WO2007013559A1 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

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pilot
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Daichi Imamura
Akihiko Nishio
Kenichi Kuri
Kenichi Miyoshi
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04L5/0053—Allocation of signaling, i.e. of overhead other than pilot signals
    • H04L5/0057—Physical resource allocation for CQI

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication apparatus and a radio communication method for changing an arrangement pattern of pilot signals.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • wireless transmission systems are also required to support a variety of quality of service (QoS), and in particular, interactive services such as games, telephone calls, and video conferencing are provided.
  • QoS quality of service
  • interactive services such as games, telephone calls, and video conferencing are provided.
  • it is required to satisfy extremely small communication delay compared to file transfer and Web browsing services.
  • Patent Document 1 describes that the pilot symbol arrangement pattern for estimating the transmission channel response can follow the variation in the transmission channel response based on the time variation and frequency variation of the transmission channel.
  • a technique for setting to is disclosed. Specifically, for users whose channel time variation is slow, as shown in Fig. 1, the time interval for arranging pilot signals (symbols indicated by black circles in the figure) is set wide, and the channel For users whose frequency fluctuations are slow, as shown in Fig. 2, the transmission efficiency can be improved by widening the subcarrier spacing for placing pilot signals (symbols indicated by black circles in the figure). Can do.
  • the layout pattern of the user's pilot symbols, whose time fluctuation and frequency fluctuation of the channel response are relatively gentle is set as shown in FIG.
  • the data symbol (symbol indicated by shading in the figure) to be received shown in FIG. 3 is received.
  • the channel response estimation method on the receiving side needs to interpolate in the time axis direction and frequency axis direction as follows to obtain the channel response at time tn.
  • the transmission line responses h (n) and h (n + 1) are used by using pilot signals at time tn and time tn + 1.
  • a transmission line response estimation value that follows the time fluctuation of the transmission line response can be obtained.
  • Patent Document 1 Publication of Special Table 2004-530319
  • the transmission line response estimation is completed using the pilot signal arranged behind the data symbol to be received. Otherwise, reception processing cannot be started, processing time for transmission path estimation becomes long, and data with a small allowable delay amount will not satisfy the allowable delay.
  • An object of the present invention is to satisfy an allowable delay even with data having a small allowable delay amount.
  • a wireless communication device and a wireless communication method are provided.
  • a wireless communication apparatus includes a pilot signal generating means for generating a pilot signal and a data type for determining whether or not the data allows delay based on the data type of data to be transmitted. Determining means, pilot insertion control means for deciding to arrange the pilot signal adjacent to the data determined not to allow delay, and the pilot signal and transmission data according to the determined arrangement And a transmission means for transmitting the signal multiplexed by the multiplexing means.
  • the time required for the reception process can be reduced and the round trip delay time can be reduced. Therefore, even with data having a small allowable delay amount, the allowable delay can be satisfied.
  • FIG.1 Diagram showing how the pilot interval in the time axis direction is controlled according to the time variation of the transmission path
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the pilot signal insertion control unit shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing an arrangement pattern of pilot signals in a single carrier transmission scheme.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a radio communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the pilot signal insertion control unit shown in FIG.
  • FIG. 14 Diagram showing pilot symbols placed just before scheduling information.
  • FIG. 15 Diagram showing how the transmission power of pilot symbols placed just before scheduling information is amplified.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of radio communication apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In this figure, the transmitting side will be described first.
  • the data type determination unit 101 has a table as to whether or not to allow a delay according to the type of transmission data and the type of control information in advance. When transmission data or control information is input, the data type determination unit 101 determines whether to allow a delay of the input signal based on a table, and indicates whether to allow a delay ( Hereinafter, “allowable delay information” is output to pilot signal insertion control section 102.
  • Pilot signal insertion control section 102 acquires information indicating the interval at which pilot signals are inserted (hereinafter referred to as "pilot insertion interval information") from a control section (not shown), and acquires the acquired pilot insertion interval. Based on the allowable delay information output from the information and data type determination unit 101, the arrangement of pilot signals is determined, and a control signal for controlling the determined arrangement is output to the multiplexing unit 106.
  • pilot signal insertion control section 102 reports pilot signal insertion information that informs the pilot signal arrangement pattern prior to transmission of the transmission data symbol sequence in order to inform how pilot signals are arranged. Is output to the sign key section 103.
  • the pilot signal insertion information includes the transmission data symbol sequence modulation parameters (information necessary for demodulation such as modulation scheme and coding rate), etc., and the header area of the transmission data symbol sequence or another control channel (schedule information is notified). As a control channel). Details of the no-lot signal insertion control unit 102 will be described later.
  • the coding unit 103 performs error correction coding on the transmission data, control information, and pilot signal insertion control information output from the pilot signal insertion control unit 102, and generates an encoded data string.
  • the modulation unit 104 outputs the encoded data sequence to QPSK, 16Q.
  • the data is converted into modulation symbols such as AM and 64QAM, and the modulation symbols are output to multiplexing section 106.
  • Pilot signal generating section 105 generates pilot symbols and outputs the generated neuro symbols to multiplexing section 106.
  • Multiplexer 106 multiplexes the modulation symbol sequence output from modulator 104 and the pilot symbol output from pilot signal generator 105 according to the control signal output from pilot signal insertion controller 102, and multiplexes The signal is output to IFFT section 107.
  • IFFT section 107 performs an inverse fast Fourier transform (IFFT) on the multiplexed signal output from multiplexing section 106, thereby transforming a frequency domain signal into a time domain signal. That is, the multiplexed signal is mapped to a plurality of orthogonal subcarriers. The signal after IFFT is output to GI adding section 108.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • GI adding section 108 adds a guard interval (GI) to the signal output from IFFT section 107, and outputs the signal after the addition of GI to transmission RF section 109.
