(57)【要約】本発明はＯＦＤＭＡ基盤のセルラーシステムの下向リンクで使用者の移動速度、チャネル状況または使用者の要求によって伝送アンテナの数を流動的に調節し、適切なパイロットシンボルを配置する適応パイロットシンボル配置方式を提示する。また、超高速移動使用者のトラフィック量は全トラフィックに比べてほとんど微々であるという仮定によって、全副搬送波のうちの一部副搬送波を割り当てて超高速移動使用者のための適切なパイロットシンボルを配置し、他の使用者には残り副搬送波を割り当てて適切なパイロットシンボルを配置する高速移動体のための副搬送波割当方式を提示する。本発明によれば、パイロットによる伝送電力使用及びオーバーヘッドを減らすことができ、全データ伝送率を高めることができる。
2006510315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンクのための信号構成方法において、
（ａ）共通チャネルと制御チャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、前記共通チャネルと制御チャネルの復調に必要な基本パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する段階と、
（ｂ）各使用者のトラフィックチャネルで伝送するべきデータを受信し、この使用者の移動速度、チャネル情報、トラフィック要求量に応じて各使用者の伝送方式を決める段階と、
（ｃ）使用者別の伝送方式及び移動速度に応じて前記トラフィックチャネルを復調するために追加的に必要な追加パイロットシンボルを決める段階と、
（ｄ）使用者別伝送方式に応じて前記トラフィックチャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルと前記追加パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する段階とを含む下向リンク信号構成方法。
【請求項２】
第１使用者グループが使用する副搬送波に対するパイロットシンボルの配置と、第２使用者グループが使用する副搬送波に対するパイロットシンボルの配置が異なることを特徴とする、請求項１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項３】
前記第１使用者グループが使用する前記副搬送波に対するパイロットシンボルの配置が、前記第２使用者グループが使用する前記副搬送波の配置より稠密であることを特徴とする、請求項２に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項４】
前記第１使用者グループは前記第２使用者グループより高速の使用者グループであり、全副搬送波のうちの幾つかを前記第１使用者グループのために予め割り当てることを特徴とする、請求項３に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項５】
前記段階（ｃ）で追加パイロットシンボルを決める場合、
前記トラフィックチャネルの前記伝送方式が基本アンテナのみを使用し、移動局の移動速度が既に決められた基準以下であれば追加パイロットシンボルを使用せず、
前記トラフィックチャネルの前記伝送方式が追加アンテナを使用し、移動局の移動速度が既に決められた基準以下であれば、追加アンテナ用パイロットシンボルを使用することを特徴とする、請求項１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項６】
前記段階（ｃ）で追加パイロットシンボルを決める方法は、
前記トラフィックチャネルの前記伝送方式が基本アンテナのみを使用し、前記移動局の前記移動速度が基準値以上であれば、基本アンテナ用パイロットシンボルを前記移動局の前記移動速度を考慮して追加挿入し、
前記トラフィックチャネルの前記伝送方式が追加アンテナを使用し、前記移動局の前記移動速度が既に決められた基準以上であれば、基本及び追加アンテナ用パイロットシンボルを前記移動局の前記移動速度を考慮して追加挿入することを特徴とする、請求項１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項７】
前記段階（d）で追加パイロットシンボルを配置する方法は、前記追加パイロット個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成することを特徴とする、請求項１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項８】
前記段階（ｄ）で追加パイロットシンボルを配置する方法は、最大トラフィックチャネルシンボル数に合せてシンボルを生成した後、前記追加パイロットシンボルを伝送する位置に穴明き状態にすることを特徴とする、請求項１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項９】
前記段階（ｄ）で追加パイロットシンボルを配置する方法は、
追加パイロット個数のうちの一部を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成した後、その他に追加パイロットシンボルを伝送する位置で穴明き状態にすることを特徴とする、請求項１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項１０】
