(57)【要約】  利用可能な帯域幅が、多数のサブチャネルに分割され、これらのサブチャネルの１つ以上を含むそれぞれのサブバンドが、１人以上のユーザに割り当てられる。第１の周波数割り当てが決定され、数学演算子が、第１の周波数割り当てから少なくとも１つのさらなる周波数割り当てを決定するために用いられる。次に、第１の周波数割り当ておよびさらなるまたは各さらなる周波数割り当てを含む周波数ホッピングシーケンスが決定される。ネットワークノードが割り当て方法を実行してもよく、ユーザ装置は、割り当てられた帯域幅を用いて動作してもよい。
2010519850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用可能な周波数スペクトルを複数のユーザ間で割り当てる方法であって、前記利用可能な周波数スペクトルが、複数の周波数サブチャネルを含む方法において、
各ユーザに対して、
割り当てレベルを設定するステップと、 
前記ユーザにそれぞれの要求された帯域幅を与えるために、要求されたそれぞれのサブチャネル数を決定するステップと、
前記決定されたそれぞれサブチャネルの数を含む、連続サブチャネルのそれぞれのグループを前記ユーザに割り当てるステップであって、前記割り当てられたサブチャネルが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルから選択されるステップと、 
前記複数の周波数サブチャネル内において、前記割り当てられたサブチャネルをシフトするための置換演算子、および前記割り当てられていないサブチャネルをシフトするための相補的置換演算子を定義するステップと、 
第１の期間中に、連続サブチャネルの前記割り当てられたグループにおいて前記ユーザを動作させるステップと、
第２の期間中に、連続サブチャネルの異なるグループにおいて前記ユーザを動作させるステップであって、連続サブチャネルの前記異なるグループが、（ａ）より低い割り当てレベルを有する任意の他のユーザ用に定義された前記それぞれの相補的置換演算子および（ｂ）前記ユーザ用に定義された前記置換演算子の少なくとも１つを、連続サブチャネルの前記割り当てられたグループに適用することによって、定義されるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
連続サブチャネルのそれぞれのグループを前記ユーザに割り当てるステップが、
別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルで開始する連続サブチャネルのそれぞれのグループか、または別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了する連続サブチャネルのそれぞれのグループを選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
置換演算子を定義するステップが、
連続サブチャネルの前記割り当てられたグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルで開始する場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了するように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を第１の数だけ増加させるステップ、または
連続サブチャネルの前記割り当てられたグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了する場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルで開始するように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を前記第１の数だけ低減させるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
相補的置換演算子を定義するステップが、
連続サブチャネルの前記割り当てられていないグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルで開始する場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了するように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を第２の数だけ増加させるステップ、または
連続サブチャネルの前記割り当てられていないグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了する場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルで開始するように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を前記第２の数だけ低減させるステップを含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
一連の期間における各期間に対して、前記それぞれの相補的置換演算子および前記置換演算子のどちらを適用すべきかを示すベクトルによって、周波数ホッピングシーケンスを識別するステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法に従って決定された連続サブチャネルのそれぞれのグループにおいて、それぞれの第１および第２の期間中に動作可能なユーザ装置。
【請求項７】
ネットワークノードから信号を受信するように、かつ前記受信信号に基づいて、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを決定するように動作可能な、請求項６に記載のユーザ装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法に従って、利用可能な周波数スペクトルを複数のユーザ間で割り当てるように動作可能なネットワークノード。
【請求項９】
前記ユーザの少なくとも１人に信号を送信するようにさらに動作可能であって、前記信号が、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを識別する、請求項８に記載のネットワークノード。
【請求項１０】
通信システムで用いるための無線通信方法であって、第１のレベルにおいて、利用可能な帯域幅が、ｎの互いに素な帯域幅部分に分割され、かつ各次のレベルにおいて、直接先行するレベルからの各部分が、ｎの互いに素な帯域幅部分に分割されるように、利用可能な周波数スペクトルが、均一に分割され、前記方法が、
ｎ連続期間の第１のグループの間に、ユーザが、周波数ホッピングシーケンスにおける所定レベルからのｎのそれぞれ異なる帯域幅部分のグループにアクセスでき、前記所定レベルが、前記ユーザによって要求された帯域幅の量によって決定されるように、かつ
ｎ連続期間の次のグループの間に、前記ユーザが、同じ周波数ホッピングシーケンスにおける前記所定レベルからのｎ帯域幅部分の同じグループにアクセスできるように、
帯域幅をユーザに割り当てるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
ｎ＝２である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
帯域幅をユーザに割り当てるステップが、
前記ユーザによって要求された帯域幅を決定し、前記要求された帯域幅に基づいて、前記ユーザに割り当てられる、前記利用可能な帯域幅の多くのサブチャネルを決定するステップと、
第１のサブバンドを前記ユーザに割り当てるステップであって、前記第１のサブバンドが、連続サブチャネルの、少なくとも前記決定された数を含むステップと、
少なくとも１つの第２のサブバンドを前記ユーザに割り当てるステップであって、前記第２のサブバンドが、連続サブチャネルの、少なくとも前記決定された数を含むステップと、
前記第１のサブバンドおよび前記少なくとも１つの第２のサブバンドを含む周波数ホッピングシーケンスを定義するステップと、
を含み、
前記第１のサブバンドを前記ユーザに割り当てるステップが、
前記レベルのそれぞれにおいて、前記利用可能なサブチャネルを複数のサブバンドに分割するステップと、
前記要求された帯域幅に基づき、前記レベルの１つにおいて、前記サブバンドの１つを前記ユーザに割り当てるステップと、
を含み、
前記少なくとも１つの第２のサブバンドを割り当てるステップが、
前記レベルの前記１つにおいて、前記サブバンドにおける異なる１つを前記ユーザに割り当てるステップを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って決定された連続サブチャネルのそれぞれのグループに基づき、それぞれ第１および第２の期間中に動作可能なユーザ装置。
【請求項１４】
ネットワークノードから信号を受信するように、かつ前記受信信号に基づいて、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを決定するように動作可能な、請求項１３に記載のユーザ装置。
【請求項１５】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って、利用可能な周波数スペクトルを複数のユーザ間で割り当てるように動作可能なネットワークノード。
【請求項１６】
前記ユーザの少なくとも１人に信号を送信するようにさらに動作可能であって、前記信号が、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを識別する、請求項１５に記載のネットワークノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、通信システムに関し、特に、各ユーザが周波数ホッピング方式を有する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭＡシステムにおいて、利用可能な周波数帯域幅は、多数のサブチャネルに分割され、これらのサブチャネルは、システムの異なるユーザに割り当てることができる。
【０００３】
3GPP 25.814 "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA" v1.2.0 section 9.2.1の文書には、アップリンクアクセス方式が説明されているが、この方式では、各ユーザには、多くの隣接するサブチャネルから形成された可変帯域幅を割り当てることができる。
【０００４】
周波数ホッピングを可能にすることが通信システムの信頼性を改善する方法であることが知られている。すなわち、ユーザが、任意の所与の時間に一周波数上で送信している場合に、一連の周波数チャネルが定義され、ユーザは、今度は、定義された一連のチャネル上で送信する。
【０００５】
しかしながら、この種の技術は、可変帯域幅、したがって可変数のサブチャネルを異なるユーザに割り当てることができるシステムに直接的に適用することはできない。なぜなら、同じサブチャネルを、２人の異なるユーザに同時に割り当てるべきではないということが必要条件だからである。さらにまた、各ユーザに割り当てられるサブチャネルは、連続的であることが有利である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
本発明の第１の態様によれば、利用可能な帯域幅を１人以上のユーザに割り当てる方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、割り当て方法を実行するためのネットワークノード、および割り当てられた帯域幅において動作するためのユーザ装置が提供される。
【０００８】
本発明をよりよく理解するために、および本発明をどのように実施可能であるかを示すために、ここで、例として、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図面の簡単な説明
【図１】本発明の態様による通信システムの概略ブロック図である。
【図２】多元アクセスシステムにおいて、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す概略図である。
【図３】本発明の態様による方法を示す流れ図である。
【図４】図３の方法の一部をより詳細に示す。
【図５】本発明の態様によるさらなる方法を示す流れ図である。
【図６】図５の方法を用いた、第１の期間における、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す。
【図７】図５の方法を用いた、第２の期間における、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す。
【図８】一連の期間における、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態の詳細な説明
