(57)【要約】【課題】グループごとの非同期SCMA伝送のためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】スパースコード多元接続(SCMA)伝送のためのリソース割り振りの実施形態の方法は、リソースブロックを複数のリソース領域に分割するステップを含む。方法はまた、複数のリソース領域をそれぞれのデバイスグループに割り当てるステップを含む。リソース領域割り当ては、その後、それぞれのデバイスグループのデバイスにシグナリングされる。方法はまた、SCMA信号をそれぞれのデバイスグループのデバイスから受信するステップを含む。それぞれのデバイスグループのうちの1つのグループからのSCMA信号は、それぞれのデバイスグループのうちの別のグループからのSCMA信号に対して非同期である。【選択図】図１
2019165516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパースコード多元接続(SCMA)信号のためのリソース割り振りの方法であって、
リソースブロックを複数のリソース領域に分割するステップと、
前記複数のリソース領域をそれぞれのデバイスグループに割り当てるステップと、
リソース領域割り当てを前記それぞれのデバイスグループのデバイスにシグナリングするステップと、
前記SCMA信号を前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスから受信するステップであって、前記それぞれのデバイスグループのうちの1つのグループからの前記SCMA信号は、前記それぞれのデバイスグループのうちの別のグループからの前記SCMA信号に対して非同期である、ステップとを含む、方法。
【請求項２】
受信したSCMA信号をフィルタリングするステップをさらに含み、前記フィルタリングするステップは前記複数のリソース領域のためのそれぞれのスペクトル形状フィルタによって実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記デバイスのそれぞれのロケーションに従って前記それぞれのデバイスグループに前記デバイスをグループ分けするステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記グループ分けするステップは、基地局または前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスによって実施される、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記グループ分けを示す前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスからメッセージを受信するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記デバイスに関するそれぞれの移動性予測に従って前記それぞれのデバイスグループに前記デバイスをグループ分けするステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記それぞれのデバイスグループのうちの前記1つのグループの前記デバイスを前記1つのグループの他のデバイスと同期させるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記リソースブロックは、時間および周波数リソースのブロックによって定義される、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
非同期スパースコード多元接続(SCMA)信号を受信する方法であって、
リソースブロックを複数のリソース領域に分割するステップと、
第1のユーザ機器(UE)から第1のSCMA信号を受信するステップであって、前記第1のSCMA信号は、前記複数のリソース領域のうちの第1のリソース領域を使用する、ステップと、
第2のUEから第2のSCMA信号を受信するステップであって、前記第2のSCMA信号は、前記複数のリソース領域のうちの第2のリソース領域を使用しており、前記第1のSCMA信号に対して非同期である、ステップとを含む、方法。
【請求項１０】
前記第1のUEを含む第1のグループのデバイスに前記第1のリソース領域を割り当てるステップと、
前記第2のUEを含む第2のグループのデバイスに前記第2のリソース領域を割り当てるステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
リソース領域割り当てを前記第1のグループのデバイスおよび前記第2のグループのデバイスにシグナリングするステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記第1のグループのデバイスに対する前記第1のUEの近接度に従って前記第1のUEを前記第1のグループのデバイスに割り当てるステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1のリソース領域に対応する第1の通過帯域を有する第1のフィルタを介して前記第1のSCMA信号を通過させるステップと、
前記第2のリソース領域に対応する第2の通過帯域を有する第2のフィルタを介して前記第2のSCMA信号を通過させるステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１４】
複数のリソース領域を複数のデバイスグループにそれぞれ割り当てるように構成される、プロセッサと、
前記複数のデバイスのそれぞれのロケーションに従って前記複数のデバイスグループにグループ分けされた複数のデバイスから非同期スパースコード多元接続(SCMA)信号を受信するように構成される、アンテナと、
前記アンテナに接続されるとともに、無線周波数からベースバンド周波数へと前記非同期SCMA信号を変換するように構成される、ミキサと、
前記複数のリソース領域にそれぞれ対応し、前記複数のリソース領域の各々に関する前記非同期SCMA信号からリソース領域間干渉をフィルタリングするように構成される、複数のフィルタとを備える、基地局。
【請求項１５】
前記プロセッサに接続されるとともに、前記複数のリソース領域の割り当てを前記複数のデバイスに通信するように構成される、送信ステージをさらに備える、請求項14に記載の基地局。
【請求項１６】
前記送信ステージは、前記割り当てを前記複数の複数のデバイスにマルチキャストするようにさらに構成される、請求項15に記載の基地局。
【請求項１７】
前記複数のデバイスは、前記複数のデバイスに関するそれぞれの移動性予測に従ってグループ分けされる、請求項14に記載の基地局。
