JP4447575B2 - 送信装置及び送信方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に無線通信の技術分野に関し、特にマルチメディアブロ−ドキャストマルチキャストサ−ビス（MBMS: multimedia broadcast multicast service）チャネルを送信する送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法に関する。

映像通信やデ−タ通信が主に行われる次世代の移動通信システムでは、第3世代の移動通信システム（IMT−2000）をはるかにしのぐ能力が求められ、通信の大容量化、高速化、ブロ−ドバンド化等を十分に達成する必要がある。このため屋内や屋外での様々な通信環境が想定される。下り方向のデ−タ伝送では、ユニキャスト方式だけでなく、マルチキャスト方式やブロ−ドキャスト方式も行われる。特にMBMSチャネルを伝送することは近年益々重要視されている。MBMSチャネルは、特定の又は不特定の多数のユ−ザに同報配信されるマルチメディア情報を含み、音声、文字、静止画、動画その他の様々なコンテンツを含んでよい。（将来的な通信システムの動向については、例えば非特許文献1参照。）。

一方、広帯域の移動通信システムでは、マルチパス環境による周波数選択性フェ−ジングの影響が顕著になる。このため、直交周波数分割多重化（OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が、次世代の通信方式に有望視されている。OFDM方式では、伝送すべき情報を含む有効シンボル部にガ−ドインタ−バル部を付加することで1つのシンボルが形成され、所定の送信時間間隔（TTI: Transmission Time Interval）の間に複数個のシンボルが送信される。ガ−ドインタ−バル部は、有効シンボル部に含まれている情報の一部で作成される。ガ−ドインタ−バル部は、サイクリックプレフィックス（CP: cyclic prefix）又はオ−バ−ヘッドとも呼ばれる。

他方、MBMSチャネルはユニキャストチャネルとは異なり、同一内容のMBMSチャネルが複数のセルから送信される。ユニキャストチャネルは原則として1つのセルから特定のユ−ザに送信される。

図1に示される「エリア1」は3つの基地局BS1,BS2,BS3を含み、このエリア内では同一のMBMSチャネルが伝送される。このようなエリアはMBMSエリアと呼ばれてもよい。同様に「エリア2」は3つの基地局BS11,BS12,BS13を含み、このエリア内では同一のMBMSチャネルが伝送される。エリア1とエリア2で伝送されるMBMSチャネルは異なっているのが一般的であるが、意図的に又は偶発的に同じでもよい。移動端末（より一般的には移動端末及び固定端末を含むユ−ザ装置（UE: user equipment））は、複数のセルから送信された同一内容のMBMSチャネルを受信する。受信されるMBMSチャネルは無線伝搬経路の長短に応じて多数の到来波又はパスを形成する。OFDM方式のシンボルの性質に起因して、到来波の遅延差がガ−ドインタ−バルの範疇に収まっていたならば、それら複数の到来波はシンボル間干渉なく合成（ソフトコンバイニング）することができ、パスダイバ−シチ効果に起因して受信品質を向上させることができる。このため、MBMSチャネル用のガ−ドインタ−バル長はユニキャストチャネル用のガ−ドインタ−バル長より長く設定される。

ところで、ユニキャストチャネルが或るユ−ザ装置宛に伝送される場合に、パイロットチャネル、制御チャネル及びユニキャストチャネルに特定のセルに固有のスクランブルコ−ド(cell−specific scrambling code)が使用される。ユ−ザ装置は受信したパイロットチャネルに基づいてチャネル推定その他の処理行い、制御チャネル及びユニキャストチャネルに関するチャネル補償を行い、以後の復調処理を行う。スクランブルコ−ドはセル毎に異なるので、それを用いて、希望信号と他セルからの干渉信号を区別することができる。しかしながらこの方式でユニキャストチャネルが単にMBMSチャネルに置換されたとすると（セル毎に異なるスクランブルコ−ドがMBMSチャネルの伝送に使用されると）、ユ−ザ装置は周囲の基地局からの信号（具体的にはパイロットチャネル）を区別しながら処理しなければならないが、それは困難である。このような観点から、MBMSエリアに含まれる複数のセルに共通するスクランブルコ−ド（共通スクランブルコ−ド）をMBMS用に別途用意することが提案されている。より具体的には、セル固有のスクランブルコ−ドの乗算されたパイロットチャネル（固有パイロットチャネル）と、MBMSエリア中の複数のセルに共通するパイロットチャネル（共通パイロットチャネル）とが用意され、ユニキャストチャネルのチャネル補償等には固有パイロットチャネルが使用され、MBMSチャネルのチャネル補償等には共通パイロットチャネルが使用される。
大津："Systems beyond IMT−2000へのチャレンジ〜ワイヤレスからのアプロ−チ〜"，ITUジャ−ナル，Vol.33,No.3,pp.26−30,Mar.2003

上述したようにMBMSチャネルの場合は、ユ−ザ装置にとって遠近様々なセルから同じMBMSチャネルが伝送され、それらを合成（ソフトコンバイニング）するので、ユニキャストチャネルの場合よりも遅延スプレッドが大きく、周波数方向の変動も激しくなる。従ってMBMSチャネルのチャネル推定精度等がユニキャストチャネルの場合に比べて劣化してしまうおそれがある。

また、MBMSチャネルは、ユニキャストチャネルとは異なり、全てのユ−ザ装置に同じMCS(変調方式及びチャネル符号化方式)で伝送され、想定される最悪のユ−ザに合わせてMCSが設定されなければならない。例えばユ−ザ装置が高速で移動している場合には通信環境は悪くなり、そのような環境でもMBMSチャネルが所要品質を満たすように配慮しなければならない。

本発明は、上記問題点の少なくとも1つに対処するためになされたものであり、その課題は、MBMSチャネルの受信品質の向上を図る送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法を提供することである。