直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成方法において、
（ａ）使用者の移動速度とトラフィック量を考慮して高速移動使用者を含む第１使用者グループと残りの使用者を含む第２使用者グループに分ける段階と、
（ｂ）全副搬送波帯域の中で前記第１使用者グループのための第１副搬送波帯域と前記第２使用者グループのための第２副搬送波帯域を割り当てる段階と、
（ｃ） 前記第１副搬送波帯域及び前記第２副搬送波帯域に各々互いに異なる配置密度を有するパイロットシンボルを配置する段階と、
を含む下向リンク信号構成方法。
【請求項１１】
前記第１副搬送波帯域に対するパイロットシンボルの配置が、前記第２副搬送波帯域に対するパイロットシンボルの配置より稠密であることを特徴とする、請求項１０に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項１２】
全副搬送波帯域において前記第１副搬送波帯域が占める比率が前記第２副搬送波帯域が占める比率より少ないことを特徴とする、請求項１１に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項１３】
直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成装置において、
各使用者のトラフィックチャネル情報を貯蔵する第１貯蔵器と、
各使用者のチャネル情報、トラフィック要求量、移動速度情報を貯蔵する第２貯蔵器と、
前記第２貯蔵器に貯蔵された情報を利用して既に決められた方法に従って伝送使用者と伝送方式を決める伝送使用者及び伝送方式の決定器と、
前記伝送使用者及び伝送方式の決定器で決められた伝送方式に従って前記第１貯蔵器に貯蔵されたトラフィックチャネル情報を読取り、読取られたトラフィックチャネルに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行うトラフィックチャネル処理器と、
前記伝送使用者及び伝送方式の決定器で決められた伝送方式と前記第２貯蔵器に貯蔵された移動速度情報を用いてトラフィックチャネルを復調するために必要な追加パイロットシンボルを発生する追加パイロットシンボル発生器と、
前記トラフィックチャネル処理器から出力されたトラフィックチャネルシンボルと、前記追加パイロットシンボル発生器から出力された追加パイロットシンボルにチャネル別／使用者別にチャネル利得を掛け、既に決められた方法通りに時間、副搬送波、アンテナにマッピングする時間／副搬送波／アンテナマッピング器と、
を含む下向リンク信号構成装置。
【請求項１４】
共通／制御チャネル情報を受信し、受信した共通／制御チャネル情報に符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行う共通／制御チャネル処理器と、
共通／制御チャネルを復調するために必要な基本パイロットシンボルを発生する基本パイロットシンボル発生器と、
を更に含む、請求項１３に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項１５】
直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成方法を組み込んだ内蔵プログラムを持つ記録媒体であって、
共通チャネル及び制御チャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、前記共通チャネル及び制御チャネルの復調に必要な基本パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する機能と、
各使用者のトラフィックチャネルで伝送するデータを受信し、前記使用者の移動速度、チャネル情報、トラフィック要求量に応じて各使用者の伝送方式を決める機能と、
使用者別の伝送方式及び移動速度に応じてトラフィックチャネルを復調するために追加的に必要な追加パイロットシンボルを決める機能と、
使用者別伝送方式に応じて前記トラフィックチャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルと前記追加パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナによって配置する機能と、
を含むプログラムを持つ記録媒体。
【請求項１６】
直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成方法組み込んだプログラムを持つ記録媒体において、
各使用者の移動速度とトラフィック量を考慮して高速使用者を含む第１使用者グループと、残りの使用者を含む第２使用者グループに分ける機能と、
前記第１使用者グループのための第１副搬送波帯域と前記第２使用者グループのための第２副搬送波帯域を割り当てる機能と、
前記第１及び第２の副搬送波帯域にパイロットシンボルを配置し、前記第１副搬送波帯域に配置されたパイロットシンボルを、配置密度の観点で、前記第２副搬送波に配置されたパイロットシンボルから異ならせる機能と、