  • GI guard interval
  • ISI inter symbol interference
  • Transmission RF section 109 performs predetermined transmission processing such as DZA conversion and quadrature modulation (up-conversion) on the signal output from GI addition section 108, and transmits the signal after transmission processing via antenna 110. To do.
  • the reception RF unit 111 performs predetermined reception processing such as quadrature detection (down-conversion) and AZD conversion on the signal transmitted from the communication partner and received via the antenna 110, and the signal after reception processing is processed by the GI removal unit 112. Output to.
  • the GI removal unit 112 removes the GI of the signal output from the reception RF unit 111 and outputs the signal from which the GI has been removed to the FFT unit 113.
  • the FFT unit 113 performs fast Fourier transform (FFT) on the signal output from the GI removal unit 112 to convert the signal in the time domain into the signal in the frequency domain, and separates the signal after the FFT. Output to 114.
  • FFT fast Fourier transform
  • Separation section 114 separates the signal output from FFT section 113 into pilot symbols and data symbols according to a control signal output from pilot signal separation control section 118, which will be described later, and transmits the pilot symbol to the transmission path.
  • the data is output to response estimation section 115 and the data symbol is output to demodulation section 116.
  • Channel response estimation section 115 recognizes the pilot symbol arrangement pattern output from demultiplexing section 114 on the basis of pilot signal insertion information output from decoding section 117, which will be described later, and then selects the pilot symbol. Then, the transmission path response is estimated, and the transmission path response estimation value is output to the demodulation section 116.
  • Demodulation section 116 corrects the transmission path distortion of the data symbol output from demultiplexing section 114 using the transmission path response estimation value output from transmission path response estimation section 115, and performs hard decision or soft decision. Perform signal point determination. The signal point determination result is output to the decoding unit 117.
  • Decoding unit 117 performs error correction processing on the signal point determination result output from demodulation unit 116 and outputs received data. Decoding unit 117 outputs pilot signal insertion information included in the received data to transmission line response estimation unit 115 and pilot signal separation control unit 118, respectively.
  • Pilot signal separation control section 118 outputs a control signal for separating pilot signals from received data to separation section 114 based on the pilot signal insertion information output from decoding section 117.
  • FIG. 5 shows an operation of pilot signal insertion control section 102 on the transmission side.
  • the pilot signal insertion control unit 102 detects the pilot insertion timing based on the pilot insertion interval information and the allowable delay information
  • the pilot signal insertion control unit 102 starts the processing from step (hereinafter abbreviated as “ST”) 201 shown in FIG. .
  • ST201 it is determined based on the allowable delay information whether the data determined as the pilot insertion timing is data that allows delay, and if it is determined that the data is (NO) without delay, ST202 If it is determined that the data allows delay (YES), the process proceeds to ST203.
  • the delay is not allowed!
  • the data is the reception processing delay of this data is the round-trip delay time.
  • RTT Round Trip Time
  • ST202 the arrangement of pilot symbols that can independently estimate the transmission path response is determined, and a control signal indicating the determined content is generated.
  • ST203 pilot insertion is determined based on pilot insertion interval information, and a control signal indicating the determined content is generated.
  • pilot symbols determined by pilot signal insertion control section 102 show scheduling information (symbols indicated by hatching in the figure) as data that does not allow delay, user data (symbols indicated by diagonal lines in the figure) corresponding to the scheduling information, and pilot symbols (black circles in the figure). And the other data symbols (symbols indicated by white circles in the figure) are arranged.
  • the scheduling information includes information necessary for demodulating subsequent user data such as a terminal ID, a modulation scheme, a coding rate, and a data block size, and is transmitted prior to transmission of corresponding user data.
  • Control information In order to demodulate subsequent user data, the scheduling information needs to be demodulated before the user data. Specifically, it is control information such as Shared control channel (HS-SC CH) described in 3GPP TS 25.212-590.
  • HS-SC CH Shared control channel
  • pilot signal insertion control section 102 determines the arrangement of pilot signals capable of estimating the channel response in the OFDM symbol (time tn) adjacent to the scheduling information.
  • this pilot symbol and a pilot symbol that has already been received are used.
  • time tn-2, time tn-1 are used.
  • the pilot signal insertion control unit 102 may determine the arrangement of pilot signals that can be used for channel response estimation in OFDM symbols (time tn) between scheduling information. .
  • the operation of the transmission path response estimation unit 115 on the reception side shown in FIG. 4 will be described.
  • the pilot signal insertion information transmitted prior to the communication partner data symbol string is used. Obtained from the demodulated data and switched to the transmission path response estimation process according to the pilot signal insertion information.
  • the transmission path response estimation unit 115 uses the sparsely arranged pilot signals to perform transmission.
  • the channel response is estimated, and the estimated channel response estimated value is interpolated in the frequency axis direction.
  • the channel response estimated value for each frequency and each time is obtained by performing interpolation processing in the time axis direction of the channel response estimated value for each subcarrier obtained by interpolation. Interpolation processing may be started from the time axis direction, or time and frequency may be set at the same time.
  • transmission path response estimation section 115 uses each pilot symbol at the time when the additional pilot is arranged, Estimate the channel response of the subcarrier.
  • transmission path estimation accuracy can be achieved by arranging a pilot signal that can be independently estimated for the transmission path in OFDM symbols that are adjacent in the time axis direction to data that does not allow delay.
  • processing time required for channel response estimation can be reduced.
  • the delay is not allowed and the pilot signal is arranged adjacent to the data has been described. Further, by replacing a part of the data signal with the pilot signal, Set the amount of pilot signal that can be used to estimate the channel response alone.