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記複数のデバイスを前記複数のデバイスグループにグループ分けするようにさらに構成される、請求項14に記載の基地局。
【請求項１９】
前記非同期SCMA信号は、直交周波数分割多元接続(OFDMA)波形を含む、請求項14に記載の基地局。
【請求項２０】
前記プロセッサは、時間/周波数リソースブロックを前記複数のリソース領域に分割するようにさらに構成される、請求項14に記載の基地局。
【請求項２１】
多元接続信号を送信する方法であって、
ユーザ機器(UE)において、前記UEがそのメンバーであるデバイスグループに割り振られているリソース領域を示すリソース領域割り当てを受信するステップと、
前記UEにおいて、前記リソース領域に対応するスペクトル形状フィルタを使用してスパースコード多元接続(SCMA)信号をフィルタリングするステップと、
前記リソース領域割り当てに従って前記リソース領域の時間および周波数リソースを使用して基地局に向けて前記フィルタリングされたSCMA信号を送信するステップであって、前記送信するステップは、前記デバイスグループのためのローカルタイミング基準と同期して実施される、ステップとを含む、方法。
【請求項２２】
前記UEによって、前記デバイスグループ内の複数のUEのそれぞれのロケーションに従って前記デバイスグループの構成を決定するステップと、
前記デバイスグループの前記構成を前記基地局に通信するステップとをさらに含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
前記デバイスグループの前記構成を前記デバイスグループ内の前記複数のUEのうちの少なくとも1つのUEに通信するステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
複数のUEが前記デバイスグループに属していることを示すメッセージを受信するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２５】
前記メッセージを受信するステップは、前記メッセージを前記基地局から受信するステップを含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
請求項1から8のいずれか一項に記載の方法におけるステップを実施するように構成される手段を含む、基地局。
【請求項２７】
請求項21から25のいずれか一項に記載の方法におけるステップを実施するように構成される手段を含む、ユーザ機器(UE)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2014年3月31日に出願した「Method and Apparatus for Asynchronous OFDMA/SC-FDMA」と題する米国特許出願第14/231,217号と、2015年3月25日に出願した「System and Method for Resource Allocation for Sparse Code Multiple Access Transmissions」と題する米国特許出願第14/668,577号に対する利益を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的にスパースコード多元接続(SCMA)に関し、具体的な実施形態においては、グループごとの非同期SCMA伝送のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
SCMAは、複数のデバイス、ユーザ、またはユーザ機器(UE)がチャネルリソースを共有することを可能にする非直交多元接続スキームである。送信見込みのデバイスは、リソースユニットとも称される、時間および周波数リソースが割り振られている。SCMAにおいては、送信見込みのデバイスはまた、デバイス伝送の重ね合わせを可能とするスパースコードブックが割り当てられ、このことは、SCMAシステムがより多くの接続デバイスをサポートすることを可能にする。
【０００４】
事前許可を不要とするSCMAシステムにおいては、スケジューリング伝送のためのネットワークからデバイスへのシグナリングが存在していない。デバイスは、コンテンションベース方式で共有チャネルリソースにアクセスする。コンテンションベースのアクセスは2つ以上のデバイスが同一のリソースを使用して送信を試みようとすると破綻をきたし始める、このことを衝突と称する。SCMAは、いくつかの量の信号衝突を許容することができる。SCMAシステムは、衝突回避および衝突検出およびリカバリ技術を使用して衝突の確率を制御して、その影響を軽減することができる。SCMAに関する追加の情報については、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願第13/730,355号を参照されたい。
【０００５】
基地局のレシーバは、それらを正確に受信して低複雑度メッセージパッシングアルゴリズム(MPA)レシーバを利用するために、時間内に同期するために到来信号を一般的に必要とする。その同期処理は、送信タイミングのタイミング調整を示す基地局から送信デバイスへのシグナリングにより一般的に実現される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
スパースコード多元接続(SCMA)伝送のためのリソース割り振りの実施形態の方法は、リソースブロックを複数のリソース領域に分割するステップを含む。方法はまた、複数のリソース領域をそれぞれのデバイスグループに割り当てるステップを含む。リソース領域割り当ては、その後、それぞれのデバイスグループのデバイスにシグナリングされる。方法はまた、SCMA信号をそれぞれのデバイスグループのデバイスから受信するステップを含む。それぞれのデバイスグループのうちの1つのグループからのSCMA信号は、それぞれのデバイスグループのうちの別のグループからのSCMA信号に対して非同期である。
【０００７】
非同期SCMA信号を受信する実施形態の方法は、リソースブロックを複数のリソース領域に分割するステップを含む。方法はまた、第1のSCMA信号を第1のユーザ機器(UE)から受信するステップを含む。第1のSCMA信号は、複数のリソース領域のうちの第1のリソース領域を使用する。方法はまた、第2のSCMA信号を第2のUEから受信するステップを含む。第2のSCMA信号は、複数のリソース領域のうちの第2のリソース領域を使用しており、第1のSCMA信号に対して非同期である。
【０００８】
