(57)【要約】  第１の複数のサブキャリア（図５）上の第１の拡散ブロック間隔中に、第１の拡散パイロット信号（５０４）を出力する第１のマルチキャリア送信機（４０１／５０６）と、拡散ブロック間隔中に、第１の複数のサブキャリア上の第２の拡散パイロット信号（５０４）を出力する第２のマルチキャリア送信機（４０１／５０６）とを備える通信システム（図４）。複数の各サブキャリアに対して、第２の拡散パイロット信号は、所定の量だけ第１のパイロット信号とは異なる。
2007508786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散パイロット・データ送信用の第１のサブキャリアを決定するステップと、
拡散パイロット・データ送信用の第２のサブキャリアを決定するステップと、
第１の位相調整した拡散パイロットを生成するために、第１の量だけ前記拡散パイロット・データの位相を調整するステップと、
第２の位相調整した拡散パイロットを生成するために、第２の量だけ前記拡散パイロット・データの位相を調整するステップと、
第１のアンテナ／サブキャリアの組合せにより、前記第１の位相調整した拡散パイロットを送信するステップと、
第２のアンテナ／サブキャリアの組合せにより、前記第２の位相調整した拡散パイロットを送信するステップと、
を含み、前記第２の量が、前記第１および前記第２のサブキャリア／アンテナの組合せに基づく所定の位相値だけ前記第１の量とは異なる方法。
【請求項２】
前記第１の量だけ前記拡散パイロットの位相を調整するステップが、前記拡散パイロットの位相をゼロにより調整するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のアンテナ／サブキャリアの組合せによる送信ステップが、第１のアンテナ／第１のサブキャリアにより送信するステップを含み、前記第２のアンテナ／サブキャリアの組合せによる送信ステップが、前記第１のアンテナ／第２のサブキャリアにより送信するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のアンテナ／サブキャリアの組合せによる送信ステップが、第１のアンテナ／第１のサブキャリアにより送信するステップを含み、前記第２のアンテナ／サブキャリアの組合せによる送信ステップが、第２のアンテナ／第１のサブキャリアにより送信するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１の複数のサブキャリア上の第１の拡散ブロック間隔中に第１の拡散パイロット信号を出力する第１のマルチキャリア送信機と、
前記拡散ブロック間隔中に、前記第１の複数のサブキャリアにより第２の拡散パイロット信号を出力する第２のマルチキャリア送信機と、
を備え、前記複数の各サブキャリアに対して、前記第２の拡散パイロット信号が、所定の位相量だけ前記第１のパイロット信号とは異なるシステム。
【請求項６】
前記所定の位相量が、ある整数を掛けたある一定の値に等しい請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記所定の位相量が、サブキャリア指数を掛けたある一定の値に等しい請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
第１のサブキャリア上の第１の複数のシンボル期間中に第１のパイロット信号を出力する第１のマルチキャリア送信機と、
前記第１のサブキャリア上の前記第１の複数のシンボル期間中に第２のパイロット信号を出力する第２のマルチキャリア送信機と、
を備え、前記複数のシンボル期間内の各シンボル期間に対して、前記第１および前記第２のパイロット信号が所定の位相量だけ異なるシステム。
【請求項９】
前記所定の位相量が、ある整数を掛けたある一定の値に等しい請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記所定の位相量が、シンボル期間指数を掛けたある一定の値に等しい請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
第１の複数のサブキャリア上の第１の拡散ブロック間隔中に第１の拡散パイロット信号を含む第１のマルチキャリア信号を受信するステップと、
前記拡散ブロック間隔中に前記第１の複数のサブキャリア上の第２の拡散パイロット信号を含む第２のマルチキャリア信号を受信するステップと、
を含み、前記複数の各サブキャリアに対して、前記第２の拡散パイロット信号が所定の位相量だけ前記第１のパイロット信号と異なる方法。
【請求項１２】
前記第１の拡散パイロット信号に基づいて第１のチャネルを推定するステップと、
前記第２の拡散パイロット信号に基づいて第２のチャネルを推定するステップと、をさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１のサブキャリア上の第１の複数のシンボル期間中に第１のパイロット信号を含む第１のマルチキャリア送信を受信するステップと、
前記第１のサブキャリア上の前記第１の複数のシンボル期間中に第２のパイロット信号を含む第２のマルチキャリア送信を受信するステップと、
を含み、前記シンボル期間内の各シンボルに対して、前記第１および前記第２のパイロットが所定の位相量だけ異なる方法。
【請求項１４】
前記第１のパイロット信号に基づいて第１のチャネルを推定するステップと、
