JP2005244960A - 無線通信システム、無線送信装置、無線受信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＯＦＤＭ方式の無線通信における情報チャネル及び制御チャネルに割り当てられるリソースの有効利用を図ることが可能な無線通信システム等を提供すること。
【解決手段】 ＯＦＤＭ方式の無線通信システムに使用される無線送信装置２００は、送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対して設定される拡散率及び振幅を決定する判断部２１６と、情報チャネルと決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化する手段２１２と、多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調して無線送信する手段２１４とを備える。本システムに使用される無線受信装置は、受信した信号をＯＦＤＭ方式で復調し、逆拡散することで前記制御チャネルを抽出する手段を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一般に無線通信の技術分野に属し、特に直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式の無線通信システム、無線送信装置、無線受信装置及び無線通信方法に関連する。

この種の技術分野では、マルチパス伝搬環境等に有利なＯＦＤＭ方式の無線通信が有望視されている。ＯＦＤＭ方式では、送信される情報チャネル（シンボル系列）は、互いに直交する関係に選ばれた多数のサブキャリアに関連付けられ、逆フーリエ変換され、ガードインターバルが付加された後にＯＦＤＭシンボルとして無線送信される。受信側では、受信信号からガードインターバルが除去され、その後の信号をフーリエ変換することで、サブキャリア毎の情報が抽出され、送信された情報チャネルが復元される。この場合において、無線受信装置は、情報チャネルだけでなく制御チャネルをも受信し、制御チャネルには、所定の既知信号より成るパイロットチャネルや、総ての無線受信装置に対して共通の情報を送信するための共通制御チャネルや、各無線受信装置に対して個別の情報を送信するための個別制御チャネルが含まれる。制御チャネルには、所定の専用のリソースが割り当てられており、制御チャネルは無線送信装置から送信されるＯＦＤＭシンボルに多重化されている。無線受信装置は、受信したＯＦＤＭシンボルからパイロットチャネル等の制御チャネルを抽出し、チャネル推定や、同期タイミングの確保等を行う。このようなＯＦＤＭ方式の無線通信技術については、例えば特許文献１に記載されている。

図１は、情報チャネルと制御チャネルとの関係を示す概念図である。図１（Ａ）は、パイロットチャネルに所定の周波数帯域を割り当てることで、パイロットチャネルが情報チャネルと多重化されている様子を示す。図１（Ｂ）は、パイロットチャネルに所定のタイムスロットを割り当てることで、パイロットチャネルが情報チャネルと多重化されている様子を示す。
特開２００１−１４４７２４号公報

この種の技術分野では、主に高品質なサービス提供を行なう観点から、移動端末の移動速度の高速化、通信に使用される帯域の広帯域化、高周波数化等に対応することが今後益々要請される。このため、周波数及び時間軸方向における信号レベル変化の激しい通信環境にも充分耐え得る通信サービスの提供が求められる。

一方、図１に示されるように、パイロットチャネル等の制御チャネルは周波数軸又は時間軸における特定の領域にのみ挿入されている。従って、それが挿入されていない領域で信号レベルが激しく変動するような場合には、チャネル推定等を良好に行なうことはできなくなってしまう。このような場合には、パイロットチャネル等の機能が充分に発揮されず、その目的を充分に達成していないので、その制御チャネルに割り当てたリソースは有効に活用されていないことになってしまう。

更に、制御チャネルには専用のリソースが割り当てられるので、その分だけ情報チャネルに割り当てるリソースが減少する。制御チャネル専用にリソースを折角割り当てているにもかかわらず、それが有効に利用されなかったならば、他のチャネルに割り当てるリソースを減らしてまで制御チャネルにリソースを確保した意義が失われてしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＯＦＤＭ方式の無線通信における情報チャネル及び制御チャネルに割り当てられるリソースの有効利用を図ることが可能な無線通信システム、無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法を提供することである。

