(57)【要約】データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法であって、少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を用い、前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定し、前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる方法が提供される。
2009522923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法であって、
少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を用い、
前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定し、
前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも一のキャリア信号グループが割り当てられるべき通信装置の数を決定し、前記複数の通信装置の通信装置サブセットは、前記通信装置の数を備えるように決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも一のキャリア信号グループにおけるキャリア信号のうち、少なくとも一のキャリア信号の通信チャンネルの伝送性を決定することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一のキャリア信号グループが割り当てられるべき通信装置の数は、前記伝送性に基づいて決定することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記伝送性を測定し、前記通信装置サブセットは、少なくとも実質的に一定の時間間隔で前記伝送性に基づいて決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記伝送性は、前記通信チャンネルのチャンネル応答であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記通信装置の数は、前記決定された伝送性に基づいて動的に調整され、
前記通信装置サブセットにおける各通信装置に対して前記伝送性を決定し、
一対の通信装置の伝送性間の最大差を決定し、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が所定閾値に満たないかを決定し、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が第１所定閾値に満たない場合、前記通信装置の数を増やし、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が前記第１所定閾値を超えるけれども第２所定閾値に満たない場合、前記通信装置の数を不変とし、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が前記第２所定閾値を超える場合、前記通信装置の数を減らすことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して、拡散配列セットが割り当てられ、前記通信ネットワーク部と前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる通信装置との間で送信されるデータは前記拡散配列セットを用いて拡散され、前記拡散コードセットは少なくとも一の拡散コードを備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットとは異なることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットに直交又は少なくとも実質的に直交することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも一のキャリア信号グループの複数のキャリア信号のうちの少なくとも一のキャリア信号の送信に用いられる通信チャンネルの伝送性を決定し、前記通信装置サブセットの各通信装置に割り当てられた拡散配列の長さは、前記通信チャンネルの伝送性に従って選択することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも一のキャリア信号グループは連続周波数域を形成することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
多重アクセス送信技術を用いることを更に備えることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記多重アクセス送信技術は、
符号分割多重アクセスと、
直交周波数分割多重アクセスと、
のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも一の通信装置は、有線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも一の通信装置は、電力線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも一の通信装置は、無線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも一の通信装置は、移動無線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも一の通信装置は、衛星無線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも一の通信装置は、端末通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも一の通信装置は、顧客端末装置であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記通信ネットワーク部は、移動無線基地局であることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数のキャリア信号を少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化することを更に備えることを特徴とする請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記データ送信のデータシンボルをデータシンボルブロックに配列し、
