(57)【要約】      （修正有）【課題】無線マルチキャリア通信システムの直交アップリンクにおいて、マルチキャリア符号分割多元接続を支援する技術を提供する。【解決手段】アップリンク上の副搬送を、重なり合っていないグループへ分割することと、それぞれホッピングの継続期間および重なり合っていないグループを含んでいる時間周波数ブロックを割り振ることと、直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てることと、各ユーザのデータシンボル(またはパイロット)を、割り振られた時間周波数ブロックにわたって拡散することであって、各ユーザのデータシンボル(またはパイロット)を、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散することと、各データシンボル(またはパイロット)を、時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップすることと、マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成することと、直交波形を送信することとを含む。【選択図】図２
2014180019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチキャリア通信の方法であって、
アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループに分割することと、
少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振ることであって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつことと、
直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てることと、
各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散することであって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散することと、
各拡散されたシンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップすることと、
マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成することと、
直交波形を送信することと
を含む方法。
【請求項２】
副搬送波を分割することが、隣接している副搬送波を、重なり合っていないグループへ分割することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
直交波形を生成することが、直交周波数分割多重(orthogonal frequency division multiple, OFDM)波形を生成することを含み、直交波形を送信することが、ＯＦＤＭ波形を送信することを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
直交波形を生成することが、直交周波数分割多元接続(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)波形を生成することを含み、直交波形を送信することが、ＯＦＤＭＡ波形を送信することを含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
重なり合っていないグループが、別々にホップする請求項１記載の方法。
【請求項６】
シンボルを拡散することが、パイロットシンボルを拡散することを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
シンボルを拡散することが、ＡＣＫ／ＮＡＣＫシンボルを拡散することを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
シンボルを拡散することが、ＣＱＩシンボルを拡散することを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
シンボルを拡散することが、要求シンボルを拡散することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
直交符号が、ウォルシュ符号である請求項１記載の方法。
【請求項１１】
直交符号が、ゴールド符号である請求項１記載の方法。
【請求項１２】
無線マルチキャリア通信のための装置であって、
アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループへ分割する手段と、
少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振る手段であって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつ手段と、
直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てる手段と、