を含むプログラムが貯蔵された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重接続：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を基盤とするセルラーシステムの下向リンク（衛星局から地上局への送信）信号構成のための装置及びその方法に関し、特にＯＦＤＭＡ基盤セルラーシステム下向リンクにおいてパイロットシンボルによって生じる伝送電力使用及びオーバーヘッドを減少させ、全データ伝送率を増加させるための適応型のパイロットシンボル配置及び副搬送波割当ての方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パイロット配置を設計する場合には、チャネル変化による受信性能低下を防止するために十分に多くのパイロットを使用し、また、パイロットによる電力損失や帯域幅損失が限度以上に増えないようにしなければならない。ＯＦＤＭＡ基盤システムの受信機は、２次元空間（時間、周波数）でチャネルの伝達関数値を推定しなければならないので、パイロット等の位置（配置）が非常に重要である。したがって、パイロットシンボルを伝送するためには時間軸と周波数軸全てを考慮してパイロットを配置しなければならない。また、複数のアンテナを使用する場合には、多様なアンテナのパイロットを時間軸と周波数軸全てを考慮して配置しなければならない。
【０００３】
最悪の環境でパイロットを設計する場合または複雑度の低い非最適チャネル推定フィルターを使用する場合、パイロットシンボルの間の間隔は非常に狭くなければならない。
【０００４】
fscが副搬送波帯域幅であれば、従来のサンプリング理論（非特許文献１参照）に基づく周波数軸の最大パイロット間隔NFは次の数式１により決められる。
【０００５】
【数１】
2006510315.tif 000003
【０００６】
ここで、
【０００７】
【数２】
2006510315.tif 000004
【０００８】
はチャネルの最大超過遅延時間を示す。時間軸における最大パイロット間隔NTは数式２のようである。
【０００９】
【数３】
2006510315.tif 000005
【００１０】
ここで、fDは最大ドップラー周波数であり、Tsはシンボル時間である。
【００１１】
シンボル時間（Ts）は最大パイロット間隔がコヒーレント時間に比例するもので、シンボル等の数で正規化される。したがって、時間軸で最大パイロット間隔はコヒーレント帯域幅に比例し、副搬送波帯域幅によって正規化される。
【００１２】
また、非特許文献２の均衡設計は、時間軸と周波数軸の推定不確実性は同一でなければならないということを定義している。この文献には経験則として次の数式３のような２倍のオーバーサンプリングを有する設計指針を提示している。
【００１３】
【数４】
2006510315.tif 000006
【００１４】
ここで、NFは周波数軸のパイロット間隔である。前記で言及したパイロット配置形態は主に長方形パイロット配置であったが、これは図１で示している。図２及び図３は各々直線状パイロット配置と６角形パイロット配置形態を示している。一般に、６角形パイロット配置は２次元信号に対してより効率的なサンプリングを行うことができるので、他の配置形態に比べて相対的に優れた性能を示している。
【００１５】
このような例は非特許文献３に出ている。
【００１６】
一般にパイロットシンボルを稠密に配置するほど、チャネル推定性能が更に優秀になるが、データ伝送率は減少する。したがって、データ伝送率とチャネル推定性能（つまり、パイロットシンボル間隔）の間にはトレード-オフが存在する。
【００１７】
改善されたチャネル推定とデータシンボルによって減少した信号対雑音比とのトレードオフを最適化するパイロットシンボル間隔が存在する。パイロットシンボル間隔NFとNTを変化させてみれば、BER（Bit Error Rate）の性能を基準に見る時、最適値に近接した値を求めることができる。例えば、図１でNF=４とNT=３が最適であると仮定すれば、これは使用された伝送電力と帯域幅の１／１２（約８％）がパイロットシンボルのために使用されたということを意味する。
【００１８】
このようなパイロットシンボルの最適配置において、考慮しなければならない重要パラメターはチャネル環境と移動使用者の移動速度である。
【００１９】
【非特許文献１】F. Classen, M. Speth, and H. Meyr, Channel estimation units for an OfDM system suitable for mobile communication., in ITG Conference on Mobile Radio, Neu-Ulm, germany, Sept.（１９９５）
【非特許文献２】P.Hoeher，他，“Pilot-symbol-aided channel estimation in time and frequency”， Multi-carrier Spread-Spectrum，Kluwer Academic Publishers（１９９７）