本発明の一形態では送信装置が使用される。送信装置は、
特定のセルに固有の固有パイロットチャネルが含まれたユニキャストフレームと、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）エリアに共通の共通パイロットチャネルが含まれたマルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）フレームとを時分割多重する多重化部と、
前記多重化部での多重結果を送信する送信部を備え、
前記ＭＢＭＳフレームあたりの共通パイロットチャネルの挿入密度は、前記ユニキャストフレームあたりの固有パイロットチャネルの挿入密度より高く、
１つのＭＢＭＳフレームに含まれた所定数のＯＦＤＭシンボルのうち、第１のＯＦＤＭシンボルにおいて、複数のサブキャリアのうちの離散的な一部のサブキャリアのそれぞれに共通パイロットチャネルがマッピングされ、
前記１つのＭＢＭＳフレームのうち、前記第１のＯＦＤＭシンボルよりも後方に配置された第２のＯＦＤＭシンボルにおいて、前記第１のＯＦＤＭシンボルでの共通パイロットチャネルがマッピングされたサブキャリア以外の残りの離散的なサブキャリアのそれぞれにも共通パイロットチャネルがマッピングされることを特徴とする送信装置である。

本発明によれば、MBMSチャネルの受信品質の向上を図ることができる。

本発明の一形態による送信装置は、ユニキャストチャネル、MBMSチャネル、特定のセルに固有の固有パイロットチャネル及び複数のセルに共通の共通パイロットチャネルを多重し、送信シンボルを作成する多重手段を有する。多重手段は、ユニキャストチャネルを含むユニキャストフレ−ムとMBMSチャネルを含むMBMSフレ−ムとを同一周波数帯域で時分割多重する。MBMSフレ−ムに含まれる共通パイロットチャネルの挿入密度は、ユニキャストチャネルに含まれる固有パイロットチャネルの挿入密度より多い。

この場合において、時間方向のチャネル変動耐性は時間方向のパイロットチャネルの挿入密度が大きいほど強く、小さいほど弱い。周波数方向のチャネル変動耐性も周波数方向の挿入密度が大きいほど強く、小さいほど弱い。

特に周波数方向のチャネル変動耐性を高める等の観点からは、どのサブキャリアについても、少なくとも1つの時間スロットに共通パイロットチャネルがマッピングされてもよい。また、或る時間スロットで共通パイロットチャネルが挿入されるサブキャリアの少なくとも一部は、別の時間スロットで共通パイロットチャネルが挿入されるサブキャリアと異ってもよい。

特に時間方向のチャネル変動耐性を高める等の観点からは、或るサブキャリアに属する複数の時間スロットに共通パイロットチャネルがマッピングされてもよい。また、どの時間スロットについても、少なくとも1つの共通パイロットチャネルがマッピングされてもよい。

また，挿入密度が小さいほど，同じ情報レートのデータを送信するために，低い符号化率のチャネル符号化を用いることができ，符号化利得の増大により，MBMSチャネルの受信品質を改善することができる。

チャネル推定精度の均一化を図る等の観点からは、共通パイロットチャネルは、等しい周波数間隔でマッピングされてもよい。更に、共通パイロットチャネルは、所定の帯域及び期間を占めるMBMSフレ−ムの中で一様に分散されてもよい。

MBMSフレームの伝送期間でもユニキャストチャネル用のCQI測定等を行う等の観点からは、MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルに加えて固有パイロットチャネルもマッピングされてよい。

ユーザ装置側でユニキャストフレームとMBMSフレームを区別せずにCQI測定等を行う等の観点からは、MBMSフレ−ムに挿入される固有パイロットチャネルの少なくとも一部は、ユニキャストフレ−ムに挿入される固有パイロットチャネルと同じサブキャリアに挿入されてよい。

バッテリーセービング効果を維持しつつ受信品質測定精度も高める等の観点からは、MBMSフレ−ムに挿入される固有パイロットチャネルの一部分は、ユニキャストフレ−ムに挿入される固有パイロットチャネルと同じサブキャリアに挿入され、前記一部分の固有パイロットチャネルの挿入されている少なくとも1つの時間スロットに、別の固有パイロットチャネルも挿入されてもよい。

本発明の一形態では、OFDM方式の通信システムで使用される受信装置が使用される。受信装置は、固有パイロットチャネルの挿入された1以上のサブキャリアの各々について第1種のチャネル推定値を求める手段と、共通パイロットチャネルの挿入された1以上のサブキャリアの各々について第2種のチャネル推定値を求める手段と、1以上の第1種のチャネル推定値から導出された或るサブキャリアのチャネル推定値と、該サブキャリアについての第2種のチャネル推定値との差分から非所望信号成分を導出し、該サブキャリアについてチャネル品質インジケ−タ（CQI）を導出する手段とを有する。

ユニキャストフレームとMBMSフレームで固有パイロットチャネルの占める場所及び割合を同一にし、信号処理を簡易化する等の観点からは、1以上の第1種のチャネル推定値から導出された或るサブキャリアのチャネル推定値が、異なるサブキャリアについての複数の第1種のチャネル推定値の平均値から導出されてもよい。

CQIの測定精度を向上させる等の観点からは、同一のサブキャリアに関する第1種及び第2種のチャネル推定値の差分から非所望信号成分が導出されてもよい。

以下の実施例では、下りリンクに直交周波数分割多重化（OFDM）方式を採用するシステムが説明されるが、他のマルチキャリア方式のシステムに本発明が適用されてもよい。

図2は、本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図を示す。この送信機は典型的には本実施例のように基地局に設けられるが、他の装置に設けられてもよい。送信機を示す図2には、MBMS処理部11と、ユニキャストチャネル処理部12と、MCS設定部13と、制御チャネル処理部19と、第1多重部14と、直並列変換部（S/P）15と、第2多重部（MUX）16と、高速逆フ−リエ変換部（IFFT）17と、ガ−ドインタ−バル挿入部18と、無線パラメ−タ設定部20と、スクランブルコ−ド乗算部21，22と、反復部23，24とが描かれている。MBMS処理部11は、符号器111と、デ−タ変調器112と、インタ−リ−バ113と、スクランブルコ−ド乗算部114とを有する。ユニキャストチャネル処理部12は、符号器121と、デ−タ変調器122と、インタ−リ−バ123と、スクランブルコ−ド乗算部124とを有する。制御チャネル処理部19は、符号器191と、デ−タ変調器192と、インタ−リ−バ193と、スクランブルコ−ド乗算部194とを有する。

