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Title:
WIRELESS COMMUNICATION METHOD, BASE STATION, AND USER TERMINAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/078357
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a base station in a wireless communication system in which each user terminal uses a frequency in a different data transmission band assigned by the base station to transmit a data signal to the base station and time-multiplexes a pilot signal with the data signal to transmit the pilot signal to the base station. A resource management unit in the base station offsets part of frequency band of the entire data transmission band on a per each user terminal basis and determines a pilot transmission band of a user terminal so that the pilot transmission band of the user terminal covers the data transmission band of the user terminal. The resource management unit then instructs the user terminal to transmit the pilot signal using a frequency in the determined pilot transmission band.

Inventors:
SHIMOMURA TSUYOSHI (JP)
KIMURA DAI (JP)
Application Number:
PCT/JP2006/325608
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 22, 2006
Export Citation:
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Assignee:
FUJITSU LTD (JP)
SHIMOMURA TSUYOSHI (JP)
KIMURA DAI (JP)
International Classes:
H04B1/713; H04J1/00; H04J11/00; H04J13/18; H04J13/22; H04L27/01; H04W72/04
Domestic Patent References:
WO2006109492A12006-10-19
Foreign References:
JP2001197037A2001-07-19
JP2005294895A2005-10-20
JP2004253899A2004-09-09
JP2007074224A2007-03-22
JP2007043332A2007-02-15
JP2007089113A2007-04-05
Other References:
B.M. POPOVIC: "Generalized Chirp-Like Polyphase Sequences with Optimum Correlation Properties", IEEE TRANS. INFO. THEORY, vol. 38, 9 July 1992 (1992-07-09), pages 1406 - 14
See also references of EP 2099233A4
Attorney, Agent or Firm:
SAITO, Chimoto (Koei-Palace 20214-10, Makuharihongo,1-chome, Hanamigawa-ku, Chiba-shi, Chiba 33, JP)
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Claims:
 各ユーザ端末が、基地局より割り当てられた互いに異なるデータ送信帯域の周波数を用いてデータ信号を該基地局に送信すると共に、パイロット信号をデータ信号に対して時間多重して該基地局に送信する無線通信システムにおける無線通信方法において、
 ユーザ端末のパイロット送信帯域が該ユーザ端末のデータ送信帯域をカバーするように、ユーザ端末毎に周波数オフセットして該ユーザ端末のパイロット送信帯域を決定するステップ、
 ユーザ端末毎に、前記決定したパイロット送信帯域の周波数を用いてパイロット信号を送信するようユーザ端末に指示するステップ、
 を有することを特徴とする無線通信方法。
 前記パイロット信号のパターンとしてCAZAC系列を用いる、
 ことを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
 前記指示ステップは、
 ユーザ端末毎に前記周波数オフセットのオフセット量とユーザ端末の多重数に応じた巡回シフト量を算出するステップ、
 前記CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指示すると共に、該パイロット信号を前記周波数オフセット量だけ周波数オフセットするようユーザ端末に指示するステップ、
 を有することを特徴とする請求項2記載の無線通信方法。
 基地局が、複数のユーザ端末から送信された複数のパイロット信号を多重受信したとき、互いに重なっていないパイロット信号の周波数成分を加算するステップ、
 加算結果にパイロット信号のレプリカを乗算するステップ、
 レプリカ乗算結果を時間領域信号に変換し、しかる後、該時間領域信号より所定ユーザ端末の信号部分を分離してチャネル推定するステップ、
 を備えたことを特徴とする請求項1または3記載の無線通信方法。
 前記指示ステップは、
 ユーザ端末毎に前記周波数オフセットのオフセット量とユーザ端末の多重数に応じた巡回シフト量を算出するステップ、
 前記CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指示すると共に、該パイロット信号を前記周波数オフセット量だけ周波数オフセットするよう指示し、且つ、前記全周波数帯域とユーザ端末のパイロット送信帯域とが重ならない帯域に対し、パイロット信号の反対側帯域の周波数成分をコピーするようユーザ端末に指示するステップ、
 を有することを特徴とする請求項2記載の無線通信方法。
 基地局が、複数のユーザ端末から送信された複数のパイロット信号を多重受信したとき、所定ユーザ端末のパイロット送信帯域に応じた周波数成分とパイロット信号のレプリカ
を乗算するステップ、
 レプリカ乗算結果を時間領域信号に変換し、しかる後、該時間領域信号より該ユーザ端末の信号部分を分離してチャネル推定するステップ、
 を備えたことを特徴とする請求項5記載の無線通信方法。
 1フレームに偶数個のパイロットブロックが存在する場合、あるユーザ端末には全ブロックのパイロット信号に+1を乗算するよう指示し、別のユーザ端末には半分のパイロット信号に+1を乗算し、残りの半分のパイロット信号に-1を乗算するよう指示するステップ、
 基地局が、複数のユーザ端末から送信された複数のパイロット信号を多重受信したとき、所定ユーザのパイロット信号が残るように全ブロックのパイロット信号に加減算の演算処理を施すステップ、
 演算結果にパイロット信号のレプリカを乗算するステップ、
 レプリカ乗算結果を時間領域信号に変換し、しかる後、該時間領域信号より前記ユーザ端末の信号部分を分離してチャネル推定するステップ、
 を備えたことを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
 移動局の伝搬路情況を取得するステップ、
 伝搬路状況の悪いユーザ端末のデータ送信帯域として前記全周波数帯域の中間の帯域を優先的に割り当てて該ユーザ端末に通知するステップ、
 を有することを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
 各ユーザ端末のデータ伝送帯域として、前記全周波数帯域の中間の帯域と端の帯域を周期的に割り当てるホッピング制御を行うステップ、
 を有することを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
 各ユーザ端末は基地局より割り当てられた互いに異なるデータ送信帯域の周波数を用いてデータ信号を該基地局に送信すると共に、パイロット信号をデータ信号に対して時間多重して該基地局に送信する無線通信システムの基地局において、
 ユーザ端末のパイロット送信帯域が該ユーザ端末のデータ送信帯域をカバーするように、ユーザ端末毎に周波数オフセットして該ユーザ端末のパイロット送信帯域を決定し、該決定したパイロット送信帯域の周波数を用いてパイロット信号を送信するようユーザ端末に指示するリソース管理部、
 を有することを特徴とする基地局。
 前記パイロット信号のパターンとしてCAZAC系列を用いる、
 ことを特徴とする請求項10記載の基地局。
 前記リソース管理部は、
 ユーザ端末毎に前記周波数オフセットのオフセット量とユーザ端末の多重数に応じた巡回シフト量を算出する巡回シフト量算出部、
 前記CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指示すると共に、該パイロット信号を前記周波数オフセット量だけ周波数オフセットするようユーザ端末に指示する指示部、
 を有することを特徴とする請求項10記載の基地局。
 前記リソース管理部は、
 ユーザ端末毎にユーザ端末の多重数に応じた巡回シフト量を算出する巡回シフト量算出部、
 前記CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指示
すると共に、該パイロット信号の前記周波数オフセットに相当するサブキャリア周波数成分をパイロット信号の反対側帯域に移動するようユーザ端末に指示する指示部、
 を有することを特徴とする請求項10記載の基地局。
 前記基地局はユーザ端末毎にチャネルを推定するチャネル推定部を備え、
 該チャネル推定部は、
 複数のユーザ端末から送信された複数のパイロット信号を多重受信する受信部、
 前記複数のパイロット信号が互いに重なっていないパイロット信号部分の周波数成分を加算する加算部、
 加算結果にパイロット信号のレプリカを乗算するレプリカ乗算部、
 レプリカ乗算結果を時間領域信号に変換する変換部、
 該時間領域信号より所定ユーザ端末の信号部分を分離する分離部、
 該分離した時間信号を周波数領域の信号に変換してチャネルを推定する推定部、
 を備えたことを特徴とする請求項10または12記載の基地局。
 前記リソース管理部は、
 ユーザ端末毎に前記周波数オフセットのオフセット量とユーザ端末の多重数に応じた巡回シフト量を算出する巡回シフト量算出部、
 前記CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指示すると共に、該パイロット信号を前記周波数オフセット量だけ周波数オフセットするよう指示し、且つ、前記全周波数帯域とユーザ端末のパイロット送信帯域とが重ならない帯域に対し、パイロット信号の反対側帯域の周波数成分をコピーするようユーザ端末に指示する指示部、
 を有することを特徴とする請求項14記載の基地局。
 前記リソース管理部は、
 ユーザ端末毎にユーザ端末の多重数に応じた巡回シフト量を算出する巡回シフト量算出部、
 前記CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指示すると共に、該パイロット信号の前記周波数オフセットに相当するサブキャリア周波数成分を、パイロット信号の反対側帯域にコピーするようユーザ端末に指示する指示部、
を有することを特徴とする請求項10記載の基地局。
 前記基地局はユーザ端末毎にチャネルを推定するチャネル推定部を備え、
 該チャネル推定部は、
 複数のユーザ端末から送信された複数のパイロット信号を多重受信する受信部、
 所定ユーザ端末のパイロット送信帯域に応じた周波数成分とパイロット信号のレプリカを乗算するレプリカ乗算部、
 レプリカ乗算結果を時間領域信号に変換する変換部、
 該時間領域信号より所定ユーザ端末の信号部分を分離する分離部、
 該分離した時間信号を周波数領域の信号に変換してチャネルを推定する推定部、
 を備えたことを特徴とする請求項15記載の基地局。
 前記基地局はユーザ端末毎にチャネルを推定するチャネル推定部を備え、
 該チャネル推定部は、
 複数のユーザ端末から送信された複数のパイロット信号を多重受信する受信部、
 前記リソース管理部が、あるユーザ端末には全パイロットブロックのパイロット信号に+1を乗算するよう指示し、別のユーザ端末には半分のパイロットブロックのパイロット信号に+1を乗算し、残りの半分のパイロットブロックのパイロット信号に-1を乗算するよう指示するとき、所定ユーザのパイロット信号が残るように全パイロットブロックの
パイロット信号に加減算の演算処理を施す加減算部、
 演算結果にパイロット信号のレプリカを乗算するレプリカ乗算部、
 レプリカ乗算結果を時間領域信号に変換する変換部、
 該時間領域信号より所定ユーザ端末の信号部分を分離する分離部、
 該分離した時間信号を周波数領域の信号に変換してチャネルを推定する推定部、
 を備えたことを特徴とする請求項10記載の基地局。
 前記リソース管理部は移動局の伝搬路情況を取得し、伝搬路状況の悪いユーザ端末のデータ送信帯域として前記全周波数帯域の中間の帯域を優先的に割り当てて該ユーザ端末に通知する、
 ことを特徴とする請求項10記載の基地局。
 前記リソース管理部は、各ユーザ端末のデータ伝送帯域として、前記全周波数帯域の中間の帯域と端の帯域を周期的に割り当てるホッピング制御を行う、
 ことを特徴とする請求項10記載の基地局。
 各ユーザ端末は基地局より割り当てられた互いに異なるデータ送信帯域の周波数を用いてデータ信号を該基地局に送信すると共に、パイロット信号をデータ信号に対して時間多重して該基地局に送信する無線通信システムのユーザ端末において、
 基地局より上りリンクリソース情報を受信する受信部、
 該上りリンクリソース情報の指示に従ってパイロットを生成するパイロット生成部を備え、該パイロット生成部は、
 該リソース情報に基づいてパイロット信号として所定系列長、系列番号のCAZAC系列を発生するCAZAC系列発生部、
 時間領域のパイロット信号であるCAZAC系列を周波数領域のパイロット信号に変換する第1の変換部、
 パイロット信号のサブキャリア成分を前記リソース情報に含まれる周波数オフセット情報に基づいてマッピングするサブキャリアマッピング部、
 サブキャリアマッピングされたパイロット信号を時間領域の信号に変換する第2の変換部、
 前記第1の変換の前、あるいは前記第2の変換の後に、前記リソース情報に含まれるシフト量に基づいてCAZAC系列を巡回シフトする巡回シフト部、
 を備えたことを特徴とするユーザ端末。
 第1、第2のユーザ宛のデータ信号をそれぞれ第1、第2サブキャリア群を用いて送信し、該第1、第2のユーザ宛のパイロット信号を該ユーザ宛のデータ信号に対して時間的に多重して送信する無線通信システムにおいて、
 前記複数のユーザのうち第1のユーザ宛のパイロット信号を配置する周波数と前記複数のユーザのうち第2のユーザ宛のパイロット信号を配置する周波数とを異ならせる、
ことを特徴とする無線通信方法。
Description:
無線通信方法及び基地局並びに ーザ端末