図１は、通信システム１０の一部を示すが、このシステム１０では、基地局１５が、第１および第２のユーザ装置（ＵＥ）２０、２２と無線通信している。
【００１１】
通信システム１０における図示の部分が、セルラー無線通信システムの一部を形成してもよく、このシステムにおいて、多数の基地局が、ネットワークサービスエリア内のモバイルユーザ装置にカバレッジを提供することが、当業者には明らかであろう。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に従って、通信システム１０の一部における動作を示す。具体的には、図２は、第１および第２のユーザ装置（ＵＥ）２０、２２の一部をそれぞれ示す。
【００１３】
第１のユーザ装置（ＵＥ）２０内において、データが、無線通信リンク上で基地局１５へ送信するために、従来の方法で生成される。この図示の場合には、Ｎシンボルのデータが、一期間内に生成される。データは、直並列変換ブロック３０に伝達され、このブロック３０において、データは、並列形態に変換され、次に、０、１、．．．、Ｎ−１の番号のＮ並列線を通じて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理ブロック３２に伝達され、そこでデータは、周波数領域に変換される。
【００１４】
次に、ＦＦＴ出力データは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理ブロック３４のＮ隣接入力部に伝達され、時間領域信号に逆に変換される。次に、ＩＦＦＴ出力は、シリアルデータ信号への変換のために並直列変換器３６に印加され、次に、この信号は、当業者には公知の方法で、サイクリックプレフィックスを追加するためにサイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入ブロック３８に印加される。
【００１５】
同様に、第２のユーザ装置（ＵＥ）２２内において、データが、無線通信リンク上で基地局１５へ送信するために、従来の方法で生成される。この図示の場合には、Ｎシンボルのデータが、一期間内に生成される。データは、直並列変換ブロック４０に伝達され、このブロック４０において、データは、並列形態に変換され、次に、０、１、．．．、Ｎ−１の番号のＮ並列線を通じて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理ブロック４２に伝達され、そこでデータは、周波数領域に変換される。
【００１６】
次に、ＦＦＴ出力データは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理ブロック４４のＮ隣接入力部に伝達され、時間領域信号に逆に変換される。次に、ＩＦＦＴ出力は、シリアルデータ信号への変換のために並直列変換器４６に印加され、次に、この信号は、サイクリックプレフィックスを追加するためにサイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入ブロック４８に印加される。
【００１７】
したがって、この図示の場合には、２人のユーザのそれぞれが、Ｎシンボルのデータを送信していて、このデータが、それぞれのＩＦＦＴ処理ブロック３４、４４のＮ隣接入力部のそれぞれのグループにマッピングされることに留意されたい。しかしながら、本発明の実施形態において、２人を超えるユーザがいてもよく、ユーザは、シンボル期間当たり、異なるシンボル数のデータを送信してもよい。
【００１８】
データがマッピングされる、それぞれのＩＦＦＴ処理ブロック３４、４４における入力部のそれぞれのグループは、そのユーザに割り当てられた周波数サブチャネルに対応する。この割り当ては、ネットワークにおいて、例えば基地局１５において実行され、それぞれのユーザ装置は、そこからの送信が、割り当てられたサブチャネルを使用することを保証する。
【００１９】
したがって、図２は、ユーザ装置からの送信用に利用可能なＭ周波数サブチャネル０、１、．．．、Ｍ−１がある状況を示す。この図示の状況では、図示の特定のシンボル期間において、第１のＵＥ２０は、Ｎサブチャネルｋ、ｋ＋１、．．．、ｋ＋Ｎ−１を含む第１のサブバンドを割り当てられ、一方で第２のＵＥ２２は、ＮサブチャネルＭ−Ｎ、Ｍ−Ｎ＋１、．．．、Ｍ−１を含む第２のサブバンドを割り当てられた。これらのサブバンドは、互いに素である。すなわち、Ｍ−Ｎ＞ｋ＋Ｎ−１なので、両方のサブバンドに存在するサブチャネルはない。
【００２０】
上述のように、異なるシンボル期間中にユーザが異なるサブバンド上で送信できるシステムを提供することは有利であろう。
【００２１】
図３は、周波数サブチャネルのホッピングシーケンスをユーザに割り当てるための方法を示す流れ図である。この方法は、基地局１５で実行してもよく、または基地局およびユーザ装置に結果を通信できる任意の他のノードで実行してもよく、新しいユーザが送信を開始するごとにか、もしくは例えば各期間に実行してもよい。
【００２２】
ステップ６０では、利用可能なサブチャネルは、様々なレベルで等しい大きさのサブバンドに分割される。
【００２３】
ステップ６２において、これらのサブバンドの１つが、ユーザによって要求された帯域幅に基づいて、そのユーザに割り当てられる。この段階において、ユーザが、利用可能な帯域幅の全てを要求することがあり得るが、この場合には、周波数ホッピングは可能ではなく、残りのステップは実行されない。
【００２４】
ステップ６４において、少なくとも１つの他のサブバンドがユーザに割り当てられるが、他のサブバンドは、第１の割り当てられたサブバンドに適用されている数学演算子によって定義される。
【００２５】
ステップ６６において、周波数ホッピングシーケンスが定義されるが、この場合には、割り当てられたサブバンドは、シーケンスに形成される。
【００２６】
ステップ６８において、ユーザは、その将来の送信に使用すべき、定義された周波数ホッピングシーケンスを通知される。
【００２７】
さて、これらのステップをより詳細に説明する。図４は、利用可能なサブチャネルを、様々なレベルで等しい大きさのサブバンドに分割できる方法を示す。具体的には、図４は、利用可能な帯域幅を等しい大きさのサブバンドに分割するために、均一な２進分割が利用可能な帯域幅に対して実行されることを示す。レベルｋ＝１において、キャリアは、２つのサブバンドに分割される。任意のレベルｋにおいて、キャリアは、２ｋのサブバンドに分割され、それぞれは、０、１、．．．、２ｋ−１の番号を付けられる。したがって、図４に示すように、レベルｋ＝３では、８つのサブバンド８０、８１、８２、．．．、８７がある。これらのサブバンドのそれぞれには、サブチャネルの合計数の８分の１が含まれる。サブバンドにおけるサブチャネル数が、最下位レベル（すなわち、分割が実行される際のｋの最高値）において、ユーザに割り当てることができるサブチャネルの最小数になるように、帯域幅を任意の要求されたレベル数に分割することができる。
【００２８】
レベルｋにおけるサブバンドｊを２進表現によって示す。すなわち、
【数１】
2010519850.tif 000003
であり、その結果、
ｂ１２ｋ−１＋ｂ２２ｋ−２＋Ｋ＋ｂｋ−１２１＋ｂｋ＝ｊ
であり、ここでｂｉ＝０または１である。
【００２９】
図３に示すプロセスのステップ６２に関連して論じたように、それぞれのサブバンドは、ここで、異なるユーザに割り当てられる。したがって、図４において、レベル２サブバンドが、第１のユーザに割り当てられる。レベル２サブバンドが、２つのレベル３サブバンドに等しく、したがって、第１および第２のレベル３サブバンド８０、８１が、第１のユーザに割り当てられることが明らかであろう。同時に、レベル３サブバンド、特に第６のレベル３サブバンド８５は、第２のユーザに割り当てられ、別のレベル３サブバンド、特に第７のレベル３サブバンド８６は、第３のユーザに割り当てられる。
【００３０】
ここで、レベルｉに作用する基本「フリップ」演算子σｉを、
【数２】
2010519850.tif 000004
によって、導入する。
式中、
【数３】
2010519850.tif 000005
は、ビット単位の加算モジュロ２（すなわち、２進排他的論理和演算）を示し、かつ
【数４】
2010519850.tif 000006
である。
【００３１】
例として、
【数５】
2010519850.tif 000007
が得られる。
【００３２】
反復フリップ演算によって、オリジナルのサブバンドが回復されること、すなわち、
【数６】
2010519850.tif 000008
であり、ここでＩが識別演算子であり、そこでさらに、
【数７】
2010519850.tif 000009
を定義できることに留意されたい。
【００３３】
したがって、レベル３においてサブバンド０（２進表現で０００）に作用するフリップ演算子は、新しいサブバンド１（２進表現で００１）を生成する。一方、レベル３においてサブバンド１（２進表現で００１）に作用するフリップ演算子は、新しいサブバンド０（２進表現で０００）を生成する。これは、サブバンド０および１が、異なるユーザに割り当てられた場合には、この演算子が、これらの割り当てを交換またはフリップするということを意味する。
【００３４】
サブバンドｊが、シフト｜ｊ’−ｊ｜＝２ｋ−ｉの大きさを備えたサブバンドｊ’にシフトされるように、レベルｉに作用するフリップ演算子σｉに関連しているのが、レベルｋにおけるシフト
【数８】
2010519850.tif 000010
である。
より形式的に表現すれば、フリップは、
【数９】
2010519850.tif 000011
へのシフトに帰着する。
ｓ（ｉ、ｋ；ｊ）＝（−１）［ｊｌｄ（ｋ，ｉ）］は、シフトの符号であり、ｄ（ｋ，ｉ）＝２ｋ−ｉは、シフトの大きさである。
【００３５】
独立変数ｊは、現在のサブバンドであり、それによって、シフトが正かまたは負であるかどうかが決定される。
【００３６】
これは、レベルｋにおけるサブバンドｊが、ｊ＜２ｋ−ｉの場合にはｊ’＝ｊ＋２ｋ−ｉにシフトされ、そうでない場合ｊ’＝ｊ−２ｋ−ｉにシフトされることを意味する。
【００３７】
したがって、図４は、レベル３における第１および第２のサブバンド８０、８１を含むレベル２サブバンドがある状況を示す。これは、レベル２における第１のサブバンドと見なすことができる。したがって、フリップ演算は、レベル２に作用し、レベル２における一サブバンドのシフトに帰着し、その結果、シフトされるサブバンドは、レベル３における第３および第４のサブバンド８２、８３を含む、レベル２における第２のサブバンドである。この変化は、円９０で示されるフリップ、および矢印９２、９４で示されるシフトによって、図４に表わされている。
【００３８】
したがって、レベル２サブバンドは、合計帯域幅の１つの四半分、具体的には、利用可能なサブチャネルの下半分における下半分を占める。数学的なフリップまたはシフト、演算の後で、再び、合計帯域幅の１つの四半分、ここで具体的には、利用可能なサブチャネルの下半分における上半分を占める新しいサブバンドが定義される。
【００３９】
図４はまた、第６のレベル３サブバンド８５の状況を示す。したがって、フリップ演算は、レベル３に作用し、レベル３における一サブバンドのシフトに帰着し、その結果、シフトされるサブバンドは、第５のレベル３サブバンド８４である。この変化は、円９６で示されるフリップ、および矢印９８で示されるシフトによって、図４に表わされる。
【００４０】
したがって、レベル３サブバンド８５は、合計帯域幅の８分の１、具体的には、利用可能なサブチャネルの第３の四半分における上半分を占める。数学的なフリップまたはシフト、演算の後で、再び、合計帯域幅の８分の１、ここで具体的には、利用可能なサブチャネルの第３の四半分における下半分を占める新しいサブバンドが定義される。
【００４１】
図４はまた、第７のレベル３サブバンド８６の状況を示す。したがって、フリップ演算は、レベル３に作用し、レベル３における一サブバンドのシフトに帰着し、その結果、シフトされるサブバンドは、第８のレベル３サブバンド８７である。この変化は、円１００で示されるフリップ、および矢印１０２で示されるシフトによって、図４に表わされる。
【００４２】
したがって、レベル３サブバンド８６は、合計帯域幅の８分の１、具体的には、利用可能なサブチャネルの第４の四半分における下半分を占める。数学的なフリップまたはシフト、演算の後で、再び、合計帯域幅の８分の１、ここで具体的には、利用可能なサブチャネルの第４の四半分における上半分を占める新しいサブバンドが定義される。
【００４３】
この演算の結果として、ひとたび他のサブバンドがユーザに割り当てられると、ホッピングシーケンスが定義される。特に、コネクション用のサブバンド（レベルｋ）ホッピングシーケンスＦ（ｋ）（ｔ），ｔ＝１，２，３，Ｋが、コネクションに以下のパラメータセットを割り当てることによって形成される。 
（例えば）第１のサブバンドが初期値として用いられる２つのサブバンド
【数１０】
2010519850.tif 000012
ｔがホッピングの時間インデックスである２進シーケンス（例えば擬似乱数）ｘ（ｔ），ｔ＝１，２，３，Ｋ