  • pilot signals are arranged for all subcarriers of an OFDM symbol adjacent to data that does not allow delay.
  • pilot signals are allocated to some subcarriers of the OFDM symbol adjacent to the data that does not allow delay, and the remaining subcarriers are allocated. User data may be placed.
  • this embodiment may be applied to each subcarrier assigned to the communication partner.
  • the wireless communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention has the same configuration as that of the wireless communication apparatus shown in FIG. 4 of Embodiment 1, and will be described with reference to FIG.
  • pilot signal insertion control section 102 As shown in FIG. 10, pilot signal insertion control section 102
  • a pilot signal whose channel response can be estimated is placed in the OFDM symbol at (time tn) and immediately after (time tn ').
  • the pilot symbol power at time tn and time tn is obtained in the time axis direction of the estimated channel response value obtained at time tn and time tn. Since interpolation processing can be started, the time required for demodulation of scheduling information can be shortened, and time fluctuations in the channel response of scheduling information can be tracked.
  • pilot signals that can independently estimate the transmission path response are arranged in the immediately preceding and immediately following OFDM symbols that are temporally adjacent to data that does not allow delay, and these pilots are arranged. Compensation processing in the time axis direction of the channel response estimation value estimated using the signal can reduce the time required for channel response estimation, and the channel response of data with a small delay tolerance It is possible to follow time fluctuations in
  • the power single carrier transmission scheme described above may be used.
  • additional pilots are arranged.
  • a pilot signal arranged immediately after scheduling information The pilot signal adjacent to the scheduling information has been described as being placed immediately before the scheduling information as shown in FIG. 6, but as shown in FIG. 8, the pilot signal is placed between the scheduling information. May be arranged.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of radio communication apparatus 300 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the parts in FIG. 12 that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals as those in FIG. 4, and the detailed explanation thereof will be saved.
  • FIG. 12 differs from FIG. 4 in that the pilot transmission power control unit 302 is added, the pilot signal insertion control unit 102 is changed to the pilot signal insertion control unit 301, and the transmission path response estimation unit 115 is changed. This is a change to the transmission path response estimation unit 303.
  • the pilot signal insertion control unit 301 acquires pilot insertion interval information from a control unit (not shown) and the like, and based on the acquired pilot insertion interval information and the allowable delay information output from the data type determination unit 101. Then, a control signal for controlling the arrangement of the pilot signals is output to multiplexing section 106. Also, a power control signal for controlling the transmission power of the pilot signal is output to pilot transmission power control section 302. In addition, the pilot signal insertion information for notifying the ability to amplify the transmission power of the pilot signal and whether or not to amplify the amount of amplification in the case of amplification is reported. Output to buttock 103.
  • the presence or absence of pilot addition and the presence or absence of transmission power amplification are determined in advance according to the type of transmission data or the type of control information, the service type information of the transmission data is notified. You may do it. In this case, the presence / absence of an additional pilot and the amount of pilot transmission power amplification without notification of the presence / absence of additional pilot and the amount of pilot transmission power amplification can be determined on the receiving side.
  • Pilot transmission power control section 302 amplifies the pilot signal transmission power (amplitude) output from pilot signal generation section 105 in accordance with the power control signal output from pilot signal insertion control section 301, and amplifies the pilot The signal is output to multiplexing section 106.
  • Transmission path response estimation section 303 amplifies pilot symbol arrangement pattern output from demultiplexing section 114 and pilot signal transmission power based on pilot signal insertion information output from decoding section 117 Then, the transmission path response is estimated using the pilot symbols, and the transmission path response estimated value is output to the demodulation section 116.
  • the level (amplitude) of the channel response estimated value estimated using the amplified pilot signal is amplified according to the amount of amplification. Adjust so that it matches the level (amplitude) of the estimated channel response estimated using the pilot signal.
  • the reception quality of the amplified pilot signal for example, SNR (Signal to Noise Ratio)
  • SNR Signal to Noise Ratio
  • FIG. 13 shows an operation of pilot signal insertion control section 301 on the transmission side.
  • the parts in FIG. 13 that are the same as those in FIG. 5 are assigned the same reference numerals as those in FIG.
  • ST 401 decides to amplify the transmission power of pilot symbols whose arrangement is determined in ST 202, and generates a control signal indicating the decided contents.
  • FIG. 14 shows a state where pilot symbols are arranged immediately before scheduling information (symbols indicated by shading in the figure), and FIG. 15 shows transmission power of pilot symbols arranged immediately before scheduling information. A state of amplification is shown.
  • the reception quality of the pilot signal can be improved by amplifying the transmission power of the pilot signal arranged adjacent to the data that does not allow delay. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the channel response estimated using this pilot signal.
  • the transmission power of the pilot signal disposed immediately before the scheduling information has been described as being amplified.
  • the transmission power of the pilot signal may be amplified.
  • the scheduling information is described as an example of data that does not allow delay.
  • the present invention is not limited to this, and ACKZNACK information or channel information is not limited. If user data transmission, reception, and retransmission are controlled and demodulated, such as information (QI: channel Quality Information Q i Channei Quality Indicat or) cannot be processed.
  • Control information such as Control information that increases the RTT of the corresponding user data as the body transmission processing delay, propagation delay, and reception processing delay increase.
  • data that requires real-time communication such as voice, video, and game, or data that has a smaller allowable delay as a result of repeated retransmissions may be used.
  • the data type determination unit 101 has the ability to make a two-way determination of whether or not to allow a delay.
  • the present invention is not limited to this, Depending on the data type, it is possible to make a determination that the degree of allowable delay is divided into a plurality of stages, or to determine the allowable delay amount according to the data type.
  • Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. Here, it is sometimes called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI, depending on the difference in power integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable 'processor that can reconfigure the connection and settings of circuit cells inside the LSI may be used.
  • the radio communication apparatus and radio communication method according to the present invention have the effect of not allowing delay! And satisfying the allowable delay even for data, and can be applied to, for example, an OFDM radio communication system. .

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Abstract

　許容遅延量の小さいデータでも、許容遅延を満たすことができる無線通信装置及び無線通信方法を開示する。送信するデータ又は制御情報の遅延を許容するか否かがデータ種別判定部（１０１）において判定され、パイロット挿入間隔情報及び許容遅延情報に基づいて、遅延を許容しないデータと隣接してパイロット信号を配置することがパイロット信号挿入制御部（１０２）において決定される。符号化及び変調された送信データと、パイロット信号生成部（１０５）によって生成されたパイロット信号とが、パイロット信号挿入制御部（１０２）において決定された配置となるように多重部（１０６）において多重される。

Description

明 細 書
無線通信装置及び無線通信方法
技術分野
[0001] 本発明は、パイロット信号の配置パターンを変更する無線通信装置及び無線通信 方法に関する。
背景技術
[0002] 移動体通信システムや無線 LAN (Local Area Network)などの無線伝送システムに 対して、更なる周波数利用効率の向上と高伝送レートの実現が求められている。これ らの要求を満たす通信方式の候補として OFDM (Orthogonal Frequency Division M ultiplex)方式が広く検討されて!ヽる。
[0003] また、無線伝送システムにお 、ては、多様なサービス品質（QoS:Quality of Service )のサポートも要求されており、なかでも、ゲーム、電話、テレビ会議など対話型のサ 一ビスをサポートする場合には、ファイル転送や Webブラウジングサービスに比べ、 きわめて小さい通信遅延を満たすことが求められる。
[0004] このような背景の中、 OFDM方式を用いたシステムにおいて、伝送路応答を推定 するためのノ ィロット信号の量を低減し、ユーザデータを割り当てるシンボル数、サブ キャリア数を増加することにより、スループットを向上させる方法が検討されている。
[0005] 例えば、特許文献 1には、伝送路の時間変動、周波数変動に基づ!、て、伝送路応 答推定を行うためのパイロットシンボルの配置パターンを伝送路応答の変動に追従 できるように設定する技術が開示されている。具体的には、チャネルの時間変動が緩 やかなユーザに対しては、図 1に示すように、パイロット信号（図中黒丸で示すシンポ ル)を配置する時間間隔を広く設定し、また、チャネルの周波数変動が緩やかなユー ザに対しては、図 2に示すように、パイロット信号（図中黒丸で示すシンボル）を配置 するサブキャリア間隔を広く設定することにより、それぞれ伝送効率を向上させること ができる。すなわち、伝送路応答の時間変動及び周波数変動が比較的緩やかなュ 一ザのパイロットシンボルの配置パターンは、図 3に示すように設定される。
[0006] 図 3に示した受信処理対象のデータシンボル（図中網掛けで示すシンボル）を受信 処理する場合、受信側の伝送路応答推定方法は、次のように時間軸方向及び周波 数軸方向に補間処理を行って、時刻 tnの伝送路応答を求める必要がある。
[0007] まず、サブキャリア fk (k= 1, 5, 9)に対して、パイロットシンボル間の OFDMシンポ ルの伝送路応答推定値がそれぞれ求められる。すなわち、時刻 tn— 1及び時刻 tn + 1のパイロット信号を用いて、伝送路応答推定値 hk(n— 1)及び hk (n+ 1)を推定 し、推定した伝送路応答推定値 hk (n- 1)及び hk (n+ 1)を線形補間することにより 、サブキャリア fl, f5, f9の時刻 tnの伝送路応答推定値 hk (n) (k= l, 5, 9)が算出 される。
[0008] 次に、時刻 tnのノ ィロット信号力も推定した伝送路応答推定値 hk (n) (k= 3, 7, 1 1)と、時間軸方向の補間により求めた伝送路応答推定値 hk(n) (k= l, 5, 9)との間 の周波数軸方向の補間により、残りのサブキャリアの伝送路応答推定値 hk(n) (k= 2, 4, 6, 8, 10)を算出する。
[0009] 以上のように、時間軸方向及び周波数軸方向の補間処理を行うことにより、時刻 tn におけるサブキャリア毎の伝送路応答推定値を得ることができ、このようにして求めた 伝送路応答推定値を用いて、受信処理対象のデータシンボルの復調が行われる。
[0010] また、図 1に示した伝送路応答の時間変動が緩やかな場合のパイロット間隔では、 時刻 tn及び時刻 tn+ 1のパイロット信号を用いて、伝送路応答 h (n)及び h(n+ 1)を 推定し、推定した伝送路応答 h(n)及び h (n+ l)を線形補間することにより、伝送路 応答の時間変動に追従した伝送路応答推定値が得られる。
特許文献 1：特表 2004— 530319号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] し力しながら、上述したように時間軸方向の補間処理を行う場合には、受信処理対 象のデータシンボルより後方に配置されたパイロット信号を用いて、伝送路応答推定 を完了しなければ、受信処理を開始することができず、伝送路推定のための処理時 間が大きくなり、許容遅延量の小さいデータでは、許容遅延を満たさなくなってしまう