MBMS処理部11は、マルチメディアブロ−ドキャストマルチメディアサ−ビス（MBMS）チャネルに関する処理を行う。MBMSチャネルは、特定の又は不特定の多数のユ−ザに同報配信されるマルチメディア情報を含み、音声、文字、静止画、動画その他の様々なコンテンツを含んでよい。

符号器111はMBMSチャネルの誤り耐性を高めるためのチャネル符号化を行う。符号化は畳み込み符号化やタ−ボ符号化等の当該技術分野で周知の様々な手法で行われてよい。 デ−タ変調器112は、QPSK、16QAM、64QAM等のような何らかの適切な変調方式でMBMSチャネルのデ−タ変調を行う。チャネル符号化率及び/又は変調方式は固定されていてもよいし、MCS設定部13からの指示に応じて変更されてもよい。但し、ユニキャストチャネルとは異なり、MBMSチャネルは個々のユーザ毎に最適に設定されるのではなく、全ユーザが所定品質で受信できるように−例えば高速移動中のユーザ装置でも適切に受信できるように−MCSが決定される。

インタ−リ−バ113はMBMSチャネルに含まれるデ−タの並ぶ順序を所定のパタ−ンに従って並べ換える。

スクランブルコ−ド乗算部114は、スクランブルコ−ドを乗算する。本実施例では同じMBMSエリアに属する複数のセルに共通するスクランブルコ−ドが乗算される。上述したように本実施例ではセル毎に異なるスクランブルコードがユニキャストチャネル用に用意され、それとは別に、MBMSエリア中の複数のセルに共通するスクランブルコードがMBMSチャネル用に用意される。

ユニキャストチャネル処理部12は特定のユ−ザ（典型的には1ユ−ザ）宛のチャネルに関する処理を行う。

符号器121は、ユニキャストチャネルの誤り耐性を高めるための符号化を行う。符号化は畳み込み符号化やタ−ボ符号化等の当該技術分野で周知の様々な手法で行われてよい。本実施例ではユニキャストチャネルについて適応変調符号化（AMC: Adaptive Modulation and Coding）制御が行われ、チャネル符号化率はMCS設定部13からの指示に応じて適応的に変更される。

デ−タ変調器122は、QPSK、16QAM、64QAM等のような何らかの適切な変調方式でユニキャストチャネルのデ−タ変調を行う。本実施例ではユニキャストチャネルについてAMC制御が行われ、変調方式はMCS設定部13からの指示に応じて適応的に変更される。

インタ−リ−バ123はユニキャストチャネルに含まれるデ−タの並ぶ順序を所定のパタ−ンに従って並べ換える。

スクランブルコ−ド乗算部124は、スクランブルコードを乗算する。スクランブルコ−ドはセル毎に異なるスクランブルコ−ドである。

制御チャネル処理部19は特定のユ−ザ（典型的には1ユ−ザ）宛の制御チャネルに関する処理を行う。

符号器191は、制御チャネルの誤り耐性を高めるための符号化を行う。符号化は畳み込み符号化やタ−ボ符号化等の当該技術分野で周知の様々な手法で行われてよい。

デ−タ変調器192は、QPSK、16QAM、64QAM等のような何らかの適切な変調方式で制御チャネルのデ−タ変調を行う。但し、制御チャネルは高速伝送化の要請は少なく、むしろ信頼性の要請が強いので、本実施例ではAMC制御は行われない。

インタ−リ−バ193は制御チャネルに含まれるデ−タの並ぶ順序を所定のパタ−ンに従って並べ換える。

スクランブルコ−ド乗算部194は、セル毎に異なるスクランブルコ−ドを乗算する。

MCS設定部13はMBMSチャネルに使用される変調方式及び符号化率の組み合わせ及びユニキャストチャネルに使用される変調方式及び符号化率の組み合わせを必要に応じて変更するように各処理要素に指示を与える。変調方式及び符号化率の組み合わせは、組み合わせ内容を示す番号（MCS番号）で特定される。

図3はデ−タ変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせ例を示す。図示の例では相対的な情報レ−トも示されており、情報レ−トの小さい順にMCS番号が順に割り当てられている。AMC制御は、チャネル状態の良否に応じて変調方式及び符号化方式の双方又は一方を適応的に変えることで、受信側での所要品質を達成することが意図される。チャネル状態の良否は、下りパイロットチャネルの受信品質（受信SIR等）で評価されてもよい。AMC制御を行うことで、チャネル状態の悪いユ−ザに対しては信頼度を高めることで所要品質が達成され、チャネル状態の良いユ−ザに対しては所要品質を維持しつつスル−プットを向上させることができる。

図2の第1多重部14は図4に示されるようにMBMSチャネルとユニキャストチャネルを同じ周波数帯域で時分割多重する。

直並列変換部（S/P）15は直列的な信号系列（ストリ−ム）を並列的な信号系列に変換する。並列的な信号系列数は、サブキャリア数に応じて決定されてもよい。

第2多重部（MUX）16は第1多重部14からの出力信号を表す複数のデ−タ系列とパイロットチャネル及び／又は報知チャネルを多重化する。多重化は、時間多重、周波数多重又は時間及び周波数多重の何れの方式でなされてもよい。MBMSチャネルと共通パイロットチャネルのマッピング例については図5A〜5Hを参照しながら詳細に説明される。