前記第２のパイロット信号に基づいて第２のチャネルを推定するステップと、をさらに含む請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、通信システムに関し、特にマルチキャリア通信システムにおける送受信のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、いくつかの無線システム規格で使用される周知のマルチキャリア変調方法である。ＯＦＤＭを使用するいくつかのシステムとしては、５ＧＨｚ高速データ・レート無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＨｉｐｅｒＬａｎ２、ＭＭＡＣ）、ヨーロッパにおけるデジタル・オーディオおよびデジタル映像放送（それぞれＤＡＢおよびＤＶＢ−Ｔ）、およびＩＥＥＥ８０２．１６ａのような広帯域固定無線システム等がある。ＯＦＤＭシステムは、使用できる帯域幅を非常に多くの狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、データは、サブキャリアにより並列に送信される。各サブキャリアは、占有周波数帯域の異なる部分を使用する。
【０００３】
種々の形式のマルチキャリア・スペクトル拡散を供給するために、ＯＦＤＭシステムにおいては、データに拡散を適用することもできる。このような拡散ＯＦＤＭシステムは、通常、拡散ＯＦＤＭ（ＳＯＦＤＭ）、マルチキャリアＣＤＭＡ（ＭＣ−ＣＤＭＡ）、または直交周波数符号分割多重（ＯＦＣＤＭ）と呼ばれる。ＭＣ−ＣＤＭＡを使用するシステムの場合には、拡散は、周波数次元で適用され、複数の信号（ユーザ）は、異なる拡散符号を使用することにより、同じ一組のサブキャリアを占有することができる。ＯＦＣＤＭの場合には、異なるユーザには、異なる相互直交拡散符号が割り当てられ、ダウンリンクによる送信の前に拡散信号が結合される。拡散は、周波数次元、または時間次元、または時間と周波数との組合せで適用することができる。いずれの場合でも、ウォルシュ符号のような直交符号が拡散機能のために使用され、複数のデータ・シンボルを異なるウォルシュ符号（すなわち、マルチコード伝送）に符号多重することができる。
【０００４】
各シンボルがＳＦチップにより表される時間次元でのＳＦという拡散率を使用するＯＦＣＤＭシステムの場合には、最大ＳＦウォルシュ符号を各サブキャリア上で能動状態にすることができる。チャネル推定の場合には、これらのウォルシュ符号のうちの１つをパイロット信号として割り当てることができる（すなわち、パイロット信号が、ＩＳ−９５のような従来のシングル・キャリアＣＤＭＡシステムで生成される同じ方法で）。２つ以上のチャネルを推定するために（２つの送信アンテナからのチャネルの測定など）、追加のウォルシュ・チャネルをパイロット・チャネルとして割り当てることができる。しかし、第２のウォルシュ・チャネルをパイロットとして割り当てると、システムのパイロット・オーバーヘッドが２倍になり、データ送信のために使用することができるウォルシュ符号の数が低減することに留意されたい。この追加のオーバーヘッドは、拡散率が小さくおよび／または送信アンテナが多いシステムでは非常に重要な問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故、複数の拡散符号を複数のアンテナからのパイロット・チャネルのために使用しないですむＯＦＤＭシステム内で複数のアンテナからデータを送受信するための方法および装置の開発が待望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のニーズを満たすために、複数の送信機に対して同じウォルシュ符号が同時に使用される。複数の送信機は、同じまたは異なるデバイス（例えば、ダウンリンク上の異なる基地局、アップリンク上の異なる端末）からのものであってもよい。各サブキャリア／アンテナの組合せは、スクランブルした拡散パイロット信号が、サブキャリア／アンテナの組合せをベースとして、いくつかのアンテナのいくつかのサブキャリア上で移相されるという点を除けば、類似のパイロット・ウォルシュ符号を共有する。
【０００７】
１つの拡散符号（例えば、ウォルシュ符号）を、異なるアンテナ／サブキャリアからのパイロット・チャネルに対して使用することができるので、パイロット・オーバーヘッドが大幅に低減する。さらに、パイロット・チャネルをこのように選択することにより、当該の異なる送信機のチャネル応答を分離することができるようになる。この分離を行うために、好適には、以下に説明するように、データ・チャネルからパイロットを分離するために、パイロット・チャネルを拡散解除した後で、すべてのパイロット・サブキャリア上で処理を行うことが好ましい。
【０００８】
本発明は、拡散パイロット・データ送信用の第１のサブキャリアを決定するステップと、拡散パイロット・データ送信用の第２のサブキャリアを決定するステップと、第１の位相調整した拡散パイロットを生成するために、拡散パイロット・データの位相を第１の量だけ調整するステップとを含む方法からなる。拡散パイロット・データの位相は、第２の位相調整した拡散パイロットを生成するために、第２の量だけ調整され、第１の位相調整した拡散パイロットは、第１のアンテナ／サブキャリアの組合せにより送信される。最後に、第２の位相調整した拡散パイロットが、第２のアンテナ／サブキャリアの組合せにより送信される。この場合、第２の量は、第１および第２のサブキャリア／アンテナの組合せに基づいて、所定の位相値だけ第１の量とは異なる。
【０００９】
本発明は、さらに、第１の複数のサブキャリア上の第１の拡散ブロック間隔中に第１の拡散パイロット信号を出力するマルチキャリア送信機と、拡散ブロック間隔中の第１の複数のサブキャリアにより第２の拡散パイロット信号を出力する第２のマルチキャリア送信機とを備えるシステムを含む。この場合、複数の各サブキャリアに対して、第２の拡散パイロット信号は、所定の位相量だけ第１のパイロット信号とは異なる。
【００１０】