本発明によれば、無線送信装置及び無線受信装置より成る直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式の無線通信システムが使用される。前記無線送信装置は、送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対して設定される拡散率及び振幅を決定する判断部と、情報チャネルと決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化する手段と、多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調して無線送信する手段とを備える。前記無線受信装置は、受信した信号をＯＦＤＭ方式で復調し、逆拡散することで前記制御チャネルを抽出する手段を備える。

本発明によれば、ＯＦＤＭ方式の無線通信における情報チャネル及び制御チャネルに割り当てられるリソースの有効利用を図ることが可能になる。

本発明の一態様では、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式の無線通信を行なうための無線送信装置が使用される。本装置は、送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対して設定される拡散率及び振幅を決定する判断部と、情報チャネルと決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化する手段と、多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調して無線送信する手段とを備える。

本発明の一態様では、制御チャネルが、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式で符号拡散される。制御チャネルが広範な周波数領域に連続的に挿入されるので、周波数領域における信号レベルの急激な変化に対しても全区間で正確にチャネル推定等を行なうことが可能になる。

本発明の一態様では、制御チャネルが、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式で符号拡散される。制御チャネルが全フレーム期間に連続的にわたって連続的に挿入されるので、時間領域における信号レベルの急激な変化に対しても全区間で正確にチャネル推定等を行なうことが可能になる。

本発明の一態様によれば、本発明による無線通信装置が、孤立セルの無線基地局に設けられる。このような通信環境では、情報チャネルを符号拡散しない利点が特に大きくなる。

本発明の一態様によれば、前記判断部が、情報チャネルに対して制御チャネルが低い振幅レベルとなるように、拡散率及び振幅を調整する。これにより、情報チャネルの復元を妨げないように、制御チャネルを情報チャネルに多重化することが一層適切になされる。

本発明の一態様によれば、拡散符号の拡散率を示す情報及び符号拡散された制御チャネルの振幅を示す情報が無線送信される。これにより、受信装置は受信信号から制御チャネルを速やかに復元することができる。

本発明の一態様によれば、ＯＦＤＭ方式の無線通信を行なうための無線受信装置が、使用される。本装置は、拡散率及びチャネル種別を判別する判断部と、判別された拡散率及びチャネル種別に応じて、情報チャネル及び制御チャネルの多重化された受信信号から制御チャネルを復元する手段とを備える。

本発明の一態様によれば、ＯＦＤＭ方式の無線通信方法が使用される。本方法は、送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対して設定される拡散率及び振幅を決定するステップと、情報チャネルと決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化するステップと、多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調して無線送信するステップと、無線受信装置にて受信した信号をＯＦＤＭ方式で復調し、逆拡散することで前記制御チャネルを抽出するステップとを有する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図には、ＯＦＤＭ方式における無線送信装置及び無線受信装置の様々な機能要素の内、本発明に特に関連のある要素が描かれている点に留意を要する。

図２は、本発明の一実施例による無線送信装置の部分ブロック図である。無線送信装置２００は、チャネル符号化部２０２と、データ変調部２０４と、直並列変換部（Ｓ／Ｐ変換部）２０６，２０８と、２次元拡散部２１０と、制御チャネル多重部２１２と、高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２１４に加えて、拡散率及び振幅判断部２１６と、拡散率制御部２１８と、振幅制御部２２０とを有する。

チャネル符号化部２０２は、ユーザがＯＦＤＭシンボルとして送信しようとする内容を表現する情報ビットストリームを受信し、適切な符号化を施す。この符号化は、例えば畳み込み符号化やターボ符号化等のような誤り訂正符号化でもよい。

データ変調部２０４は、適切に符号化された情報ビットストリームを所定の変調方式で変調する。変調方式は、例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのような適切ないかなる方式が採用されてもよい。

直並列変換部２０６は、変調された一連の情報ビットストリームを、並列的なビットストリームに変換する。簡単のため、並列的なビットストリーム数は、本実施例ではサブキャリア数Ｎｃであるが、これに限定されない。並列的なビットストリームは、制御チャネル多重部２１２に入力される。

