(57)【要約】【課題】マルチキャリアOFDMシステムにおけるガード副搬送波上のデータ通信の方法と装置を提供する。【解決手段】マルチキャリアOFDM システムにおけるガード副搬送波によるデータ伝送の方法が提供される。隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号を送るために、隣接する無線周波数(RF)キャリアが用いられる。隣接する周波数チャネル間の複数のガード副搬送波が揃えられ、識別され、所定の物理リソースユニットで、データ伝送される。識別されたガード副搬送波は、隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号の通常のデータ副搬送波と重複しない。少なくとも一つの識別されたガード副搬送波が、NULL副搬送波として保留される。同様に、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造が、マルチキャリアOFDMシステムにおいて提供される。異なるマルチキャリア、及び/又は、 MIMO/SISOデータ伝送スキームは、適応的に、通常のMAC層モジュール、適応マルチキャリアコントローラー、複数の物理層エンティティ、及び、複数のRFエンティティからなる同じハードウェアモジュールを再設定することにより実施される。この他、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造が用いられて、ガード副搬送波上のデータ伝送をサポートする。【選択図】  図２
2011526446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 隣接する無線周波数キャリアを、隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号を送るのに用いるマルチキャリアOFDMワイヤレスシステムにおいて、隣接する周波数チャネル間の複数のガード副搬送波を揃えるステップと、
(b) 所定の物理リソースユニットで、データ伝送に利用可能な複数のガード副搬送波のうち、前記隣接する周波数チャネルにより伝送される前記無線信号の通常のデータ副搬送波と重複しない一定数量のガード副搬送波を識別するステップと、
(c) 識別されたガード副搬送波のうち、データ伝送に用いない一または二以上のガード副搬送波を保留するステップと、からなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記識別されたガード副搬送波は、揃えられていない場合には、そもそも、データ伝送を行わないとして保留されるものであり、かつ、前記識別されたガード副搬送波は、通常のデータ副搬送波と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３】
同じ物理リソースユニットサイズが、前記識別されたガード副搬送波と通常のデータ副搬送波とに用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
同じパイロットパターンが、前記識別されたガード副搬送波と通常のデータ副搬送波に用いられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
更に、
データ伝送のために、使用されるガード副搬送波上において、参照信号が、周期的に伝送さえるように、ガード副搬送波を割り当てるステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記識別されたガード副搬送波が、補助周波数チャネルに統合され、MAC層指示は、前記補助周波数チャネル上のデータ伝送のサポートを示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
マルチキャリアワイヤレス装置であって、
マルチキャリアOFDMワイヤレスシステムにおいて、それぞれ、隣接する無線周波数キャリアにより運ばれ、かつ、隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号を送受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに結合され、所定の物理リソースユニットで、前記隣接する周波数チャネルにより伝送される前記無線信号の複数の重複するガード副搬送波を、データ伝送に用いるために、揃えて、識別するマルチキャリアRFモジュールと、
からなり、
前記識別されたガード副搬送波は、前記隣接する周波数チャネルにより伝送される前記無線信号の通常のデータ副搬送波と重複せず、かつ、少なくとも１つ、または２以上の識別されたガード副搬送波は、データ伝送を行わないとして保留される
ことを特徴とするマルチキャリアワイヤレス装置。
【請求項８】
前記識別されたガード副搬送波は、揃えられていない場合には、そもそも、データ伝送を行わないとして保留されるものであり、かつ、前記識別されたガード副搬送波は、通常のデータ副搬送波と直交することを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス装置。
【請求項９】
同じ物理リソースユニットサイズが、前記識別されたガード副搬送波と通常のデータ副搬送波とに用いられることを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス装置。
【請求項１０】