【非特許文献３】M.J.Fernandez-Getino Garcia，他，“Efficient pilot patterns for channel estimation in OFDM systems over HF channels”，Proc.IEEE VTC1999，（１９９９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、適応型のパイロットシンボル配置と副搬送波割当ての方法と装置を提供し、ＯＦＤＭＡを基盤とするセルラーシステムの下向リンクにおいて、パイロットシンボルによって生じる伝送電力及びオーバーヘッドを減少させ、全データ伝送率を増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の一つの特徴による下向リンク信号構成方法は、直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成方法であって、（ａ）共通チャネルと制御チャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルと前記共通チャネルと制御チャネルの復調に必要な基本パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する段階と、（ｂ）各使用者のトラフィックチャネルで伝送されるデータを受信し、使用者の移動速度、チャネル情報、トラフィック要求量に応じて各使用者の伝送方式を決める段階と、（ｃ）使用者別の伝送方式及び移動速度に応じて、トラフィックチャネル復調のために追加的に必要な、追加パイロットシンボルを決める段階と、（ｄ）使用者別伝送方式に応じて前記トラフィックチャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルと前記追加パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに応じて配置する段階とを含む。
【００２２】
本発明の他の特徴によれば、下向リンク信号の構成方法が提供され、これは直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステム用の下向リンク信号構成方法であって、（ａ）各使用者の移動速度とトラフィック量を考慮して、高速移動使用者を含む第１使用者グループと、残りの使用者を含む第２使用者グループに分ける段階と、（ｂ）全副搬送波帯域の中で前記第１使用者グループのための第１副搬送波帯域と、前記第２使用者グループのための第２副搬送波帯域を割り当てる段階と、（ｃ）パイロットシンボルを前記第１及び第２の副搬送波帯域に配置し、前記第１副搬送波帯域に配置された前記パイロットシンボルと前記第２副搬送波に配置された前記パイロットシンボルとが各々互いに異なる配置密度で配置される段階とを含む。
【００２３】
本発明の、また他の特徴によれば、直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成装置は： 各使用者のトラフィックチャネル情報を貯蔵する第１貯蔵器と；各使用者のチャネル情報、トラフィック要求量、移動速度情報を貯蔵する第２貯蔵器と；前記第２貯蔵器に貯蔵された情報を利用して、既に決められた方法に従って、伝送使用者と各伝送方式を決める伝送方式決定器及び伝送使用者と；前記伝送使用者及び伝送方式決定器で決められた伝送方式によって前記第１貯蔵器に貯蔵されたトラフィックチャネル情報を読取り、読取られたトラフィックチャネルの符号化、インターリービング及びシンボルマッピングを行うトラフィックチャネル処理器と；、前記伝送使用者及び伝送方式決定器で決められた伝送方式と、前記第２貯蔵器に貯蔵された移動速度情報と、を用いてトラフィックチャネルを復調するために必要な追加パイロットシンボルを発生する追加パイロットシンボル発生器と；前記トラフィックチャネル処理器から出力されたトラフィックチャネルシンボルと、前記追加パイロットシンボル発生器から出力された追加パイロットシンボルと、にチャネル別／使用者別にチャネル利得を掛け、既に決められた方法で時間、副搬送波、アンテナにマッピングする時間／副搬送波／アンテナマッピング器を含む。
【００２４】
本発明の更に他の特徴によれば、直交周波数分割多重接続法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成法を組み込んだ内蔵プログラムを持つ記録媒体が提供され、このプログラムは：共通チャネルと制御チャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルと前記共通チャネルと前記制御チャネルの復調に必要な基本パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する機能と；各使用者のトラフィックチャネルで伝送するべきデータを受信し、その使用者の移動速度、チャネル情報、トラフィック要求量に応じて各使用者の伝送方式を決める機能と；使用者別の伝送方式及び移動速度に応じてトラフィックチャネルを復調するために追加的に必要な追加パイロットシンボルを決める機能と；使用者別伝送方式に応じて前記トラフィックチャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルと前記追加パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナによって配置する機能と；を含む。
