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Title:
TRANSMISSION DEVICE, RECEPTION DEVICE, AND METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING OFDM METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/084719
Kind Code:
A1
Abstract:
A transmission device includes: means for performing inverse Fourier transform on a signal for which a reference signal and a data signal have been mapped on respective sub-carriers; and means for radio-transmitting a transmission signal. A total power assigned for a signal which is transmitted in a certain time slot is maintained at the same level as the total power assigned for a signal which is transmitted in another time slot. The power density of the reference signal per unit band is set greater than the power density of the data signal per unit band. Since the total transmission power in each time slot is maintained at a constant level, the power amplification efficiency can be maintained at a high level. Moreover, since the reference signal is transmitted with a higher intensity than the other signals, the channel estimation accuracy is also maintained at a high level.

Inventors:
KISHIYAMA, Yoshihisa (Inc. SANNO PARK TOWER, 11-1, Nagatacho 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 50, 1006150, JP)
岸山 祥久 (〒50 東京都千代田区永田町2丁目11番1号 山王パークタワー 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 知的財産部内 Tokyo, 1006150, JP)
HIGUCHI, Kenichi (Inc. SANNO PARK TOWER, 11-1, Nagatacho 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 50, 1006150, JP)
Application Number:
JP2007/075169
Publication Date:
July 17, 2008
Filing Date:
December 27, 2007
Export Citation:
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Assignee:
NTT DoCoMo, Inc. (11-1, Nagatacho 2-chome Chiyoda-k, Tokyo 50, 1006150, JP)
株式会社 エヌ・ティ・ティ・ドコモ (〒50 東京都千代田区永田町2丁目11番1号 Tokyo, 1006150, JP)
KISHIYAMA, Yoshihisa (Inc. SANNO PARK TOWER, 11-1, Nagatacho 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 50, 1006150, JP)
岸山 祥久 (〒50 東京都千代田区永田町2丁目11番1号 山王パークタワー 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 知的財産部内 Tokyo, 1006150, JP)
International Classes:
H04J11/00; H04B7/26; H04J1/00; H04J11/00; H04B7/26; H04J1/00
Attorney, Agent or Firm:
