JP2009303125A - チャネル挿入方法、送信機および受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信技術において、無線周波数帯域の空き帯域に応じて精度よく参照信号を挿入すること。
【解決手段】ユーザが少ない場合、通信事業者に割り当てられた帯域に空き帯域が生じる。通信事業者に割り当てられた帯域、制御信号の帯域３、およびユーザによって予約された帯域１，２は既知であるので、通信事業者に割り当てられた帯域から制御信号の帯域３と全ユーザの帯域１，２を減算することによって空き帯域を求めることができる。その空き帯域がなくなるように参照信号の挿入フォーマットを設定することによって、空き帯域がなくなり、精度よく参照信号が挿入される。
【選択図】図３

Description

本件は、無線通信技術におけるチャネル挿入方法、送信機および受信機に関する。

従来、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の限られたネットワーク帯域を、当該ＷＡＮに接続された複数のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）上に存在する複数のユーザ端末同士で融通し合って利用するためのシステムが提案されている。このシステムは、ネットワーク帯域のスケジュール設定用のユーザ・インタフェースを提示するスケジュール管理部と、ユーザ・インタフェースを介して、端末間通信を行おうとするユーザ端末から、ＷＡＮの利用予定時間帯などの情報が入力されたときに、当該情報を含む帯域設定用データを、端末間通信に関与する帯域管理装置へ供与して帯域利用予約に関するネゴシエーションを実行する帯域管理連携部とを有するスケジュール管理装置を、ＬＡＮ上に具備することを特徴とする（例えば、特許文献１参照。）。

また、ランダムアクセス型の通信環境において、各パケットに対して生じる遅延を改善して通信を行う送信機が提案されている。この送信機は、受信信号に基づいて、割り当てられた周波数帯域の使用状況を検出する周波数使用状況検出手段と、前記検出結果に基づいて、パイロットシンボルの配置を決定するシンボル配置決定手段と、前記決定されたパイロットシンボル配置にしたがって、パイロットシンボルを配置するシンボル配置手段とを備えることを特徴とする（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−２４４２１９号公報 特開２００６−２４５９５８号公報

しかしながら、前記特許文献２に開示された技術では、割り当てられた周波数帯域の使用状況を推定し、それに応じてパイロットシンボルの割り当て周期を制御するため、その制御の精度が十分でないという問題点がある。また、パイロットシンボルの挿入間隔やパイロットシンボルの帯域を予め算出することができないという問題点がある。さらに、パイロットシンボルの挿入間隔やパイロットシンボルの帯域を少ないシグナリングで正確に制御することができないという問題点がある。

本件は、無線周波数帯域の空き帯域に応じて精度よく参照信号を挿入することを目的とする。

例えば、以下の手段を用いる。本件は、次の（１）式から、通信事業者（Ｏｐｅｒａｔｏｒ）に割り当てられた帯域の空き帯域を求め、この空き帯域に参照信号を割り当てる。
［空き帯域］＝［通信事業者の帯域］−［制御信号の帯域］−［全ユーザの帯域］ ・・・（１）

ここで、通信事業者に割り当てられた帯域は、予めわかっている。また、制御信号は、無線フォーマットの状態を管理する信号であり、標準化やシステム仕様で決められた、シグナリングなしで復号できるチャネルである。従って、制御信号の帯域は、予めわかっている。なお、受信精度を上げるために、制御信号の帯域に制御信号専用の参照信号を含めてもよい。また、各ユーザが使用する帯域は、予め確保されている。

空き帯域に参照信号を割り当てる際、参照信号の挿入フォーマットとして、参照信号の挿入間隔を規定してもよいし、参照信号のブロック当たりの帯域を規定してもよい。そして、予め、送信機から受信機に、参照信号の挿入フォーマット、すなわち参照信号のブロック当たりの帯域または参照信号の挿入間隔をシグナリングにより通知するようにしてもよい。

参照信号のブロック当たりの帯域を規定してシグナリングする場合、受信機は、次の（２）式から、参照信号の挿入間隔を求めることができる。参照信号の挿入間隔を規定してシグナリングする場合、受信機は、次の（３）式から、参照信号のブロック当たりの帯域を求めることができる。
［参照信号の挿入間隔］＝［空き帯域］／［参照信号のブロック当たりの帯域］ ・・・（２）
［参照信号のブロック当たりの帯域］＝［空き帯域］／［参照信号の挿入間隔］ ・・・（３）

開示の技術によれば、通信事業者に割り当てられた帯域において、制御信号の帯域や各ユーザに割り当てられた帯域を除いた、残りの帯域に参照信号が割り当てられる。

また、開示の技術によれば、無線周波数帯域の空き帯域に応じて精度よく参照信号を挿入することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、好適な実施の形態を詳細に説明する。ここでは、予めユーザが無線帯域の使用を予約し、無線帯域を確保して通信を行うことにより、サービスの品質保証を行うようにした無線通信システムを例にして説明する。また、送信機を送信局の無線送受信機とし、受信機をユーザ端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の無線送受信機とする。送信局は、例えば基地局である。

