(57)【要約】【課題】本発明は無線通信システムで様々な上りリンクの高速フィードバック情報を与えられた周波数−時間軸の資源を用いて効率よく伝送する装置及び方法に関する。【解決手段】本発明は、無線通信システムで上りリンクの高速フィードバック情報を伝送する装置において、伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を生成し、前記高速フィードバック情報に応じてシステム設定による最小ハミング距離が最大となるように設定された３ビットの符号ワードを出力するチャンネル符号器と、前記符号ワードに相応する伝送シンボルをノンコヒーレント(non-coherent)変調方式で変調して所定の副搬送波束(bundle)の各々に割当てるノンコヒーレント変調器と、前記副搬送波束からなる伝送信号を逆高速フーリエ変換して伝送する逆高速フーリエ変換器と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2006197597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、
伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を生成し、前記高速フィードバック情報に応じて３ビットの符号ワードを出力するチャンネル符号器と、
前記符号ワードに相応する伝送シンボルをノンコヒーレント(non-coherent)変調方式で変調して所定の副搬送波束(bundle)の各々に割当てるノンコヒーレント変調器と、
前記副搬送波束からなる伝送信号を逆高速フーリエ変換して伝送する逆高速フーリエ変換器と、
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項２】
前記チャンネル符号器は、前記高速フィードバック情報に応じて５ビットの情報データビットを構成して出力することを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項３】
前記チャンネル符号器は、前記高速フィードバック情報に応じて６ビットの情報データビットを構成して出力することを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項４】
前記チャンネル符号器は、次の高速フィードバック情報として３ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【表１】
2006197597.tif 000008
【請求項５】
前記チャンネル符号器は、前記３ビットの入力情報データビットに対して可能な８種の符号ワードを出力することを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項６】
前記チャンネル符号器は、所定の個数の副チャンネルを所定の個数からなる少なくとも一つ以上の副チャンネルグループに分割して、前記各副チャンネルグループを高速のフィードバックチャンネルで構成することを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項７】
前記チャンネル符号器は、副搬送波束当たり、高速フィードバックベクトルインデックスを奇数番目の副搬送波束のグループと偶数番目の副搬送波束のグループに分けて、一つの上りリンクの副チャンネルで多数の高速フィードバックチャンネルを構成することを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項８】
前記伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を所定のビットで構成して出力する制御器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項９】
前記符号ワードは、システム設定による最小ハミング距離が最大となるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項１０】
無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を受信する装置であって、
上りリンクの高速フィードバックチャンネルを用いて送信装置から伝送される高速のフィードバック情報を受信し、前記送信装置の高速フィードバック情報の伝送に応じて３ビットの高速フィードバック情報又は６ビットの高速フィードバック情報を抽出し、前記抽出した高速フィードバック情報を次の時点の情報伝送に用いる受信装置を含むことを特徴とする高速フィードバック情報受信装置。
【請求項１１】
無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、
伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報ビット列を生成し、前記高速のフィードバック情報ビット列をシステムの設定による符号化方式で符号化して出力する符号器を備え、
前記高速のフィードバック情報ビット列はシステムの状況に応じて所定のビットからなる少なくとも一つ以上の高速フィードバック情報を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項１２】
前記高速のフィードバック情報ビット列は、システムの状況に応じて３ビットの高速フィードバック情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項１３】
前記高速のフィードバック情報ビット列は、システムの状況に応じて６ビットの高速フィードバック情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項１４】
前記符号器は、次のような指示フィールドを用いて高速のフィードバック情報伝送方式を指示することを特徴とする請求項１１に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【表２】
