(57)【要約】  本発明は、シンボル区間軸と周波数帯域軸により決まるフレーム構造を有し、上記フレームはマップ（ＭＡＰ）メッセージが送信される第１領域と、データバーストが割り当てられる第２領域を含む無線通信システムにおいて、データバーストを割り当てる方法であって、第２領域で所定のシンボル区間と所定の周波数帯域に決まる第３領域を決定する過程と、第３領域でデータバーストを最初のシンボル区間から周波数帯域軸に順次に割り当てる過程とを含む。
2008523765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボル区間軸と周波数帯域軸により決まるフレームを有し、前記フレームはマップ（MAP）メッセージが送信される第１領域と、データバーストが割り当てられる第２領域を含む無線通信システムにおいて、前記データバーストを割り当てる方法であって、
前記第２領域でシンボル区間と周波数帯域により第３領域を決定する過程と、
前記第３領域に前記データバーストを最初のシンボル区間から前記周波数帯域軸に沿って順次に割り当てる過程と
を含むことを特徴とする前記データバースト割り当て方法。
【請求項２】
前記第２領域は、下りリンクデータバーストが割り当てられる領域、または上りリンクデータバーストが割り当てられる領域であることを特徴とする請求項１記載の前記データバースト割り当て方法。
【請求項３】
前記マップメッセージは、前記第３領域を設定するための情報を含むことを特徴とする請求項１記載の前記データバースト割り当て方法。
【請求項４】
前記マップメッセージは、複合自動再伝送要求（Ｈ−ＡＲＱ）マップメッセージであることを特徴とする請求項３記載の前記データバースト割り当て方法。
【請求項５】
前記Ｈ−ＡＲＱマップメッセージは、前記データバーストの割り当てが始まるシンボル区間地点を表す直交周波数分割多重接続シンボルオフセット（OFDMA symbol offset）フィールドと、前記データバーストの割り当てが始まるサブチャネル地点を表すサブチャネルオフセット（subchannel offset）フィールドと、前記シンボル区間の開始地点からシンボル区間を指定するためのシンボル個数を表すNo. OFDMA symbolsフィールドと、前記サブチャネル開始地点から周波数帯域を指定するための周波数帯域の大きさ情報を表すNo. subchannelsフィールドを含むことを特徴とする請求項４記載の前記データバースト割り当て方法。
【請求項６】
前記Ｈ−ＡＲＱマップメッセージは、上りリンクＨ−ＡＲＱ情報エレメント（element）メッセージ及び下りリンクＨ−ＡＲＱ情報エレメントメッセージであることを特徴とする請求項４記載の前記データバースト割り当て方法。
【請求項７】
前記周波数帯域は、隣接セルで使用する周波数帯域とは相異する周波数帯域に決定することを特徴とする請求項１記載の前記データバースト割り当て方法。
【請求項８】
シンボル区間軸と周波数帯域軸により決まるフレームを有し、前記フレームはマップ（MAP）メッセージが送信される第１領域と、データバーストが割り当てられる第２領域を含む無線通信システムにおいて、前記データバーストを割り当てるシステムであって、
前記第２領域でシンボル区間と周波数帯域によって第３領域を決定し、前記第３領域に前記データバーストを最初のシンボル区間から前記周波数帯域軸に沿って順次に割り当てる基地局を含むことを特徴とする前記データバースト割り当てシステム。
【請求項９】
前記基地局は、前記第２領域に下りリンクデータバースト、または上りリンクデータバーストを割り当てることを特徴とする請求項８記載の前記データバースト割り当てシステム。
【請求項１０】
前記マップメッセージは前記第３領域を設定する情報を含み、
前記基地局は前記言及したマップメッセージを前記第１領域を通じて送信することを特徴とする請求項８記載の前記データバースト割り当てシステム。
【請求項１１】
前記マップメッセージは、複合自動再伝送要求（Ｈ−ＡＲＱ）マップメッセージであることを特徴とする請求項１０記載の前記データバースト割り当てシステム。
【請求項１２】
前記Ｈ−ＡＲＱマップメッセージは、前記データバーストの割り当てが始まるシンボル区間地点を表す直交周波数分割多重接続シンボルオフセット（OFDMA symbol offset）フィールドと、前記データバーストの割り当てが始まるサブチャネル地点を表すサブチャネルオフセット（subchannel offset）フィールドと、前記シンボル区間の開始地点からシンボル区間を指定するためのシンボル個数を表すNo. OFDMA symbolsフィールドと、前記サブチャネル開始地点から周波数帯域を指定するための周波数帯域大きさ情報を表すNo. subchannelsフィールドを含むことを特徴とする請求項１１記載の前記データバースト割り当てシステム。
【請求項１３】
前記Ｈ−ＡＲＱマップメッセージは、上りリンクＨ−ＡＲＱ情報エレメントメッセージ、及び下りリンクＨ−ＡＲＱ情報エレメントメッセージであることを特徴とする請求項１１記載の前記データバースト割り当てシステム。