同じパイロットパターンが、前記識別されたガード副搬送波と通常のデータ副搬送波に用いられることを特徴とする請求項９に記載のワイヤレス装置。
【請求項１１】
参照信号が、データ伝送に用いられる割り当てられたガード副搬送波上で、周期的に伝送されることを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス装置。
【請求項１２】
前記識別されたガード副搬送波は、補助周波数チャネルに統合され、MAC 層指示は、前記補助周波数チャネル上のデータ伝送のサポートを示すことを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス装置。
【請求項１３】
ワイヤレス装置であって、
複数のアンテナに結合される複数の無線周波数(RF)エンティティと、
マルチプレクサにより、前記複数のRFエンティティに結合される複数の物理層エンティティと、
各物理層エンティティに結合され、前記の各物理層エンティティを、１または複数の波数チャネルに関連する、１または複数の無線信号を処理するために設定する共通MAC制御エンティティと、
各RFエンティティのRFキャリア周波数を制御し、前記の各RFエンティティに、１または複数の対応する周波数チャネルに関連する、１または複数の無線信号を送受信させる適応マルチキャリアコントローラーと、
からなることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記物理層エンティティの一つが、第一アクティブ周波数チャネルに関連する無線信号を処理するように設定され、少なくとも二つのRFエンティティは、マルチ入力−マルチ出力(MIMO)サポートのために、前記第一アクティブ周波数チャネルに関連する無線信号を送受信することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は移動局の一部で、MIMOをサポートするアンテナの数量は、アンテナ総数を、前記移動局によりサポートされるアクティブ周波数チャネルの数量で割ったものに等しいことを特徴とすることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
二個の前記物理層エンティティが、第一、及び、第二周波数チャネルに関連する無線信号を処理するように設定され、二個の前記RFエンティティは、マルチキャリアサポートのために、前記第一、及び、前記第二RF周波数チャネルに関連する無線信号を送受信することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
第一、及び、第二物理層エンティティが、第一、及び、第二RFキャリア周波数を有する二個の隣接する周波数チャネルに関連する無線信号を処理するように設定され、第三物理層エンティティが、第三RFキャリア周波数を有する前記の二個の隣接する周波数チャネル間の複数のガード副搬送波に関連する第三無線信号を処理するように設定ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一、第二、及び第三物理層エンティティは、１個の単一のベースバンドハードウェアモジュールを共有してなり、 前記単一のベースバンドハードウェアは、前記と同じ第一、第二、及び第三RFキャリア周波数を有する同じ周波数チャネルに関連する無線信号を処理することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第一、第二、及び、第三無線信号を一緒に送受信するRFエンティティのRFキャリア周波数は同じであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
装置であって、
複数のアンテナに結合される複数の無線周波数(RF)エンティティと、
マルチプレクサにより、前記複数のRFエンティティに結合される複数の物理層エンティティと、
各物理層エンティティを、１または複数の波数チャネルに関連する、１または複数の無線信号を処理するために設定する手段と、
からなり、
前記手段は、各RFエンティティのRFキャリア周波数の制御にも用いられ、前記手段は、各RFエンティティに、１または複数の対応する周波数チャネルに関連する、１または複数の無線信号を送受信させることを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記物理層エンティティの一つが、第一アクティブ周波数チャネルに関連する無線信号を処理するように設定され、少なくとも二つのRFエンティティは、マルチ入力−マルチ出力(MIMO)サポートのために、前記第一アクティブ周波数チャネルに関連する無線信号を送受信することを特徴とする請求項２０に記載の装置。 
【請求項２２】
前記装置は移動局の一部で、MIMOをサポートする前記アンテナの数量は、アンテナの総数を、前記移動局によりサポートされるアクティブ周波数チャネルの数量で割ったものに等しいことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
二個の前記物理層エンティティが、第一、及び、第二周波数チャネルに関連する無線信号を処理するように設定され、二個の前記RFエンティティは、マルチキャリアサポートのために、前記第一、及び、前記第二RF周波数チャネルに関連する無線信号を送受信することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