 本発明は、無線通信方法及び基地局並び ユーザ端末に係わり、特に、各ユーザ端末 、基地局より割り当てられた互いに異なる ータ送信帯域の周波数を用いてデータ信号 該基地局に送信すると共に、パイロット信 をデータ信号に対して時間多重して該基地 に送信する無線通信システムにおける無線 信方法及び基地局並びにユーザ端末に関す 。

 セルラーシステムなどの無線通信システム おいては受信側で既知のパイロット信号を いてタイミング同期や伝搬路推定(チャネル 推定)を行い、それに基づいてデータの復調 行うことが一般的である。また、チャネル 質に応じて変調方式や符号化率などを適応 に変化させることによりスループットの向 を図る適応変調方式においては、最適な変 方式や最適な符号化率を決定するためにチ ネル品質、例えば信号対干渉電力比 SIR(Signa l to Interference Ratio)などの推定を行う際にも パイロット信号を利用する。
 広帯域の無線通信におけるマルチパスによ 周波数選択性フェージングに強い無線アク ス方式として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式がある。しかし、OFDMは送信信 号のPAPR(Peak to Average Ratio)が大きいという問 題があり、端末の電力効率という観点から考 えると、上りリンク伝送方式としては不向き である。そのため、次世代のセルラーシステ ムである3GPP LTEでは上りリンク伝送方式とし てシングルキャリア伝送を行い、受信側で周 波数等化を行う(非特許文献1)。シングルキャ リア伝送は時間軸上のみで送信データやパイ ロット信号を多重することを意味し、周波数 軸上でデータやパイロット信号を多重するOFD Mに比べてPAPRを大幅に小さくすることが可能 ある。

 ・シングルキャリア伝送
 図23はシングルキャリア伝送のフレームフ ーマット例、図24は周波数等化の説明図であ る。フレームは、それぞれNサンプルよりな データDataとパイロットPilotを時分割多重し 構成されており、図23では1フレームに2つの イロットブロックが挿入されている。周波 等化に際して、データ/パイロット分離部1 データDataとパイロットPilotを分離し、第1のF FT部2はNサンプルデータにFFT処理を施してN個 周波数成分を発生してチャネル補償部3に入 力する。第2のFFT部4はNサンプルパイロットに FFT処理を施してN個の周波数成分を発生し、 ャネル推定部5は該N個の周波数成分と既知パ イロットのN個の周波数成分を用いて周波数 にチャネル特性を推定してチャネル補償信 をチャネル補償部3に入力する。チャネル補 部3は第1のFFT部2から出力するN個の周波数成 分に周波数毎にチャネル補償信号を乗算して チャネル補償し、IFFT部6はチャネル補償され N個の周波数成分にIFFT処理を施して時間信 に変換して出力する。

 ・CAZAC系列
 シングルキャリア伝送において受信側で周 数等化を行う場合、周波数領域でチャネル 定を精度良く行うために、パイロット信号 周波数領域において一定振幅であること、 言すれば、任意の周期的時間シフトの自己 関が0であることが望ましい。一方でPAPRの 点から時間領域においても一定振幅である とが望ましい。これらの特性を実現するパ ロット系列として、CAZAC (Constant Amplitude Zer o Auto Correlation)系列があり、3GPP LTEでは上り リンクパイロットとしてこのCAZAC系列を適用 ることが決まっている。CAZAC系列は理想的 自己相関特性を持つため、同じ系列から巡 シフトしたものは互いに直交する。3GPP LTE は巡回シフト量が異なるCAZAC系列を使って異 なるユーザのパイロット信号あるいは同じユ ーザで異なるアンテナのパイロット信号を多 重する方法を
CDM(Code Division Multiplex)と称している。

 典型的なCAZAC系列であるZadoff-Chu系列は(1)式 表される(非特許文献2)。
ここで、kとLは互いに素で、それぞれ系列番 、系列長を表す。nはシンボル番号で、qは 意の整数、L%2はLを2で割ったときの余りであ り、Lmod(2)と表記される場合もある。Lの素因 分解を
とすると(giは素数)、Lと互いに素であるLより も小さい自然数の個数φ(L)すなわちCAZAC系列 系列数は、次式
で与えられる。具体的に、L=12であれば、L=12= 2 2 ×3 1 であるため、g1=2、e1=2,g2=3、e2=1であり、(3)式 り, CAZAC系列の系列数kは4となる。このため 、Lが大きく、かつ、素因数が少ないほど系 数が多くなる。換言すれば、Lが素数であれ CAZAC系列の系列数kは(L-1)となる。