SCMA信号のための実施形態の基地局は、プロセッサ、アンテナ、ミキサ、および複数のフィルタを備える。プロセッサは、複数のリソース領域を複数のデバイスグループにそれぞれ割り当てるように構成される。アンテナは、複数のデバイスのそれぞれのロケーションに従って複数のデバイスグループにグループ分けされた複数のデバイスから非同期SCMA信号を受信するように構成される。ミキサは、アンテナに接続されるとともに、無線周波数からベースバンド周波数へと非同期SCMA信号を変換するように構成される。複数のフィルタは、ミキサに接続されるとともに、複数のリソース領域にそれぞれ対応している。複数のフィルタはまた、複数のリソース領域の各々に関するリソース領域間干渉をフィルタリングするように構成される。
【０００９】
SCMA信号を送信する実施形態の方法は、UEがそのメンバーであるデバイスグループに割り振られているリソース領域を示すリソース領域割り当てを受信するステップを含む。リソース領域割り当ては、UEにおいて受信される。方法はまた、リソース領域に対応するスペクトル形状フィルタを使用してSCMA信号をフィルタリングするステップを含む。フィルタリングをするステップは、UEによって実施される。方法はまた、リソース領域割り当てに従ってリソース領域の時間および周波数リソースを使用して基地局に向けてSCMA信号を送信するステップを含む。送信するステップは、デバイスグループのためのローカルタイミング基準と同期して実施される。
【００１０】
本発明、およびその利点をより完全に理解するために、ここで添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無線ネットワークの一実施形態の図である。
【図２】リソースブロックの一実施形態の図である。
【図３】基地局の一実施形態のブロック図である。
【図４】SCMA符号化スキームの図である。
【図５】SCMA伝送のためのリソース割り振りの方法の一実施形態のフロー図である。
【図６】非同期SCMA伝送を受信する方法の一実施形態のフロー図である。
【図７】コンピューティングシステムの一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態の構成および使用を以下に詳細に記載する。しかしながら、本発明は多くの適用可能な独創的概念を提供しており、それらは様々な具体的状況において具現化されてもよいことを理解すべきである。記載した特定の実施形態は、発明を構成および使用するための特定の方法を図示しただけにすぎず、発明の範囲を限定するものではない。
【００１３】
ある実施形態においては、SCMA符号化は、符号分割多元接続(CDMA)において行われるような直交振幅変調(QAM)シンボルを使用するのではなく、バイナリデータストリームを多次元コードワードに直接符号化する。SCMA符号化は、CDMA符号化でよく見られる拡散シーケンスを使用することとは対照的に、各多重化レイヤに対してスパースコードブックから生成された異なるスパースコードワードを割り当てることによって多元接続を提供する。多重化レイヤとは、共有リソースを介して複数のデータストリームを通信し得るものである。例えば、共有リソースは、とりわけ、多入力多出力(MIMO)空間レイヤ、直交周波数分割多元接続(OFDMA)トーン、および時分割多元接続(TDMA)レイヤタイムスロットであり得る。スパースコードブックは、レシーバが低複雑度MPAを使用して多重化されたコードワードのうちのそれぞれのコードワードを検出することを可能にするスパースコードワードを含み、このことは、レシーバにおけるベースバンド処理の複雑度を低減する。
【００１４】
ここで、基地局において受信されるSCMA信号が同期されるべきであるという一般的な要件を緩和することが可能であることが分かる。同期要件を緩和することは、基地局から様々な送信デバイスへのタイミング調整シグナリングを含む、ある量のシグナリングオーバーヘッドを除去することを可能にする。ここで、送信デバイスのローカルグループを同期することができるという簡潔さを利用することによって、同期要件を緩和することを可能にしていることが分かる。ここで、送信デバイスがそれらのロケーションおよび移動性に従って一緒にグループ分けされ得ることがさらに分かる。デバイスグループは、その後、SCMA伝送のために予約済みのリソースブロックの領域が割り振られ得る、または割り当てられ得る。SCMA伝送は、時間および周波数リソースによって定義されたチャネルを介して行われる。リソースブロックは、デバイスグループに個々に割り振ることができるリソース領域に分割され得るし、それによって、それらの時間および周波数リソースに対するデバイスの非同期グループを分離している。
【００１５】
ここで、隣接リソース領域における非同期SCMA伝送がリソース領域間干渉を引き起こし得ることも分かる。干渉を軽減するために、所与のデバイスグループおよび割り当てられたリソース領域に関して、各リソース領域のために設計されたデジタルフィルタは、他のデバイスグループ内の他の送信デバイスから発信されているSCMA信号からサイドローブを除去するために使用され得る。ここで、SCMA信号のフィルタリングは、例えば、UE、モバイルデバイスなどのトランスミッタで、および、例えば、基地局、発展型ノードB(eNB)などのレシーバで、生じ得ることがさらに分かる。ある実施形態では、各リソース領域に対してアナログフィルタを使用することは可能であるが、これらの実施形態は、様々なデバイスグループおよびそれらの対応するリソース領域の流動的な帯域幅要件に適合することができるデジタルフィルタの実施形態ほど柔軟ではない。
【００１６】
図1は、無線ネットワーク100の一実施形態の図である。無線ネットワーク100は、本明細書で紹介したリソース割り振りの方法および非同期SCMA信号を受信する方法が具現化され得る基地局110を含む。基地局110は、デバイスから発信されているアップリンク(UL)通信を受信してUL通信をそれらのそれぞれの注文した宛先に転送することによって、または、デバイスに宛てられた通信を受信して通信をそれらのそれぞれの意図した送信デバイスに転送することによって、1つまたは複数のデバイスにサービスを提供している。基地局110は、時には、アクセスポイント、基地局、発展型ノードB(eNB)、コントローラ、送信デバイス、または通信コントローラと称される。無線ネットワーク100はまた、3つのデバイスグループ120-1、120-2、および120-3を含む。3つのデバイスグループの各々は、少なくとも1つのデバイスを含む。デバイス130は、時には、ステーション、モバイルステーション、モバイル、モバイルデバイス、端末、ユーザ、UE、送信デバイス、または加入者と称される。
【００１７】