本発明は、さらに、第１のサブキャリア上の第１の複数のシンボル期間中に第１のパイロット信号を出力する第１のマルチキャリア送信機と、第１のサブキャリア上の第１の複数のシンボル期間中に第２のパイロット信号を出力する第２のマルチキャリア送信機とを備えるシステムを含む。この場合、複数のシンボル期間内の各シンボル期間に対して、第１および第２のパイロット信号は、所定の位相量だけ異なる。
【００１１】
本発明は、さらに、第１の複数のサブキャリア上の第１の拡散ブロック間隔中に第１の拡散パイロット信号を含む第１のマルチキャリア信号を受信するステップと、拡散ブロック間隔中の第１の複数のサブキャリア上の第２の拡散パイロット信号を含む第２のマルチキャリア信号を受信するステップとを含む方法を含む。この場合、複数の各サブキャリアに対して、第２の拡散パイロット信号は、所定の位相量だけ第１のパイロット信号とは異なる。
【００１２】
最後に、本発明は、第１のサブキャリア上の第１の複数のシンボル期間中に第１のパイロット信号を含む第１のマルチキャリア伝送を受信するステップと、第１のサブキャリア上の第１の複数のシンボル期間中に第２のパイロット信号を含む第２のマルチキャリア送信を受信するステップとを含む方法を含む。この場合、シンボル期間中の各シンボルに対して、第１および第２のパイロットは、所定の位相量だけ異なる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで類似の参照番号が類似の構成要素を示す図面について説明すると、図１および図２は、ＯＦＤＭをベースとするシステム内にパイロット・シンボルを内蔵させるための従来技術による方法のいくつかの例を示す。これらの従来技術による方法は、規則的なＯＦＤＭデータ、または拡散データ（ＭＣ−ＣＤＭＡ、ＯＦＣＤＭなど）を送信するシステムに対して使用することができることに留意されたい。しかし、個々の各パイロット・シンボルは、「１つのＯＦＤＭシンボル期間による１つのサブキャリア」だけを占有することができることに留意されたい。またパイロットおよびデータは、符号多重されていないことにも留意されたい。代わりに、パイロット・シンボルが、データから時間によりおよび／または周波数により分離される。これらの従来技術の方法の場合、チャネル推定値は、データまたは拡散データ位置から分離している各パイロット・シンボル位置のところで入手することができる。次に、時間−周波数グリッド内の他の位置で、特にデータまたは拡散データが位置する位置のところでチャネルを推定することができる。それ故、データを拡散解除し検出することができる。図１のパイロット構成は、「パイロット・トーン」をベースとするアプローチとして周知のものである。何故なら、いくつかのサブキャリアが各時間間隔のところにパイロット・シンボルしか含んでいないからである。図１の場合には、パイロット・トーン用に使用するサブキャリアは、データを送信するためには使用できないことに留意されたい。パイロット・トーン・アプローチの場合には、複数のチャネルを推定することができるようにパイロット・トーンを符号化するためのいくつかの方法が提案されてきたが、これらの方法は、効用を制限してきた。何故なら、必要なパイロット・トーンの数が、推定するチャネルの数に比例するからである。
【００１４】
図１および図２の従来技術の方法とは対照的に、本発明の好ましい実施形態は、図３に示すように、拡散データにより符号多重されている拡散パイロットを使用する。より詳細に説明すると、図３は、時間次元での拡散を含むＯＦＣＤＭシステムを示す。この図は、各シンボルが８チップにより拡散される、ＳＦ＝８を使用するこのタイプのシステムのための時間−周波数グリッドを示す。次に、８チップが、特定の周波数（サブキャリア）により送信される。図３に示すように、第１のシンボルを示す８チップは、サブキャリア１により送信され、その後でもう１つのシンボルを示すもう１つの８チップが送信される。サブキャリア２〜４の場合も類似の送信が行われる。ＳＦシンボルまでが同じ時間−周波数空間に符号多重することができる。例えば、ＳＦシンボルまでを、１つの拡散ブロック間隔ｂ中に、同じサブキャリアに符号多重化することができる。符号多重したパイロットを含むシステムの場合には、ウォルシュ符号のうちの少なくとも１つがパイロット・チャネルとして使用される。図１のパイロット・トーン・アプローチとは対照的に、符号多重化アプローチを使用すれば、パイロットおよびユーザ・データの両方が各サブキャリア上に同時に位置することができることに留意されたい。パイロットがパイロット・トーン・アプローチ内の各サブキャリア上に含まれていた場合には、パイロット・オーバーヘッドは１００％になり、システムはユーザ・データを全然送信することができないことに留意されたい。
【００１５】
時間−周波数グリッド内の特定の位置のところの合成信号は、下式により表すことができる。
【００１６】
【数１】
2007508786.tif 000003
ここで、
ｂは、拡散ブロック間隔指数であり（ｂは、各ＳＦ  ＯＦＤＭシンボル期間毎に１だけ増大することに留意されたい）；
ｎは、ｂ番目の拡散ブロック間隔内のチップ指数であり（ｎは、各拡散ブロック間隔ｂ中で１からＳＦに増大することに留意されたい）；
ｋは、サブキャリア指数（１≦ｋ≦Ｋ）であり；
ｃは、スクランブリング・コードであり；
ｉは、ウォルシュ符号指数（１≦ｉ≦ＳＦ）であり；
ｐは、パイロット・チャネル用に使用するウォルシュ符号指数であり；
Ｗｉは、ｉ番目のウォルシュ符号であり；
Ａｉは、ｉ番目のウォルシュ符号・チャネルに適用される（実）利得であり（例えば、もし使用している場合には、電力制御設定に基づく）；
ｄｉは、ｉ番目のウォルシュ符号を変調する複素データ・シンボルであり；