ITOH, Tadahiko (32nd Floor, Yebisu Garden Place Tower 20-3, Ebisu 4-Chome, Shibuya-K, Tokyo 32, 1506032, JP)
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Claims:
 OFDM方式で変調された送信信号を送信する送信装置であって、
 リファレンス信号及びデータ信号が個々のサブキャリアにマッピングされた信号を逆フーリエ変換し、送信信号を作成する手段と、
 前記送信信号を無線送信する手段と、
 を有し、あるタイムスロットで送信される信号に割り当てられる総電力と、別のタイムスロットで送信される信号に割り当てられる総電力とが等しく維持され、
 リファレンス信号の単位帯域当たりの電力密度は、データ信号の単位帯域当たりの電力密度より大きく設定される
 ことを特徴とする送信装置。
 リファレンス信号が送信されるタイムスロットでは所定のサブキャリアへのデータ信号のマッピングが禁止され、
 あるタイムスロットで送信されるデータ信号の単位帯域当たりの電力密度は、該タイムスロットでリファレンス信号が送信されるか否かによらず等しく維持される
 ことを特徴とする請求項1記載の送信装置。
 前記データ信号は、ユーザデータ信号及び制御データ信号の双方又は一方を含む
 ことを特徴とする請求項1記載の送信装置。
 OFDM方式で変調された送信信号を送信するための方法であって、
 リファレンス信号及びデータ信号が個々のサブキャリアにマッピングされた信号を逆フーリエ変換し、送信信号を作成するステップと、
 前記送信信号を無線送信するステップと、
 を有し、あるタイムスロットで送信される信号に割り当てられる総電力と、別のタイムスロットで送信される信号に割り当てられる総電力とが等しく維持され、
 リファレンス信号の単位帯域当たりの電力密度は、データ信号の単位帯域当たりの電力密度より大きく設定される
 ことを特徴とする方法。
 リファレンス信号が送信されるタイムスロットでは所定のサブキャリアへのデータ信号のマッピングが禁止され、
 あるタイムスロットで送信されるデータ信号の単位帯域当たりの電力密度は、該タイムスロットでリファレンス信号が送信されるか否かによらず等しく維持される
 ことを特徴とする請求項4記載の方法。
 OFDM方式で変調され送信された信号を受信する受信装置であって、
 フーリエ変換後の受信信号からリファレンス信号及びデータ信号を抽出する手段と、
 第1電力情報及び第2電力情報を利用して前記リファレンス信号に基づいてチャネル推定を行う手段と、
 チャネル推定結果に従って前記データ信号のチャネル補償を行い、前記データ信号を復号する手段と、
 を有し、前記第1電力情報は、あるタイムスロットで送信される信号に割り当てられた総送信電力と、別のタイムスロットで送信される信号に割り当てられた総送信電力とが等しく維持されていたことを示し、前記第2電力情報は、リファレンス信号の単位帯域当たりの電力密度はデータ信号の単位帯域当たりの電力密度より大きく設定されていたことを示す
 ことを特徴とする受信装置。
 前記データ信号は、ユーザデータ信号及び制御データ信号の双方又は一方を含む
 ことを特徴とする請求項6記載の受信装置。
 リファレンス信号が送信されるタイムスロットでは所定のサブキャリアへのデータ信号のマッピングが禁止され、
 あるタイムスロットで送信されるデータ信号の単位帯域当たりの電力密度は、該タイムスロットでリファレンス信号が送信されるか否かによらず等しく維持される
 ことを特徴とする請求項6記載の受信装置。
 OFDM方式で変調され送信された信号を受信するための方法であって、
 フーリエ変換後の受信信号からリファレンス信号及びデータ信号を抽出するステップと、
 第1電力情報及び第2電力情報を利用して前記リファレンス信号に基づいてチャネル推定を行うステップと、
 チャネル推定結果に従って前記データ信号のチャネル補償を行い、前記データ信号を復号するステップと、
 を有し、前記第1電力情報は、あるタイムスロットで送信される信号に割り当てられた総送信電力と、別のタイムスロットで送信される信号に割り当てられた総送信電力とが等しく維持されていたことを示し、前記第2電力情報は、リファレンス信号の単位帯域当たりの電力密度はデータ信号の単位帯域当たりの電力密度より大きく設定されていたことを示す
 ことを特徴とする方法。
 前記データ信号を復号するステップでの復号処理に第3電力情報も利用され、
 前記第3電力情報は、リファレンス信号が送信されたタイムスロットでは所定のサブキャリアへのデータ信号のマッピングは禁止され、あるタイムスロットで送信されるデータ信号の単位帯域当たりの電力密度は、該タイムスロットでリファレンス信号が送信されるか否かによらず等しく維持されていたことを示す
 ことを特徴とする請求項9記載の方法。
Description:
OFDM方式を利用する移動通信シス テムで使用される送信装置、受信装置及び方 法