デバイス130は、それぞれのデバイスロケーション、それぞれのデバイス移動性予測、およびそれぞれのデバイス移動性パターンのうちの1つまたは複数を含む様々なパラメータに従って、デバイスグループ120-1、120-2、および120-3にグループ分けされ得る。ある実施形態においては、デバイス130は、無線ネットワーク100によって、または、より具体的には、基地局110によってグループ分けされ得る。他の実施形態においては、デバイス130が自身をグループ分けし得る。
【００１８】
デバイス130は、基地局110に対するSCMA伝送140-1、140-2、および140-3を行う。SCMA伝送140-1、140-2、および140-3は、直交周波数分割多元接続(OFDMA)波形を使用して一般的に行われるが、他の波形もあり得る。SCMA伝送140-1は、デバイスグループ120-1内でデバイス130から発信されている。同様に、SCMA伝送140-2は、デバイスグループ120-2内でデバイス130から発信されており、SCMA伝送140-3は、デバイスグループ120-3内でデバイス130から発信されている。異なるデバイスグループからのSCMA伝送は非同期である。図1の実施形態においては、SCMA伝送140-1は、SCMA伝送140-2および140-3に対して非同期である。SCMA伝送140-2も、SCMA伝送140-3に対して非同期である。SCMA伝送140-1、140-2、および140-3は、デバイスグループ120-1、120-2、および120-3内のそれぞれのデバイス130が互いに同期していないから、非同期である。例えば、デバイスグループ120-1内のデバイス130は、デバイスグループ120-2内のデバイス130と同期していない。ある実施形態においては、特定のデバイスグループ中のデバイス130は互いに同期している。例えば、単一の建物にあるセンサのグループは、基地局110に同期するのではなく、グループにあるまたは建物にあるローカルタイミング基準または基準デバイスに同期し得る。別の例においては、バスに乗車しているユーザ、すなわち、モバイルデバイスのグループは、基地局110に同期するのではなく、グループ内のまたはバス内のローカルタイミング基準または基準デバイスに同期し得る。他の実施形態においては、特定のデバイスグループ内のデバイス130は、基地局110がそれらのSCMA信号を適切に受信するために送信タイミング同期が必要ないほど十分に非常に接近している。
【００１９】
1つのデバイスグループ内のデバイス130を別のデバイスグループ内のデバイス130と同期しないことによって、基地局110からのいくつかのオーバーヘッドシグナリングを解消することができる。一般的には、全体的に、すなわち、ネットワークごとにデバイス130を同期するために、基地局110は、タイミング調整をデバイス130の各々にシグナリングし得る、それによって、各々を共通の基準に同期している。デバイスの数が小さい場合には、本プロセスに関連するオーバーヘッドコストは扱いやすい。しかしながら、デバイスの数が大きくなると、オーバーヘッドコストはかなりなものとなる。
【００２０】
デバイス130は、時間および周波数リソースのブロックとして定義されたリソースブロックを使用してそれらのそれぞれのSCMA伝送を行う。デバイス130は、少なくとも1つの時間/周波数リソースユニットおよびそれぞれのスパースコードブックが割り振られる。図2は、リソースブロック200の一実施形態の図である。リソースブロック200は、周波数次元210、時間次元220、およびコード次元230といった3つの次元において定義される。コード次元230においては、各時間/周波数リソースユニットは、対応するスパースコードブックから生成される一意なコード240に分割される。
【００２１】
リソースブロック200は、3つのリソース領域250-1、250-2、および250-3に分割される。リソース領域を時間/周波数領域に様々な矩形として図示している。時間帯および周波数帯を定義するにあたって時間/周波数領域に矩形を当然のごとく定義しているが、リソース領域は任意の形状であり得る。リソース領域は、互いに隣接し得る、このことは境界を共有することになる、または、任意の2つのリソース領域間の時間/周波数のギャップで定義され得る。ある実施形態においては、十分に低レベルのグループ間干渉を実現するためにギャップを必要としてもよい。同様に、全リソースブロック200は様々なリソース領域に必ずしも分割される必要はない。そのような実施形態においては、リソースブロック200の様々な部分は割り当てられない。リソース領域は、時には、SCMA領域または多元接続領域と称される。リソースブロック200を分割する処理が、図1における無線ネットワーク100などのネットワークによって実施される。より具体的には、分割する処理が基地局110によって実施される。リソース領域250-1、250-2、および250-3の各々がそれぞれのデバイスグループに割り当てられる、このことをリソース領域割り当てと称する。リソース領域は、時間/周波数領域において一般的に隣接して定義される。非隣接リソース領域のケースでは、非隣接リソース領域の様々な要素は、共通のデバイスグループに割り当てられた独立リソース領域として扱われる。スペクトル形状フィルタを有する実施形態においては、リソース領域の各非隣接要素は専用のフィルタを有し得る。矩形以外の形状を前提としているリソース領域を有する実施形態においては、複数のスペクトル形状フィルタが必要となり得る。このため、矩形形状のリソース領域が望ましいが、他の形状のリソース領域を有する別の実施形態もあり得る。
【００２２】
図1の実施形態に関しては、デバイスグループ120-1、120-2、および120-3は、例えば、リソース領域250-1、250-2、および250-3にそれぞれ割り当てられ得る。リソース領域割り当ては、その後、基地局110によって個々のデバイスに通信される、またはシグナリングされる。ある実施形態においては、リソース領域割り当ては、マルチキャストシグナリングを使用して様々なデバイスグループに通信され得る。図1の実施形態を再び参照すれば、デバイス130は、その後、それらのそれぞれの割り当てられたリソース領域を使用してそれらのそれぞれのSCMA伝送を行う。
【００２３】
図3は、基地局300の一実施形態のブロック図である。基地局300は、アンテナ310、ミキサ320、カプラ330-1および330-2、フィルタ340-1、340-2、および340-3、ならびにプロセッサ350を備える。基地局300はまた、送信ステージ360および別のアンテナ370を備える。基地局300はまた、増幅器、アナログ・デジタル・コンバータ、デコーダ、特定用途向け集積回路(ASICS)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、専用の論理回路、オシレータ、および多くの他のコンポーネントなどの図3に図示していない様々な他のコンポーネントを備え得る。これらの追加のコンポーネントは、基地局300の様々な実施形態において、基地局300の任意の2つの要素の間を含む、図3に図示した回路の任意の場所に現れ得る。