2006197597.tif 000009
【請求項１５】
無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する方法であって、
伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を生成し、前記高速のフィードバック情報に応じて３ビットの符号ワードを出力するステップと、
前記符号ワードに相応する伝送シンボルをノンコヒーレント変調方式で変調して所定の副搬送波束の各々に割当てるステップと、
前記副搬送波束からなる伝送信号を逆高速フーリエ変換して送信するステップと、
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項１６】
前記高速のフィードバック情報に応じて５ビットの情報データビットを構成して出力することを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項１７】
前記高速のフィードバック情報に応じて６ビットの情報データビットを構成して出力することを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項１８】
前記高速のフィードバック情報は、次のような３ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【表３】
2006197597.tif 000010
【請求項１９】
前記３ビットの入力情報データビットに対して可能な８種の符号ワードを出力することを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２０】
前記方法では、所定の個数の副チャンネルを所定の個数からなる少なくとも一つ以上の副チャンネルグループに分割して、前記各副チャンネルグループを高速のフィードバックチャンネルで構成することを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２１】
前記方法では、副搬送波束の当たり、高速のフィードバックベクトルインデックスを奇数番目の副搬送波束のグループと偶数番目の副搬送波束のグループに分けて、一つの上りリンクの副チャンネルで多数の高速フィードバックチャンネルを構成することを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２２】
前記伝送方法では、伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を所定のビットで構成して出力するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２３】
前記符号ワードは、システム設定による最小ハミング距離が最大となるように設定されることを特徴とする請求項１５に記載の高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項２４】
無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を受信する方法において、
上りリンクの高速フィードバックチャンネルを用いて送信装置から伝送される高速のフィードバック情報を受信するステップと、
前記送信装置の高速フィードバック情報伝送に応じて３ビットの高速フィードバック情報又は６ビットの高速フィードバック情報を抽出するステップと、
前記抽出した高速フィードバック情報を用いて次の時点の情報伝送を制御するステップと、
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報受信方法。
【請求項２５】
無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する方法において、
伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報ビット列を生成するステップと、
前記高速のフィードバック情報ビット列をシステムの設定による符号化方式で符号化するステップと、
を含め、
前記高速のフィードバック情報ビット列は、システムの状況に応じて所定のビットからなる少なくとも一つ以上の高速フィードバック情報を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２６】
前記高速のフィードバック情報ビット列は、システムの状況に応じて３ビットの高速フィードバック情報を含むことを特徴とする請求項２５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２７】
前記高速のフィードバック情報ビット列は、システムの状況に応じて６ビットの高速フィードバック情報を含むことを特徴とする請求項２５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２８】
前記方法では、次のような指示フィールドを用いて高速のフィードバック情報伝送方式を指示することを特徴とする請求項２５に記載の高速フィードバック情報伝送方法。
【表４】
2006197597.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおける制御情報の伝送装置及び方法に係り、特に、広帯域の無線通信システム(Broadband Wireless Access;ＢＷＡ)で高速のフィードバック情報(Fast Feedback Information)を伝送するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信システムの代表的なシステムとしては移動通信システムがある。このような移動通信システムは音声サービスに基づく無線パケットデータサービスを提供できるシステムに次第に発展している。前記無線パケットデータサービスを提供する第３世代(3rd Generation；３Ｇ)の移動通信システムは、様々なマルチメディアサービスを高速で提供しうる形態に発展している。前記第３世代の移動通信システムはコード分割多重接続(Code Division Multiple Access;ＣＤＭＡ)方式を用いてユーザーを区分する。このようなＣＤＭＡ方式では、直交性を有する相異なるコードをユーザーに又は伝送データに割当てることにより、データを伝送する形態である。