第一、及び、第二物理層エンティティが、第一、及び、第二RFキャリア周波数を有する二個の隣接する周波数チャネルに関連する無線信号を処理するように設定され、第三物理層エンティティが、第三RFキャリア周波数を有する前記の二個の隣接する周波数チャネル間の複数のガード副搬送波に関連する第三無線信号を処理するように設定ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記第一、第二、及び第三物理層エンティティは、１個の単一のベースバンドハードウェアモジュールを共有してなり、 前記単一のベースバンドハードウェアは、前記と同じ第一、第二、及び第三RFキャリア周波数を有する同じ周波数チャネルに関連する無線信号を処理することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記第一、前記第二、及び、前記第三無線信号を一緒に送受信するRF FエンティティのRFキャリア周波数は同じであることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスネットワークコミュニケーションに関するものであって、特に、マルチキャリアOFDMシステムにおける、ガード副搬送波（guard sub-carriers）上のデータ通信とフレキシブルな無線周波数（radio frequency、RF）トランシーバ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の無線通信システムにおいては、通常、５MHz〜２０MHzの無線帯域幅が用いられ、１００Mbpsのピーク伝送速度に到達する。次世代の無線システムのために、更に高いピーク伝送速度が必要とされる。例えば、第四世代(“4G”) 移動通信システムなどのIMT-先進システムのためには、ITU-Rにより、１Gbpsのピーク伝送速度が必要とされている。 しかし、現在の伝送技術は、１００bps/Hzの伝送スペクトル効率を実現するのが困難である。この数年で、最大で、１５bps/Hzの伝送スペクトル効率しか得られないと予測されている。そのため、次世代の無線通信システムには、更に広い無線帯域幅(即ち、少なくとも４０MHz)で、１Gbpsのピーク伝送速度を達成する必要がある。
【０００３】
直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、OFDM) は、周波数選択的チャネルで、高伝送速度を実現する効率的な多重化スキームであり、且つ、 内部キャリア干渉による外乱がない。OFDMシステムのための更に広い無線帯域幅を利用する二種の構造がある。旧来のOFDMシステムにおいては、一つの広帯域無線信号を伝送するために単一のラジオ周波数 (RF) キャリアが用いられ、また、OFDMマルチキャリアシステムにおいては、複数の狭帯域無線信号を伝送するために複数のRFキャリアが用いられる。OFDMマルチキャリアシステムは、旧来のOFDMシステムと比較して、様々な長所があり、例えば、容易な下位互換性（backward compatibility）や、旧来の単一キャリアのハードウェア設計をよく再利用できるという点や、更に多くの移動局ハードウェアフレキシブル性、そして、アップリンク伝送における平均電力比に対するピーク（PAPR）が低いという長所がある。このように、OFDMマルチキャリアシステムは、IEEE 802.16mおよびLTE-先進ドラフト基準において、システム要求を満たす基本システム機構となっている。
【０００４】
図１(公知技術)は、OFDMマルチキャリアシステム１１のために、広い無線帯域幅を利用した典型的な構造を示す図である。OFDMマルチキャリアシステム１１においては、複数のRFキャリアが、狭帯域幅の複数の無線信号(狭帯域幅無線信号と称される)を伝送するのに用いられる。図１の例で、OFDMマルチキャリアシステム１１の総無線帯域幅は４０MHzで、四個の狭帯域無線信号#1〜#4を伝送するために、４個のRFキャリア#1〜#4が用いられ、それぞれ、対応する１０MHzの周波数チャネル#1〜#4 (例えば、１０MHz帯域幅、1024FFT)を介して伝送される。各RFキャリアにおいて、総無線帯域幅は、更に、多数の副搬送波に分割され、各副搬送波は、互いに近接し、且つ、互いに直交して、データ伝送する。データ伝送に用いられる連続的な周波数チャネルがある時、隣接する周波数チャネル間において副搬送波は互いに重畳する可能性がある。そのため、隣接する周波数チャネル間に位置する重複する副搬送波は、通常、信号干渉（signal interference）を回避するために、ガード副搬送波として保留される（reserved）。 
【０００５】
図１で示されるように、各周波数チャネルの両端において、一定数量の副搬送波が、NULL（無効）副搬送波とされ、これらはデータ伝送に用いられない。しかし、隣接する両方の周波数チャネルが、同じ基地局（base station）により、制御、並びに、管理される場合、隣接する周波数チャネル間において重複する副搬送波をガード副搬送波として保留する必要はない。それよりはむしろ、システム全体のスループットを改善するために、隣接する周波数チャネル間においてガード副搬送波をデータ伝送に用いることができる。例えば、IEEE 802.16mワイヤレスコミュニケーションシステムにおいて、ガード副搬送波上でのデータ伝送を許可することで、二個の近接した（contiguous）１０MHz周波数チャネルのシステムスループットを２．０８％増加させることができ、３個の近接した１０MHz周波数チャネルのシステムスループットを２．７７％増加させることができ、４個の近接した１０MHz周波数チャネルのシステムスループットを３．