[0012] 本発明の目的は、許容遅延量の小さいデータでも、許容遅延を満たすことができる 無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明の無線通信装置は、パイロット信号を生成するパイロット信号生成手段と、 送信するデータのデータ種別に基づ ヽて、遅延を許容するデータであるか否かを判 定するデータ種別判定手段と、遅延を許容しな ヽと判定された前記データと隣接して 前記パイロット信号を配置することを決定するパイロット挿入制御手段と、決定された 前記配置にしたがって、前記パイロット信号と送信データとを多重する多重手段と、 前記多重手段によって多重された信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採 る。
発明の効果
[0014] 本発明によれば、受信処理に必要な時間を低減でき、往復遅延時間を小さくするこ とができるため、許容遅延量の小さいデータでも、許容遅延を満たすことができる。 図面の簡単な説明
[0015] [図 1]伝送路の時間変動に応じて時間軸方向のパイロット間隔を制御する様子を示 す図
[図 2]伝送路の周波数変動に応じて周波数軸方向のパイロット間隔を制御する様子 を示す図
[図 3]伝送路応答推定値を時間軸方向及び周波数軸方向で補間する様子を示す図
[図 4]本発明の実施の形態 1に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
[図 5]図 4に示したパイロット信号挿入制御部の動作を示すフロー図
[図 6]OFDMシンボルの配置パターンを示す図
[図 7]OFDMシンボルの配置パターンを示す図
[図 8]OFDMシンボルの配置パターンを示す図
[図 9]OFDMシンボルの配置パターンを示す図
[図 10]OFDMシンボルの配置パターンを示す図
[図 11]シングルキャリア伝送方式におけるパイロット信号の配置パターンを示す図 [図 12]本発明の実施の形態 3に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
[図 13]図 12に示したパイロット信号挿入制御部の動作を示すフロー図 [図 14]スケジューリング情報の直前にパイロットシンボルを配置した様子を示す図 [図 15]スケジューリング情報の直前に配置されたパイロットシンボルの送信電力を増 幅した様子を示す図
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[0017] (実施の形態 1)
図 4は、本発明の実施の形態 1に係る無線通信装置 100の構成を示すブロック図 である。この図において、まず、送信側について説明する。
[0018] データ種別判定部 101は、予め送信データの種別及び制御情報の種別に応じて、 遅延を許容するカゝ否かをテーブルとして有している。データ種別判定部 101は、送 信データ又は制御情報が入力されると、入力された信号の遅延を許容するか否かを テーブルに基づいて判定し、遅延を許容するか否かを示す情報 (以下、「許容遅延 情報」と 、う）をパイロット信号挿入制御部 102に出力する。
[0019] パイロット信号挿入制御部 102は、パイロット信号を挿入する間隔を示す情報 (以下 、「パイロット挿入間隔情報」という）を図示せぬ制御部等から取得し、取得したパイ口 ット挿入間隔情報及びデータ種別判定部 101から出力された許容遅延情報に基づ いて、パイロット信号の配置を決定し、決定した配置となるように制御する制御信号を 多重部 106に出力する。
[0020] また、パイロット信号挿入制御部 102は、パイロット信号をどのように配置するかを報 知するため、送信データシンボル列の送信に先立って、パイロット信号の配置パター ンを知らせるパイロット信号挿入情報を符号ィ匕部 103に出力する。なお、パイロット信 号挿入情報は、送信データシンボル列の変調パラメータ (変調方式、符号化率など 復調に必要な情報)などと共に、送信データシンボル列のヘッダ領域又は別の制御 チャネル (スケジュール情報を通知する制御チャネルなど）として送信する。ノ ィロット 信号挿入制御部 102の詳細については後述する。
[0021] 符号ィ匕部 103は、送信データ、制御情報及びパイロット信号挿入制御部 102から 出力されたノ ィロット信号挿入情報に対して誤り訂正符号ィ匕を行 、、符号化したデー タ列を変調部 104に出力し、変調部 104は、符号化されたデータ列を QPSK、 16Q AM、 64QAMなどの変調シンボルに変換し、変調シンボルを多重部 106に出力す る。また、パイロット信号生成部 105は、パイロットシンボルを生成し、生成したノイロ ットシンボルを多重部 106に出力する。
[0022] 多重部 106は、パイロット信号挿入制御部 102から出力された制御信号に従って、 変調部 104から出力された変調シンボル列とパイロット信号生成部 105から出力され たパイロットシンボルとを多重し、多重信号を IFFT部 107に出力する。
[0023] IFFT部 107は、多重部 106から出力された多重信号を逆高速フーリエ変換 (IFFT ： Inverse Fast Fourier Transform)することにより、周波数領域の信号を時間領域の 信号に変換する。すなわち、多重信号を複数の直交するサブキャリアにマッピングす ることになる。 IFFT後の信号は GI付加部 108に出力される。
[0024] GI付加部 108は、 IFFT部 107から出力された信号にガードインターバル（GI: Gua rd Interval)を付加し、 GI付加後の信号を送信 RF部 109に出力する。 GIを付加する ことにより、遅延波によるシンボル間干渉（ISI: Inter Symbol Interference)を低減する ことができる。
[0025] 送信 RF部 109は、 GI付加部 108から出力された信号に DZA変換、直交変調 (ァ ップコンバート）等の所定の送信処理を施し、送信処理後の信号をアンテナ 110を介 して送信する。