【請求項１４】
前記基地局は隣接セルで使用する周波数帯域とは相異するように前記周波数帯域を決定することを特徴とする請求項８記載の前記データバースト割り当てシステム。
【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関し、特に無線通信システムにおける上りリンク及び下りリンクデータバーストを割り当てる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
約１００Ｍｂｐｓ伝送速度の多様なサービス品質（Quality of Service；以下、‘ＱｏＳ’と称する）に基づいたサービスをユーザに提供する次世代の通信システムとしての４世代（4th Generation；以下、‘４Ｇ’と称する）通信システムに対する広範囲な研究が進んでいる。現在の４世代通信システムにおいて、無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network；以下、‘ＬＡＮ’と称する）システム及び無線都市地域ネットワーク（Metropolitan Area Network；以下、‘ＭＡＮ’と称する）システムのように広帯域無線接続（ＢＭＡ：Broadband Wireless Access）通信システムに対して移動性とサービス品質を保障し、高速のサービスを提供する研究が広範囲に進行しており、その代表的な通信システムがＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６通信システム標準に基づいている。
【０００３】
上記ＩＥＥＥ ８０２．１６通信システムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式、または直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式を使用する広帯域無線接続通信システムであって、従来の音声サービスのための無線技術に比べて、広いデータ帯域幅を利用して短い時間に多くのデータを伝送することができ、ユーザは共用チャネルを共有できるため、チャネルを効率よく使用することができる。また、上記ＩＥＥＥ ８０２．１６通信システムは、基地局に連結された全てのユーザが共通チャネルを共有して使用する。各ユーザがチャネルを使用する区間は、毎上り及び下りフレーム毎に基地局により割り当てられるので、基地局は毎フレーム毎に各ユーザが共用チャネルを分けて使用することができるように、上りリンク及び下りリンク接続情報を移動局に知らせてくれなければならない。このような上り及び下りリンク接続情報を知らせてくれるために使われるメッセージが上りリンクマップ（Uplink MAP）メッセージ及び下りリンクマップ（Downlink MAP）メッセージである。
【０００４】
複合自動再伝送要求（Hybrid Automatic Repeat reQuest；以下、‘Ｈ−ＡＲＱ’と称する）マップメッセージは、Ｈ−ＡＲＱ方式を使用することができる移動局を支援するために使われるメッセージである。例えば、基地局からＨ−ＡＲＱマップメッセージを受信した移動局は、Ｈ−ＡＲＱメッセージを解析する。Ｈ−ＡＲＱマップメッセージに含まれたマップ情報要素はCompact UL/DL MAP IE（Information Element）といい、移動局はCompact UL/DL-MAP _IEの情報によってデータバーストを受信または送信することができる。
【０００５】
図１は、一般的な無線通信システムで使われるフレーム構造を示す図である。
図１を参照すれば、フレームは下りリンクサブフレーム（DL sub-frame）領域と上りリンクサブフレーム（UL sub-frame）とに分けられる。
【０００６】
下りリンクサブフレームは、プリアンブルが伝送される区間１０、ＭＡＰ伝送区間２０、及びデータ伝送区間３０を含む。
【０００７】
ＭＡＰ伝送区間には、ＭＡＰ情報の復号及び復調のための情報を伝送するフレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ：Frame Control Header）２１を含み、Ｈ−ＡＲＱを支援する移動局に情報を伝送するためのＨ−ＡＲＱ ＭＡＰ（１）２２とＨ−ＡＲＱ ＭＡＰ（２）２３を含む。以後、データ伝送区間３０は、多数のサブチャネルを利用して特定シンボル区間で移動局に送信されるために割り当てられたデータバーストが存在する。ここで、データバーストは、横軸の単位シンボル区間の間、縦軸のサブチャネル単位で順次に割り当てられてから１つのシンボル区間の全てのサブチャネルに対してデータバーストの割り当てを完了すれば、次のシンボル区間の間サブチャネル単位で順次に割り当てられる。
【０００８】