高速逆フ−リエ変換部（IFFT）17は、そこに入力された信号を高速逆フ−リエ変換し、OFDM方式の変調を行う。

ガ−ドインタ−バル挿入部18は、OFDM方式の変調後のシンボルにガ−ドインタ−バル（部）を付加することで、送信シンボルを作成する。周知のように、ガ−ドインタ−バルは、伝送しようとするシンボルの先頭のデ−タを含む一連のデ−タを複製することで作成され、それを末尾に付加することによって送信シンボルが作成される。或いはガ−ドインタ−バルは、伝送しようとするシンボルの末尾のデ−タを含む一連のデ−タを複製することで作成され、それを先頭に付加することによって送信シンボルが作成されてもよい。

無線パラメ−タ設定部20は通信に使用される無線パラメ−タを設定する。無線パラメ−タ（群）は、OFDM方式のシンボルのフォ−マットを規定する情報を含み、ガ−ドインタ−バル部の期間Ｔ_GI、有効シンボル部の期間、1シンボル中のガ−ドインタ−バル部の占める割合、サブキャリア間隔Δｆ等の値を特定する一群の情報を含んでよい。なお、有効シンボル部の期間はサブキャリア間隔の逆数1／Δｆに等しい。

無線パラメ−タ設定部20は、通信状況に応じて或いは他の装置からの指示に応じて、適切な無線パラメ−タ群を設定する。例えば、無線パラメ−タ設定部20は、送信対象がユニキャストチャネルであるかMBMSチャネルであるか否かに応じて、使用する無線パラメ−タ群を使い分けてもよい。例えば、ユニキャストチャネルには、より短期間のガ−ドインタ−バル部を規定する無線パラメ−タ群が使用され、MBMSチャネルには、より長期間のガ−ドインタ−バル部を規定する無線パラメ−タ群が使用されてもよい。無線パラメ−タ設定部20は、適切な無線パラメ−タ群を、その都度計算して導出してもよいし、或いは無線パラメ−タ群の複数の組を予めメモリに記憶させておき、必要に応じてそれらの内の1組が選択されてもよい。

スクランブルコ−ド乗算部21はそこに入力されたパイロットチャネルにスクランブルコ−ドを乗算し、固有パイロットチャネルを生成する。スクランブルコ−ドはセル毎に異なるように用意されたセル固有のスクランブルコ−ド（固有スクランブルコ−ド）である。

スクランブルコ−ド乗算部22はそこに入力されたパイロットチャネルにスクランブルコ−ドを乗算し、共通パイロットチャネルを生成する。このスクランブルコ−ドは複数のセルに共通に用意されたスクランブルコ−ド（共通スクランブルコ−ド）である。スクランブルコ−ド乗算部21，22に入力されるパイロットチャネルは同一でもよいし異なってもよい。

反復部23,24はそこに入力されたデ−タを複製し、出力する。複製数は必要に応じて変えてられてよい。本実施例では共通パイロットチャネルの複製数は、固有パイロットチャネルの複製数より多く設定される。

図2のMBMS処理部に入力されたMBMSチャネル及びユニキャストチャネル処理部に入力されたユニキャストチャネルは、各自のMCS番号で指定される適切な符号化率及び変調方式でチャネル符号化され及びデ−タ変調され、それぞれインタ−リ−ブ後に時間多重される。時間多重は様々な時間の単位でなされてよく、例えば無線フレ−ムの単位でなされてもよいし、無線フレ−ムを構成するサブフレ−ムの単位でなされてもよい。図4はサブフレ−ムの単位で時間多重がなされる例を示す。１つのサブフレ−ムは複数のOFDMシンボルで構成される。一例としてサブフレ−ムは例えば0．5ｍｓのような送信時間間隔（TTI: Transmission Time Interval）に等しくてもよい。或いはサブフレ−ム単位でなく、例えば10ｍｓのような無線フレ−ムの単位で時間多重がなされてもよい。これらの数値例は一例に過ぎず、様々な期間を単位に時間多重が行われてよい。なお、サブフレ−ムや無線フレ−ムのような名称は便宜的なものに過ぎず、何らかの時間単位を示す量に過ぎない。説明の便宜上、ユニキャストチャネルを伝送するサブフレ−ムはユニキャストフレ−ムと言及され、MBMSチャネルを伝送するサブフレ−ムはMBMSフレ−ムと言及される。

時間多重後のチャネルはパイロットチャネルと多重された後に、高速逆フ−リエ変換され、OFDM方式の変調が行われる。変調後のシンボルにはガ−ドインタ−バルが付加され、ベ−スバンドのOFDMシンボルが出力され、それはアナログ信号に変換され、送信アンテナを経て無線送信される。

図5A〜5HはMBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする様々な具体例を示す。図示の簡明化のため、制御チャネル等の他のチャネルは図5A〜５Hに図示されていない。このようなMBMSフレ−ムがユニキャストフレ−ムと時間多重されて無線フレ−ムが形成され、各基地局から移動局に送信される。MBMSフレ−ムは複数の時間スロットを含み、図示の例ではMBMSフレ−ム（１サブフレ−ム）が6つの時間スロット（6つのOFDMシンボル）を含んでいる。以下の説明において、Nsは共通パイロットチャネルの挿入された時間スロット数を示す。Δfは共通パイロットチャネルの周波数方向における挿入間隔（周波数間隔）をOFDMシンボル数で表現する。数値例は単なる一例に過ぎず、適切な如何なる数値が使用されてもよい。図示の都合上1つのOFDMシンボルが全てパイロットチャネルで占められるように描かれているが、そのことは本発明に必須ではない。シンボル長、シンボルの占める帯域及びパイロットチャネル情報量等に依存して、１つのパイロットチャネルを表す情報がOFDMシンボルの一部に又は複数のOFDMシンボルにマッピングされてよい。このことは共通パイロットチャネルだけでなく、固有パイロットチャネルについても当てはまる。