 CAZAC系列ZC k (n)をcだけ巡回シフトさせたZC k  (n-c)は次式
で表される。以下の(5)式
に示すとおり、ZC k (n)とZC k  (n-c)との相関R(τ)はτ=c以外の点において0と るので、系列番号が同じ母系列ZC k (n)に異なる巡回シフト量を加えて出来た系列 同士は互いに直交する。

 無線基地局において巡回シフトによるCDMで 重された複数のパイロットを受信した場合 母系列との相関を取ることにより、ピーク 立つ場所からパイロットを切り分けること できる。巡回シフトの間隔が狭いほど、マ チパスや受信タイミングのずれに対する耐 が弱くなるので、可能な多重数には上限が る。巡回シフトによる多重数をPとする
と、p番目のパイロットに割り当てる巡回シ ト量c p は例えば次式
により決めることができる(非特許文献3)。

 前述のように、3GPP LTEの上りリンクではパ ロットとデータを時間多重してSC-FDMA方式で 送信する。図25はSC-FDMA送信部の構成図であり 、7″はサイズN TX のDFT(Discrete Fourier Transformer)、8″はサブキャ リアマッピング部、9″はサイズN FFT のIDFT部であり、10はCP(Cyclic Prefix)挿入部であ る。なお、3GPP LTEでは処理量を抑えるために N FFT を2のべき乗となる整数としサブキャリアマ ピング後のIDFTをIFFTで置き換えられるように している。
 母系列ZC k (n)に巡回シフトcを加える処理はDFT前あるい IFFT後のどちらでもで可能である。IFFT後で行 う場合はc×N FFT /N Tx サンプル分巡回シフトすれば良い。本質的に は同等な処理であるので、以降ではDFT前に巡 回シフト処理する場合を例に説明を行う

 ・従来技術の問題点
 セル間干渉を小さくするために、セル間に いてパイロットとして異なる系列番号のCAZA C系列を繰り返し用いる必要がある。繰り返 数が大きいほど、同じ系列を用いたセル間 距離が大きくなるため、深刻な干渉が発生 る可能性が小さくなるからである。そのた にはCAZAC系列をたくさん確保することが必要 となり、CAZAC系列の性質上、系列長Lを大きい 素数にすることが求められる。図26はセル間 干渉説明図であり、(A)のように使用可能なC AZAC系列数が2の場合には、隣接セル間で同一 系列番号のCAZAC系列を使用するためパイロ トの深刻な干渉が発生する。また、(B)に示 ようにCAZAC系列数が3の場合、隣接セル間で 一の系列番号のCAZAC系列を使用しないが、繰 り返し数が3と小さいため、同一系列番号のCA ZAC系列を使用するセル間距離が短く干渉の可 能性が大きい。(C)に示すようにCAZAC系列数が7 の場合、繰り返し数が7と大きくなるため、 一系列番号のCAZAC系列を使用するセル間距離 が大きくなり次第に干渉の可能性は小さくな る。
 ところで、3GPP LTEでは、図27(A)に示すよう データの占有サブキャリア数を12の倍数とし 、パイロットのサブキャリア間隔を、送信効 率を上げるためにデータのサブキャリア間隔 の2倍としている。かかる場合、CAZAC系列の系 列長Lを6とすると、系列数kは2となり隣接セ で同一系列番号のCAZAC系列を使用するためパ イロットの干渉が発生する。また、系列長L 5とするとkは4となるがまだ少なく、しかも 図27(B)に示すようにパイロットがカバーしな いデータのサブキャリアが発生し、チャネル 推定精度が劣化する。

 そこで、パイロット信号の送信帯域をデー の送信帯域よりも広くして送信することで 十分な系列長を確保することが考えられて る(3GPP R1-060925, R1-063183)。図28はかかるパイ ロット信号の多重数が2の場合の例である。 列長Lを12にするとCAZAC系列は4個しか取れず ル間干渉が大きくなる(k=4)。そこで、系列長 Lを素数11にしている。L=11にすると、10個のCAZ AC系列が取れるようになり(k=10)、セル間干渉 小さくすることができる。なお、系列長Lを 13以上にはできない。理由は13以上にすると 接の周波帯域と干渉を生じるからである。
 異なるユーザのパイロット信号は巡回シフ によるCDMで多重される。すなわち、L=11のCAZ AC系列ZC k (n)に巡回シフトc1を施したものをユーザ1のパ イロットとして使用し、CAZAC系列ZC k (n)に巡回シフトc2を施したものをユーザ2のパ イロットとして使用す
る。

 しかし、L=11のCAZAC系列ZC k (n)を巡回シフトしてユーザ1,2に使用する場合 、図28より明らかなようにユーザ1とユーザ2 では、パイロットの送信周波数帯域とデー の送信周波数帯域の相対関係が異なり、チ ネル推定精度が異なってしまう。即ち、ユ ザ2のデータの送信周波数帯域のうちサブキ リア23,24がパイロットの送信周波数帯域か 外れてしまい、該サブキャリアでのチャネ 推定精度が劣化してしまう。
 なお、図28において現時点の3GPP LTE仕様に づいてパイロットのサブキャリア間隔をデ タのサブキャリア間隔の2倍としているが、 ブキャリア間隔の比率が変わっても上記問 点は発生する。

 以上から、本発明の目的は、パイロット送 周波数帯域から外れてしまうデータサブキ リアのチャネル推定を精度良く行なえるよ にすることである。
 本発明の別の目的は、多重するユーザのパ ロットとして、所定の系列(例えばCAZAC系列Z C k (n))に異なる量の巡回シフトを施したものを 用しても、各ユーザに割当てたサブキャリ のチャネル推定を精度良く行なえるように ることである。
 本発明の別の目的は、多重するユーザのパ ロットとして所定のCAZAC系列に異なる量の 回シフトを施したものを使用しても、簡単 方法により各ユーザのパイロットを分離し チャネル推定を行なえるようにすることで る。
 本発明の別の目的は、伝搬路状況の悪いユ ザであっても該ユーザのデータサブキャリ のチャネル推定精度を高めるようにするこ である。
3GPP TR25814-700 Figure9.1.1-1 B.M. Popovic, "Generalized Chirp-Like Polyphase S equences with Optimum Correlation Properties", IEEE Tr ans. Info. Theory, Vol. 38, pp.1406-1409, July 1992. 3GPP R1-060374, "Text Proposal On Uplink Referen ce Signal Structure", TI Instruments

 本発明は、各ユーザ端末が、基地局より割 当てられた互いに異なるデータ送信帯域の 波数を用いてデータ信号を該基地局に送信 ると共に、パイロット信号をデータ信号に して時間多重して該基地局に送信する無線 信システムにおける無線通信方法及び基地 並びにユーザ端末である。
 ・無線通信方法
 本発明の無線通信方法は、ユーザ端末のパ ロット送信帯域が該ユーザ端末のデータ送 帯域をカバーするように、全データ送信帯 の一部周波数帯域を、ユーザ端末毎に周波 オフセットして該ユーザ端末のパイロット 信帯域を決定するステップ、ユーザ端末毎 、前記決定したパイロット送信帯域の周波 を用いてパイロット信号を送信するようユ ザ端末に指示するステップを有している。
 前記指示ステップは、ユーザ端末毎に前記 波数オフセットのオフセット量とユーザ端 の多重数に応じた巡回シフト量を算出する テップ、CAZAC系列のパイロット信号を該巡 シフト量だけ巡回するようユーザ端末に指 すると共に、該パイロット信号を前記周波 オフセット量だけ周波数オフセットするよ ユーザ端末に指示するステップを有してい 。
 基地局において、複数のユーザ端末から送 された複数のパイロット信号を多重受信し とき、互いに重なっていないパイロット信 の周波数成分を加算するステップ、加算結 にパイロット信号のレプリカを乗算するス ップ、レプリカ乗算結果を時間領域信号に 換し、しかる後、該時間領域信号より所定 ーザ端末の信号部分を分離してチャネル推 するステップを備えている。
 本発明の無線通信方法は、更に、移動局の 搬路情況を取得するステップ、伝搬路状況
の悪いユーザ端末のデータ送信帯域として前 記全周波数帯域の中間の帯域を優先的に割り 当てて該ユーザ端末に通知するステップを有 している。あるいは、本発明の無線通信方法 は、更に、各ユーザ端末のデータ伝送帯域と して、前記全周波数帯域の中間の帯域と端の 帯域を周期的に割り当てるホッピング制御を 行うステップを有している。