各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散する手段であって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散する手段と、
各拡散されたシンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップする手段と、
マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成する手段と、
直交波形を送信する手段と
を含む装置。
【請求項１３】
無線マルチキャリア通信のための装置であって、
アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループに分割し、
少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振り、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもち、
直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てるように動作する制御装置と；
各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散し、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散し、
各シンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップするように動作するプロセッサと；
マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成し、
直交波形を送信するように動作する送信機と
を含む装置。
【請求項１４】
無線マルチキャリア通信システムにおける受信機であって、
直交波形を受信するアンテナと、
直交波形を復調して、拡散されたシンボルを生成する復調器と、
拡散されたシンボルから、時間周波数ブロックを判断するプロセッサと、
時間周波数ブロック内の拡散されたシンボルを、ユーザの直交符号を使用して逆拡散する逆拡散器と
を含む受信機。
【請求項１５】
無線マルチキャリア通信のための方法を具現するコンピュータ読み出し可能媒体であって、方法が、
アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループへ分割することと、
少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振ることであって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつことと、
直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てることと、
各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散することであって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散することと、
各拡散されたシンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップすることと、
マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成することと、
直交波形を送信することと
を含むコンピュータ読み出し可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
［分野］
本発明は、概ね、通信、より具体的には、無線通信システムの直交アップリンクにおけるマルチキャリア符号分割多元接続(multi-carrier code division multiple access, MC-CDMA)を支援する技術に関する。
【０００２】
［背景］
周波数ホッピング スペクトル拡散(frequency hopping spread spectrum, FHSS)通信システムにおいて、データは、異なる周波数サブバンドまたは副搬送波上で、異なる時間間隔において送信される。この時間間隔は、“ホップ期間（hop periods）”とも呼ばれる。これらの周波数サブバンドは、直交周波数分割多重化(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)、他のマルチキャリア変調技術、または何か他の構成によって与えられ得る。ＦＨＳＳを使用するとき、データ送信は、サブバンドからサブバンドへ擬似ランダムにホップする。このホッピングは、周波数ダイバーシティを与え、データ送信が、狭帯域干渉、ジャミング、フェージング、等のような有害な経路の影響に、より良く耐えることを可能にする。
【０００３】