一方、直並列変換部２０８は、例えばパイロットチャネルのような制御チャネルを表現する一連の制御ビットストリームを、並列的な制御ビットストリームに変換する。この場合における制御ビットストリーム数は、簡単のため本実施例ではサブキャリア数Ｎｃを符号拡散率ＳＦで除算したもの（Ｎｃ／ＳＦ）とするが、これに限定されない。

２次元拡散部２１０は、直並列変換部２０８にて変換された並列的な制御ビットストリームに、拡散符号を乗算する。

図３は、２次元拡散部２１０の更に詳細なブロック図を示す。図示されるように、２次元拡散部２１０は、マルチキャリア方式の符号分割多重接続（ＭＣ−ＣＤＭＡ）方式による符号拡散を行なうための要素であり、シンボル複製部３０２と、拡散符号生成部３０４と、拡散符号乗算部３０６とを有する。なお、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式は、ＯＦＣＤＭ方式とも呼ばれることもある。シンボル複製部３０２は、並列的な制御ビットストリームの１つを所定数（例えば、拡散率ＳＦ）の並列的な制御ビットストリームに変換し、変換後の制御ビットストリームを拡散符号乗算部３０６の一方の入力に与える。拡散符号生成部３０４は、符号拡散を行なうための所定の拡散符号を生成し、拡散符号乗算部３０６の他方の入力に与える。拡散符号乗算部３０６の各々は、制御ビットストリームに拡散符号を乗算することで、制御ビットストリームの符号拡散を行なう。符号拡散された制御ビットストリームは、振幅レベルを適切に調整するための乗算部２２２を経て制御チャネル多重部２１２に与えられる。

図２の拡散率及び振幅判断部２１６は、目下の無線通信で要求される信号品質に関する情報（例えば、受信品質情報）や、制御チャネルに対する情報チャネルの干渉量等を取得、測定又は推定する。拡散率及び振幅判断部２１６は、取得した情報等に基づいて、制御チャネルに対する符号化率及び振幅を決定し、その決定内容を拡散率制御部２１８及び振幅制御部２２０に通知する。

図１０は、拡散率及び振幅判断部２１６の更に詳細なブロック図を示す。拡散率及び振幅判断部２１６は、制御チャネル送信電力判断部１００２と、拡散率判断部１００４と、振幅判断部１００６とを有する。

制御チャネル送信電力判断部１００２は、非拡散の制御チャネルが送信される場合に割り当てられるであろう送信電力Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を求める。この送信電力は、図２の二次元拡散部２１０の出力信号の電力に対応させることができ、後述の無線受信装置からのフィードバック情報に基づいて決定できる。フィードバック情報には、無線受信装置での受信品質（例えば、ＳＩＮＲ等）や、情報チャネルに起因する制御チャネルにとっての干渉量等が含まれてもよい。例えば、送信電力Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、次式に従って算出されてもよい。

Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}＞（情報チャネルからの干渉量＋雑音成分）×α（固定値）
ここで、雑音成分は、受信ＳＩＮＲから推定できる量であり、αは所定のスケーリングファクタである。このようにして求められた電力Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、拡散率判断部１００４に通知される。

拡散率判断部１００４は、情報チャネルの送信電力Ｐ_ｄａｔａに対する、拡散後の制御チャネルの送信電力（Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}／ＳＦ）の比率が所定の閾値Ｔｈを超えないように、拡散率ＳＦを求める。閾値Ｔｈは、固定的な一定値でもよいし、フィードバック情報中の受信ＳＩＮＲに基づいて動的に設定されてもよい。拡散率ＳＦは、例えば、次式が成立するように算出されてもよい。

（Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}／ＳＦ）／Ｐ_ｄａｔａ＜Ｔｈ。
このようにして求められた拡散率は、振幅判断部１００６及び図２の拡散率制御部２１８に通知される。