ｄｐは、ｐ番目のウォルシュ符号・チャネル（すなわち、パイロット・チャネル）を変調するパイロット・シンボルである。
【００１７】
すでに説明したように、各シンボルがＳＦチップで表される時間次元内のＳＦという拡散率を有するＯＦＣＤＭシステムの場合には、ＳＦウォルシュ符号までを各サブキャリア上で能動状態にすることができる。チャネル推定の場合には、これらのウォルシュ符号のうちの１つをパイロット信号として割り当てることができる（すなわち、パイロット信号が、ＩＳ−９５のような従来のシングル・キャリアＣＤＭＡシステムで生成される同じ方法で）。（空間−時間符号化、ＭＩＭＯ、ビーム形成、または他のタイプの送信アンテナ・アレイ処理を含む、または複数の送信機が同じチャネルを使用している場合の、システム内の２つの送信アンテナからのチャネルの測定のような）２つ以上のチャネルを推定するために、追加のウォルシュ・チャネルを、パイロット・チャネルとして割り当てることができる。例えば、ウォルシュ符号３からＳＦをデータ送信のために使用することができるようにしておいて、ウォルシュ符号１を、アンテナ１上のパイロット・チャネルのために使用することができ、ウォルシュ符号２を、アンテナ２上のパイロット・チャネルのために使用することができる。しかし、第２のアンテナに対して第２のウォルシュ・チャネルをパイロットとして割り当てると、システムのパイロット・オーバーヘッドは２倍になり、データ送信に使用することができるウォルシュ符号の数が低減する。この問題を解決するために、本発明は、複数の送信機に対して同じウォルシュ符号を同時に使用することができるようにする。複数の送信機は、同じまたは異なるデバイス（例えば、ダウンリンク上の異なる基地局、アップリンク上の異なる端末など）からのものであってもよい。各サブキャリア／アンテナの組合せは、スクランブルした拡散パイロット信号が、サブキャリア／アンテナの組合せをベースとして、いくつかのアンテナのいくつかのサブキャリア上で移相されるという点を除けば、類似のパイロット・ウォルシュ符号を共有する。
【００１８】
位相は下記のように選択することができる。第１の送信機のパイロット・チャネル（ｍ＝１）を任意に選択するとしよう。その場合、当該他の送信機（ｍ＞１）は、下式のようなパイロット・チャネルを使用する。
【００１９】
【数２】
2007508786.tif 000004
ここで、βは、１より小さいパラメータである。βの値は、本発明の方法が収容することができる送信機の数に関連する。それ故、上式により、各パイロットは、一定の値にある整数（例えば、サブキャリア指数）を掛けた値だけシフトする。（サイクリック・プレフィックスを除く）ＴｓというＯＦＤＭシンボル期間を使用するシステムの場合には、上記パイロット・フォーマットは、サイクリック・プレフィックス長が少なくともβＴｓであると仮定した場合、最大１／βの送信機を収容する。また、各送信機に関連するチャネル・インパルス応答長は、βＴｓより短いと仮定する。これらの条件を満足する場合には、受信機は、以下に説明するように、信号処理技術により異なる送信機のチャネル応答を分離することができる。仮定した条件を満足しない場合には、異なる送信機のチャネル推定の間である程度の歪みまたはクロストークが発生する恐れがあることに留意されたい。しかし、特定の用途が必要とするチャネル推定の精度により、このような歪みを許容できる場合がある。
【００２０】
本発明は、例えば、５のサブキャリアのパイロット・トーン間隔を有することができ、その場合、本発明の好ましい実施形態と同じチャネルの１／５しか推定できない従来技術のパイロット・トーンをベースとするアプローチを実質的に改善することに留意されたい。本発明の機能を整合するために、パイロット・トーン・アプローチ内のパイロット・トーン間隔を、１サブキャリアに低減しなければならない。それにより各サブキャリア上のパイロット・トーンとなり、ユーザのデータを送信するためのサブキャリアがなくなることになる。
【００２１】
説明を簡単にするために、同様に、パイロット・チャネル電力制御利得値
【００２２】
【数３】
2007508786.tif 000005
は、当該各送信機上で同じである（すなわち、すべてのｍに対して同じである）と仮定する。Ａ値が異なっていても本発明の方法を適用することができるが、結果として得られるチャネル推定値は、仮定したＡと実際のＡとの比によりスケーリングされる。相対的または絶対的Ａ値が既知である場合には（例えば、信号送信チャネルをベースとして）、このスケーリング係数を除去することができる。
【００２３】
当該送信機は、当該各送信機に対するスクランブリング・コードおよびパイロット・ウォルシュ符号の組合せが、任意の位相回転を除いて同じである限りは、パイロット・チャネルに対して異なるスクランブリング・コードおよび異なるウォルシュ符号を使用することができることに留意されたい。しかし、実際の実施という点からいって、上式を満足させる最も簡単な方法は、当該各送信機で同じスクランブリング・コードおよび同じウォルシュ指数を使用することである。この後者の場合、この方法はパイロット・ウォルシュ符号を適当に変調することにより、すなわち下式により変調することにより実施することができる。
【００２４】
【数４】
2007508786.tif 000006
異なるアンテナ／サブキャリアからのパイロット・チャネルに対して、１つの拡散符号（例えば、ウォルシュ符号）を使用することができるので、パイロットのオーバーヘッドが大幅に低減する。さらに、パイロット・チャネルをこのように選択することにより、当該の異なる送信機のチャネル応答を分離することができるようになる。分離を行う目的で、以下に説明するように、データ・チャネルからパイロットを分離するために、パイロット・チャネルを拡散解除した後で、すべてのパイロット・サブキャリア上で処理が行われる。