ＯＦＤＭＡシステムは、ＯＦＤＭを使用し、多数のユーザを同時に支援することができる。周波数ホッピングＯＦＤＭＡシステムにおいて、各ユーザのデータは、そのユーザに割り当てられた特定の周波数ホッピング(frequency hopping, FH)系列を使用して送信される。ＦＨ系列は、各ホップ期間におけるデータ送信に使用する特定のサブバンドを示す。多数のユーザの多数のデータ送信が、異なるＦＨ系列を使用して、同時に送られ得る。これらのＦＨ系列は、互いに直交するように定められ、したがって、各ホップ期間において、１つのみのデータ送信が各サブバンドを使用する。直交するＦＨ系列を使用することによって、セル内干渉が避けられ、多数のデータ送信は互いに干渉せず、一方で、周波数ダイバーシティの恩恵を受ける。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書では、無線通信システムの直交アップリンクにおけるＭＣ−ＣＤＭＡの多重化を支援する技術が提供される。
【０００５】
１つの態様において、無線マルチキャリア通信の方法は、アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループへ分割することと、少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振ることであって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつことと、直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てることと、各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散することであって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散することと、各シンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップすることと、マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成することと、直交波形を送信することとを含む。
【０００６】
１つの態様において、生成された直交波形は、直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)波形である。別の態様において、生成された直交波形は、直交周波数分割多元接続(ＯＦＤＭＡ)波形である。
【０００７】
１つの態様において、無線マルチキャリア通信のための装置は、アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループへ分割する手段と、少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振る手段であって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつ手段と、直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てる手段と、各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散する手段であって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散する手段と、各シンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップする手段と、マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成する手段と、直交波形を送信する手段とを含む。
【０００８】
また別の態様において、無線マルチキャリア通信のための方法を具現するコンピュータ読み出し可能媒体であって、方法は、アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループへ分割することと、少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振ることであって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつことと、直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てることと、各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散することであって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散することと、各シンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップすることと、マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成することと、直交波形を送信することとを含む。
【０００９】
さらにまた別の態様において、無線マルチキャリア通信のための装置は、制御装置、プロセッサ、および送信機を含む。制御装置は、アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループに分割し、少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振り、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもち、直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てるように動作する。プロセッサは、各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散し、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散し、各シンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップするように動作する。送信機は、マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成し、直交波形を送信するように動作する。