【０００３】
しかしながら、前記３Ｇシステムでは、コードの不足などにより、さらなる高速のデータを高品質で適用することができない。すなわち、使用可能なコードが制限されているため、伝送率も制限される問題が生ずる。かかる問題を解決するために、移動通信システムの研究及び開発者は次世代の通信システムと呼ばれる第４世代(4th Generation；４Ｇ)の広帯域無線通信システムを考慮している。前記４Ｇシステムでは、直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access；ＯＦＤＭＡ)方式を用いてユーザー又は伝送データを分類して伝送する。このような４Ｇシステムは伝送率をおよそ１００Mbpsまで高めるという長所がある。したがって、３Ｇシステムによるサービスより、前記４Ｇシステムでは様々なサービス品質(Quality of Service；ＱｏＳ)の提供が可能である。
【０００４】
前記４Ｇシステムに対する研究は、現在無線近距離通信ネットワーク(Local Area Network；ＬＡＮ)システム及び無線都市地域ネットワーク(Metropolitan Area Network；ＭＡＮ)システムのように広帯域無線接続通信システムの形態に発展されている。前記広帯域無線接続通信システムは、無線通信システムの特徴である移動性を提供するとともに、ＱｏＳを保障するように開発されている。その代表的な例としては、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２.１６ａ通信システム及びＩＥＥＥ ８０２.１６ｅ通信システムがあり、その他にもＯＦＤＭＡ方式を用いる各種形態のシステムが開発されている。
【０００５】
前記広帯域無線通信システムは、基本的にＯＦＤＭＡ方式を用い、移動性を保障できる形態に発展している。データの伝送のために前記広帯域無線通信システムは基本的に時分割二重化(Time Division Duplexing；ＴＤＤ)方式を用いて直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing；ＯＦＤＭ)シンボルを伝送する。この際、前記広帯域無線通信システムはＯＦＤＭシンボルの伝送時にＴＤＤ方法を用いるため、特定時間領域を一つの周期とするとき、下りリンク(Downlink)と上りリンク(Uplink)に区分する。前記下りリンクと上りリンクはそれぞれ特定のスロット(slot)でＯＦＤＭシンボルを伝送する。かかる構成の広帯域無線通信システムはＯＦＤＭシンボルを上りリンクと下りリンクでそれぞれ特別な目的を有する物理チャンネル(Physical Channel)として区分することができる。
【０００６】
上述したＯＦＤＭＡ基盤の通信システムは上りリンクで高速のフィードバックのための物理チャンネルを有する。前記高速のフィードバックのための物理チャンネルに含まれる情報には、完全信号対雑音比(Signal to Noise Ratio；以下、ＳＮＲと称する)情報、バンド(band)別の差分ＳＮＲ情報、高速の多重入力多重出力(Multi Input Multi Output；以下、ＭＩＭＯと称する)フィードバック情報、モード選択フィードバック情報及びＭＩＭＯフィードバック情報などの各種情報が含まれる。さらに、前記完全ＳＮＲ情報は全体バンド、すなわち、全帯域に対するＳＮＲを示す。このような上りリンクの高速フィードバック情報は、その量は多くないが、通信システムの運用に非常に重要なので、伝送時に高い信頼度の保障が要求される。
【０００７】
一方、従来では、上りリンクで高速のフィードバック情報を伝送するときに、一つの上りリンクの副チャンネル(sub-channel)を用いて６ビットの情報を伝送した。しかしながら、一つの上りリンクの副チャンネルを用いて固定された６ビットの情報のみを伝送すれば、様々なフィードバック情報を要求するシステム、例えば、多重アンテナを備え、各アンテナ又は各ストリームによるフィードバック情報を要求するＭＩＭＯシステムの場合は、運用の柔軟性(flexibility)が足りない。これは、前記多重伝送アンテナシステムの場合、多数の伝送アンテナを用いながら最適の性能を得るためには様々な無線チャンネルに対する情報を必要とするからである。
【０００８】
したがって、多重伝送アンテナシステムの場合、多重アンテナの伝送アルゴリズムに応じて様々なフィードバック情報を必要とする。しかしながら、現在ではこのような様々な情報を提供しうる具体的な方案が提案されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、無線通信システムで上りリンクへ様々な高速のフィードバック情報を伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、無線通信システムで上りリンクへより多い高速のフィードバック情報を伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムで上りリンクからの様々な高速のフィードバック情報を用いて効率的な通信を行える装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