概して、時間方向のチャネル変動耐性はNsが大きいほど強く、小さいほど弱い。周波数方向のチャネル変動耐性はΔfが小さいほど強く、大きいほど弱い。パイロットチャネルによるチャネル推定精度や受信品質を向上させる観点からは、パイロットチャネルの挿入数を増やすことが望ましいが、そうするとMBMSフレ−ムの中でパイロットチャネルの占める割合（OH:オ−バ−ヘッド）が大きくなってしまう。即ち、デ−タ伝送効率の観点からはパイロットチャネルの挿入数は少ない方が望ましい。従って実際のシステムではこのようなトレ−ドオフの関係に配慮して適切にパイロットチャネルをマッピングすることが望ましい。

図5Aに示される例では、Ns=2,Δf=2,OH=16.7％である。図示の例では第2及び第5の時間スロットにて狭い周波数間隔で共通パイロットチャネルがマッピングされている。しかも第2の時間スロットと第5の時間スロットで共通パイロットチャネルが周波数軸上で交互に入り組むように挿入され、MBMSフレ−ム全体としては全サブキャリアに共通パイロットが挿入されていることになる。従って図示の例は周波数方向の変動に対する耐性を高くする等の観点から望ましい。

図5Bに示される例では、Ns=2,Δf=3, OH=11.1％である。図示の例では図5Aの場合と同様に、周波数方向に多数の共通パイロットチャネルが挿入されているが、共通パイロットチャネルの周波数間隔は比較的広くなっている。従ってMBMSフレ−ム中に挿入される共通パイロットチャネル数が少なくなる。図示の例は周波数方向の変動に対する耐性を或る程度高くしつつオ−バ−ヘッドを減らす等の観点から望ましい。

図5Cに示される例では、Ns=3,Δf=3, OH=16.7％である。図示の例では図5Aの場合と同様にMBMSフレ−ム全体として全サブキャリアに共通パイロットが挿入されている。共通パイロットチャネルの周波数間隔は図5Aの場合より広いが、共通パイロットチャネルの挿入される時間スロット数が増えている。従って図示の例は周波数方向だけでなく時間方向の変動に対する耐性を高める観点から望ましい。

図5Dに示される例では、Ns=3,Δf=4, OH=12.5％である。図示の例では図5Cの場合と同様に、周波数方向に多数の共通パイロットチャネルが挿入されているが、共通パイロットチャネルの周波数間隔は比較的広くなっている。従ってMBMSフレ−ム中に挿入される共通パイロットチャネル数が少なくなる。図示の例は時間及び周波数方向の変動に対する耐性を或る程度高くしつつオ−バ−ヘッドを減らす等の観点から望ましい。

図5Eに示される例では、Ns=4,Δf=4, OH=16.7％である。共通パイロットチャネルの周波数間隔は図5Dの場合と同程度であるが、共通パイロットチャネルの挿入される時間スロット数が増えている。従って図示の例は周波数及び時間方向の変動に対する耐性を高める観点から望ましい。

図5Fに示される例では、Ns=4,Δf=6, OH=11.1％である。図示の例では図5Eの場合と同様に、多くの時間スロットに共通パイロットチャネルが挿入されているが、共通パイロットチャネルの周波数間隔は比較的広くなっている。従ってMBMSフレ−ム中に挿入される共通パイロットチャネル数が少なくなる。図示の例は時間及び周波数方向の変動に対する耐性を或る程度高くしつつオ−バ−ヘッドを減らす等の観点から望ましい。

図5Gに示される例では、Ns=6,Δf=5, OH=20.0％である。図示の例では共通パイロットチャネルの周波数間隔は比較的広いが、全ての時間スロットに共通パイロットチャネルが挿入されている。従って図示の例は周波数方向の変動に対する耐性を或る程度維持しつつ、時間方向の変動に対する耐性を特に高める観点から望ましい。

図5Hに示される例では、Ns=6,Δf=6, OH=16.7％である。図示の例では図5Gの場合と同様に、全時間スロットに共通パイロットチャネルが挿入されているが、共通パイロットチャネルの周波数間隔は比較的広くなっている。従ってMBMSフレ−ム中に挿入される共通パイロットチャネル数が少なくなる。図示の例は周波数方向の変動に対する耐性を或る程度高くし、時間方向の変動に対する耐性を特に高めつつオ−バ−ヘッドを減らす等の観点から望ましい。

図5C,5D,5E,5Hに示されるようなマッピング例では、共通パイロットチャネルがMBMSフレ−ムの中で比較的均一に分散されている。従ってこれらの例は、チャネル推定値の補間精度の均一化を図る観点から望ましい。

上述したようにユニキャストフレ−ム及びMBMSフレ−ムは時分割多重方式で伝送され、ユニキャストフレ−ムに含まれる固有パイロットチャネルを用いてユニキャストチャネルのチャネル補償等が行われ、MBMSフレ−ムに含まれる共通パイロットチャネルを用いてMBMSチャネルのチャネル補償等が行われる。従ってMBMSチャネルのチャネル補償等の目的に関しては、MBMSフレ−ムに固有パイロットチャネルを挿入しなくてよい。

一方、ユ−ザ装置は所定の周期（CQI測定周期）で下りチャネルの受信品質を測定し、測定値を基地局に報告する。受信品質はSNR、SIR、SINR等を含む様々なチャネル品質インジケ−タ（CQI: channel quality indicator）で表現されてよい。基地局はCQI測定値に基づいて次回送信するユニキャストチャネルのスケジュ−リング（無線リソ−スの割当、変調方式及びチャネル符号化率の決定、送信電力の決定等）を行う。従って下りチャネルにはユニキャストチャネル用の固有パイロットチャネルが少なくともCQI測定頻度に合わせて挿入されているべきである。CQI測定周期は最短ではサブフレ−ム（１ユニキャストフレ−ム）以下になってもよい。このような観点から、MBMSチャネルにも固有パイロットチャネルが挿入されることが望ましい。