即ち、図１において、データバースト１、２、及び３は、特定シンボル区間（ｎ）で割り当てられるデータバーストであり、たとえデータバースト１に対して０番サブチャネルから５番サブチャネルまで割り当てが完了すれば、基地局は次にデータバースト２に対して６番サブチャネルから８番サブチャネルまで割り当てを完了し、次にデータバースト３に対して９番サブチャネルから１０番サブチャネルまで割り当てを完了する。
【０００９】
このように、ｎシンボル区間でデータバーストの割り当てが完了すれば、基地局は次のシンボル区間、即ち、ｎ＋１シンボル区間でまたデータバースト４及び５に対して順次にサブチャネルを割り当てることになる。上記のようなデータバースト割り当て方案を‘１次元データバースト割り当て’と称する。
【００１０】
次に、上りリンクサブフレームに対して説明する。上りリンクサブフレームは、制御情報伝送区間４０とデータ伝送区間５０を含む。
上りリンクサブフレームのデータ伝送区間５０でも下りリンクサブフレームのデータ伝送区間３０と同様に、移動局の上りリンク信号送信のためのデータバーストは１次元で割り当てられる。即ち、以前のデータバーストの終了時点が次に割り当てられるデータバーストの開始時点となる。
【００１１】
上記のように、基地局（または、上位段）が１次元でデータバーストを割り当てることになれば、ＭＡＰオーバーヘッド（overhead）は最小化することができるが、特定のデータバーストに変調及びコーディング方式を適用することが困難になる。言い換えると、変調及びコーディング方式は、シンボル区間単位で適用するものである。特定データバーストが２つのシンボル区間の間割り当てられる場合には、変調及びコーディング方式が適用できないことを意味する。
【００１２】
また、基地局と隣接した基地局が同一なサブチャネル帯域を運用している場合、基地局の間に干渉を与えることになって、データバーストの損失が引起こされる。これによって、データ伝送効率が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、無線通信システムにおいて、データバーストを効率よく割り当てるための方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するための本発明の方法は、シンボル区間軸と周波数帯域軸により決まるフレームを有し、フレームはマップ（ＭＡＰ）メッセージが送信される第１領域と、データバーストが割り当てられる第２領域を含む無線通信システムにおいて、前記データバーストを割り当てる方法であって、第２領域でシンボル区間と周波数帯域により第３領域を決定する過程と、第３領域に前記データバーストを最初のシンボル区間から前記周波数帯域軸に沿って順次に割り当てる過程とを含む。
【００１５】
前述した目的を達成するための本発明のシステムは、シンボル区間軸と周波数帯域軸により決まるフレームを有し、フレームはマップ（ＭＡＰ）メッセージが送信される第１領域と、データバーストが割り当てられる第２領域を含む無線通信システムにおいて、データバーストを割り当てるシステムであって、第２領域でシンボル区間と周波数帯域によって第３領域を決定し、第３領域に前記データバーストを最初のシンボル区間から周波数帯域軸に沿って順次に割り当てる基地局を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線通信システムにおいて、２次元形態の特定領域を決定し、上記領域内で上りリンクデータバースト及び下りリンクデータバーストを１次元形態で割り当てることによって、データ伝送効率を向上させる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、各図面の構成要素に参照符号を付加するにあって、同一な構成要素には、たとえ他の図面上に表示されてもできる限り同一符号を与えていることに留意しなければならない。
また、下記の説明では、具体的なメッセージ、または信号などのような多くの特定事項が表れているが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものであり、このような特定事項がなくても本発明が実施できることはこの技術分野で通常の知識を有する者には自明であるはずである。そして、本発明を説明するにあって、関連のある公知の技術あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にする恐れのあると認められる場合、その詳細な説明は省略する。
【００１８】
本発明は、無線通信システムのフレームにおいて、上りリンク及び下りリンクデータバーストを割り当てるために２次元形態の領域を決定し、決定された領域内で１次元形態のデータバーストを割り当てる方法及びシステムを提案する。一例として、複合自動再伝送要求（Hybrid-Automatic Repeat reQuest；以下、‘Ｈ−ＡＲＱ’と称する）マップ（ＭＡＰ）を説明するが、本発明はＩＥＥＥ ８０２．１６標準文書に定義されたＭＡＰメッセージ、例えば下りリンクマップメッセージ（DL-MAP）及び上りリンクマップ（UL-MAP）メッセージに全て適用可能であることは勿論である。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係る無線通信システムで使われるフレーム構造を示す図である。