さらに、本発明の他の目的は、無線広帯域通信システムで上りリンクへ伝えられる帰還情報をより正確に伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた他の目的は、無線広帯域通信システムで上りリンクへ伝えられる帰還情報の柔軟性を確保する装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明の一側面によれば、無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を生成し、前記高速フィードバック情報に応じてシステム設定による最小ハミング距離が最大となるように設定された３ビットの符号ワードを出力するチャンネル符号器と、前記符号ワードに相応する伝送シンボルをノンコヒーレント(non-coherent)変調方式で変調して所定の副搬送波束(bundle)の各々に割当てるノンコヒーレント変調器と、前記副搬送波束からなる伝送信号を逆高速フーリエ変換して伝送する逆高速フーリエ変換器とを含む。
【００１５】
前記本発明の他側面によれば、無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を受信する装置であって、上りリンクの高速フィードバックチャンネルを用いて送信装置から伝送される高速のフィードバック情報を受信し、前記送信装置の高速フィードバック情報の伝送に応じて３ビットの高速フィードバック情報又は６ビットの高速フィードバック情報を抽出し、前記抽出した高速フィードバック情報を次の時点の情報伝送に用いる受信装置を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記本発明のまた他側面によれば、無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報ビット列を生成し、前記高速のフィードバック情報ビット列をシステムの設定による符号化方式で符号化して出力する符号器を備え、前記高速のフィードバック情報ビット列はシステムの状況に応じて所定のビットからなる少なくとも一つ以上の高速フィードバック情報を含むことを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記本発明の他側面によれば、無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する方法であって、伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報を生成し、前記高速のフィードバック情報に応じてシステムの設定による最小ハミング距離が最大となるように設定された３ビットの符号ワードを出力するステップと、前記符号ワードに相応する伝送シンボルをノンコヒーレント変調方式で変調して所定の副搬送波束の各々に割当てるステップと、前記副搬送波束からなる伝送信号を逆高速フーリエ変換して送信するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
前記本発明のまた他側面によれば、無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を受信する方法において、上りリンクの高速フィードバックチャンネルを用いて送信装置から伝送される高速のフィードバック情報を受信するステップと、前記送信装置の高速フィードバック情報伝送に応じて３ビットの高速フィードバック情報又は６ビットの高速フィードバック情報を抽出するステップと、前記抽出した高速フィードバック情報を用いて次の時点の情報伝送を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１９】
前記本発明のさらにまた他側面によれば、無線通信システムにおける上りリンク高速フィードバック情報を伝送する方法において、伝送しようとする上りリンクの高速フィードバック情報ビット列を生成するステップと、前記高速のフィードバック情報ビット列をシステムの設定による符号化方式で符号化するステップと、を含め、前記高速のフィードバック情報ビット列は、システムの状況に応じて所定のビットからなる少なくとも一つ以上の高速フィードバック情報を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、広帯域の無線通信システムで高速のフィードバック情報を様々な形態に構成してチャンネルをより効率的に伝送することができ、これにより、正確かつ多様なフィードバック情報を得る。さらに、広帯域の無線通信システムで上りリンクの高速フィードバック情報を与えられた時間−周波数軸の資源を用いて伝送する場合、３、５又は６ビットなどの様々な形態の高速フィードバック情報を伝送情報データビットに応じて伝送することにより、より正確な情報伝送及び安定したシステムの運用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムで、高速のフィードバック情報を伝送するための送信機の構造を概略的に示した図である。特に、図１は本発明の実施形態に従い上りリンクへ高速のフィードバック情報を伝送するための移動端末機の送信機構造の一部ブロックを概略的に示している。
【００２３】
図１を参照すれば、前記送信機は、上りリンク高速フィードバック情報の情報データビット１００を符号化するM-aryチャンネル符号器１０１、前記情報データビットをノンコヒーレント(non-coherent)方式で変調するノンコヒーレント変調器１０３及び送信する信号を逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform；ＩＦＦＴ)して伝送するＩＦＦＴ器１０５を含む。
【００２４】
図１に示したように、前記情報データビット１００は高速のフィードバック情報を示す。前記高速のフィードバック情報は、図１に図示しない制御器から出力された情報データビットである。このような高速のフィードバック情報についての詳細は後述する。前記高速のフィードバック情報は前記Ｍ-aryチャンネル符号器１０１に入力される。
【００２５】
前記Ｍ-aryチャンネル符号器１０１は、伝送しようとする前記情報データビット１００が発生すれば、その情報データビット１００を当該符号ワード(codeword)に符号化して前記ノンコヒーレント変調器１０３に出力する。ここで、前記Ｍ-aryチャンネル符号器１０１は入力ビットに応じて二進チャンネル符号器又はＭ-aryブロックコード(M-ary Block Code)などを用いて構成されうる。