【００４４】
特に明記されていない限り、コネクションによるホッピング用に割り当てられるサブバンドは様々である、すなわちｉ≠ｊ（そうでない場合、ホッピングがない、ありふれた場合である）と仮定されている。
【００４５】
次に、ホッピングシーケンスは、フリッピングに関して、
【数１１】
2010519850.tif 000013
によって構成され、
フリップのレベルｚは、
【数１２】
2010519850.tif 000014
によって与えられる。
【００４６】
シフティングに関して、ホッピングシーケンスは、
【数１３】
2010519850.tif 000015
によって与えられる。 
【００４７】
これによって、割り当て可能なサブバンドペアに制限が課されることに留意されたい。ｌｏｇ２｜ｊ−ｉ｜が整数であるか、または同様の意味で、シフト｜ｊ−ｉ｜の大きさが２の整数乗であることが必要とされる。
【００４８】
あるいは、同様の意味であるが、コネクションは、
初期サブバンド値
【数１４】
2010519850.tif 000016
レベルｚ、１≦ｚ≦ｋ、に作用するフリップσｚ、または大きさ２ｋ−ｚを備えたシフト
【数１５】
2010519850.tif 000017
ｔがホッピングの時間インデックスである２進シーケンス（例えば擬似乱数）ｘ（ｔ），ｔ＝１，２，３，Ｋ
によってホッピングシーケンスを割り当てられる。
【００４９】
また、異なるレベルで演算する２以上の基本フリップ演算子を結合することによって、前のセクションにおける基本的な単一レベルフリッピングとまさに同じ方法で使用できる結合フリップ演算子、例えば、
σｉｊ＝σｉσｊ
を用いることが可能である。
【００５０】
これは、
【数１６】
2010519850.tif 000018
として解釈すべきである。
【００５１】
σｉｊ＝σｊｉであること、および必要な特性
【数１７】
2010519850.tif 000019
が成り立つことに留意されたい。
【００５２】
対応する結合サブバンドシフトは、
【数１８】
2010519850.tif 000020
によって与えられる。
【００５３】
これは、レベルｋにおけるサブバンドｌからサブバンド
【数１９】
2010519850.tif 000021
へのシフトとして解釈すべきである。
【００５４】
これは、任意のレベル数における結合フリッピングに一般化することができる。フリッピングは、フリッピングが適用される全てのレベルにおいて同時に生じなければならないことに留意されたい。
【００５５】
上記で示したように、様々なユーザまたはコネクションは、異なる帯域幅要件を有するので、帯域幅割り当ては、可変である。この結果として、断片化されていないサブバンドを保証し、様々なレベルでサブバンドホッピングを提供し、サブバンドホッピング制限、すなわちコネクション当たり２つ以下のサブバンドを維持し、かつ衝突を回避するために、サブバンド割り当ておよびサブバンドホッピングは、サブバンドツリーの異なるレベルで行われなければならない。
【００５６】
これらの要件は、互いに素な資源を同じサブバンドツリーから割り当てることと、あるレベルにおいて同じフリップ（またはフリップなし）を適用することであって、このフリップによって影響される全てのコネクション、すなわちフリップが適用されるサブバンドツリーの同じサブブランチを共有するコネクションに対して、同じフリップ（またはフリップなし）を適用することとによって、満たすことができる。フリッピングが、ブランチに沿って、２つ以上のレベルで適用される場合には、フリッピングが、全てのレベルで同時に適用されなければならないことに留意されたい。
【００５７】
この結果として、結合フリッピングの場合に、様々なレベルでフリップ（またはシフト）を生成するために、コネクション用に１つの２進シーケンスのみが必要とされる。
【００５８】
これまでに挙げた例は、コネクションまたはユーザが、利用可能な帯域幅の正確な２進分数（すなわち１／２ａであり、ここでａは整数である）である帯域幅要件を有すると仮定している。ｎ（ここで２ｋ−１＜ｎ＜２ｋ）サブバンドユニット（すなわちここで、サブバンドユニットは、サブチャネルが分割されて行く最小のサブバンドである）を要求するコネクションは、サブバンドホッピング割り当てに関して２ｋサブバンドユニットを要求するコネクションとして扱うことができる。
【００５９】
これまで、利用可能なサブバンドの２進分割と、２回の適用後にオリジナルのサブバンドに戻る演算子を用いたフリッピングと、ひいては、２つのサブバンドを含むホッピングシーケンスの生成とに関連して、本発明を説明した。しかしながら、これを一般化し、ｎ状態フリッピングによって、同様の方法で２つを超えるサブバンドにおけるホッピングを可能にすることができる。
【００６０】
この場合には、利用可能な帯域幅が、等しい大きさのサブバンドへのｎ進分割を有すると仮定することができる。レベルｋ＝１において、キャリアは、ｎサブバンドに分割される。任意のレベルｋにおいて、キャリアは、ｎｋサブバンドに分割され、各サブバンドは、０、１、ｎｋ−１の番号を付けられる。レベルｋにおけるサブバンドｊを、以下の表現によって示す。
【数２０】
2010519850.tif 000022
であり、その結果、
ｂ１ｎｋ−１＋ｂ２ｎｋ−２＋Ｋ＋ｂｋ−１ｎ１＋ｂｋ＝Ｊであり、
ここでｂｉ∈｛０，１，Ｋ，ｎ−１｝である。
【００６１】
ここで、レベルｉに作用する基本「フリップ」演算子σｉを、
【数２１】
2010519850.tif 000023
によって、導入する。ここで、
【数２２】
2010519850.tif 000024
は、ビット単位の加算モジュロｎを示し、かつ
【数２３】
2010519850.tif 000025
である。
【００６２】
例えば、
ｎ＝３および
【数２４】
2010519850.tif 000026
の場合に、
【数２５】
2010519850.tif 000027
が得られる。
すなわち、サブバンド２５から１９へのシフトである。
【００６３】
次のフリップによって、
【数２６】
2010519850.tif 000028
が得られる。
すなわち、サブバンド１９から２２へのシフトである。
【００６４】
第３のフリップは、オリジナルのサブバンドに帰着する。
【００６５】
反復フリップ演算によって、オリジナルのサブバンドが回復されること、すなわち、
【数２７】
2010519850.tif 000029
であり、ここでＩが識別演算子であることに留意されたい。
【００６６】
コネクションは、この場合に、
初期サブバンド値
【数２８】
2010519850.tif 000030
レベルｚ、１≦ｚ≦ｋ、に作用するフリップσｚ、
ｔがホッピングの時間インデックスであるｎ進シーケンス（例えば擬似乱数）ｘ（ｔ）∈｛０，１，Ｋ，ｎ−１｝，ｔ＝１，２，３，Ｋ
によってホッピングシーケンスを割り当てられる。
【００６７】
次に、ホッピングシーケンスは、フリッピングに関して、
【数２９】
2010519850.tif 000031
によって構成される。
【００６８】
これまでに説明したように、利用可能な帯域幅が所定の方法で分割されるシステムが提供されるが、これは、多くの用途に適している。しかしながら、他の状況では、利用可能な周波数資源の適応割り当てを可能にすることが望ましい可能性がある。
【００６９】
図５は、本発明の態様に従ってさらなる方法を示す流れ図である。
【００７０】
具体的には、図５は、新しいユーザが、無線ネットワークで通信するための帯域幅割り当てを要求した場合に実行される手順を示す。
【００７１】
ステップ１２０において、新しいユーザが、システムに登録し、ステップ１２２では、そのユーザによってどれくらいの帯域幅が要求されているかが、ネットワークノードの１つにおいて判定される。前述のように、サブチャネルの割り当ては、任意のネットワークノードにおいて実行することができる。割り当てられたサブチャネルに関する情報、および周波数ホッピングシーケンスは、そのネットワークノードで実行することができ、次に、比較的短い情報伝達メッセージによって、コネクションに関連する他の１つまたは複数のネットワークノードに通知される。
【００７２】
本発明のこの実施形態は、３１のサブチャネルがユーザへの割り当てに利用可能な状況に関連して説明される。
【００７３】
ステップ１２４において、要求された帯域幅を用いて、利用可能なサブチャネルのいくつをそのユーザに割り当てるべきかを決定し、ステップ１２６において、要求されたサブチャネル数が、第１の期間ｔ用に割り当てられる。この図示の実施形態において、連続サブチャネルのグループであって、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１の（最も低い番号の）サブチャネルから開始するか、または別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後の（最も高い番号の）サブチャネルで終了する連続サブチャネルのグループが、ユーザに割り当てられる。
【００７４】
ステップ１２８において、そのユーザに対して割り当てレベルが設定される。本発明の一実施形態において、割り当てレベルは、単純に番号順に適用することができる。したがって、第１のユーザは、割り当てレベル１を与えられ、第２のユーザは割り当てレベル２を与えられる等であり、各新しいユーザは、既に割り当てられたユーザの数より１だけ大きな割り当てレベルを与えられる。
【００７５】
しかしながら、別の実施形態において、新しいユーザは、その新しいユーザに割り当てられる帯域幅が任意の他のユーザに割り当てられた帯域幅より小さい場合にのみ、既に割り当てられたユーザの数より１だけ大きな割り当てレベルを与えられる。実際には、新しいユーザより小さな帯域幅割り当てを備えた、１人以上の既に割り当てられたユーザが存在する場合には、新しいユーザは、その既に割り当てられたユーザの割り当てレベルを与えられ、既に割り当てられたユーザのそれぞれにおける割り当てレベルが、１だけ増加される。本発明のさらに別の実施形態において、新しいユーザより小さい帯域幅割り当てまたは新しいユーザと同じ帯域幅割り当てを備えた、１人以上の既に割り当てられたユーザが存在する場合には、新しいユーザは、その既に割り当てられたユーザの割り当てレベルを与えられ、既に割り当てられたユーザのそれぞれにおける割り当てレベルが、１だけ増加される。
【００７６】
ステップ１３０において、置換演算子がユーザ用に定義され、ステップ１３２において、以下でより詳細に説明するように、相補的置換演算子が定義される。プロセスは、ステップ１３４に進み、ステップ１３４において、全てのユーザが処理されたかどうかが判定される。処理されていなければ、プロセスはステップ１２０に戻るが、しかし処理されている場合には、プロセスはステップ１３６に進む。
【００７７】
図６は、０、１、２、．．．、３０の番号の３１のサブチャネルがあり、かつ５人のユーザがｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５の順で到着する１つの例示的な状況用に対して、時間ｔのサブチャネル割り当てを示す。
【００７８】
第１のユーザｕ１は、４つのサブチャネルを要求し、最も低い番号の利用可能なサブチャネル（すなわちサブチャネル０）で開始するサブチャネルを割り当てられる。したがって、サブチャネル０、１、２、３を割り当てられる。第１のユーザはまた、割り当てレベル１を与えられる。
【００７９】
第２のユーザｕ２は、２２のサブチャネルを要求し、最も高い番号の利用可能なサブチャネル（すなわちサブチャネル３０）で終了するサブチャネルを割り当てられる。したがって、サブチャネル９、１０、１１、．．．．、３０を割り当てられる。第２のユーザが、第１のユーザより大きい帯域幅割り当てを有するので、第２のユーザは、ここで、割り当てレベル１を与えられ、一方で第１のユーザは、割り当てレベル２に再割り当てされる。
【００８０】
第３のユーザｕ３は、２つのサブチャネルを要求し、最も低い番号の利用可能なサブチャネル（すなわちサブチャネル４）で開始するサブチャネルを割り当てられる。したがって、サブチャネル４および５を割り当てられる。第３のユーザはまた、割り当てレベル３を与えられる。
【００８１】
第４のユーザｕ４は、２つのサブチャネルを要求し、サブチャネル４および５を割り当てられる。この実施形態において、新しいユーザは、その新しいユーザが、その前のユーザより大きい帯域幅割り当てを有する場合のみ（新しいユーザが前のユーザと同じ帯域幅割り当てを有する場合ではない）、別のユーザに前に与えられた割り当てレベルを与えられる。したがって、第４のユーザは、ここで、割り当てレベル４を与えられる。
【００８２】
第５のユーザｕ５は、１つのサブチャネルを要求し、残りのサブチャネル、すなわちサブチャネル８を割り当てられる。第５のユーザはまた、割り当てレベル５を与えられる。
【００８３】
ステップ１３０および１３２において、置換演算子および相補的置換演算子が、ユーザ用に定義される。
【００８４】