【００１０】
１つの態様において、無線マルチキャリア通信システムにおける受信機は、直交波形を受信するアンテナと、直交波形を復調して、拡散されたシンボルを生成する復調器と、拡散されたシンボルから時間周波数ブロックを判断するプロセッサと、ユーザの直交符号を使用して、時間周波数ブロック内の拡散されたシンボルを逆拡散する逆拡散器とを含む。
【００１１】
本発明の種々の態様および実施形態は、さらに詳しく以下に説明される。
【００１２】
本発明の特徴、性質、および長所は、同様な参照符号が全体を通して対応して識別する図面と共に理解されるとき、以下に説明される詳細な説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にしたがう、ＦＨ−ＯＦＤＭＡとの関連におけるＭＣ−ＣＤＭＡの概念を示す図。
【図２】実施形態にしたがう端末のブロック図。
【図３】実施形態にしたがう基地局のブロック図。
【詳細な説明】
【００１４】
“例示的”という用語は、本明細書において“例、事例、または実例としての役割を果たす”ことを意味するために使用されている。“例示的”として本明細書に記載されている何れの実施形態または設計も、他の実施形態または設計よりも好ましいまたは好都合であると、必ずしも解釈されるわけではない。
【００１５】
ＯＦＤＭＡシステムは、多数のセルを使用して展開され得る。なお、セルは、通常、基地局またはその受信可能領域、あるいはこの両者を指す。１つのセルにおける所与のサブバンド上でのデータ送信は、近隣のセルにおける同じサブバンド上での別のデータ送信に対する干渉として働く。セル間干渉をランダム化するために、各セルのＦＨ系列は、通常、近隣のセルのＦＨ系列に対して擬似ランダムであるように定められる。擬似ランダムなＦＨ系列を使用することによって、干渉ダイバーシティが達成され、所与のセル内のユーザのデータ送信は、十分に長い期間にわたって、他のセル内の他のユーザのデータ送信からの平均干渉を観測することになる。
【００１６】
セル間干渉は、任意の所与の瞬間において、サブバンドごとに相当に異なり得る。サブバンド全体にわたる干渉のばらつきに相当するように、通常、マージンが、データ送信のデータレートの選択に使用される。干渉のばらつきが大きいときは、データ送信における低パケット誤り率(packet error rate, PER)を達成するために、通常、大きいマージンが必要とされる。大きいマージンは、データ送信のデータレートをより大きく下げることになり、これは、システム容量を制限する。
【００１７】
周波数ホッピングは、セル間干渉を平均化し、必要なマージンを低減することができる。周波数ホッピングレートを高めると、より良く干渉を平均化することになり、必要なマージンを低減する。高速の周波数ホッピングレートは、多数の周波数ホップ全体にわたってデータを符号化するある特定のタイプの送信にとってとくに有益であり、これは、干渉の悪影響を軽減するために、自動再送要求（automatic request for retransmission, ARQ）のような他の技術を使用しなくてもよい。
【００１８】
ＦＨ−ＯＦＤＭＡのアップリンクを使用したマルチキャリア符号分割多元接続(Multi-Carrier Code Division Multiple Access, MC-CDMA)システムは、ＣＤＭＡ方式と直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ)シグナリングとの組合せに基づく通信システムである。ＭＣ−ＣＤＭＡは、（ユーザと基地局との間における正確な時間および周波数同期を仮定すると)マルチパスチャネルを通った後でさえ、多重化された信号間の直交性をそれまでどおりに保つことができ、したがって、受信機において多重化された信号を確実に分離することができるので、ダウンリンク上では効率的な送信技術である。
【００１９】
他方で、ＭＣ−ＣＤＭＡは、アップリンク上では多元接続技術として成功しなかった。アップリンク送信は、異なるユーザからの送信信号が異なるチャネルによって影響を受けるという点で、ダウンリンク送信とは本質的に異なる。ＭＣ−ＣＤＭＡのチャネル推定誤差に対する感度および多重化の性質により、この技術をアップリンクに対して機能させるために、不適切な量のシステム資源をチャネル推定において除外しなければならない。さらに加えて、ユーザは異なるチャネル、ドップラシフトを経験し、多くの場合に、基地局から異なる距離にあるので、アップリンク上での同期化は、より複雑な問題である。
【００２０】
しかしながら、ＦＨ−ＯＦＤＭＡのアップリンクとの関連において、多重化技術としてＭＣ−ＣＤＭＡを慎重に適用すると、とくに低スペクトル効率の送信の帯域幅の使用に関して、相当に資源の使用を向上することができる。