【００２６】
前記ノンコヒーレント変調器１０３は前記Ｍ-aryチャンネル符号器１０１から出力される符号ワードを受信し、それに相当する伝送シンボルをノンコヒーレント変調方式を用いて変調して前記ＩＦＦＴ器１０５に出力する。ここで、前記ノンコヒーレント変調器１０３は所定の変調方式、例えば、直交変調を用いることができる。
【００２７】
前記ＩＦＦＴ器１０５は前記ノンコヒーレント変調器１０３から入力された変調シンボルをＩＦＦＴ処理して伝送するＯＦＤＭシンボルを生成する。一般に、前記ＯＦＤＭシンボルは循環前置シンボル(cyclic prefix;ＣＰ)を含むが、このような構成及び無線帯域における伝送のための構成などは説明の便宜上、図1には図示を省略した。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムで高速のフィードバック情報を受信するための受信機の構造を概略的に示した図である。特に、図２は、本発明の実施形態に従い上りリンクの高速フィードバック情報を受信するための基地局の受信機構造を概略的に示す。
【００２９】
図２を参照すれば、前記受信機は、時間領域の受信信号２００を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform;ＦＦＴ)して周波数領域の受信信号に変換するＦＦＴ器２０１、前記周波数領域の受信信号を復調するノンコヒーレント復調器２０３及び復調された受信シンボルを上りリンクの高速フィードバック情報の情報データビットに復号化するＭ-aryチャンネル復号器(M-ary Channel Decoder)２０５を含む。
【００３０】
図２では、無線チャンネルを用いて受信された信号の処理過程及びＣＰの除去についてはその説明を省略する。したがって、前記受信信号２００は前記信号処理及びＣＰ除去の完了された信号を示す。この受信信号２００は前記ＦＦＴ器２０１に入力される。
【００３１】
前記ＦＦＴ器２０１は、前記送信機から前記受信信号２００が入力されれば、前記入力信号をＦＦＴ処理して周波数帯域の信号に変換した後に、前記ノンコヒーレント復調器２０３に出力する。
【００３２】
前記ノンコヒーレント復調器２０３は前記ＦＦＴ器２０１から前記受信シンボルを受信し、その周波数帯域の受信シンボルに対する軟判定(soft decision)値、例えば、受信シンボル間の相関値の絶対値の二乗をノンコヒーレント復調方法を用いて復調する。その後、前記復調されたシンボルを前記Ｍ-aryチャンネル復号器２０５に出力する。
【００３３】
前記Ｍ-aryチャンネル復号器２０５は前記ノンコヒーレント復調器２０３から受信される前記柔判定値を分析して前記送信機からどの符号ワードが伝送されたかを判断し、それに相当するデータビットを出力する。ここで、前記Ｍ-aryチャンネル復号器２０５は入力ビットに応じて二進チャンネル復号器またはＭ-aryチャンネル復号器で具現されうる。
【００３４】
このように出力される情報は、伝送過程または復調及び復号過程でエラーなしに正常に受信されれば、前記移動端末機が送信した高速のフィードバック情報である。したがって、前記高速のフィードバック情報は前記基地局の内部に備えられた制御器(図示せず)またはスケジューラー(図示せず)を用いてスケジューリング及び次の時点の情報伝送に用いられる。
【００３５】
上述した構造を有する移動端末機の送信機と基地局の受信機で上りリンクの高速フィードバック情報を送受信する方法を説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムで上りリンクの高速フィードバック情報伝送のために６つの３×３副搬送波束が割当てられる場合の時間−周波数軸の資源を示した図である。
【００３７】
図３に示したように、本発明の実施形態では、ＯＦＤＭＡ通信システムの上りリンクで時間−周波数上の一つの副チャンネルに６つの３×３副搬送波束を割当てて高速のフィードバック情報を伝送する方法を説明する。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限定されず、上りリンクの副チャンネルの種類が必ず６つの３×３副搬送波束を含む必要はない。例えば、前記上りリンクの副チャンネルは６つの４×３副搬送波束で構成されうる。
【００３８】
図３を参照すれば、参照符号３００は上りリンクの特定時間領域における副チャンネルの集合を示す。したがって、前記参照符号３００の内部には多数の副チャンネルが存在する。このような副チャンネルはそれぞれ一つ又はそれ以上の副搬送波を含む。図３の斜線表示部分、すなわち、参照符号３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０は上りリンクの副搬送波束(又はタイル(tile))を示し、６つの副搬送波束が一つのアップリンク副チャンネルを構成する。すなわち、参照符号３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０が高速のフィードバックチャンネルを示す。
【００３９】
前記各副チャンネルは、参照符号３３０で示したように、周波数−時間軸上で６つの３×３副搬送波束(タイル)が一つの上りリンク副チャンネルを構成する。示した副搬送波束において、横軸は時間又はシンボルを示し、縦軸は周波数又は副搬送波を示す。
【００４０】
一方、情報データビット、例えば、高速のフィードバック情報は、図３に示したように、一つの上りリンク副チャンネル、すなわち、高速のフィードバックチャンネルを介して伝送される。さらに、情報データビットは、図１に示したように、Ｍ-aryチャンネル符号器１０１を通過する。本発明の場合、情報データビットの数は６であり、Ｍ(=８)-aryチャンネル符号器を用いる。したがって、前記参照符号３３０の内部構成からわかるように、参照符号３３１，３３２，３３３，３３４，３３６，３３７，３３８，３３９で示された８つの領域に８-aryチャンネル符号器から出力された情報が伝送され、他の一つの領域、すなわち、参照符号３３５の領域にパイロットシンボルが伝送される。