振幅判断部１００６は、上記のようにして算出された、拡散後の制御チャネルの送信電力（Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}／ＳＦ）を実現するような信号の振幅Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を求める。一般に、信号の電力は振幅の二乗に比例するので、そのような振幅は、例えば次式により算出することができる。

Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}＝√（Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}／ＳＦ）。
このようにして求められた振幅Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、振幅制御部２２０に通知される。

図１１は、拡散前の制御チャネルの電力Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}、情報チャネルの電力Ｐ_ｄａｔａ及び拡散後の制御チャネルの電力（Ｐ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}／ＳＦ）の関係を模式的に示す。本実施例では、制御チャネルは周波数軸方向に連続的に挿入されるので、図１１では、縦軸は電力に対応し、横軸は周波数に対応する。各信号の電力をこのように設定することで、制御チャネルが情報チャネルに及ぼす干渉量が閾値Ｔｈ未満になるようにすることができる。

図２の拡散率制御部２１８は、拡散率及び振幅判断部２１６から与えられた情報に基づいて、適切な符号拡散率を設定するための制御信号を２次元拡散部２１０（シンボル複製部３０２）に与える。拡散率制御部２１８には目標値ＳＦが入力され、その目標値ＳＦを実現するための制御信号がそこから出力される。

振幅制御部２２０も、拡散率及び振幅判断部２１６から与えられた情報に基づいて、振幅レベル又は電力を適切に設定するための制御信号を乗算部２２２に与える。振幅制御部２２０には目標値Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}が入力され、その目標値Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を実現するための制御信号がそこから出力される。

制御チャネル多重部２１２は、直並列変換部２０６からの並列的な情報ビットストリームと、符号拡散された並列的な制御ビットストリームとをサブキャリア毎に加算し、Ｎｃ個のビットストリームを出力する。即ち、このＮｃ個のビットストリームは、情報ビットストリームに、符号拡散された制御ビットストリームが多重化されたものである。

ＩＦＦＴ部２１４は、Ｎｃ個のビットストリームを高速逆フーリエ変換することで、各サブキャリアに乗せられる情報を時間領域のビットストリームに変換する。このビットストリームは、以後不図示の帯域制限処理部、周波数変換部、電力増幅部等を含む無線部を経て無線送信される。

図４は、本発明の一実施例による無線受信装置の部分ブロック図を示す。無線受信装置４００は、シンボルタイミング同期部４０２と、ガードインターバル除去部４０４と、高速フーリエ変換部４０６に加えて、拡散率及びチャネル種別判断部４０８と、２次元逆拡散部４１０とを有する。

シンボルタイミング同期部４０２は、受信されたＯＦＤＭシンボル（受信信号）に基づいて同期をとり、適切なタイミングを確保する。ガードインターバル除去部４０４は、ＯＦＤＭシンボルのうち、ガードインターバルを除去し、それに続く部分を抽出する。ＦＦＴ部４０６は、高速フーリエ変換を行なうことで、各サブキャリアに関連付けられた情報を出力する。以後、不図示の要素を通じて、送信された情報を復元するため処理が行なわれる。

一方、２次元逆拡散部４１０は、フーリエ変換後の並列的なビットストリームに対して、適切な拡散符号を乗算することでそれらを逆拡散する。この場合に、拡散率及びチャネル種別判断部４０８は、拡散符号の拡散率に関する情報を２次元逆拡散部４１０に与えると共に、符号拡散されている情報が何であるかについても判断する。例えば、制御チャネルの内パイロットチャネルのみが符号拡散され、他の制御チャネルは拡散されず、別方式で伝送されてもよい。尚、拡散率やチャネル種別情報等は、無線送信装置から得られる。