【００２１】
ＦＨ−ＯＦＤＭＡにおいて、アップリンク上のユーザは、ある期間にわたるホップおよび副搬送波のサブセットを割り当てられる。ホップすることは、ある期間にわたる干渉の平均化と周波数ダイバーシティとを向上するのを助ける。実施形態において、アップリンク上の副搬送波は、重なり合っていないグループに分割され、各グループは別々にホップする（each group hops independently）。（グループ内の）連続する副搬送波からのチャネルは、強く相関していると予想されるので、それらのチャネルを、共通のパイロットシンボルを使用して推定することができ、これは、(ランダムな副搬送波のホッピングを使用した展開と比較して)パイロットのオーバーヘッドを相当に省くことになる。さらに加えて、ＦＨ−ＯＦＤＭＡは、閉ループのアップリンク時間制御機構を使用して、全アップリンク信号が、小さい時間ウィンドウ内(すなわち、サイクリックプレフィックス（cyclic prefix）の継続期間内)で到達することを保証し、これは、シンボル間干渉（inter-symbol interference, ISI）および搬送波間干渉（inter-carrier interference, ICI）の軽減を促すのを助ける。
【００２２】
実施形態において、ＦＨ−ＯＦＤＭＡは、異なるユーザ全体にわたる、または同じユーザからの異なる信号全体にわたるＭＣ−ＣＤＭＡの多重化を支援する。図１は、実施形態にしたがう、ＦＨ−ＯＦＤＭＡとの関連におけるＭＣ−ＣＤＭＡの概念を示している。水平軸は、ＯＦＤＭシンボルである。垂直軸は、副搬送波110である。
【００２３】
例は、８個のＯＦＤＭシンボルにおける８本の搬送波のグループのホッピングを仮定している。したがって、各時間周波数ブロック106内には、６４個の変調シンボルがある。時間周波数ブロックに対して、ホップの継続期間102と搬送波の結合（carrier association）108とが示されている。
【００２４】
実施形態において、時間と周波数とは、時間周波数ブロックにおいて隣接（contiguous）している。時間周波数ブロックとは、ＯＦＤＭシンボルと副搬送波との隣接する割り振りである。その代わりに、周波数は、時間周波数ブロック内で隣接しないが、同じ時間周波数ブロックの一部である周波数は、互いに直交する。
【００２５】
各ユーザは、直交符号の異なる組を割り当てられ、それぞれのデータ(またはパイロット)シンボルを、割り振られた時間周波数ブロックにわたって拡散するのに使用される。直交符号の例は、ウォルシュ符号およびゴールド符号を含み、両者とも当技術において知られている。
【００２６】
拡散後に、各シンボルは、割り当てられた時間周波数ブロック内の変調シンボルの１つにマップされる。次に、これらのシンボルに基づいて(標準のＯＦＤＭＡ波形生成技術にしたがって)、対応するＯＦＤＭＡ波形が生成される。理解され得るように、多数のユーザが、同じ時間周波数割り振りを共有している。したがって、ユーザに、時間周波数割り振りの異なる組を割り当てて、直交性を保証する従来のＦＨ−ＯＦＤＭＡとは、著しく異なる。グループ内の副搬送波数およびホップの継続期間を適切に選択すると、異なるユーザのそれぞれのチャネルは、ある特定の時間周波数割り振りにわたって一定であるように見え、したがって、ユーザは、異なるユーザに割り当てられた固有の拡散シグネチャ／コードに基づいて、区別されることができる。
【００２７】
異なるユーザからのＭＣ−ＣＤＭＡ信号は、同じ時間周波数割り振りにわたって多重化される。各ユーザからのそれぞれのチャネルは、各時間周波数割り振りにわたって一定であると予想され、したがって、受信機において分離することができる。
【００２８】
この技術は、アップリンク上で、異なるユーザからの低スペクトル効率の送信(例えば、パイロットシンボル、ＡＣＫ／ＮＡＣＫシンボル、等)を、同じ時間周波数割り振りにわたって、多重化するのにとくに効果的である。さらに加えて、この技術は、ある特定のシナリオにおいて、リンク経費の制約（link budget constraint）を緩和するのを助けるのにも使用することができる。
【００２９】
一例として、アップリンク上での１ビットの送信(例えば、パイロットまたはＡＣＫ／ＮＡＣＫシンボル)を検討する。性能要件を満たすために、ある特定量の受信ＳＮＲが達成されなければならない。ユーザは、非常に高い電力で、１本の送信において、ビットを送信するか、またはより低い電力で、幾つかの送信において(例えば、繰り返しによって)送信することができる。前者の技術は、帯域幅効率が高くなる(すなわち、１本のみの送信が要求される)が、リンク経費の制約を受け、さらに悪いことには、周波数／干渉ダイバーシティが無いために、悪い性能になり得る。代わりのアプローチでは、幾つかの送信において、この１ビットを送信する。周波数／干渉ダイバーシティを向上するために、各送信は、異なる周波数または時間的瞬間、あるいはこの両者において行われ得る。このアプローチは、受信機においてより確実な検出をもたらす可能性が高いが、これは、帯域幅のオーバーヘッドをより大きくし、場合によっては、送信時間をより長くするという犠牲を伴う。とくにＨ−ＡＲＱが使用されるシステムでは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの送信時間がより長くなると、送信機における処理時間がより短くなる。