 ・基地局
 本発明の基地局は、ユーザ端末のパイロッ 送信帯域が該ユーザ端末のデータ送信帯域 カバーするように、全データ送信帯域の一 周波数帯域を、ユーザ端末毎に周波数オフ ットして該ユーザ端末のパイロット送信帯 を決定し、該決定したパイロット送信帯域 周波数を用いてパイロット信号を送信する うユーザ端末に指示するリソース管理部を している。
 基地局において、前記リソース管理部は、 ーザ端末毎に前記周波数オフセットのオフ ット量とユーザ端末の多重数に応じた巡回 フト量を算出する巡回シフト量算出部、前 CAZAC系列のパイロット信号を該巡回シフト だけ巡回するようユーザ端末に指示すると に、該パイロット信号を前記周波数オフセ ト量だけ周波数オフセットするようユーザ 末に指示する指示部を有している。
 基地局は更にユーザ端末毎にチャネルを推 するチャネル推定部を備え、該チャネル推 部は、複数のユーザ端末から送信された複 のパイロット信号を多重受信する受信部、 記複数のパイロット信号が互いに重なって ないパイロット信号部分の周波数成分を加 する加算部、加算結果にパイロット信号の プリカを乗算するレプリカ乗算部、レプリ 乗算結果を時間領域信号に変換する変換部 該時間領域信号より所定ユーザ端末の信号 分を分離する分離部、該分離した時間信号 周波数領域の信号に変換してチャネルを推 する推定部を備えている。
 前記リソース管理部は移動局の伝搬路情況 取得し、伝搬路状況の悪いユーザ端末のデ タ送信帯域として前記全周波数帯域の中間 帯域を優先的に割り当てて該ユーザ端末に 知する。あるいは、前記リソース管理部は ユーザ端末のデータ伝送帯域として、前記 周波数帯域の中間の帯域と端の帯域を周期 に割り当てるホッピング制御を実行する。
 ・ユーザ端末
 無線通信システムのユーザ端末は、基地局 り上りリンクリソース情報を受信する受信 、該上りリンクリソース情報の指示に従っ パイロットを生成するパイロット生成部を え、該パイロット生成部は、該リソース情 に基づいてパイロット信号として所定系列 、系列番号のCAZAC系列を発生するCAZAC系列発 生部、時間領域のパイロット信号であるCAZAC 列を周波数領域のパイロット信号に変換す 第1の変換部、パイロット信号のサブキャリ ア成分を前記リソース情報に含まれる周波数 オフセット情報に基づいてマッピングするサ ブキャリアマッピング部、サブキャリアマッ ピングされたパイロット信号を時間領域の信 号に変換する第2の変換部、前記第1の変換の 、あるいは前記第2の変換の後に、前記リソ ース情報に含まれるシフト量に基づいてCAZAC 列を巡回シフトする巡回シフト部を備えて る。

本発明の第1の原理説明図である。 本発明の第2の原理説明図である。 本発明の第3の原理説明図である。 dサブキャリア分の周波数オフセットと(c 2 -s(k,d,L))の巡回シフトを実現する送信側のパ ロット生成処理説明図である。 サブキャリアマッピング部のオフセッ 説明図である。 受信側のチャネル推定処理説明図であ 。 第2のパイロット生成処理説明図である 。 送信側におけるコピー方法説明図であ 。 受信側の第2のチャネル推定処理説明図 である。 フレーム構成図である。 パイロット分離法の説明図である。 受信側の第3のチャネル推定処理説明 である。 移動局の構成図である。 パイロット生成部の構成図である。 基地局の構成図である。 チャネル推定部の構成図である。 第2のパイロット生成処理及びチャネ 推定処理を行なうパイロット生成部および ャネル推定部の構成図である。 第3のパイロット生成処理及びチャネ 推定処理を行なうパイロット生成部および ャネル推定部の構成図である。 多重数が4の場合の周波数割当説明図 ある。 フレーム毎に各ユーザに割り当てる送 信帯域を切り替えるようにホッピング制御す る説明図であり、奇数番目のフレームにおけ る割り当て説明図である。 フレーム毎に各ユーザに割り当てる送 信帯域を切り替えるようにホッピング制御す る説明図であり、偶数番目のフレームにおけ る割り当て説明図である。 ホッピング制御する場合のパイロット 生成部の構成図である。 シングルキャリア伝送のフレームフォ ーマット例である。 周波数等化の説明図である。 SC-FDMA送信部の構成図である。 セル間の干渉説明図である。 従来のデータ送信帯域とパイロット送 信帯域の第1の説明図である。 従来のデータ送信帯域とパイロット送 信帯域の第2の説明図である。

 (A)本発明の原理
 図1(A)に示すように、CAZAC系列ZC k (n)に巡回シフトc1を施したものをユーザ1のパ イロットとして使用し、CAZAC系列ZC k (n)に巡回シフトc2を施したものをユーザ2のパ イロットとして使用すると、図28で説明した うに、ユーザ2のデータの送信周波数帯域の うちサブキャリア23,24がパイロットの送信周 数帯域から外れてしまい、該サブキャリア のチャネル推定精度が劣化してしまう。な 、図1において、DFT{ZC k (n-c1)}、DFT{ZC k (n-c2)}はそれぞれ、L=11のCAZAC系列ZC k (n)に巡回シフトc1、c2を施し、しかる後ZC k (n-c1)、ZC k (n-c2)にDFT処理を施して得られた周波数領域の パイロットである。
 そこで、図1(B)に示すように、それぞれのユ ーザについてデータの送信帯域に応じてパイ ロットに周波数オフセットを持たせて多重す ればパイロットの送信帯域が常にデータの送 信帯域をカバーするようになる。図1(B)の例 は、ユーザ2のパイロットDFT{ZC k (n-c2)}を1サブキャリア分オフセットすれば良 。
 しかし、パイロットDFT{ZC k (n-c2)}をオフセットすると、受信側において 信パイロットと既知パイロットのレプリカZC k (n)との相関がτ=c2でピークにならずピーク位 がずれてしまい、パイロットを正しく復元 きず結果的にチャネル推定ができなくなる 以下、相関ピーク位置がずれる理由を説明 る。

 ・周波数オフセットと時間領域の巡回シフ の関係
 まず、周波数オフセットと時間領域の巡回 フトの関係について説明する。CAZAC系列ZC k  (n)にDFT変換を施した結果をF(m)とすれば、F(m )は次式
で表現される。この(7)式と(4)式とを用いて変 形すると次式
が成り立つ。なお、d(modL)はdをLで割った余り である。
 (8)式から分かるように、時間領域においてC AZAC系列に巡回シフトcを加えることは、周波 領域においてdサブキャリア分巡回シフトと の位相回転を加えることと同等である。ここ で、kとLは互いに素であるので、c(<L)はkとd によって一意的に決まる。cがk,d,Lによって決 まることを分かり易く示すため改めてc=s(k,d,L )とおく。表1はL=11の場合の種々のs(k,d,L)とkの 組み合わせに応じたcの値を示すものである 例えば、k=1、d=1、L=11であればc=1、k=2,d=1、L=1 1であればc=6である。

 以上より、図2(A)に示すようにパイロット2 ついて1サブキャリア分の周波数オフセット 加えることは、図2(B)に示すように、周波数 領域において1サブキャリア分の巡回シフト 加えた後、サブキャリア1における成分p11を ブキャリア12に移動させることに相当する この結果、(8)式より、パイロット2の相関ピ ク位置((5)式参照)がs(k,d,L)だけずれてしまう (τ=c2+ s(k,d,L))。パイロット1の相関ピーク位 (τ=c1)はずれないからパイロット2とパイロッ ト1の相関ピーク位置がs(k, d=1,L=11)だけ相対 に変化し、受信側でパイロットを正しく復 できず結果的にチャネル推定ができなくな 。
 相関ピーク位置を従来通りにするには、巡 シフト量をc 2 から(c 2 -s(k,d,L))に変更すれば良い。即ち、図3(A)に示 ようにパイロット2に、dサブキャリア分(図 はd=1)の周波数オフセットと、(c 2 -s(k,d,L))の巡回シフトの両方を加えれば、パ ロット1,2の関係は図3(B)に示すようになる。 上のようにすれば、パイロット1,2の各相関 ーク位置がずれず、受信側でパイロットを しく復元できるようになり、チャネル推定 度を向上できる。すなわち、図1(A)の周波数 オフセットする前と同様に相関ピーク値の位 置(τ=c1,τ=c2)によってパイロット1とパイロッ 2を分離することができる。