図５は、２次元逆拡散部４１０の更に詳細なブロック図を示す。図示されるように、２次元逆拡散部４１０は、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式による逆拡散を行なうための要素であり、拡散符号生成部５０２と、拡散符号乗算部５０４と、シンボル合成部５０６とを有する。ＦＦＴ部４０６から得られる例えばサブキャリア数個（Ｎｃ）のビットストリームは、複数の拡散符号乗算部５０４の一方の入力に与えられる。拡散符号乗算部５０４の他方の入力には、拡散符号生成部５０２からの拡散符号が与えられる。拡散符号乗算部５０４は、ビットストリームと拡散符号を乗算して逆拡散を行なうことで、制御ビットストリームを抽出する。各シンボル合成部５０６は、例えば拡散率に対応する数（ＳＦ）の所定数のビットストリームを１つのビットストリームに合成する。以後、不図示の要素を通じて、制御チャネルが復元される。

図９を参照しながら、本実施例における制御チャネルと情報チャネルの多重化及びそれらの分離について更に説明する。本実施例では、情報チャネルは通常のＯＦＤＭシンボルに含まれる情報ビットストリームであり、制御チャネルはＭＣ−ＣＤＭＡ方式で符号拡散された制御ビットストリームである。これらは、制御チャネル多重部２１２で加算される（ステップ９０４）。加算後の信号は、以後ＩＦＦＴ部２１４にて変調され、ガードインターバルが付加された後にＯＦＤＭシンボルとして無線送信される（ステップ９０６）。制御チャネルは符号拡散されているので、周波数領域でのスペクトルは、図６（Ａ）に示されるようになる。この点、それが図１（Ａ）に示されるようであったのと大きく異なる。

無線受信装置は、受信信号から制御チャネル及び情報チャネルを識別し、それらの内容を復元する（ステップ９０８）。無線受信装置にて情報チャネルを復元する際には、制御チャネルはノイズとして取り扱われる。このノイズは、図６（Ａ）に示されるように、広範な周波数領域にわたって低い振幅レベルを有し、情報チャネルの復元を妨げない。言い換えれば、制御チャネルが、情報チャネルの復元を妨げない程度のノイズとなるように、拡散率及び振幅判断部２１６が符号拡散率ＳＦや振幅Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を決定し、その決定内容が拡散率制御部２１８及び振幅制御部２２０に通知され、符号拡散率ＳＦや振幅Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}（又は電力）が適切に調整されている。拡散率等に関する情報は、報知チャネルのような符号化されていない制御チャネルや、情報チャネルの一部等によって、無線受信装置に通知されてもよいが、他の手法で通知してもよい。送信された内容を復元するのに必要な情報が、無線受信装置で使用できればよいからである。

制御チャネルは、周波数領域の全領域にわたって連続的に挿入されている。このため、周波数軸上での急激な振幅レベル変化やフェージングにも全区間で正確に追従することが可能になる。更に、符号化されているか否かによって、制御チャネル及び情報チャネルが区別されるので、制御チャネルに専用のリソースを割り当てることは不要である。従って、従来制御チャネルに一律に割り当てていたリソースを、情報チャネルに割り当てることが可能になる。尚、制御チャネルのうち、例えばパイロットチャネルのみを符号拡散することも可能である。

図７は、本発明の一実施例による別の無線送信装置の部分ブロック図である。無線送信装置７００は、チャネル符号化部７０２と、データ変調部７０４と、直並列変換部（Ｓ／Ｐ変換部）７０６と、高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）７０８と、拡散部７１０と、制御チャネル多重部７１２に加えて、拡散率及び振幅判断部７１６と、拡散率制御部７１８と、振幅制御部７２０と、乗算部７２２とを有する。

チャネル符号化部７０２は、ユーザがＯＦＤＭシンボルとして送信しようとする内容を表現する情報ビットストリームを受信し、適切な符号化を施す。この符号化は、例えば畳み込み符号化やターボ符号化等のような誤り訂正符号化でもよい。

データ変調部７０４は、適切に符号化された情報ビットストリームを所定の変調方式で変調する。直並列変換部７０６は、変調された一連の情報ビットストリームを、例えばサブキャリア数Ｎｃ個の並列的なビットストリームに変換する。これら並列的な情報ビットストリームは、ＩＦＦＴ部７０８に入力される。