【００２５】
図４は、このような拡散ＯＦＤＭシステムを示す。図を見れば分かるように、複数の送信機４０１は、受信機４０２に複数のサブキャリア（周波数）によりデータを送信するために複数のアンテナを使用する。最も簡単な場合には、多重ストリーム送信を、複数の送信アンテナを使用する単一の送信機源からの複数のデータ・ストリームの送信であると見なすことができる。各データ・ストリームは、１つまたは複数のサブキャリアおよび拡散符号を使用して送信される。受信機４０２は、送信マルチストリーム・データを再構成するために信号を受信し、処理する。すでに説明したように、各アンテナは、コヒーレントな復調を行うためにパイロット・チャネルを必要とする。パイロット・チャネルの数を低減するために、１つのパイロット・チャネルが使用され、異なるアンテナからのパイロット・チャネル上のパイロット信号は、アンテナ／サブキャリアの組合せをベースとして調整したその位相を有する。
【００２６】
図５は、送信機４０１のブロック図である。図に示すように、送信機４０１は、デマルチプレクサ５０１と、拡散装置５０２および５０４と、移相器５０５と、ＯＦＤＭ変調器／送信機５０６とを備える。説明を簡単にするために、図５は、１人のユーザからのデータ（例えば、アップリンク）または１人のユーザへのデータ（例えば、ダウンリンク）を示すが、通常の当業者であれば、典型的なＯＦＣＤＭ送信機においては、複数のユーザが、同じ時間／周波数空間を占有している最大ＳＦシンボルで同時に送信する（または送信を受信する）ことを理解することができるだろう。動作中、ユーザから／へのデータ・ストリームは、デマルチプレクサ５０１に入り、そこでデータ・ストリームは、複数のデータ・ストリームに非多重化される。典型的な非多重化処理は、所与のデータ・レート（Ｒ）でデータ・ストリームを、それぞれがＲ／Ｎのデータ・レートを有するＮ個のデータ・ストリームに変換する。
【００２７】
引き続き、非多重化されたデータ・ストリームが拡散装置５０２に入り、そこで標準拡散が行われ、複数のチップ・ストリームができる。より詳細に説明すると、データおよび拡散符号が２進法である例示としてのシナリオの場合には、拡散装置５０２は、データ・シンボルに直交符号（例えば、８チップ・ウォルシュ符号）をモジュロ２加算する。例えば、８チップ拡散の場合には、データ・シンボルは、それぞれデータ・シンボルが０であったか、または１であったかにより、８チップ拡散符号またはそれを倒置したものにより置き換えられる。もっと一般的に説明すると、拡散符号は、例えば前の式のｄｉのような複素データ・シンボルにより変調される。この複素データ・シンボルは、例えば、Ｍ次ＱＡＭまたはＭ次ＰＳＫコンスタレーションから選択することができる。好適には、拡散符号は、ウォルシュ符号が行列の１行または１列である８×８アダマール行列からのウォルシュ符号に対応することが好ましい。それ故、各データ・ストリームの場合、拡散装置５０２は、この入力データ・シンボル値により変調したウォルシュ符号を反復して出力する。本発明の他の実施形態の場合には、拡散装置５０２により追加の拡散または他の動作を行うことができることに留意されたい。例えば、電力制御および／または（実または複素スクランブリング・コードによる）スクランブリングを、前の式に示すように行うことができる。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態の場合には、サブキャリア毎に１つのパイロットが、各シンボル・ストリームと一緒に放送され、複数の送信信号の以降の復調を助けるためにチャネル推定を供給する。１つのパイロット・チャネルが、特定の周波数／時間周期中にデータを受信するすべてのユーザにより使用される。他の実施形態の場合には、推定することができるチャネルの数を、送信機の異なるグループに異なるパイロット・ウォルシュ符号を割り当てることにより、さらに増加させることができる。次に、送信機の異なるグループのチャネルがコード・ドメイン内で直交し、一方、あるグループ内の送信機を、好ましい実施形態のところで説明したように、移相したパイロット技術により分離することができる。本発明のさらに他の実施形態の場合には、パイロット・チャネルの送信を、チャネル状態が許す場合、もっと多くのデータを送信するために、種々の時間周期／サブキャリアで「スキップ」することができる。このようなスキッピング・パターンは予め定めておくこともできるし、適合させることもできる。受信機は、シーケンスおよび時間間隔を知っている場合、好適には、パイロットではなく、異なる拡散符号上で発生することが好ましい非パイロット放送を復調／復号する際にこの情報を使用する。それ故、本発明の好ましい実施形態の場合には、パイロット・ストリーム（既知のシンボル・パターンからなる）が拡散装置５０４内に入り、そこで８直交符号からの符号により適当に拡散する。
【００２９】
次に、パイロット・チップ・ストリームは、移相器５０５により移相される。移相器５０５の出力は通常複素値であることに留意されたい。すなわち、拡散パイロットが実数成分だけを含んでいる場合でも、拡散パイロットに適用した移相は、出力に実数部分および虚数部分の両方を含む値である場合がある。移相器の動作は、拡散パイロットとｅｘｐ（ｊφ）の複素値との乗算としてモデル化することができる。この場合、φの値はアンテナ／サブキャリアのペアにより異なる。
【００３０】