 本発明は、移動通信の技術分野に関連し 特に直交周波数分割多重(OFDM: Orthogonal Frequ ency Division Multiplexing)方式を利用する移動通 システムで使用される送信装置、受信装置 び方法に関する。

 IMT-2000のような第3世代の移動通信システ では、パイロット信号及びデータ信号等を む信号が符号分割多重接続(CDMA)方式で伝送 れている。この場合に、パイロット信号は ャネル推定等に使用され、受信品質保証に ける中心的役割を担うので、他の信号より 高い電力で送信されることがある(パワーブ ースト)。

 一方、第3世代以降の移動通信システムで は、より広い帯域を用いて更なる高品質化、 高速化、大容量化等を図ることが検討され、 下りリンクにOFDM方式を採用することが検討 れている(これについては、例えば非特許文 1参照。)。このような将来的な移動通信シ テム(例えば、ロングタームエボリューショ (LTE))でもパイロット信号を用いたチャネル 定精度を向上させることが望ましい。そこ リファレンス信号を他の信号(典型的には、 データ信号)より強い電力で送信することが えられる。なお、パイロット信号は、リフ レンス信号、トレーニング信号、既知信号 と言及されてもよい。

 OFDM方式が使用される場合には、あるタイム スロットで信号を送信するのに必要な電力は 、個々のサブキャリアにマッピングされたデ ータに割り当てられた電力密度各々を全サブ キャリアにわたって加算した総電力である。 この総電力が送信機の許容最大送信電力を超 えると、送信信号に不要な歪が導入されてし まうので、総電力P all は許容最大送信電力P MAX 以下に抑制されることが望ましい。しかしな がらどのサブキャリアにどのようなデータ信 号がマッピングされるかはデータ信号が確定 する前には不明であり、それらがサブキャリ アにマッピングされた後に総電力が超えない ようにすることは容易ではない。

 更に、リファレンス信号は常に送信される 要はなく、タイムスロットによってはリフ レンス信号が含まれていたりいなかったり るかもしれない。この場合に、リファレン 信号が他の信号より強い電力であるように 定されていたとすると、タイムスロット毎 必要な総電力は更に大きく異なることにな 。どのタイムスロットでも総電力P all が許容最大送信電力P MAX を超えないようにするため、各サブキャリア にマッピングされるデータの電力密度にかな り大きなマージンを確保しておくことが考え られるかもしれない。しかしながら、そのよ うにすると送信用電力増幅器の増幅効率が高 く維持されなくなってしまうことが懸念され る。
3GPP,TR25.814

 本発明の課題は、OFDM方式を利用する移動 通信システムにおけるチャネル推定精度の向 上及び送信電力増幅効率の向上を図ることで ある。

 本発明では、OFDM方式で変調された送信信 号を送信する送信装置が使用される。送信装 置は、リファレンス信号及びデータ信号が個 々のサブキャリアにマッピングされた信号を 逆フーリエ変換し、送信信号を作成する手段 と、前記送信信号を無線送信する手段とを有 する。あるタイムスロットで送信される信号 に割り当てられる総電力と、別のタイムスロ ットで送信される信号に割り当てられる総電 力とが等しく維持される。リファレンス信号 の単位帯域当たりの電力密度は、データ信号 の単位帯域当たりの電力密度より大きく設定 される。

 本発明によれば、OFDM方式を利用する移動 通信システムにおけるチャネル推定精度の向 上及び送信電力増幅効率の向上を図ることが できる。

本発明による送信装置の部分ブロック を示す。 本発明による受信装置の部分ブロック を示す。 本発明の第1実施例により電力密度が調 整された様子を示す図である。 本発明の第2実施例により電力密度が調 整された様子を示す図である。 ヌルサブキャリアを設定することで余 た電力をリファレンス信号に振り分ける様 を示す図である。

符号の説明

 11 マッピング部
 12 高速逆フーリエ変換部(IFFT)
 13 ガードインターバル付与部(+CP)
 14 電力密度制御部
 15,16 電力密度設定部
 21 サイクリックプレフィックス除去部(-CP)
 22 高速フーリエ変換部(FFT)
 23 デマッピング部
 24 チャネル推定部
 25 チャネル復号部

 本発明の一形態によるOFDM方式の送信装置 では、あるタイムスロットで送信される信号 に割り当てられる総電力と、別のタイムスロ ットで送信される信号に割り当てられる総電 力とが等しく維持される。リファレンス信号 の単位帯域当たりの電力密度は、データ信号 の単位帯域当たりの電力密度より大きく設定 される。各タイムスロットでの総送信電力が 一定に維持されるので、電力増幅効率は高く 維持される。しかもリファレンス信号は他の 信号より強く送信されるので、チャネル推定 精度も高く維持される。リファレンス信号が どの程度大きな電力で送信されたかを示す電 力情報は、L1/L2制御情報(低レイヤ制御情報) 報知情報(BCH)又はL3制御情報(高レイヤ制御情 報)として受信装置に通知されてもよいし、 ステムで固定値にすることでいちいち通知 なくて済むようにしてもよい。

