond IMT—2000 ⁇ Wireless power approach ⁇ , ITU Journal, Vol. 33, No. 3, pp. 26— 30, Mar. 200 3
  • the present invention has been made to address at least one of the above-mentioned problems, and its problem is used in an OFDM mobile communication system, and is flexible in both a unicast system and a multicast system.
  • An object is to provide a transmitter, a receiver, and a device for generating radio parameters for the transmitter and receiver that can be used.
  • a symbol having a guard interval part and an effective symbol part is predetermined.
  • a device for generating a group of radio parameters used in an OFDM mobile communication system that transmits or receives a plurality of frames during a time frame is used.
  • This device has an effective symbol part having the same period as the period of the effective symbol part defined by one set of radio parameter groups, and is different from the period of the guard inverter part defined by the one set of radio parameter groups.
  • Means for deriving another set of radio parameters defining a symbol having a guard interval portion. In this equipment, the ratio of the guard interval part in one symbol defined by one set of radio parameter groups is equal to the ratio of the guard interval part in one symbol defined by another set of radio parameters. And means for deriving another set of radio parameters.
  • a transmitter and a receiver used in an OFDM mobile communication system can flexibly cope with a multicast system and a multicast system.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram (part 1) of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram (part 2) of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which time multiplexing is performed in a multiplexing unit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state where frequency multiplexing is performed in a multiplexing unit.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing symbol formats respectively defined by radio parameter groups derived according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing symbol formats respectively defined by radio parameter groups derived according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing various wireless parameter groups derived by one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the state of frequency selective fading.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of multiplexing a shared control channel and a shared data channel
  • 302 1 to N data channel processing unit; 304 control channel processing unit; 306 multiplexing unit 308 fast inverse Fourier transform unit 310 guard interval insertion unit 312 digital analog conversion unit (DZA) 320 radio parameter setting unit 322 turbo encoder 324 data modulator 326 interleaver 328 series-parallel conversion unit ( 342 convolutional encoder; 344 QPSK modulator; 346 interleaver; 348 serial-parallel converter (SZP);
  • DZA digital analog conversion unit
  • SZP serial-parallel converter
  • 502 antenna 504 low noise amplifier; 506 mixer; 508 local oscillator; 510 bandpass filter; 512 automatic gain controller; 514 quadrature detector; 516 local oscillator; 518 analog-to-digital converter; 520 symbol timing detector; Guard interval removal unit; 524 Fast Fourier transform unit; 526 Demultiplexer;
  • an effective symbol part having the same period as the period of the effective symbol part defined by one set of radio parameter groups, and the guard inverter defined by the one set of radio parameter groups.
  • Another set of radio parameters that defines a symbol with a guard interval that is different from the period of the part is derived.
  • the period of the effective symbol part that is, the subcarrier interval, is maintained constant, so that the radio communication device can use the OFDM scheme regardless of which radio parameter group is used.
  • the proportion (loss rate) of the guard interval portion in one symbol determined by one set of radio parameter groups and one symbol determined by another set of radio parameter groups So that the proportion of the guard interval in the middle is equal
  • a set of radio parameters is derived. Since the loss rate is kept constant, the data transmission efficiency can be kept constant regardless of which wireless parameter group is used. [0012] According to an aspect of the present invention, the radio parameter group is derived so that the subcarrier spacing and the loss rate become desired values. For example, the number of subcarriers determined by one set of radio parameter groups may be set to an integer multiple of the number of subcarriers determined by another set of radio parameters. As a result, it is possible to derive a radio parameter group in which the period of the guard interval part is greatly different while controlling the subcarrier interval and the loss rate.
  • the transmitter and the receiver may select one set of radio parameter groups from among a plurality of radio parameter groups depending on whether or not the communication method is a multicast method.
  • the transmitter and the receiver have a shared control channel for transmitting the same content to a plurality of users and a shared data channel shared among a plurality of users used for data transmission for each user.
  • the channel arrangement in the frequency direction in one time slot should be different from the channel arrangement in the frequency direction in another time slot. It's good. Thereby, fading tolerance in the time direction and the frequency direction can be effectively increased.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • FIG. 1 is a schematic block diagram (part 1) of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • This transmitter is typically provided in the base station, but a similar transmitter may be provided in the mobile station.
  • the base station includes N data channel processing units 302-1 and a control channel processing unit.
  • N data channel processing units 302-1 to N have the same configuration and
  • the data channel processing unit 302-1 includes a turbo encoder 322, a data modulator 324, an interleaver 326, and a serial / parallel conversion unit (SZP) 328.
  • the control channel processing unit 304 includes a convolutional encoder 34. 2, a QPSK modulator 344, an interleaver 346, and a serial-parallel converter (SZP) 348.
  • N data channel processing units 302-1 to N transmit the traffic information data to OFDM
  • the turbo encoder 322 performs code encoding for improving error tolerance of traffic information data.
  • the data modulator 324 modulates the traffic information data with an appropriate modulation scheme such as QPSK, 16QAM, 64QAM, or the like. When adaptive modulation and coding (AMC) is performed, this modulation method is changed as appropriate.
  • Interleaver 326 rearranges the order of traffic information data according to a predetermined pattern.
  • the serial / parallel converter (S / P) 328 converts a serial signal sequence (stream) into a parallel signal sequence. The number of parallel signal sequences may be determined according to the number of subcarriers.
  • Control channel processing section 304 performs baseband processing for transmitting control information data in the OFDM scheme.
  • the convolutional encoder 342 performs code encoding for improving error tolerance of the control information data.
  • the QPSK modulator 344 modulates the control information data using the QPSK modulation method. Any suitable modulation method may be adopted, but since the amount of control information data is relatively small, in this embodiment, a QPSK modulation method with a small number of modulation multi-values is adopted.
  • the interleaver 346 rearranges the order in which the control information data is arranged according to a predetermined pattern.
  • a serial-parallel converter (SZP) 348 converts a serial signal sequence into a parallel signal sequence. The number of parallel signal sequences may be determined according to the number of subcarriers.
  • a multiplexing unit (MUX) 306 multiplexes processed traffic information data such as modulation and coding, and processed control information data. Multiplexing can be time-multiplexed, frequency-multiplexed, or time- and frequency-multiplexed.
  • the fast inverse Fourier transform unit 308 performs fast inverse Fourier transform on the signal input thereto, and performs OFDM modulation.
  • Guard inverter insertion section 310 creates a symbol in the OFDM scheme by adding a guard interval to the modulated signal. As is well known, the guard interval is obtained by duplicating the beginning or end of the symbol to be transmitted.
  • the digital-analog converter (DZA) 312 converts a baseband digital signal into an analog signal.
  • Radio parameter setting section 320 sets radio parameters used for communication.
  • the radio parameter (group) includes information that defines the OFDM symbol format, and includes a period T of the guard interval part, a period of the effective symbol part, and a guard interface in one symbol.
  • the wireless parameter setting unit 320 sets an appropriate wireless parameter group according to the communication status or according to an instruction from another device. For example, radio parameter setting section 320 may use and divide the radio parameter group to be used according to whether communication to be performed is a multicast method. For example, when the multicast method is used, a group of radio parameters that define a shorter guard interval is used. When the multicast method is used, a longer guard interval is used. A set of defined radio parameters may be used. The radio parameter setting unit 320 may calculate and derive an appropriate radio parameter group each time. Alternatively, the radio parameter setting unit 320 may store a plurality of sets of radio parameter groups in a memory in advance and include them as necessary. One set of may be selected. How the radio parameter group is derived will be described later.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram (No. 2) of the transmitter according to the embodiment of the present invention, and shows the digital analog conversion unit 312 and subsequent parts (RF transmission unit) in FIG.
  • the RF transmission unit includes a quadrature modulator 402, a local oscillator 404, a non-frequency filter 406, a mixer 408, a local oscillator 410, a bandpass filter 412, and a power amplifier 414.
  • the quadrature modulator 402 generates an in-phase component (I) and a quadrature component (Q) of an intermediate frequency from the signal input thereto.
  • the bandpass filter 406 removes excess frequency components for the intermediate frequency band.
  • the mixer 408 uses the local oscillator 410 to convert (up-convert) an intermediate frequency signal into a high frequency signal.
  • the bandpass filter 412 removes excess frequency components.
  • the power amplifier 414 amplifies the power of the signal for wireless transmission from the antenna 416.
  • the traffic information data input to the data channel processing unit of FIG. The data is encoded by the vocoder 322, modulated by the data modulator 324, rearranged by the interleaver 326, and parallelized by the serial / parallel conversion 328.
  • control information data is encoded, modulated, interleaved, and parallelized.