【００２４】
アンテナ310は、SCMA信号を様々な送信デバイスから受信するように構成される。ある実施形態においては、SCMA伝送は、フィルタリングされたOFDMA波形を使用して行われる。フィルタリングされたOFDMAのさらなる情報については、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願第14/231,217号を参照されたい。受信したSCMA信号は、ミキサ320によってベースバンド信号にダウンコンバートされる、無線周波数(RF)伝送である。ベースバンドSCMA信号は、その後、フィルタ340-1、340-2、および340-3を通過する。受信したSCMA信号は、時間および周波数リソースのそれぞれの割り振りによって定義されたチャネルで基地局300に到来する。これらの割り振りは、例えば、図2のリソースブロック200のような、リソース領域にリソースブロックを分割することに従って、および図1のデバイスグループ120-1、120-2、および120-3などのそれぞれのデバイスグループに対するこれらのリソース領域の割り当てに従って、プロセッサ350によって行われる。それぞれのデバイスグループは、様々な送信デバイスを含む。プロセッサ350によって行われるリソース領域割り当ては、送信ステージ360およびアンテナ370を介して様々な送信デバイスに通信される。
【００２５】
ある実施形態においては、様々な送信デバイスは、基地局300、特にプロセッサ350によって、デバイスグループにグループ分けされる。UEがそのメンバーであるデバイスグループに複数のUEが属していることを示すメッセージを、基地局が送信してもよいし、UEが受信してもよい。他の実施形態においては、様々な送信デバイス自身がデバイスグループを形成する。例えば、UEは、デバイスグループ内の複数のUEのそれぞれのロケーションに従ってデバイスグループの構成を決定してもよい。グループ分けまたはデバイスグループの構成は、それぞれのデバイスグループのデバイスまたはUEから基地局300へとメッセージによって通信される。UEは、デバイスまたはUEがそのデバイスグループに属していることを、基地局に、またはデバイスグループ内のUEのうちの少なくとも1つの他のUEに、メッセージによって通信し得る。様々な送信デバイスのグループ分けは、様々な送信デバイスのそれぞれのロケーションおよび様々な送信デバイスに関するそれぞれの移動性予測ならびにパターンを含む、様々なパラメータに従って行われ得る。1つのデバイスグループ内の送信デバイスは、別のデバイスグループによって行われるSCMA伝送と非同期であるSCMA伝送を行う。ある実施形態においては、同一のデバイスグループ内の2つの送信デバイスによって行われるSCMA伝送は同期している。同期SCMA伝送は、それらの互いの近接度の結果として、または、ある実施形態においては、そのデバイスグループ内の送信デバイスが共通の基準に同期することにより、同期し得る。非同期とは、異なる時間に到来する異なるデバイスグループからの信号を指す。
【００２６】
フィルタ340-1、340-2、および340-3は、リソース領域間干渉を低減するように場合によっては除去するようにスペクトルを成形するために、特定のリソース領域のために設計された各デジタルフィルタである。リソース領域間干渉、またはSCMA領域間干渉は、隣接リソース領域を介した異なるデバイスグループ内の送信デバイスによる非同期SCMA伝送によって生じる。つまり、干渉は、隣接した時間/周波数リソースを介した2つ以上の非同期SCMA伝送に起因する。フィルタ340-1、340-2、および340-3は、隣接リソース領域において非同期SCMA信号を搬送するOFDMA波形のサイドローブをブロックするように設計される。そうすることで基地局300が非同期SCMA信号を適切に受信することを可能にしている。フィルタリングされたSCMA信号はその後復号され、ペイロードデータは最終的にプロセッサ350に伝えられる。
【００２７】
プロセッサ350は、すべてをまとめてプロセッサと称する、1つまたは複数のプロセッサ、1つまたは複数のASIC、1つまたは複数のFPGA、専用の論理回路、または任意のその組合せで、実装され得る。プロセッサのためのそれぞれの機能は、プロセッサによる実行のために非一時的メモリに命令として記憶され得る。
【００２８】
図4は、SCMA符号化スキーム400の図である。SCMA符号化スキーム400は、その各々が異なる多重化レイヤに割り当てられ、複数の多次元コードワードを含む、複数のスパースコードブック410、420、430、440、450、および460を使用する。より具体的には、スパースコードブック410はコードワード411から414を含み、スパースコードブック420はコードワード421から424を含み、スパースコードブック430はコードワード431から434を含み、スパースコードブック440はコードワード441から444を含み、スパースコードブック450はコードワード451から454を含み、スパースコードブック460はコードワード461から464を含む。各コードワードは、異なるバイナリ値にマッピングされる。図4の実施形態においては、コードワード411、421、431、441、451、および461はバイナリ値「00」にマッピングされ、コードワード412、422、432、442、452、および462はバイナリ値「01」にマッピングされ、コードワード413、423、433、443、453、および463はバイナリ値「10」にマッピングされ、コードワード414、424、434、444、454、および464はバイナリ値「11」にマッピングされる。図4の実施形態のスパースコードブックは個々に4個のコードワードを含んでいるが、SCMAのためのスパースコードブックは任意の数のコードワードを含み得る。例えば、ある実施形態のスパースコードブックは、バイナリ値「000」から「111」にマッピングされる8個のコードワードを有していてもよい一方で、他の実施形態では、バイナリ値「0000」から「1111」にマッピングされる16個のコードワードまたはそれ以上を含んでいてもよい。
【００２９】