前記データシンボルブロックをプレ変換行列で乗算する
ことを更に備えることを特徴とする請求項１ないし２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記プレ変換行列は、ウォルシュ・アダマール行列、フーリエ変換行列、又はフーリエ変換行列と位相回転対角行列の積であるユニタリ行列からなる群から選択されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するために少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を割り当てるための装置であって、
前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定する決定手段と、
前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを割り当てる割当手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国仮出願６０／７５７，２８３（２００６年１月９日出願）の利益を要求する。これらの内容は全て参照することにより本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法、並びに対応する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信技術の出現により、周波数スペクトルは非常に貴重なものとなった。新たな通信技術及び用途に利用できる利用可能周波数スペクトルの取得はますます困難になっている。従って今日では、既存の割り当てられた周波数スペクトルの全てを最大限に使用することが目標となっている。
【０００４】
既存の割り当てられた周波数スペクトルの全てを最大限に使用するというこの目標を達成するために用いられる手法は、マルチユーザ通信と称される概念である。マルチユーザ通信がどのように作用するかは、以下のように説明できる。
【０００５】
マルチユーザ通信において、多数のユーザ（各ユーザは一の通信装置を有する）は、単に同一の周波数チャンネル資源を共有するだけである。例えば、ユーザＡは周波数チャンネル資源をＴＡ秒用いてよく、これに続いてユーザＢは周波数チャンネル資源をＴＢ秒用いてよく、これに続いてユーザＣは周波数チャンネル資源をＴＣ秒用いてよく、その後、ユーザＡが周波数チャンネル資源を再度用いる機会を得る。この例は、時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）マルチユーザ通信技術の簡単な例である。その他のマルチユーザ通信技術は、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、及び直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチユーザ通信技術の全てに対して、「ユーザ間の直交性」を有することが望ましいため、低複雑度受信器を用いてユーザ間の多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を容易に減ずることができる。しかしながら、二つのマルチユーザ通信技術のみがこの「ユーザ間の直交性」を有することが知られている。即ち、ＭＣ−ＤＳ−ＣＤＭＡ（multi-carrier direct sequence code division multiple access）とＯＦＤＭＡである。この点に関して、ＭＣ−ＤＳ−ＣＤＭＡは「ユーザ間の直交性」を符号領域で実現するが、ＯＦＤＭＡは「ユーザ間の直交性」を周波数領域で実現する。
【０００７】
本発明の一の実施形態によれば、「ユーザ間の直交性」を有する第３のマルチユーザ通信技術が提供される。これは本出願の対応する独立項に規定されるような方法及び装置によって提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法であって、少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を用い、前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定し、前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる方法を提供する。
【０００９】
本発明の第２の態様は、データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するために少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を割り当てるための装置であって、前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定する決定手段と、前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを割り当てる割当手段と、を備える装置を提供する。
【００１０】
具体的には、先に唯一つの通信装置によって用いられたキャリア信号グループは、現在、決定された数の通信装置によって共有されるように利用可能とされている。この点に関して、キャリア信号グループの共有は、変換シンボルを拡散するために用いられる固有の拡散配列セットを割り当てた各通信装置によって可能である。また、キャリア信号グループを用いる際に共有されることが許可された通信装置の数は動的に調整され、各通信装置に対して決定されたチャンネル応答に基づいて決定される。本発明の一の実施形態における基本概念は、ＯＦＤＭＡ及びＣＤＭＡの組み合わせで見られてよい。
【００１１】
本発明の実施形態は従属項から発生する。
【００１２】
ここで用いられるように、通信ネットワーク部は、例えば、複数の通信装置からデータを送受信するための、移動無線基地局等の適切に配置された局であってよい。
【００１３】
同様に、通信装置は、有線通信装置、電力線通信装置、無線通信装置、移動無線通信装置、衛星無線通信装置、端末通信装置、又は顧客端末装置であってよいが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