  • the data channel and the control channel are multiplexed for each subcarrier by multiplexing section 306, OFDM modulation is performed by fast inverse Fourier transform section 308, a guard interval is added to the modulated signal, and baseband An OFDM symbol is output.
  • the baseband signal is converted into an analog signal, subjected to quadrature modulation by the quadrature modulator 402 of the RF processing unit in FIG. 4, appropriately amplified after band limitation, and wirelessly transmitted.
  • the multiplexing unit 306 appropriately multiplexes and outputs the control channel and the data channel.
  • a pilot channel is input to the multiplexing unit 306 and is also multiplexed.
  • the pilot channel may be input to the serial-parallel converter 348 and the pilot channel may be multiplexed in the frequency axis direction. Multiplexing may be performed in either the time direction, the frequency direction, or the two directions of time and frequency.
  • Figure 3 shows the situation when two signals are time multiplexed.
  • channel # 1 and channel # 2 generally represent one or more data channels and control channels. For simplicity of illustration, the state of multiplexing two signals is shown, but three signals may be time-multiplexed.
  • Figure 4 shows how two signals are frequency multiplexed.
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of a receiver according to one embodiment of the present invention.
  • a receiver is typically provided in a mobile station, but may be provided in a base station.
  • the receiver includes an antenna 502, a low-noise amplifier 504, a mixer 506, a local oscillator 508, a bandpass filter 510, an automatic gain control unit 512, a quadrature detector 514, a local oscillator 516, and an analyzer.
  • a conversion unit (PZS) 532, a channel compensation unit 534, a dintarino 536, a turbo encoder 538, a Viterbi decoder 540, and a radio parameter setting unit 542 are included.
  • the low noise amplifier 504 appropriately amplifies the signal received by the antenna 502.
  • the amplified signal is converted to an intermediate frequency by mixer 506 and local oscillator 508 (down-conversion).
  • the band pass filter 510 removes unnecessary frequency components.
  • the automatic gain controller 512 controls the gain of the amplifier so that the signal level is properly maintained.
  • the quadrature detector 514 uses the local oscillator 516 to perform quadrature demodulation based on the in-phase component (I) and the quadrature component (Q) of the received signal.
  • the analog / digital conversion unit 518 converts an analog signal into a digital signal.
  • Symbol timing detection section 520 detects the timing of symbols (symbol boundaries) based on the digital signal! /.
  • Guard inverter removing section 522 removes a portion of the received signal power corresponding to the guard interval.
  • the fast Fourier transform section 524 performs fast Fourier transform on the input signal, and performs demodulation of the OFDM scheme.
  • the demultiplexer 526 separates the pilot channel, the control channel, and the data channel that are multiplexed on the received signal. This separation method is performed corresponding to multiplexing on the transmission side (contents of processing in the multiplexing unit 306 in FIG. 1).
  • Channel estimation section 528 estimates the state of the propagation path using the pilot channel and outputs a control signal for adjusting the amplitude and phase so as to compensate for channel fluctuation. This control signal is output for each subcarrier.
  • Channel compensator 530 adjusts the amplitude and phase of the data channel for each subcarrier according to the information in channel estimator 528.
  • Parallel-serial converter (P / S) 532 converts a parallel signal sequence into a serial signal sequence.
  • Channel compensation section 534 adjusts the amplitude and phase of the control channel for each subcarrier according to the information from channel estimation section 528.
  • the dintarber 536 changes the order in which the signals are arranged according to a predetermined pattern.
  • the predetermined pattern corresponds to the reverse pattern of the reordering performed by the transmitting interlino (326 in Fig. 1).
  • the turbo encoder 538 and the Viterbi decoder 540 have traffic information data and control information. Each report data is decrypted.
  • Radio parameter setting section 542 sets radio parameters used for communication in the same manner as radio parameter setting section 320 in FIG.
  • the radio parameter setting unit 542 may calculate and derive appropriate radio parameter groups each time, or may store a plurality of sets of radio parameter groups in a memory in advance and store them in accordance with necessity. May be accessed. How the wireless parameter group is derived will be described later.
  • a signal received by the antenna is converted into a digital signal through processing such as amplification, frequency conversion, band limitation, quadrature demodulation, and the like in the RF receiver.
  • the signal from which the guard interval is removed is demodulated by the OFDM method by the fast Fourier transform unit 524.
  • the demodulated signal is separated into a pilot channel, a control channel, and a data channel by a separation unit 526, respectively.
  • the nanochannel is input to the channel estimator, and a compensation signal for compensating for fluctuations in the propagation path is also output for each subcarrier.
  • the data channel is compensated for each subcarrier using the compensation signal and converted to a serial signal.
  • the converted signal is rearranged by the dinger 526 in the reverse pattern to the rearrangement performed by the interleaver, and decoded by the turbo decoder 538.
  • the control channel is compensated for the channel fluctuation by the compensation signal and is decoded by the Viterbi decoder 540. Thereafter, signal processing using the restored data and control channel is performed.
  • the radio parameter group shall specify the subcarrier interval, sampling frequency, effective symbol period, guard interval period, number of symbols included in one frame (or 1 TTI), 1 TTI period, and the like. However, not all of these parameters can be set independently. For example, the subcarrier interval and the period of the effective symbol part have a reciprocal relationship with each other. If one frame is 1 TTI, the period of 1 symbol (the total period of the guard interval part and the effective symbol part) multiplied by the number of symbols is the TTI period. In the following description, three methods for deriving the first radio parameter group power and the second radio parameter group will be described.
  • Valid symbol period 256 samples (44.4 s)
  • Period of guard interval 32 samples (5.5 s)
  • the loss rate is the ratio of the guard interval part in one symbol. This part is a redundant part from the viewpoint of improving data transmission efficiency. Between the loss rate r ?, the period T of the guard interval part, and the period T of the effective symbol part,
  • the first method for deriving the radio parameter group reduces the number of symbols in one frame and increases the period of the guard interval section while maintaining the subcarrier interval constant. For example, in the first radio parameter, the power of 10 symbols included in one frame is reduced to 9 symbols. The reduced period of one symbol (288 samples) is divided into nine equal parts, which are assigned to the guard interval part. As a result, as shown in Fig. 6 (B), the effective symbol part period (256 samples) is the same, but nine symbols with a wider guard internal part period are included in the frame.
  • the second wireless parameter group derived in this way has the following values.
  • Valid symbol period 256 samples (44.4 s)
  • Period of guard interval 64 samples (11.1 / z s)
  • the second radio parameter group has the following values (FIG. 6C).
  • Subcarrier interval 22.5 kHz
  • Valid symbol period 256 samples (44.4 s)
  • Period of guard interval 104 samples (18. 1 s)
  • radio parameter groups having different numbers of symbols in one frame can be derived.
  • the period of the effective symbol part is always maintained constant, the subcarrier interval can be maintained constant. That is, the radio parameter groups derived by this method are different from each other in the period and the number of symbols of the force guard inverter section that defines the same subcarrier interval.
  • the second method of deriving the radio parameter group changes the number of symbols in the frame while keeping the loss rate constant.
  • Definitive power of loss rate As can be understood, in order to make the loss rate constant, the ratio of the guard interval part and the effective symbol part must be kept constant.
  • the first wireless parameter group as shown in Fig. 6 (D)
  • the periods of the guard interval part and the effective symbol part are each doubled, and the number of symbols in one frame is increased to five. can do.
  • the second wireless parameter group has the following values.
  • 1 symbol period 576 samples
  • the periods of the guard interval part and the effective symbol part are each increased by a factor of 4, and the number of symbols in one frame is increased. Can be reduced to 2.5.
  • the second wireless parameter group has the following values. However, in this case, it is desirable to extend the period of one frame from 0.5 ms to, for example, 1. Oms so that an integer number of symbols is included in one frame.
  • the loss rate can be maintained constant, it is possible to derive a wireless parameter group having the same data transmission efficiency.
  • the loss rate gradually increases as the number of symbols in the frame decreases.
  • the third method for deriving the radio parameter group is a combination of the first method and the second method. For example, by applying the first method to the first radio parameter group to derive the second radio parameter group, and applying the second method to the second radio parameter group, the third radio parameter A group is derived. For example, apply the first method to the first wireless parameter group.
  • the second group of radio parameters defining the symbol format as shown in Fig. 6 (B) is obtained.
  • the number of symbols is changed while keeping the loss rate constant. For example, if the period of the guard interval part and the period of the effective symbol part are each doubled, the third wireless parameter group has the following values (FIG. 6 (F)).