 (a)第1のパイロット生成処理及びチャネル推 定処理
 図4は図3で説明したdサブキャリア分の周波 オフセットと(c 2 -s(k,d,L))の巡回シフトを実現する送信側のパ ロット生成処理説明図である。
 CAZAC系列発生部11は例えばL=11のCAZAC系列ZC k (n)をパイロットとして発生し、巡回シフト部 12はCAZAC系列ZC k (n)をc 2 -s(k,d,L)だけ巡回シフトしてZC k (n-c2+s(k,d,L))を発生してDFT部13に入力する。N TX サイズ(N TX =L=11)のDFT部13はZC k (n-c2+s(k,d,L))にDFT演算処理を施してパイロット DFT{ZC k (n-c2+s(k,d,L))}を発生する。サブキャリアマッ ング部14は周波数領域の11個のパイロット成 p1~p11をdサブ
キャリア分(図ではd=1)だけオフセットしてIFFT 部15に入力する。
図5はサブキャリアマッピング部14のオフセッ ト説明図であり、(A)はオフセットなしの場合 (d=0)であり、サブキャリアマッピング部14は11 個のパイロット成分p1~p11をIFFT部15の周波数f i , f i+1 , f i+2 ,,,f i+10 の端子に入力し、その他の端子に0を入力す 。(B)はオフセット有りの場合(d=1)であり、サ ブキャリアマッピング部14は11個のパイロッ 成分p1~p11をIFFT部15の周波数 f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 の端子に入力し、その他の端子に0を入力す 。N FFT サイズ(例えばN FFT =128)のIFFT部15は入力されたサブキャリア成分 IDFT演算処理を施して時間領域信号に変換し 、CP(Cyclic Prefix)挿入部16は干渉防止用のサイ リックプレフィックスを付加して出力する (C)はオフセット有りの場合(d=1)の別の実現 である。この場合、巡回シフト部12はCAZAC系 ZC k (n)をc 2 だけ巡回シフトしてZC k (n-c2)を発生してDFT部13に入力する。DFT部13はZC k (n-c2)にDFT演算処理を施してパイロットDFT{ZC k (n-c2)}を発生する。サブキャリアマッピング 14はパイロット成分p2~p11をIFFT部f i+1 , f i+2 ,,,f i+10 の端子に入力し、パイロット成分p1をIFFT部f i+11 の端子に入力する。

 図6は受信側のチャネル推定処理説明図であ る。
 チャネル推定部には、ユーザ1及びユーザ2 らそれぞれ送信されたパイロット1とパイロ ト2(図3(B)参照)が空中で多重されてサブキャ リア周波数 f i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 のサブキャリア成分(p1~p12)となって入力する サブキャリア加算部52は、お互いに重なっ いないサブキャリア成分p12とp1を加算し、加 算結果を新たにサブキャリア周波数f1のサブ ャリア成分p1とする。
 レプリカ信号乗算部53はパイロットのレプ カ信号(巡回シフト量零の既知のCAZAC系列ZC k (n)にDFT演算処理を施したもの)qiと受信パイロ ット信号piとをサブキャリア毎に乗算し、IDFT 部54はレプリカ乗算結果にIDFT演算処理を施し て時間領域の遅延プロファイルを出力する。 時間領域の遅延プロファイルは、長さLサン ルで、t=c1,t=c2において相関ピークを有する ら、プロファイル抽出部55はt=(c1+c2)/2で相関 ークを分離してユーザ1、2用の長さL/2サン ルのプロファイルPRF1、PRF2を発生する。Lサ ズのDFT部56aは、L/2の長さのプロファイルPRF1 両側それぞれにL/4個のゼロを挿入して長さL にしてDFT演算を行なう。これにより、DFT部56a よりサブキャリア周波数 f i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+10 におけるユーザ1のチャネル推定値h1~h11が得 れる。同様に、LサイズのDFT部56bは、L/2サン ルの長さのプロファイルPRF2の両側それぞれ にL/4個のゼロを挿入して長さLにしてDFT演算 行なう。これにより、DFT部56bよりサブキャ ア周波数f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 におけるユーザ2のチャネル推定値h2~h12が得 れる。ただし、サブキャリア加算部52におい てp1とp12を加算してサブキャリア周波数f i のサブキャリア成分としているから、DFT部56b から出力するサブキャリア周波数f i のチャネル推定値をサブキャリア周波数f i+11 のチャネル推定h12とする。
 以上より、パイロット1とパイロット2それ れについて伝播状況による歪みが小さけれ 、図6のように受信側ではお互いに重なって ない成分を加算してから、レプリカを乗算 た後時間領域の遅延プロファイル上で完全 交の形で分離できる。伝播状況による歪み 大きい場合、サブキャリア加算を省略して 接レプリカ乗算後に時間領域の遅延プロフ イル上で分離しても良い。

 (b)第2のパイロット生成処理及びチャネル推 定処理
 上記第1のチャネル推定処理においては、お 互いに重なっていないサブキャリア成分p12と p1を加算し、加算結果をサブキャリア周波数f i の成分とみなした。しかし、受信信号のサブ キャリア周波数f i のキャリア成分がすでにp12とp1を加算した値 なっていれば、受信側でサブキャリア加算 る必要はない。
 図7は第2のパイロット生成処理説明図であ 、(A)はユーザ1、ユーザ2のデータサブキャリ アを示す。
 送信側(ユーザ1)は、図7(B)に示すようにパイ ロット1のサブキャリア周波数f i のサ
ブキャリア成分p1をサブキャリア周波数f i+11 のサブキャリア成分となるようにコピーし、 また、図7(C)に示すようにユーザ2はパイロッ 2のサブキャリア周波数f i+11 のサブキャリア成分p12をサブキャリア周波数 f i のサブキャリア成分となるようにコピーして 送信する。これにより、図7(D)に示すように れらパイロットが多重されて受信側により 信され、受信信号のサブキャリア周波数f1の キャリア成分がp1とp12を加算した値になって り、サブキャリア周波数のキャリア成分もp 1とp12を加算した値になっており、受信側の ブキャリア加算が不要になる。

 図8は送信側におけるコピー方法説明図であ り、(A)はユーザ1におけるパイロット1のコピ 方法であり、サブキャリアマッピング部14 、パイロット1のサブキャリア周波数f i のキャリア成分p1がサブキャリア周波数f i+11 のサブキャリア成分でもあるようにIFFT部15の 周波数f i+11 の端子にも入力している。(B)はユーザ2にお るパイロット2のコピー方法であり、サブキ リアマッピング部14は、パイロット12のサブ キャリア周波数f i+11 のキャリア成分p12がサブキャリア周波数f i のサブキャリア成分でもあるようにIFFT部15の 周波数f i の端子にも入力している。(C)はユーザ2にお るパイロット2のコピー方法の別の実現例で り、図5(C)に対応している。

 図9は受信側のチャネル推定処理説明図であ る。チャネル推定部には、ユーザ1及びユー 2からそれぞれ送信されたパイロット1とパイ ロット2(図7(B,(C))参照)が空中で多重されてサ キャリア周波数f i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 のサブキャリア成分(p1~p12)となって入力する( 図7(D))。
 ユーザ1用のレプリカ信号乗算部53はパイロ トのレプリカ信号qi(q1~q11)と受信パイロット 信号pi(p1~p11)とをサブキャリア毎に乗算し、 後、IDFT部54、相関分離部55、DFT部56は図6と同 様の処理を行なってユーザ1のチャネル推定 h1~h11を発生する。
 一方、ユーザ2用のレプリカ信号乗算部53″ パイロットのレプリカ信号qi(q1~q11)と受信パ イロット信号pi(p2~p12)とをサブキャリア毎に 算し、以後、IDFT部54″、相関分離部55″、DFT 部56″はユーザ1と同様の処理を行なってユー ザ2のチャネル推定値h2~h12を発生する。

