WO2008050428A1

WO2008050428A1 - Appareil de station radio fixe, procédé de transmission de pilotes et appareil terminal

Info

Publication number: WO2008050428A1
Application number: PCT/JP2006/321361
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Kawasaki
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-05-02
Also published as: EP2077634A4; US9219585B2; EP2077634A1; US20090203377A1; EP2077634B1; JPWO2008050428A1; JP4985650B2

Description

無線基地局装置及びそのパイロット送信方法並びに端末装置技術分野

[0001] 本発明は、無線基地局装置及びそのパイロット送信方法並びに端末装置に係わり

、特に、ダウンリンクの無線区間においてノィロットを含むサブフレームを送信する無線基地局装置及びそのパイロット送信方法並びに端末装置に関する。

背景技術

[0002] 移動体通信システム、例えば携帯電話システムは第 3世代力第 4世代システムへ向けて発展しょうとしている。発展にともない、新たな無線アクセス技術が導入され、更に、より広い無線周波数帯伝送帯域を占有するようになり、最大データ伝送容量が著しく増加することが予想される。

WCDMAシステムの次世代のシステムとして 3GPPで仕様化検討作業が行なわれている EUTRAN(Evolved UTRAN)の無線アクセス部のダウンリンクでは、 OFDM(Orthog onal Frequency Division Multiplex)が採用される（非特許文献 1参照）。図 13は EUTR ANの無線アクセス部のダウンリンクにおけるサブフレーム列の説明図であり横軸は周波数 (ダウンリンクの伝送帯域)、縦軸は時間であり、 5個のサブフレームが示されている。各サブフレームは例えば図 14に示すように 7シンボル (70FDMシンボル)で構成される。

20MHz幅の無線伝送帯域 (システム伝送帯域)で送信される OFDM信号は 1201個のサブキャリアで構成される。また、 20MHz幅の伝送帯域は、 100個ほどのサブバンドに分割され、ある端末に対するデータの送信には、 1個又は複数個の周波数軸上で連続した又は分散したサブバンドが使用される。 1個のサブバンドは、 12本のサブキャリアで構成されることが想定されている。サブフレーム長は 0.5 msであり、システム伝送帯域全域で共通ノィロットが送信される。ダウンリンクの共通パイロット信号は、主に、制御信号やユーザーデータの同期復調用 (チャネル推定、補償用)、無線回線品質測定用として使用される。共通パイロットは、周期的にサブフレーム毎に送信される共通パイロット信号は、ある OFDMシンボル上の全サブキャリアを使って送信してもよいが、 EUTRANのダウンリンクの無線アクセス部では、一つの送信アンテナからは図 14に示すように 6サブキャリアあたり 1サブキャリアで共通パイロット信号が送信され、 70FDMシンボルのうち 20FDMシンボルにおいて送信される。

[0003] 図 15は OFDM通信システムにおける送信装置の構成図であり、データ変調部 1は送信データ（ユーザデータや制御データ）を例えば QPSKデータ変調し,同相成分と直交成分を有する複素ベースバンド信号 (シンボル)に変換する。時分割多重部 2は複数シンボルのパイロットをデータシンボルに時間多重する。シリアルパラレル変換部 3は入力データを Mシンボルの並列データに変換し、 M個のサブキャリアサンプルを出力する。 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部 4は並列入力するサブキャリアサンプルに IFFT (逆フーリエ変換)処理を施して合成し、離散時間信号 (OFDM信号）にして出力する。ガードインターノレ揷入部 5は、 IFFT部から入力する Mシンボル分の OFDM信号にガードインターバルを挿入し、送信部 (TX)6はガードインターバルが挿入された OFDM信号 (OFDMシンボルという)を DA変換し、ついで、 OFDM信号の周波数をベースバンドから無線帯域に変換し、高周波増幅してアンテナ 7より送信する

[0004] 図 16は OFDM受信装置の構成図である。図 15の送信アンテナ 7から出力された信号は、無線空間上のフージングチャネル (伝搬路）を経て、受信装置の受信アンテナ 8により受信され、受信回路 (Rx) 9はアンテナにより受信された RF信号をベースバンド信号に変換し、 AD変翻10は該ベースバンド信号をディジタルに AD変換して出力する。 AFC回路 11はパイロット信号を用いた第 1AFC回路 11aと同期信号を用いた第 2AFC回路 l ibと AFC信号選択回路 11cを備え、端末と基地局間のキャリア周波数偏差を推定し、受

信回路内蔵の局部発振器の発振周波数を調整する。

シンボル切り出し部 12は 0 FDMシンボルの先頭を検出してガードインターバル GIを削除すると共に OFDMシンボルを切出して FFT部 13に入力する。 FFT部 13は切り出された OFDMシンボル毎に FFT処理を行な!/、、周波数領域のサブキャリアサンプル S

〜S に変換する。パイロット抽出部 14は FFT出力よりパイロットシンボルを抽出し、チャネル推定回路 15は、一定間隔で受信するパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することで、サブキャリア毎のチャネル推定を行ない、チヤネル補償回路 (同期検波部) 16は、チャネル推定値を用いて、データシンボルのチヤネル変動を補償する。以上の処理によって、各サブキャリアに配分された送信データの復調が行われる。以後、図示しないが復調されたサブキャリア信号はシリアルデータに変換された後、復号される。最適サブバンド決定部 17は、受信したパイロットを用いて各サブバンドの受信状態 (無線回線品質。例えば SIR)を測定し、最適なサブバンドを決定する。なお、図 15, 16における送信装置、受信装置の信号処理例は簡単なものを示したものであり、実際の装置では、特性向上のために、より複雑な処理が行なわれる。