（概略）
図１〜図４は、実施の形態にかかるチャネル挿入方法の概略を説明する図である。これらの図において、符号１は、ユーザＡの端末に割り当てられた帯域を示し、符号２は、ユーザＢの端末に割り当てられた帯域を示す。また、符号３は制御信号の帯域を示し、符号４は参照信号の帯域を示し、符号５は空き帯域を示す。

図１に示すように、ユーザが少ない場合、通信事業者に割り当てられた帯域に空き帯域５が生じてしまう。そこで、本実施の形態では、図２に示すように、通信事業者に割り当てられた帯域に生じる空き帯域５を前記（１）式から算出し、図３に示すように、この空き帯域５をなくすように参照信号を挿入する。

ユーザ端末には、送信局から参照信号の挿入フォーマットがシグナリングによって通知される。各ユーザ端末は、このシグナリングを受け取ることによって参照信号の配置をトレーニングすることができる。参照信号のブロック当たりの帯域が通知される場合、各ユーザ端末は、前記（２）式から参照信号の挿入間隔を知ることができる。あるいは、シグナリングによって参照信号の挿入間隔が通知される場合、各ユーザ端末は、前記（３）式から参照信号のブロック当たりの帯域を知ることができる。

また、各ユーザ端末は、通信事業者に割り当てられた帯域に複数位置される参照信号のうちのいずれか一つの配置位置を知る必要がある。この配置位置については、従来の技術を用いてシグナリングにより各ユーザ端末に通知するか、またはシステム仕様で予め決めておけばよい。

図４において、符号６はスケジューラ制御信号の帯域（以下、スケジューラ制御信号帯域とする）である。図４に示すように、スケジューラ制御信号を導入し、各ユーザ端末の割り当て周波数を指定することによって、スケジューリング利得（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を得ることができる。スケジューラ制御信号帯域６は、その時点でセル内で通信するユーザ端末数で決まるので、既知である。

また、無線帯域の使用を予約するユーザの数や、各ユーザにより予約される帯域は、通常、時間帯によって異なる。従って、ユーザが使用する全帯域に応じて空き帯域を計算し直し、参照信号の挿入フォーマットを更新する必要がある。新たにユーザが動的に追加される場合も、同様である。

一般に、参照信号の挿入フォーマットは、ユーザ端末の誤り特性に影響を及ぼす。例えば、電波伝搬路において周波数特性の指標として周波数選択性がある。そこで、一旦、電波伝搬路をトレーニングしてから参照信号の挿入フォーマットを設定するようにしてもよい。この場合、各ユーザ端末は、初期設定の参照信号を用いて周波数選択性を計算し、それを送信局へ通知する。送信局は、その時点で通信しているユーザ端末のうち最も特性の悪いユーザ端末に合わせて、参照信号の挿入フォーマットを再設定する。

（送信局の構成）
図５は、送信局の構成を示すブロック図である。図５に示すように、送信局１０は、通信インターフェース（通信ＩＮＦ）１１、設定部１２、スケジューラ制御信号発生部１３、参照信号発生部１４、制御信号発生部１５、ユーザ信号発生部１６、多重部１７、ＲＦ送信部１８、デュプレクサ１９およびアンテナ２０を備えている。

通信インターフェース１１は、汎用または特殊な通信プロトコルを介して管理サーバと通信し、管理サーバから、空き帯域の情報、帯域の割り当てを行うＮ個のユーザ端末の情報、スケジューラ制御信号帯域の最新情報を受け取る。ここで、Ｎは、すでに帯域を割り当てたユーザ端末の数である。また、通信インターフェース１１は、ユーザ端末と管理サーバの間で予約交渉を仲介した場合には、その予約交渉に対する応答の最新情報を管理サーバから受け取る。通信インターフェース１１は、設定部１２に、管理サーバから受け取った情報を通知する。

設定部１２は、通信インターフェース１１から通知された情報に基づいて、それぞれのチャネルを割り当てる帯域を設定する。設定部１２は、スケジューラ制御信号発生部１３、参照信号発生部１４および制御信号発生部１５に帯域の割り当て情報を通知する。制御信号発生部１５は、シグナリング発生部２１、予約応答発生部２２および無線制御発生部２３を有する。

シグナリング発生部２１は、設定部１２から通知された周波数や帯域の情報に基づいて、ユーザ端末へ参照信号の挿入フォーマットやスケジューラ制御信号の挿入フォーマットを通知する信号を生成する。予約応答発生部２２は、設定部１２から通知された予約交渉応答に基づいて、新規予約を申請したユーザ端末へ申請結果を通知する信号を生成する。無線制御発生部２３は、従来同様、無線状態を総合的に管理する制御信号を生成する。制御信号発生部１５は、シグナリング発生部２１、予約応答発生部２２および無線制御発生部２３で生成された各信号を多重部１７へ送る。