なお、MBMSフレ−ム中に既に挿入されている共通パイロットチャネルを用いてCQIを測定し、そのCQI測定値でユニキャストチャネルのスケジュ−リングを行うことは妥当でない。複数のセルに共通する共通パイロットチャネルだけではセルを区別することができないので、その受信品質により、個々の特定のセルでの下りチャネル状態を適切に評価することは困難だからである。

MBMSフレ−ム中の固有パイロットチャネルの挿入位置は原則としてユ−ザ装置で既知であればどこでもよい。しかしながらユニキャストチャネルとMBMSチャネルで固有パイロットチャネルの挿入位置が全く異なっていたとすると、ユ−ザ装置はその都度フレ−ム構成の相違を確認しなければならず、CQI測定処理が煩雑化するおそれがある。このような観点からは固有パイロットチャネルの挿入場所を、MBMSフレ−ム及びユニキャストチャネルで揃えておくことが望ましい。

図6Aに示される例では、ユニキャストフレ−ムと同様にMBMSフレ−ムの先頭時間スロットに3つの固有パイロットチャネルが挿入されている。これによりユ−ザ装置は、ユニキャストフレ−ム及びMBMSフレ−ムを意識せずに、フレ−ム中の先頭時間スロットから固有パイロットチャネルを抽出し、CQI測定を行うことができる。このことはユ−ザ装置のパワ−セ−ビングの観点からも有利であり、特に間欠受信モ−ド又はDRX(discontinuous transmission)モ−ドで動作するユ−ザ装置にとって有利である。

図6Bに示される例では、ユニキャストフレ−ムと同様にMBMSフレ−ムの先頭時間スロットに3つの固有パイロットチャネルが挿入されていることに加えて、先頭時間スロットに更に2つの固有パイロットチャネル（追加固有パイロットチャネル）が挿入されている。固有パイロットチャネルの挿入頻度が多いので、これはMBMSフレ−ムでの固有パイロットチャネルの受信品質測定精度を向上させる観点から好ましい。しかも追加固有パイロットチャネルは、先頭時間フレ−ムにしか挿入されていないので、ユ−ザ装置は図6Aの場合と同様に先頭時間スロットに限定してCQI測定の処理を行えばよい。即ち図6Bに示される例は、図6Aの場合と同程度のバッテリ−セ−ビング効果を期待できることに加えて、図6Aの場合より高精度な受信信号品質測定値を得ることが期待できる。

L1/L2制御チャネルをMBMSフレームに多重するには、MBMSフレームにセル固有のパイロットチャネル（固有パイロットチャネル）を挿入する必要がある。このような観点から、図6BではL1/L2制御チャネル及び固有パイロットチャネルがMBMSフレ−ムに多重されている。

説明の便宜上固有パイロットチャネル及び追加固有パイロットチャネルがフレ−ム中の先頭時間スロットに挿入されていたが、別の時間スロットに挿入されてもよい。MBMSフレ−ムに挿入される固有パイロットチャネルの少なくとも一部が、ユニキャストフレ−ム中の固有パイロットチャネルと同じ時間スロット番号及び同じ周波数（サブキャリア）に挿入されていればよい。その時間スロットには更に追加固有パイロットチャネルが挿入されてもよい。但し、パイロットチャネル受信後の復調処理を速やかに進める観点からは、固有及び追加固有パイロットチャネルを先頭時間スロットに集めることが望ましい。

図7は、本発明の一実施例による受信機の概略ブロック図を示す。このような受信機は、典型的には移動局のようなユ−ザ装置に設けられる。受信機を示す図7には、シンボルタイミング検出部520と、ガ−ドインタ−バル除去部522と、高速フ−リエ変換部524と、デマルチプレクサ526と、チャネル推定部528と、チャネル補償部530と、並直列変換部（P/S）532と、チャネル補償部534と、デインタリ−バ536と、タ−ボ符号器538と、ビタビデコ−ダ540と、無線パラメ−タ設定部542とが描かれている。

シンボルタイミング検出部520は、受信信号に基づいて、シンボル（シンボル境界）のタイミングを検出する。この受信信号は、不図示のアンテナ及びＲＦ受信部により、受信、増幅、周波数変換、帯域制限、直交復調等の処理を経てディジタル信号に変換された後の信号である。

ガ−ドインタ−バル除去部522は、受信した信号からガ−ドインタ−バルに相当する部分を除去する。

高速フ−リエ変換部524は、入力された信号を高速フ−リエ変換し、OFDM方式の復調を行う。

デマルチプレクサ526は、受信した信号に多重化されているパイロットチャネル、制御チャネル及びデ−タチャネルを分離する。この分離方法は、送信側の多重化（図1の多重部306での処理内容）に対応して行われる。ユニキャストフレ−ム及びMBMSフレ−ムは時分割多重方式で伝送されるので、ユニキャストフレ−ムの期間ではユニキャストチャネル及び固有パイロットチャネル等が導出され、MBMSフレ−ムの期間ではMBMSチャネル及び共通パイロットチャネル（及び固有パイロットチャネル）が導出される。

チャネル推定部528は、パイロットチャネルを用いて伝搬路の状況を推定し、チャネル変動を補償するように、振幅及び位相を調整するための制御信号を出力する。この制御信号は、サブキャリア毎に出力される。

チャネル補償部530は、デ−タチャネルの振幅及び位相を、チャネル推定部528からの情報に従ってサブキャリア毎に調整する。

並直列変換部（P/S）532は、並列的な信号系列を直列の信号系列に変換する。

チャネル補償部534は、制御チャネルの振幅及び位相を、チャネル推定部528からの情報に従ってサブキャリア毎に調整する。

デインタリ−バ536は、信号の並ぶ順序を所定のパタ−ンに従って変更する。所定のパタ−ンは、送信側のインタ−リ−バ（図1の326）で行われる並べ換えの逆パタ−ンに相当する。