【００３０】
折衷案では、十分な量の周波数／干渉ダイバーシティを獲得し、一方で、これまでどおりに、適度な量の帯域幅を使用することができる送信技術を使用する。上述で検討した連続する搬送波のグループのホッピングを使用した構造が使用され得る。この設定において、ユーザは、周波数／干渉ダイバーシティを集めるために、１ビットの量を、多数の時間周波数ブロックにおいて送信する。さらに加えて、多数のユーザは、特定の時間周波数ブロックにわたって直交して多重化され、全体的な帯域幅の消費を最小化する。この後者の要点を理解するために、ユーザが１ビットの量をＭ本の送信において送信するシナリオを検討する。Ｎ本の送信が、特定の時間周波数ブロックに入る(すなわち、ユーザは、全体でＭ／Ｎブロックにおいて送信する)と仮定する。したがって、ユーザは、各ブロックからＮ個の変調シンボルを要求する。時間周波数ブロック当りに、全部でＫ個の変調シンボルがあり、したがって、各ブロックは、多くてもＫ／Ｎ人のユーザを支援することができると仮定する。チャネルが、各時間周波数ブロックにわたって、(時間および周波数の両者において)ほぼ一定であり続けるときは、ＭＣ−ＣＤＭＡ多重化技術を容易に適用することができることは明らかである。この目的のために、各ユーザは、直交符号系列の１つを割り当てられ、それぞれのデータシンボルを変調する。次に、直交拡散シンボルを適切な副搬送波上に置き、ＯＦＤＭ波形を生成することができる。
【００３１】
直交符号系列を各ユーザに割り当てることによって、Ｋ人までのユーザを、各時間周波数ブロックにおいて多重化することができ、一方で、これまでどおりに、(逆拡散後に)同量のエネルギを集めることができる。さらに加えて、各ユーザは、現在、時間周波数ブロックにおいて送信しているので、リンク経費の節約は、直接的な副産物である。リンク経費の節約は、主として、各ユーザがより長い継続期間にわたって送信しているという事実によってもたらされる。
【００３２】
この送信技術は、ユーザが２ビット以上をそれぞれにおいて送信しているという設定で機能するようにも一般化することができる。具体的には、各ユーザの送信を変更することが、常に可能であり、その結果、多数のユーザを各時間周波数ブロックにおいて(すなわち、慎重に拡散することによって)多重化することができる。しかしながら、繰り返し符号(拡散の一形式)が送信にとって固有（inherent）であるときに、真の帯域幅の節約が実際に行われることになる。
【００３３】
ＦＨ−ＯＦＤＭＡの設定において、繰り返し符号は、リンク経費の制約を緩和する手段としても有益である。例えば、リンク経費の制限のために、ユーザは、符号化されたシンボルを１本の送信において送信するとき、受信ＳＮＲ要件を満たすことができないことがある。これを回避する１つのやり方では、各符号化されたシンボルを、多数の送信において、それぞれがより低い電力で、異なる時間的瞬間に(すなわち、繰り返しによって)送信する。提案されているユーザ多重化技術を適用することによって、希望の結果を達成し、一方で、帯域幅のオーバーヘッドを最小に制限できることは明らかである。
【００３４】
図２は、端末22Oxの実施形態のブロック図を示しており、端末22Oxは、ＯＦＤＭＡシステム200内の端末の１つである。単純化のために、端末22Oxの送信機部分のみが、図２に示されている。
【００３５】
端末22Ox内において、符号器／インターリーバ212は、データ源210からトラフィックデータを、および場合によっては、制御装置240から制御データおよび他のデータを受信する。符号器／インターリーバ212は、受信データをフォーマットし、符号化し、インターリーブし、符号化されたデータを与える。次に、変調器214は、１つ以上の変調方式(例えば、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ、等)にしたがって、符号化されたデータを変調し、変調シンボル(または、単に、“データシンボル”)を与える。各変調シンボルは、その変調シンボルに使用された変調方式の信号点配置（signal constellation）内の特定の点の複素数値である。
【００３６】
ＯＦＤＭ変調器220は、データシンボルに対して周波数ホッピングおよびＯＦＤＭ処理を行う。ＯＦＤＭ変調器220内において、ＴＸ ＦＨプロセッサ222は、データシンボルを受信し、端末22Oxに割り当てられたトラフィックチャネルのＦＨ系列によって判断される適切なサブバンド上に、これらのデータシンボルを与える。このＦＨ系列は、各ホップ期間において使用する特定のサブバンドを示し、制御装置240によって与えられる。ＴＸ ＦＨプロセッサ222は、データシンボルを与える。データシンボルは、ＦＨ系列によって判断される擬似ランダムなやり方で、サブバンドからサブバンドへ動的にホップする。各ＯＦＤＭシンボル期間において、ＴＸ ＦＨプロセッサ222は、Ｎ本のサブバンドに対して、Ｎ個の“送信”シンボルを与える。これらのＮ個の送信シンボルは、(データが送信されているときは)データ送信に使用されるサブバンドに対する１のデータシンボルと、データ送信に使用されない各サブバンドに対する０の信号値とから成る。
【００３７】