参照信号発生部１４は、設定部１２から通知された周波数や帯域などの参照信号の挿入フォーマットに沿うように伝搬路トレーニング信号を生成し、その信号を多重部１７へ送る。スケジューラ制御信号発生部１３は、設定部１２から通知された周波数や帯域などのスケジューラ制御信号の挿入フォーマットに沿う配置位置で、Ｎ個のユーザ端末のスケジューリングを反映したスケジューラ制御信号を生成し、その信号を多重部１７およびユーザ信号発生部１６へ送る。

ユーザ信号発生部１６は、スケジューラ制御信号で指定された周波数や帯域や変調方式などのフォーマットに従ってユーザ信号を生成し、その信号を多重部１７へ送る。多重部１７は、参照信号発生部１４、スケジューラ制御信号発生部１３、制御信号発生部１５およびユーザ信号発生部１６から送られてきた信号を受け取り、それらの信号を束ねてＲＦ送信部１８へ送る。ＲＦ送信部１８は、多重部１７から送られてきたベースバンド信号を搬送波周波数へアップコンバートして、デュプレクサ１９を介してアンテナ２０から送信する。

また、送信局１０は、ＲＦ受信部２４、分離部２５、Ｆ＿ｓｅｌ受信部２６、Ｆ＿ｓｅｌ_TH計算部２７、ブロック決定部２８、ユーザ信号受信部２９および予約交渉受信部３０を備えている。アンテナ２０で受信された信号は、デュプレクサ１９を介してＲＦ受信部２４へ送られる。ＲＦ受信部２４は、デュプレクサ１９から送られてきた搬送波周波数の受信信号をベースバンド信号へダウンコンバートし、そのベースバンド信号を分離部２５へ送る。

分離部２５は、ＲＦ受信部２４から受け取ったベースバンド信号をそれぞれのチャネルに分離する。Ｆ＿ｓｅｌ受信部２６は、分離部２５で分離された信号に基づいて、Ｆ＿ｓｅｌが厳しい（大きい）ということを通知してきたユーザ端末がいるか否かを判定する。Ｆ＿ｓｅｌは、ユーザ端末が参照信号に基づいて計算した周波数選択性フェージングにおける劣化の程度を示す指標である。Ｆ＿ｓｅｌ_TH計算部２７は、Ｆ＿ｓｅｌが大きいということを通知してきたユーザ端末がいる場合に、所定のアルゴリズムに従って計算を行い、最も劣化の大きいＦ＿ｓｅｌを抽出し、それをＦ＿ｓｅｌ_THとしてブロック決定部２８へ通知する。

ブロック決定部２８は、Ｆ＿ｓｅｌ_TH計算部２７から通知されたＦ＿ｓｅｌ_THに基づいて、このＦ＿ｓｅｌ_THに適した、参照信号のブロック当たりの帯域を導き出し、それを設定部１２へ通知する。Ｆ＿ｓｅｌ_THと参照信号のブロック当たりの帯域との関係は、予めシミュレーションなどにより求められている。一般に、周波数選択性フェージングにおける劣化が大きい場合には、参照信号のブロック当たりの帯域を狭くするのがよいことが知られている。

設定部１２は、ブロック決定部２８から通知された参照信号のブロック当たりの帯域に基づいて、現在の参照信号の挿入フォーマットを変更した方がよいか否かを判断する。その結果、変更した方がよい場合には、設定部１２は、参照信号の挿入フォーマットを変更するという指示を発行する。

ユーザ信号受信部２９は、分離部２５で分離されたユーザ信号を復号する。復号化技術については、周知の技術を適用することができる。予約交渉受信部３０は、新規予約の交渉を申請したユーザ端末がある場合に、通信インターフェース１１を介して管理サーバに新規予約の可否を問い合わせる。その問い合わせに対する回答は、予約応答発生部２２によりユーザ端末にフィードバックされる。

（ユーザ端末の構成）
図６は、ユーザ端末の構成を示すブロック図である。図６に示すように、ユーザ端末４０は、アンテナ４１、デュプレクサ４２、ＲＦ受信部４３、分離部４４、スケジューラ制御信号受信部４５、ユーザ信号受信部４６、参照信号受信部４７および制御信号受信部４８を備えている。

アンテナ４１で受信された信号は、デュプレクサ４２を介してＲＦ受信部４３へ送られる。ＲＦ受信部４３は、デュプレクサ４２から送られてきた搬送波周波数の受信信号をベースバンド信号へダウンコンバートし、そのベースバンド信号を分離部４４へ送る。分離部４４は、ＲＦ受信部４３から受け取ったベースバンド信号をそれぞれのチャネルに分離する。分離された信号は、スケジューラ制御信号受信部４５、ユーザ信号受信部４６、参照信号受信部４７および制御信号受信部４８へ送られる。