【００２５】
本発明の他の特徴によれば、直交周波数分割多重接続方法を使用するセルラーシステムの下向リンク信号構成方法を組み込んだ内蔵プログラムを持つ記録媒体が提供され、このプログラムは:各使用者の移動速度とトラフィック量を考慮して、高速移動使用者を含む第１使用者グループと、残りの使用者を含む第２使用者グループに分ける機能と；前記第１使用者グループのための第１副搬送波帯域と前記第２使用者グループのための第２副搬送波帯域を割り当てる機能と；前記第１及び第２の副搬送波帯域に各々互いに異なる配置密度を有するパイロットシンボルを配置する機能と；を含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、各使用者の移動速度、チャネル状況または使用者要求に応じて伝送アンテナ数を決め、ＯＦＤＭＡ基盤セルラーシステムの下向リンクにおいてパイロットシンボルを適切に配置することによって、パイロットによる伝送電力使用及びオーバーヘッドを軽減する。
【００２７】
また、超高速移動使用者のトラフィック量は全トラフィックに比べて、ごく僅かである点に着眼し、全副搬送波のうちの一部副搬送波を割り当てて超高速移動使用者のための適切なパイロットシンボルを配置し、他の使用者には残り副搬送波を割り当ててトラフィックチャネルに適切なパイロットシンボルを配置することによって、全データ伝送率を高めると共に、パイロットシンボルによる伝送電力も最適化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２９】
図４は本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤セルラーシステムの下向リンクのためのシンボル配置方法を示す図面である。
【００３０】
図４に示したように、本発明の実施例によるシンボル配置方法は共通チャネル／制御チャネルのためのシンボル配置段階（Ｓ１００）、トラフィックチャネルのためのシンボル配置段階（Ｓ２００）及びトラフィックチャネル信号構成段階（Ｓ３００）を含む。
【００３１】
具体的に、共通チャネル／制御チャネルシンボル配置段階（Ｓ１００）では、共通チャネルと制御チャネルのデータに符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、マッピングされたシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する。また、共通チャネルと制御チャネルの復調に必要な基本パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する。
【００３２】
トラフィックチャネルのためのシンボル配置段階（Ｓ２００）では、各使用者のトラフィックチャネルに伝送するデータを受信し、使用者の移動速度、チャネル情報、トラフィック要求量によって各使用者の伝送方式を決め、各使用者の伝送方式によって符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行って各使用者のトラフィックチャネルシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する。また、使用者別伝送方式によってトラフィックチャネルを復調するために追加的に必要なパイロットシンボルを決め、決められた追加パイロットシンボルを時間、周波数、アンテナに配置する。
【００３３】
トラフィックチャネル信号構成段階（Ｓ３００）では前記段階Ｓ２００から出力される各使用者のトラフィックチャネルシンボルと追加パイロットシンボルを用いてトラフィックチャネルの信号を構成する。
【００３４】
図５は図４に示したトラフィックチャネルのためのシンボル配置（Ｓ２００）の詳細図である。
【００３５】
各使用者の移動速度とチャネル状況の情報を基地局が持っていれば、必要量のパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルで生じる伝送電力とオーバーヘッドを軽減する。
【００３６】
本発明の実施例によれば、伝送に使用するアンテナを基本アンテナと追加アンテナに分けて運用する。基本アンテナは共通チャネルと制御チャネルを伝送するのに使われるアンテナであり、追加アンテナは使用者のトラフィックチャネルの伝送率や性能を高めるために追加的に使用するアンテナである。
【００３７】
ＯＦＤＭＡシステムでは一つの周波数帯域を複数個の副搬送波帯域に分け、割当てられた副搬送波に各使用者のトラフィックチャネルを伝送する。つまり、ＯＦＤＭＡシステムは使用者の移動速度、チャネル環境、トラフィック要求量によって副搬送波帯域を適切に割り当てたり、既に決められた副搬送波帯域を選択した後、伝送に使われるアンテナ数を移動速度、チャネル環境、トラフィック要求量によって定め、追加的に必要なパイロットシンボルを割当てられた副搬送波帯域に配置する。
【００３８】
これを具体的に説明すれば、図５に示したように、本ＯＦＤＭＡシステムは、トラフィックチャネルを通じて伝送しなければならないデータを貯蔵する（Ｓ２１０）。
その後、使用者のチャネル情報（例えば、チャネル状況）、トラフィック要求量及び移動速度を考慮して伝送方式及び追加アンテナ数を決める（Ｓ２２０）。