逆高速フーリエ変換(inverse fast Fourier transform, IFFT)ユニット224は、各ＯＦＤＭシンボル期間において、Ｎ個の送信シンボルを受信する。次に、ＩＦＦＴユニット224は、Ｎ点の逆ＦＦＴを使用して、Ｎ個の送信シンボルを時間領域へ変換し、Ｎ個の時間領域の“データ”チップを含む“変換された”シンボルを得る。各データチップは、１チップ期間において送信される複素数値である。(チップレートは、システムの全帯域幅に関係する)。サイクリック プレフィックス発生器(cyclic prefix generator)226は、各変換されたシンボルごとにＮ個のデータチップを受信し、変換されたシンボルの一部を繰り返して、Ｎ＋Ｃｐ個のデータチップを含むＯＦＤＭシンボルを形成する。なお、Ｃｐは、繰り返されたデータチップ数である。繰り返された部分は、しばしば、サイクリックプレフィックスと呼ばれ、周波数選択性フェージングによって生じるシンボル間干渉(inter-symbol interference, ISI)を抑制するのに使用される。ＯＦＤＭシンボル期間は、１つのＯＦＤＭシンボルの継続時間に対応し、Ｎ＋Ｃｐチップの期間である。サイクリックプレフィックス発生器226は、ＯＦＤＭシンボルのストリームに対してデータチップのストリームを与える。
【００３８】
送信(transmit, TX)パイロットプロセッサ230は、データチップのストリームと少なくとも１つのパイロットシンボルとを受信する。ＴＸパイロットプロセッサ230は、狭帯域のパイロットを生成する。ＴＸパイロットプロセッサ230は、“送信”チップのストリームを与える。送信機ユニット(transmitter unit, TMTR)232は、送信チップのストリームを処理し、変調された信号を得る。これは、アンテナ234から基地局へ送信される。
【００３９】
図３は、基地局21Oxの実施形態のブロック図を示している。基地局21Oxは、ＯＦＤＭＡシステム200内の基地局の１つである。単純化のために、図３には、基地局21Oxの受信機部分のみが示されている。
【００４０】
端末22Oxによって送信された変調された信号は、アンテナ252によって受信される。アンテナ252からの受信信号は、受信機ユニット(receiver unit, RCVR)254に与えられ、処理され、サンプルを与える。受信機ユニット254は、サンプルに対して(受信機のサンプリングレートからチップレートへの)サンプルレートの変換、周波数／位相訂正、および他の前処理も行い得る。受信機ユニット254は、“受信”チップのストリームを与える。
【００４１】
受信(receive, RX)パイロットプロセッサ260は、受信チップのストリームを受信し、処理し、端末22Oxによって送信された狭帯域のパイロットおよびデータチップを回復する。ＲＸパイロットプロセッサ260の幾つかの設計を次に記載する。ＲＸパイロットプロセッサ260は、受信データチップのストリームをＯＦＤＭ復調器270へ、チャネル利得推定値をディジタル信号プロセッサ(digital signal processor, DSP)262へ与える。別途記載されるように、ＤＳＰ262は、チャネル利得推定値を処理して、データ復調に使用されるチャネル応答推定値を得る。
【００４２】
ＯＦＤＭ復調器270内において、サイクリックプレフィックス除去ユニット272は、受信データチップのストリームを受信し、各受信ＯＦＤＭシンボルに加えられたサイクリックプレフィックスを除去し、受信した変換されたシンボルを得る。次に、ＦＦＴユニット274は、Ｎ点のＦＦＴを使用して、各受信した変換されたシンボルを周波数領域へ変換し、Ｎ本のサブバンドに対してＮ個の受信シンボルを得る。ＲＸ ＦＨプロセッサ276は、各ＯＦＤＭシンボル期間においてＮ個の受信シンボルを得て、適切なサブバンドからの受信シンボルを、そのＯＦＤＭシンボル期間に対する受信データシンボルとして与える。各ＯＦＤＭシンボル期間における受信データシンボルを得る特定のサブバンドは、端末22Oxに割り当てられたトラフィックチャネルのＦＨ系列によって判断される。このＦＨ系列は、制御装置290によって与えられる。端末22Oxによるデータ送信は、サブバンドからサブバンドへ動的にホップするので、ＲＸ ＦＨプロセッサ276は、端末22Ox内のＴＸ ＦＨプロセッサ222と一致して動作し、適切なサブバンドからの受信データシンボルを与える。基地局21OxのＲＸ ＦＨプロセッサ276によって使用されるＦＨ系列は、端末22OxのＴＸ ＦＨプロセッサ222によって使用されるＦＨ系列と同じである。さらに加えて、基地局21OxのＦＨ系列と端末22OxのＦＨ系列とは、同期させられる。ＲＸ ＦＨプロセッサ276は、受信データシンボルのストリームを復調器280に与える。
【００４３】
復調器280は、受信データシンボルを受信し、ＤＳＰ262からのチャネル応答推定値でコヒーレントに復調し、回復されたデータシンボルを得る。チャネル応答推定値は、データ送信に使用されたサブバンドに対する値である。復調器280は、さらに加えて、回復されたデータシンボルをデマップし、復調されたデータを得る。次に、デインターリーバ／復号器282は、復調されたデータをデインターリーブし、復号し、復号されたデータを与え、これは、記憶のためにデータシンク284に与えられ得る。一般に、基地局21Ox内のユニットによる処理は、端末220x内の対応するユニットによって行われる処理と相補的である。
【００４４】