制御信号受信部４８は、シグナリング受信部５１および無線制御受信部５３を有する。シグナリング受信部５１は、分離部４４から送られてきた制御信号に基づいて、参照信号の挿入フォーマットやスケジューラ制御信号の挿入フォーマットを推定し、その推定情報を参照信号受信部４７およびスケジューラ制御信号受信部４５へ通知する。参照信号受信部４７は、シグナリング受信部５１により推定された挿入フォーマットに基づいて、分離部４４から送られてきた参照信号を受信する。

スケジューラ制御信号受信部４５は、シグナリング受信部５１により推定された挿入フォーマットに基づいて、分離部４４から送られてきたスケジューラ制御信号を受信する。ユーザ信号受信部４６は、スケジューラ制御信号受信部４５により推定されたスケジューリング情報に基づいて、ユーザ信号を含むチャネルのフォーマットを推定し、参照信号から求められた伝搬路応答と合わせて、分離部４４で分離されたユーザ信号を復号する。復号化技術については、周知の技術を適用することができる。無線制御受信部５３は、無線状態を総合的に管理する制御信号を受信する。

また、制御信号受信部４８は予約応答受信部５２を有する。また、ユーザ端末４０は、予約交渉処理部４９を備えている。予約交渉処理部４９は、予約交渉応答受付５０を有する。予約応答受信部５２は、分離部４４から送られてきた制御信号から予約交渉の申請に対する応答を抽出し、その応答を予約交渉応答受付５０へ通知する。予約交渉応答受付５０は、その応答を受け付ける。なお、図示例では、予約交渉の申請に対する応答の信号を制御信号のチャネルの一部としたが、予約交渉の申請に対する応答の信号を独立したチャネルとしてもよい。

また、ユーザ端末４０は、伝搬路応答算出部５４、ユーザ信号発生部５５、Ｆ＿ｓｅｌ算出部５６、閾値判定部５７、予約交渉発生部５９、多重部６０およびＲＦ送信部６１を備えている。また、予約交渉処理部４９は、予約交渉発信５８を有する。

伝搬路応答算出部５４は、参照信号受信部４７から参照信号を受け取り、その参照信号に基づいて伝搬路応答を算出する。Ｆ＿ｓｅｌ算出部５６は、伝搬路応答算出部５４で算出された伝搬路応答に基づいて前記Ｆ＿ｓｅｌを算出する。閾値判定部５７は、Ｆ＿ｓｅｌ算出部５６で算出されたＦ＿ｓｅｌが閾値（Ｆ＿ｔｈ）よりも大きいか否かを判定する。閾値判定部５７は、Ｆ＿ｓｅｌが閾値（Ｆ＿ｔｈ）よりも大きい場合、現在の参照信号の挿入フォーマットでは周波数選択性に対応できないとして、Ｆ＿ｓｅｌ信号を多重部６０へ送る。

ユーザ信号発生部５５は、スケジューラ制御信号受信部４５から得られたスケジューリング情報のフォーマットに従ってユーザ信号を生成し、それを多重部６０へ送る。予約交渉発信５８は、予約交渉を申請しようとするユーザによって起動される。予約交渉発信５８が起動されると、予約交渉発生部５９は、予め決められた信号を生成して多重部６０へ送る。多重部６０は、ユーザ信号発生部５５、閾値判定部５７および予約交渉発生部５９から送られてきた信号を受け取り、それらの信号を束ねてＲＦ送信部６１へ送る。ＲＦ送信部６１は、多重部６０から送られてきたベースバンド信号を搬送波周波数へアップコンバートして、デュプレクサ４２を介してアンテナ４１から送信する。

（管理サーバの構成）
図７は、管理サーバの構成を示すブロック図である。図７に示すように、管理サーバ７０は、通信インターフェース７１およびリソース管理機能部７２を備えている。通信インターフェース７１は、汎用または特殊な通信プロトコルを介して送信局１０と通信する。通信インターフェース７１は、予め設定されている通信時間帯の切り替え時、または必要に応じて、空き帯域の情報、帯域の割り当てを行うＮ個のユーザ端末の情報、スケジューラ制御信号帯域の最新情報を送信局１０へ通知する。また、通信インターフェース７１は、汎用のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いてＣＮ（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）網に接続する。

リソース管理機能部７２は、通信事業者の無線リソースを管理し、新規に帯域の割り当てを要求する申請があった場合に、帯域の割り当てが可能であるか否かを判断する。リソース管理機能部７２は、その判断の結果を、通信インターフェース７１を介して送信局１０またはＣＮ網へ通知する。なお、送信局１０に管理サーバ７０の機能が含まれていてもよい。

（事前に新規予約をする場合のシーケンス）
図８は、事前に新規予約する方法（静的な新規予約方法）のシーケンスを示す説明図である。図８に示すように、ここでは、「Ａ時間帯」、「Ｂ時間帯」、・・・、翌日の「Ａ時間帯」、・・・というように、区切りのよい予約時間帯幅ごとにシステムの運用をリセットし、これを一日単位で繰り返すシステムであるとする。