タ−ボ符号器538及びビタビデコ−ダ540は、トラフィック情報デ−タ及び制御情報デ−タをそれぞれ復号する。

無線パラメ−タ設定部542は、図1の無線パラメ−タ設定部320と同様に、通信に使用される無線パラメ−タを設定する。無線パラメ−タ設定部542は、適切な無線パラメ−タ群を、その都度計算して導出してもよいし、或いは無線パラメ−タ群の複数の組を予めメモリに記憶させておき、必要に応じてそれらにアクセスしてもよい。

アンテナで受信された信号は、ＲＦ受信部内で増幅、周波数変換、帯域制限、直交復調等の処理を経てディジタル信号に変換される。ガ−ドインタ−バルの除去された信号に対して、高速フ−リエ変換部524によってOFDM方式の復調が行われる。復調後の信号は、分離部526でパイロットチャネル（共通パイロットチャネル及び／又は固有パイロットチャネルを含む）、制御チャネル及びデ−タチャネル（ユニキャストチャネル及びMBMSチャネルを含む）にそれぞれ分離される。パイロットチャネルは、チャネル推定部に入力され、伝搬路の変動を補償するための補償信号がそこからサブキャリア毎に出力される。デ−タチャネルはその補償信号を用いてサブキャリア毎に補償され、直列的な信号に変換される。変換後の信号は、デインタリ−バ526で、インタ−リ−バで施された並べ換えと逆パタ−ンで並べ換えられ、タ−ボ復号器538で復号される。制御チャネルも同様に、補償信号によりチャネル変動が補償され、ビタビデコ−ダ540で復号される。以後、復元されたデ−タ及び制御チャネルを利用する信号処理が行われる。

図8はCQI測定に関する説明図（その１）を示す。図示の受信信号復調部は、図7の分離部（DEMUX）以前の段階の処理要素（DEMUX526、FFT524、GI除去部522及びシンボルタイミング検出器520等）に相当する。CQI測定部は図7のチャネル推定部528中の要素に対応付けることができる。

第2実施例で説明したようにユニキャストフレ−ムだけでなくMBMSフレ−ムでも固有パイロットチャネルに基づくCQI測定が行われる。

図9は固有パイロットチャネルを用いてCQIを測定する様子を示す図である。図示の例ではMBMSフレ−ムの先頭時間スロットに共通パイロットチャネル、固有パイロットチャネル及び制御チャネルがマッピングされ、第2時間スロット以降にMBMSチャネルがマッピングされている（第4時間スロットには共通パイロットチャネルもマッピングされている。）。図示の例では、ｉ番目のサブキャリアに関する受信信号品質（CQI_i）が測定対象である。図示の例では、（ｉ−６）番目、ｉ番目及び（ｉ＋６）番目のサブキャリアに挿入された固有パイロットチャネル３つがCQI測定に使用される。CQIは希望信号電力及び非希望信号電力の比率で表現できる。希望信号電力は、そのサブキャリアｉに関するチャネル推定値h_iから導出できる（サブキャリアiに関して送信された信号s_iは、受信側でh_is_iとして受信される）。非希望信号電力中の干渉電力Iは、次式から算出される。

数式は一例に過ぎず、様々な手法で干渉電力及びCQIが算出されてよい。上記の数式では、h_iはi番目のサブキャリアの希望信号電力に関連し、(h_i−6＋h_i＋6)/2が他のサブキャリアの希望信号電力から予測されるi番目のサブキャリアの希望信号電力に関連し、その差分が干渉電力に関連付けられている。

ｉ＋６番目のサブキャリアに関する受信信号品質が測定対象の場合には、ｉ番目、（ｉ＋６）番目及び（ｉ＋12）番目のサブキャリアに挿入されている固有パイロットチャネルが使用される。

このように図9に示される例では、固有パイロットチャネルのみに基づいて、CQIが測定される。

図10はCQI測定に関する別の説明図を示す。図10の受信信号復調部及びCQI測定部と図7中の要素との対応関係は、図9で説明したものと同じである。

図11は固有及び共通パイロットチャネルを用いてCQIを測定する様子を示す図である。説明の便宜上、h_mは固有パイロットチャネルで推定されたm番目のサブキャリアに関するチャネル推定値を表し、h_n ^’は共通パイロットチャネルで推定されたn番目のサブキャリアに関するチャネル推定値を表すものとする。図9に示される場合と同様に、3つのチャネル推定値が使用されているが、図11に示される例では共通パイロットチャネルによる1つのチャネル推定値h_i ^’及び固有パイロットチャネルによる2つのチャネル推定値h_i±3が使用される。希望信号電力は、そのサブキャリアｉに関するチャネル推定値h_i ^’から導出できる。非希望信号電力中の干渉電力Iは、次式から算出される。

数式は一例に過ぎず、様々な手法で干渉電力及びCQIが算出されてよい。上記の数式では、h_iはi番目のサブキャリアの希望信号電力に関連し、(h_i−3＋h_i＋3)/2が他のサブキャリアの希望信号電力から予測されるi番目のサブキャリアの希望信号電力に関連し、その差分が干渉電力に関連付けられている。h_i’は共通パイロットチャネルから導出される値なので、固有パイロットチャネルから導出される値に比べて精度は落ちるかもしれないが、比較的狭い周波数範囲内で計算が行われるので、周波数方向の変動に追従しやすくなり、全体的なCQI測定精度自体は或る程度以上に確保できる。図9の場合には12サブキャリアも離れたチャネル推定値h_i±6が使用されたが、図11の場合には同じフレ−ム構成で6サブキャリアしか離れていないチャネル推定値h_i±3が使用される。図11に示される例は固有パイロットチャネルだけでなく共通パイロットチャネルも使用するので、比較的狭い周波数範囲でCQI測定を行うことができ、図9の場合よりも周波数方向に及び／又は時間方向に緻密にCQIを測定することができる。
図12は固有及び共通パイロットチャネルを用いてCQIを測定する別の様子を示す。図9，図11に示される例とは異なり、図12ではサブキャリアは同じであるが異なる時間スロットに挿入された固有パイロットチャネル及び共通パイロットチャネルによるチャネル推定値h_i, h_i ^’が使用される。希望信号電力は、そのサブキャリアｉに関するチャネル推定値h_iから導出できる。非希望信号電力中の干渉電力Iは、次式から算出される。