【００３９】
本システムは、段階Ｓ２２０で決められた伝送方式に応じて、追加アンテナが必要な場合には、追加アンテナ用パイロットシンボルを配置する（Ｓ２３０）。
【００４０】
次に、使用者の移動速度を考慮し、基本アンテナと追加アンテナの移動速度に応じて追加パイロットシンボルを配置する（Ｓ２４０）。
【００４１】
本システムは、段階Ｓ２２０で決めた伝送方式と、段階Ｓ２１０で貯蔵したトラフィックチャネルデータを用いて符号化、インターリービング、シンボルマッピングを行い、符号化され、インターリービングされ、シンボルマッピングされたトラフィックチャネルシンボルを生成する（Ｓ２５０）。
【００４２】
前記段階Ｓ２２０において、各使用者の伝送方式は独立的に決定され、多様な使用者のための伝送方式決定は、全伝送速度やサービス品質、全伝送電力の最適化を考慮して行う。
【００４３】
図６は本発明の実施例による下向リンク信号構成方法の例を示す図面である。
【００４４】
図６は基本アンテナが１個で、追加アンテナが最大３個である時、高速移動して基本アンテナのみを使用する使用者１、低速移動して１個の追加アンテナを使用する使用者２、低速移動して３個の追加アンテナを使用する使用者３、高速移動して１個の追加アンテナを使用する使用者４に副搬送波帯域を定め、パイロットシンボルを配置した例を示す。
【００４５】
図６において、１７個のＯＦＤＭシンボルが１個のスロットを構成しているが、図６は移動速度が低くて時間軸に一つのスロットで一つのパイロットシンボルがあれば、復調することができる場合を示す。
【００４６】
図６に示したように、共通及び制御チャネルには基本アンテナのパイロットシンボルのようなOFDMシンボルに伝送して使用者の移動速度に関係なく復調が可能にする。そして、トラフィックチャネルには使用者の移動速度とアンテナ数によって追加的に必要なパイロットシンボルを各々の使用者別に既に割当てられた副搬送波帯域に伝送する。
【００４７】
図７は本発明の実施例によって１個の基本アンテナと３個の追加アンテナを使用する低速移動使用者に割当てられた副搬送波帯域でパイロットシンボルを配置する例を示している。
【００４８】
第１ＯＦＤＭシンボルに基本アンテナ（アンテナ０）のパイロットシンボル（NF=５）と共通及び制御のチャネルが第１ＯＦＤＭＡとして伝送され、残りＯＦＤＭＡシンボルとしてトラフィックチャネルが伝送される。追加アンテナ（アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３）のパイロットシンボルが追加的に伝送される。この時、トラフィックチャネルのシンボルは次のような方法のうちの一つによって生成することができる。
【００４９】
（１）追加パイロット個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成する方法。  
（２）トラフィックチャネルシンボルを最大個数生成した後、追加パイロットシンボルを伝送する位置を穴明き状態にする方法。  
（３）追加パイロットシンボルのうちの一部の個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成した後、その他の追加パイロットシンボルを伝送する位置を穴明き状態にする方法。  
図８は、本発明の一実施例によって、１個の基本アンテナと１個の追加アンテナを使用する高速移動使用者に割当てられた副搬送波帯域にパイロットシンボルを配置する例を示している。
【００５０】
第１ＯＦＤＭシンボルとして、基本アンテナ（アンテナ０）のパイロットシンボル（NF=５）と共通及び制御のチャネルが伝送され、残りＯＦＤＭＡシンボルにトラフィックチャネルが伝送される。追加アンテナ（アンテナ１）のパイロットシンボルは追加的に伝送される。
【００５１】
この時、トラフィックチャネルのシンボルは下記方法の一つで生成される。（１）追加パイロット個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成する方法、（２）トラフィックチャネルシンボルの最大個数に合せて生成した後、追加パイロットシンボルを伝送する位置を穴明き状態にする方法、或いは（３）追加パイロットシンボル のうちの一部の個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成した後、その他に追加パイロットシンボルを伝送する位置を穴明き状態にする方法。
簡略に言えば、トラフィックチャネルのアンテナ数に関連して、４種類のパイロットシンボル配置がある。  
（１）低速移動で基本アンテナのみを使用−追加パイロットシンボル不必要。  
（２）低速移動で追加アンテナを使用―――追加アンテナ用パイロットシンボル配置。
（３）高速移動で基本アンテナのみを使用−基本アンテナ用パイロットシンボルを追加挿入して高速環境に合わせる。  
（４）高速移動で追加アンテナを使用―――基本及び追加アンテナ用パイロットシンボルを追加挿入して移動速度に合わせる。
【００５２】