図 17はパイロットシンボルを用いた第 1の AFC回路 11aの説明図であり、 IFFT部 11 a-1は送信局が送信するノィロット信号のレプリカ (既知パイロット)に IFFT処理を施して時間的に連続するパイロット信号を発生し、相関演算部 lla-2は該パイロット信号と受信信号との相関を演算し、ピーク検出部 lla-3はピーク相関値を検出し、位相検出部 lla-4は該相関値の実数部 R、虚数部 Iを用いて次式

Θ =tan^_1(I/R)

により位相差 Θを計算する。この Θは周波数偏差によって生じるから該位相差に基づいて局部発振器の発振周波数を制御する。図 17で示す AFC回路は一例である。図 18は同期信号の説明図であり、 (A)は同期チャネル SCH (同期信号)を 2回繰り返して送信する例、 (B)はフレーム先頭で繰り返し同期チャネル SCH (同期信号)を送信する例である。

図 19は第 2の AFC回路 l ibの説明図であり、遅延部 llb-1は入力信号を 1シンボルあるいは 1フレーム遅延し、相関演算部 llb-2は繰り返し部分の相関を演算し、ピーク検出部 llb-3はピーク相関値を検出し、位相検出部 llb-4は該相関値を用いて図 17 の場合と同様に位相差 Θを計算し、この位相差に基づいて局部発振器の発振周波数を制御する。

同期信号は、上記のように周波数オフセットの調整に使用するほか、シンボルタイミング、フレームタイミング、パイロット信号パターン検出等にも使用する。例えば、同期信号で粗く周波数オフセットの修正を行い、し力る後、パイロット信号で細かな修正を行なう。

[0006] 1日の間において、音声データを含むデータ伝送の量、すなわちデータトラフィックは、変動する。特に深夜は、データトラフィックはかなり少なくなる。 1日の間において、データトラフィックがピークになる時と深夜のようにトラフィックが少なくなる時のトラフイツクの比は、第 3世代力も第 4世代へと最大データ伝送容量が増加するほど、大きくなって、くものと考えられる。

深夜などデータトラフィックが少な、状況では、送信するデータの量が少なくなり、つまり、必要とする無線リソース量が少なくなり、伝送帯域全域がフルに使用されない状況が生じる。伝送帯域幅が広くなる程、これは著しくなる。力かるデータトラフィックが少ない状況では、データ伝送に使用されないサブバンドが多くなり、使用されないサブバンドで制御信号やデータは送信されず、該制御信号やデータの復調を目的としたノィロット信号の送信もそのサブバンドでは不要となる。

また、データトラフィックが少ない状況では、無線回線品質測定を目的としたパイ口ットを全てのサブバンドで送信するのは非効率である。なぜなら、データ伝送に使用するサブバンドを限定すれば、各端末に対するデータの送信には該限定されたサブバンドを用いればよぐ各端末は該限定されたサブバンドだけの無線回線品質測定を行なえばよいから

である。

以上の点で、データトラフィックが少ない状況では、毎サブフレームで電力が大きいダウンリンク共通パイロット信号を伝送帯域全域 (幅広な伝送帯域)で送信するのは非効率である。換言すれば、データトラフィックが少ない状況において全てのサブバンドで共通パイロットを毎サブフレームで送信するのは、パイロット送信に要する電力消費という観点で、非効率である。

[0007] 以上から、本発明の目的は、データトラフィックが少ない状況等において、共通パイロットを全帯域で送信しなヽ（幅広な伝送帯域では送信しな、）ようにしてパイロット送信に要する電力消費を低減することである。

本発明の別の目的は、基地局と通信中の端末 (アクティブモード端末と DRX/DTX モード端末)の総端末数に基づ、て、共通パイロットを全帯域 (幅広な伝送帯域)で送信する周期を制御することである。

本発明の別の目的は、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の端末 (ァクティブモード端末)の数に基づ、て共通パイロットを全帯域で送信しな、時の帯域 ( 狭帯域)の帯域幅を制御することである。

本発明の別の目的は、全帯域サブフレームを送信する場合も、狭帯域サブフレームを送信する場合も、端末が高速移動中であれば該端末宛の個別データ送信用のサブバンドとして狭帯域に属するサブバンドを割り当てるようにすることである。

本発明の別の目的は、狭帯域サブフレームの送信時において、狭帯域に属さないサブバンドで個別データを送信する場合、該サブバンドで個別データと共に個別パィロットを送信することである。

非特許文献 1 : 3GPP TR25. 814

発明の開示

本発明は、ダウンリンクの無線区間におけるパイロット送信方法であり、共通パイロットを全伝送帯域 (幅広な伝送帯域)で送信する第 1のサブフレーム (全帯域サブフレーム)と共通パイロットを全伝送帯域の中の所定の狭帯域 (幅広な伝送帯域と比べて狭、狭帯域)で送信する第 2のサブフレーム (狭帯域サブフレーム）とにサブフレームを分けるステップ、前記第 1、第 2のサブフレームをダウンリンクの無線区間において送信することにより共通パイロットを送信するステップを有している。この場合、前記第 1のサブフレームをある周期 Tで送信し、それ以外の時間区間において前記第 2のサブフレームを送信する。このようにすれば、データトラフィックが少ない状況において、共通パイロットを全帯域で送信しないようにでき、ノィロット送信に要する電力消費を低減することができる。また、基地局は所定の狭帯域の部分では常時共通パイロットを送信するため、基地局との間で間欠的にデータ送受信する端末であっても、該パィロットを受信して周波数オフセット制御を行うことができる。