置換演算子の影響は、次の通りである。すなわち、各ユーザに対して、連続サブチャネルの割り当てられるグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルから開始する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了するように、第１の数だけ増加される。連続サブチャネルの割り当てられるグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルで終了するように、第１の数だけ低減されるということである。
【００８５】
相補的置換演算子の影響は、次の通りである。すなわち、各ユーザに対して、連続サブチャネルの割り当てられていないグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルから開始する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了するように、第２の数だけ増加される。連続サブチャネルの割り当てられていないグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルで終了するように、第２の数だけ低減されるということである。
【００８６】
したがって、図６に示す場合では、第１の割り当てレベルにおいて、置換演算子はサブチャネル番号を９だけ低減させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を２２だけ増加させる。第２の割り当てレベルにおいて、置換演算子は、サブチャネル番号を５だけ増加させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を４だけ低減させる。第３の割り当てレベルにおいて、置換演算子は、サブチャネル番号を３だけ増加させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を２だけ低減させる。第４の割り当てレベルにおいて、置換演算子は、サブチャネル番号を１だけ増加させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を２だけ低減させる。サブチャネルの全てが第５の割り当てレベルに割り当てられているので、置換は可能ではない。
【００８７】
置換演算子および相補的置換演算子は、次のように数学的に表現することができる。この説明において、周波数バンドにおけるサブチャネルは、物理的なサブチャネル周波数の増加シーケンスに対応する０、１、２、．．．としてインデックスを付けられ（これらのインデックスは、物理的なサブチャネル周波数の減少シーケンスに等しく適用可能であるが）、各ユーザは、（図６に示すような）割り当てツリーにおける割り当てレベルに関連する。
【００８８】
割り当てレベルｋには、ｎ（ｋ）の利用可能なサブチャネルがあり、Ｆ０（ｋ）は、利用可能なサブチャネルの最も低いインデックスである。これらの利用可能なサブチャネルのうち、ｎ１（ｋ）サブチャネルのサブバンドが割り当てられる。このサブバンドが、前記利用可能なサブチャネルの最も低い番号のサブチャネルから開始する場合には、それには、Ｆ０（ｋ）から（Ｆ０（ｋ）＋ｎ１（ｋ）−１）のサブチャネルが含まれる。サブバンドが、前記利用可能なサブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了する場合には、それには、（Ｆ０（ｋ）＋ｎ（ｋ）−ｎ１（ｋ））から（Ｆ０（ｋ）＋ｎ（ｋ）−１）のサブチャネルが含まれる。
【００８９】
ｆ１が、割り当てられたサブチャネルの１つにおけるインデックスであり、かつｆ’１が、残りの割り当てられていないサブチャネルの１つにおけるインデックスである場合には、割り当てられたサブバンドにおいて演算する置換演算子σｋ、および割り当てられていないサブバンドにおいて演算する相補的置換演算子σ’ｋは、次のように定義される。すなわち、
ｎ１（ｋ）≦ｎ（ｋ）−ｎ１（ｋ）の場合には、
【数３０】
2010519850.tif 000032
であり、
ｎ１（ｋ）＞ｎ（ｋ）−ｎ１（ｋ）の場合には、
【数３１】
2010519850.tif 000033
である。
【００９０】
次に、このプロセスは、置換演算子および相補的置換演算子を用いることによって、第２のサブチャネル割り当てを決定する。
【００９１】
ステップ１３６において、割り当てレベル１で開始する新しい割り当てレベルが検討され、ステップ１３８において、レベルの全てが検討されたかどうかが判定される。まだ検討すべきレベルがあると見なすと、プロセスは、ステップ１４０に進み、ステップ１４０において、現在の割り当てレベルが割り当てレベル１であるかどうかが判定される。その場合、ステップ１４２は省略されるが、そうでない場合、プロセスはステップ１４２に進む。
【００９２】
ステップ１４２において、各先行するレベル用の相補的置換演算子が、現在の割り当てレベルを有するユーザに割り当てられたサブチャネル番号に適用される。
【００９３】
次に、プロセスは、ステップ１４４に進み、ステップ１４４において、現在の割り当てレベル用の置換演算子が、その割り当てレベルにおけるユーザに割り当てられたサブチャネル番号に適用される。
【００９４】
置換演算子を適用した後で、プロセスは、異なる割り当てレベルを検討するためにステップ１３６に進む。
【００９５】
したがって、割り当てレベル１において、割り当てレベル１用の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を９だけ低減させる。したがって、サブチャネル番号９、１０、１１、．．．、３０は、サブチャネル番号１、２、．．．、２１に置換される。
【００９６】
割り当てレベル２において、割り当てレベル１用の相補的置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を２２だけ増加させ、次に、割り当てレベル２用の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を５だけ増加させる。したがって、サブチャネル番号０、１、２、３は、サブチャネル番号２８、２９、３０、３１に置換される。
【００９７】
割り当てレベル３において、割り当てレベル１および２用の相補的置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を２２だけ増加させ、次に、各サブチャネル番号を４だけ低減させ、次に、割り当てレベル３用の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を３だけ増加させる。したがって、サブチャネル番号４、５は、サブチャネル番号２５、２６に置換される。
【００９８】
割り当てレベル４において、割り当てレベル１、２および３用の相補的置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を２２だけ増加させ、次に、各サブチャネル番号を４だけ低減させ、各サブチャネル番号を２だけ低減させ、次に、割り当てレベル４の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を１だけ増加させる。したがって、サブチャネル番号６、７は、サブチャネル番号２３、２４に置換される。
【００９９】
割り当てレベル５において、置換は不可能であるが、割り当てレベル１、２、３および４用の相補的置換演算子が適用され、その結果、サブチャネル番号８は、サブチャネル番号２２に置換される。
【０１００】
図７は、ユーザへの、周波数サブチャネルのこの置換された割り当てを示すが、これは、１つ以上の第２の期間において用いることができる。
【０１０１】
したがって、２つの周波数割り当てが定義される。本発明の一実施形態において、これらの２つの周波数割り当ては、周波数ホッピングシーケンスにおける異なる期間中に用いることができる。第１の割り当てが２進「０」によって表わされ、第２の割り当てが２進「１」によって表わされる場合には、任意の多数桁の２進数が、周波数ホッピングシーケンスを表わすことができ、２進数のビット値が、連続期間中にどちらの周波数割り当てを用いるべきかを示す。
【０１０２】
図８は、周波数ホッピング動作を示す。したがって、期間ｔａ１、ｔａ２、．．．ｔａ５を含む第１の時間間隔ＴＴＩ１中に、第１の割り当てが、期間ｔａ１およびｔａ４中に用いられ、一方で第２の割り当てが、期間ｔａ２、ｔａ３およびｔａ５中に用いられ、したがって、このシーケンスは、２進数０１１０１によって表わすことができ、これは、要求されるたびに繰り返すことができる。
【０１０３】
上記の方法に従って他の割り当てを定義できることが理解されよう。例えば、期間ｔｂ１、ｔｂ２、．．．ｔｂ５を含む第２の時間間隔ＴＴＩ２中に、異なる第１の割り当てが、期間ｔｂ３およびｔｂ４中に用いられ、一方で、対応する、異なる第２の割り当てが、期間ｔｂ１、ｔｂ２およびｔｂ５中に用いられ、したがって、このシーケンスは、２進数１１００１によって表わすことができる。
【０１０４】
本発明によるさらなる実施形態では、ひとたび置換演算子が全てのレベルにおいて決定されると、周波数ホッピングシーケンスは、各時間ステップ用に、置換演算子を様々なレベルで適用するかまたは適用しないことによって、構成することができる。置換演算は、周波数ホッピングが、ユーザ当たり限られたサブバンド数に制約されていなければ、様々なレベルにおいて独立して適用してもよい。ｎユーザに対して、周波数ホッピングツリーにはｎレベルがある。様々なレベルにおいて置換を適用するかまたは適用しないことの全ての可能な組み合わせによって、周波数ホッピング用に利用可能なサブバンド割り当ての最大２ｎの異なる組み合わせが得られる。
【０１０５】
周波数ホッピングシーケンスは、各レベル用に２進シーケンスを指定することによって定義できるが（すなわち、合計でｎの２進シーケンス）、この場合に、２進数字は、実行される動作を示す（例えば、０：置換も遷移もなし、１：置換、すなわち、「右」から「左」または「左」から「右」への遷移）。レベルｋにおける周波数ホッピングシーケンスは、各時間ステップに対して、レベル１からレベルｋまでの置換を結合することによって得られる。あるいは、同様の意味であるが、２進シーケンスは、置換のイベントではなく、各時間ステップに対するレベルｋにおける状態（０：「左」、１：「右」）を示してもよい。次に、レベルｋにおける周波数ホッピングシーケンスは、各時間ステップに対して、レベル１からｋまでの状態を結合することによって得られる。したがって、周波数ホッピングシーケンスは、２進ベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、．．．、のシーケンスとして指定することができるが、この場合に、各ベクトルは、ｎの２進数字を有し、それぞれは、周波数ホッピングツリーにおけるレベルに対応する。
【０１０６】
ユーザ当たりＮ個以下の別個のサブバンドに制約された周波数ホッピングの重要で特別な場合は、制限が課される。この意味は、ｎレベルからなる周波数ホッピングツリーにおいて、利用可能なサブバンド割り当ての合計２ｎの組み合わせのうち、Ｎ個以下の組み合わせが、使用可能であるということである。（例におけるように）Ｎが２に等しい場合には、（置換が適用された）全てのレベルの置換は、同時に生じなければならない。この場合に、２進周波数ホッピングシーケンスは、全てのレベルに対して有効なスカラー２進シーケンスとして定義することができる。周波数ホッピングシーケンスは、遷移の２進シーケンスとしてか、または一連の２進状態として指定される。
【０１０７】
一般に、サブバンドの数に制約があるホッピングシーケンスは、周波数ホッピングに関連するノードに予め定義し記憶することができる。
【０１０８】
したがって、シングルキャリア周波数シーケンスを生成するための方法が説明されているが、この場合に、伝送は、少数の利用可能な周波数サブバンドにわたってのみホッピング可能である。セル内のホッピングパターンは、直交であり、周波数および干渉ダイバーシティを提供する。さらに、提案された方式は、資源効率がよい。なぜなら、この方式によって、（セルにおける）全ての時間−周波数資源が同時に使用可能であるように促進されるからである。
【０１０９】
本発明は、例えば、提案された３ＧＰＰ  ＬＴＥアップリンクアクセス方式のような、可変帯域幅シングルキャリア伝送を用いるシステムにおいて適用可能であろう。
【図１】
2010519850.tif 000034
【図２】
2010519850.tif 000035
【図３】
2010519850.tif 000036
【図４】
2010519850.tif 000037
【図５】
2010519850.tif 000038
【図６】
2010519850.tif 000039
【図７】
2010519850.tif 000040
【図８】
2010519850.tif 000041