提供されたデータを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法は、おそらく無線通信において使用され、本方法は、例えば電力線通信等の非無線通信において用いられてもよい。従って、通信装置は、有線通信装置又は電力線通信装置であってよいが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
一の実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループが割り当てられるべき通信装置の数を決定し、前記複数の通信装置の通信装置サブセットは、前記通信装置の数を備えるように決定する。
【００１６】
本実施形態は、以下の例で説明されてよい。前記決定された少なくとも一のキャリア信号グループの使用を許可された通信装置の数が先ず決定され、Ｎで示される。これに続いて、Ｎ個の適切な通信装置が次に決定され、データ送信用に前記少なくとも一のキャリア信号グループの使用が許可される。
【００１７】
一の実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループにおけるキャリア信号のうち、少なくとも一のキャリア信号の通信チャンネルの伝送性を決定する。
【００１８】
一の実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループが割り当てられるべき通信装置の数は、前記伝送性に基づいて決定する。
【００１９】
本実施形態は、次のように説明されてよい。先の例では、Ｎ個の適切な通信装置が決定され、データ送信用に前記少なくとも一のキャリア信号グループの使用が許可される。本実施形態では、通信装置が適切か否かを決定（判断）するために用いられる基準は、伝送性である。
【００２０】
一の実施形態において、前記伝送性を測定し、前記通信装置サブセットは、少なくとも実質的に一定の時間間隔で前記伝送性に基づいて決定する。
【００２１】
本実施形態において、伝送性は実質的に一定の時間間隔で測定される。伝送性が一旦測定されると、前記少なくとも一のキャリア信号グループＮの使用を許可された通信装置の数を決定するために用いられるであろう。
【００２２】
仮に新たな値Ｎが先の値Ｎよりも大きい場合、更なる適切な通信装置は、通信装置サブセットにおける通信装置の数がＮであるように、少なくとも一のキャリア信号グループの使用を許可された通信装置サブセットに加えられてよい。他方、新たな値Ｎが先の値Ｎよりも小さい場合、多数の適切な通信装置は、通信装置サブセットにおける通信装置の数がＮであるように、少なくとも一のキャリア信号グループの使用を許可された通信装置サブセットから除去されてよい。
【００２３】
一の実施形態において、前記伝送性は、前記通信チャンネルのチャンネル応答である。
【００２４】
伝送性は、一定間隔で測定されるだけでなく、各通信システムの動作中に起こるその他の所定のイベントにおいても測定されてよい。例えば、送信資源を要求する通信装置の数が所定閾値を上回る又は下回る場合である。具体的には、同一のキャリア信号グループに割り当てられた通信装置の数は、各通信システムの動作中に動的に設定される。
【００２５】
一の実施形態において、前記通信装置の数は、前記決定された伝送性に基づいて動的に調整され、前記通信装置サブセットにおける各通信装置に対して前記伝送性を決定し、一対の通信装置の伝送性間の最大差を決定し、前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が所定閾値に満たないかを決定し、前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が第１所定閾値に満たない場合、前記通信装置の数を増やし、前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が前記第１所定閾値を超えるけれども第２所定閾値に満たない場合、前記通信装置の数を不変とし、前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が前記第２所定閾値を超える場合、前記通信装置の数を減らす。
【００２６】
一の実施形態において、前記通信装置サブセットの各通信装置に対して、拡散配列セットが割り当てられ、前記通信ネットワーク部と前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる通信装置との間で送信されるデータは前記拡散配列セットを用いて拡散され、前記拡散コードセットは少なくとも一の拡散コードを備える。
【００２７】
本実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループの使用を許可された通信装置サブセットにおいて、各通信装置は拡散配列セットが割り当てられる。通信ネットワーク部と通信装置サブセットにおける各通信装置との間のデータ送信は、同一の信号空間（又は周波数チャンネル応答）を占めるので、一の通信装置のデータ送信は、拡散符号セットを用いる他の通信装置のそれと識別されてよい。この点に関して、通信ネットワーク部と通信装置サブセットにおける各通信装置との間のデータ送信は、格通信装置に割り当てられた拡散配列セットを用いて拡散される。
【００２８】
一の実施形態において、前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットとは異なる。
【００２９】
一の実施形態において、前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットに直交又は少なくとも実質的に直交する。
【００３０】
一の実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループの複数のキャリア信号のうちの少なくとも一のキャリア信号の送信に用いられる通信チャンネルの伝送性を決定し、前記通信装置サブセットの各通信装置に割り当てられた拡散配列の長さは、前記通信チャンネルの伝送性に従って選択する。
【００３１】
一の実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループは連続周波数域を形成する。
【００３２】
本実施形態において、前記少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号は、連続周波数域を形成してよい。前記少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号が連続周波数域を形成しないことも可能である。この場合、幾つかのキャリア信号が、ショウ連続周波数域ブロックを形成してよく、また前記少なくとも一のキャリア信号グループは幾つかの小連続周波数域ブロックを備えてよい。ここで、各小連続周波数域ブロックは、その他の小連続周波数域ブロックから分離される。