本発明のパイロット送信方法は更に、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の端末の数と、基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態の端末の数の総数を監視するステップ、該総数に基づいて前記第 1サブフレームの周期 Tを制御し、あるいは前記周期を一定とし第 1サブフレームの連続する個数を制御するステップを有している。このようにすれば、昼間などデータトラフィックが多くなつた状況において、共通パイロットを全帯域で送信することができ、また、例えば、夜になりデータトラフィックが少ない状況になれば、共通パイロットを全帯域で常に送信せず、間欠的に送信するようにしてパイロット送信に要する電力消費を低減することができる。本発明のパイロット送信方法は更に、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の端末 (アクティブモード端末)の数を監視するステップ、該端末数に基づ、て前記狭帯域の帯域幅を制御するステップを有している。このようにすれば、通信を希望する全端末が通信を行えるようにできる。

本発明のパイロット送信方法は更に、全帯域 (幅広な帯域)を複数のサブバンドに分割

し、 1又はそれ以上の数のサブバンドを用いて所定の端末宛に個別データを送信する場合、端末が高速移動中であれば、前記第 1、第 2のサブフレームの送信において該高速移動端末に狭帯域に属するバンドを割り当てるステップを有している。これにより、高速移動時に前後のサブフレームの共通パイロットの受信値力求めたチヤネル推定値を平均することにより、受信品質を向上することができる。

本発明のパイロット送信方法は更に、前記第 2サブフレーム送信時に、前記狭帯域 bに属さないサブバンドでデータを送信する場合、個別パイロットを個別データと共に該サブバンドで送信する。このようにすれば、共通パイロットを利用できなくても個別パイロットを用いてパイロット処理が可能にある。

本発明のパイロット送信方法は、第 iの期間では、第 1の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信し、第 2の期間では、該第 1の周波数帯域より周波数帯域の狭い第 2の期間を用いてパイロット信号を送信する。

このように、周波数帯域の広!、第 1の周波数帯域と周波数帯域の狭!、第 2の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信する期間の双方を混在させることができ、ノイロット信号の送信に費やされる電力の削減に供することができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の概要を示す共通パイロット送信方法の説明図である。 [図 2]第 1、第 2サブフレームを混在させて送信したときの共通パイロット送信電力の説明図である。

[図 3]本発明のサブフレーム送信方法の説明図である。

[図 4]基地局装置の構成例図である。

[図 5]端末種別管理テーブルの構成例である。

[図 6]無線リソース管理部の端末種別管理処理フローである。

[図 7]第 1サブフレームの送信周期の変更制御処理フローである。

[図 8]第 2サブフレームの送信帯域である狭帯域 NFRの帯域幅の制御処理フローである。

[図 9]個別パイロット送信制御処理フローである。

[図 10]高速移動端末のサブバンド割り当て制御処理フローである。

[図 11]移動端末装置の構成例図である。

[図 12]パイロット抽出部の一例を示す構成例図である。

[図 13]EUTRANの無線アクセス部のダウンリンクにおけるサブフレーム列の説明図である。

[図 14]サブフレーム構成例である。

[図 15]OFDM通信システムにおける送信装置の構成例図である。

[図 16]OFDM受信装置の構成例図である。

[図 17]ノィロットシンボルを用いた AFC回路の説明図である。

[図 18]同期信号の説明図である。

[図 19]同期信号用いた AFC回路の説明図である。

発明を実施するための最良の形態

(A)本発明の概要

図 1は本発明の概要を示す共通パイロット送信方法の説明図である。この実施例では、第 1の期間（図 1では、第 1サブフレームの先頭部分)では、第 1の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信し、第 2の期間（図 1では第 2サブフレームの先頭部分）では、該第 1の周波数帯域より周波数帯域の狭い第 2の期間を用いてパイロット信号を送信することとする。ダウンリンク無線伝送帯域は 20MHz幅の帯域を有し、この無線伝送帯域で送信される OFDM信号は 1201個のサブキャリアで構成される。 20MHz幅の無線伝送帯域は、 100個ほどのサブバンドに分割され、ある端末に対するデータの送信には、 1個又は複数個の周波数軸上で連続した又は分散したサブバンドが使用される。 1個のサブバンドは、 12本のサブキャリアで構成される。サブフレームは長さが 0.5 msであり、たとえば、 70FDMシンボルで構成され、共通パイロット、制御信号、ユーザーデータを送信する。

本発明では、サブフレームは、（1)共通パイロットを全伝送帯域 WFRで送信する第 1 のサブフレーム (全帯域サブフレーム) SF1と、（2)共通パイロットを全伝送帯域における所定の狭帯域 NFRで送信する第 2のサブフレーム (狭帯域サブフレーム) SF2とに分け、ダウンリンクの無線区間において、これら第 1、第 2のサブフレーム SF1,SF2を送信する。図 1では、 5サブフレームのうち 1個を第 1のサブフレーム SF1として周期的に送り、残りの 4個を第 2のサブフレーム SF2としている。すなわち、第 1のサブフレーム SF1をある周期 (図では 2.5ms)で送信し、それ以外の時間区間において第 2のサブフレーム SF2を送信する。

第 1のサブフレーム SF1の送信周期 Tは 5ms、 10ms,…の場合も可能である。昼間はセル内で通信している端末数が多くなるため、 T=0.5msにし、夜は、セル内で通信している端末数が少なくなるため、 T=2.5msにする。また、第 1のサブフレーム SF1の送信周期 Tをセル内で通信して、る端末数に応じて変更制御することができ、該端末数に応じて Tを 0.5ms、 1.0ms, 1.5ms, 2.0ms, 2.5ms、 3.0ms, ···.と制御することができる。

図 2は第 1、第 2サブフレームを混在させて送信したときの共通パイロット送信電力の説明図であり、第 1サブフレーム送信時 (Tl)、共通パイロットの送信電力は大きくなるが、第 2サブフレーム送信時 (Τ2)、に送信電力が減少し、トータル的に送信電力が減少する。この結果、データトラフィックが少ない状況 (例えば夜間)において、共通パイロットを全帯域 (幅広な帯域)で送信しなヽようにしてパイロット送信に要する電力消費を低減することができる。また、基地局は常時共通パイロットを送信するため、基地局との間で間欠的にデータ送受信する端末であっても、該パイロットを受信して周波数オフセット制御を行うことができる。