[0026] 次に、受信側について説明する。受信 RF部 111は、通信相手から送信され、アン テナ 110を介して受信した信号に直交検波 (ダウンコンバート）、 AZD変換等の所定 の受信処理を施し、受信処理後の信号を GI除去部 112に出力する。 GI除去部 112 は、受信 RF部 111から出力された信号の GIを除去し、 GIを除去した信号を FFT部 1 13に出力する。 FFT部 113は、 GI除去部 112から出力された信号を高速フーリエ変 換（FFT: Fast Fourier Transform)することにより、時間領域の信号から周波数領域 の信号に変換し、 FFT後の信号を分離部 114に出力する。
[0027] 分離部 114は、後述するパイロット信号分離制御部 118から出力された制御信号 に従って、 FFT部 113から出力された信号をパイロットシンボルとデータシンボルとに 分離し、ノ ィロットシンボルを伝送路応答推定部 115に出力し、データシンボルを復 調部 116に出力する。 [0028] 伝送路応答推定部 115は、後述する復号化部 117から出力されたパイロット信号 挿入情報に基づいて、分離部 114から出力されたパイロットシンボルの配置パターン を認識した上で、パイロットシンボルを用いて伝送路応答を推定し、伝送路応答推定 値を復調部 116に出力する。
[0029] 復調部 116は、伝送路応答推定部 115から出力された伝送路応答推定値を用い て、分離部 114から出力されたデータシンボルの伝送路歪みを補正し、硬判定又は 軟判定による信号点判定を行う。信号点判定結果は復号ィ匕部 117に出力される。
[0030] 復号ィ匕部 117は、復調部 116から出力され信号点判定結果に誤り訂正処理を行い 、受信データを出力する。また、復号ィ匕部 117は、受信データに含まれるパイロット信 号挿入情報を伝送路応答推定部 115及びパイロット信号分離制御部 118にそれぞ れ出力する。
[0031] パイロット信号分離制御部 118は、復号ィ匕部 117から出力されたパイロット信号挿 入情報に基づいて、受信データからパイロット信号を分離するための制御信号を分 離部 114に出力する。
[0032] 図 5に、送信側のパイロット信号挿入制御部 102の動作を示す。パイロット信号挿入 制御部 102は、パイロット挿入間隔情報及び許容遅延情報に基づいて、パイロット挿 入タイミングを検出すると、図 5に示すステップ（以下、「ST」と省略する） 201以降の 処理を開始する。 ST201では、パイロット挿入タイミングと判定されたデータが遅延を 許容するデータか否かを許容遅延情報に基づ ヽて判定し、遅延を許容しな 、データ である（NO)と判定されたら ST202に移行し、遅延を許容するデータである（YES) と判定されたら ST203に移行する。
[0033] ここで、遅延を許容しな!、データとは、このデータの受信処理遅延が往復遅延時間
(RTT: Round Trip Time)に影響するデータを意味する。つまり、遅延を許容しないデ ータの受信処理遅延が増加すると、そのデータの RTTが増加することになる、あるい は、遅延を許容しないデータの受信処理遅延が増加すると、他の遅延を許容しない データの RTTを増加させることになる。
[0034] ST202では、単独で伝送路応答推定可能なパイロットシンボルの配置を決定し、 決定した内容を示す制御信号を生成する。 [0035] ST203では、パイロット挿入間隔情報に基づ 、たパイロットの挿入を決定し、決定 した内容を示す制御信号を生成する。
[0036] 次に、パイロット信号挿入制御部 102が決定するパイロットシンボルの配置につい て説明する。図 6及び図 7に、遅延を許容しないデータとしてスケジューリング情報（ 図中網掛けで示すシンボル）と、このスケジューリング情報に対応するユーザデータ（ 図中斜線で示すシンボル）と、パイロットシンボル（図中黒丸で示すシンボル）と、他の データシンボル（図中白丸で示すシンボル）とを配置した様子を示す。
[0037] ここで、スケジューリング情報とは、端末 ID、変調方式、符号化率、データブロック サイズなど後続するユーザデータの復調に必要な情報を含み、対応するユーザデー タ送信に先立って送信される制御情報のことである。後続するユーザデータを復調 するためには、スケジューリング情報はユーザデータより先に復調される必要がある。 具体的には、 3GPP TS 25.212- 590に記載されている Shared control channel (HS- SC CH)のような制御情報のことである。
[0038] 図 6及び図 7が示すように、パイロット信号挿入制御部 102は、スケジューリング情 報に隣接する OFDMシンボル（時刻 tn)に伝送路応答推定可能なパイロット信号の 配置を決定する。
[0039] このようにパイロットシンボルを配置することにより、時刻 tnのパイロットシンボルから 得られる伝送路応答推定値のみを用いて、スケジューリング情報の復調処理を開始 できるため、スケジューリング情報の復調に要する時間を短縮することができる。
[0040] ただし、図 7に示すように、スケジューリング情報より後にパイロットシンボルを配置し た場合、このパイロットシンボルと、既に受信したパイロットシンボル（時刻 tn— 2、時 刻 tn— 1)とを用いて、時間軸方向の補間処理を行うことにより、スケジューリング情報 が配置されている OFDMシンボル毎の伝送路応答も推定可能となる。
[0041] また、図 8に示すように、ノ ィロット信号挿入制御部 102は、スケジューリング情報の 間の OFDMシンボル（時刻 tn)に伝送路応答推定可能なパイロット信号の配置を決 定してちよい。
[0042] 次に、図 4に示した受信側の伝送路応答推定部 115の動作について説明する。ま ず、通信相手力 データシンボル列に先立って送信されたパイロット信号挿入情報を 復調データから取得し、パイロット信号挿入情報に応じた伝送路応答推定処理に切 り替える。
[0043] 図 3に示したように、時間軸方向及び周波数軸方向にまばらにパイロット信号が配 置された場合、伝送路応答推定部 115は、まばらに配置されたパイロット信号を用い て、伝送路応答を推定し、推定した伝送路応答推定値の周波数軸方向の補間処理 を行う。そして、補間によって求められた各サブキャリアの伝送路応答推定値の時間 軸方向の補間処理を行うことにより、各周波数、各時間の伝送路応答推定値を求め る。補間処理は時間軸方向から開始してもよいし、時間及び周波数を同時に 2次元 ネ ΐ間してちょい。
[0044] また、図 6又は図 7に示すように、周波数軸方向に追加パイロットが配置された場合 、伝送路応答推定部 115は、追加パイロットが配置された時刻のパイロットシンボルを 用いて、各サブキャリアの伝送路応答を推定する。