 本発明の一形態では、リファレンス信号 送信されるタイムスロットでは所定のサブ ャリアへのデータ信号のマッピングが禁止 れてもよい。これにより、あるタイムスロ トで送信されるデータ信号の単位帯域当た の電力密度は、該タイムスロットでリファ ンス信号が送信されるか否かによらず等し 維持される。データ信号の送信電力密度が のタイムスロットでも一定に維持されるの 、この手法は、受信側でデータ信号につい の尤度情報を、送信電力レベル毎に複数用 しなくて済む点で有利である。データ信号 マッピングが禁止されたサブキャリアがど であるかを示す電力情報は、L1/L2制御情報( レイヤ制御情報)、報知情報(BCH)又はL3制御 報(高レイヤ制御情報)として受信装置に通知 されてもよいし、システムで固定値にするこ とでいちいち通知しなくて済むようにしても よい。

 説明の便宜上、本発明が幾つかの実施例 分けて説明されるが、各実施例の区分けは 発明に本質的ではなく、2以上の実施例が必 要に応じて使用されてよい。

 図1は本発明の一実施例によるOFDM方式の 信装置の部分ブロック図を示す。送信装置 、典型的には下りリンクにOFDM方式を使用す 移動通信システムにおける基地局に設けら る。しかしながら本装置はOFDM方式の送信を 行う他の装置に設けられてもよい。図1には マッピング部11、高速逆フーリエ変換部(IFFT) 12、ガードインターバル付与部(+CP)13、電力密 度制御部14、電力密度設定部15,16が描かれて る。

 マッピング部11は、電力密度の調整され リファレンス信号及び電力密度の調整され データ信号を、周波数軸上に用意された多 のサブキャリアの各々に対応付ける。対応 けられる信号の種類は、典型的には図示の うにリファレンス信号及びデータ信号であ が、実際には制御信号のような他の信号が ッピングされてもよい。

 高速逆フーリエ変換部(IFFT)12は、マッピ グ後の信号を高速逆フーリエ変換し、OFDM方 での変調を行い、送信シンボル中の有効シ ボルの部分を作成する。

 ガードインターバル付与部(+CP)13は、OFDM 式で変調された信号(この段階では、有効シ ボル部分)にガードインターバルを付与し、 送信信号を構成するOFDMシンボルを作成する 送信信号は不図示の要素により無線送信さ る。ガードインターバルは、サイクリック レフィックス(Cyclic Prefix)とも呼ばれ、送信 ンボル中の有効シンボルに含まれる一部分 複製することで用意することができる。

 なお、説明の簡明化のため、直並列変換 (S/P)や並直列変換部(P/S)のような要素は図示 されていないが、必要に応じてそのような要 素がマッピング部11やIFFT部12等に付随して用 されることは当業者に明白であろう。

 電力密度制御部14は、個々のサブキャリア マッピングされるデータの電力密度(単位帯 当たりの電力密度)がどの程度の大きさであ るべきかを制御する。この場合における「デ ータ」は、リファレンス信号及びデータ信号 である。後述されるように本実施例では、ど のタイムスロットについても、信号を送信す るのに必要な総電力P all は同じであるように電力密度が調整される。

 電力密度設定部15は、電力密度制御部14か らの指示に従って、リファレンス信号の電力 密度を調整する。

 電力密度設定部16は、電力密度制御部14か らの指示に従って、データ信号の電力密度を 調整する。

 図2はOFDM方式の受信装置の部分ブロック を示す。受信装置は、典型的には下りリン にOFDM方式を使用する移動通信システムにお るユーザ装置に設けられる。しかしながら 装置はOFDM方式の送信を行う他の装置に設け られてもよい。図2には、サイクリックプレ ィックス除去部(-CP)21、高速フーリエ変換部( FFT)22、デマッピング部23、チャネル推定部24 びチャネル復号部25が描かれている。

 サイクリックプレフィックス除去部(-CP)21 は、受信信号に含まれる各OFDMシンボルから ードインターバルを除去し、有効シンボル 分を抽出する。

 高速フーリエ変換部(FFT)22は、受信信号中 の有効シンボル部分を高速フーリエ変換し、 OFDM方式における復調を行う。

 デマッピング部23は、OFDM方式における復 後の信号からリファレンス信号及びデータ 号を分離する。

 チャネル推定部24は、分離後のリファレ ス信号からチャネル推定を行い、データ信 がどのようにチャネル補償されるべきかを 定する。この場合において、チャネル推定 は、送信側でどのような電力密度でリファ ンス信号が送信されたかについての電力情 を用いてチャネル推定を行う。この電力情 は、図1の送信装置から制御信号を介して図2 の受信装置に通知されてもよいし、報知情報 (BCH)やレイヤ3情報として通知されてもよい。