 (c)第3のパイロット生成処理及びチャネル推 定処理
 上記第1のチャネル推定処理においては、相 関分離部55においてユーザ1のパイロット成分 とユーザ2のパイロット成分を分離している 、図10に示すように1フレームに例えば2個の イロットブロックが含まれている場合には 下のようにして分離できる。図11はパイロ ト分離法の説明図であり、(A)はユーザ1、ユ ザ2のデータサブキャリアを示す。
 ユーザ1、ユーザ2の最初のパイロット1(=DFT{Z C k (n-c1)})、パイロット2(=DFT{ZC k (n-c2+s(k,d,L))})の各サブキャリア成分に(B),(C)に 示すように、+1を乗算して送信し、次のパイ ット1、パイロット2の各サブキャリア成分 (D),(E)に示すように、それぞれ+1、-1を乗算し て送信する。
 これにより、受信側は、最初、以下のパイ ット多重信号
 DFT{ZC k (n-c1)}×(+1)+DFT{ZC k (n-c2+s(k,d,L)) ×(+1)
を受信し、次に、以下のパイロット多重信号
 DFT{ZC k (n-c1)}×(+1)+DFT{ZC k (n-c2+s(k,d,L)) ×(-1)
を受信する。
 したがって、受信側でユーザ1のパイロット を発生するには、最初のパイロット多重信号 に次のパイロット多重信号を加算すればよい 。すなわち、パイロット2の極性が異なって るため、加算によりパイロット2が打ち消さ 、パイロット1が残る。また、受信側でユー ザ2のパイロットを発生するには、最初のパ ロット多重信号から次のパイロット多重信 を減算すればよい。すなわち、パイロット1 極性が同じであるため、減算によ
りパイロット1が打ち消され、パイロット2が る。

 図12は受信側のチャネル推定処理説明図で る。チャネル推定部には、ユーザ1及びユー 2からそれぞれ送信されたパイロット1とパ ロット2(図11(B),(C);(D),(E))参照)が空中で多重 れてサブキャリア周波数 f i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11  のサブキャリア成分(p1~p12)となって入力する
 ブロック間サブキャリア演算部61は、第1受 パイロット信号を受信して保存する。つい 、ブロック間サブキャリア演算部61は、ユ ザ1のパイロットを発生する場合、第2受信パ イロット信号を受信すれば、第1、第2受信パ ロット信号をサブキャリア毎に加算し、パ ロット1のサブキャリアf i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+10 のキャリア成分p1~p11を発生する。ユーザ1用 レプリカ信号乗算部53はパイロットのレプリ カ信号qi(q1~q11)と受信パイロット信号pi(p1~p11) をサブキャリア毎に乗算し、以後、IDFT部54 相関分離部55、DFT部56は図6と同様の処理を なってユーザ1のチャネル推定値h1~h11を発生 る。なお、精度は落ちるがレプリカ信号乗 結果をチャネル推定値h1~h11とすることもで る。
 一方、ユーザ2のパイロットを発生する場合 、ブロック間サブキャリア演算部61は、第1、 第2受信パイロット信号をサブキャリア毎に 算し、パイロット2のサブキャリアf i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 のキャリア成分p2~P12を発生する。ユーザ2用 レプリカ信号乗算部53″はパイロットのレプ リカ信号qi(q1~q11)と受信パイロット信号pi(p2~p1 2)とをサブキャリア毎に乗算し、以後、IDFT部 54″、相関分離部55″、DFT部56″はユーザ1と 様の処理を行なってユーザ2のチャネル推定 h2~h12を発生する。
 以上では、パイロットブロック数が2の場合 であるが、パイロットブロック数が偶数個の 場合にも、上記第3のパイロット生成処理及 チャネル推定処理を適用することができる かかる場合、基地局はあるユーザ端末に全 ロックのパイロット信号に+1を乗算するよう 指示し、別のユーザ端末には半分のパイロッ ト信号に+1を乗算し、残りの半分のパイロッ 信号に-1を乗算するよう指示する。そして 基地局が、各ユーザ端末から送信されたパ ロット信号を多重受信したとき、所定ユー 端末(ユーザ端末1または2)からのパイロット 号のみが残るように全ブロックのパイロッ 信号に加減算の演算処理を施し、演算結果 パイロット信号のレプリカを乗算し、レプ カ乗算結果を時間領域信号に変換し、しか 後、該時間領域信号より前記ユーザ端末の 号部分を分離してチャネル推定する。

 (B)移動局
 図13は移動局の構成図である。
 上り送信データが発生した場合、移動局(ユ ーザ端末)は基地局にリソース割り当て要求 行い、該要求により基地局は移動局の伝搬 状態に基づいてリソース割当を行い、リソ ス割当情報を移動局に通知する。移動局は 知されたデータとパイロットを送信する。 なわち、無線部21は基地局から受信した無線 信号をベースバンド信号にして受信信号ベー スバンド処理部22に入力する。ベースバンド 理部22は受信信号よりデータ、その他の制 情報を分離すると共に、リソース割当情報 分離して送信リソース管理部23に入力する。 リソース割当情報には、データの送信周波数 帯域、タイミング、変調方式などに加えて、 パイロットの送信周波数帯域、パイロットと して使用するCAZAC系列の系列番号及び系列長L 、巡回シフト量、周波数オフセット量dなど 含まれる。
 送信リソース管理部23はデータ、制御情報 送信処理に必要な情報をデータ処理部24に入 力し、パイロット生成/送信処理に必要な情 をパイロット生成部25に入力する。データ処 理部24は、送信リソース管理部23から入力す 情報に基づいて、データ変調、シングルキ リア送信処理をデータや制御情報に施して 力し、パイロット生成部25は送信リソース管 理部23からの指示に従って、CAZAC系列の発生 巡回シフト、周波数オフセットなどの処理 行なってパイロットを生成し、フレーム生 部26は例えば図10に示すように6データブロッ クと2パイロットブロックを時分割多重して レームを
作成して無線部21より基地局に向けて送信す 。

 図14はパイロット生成部25の構成図であり、 図3で説明した第1のパイロット生成処理にし がってパイロットを生成する場合の構成図 あり、(A)はDFT前に巡回シフトを行う場合の 成図、(B)はIFFT後に巡回シフトを行う場合の 構成図である。
 図14(A)において、送信リソース管理部23は基 地局から受信したリソース割当情報に含まれ るパイロット生成、送信に必要なパラメータ (CAZAC系列番号、系列長、巡回シフト両、周波 数オフセット)を各部に入力する。
 CAZAC系列発生部11は指示された系列長L、系 番号のCAZAC系列ZC k (n)をパイロットとして発生し、巡回シフト部 12はCAZAC系列ZC k (n)を指示されたcサンプル分巡回シフトし、 られたZC k (n-c)をDFT部13に入力する。例えば、図3(B)のパ ロット1であれば、巡回シフト部12はZC k (n)をc1だけシフトしてZC k (n-c1)を発生し、パイロット2であれば、c 2 -s(k,d,L)だけ巡回シフトしてZC k (n-c2+s(k,d,L))を発生してDFT部13に入力する。N TX サイズ(N TX =L)のDFT部13は入力するパイロットZC k (n-c)にDFT演算処理を施して周波数領域のパイ ットDFT{ZC k (n-c)}を発生する。サブキャリアマッピング部 14は指示された周波数オフセット量dに基づい て、パイロットのマッピング位置を制御して 周波数オフセットし、N FFT サイズ(N FFT =128)のIFFT部15は入力されたサブキャリア成分 IFFT演算処理を施して時間領域信号に変換し てフレーム生成部26に入力する。
 図14(B)は、巡回シフトをIFFT後に行なう場合 パイロット生成部25の構成図であり、巡回 フト部12は、c×N FFT /N Tx サンプル分巡回シフトすることにより、図14( A)と全く同じ結果が得られる。