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月15日(2008.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、通信システムに関し、特に、各ユーザが周波数ホッピング方式を有する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭＡシステムにおいて、利用可能な周波数帯域幅は、多数のサブチャネルに分割され、これらのサブチャネルは、システムの異なるユーザに割り当てることができる。
【０００３】
3GPP 25.814 "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA" v1.2.0 section 9.2.1の文書には、アップリンクアクセス方式が説明されているが、この方式では、各ユーザには、多くの隣接するサブチャネルから形成された可変帯域幅を割り当てることができる。
【０００４】
周波数ホッピングを可能にすることが通信システムの信頼性を改善する方法であることが知られている。すなわち、ユーザが、任意の所与の時間に一周波数上で送信している場合に、一連の周波数チャネルが定義され、ユーザは、今度は、定義された一連のチャネル上で送信する。
【０００５】
しかしながら、この種の技術は、可変帯域幅、したがって可変数のサブチャネルを異なるユーザに割り当てることができるシステムに直接的に適用することはできない。なぜなら、同じサブチャネルを、２人の異なるユーザに同時に割り当てるべきではないということが必要条件だからである。さらにまた、各ユーザに割り当てられるサブチャネルは、連続的であることが有利である。
【０００６】
3GPP TSG-RAN WG1 #47BIS, Vol:R1-070203, Nr:47bis "Multiple Continuous RB Allocation Frequency Hopping in E-UTRAN Uplink"の文書には、ラテン方陣に基づいた周波数ホッピングシーケンスが開示されている。
【０００７】
国際公開第２００６１０２７４４号には、サブバンドチャネルを割り当てることが開示されているが、この場合に、サブバンドチャネルは、ツリー構造に分割されてもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
本発明の第１の態様によれば、利用可能な帯域幅を１人以上のユーザに割り当てる方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、割り当て方法を実行するためのネットワークノード、および割り当てられた帯域幅において動作するためのユーザ装置が提供される。
【００１０】
本発明をよりよく理解するために、および本発明をどのように実施可能であるかを示すために、ここで、例として、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図面の簡単な説明
【図１】本発明の態様による通信システムの概略ブロック図である。
【図２】多元アクセスシステムにおいて、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す概略図である。
【図３】本発明の態様による方法を示す流れ図である。
【図４】図３の方法の一部をより詳細に示す。
【図５】本発明の態様によるさらなる方法を示す流れ図である。
【図６】図５の方法を用いた、第１の期間における、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す。
【図７】図５の方法を用いた、第２の期間における、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す。
【図８】一連の期間における、ユーザへの周波数サブチャネルの割り当てを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態の詳細な説明
図１は、通信システム１０の一部を示すが、このシステム１０では、基地局１５が、第１および第２のユーザ装置（ＵＥ）２０、２２と無線通信している。
【００１３】
通信システム１０における図示の部分が、セルラー無線通信システムの一部を形成してもよく、このシステムにおいて、多数の基地局が、ネットワークサービスエリア内のモバイルユーザ装置にカバレッジを提供することが、当業者には明らかであろう。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態に従って、通信システム１０の一部における動作を示す。具体的には、図２は、第１および第２のユーザ装置（ＵＥ）２０、２２の一部をそれぞれ示す。
【００１５】
第１のユーザ装置（ＵＥ）２０内において、データが、無線通信リンク上で基地局１５へ送信するために、従来の方法で生成される。この図示の場合には、Ｎシンボルのデータが、一期間内に生成される。データは、直並列変換ブロック３０に伝達され、このブロック３０において、データは、並列形態に変換され、次に、０、１、．．．、Ｎ−１の番号のＮ並列線を通じて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理ブロック３２に伝達され、そこでデータは、周波数領域に変換される。
【００１６】
次に、ＦＦＴ出力データは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理ブロック３４のＮ隣接入力部に伝達され、時間領域信号に逆に変換される。次に、ＩＦＦＴ出力は、シリアルデータ信号への変換のために並直列変換器３６に印加され、次に、この信号は、当業者には公知の方法で、サイクリックプレフィックスを追加するためにサイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入ブロック３８に印加される。
【００１７】
同様に、第２のユーザ装置（ＵＥ）２２内において、データが、無線通信リンク上で基地局１５へ送信するために、従来の方法で生成される。この図示の場合には、Ｎシンボルのデータが、一期間内に生成される。データは、直並列変換ブロック４０に伝達され、このブロック４０において、データは、並列形態に変換され、次に、０、１、．．．、Ｎ−１の番号のＮ並列線を通じて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理ブロック４２に伝達され、そこでデータは、周波数領域に変換される。
【００１８】
次に、ＦＦＴ出力データは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理ブロック４４のＮ隣接入力部に伝達され、時間領域信号に逆に変換される。次に、ＩＦＦＴ出力は、シリアルデータ信号への変換のために並直列変換器４６に印加され、次に、この信号は、サイクリックプレフィックスを追加するためにサイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入ブロック４８に印加される。
【００１９】
したがって、この図示の場合には、２人のユーザのそれぞれが、Ｎシンボルのデータを送信していて、このデータが、それぞれのＩＦＦＴ処理ブロック３４、４４のＮ隣接入力部のそれぞれのグループにマッピングされることに留意されたい。しかしながら、本発明の実施形態において、２人を超えるユーザがいてもよく、ユーザは、シンボル期間当たり、異なるシンボル数のデータを送信してもよい。
【００２０】
データがマッピングされる、それぞれのＩＦＦＴ処理ブロック３４、４４における入力部のそれぞれのグループは、そのユーザに割り当てられた周波数サブチャネルに対応する。この割り当ては、ネットワークにおいて、例えば基地局１５において実行され、それぞれのユーザ装置は、そこからの送信が、割り当てられたサブチャネルを使用することを保証する。
【００２１】
したがって、図２は、ユーザ装置からの送信用に利用可能なＭ周波数サブチャネル０、１、．．．、Ｍ−１がある状況を示す。この図示の状況では、図示の特定のシンボル期間において、第１のＵＥ２０は、Ｎサブチャネルｋ、ｋ＋１、．．．、ｋ＋Ｎ−１を含む第１のサブバンドを割り当てられ、一方で第２のＵＥ２２は、ＮサブチャネルＭ−Ｎ、Ｍ−Ｎ＋１、．．．、Ｍ−１を含む第２のサブバンドを割り当てられた。これらのサブバンドは、互いに素である。すなわち、Ｍ−Ｎ＞ｋ＋Ｎ−１なので、両方のサブバンドに存在するサブチャネルはない。
【００２２】
上述のように、異なるシンボル期間中にユーザが異なるサブバンド上で送信できるシステムを提供することは有利であろう。
【００２３】
図３は、周波数サブチャネルのホッピングシーケンスをユーザに割り当てるための方法を示す流れ図である。この方法は、基地局１５で実行してもよく、または基地局およびユーザ装置に結果を通信できる任意の他のノードで実行してもよく、新しいユーザが送信を開始するごとにか、もしくは例えば各期間に実行してもよい。
【００２４】
ステップ６０では、利用可能なサブチャネルは、様々なレベルで等しい大きさのサブバンドに分割される。
【００２５】
ステップ６２において、これらのサブバンドの１つが、ユーザによって要求された帯域幅に基づいて、そのユーザに割り当てられる。この段階において、ユーザが、利用可能な帯域幅の全てを要求することがあり得るが、この場合には、周波数ホッピングは可能ではなく、残りのステップは実行されない。
【００２６】
ステップ６４において、少なくとも１つの他のサブバンドがユーザに割り当てられるが、他のサブバンドは、第１の割り当てられたサブバンドに適用されている数学演算子によって定義される。
【００２７】
ステップ６６において、周波数ホッピングシーケンスが定義されるが、この場合には、割り当てられたサブバンドは、シーケンスに形成される。
【００２８】
ステップ６８において、ユーザは、その将来の送信に使用すべき、定義された周波数ホッピングシーケンスを通知される。
【００２９】
さて、これらのステップをより詳細に説明する。図４は、利用可能なサブチャネルを、様々なレベルで等しい大きさのサブバンドに分割できる方法を示す。具体的には、図４は、利用可能な帯域幅を等しい大きさのサブバンドに分割するために、均一な２進分割が利用可能な帯域幅に対して実行されることを示す。レベルｋ＝１において、キャリアは、２つのサブバンドに分割される。任意のレベルｋにおいて、キャリアは、２ｋのサブバンドに分割され、それぞれは、０、１、．．．、２ｋ−１の番号を付けられる。したがって、図４に示すように、レベルｋ＝３では、８つのサブバンド８０、８１、８２、．．．、８７がある。これらのサブバンドのそれぞれには、サブチャネルの合計数の８分の１が含まれる。サブバンドにおけるサブチャネル数が、最下位レベル（すなわち、分割が実行される際のｋの最高値）において、ユーザに割り当てることができるサブチャネルの最小数になるように、帯域幅を任意の要求されたレベル数に分割することができる。
【００３０】
レベルｋにおけるサブバンドｊを２進表現によって示す。すなわち、
【数１】
2010519850.tif 000042
であり、その結果、
ｂ１２ｋ−１＋ｂ２２ｋ−２＋Ｋ＋ｂｋ−１２１＋ｂｋ＝ｊ
であり、ここでｂｉ＝０または１である。
【００３１】
図３に示すプロセスのステップ６２に関連して論じたように、それぞれのサブバンドは、ここで、異なるユーザに割り当てられる。したがって、図４において、レベル２サブバンドが、第１のユーザに割り当てられる。レベル２サブバンドが、２つのレベル３サブバンドに等しく、したがって、第１および第２のレベル３サブバンド８０、８１が、第１のユーザに割り当てられることが明らかであろう。同時に、レベル３サブバンド、特に第６のレベル３サブバンド８５は、第２のユーザに割り当てられ、別のレベル３サブバンド、特に第７のレベル３サブバンド８６は、第３のユーザに割り当てられる。
【００３２】
ここで、レベルｉに作用する基本「フリップ」演算子σｉを、
【数２】
2010519850.tif 000043
によって、導入する。
式中、
【数３】
2010519850.tif 000044
は、ビット単位の加算モジュロ２（すなわち、２進排他的論理和演算）を示し、かつ
【数４】
2010519850.tif 000045
である。
【００３３】
例として、
【数５】
2010519850.tif 000046
が得られる。
【００３４】
反復フリップ演算によって、オリジナルのサブバンドが回復されること、すなわち、
【数６】
2010519850.tif 000047
であり、ここでＩが識別演算子であり、そこでさらに、
【数７】
2010519850.tif 000048
を定義できることに留意されたい。
【００３５】
したがって、レベル３においてサブバンド０（２進表現で０００）に作用するフリップ演算子は、新しいサブバンド１（２進表現で００１）を生成する。一方、レベル３においてサブバンド１（２進表現で００１）に作用するフリップ演算子は、新しいサブバンド０（２進表現で０００）を生成する。これは、サブバンド０および１が、異なるユーザに割り当てられた場合には、この演算子が、これらの割り当てを交換またはフリップするということを意味する。