送信局は、Ａ時間帯が始まる直前に、前記（１）式に基づいて参照信号の挿入フォーマットを含む種々の設定を行う（ステップＳ１）。続いて、送信局は、Ａ時間帯を予約している通信局（Ａ時間帯予約済み通信局）へ、予約した帯域を復号するために必要な情報をシグナリングにより通知する（ステップＳ２）。このシグナリングに、参照信号の挿入フォーマットを特定する情報が含まれている。そして、送信局とＡ時間帯予約済み通信局の間でサービスが開始される（ステップＳ３）。このサービスは、Ａ時間帯が終わるまで継続され、Ａ時間帯の終わりとともに終了する（ステップＳ４）。新規にＢ時間帯を予約したい通信局（新規Ｂ時間帯予約局）は、Ｂ時間帯が始まる前に送信局へ予約交渉の申請を行い（ステップＳ５）、送信局から交渉の可否を受け取る（ステップＳ６）。

このように事前に予約する方法として、帯域を使用するユーザ端末とは別の通信手段を用いて、このユーザ端末の帯域予約を行う第１の予約方法と、帯域を使用するユーザ端末から予約を行う第２の予約方法がある。第１の予約方法では、ユーザは、このシステムの無線帯域を管理する管理サーバに例えば自宅や会社などからアクセスし、予約交渉を行う。第２の予約方法では、ユーザは、ユーザ端末から送信局へ予約信号を送信し、送信局を介して管理サーバにアクセスし、予約交渉を行う。

図９は、第１の予約方法のシーケンスを示す説明図である。図９に示すように、予約者は、管理サーバに直接、予約要求として希望する帯域を問い合わせる（ステップＳ１１）。管理サーバは、無線リソースを確認し、帯域を割り当てられるか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、管理サーバは、帯域予約の可否を予約者へ通知する（ステップＳ１３）。また、管理サーバは、Ａ時間帯の始まりに合わせて、最新の情報を送信局へ通知する（ステップＳ１４）。送信局は、その最新情報に従って設定を行い（ステップＳ１５）、参照信号の挿入フォーマットを含む情報をシグナリングにより通知し（ステップＳ１６）、Ａ時間帯でのサービスを開始する（ステップＳ１７）。

図１０は、第２の予約方法のシーケンスを示す説明図である。図１０に示すように、予約者は、無線領域で用意されたチャネルを使って、自身の通信端末から送信局を経由して管理サーバに、予約要求として希望する帯域を問い合わせる（ステップＳ２１、ステップＳ２２）。管理サーバは、無線リソースを確認し、帯域を割り当てられるか否かを判断する（ステップＳ２３）。そして、管理サーバは、帯域予約の可否を送信局を経由して予約者へ通知する（ステップＳ２４、ステップＳ２５）。これ以降の、Ａ時間帯の最新情報の通知（ステップＳ２６）、その最新情報に従った設定（ステップＳ２７）、シグナリング（ステップＳ２８）およびサービス開始（ステップＳ２９）の流れは、前記ステップＳ１４〜ステップＳ１７と同様である。なお、第１の予約方法または第２の予約方法において、予約者へ帯域を割り当てることができない場合、管理サーバから予約者へ、割り当て可能な帯域を通知するようにしてもよい。

（現時間帯で新規予約をする場合のシーケンス）
図１１および図１２は、現時間帯で新規予約する方法（動的な新規予約方法）のシーケンスを示す説明図である。図１１は、予約交渉が失敗して帯域が割り当てられなかった場合を示している。図１１に示すように、送信局は、Ａ時間帯予約済み通信局へ、参照信号の挿入フォーマットを含む情報をシグナリングにより通知し（ステップＳ３１）、Ａ時間帯予約済み通信局との間でサービスを開始する（ステップＳ３２）。

Ａ時間帯において、新規にＡ時間帯を予約したい通信局（新規Ａ時間帯予約局）は、自身の通信端末から送信局を経由して管理サーバに、希望する帯域の割り当てを交渉する（ステップＳ３３、ステップＳ３４）。管理サーバは、無線リソースの空き帯域を計算し、新規Ａ時間帯予約局に帯域を割り当てられるか否かを判断する（ステップＳ３５）。その結果、帯域を割り当てられない場合、管理サーバは、その旨を送信局を経由して新規Ａ時間帯予約局へ通知する（ステップＳ３６、ステップＳ３７）。なお、管理サーバから予約者へ、割り当て可能な帯域を通知するようにしてもよい。そして、Ａ時間帯の終わりとともに、送信局とＡ時間帯予約済み通信局の間のサービスが終了する（ステップＳ３８）。