 (C) 基地局
 図15は基地局の構成図である。
 上り送信データが発生すると移動局(ユーザ )は、基地局との間で通信リンク確立の手順 実行し、この手順の過程で基地局に伝搬路 況を送信する。すなわち、移動局は基地局 ら送信される共通パイロットを受信して無 測定(SIRあるいはSNR測定)し、無線測定結果を 伝搬路情況として基地局に報告する。例えば 、基地局は伝送帯域を複数の送信周波数帯域 に分割し、送信周波数帯域毎に共通パイロッ トを送信し、移動局は送信周波数帯域毎に無 線測定し、測定結果を基地局に送る。基地局 は、移動局より伝搬路情況を取得すると共に リソース割り当て要求を受信すると、該移動 局の伝搬路情況に基づいてリソースを割当て てリソース割当情報を移動局に送る。
 無線部31は移動局から受信した無線信号を ースバンド信号に変換し、分離部32はデータ /制御情報とパイロットを分離し、データ/制 情報をデータ処理部33に入力し、パイロッ をチャネル推定部34に入力する。データ処理 部33及びチャネル推定部34は、図24に示す周波 数等化構成を備えている。
 データ処理部33は通信リンク確立時に移動 から送信された伝搬路情況データを復調し 上りリンク(uplink)リソース管理部35に入力す 。上りリンクリソース管理部35は、伝搬路 況に基づいてリソース割り当てを行い、リ ース割当情報を作成して下り信号ベースバ ド処理部36に入力する。リソース割当情報に は、データの送信周波数帯域、タイミング、 変調方式などに加えてパイロットの送信周波 数帯域、パイロットとして使用するCAZAC系列 系列番号及び系列長L、巡回シフト量、周波 数オフセット量dなどが含まれる。下り信号 ースバンド処理部36は下りデータや制御情報 及びリソース割当情報を時分割多重して無線 部31より送信する。
 移動局はリソース割当情報を受信すれば図1 3、図14で説明した処理を行なって、データと パイロットで構成されたフレームを送信する 。
 チャネル推定部34は分離部32で分離されて入 力されたパイロットを用いて図6で説明した 1のチャネル推定処理を行い、チャネル推定 をデータ処理部33に入力する。データ処理 33はチャネル推定値に基づいてチャネル補償 を行い、チャネル補償結果に
基づいてデータの復調を行う。なお、上りリ ンクリソース管理部35は、巡回シフト量算出 35aとリンク割当情報指示部35bを備えている

 図16はチャネル推定部34の構成図であり、図 6と同一部分には同一符号を付している。
 DFT部51は分離部32から入力されるパイロット 信号にDFT演算処理を加えて周波数領域のパイ ロット信号(サブキャリア成分p1~p12)に変換す 。サブキャリア加算部52はお互いに重なっ いないサブキャリア成分p12とp1を加算し、加 算結果を新たにサブキャリア周波数f1のサブ ャリア成分p1とする。
 レプリカ信号乗算部53はパイロットのレプ カ信号qiと受信パイロット信号piとをサブキ リア毎に乗算し、IDFT部54はレプリカ乗算結 にIDFT演算処理を施して時間領域のパイロッ ト信号を出力する。プロファイル抽出部55はt =(c1+c2)/2でIDFT出力信号を分離し、ユーザ1から の受信信号であれば、プロファイルPRF1(図6参 照)を選択し、DFT部56はプロファイルPRF1にDFT 算を施してチャネル推定値h1~h11を出力する 一方、ユーザ2からの受信信号であれば、プ ファイル抽出部55はプロファイルPRF2を選択 、DFT部56はプロファイルPRF2にDFT演算を施し チャネル推定値h2~h12を出力する。

 (D)第2のパイロット生成部及びチャネル推定 部
 図17(A)は図7で説明した第2のパイロット生成 処理を行なうパイロット生成部の構成図であ り、図14(A)のパイロット生成部と同一部分に 同一符号を付している。異なる点は、サブ ャリアマッピング部14で周波数オフセット dに基づいたサブキャリアマッピングと、所 サブキャリアのパイロット成分のコピーの2 つの動作を実行する点であり、他の動作は同 じである。
 CAZAC系列発生部11は指示された系列長L、系 番号のCAZAC系列ZC k (n)をパイロットとして発生し、巡回シフト部 12はCAZAC系列ZC k (n)を指示されたcサンプル分巡回シフトし、 られたZC k (n-c)をDFT部13に入力する。例えば、図7(B)のユ ザ1用のパイロット1であれば、巡回シフト 12はZC k (n)をc1だけシフトしてZC k (n-c1)を発生し、ユーザ2用のパイロット2であ ば、c 2 -s(k,d,L)だけ巡回シフトしてZC k (n-c2+s(k,d,L))を発生してDFT部13に入力する。N TX サイズ(N TX =L)のDFT部13は入力するパイロットZC k (n-c)にDFT演算処理を施して周波数領域のパイ ットDFT{ZC k (n-c)}を発生する。
 サブキャリアマッピング部14は、送信リソ ス管理部23から指示されたコピー情報と周波 数オフセット情報に基づいてサブキャリアマ ッピングを行なう。例えば、図7(B)のユーザ1 パイロット1に対して、図8(A)に示すサブキ リアマッピング処理を行い、図7(C)のユーザ2 のパイロット2に対しては、図8(B)に示すサブ ャリアマッピング処理を行なう。N FFT サイズ(例えばN FFT =128)のIFFT部15は入力されたサブキャリア成分 IFFT演算処理を施して時間領域のパイロット 信号に変換してフレーム生成部26に入力する

 図17(B)は図9で説明した第2のチャネル推定処 理を行なうチャネル推定部34の構成図であり 図16のチャネル推定部と同一部分には同一 号を付している。異なる点は、サブキャリ 加算部52を削除した点、およびレプリカ信号 乗算部53の乗算処理である。
 DFT部51は分離部32から入力されるパイロット 信号にDFT演算処理を加えて周波数領域のパイ ロット信号(サブキャリア成分p1~p12)に変換す 。レプリカ信号乗算部53は、ユーザ1からの イロット1を受信するのであれば、DFT部51か 出力する受信パイロットのサブキャリアf i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+10 の成分p1~p11とレプリカ信号q1~q11を乗算し、ユ ーザ2からのパイロット2を受信するのであれ 、DFT部51から出力する受信パイロットのサ キャリアf i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 の成分p2~p12とレプリカ信
号を乗算する。
 以後、IDFT部54はレプリカ乗算結果にIDFT演算 処理を施して時間領域の遅延プロファイルを 出力する。プロファイル抽出部55はt=(c1+c2)/2 IDFT出力信号を分離し、ユーザ2からのパイロ ット信号であれば、プロファイルPRF1(図6参照 )を選択し、DFT部56はプロファイルPRF1にDFT演 を施してチャネル推定値h1~h11を出力する。 方、ユーザ1からの受信信号であれば、プロ ァイル抽出部55はプロファイルPRF2を選択し DFT部56はプロファイルPRF2にDFT演算を施して ャネル推定値h2~h12を出力する。

 (E)第3のパイロット生成部及びチャネル推定 部
 図18(A)は図11で説明した第3のパイロット生 処理を行なうパイロット生成部の構成図で り、図14(A)のパイロット生成部と同一部分に は同一符号を付している。異なる点は、極性 付与部61を追加した点であり、他の動作は同 である。
 CAZAC系列発生部11は指示された系列長L、系 番号のCAZAC系列ZC k (n)をパイロットとして発生し、巡回シフト部 12はCAZAC系列ZC k (n)を指示されたcサンプル分巡回シフトし、 られたZC k (n-c)をDFT部13に入力する。例えば、図11(B)、(D) のユーザ1用のパイロット1であれば、巡回シ ト部12はZC k (n)をc1だけシフトしてZC k (n-c1)を発生し、ユーザ2用のパイロット2であ ば、c 2 -s(k,d,L)だけ巡回シフトしてZC k (n-c2+s(k,d,L))を発生してDFT部13に入力する。N TX サイズ(N TX =L)のDFT部13は入力するパイロットZC k (n-c)にDFT演算処理を施して周波数領域のパイ ットDFT{ZC k (n-c)}を発生する。
 サブキャリアマッピング部14は、送信リソ ス管理部23から指示された周波数オフセット 情報に基づいてサブキャリアマッピングを行 なう。極性付与部61は送信リソース管理部23 ら指示された極性をサブキャリアマッピン 部14の出力に付してIFFT部15に入力する。例え ば、ユーザ1用のパイロット1であれば、第1、 第2のパイロットブロックにおいて+1の極性が 指示されるから(図11(B)、(D)参照)、極性付与 61はサブキャリアマッピング部14から出力す 全キャリア成分に+1を乗算してIFFT部15に入 する。また、ユーザ2用のパイロット2であれ ば、第1のパイロットブロックにおいて+1の極 性が指示され、第2のパイロットブロックに いて-1の極性が指示されるから(図11(C)、(E)参 照)、極性付与部61はサブキャリアマッピング 部14から出力する全キャリア成分に第1のパイ ロットブロックにおいて+1を乗算してIFFT部15 入力し、第2のパイロットブロックにおいて -1を乗算してIFFT部15に入力する。
 N FFT サイズ(N FFT =128)のIFFT部15は入力されたサブキャリア成分 IFFT演算処理を施して時間領域のパイロット 信号に変換してフレーム生成部26に入力する