【００３３】
一の実施形態において、提供された方法は、多重アクセス送信技術を用いることを更に備える。他の実施形態において、前記多重アクセス送信技術は、符号分割多重アクセスと、直交周波数分割多重アクセスと、のうちの少なくとも一方である。
【００３４】
一の実施形態において、提供された方法は、前記複数のキャリア信号を少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化することを更に備える。
【００３５】
一の実施形態において、提供された方法は、前記データ送信のデータシンボルをデータシンボルブロックに配列し、前記データシンボルブロックをプレ変換行列で乗算することを更に備える。例えば、前記プレ変換行列は、ウォルシュ・アダマール行列、フーリエ変換行列、又はフーリエ変換行列と位相回転対角行列の積であるユニタリ行列であってよいが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
本発明によって提供された方法から、次の利点があることが分かる。
【００３７】
第１に、要望通り、「ユーザ間の直交性」が本発明の実施形態において容易に実現できる。従って、本発明によって提供された方法を用いる際に、低複雑度受信器を用いてユーザ間の多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を容易に減ずることができる。
【００３８】
第２に、本発明によって提供された方法は、例えば、測定された伝送性に基づいて、前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる通信装置の数を動的に調整可能とする。従って、通信チャンネルの条件に基づいてチャンネル容量を最適化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００を示す。
【００４０】
通信システム１００は、基地局（ＢＳ）１０３及び複数の通信装置１０５を備える通信システムセル１０１からなる。
【００４１】
この説明図では、基地局（ＢＳ）１０３は通信ネットワーク部である。またこの説明図は簡単な通信システムの一例を示しており、ここでは提供された通信ネットワーク部と複数の通信装置との間でデータを送信するための方法を用いて基地局（ＢＳ）１０３と複数の通信装置１０５との間でデータ送信が実行される。
【００４２】
提供された通信ネットワーク部と複数の通信装置との間でデータを送信するための方法について、一例としてＯＦＤＭＡに基づくシステムを用いて後に説明する。
【００４３】
図２は、本発明の実施例に係る、どのようにブロック拡散を実行するかに関して示すブロックダイアグラム２００である。
【００４４】
提供された通信ネットワーク部と複数の通信装置との間でデータを送信するための方法における一連のステップは、ブロック拡散と称される特性を実施する。その名が示すように、ブロック拡散では、拡散工程がブロックレベルで実行される。例えば、ＯＦＤＭＡシステムとともに、ブロック拡散はＯＦＤＭＡシンボルレベルで実行される。
【００４５】
図２に示すように、ブロック拡散はブロック拡散部２０１によって実行される。入力シンボル２０３はブロック拡散部２０１によって取得される。この場合、入力シンボル２０３は３回複製され（合計４個のシンボルに対して）、入力シンボルの各レプリカは、異なる拡散配列で乗算される。各拡散配列は、特異な通信装置（又はユーザ）に割り当てられた拡散配列セットから取得され、拡散配列セットは夫々固有である。ブロック拡散部２０１は、ブロック拡散された４個のシンボルを出力する。
【００４６】
図３は、本発明の実施例に係る、周波数、時間、及び符号領域におけるブロック拡散の効果を示す説明図である。より詳細には、図３は、ブロック拡散部（例えば、図２のブロック拡散部２０１）によって処理される前の入力シンボル３０１と、ブロック拡散部によって処理された後の出力シンボル３０３とを示す。
【００４７】
入力シンボル３０１は拡散されないので、周波数及び時間領域のみに表われてよい。入力シンボル３０１が拡散した場合は、符号領域にも表れてよい。従って、符号領域は入力シンボル３０１に無関係である。
【００４８】
図２のブロック拡散部２０１を用いると、各入力シンボル３０１は、ブロック拡散された４個のシンボルの出力になるであろう。合計４個の入力シンボルがあるので、ブロック拡散された１６個の出力シンボルが存在するであろう。
【００４９】
加えて、入力シンボルの４個のレプリカの夫々は、拡散符号で拡散され（４個の拡散符号が用いられるという意味）、従って、出力シンボル３０３側の符号軸には４つのレベルがあることが分かる。
【００５０】
図２及び図３の説明図から、ブロック拡散についての所見がいくつかある。
【００５１】
第１に、ブロック拡散部２０１の入力及び出力から、現在各シンボルは４つのシンボル持続期間まで拡張されたことが分かる。この送信時間の拡張を用いて、例えば図３に示すように、全送信時間は連続的になってよい。
【００５２】
第２に、典型的なＯＦＤＭＡシステムにおいて各通信装置（又はユーザ）が多数のタイムスロットとともに割り当てられていることの代わりに、各通信装置（又はユーザ）が多数の拡散符号とともに割り当てられてよいことも分かる。
【００５３】
第３に、ブロック拡散の有無に関わらず、データ送信速度は不変のままであることが分かる。
【００５４】
例えば、図３において、４個のブロック拡散データシンボルが１つのシンボル持続期間において送信される。或いは合計１６個のブロック拡散データシンボルが４つのシンボル持続期間において送信される。しかしながら、これら１６個のブロック拡散データシンボルは、４個のデータシンボルにのみ基づいて取得される（図２に示す）。従って、有効データ送信速度は、まだ、シンボル持続期間当たり１データシンボルである。
【００５５】
ＯＦＤＭＡシステムの場合、１つのシンボル持続期間において送信された拡散データシンボルが１つだけある。或いは、４つのシンボル持続期間中送信された拡散データシンボルも合計４個ある。この場合、各拡散データシンボルは１個のデータシンボルに基づいて取得される。これは、有効データ送信速度がシンボル持続期間当たり１データシンボルのみであることを意味する。従って、ブロック拡散の使用の有無に関わらず、データ送信速度に変化はない。
【００５６】
第４に、データ送信用の総合送信力を同じまま維持するためには、ブロック拡散有のデータ送信の瞬間送信力は、ブロック拡散無のデータ送信の瞬間送信力の１／４のみであることも分かる。