[0045] このように実施の形態 1によれば、遅延を許容しないデータと時間軸方向において 隣接する OFDMシンボルに、単独で伝送路応答推定可能なパイロット信号を配置 することにより、伝送路推定精度を向上させると共に、伝送路応答推定に要する処理 時間を削減することができる。
[0046] なお、本実施の形態では、遅延を許容しな!、データに隣接してパイロット信号を配 置する場合について説明したが、さらにデータ信号の一部をパイロット信号に置き換 えることにより、単独で伝送路応答推定が可能なパイロット信号の信号量を設定して ちょい。
[0047] また、本実施の形態では、図 6〜図 8に示すように、遅延を許容しないデータに隣 接する OFDMシンボルの全てのサブキャリアに対してパイロット信号を配置する場合 について説明したが、伝送路応答の周波数変動が緩やかな場合には、図 9に示すよ うに、遅延を許容しないデータに隣接する OFDMシンボルの一部のサブキャリアに パイロット信号を配置するようにし、残りのサブキャリアにユーザデータを配置してもよ い。
[0048] また、本実施の形態では、ノ ィロット信号挿入情報を送信データシンボル列のへッ ダ領域又は別の制御チャンネルとして送信するものとして説明したが、予め、送信デ ータの種類や制御情報の種類に応じて、パイロットの追カ卩の有無が決定されて 、る 場合には、送信データのサービス種別情報などを報知するようにしてもよい。この場 合、ノ ィロット信号挿入情報を送信することなぐ追加パイロットの有無を受信側で判 定することができる。
[0049] また、複数の通信相手に対して同時に異なるサブキャリアを割り当てる FDMAシス テムにおいては、通信相手に割り当てられるサブキャリア毎に本実施の形態を適用し てもよい。
[0050] (実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2に係る無線通信装置は、実施の形態 1の図 4に示した無線 通信装置と同様の構成であるため、図 4を援用して説明する。
[0051] 図 10に示すように、パイロット信号挿入制御部 102は、スケジューリング情報の直前
(時刻 tn)及び直後（時刻 tn' )の OFDMシンボルに伝送路応答推定可能なパイロッ ト信号を配置する。
[0052] このように、パイロットシンボルを配置することにより、時刻 tn，のパイロット信号を受 信した時点で、時刻 tn，及び時刻 tnのパイロットシンボル力 得られる伝送路応答推 定値の時間軸方向の補間処理を開始できるため、スケジューリング情報の復調に要 する時間を短縮することができると共に、スケジューリング情報の伝送路応答におけ る時間変動にも追従することができる。
[0053] このように実施の形態 2によれば、遅延を許容しないデータと時間的に隣接する直 前と直後の OFDMシンボルに単独で伝送路応答推定可能なパイロット信号を配置し 、これらのパイロット信号を用いて推定された伝送路応答推定値の時間軸方向の補 間処理を行うことにより、伝送路応答推定に要する時間を削減することができると共に 、遅延許容量の小さいデータの伝送路応答における時間変動に追従することができ る。
[0054] なお、本実施の形態では、 OFDM方式を用いた場合にっ 、て説明した力 シング ルキャリア伝送方式を用いてもよぐこの場合、図 11に示すように、追加パイロットが 配置される。
[0055] また、本実施の形態では、スケジューリング情報の直後に配置されるパイロット信号 以外にスケジューリング情報と隣接するパイロット信号として、図 6に示すように、スケ ジユーリング情報の直前にパイロット信号を配置するものとして説明したが、図 8に示 すように、スケジューリング情報の間にパイロット信号を配置してもよい。
[0056] (実施の形態 3)
図 12は、本発明の実施の形態 3に係る無線通信装置 300の構成を示すブロック図 である。ただし、図 12が図 4と共通する部分には、図 4と同一の符号を付し、その詳し い説明は省力する。図 12が図 4と異なる点は、パイロット送信電力制御部 302を追カロ した点と、パイロット信号挿入制御部 102をパイロット信号挿入制御部 301に変更し た点と、伝送路応答推定部 115を伝送路応答推定部 303に変更した点である。
[0057] ノ ィロット信号挿入制御部 301は、パイロット挿入間隔情報を図示せぬ制御部等か ら取得し、取得したパイロット挿入間隔情報及びデータ種別判定部 101から出力され た許容遅延情報に基づいて、パイロット信号の配置を制御する制御信号を多重部 10 6に出力する。また、パイロット信号の送信電力を制御する電力制御信号をパイロット 送信電力制御部 302に出力する。さらに、ノ ィロット信号をどのように多重するかを報 知すると共に、パイロット信号の送信電力を増幅する力否か、また、増幅する場合に はその増幅量を報知するパイロット信号挿入情報を符号ィ匕部 103に出力する。なお 、予め、送信データの種類や制御情報の種類に応じて、パイロットの追加の有無及 び送信電力の増幅の有無が決定されて ヽる場合には、送信データのサービス種別 情報などを報知するようにしてもよい。この場合、追加パイロットの有無及びパイロット の送信電力の増幅量を通知することなぐ追加パイロットの有無及びパイロットの送信 電力の増幅量を受信側で判定することができる。
[0058] パイロット送信電力制御部 302は、パイロット信号挿入制御部 301から出力された 電力制御信号に従って、パイロット信号生成部 105から出力されたパイロット信号の 送信電力（振幅)を増幅し、増幅したパイロット信号を多重部 106に出力する。
[0059] 伝送路応答推定部 303は、復号ィ匕部 117から出力されたパイロット信号挿入情報 に基づいて、分離部 114から出力されたパイロットシンボルの配置パターン、及び、 パイロット信号の送信電力の増幅の有無を認識した上で、パイロットシンボルを用い て伝送路応答を推定し、伝送路応答推定値を復調部 116に出力する。ここで、パイ ロット信号の送信電力が増幅されていれば、この増幅量に応じて、増幅されたパイ口 ット信号を用いて推定された伝送路応答推定値のレベル (振幅)を増幅されて 、な 、 パイロット信号を用いて推定された伝送路応答推定値のレベル (振幅）に合うように調 整する。
[0060] このように、スケジューリング情報に隣接して配置されるパイロット信号の送信電力を 増幅することにより、増幅されたパイロット信号の受信品質 (例えば、 SNR (Signal to Noise Ratio) )を向上させることができ、よって、伝送路応答の推定精度を向上させる ことができるので、伝送路応答の推定精度を確保するための平均化処理を行うことな ぐスケジューリング情報の復調処理を開始することができる。