図１２は、予約交渉が成功して帯域が動的に割り当てられた場合を示している。図１２に示すように、ステップＳ３１〜ステップＳ３５は、図１１に示す失敗時のシーケンスと同じである。管理サーバは、新規Ａ時間帯予約局に帯域を割り当てることができる場合、その旨を送信局を経由して新規Ａ時間帯予約局へ通知する（ステップＳ３９、ステップＳ４０）。この場合、参照信号の帯域が変更されるので、送信局は、新たな参照信号の挿入フォーマットを含む情報をシグナリングにより通知する。このシグナリングは、Ａ時間帯予約済み通信局および新規Ａ時間帯予約局で受信される（ステップＳ４１、ステップＳ４２）。それによって、送信局と、Ａ時間帯予約済み通信局および新規Ａ時間帯予約局との間で、新しい送信フォーマットでサービスが開始する（ステップＳ４３、ステップＳ４４）。そして、Ａ時間帯の終わりとともに、Ａ時間帯のサービスが終了する（ステップＳ４５）。なお、前記第１の予約方法のように、予約者が、送信局を介さずに、管理サーバに直接、帯域の割り当て交渉を行う場合も同様である。

（管理サーバにおけるリソース管理方法のフローチャート）
図１３は、管理サーバにおけるリソース管理方法を説明するフローチャートである。このフローチャートのアルゴリズムは、前記ステップＳ１２および前記ステップＳ２３のリソース確認、並びに前記ステップＳ３５のリソース計算の各ステップにおいて実行される。また、通信事業者に割り当てられた帯域、制御信号の帯域、スケジューラ制御信号の帯域、参照信号の帯域、Ｎ個のユーザ端末に割り当て済みの帯域、現在割り当て可能な帯域（空き帯域）、および新規予約を要求するユーザ端末の帯域を、それぞれ、Ｂ_OPE、Ｂ_SIG、Ｂ_SCD（Ｎ）、Ｂ_REF、Ｂ_EVER、Ｂ_RESTおよびＢ_NEWとする。

空き帯域Ｂ_RESTは、スケジューラがない場合には次の（４）式、スケジューラがある場合には次の（５）式で求められる。
Ｂ_REST＝Ｂ_OPE−Ｂ_SIG−Ｂ_REF−Ｂ_EVER ・・・（４）
Ｂ_REST＝Ｂ_OPE−Ｂ_SIG−Ｂ_REF−Ｂ_EVER−Ｂ_SCD（Ｎ） ・・・（５）

図１３に示すように、管理サーバは、ユーザから新規に帯域Ｂ_NEWの割り当て要求を受け付けると（ステップＳ５１）、前記（４）式または前記（５）式からＢ_RESTを求める。そして、管理サーバは、Ｂ_NEWがＢ_RESTよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ５２）。Ｂ_NEWがＢ_REST以下である場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、管理サーバは、新規帯域の割り当て要求に対する応答として、割り当て可能であることをユーザに通知する（ステップＳ５３）。そして、管理サーバは、新規帯域の割り当て後のＢ_RESTを更新する（ステップＳ５４）。一方、Ｂ_NEWがＢ_RESTよりも大きい場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、管理サーバは、新規帯域の割り当て要求に対する応答として、割り当て不可であることとＢ_RESTをユーザに通知する（ステップＳ５５）。

（電波伝搬路をトレーニングする場合のシーケンス）
図１４は、電波伝搬路をトレーニングする場合のシーケンスを示す説明図である。図１４に示すように、送信局は、前記ステップＳ１およびステップＳ２と同様に、参照信号の挿入フォーマットを設定し（ステップＳ６１）、それをシグナリングにより通知する（ステップＳ６２）。次いで、Ａ時間帯予約済み通信局は、参照信号を用いて伝搬路推定を行い、電波伝搬路の応答を算出する（ステップＳ６３）。そして、Ａ時間帯予約済み通信局は、通知する必要がある場合に、伝搬状態として必要なパラメータを送信局へ通知する（ステップＳ６４）。他のＡ時間帯予約済み通信局についても同様である。

送信局は、通知された伝搬状態の情報に基づいて、最適化として前記Ｆ＿ｓｅｌ_THを求める（ステップＳ６５）。そして、送信局は、参照信号の挿入フォーマットを設定し直し（ステップＳ６６）、その詳細を再度シグナリングする（ステップＳ６７）。送信局とＡ時間帯予約済み通信局は、変更された参照信号の挿入フォーマットに基づいて、サービスを開始し（ステップＳ６８）、Ａ時間帯の終わりとともにサービスを終了する（ステップＳ６９）。

（伝搬路推定方法のフローチャート）
図１５は、伝搬路推定方法を説明するフローチャートである。このフローチャートのアルゴリズムは、前記ステップＳ６３において実行される。図１５に示すように、Ａ時間帯予約済み通信局は、送信局からシグナリングを受信すると（ステップＳ７１）、参照信号の挿入フォーマットを認識し（ステップＳ７２）、その挿入フォーマットに基づいて参照信号を受信する（ステップＳ７３）。そして、Ａ時間帯予約済み通信局は、参照信号を用いて伝搬路推定を行い、電波伝搬路応答を計算する（ステップＳ７４）。