１２５％増加させることができる。 これにより、ガード副搬送波上のデータ伝送が、システム全体のスループットとピーク伝送速度を向上させることが出来るようにすることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、マルチキャリア FDMシステムにおけるガード副搬送波によるデータ伝送の方法を提供し、上述の問題を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一新規態様中、マルチキャリアOFDMシステムにおけるガード副搬送波によるデータ伝送の方法が提供される。隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号を送るために、隣接する無線周波数(RF)キャリアが用いられる。隣接する周波数チャネル間の複数のガード副搬送波が揃えられ、識別され、所定の物理リソースユニットで、データ伝送される。識別されたガード副搬送波は、隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号の通常のデータ副搬送波と重複しない。少なくとも一つの識別されたガード副搬送波が、NULL副搬送波として保留される。ガード副搬送波をデータ伝送に用いることにより、全体のシステムスループットが増加する。
【０００８】
一具体例中、サービング基地局は、周期的に、参照信号をガード副搬送波上に伝送して、データ伝送する。参照信号の利用は、MACメッセージ指示上のオーバーヘッドを節約し、並びに、様々なガード副搬送波割り当て状況に柔軟性を提供する。別の具体例中、データ伝送に用いられる統合されたガード副搬送波からなる補助キャリアが定義される。補助キャリアを定義することにより、サービング基地局は、簡単なMAC層指示を用いて、ガード副搬送波が、特定の移動局とのデータ通信に用いられるのをサポートするかを示す。
【０００９】
第二新規態様中、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造が、マルチキャリアOFDMシステムにおいて提供される。異なるマルチキャリア、及び/又は、 MIMO/SISOデータ伝送スキームは、適応的に、通常のMAC層モジュール、適応マルチキャリアコントローラー、複数の物理層エンティティ（entity）、及び、複数のRFエンティティからなる同じハードウェアモジュールを再設定することにより実施される。第一具体例中、単一キャリア４×４MIMOデータ伝送スキームがサポートされる。第二具体例中、マルチキャリア(２つのRFキャリア)２×２MIMOデータ伝送スキームがサポートされる。第三具体例中、マルチキャリア(４つのRFキャリア)SISOデータ伝送スキームがサポートされる。各周波数チャネル上のMIMO伝送に用いられるアンテナ数は、RF実体の総数を、既にサポートされたアクティブ周波数チャネルの数量で割ったものに等しい。
【００１０】
更に、ガード副搬送波上のデータ伝送をサポートするために、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造が用いることができる。一具体例中、移動局は、二個の連続的な１０MHz周波数チャネルをサポートする。一例中、そのトランシーバハードウェアは、二個の1024 FFTと二個の１０MHz帯域幅RFフィルターを用いて実施され、二個の隣接する周波数チャネルにより、２×１０MHzのOFDMA信号を伝送、受信する。別の具体例中、そのトランシーバハードウェアは、単一の2048 FFT と一つの２０MHz帯域幅RFフィルターを用いて実施され、二個の隣接する周波数チャネルにより、２×１０MHzのOFDMA信号を伝送、受信する。第二例における実施状況下で、重複した副搬送波が揃えられ、移動局は、二個の隣接する周波数チャネル間のガード副搬送波上で、容易に、無線信号を送受信することができる。
【００１１】
その他の実施例と長所は以下で詳述される。本発明の内容は、本発明を定義するものではない。本発明は、特許請求の範囲により定義される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、システム全体のスループットが増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（公知技術）OFDMマルチキャリアシステムのために、広い無線帯域幅を利用した典型的な構造を示す図である。
【図２】第一新規態様によるマルチキャリアワイヤレスコミュニケーションシステムにおける、ガード副搬送波上のデータ伝送方法を示す図である。
【図３】データ伝送のために、ガード副搬送波を揃えて、識別する方法を示す図である。
【図４】データ伝送をサポートする時、ガード副搬送波をNULL副搬送波として保留方法を示す図である。
【図５】ガード副搬送波上で参照信号を伝送する一例を示す図である。
【図６】ガード副搬送波上で参照信号を伝送する別の例を示す図である。
【図７】統合されたガード副搬送波からなる補助周波数チャネルを示す図である。
【図８】マルチキャリアワイヤレスシステムにおける、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の第一具体例を示す図である。
【図９】マルチキャリアワイヤレスシステムにおける、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の第二具体例を示す図である。