【００５７】
第５に、ブロック拡散すると、他の通信装置（又はユーザ）グループが同一の周波数チャンネル資源を使用可能にすることができることも分かる。これが、ブロック拡散が、それ自体を従来のＯＦＤＭＡシステムと差別化するところである。従来のＯＦＤＭＡシステムでは、唯一つの通信装置が周波数チャンネル資源の使用を許可されている。ブロック拡散すると、多数の通信装置が同一の周波数チャンネル資源の使用を許される。
【００５８】
この点に関して、拡散符号を用いることでユーザを識別できるＣＤＭＡ技術の類似性がブロック拡散にも適用される。ブロック拡散の場合、複数の拡散符号セットを用いることにより、ユーザは識別できる。ここで各拡散符号セットは、各ユーザに固有である。
【００５９】
「ユーザ間の直交性」は、ブロック拡散によって提供される。しかしながら、ブロック拡散すると、同一の周波数チャンネル資源の使用を共有する「ユーザ間の直交性」を維持するためには、チャンネルが、ブロック拡散シンボルのグループの送信間隔内でほぼ固定敵であるように全通信装置（又はユーザ）に応答することが要求される。
【００６０】
従って、低速フェージングのチャンネルにおいて動作する通信装置（又はユーザ）に対して、拡散係数Ｇは大きくてよい。さもなければ、拡散係数Ｇは小さいままとすべきである。例えば、４、２、又は１である。一の実施例において、拡散係数、及びそれに応じた同じサブセットのキャリア信号を用いる通信装置の数は、通信チャンネルの現在の挙動（すなわち、低速フェージング及び高速フェージング）に応じて設定されるので、本発明の本実施例に係るブロック拡散のスキームは、適応ブロック拡散（adaptive block spreading）とも称される。
【００６１】
この点に関して、極端な場合、Ｇ＝１のとき、唯一人のユーザが周波数チャンネル資源の使用を許可されていることが分かる。
【００６２】
図２及び図３を説明する際に用いた用語、周波数チャンネル資源に関して、周波数チャンネル資源は、少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号に関する。ＯＦＤＭＡに基づくシステムにおいて、データ送信は、キャリア信号のグループ（しばしばサブキャリアとも称される）を用いて実行される。
【００６３】
少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号は、連続周波数域を形成してよい。少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号は、連続周波数域を形成しなくてもよく、少なくとも一のキャリア信号グループは、幾つかの小連続周波数域ブロックを備えてよい。但し、各小連続周波数域ブロックは、その他の複数の小連続周波数域ブロックから分離される。
【００６４】
図４は、本発明の実施例に係る、ブロック拡散の実施を伴うアップリンクパス送信器を示すブロックダイアグラム４００である。
【００６５】
ここで用いられるように、一の通信装置からのアップリンク送信は、通信装置から通信ネットワーク部への方向の送信に関する。
【００６６】
例えば、通信ネットワーク部は、通常戦略的に配置された送信及び／又は受信局であってよい。一の実施例において、通信ネットワーク部は基地局であってよい。
【００６７】
アップリンク送信とは対照的に、一の通信装置へのダウンリンク送信は、通信ネットワーク部から通信装置への方向の送信に関する。
【００６８】
図４に示すＯＦＤＭＡシステムにブロック拡散が実施されるアップリンク送信器４００では、通信装置ｋからの変調シンボルは先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器４０１に送られ、Ｎｋシンボル出力を一度に生成する。これは次式のように記載できる。
【００６９】
【数１】
2009522923.tif 000003
【００７０】
次に、Ｎｋシンボルは、拡散ゲインＧを有する少なくとも一の拡散符号配列[ck,1 ・・・ ck,G]を備える拡散符号のセットを用いてブロック拡散（ＳＰＤブロック４０３）され、次式のようなＧ個のチップブロックを生成する。
【００７１】
【数２】
2009522923.tif 000004
【００７２】
同時に、Ｇヌルチップブロックを生成するために、Ｎ−Ｎｋゼロが挿入され（４０５）、Ｇ回繰り返される（４０７）。通信装置ｋに対するデータ送信が、全キャリア信号を満たすほど十分なデータを有していない場合は、残りのキャリア信号を満たすためにゼロが要求される。
【００７３】
行列
【００７４】
【数３】
2009522923.tif 000005
【００７５】
のｉ番目列であるユーザｋのｉ番目チップブロックは、ｉ番目ヌルチップブロックとともに、キャリア信号マッパ４０９に送られる。ここで、これらの出力を用いてＯＦＤＭ変調器４１１においてｉ番目ＯＦＤＭブロックを形成する。形成すべきＯＦＤＭブロックはＧ個あるので、従って、Ｇ個のＯＦＤＭ変調器４１１が存在する。この方法でＧ個のＯＦＤＭブロックを形成する工程は、ブロック拡散と称される。
【００７６】
最後に、チップブロックは、並列対直列（Ｐ／Ｓ）変換器４１３によって処理され、通信装置のアンテナを介して送信される。
【００７７】
図５は、本発明の実施例に係る、ブロック拡散の他の実施を伴うアップリンクパス送信器を示すブロックダイアグラム５００である。
【００７８】
図４に示す実施と同様に、通信装置ｋからの変調シンボルは先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器５０１に送られ、Ｎｋシンボル出力を一度に生成する。同時に、Ｎ−Ｎｋゼロが挿入される（５０３）。
【００７９】
しかしながら、本実施では、次にＮｋシンボル出力がキャリア信号マッパ５０５に送られる。同様に、挿入されたＮ−Ｎｋゼロが先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器５０７に送られ、その出力が第２キャリア信号マッパ（５０９）に送られる。
【００８０】
次に、キャリア信号マッパ（５０５及び５０９）の出力は、ＯＦＤＭ変調器５１１によって処理され、その出力が次に処理ゲインＧを有するブロック拡散ブロック５１３に送られ、Ｇ個のチップブロックを生成する。[ck,1 ・・・ ck,G]をユーザｋの拡散符号とし、
【００８１】
【数４】
2009522923.tif 000006
【００８２】
をＯＦＤＭ変調器５１１の出力とする。ブロック拡散ブロック５１３のｉ番目ブロック出力は次式で与えられる。