Ａ時間帯予約済み通信局は、伝搬路応答に基づいて前記Ｆ＿ｓｅｌを算出し、Ｆ＿ｓｅｌが前記Ｆ＿ｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ７５）。Ｆ＿ｔｈは、その時点での参照信号の挿入フォーマットから求められる。例えば、Ｆ＿ｔｈは、予め参照信号のブロック当たりの帯域と対をなして決定されている。参照信号のブロック当たりの帯域とＦ＿ｔｈとの対応関係の一例を図１６に示す。Ｆ＿ｓｅｌがＦ＿ｔｈよりも大きい場合（ステップＳ７５：Ｙｅｓ）、Ａ時間帯予約済み通信局は、Ｆ＿ｓｅｌを送信局へ通知する（ステップＳ７６）。Ｆ＿ｓｅｌがＦ＿ｔｈ以下である場合には（ステップＳ７５：Ｎｏ）、Ａ時間帯予約済み通信局は、Ｆ＿ｓｅｌを通知しない（ステップＳ７７）。なお、Ａ時間帯予約済み通信局が常に伝搬状態を送信局へ通知するようにしてもよい。

（最適化および挿入フォーマットの再設定方法のフローチャート）
図１７は、最適化および挿入フォーマットの再設定方法を説明するフローチャートである。このフローチャートのアルゴリズムは、前記ステップＳ６５およびステップＳ６６において実行される。図１７に示すように、送信局は、Ａ時間帯予約済み通信局からＦ＿ｓｅｌが送られてきているか否かを判断する（ステップＳ８１）。送られてきていなければ（ステップＳ８１：Ｎｏ）、送信局は、異常なしとして（ステップＳ８２）、Ｆ＿ｓｅｌが送られてくるのを監視する。

Ｆ＿ｓｅｌが送られてきている場合には（ステップＳ８１：Ｙｅｓ）、送信局は、そのＦ＿ｓｅｌを受信する（ステップＳ８３）。そして、送信局は、所定のアルゴリズムに従って計算を行い、前記Ｆ＿ｓｅｌ_THを求める（ステップＳ８４）。送信局は、このＦ＿ｓｅｌ_THに適した、参照信号のブロック当たりの帯域を決定し（ステップＳ８５）、現在の参照信号の挿入フォーマットを変更する必要がある場合に、参照信号の挿入フォーマットを再設定する（ステップＳ８６）。なお、Ａ時間帯予約済み通信局が常に伝搬状態を送信局へ通知する場合には、ステップＳ８１およびステップＳ８２が省略される。

上述した構成において、送信局１０およびユーザ端末４０は、それぞれ、送信機および受信機に相当する。また、送信局１０において、設定部１２、参照信号発生部１４、多重部１７およびシグナリング発生部２１は、それぞれ、設定手段、生成手段、多重手段およびシグナリング手段としての機能を有する。また、送信局１０において、Ｆ＿ｓｅｌ受信部２６、Ｆ＿ｓｅｌ_TH計算部２７およびブロック決定部２８は、再設定手段としての機能を有する。また、ユーザ端末４０において、伝搬路応答算出部５４、Ｆ＿ｓｅｌ算出部５６および閾値判定部５７は、要求手段としての機能を有する。また、ユーザ端末４０において、予約交渉発信５８および予約交渉発生部５９は、交渉手段としての機能を有する。また、ユーザ端末４０において、予約交渉応答受付５０および予約応答受信部５２は、応答手段としての機能を有する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、通信事業者に割り当てられた帯域において、制御信号の帯域や各ユーザに割り当てられた帯域を除いた残りの帯域に参照信号が割り当てられるので、精度よく参照信号を挿入することができる。また、ユーザに対して帯域を保証して無線通信を行う場合、制御信号やユーザの使用帯域を除く帯域を、参照信号を割り当てる帯域として有効に利用することによって、貴重な有限資源である無線帯域を有効に活用することができる。また、少ない情報量で参照信号の挿入フォーマットを通知することができる。また、簡素な制御手法によって、信号品質を維持することができる。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）割り当て済みのチャネルの帯域に基づいて参照信号に割り当て可能な空き帯域を算出し、該空き帯域に基づいて前記参照信号の挿入フォーマットを設定することを特徴とするチャネル挿入方法。

（付記２）予め前記挿入フォーマットをシグナリングにより通知することを特徴とする付記１に記載のチャネル挿入方法。

（付記３）前記シグナリングにより、前記挿入フォーマットとして前記参照信号の挿入間隔または前記参照信号の帯域を通知することを特徴とする付記２に記載のチャネル挿入方法。