 チャネル復号部25は、チャネル推定結果 基づいてデータ信号をチャネル補償しなが 復号し、後段の処理部(図示せず)に出力する 。

 図1の送信装置の場合と同様に、図2でも 明の簡明化のため、直並列変換部(S/P)や並直 列変換部(P/S)のような要素は図示されていな が、必要に応じてそのような要素がFFT部22 デマッピング部23等に付随して用意されるこ とは当業者に明白であろう。

 動作を次に説明する。図1の送信装置は、 所定数個のOFDMシンボルで構成される送信信 を所定の期間毎に順に送信する。所定の期 は、タイムスロットと呼ばれてもよいし、 信時間間隔(TTI)と呼ばれてもよい。本実施例 では、どのタイムスロットで送信される信号 にも同じ総電力が割り当てられるように、電 力密度制御部14は電力密度を制御する。

 図3は電力密度が制御されたリファレンス信 号及びデータ信号が周波数軸上に適切にマッ ピングされた後の様子を模式的に示し、これ は図1のマッピング部11の出力に関連付けるこ とができる。時間軸上のt1,t2,t3,t4は4つのタイ ムスロットを区別するラベルである。周波数 軸上のf1,f2,f3,f4,f5,f6は6つのサブキャリアを区 別するラベルである。第1,第4タイムスロット t1,t4ではリファレンス信号及びデータ信号が 波数多重されている。これらのタイムスロ トt1,t4では、データ信号の電力密度はP L に設定され、リファレンス信号の電力密度は Prefに設定されている。第2,第3タイムスロッ t2,t3ではリファレンス信号は多重されていな い。これらのタイムスロットt2,t3ではデータ 号の電力密度がP H に設定されている。本実施例では、例えば、 第1タイムスロットの信号を送信するのに必 な総電力Pall(t1)=5×P L +Prefが、第2タイムスロットの信号を送信する のに必要な総電力Pall(t2)=6×P H に等しくなるように、各電力密度が調整され ている。更に、本実施例ではどのタイムスロ ットについても総電力が一定に維持されるよ うに電力密度が調整される。

 Pall(t1)= Pall(t2)= Pall(t3)= Pall(t4)=・・・
 このように電力密度及び電力の調整された 信信号は、図1の送信装置から送信され、図 2に示されるような受信装置で受信される。 の場合において、リファレンス信号の送信 力Prefが他の信号よりもどの程度強く送信さ たかを示す第1電力情報が、受信装置に通知 される。第1電力情報は、頻繁に変更する場 にはL1/L2制御信号のような低レイヤ制御信号 で通知されてもよいし、比較的長周期で変更 する場合にはL3シグナリング情報として又は 知情報(BCH)として通知されてもよいし、シ テムで不変に固定しておく場合にはいちい 通知しなくてもよい。いずれにせよ、第1電 情報によるPrefとリファレンス信号の受信電 力とを比較することで、チャネル推定を高精 度に行うことができる。

 本実施例によれば、どのタイムスロット ついても総電力Pallが一定に維持されるよう に電力密度が調整されるので、電力増幅器の 効率を高く維持しつつ、リファレンス信号を 他の信号より強く送信し、チャネル推定を高 精度に行うことができる。

 ここで使用されている数値は説明目的の めに例示されているに過ぎず、実際には多 のサブキャリア及びタイムスロットに渡っ 信号が送信される。説明の簡明化のため、1 つのタイムスロットに1つのリファレンス信 しかマッピングされていないように図示さ ているが、このことは本発明に必須ではな 、適切なリファレンス信号はいくつでも様 にマッピングされてよい。また、リファレ ス信号及びデータ信号だけでなく、制御信 のような他の信号がマッピングされた場合 本発明が適用されてもよい。