図２を参照すれば、フレームは下りリンクサブフレーム（DL sub-frame）と上りリンクサブフレーム（UL sub-frame）から構成される。下りリンクサブフレームは、プリアンブルが伝送されるプリアンブル伝送区間２１０、ＭＡＰ伝送区間２２０、そしてデータ伝送区間２３０を含む。
そして、上りリンクサブフレームは、制御情報伝送区間２４０及びデータ伝送区間２５０を含む。
【００２０】
図２の下りリンクサブフレームと上りリンクサブフレームの形態は、図１と類似な形態を有するので、具体的な説明は省略する。上記フレームにおいて、横軸はシンボル区間を、縦軸はサブフレームを表す。本発明によって下りリンクサブフレームのデータ伝送区間２３０でデータバーストが割り当てられる形態と、上りリンクサブフレームのデータ伝送区間２５０のデータバーストが割り当てられる形態が従来の１次元データバースト割り当てとは差があることに留意するべきである。
【００２１】
特に、従来には基地局が１つのシンボル区間の間サブチャネルを順次に詰めて行き、また次のシンボル区間の間サブチャネルを順次に詰めて行く１次元形態のデータバースト割り当て方法を適用したならば、本発明では上記１次元形態のデータバースト割り当て方法だけでなく、新たな２次元形態のデータバースト割り当て方法を適用することができる。
【００２２】
次に、２次元形態のデータバースト割り当て方案に対して説明する。
図２の下りリンクサブフレームのデータ伝送区間２３０において、データバースト１、２、３、４及び５は、従来と同様に１次元形態でデータバーストを割り当てたものであり、太い実線で処理したデータバースト６、７、８及び９の領域２６０は、２次元形態でデータバーストを割り当てたものである。これと類似するように、上りリンクサブフレームのデータ伝送区間２５０において、太い実線で処理したデータバースト３、４、５及び６の領域２７０は、２次元形態でデータバーストを割り当てたものである。
【００２３】
基地局は、四角形態の（rectangular）上記２次元データバースト領域２６０、２７０を指定するために、シンボルオフセットとサブチャネルオフセットを利用してその開始地点を指定し、シンボル個数及びサブチャネル個数の決定を通じて開始地点から２次元データバースト領域２６０、２７０の大きさが決まる。このように、２次元データバースト領域２６０、２７０の大きさが決定されれば、基地局は決定された領域にデータバーストを１次元形態で割り当てることになる。このような２次元データバースト割り当てによる効果は、ＭＡＰオーバーヘッドを減らし、かつ、データ伝送誤りを最小化して全体としてシステム性能を向上させることになる。特に、基地局がハンドオーバー領域に位置する移動局のために、データバーストを割り当てる場合、隣接基地局とは相異する２次元形態のサブチャネル帯域を割り当てることができるので、サブチャネル間の干渉を回避することができ、データ伝送誤りを最小化することができる。
【００２４】
例えば、データ伝送区間２３０のデータバースト６、７、８及び９は、２つのシンボル区間（ｎとｎ＋１と仮定）を占めていながらも、ｎシンボル区間でサブチャネルは部分的に使われ、一部サブチャネルが次のｎ＋１シンボル区間で使われることが分かる。仮に、１次元でデータバーストを割り当てれば、ｎシンボル区間の一部サブチャネルにデータバースト６及び７を割り当てて、ｎシンボル区間の残っているサブチャネルにデータバースト８及び９を割り当てるべきである。
【００２５】
次に、本発明の実施形態によって２次元データバースト割り当てのためのＭＡＰ情報構成方法に対して説明する。
下記において、表１は１次元データバースト割り当て時に使われるCompact DL-MAP IEメッセージ形態を表したものであり、表２は２次元データバースト割り当て時に使われるCompact DL-MAP IEメッセージ形態を表したものであり、表３は２次元データバースト割り当ての時に使われるCompact UL-MAP IEメッセージ形態を表したものである。
【００２６】
【表１】
2008523765.tif 000003
【００２７】
【表２】
2008523765.tif 000004
【００２８】
次に、上記の表１と表２を比較して説明する。
表１に表した１次元データバースト割り当てのためのCompact DL-MAP_IEメッセージにおいて、NEP codeフィールドとNSCH codeフィールドの値を組合せて割り当てられたサブチャネルの個数と符号化及び変調方法を表すことができる。即ち、基地局は最初シンボル区間の最初サブチャネルからデータバースト割り当てを始めて、上記NEP codeフィールドとNSCH codeフィールドの値の組合によって決定されたサブチャネルの個数だけ第１データバーストを割り当てて、第１データバーストの割り当てが完了する地点が次の第２データバーストの割り当てが始まる地点となる。上記のような１次元データバースト割り当て方案は、Ｈ−ＡＲＱ ＭＡＰ２２２、２２３領域のオーバーヘッドは減らすことができるが、ハンドオーバー領域に位置する移動局は１次元データバースト割り当て方法の隣接セルから干渉信号に影響を受けることができる。