  • Valid symbol period 512 samples (88. 8 / z s)
  • Period of guard interval 128 samples (22.2 s)
  • the third wireless parameter group derived in this way has the same loss rate (20%) as the wireless parameter group shown in FIG. 6 (B), and the wireless parameter group shown in FIG. 6 (D). It has the same subcarrier spacing (11. 25 kHz) as the group. However, the period of the guard interval (128 samples) according to the third wireless parameter group is longer than any of the samples shown in Fig. 6 (B) and Fig. 6 (D) (64 samples). Please pay attention to. According to the third method, it is possible to efficiently derive a group of radio parameters having a certain relationship between the subcarrier interval and the loss rate.
  • FIG. 7 is similar to FIG. 6, but shows a case where another value as shown below is set as the first wireless parameter group.
  • Period of guard interval 64 samples (7. 407 s)
  • Valid symbol period 512 samples (59. 259 s)
  • Period of guard interval 128 samples (14.8 s)
  • Valid symbol period 512 samples (59. 259 s)
  • Guard interval duration 208 samples (24.1 s)
  • Valid symbol period 1024 samples (118. 519 s)
  • Period of guard interval 128 samples (14.815 s)
  • Valid symbol period 2048 samples (237. 037 s)
  • Period of guard internal part 256 samples (29. 630 s)
  • Valid symbol period 1024 samples (118. 519 s)
  • Period of guard internal part 256 samples (29. 630 s)
  • Eight of the nine wireless parameter groups shown in the figure can be derived by applying the first and Z or the second method to the first wireless parameter group.
  • a new radio parameter group is derived by reducing the number of symbols between subcarriers based on the reference radio parameter group, but a new radio parameter group is derived by increasing them. You can be.
  • FIG. 9 schematically shows the reception level of the signal affected by frequency selective fading.
  • Fig. 9 (A) if the frequency band used for wireless transmission is relatively narrow, the reception level within that band can be treated as being constant.
  • Fig. 9 (B) the frequency dependence of the reception level becomes significant when it becomes a wide band. Therefore, the entire radio band is divided into a plurality of frequency blocks. Performing adaptive modulation / demodulation coding, ARQ, and packet scheduling on a per-disk basis is effective for high-speed and large-capacity storage.
  • one frequency block includes one or more carrier frequencies.
  • each frequency block includes a plurality of subcarriers.
  • Such a frequency block is also called a chunk.
  • a frequency block or chunk may be used as a unit for allocating radio resources.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of multiplexing a common channel (shared channel) and a shared channel (shared channel).
  • the common channel is used for communication using the same resources with unspecified mobile stations.
  • a shared channel is used with scheduling for a specific mobile station and is shared among multiple mobile stations.
  • a common control channel, a multicast channel pilot channel, and a synchronization channel can be cited as common channels in the downlink.
  • the shared control channel transmits broadcast information (system information) and paging information during standby.
  • the multicast channel transmits the same information data transmitted from multiple cell sites (base stations) and is appropriately combined on the receiving side. In this case, frequency and time diversity are performed. In addition, frequency and temporal hopping may be performed.
  • the pilot channel transmits a known reference signal on the transmitting side and the receiving side, and may be transmitted with a directional beam having a sharp directivity, or may be transmitted with a beam having a low directivity or an omnidirectional beam. .
  • the synchronization channel is used for cell search.
  • Examples of shared channels in the downlink include a shared control channel and a shared data channel.
  • the shared control channel notifies physical control messages and layer 2 control messages (FFS).
  • FFS layer 2 control messages
  • Adaptive transmission power control using channel state information (CQI: Channel Quality Indicator) may be performed for communication of the shared control channel.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • the shared data channel carries traffic data and layer 3 control messages. Scheduling is performed according to frequency and channel variations in the time domain. In addition to scheduling, adaptive modulation and coding (AMC) and hybrid ARQ are also performed.
  • AMC adaptive modulation and coding
  • hybrid ARQ hybrid ARQ
  • Examples of common channels in the uplink include a common access channel (Fast Access Channel), a reserved channel, and a synchronization channel. Since these are not scheduled and each user force is also transmitted, there is a possibility of contention among users. High
  • the fast access channel carries traffic data with tight tolerances for delay, traffic data with relatively small size, and control information.
  • the reserved channel transmits control information for reserving to use the shared data channel described later.
  • the synchronization channel is used to control the transmission timing so that the reception timings of the shared data channel and the shared control channel from a plurality of users are within the guard interval.
  • Examples of shared channels in the uplink include a shared data channel and a shared control channel.
  • the shared data channel is a channel that can be used after being reserved in the reserved channel, and carries traffic data and layer 3 control messages. Scheduling is performed according to channel variations in the frequency and time domain. In addition to scheduling, adaptive modulation and coding (AMC) and hybrid ARQ are also performed.
  • the shared control channel notifies physical control messages and layer 2 control messages (FFS). Adaptive transmission power control using channel state information (CQI) may be performed for communication on the shared control channel.
  • CQI channel state information
  • the shared control channel and the shared data channel can transmit from the force S assigned in various formats in two directions of time slot (time direction) and frequency block (frequency direction). it can.
  • time direction time direction
  • frequency block frequency direction
  • the example shown in Fig. 10 (A) shows an example of time division multiplexing.
  • the example shown in Fig. 10 (B) shows an example of frequency division multiplexing.
  • the example shown in Fig. 10 (C) shows an example of two-dimensional multiplexing of time and frequency.
  • the example shown in Fig. 10 (D) is another example of two-dimensional multiplexing of time and frequency. It is desirable to multiplex channels by widely dispersing in the frequency direction in order to increase the tolerance to fading in the frequency direction due to the broadband as described above. Furthermore, as shown in FIGS. 10 (C) and 10 (D), especially as shown in FIG.
  • multiplexing in both the time and frequency directions increases the fuzzing tolerance in the frequency direction and accompanies high-speed movement.
  • the fading resistance in the time direction can also be increased.
  • Fig. 10 (C) it is the same as that in the time slot for each channel pattern of frequency multiplexing in a certain time slot.
  • Fig. 10 (D) the frequency direction in a time slot Channel multiplexing arrangement pattern power Unlike other time slots (such channel arrangement is also called staggered method), further fusing tolerance can be expected.