 第1実施例では全てのサブキャリアに何らか の信号がマッピングされた上で、どのタイム スロットについても総電力Pallが一定に維持 れるように電力密度が調整される。このた 、図3に示されるように、第1,第4タイムスロ トt1,t4でのデータ信号の電力密度P L は、第2,第3タイムスロットt2,t3でのデータ信 の電力密度P H と異なる(P L <P H )。従って、電力密度P H で送信されたデータ信号についての確からし さ(尤度情報)と、電力密度P L で送信されたデータ信号についての確からし さ(尤度情報)とは異なり、受信装置での復号 に、P H 用の尤度情報とP L 用の尤度情報とを厳密には区別して用意しな ければならず、復号処理の複雑化を招くおそ れがある。本発明の第2実施例は、このよう 懸念に対処しようとするものである。

 図4は本発明の第2実施例により電力密度が 整された様子を模式的に示す。どのタイム ロットについても総電力Pallが一定に維持さ るように電力密度が調整される点は、第1実 施例と同じである。しかしながら第2実施例 は、リファレンス信号を含むタイムスロッ には、如何なる信号もマッピングされない ブキャリアが存在する点が異なる。図中直 体状の領域を示す破線枠で示されているよ に、第1タイムスロットt1の第1サブキャリアf 1、及び第4タイムスロットt4の第1サブキャリ f1での電力はゼロであり、如何なる信号も ッピングされてない。その代わり、どのサ キャリアでもデータ信号の電力密度はP H で一定である。本実施例でもリファレンス信 号の電力密度Prefは、図示の例ではPref=P H +P H =2×P H である。タイムスロットt2,t3では、Pall(t2)=Pall (t3)=6×P H であり、タイムスロットt1,t4では、Pall(t1)=Pall (t4)=4×P H +(2×P H )=6×P H であり、それらは等しく維持される。このよ うにリファレンス信号を含むタイムスロット では、1以上のサブキャリアについて信号の り当てを禁止し、その分余った電力をリフ レンス信号に振り分けることで、総電力Pall 維持しつつリファレンス信号を他の信号よ 強く送信することができる。

 信号のマッピングされないサブキャリア( 便宜上、ヌルサブキャリアと呼ぶ)がどれで るかを示す第2電力情報は、それが頻繁に変 する場合にはL1/L2制御信号のような低レイ 制御信号で通知されてもよいし、比較的長 期で変更する場合にはL3シグナリング情報と して又は報知情報(BCH)として通知されてもよ し、システムで不変に固定しておく場合に いちいち通知しなくてもよい。信号のマッ ングされないサブキャリア数も必要に応じ いくつ用意されてもよい。ヌルサブキャリ の場所は、特定のサブキャリアに固定され もよいし、時間と共に異なるサブキャリア 変わってもよいし、周波数及び/又は時間方 向に変化する所定のホッピングパターンに従 って変化してもよい。

 また、リファレンス信号用に振り分けられ 電力密度は、図4の例ではP H であったが(Pref=P H +P H )、図5に示されるように、P H の一部分が1つのリファレンス信号に振り分 られてもよい。この場合、Pref=(3/2)×P H となる。リファレンス信号をどの程度強く送 信すべきかに依存して、信号をマッピングし ないサブキャリア数を適宜決定することがで きる。

 本実施例によれば、総電力Pallを維持しつつ リファレンス信号を他の信号より強く送信し 且つデータ信号の電力密度を常に一定にでき るので、第1実施例で得られる効果に加えて データ信号の尤度情報を増やさずに済む。

 以上本発明は特定の実施例を参照しながら 明されてきたが、各実施例は単なる例示に ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代 例、置換例等を理解するであろう。発明の 解を促すため具体的な数値例を用いて説明 なされたが、特に断りのない限り、それら 数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる が使用されてもよい。各実施例の区分けは 発明に本質的ではなく、2以上の実施例が必 要に応じて使用されてよい。説明の便宜上、 本発明の実施例に係る装置は機能的なブロッ ク図を用いて説明されたが、そのような装置 はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれ らの組み合わせで実現されてもよい。本発明 は上記実施例に限定されず、本発明の精神か ら逸脱することなく、様々な変形例、修正例 、代替例、置換例等が本発明に包含される。

 本国際出願は2007年1月9日に出願した日本 特許出願第2007-001858号に基づく優先権を主 するものであり、その全内容を本国際出願 援用する。




 
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