【図１０】マルチキャリアワイヤレスシステムにおける、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の第三具体例を示す図である。
【図１１】マルチキャリアワイヤレスシステムにおいて、ガード副搬送波上のデータ伝送をサポートするためのフレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の一例を示す図である。
【図１２】マルチキャリア動作をサポートするフレキシブルなトランシーバ構造の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２は、第一新規態様によるマルチキャリア直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、OFDM)ワイヤレスコミュニケーションシステム２１における、ガード副搬送波上のデータ伝送方法を示す図である。ワイヤレスシステム２１は、マルチキャリア基地局BS２２とマルチキャリア移動局MS２３を有する。BS２２は、データ伝送のための複数のRFキャリアをサポートするために、複数のアンテナに結合されるマルチキャリア無線周波数(RF)モジュール２４を有する。MS２３は、データ伝送のための複数のRFキャリアをサポートするために、複数のアンテナに結合されるマルチキャリアRFモジュール２５を有する。図２の例中、二個の近接する無線RFキャリア#1と#2は、二個の無線信号#1と#2を伝送するのに用いられ、各無線信号は、それぞれ、対応する１０MHz周波数チャネル#1〜#2(例えば、１０MHz帯域幅、1024FFT)により伝送される。各周波数チャネルにおいて、全体の無線帯域幅は、更に、多数の副搬送波に分割され、各副搬送波は、互いに近接し、且つ、互いに直交し、各無線信号上でデータ伝送する。図２で示されるように、マルチキャリアOFDMワイヤレスシステム２１において、データストリームは、所定の物理リソースユニット(PRU)２６を用いて、BS２２とMS２３間で伝送され、周波数ドメイン中において連続する複数の副搬送波、および時間ドメイン中において連続する複数のOFDMシンボルを有する。データ伝送に用いられるそれらの副搬送波は、通常のデータ副搬送波と称される。
【００１５】
データ伝送に用いられる連続的なRFキャリア (例えば、RFキャリア#1と#2) がある時、各周波数チャネルの両端に位置する副搬送波は互いに重複する。信号干渉を回避するため、それらの副搬送波は、ガード副搬送波とされる。通常、ガード副搬送波は、NULL副搬送波としてとして保留され、データ伝送に用いることができない。一新規態様中、図３により詳細を後述するが、所定のPRUを用いて、データ伝送をサポートするために、先に設定された一定数のガード副搬送波が揃えられ、その後、識別される（identified）。図２の例中、PRU２６は、１８個の連続した副搬送波と６個の連続したOFDMシンボルを有する。同じPRUサイズが、識別されたガード副搬送波上のデータ伝送のためだけでなく、通常のデータ副搬送波上のデータ伝送のためにも用いられる。この他、通常のデータ副搬送波のために設計された同じパイロットパターンを、識別されたガード副搬送波のために用いることができる。
【００１６】
図３は、ワイヤレスシステム２１において、データ伝送のために、ガード副搬送波を揃えて、識別する方法を示す図である。図３で示されるように、周波数ドメイン中において、周波数チャネル#1により伝送される無線信号#1の副搬送波が、隣接する周波数チャネルにより伝送される無線信号(例えば、周波数チャネル#2により伝送される無線信号#2)の副搬送波と、きちんと揃えられた場合だけ、隣接する周波数チャネル#1と#2間の重複したガード副搬送波を、データ伝送に用いることができる。アライメントは、無線信号上のRFキャリア周波数に対し、周波数オフセットを適用することにより達成される。図３の例中、３．１２８KHzの周波数オフセットを、無線信号#2のRFキャリア周波数に適用し、二個の隣接する１０MHzの周波数チャネルにより伝送される無線信号の重複したガード副搬送波を揃えるために、周波数チャネル#2をその中心周波数からシフトさせる。副搬送波アラインメントの詳細は、関連文献、例えば、IEEE 802.16m-09/0267r1の“Text Input for Sub-Carrier Alignment based on P802.16m SDD”を参照することができ、ここに参照として取り込まれる。
【００１７】
通常のデータ副搬送波と重複しないガード副搬送波だけが、データ伝送に使用可能であるため、副搬送波のアラインメント後には、追加の計算が実行される。図３の例中、各周波数チャネルは、８６４(２*４３２) 個の副搬送波を有し、副搬送波は、データ伝送のために、４８(２*２４)個のPRUに分けられる。この特定の例中、二個の隣接する周波数チャネル#1と#2間の４７個のガード副搬送波は、無線信号#1および#2の通常のデータ副搬送波と重複しない。ワイヤレスシステム２１は、それらのガード副搬送波を、データ伝送に用いることが出来る副搬送波として識別する。IEEE 802.16mにより考慮される多くの基本周波数チャネル帯域幅は、５、７、８．７５、１０、および２０MHzを含む。隣接する周波数チャネルの各種異なる帯域幅の組み合わせは、データ伝送に利用可能なガード副搬送波の数量を異ならせる。ワイヤレスシステム２１が、異なる組み合わせ下で、可能性のある全ての利用可能なガード副搬送波を、きちんと伝達する必要がある場合、高いオーバーヘッドになる。 