【００３６】
サブバンドｊが、シフト｜ｊ’−ｊ｜＝２ｋ−ｉの大きさを備えたサブバンドｊ’にシフトされるように、レベルｉに作用するフリップ演算子σｉに関連しているのが、レベルｋにおけるシフト
【数８】
2010519850.tif 000049
である。
より形式的に表現すれば、フリップは、
【数９】
2010519850.tif 000050
へのシフトに帰着する。
ｓ（ｉ、ｋ；ｊ）＝（−１）［ｊｌｄ（ｋ，ｉ）］は、シフトの符号であり、ｄ（ｋ，ｉ）＝２ｋ−ｉは、シフトの大きさである。
【００３７】
独立変数ｊは、現在のサブバンドであり、それによって、シフトが正かまたは負であるかどうかが決定される。
【００３８】
これは、レベルｋにおけるサブバンドｊが、ｊ＜２ｋ−ｉの場合にはｊ’＝ｊ＋２ｋ−ｉにシフトされ、そうでない場合ｊ’＝ｊ−２ｋ−ｉにシフトされることを意味する。
【００３９】
したがって、図４は、レベル３における第１および第２のサブバンド８０、８１を含むレベル２サブバンドがある状況を示す。これは、レベル２における第１のサブバンドと見なすことができる。したがって、フリップ演算は、レベル２に作用し、レベル２における一サブバンドのシフトに帰着し、その結果、シフトされるサブバンドは、レベル３における第３および第４のサブバンド８２、８３を含む、レベル２における第２のサブバンドである。この変化は、円９０で示されるフリップ、および矢印９２、９４で示されるシフトによって、図４に表わされている。
【００４０】
したがって、レベル２サブバンドは、合計帯域幅の１つの四半分、具体的には、利用可能なサブチャネルの下半分における下半分を占める。数学的なフリップまたはシフト、演算の後で、再び、合計帯域幅の１つの四半分、ここで具体的には、利用可能なサブチャネルの下半分における上半分を占める新しいサブバンドが定義される。
【００４１】
図４はまた、第６のレベル３サブバンド８５の状況を示す。したがって、フリップ演算は、レベル３に作用し、レベル３における一サブバンドのシフトに帰着し、その結果、シフトされるサブバンドは、第５のレベル３サブバンド８４である。この変化は、円９６で示されるフリップ、および矢印９８で示されるシフトによって、図４に表わされる。
【００４２】
したがって、レベル３サブバンド８５は、合計帯域幅の８分の１、具体的には、利用可能なサブチャネルの第３の四半分における上半分を占める。数学的なフリップまたはシフト、演算の後で、再び、合計帯域幅の８分の１、ここで具体的には、利用可能なサブチャネルの第３の四半分における下半分を占める新しいサブバンドが定義される。
【００４３】
図４はまた、第７のレベル３サブバンド８６の状況を示す。したがって、フリップ演算は、レベル３に作用し、レベル３における一サブバンドのシフトに帰着し、その結果、シフトされるサブバンドは、第８のレベル３サブバンド８７である。この変化は、円１００で示されるフリップ、および矢印１０２で示されるシフトによって、図４に表わされる。
【００４４】
したがって、レベル３サブバンド８６は、合計帯域幅の８分の１、具体的には、利用可能なサブチャネルの第４の四半分における下半分を占める。数学的なフリップまたはシフト、演算の後で、再び、合計帯域幅の８分の１、ここで具体的には、利用可能なサブチャネルの第４の四半分における上半分を占める新しいサブバンドが定義される。
【００４５】
この演算の結果として、ひとたび他のサブバンドがユーザに割り当てられると、ホッピングシーケンスが定義される。特に、コネクション用のサブバンド（レベルｋ）ホッピングシーケンスＦ（ｋ）（ｔ），ｔ＝１，２，３，Ｋが、コネクションに以下のパラメータセットを割り当てることによって形成される。 
（例えば）第１のサブバンドが初期値として用いられる２つのサブバンド
【数１０】
2010519850.tif 000051
ｔがホッピングの時間インデックスである２進シーケンス（例えば擬似乱数）ｘ（ｔ），ｔ＝１，２，３，Ｋ
【００４６】
特に明記されていない限り、コネクションによるホッピング用に割り当てられるサブバンドは様々である、すなわちｉ≠ｊ（そうでない場合、ホッピングがない、ありふれた場合である）と仮定されている。
【００４７】
次に、ホッピングシーケンスは、フリッピングに関して、
【数１１】
2010519850.tif 000052
によって構成され、
フリップのレベルｚは、
【数１２】
2010519850.tif 000053
によって与えられる。
【００４８】
シフティングに関して、ホッピングシーケンスは、
【数１３】
2010519850.tif 000054
によって与えられる。 
【００４９】
これによって、割り当て可能なサブバンドペアに制限が課されることに留意されたい。ｌｏｇ２｜ｊ−ｉ｜が整数であるか、または同様の意味で、シフト｜ｊ−ｉ｜の大きさが２の整数乗であることが必要とされる。
【００５０】
あるいは、同様の意味であるが、コネクションは、
初期サブバンド値
【数１４】
2010519850.tif 000055
レベルｚ、１≦ｚ≦ｋ、に作用するフリップσｚ、または大きさ２ｋ−ｚを備えたシフト
【数１５】
2010519850.tif 000056
ｔがホッピングの時間インデックスである２進シーケンス（例えば擬似乱数）ｘ（ｔ），ｔ＝１，２，３，Ｋ
によってホッピングシーケンスを割り当てられる。
【００５１】
また、異なるレベルで演算する２以上の基本フリップ演算子を結合することによって、前のセクションにおける基本的な単一レベルフリッピングとまさに同じ方法で使用できる結合フリップ演算子、例えば、
σｉｊ＝σｉσｊ
を用いることが可能である。
【００５２】
これは、
【数１６】
2010519850.tif 000057
として解釈すべきである。
【００５３】
σｉｊ＝σｊｉであること、および必要な特性
【数１７】
2010519850.tif 000058
が成り立つことに留意されたい。
【００５４】
対応する結合サブバンドシフトは、
【数１８】
2010519850.tif 000059
によって与えられる。
【００５５】
これは、レベルｋにおけるサブバンドｌからサブバンド
【数１９】
2010519850.tif 000060
へのシフトとして解釈すべきである。
【００５６】
これは、任意のレベル数における結合フリッピングに一般化することができる。フリッピングは、フリッピングが適用される全てのレベルにおいて同時に生じなければならないことに留意されたい。
【００５７】
上記で示したように、様々なユーザまたはコネクションは、異なる帯域幅要件を有するので、帯域幅割り当ては、可変である。この結果として、断片化されていないサブバンドを保証し、様々なレベルでサブバンドホッピングを提供し、サブバンドホッピング制限、すなわちコネクション当たり２つ以下のサブバンドを維持し、かつ衝突を回避するために、サブバンド割り当ておよびサブバンドホッピングは、サブバンドツリーの異なるレベルで行われなければならない。
【００５８】
これらの要件は、互いに素な資源を同じサブバンドツリーから割り当てることと、あるレベルにおいて同じフリップ（またはフリップなし）を適用することであって、このフリップによって影響される全てのコネクション、すなわちフリップが適用されるサブバンドツリーの同じサブブランチを共有するコネクションに対して、同じフリップ（またはフリップなし）を適用することとによって、満たすことができる。フリッピングが、ブランチに沿って、２つ以上のレベルで適用される場合には、フリッピングが、全てのレベルで同時に適用されなければならないことに留意されたい。
【００５９】
この結果として、結合フリッピングの場合に、様々なレベルでフリップ（またはシフト）を生成するために、コネクション用に１つの２進シーケンスのみが必要とされる。
【００６０】
これまでに挙げた例は、コネクションまたはユーザが、利用可能な帯域幅の正確な２進分数（すなわち１／２ａであり、ここでａは整数である）である帯域幅要件を有すると仮定している。ｎ（ここで２ｋ−１＜ｎ＜２ｋ）サブバンドユニット（すなわちここで、サブバンドユニットは、サブチャネルが分割されて行く最小のサブバンドである）を要求するコネクションは、サブバンドホッピング割り当てに関して２ｋサブバンドユニットを要求するコネクションとして扱うことができる。
【００６１】
これまで、利用可能なサブバンドの２進分割と、２回の適用後にオリジナルのサブバンドに戻る演算子を用いたフリッピングと、ひいては、２つのサブバンドを含むホッピングシーケンスの生成とに関連して、本発明を説明した。しかしながら、これを一般化し、ｎ状態フリッピングによって、同様の方法で２つを超えるサブバンドにおけるホッピングを可能にすることができる。
【００６２】
この場合には、利用可能な帯域幅が、等しい大きさのサブバンドへのｎ進分割を有すると仮定することができる。レベルｋ＝１において、キャリアは、ｎサブバンドに分割される。任意のレベルｋにおいて、キャリアは、ｎｋサブバンドに分割され、各サブバンドは、０、１、ｎｋ−１の番号を付けられる。レベルｋにおけるサブバンドｊを、以下の表現によって示す。
【数２０】
2010519850.tif 000061
であり、その結果、
ｂ１ｎｋ−１＋ｂ２ｎｋ−２＋Ｋ＋ｂｋ−１ｎ１＋ｂｋ＝Ｊであり、
ここでｂｉ∈｛０，１，Ｋ，ｎ−１｝である。
【００６３】
ここで、レベルｉに作用する基本「フリップ」演算子σｉを、
【数２１】
2010519850.tif 000062
によって、導入する。ここで、
【数２２】
2010519850.tif 000063
は、ビット単位の加算モジュロｎを示し、かつ
【数２３】
2010519850.tif 000064
である。
【００６４】
例えば、
ｎ＝３および
【数２４】
2010519850.tif 000065
の場合に、
【数２５】
2010519850.tif 000066
が得られる。
すなわち、サブバンド２５から１９へのシフトである。
【００６５】
次のフリップによって、
【数２６】
2010519850.tif 000067
が得られる。
すなわち、サブバンド１９から２２へのシフトである。
【００６６】
第３のフリップは、オリジナルのサブバンドに帰着する。
【００６７】
反復フリップ演算によって、オリジナルのサブバンドが回復されること、すなわち、
【数２７】
2010519850.tif 000068
であり、ここでＩが識別演算子であることに留意されたい。
【００６８】
コネクションは、この場合に、
初期サブバンド値
【数２８】
2010519850.tif 000069
レベルｚ、１≦ｚ≦ｋ、に作用するフリップσｚ、
ｔがホッピングの時間インデックスであるｎ進シーケンス（例えば擬似乱数）ｘ（ｔ）∈｛０，１，Ｋ，ｎ−１｝，ｔ＝１，２，３，Ｋ
によってホッピングシーケンスを割り当てられる。
【００６９】
次に、ホッピングシーケンスは、フリッピングに関して、
【数２９】
2010519850.tif 000070
によって構成される。
【００７０】
これまでに説明したように、利用可能な帯域幅が所定の方法で分割されるシステムが提供されるが、これは、多くの用途に適している。しかしながら、他の状況では、利用可能な周波数資源の適応割り当てを可能にすることが望ましい可能性がある。
【００７１】
図５は、本発明の態様に従ってさらなる方法を示す流れ図である。
【００７２】
具体的には、図５は、新しいユーザが、無線ネットワークで通信するための帯域幅割り当てを要求した場合に実行される手順を示す。
【００７３】
ステップ１２０において、新しいユーザが、システムに登録し、ステップ１２２では、そのユーザによってどれくらいの帯域幅が要求されているかが、ネットワークノードの１つにおいて判定される。前述のように、サブチャネルの割り当ては、任意のネットワークノードにおいて実行することができる。割り当てられたサブチャネルに関する情報、および周波数ホッピングシーケンスは、そのネットワークノードで実行することができ、次に、比較的短い情報伝達メッセージによって、コネクションに関連する他の１つまたは複数のネットワークノードに通知される。
【００７４】
本発明のこの実施形態は、３１のサブチャネルがユーザへの割り当てに利用可能な状況に関連して説明される。
【００７５】
ステップ１２４において、要求された帯域幅を用いて、利用可能なサブチャネルのいくつをそのユーザに割り当てるべきかを決定し、ステップ１２６において、要求されたサブチャネル数が、第１の期間ｔ用に割り当てられる。この図示の実施形態において、連続サブチャネルのグループであって、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１の（最も低い番号の）サブチャネルから開始するか、または別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後の（最も高い番号の）サブチャネルで終了する連続サブチャネルのグループが、ユーザに割り当てられる。
【００７６】