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Abstract

　無線パラメータ群を生成する装置は、１組の無線パラメータ群により定められる有効シンボル部の期間と同じ期間の有効シンボル部を有し、該１組の無線パラメータ群により定められるガードインターバル部の期間とは異なるガードインターバル部を有するシンボルを規定する別の１組の無線パラメータ群を導出する手段を有する。本装置は、１組の無線パラメータ群により定められる１シンボル中のガードインターバル部の占める割合と、別の１組の無線パラメータ群により定められる１シンボル中のガードインターバル部の占める割合が等しくなるように別の１組の無線パラメータ群を導出する手段とを有する。

Description

明 細 書
無線パラメータ群を生成する装置、送信機及び受信機
技術分野
[0001] 本発明は、無線パラメータ群を生成する装置、送信機及び受信機に関する。
背景技術
[0002] 映像通信やデータ通信が主に行われる第 4世代の移動通信システムでは、第 3世 代の移動通信システム (IMT— 2000)をはるかにしのぐ能力が求められ、大容量ィ匕 、高速化、ブロードバンドィ匕等を十分に達成する必要がある。この種のシステムでは、 屋内や屋外での様々な通信環境が想定される。屋外では例えば高速移動する移動 局に対する高速パケット伝送を可能にするため、広範な領域を網羅する複数のセル ( マルチセル）が用意される。屋内では電波の減衰が大きいので、屋外基地局で無線 通信をサポートするのではなぐアクセスポイントが屋内に設けられる。また、通信リソ ースの利用効率を高める等の観点から、従来の回線交換型の通信ではなぐ無線区 間でもパケット伝送による通信が行われる。更に、基地局より上位の装置と移動局と の間の通信、特に下り方向のデータ伝送では、ュニキャスト方式だけでなぐマルチ キャスト方式やブロードキャスト方式も行われる（将来的な通信システムの動向にっ 、 ては、例えば非特許文献 1参照。 ) o
[0003] 一方、広帯域の移動通信システムでは、マルチパス環境による周波数選択性フエ 一ジングの影響が顕著になる。このため、直交周波数分割多重化（OFDM : Orthog onal Frequency Division Multiplexing)方式力 次世代の通 f¾方式に有 視されている。 OFDM方式では、伝送すべき情報を含む有効シンボル部にガードィ ンターバル部を付加することで 1つのシンボルが形成され、所定の送信時間間隔 (T TI : Transmission Time Interval)の間に複数個のシンボルが送信される。ガー ドインターバル部は、有効シンボル部に含まれている情報の一部で作成される。ガー ドインターバル部は、サイクリックプレフィックス（CP : cyclic prefix)又はオーバーへ ッドとも呼ばれる。
[0004] 受信側では、様々な伝搬遅延を有するパスが受信される。 OFDM方式では、伝搬 遅延量がガードインターバル部の期間内に収まっていれば、シンボル間干渉を効果 的に抑制することができる。従って、ガードインターバルの期間を比較的長くすること で、様々な遅延波を有効に合成することができる。このことは、非常に大きなセル半 径で通信が行われる場合や、マルチキャスト方式で様々なセルから移動局へ同一の 情報が同時に伝送される場合に特に有利である。しカゝしながら、ガードインターバル 部は有効シンボル部の内容の一部にすぎないので、ガードインターバル部の期間を 長くすることは、情報の伝送効率の観点からは望ましくない。市街地や屋内のような 伝搬遅延の比較的短い環境や、ュニキャスト方式が行われる環境等では、比較的短 い期間のガードインターバル部を設定することで通信品質が十分に保たれる場合も ある。従って、様々な通信環境に最適な 1種類のガードインターノ レ部を設定するこ とはできない。このような観点からは、長短様々なガードインターバル部を有するシン ボルを規定する無線パラメータ群を多数用意し、その都度最適なシンボルフォーマツ トで無線通信を行うことも考えられる。し力しながら、多種多様なシンボルフォーマット に合わせて行う信号処理の負担は極めて大きぐ装置構成が比較的簡易な移動局 にとつては不利になる。動作周波数 (クロック周波数）に選択肢のない移動局では、 可能な信号処理に関する制約が厳しいので、そのような移動局では特に不利になる 非特許文献 1 :大津： "Systems beyond IMT— 2000へのチャレンジ〜ワイヤレス 力ものアプローチ〜，，， ITUジャーナル， Vol. 33, No. 3, pp. 26— 30, Mar. 200 3
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、上記問題点の少なくとも 1つに対処するためになされたものであり、その 課題は、 OFDM方式の移動通信システムに使用され、ュニキャスト方式及びマルチ キャスト方式の双方に柔軟に対応可能な送信機、受信機及びそのための無線パラメ ータを生成する装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明では、ガードインターバル部及び有効シンボル部を有するシンボルを所定 の時間フレームの間に複数個送信又は受信する OFDM方式の移動通信システムで 使用される無線パラメータ群を生成する装置が使用される。本装置は、 1組の無線パ ラメータ群により定められる有効シンボル部の期間と同じ期間の有効シンボル部を有 し、該 1組の無線パラメータ群により定められるガードインターノ レ部の期間とは異な るガードインターバル部を有するシンボルを規定する別の 1組の無線パラメータ群を 導出する手段を有する。本装置は、 1組の無線パラメータ群により定められる 1シンポ ル中のガードインターバル部の占める割合と、別の 1組の無線パラメータ群により定 められる 1シンボル中のガードインターバル部の占める割合が等しくなるように別の 1 組の無線パラメータ群を導出する手段とを有する。
発明の効果
[0007] 本発明によれば、 OFDM方式の移動通信システムで使用される送信機及び受信 機がュ-キャスト方式及びマルチキャスト方式に柔軟に対応できるようになる。 図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図（その 1)を示す。
[図 2]本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図（その 2)を示す。
[図 3]多重部で時間多重が行われる場合の様子を示す図である。
[図 4]多重部で周波数多重が行われる場合の様子を示す図である。
[図 5]本発明の一実施例による受信機の概略ブロック図を示す。
[図 6]本発明の一実施例により導出される無線パラメータ群でそれぞれ規定されるシ ンボルフォーマットを示す図である。
[図 7]本発明の一実施例により導出される無線パラメータ群でそれぞれ規定されるシ ンボルフォーマットを示す図である。
[図 8]本発明の一実施例により導出される様々な無線パラメータ群を示す図である。
[図 9]周波数選択性フェージングの様子を模式的に示す図である。
[図 10]共有制御チャネル及び共有データチャネルを多重化する一例を示す図である
符号の説明
[0009] 302— 1〜N データチャネル処理部； 304 制御チャネル処理部； 306多重部 ； 308 高速逆フーリエ変換部； 310 ガードインターバル揷入部； 312 ディジタ ルアナログ変換部（DZA) ; 320 無線パラメータ設定部； 322 ターボ符号器； 324 データ変調器； 326 インターリーバ； 328 直並列変換部（SZP) ; 342 畳込み符号器； 344 QPSK変調器； 346 インターリーバ； 348 直並列変換 部 (SZP) ;
402 Ε¾β^402; 404 ^ ^; 406 ノ ンドノ スフイノレ夕； 408 ミ キサ； 410 局部発振器； 412 バンドパスフィルタ； 414 電力増幅器；
502 アンテナ； 504 低雑音増幅器； 506 ミキサ； 508 局部発振器； 510 帯域通過フィルタ； 512 自動利得制御部； 514 直交検波器； 516 局部発 振器； 518 アナログディジタル変換部； 520 シンボルタイミング検出部； 522 ガードインターバル除去部； 524 高速フーリエ変換部； 526 デマルチプレクサ；
528 チャネル推定部； 530 チャネル補償部； 532 並直列変換部（PZS) ; 534 チャネル補償部； 536 ディンタリーノ ； 538 ターボ符号器； 540 ビタビ デコーダ； 542 無線パラメータ設定部
発明を実施するための最良の形態
[0010] 本発明の一形態によれば、 1組の無線パラメータ群により定められる有効シンボル 部の期間と同じ期間の有効シンボル部を有し、該 1組の無線パラメータ群により定め られるガードインターノ レ部の期間とは異なるガードインターバル部を有するシンポ ルを規定する別の 1組の無線パラメータ群が導出される。このようにして導出される無 線パラメータ群では、有効シンボル部の期間即ちサブキャリア間隔が一定に維持さ れるので、何れの無線パラメータ群が使用される場合でも、無線通信機は、 OFDM 方式の変調及び復調処理 (高速逆フーリエ変換及び高速フーリエ変換)における信 号処理方法を変えなくて済む。
[0011] 本発明の一態様によれば、 1組の無線パラメータ群により定められる 1シンボル中の ガードインターバル部の占める割合 (損失率）と、別の 1組の無線パラメータ群により 定められる 1シンボル中のガードインターバル部の占める割合が等しくなるように別の
1組の無線パラメータ群が導出される。損失率が一定に維持されるので、何れの無線 パラメータ群が使用される場合でもデータ伝送効率を一定に維持することができる。 [0012] 本発明の一態様によれば、サブキャリア間隔及び損失率が所望の値になるように、 無線パラメータ群が導出される。例えば、ある 1組の無線パラメータ群で定められるサ ブキャリア数は、別の 1組の無線パラメータ群で定められるサブキャリア数の整数倍に 設定されてもよい。これにより、サブキャリア間隔及び損失率を制御しながら、ガード インターバル部の期間が大きく異なる無線パラメータ群を導出することができる。