【００１８】
第一新規態様によると、識別されたガード副搬送波は、データ伝送のために、複数のPRUに分けられる。通常のデータ副搬送波のために設計された同じPRUサイズとパイロットパターンを、識別されたガード副搬送波のために再利用することができる。同じPRUサイズとパイロットパターンを再利用することにより、特定の物理層設計、例えば、チャネル推測演算法（channel estimation algorithm）も再利用できる。更に、シグナル伝達を、任意数でなく、所定のPRUサイズで実行することができるので、ハードウェアの複雑さとシグナル伝達オーバーヘッドが減少する。
【００１９】
図４は、データ伝送をサポートする時、少なくとも一つのガード副搬送波をNULL副搬送波として保留する方法を示す図である。二個の近接する周波数チャネル上で、データ伝送を実行するための二個の異なるハードウェア方法がある。方法#1においては、二個の独立した物理層モジュール(PHY#1とPHY#2) が、ベースバンドハードウェアモジュールとして用いられ、二個の1024 FFTと二個の１０MHzのRFフィルターを用いて、二個の隣接する周波数チャネル上で、２×１０MHzのOFDMA無線信号を伝送/受信する。直流電流(DC)副搬送波と称される各周波数チャネルのRFキャリア周波数は、信号干渉を回避するためにNULL副搬送波として保留する必要がある。方法#2においては、ベースバンドハードウェアモジュールとして、一個の単一物理層モジュール(PHY) が共有されて、2048FFTと１０MHz帯域幅RFフィルターを用いて、二個の隣接する周波数チャネル上で、平行に、２×１０MHzのOFDMA 無線信号を伝送/受信する。方法#1と同様に、方法#2におけるRFキャリア周波数(DC副搬送波)も、信号干渉を回避するためにNULL副搬送波とされる必要がある。しかし、方法#2中、DC副搬送波は、識別されたガード副搬送波の一つに属する。よって、適切なデータ伝送を確保するためには、少なくとも一つの既に識別されたガード副搬送波をNULL副搬送波とすればよい。
【００２０】
図５と図６は、ガード副搬送波上で参照信号を伝送する二個の例を示す図である。データ伝送に利用可能なガード副搬送波間で、サービング基地局は、移動局と通信する必要があり、ガード副搬送波は、実際、移動局上に、割り当てられ、データ伝送に用いられる。このような割り当てを行うことを明示的に指示するために、MACメッセージを用いると、高オーバーヘッドになる。その代わりとして、サービング基地局は、周期的に、データ伝送に用いられるガード副搬送波上で、参照信号 (例えば、プリアンブル) を伝送し、そして、移動局は、用いられたガード副搬送波の位置を検出する。図５の例中、識別されたガード副搬送波の全てが、データ伝送に用いられる。図６の例中、識別されたガード副搬送波のうち一部だけが、データ伝送に用いられる。二個の具体例中、サービング基地局は、周期的に、用いられたガード副搬送波の位置を示すために、周期的に、用いられたガード副搬送波上で、参照信号を伝送する。参照信号の利用は、MACメッセージ指示によるオーバーヘッドをセーブし、様々な割り当て状況に対して、柔軟性を持たせることができる。
【００２１】
図７は、統合されたガード副搬送波からなる補助周波数チャネルを示す図である。図７の例中、周波数チャネル#1は、プライマリー周波数チャネルとして設定され、これには、制御信号の同期化、放送、マルチキャスト、及び、ユニキャストに用いる全制御チャネルの設定が含まれる。周波数チャネル#2〜#4は、セカンダリー周波数チャネルとして設定され、これには、基本の制御チャネル設定だけが含まれる。近接する周波数チャネル間の識別されたガード副搬送波は統合され、補助周波数チャネルとして識別され、補助周波数チャネルは、セカンダリー周波数チャネルと、同じ制御チャネル設定を有することができる。補助周波数チャネルを定義することにより、サービング基地局は、ガード副搬送波が、特定の移動局とのデータ伝送に用いられるかを示すために、単純なMAC層指示(例えば、単一ビット)を使用することができる。図５と図６で例示したように、ガード副搬送波上のデータ伝送がサポートされる場合、その後、サービング基地局は、それらの位置を示すために、用いられたガード副搬送波上で、参照信号を周期的に伝送することができる。
【００２２】
第二新規態様中、ワイヤレスシステムにおけるマルチキャリア伝送をサポートするための、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造が提供される。 図８は、マルチキャリアワイヤレスシステム８０における、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の一具体例を示す図である。マルチキャリアシステム８０は、データ伝送のためのワイヤレス伝送器８１およびデータ受信のためのワイヤレス受信器８５を有する。伝送器８１は、共通MAC制御エンティティ８２、適応マルチキャリアコントローラー８３、マルチプレクサ８４、複数の伝送物理層エンティティTXPHY1〜TXPHY4、及び、複数のアンテナにそれぞれ結合され、無線信号を伝送する複数の伝送RFエンティティTXRF1〜TXRF4を有する。同様に、受信器８５は、共通MAC制御エンティティ８６、適応マルチキャリアコントローラー８７、マルチプレクサ８８、複数の受信物理層エンティティRXPHY1〜RXPHY4、及び、複数のアンテナにそれぞれ結合され、無線信号を受信する複数の受信RFエンティティRXRF1〜RXRF4を有する。
【００２３】