[0061] 図 13に、送信側のパイロット信号挿入制御部 301の動作を示す。ただし、図 13が 図 5と共通する部分には、図 5と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図 1 3において、 ST401では、 ST202において配置が決定されたパイロットシンボルの 送信電力を増幅させることを決定し、決定した内容示す制御信号を生成する。
[0062] 図 14に、スケジューリング情報（図中網掛けで示すシンボル）の直前にパイロットシ ンボルを配置した様子を示し、図 15に、スケジューリング情報の直前に配置されたパ ィロットシンボルの送信電力を増幅した様子を示す。
[0063] このように実施の形態 3によれば、遅延を許容しないデータに隣接して配置される ノ ィロット信号の送信電力を増幅することにより、このパイロット信号の受信品質を向 上させることができるため、このパイロット信号を用いて推定された伝送路応答の推定 精度を向上させることができる。
[0064] なお、本実施の形態では、図 6に示すように、スケジューリング情報の直前に配置さ れたパイロット信号の送信電力を増幅するものとして説明したが、図 7〜11に示すよう に配置されたパイロット信号の送信電力を増幅するようにしてもよい。
[0065] なお、上述した各実施の形態では、遅延を許容しないデータとしてスケジューリング 情報を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、 ACKZNACK情報又はチ ャ不ノレ f口質†青報 (し QI: channel Quality Informationめる ヽ i Channei Quality Indicat or)など、ユーザデータの送信、受信及び再送を制御し、これらの情報を復調しなけ れば、ユーザデータの処理を行うことができないような制御情報、つまり、制御情報自 体の送信処理遅延、伝搬遅延、受信処理遅延が増加すると、対応するユーザデータ の RTTも増加する制御情報でもよい。また、音声、映像、ゲームなど、通信のリアルタ ィム性を要求されるデータ、または、再送を繰り返した結果、許容遅延量が小さくなつ たデータでもよい。
[0066] また、上述した各実施の形態では、データ種別判定部 101にお ヽて遅延を許容す るカゝ否かの 2者択一の判定を行った力 本発明はこれに限らず、データ種別に応じて 、遅延を許容する程度を複数段階に分けた判定を行ってもよいし、データ種別に応 じた許容遅延量を求めるようにしてもょ ヽ。
[0067] また、上記各実施の形態では、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって 説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
[0068] 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チップ化されてもよいし、一部または全 てを含むように 1チップィ匕されてもよい。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、ウルトラ LSIと呼称されることもある。
[0069] 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または汎用プロセッ サで実現してもよい。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Progra mmable 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 ィギユラブル'プロセッサーを利用してもよい。
[0070] さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により LSIに置き換わる集積回 路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積ィ匕を行って もよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
[0071] 本明糸田書 ίま、 2005年 7月 29曰出願の特願 2005— 220615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
[0072] 本発明にかかる無線通信装置及び無線通信方法は、遅延を許容しな!、データでも 、許容遅延を満たすという効果を有し、例えば、 OFDM無線通信システムに適用す ることがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] パイロット信号を生成するパイロット信号生成手段と、
送信するデータのデータ種別に基づ 、て、遅延を許容するデータであるか否かを 判定するデータ種別判定手段と、
遅延を許容しないと判定された前記データと隣接して前記パイロット信号を配置す ることを決定するパイロット挿入制御手段と、
決定された前記配置にしたがって、前記パイロット信号と送信データとを多重する 多重手段と、
前記多重手段によって多重された信号を送信する送信手段と、
を具備する無線通信装置。
[2] 前記パイロット挿入制御手段は、 OFDMシンボルの周波数軸方向にパイロット信号 の密度を増大させるように前記パイロット信号を配置することを決定する請求項 1に記 載の無線通信装置。
[3] 前記パイロット挿入制御手段は、 OFDMシンボルの全サブキャリアに前記パイロッ ト信号を配置することを決定する請求項 1に記載の無線通信装置。
[4] 前記パイロット挿入制御手段は、前記許容遅延量の小さいデータの直後にパイロッ ト信号を配置することを決定する請求項 1に記載の無線通信装置。
[5] 前記許容遅延量の小さいデータと隣接して配置することが決定されたパイロット信 号の送信電力を増幅する増幅手段を具備する請求項 1に記載の無線通信装置。
[6] 遅延を許容しな 、データと隣接してパイロット信号が配置されるように前記パイロット 信号と送信データとを多重する多重工程と、
前記多重工程において多重された信号を送信する送信工程と、
を具備する無線通信方法。
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