[0013] 送信機及び受信機は、通信方式がマルチキャスト方式である力否かに応じて、複 数の無線パラメータ群の中から 1組の無線パラメータ群を選択してもよ 、。
[0014] 送信機及び受信機は、複数のユーザに同一内容を伝送するための共有制御チヤ ネルと、ユーザ毎のデータ伝送に使用される複数のユーザの間で共用される共有デ ータチャネルとを、時間方向に、周波数方向に又は時間及び周波数方向に多重化 する手段を備える。共有制御チャネル及び共有チャネルを時間及び周波数方向の 2 方向に多重化する場合に、あるタイムスロットにおける周波数方向でのチャネル配置 と、別のタイムスロットにおける周波数方向でのチャネル配置とが異なるようにしてもよ い。これにより、時間方向及び周波数方向のフェージング耐性を効果的に高めること ができる。
実施例 1
[0015] 以下の実施例では、下りリンクに直交周波数分割多重化 (OFDM)方式を採用す るシステムが説明される力 他のマルチキャリア方式のシステムに本発明が適用され てもよい。
[0016] 図 1は、本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図（その 1)を示す。この送 信機は典型的には基地局に設けられるが、同様の送信機が移動局に備えられてもよ い。基地局は、 N個のデータチャネル処理部 302— 1 、制御チャネル処理部
D 〜Nと
D
304と、多重部（MUX) 306と、高速逆フーリエ変換部（IFFT) 308と、ガードインタ 一バル挿入部 310と、ディジタルアナログ変換部（DZA) 312と、無線パラメータ設 定部 320とを有する。 N個のデータチャネル処理部 302— 1〜N は同様な構成及
D D
び機能を有するので、 302—1がそれらを代表して説明される。データチャネル処理 部 302— 1は、ターボ符号器 322と、データ変調器 324と、インターリーバ 326と、直 並列変換部（SZP) 328とを有する。制御チャネル処理部 304は、畳込み符号器 34 2と、 QPSK変調器 344と、インターリーバ 346と、直並列変換部（SZP) 348とを有 する。
[0017] N個のデータチャネル処理部 302— 1〜Nは、トラフィック情報データを OFDM
D D
方式で伝送するためのベースバンド処理を行う。ターボ符号器 322は、トラフィック情 報データの誤り耐性を高めるための符号ィ匕を行う。データ変調器 324は、 QPSK、 1 6QAM、 64QAM等のような適切な変調方式で、トラフィック情報データを変調する 。適応変調符号化（AMC : Adaptive Modulation and Coding)が行われる場 合には、この変調方式は適宜変更される。インターリーバ 326は、トラフィック情報デ ータの並ぶ順序を所定のパターンに従って並べ換える。直並列変換部 (S/P) 328 は、直列的な信号系列 (ストリーム)を並列的な信号系列に変換する。並列的な信号 系列数は、サブキャリア数に応じて決定されてもよい。
[0018] 制御チャネル処理部 304は、制御情報データを OFDM方式で伝送するためのベ ースバンド処理を行う。畳込み符号器 342は、制御情報データの誤り耐性を高めるた めの符号ィ匕を行う。 QPSK変調器 344は、制御情報データを QPSK変調方式で変 調する。適切ないかなる変調方式が採用されてもよいが、制御情報データの情報量 は比較的少ないので、本実施例では、変調多値数の少ない QPSK変調方式が採用 されている。インターリーバ 346は、制御情報データの並ぶ順序を所定のパターンに 従って並べ換える。直並列変換部 (SZP) 348は、直列的な信号系列を並列的な信 号系列に変換する。並列的な信号系列数は、サブキャリア数に応じて決定されてもよ い。
[0019] 多重部（MUX) 306は、変調及び符号化等の処理済みのトラフィック情報データと 、処理済みの制御情報データとを多重化する。多重化は、時間多重、周波数多重又 は時間及び周波数多重の何れの方式でもよ 、。
[0020] 高速逆フーリエ変換部 308は、そこに入力された信号を高速逆フーリエ変換し、 O FDM方式の変調を行う。
[0021] ガードインターノ レ揷入部 310は、変調済みの信号にガードインターバルを付加す ることで、 OFDM方式におけるシンボルを作成する。周知のように、ガードインターバ ルは、伝送するシンボルの先頭又は末尾の一部を複製することによって得られる。 [0022] ディジタルアナログ変換部（DZA) 312は、ベースバンドのディジタル信号をアナ口 グ信号に変換する。
[0023] 無線パラメータ設定部 320は、通信に使用される無線パラメータを設定する。無線 パラメータ（群）は、 OFDM方式のシンボルのフォーマットを規定する情報を含み、ガ ードインターバル部の期間 T 、有効シンボル部の期間、 1シンボル中のガードインタ
GI
一バル部の占める割合、サブキャリア間隔 Δ f等の値を特定する一群の情報を含む。 なお、有効シンボル部の期間はサブキャリア間隔の逆数 ΐΖ Δίに等しい。無線パラメ ータ設定部 320は、通信状況に応じて或いは他の装置力もの指示に応じて、適切な 無線パラメータ群を設定する。例えば、無線パラメータ設定部 320は、行われる通信 がマルチキャスト方式であるカゝ否かに応じて、使用する無線パラメータ群を使 、分け てもよい。例えば、ュ-キャスト方式が行われている場合には、より短期間のガードィ ンターバル部を規定する無線パラメータ群が使用され、マルチキャスト方式が行われ る場合には、より長期間のガードインターバル部を規定する無線パラメータ群が使用 されてもよい。無線パラメータ設定部 320は、適切な無線パラメータ群を、その都度 計算して導出してもよいし、或いは無線パラメータ群の複数の組を予めメモリに記憶 させておき、必要に応じてそれらの内の 1組が選択されてもよい。無線パラメータ群が どのように導出されるかについては、後述される。
[0024] 図 2は、本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図（その 2)を示し、図 1のデ イジタルアナログ変換部 312以降の部分 (RF送信部）を示す。 RF送信部は、直交変 調器 402と、局咅発振器 404と、ノ ンドノ スフイノレタ 406と、ミキサ 408と、局咅発振 器 410と、バンドパスフィルタ 412と、電力増幅器 414とを有する。
[0025] 直交変調器 402は、そこに入力された信号から、中間周波数の同相成分 (I)及び 直交成分 (Q)を生成する。バンドパスフィルタ 406は、中間周波数帯域に対する余 分な周波数成分を除去する。ミキサ 408は、局部発振器 410を用いて、中間周波数 の信号を高周波数の信号に変換 (アップコンバート)する。バンドパスフィルタ 412は 余分な周波数成分を除去する。電力増幅器 414は、アンテナ 416から無線送信を行 うために、信号の電力を増幅する。
[0026] 概して、図 1のデータチャネル処理部に入力されたトラフィック情報データは、ター ボ符号器 322で符号ィ匕され、データ変調部 324で変調され、インターリーバ 326で並 ベ換えられ、直並列変翻328で並列化される。制御情報データも同様に、符号ィ匕 され、変調され、インターリーブされ、並列化される。データチャネル及び制御チヤネ ルは、多重部 306でサブキャリア毎に多重化され、高速逆フーリエ変換部 308で OF DM方式の変調が行われ、変調後の信号にガードインターバルが付加され、ベース バンドの OFDMシンボルが出力される。ベースバンドの信号は、アナログ信号に変 換され、図 4の RF処理部の直交変調器 402で直交変調され、帯域制限の後に適切 に増幅されて無線送信される。
[0027] 多重部 306は、制御チャネル及びデータチャネルを適切に多重化し、出力する。本 実施例では、多重化部 306に、パイロットチャネルが入力され、これも多重化される。 他の実施例では、図中破線で示されるように、パイロットチャネルが直並列変換部 34 8に入力され、パイロットチャネルが周波数軸方向に多重化されてもよい。多重化は、 時間方向、周波数方向又は時間及び周波数の 2方向の何れかの手法でなされても よい。図 3は 2つの信号が時間多重される場合の様子を示す。図中、チャネル # 1, チャネル # 2とあるのは、 1以上のデータチャネル及び制御チャネルを一般的に表す 。図示の簡明化のため、 2つの信号の多重化の様子が示されているが、 3つの信号 が時間多重化されてもよい。図 4は 2つの信号が周波数多重される様子を示す。多重 部 306で何らかの多重化が行われることで、制御チャネル及びデータチャネルに適 切な無線リソース (タイムスロット及び Z又は周波数）が割り当てられる。
[0028] 図 5は、本発明の一実施例による受信機の概略ブロック図を示す。このような受信 機は、典型的には移動局に設けられるが、基地局に備えられてもよい。受信機は、ァ ンテナ 502と、低雑音増幅器 504と、ミキサ 506と、局部発振器 508と、帯域通過フィ ルタ 510と、自動利得制御部 512と、直交検波器 514と、局部発振器 516と、アナ口 グディジタル変換部 518と、シンボルタイミング検出部 520と、ガードインターバル除 去部 522と、高速フーリエ変換部 524と、デマルチプレクサ 526と、チャネル推定部 5 28と、チャネル補償部 530と、並直列変換部（PZS) 532と、チャネル補償部 534と 、ディンタリーノ 536と、ターボ符号器 538と、ビタビデコーダ 540と、無線パラメータ 設定部 542とを有する。 [0029] 低雑音増幅器 504は、アンテナ 502で受信した信号を適切に増幅する。増幅後の 信号は、ミキサ 506及び局部発振器 508により中間周波数に変換される（ダウンコン バート)。帯域通過フィルタ 510は、不要な周波数成分を除去する。自動利得制御部 512は、信号レベルが適切に維持されるように、増幅器の利得が制御される。直交検 波器 514は、局部発振器 516を用いて、受信した信号の同相成分 (I)及び直交成分 (Q)に基づいて、直交復調する。アナログディジタル変換部 518は、アナログ信号を ディジタル信号に変換する。