伝送器８１において、共通MACコントローラー８２は、複数のRFキャリアにより運ばれ、かつ、対応する周波数チャネルにより伝送される無線信号を処理するために、適応マルチキャリアコントローラー８３と伝送物理層エンティティTXPHY1〜TXPHY4の設定を行う。この他、適応マルチキャリアコントローラー８３は、伝送RFエンティティTXRF1〜TXRF4のRFキャリア周波数を制御する。各伝送RFエンティティは、対応する周波数チャネルにより無線信号を伝送することができる。同様に、受信器８５において、共通MACコントローラー８２は、複数のRFキャリアにより運ばれ、かつ、対応する周波数チャネルにより受信される無線信号を処理するために、適応マルチキャリアコントローラー８７と伝送物理層エンティティRXPHY1〜RXPHY4の設定を行う。この他、適応マルチキャリアコントローラー８７は、受信RFエンティティRXRF1〜RXRF4のRFキャリア周波数を制御する。各受信RFエンティティは、対応する周波数チャネルにより、無線信号を受信することができる。
【００２４】
図８の例中、一個の伝送物理層エンティティTXPHY1が有効となっており、マルチプレクサ８４を介して、全伝送RF実体エンティティTXRF1〜TXRF4に結合している。TXPHY1は、RF キャリア#1により運ばれ、一つのアクティブ周波数チャネル#1により伝送される第一無線信号を処理するように、設定されている。周波数チャネル#1は、RFキャリア周波数f0を有する。この他、適応マルチキャリアコントローラー８３は、各伝送RFエンティティTXRF1〜TXRF4を制御して、RFキャリア周波数f0を有する周波数チャネル#1により、第一無線信号を伝送する。類似の設定および制御が、受信物理層エンティティRXPH1と四個の受信RFエンティティRXRF1〜RXRF4に適用される。このような設定および制御を用いることにより、単一キャリア(RFキャリア#1)４×４マルチ入力−マルチ出力(MIMO) データ伝送スキームが、マルチキャリアワイヤレスシステム８０においてサポートされる。
【００２５】
図９は、マルチキャリアワイヤレスシステム８０中における、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の第二具体例を示す図である。図９の例中、二個の伝送物理層エンティティTXPHY1とTXPHY2が有効となっており、マルチプレクサ８４を介して、全伝送RFエンティティTXRF1〜TXRF4に結合している。TXPHY1は、RF キャリア#1により運ばれ、アクティブ周波数チャネル#1により伝送される第一無線信号を処理するように、設定されており、TXPHY2は、RF キャリア#2により運ばれ、アクティブ周波数チャネル#2により伝送される第二無線信号を処理するように、設定されている。周波数チャネル#1はRFキャリア周波数f0を有し、周波数チャネル#2はRFキャリア周波数f1を有する。この他、適応マルチキャリアコントローラー８３は、TXRF1〜TXRF2を制御して、RFキャリア周波数f0のアクティブ周波数チャネル#1により第一無線信号を伝送し、TXRF3〜TXRF4を制御して、RF キャリア周波数f1のアクティブ周波数チャネル#2により第二無線信号を伝送する。類似の設定および制御が、受信物理層エンティティRXPHY1、RXPHY2、及び、４個の受信RFエンティティRXRF1〜RXRF4に適用される。このような設定および制御を用いることにより、マルチキャリア(RFキャリア#1とRFキャリア#2)２×２MIMOデータ伝送スキームが、マルチキャリアワイヤレスシステム８０においてサポートされる。
【００２６】
図１０は、マルチキャリアワイヤレスシステム８０における、フレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の第三具体例を示す図である。図１０の例中、４個全部の伝送物理層エンティティTXPHY1〜TXPHY4が有効となっており、マルチプレクサ８４により、４個全ての伝送RFエンティティTXRF1〜TXRF4に結合している。TXPHY1〜TXPHY4は、RF キャリア(RFキャリア#1〜#4)により運ばれ、４個のアクティブ周波数チャネル#1〜#4により伝送される４個の無線信号を処理するように、設定されている。周波数チャネル#1〜#4は、それぞれ、RFキャリア周波数f0〜f3を有する。この他、適応マルチキャリアコントローラー８３は、TXRF1〜TXRF4を制御して、それぞれ、RFキャリア周波数f0〜f3のアクティブ周波数チャネル#1〜#4により、４個の無線信号を伝送する。類似の設定および制御が、全４個の受信物理層エンティティRXPHY1〜RXPHY4と全４個の受信RFエンティティRXRF1〜RXRF4に適用される。上述の設定および制御を用いることにより、マルチキャリア(RFキャリア#1〜#4) シングル入力−シングル出力（SISO）データ伝送スキームは、マルチキャリアワイヤレスシステム８０においてサポートされる。
【００２７】
フレキシブルなマルチキャリトランシーバ構造の第二新規態様によると、ワイヤレスシステム８０は、伝送器と受信器間のネゴシエーションに基づいて、適応的に、望ましいデータ伝送スキームを再設定することができる。MAC層コントローラー、複数の物理層ベースバンドハードウェアモジュール、複数のRFトランシーバ、及び、複数のアンテナを含む同じハードウェアリソースを共有し、マルチキャリア、及び/又は、MIMO/SISOデータ伝送スキームの異なる組み合わせを実施する。各周波数チャネルでMIMO伝送をサポートするアンテナ数量は、RFエンティティの総数を、既にサポートされたアクティブ周波数チャネルの数量で割ったものに等しい。