図４乃至図８に示した方法を使用するためには、基地局で各使用者のチャネル情報、移動速度、トラフィック要求量を知らなければならない。移動速度は基地局で測定したり、移動局で測定して基地局に報告される。また、トラフィック要求量は移動局から基地局に報告したり、基地局で伝送するべきデータの量や特性などから分かる。チャネル情報は基地局で測定するか、移動局で測定して基地局に報告する。前者は主にTDD（時分割多重）基盤のシステムの場合であり、後者は主にFDD（周波数分割多重）システムの場合である。
【００５３】
前者の場合、移動局がチャネル測定のための信号（プレアンブル、パイロットなど）を伝送すれば、基地局が伝送された信号に基づいて各アンテナ別に基地局で上向リンク（地上局から衛星局への送信）のチャネル情報を測定する。基地局は上向リンクと下向リンクが同じ周波数帯域を使用するので、上向リンクのチャネル情報と下向リンクのチャネル情報が同一であるというチャネルの相互交換可能性を利用して下向リンクのチャネル情報を得る。
【００５４】
これと反対に、FDDシステムの場合、移動局が追加アンテナのチャネル推定をするために追加アンテナのパイロットを予め送る。
【００５５】
図９はFDDシステムで一部帯域にのみ追加アンテナを使用する場合の下向リンク信号の構成方法の例を示す図面である。
【００５６】
つまり、図９は、追加アンテナパイロット伝送によるオーバーヘッドを減らすために、一部帯域でのみ第１シンボルに適切な量の追加アンテナ用パイロットシンボルを追加した例を示している。
【００５７】
図９において、一つの基本アンテナ（アンテナ１）が使用され、第３帯域は追加アンテナを最大３個まで使用可能な帯域であり、第４帯域は追加アンテナを最大１個だけ使える帯域であり、他の帯域は追加アンテナを使用できない帯域である。
図１０は本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤セルラーシステムの下向リンク信号構成装置１００を示す図面である。
【００５８】
下向リンク信号構成装置１００は共通／制御チャネル処理器１１０、基本パイロットシンボル発生器１２０、トラフィックチャネル情報貯蔵器１３０、トラフィックチャネル処理器１４０、チャネル情報、トラフィック要求量、移動速度貯蔵器１５０、伝送使用者及び伝送方式決定器１６０、追加パイロットシンボル発生器１７０及び時間／副搬送波／アンテナマッピング器１８０を含む。
【００５９】
共通／制御チャネル処理器１１０は共通／制御チャネル情報を符号化、インターリービングして、シンボルにマッピングし、符号化／インターリービング／シンボルマッピングされた共通／制御チャネルシンボルを生成する。基本パイロットシンボル発生器１２０は基本パイロットシンボルを生成する。ここで、基本パイロットシンボルは使用者トラフィックチャネルの伝送方式と関係なく伝送されるパイロットシンボルであり、図６と図９では、スロットの第１OFDMシンボルに伝送されるパイロットシンボルを示す。
【００６０】
トラフィックチャネル情報貯蔵器１３０は使用者のトラフィックチャネル情報を貯蔵し、チャネル情報、トラフィック要求量、移動速度貯蔵器１５０は使用者のチャネル情報、トラフィック要求量、移動速度情報を貯蔵する。
【００６１】
伝送使用者及び伝送方式決定器１６０はチャネル情報、トラフィック要求量、移動速度貯蔵器１４０に貯蔵された情報を利用して既に決められた方法によって伝送する使用者と各伝送方式を決める。トラフィックチャネル処理器１４０は前記伝送使用者及び伝送方式決定器１６０で決めた伝送方式によってトラフィックチャネル情報貯蔵器１３０で貯蔵したトラフィックチャネル情報を読取り、読取ったトラフィックチャネル情報を符号化、インターリービングした後、シンボルにマッピングし、符号化／インターリービング／シンボルマッピングされたトラフィックチャネルシンボルを生成する。
【００６２】
追加パイロットシンボル発生器１７０は各使用者の伝送方式により決定されたアンテナ数と移動速度に応じて追加パイロットシンボルを発生させる。ここで、追加パイロットシンボルは各使用者ごとに基本パイロットシンボルの他に追加的に伝送するパイロットシンボルであり、図６と図９では、スロットの第１OFDMシンボルに伝送されるパイロットシンボルを除いた残りパイロットシンボルである。
【００６３】
時間／副搬送波／アンテナマッピング器１８０は、共通／制御チャネル処理器１１０で生成された符号化／インターリービング／シンボルマッピングされた共通／制御チャネルシンボル、トラフィックチャネル処理器１３０で生成された符号化／インターリービング／シンボルマッピングされたトラフィックチャネルシンボル、基本パイロットシンボル発生器１２０で生成された基本パイロットシンボル及び追加パイロットシンボル発生器１７０で生成した追加パイロットシンボルに、チャネル別／使用者別のチャネル利得情報を掛け算し、既に決められた方法通りに、各チャネルシンボルを時間、副搬送波、アンテナにマッピングする。
【００６４】
この時、時間／副搬送波／アンテナのマッピング器１８０は（１）追加パイロット個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成する方法、（２） トラフィックチャネルシンボルの最大個数を生成した後、追加パイロットシンボルを伝送する位置では穴明き状態にする方法、或いは（３）追加パイロットシンボルのうちの一部の個数を予め考慮してトラフィックチャネルシンボルを生成した後、追加パイロットシンボルの残り部分を伝送する位置では穴明き状態にする方法、のいずれかを使用することができる。