[0030] シンボルタイミング検出部 520は、ディジタル信号に基づ!/、て、シンボル（シンボル 境界）のタイミングを検出する。
[0031] ガードインターノ レ除去部 522は、受信した信号力もガードインターバルに相当す る部分を除去する。
[0032] 高速フーリエ変換部 524は、入力された信号を高速フーリエ変換し、 OFDM方式 の復調を行う。
[0033] デマルチプレクサ 526は、受信した信号に多重化されて!/、るパイロットチャネル、制 御チャネル及びデータチャネルを分離する。この分離方法は、送信側の多重化（図 1 の多重部 306での処理内容）に対応して行われる。
[0034] チャネル推定部 528は、パイロットチャネルを用いて伝搬路の状況を推定し、チヤネ ル変動を補償するように、振幅及び位相を調整するための制御信号を出力する。こ の制御信号は、サブキャリア毎に出力される。
[0035] チャネル補償部 530は、データチャネルの振幅及び位相を、チャネル推定部 528 力 の情報に従ってサブキャリア毎に調整する。
[0036] 並直列変換部 (P/S) 532は、並列的な信号系列を直列の信号系列に変換する。
[0037] チャネル補償部 534は、制御チャネルの振幅及び位相を、チャネル推定部 528か らの情報に従ってサブキャリア毎に調整する。
[0038] ディンタリーバ 536は、信号の並ぶ順序を所定のパターンに従って変更する。所定 のパターンは、送信側のインターリーノ （図 1の 326)で行われる並べ換えの逆パター ンに相当する。
[0039] ターボ符号器 538及びビタビデコーダ 540は、トラフィック情報データ及び制御情 報データをそれぞれ復号する。
[0040] 無線パラメータ設定部 542は、図 1の無線パラメータ設定部 320と同様に、通信に 使用される無線パラメータを設定する。無線パラメータ設定部 542は、適切な無線パ ラメータ群を、その都度計算して導出してもよいし、或いは無線パラメータ群の複数の 組を予めメモリに記憶させておき、必要に応じてそれらにアクセスしてもよい。無線パ ラメータ群がどのように導出されるかにっ 、ては、後述される。
[0041] アンテナで受信された信号は、 RF受信部内で増幅、周波数変換、帯域制限、直交 復調等の処理を経てディジタル信号に変換される。ガードインターバルの除去された 信号に対して、高速フーリエ変換部 524によって OFDM方式の復調が行われる。復 調後の信号は、分離部 526でパイロットチャネル、制御チャネル及びデータチャネル にそれぞれ分離される。ノ ィロットチャネルは、チャネル推定部に入力され、伝搬路 の変動を補償するための補償信号がそこ力もサブキャリア毎に出力される。データチ ャネルはその補償信号を用いてサブキャリア毎に補償され、直列的な信号に変換さ れる。変換後の信号は、ディンタリーバ 526で、インターリーバで施された並べ換えと 逆パターンで並べ換えられ、ターボ復号器 538で復号される。制御チャネルも同様に 、補償信号によりチャネル変動が補償され、ビタビデコーダ 540で復号される。以後、 復元されたデータ及び制御チャネルを利用する信号処理が行われる。
[0042] 次に、無線パラメータ設定部 320, 542で設定される無線パラメータ群の内容及び 導出法が説明される。無線パラメータ群は、サブキャリア間隔、サンプリング周波数、 有効シンボル部の期間、ガードインターバル部の期間、 1フレーム（又は 1TTI)に含 まれるシンボル数及び 1TTIの期間等を指定するものとする。但し、これらのパラメ一 タの総てが独立に設定可能であるわけではない。例えば、サブキャリア間隔と有効シ ンボル部の期間は、互いに逆数の関係にある。また、 1フレームが 1TTIならば、 1シ ンボルの期間（ガードインターバル部と有効シンボル部の合計期間）にシンボル数を 乗じたものが、 TTIの期間になる。以下の説明では、第 1の無線パラメータ群力 第 2 の無線パラメータ群を導出する 3つの方法が説明される。
[0043] まず、図 6 (A)に示されるように、第 1の無線パラメータ群が次のように設定されてい るちのとする。 [0044] サブキャリア間隔 = 22. 5kHz
全サブキャリア数 = 200
サンプリング周波数 = 5. 76MHz = 3/2 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 256サンプル（44. 4 s)
ガードインターバル部の期間 = 32サンプル（5. 5 s)
1シンボルの期間 = 288サンプル（ガードインターバル部 +有効シンボル部） 損失率 = 32/288 = 11. 1%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 10
1TTIの期間 = 0. 5ms。
なお、損失率とは 1シンボル中のガードインターバル部の占める割合である。この部 分はデータ伝送効率を向上させる観点からは冗長な部分になる。損失率 r?と、ガー ドインターバル部の期間 T と、有効シンボル部の期間 T との間には、
GI eff
7] =Τ / (Τ +Τ ) Χ 100[%]
GI GI eff
の関係が成立する。
[0045] (1)無線パラメータ群を導出する第 1の方法は、サブキャリア間隔を一定に維持し つつ、 1フレーム中のシンボル数を減らし、ガードインターバル部の期間を増やす。 例えば、第 1の無線パラメータでは 1フレームに 10シンボル含まれている力 これが 9 シンボルに減らされる。減らした 1シンボル（288サンプル)分の期間が 9等分され、そ れらがガードインターバル部にそれぞれ割り当てられる。その結果、図 6 (B)に示され るように、有効シンボル部の期間（256サンプル）は等しいが、ガードインターノ レ部 の期間が広くなつたシンボルがフレーム中に 9個含まれる。このようにして導出された 第 2の無線パラメータ群は、次のような値を有する。
[0046] サブキャリア間隔 = 22. 5kHz
全サブキャリア数 = 200
サンプリング周波数 = 5. 76MHz = 3/2 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 256サンプル（44. 4 s)
ガードインターバル部の期間 = 64サンプル（11. 1 /z s)
1シンボルの期間 = 320サンプル 損失率 = 64/320 = 20%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 9
1TTIの期間 = 0. 5ms。
[0047] この第 1の手法により、 1フレーム中のシンボル数が 8に減らされた場合、第 2の無線 パラメータ群は次のような値を有する（図 6 (C) )。
[0048] サブキャリア間隔 = 22. 5kHz
全サブキャリア数 = 200
サンプリング周波数 = 5. 76MHz = 3/2 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 256サンプル（44. 4 s)
ガードインターバル部の期間 = 104サンプル（18. 1 s)
1シンボルの期間 = 360サンプル
損失率 = 104/360 = 28. 9%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 8
1TTIの期間 = 0. 5ms。
[0049] 以下同様にして、 1フレーム中のシンボル数の異なる無線パラメータ群を導出する ことができる。この場合において、有効シンボル部の期間は常に一定に維持されるの で、サブキャリア間隔を一定に維持することができる。即ち、この手法で導出された無 線パラメータ群は、いずれも同じサブキャリア間隔を規定する力 ガードインターノ レ 部の期間及びシンボル数は互いに異なる。
[0050] (2)無線パラメータ群を導出する第 2の方法は、損失率を一定に維持しながらフレ ーム中のシンボル数を変更する。損失率の定義力 理解できるように、損失率を一定 にするには、ガードインターバル部及び有効シンボル部の割合が一定に維持されな ければならない。例えば、第 1の無線パラメータ群に対して、図 6 (D)に示されるよう に、ガードインターバル部及び有効シンボル部の期間をそれぞれ 2倍に増やし、 1フ レーム中のシンボル数を 5つにすることができる。この場合の第 2の無線パラメータ群 は次のような値を有する。
[0051] サブキャリア間隔 = 11. 25 ( = 22. 5 ÷ 2) kHz
全サブキャリア数 = 400 ( = 200 X 2) サンプリング周波数 = 5.76MHz = 3/2X3.84MHz
有効シンボル部の期間 = 512( = 256X2)サンプル（88.8/zs) ガードインターバル部の期間 = 64( = 32X2)サンプル（11.1 s) 1シンボルの期間 = 576サンプル
損失率 = 64/576 = 11.1%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 5
1TTIの期間 = 0.5ms。
[0052] 更に、第 1の無線パラメータ群に対して、図 6 (E)に示されるように、ガードインター バル部及び有効シンボル部の期間をそれぞれ 4倍に増やし、 1フレーム中のシンポ ル数を 2.5個にすることもできる。この場合の第 2の無線パラメータ群は次のような値 を有する。但し、この場合は整数個のシンボルが 1つのフレームに含まれるように、 1 フレームの期間を 0.5msから例えば 1. Omsに延長することが望ましい。