【００８３】
【数５】
2009522923.tif 000007
【００８４】
次にチップブロックは並列対直列（Ｐ／Ｓ）変換器５１５によって処理され、次に通信装置のアンテナを介して送信される。
【００８５】
式（３）はｉが１からＧまで成立するので、式（３）は式（２）と同じであると分かる。従って、図４及び図５の実施は両方とも、送信された信号に対して同じ効果を実現する。
【００８６】
図４に示した実施におけるＧ個のＯＦＤＭ変調器と比較して、本実施において唯一つのＯＦＤＭ変調器が要求されることも分かる。従って、本実施はハードウェアの複雑度の点でかなりの救済をもたらす。
【００８７】
図６は、本発明の実施例に係る、ブロック拡散の実施を伴うダウンリンクパス送信器を示すブロックダイアグラム６００である。
【００８８】
図６のダウンリンク送信器は、Ｋ個のクラスタの通信装置（又はユーザ）を有するブロック拡散ＯＦＤＭＡシステムに対するものである。ここで各クラスタ、即ち、同じグループのキャリア信号を用いる各クラスタの通信装置には、通信装置がＭ個まである。
【００８９】
上述のように、ブロック拡散は、各クラスタ内の「ユーザ間の直交性」を提供するために実行される。より詳細には、クラスタ１（通信装置（又はユーザ）１から通信壮士Ｍ１）における各通信装置の変調シンボルは、先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器６０１に送られ、一度にＮ１シンボル出力を生成する。次に各通信装置からのＮ１シンボルは、各通信装置に固有に割り当てられた拡散符号セット（ここで各拡散符号は拡散ゲインＧ１を有する）を用いて拡散され（ＳＰＤブロック６０３において）、Ｇ１個のチップブロックを生成する。
【００９０】
次に、同一クラスタ内における全通信装置からのチップブロックは加算器ブロック６０５において合計され、各クラスタに対して合計チップブロックが取得される。同様に、合計チップブロックはその他のクラスタに対してフォーミュラ化される。次に各クラスタの合計チップブロックは、夫々のキャリア信号マッパ６０７、次にＯＦＤＭ変調器６０９、最後に並列対直列（Ｐ／Ｓ）変換器６１１に送られ、その出力は次に通信ネットワーク部のアンテナを介して送信される。
【００９１】
各クラスタの拡散ゲインＧは、クラスタ内の複数の通信装置に対して測定されたチャンネル応答の変数に依存する。高速フェージングが起こる場合、より小さな拡散ゲインの適用が推奨される。
【００９２】
図７は、本発明の実施例に係る、ブロック拡散の他の実施を伴うダウンリンクパス送信器を示すブロックダイアグラム７００である。
【００９３】
図６に示した実施と同様に、通信装置（又はユーザ）ｋからの変調シンボルは先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器７０１に送られ、Ｎｋシンボル出力を一度に生成する。
【００９４】
しかしながら、本実施では、次にこれらのシンボルがキャリア信号マッパ７０３に送られる。同時に、Ｎ−Ｎｋゼロ（７０５）が挿入され、直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器７０７に送られ、その出力が第２キャリア信号マッパ（７０９）に送られる。次に、キャリア信号マッパ（７０３及び７０９）の出力は、ＯＦＤＭ変調器７１１によって処理され、その出力が次に処理ゲインＧを有するブロック拡散ブロック７１３に送られ、Ｇ個のチップブロックを生成する。
【００９５】
図６及び図７を比較すると、図６の実施ではＮ−Ｎｋゼロの挿入はないが、代わりに図７の実施ではＮ−Ｎｋゼロの挿入があることが分かる。この理由は以下の通りである。
【００９６】
図６に示した実施では、同一のクラスタを有する各通信装置（又はユーザ）からのチップブロックが合計され、合計チップブロックが形成される。同様に、合計チップブロックはその他のクラスタに対してフォーミュラ化される。次に各クラスタからの合計チップブロックは、夫々のキャリア信号マッパ６０７、次にＯＦＤＭ変調器６０９に送られる。異なるユーザからのデータシンボルは全てキャリア信号マッパ６０７に送られるため、従って本実施ではＮ−Ｎｋゼロの挿入は要求されない。
【００９７】
図７に示した実施では、ブロック拡散はキャリア信号マッパ（７０３及び７０９）の後に実行されるだけであるため、ＯＦＤＭ変調器７１１を通過する前に合計Ｎ個のキャリア信号に合うようにＮ−Ｎｋゼロの挿入が要求される。基本的に図６及び図７に示した夫々の実施間の差は、機能ブロックが夫々の実施においてどのように配列されているかの違いによる。
【００９８】
上記の処理は、全ての通信装置に対して繰り返される。最後に、全ユーザのチップブロックは合計され（７０５）、次にその出力は並列対直列（Ｐ／Ｓ）変換器７１７によって処理され、最後に通信ネットワーク部のアンテナを介して送信される。
【００９９】
図８は、本発明の実施例に係る、プレ変換ブロック８０３とともにブロック拡散の実施を伴う送信器を示すブロックダイアグラム８００である。
【０１００】
この単純な説明図において、通信装置からのマップシンボルは先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換ブロック８０１によって並列シンボルに変換され、プレ変換ブロック（ＰＴ）８０３に供給される。プレ変換シンボルは次にＯＦＤＭＡ変調器８０５に送られる。変調データは次にブロック拡散され（８０７）、その後送信される。
【０１０１】
プレ変換（ＰＴ）ブロックは、プレ変換行列を用いて実施されてよい。ＯＦＤＭＡ変調前のマップシンボルのプレ変換は、各データシンボルを全キャリア信号ではないにしても多くのキャリア信号に拡散させることである。プレ変換は、プレ変換行列の選択に従って、各種性能ゲインを達成できる。
【０１０２】
アップリンク送信では、用いるプレ変換行列のサイズは、通常、通信装置に割り当てられたキャリア信号の数と同じである。故に、アップリンク送信で用いるプレ変換行列のサイズは、通常、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）行列のサイズよりも小さい。
【０１０３】
ダウンリンク送信では、プレ変換行列のサイズは、アップリンク送信におけるより小さいサイズのプレ変換行列ほど小さくてよく、又はより大きなサイズのＦＦＴ行列ほど大きくてもよい（例えば図９及び図１０に示すように）。
【０１０４】