[0011] (B)サブフレーム送信方法

図 3はサブフレーム送信方法の説明図であり、図 1と同一部分には同一符号を付している。

共通ノィロットが全伝送帯域 WFRで送信される第 1サブフレーム (全帯域サブフレーム） SF1は、共通パイロット CPL、ユーザーデータ位置情報 DTL、共通制御信号 CC S、同期信号 SYC、ユーザー毎の個別データ UDT及び個別制御データ UCTを含んで V、る。共通パイロット CPLは受信側で SIR測定や同期復調に用いるもので全伝送帯域 WFRにおいて送信される。ユーザーデータ位置情報 DTLは、ユーザーデータをどのサブバンドで送信するか端末に通知するための情報であり、端末はこの位置情報 DT Lを参照して自分宛のデータが存在するかチェ

ックし、存在すれば指定されたサブバンドより自分宛ての個別データ UDT及び個別制御データ UCTを取り込む。共通制御信号 CCSは全端末共通の制御信号であり、第 1サブフレーム SF1の送信周期や第 2サブフレーム SF2の狭帯域 NFRを特定する情報などを通知するものであり、同期信号 SYCは、端末と基地局間の周波数オフセットの調整や、シンボルタイミング、フレームタイミング、パイロット信号パターンの検出等に使用する信号である。

狭帯域 NFRで共通パイロットが送信される第 2のサブフレーム (狭帯域サブフレーム ) SF2は、共通パイロット CPL、ユーザーデータ位置情報 DTL、ユーザー毎の個別データ UDT及び個別制御データ UCTを含み、また、適宜、音声信号、 ACK/NACK信号、共通制御信号を含んでいる。

端末は、共通制御信号 CCSに含まれる送信周期や狭帯域情報に基づいて受信帯域を切り替えて第 1、第 2のサブフレームの受信制御を行う。

[0012] 第 1サブフレーム（全帯域サブフレーム） SF1は、 5サブフレームに 1回の割合で送信され、それ以外の時間区間 T2において第 2のサブフレーム（狭帯域サブフレーム） SF 2が送信される。狭帯域 NFRの位置は全伝送帯域 WFRの中心部でなく (図では中心部に示している)、全帯域 WFRの端の方に配置することもできる。また、合計帯域が全伝送帯域より狭くなる複数の分割された狭帯域とすることもできる。全サブフレームに対する第 1サブフレームの割合、あるいは第 1サブフレームの周期 Tは可変であるが、割合あるいは周期を変化させる場合には、基地局は事前に共通制御信号 CCSを用いて、全端末に通知することが望ましい。たとえば、基地局はセル内で通信している総端末数に応じて第 1サブフレーム SF1の送信周期 Tを変更する場合、事前に全端末に共通制御信号 CCSを用いて報知する。この場合、基地局との間で間欠的にデータ送受信する状態の端末 (DRX/DTXモード端末)の間欠送受信周期を第 1サブフレームの送信周期 Tと一致させるように制御する。

また、狭帯域 NFRの帯域幅は可変である力区間 T2内では変化させない。このため、図 3において、第 1サブフレーム SF1の後に続く 4つの連続した第 2サブフレーム SF2 の狭帯域幅は同じになっている。しかし、次の第 1サブフレーム SF1の後に続く第 2サブフレーム SF2の狭帯域をそれまでと異なる帯域幅とすることができる。但し、どのような帯域幅を設定する力を基地局は事前に共通制御信号 CCSを用いて全端末に通知ることが望ましい。たとえば、基地局はセル内で通信している端末数に応じて前記狭帯域の帯域幅を変更する場合、事前に全端末に共通制御信号 CCSを用いて報知する。

基地局は第 1サブフレーム SF1の共通制御信号 CCS、同期信号 SYCを、第 2サブフレーム SF2の狭帯域 NFRと同じ帯域で送信する。なお、図 3において、第 1サブフレーム SF1でのみ同期信号を送信している力第 2サブフレーム SF2でも同期信号を送信することができる。このようにすれば、サブフレーム周期で同期信号を用いた周波数オフセット制御や、シンボルタイミング、フレームタイミング、パイロット信号パターンの検出等を行なうことが可能になる。

基地局は、高速移動端末向けのデータを、全サブフレームにおいて狭帯域 NFRのサブバンドで送信する。高速移動端末の場合、無線チャネルの変動が激しくなるので、このようにすることにより、データ復調の際、図中 Aで示すように、前後のサブフレームの共通パイロットを平均することによりチャネル推定精度を向上して、データ復調特性を向上することができる。

基地局は、第 2サブフレーム送信時において、送信するデータ量が多くなれば、図中 Bで示すように狭帯域 NFR以外の帯域のサブバンドでデータ (個別データ、個別制御データ)を送信すると共に、個別パイロットを該サブバンドで送信する。このようにすれば、端末は個別データの受信に際して共通パイロットを利用できなくても個別パイロットを用いて同期復調、 SIR測定が可能になる。図 3では狭帯域 NFR以外の帯域 Bとして、該狭帯域 NFRに隣接する帯域を用いているが、点線 B' で示すように狭帯域 N FRから離すこともできる。

第 1のサブフレームは必ずしも図 3に示すフォーマツトに限る必要はなぐ共通制御信

号や同期信号を全帯域で送信するようにもできる。

(B)端末の種別

本発明では通信中端末がアクティブモード端末であるか、 DRX/DTXモード端末僴欠受信/間欠送信端)であるかを識別する必要がある。そこで、始めにアクティブモード端末、 DRX/DTXモード端末、アイドルモード端末の定義をする。