[0053] サブキャリア間隔 = 5.625 ( = 22.5 ÷ 4) kHz
全サブキャリア数 = 800 ( = 200X4)
サンプリング周波数 = 5.76MHz = 3/2X3.84MHz
有効シンボル部の期間 = 1024( = 256X4)サンプル（177.8/zs) ガードインターバル部の期間 = 128( = 32X4)サンプル（22.2 s) 1シンボルの期間 = 1152サンプル
損失率 = 128/1152 = 11. 1%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 2.5
1TTIの期間 = 0.5ms。
[0054] この手法によれば、損失率を一定に維持することができるので、データ伝送効率の 等しい無線パラメータ群を導出することができる。第 1の手法では、フレーム中のシン ボル数が減るにつれて、損失率は徐々に大きくなつてしまう。
[0055] (3)無線パラメータ群を導出する第 3の方法は、第 1の手法と第 2の手法の組み合 わせである。例えば、第 1の無線パラメータ群に第 1の手法を適用して第 2の無線パラ メータ群を導出し、その第 2の無線パラメータ群に第 2の手法を適用することで第 3の 無線パラメータ群が導出される。例えば、第 1の無線パラメータ群に第 1の手法を適 用して、図 6 (B)に示されるようなシンボルフォーマットを規定する第 2の無線パラメ一 タ群が得られたとする。この第 2の無線パラメータ群による損失率は 64Z320 = 20% であった。この第 2の無線パラメータ群に対して、損失率を一定にしつつシンボル数 が変更される。例えば、ガードインターバル部の期間及び有効シンボル部の期間を それぞれ 2倍に増やすと、第 3の無線パラメータ群は次のような値になる（図 6 (F) )。
[0056] サブキャリア間隔 = 11. 25kHz
全サブキャリア数 = 400
サンプリング周波数 = 5. 76MHz = 3/2 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 512サンプル（88. 8 /z s)
ガードインターバル部の期間 = 128サンプル（22. 2 s)
1シンボルの期間 = 640サンプル
損失率 = 128/640 = 20%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 4. 5
1TTIの期間 = 0. 5ms。
[0057] この場合も、整数個のシンボルが 1つのフレームに含まれるように、 1フレームの期 間を例えば 1. Omsに延長することが望ましい。
このようにして導出された第 3の無線パラメータ群は、図 6 (B)に示される無線パラメ ータ群と同じ損失率 (20%)を有し、図 6 (D)に示される無線パラメータ群と同じサブ キャリア間隔（11. 25kHz)を有する。し力しながら、第 3の無線パラメータ群によるガ ードインターバル部の期間（128サンプル）は、図 6 (B)及び図 6 (D)に示される何れ のもの（64サンプル)よりも長い点に留意を要する。第 3の手法によれば、サブキヤリ ァ間隔及び損失率に一定の関係を有する無線パラメータ群を効率的に導出すること ができる。
[0058] 図 7は、図 6と同様であるが、第 1の無線パラメータ群として、以下に示されるような 別の値が設定された場合のものを示す。
[0059] サブキャリア間隔 = 16. 875kHz
全サブキャリア数 = 266
サンプリング周波数 = 8. 64MHz = 9/4 X 3. 84MHz 有効シンボル部の期間 = 512サンプル（59. 259 s)
ガードインターバル部の期間 = 64サンプル（7. 407 s)
1シンボルの期間 = 576サンプル
損失率 = 64/512 = 11. 1%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 10
1TTIの期間 = 0. 667ms。
[0060] この第 1の無線パラメータ群に第 1の手法を適用し、有効シンボル部の期間を維持 しながらシンボル数を 9個に減らすと、次のような第 2の無線パラメータ群が導出され る（図 7 (B) )。
[0061] サブキャリア間隔 = 16. 875kHz
全サブキャリア数 = 266
サンプリング周波数 = 8. 64MHz = 9/4 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 512サンプル（59. 259 s)
ガードインターバル部の期間 = 128サンプル（14. 8 s)
1シンボルの期間 = 640サンプル
損失率 = 128/640 = 20%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 9
1TTIの期間 = 0. 667ms。
[0062] 更に、シンボル数を 8個に減らすと、次のような第 2の無線パラメータ群が導出され る（図 7 (C) )。
[0063] サブキャリア間隔 = 16. 875kHz
全サブキャリア数 = 266
サンプリング周波数 = 8. 64MHz = 9/4 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 512サンプル（59. 259 s)
ガードインターバル部の期間 = 208サンプル（24. 1 s)
1シンボルの期間 = 720サンプル
損失率 = 208/720 = 28. 9%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 8 1TTIの期間 = 0. 667ms。
[0064] 次に、第 1の無線パラメータ群に、第 2の手法を適用し、損失率を維持しながらガー ドインターバル部の期間を 2倍にすると、次のような第 2の無線パラメータ群が導出さ れる（図 7 (D) )。
[0065] サブキャリア間隔 = 8. 438kHz
全サブキャリア数 = 532
サンプリング周波数 = 8. 64MHz = 9/4 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 1024サンプル（118. 519 s)
ガードインターバル部の期間 = 128サンプル（14. 815 s)
1シンボルの期間 = 1152サンプル
損失率 = 128/1152 = 11. 1%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 5
1TTIの期間 = 0. 667ms。
[0066] 第 1の無線パラメータ群に、第 2の手法を適用し、損失率を維持しながらガードイン ターバル部の期間を 4倍にすると、次のような第 2の無線パラメータ群が導出される ( 図 7 (E) )。
[0067] サブキャリア間隔 = 8. 438kHz
全サブキャリア数 = 1064
サンプリング周波数 = 8. 64MHz = 9/4 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 2048サンプル（237. 037 s)
ガードインターノ ル部の期間 = 256サンプル（29. 630 s)
1シンボルの期間 = 2304サンプル
損失率 = 256/2304 = 11. 1%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 2. 5
1TTIの期間 = 0. 667ms。
[0068] 最後に、第 1の無線パラメータに第 1の手法を適用して更に第 2の手法を適用する と、例えば次のような第 3の無線パラメータ群が導出される（図 7 (F) )。
[0069] サブキャリア間隔 = 8. 438kHz 全サブキャリア数 = 532
サンプリング周波数 = 8. 64MHz = 9/4 X 3. 84MHz
有効シンボル部の期間 = 1024サンプル（118. 519 s)
ガードインターノ ル部の期間 = 256サンプル（29. 630 s)
1シンボルの期間 = 1280サンプル
損失率 = 256/1280 = 20%
1フレーム（又は 1TTI)に含まれるシンボル数 = 4. 5
1TTIの期間 = 0. 667ms。
[0070] 以上のようにして導出された無線パラメータ群は、 TTI = 0. 5msの場合に導出され たものと同様の性質を有する。即ち、様々な ΤΠに対して、同様な性質を有する無線 ノ ラメータ群を速やかに複数組用意することができる。しかも、これらの無線パラメ一 タ群は、総て共通するサンプリング周波数に対するものであるので、クロック周波数を ノ ラメータセット毎に変える必要はない。
[0071] 図 8は、 TTI = 0. 5msの場合の無線パラメータ群の幾つかを示す。図示されている 全 9組の無線パラメータ群の内 8組は、第 1の無線パラメータ群に第 1及び Z又は第 2 の手法を適用することで導出できる。本実施例によれば、サブキャリア間隔及び損失 率に関して一定の関係を有する無線パラメータ群を糸且織的且つ効率的に導出するこ とができる。なお、本実施例では、基準となる無線パラメータ群によるサブキャリア間 隔ゃシンボル数を減らすようにして新たな無線パラメータ群が導出されたが、それら を増やすようにして新たな無線パラメータ群が導出されてもよ 、。
実施例 2
[0072] 上述したように、無線伝送に使用される周波数帯域が広くなると、マルチパスフエ一 ジングに起因する周波数選択性フ ージングの影響も大きくなる。図 9は、周波数選 択性フェージングの影響を受けた信号の受信レベルを模式的に示す。図 9 (A)に示 されているように、無線伝送に使用される周波数帯域が比較的狭帯域であれば、そ の帯域内での受信レベルは一定であるものとして取り扱うことができる。しかしながら、 図 9 (B)に示されているように、それが広帯域になると、受信レベルの周波数依存性 が顕著になる。そこで、全無線帯域を複数の周波数ブロックに分割し、周波数ブロッ ク単位で、適応変復調符号化、 ARQ、パケットスケジューリングを行うことが高速ィ匕ゃ 大容量ィ匕に有効である。一般に、 1つの周波数ブロックは、 1以上のキャリア周波数を 含むが、本実施例では、周波数ブロックの各々に複数のサブキャリアが含まれるもの とする。なお、このような周波数ブロックは、チャンク（chunk)とも呼ばれる。周波数ブ ロック又はチャンクは、無線リソースを割り当てる単位に使用されてもよい。