異なるコードワードは、それぞれの多重化レイヤを介して送信されることになるバイナリデータに応じて、様々なスパースコードブックから選択される。図4の実施形態においては、コードワード414は、バイナリ値「11」が第1の多重化レイヤを介して送信されることになるため、スパースコードブック410から選択される。コードワード422は、バイナリ値「01」が第2の多重化レイヤを介して送信されようとしているため、スパースコードブック420から選択される。コードワード433は、バイナリ値「10」が第3の多重化レイヤを介して送信されることになるため、スパースコードブック430から選択される。コードワード442は、バイナリ値「01」が第4の多重化レイヤを介して送信されることになるため、スパースコードブック440から選択される。コードワード452は、バイナリ値「01」が第5の多重化レイヤを介して送信されることになるため、スパースコードブック450から選択される。コードワード464は、バイナリ値「11」が第6の多重化レイヤを介して送信されることになるため、スパースコードブック460から選択される。コードワード、414、422、433、442、452、および464は、その後、一緒に多重化され、共有リソースを介して送信される多重化データストリーム480を形成する。コードワード414、422、433、442、452、および464は、レシーバにおける多重化データストリーム480の受信時にMPAを使用して識別され得るスパースコードワードである。
【００３０】
図5は、SCMA信号のためのリソース割り振りの方法の一実施形態のフロー図である。方法は、ステップ510で開始する。分割ステップ520で、基地局は、リソースブロックを複数のリソース領域に分割する。リソースブロックは、時間、周波数、およびコードブックリソースのブロックとして定義される。割り当てステップ530で、リソース領域がそれぞれのデバイスグループに割り当てられる。送信デバイスは、それらのそれぞれのロケーションに従ってデバイスグループにグループ分けされる。ある実施形態においては、送信デバイスは、送信デバイスに関するそれぞれの移動性予測およびパターンに従ってデバイスグループにグループ分けされる。
【００３１】
リソース領域割り当ては、通信ステップ540で送信デバイスにシグナリングされる。リソース領域割り当ては、データ伝送ごとに送信デバイスに必ずしも通信される必要はない。送信デバイスは、それらのそれぞれの割り当てられたリソース領域を使用してそれらのそれぞれのSCMA伝送を行う。SCMA信号は、受信ステップ550で基地局によって受信される。SCMA伝送は、デバイスグループごとで非同期である。ある実施形態においては、方法はまた、非同期伝送によって生じるリソース領域間干渉を除去するために、例えば、それぞれのリソース領域に対応するスペクトル形状フィルタを使用してSCMA信号をフィルタリングするステップを含む。フィルタリングは、基地局のレシーバがSCMA信号を適切に受信し、復号し、検出することを可能にする。方法は、ステップ560で終了する。
【００３２】
図6は、非同期SCMA信号を受信する方法の一実施形態のフロー図である。方法は、ステップ610で開始する。基地局において、分割ステップ620で、リソースブロックが複数のリソース領域に分割される。リソース領域がそれぞれのデバイスグループに割り当てられる。デバイスグループの各々は、少なくとも1つの送信デバイス、すなわち、UEを含む。ある実施形態においては、UEは、それらのそれぞれのロケーションに従ってデバイスグループにグループ分けされる。いくつかの実施形態においては、UEは、UEに関するそれぞれの移動性予測およびパターンに従ってグループ分けされる。グループ分けは、ある実施形態においては、基地局によって実施され得る一方で、他の実施形態においては、グループ分けは、UE自身によって実施される。
【００３３】
UEのデバイスグループはリソース領域に割り当てられ、その割り当てはUEに通信される。デバイスグループは、任意の数のUEを含むことができる。所与のデバイスグループ内のUEは、デバイスグループに割り当てられたリソース領域を使用して送信する。第1の受信ステップ630で、第1のSCMA信号は、第1のUEから基地局において受信される。第1のUEは、複数のリソース領域のうちの第1のリソース領域を使用して第1のSCMA伝送を行う。ある実施形態においては、複数のスパースコードワード、またはレイヤは、第1のリソース領域で重ね合わされ得る。第2の受信ステップ640で、第2のSCMA信号は、第2のUEから基地局において受信される。第2のUEは、複数のリソース領域のうちの第2のリソース領域を使用して第2のSCMA伝送を行う。第1のUEおよび第2のUEが、異なるデバイスグループにあり、異なるリソース領域に割り当てられているので、第1のSCMA伝送および第2のSCMA伝送は非同期である。第1のUEおよび第2のUEは、共通の基準に同期していない。ある実施形態においては、基地局がSCMA信号を適切に受信するために、第1のSCMA信号および第2のSCMA信号は、それらのそれぞれのリソース領域のために設計されたフィルタを通過する。特定のリソース領域のために設計された、各フィルタは、非同期SCMA伝送によって生じる干渉を隣接リソース領域から除去するように構成される。方法は、ステップ650で終了する。
【００３４】
図7は、本明細書に開示のデバイスおよび方法を実施するために使用され得るコンピューティングシステム700のブロック図である。特定のデバイスは、図示したコンポーネントのすべて、または、コンポーネントのサブセットのみを利用してもよいし、統合のレベルがデバイスごとに変化してもよい。さらに、デバイスは、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、トランスミッタ、レシーバなどのコンポーネントの複数のインスタンスを備え得る。コンピューティングシステム700は、スピーカ、マイクロフォン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイなどの1つまたは複数の入力/出力デバイスを備えた処理ユニット702を備え得る。処理ユニットは、バス720に接続された、中央処理ユニット(CPU)714、メモリ708、マスストレージデバイス704、ビデオアダプタ710、およびI/Oインターフェース712を備え得る。
【００３５】
バス720は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺機器バス、ビデオバスなどを含む任意のタイプのいくつかのバス機構のうちの1つまたは複数であり得る。CPU714は、任意のタイプの電子データプロセッサを含み得る。メモリ708は、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、同期型DRAM(SDRAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、その組合せなどの任意のタイプの非一時的システムメモリを含み得る。ある実施形態においては、メモリ708は、起動時に使用するためのROM、ならびにプログラムを実行中に使用するプログラムおよびデータの記憶のためのDRAMを含み得る。