【００４１】
表1は８-aryチャンネル符号器から出力される可能な６４種の符号ワードを示している。
【表１】
2006197597.tif 000003
【００４２】
表１に示したように、送信機では情報データビットが入力されれば、前記８-aryチャンネル符号器は示した６４種の符号ワードのうち、一つをノンコヒーレント変調器に出力する。ここで、前記８-aryチャンネル符号器は与えられた符号ワードの個数と長さに対して符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定する。前記ハミング距離とは、同じビット数を有する二進符号間の対応ビット値が一致しないものの個数を示す。
【００４３】
この際、このような伝送方法で符号ワードエラー率の性能に影響を与える因子である最小ハミング距離は５となる。すなわち、前記６４種の可能な符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“３２”である場合、副搬送波束に対する符号ワードインデックスＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは“６７５１２４”となり、符号ワードが“４０”である場合は副搬送波束に対する符号ワードインデックスＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンが“７５１２４３”となる。これにより、前記二つの符号ワード、すなわち、符号ワード“３２”と符号ワード“４０”との間の最小ハミング距離は５となる。ここで、前記最小ハミング距離が５というのは、全ての可能な二つの符号ワードについて、前記二つの符号ワード間のハミング距離が５以上であることを示す。
上述した方法では、３２個の符号ワードのみを用いて５ビットを伝送することも可能である。
【００４４】
次いで、上述したように割当てられた符号ワードを高速のフィードバックチャンネルで伝送するために、前記ノンコヒーレント変調器では前記８-aryチャンネル符号器から入力される前記符号ワードに対して直交変調方法を用いる。すなわち、前記ノンコヒーレント変調器は前記直交変調方式を用いて前記８-aryチャンネル符号器で符号化された情報データビットを変調する。この際、前記直交変調時に用いる直交ベクトルは次の表２のように示すことができる。
【００４５】
【表２】
2006197597.tif 000004
【００４６】
示したように、前記直交変調に用いる前記直交ベクトルはＰ０，Ｐ１，Ｐ２及びＰ３のように示すことができ、前記各直交ベクトルはＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調シンボルに変調され、ＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の変調シンボルは次の数式1のように定義できる。
【００４７】
【数１】
2006197597.tif 000005
【００４８】
ここで、３×３副搬送波束の縁部の８つの副搬送波は、表２に示したように、データシンボルを伝送し、中央部の一つの副搬送波はパイロットシンボルを伝送する。すなわち、図３に示した参照符号３３１，３３２，３３３，３３４，３３６，３３７，３３８，３３９では表２のシンボルを伝送し、中央部のシンボルである参照符号３３５ではパイロットシンボルを伝送する。ここで、前記パイロットシンボルは任意設定が可能である。
【００４９】
例えば、伝送しようとする６ビットの情報データが与えられると、送信機は表1に基づき符号ワードを決定する。その後、前記決定した符号ワードに応じて一番目の３×３副搬送波束には符号ワードインデックスＡ０に相当するパターン、すなわち、ベクトルインデックスの直交ベクトルを、二番目の３×３副搬送波束には符号ワードインデックスＡ１に相当するパターン、すなわち、ベクトルインデックスの直交ベクトルを、同様に最後に六番目の３×３副搬送波束には符号ワードインデックスＡ５に相当するパターン、すなわち、ベクトルインデックスの直交ベクトルを表２に示した方法を用いてそれぞれ伝送する。より詳しくは、一番目の３×３副搬送波束に対するベクトルインデックスが４であれば、それぞれデータシンボルの値はベクトルインデックス４に相当するＰ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０として設定され、二番目の３×３副搬送波束に対するベクトルインデックスが７であれば、それぞれデータシンボル値はベクトルインデックス７に相当するＰ０，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ０，Ｐ２，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ２として設定される。仮に、三番目の３×３副搬送波束に対するベクトルインデックスが２であれば、それぞれデータシンボル値はベクトルインデックス２に相当するＰ０，Ｐ０，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ３として設定される。
【００５０】
次に受信時の方法について説明する。
受信機は前記送信機から伝送された伝送信号を受信すれば、前記ＦＦＴ器を用いて前記受信信号をＦＦＴ処理した後に、前記ノンコヒーレント復調器に出力する。前記ノンコヒーレント復調器は６つの３×３副搬送波束の各々に対して前記８種の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算した後に、前記Ｍ-aryチャンネル復号器に出力する。前記Ｍ-aryチャンネル復号器は６４種の可能な符号ワードに相当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算する。その後、前記受信機は、前記計算値のうち、最大値を有する符号ワードに相当する情報データビットを前記送信機が伝送したものと決定する。
【００５１】