ＩＦＦＴ部７０８は、サブキャリア数個（Ｎｃ）のビットストリームを高速逆フーリエ変換することで、各サブキャリアに乗せられる情報を時間領域の情報ビットストリームに変換する。この情報ビットストリームは、制御チャネル多重部７１２に入力される。

一方、拡散部７１０は、制御ビットストリームに、拡散符号を乗算する。拡散部７１０は、直接シーケンスＣＤＭＡ（ＤＳ−ＣＤＭＡ）方式による符号拡散を行なうための要素であり、不図示の拡散符号生成部と、拡散符号乗算部とを有する。符号拡散された制御ビットストリームは、振幅レベルを適切に調整するための乗算部７２２を経て制御チャネル多重部７１２に与えられる。

拡散率及び振幅判断部７１６は、目下の無線通信で要求される信号品質に関する情報（例えば、受信品質情報）や、制御チャネルに対する情報チャネルの干渉量等を取得、測定又は推定する。これらの情報は、拡散率制御部７１８及び振幅制御部７２０に与えられる。拡散率及び振幅判断部７１６は、図１０を参照しながら説明されたのと同様な要素を備えていてもよい。但し、本実施例では、制御チャネルは、周波数軸方向ではなく、時間軸方向に連続的に挿入される点が異なる。

拡散率制御部７１８は、その情報に基づいて、適切な符号拡散率を設定するための制御信号を拡散部７１０に与える。振幅制御部７２０は、その情報に基づいて、振幅レベル又は電力を適切に設定するための制御信号を乗算部７２２に与える。

制御チャネル多重部７１２は、ＩＦＦＴ部７０８からの情報ビットストリームと符号拡散された制御ビットストリームとを加算し、１つのビットストリームを出力する。即ち、このビットストリームは、情報ビットストリームに、符号拡散された制御ビットストリームが多重化されたものである。こうして作成されたビットストリームには以後ガードインターバルが付加されてＯＦＤＭシンボルが作成され、それは不図示の帯域制限処理部、周波数変換部、電力増幅部等を含む無線部を経て無線送信される。

図８は、本発明の一実施例による別の無線受信装置の部分ブロック図を示す。無線受信装置８００は、シンボルタイミング同期部８０２と、ガードインターバル除去部８０４と、高速フーリエ変換部８０６に加えて、レイク（Ｒａｋｅ）合成部８０８と、パスサーチ部８１０と、チャネル推定部８１２と、拡散率及びチャネル種別判断部８１４とを有する。

シンボルタイミング同期部８０２は、受信されたＯＦＤＭシンボル（受信信号）に基づいて同期をとり、適切なタイミングを確保する。ガードインターバル除去部８０４は、ＯＦＤＭシンボルのうち、ガードインターバルを除去し、それに続く部分を抽出する。ＦＦＴ部８０６は、高速フーリエ変換を行なうことで、サブキャリア毎に伝送された情報を出力する。以後、不図示の要素を通じて、送信された情報を復元するため処理が行なわれる。

一方、受信されたＯＦＤＭシンボルは、レイク合成部８０８に入力されると共に、パスサーチ部８１０にも入力される。パスサーチ部８１０は、受信したＯＦＤＭシンボルに関するマルチパス伝搬路（パス）のタイミングを検出する。チャネル推定部８１２は各パスに関するフェージング変動を補償するための制御信号をレイク合成部８０８に与える。拡散率及びチャネル種別判断部８１４は、拡散符号の拡散率に関する情報をレイク合成部８０８に与えると共に、符号拡散されている情報が何であるかについても判断する。レイク合成部８０８は、制御信号等に基づいてパス毎にフェージングの影響を補償しながら各パスからの信号を合成することで、適切に逆拡散された制御チャネルに関する制御ビットストリームが得られる。この制御ビットストリームに基づいて、以後不図示の要素を通じて、送信された制御チャネルが復元される。