ステップ１２８において、そのユーザに対して割り当てレベルが設定される。本発明の一実施形態において、割り当てレベルは、単純に番号順に適用することができる。したがって、第１のユーザは、割り当てレベル１を与えられ、第２のユーザは割り当てレベル２を与えられる等であり、各新しいユーザは、既に割り当てられたユーザの数より１だけ大きな割り当てレベルを与えられる。
【００７７】
しかしながら、別の実施形態において、新しいユーザは、その新しいユーザに割り当てられる帯域幅が任意の他のユーザに割り当てられた帯域幅より小さい場合にのみ、既に割り当てられたユーザの数より１だけ大きな割り当てレベルを与えられる。実際には、新しいユーザより小さな帯域幅割り当てを備えた、１人以上の既に割り当てられたユーザが存在する場合には、新しいユーザは、その既に割り当てられたユーザの割り当てレベルを与えられ、既に割り当てられたユーザのそれぞれにおける割り当てレベルが、１だけ増加される。本発明のさらに別の実施形態において、新しいユーザより小さい帯域幅割り当てまたは新しいユーザと同じ帯域幅割り当てを備えた、１人以上の既に割り当てられたユーザが存在する場合には、新しいユーザは、その既に割り当てられたユーザの割り当てレベルを与えられ、既に割り当てられたユーザのそれぞれにおける割り当てレベルが、１だけ増加される。
【００７８】
ステップ１３０において、置換演算子がユーザ用に定義され、ステップ１３２において、以下でより詳細に説明するように、相補的置換演算子が定義される。プロセスは、ステップ１３４に進み、ステップ１３４において、全てのユーザが処理されたかどうかが判定される。処理されていなければ、プロセスはステップ１２０に戻るが、しかし処理されている場合には、プロセスはステップ１３６に進む。
【００７９】
図６は、０、１、２、．．．、３０の番号の３１のサブチャネルがあり、かつ５人のユーザがｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５の順で到着する１つの例示的な状況用に対して、時間ｔのサブチャネル割り当てを示す。
【００８０】
第１のユーザｕ１は、４つのサブチャネルを要求し、最も低い番号の利用可能なサブチャネル（すなわちサブチャネル０）で開始するサブチャネルを割り当てられる。したがって、サブチャネル０、１、２、３を割り当てられる。第１のユーザはまた、割り当てレベル１を与えられる。
【００８１】
第２のユーザｕ２は、２２のサブチャネルを要求し、最も高い番号の利用可能なサブチャネル（すなわちサブチャネル３０）で終了するサブチャネルを割り当てられる。したがって、サブチャネル９、１０、１１、．．．．、３０を割り当てられる。第２のユーザが、第１のユーザより大きい帯域幅割り当てを有するので、第２のユーザは、ここで、割り当てレベル１を与えられ、一方で第１のユーザは、割り当てレベル２に再割り当てされる。
【００８２】
第３のユーザｕ３は、２つのサブチャネルを要求し、最も低い番号の利用可能なサブチャネル（すなわちサブチャネル４）で開始するサブチャネルを割り当てられる。したがって、サブチャネル４および５を割り当てられる。第３のユーザはまた、割り当てレベル３を与えられる。
【００８３】
第４のユーザｕ４は、２つのサブチャネルを要求し、サブチャネル４および５を割り当てられる。この実施形態において、新しいユーザは、その新しいユーザが、その前のユーザより大きい帯域幅割り当てを有する場合のみ（新しいユーザが前のユーザと同じ帯域幅割り当てを有する場合ではない）、別のユーザに前に与えられた割り当てレベルを与えられる。したがって、第４のユーザは、ここで、割り当てレベル４を与えられる。
【００８４】
第５のユーザｕ５は、１つのサブチャネルを要求し、残りのサブチャネル、すなわちサブチャネル８を割り当てられる。第５のユーザはまた、割り当てレベル５を与えられる。
【００８５】
ステップ１３０および１３２において、置換演算子および相補的置換演算子が、ユーザ用に定義される。
【００８６】
置換演算子の影響は、次の通りである。すなわち、各ユーザに対して、連続サブチャネルの割り当てられるグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルから開始する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了するように、第１の数だけ増加される。連続サブチャネルの割り当てられるグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルで終了するように、第１の数だけ低減されるということである。
【００８７】
相補的置換演算子の影響は、次の通りである。すなわち、各ユーザに対して、連続サブチャネルの割り当てられていないグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルから開始する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了するように、第２の数だけ増加される。連続サブチャネルの割り当てられていないグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了する場合には、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号は、そのグループが、より低い割り当てレベルで別のユーザに割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最も低い番号のサブチャネルで終了するように、第２の数だけ低減されるということである。
【００８８】
したがって、図６に示す場合では、第１の割り当てレベルにおいて、置換演算子はサブチャネル番号を９だけ低減させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を２２だけ増加させる。第２の割り当てレベルにおいて、置換演算子は、サブチャネル番号を５だけ増加させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を４だけ低減させる。第３の割り当てレベルにおいて、置換演算子は、サブチャネル番号を３だけ増加させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を２だけ低減させる。第４の割り当てレベルにおいて、置換演算子は、サブチャネル番号を１だけ増加させ、一方で相補的置換演算子は、サブチャネル番号を２だけ低減させる。サブチャネルの全てが第５の割り当てレベルに割り当てられているので、置換は可能ではない。
【００８９】
置換演算子および相補的置換演算子は、次のように数学的に表現することができる。この説明において、周波数バンドにおけるサブチャネルは、物理的なサブチャネル周波数の増加シーケンスに対応する０、１、２、．．．としてインデックスを付けられ（これらのインデックスは、物理的なサブチャネル周波数の減少シーケンスに等しく適用可能であるが）、各ユーザは、（図６に示すような）割り当てツリーにおける割り当てレベルに関連する。
【００９０】
割り当てレベルｋには、ｎ（ｋ）の利用可能なサブチャネルがあり、Ｆ０（ｋ）は、利用可能なサブチャネルの最も低いインデックスである。これらの利用可能なサブチャネルのうち、ｎ１（ｋ）サブチャネルのサブバンドが割り当てられる。このサブバンドが、前記利用可能なサブチャネルの最も低い番号のサブチャネルから開始する場合には、それには、Ｆ０（ｋ）から（Ｆ０（ｋ）＋ｎ１（ｋ）−１）のサブチャネルが含まれる。サブバンドが、前記利用可能なサブチャネルの最も高い番号のサブチャネルで終了する場合には、それには、（Ｆ０（ｋ）＋ｎ（ｋ）−ｎ１（ｋ））から（Ｆ０（ｋ）＋ｎ（ｋ）−１）のサブチャネルが含まれる。
【００９１】
ｆ１が、割り当てられたサブチャネルの１つにおけるインデックスであり、かつｆ’１が、残りの割り当てられていないサブチャネルの１つにおけるインデックスである場合には、割り当てられたサブバンドにおいて演算する置換演算子σｋ、および割り当てられていないサブバンドにおいて演算する相補的置換演算子σ’ｋは、次のように定義される。すなわち、
ｎ１（ｋ）≦ｎ（ｋ）−ｎ１（ｋ）の場合には、
【数３０】
2010519850.tif 000071
であり、
ｎ１（ｋ）＞ｎ（ｋ）−ｎ１（ｋ）の場合には、
【数３１】
2010519850.tif 000072
である。
【００９２】
次に、このプロセスは、置換演算子および相補的置換演算子を用いることによって、第２のサブチャネル割り当てを決定する。
【００９３】
ステップ１３６において、割り当てレベル１で開始する新しい割り当てレベルが検討され、ステップ１３８において、レベルの全てが検討されたかどうかが判定される。まだ検討すべきレベルがあると見なすと、プロセスは、ステップ１４０に進み、ステップ１４０において、現在の割り当てレベルが割り当てレベル１であるかどうかが判定される。その場合、ステップ１４２は省略されるが、そうでない場合、プロセスはステップ１４２に進む。
【００９４】
ステップ１４２において、各先行するレベル用の相補的置換演算子が、現在の割り当てレベルを有するユーザに割り当てられたサブチャネル番号に適用される。
【００９５】
次に、プロセスは、ステップ１４４に進み、ステップ１４４において、現在の割り当てレベル用の置換演算子が、その割り当てレベルにおけるユーザに割り当てられたサブチャネル番号に適用される。
【００９６】
置換演算子を適用した後で、プロセスは、異なる割り当てレベルを検討するためにステップ１３６に進む。
【００９７】
したがって、割り当てレベル１において、割り当てレベル１用の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を９だけ低減させる。したがって、サブチャネル番号９、１０、１１、．．．、３０は、サブチャネル番号１、２、．．．、２１に置換される。
【００９８】
割り当てレベル２において、割り当てレベル１用の相補的置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を２２だけ増加させ、次に、割り当てレベル２用の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を５だけ増加させる。したがって、サブチャネル番号０、１、２、３は、サブチャネル番号２８、２９、３０、３１に置換される。
【００９９】
割り当てレベル３において、割り当てレベル１および２用の相補的置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を２２だけ増加させ、次に、各サブチャネル番号を４だけ低減させ、次に、割り当てレベル３用の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を３だけ増加させる。したがって、サブチャネル番号４、５は、サブチャネル番号２５、２６に置換される。
【０１００】
割り当てレベル４において、割り当てレベル１、２および３用の相補的置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を２２だけ増加させ、次に、各サブチャネル番号を４だけ低減させ、各サブチャネル番号を２だけ低減させ、次に、割り当てレベル４の置換演算子が適用され、各サブチャネル番号を１だけ増加させる。したがって、サブチャネル番号６、７は、サブチャネル番号２３、２４に置換される。
【０１０１】
割り当てレベル５において、置換は不可能であるが、割り当てレベル１、２、３および４用の相補的置換演算子が適用され、その結果、サブチャネル番号８は、サブチャネル番号２２に置換される。
【０１０２】
図７は、ユーザへの、周波数サブチャネルのこの置換された割り当てを示すが、これは、１つ以上の第２の期間において用いることができる。
【０１０３】
したがって、２つの周波数割り当てが定義される。本発明の一実施形態において、これらの２つの周波数割り当ては、周波数ホッピングシーケンスにおける異なる期間中に用いることができる。第１の割り当てが２進「０」によって表わされ、第２の割り当てが２進「１」によって表わされる場合には、任意の多数桁の２進数が、周波数ホッピングシーケンスを表わすことができ、２進数のビット値が、連続期間中にどちらの周波数割り当てを用いるべきかを示す。
【０１０４】
図８は、周波数ホッピング動作を示す。したがって、期間ｔａ１、ｔａ２、．．．ｔａ５を含む第１の時間間隔ＴＴＩ１中に、第１の割り当てが、期間ｔａ１およびｔａ４中に用いられ、一方で第２の割り当てが、期間ｔａ２、ｔａ３およびｔａ５中に用いられ、したがって、このシーケンスは、２進数０１１０１によって表わすことができ、これは、要求されるたびに繰り返すことができる。
【０１０５】
上記の方法に従って他の割り当てを定義できることが理解されよう。例えば、期間ｔｂ１、ｔｂ２、．．．ｔｂ５を含む第２の時間間隔ＴＴＩ２中に、異なる第１の割り当てが、期間ｔｂ３およびｔｂ４中に用いられ、一方で、対応する、異なる第２の割り当てが、期間ｔｂ１、ｔｂ２およびｔｂ５中に用いられ、したがって、このシーケンスは、２進数１１００１によって表わすことができる。