•アクティブモード端末

アクティブモード端末は、常にデータを受信できる状態にある通信中の端末である。サブフレーム期間である 1 TTI(Transmission Time Interval)毎に、自分宛てにデータが送信されるかどうかを確認するために共通制御信号を受信する。また、基地局から送信指示があれば、直ちにアップリンク ULでデータを送信できる状態にある。ネットワークはアクティブモード端末がどのセルに存在するかを知って、る。アクティブモード端末はダウンリンク、アップリンク共に無線区間での同期が維持されており、常に基地局とデータ送受信が可能な状態にある。

•DRX/DTXモード端末

DRX/DTXモード端末は基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態にある通信中の端末である。基地局は、 DRX/DTXモード端末に対し送信するデータがある場合、事前に決められた周期のタイミングで制御信号によりその旨を通知する。 DR X/DTXモード端末は、この事前に決められた周期で制御信号の受信/復号を行、、自分宛のデータが送信されるかどうかを確認する。 DRX/DTXモード端末は基地局に制御情報を送る場合、前記事前に決められた周期のタイミングで送信する。

DRX/DTXモード端末は、必要に応じて、例えば基地局からの指示があった場合や、アップリンクでデータを送信する場合等において、アクティブモードに移行するために、基地局に対して必要な制御信号 (例えばランダムアクティブ信号)を送信する。ネットワークは、この DRX/DTXモード端末がどのセルに存在するかを知っている。 DRX

/DTXモード端末は、基本的に、ダウンリンク、アップリンク共に無線区間での同期がとれている力アップリンクでの同期を修正するための周波数オフセット補正信号を基地局に要求することがある。

•アイドルモード端末アイドルモード端末は基地局と通信を行って、な、端末である。基地局はこのアイドルモード端末に対し送信するデータがあれば、事前に決められた周期のタイミングでページング信号を送信し、該ページング信号で送信データがある事をアイドルモード端末に通知する（呼び出し)。アイドルモード端末は自分宛のデータがあることがわかった場合、アクティブモードに移行するために、基地局に対してランダムアクセス信号を送信する。ネットワークは、ページング信号を送信する必要があるため、アイドルモード端末がどのセルトラッキングエリアに存在するかを知っている。

(C)基地局装置の構成

図 4は基地局装置の構成図である。無線受信部 51はアンテナ ATRにより受信された無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、っ、で AD変換して OFDM復調部 52に入力する。 OFDM復調部は各ユーザーから送られてきたユーザ一データ及び制御信号、並びにアイドル端末や DRX/DTXモード端末より送られてくるランダムアクセス信号を分離して出力する。ランダムアクセス信号処理部 53はアイドル端末あるいは DRX/DTXモード端末よりランダムアクセス信号を受信すれば周知のランダムアクセス処理をすると共に、該端末の識別番号を無線リソース管理部 54に入力する。

無線リソース管理部 54は、端末種別管理テーブル 54aを備え、通信中の端末が、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態のアクティブモード端末であるか、基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態の DRX/DTX端末であるかの種別を管理する。無線リソース管理部 54は、アイドル端末および DRX/DTX端末よりランダムアクセス信号を受信すれば、これら端末をアクティブモード端末として端末種別管理テーブル 54aに登

録し、また、アクティブモード端末の所定時間当たりのデータ通信量を監視し、該データ通信量が設定値以下になれば該アクティブ端末を DRX/DTX端末に変更し、通信が終了した端末を端末種別管理テーブル 54aから削除する。図 5は端末種別管理テーブル 54aの構成例であり、通信中端末の識別番号に対応させて該端末の種別を記録するようになっている。

[0016] 制御部 55は、（1)第 1サブフレームの周期 Tや狭帯域 NFRの帯域幅を決定する制御、（2)各端末の個別データ/個別制御信号をどのサブバンドで送信するか決定する制御、（3)第 2サブフレーム送信時における個別パイロットの送信制御、（3)高速移動中端末の個別データのサブバンド割り当て制御などを行う。

全帯域共通パイロット生成部 56は、制御部 55から指示されたタイミングで全帯域の共通パイロット信号を作成して出力し、狭帯域共通パイロット生成部 57は、制御部 55 力指示された狭帯域の共通パイロット信号を指示されたタイミングで作成して出力し、選択部 58は制御部力も指示されたタイミングで全帯域の共通パイロット信号および狭帯域の共通パイロット信号を選択的にサブフレーム作成部 (物理チャネル生成部) 59に入力する。また、同期信号生成部 60、共通制御信号生成部 61、ユーザーデータ位置情報作成部 62、個別パイロット作成部 63はそれぞれ制御部 55からの指示に従って所定の信号を作成してサブフレーム作成部 59に入力する。すなわち、同期信号生成部 60は制御部力も指示された帯域幅の同期信号 SYCを作成し、共通制御信号生成部 61は制御部から指示された制御信号 CCSを作成し、ユーザーデータ位置情報作成部 62は各ユーザーデータを送信するサブバンドを特定するユーザーデータ位置情報 DTLを作成し、個別パイロット作成部 63は個別パイロットを作成し、それぞれ、サブフレーム作成部 59に入力する。個別データ/個別制御信号作成部 6 4はユーザー端末に個別に送信するデータや制御信号を作成してサブフレーム作成部 59に入力する。

[0017] サブフレーム作成部 59は、制御部 55から通知される第 1サブフレームの送信周期 T、狭帯域 NFRの帯域情報、個別データ/個別制御信号を送信するサブバンド情報などに基づいて、第 1サブフレーム送信時、図 3で示した情報を含む第 1サブフレーム SF1を作成して出力する。また、サブフレーム作成部 59は、同様に、第 2サブフレーム送信時に図 3で示した情報を含む第 2サブフレーム SF2を作成して出力する。