数式は一例に過ぎず、様々な手法で干渉電力及びCQIが算出されてよい。図示の例は時間的なチャネル変動に適切に追従する観点から望ましい。

説明の便宜上、本発明が幾つかの実施例に分けて説明されてきたが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、1以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。

セル及びMBMSエリアを示す図である。 本発明の一実施例による送信機のブロック図である。 デ−タ変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせ例を示す図である。 ユニキャストチャネル及びMBMSチャネルが時間多重される様子を示す図である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=2,Δf=2, OH=16.7％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=2,Δf=3, OH=11.1％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=3,Δf=3, OH=16.7％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=3,Δf=4, OH=12.5％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=4,Δf=4, OH=16.7％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=4,Δf=6, OH=11.1％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=6,Δf=5, OH=20.0％）である。 MBMSフレ−ムに共通パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図（Ns=6,Δf=6, OH=16.7％）である。 MBMSフレ−ムに固有パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図である。 MBMSフレ−ムに固有パイロットチャネルをマッピングする一例を示す図である。 本発明の一実施例による受信機を示す図である。 CQI測定に関する説明図である。 固有パイロットチャネルを用いてCQIを測定する様子を示す図である。 CQI測定に関する別の説明図である。 固有及び共通パイロットチャネルを用いてCQIを測定する様子を示す図である。 固有及び共通パイロットチャネルを用いてCQIを測定する様子を示す図である。

符号の説明

11 MBMS処理部
12 ユニキャストチャネル処理部
13 MCS設定部
19 制御チャネル処理部
14 第1多重部14
15 直並列変換部（S/P）
16 第2多重部（MUX）
17 高速逆フ−リエ変換部（IFFT）
18 ガ−ドインタ−バル挿入部
20 無線パラメ−タ設定部
21，22 スクランブルコ−ド乗算部
23，24 反復部
111 符号器, 112 デ−タ変調器，113 インタ−リ−バ，114 スクランブルコ−ド乗算部
121 符号器，122 デ−タ変調器，123 インタ−リ−バ，124 スクランブルコ−ド乗算部
191 符号器，192 デ−タ変調器，193 インタ−リ−バ，194 スクランブルコ−ド乗算部
520 シンボルタイミング検出部
522 ガ−ドインタ−バル除去部
524 高速フ−リエ変換部
526 デマルチプレクサ
528 チャネル推定部
530 チャネル補償部
532 並直列変換部（P/S）
534 チャネル補償部
536 デインタリ−バ
538 タ−ボ符号器
540 ビタビデコ−ダ
542 無線パラメ−タ設定部

Claims (6)

1. 特定のセルに固有の固有パイロットチャネルが含まれたユニキャストフレームと、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）エリアに共通の共通パイロットチャネルが含まれたマルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）フレームとを時分割多重する多重化部と、
   前記多重化部での多重結果を送信する送信部を備え、
   前記ＭＢＭＳフレームあたりの共通パイロットチャネルの挿入密度は、前記ユニキャストフレームあたりの固有パイロットチャネルの挿入密度より高く、
   １つのＭＢＭＳフレームに含まれた所定数のＯＦＤＭシンボルのうち、第１のＯＦＤＭシンボルにおいて、複数のサブキャリアのうちの離散的な一部のサブキャリアのそれぞれに共通パイロットチャネルがマッピングされ、
   前記１つのＭＢＭＳフレームのうち、前記第１のＯＦＤＭシンボルよりも後方に配置された第２のＯＦＤＭシンボルにおいて、前記第１のＯＦＤＭシンボルでの共通パイロットチャネルがマッピングされたサブキャリア以外の残りの離散的なサブキャリアのそれぞれにも共通パイロットチャネルがマッピングされることを特徴とする送信装置。
2. 共通パイロットチャネルは、等しい周波数間隔でマッピングされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. ひとつのユニキャストフレーム全体として、複数のサブキャリアのうちの離散的な一部のサブキャリアのそれぞれに固有パイロットチャネルがマッピングされていることを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
4. 特定のセルに固有の固有パイロットチャネルが含まれたユニキャストフレームと、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）エリアに共通の共通パイロットチャネルが含まれたマルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）フレームとを時分割多重するステップと、
   多重結果を送信するステップを備え、
   前記ＭＢＭＳフレームあたりの共通パイロットチャネルの挿入密度は、前記ユニキャストフレームあたりの固有パイロットチャネルの挿入密度より高く、
   １つのＭＢＭＳフレームに含まれた所定数のＯＦＤＭシンボルのうち、第１のＯＦＤＭシンボルにおいて、複数のサブキャリアのうちの離散的な一部のサブキャリアのそれぞれに共通パイロットチャネルがマッピングされ、
   前記１つのＭＢＭＳフレームのうち、前記第１のＯＦＤＭシンボルよりも後方に配置された第２のＯＦＤＭシンボルにおいて、前記第１のＯＦＤＭシンボルでの共通パイロットチャネルがマッピングされたサブキャリア以外の残りの離散的なサブキャリアのそれぞれにも共通パイロットチャネルがマッピングされることを特徴とする送信方法。
5. 共通パイロットチャネルは、等しい周波数間隔でマッピングされる
   ことを特徴とする請求項４に記載の送信方法。
6. ひとつのユニキャストフレーム全体として、複数のサブキャリアのうちの離散的な一部のサブキャリアのそれぞれに固有パイロットチャネルがマッピングされていることを特徴とする請求項４または５に記載の送信方法。

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