「移相」は複素信号のいくつかの異なるサブキャリア上の複素ベースバンドのところで実施されるので、この移相は、実際には簡単なＲＦ移相器により実施することはできない。代わりに、移相器５０５は、その周波数および位相がアンテナ／サブキャリアの組合せに依存する特定の複素フェーザ／正弦波で拡散パイロットを変調する働きをする。すでに説明したように、移相量は、アンテナ／サブキャリアの組合せにより異なる。移相した拡散パイロット・チップ・ストリームは、同じ結果を生じる種々の方法で生成することができることに留意されたい。例えば、移相は、拡散前にパイロット・シンボルに適用することもできるし、または拡散後にチップに適用することもできるし、またはそうでない場合には、拡散符号またはパイロット・シンボル内に埋め込むこともできる。次に、移相したパイロット・チップ・ストリームは、加算器５０３により各データ・チップ・ストリームと合計される。２つ以上のデータ・ストリームのためのデータは、加算器５０３のところで合計することができることに留意されたい。すなわち、特定の周波数／時間周期中に送信された各ユーザに対するデータは、加算器５０３のところで合計される複数の拡散符号のチップを有する。結果として得られる合計したチップ・ストリームは、送信機５０６に出力される。
【００３１】
図面を見やすくするために、図５には１台の送信機４０１しか示していないが、通常の当業者であれば、複数の送信機による同時送信を行うことができることを理解することができるだろうことに留意されたい。これにより、少なくとも第１の送信機が、第１の複数のサブキャリア上の第１の拡散ブロック間隔中に第１の拡散パイロット信号を出力し、第２の送信機が、拡散ブロック間隔内の第１の複数のサブキャリアにより第２の拡散パイロット信号を出力することになる。この場合、複数の各サブキャリアに対して、第２の拡散パイロット信号は、所定の位相量だけ第１のパイロット信号とは異なる。すでに説明したように、異なるサブキャリア／アンテナの組合せ（周波数）上の特定のチップ・ストリームをシフトすることにより、種々のサブキャリア／アンテナの組合せの中から１つのパイロット・チャネル符号を使用することができ、そのためより多くのウォルシュ符号をパイロット・チャネルにではなく、データ・チャネルに割り当てることができる。
【００３２】
図６は、本発明の好ましい実施形態による図５の送信機の動作を示す流れ図である。論理の流れは、ユーザからの／へのデータ・ストリームが複数のデータ・ストリームに非多重化されるステップ６０１からスタートする。ステップ６０３において、各データ・ストリームは、特定の拡散符号により拡散される。同時に、ステップ６０５において、パイロット・ストリームが、特定の拡散符号により拡散され、放送される特定のサブキャリアおよびアンテナにより移相される。移相は、同じ結果を生じる種々の方法で実施することができることに留意されたい。例えば、移相は、拡散前にパイロット・シンボルに適用することもできるし、または拡散後にチップに適用することもできるし、またはそうでない場合には、拡散符号またはパイロット・シンボル内に埋め込むこともできる。ステップ６０７において、拡散データ・ストリームは、移相したパイロット・ストリームと合計される。最後に、ステップ６０９において、ＯＦＤＭ変調および送信が行われる。上記手順は、システム内の好適にはすべての、しかし少なくともいくつかのパイロット送信に対して行うことが好ましい。例えば、２つの異なるパイロット送信の場合には、サブキャリアが決定され、第１の拡散パイロット・データの位相が（ゼロであってもよい）第１の量だけ調整され、送信され、一方、第２の拡散パイロット・データの位相が、第２の量だけ調整され、送信される。すでに説明したように、位相調整はアンテナ／サブキャリアの組合せに基づいて行われる。また、各サブキャリアを同じアンテナにより送信できること、または１つのサブキャリアを異なるアンテナから送信することができることにも留意されたい。
【００３３】
図７は、受信機４０２のブロック図である。受信機４０２は、第１の複数のサブキャリア上の第１の拡散ブロック間隔（またはシンボル期間）上の第１の拡散パイロット信号を含む第１のマルチキャリア信号、および拡散ブロック間隔（またはシンボル期間）内の第１の複数のサブキャリア上の第２の拡散パイロット信号を含む第２のマルチキャリア信号を受信するように設計されている。すでに説明したように、複数の各サブキャリアに対して、第２の拡散パイロット信号は、所定の位相量だけ第１のパイロット信号とは異なる。
【００３４】
図に示すように、受信機４０２は、ＯＦＤＭ受信機７０１と、データ拡散解除器７０３と、復調器７０５と、フィルタ７０７と、パイロット拡散解除器７０９と、利得／位相補償回路７１１とを備える。動作中、パイロットが第１のウォルシュ符号により送信されるように、すべてのアンテナ上で同じものであるウォルシュ符号が再整理される（そうするのは、表記の便宜のためだけであり、パイロット送信に任意の特定のウォルシュ符号を使用する必要はないことを理解されたい）。それ故、受信信号（暗黙のブロック指数ｂを含む）は下式により表される。
【００３５】
【数５】
2007508786.tif 000007
ここで、スクランブリング・コードはすべてのアンテナ上で同じものであり、パイロット・チャネル電力制御利得値は、すべてのアンテナ上で同じであり、
【００３６】
【数６】
2007508786.tif 000008
と定義されると仮定する。
【００３７】
受信信号は下式により表される。
【００３８】
【数７】
2007508786.tif 000009
ここで、ＭＴは、送信アンテナの数であり、ｈｍ（ｎ，ｋ）は、ｍ番目のアンテナ用のチャネルであり、η（ｎ，ｋ）は、ｎ番目のＯＦＤＭシンボル、ｋ番目のサブキャリアのところの熱雑音である。動作中、ＯＦＤＭ受信機７０１は、複数のサブキャリア（マルチキャリア信号）を受信し、これらサブキャリアを復調して、複数のチップ・ストリームを生成する。パイロット・チャネルは、受信信号に、パイロットのウォルシュ符号の共役にスクランブリング・コードを掛けたものを掛けることにより、拡散解除器７０９により拡散解除され、要素が合計される。次に、パイロット・シンボルが、利得およびパイロット・シンボルを分割することにより、利得／位相補償回路７１１により復調される。