異なるプレ変換行列の選択が、性能ゲインの異なる態様につながってよい。例えば、プレ変換行列にウォルシュ・アダマール行列が選択される場合、プレ変換を用いるシステムのピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）は、プレ変換を用いないシステムのＰＡＰＲと比べてかなり小さいであろう。
【０１０５】
また、プレ変換行列にフーリエ変換行列が選択される場合、システムは、周波数領域実施を伴う単一キャリアＦＤＭＡシステムとなる。この場合のＰＡＰＲは、プレ変換行列としてウォルシュ・アダマール行列が選択される場合と比較して、更に小さい。
【０１０６】
プレ変換行列が、フーリエ変換と位相回転体格行列の積であるユニタリ行列である場合、対応する受信器におけるエラーシンボルイベント（error symbol events）はよく分布するであろう。これはより良好なビットエラーレート性能を実現するために利用される可能性がある。プレ変換行列に恒等行列が選択される場合、プレ変換ブロック拡散（ＰＴ−ＢＳ）ＯＦＤＭＡシステムは、ブロック拡散を伴うＯＦＤＭＡシステムまで減らされることに留意されたい。
【０１０７】
図９は、本発明の実施例に係る、プレ変換ブロック９０３とともにブロック拡散の実施を伴うダウンリンク送信器を示すブロックダイアグラム９００である。
【０１０８】
図９のラベル付き項目は、図８のそれに対応する。
【０１０９】
図９において、通信装置からのマップシンボルは先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換ブロック９０１によって並列シンボルに変換される。その後、全通信装置からの並列マップシンボルは、プレ変換ブロック９０３に入力され、プレ変換される。従って、本実施におけるプレ変換行列は相対的に大きい。
【０１１０】
図１０は、本発明の実施例に係る、プレ変換ブロック１００３とともにブロック拡散の他の実施を伴うダウンリンク送信器を示すブロックダイアグラム１０００である。
【０１１１】
図１０のラベル付き項目は、図８及び図９のそれに対応する。
【０１１２】
図１０において、通信装置からのマップシンボルは先ず直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換ブロック９０１によって並列シンボルに変換される。その後、各通信装置からの並列マップシンボルは、プレ変換ブロック１００３に入力され、プレ変換される。これは、各通信装置はそれ自体のプレ変換ブロック１００３を有することを意味する。従って、本実施におけるプレ変換行列は、図９の場合と比べて相対的に小さくてよい。
【０１１３】
本実施において、次にプレ変換シンボルは全てＯＦＤＭＡ変調器１００５に入力され、ＯＦＤＭＡシンボルを形成する。
【０１１４】
提供されたデータを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法の内容に記載された実施例は、同様に装置にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施例に係る通信システムを示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る、どのようにブロック拡散を実行するかに関して示すブロックダイアグラムである。
【図３】本発明の実施例に係る、周波数、時間、及び符号領域におけるブロック拡散の効果を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る、ブロック拡散の実施を伴うアップリンクパス送信器を示すブロックダイアグラムである。
【図５】本発明の実施例に係る、ブロック拡散の他の実施を伴うアップリンクパス送信器を示すブロックダイアグラムである。
【図６】本発明の実施例に係る、ブロック拡散の実施を伴うダウンリンクパス送信器を示すブロックダイアグラムである。
【図７】本発明の実施例に係る、ブロック拡散の他の実施を伴うダウンリンクパス送信器を示すブロックダイアグラムである。
【図８】本発明の実施例に係る、プレ変換ブロックとともにブロック拡散の実施を伴う送信器を示すブロックダイアグラムである。
【図９】本発明の実施例に係る、プレ変換ブロックとともにブロック拡散の実施を伴うダウンリンク送信器を示すブロックダイアグラムである。
【図１０】本発明の実施例に係る、プレ変換ブロックとともにブロック拡散の他の実施を伴うダウンリンク送信器を示すブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
【０１１６】
７０１  直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器
７０３  キャリア信号マッパ
７０５  Ｎ−Ｎｋゼロ
７０７  直列対並列（Ｓ／Ｐ）変換器
７０９  第２キャリア信号マッパ
７１１  ＯＦＤＭ変調器
７１３  ブロック拡散ブロック
【図１】
2009522923.tif 000008
【図２】
2009522923.tif 000009
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月10日(2008.9.10)
【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】
データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するための方法であって、
少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を用い、
前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定し、
前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを用い、
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して、拡散配列セットが割り当てられ、前記通信ネットワーク部と前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる通信装置との間で送信されるデータは前記拡散配列セットを用いて拡散され、前記拡散コードセットは少なくとも一の拡散コードを備え、