制御装置240および290は、それぞれ、端末22Oxおよび基地局21Oxにおける動作を指示する。メモリユニット242および292は、それぞれ、制御装置240および290によって使用されるプログラムコードおよびデータのための記憶装置を与える。制御装置240および290は、パイロットに関係する処理も行い得る。例えば、制御装置240および290は、端末22Oxの狭帯域のパイロットが、それぞれ送信および受信されるときの時間間隔を判断し得る。
【００４５】
分かり易くするために、図２および３は、逆方向リンク上でのパイロットおよびデータの送信および受信をそれぞれ示している。順方向リンク上でのパイロットおよびデータ送信に対して、同様の、または異なる処理が行われ得る。
【００４６】
本明細書に記載されている技術は、周波数ホッピングＯＦＤＭＡシステムおよび他の無線マルチキャリア通信システムに使用され得る。例えば、これらの技術は、ディスクリートなマルチトーン(discrete multi-tone, DMT)のような、他のマルチキャリア変調技術を使用するシステムに使用され得る。
【００４７】
本明細書に記載されている技術は、時分割デュプレクシング(Time Division Duplexing, TDD)の展開における効率的な狭帯域のアップリンクのパイロット送信に使用され得る。各ユーザに対するシステムの帯域幅とリンク経費との両者が節約される。例えば、３人のユーザがいて、各々が、シンボルを３タイムスロットにわたって送信するとき、各ユーザは、そのシンボルを、３分の１の送信電力で、３タイムスロットにわたって送信する。
【００４８】
本明細書に記載されている技術は、送信機および受信機において、種々の手段によって実施され得る。送信機および受信機におけるパイロットおよびデータ処理は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組合せにおいて実施され得る。ハードウェアの実施では、処理ユニット（例えば、ＴＸパイロットプロセッサ230、ＲＸパイロットプロセッサ260、ＤＳＰ262、等）は、１つ以上の特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、ディジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、ディジタル信号処理デバイス（digital signal processing device, DSPD）、プログラマブル論理デバイス（programmable logic devices, PLD）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）、プロセッサ、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載されている機能を行うように設計された他の電子ユニット、またはその組合せの中で実施され得る。
【００４９】
ソフトウェアの実施では、送信機および受信機におけるパイロットおよびデータ処理は、本明細書に記載されている機能を行うモジュール(例えば、手続き、機能、等)で実施され得る。ソフトウェアコードは、メモリユニット(例えば、図２および３のメモリユニット242または292)に記憶され、プロセッサ(例えば、制御装置240または290)によって実行され得る。メモリユニットは、プロセッサ内で実施されても、またはプロセッサの外部で実施されてもよく、その場合は、プロセッサを、当技術において知られている種々の手段を介して、プロセッサに通信上で接続することができる。
【００５０】
開示されている実施形態のこれまでの記述は、当業者が本発明を作りまたは使用するのを可能にするために与えられている。これらの実施形態への種々の変更は、当業者には容易に明らかになり、本明細書に定められている一般的な原理は、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されず、本明細書に開示されている原理および斬新な特徴に一致する最も幅広い範囲が与えられるべきである。
【図１】
2014180019.tif 000003
【図２】
2014180019.tif 000004
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月3日(2014.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチキャリア通信の方法であって、
アップリンク上の副搬送波を、重なり合っていないグループに分割することと、
少なくとも１つの時間周波数ブロックを割り振ることであって、各時間周波数ブロックが、ホッピングの継続期間および重なり合っていないグループをもつことと、
直交符号の異なる組を各ユーザに割り当てることと、
各ユーザのシンボルを、割り振られた少なくとも１つの時間周波数ブロックにわたって拡散することであって、各ユーザのシンボルを、各ユーザに割り当てられた直交符号の異なる組を使用して拡散することと、
各拡散されたシンボルを、少なくとも１つの時間周波数ブロック内の変調シンボルにマップすることと、
マップされたシンボルに基づいて、直交波形を生成することと、
直交波形を送信することと
を含む方法。
【外国語明細書】
2014180019000001.pdf