OFDM変調部 65はサブフレーム作成部 59から入力する第 1、第 2のサブフレームを OFDM変調し、無線送信部 66は OFDM信号を無線で送信アンテナ ATTより送信する。

なお、図 4ではアップリンクで OFDM信号が使用されているものとして説明するが、必ずしもアップリンクで OFDM信号を使用するは必要はない。

[0018] (D)基地局装置の制御

(a)端末種別管理

図 6は無線リソース管理部 54の端末種別管理処理フローである。

無線リソース管理部 54はランダム信号処理部 53からの信号に基づいてランダムァクセス信号を送信した端末が存在するか調べ (ステップ 101)、存在すれば、該ランダムアクセス信号を発生した端末 (アイドルモード端末)をアクティブモード端末として端末種別テーブル 54aに登録する (ステップ 102)。なお、ランダムアクセス信号を発生した端末力 ¾RX/DTRモード端末であれば、該端末を DRX/DTRモード端末力もァクテイブモード端末に変更する。

つ!、で、アクティブモード端末のうちデータ伝送量の少な!/、端末が存在するか調べ (ステップ 103)、存在すれば、該アクティブモード端末を DRX/DTRモード端末に変更し (ステップ 104)、以後上記処理を繰り返す。

なお、制御部 55は、端末種別が RX/DTRモードからアクティブモードに変更になつた端末、およびアクティブモードから DRX/DTRモードになった端末に個別制御信号で端末種別の変更を通知する。

[0019] (b)第 1サブフレームの送信周期の変更制御

図 7は第 1サブフレームの送信周期の変更制御処理フローである。

制御部 55は無線リソース管理部 54の端末種別管理テーブル 54aを参照してァクテイブモード端末と DRX/DTRモード端末の総数、すなわち、通信中端末の総数を取得し (ステップ 201)、該総数が設定数以下である力調べ (ステップ 202)、設定数以下であれば第 1サブフレーム SF1の送信周期 Tを初期値例えば 5msとする (ステップ 203)。一方、総数が設定数以上であれば、該総数が大きい程第 1サブフレーム SF1の送信周期 Tを短くする (ステップ 204)。なお、予め、総数と周期 Tの対応表を記憶しておき、該対応表に基づいて周期 Tを決定することができる。

この場合、 DRX/DTRモード端末が、基地局との間で間欠的にデータを送受信する間欠送受信周期を第 1サブフレームの送信周期 Tと同じになるように制御する。

以上では、通信中端末の総数に基づいて第 1サブフレームの周期を制御したが、周期を一定とし第 1サブフレームの連続する個数を制御することもできる。

[0020] (c)狭帯域の帯域幅制御

図 8は第 2サブフレームの送信帯域である狭帯域 NFRの帯域幅の制御処理フローである。

制御部 55は無線リソース管理部 54の端末種別管理テーブル 54aを参照してァクテイブモード端末の数を取得し (ステップ 301)、該端末数が設定数以下である力調べ（ステップ 302)、設定数以下であれば狭帯域 NFRの帯域幅及び帯域位置を初期値とする (ステップ 303)。一方、アクティブモード端末数が設定数以上であれば、該ァクテイブモード端末数が多い程、狭帯域 NFRの帯域幅を広くする (ステップ 304)。なお、予め、アクティブモード端末数と帯域幅及び帯域位置との対応表を記憶しておき、該対応表に基づいて帯域幅及び帯域位置を決定することができる。

以後、制御部 55は、第 2サブフレーム SF2の送信に際し、上記決定した狭帯域 NFR のサブバンドをアクティブモード端末に割り当てる (ステップ 305)。

[0021] (d)個別パイロット送信制御

第 2サブフレーム送信区間 T2(図 3参照)において、アクティブモード端末のデータ伝送量が多くなつて狭帯域 NFRの帯域幅では足りなくなる場合がある。かかる場合、狭帯域 NFRのサブバンド以外のサブバンドで個別データと個別パイロットを送信する必要がある。

図 9は上記個別データと個別パイロットの送信制御処理フローである。制御部 55は、狭帯域 NFRの帯域幅でアクティブモード端末のデータ伝送が可能であるか監視し（ステップ 401)、不可能であれば、全データ伝送が可能となるように狭帯域 NFRに隣接して所定の帯域を確保する (図 3の Β参照、ステップ 402)。そして、狭帯域 NFRおよび拡張帯域のサブバンドに各アクティブモード端末を割り当て、割り当て情報をサブフレーム作成部 59に入力する (ステップ 403)。サブフレーム作成部 59は、該割り当て情報で指示されたサブバンドで各端末宛の個別パイロットと個別データを送信できるように第 2サブフレーム SF2(図 3参照)を作成して送信する (ステップ 404)。

個別パイロットを送信することにより、端末は個別データ/個別制御信号の受信に際して、共通パイロットを利用できなくても該個別パイロットを用いて同期復調、 SIR測定が可能になる。

[0022] (e)高速移動端末のサブバンド割り当て制御

図 10は高速移動端末のサブバンド割り当て制御処理フローである。

制御部 55は、個別データ送信先である端末より送られてくる制御信号を参照し、該端末が高速移動端末である力判断する (ステップ 501)。高速移動中であれば、第 1サブフレーム SF1の送信時においても、狭帯域 NFRに属するサブバンドを該高速移動端末に割り当てる (ステップ 502)。一方、高速移動中でなければ、第 1サブフレーム SF 1の送信時にお

いて、狭帯域 NFRに属さないサブバンドを該端末に割り当てる (ステップ 503)。以上では、端末が高速移動中であるか否かを判定して制御信号で基地局に通知するものとしたが、端末が送信するパイロット信号に対する測定を基に、基地局で判定することちでさる。