【００３６】
マスストレージ704は、データ、プログラム、および他の情報を記憶し、バス720を介してそのデータ、プログラム、および他の情報をアクセス可能とするように構成される、任意のタイプの非一時的ストレージデバイスを備え得る。マスストレージ704は、例えば、半導体ドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブなどのうちの1つまたは複数を含み得る。
【００３７】
ビデオアダプタ710およびI/Oインターフェース712は、外部入力と出力デバイスを処理ユニット702に接続するためのインターフェースを提供する。図示しているように、入力および出力デバイスの例としては、ビデオアダプタ710に接続されたディスプレイ718およびI/Oインターフェース712に接続されたマウス/キーボード/プリンタ716を含む。他のデバイスは処理ユニット702に接続されてもよいし、追加のまたはより少ないインターフェースカードを使用してもよい。例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)(図示せず)などのシリアルインターフェースは、インターフェースをプリンタに提供するために使用され得る。
【００３８】
処理ユニット702はまた、ノードまたは異なるネットワークにアクセスするためにイーサネット(登録商標)ケーブルなどの有線リンクおよび/または無線リンクを含み得る、1つまたは複数のネットワークインターフェース706を備える。ネットワークインターフェース706は、処理ユニット702がネットワークを介してリモートユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインターフェース706は、1つまたは複数のトランスミッタ/送信アンテナと1つまたは複数のレシーバ/受信アンテナとを介した無線通信を提供し得る。ある実施形態においては、処理ユニット702は、データ処理のために、および他の処理ユニット、インターネット、リモートストレージ設備などのリモートデバイスとの通信のために、ローカルエリアネットワーク722またはワイドエリアネットワークに接続される。
【００３９】
発明の一実施形態に従って、基地局も開示する。基地局は、プロセッサ、トランスミッタ、およびレシーバを備える。プロセッサは、リソースブロックを複数のリソース領域に分割して、複数のリソース領域をそれぞれのデバイスグループに割り当てるように構成される。トランスミッタは、プロセッサに動作可能なように接続されるとともに、リソース領域割り当てをそれぞれのデバイスグループのデバイスにシグナリングするように構成される。レシーバは、プロセッサに動作可能なように接続されるとともに、スパースコード多元接続(SCMA)信号をそれぞれのデバイスグループのデバイスから受信するように構成される。その実施形態においては、それぞれのデバイスグループのうちの1つのグループからのSCMA信号は、それぞれのデバイスグループのうちの別のグループからのSCMA信号に対して非同期である。
【００４０】
発明の別の実施形態に従って、UEを開示する。UEは、UEがそのメンバーであるデバイスグループに割り振られているリソース領域を示すリソース領域割り当てを受信し、リソース領域に対応するスペクトル形状フィルタを使用してスパースコード多元接続(SCMA)信号をフィルタリングし、リソース領域割り当てに従ってリソース領域の時間および周波数リソースを使用して基地局に向けてフィルタリングされたSCMA信号を送信するように構成されるレシーバを備える。その実施形態においては、送信処理は、デバイスグループのためのローカルタイミング基準と同期して実施される。
【００４１】
本発明を事例的な実施形態を参照して説明してきたが、本説明が限定的な意味で解釈されることを意図しているわけではない。発明の事例的な実施形態および他の実施形態の様々な修正および組合せは説明を参照すれば当業者にとって明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲が任意のそのような修正または実施形態を含むことを意図している。
【符号の説明】
【００４２】
300  基地局
310  アンテナ
320  ミキサ
330-1  カプラ
330-2  カプラ
340-1  フィルタ
340-2  フィルタ
340-3  フィルタ
350  プロセッサ
360  送信ステージ
370  別のアンテナ
410  スパースコードブック
420  スパースコードブック
430  スパースコードブック
440  スパースコードブック
450  スパースコードブック
460  スパースコードブック
411  コードワード
412  コードワード
413  コードワード
414  コードワード
421  コードワード
422  コードワード
423  コードワード
424  コードワード
431  コードワード
432  コードワード
433  コードワード
434  コードワード
441  コードワード
442  コードワード
443  コードワード
444  コードワード
451  コードワード
452  コードワード
453  コードワード
454  コードワード
461  コードワード
462  コードワード
463  コードワード
464  コードワード
700  コンピューティングシステム
702  処理ユニット
704  マスストレージデバイス
706  ネットワークインターフェース
708  メモリ
710  ビデオアダプタ
712  I/Oインターフェース
714  CPU
716  マウス/キーボード/プリンタ
718  ディスプレイ
722  ローカルエリアネットワーク
【図１】
2019165516.tif 000003
【図２】
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【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月2日(2019.8.2)
【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】
基地局における非直交多元接続信号のためのリソース割り振りの方法であって、
リソース領域割り当てをそれぞれのデバイスグループのデバイスにシグナリングするステップであって、前記リソース領域割り当ては、リソースブロックの複数のリソース領域を前記それぞれのデバイスグループに割り当て、前記リソースブロックは、周波数次元、時間次元、およびコード次元において定義される、ステップと、