【００２９】
表２は、本発明の実施形態に係る２次元データバースト割り当てのためのCompact DL-MAP_IEメッセージを表す表である。３ビットのDL-MAP TypeフィールドはＤＬ−ＭＡＰのタイプを表し、５ビットのDL-MAP sub-typeは、ＤＬ−ＭＡＰのサブタイプを表し、４ビットの長さ（Length）フィールドはＩＥの長さを表し、７ビットのOFDMA Symbol offsetフィールドは割り当てられた２次元領域のシンボル（symbol）の開始位置を表し、６ビットのサブチャネルオフセットフィールドは割り当てられた２次元区域のサブチャネル開始位置を表し、６ビットのNo. OFDMA Symbolsフィールドは、２次元区域に割り当てられたシンボル個数を表し、６ビットのNo. Subchannelsフィールドは２次元区域に割り当てられたサブチャネルの個数を表し、３ビットのBoostingフィールドはサブキャリヤ（subcarrier）電力が増幅されたかを表し、ダイバーシティのための可変長さのCompact DL-MAP_IEフィールドは１次元で２次元領域にデータバーストを割り当てることに使われる。ダイバーシティのためのCompact DL-MAP_IEフィールドは、表１に表すように、全てのフィールドを含む。
【００３０】
上記において、２次元データバースト割り当て領域指定のために使われるフィールドは、OFDMA Symbol offsetフィールド、Subchannel offsetフィールド、No. OFDMA Symbolsフィールド、及びNo. Subchannelsフィールドである。即ち、上記OFDMA Symbol offsetフィールドの値は、図２のデータ伝送区間２３０で上記データバーストの割り当てが始まるシンボル区間地点を指示する値であり、上記Subchannel offsetフィールドの値はデータ伝送区間２３０で上記データバーストの割り当てが始まるサブチャネル地点を指示する値である。このように、基地局は２次元データバースト割り当て領域の開始地点をOFDMA Symbol offsetフィールドとSubchannel offsetフィールドを利用して指定し、以後、No. OFDMA SymbolsフィールドとNo. Subchannelsフィールドの値によってシンボル個数及びサブチャネル個数を決定することになれば、全２次元データバースト割り当て領域が完成される。
【００３１】
基地局は、データバーストを完成された２次元データバースト割り当て領域に１次元データバースト割り当て方法により割り当てる。
【００３２】
上記のような下りリンクサブフレームにおいて、２次元データバースト割り当て領域を決定し、決定された領域に１次元でデータバーストを割り当てる方法は、上りリンクサブフレームでの割り当て方法にも同一に適用されることができる。
【００３３】
下記の表３は、Compact_UL-MAP_IEメッセージフォーマットを表す表であり、表３のCompact_DL-MAP-IEメッセージフィールドは、表２のCompact_DL-MAP_IEメッセージフィールドと非常に類似しているので、具体的な説明は省略する。
【００３４】
【表３】
2008523765.tif 000005
【００３５】
一方、本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から外れない限度内で種々の変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限るのでなく、後述する特許請求範囲だけでなく、特許請求範囲とその均等物によって定まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一般的な無線通信システムで使われるフレーム構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線通信システムで使われるフレーム構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１０      プリアンブル伝送区間
２２０      ＭＡＰ伝送区間
２３０      データ伝送区間
２４０      制御情報伝送区間
２５０      データ伝送区間
２６０      ２次元データバースト領域
２７０      ２次元データバースト領域
【図１】
2008523765.tif 000006
【図２】
2008523765.tif 000007
【国際調査報告】
2008523765.tif 000008
2008523765.tif 000009