今までは情報データビットの数が６である場合の伝送方法を例として説明したが、以下、本発明の他の実施形態として前記情報データビットの数が３である場合を伝送する方法について説明する。
図４は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムで上りリンクの高速フィードバック情報伝送のために６つの３×３副搬送波束が割当てられる場合の時間−周波数軸の資源を示した図である。
【００５２】
図４に示した高速のフィードバック情報伝送は、図３に示したように、６つの３×３副搬送波束が一つの上りリンク副チャンネルを構成することは同じである。図４で提案する３ビットの高速フィードバック情報の伝送は、ＯＦＤＭＡ通信システムの上りリンクで時間−周波数軸上の３つの副チャンネルに６つの３×３副搬送波束が割当てられる伝送方法を実施形態として説明する。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限るものでなく、上りリンク副チャンネルの種類が必ず６つの３×３副搬送波束からなる必要はない。例えば、前記上りリンク副搬送波は６つの４×３副搬送波束からなることもできる。
【００５３】
図４を参照すれば、参照符号４００は上りリンクの特定時間領域における副チャンネルの集合を示す。したがって、参照符号４００の内部には多数の副チャンネルが存在する。このような副チャンネルはそれぞれ一つ又はそれ以上の副搬送波を含む。図４の斜線表示部分、すなわち、参照符号４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０は上りリンク副搬送波束(タイル)を示し、６つの副搬送波束が一つの上りリンク副チャンネルを構成する。すなわち、参照符号４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０は高速のフィードバックチャンネルを示す。
【００５４】
前記各副チャンネルは、参照符号４２０で示されたように、時間−周波数軸上で６つの３×３副搬送波が一つの上りリンクの副チャンネルを構成する。示した副搬送波束において、横軸は時間又はシンボルを示し、縦軸は周波数又は副搬送波を示す。
【００５５】
一方、図４では、情報データビット、例えば、高速のフィードバック情報は３つの上りリンク副チャンネル、すなわち、高速のフィードバックチャンネルで伝送される。図４に示した本発明の実施形態では、参照符号４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０のうち、偶数番目の副チャンネル４１０，４２０，４３０は一つの高速フィードバックチャンネルとなり、参照符号４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０のうち、奇数番目の副チャンネル４４０，４５０，４６０はもう一つの高速フィードバックチャンネルとなる。したがって、図４に示した本発明の実施形態によれば、２つの高速フィードバック副チャンネルを構成することができる。
【００５６】
本発明の実施形態では、前記３つの副チャンネルを用いて２つの高速フィードバック副チャンネルを構成する例を説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、２つの副チャンネルを用いて３つの高速フィードバック副チャンネルを構成することもできる。本発明の全般的な内容に基づき各種の変形が可能なのは明らかである。
【００５７】
上述したように、各高速のフィードバックチャンネルのうち、一つを用いて伝送される３ビットの高速フィードバック情報は多重伝送アンテナ技術、例えば、多重入力多重出力(ＭＩＭＯ)技術のアンテナグループインデックス、アンテナ選択インデックス又はプリコーディング(Pre-coding)インデックスなどの少量の情報を伝送しうる。
【００５８】
さらに、情報データビットは図１のＭ-aryチャンネル符号器１０１を通過する。本発明の場合、情報データビットの数は３であり、Ｍ(＝８)-aryチャンネル符号器を用いる場合を例とする。従って、前記参照符号４２０の内部構成からわかるように、８つの領域に８-aryチャンネル符号器から出力された情報が伝送され、他の一つにはパイロットシンボルが伝送される。
【００５９】
表３は、本発明で提供する３ビットの入力情報データビットに対する８-aryチャンネル符号器から出力される可能な８種の符号ワードを示す。
【表３】
2006197597.tif 000006
【００６０】
示したように、３×３副搬送波束(タイル)を３つの奇数番目の副搬送波束又は３つの偶数番目の副搬送波束に分けて一つの上りリンク副チャンネルで２つの３ビットの高速フィードバックチャンネルを構成することができる。
【００６１】
表３を参照すれば、送信機では、情報データビットが入力されれば、前記８-aryチャンネル符号器で表３に示した可能な８種の符号ワードのうち、一つをノンコヒーレント変調器に出力する。ここで、前記８-aryチャンネル符号器は与えられた符号ワードの個数及び長さに対して符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定する。ここで、ハミング距離とは同じビット数を有する二進符号の間に対応する値が一致しないものの個数を示す。
【００６２】
この際、上述した伝送方法で符号ワードエラー率の性能に影響を与える最小ハミング距離は６として最大となる。このように構成された各符号ワードのベクトルインデックスは該当割当て副搬送波に図５に示した従来の方法でマッピングされ、図１のような方法で伝送される。
【００６３】
図５は、本発明の実施形態によるＤＩＵＣ方式を用いる高速フィードバック情報を伝送するためのブロック構成を概略的に示した図である。
【００６４】