以上のようにすることにより、高速移動に際して、端末は前後のサブフレームの共通ノィロットを平均して精度の高いパイロットを得ることができ受信品質を向上することができる。

(£)隣接基地局の共通パイロットに対する配慮

制御部 55は隣接基地局やネットワークから隣接基地局における共通パイロット送信方法 (全帯域及び狭帯域の共通パイロットの送信タイミング、帯域幅情報)を受信し、該受信情報に基づいて、 SIR測定結果の評価を行うようにすることができる。これは、例えば、 SIR測定タイミングと隣接基地局における共通パイロット送信タイミングとがー致している力否かにより SIRの測定結果の信頼度が変化するためである。

[0023] (E)端末装置の構成図 11は移動端末装置の構成図である。

無線受信部 81はアンテナ ATRにより受信された無線信号の周波数をベースバンド周波数にダウンコンバートし、 AD変はベースバンド信号を AD変換して OFDM 復調部 84に入力する。 AFC回路 83は図 16の AFC回路 11と同様の AFC制御を行つて周波数オフセットを零にするよう制御する。

OFDM復調部 84は図 16に示すようにシンボル切り出し部、 FFT、パイロット抽出部、チャンネル推定部、チャネル補償部 (同期復調部)などを備え、基地局から送られてきた共通制御信号 CCS、個別データ/個別制御信号、ユーザデータ位置情報 DTL、共通パイロット CPLを復調して出力する。

制御部 85は共通制御信号 CCSに含まれる共通パイロット送信方法情報を抽出し、該情報より全帯域の共通パイロットや狭帯域の共通パイロットの受信タイミングやその帯域幅を識別して AFC回路 83と OFDM復調部 84に通知する。 OFDM復調部 84のパイロット抽出部 84aは制御部 85から通知されたタイミング及び帯域に基づいて共通パイロットを抽出して出力する。また、 OFDM復調部 84のチャネル推定部 84bは該共通パイロットに基づ、てチャネル推定し、同期復調部 84cはチャネル補償する。また、制御部 85はユーザデータ位置情報 DTLに基づ、て自分宛の個別データ/ 個別制御信号が送信されるサブバンドを識別し、ユーザーデータ選択部 86に入力する。ユーザーデータ選択部 86は制御部 55から指定されたサブバンドより自分宛の個別データや個別制御信号を選択して出力する。

更に、制御部 85は前記認識したサブバンドが狭帯域 NFRに属さなければ、該サブバンドを OFDM復調部 84に通知する。 OFDM復調部 84のパイロット抽出部 84aは通知されたサブバンドから個別パイロットを抽出し、チャネル推定部 84bは該個別パイ口ットに基づ、てチャネル推定し、チャネル補償部 84cはチャネル補償する。

最適サブバンド決定部 87は共通パイロットを用いて最も受信品質が良好なサブバンドを決定し、端末速度測定部 88は共通パイロットを用いて周知の方法で端末移動速度を測定する。制御信号生成部 89はサブバンド情報や端末移動速度等を含む制御信号を作成し、 OFDM変調部 90は時分割多重で入力する制御信号、ユーザーデータを OFDM変調し、無線送信部 91は OFDM信号を無線で送信アンテナ ATTより送信する。

以上、図 11では OFDM変調して送信する場合を示しているが必ずしも OFDM変調して送信する必要はない。

[0024] 図 12はパイロット抽出部 84aの一例を示す構成図であり、前後のサブフレームのパィロット信号を平均して出力する構成を有している。共通パイロット抽出部 84a-lは制御部 85から通知されたタイミング及び帯域情報に基づいて共通パイロットを抽出して出力し、パイロット遅延部 84a-2は該パイロット信号を 1サブフレーム期間遅延して出力する。平均部 84a-3は前後のサブフレーム力も抽出した共通パイロットの平均値を演算し、パ

ィロット選択部 84a-4は高速移動端末の場合には、平均部から出力するノィロットを選択し、高速移動端末でなければ共通パイロット抽出部 84a- 1から出力する共通パイロットを選択して出力する。力かる構成により、高速移動時にも端末は精度の高いパィロットを用いてチャネル補償制御や SIR測定を行うことができ、受信品質を向上することができる。

なお、高速移動端末向けの個別データ/個別制御信号に加えて個別パイロット信号を送信する場合には、平均部 84a-3で該個別パイロットを含めて平均することでより精度の高いパイロットを抽出することが可能になる。

[0025] ，発明の効果

以上本発明によれば、データトラフィックが少ない状況において、共通パイロットを全帯域で送信しないようにできるため、パイロット送信に要する電力消費を低減することができる。また、基地局は常時共通パイロットを少なくとも特定の狭帯域では送信するため、基地局との間で間欠的にデータ送受信する端末であっても、該パイロットを受信して周波数オフセット制御を行うことができる。

本発明によれば、昼間などデータトラフィックが多くなつた状況において、共通パイロットを全帯域で送信することができ、また、夜になりデータトラフィックが少ない状況になれば、共通パイロットを狭帯域で送信するようにしてノィロット送信に要する電力消費を低減することができる。

本発明によれば、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の端末 (ァクティブモード端末)の数に基づ、て狭帯域の帯域幅を制御するようにしたから、通信を希望する全端末が通信を行えるようにできる。

本発明によれば、高速移動時に前後のサブフレームの共通パイロットの受信値を基に求めたチャネル推定値を平均することで、精度の高いパイロットを用いた処理が可會になる。

本発明によれば、狭帯に属しないサブバンドで個別データを送信する場合、個別パイロットを該サブバンドで送信するようにしたから、共通パイロットを利用できなくても個別パイロットを用いてパイロット処理が可能になる。