前記非直交多元接続信号を前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスから受信するステップであって、前記それぞれのデバイスグループのうちの1つのグループからの前記非直交多元接続信号は、前記それぞれのデバイスグループのうちの別のグループからの前記非直交多元接続信号に対してタイミング同期無しで受信され、前記それぞれのデバイスグループのうちの前記1つのグループの前記デバイスは、前記1つのグループの他のデバイスと同期している、ステップとを含む、方法。
【請求項２】
受信した非直交多元接続信号をフィルタリングするステップをさらに含み、前記フィルタリングするステップは前記複数のリソース領域のためのそれぞれのスペクトル形状フィルタによって実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記デバイスのそれぞれのロケーションまたは前記デバイスに関するそれぞれの移動性予測に従った前記それぞれのデバイスグループへの前記デバイスのグループ分けを示す前記デバイスにメッセージを送信するステップをさらに含む、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記それぞれのデバイスグループへの前記デバイスのグループ分けを示す前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスからメッセージを受信するステップをさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
非直交多元接続信号のためのリソース割り振りに適合する基地局であって、
リソース領域割り当てをそれぞれのデバイスグループのデバイスにシグナリングするように構成される、トランスミッタであって、前記リソース領域割り当ては、リソースブロックの複数のリソース領域を前記それぞれのデバイスグループに割り当て、前記リソースブロックは、周波数次元、時間次元、およびコード次元において定義される、トランスミッタと、
前記非直交多元接続信号を前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスから受信するように構成される、レシーバであって、前記それぞれのデバイスグループのうちの1つのグループからの前記非直交多元接続信号は、前記それぞれのデバイスグループのうちの別のグループからの前記非直交多元接続信号に対してタイミング同期無しで受信され、前記それぞれのデバイスグループのうちの前記1つのグループのデバイスは、前記1つのグループの他のデバイスと同期している、レシーバとを備える、基地局。
【請求項６】
前記複数のリソース領域に関して前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスからの受信した非直交多元接続信号をフィルタリングするように構成される、スペクトル形状フィルタをさらに備える、請求項5に記載の基地局。
【請求項７】
前記トランスミッタは、前記デバイスのそれぞれのロケーションまたは前記デバイスに関するそれぞれの移動性予測に従った前記それぞれのデバイスグループへの前記デバイスのグループ分けを示す前記デバイスにメッセージを送信するように構成される、請求項5または6に記載の基地局。
【請求項８】
前記レシーバは、前記それぞれのデバイスグループへの前記デバイスのグループ分けを示す前記それぞれのデバイスグループの前記デバイスからメッセージを受信するようにさらに構成される、請求項5から7のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項９】
デバイスにおいて非直交多元接続信号を送信する方法であって、
基地局から、前記デバイスがそのメンバーであるデバイスグループに割り当てられているリソースブロックのリソース領域を示すリソース領域割り当てを受信するステップであって、前記リソースブロックは、周波数次元、時間次元、およびコード次元において定義される、ステップと、
前記リソース領域割り当てに従って割り当てられた前記リソース領域の時間および周波数リソースを使用して前記基地局に非直交多元接続信号を送信するステップであって、前記デバイスがそのメンバーである前記デバイスグループのデバイスは、前記デバイスグループの他のデバイスと同期しており、前記送信するステップは、前記デバイスグループのためのローカルタイミング基準と同期して実施される、ステップとを含む、方法。
【請求項１０】
前記デバイスグループ内の複数のデバイスのそれぞれのロケーションに従って前記デバイスグループの構成を決定するステップと、
前記デバイスグループの前記構成を前記基地局に通信するステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
複数のデバイスが前記デバイスグループに属していることを示すメッセージを、前記基地局から、受信するステップをさらに含む、請求項9から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
非直交多元接続信号を送信するように構成される、デバイスであって、
基地局から、前記デバイスがそのメンバーであるデバイスグループに割り当てられているリソースブロックのリソース領域を示すリソース領域割り当てを受信することであって、前記リソースブロックは、周波数次元、時間次元、およびコード次元において定義される、受信することと、
前記リソース領域割り当てに従って割り当てられた前記リソース領域の時間および周波数リソースを使用して前記基地局に非直交多元接続信号を送信することであって、前記デバイスがそのメンバーである前記デバイスグループのデバイスは、前記デバイスグループの他のデバイスと同期しており、前記送信することは、前記デバイスグループのためのローカルタイミング基準と同期して実施される、送信することと
を行うように構成される、処理ユニットを備える、デバイス。
【請求項１３】
前記処理ユニットは、
前記デバイスグループ内の複数のデバイスのそれぞれのロケーションに従って前記デバイスグループの構成を決定することと、
前記デバイスグループの前記構成を前記基地局に通信することと
を行うようにさらに構成される、請求項12に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記処理ユニットは、複数のデバイスが前記デバイスグループに属していることを示すメッセージを前記基地局から受信することを行うようにさらに構成される、請求項12または13に記載のデバイス。
【外国語明細書】
2019165516000001.pdf