【００２８】
更に、ガード副搬送波上のデータ伝送をサポートするために、このようなフレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造を用いることができる。 図１１は、マルチキャリアワイヤレスシステム８０において、ガード副搬送波上のデータ伝送をサポートするためのフレキシブルなマルチキャリアトランシーバ構造の一例を示す図である。図１１の例中、TXPHY1、TXRF1、RXPHY1およびRXRF1を設定、制御して、プライマリー周波数チャネルである、RFキャリア周波数f0を有する周波数チャネル#1に関連する第一無線信号を処理、及び、伝送する。TXPHY2、TXRF2、RXPHY2およびRXRF2を設定、制御して、隣接する周波数チャネル#1と#2間の補助周波数チャネルである、RFキャリア周波数f0,1を有する複数のガード副搬送波に関連する第二無線信号を処理、及び、伝送する。TXPHY3、TXRF3、RXPHY3およびRXRF3を設定、制御して、セカンダリー周波数チャネルである、RF キャリア周波数f2を有する周波数チャネル#2に関連する第三無線信号を処理、及び、伝送する。TXPHY4、TXRF4、RXPHY4およびRXRF4を設定、制御して、隣接する周波数チャネル#3と#4間の補助周波数チャネルである、RFキャリア周波数f2,3を有する複数のガード副搬送波に関連する第四無線信号を処理、及び、伝送する。よって、マルチキャリアデータ伝送、及び/又は、MIMO/SISOデータ伝送に用いられる同じハードウェアモジュールおよび要素を、ガード副搬送波上のデータ伝送にも用いることができる。使用される各キャリア位置に制限はなく、このシステムは、システム条件、例えば、負荷と流量要求に基づいて、各キャリアをフレキシブルに、有効、又は、無効にすることができる。
【００２９】
上述した図４によると、二個の近接する周波数チャネル上で、データ伝送を実行するために、二個の異なるハードウェア方法がある。図１１の例においては、物理層エンティティTXPHY1〜TXPHY3及びRXPHY1〜RXPHY3と、RFエンティティTXRF1〜TXRF3及びRXRF1〜RXRF3は、３個の分離したベースバンドハードウェアモジュールと３個の独立した狭帯域RFフィルターとして表されるので、実行方法#1が用いられる。一方、上述した図４の実行方法#2と一致する場合には、一個の単一ベースバンドハードウェアモジュールと一個の広帯域RFフィルターを用いることにより、物理層エンティティとRFエンティティが実施される。例えば、TXPHY1〜TXPHY3及びRXPHY1〜RXPHY3と、TXRF1〜TXRF3及びRXRF1〜RXRF3とは、一個の単一ベースバンドハードウェアモジュール(TXMOD、又は、RXMOD)を共有することにより実行される。単一ベースバンドハードウェアモジュールは、一個の単一FFTと一個の広帯域RFフィルターを用いて、３個のOFDMA無線信号を生成させ、平行に伝送/受信する。単一ベースバンドハードウェアモジュールにより生成されるOFDMA無線信号は、対応するRFキャリア周波数を有する３個の分離したベースバンドハードウェアモジュールにより生成されるOFDMA無線信号に等しい。この他、両方法においては、RFエンティティの一部 (つまり、アンテナ)を共有することができる。
【００３０】
図１２は、マルチキャリア動作をサポートするフレキシブルなトランシーバ構造の別の例を示す図である。サービング基地局BSにおいては、異なる移動局(MS1〜MS3)にサービスするために、全RFキャリアをサポートしている。一方、各移動局は、単一キャリア伝送(例えば、MS1)、近接する周波数チャネル(例えば、MS2)上でマルチキャリア伝送、又は、非近接のキャリア(例えば、MS3)上でマルチキャリア伝送のいずれかだけをサポートするようにすることができる。二個の近接する１０MHz周波数チャネル (例えば、MS2)をサポートする移動局において、そのトランシーバハードウェアを実行する一例として、二個の隣接する周波数チャネルにより、２×１０MHzのOFDMA信号を伝送するために、単一の2048 FFTおよび２０MHz帯域幅RFフィルターを用いるようにすることができる。この実行方法を用いることにより、重複した副搬送波は常に揃えられ、移動局は、二個の隣接する周波数チャネル間のガード副搬送波上で、無線信号を簡単に伝送することができる。 
【００３１】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３２】
11…OFDMマルチキャリアシステム
21…ワイヤレスコミュニケーションシステム
22…基地局
23…移動局 
24…マルチキャリア無線周波数 (RF) モジュール
25…マルチキャリア無線周波数 (RF) モジュール 
26…物理リソースユニット (PRU) 
80…マルチキャリアワイヤレスシステム
81…ワイヤレス伝送器
82…通用のMAC制御エンティティ
83…適応マルチキャリアコントローラー
84…マルチプレクサ
85…ワイヤレス受信器 
86…通用のMAC制御エンティティ
87…適応マルチキャリアコントローラー
88…マルチプレクサ
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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