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットとは異なることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも一のキャリア信号グループが割り当てられるべき通信装置の数を決定し、前記複数の通信装置の通信装置サブセットは、前記通信装置の数を備えるように決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも一のキャリア信号グループにおけるキャリア信号のうち、少なくとも一のキャリア信号の通信チャンネルの伝送性を決定することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一のキャリア信号グループが割り当てられるべき通信装置の数は、前記伝送性に基づいて決定することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記伝送性を測定し、前記通信装置サブセットは、少なくとも実質的に一定の時間間隔で前記伝送性に基づいて決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記伝送性は、前記通信チャンネルのチャンネル応答であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記通信装置の数は、前記決定された伝送性に基づいて動的に調整され、
前記通信装置サブセットにおける各通信装置に対して前記伝送性を決定し、
一対の通信装置の伝送性間の最大差を決定し、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が所定閾値に満たないかを決定し、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が第１所定閾値に満たない場合、前記通信装置の数を増やし、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が前記第１所定閾値を超えるけれども第２所定閾値に満たない場合、前記通信装置の数を不変とし、
前記一対の通信装置の伝送性間の最大差が前記第２所定閾値を超える場合、前記通信装置の数を減らすことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットに直交又は少なくとも実質的に直交することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも一のキャリア信号グループの複数のキャリア信号のうちの少なくとも一のキャリア信号の送信に用いられる通信チャンネルの伝送性を決定し、前記通信装置サブセットの各通信装置に割り当てられた拡散配列の長さは、前記通信チャンネルの伝送性に従って選択することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも一のキャリア信号グループは連続周波数域を形成することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
多重アクセス送信技術を用いることを更に備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記多重アクセス送信技術は、
符号分割多重アクセスと、
直交周波数分割多重アクセスと、
のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一の通信装置は、有線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも一の通信装置は、電力線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも一の通信装置は、無線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも一の通信装置は、移動無線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも一の通信装置は、衛星無線通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも一の通信装置は、端末通信装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも一の通信装置は、顧客端末装置であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記通信ネットワーク部は、移動無線基地局であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記複数のキャリア信号を少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化することを更に備えることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記データ送信のデータシンボルをデータシンボルブロックに配列し、
前記データシンボルブロックをプレ変換行列で乗算する
ことを更に備えることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記プレ変換行列は、ウォルシュ・アダマール行列、フーリエ変換行列、又はフーリエ変換行列と位相回転対角行列の積であるユニタリ行列からなる群から選択されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
データを通信ネットワーク部と複数の通信装置との間で送信するために少なくとも一のキャリア信号グループにグループ化された複数のキャリア信号を割り当てるための装置であって、
前記複数の通信装置の通信装置サブセットを決定する決定手段と、
前記通信ネットワーク部と前記通信装置サブセットの複数の通信装置との間のデータ送信に前記少なくとも一のキャリア信号グループを割り当てる割当手段と、
を備え、
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して、拡散配列セットが割り当てられ、前記通信ネットワーク部と前記少なくとも一のキャリア信号グループを用いる通信装置との間で送信されるデータは前記拡散配列セットを用いて拡散され、前記拡散コードセットは少なくとも一の拡散コードを備え、
前記通信装置サブセットの各通信装置に対して割り当てられた拡散配列セットは、前記通信装置サブセットのその他の通信装置に対して割り当てられた全ての拡散配列セットとは異なることを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2009522923.tif 000018
2009522923.tif 000019
2009522923.tif 000020