[0073] 図 10は、共通チャネル（common channel)及び共有チャネル（shared chann el)を多重化する一例を示す図である。共通チャネルは、不特定の移動局との間で同 じリソースを用いる通信に使用される。共有チャネルは、特定の移動局との間でスケ ジユーリングと共に使用され、複数の移動局の間で共用される。
[0074] 具体例として、下りリンクにおける共通チャネルとして、共有制御チャネル、マルチ キャストチャネルパイロットチャネル及び同期チャネルが挙げられる。共有制御チヤネ ルはブロードキャスト情報 (システム情報)や、待ち受け時のページング情報を伝送す る。マルチキャストチャネルは、複数のセルサイト（基地局）から送信される同じ情報デ ータを伝送し、受信側で適切に合成される。この場合に、周波数及び時間に関する ダイバーシチが行われる。更に、周波数及び時間的なホッピングが行われてもよい。 パイロットチャネルは送信側及び受信側で既知の参照信号を伝送し、指向性の鋭 、 指向性ビームで送信されてもよいし、指向性の緩い又は無指向性のビームで送信さ れてもよい。同期チャネルはセルサーチに使用される。
[0075] 下りリンクにおける共有チャネルとして、共有制御チャネル及び共有データチヤネ ルが挙げられる。共有制御チャネルは、物理制御メッセージやレイヤ 2の制御メッセ ージ（FFS)を通知する。共有制御チャネルの通信に、チャネル状態情報（CQI : Ch annel Quality Indicator)を用いた適応送信電力制御が行われてもよい。共有デ ータチャネルは、トラフィックデータやレイヤ 3の制御メッセージを伝送する。周波数及 び時間領域のチャネル変動に応じたスケジューリングが行われる。スケジューリング に加えて、適応変調符号化 (AMC)及びハイブリッド ARQ等も行われる。
[0076] 上りリンクにおける共通チャネルとして、共通アクセスチャネル（Fast Access Ch annel)、予約チャネル及び同期チャネルが挙げられる。これらはスケジューリングさ れずに各ユーザ力も送信されるので、ユーザ同士の間で競合する可能性がある。高 速アクセスチャネルは、遅延の許容度が厳しいトラフィックデータ、比較的サイズの小 さいトラフィックデータ及び制御情報等を伝送する。予約チャネルは、後述の共有デ ータチャネルを使用することを予約するための制御情報を伝送する。同期チャネルは 、複数のユーザからの共有データチャネル及び共有制御チャネルの受信タイミング がガード区間以内に収まるように送信タイミングを制御するために使用される。
[0077] 上りリンクにおける共有チャネルとして、共有データチャネル及び共有制御チヤネ ルが挙げられる。共有データチャネルは、予約チャネルで予約した後に使用できるチ ャネルであり、トラフィックデータやレイヤ 3の制御メッセージを伝送する。周波数及び 時間領域のチャネル変動に応じたスケジューリングが行われる。スケジューリングに カロえて、適応変調符号化 (AMC)及びハイブリッド ARQ等も行われる。共有制御チ ャネルは、物理制御メッセージやレイヤ 2の制御メッセージ（FFS)を通知する。共有 制御チャネルの通信に、チャネル状態情報 (CQI)を用いた適応送信電力制御が行 われてもよい。
[0078] 図 10に示されるように、共有制御チャネル及び共有データチャネルは、タイムスロッ ト（時間方向）及び周波数ブロック (周波数方向）の 2方向に様々な形式で割り当てな 力 Sら送信することができる。図示の例では、簡明化のため、共有制御チャネル及び共 有データチャネルの 2種類のチャネルを多重化する例が示されている力 2以上のチ ャネルが多重化されてもよ！、。
[0079] 図 10 (A)に示される例は、時分割多重化の例を示す。図 10 (B)に示される例は、 周波数分割多重化の例を示す。図 10 (C)に示される例は、時間及び周波数の 2次 元多重化の例を示す。図 10 (D)に示される例も、時間及び周波数の 2次元多重化の 別の例を示す。上述したような広帯域ィ匕に伴う周波数方向のフェージングに対する 耐性を高める観点力 は、周波数方向に広く分散させてチャネルを多重化することが 望ましい。更に、図 10 (C) , (D)のように、特に図 10 (D)のように、時間及び周波数 の双方向に多重化すると、周波数方向のフ ージング耐性を高めつつ、高速移動に 伴う時間方向のフェージング耐性をも高めることができる。図 10 (C)では、あるタイム スロットにおける周波数方向のチャネルの多重化の配置パターン力 別のタイムス口 ットにおけるものと等しい。図 10 (D)では、あるタイムスロットにおける周波数方向の チャネルの多重化の配置パターン力 別のタイムスロットにおけるものと相違し（このよ うなチャネル配置はスタガード（staggered)方式とも呼ばれる。）、更なるフ ージン グ耐性が期待できる。
[0080] 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるわけでは なぐ本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。説明の便宜上、 本発明が幾つかの実施例に分けて説明されてきたが、各実施例の区分けは本発明 に本質的ではなぐ 1以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。
[0081] 本国際出願は西暦 2005年 4月 28日に出願した日本国特許出願第 2005— 1333 22号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲
[1] ガードインターバル部及び有効シンボル部を有するシンボルを所定の時間フレー ムの間に複数個送信又は受信する直交周波数時分割多重化 (OFDM)方式の移動 通信システムで使用される無線パラメータ群を生成する装置であって、
1組の無線パラメータ群により定められる有効シンボル部の期間と同じ期間の有効 シンボル部を有し、該 1組の無線パラメータ群により定められるガードインターバル部 の期間とは異なるガードインターバル部を有するシンボルを規定する別の 1組の無線 ノ ラメータ群を導出する手段と、
1組の無線パラメータ群により定められる 1シンボル中のガードインターバル部の占 める割合と、別の 1組の無線パラメータ群により定められる 1シンボル中のガードイン ターバル部の占める割合が等しくなるように別の 1組の無線パラメータ群を導出する 手段と、
を有することを特徴とする無線パラメータ群を生成する装置。
[2] 直交周波数時分割多重化 (OFDM)方式の移動通信システムで使用される送信機 であって、
ガードインターバル部及び有効シンボル部を有するシンボルを所定の時間フレー ムの間に複数個送信する手段と、
ガードインターバル部の期間及びサブキャリア間隔の少なくとも 2つを特定可能な 無線パラメータ群を複数組格納する手段と、
1組の無線パラメータ群を選択する手段と、
選択された無線パラメータ群により定められるサブキャリア間隔で逆フーリエ変換を 行う手段と、
選択された無線パラメータ群により定められる期間のガードインターバル部を有す るシンボルを作成する手段と、
を有することを特徴とする送信機。
[3] 格納されて 、る少なくとも 2組の無線パラメータ群でそれぞれ定められるサブキヤリ ァ間隔が互いに等しい
ことを特徴とする請求項 2記載の送信機。
[4] 格納されている少なくとも 2組の無線パラメータ群でそれぞれ定められる、 1シンポ ル中のガードインターバル部の占める割合が互いに等しい
ことを特徴とする請求項 2記載の送信機。
[5] ある 1組の無線パラメータ群で定められるサブキャリア数は、別の 1組の無線パラメ ータ群で定められるサブキャリア数の整数倍である
ことを特徴とする請求項 2記載の送信機。
[6] 前記選択する手段は、通信方式がマルチキャスト方式であるか否かに応じて 1組の 無線パラメータ群を選択する
ことを特徴とする請求項 2記載の送信機。
[7] 複数のユーザに同一内容を伝送するための共通チャネルと、ユーザ毎のデータ伝 送に使用される複数のユーザの間で共用される共有データチャネルとを、時間方向 に、周波数方向に又は時間及び周波数方向に多重化する手段を有する
ことを特徴とする請求項 2記載の送信機。
[8] 共有制御チャネル及び共有データチャネルを時間及び周波数方向の 2方向に多 重化する場合に、あるタイムスロットにおける周波数方向でのチャネル配置と、別のタ ィムスロットにおける周波数方向でのチャネル配置とが異なる
ことを特徴とする請求項 7記載の送信機。
[9] 直交周波数分割多重化 (OFDM)方式の移動通信システムで使用される受信機で あって、
ガードインターバル部及び有効シンボル部を含むシンボルを、所定の時間フレーム の間に複数個受信する手段と、
ガードインターバル部の期間及びサブキャリア間隔の少なくとも 2つを特定可能な 無線パラメータ群を複数組格納する手段と、
1組の無線パラメータ群を選択する手段と、
選択された無線パラメータ群により定められる期間のガードインターバル部を受信 信号中のシンボル力 除去する手段と、
選択された無線パラメータ群により定められるサブキャリア間隔でフーリエ変換を行 う手段と を有することを特徴とする受信機。
前記選択する手段は、通信方式がマルチキャスト方式であるか否かに応じて 1組の 無線パラメータ群を選択する
ことを特徴とする請求項 9記載の受信機。
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