【００３９】
【数８】
2007508786.tif 000010
ここで、拡散ブロック中のチャネルがほぼ一定であると仮定すると、データ・チャネルは、ウォルシュ符号が直交しているために打ち消しあい、下式のようになる。
【００４０】
【数９】
2007508786.tif 000011
ここで、
【００４１】
【数１０】
2007508786.tif 000012
は拡散解除雑音負担部分である。
【００４２】
ここで、
【００４３】
【数１１】
2007508786.tif 000013
は各アンテナからの負担部分を有するが、チャネルはサブキャリア指数ｋを通して複素指数「フェーズ・ランプ」によりそれぞれ多重化されることに留意されたい。この場合、ランプの勾配はアンテナ指数ｍが示す。これは、すべてが同じパイロット符号を使用する複数のアンテナの分離を可能にする重要な特性である。この重要な特性は、チャネルの制限された遅延拡散によるサブキャリアｋを通してのチャネルｈｍ（ｎ，ｋ）の低域通過という性質によるものである。
【００４４】
各アンテナ用のチャネルは、いくつかの方法で実施することができるフィルタリングによりフィルタ７０７を通して行うことができる。ある方法は、１つのＩＦＦＴを使用する方法であり、各送信機の場合、ＩＦＦＴを円形にシフトした後で、時間領域チャネルに乗算性ウィンドウ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｖｅ  ｗｉｎｄｏｗ）を適用するので、所望の送信機のチャネルは時間領域内のゼロのところにくる。次に、各送信機に対するＦＦＴを使用することによりチャネルが入手される。フィルタリングを行うもう１つのアプローチは、移相を除去した後の各送信機上で直接周波数領域内で行われる。
【００４５】
いずれの場合も、ｍ番目のアンテナ用のチャネルは、すべてのサブキャリアに低域フィルタを適用することにより、フィルタ７０７を通して数学的に入手される。
【００４６】
【数１２】
2007508786.tif 000014
ここで、ｇ（ｌ，ｋ）（但し、１≦ｌ≦Ｋ）は、ｋ番目のサブキャリアのチャネル推定フィルタ係数である。ｇ（ｌ，ｋ）のうちのあるものはゼロであってもよいことに留意されたい。チャネル推定値は、フィルタ７０７からデータ復調器７０５に送られ、そこで拡散解除したデータの復調が行われる。より詳細に説明すると、受信機７０１は、チップ・ストリームをデータ拡散解除器７０３に送り、そこでシンボル・ストリームを生成するためにチップ・ストリームが拡散解除される。シンボル・ストリームは復調器に送られ、そこでフィルタ７０７からのチャネル推定値によりコヒーレントな復調が行われる。
【００４７】
図８は、図７の受信機の動作を示す流れ図である。論理の流れは、ＯＦＤＭ信号がＯＦＤＭ受信機７０１により受信されるステップ８０１からスタートする。すでに説明したように、ＯＦＤＭ信号は、それぞれが一意のパイロット符号により拡散されたパイロット信号を有し、送信アンテナ／サブキャリアに依存する量だけ移相された複数のサブキャリアを含む。チップ・ストリームは、受信機７０１から出て、同時にデータ拡散解除器７０３およびパイロット拡散解除器７０９に入る。ステップ８０３において、パイロット拡散解除器７０９は、パイロット・シンボル・ストリームを抽出するために、チップ・ストリームを拡散解除し、ステップ８０５において、データ拡散解除器７０３は、データ・シンボルを抽出するために特定のウォルシュ符号によりチップ・ストリームを拡散解除する。ステップ８０７において、パイロット・シンボル・ストリームは、利得／位相補償される。より詳細に説明すると、拡散解除されたパイロット・シンボル・ストリームに、フィルタ７０７を通してのフィルタリングの準備の際に所望の送信機のための位相調整５０５の複素共役が掛けられる。
【００４８】
引き続き、利得／位相補償されたパイロット信号がフィルタ７０７に出力され、そこでフィルタリングが行われる（ステップ８０９）。結果として得られるチャネル推定値は、拡散解除したデータ・シンボルと一緒に復調器７０５に送られ、そこでチャネル推定値によりデータ・シンボルがコヒーレントに復調される（ステップ８１１）。
【００４９】
本発明の他の実施形態の場合には、サブキャリア／ＯＦＤＭシンボル・グリッドへの拡散シンボルの拡散およびマッピングの点で図３を修正したものを使用することができる。他の実施形態の場合には、好適には、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号に基づくことが好ましい異なる拡散率により、データ・シンボルおよびパイロット・シンボルを拡散することができる。例えば、図３の場合には、パイロット・チップ・ストリームは、ＳＦ＿パイロット＝８という拡散率を有することができ、一方、データは、ＳＦ＿データ＝１６という拡散率を有することができる。この場合、パイロット・チャネルに対する受信処理は、図３の好ましい実施形態とほぼ同じであるが、データの拡散解除は、ＳＦ＝８拡散ブロックのうちの２つ（例えば、図３のｂ＝１およびｂ＝２）上で行われる。それ故、この実施形態は、選択をさらに柔軟にし、またはデータに使用する拡散率を動的に調整することさえできる。しかし、この例の場合には、ＯＶＳＦ符号の当業者であれば周知のように、ＳＦ＿パイロット＝８ブロックを使用すると、データ・チャネルからの１６の符号の中から２つを使用できなくなることに留意されたい。この他の実施形態の他の例の場合には、拡散率１６の拡散データを、データ上で二次元拡散を行うために２つの異なるサブキャリア上にマッピングすることができる。このことは、追加の周波数ダイバーシティを行うためのものであって、当業者であれば周知のものである。この例の場合には、１６チップ拡散ブロックのうちの８チップを拡散ブロック間隔ｂ＝１に対するサブキャリアｋ＝１にマッピングすることができ、残りの８チップを異なるサブキャリア（例えば、拡散ブロック間隔ｂ＝１のためのｋ＝２、拡散ブロックｂ＝１またはｂ＝２のためのｋ＝３、または種々の他の組合せ）にマッピングすることができる。