【００６５】
下向リンク信号構成装置１００の出力はOFDM変調器２００a、２００b、…、２００nを通ってOFDM変調され、無線送信部３００a、３００b、…、３００nを通ってD／A変換、周波数上向変換、フィルタリング及び増幅過程を経て各アンテナ４００a、４００b、…、４００nを通って送信される。
【００６６】
図１１は本発明の実施例による副搬送波割当によるパイロットシンボル配置の詳細流れ図である。
【００６７】
本発明の実施例によれば、ＯＦＤＭＡ基盤セルラーシステムの下向リンクでトラフィック要求量及び移動速度に応じて全副搬送波のうちの一部を適切な方法で割当てた後、移動速度などに対応してパイロットシンボル配置方法ごとに当該副搬送波のトラフィックチャネルのパイロットシンボルを適切に配置する。
【００６８】
これを図１１を参照して具体的に説明すれば、トラフィックチャネルを通って伝送するべきデータを貯蔵し（Ｓ４１０）、移動速度が高速であるか低速であるかを判断する（Ｓ４２０）。
【００６９】
前記段階Ｓ４２０において、移動速度が低速と判定された場合には、チャネル状況、トラフィック要求量及び低速判定情報に応じて副搬送波を割り当て（Ｓ４３０）、割当てられた副搬送波に低速用パイロットシンボルを配置する（Ｓ４５０）。
【００７０】
前記段階Ｓ４２０で移動速度が高速と判定された場合には、チャネル状況、トラフィック要求量及び高速判定情報に応じて副搬送波を割り当て（Ｓ４４０）、割当てられた副搬送波に高速用パイロットシンボルを配置する（Ｓ４６０）。
【００７１】
前記段階Ｓ４５０と段階Ｓ４６０で配置されたパイロットシンボルは出力されてデータシンボル配置入力に入る。
【００７２】
図１２は使用者の速度に応じた副搬送波割当及び当該副搬送波のパイロットシンボル配置に関する例を示す図面である。
【００７３】
一般に副搬送波の割当は使用者別またはデータ類型別に行われる。ここでは各使用者の移動速度に応じて副搬送波を割当てている。例えば、２５０km／hで走行中の高速列車内の移動使用者に対するパイロットシンボルの場合、使用者の通信品質を考慮して、パイロットシンボルが非常に稠密で、シンボル間隔が小さくなり、送るべきデータシンボルの数が減ってデータ伝送率が低下・減少する。しかし、固定使用者や１２０km／h以下の速度で移動する使用者の場合には、パイロットシンボルが必要以上に稠密に配置されているので、効率性が低下する。したがって使用者を、２５０km／hと１２０km／hとの間には考慮しなければならない速度が存在しないという点を勘案し、２５０km／hの使用者グループと１２０km／h以下の使用者グループに分離してすることができる。
【００７４】
図１２の例で高速移動使用者を２５０km／hの高速電鉄使用者とし、実際にサービスを受ける使用者は全国の全体使用者のうちの０．１％以下に過ぎないとすれば、全副搬送波のうちの極めて一部にのみ割り当てても構わない。この時、割当てられた副搬送波は高速の移動使用者に適切なパイロットシンボルを配置しなければならない。そして、残りの大部分の副搬送波は１２０km／h以下の速度を有する使用者に割り当て、これに適したパイロットシンボルを配置する。このようにする場合、高速移動使用者のための副搬送波のパイロットシンボルは稠密に挿入されるが、殆どの残り副搬送波のパイロットシンボルは相対的に稠密でなく挿入し、全システムのデータ伝送率を向上させる。
【００７５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は前記実施例にのみ限定されるわけではなく、その他の多様な変更や変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】長方形パイロットシンボル配置例を示す図面である。
【図２】直線状パイロットシンボル配置例を示す図面である。
【図３】六角形パイロットシンボル配置例を示す図面である。
【図４】本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤セルラーシステムの下向リンクのためのシンボル配置流れ図である。
【図５】図４のトラフィックチャネルのためのシンボル配置をより詳細に示した図面である。
【図６】本発明の実施例による下向リンク信号構成方法を示す図面である。
【図７】アンテナ４個を使用する低速移動使用者のパイロットシンボル配置例を示す図面である。
【図８】アンテナ２個を使用する高速移動使用者のパイロットシンボル配置例を示す図面である。
【図９】FDDシステムで一部帯域にのみ追加アンテナを使用する場合の下向リンク信号構成方法例を示す図面である。
【図１０】本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤のセルラーシステムの下向リンク信号構成装置を示す図面である。
【図１１】副搬送波割当によるパイロットシンボル配置の詳細流れ図である。
【図１２】高速移動使用者のための副搬送波割当及び移動速度によるパイロットシンボル配置例を示す図面である。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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