 図18(B)は図12で説明した第3のチャネル推定 理を行なうチャネル推定部34の構成図であり 、図16のチャネル推定部と同一部分には同一 号を付している。異なる点は、サブキャリ 加算部52の代わりにブロック間サブキャリ 加算部62を設けた点である。
 DFT部51は分離部32から入力される第1パイロ トブロックのパイロット信号にDFT演算処理 加えて周波数領域のパイロット信号(サブキ リア成分p1~p12)に変換し、ブロック間サブキ ャリア加算部62は該パイロット信号(サブキャ リア成分p1~p12)を内蔵のメモリに保存する。 かる後、DFT部51は分離部32から入力される第2 パイロットブロックのパイロット信号にDFT演 算処理を加えて周波数領域のパイロット信号 (サブキャリア成分p1~p12)に変換してブロック サブキャリア加算部62に入力する。
 ブロック間サブキャリア加算部62は、ユー 1からのパイロット1を受信するのであれば、 保存してある第1パイロットブロックのパイ ット信号(サブキャリア成分p1~p12)と第2パイ ットブロックのパイロット信号(サブキャリ 成分p1~p12)をサブキャリア毎に加算する。こ れにより多重されている他のユーザ(例えば ーザ2)からのパイロット信号成分が除去され る。また、ブロック間サブキャリア加算部62 、ユーザ2から
のパイロット2を受信するのであれば、保存 てある第1パイロットブロックのパイロット 号(サブキャリア成分p1~p12)から第2パイロッ ブロックのパイロット信号(サブキャリア成 分p1~p12)をサブキャリア毎に減算する。これ より多重されている他のユーザ(例えばユー 1)からのパイロット信号成分が除去される
 レプリカ信号乗算部53は、ユーザ1のパイロ ト1を受信するのであれば、ブロック間サブ キャリア加算部62が出力する受信パイロット サブキャリアf i ,f i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+10 の成分p1~p11とレプリカ信号q1~q11を乗算し、ユ ーザ2のパイロット2を受信するのであれば、 ロック間サブキャリア加算部62から出力す 受信パイロットのサブキャリアf i+1 ,f i+2 , f i+3 ,,,f i+11 の成分p2~p12とレプリカ信号q1~q11を乗算する。
 以後、IDFT部54はレプリカ乗算結果にIDFT演算 処理を施して時間領域のパイロット信号を出 力する。プロファイル抽出部55はt=(c1+c2)/2でID FT出力信号を分離し、ユーザ1からのパイロッ ト信号であれば、プロファイルPRF1(図6参照) 選択し、DFT部56はプロファイルPRF1にDFT演算 施してチャネル推定値h1~h11を出力する。一 、ユーザ2からの受信信号であれば、プロフ イル抽出部55はプロファイルPRF2を選択し、D FT部56はプロファイルPRF2にDFT演算を施してチ ネル推定値h2~h12を出力する。

 (F)適応制御
 前述のように、基地局より上りリンクリソ ス管理部35(図15)は、移動局の伝搬路情況に づいて、パイロットの送信周波数帯域、CAZA C系列番号及び系列長L、巡回シフト量、周波 オフセットdなどを決定して移動局に通知す る。また、基地局の上りリンクリソース管理 部35は、各移動局の伝搬路情況に基づいて送 周波数帯域における多重数も決定する。
 図19は多重数が4の場合の周波数割当説明図 あり、ユーザ1に最初の12サブキャリアを割 当て、ユーザ2に第2番目の12サブキャリアを 割り当て、ユーザ3に第3番目の12サブキャリ を割り当て、ユーザ4に最後の12サブキャリ を割り当てた場合であり、各ユーザのパイ ットとして系列長L=19のCAZAC系列ZC k (n)を、巡回シフト量を変えて使用している。

 パイロットの周波数オフセットはユーザそ ぞれのデータ送信帯域幅をできるだけカバ するように設定される。巡回シフト算出部3 5a(図15)は各ユーザの巡回シフト量を次式
に従って計算する。ここで、i,pはそれぞれデ ータ送信帯域番号とユーザ番号を表す。また 、s(k,d,L)は系列番号k、系列長L、周波数オフ ットによって生じる巡回シフト量を表し、 式
の関係が成り立つ。p番目のユーザのc p は例えば次式
により計算することができる。Pは巡回シフ によって多重されるパイロット数(ユーザ数) を表す。図19の場合、ユーザ1~ユーザ4の巡回 フト量c 1 ~c 4
 c 1 =0
 c 2 =[L/4]
 c 3 =[2・L/4]-s(k,d,L)
 c 4 =[3・L/4]-s(k,d,L)
となる。

 ところで、パイロット信号の受信方式によ てはパイロットの送信帯域の両端のチャネ 推定特性が悪く、中間部分のチャネル推定 性が良い場合がある。すなわち、図19のサ キャリア1~12,37~48の送信帯域でチャネル推定 度が悪く、サブキャリア13~24,25~36の送信帯 でチャネル推定精度が良い場合がある。
 そこで、伝搬路情況が悪いユーザに中間の ブキャリア13~24,25~36の送信帯域を優先的に り当て、伝搬路情況が良いユーザに両側の ブキャリア1~12,37~48の送信帯域を割り当てる このようにすれば、極端にチャネル推定精 が劣化するユーザがなくなる。図19ではユ ザ2、ユーザ3を中間の送信帯域に割り当てる 例を示している。
 また、図20、図21に示すようにフレーム毎に 各ユーザに割り当てる送信帯域を切り替える ように制御(ホッピング制御)することができ 。図20は、奇数番目のフレームにおける割 当て説明図、図21は偶数番目のフレームにお ける割り当て説明図である。
 奇数番目のフレームでは図20に示すように ーザ1、ユーザ4に両側のサブキャリア1~12,37~4 8を割り当て、ユーザ2、ユーザ3に中間のサブ キャリア13~24,25~36を割り当てる。また、偶数 目のフレームでは図21に示すようにユーザ4 ユーザ1に中間のサブキャリア13~24,25~36を割 当て、ユーザ3、ユーザ2に両側のサブキャ ア1~12,37~48を割り当てる。なお、奇数番目の レームでは、ユーザ3、ユーザ4のパイロッ に周波数オフセットを掛け、偶数番目のフ ームでは、ユーザ1、ユーザ2のパイロットに 周波数オフセットを掛ける。このようにすれ ば、極端にチャネル推定精度が劣化するユー ザがなくなる。

 図22はホッピング制御する場合のパイロッ 生成部の構成図であり、図14(A)のパイロット 生成部と同一部分には同一符号を付している 。異なる点は、周波数オフセット切り替え制 御部71を追加した点であり、他の動作は同じ ある。
 CAZAC系列発生部11は指示された系列長L、系 番号のCAZAC系列ZC k (n)をパイロットとして発生し、巡回シフト部 12はCAZAC系列ZC k (n)を指示されたcサンプル分巡回シフトし、 られたZC k (n-c)をDFT部13に入力する。N TX サイズ(N TX =L)のDFT部13は入力するパイロットZC k (n-c)にDFT演算処理を施して周波数領域のパイ ットDFT{ZC k (n-c)}を発生する。周波数オフセット切り替え 制御部71は、送信リソース管理部23から指示 れた周波数オフセット量dとホッピングパタ ンとに基づいて周波数オフセットするか否 を決定する。サブキャリアマッピング部14 、周波数オフセットするか否かに従ってサ キャリアマッピングを行なう。N FFT サイズ(N FFT =128)のIFFT部15は入力されたサブキャリア成分 IDFT演算処理を施して時間領域のパイロット 信号に変換してフレーム生成部26に入力する

 ・発明の効果
 以上本発明によれば、パイロット送信周波 帯域から外れてしまうデータ送信サブキャ アのチャネル推定を精度良く行なうことが きる。
 また、本発明によれば、多重するユーザの イロットとして、所定の系列(例えばCAZAC系 ZC k (n))に異なる量の巡回シフトを施したものを 用しても、各ユーザに割当てたサブキャリ のチャネル推定を精度良く行なうことがで る。
 また、本発明によれば、多重するユーザの イロットとして所定の系列に異なる量の巡 シフトを施したものを使用しても、簡単な 法により各ユーザのパイロットを分離して ャネル推定を行なうことができる。
 また、本発明によれば、伝搬路状況の悪い ーザにパイロットの送信帯域の中間部分を
優先的に割り当てることにより、伝搬路状況 の悪いユーザであっても該ユーザのデータ送 信サブキャリアのチャネル推定精度を高める ことができる。
 また、本発明によれば、ユーザに割り当て データ伝送帯域をパイロット送信帯域の中 部分と端の部分でホッピングすることによ 、伝搬路状況の悪いユーザであっても該ユ ザの送信データサブキャリアのチャネル推 精度を高めることができる。