次に、本実施例における制御チャネルと情報チャネルの多重化及びそれらの分離について更に説明する。基本的な処理手順は、図９に関連して説明したものと同様である。本実施例でも、情報チャネルは通常のＯＦＤＭシンボルに含まれる情報ビットストリームであるが、制御チャネルはＤＳ−ＣＤＭＡ方式で符号拡散された制御ビットストリームである。それらは制御チャネル多重部７１２で加算され、ガードインターバルが付加されてＯＦＤＭシンボルとして無線送信される。制御チャネルは時間領域で符号拡散されているので、時間領域でのスペクトルは、図６（Ｂ）に示されるようになる。この点、それが図１（Ｂ）に示されるようであったのと大きく異なる。

無線受信装置にて情報チャネルを復元する際には、制御チャネルはノイズとして取り扱われる。このノイズは、図６（Ｂ）に示されるように、全フレーム期間にわたって低い振幅レベルを有し、情報チャネルの復元を妨げない。言い換えれば、制御チャネルが、情報チャネルの復元を妨げない程度のノイズとなるように、拡散率制御部７１８及び振幅制御部７２０が、符号拡散率や振幅（又は電力）を適切に調整するのである。

本実施例では、制御チャネルは、時間領域の全領域にわたって連続的に挿入されている（実施例１では、制御チャネルが周波数領域に連続的に挿入されていたことに留意を要する。）。このため、時間軸上での急激な振幅レベル変化やフェージングにも全区間で正確に追従することが可能になる。更に、符号化されているか否かによって、制御チャネル及び情報チャネルが区別されるので、制御チャネルに専用のリソースを割り当てることは不要である。従って、従来のように制御チャネルに一律に割り当てていたリソースを、情報チャネルに割り当てることが可能になる。尚、制御チャネルのうち、例えばパイロットチャネルのみを符号拡散することも可能である。

ところで、制御チャネルを周波数領域に拡散する実施例、及びそれを時間領域に拡散する実施例双方に関し、制御チャネルを符号拡散することに加えて、情報チャネルをも符号拡散することが技術的には可能である。そのような手法は、多数のセルが隣接して広範なサービスエリアを提供するような場合に有利である。ＣＤＭＡ方式では、自分以外に関する信号は総てノイズとなり、このノイズには、主に自セル干渉及び他セル干渉が含まれる。情報チャネルが符号拡散されている場合は、情報チャネルを抽出する際に、他セル干渉を効果的に抑圧することができる。従って、このような通信環境では、情報チャネルを符号化することが有利である。

しかしながら、他セル干渉に配慮しなくてよい通信環境もあり得る。例えば、セル又は通信可能な領域が、孤立セルのようにスポット的に設けられている場合である。このような通信環境において、情報チャネルが符号化されていたとすると、制御チャネル及び情報チャネルの拡散符号間の干渉に起因して自セル干渉が増大することとなり、却って情報チャネルのリソースを制限してしまう虞が生じる。このような場合には、情報チャネルを符号拡散せず、それを通常のＯＦＤＭシンボルとして伝送した方が有利である。従って、制御チャネルは拡散されるが情報チャネルは拡散されないようにした無線通信システムは、孤立セルを構成するような場合に特に有利である。例えば、本発明による無線送信装置を孤立セルの無線基地局に設け、パイロットチャネルを符号拡散しながら情報チャネルに多重化するような有用な用途が考えられる。

情報チャネルと制御チャネルとの関係を示す概念図である。 本発明の一実施例による無線送信装置のブロック図を示す。 ２次元拡散部のブロック図を示す。 本発明の一実施例による無線受信装置のブロック図を示す。 ２次元逆拡散部のブロック図を示す。 本発明の一実施例における情報チャネルと制御チャネルとの関係を示す概念図である。 本発明の一実施例による無線送信装置のブロック図を示す。 本発明の一実施例による無線受信装置のブロック図を示す。 本発明の一実施例による無線通信方法のフローチャートを示す。 拡散率及び振幅判断部のブロック図を示す。 情報チャネル及び拡散前後の制御チャネルの送信電力の関係を示す図である。