【０１０６】
本発明によるさらなる実施形態では、ひとたび置換演算子が全てのレベルにおいて決定されると、周波数ホッピングシーケンスは、各時間ステップ用に、置換演算子を様々なレベルで適用するかまたは適用しないことによって、構成することができる。置換演算は、周波数ホッピングが、ユーザ当たり限られたサブバンド数に制約されていなければ、様々なレベルにおいて独立して適用してもよい。ｎユーザに対して、周波数ホッピングツリーにはｎレベルがある。様々なレベルにおいて置換を適用するかまたは適用しないことの全ての可能な組み合わせによって、周波数ホッピング用に利用可能なサブバンド割り当ての最大２ｎの異なる組み合わせが得られる。
【０１０７】
周波数ホッピングシーケンスは、各レベル用に２進シーケンスを指定することによって定義できるが（すなわち、合計でｎの２進シーケンス）、この場合に、２進数字は、実行される動作を示す（例えば、０：置換も遷移もなし、１：置換、すなわち、「右」から「左」または「左」から「右」への遷移）。レベルｋにおける周波数ホッピングシーケンスは、各時間ステップに対して、レベル１からレベルｋまでの置換を結合することによって得られる。あるいは、同様の意味であるが、２進シーケンスは、置換のイベントではなく、各時間ステップに対するレベルｋにおける状態（０：「左」、１：「右」）を示してもよい。次に、レベルｋにおける周波数ホッピングシーケンスは、各時間ステップに対して、レベル１からｋまでの状態を結合することによって得られる。したがって、周波数ホッピングシーケンスは、２進ベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、．．．、のシーケンスとして指定することができるが、この場合に、各ベクトルは、ｎの２進数字を有し、それぞれは、周波数ホッピングツリーにおけるレベルに対応する。
【０１０８】
ユーザ当たりＮ個以下の別個のサブバンドに制約された周波数ホッピングの重要で特別な場合は、制限が課される。この意味は、ｎレベルからなる周波数ホッピングツリーにおいて、利用可能なサブバンド割り当ての合計２ｎの組み合わせのうち、Ｎ個以下の組み合わせが、使用可能であるということである。（例におけるように）Ｎが２に等しい場合には、（置換が適用された）全てのレベルの置換は、同時に生じなければならない。この場合に、２進周波数ホッピングシーケンスは、全てのレベルに対して有効なスカラー２進シーケンスとして定義することができる。周波数ホッピングシーケンスは、遷移の２進シーケンスとしてか、または一連の２進状態として指定される。
【０１０９】
一般に、サブバンドの数に制約があるホッピングシーケンスは、周波数ホッピングに関連するノードに予め定義し記憶することができる。
【０１１０】
したがって、シングルキャリア周波数シーケンスを生成するための方法が説明されているが、この場合に、伝送は、少数の利用可能な周波数サブバンドにわたってのみホッピング可能である。セル内のホッピングパターンは、直交であり、周波数および干渉ダイバーシティを提供する。さらに、提案された方式は、資源効率がよい。なぜなら、この方式によって、（セルにおける）全ての時間−周波数資源が同時に使用可能であるように促進されるからである。
【０１１１】
本発明は、例えば、提案された３ＧＰＰ  ＬＴＥアップリンクアクセス方式のような、可変帯域幅シングルキャリア伝送を用いるシステムにおいて適用可能であろう。
【手続補正２】
【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】
利用可能な周波数スペクトルを複数のユーザ間で割り当てる方法であって、前記利用可能な周波数スペクトルが、複数の周波数サブチャネルを含む方法において、
各ユーザに対して、
割り当てレベルを設定するステップと、
前記ユーザにそれぞれの要求された帯域幅を与えるために、要求されたそれぞれのサブチャネル数を決定するステップと、
前記決定されたそれぞれサブチャネルの数を含む、連続サブチャネルのそれぞれのグループを前記ユーザに割り当てるステップであって、前記割り当てられたサブチャネルが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルから選択されるステップと、
前記複数の周波数サブチャネル内において、前記割り当てられたサブチャネルをシフトするための置換演算子、および前記割り当てられていないサブチャネルをシフトするための相補的置換演算子を定義するステップと、
第１の期間中に、連続サブチャネルの前記割り当てられたグループにおいて前記ユーザを動作させるステップと、
第２の期間中に、連続サブチャネルの異なるグループにおいて前記ユーザを動作させるステップであって、連続サブチャネルの前記異なるグループが、（ａ）より低い割り当てレベルを有する任意の他のユーザ用に定義された前記それぞれの相補的置換演算子および（ｂ）前記ユーザ用に定義された前記置換演算子を、連続サブチャネルの前記割り当てられたグループに適用することによって、定義されるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
連続サブチャネルのそれぞれのグループを前記ユーザに割り当てるステップが、
別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルでスタートする連続サブチャネルのそれぞれのグループか、または別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了する連続サブチャネルのそれぞれのグループを選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
置換演算子を定義するステップが、
連続サブチャネルの前記割り当てられたグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルでスタートする場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了するように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を第１の数だけ増加させるステップ、または
連続サブチャネルの前記割り当てられたグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了する場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルでスタートするように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を前記第１の数だけ低減させるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
相補的置換演算子を定義するステップが、
連続サブチャネルの前記割り当てられていないグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルでスタートする場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了するように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を第２の数だけ増加させるステップ、または
連続サブチャネルの前記割り当てられていないグループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの最後のサブチャネルで終了する場合には、前記グループが、別のユーザに前に割り当てられていない前記周波数サブチャネルの第１のサブチャネルでスタートするように、前記サブチャネルのそれぞれにおけるサブチャネル番号を前記第２の数だけ低減させるステップを含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
一連の期間における各期間に対して、前記それぞれの相補的置換演算子および前記置換演算子のどちらを適用すべきかを示すベクトルによって、周波数ホッピングシーケンスを識別するステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法に従って決定された連続サブチャネルのそれぞれのグループにおいて、それぞれの第１および第２の期間中に動作可能なユーザ装置。
【請求項７】
ネットワークノードから信号を受信するように、かつ前記受信信号に基づいて、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを決定するように動作可能な、請求項６に記載のユーザ装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法に従って、利用可能な周波数スペクトルを複数のユーザ間で割り当てるように動作可能なネットワークノード。
【請求項９】
前記ユーザの少なくとも１人に信号を送信するようにさらに動作可能であって、前記信号が、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを識別する、請求項８に記載のネットワークノード。
【請求項１０】
通信システムで用いるための無線通信方法であって、第１のレベルにおいて、利用可能な帯域幅が、ｎの互いに素な帯域幅部分に分割され、かつ各次のレベルにおいて、直接先行するレベルからの各部分が、ｎの互いに素な帯域幅部分に分割されるように、利用可能な周波数スペクトルが、均一に分割され、前記方法が、
ｎ連続期間の第１のグループの間に、ユーザが、周波数ホッピングシーケンスにおける所定レベルからのｎのそれぞれ異なる帯域幅部分のグループにアクセスでき、前記所定レベルが、前記ユーザによって要求された帯域幅の量によって決定されるように、かつ
ｎ連続期間の次のグループの間に、前記ユーザが、同じ周波数ホッピングシーケンスにおける前記所定レベルからのｎ帯域幅部分の同じグループにアクセスできるように、
多数の連続サブチャネルを含む帯域幅をユーザに割り当てるステップを含み、
ここで、前記ユーザによって要求された帯域幅の量に基づいて前記周波数ホッピングシーケンスが構成されることにより、ユーザによって要求された帯域幅の量に基づいたレベルで割り当ておよびサブバンドホッピングが行われることを特徴とする方法。
【請求項１１】
ｎ＝２である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
帯域幅をユーザに割り当てるステップが、
前記ユーザによって要求された帯域幅を決定し、前記要求された帯域幅に基づいて、前記ユーザに割り当てられる、前記利用可能な帯域幅の多くのサブチャネルを決定するステップと、
第１のサブバンドを前記ユーザに割り当てるステップであって、前記第１のサブバンドが、連続サブチャネルの、少なくとも前記決定された数を含むステップと、
少なくとも１つの第２のサブバンドを前記ユーザに割り当てるステップであって、前記第２のサブバンドが、連続サブチャネルの、少なくとも前記決定された数を含むステップと、
前記第１のサブバンドおよび前記少なくとも１つの第２のサブバンドを含む周波数ホッピングシーケンスを定義するステップと、
を含み、
前記第１のサブバンドを前記ユーザに割り当てるステップが、
前記レベルのそれぞれにおいて、前記利用可能なサブチャネルを複数のサブバンドに分割するステップと、
前記要求された帯域幅に基づき、前記レベルの１つにおいて、前記サブバンドの１つを前記ユーザに割り当てるステップと、
を含み、
前記少なくとも１つの第２のサブバンドを割り当てるステップが、
前記レベルの前記１つにおいて、前記サブバンドにおける異なる１つを前記ユーザに割り当てるステップを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って決定された連続サブチャネルのそれぞれのグループに基づき、それぞれ第１および第２の期間中に動作可能なユーザ装置。
【請求項１４】
ネットワークノードから信号を受信するように、かつ前記受信信号に基づいて、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを決定するように動作可能な、請求項１３に記載のユーザ装置。
【請求項１５】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って、利用可能な周波数スペクトルを複数のユーザ間で割り当てるように動作可能なネットワークノード。
【請求項１６】
前記ユーザの少なくとも１人に信号を送信するようにさらに動作可能であって、前記信号が、連続サブチャネルの前記それぞれのグループを識別する、請求項１５に記載のネットワークノード。
【国際調査報告】
2010519850.tif 000073
2010519850.tif 000074
2010519850.tif 000075
2010519850.tif 000076
2010519850.tif 000077
2010519850.tif 000078