図１の伝送方法は良くない無線チャンネル環境でもフィードバック情報の安定した受信品質を保障する構造で設定されており、かかる構造により一つの上りリンク副チャンネルで最大６ビットの情報を伝送しうる。しかしながら、多重伝送アンテナシステムで効率的にセルの容量を増大させるためには出来るだけ多い無線チャンネル情報を必要とするので、６ビットの情報は十分でない。このような構造で出来るだけ多い情報を提供するためには、複数の高速フィードバックチャンネルを割当てる方法が存在するが、これは上りリンクで資源を過度に用いるという問題点がある。
【００６５】
したがって、かかる問題を解決するために本発明の実施形態では、無線チャンネル環境のよい移動端末機に図５に示した従来のデータを伝送する伝送方式を適用して多量のフィードバック情報ビットを伝送可能にする。ここで、高速のフィードバックチャンネルの割当ては上述した方式と同じであるが、実際の伝送方法としてはシステムと移動端末機との間で約束されたコーディング方式、例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの方式を使用することが好ましい。さらに、移動端末機がＭＩＭＯ伝送を支援する場合、前記ＤＩＵＣ方式でさらなる安定した伝送を保証するためにＳＴＢＣ(space-time block coding)のような時空間コーディングを用いることができる。
【００６６】
以下、図５を参照して高速のフィードバック情報ビット列５００の伝送過程について説明する。
図５を参照すれば、前記送信機は上りリンク高速フィードバック情報の情報データビット列５００を符号化する符号器５０１、前記情報データビットを所定のコーディング方式で変調する変調器５０３及び送信する信号をＩＦＦＴ処理して伝送するＩＦＦＴ器５０５を含む。
【００６７】
前記高速のフィードバック情報ビット列５００は本発明で提案する３ビットの高速フィードバック方式を用い、このようなＤＩＵＣ方式及び前記６ビットの高速フィードバック方式は次の表４のようなフィールドを下りリンク制御情報を用いて伝送することにより、移動端末機に指示しうる。
【００６８】
【表４】
2006197597.tif 000007
【００６９】
表４に示したように、前記指示フィールドのＣＱＩＣＨ typeが‘００’である場合は６ビットの高速フィードバック方式を指示し、‘０１’の場合は良い無線チャンネル環境を有する移動端末機に多量の情報を伝送するためのＤＩＵＣ方式を指示し、‘１０’の場合は３ビットの高速フィードバック方式で割当てられた上りリンク副チャンネルの偶数番目の副搬送波束の割当てを指示し、‘１１’の場合は奇数番目の副搬送波束の割当てを指示する。その他にも、前記指示フィールドのＣＱＩＣＨ type値の長さを増加させ、高速のフィードバックチャンネルで伝送される情報ビットをより少ない数のビットで構成する場合、高速のフィードバックチャンネルの数をより増大させうることは明らかである。図５に示したように、前記高速のフィードバック情報ビット列５００は前記符号器５０１に入力される。ここで、前記高速のフィードバック情報ビット列５００は図５に図示しない制御器から出力された情報ビット列である。
【００７０】
前記符号器５０１は、伝送しようとする前記高速のフィードバック情報ビット列５００が発生すれば、前記高速フィードバック情報ビット列５００を受信してシステムの設定に相当する符号化方法に応じて前記高速のフィードバック情報ビット列５００を符号化して前記変調器５０３に出力する。ここで、前記符号器５０１はシステムの設定による符号化方式、例えば、ＣＴＣ(convolution Turbo code)、ＣＣ(convolutional coding)又はＳＴＢＣ(Space Time Block code)などの様々な符号化方法を用いることができる。
【００７１】
前記変調器５０３は、前記符号器５０１から出力された符号化シンボルを受信してシステムの設定による変調方式を用いて変調されたシンボルを前記ＩＦＦＴ器５０５に出力する。ここで、前記変調器５０３は予め設定されている変調方式、例えば、Ｍ次のＱＡＭ変調などを用いることができる。
【００７２】
前記ＩＦＦＴ器５０５は、前記変調器５０３から入力された変調シンボルをＩＦＦＴ処理して伝送するＯＦＤＭシンボルを生成する。一般に、前記ＯＦＤＭシンボルは循環前置シンボル(ＣＰ)を含む。しかしながら、図５ではこのような構成及び無線帯域での伝送のための構成などは説明の便宜上、省略する。
【００７３】
以上、本発明の詳細について具体的な実施の形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態による無線通信システムで、高速のフィードバック情報を伝送するための送信機の構造を概略的に示した図。
【図２】本発明の実施形態による無線通信システムで、高速のフィードバック情報を受信するための受信機の構造を概略的に示した図。
【図３】本発明の実施形態による無線通信システムで、高速のフィードバック情報の伝送のために割当てられる時間−周波数軸の資源を示した図。
【図４】本発明の実施形態による無線通信システムで、高速のフィードバック情報の伝送のために割当てられる時間−周波数軸の資源の他の例を示した図。
【図５】本発明の実施形態で提案するＤＩＵＣ方式を用いる高速のフィードバック情報の伝送のためのブロック構成を概略的に示した図。
【符号の説明】
【００７５】
１００      上りリンク高速フィードバック情報の情報データビット
１０１      M-aryチャンネル符号器
１０３      ノンコヒーレント変調器
１０５      逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)器
２００      時間領域の受信信号
２０１      高速フーリエ変換(ＦＦＴ)器
２０３      ノンコヒーレント復調器
２０５      Ｍ-aryチャンネル復号器
５００      高速のフィードバック情報ビット列
５０１      符号器
５０３      変調器
５０５      ＩＦＦＴ器
【図１】
2006197597.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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