符号の説明

２００ 無線送信装置； ２０２ チャネル符号化部； ２０４ データ変調部； ２０６，２０８ 直並列変換部； ２１０ ２次元拡散部； ２１２ 制御チャネル多重部； ２１４ ＩＦＦＴ部； ２１６ 拡散率及び振幅判断部； ２１８ 拡散率制御部； ２２０ 振幅制御部； ２２２ 乗算部；
３０２ シンボル複製部； ３０４ 拡散符号生成部； ３０６ 拡散符号乗算部；
４００ 無線受信装置； ４０２ シンボルタイミング； ４０４ ガードインターバル除去部； ４０６ ＦＦＴ部； ４０８ 拡散率及びチャネル種別判断部； ４１０ ２次元逆拡散部；
５０２ 拡散符号生成部； ５０４ 拡散符号乗算部； ５０６ シンボル合成部
７００ 無線送信装置； ７０２ チャネル符号化部； ７０４ データ変調部； ７０６ 直並列変換部； ７０６ ＩＦＦＴ部； ７１０ 拡散部； ７１２ 制御チャネル多重部； ７１６ 拡散率及び振幅判断部； ７１８ 拡散率制御部； ７２０ 振幅制御部； ７２２ 乗算部；
８００ 無線受信装置； ８０２ シンボルタイミング； ８０４ ガードインターバル除去部； ８０６ ＦＦＴ部； ８０８ レイク合成部； ８１０ パスサーチ部； ８１２ チャネル推定部； ８１４ 拡散率及びチャネル種別判断部；
１００２ 制御チャネル送信電力判断部； １００４ 拡散率判断部； １００６ 振幅判断部

Claims (9)

1. 無線送信装置及び無線受信装置より成る直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式の無線通信システムであって、前記無線送信装置が、
   送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対して設定される拡散率及び振幅を決定する判断部と、
   情報チャネルと、決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化する手段と、
   多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調し、無線送信する手段と、
   を備え、前記無線受信装置が、
   受信したＯＦＤＭシンボルを復調し、逆拡散することで前記制御チャネルを抽出する手段を備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式の無線通信を行なうための無線送信装置であって、
   送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対して設定される拡散率及び振幅を決定する判断部と、
   情報チャネルと、決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化する手段と、
   多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調し、無線送信する手段と
   を備えることを特徴とする無線送信装置。
3. 前記制御チャネルが、マルチキャリア符号分割多重接続（ＭＣ−ＣＤＭＡ）方式で符号拡散されることを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
4. 前記制御チャネルが、直接シーケンス符号分割多重接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）方式で符号拡散されることを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
5. 孤立セルの無線基地局に設けられることを更なる特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
6. 前記判断部が、情報チャネルに対して制御チャネルが低い振幅レベルとなるように、拡散率及び振幅を調整する
   ことを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
7. 拡散符号の拡散率を示す情報と、符号拡散された制御チャネルの振幅を示す情報とを無線送信することを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
8. 直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式の無線通信を行なうための無線受信装置であって、
   拡散率及びチャネル種別を判別する判断部と、
   判別された拡散率及びチャネル種別に応じて、情報チャネル及び制御チャネルの多重化された受信信号から制御チャネルを復元する手段と、
   を備えることを特徴とする無線受信装置。
9. 直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式の無線通信方法であって、
   送信信号の品質情報又は情報データからの干渉量に基づいて、制御チャネルに対する拡散率及び振幅を決定するステップと、
   情報チャネルと、決定された拡散率及び振幅に基づいて符号拡散された制御チャネルとを多重化するステップと、
   多重化された信号をＯＦＤＭ方式で変調し、無線送信するステップと、
   無線受信装置にて受信した信号をＯＦＤＭ方式で復調し、逆拡散することで前記制御チャネルを抽出するステップと
   を有することを特徴とする無線通信方法。

Images