【００５０】
ここまで、複数の各送信機上の同じウォルシュ符号で、パイロットが拡散され、次に、送信機／サブキャリアの組合せをベースとして移相が行われ、ユーザのデータにより符号多重が行われる場合に焦点を当てて説明してきた。次に、受信機は、複数のサブキャリアによる送信パイロット・チャネルの既知の位相変動を利用する方法で受信信号を拡散解除し、さらに処理することにより、各送信機とそれ自身の間のチャネルを分離し、推定することができる。他の実施形態の場合には、パイロット・チャネル上の同じ拡散符号を使用し、また、送信機／ブロック指数に基づいて、ブロックをベースとする拡散ブロック上のパイロット・チャネルの位相を変化することにより、複数の送信機および受信機間のチャネルを推定するために本発明を使用することができる。より詳細に説明すると、各拡散ブロック／アンテナの組合せは、スクランブルされた拡散パイロット信号が、下式が示すように、拡散ブロック指数／アンテナの組合せに基づいて、いくつかのアンテナのいくつかの拡散ブロック間隔上で移相するという事実を除けば、特定のサブキャリア上で類似のパイロット符号を共有する。
【００５１】
【数１３】
2007508786.tif 000015
ここで、γは、以下に説明するように、１より小さいパラメータである。好ましい実施形態と比較した場合、この他の実施形態の場合には、実際上の制限があることに留意されたい。好ましい実施形態の場合には、受信機は、（複数のサブキャリアを含む）時間次元のデータの１つの拡散ブロック（すなわち、ＳＦ  ＯＦＤＭシンボル）を受信さえすれば、複数のチャネルを推定することができる。しかし、この他の実施形態の場合には、受信機は、時間次元の複数の（好適には、多数の）拡散ブロックを受信しなければ、複数のチャネルを推定することができず、そのため有意の受信信号バッファが必要になり、受信データの検出の際に遅延が生じる。この実施形態の場合の推定できるチャネルの数は、最大ドップラー拡散およびＯＦＤＭシンボル持続時間により異なる。（サイクリック・プレフィックスを含む）ＯＦＤＭシンボル期間がＴｓであり、最大両面ドップラー拡散がγ／Ｔｓより小さいシステムの場合には、他の実施形態は、最大１／γ送信機を収容する（しかし、ドップラー拡散が１／Ｔｓの有意の端数（例えば、１０％）である場合には、サブキャリア間の干渉が発生し始め、チャネル推定値に影響することに留意されたい）。受信機のところで、好ましい実施形態のところで説明した技術の類似の技術を、この時点で、時間領域および周波数領域間の二元性の原理にすべて基づいて、サブキャリア指数ｋおよび遅延拡散に対するドップラー拡散に対するブロック指数ｂを交換することにより、１つの拡散ブロックの複数のサブキャリア上ではなく、（パイロットを含む各サブキャリア上の）時間次元の複数のブロックに適用することができる。また、この他の実施形態の場合には、遅延問題およびバッファ問題が有意なものになる恐れがあるので、時間拡散率ＳＦを低減することによりブロック長を低減すると有利な場合がある。ブロック長を１ＯＦＤＭシンボルという可能な最小サイズに低減するために、任意の拡散を使用しないサブキャリアの選択したサブセット上でこの他の実施形態を使用することもできる。この場合、構成することができるサブキャリアの数は、システムに対する許容できるパイロットのオーバーヘッドにより制限されることに留意されたい。しかし、典型的なドップラー拡散およびＯＦＤＭシステム・パラメータの場合には、この実施形態は、従来技術のパイロット・トーンをベースとする方法よりも遥かに多くの送信機をサポートすることが予想される。
【００５２】
特定の実施形態を参照しながら本発明を詳細に図示し、説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、形状および詳細を種々に変更することができることを理解することができるだろう。例えば、同じチャネル・リソース上にパイロットおよびユーザ・データを多重化するための直交拡散符号としてウォルシュ符号を使用したが、通常の当業者であれば、好適には、直交または受け容れることができる低い相互相関関係を有する他の拡散符号も使用することができることを理解することができるだろう。このような変更は、添付の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＯＦＤＭをベースとするシステムにパイロット・シンボルを内蔵させるための例示としての技術を示す図。
【図２】ＯＦＤＭをベースとするシステムにパイロット・シンボルを内蔵させるための例示としての技術を示す図。
【図３】ＯＦＤＭをベースとするシステムにパイロット・シンボルを内蔵させるための例示としての技術を示す図。
【図４】送信機のブロック図。
【図５】図４の送信機のより詳細なブロック図。
【図６】図５の送信機の動作を示す流れ図。
【図７】受信機のブロック図。
【図８】図７の受信機の動作を示す流れ図。
【図１】
2007508786.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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