（付記４）ユーザトラヒックに応じて、前記割り当て済みチャネルの帯域を動的に調整し、帯域の割り当て状況に応じて前記挿入フォーマットを設定することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のチャネル挿入方法。

（付記５）前記割り当て済みチャネルの電波伝搬環境の情報を取得し、該情報に基づいて前記挿入フォーマットを再設定することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のチャネル挿入方法。

（付記６）割り当て済みのチャネルの帯域に基づいて参照信号に割り当て可能な空き帯域を算出し、該空き帯域に基づいて前記参照信号の挿入フォーマットを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記挿入フォーマットに基づいて前記参照信号を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記参照信号を他の信号とともに束ねる多重手段と、を備えることを特徴とする送信機。

（付記７）前記挿入フォーマットをシグナリングにより通知するシグナリング手段、をさらに備えることを特徴とする付記６に記載の送信機。

（付記８）前記シグナリング手段は、前記挿入フォーマットとして前記参照信号の挿入間隔または前記参照信号の帯域を通知することを特徴とする付記７に記載の送信機。

（付記９）前記設定手段は、ユーザトラヒックに応じて、前記割り当て済みチャネルの帯域を動的に調整し、帯域の割り当て状況に応じて前記挿入フォーマットを設定することを特徴とする付記６〜８のいずれか一つに記載の送信機。

（付記１０）前記割り当て済みチャネルの電波伝搬環境の情報を取得し、該情報に基づいて前記挿入フォーマットを再設定する再設定手段、をさらに備えることを特徴とする付記６〜９のいずれか一つに記載の送信機。

（付記１１）受信した参照信号に基づいて電波伝搬を推定し、該推定結果に基づいて前記参照信号の挿入フォーマットの再設定を要求する要求手段、を備えることを特徴とする受信機。

（付記１２）チャネル割り当ての予約交渉を行う交渉手段と、前記交渉手段による予約交渉に対する応答を受け取る応答手段と、をさらに備えることを特徴とする付記１１に記載の受信機。

実施の形態にかかるチャネル挿入方法の概略を説明する図である。 実施の形態にかかるチャネル挿入方法の概略を説明する図である。 実施の形態にかかるチャネル挿入方法の概略を説明する図である。 実施の形態にかかるチャネル挿入方法の概略を説明する図である。 実施の形態にかかる送信機を適用した送信局の構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかる受信機を適用したユーザ端末の構成を示すブロック図である。 管理サーバの構成を示すブロック図である。 静的な新規予約方法のシーケンスを示す説明図である。 第１の予約方法のシーケンスを示す説明図である。 第２の予約方法のシーケンスを示す説明図である。 動的な新規予約方法の失敗例のシーケンスを示す説明図である。 動的な新規予約方法の成功例のシーケンスを示す説明図である。 管理サーバにおけるリソース管理方法を説明するフローチャートである。 電波伝搬路をトレーニングする場合のシーケンスを示す説明図である。 伝搬路推定方法を説明するフローチャートである。 参照信号のブロック当たりの帯域と閾値Ｆ＿ｔｈとの対応関係の一例を示す説明図である。 最適化および挿入フォーマットの再設定方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

１，２ 割り当て済みチャネルの帯域
５ 空き帯域
１０ 送信機
１２ 設定手段
１４ 生成手段
１７ 多重手段
２１ シグナリング手段
２６，２７，２８ 再設定手段
４０ 受信機
５０，５２ 応答手段
５４，５６，５７ 要求手段
５８，５９ 交渉手段

Claims (7)

1. 割り当て済みのチャネルの帯域に基づいて参照信号に割り当て可能な空き帯域を算出し、該空き帯域に基づいて前記参照信号の挿入フォーマットを設定することを特徴とするチャネル挿入方法。
2. 予め前記挿入フォーマットをシグナリングにより通知することを特徴とする請求項１に記載のチャネル挿入方法。
3. 前記シグナリングにより、前記挿入フォーマットとして前記参照信号の挿入間隔または前記参照信号の帯域を通知することを特徴とする請求項２に記載のチャネル挿入方法。
4. ユーザトラヒックに応じて、前記割り当て済みチャネルの帯域を動的に調整し、帯域の割り当て状況に応じて前記挿入フォーマットを設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のチャネル挿入方法。
5. 前記割り当て済みチャネルの電波伝搬環境の情報を取得し、該情報に基づいて前記挿入フォーマットを再設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のチャネル挿入方法。
6. 割り当て済みのチャネルの帯域に基づいて参照信号に割り当て可能な空き帯域を算出し、該空き帯域に基づいて前記参照信号の挿入フォーマットを設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された前記挿入フォーマットに基づいて前記参照信号を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された前記参照信号を他の信号とともに束ねる多重手段と、
   を備えることを特徴とする送信機。
7. 受信した参照信号に基づいて電波伝搬を推定し、該推定結果に基づいて前記参照信号の挿入フォーマットの再設定を要求する要求手段、を備えることを特徴とする受信機。

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