Claims

請求の範囲

[1] ダウンリンクの無線区間におけるノィロット送信方法において、

共通パイロットを全伝送帯域で送信する第 1のサブフレームと、共通パイロットを全伝送帯域の中の所定の狭帯域で送信する第 2のサブフレームとにサブフレームを分け、

前記第 1、第 2のサブフレームをダウンリンクの無線区間において送信することにより共通パイロットを送信する、

ことを特徴とするパイロット送信方法。

[2] 前記第 1のサブフレームをある周期で送信し、それ以外の時間区間において前記第 2のサブフレームを送信する、

ことを特徴とする請求項 1記載のパイロット送信方法。

[3] 基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の端末の数と、基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態の端末の数の総数を監視し、

該総数に基づいて前記第 1サブフレームの周期を短くし、あるいは前記周期を一定とし第 1サブフレームの連続する個数を制御する、

ことを特徴とする請求項 1または 2記載のノィロット送信方法。

[4] 基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態の端末の間欠送受信周期を、前記第 1サブフレームの送信周期と同じにする、

ことを特徴とする請求項 3記載のパイロット送信方法。

[5] 基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の端末の数を監視し、

該端末数に基づ、て前記狭帯域の帯域幅を制御する、

ことを特徴とする請求項 1乃至 3記載のノィロット送信方法。

[6] 全帯域を複数のサブバンドに分割し、 1以上のサブバンドを用いて所定の端末にデータを送信する場合、端末が高速移動端末であれば、前記第 1サブフレームの送信において該高速移動端末に前記狭帯域に属するサブバンドを割り当てる、ことを特徴とする請求項 1または 2記載のノィロット送信方法。

[7] 前記第 2サブフレーム送信時に、前記狭帯域に属さな、サブバンドでデータを送信する場合、個別パイロットを該サブバンドで送信する、ことを特徴とする請求項 1または 2記載のノィロット送信方法。

[8] ダウンリンクの無線区間においてパイロットを含むサブフレームを送信する無線基地局装置において、

共通ノィロットを全伝送帯域で送信する第 1のサブフレームと共通パイロットを所定の狭帯域で送信する第 2のサブフレームを発生するサブフレーム発生部、

前記第 1、第 2のサブフレームを無線で送信する無線送信部、

を備えたことを特徴とする無線基地局装置。

[9] 前記サブフレーム発生部は、

前記伝送帯域全域で共通パイロットを発生する第 1の共通パイロット発生部、前記狭帯域で共通パイロットを発生する第 2の共通パイロット発生部、

端末宛の個別データ及び制御データを作成する作成部、

前記第 1の共通パイロット発生部から発生する共通パイロット及び前記個別データ、制御データを含む全帯域の前記第 1のサブフレームを所定周期で作成し、それ以外の時間区間において前記第 2の共通パイロット発生部力発生する共通パイロット及び前記個別データ、制御データを含む狭帯域の前記第 2のサブフレームを作成するサブフレーム作成部、

を有することを特徴とする請求項 8記載の無線基地局装置。

[10] 各端末が、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の第 1の端末であるか、基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態の第 2の端末である力を管理する管理部、

前記第 1の端末の数と第 2の端末の数の総数に基づいて、前記第 1サブフレームの周期を制御し、あるいは前記周期を一定とし第 1サブフレームの連続する個数を制御する制御部、

を備えることを特徴とする請求項 9記載の無線基地局装置。

[11] 各端末が、基地局との間で常にデータ送受信が可能な状態の第 1の端末であるか、基地局との間で間欠的にデータ送受信が可能な状態の第 2の端末である力を管理する管理部、

前記第 1の端末の数に基づいて、前記狭帯域の帯域幅を制御する制御部、を備えることを特徴とする請求項 9記載の無線基地局装置。

[12] 全帯域を複数のサブバンドに分割し、 1以上のサブバンドを用いて所定の端末にデータを送信する場合、前記制御部は、端末が高速移動端末であれば、前記第 1サブフレームの送信時にぉ、て高速移動端末に前記狭帯域に属するサブバンドを割り当てるよう制御する、

ことを特徴とする請求項 10記載の無線基地局装置。

[13] 個別パイロット作成部を備え、前記第 2サブフレーム送信時にぉ、て前記狭帯域に属さないサブバンドでデータを送信する場合、前記制御部は、前記個別パイロットを該サブバンドで送信するよう制御する、

ことを特徴とする請求項 10記載の無線基地局装置。

[14] ダウンリンクの無線区間においてパイロットを含むサブフレームを受信する端末装 ¾【こ; i l /、て、

全伝送帯域で送信される第 1サブフレームの共通ノィロットと、所定の狭帯域で送信される第 2サブフレームの共通パイロットの送信方法を基地局力受信して識別する共通パイロット送信方法識別部、

該共通ノィロット送信方法に基づいてパイロットを抽出するノィロット抽出部、該ノィロットを用いて所定のパイロット処理を行なう処理部、

を備えたことを特徴とする端末装置。

[15] 前記第 1のサブフレームがある周期で送信され、それ以外の時間区間において前記第 2のサブフレームが送信される場合、前記共通パイロット送信方法は、前記第 1 サブフレームの共通パイロット送信周期情報、前記第 2サブフレームの共通パイロットが送信される前記狭帯域の特定情報を含む、

ことを特徴とする請求項 14記載の端末装置。

[16] ダウンリンクの無線区間におけるノィロット送信方法において、

第 1の期間では、第 1の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信し、第 2の期間では

、該第 1の周波数帯域より周波数帯域の狭い第 2の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信する、ことを特徴とするパイロット送信方法。

ダウンリンクの無線区間におけるノィロットの送信装置において、

第 1の期間では、第 1の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信し、第 2の期間では、該第 1の周波数帯域より周波数帯域の狭い第 2の周波数帯域を用いてパイロット信号を送信するよう制御する制御部、

を有することを特徴とするパイロットの送信装置。