(57)【要約】直交ダイレクトシーケンススペクトル拡散技術を用いて、送信において異なるマッピングスキームを適応させる方法およびシステムであって、送信機への入力データは、Ｎ−点離散フーリエ変換（Ｎ−点ＤＦＴ）と、副搬送波マッピングと、Ｍ−点逆離散フーリエ変換（Ｍ−点ＩＤＦＴ）と、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入とのために変調される、複素数の数列へと変換によって拡散される。拡散され、変調されたデータは、受信機に送信され、受信される。そして、受信されたデータは、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）除去と、Ｍ−点離散フーリエ変換（Ｍ−点ＤＦＴ）と、副搬送波デマッピングおよび等化と、Ｎ−点逆離散フーリエ変換（Ｎ−点ＩＤＦＴ）とのために、逆拡散され、復調される。
2010517440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データのハイブリッド副搬送波マッピングのためのシステムであって、
ａ）スプレッダとＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニットとを備えている送信機であって、入力データは、該スプレッダにおいて複素数の数列への変換によって拡散され、次いで変調のために該ＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニットに送られ、該ＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニットは、Ｎ−点離散フーリエ変換（Ｎ−点ＤＦＴ）のためのモジュールまたはサブルーチンと、副搬送波マッピングと、Ｍ−点逆離散フーリエ変換（Ｍ−点ＩＤＦＴ）と、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入とを備えている、送信機と、
ｂ）デスプレッダとＳＣ−ＦＤＭＡ復調ユニットとを備えている受信機であって、受信データは、該ＳＣ−ＦＤＭＡ復調ユニットにおいて復調され、該デスプレッダにおいて逆拡散され、該復調ユニットは、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）除去と、Ｍ−点離散フーリエ変換（Ｍ−点ＤＦＴ）と、副搬送波デマッピングおよび等化と、Ｎ−点逆離散フーリエ変換（Ｎ−点ＩＤＦＴ）とのためのモジュールまたはサブルーチンを備えている、受信機と、
ｃ）データが送信される少なくとも一つのチャネルであって、該送信機によって作動させられる該入力データは、送信データとして該送信機から該少なくとも一つのチャネルを介して送信され、該受信機によって受信される該受信データである、チャネルと
を備えている、システム。
【請求項２】
前記システムは、変調方式および送信ビットレートを現在のチャネルの状況にマッチするように適合させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＳＣ−ＦＤＭＡは、
ａ）Ｎ−点ＤＦＴを実行して、前記入力シンボルの周波数領域表現を生成することと、
ｂ）Ｑｃｏｄｅ値およびＱｆｒｅｑｕｅｎｃｙ値と連携して、副搬送波への該Ｎ−点ＤＦＴ出力の各々をＭ（＞Ｎ）個の直交副搬送波のうちの一つにマッピングすることと、
ｃ）Ｍ−点ＩＤＦＴを実行して、副搬送波振幅を複素時間領域信号に変換することと、
ｄ）各そのような複素時間領域信号を用いて、単一周波数搬送波を変調することと、
ｅ）変調されたシンボルを順次送信することと
によって前記入力データを変調する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
Ｍは、２５６個の副搬送波であり、
Ｎ＝Ｍ／Ｑは、Ｍの整数のマルチプルであり、
Ｑは、シンボルシーケンスの帯域幅拡大率であり、Ｑはまた、Ｑｃｏｄｅ×Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙに等しく、
Ｑｃｏｄｅは、利用可能な符号集合の数を示し、
Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙは、各符号に利用可能な周波数集合の数を示す、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記送信機は、さらに
ａ）マルチパス伝搬に起因するブロック間干渉（ＩＢＩ）を防ぐためのガードタイムを提供するために、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入と呼ばれるシンボルの集合を挿入し、ＣＰは、該ブロックの最後の部分のコピーであって、各ブロックの最初に追加され、
ｂ）帯域外の信号エネルギーを低減するために、パルス整形と呼ばれる線形フィルタリング作用を実行する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＳＣ−ＦＤＭＡ復調ユニットは、
ａ）前記受信データ信号から前記サイクリックプレフィックス（ＣＰ）を除去することと、
ｂ）Ｍ−点ＤＦＴを実行することによって、該受信データ信号を前記周波数領域に変換することと、
ｃ）前記副搬送波をデマッピングすることと、
ｄ）周波数領域等化を実行することと、
ｅ）Ｎ−点ＩＦＤＴを実行することによって、等化されたシンボルを前記時間領域に変換し戻すことと
によって、該受信データを復調する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記データは、ワイヤレスブロードバンド送信である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
ハイブリッド副搬送波マッピングを用いてデータを送信および受信するための方法であって、
ａ）送信機において、
ｉ）入力データを複素数の数列への変換によって拡散することと、
ｉｉ）Ｎ−点ＤＦＴを実行して、該入力シンボルの周波数領域表現を生成することと、
ｉｉｉ）Ｑｃｏｄｅ値およびＱｆｒｅｑｕｅｎｃｙ値と連携して、副搬送波への該Ｎ−点ＤＦＴ出力の各々をＭ（＞Ｎ）個の直交副搬送波のうちの一つにマッピングすることと、
ｉｖ）Ｍ−点ＩＤＦＴを実行して、副搬送波振幅を複素時間領域信号に変換することと、
ｖ）各そのような複素時間領域信号を用いて、単一周波数搬送波を変調することと、
ｖｉ）少なくとも一つのチャネル上を、変調されたシンボルを順次送信することと、および
ｂ）受信機において、
ｉ）該受信データ信号からサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を除去することと、
ｉｉ）Ｍ−点ＤＦＴを実行することによって、該受信データ信号を該周波数領域に変換することと、
ｉｉｉ）該副搬送波をデマッピングすることと、
ｉｖ）周波数領域等化を実行することと、
ｖ）Ｎ−点ＩＦＤＴを実行することによって、等化されたシンボルを該時間領域に変換し戻すことと、
ｉｖ）該受信データ信号を逆拡散することと
のステップを備えている、ハイブリッド副搬送波マッピングを用いる、方法。
【請求項９】
Ｍは、２５６個の副搬送波であり、
Ｎ＝Ｍ／Ｑは、Ｍの整数のマルチプルであり、
Ｑは、シンボルシーケンスの帯域幅拡大率であり、Ｑはまた、Ｑｃｏｄｅ×Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙに等しく、
Ｑｃｏｄｅは、利用可能な符号集合の数を示し、
Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙは、各符号に利用可能な周波数集合の数を示す、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ａ）マルチパス伝搬に起因するブロック間干渉（ＩＢＩ）を防ぐためのガードタイムを提供するために、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入と呼ばれるシンボルの集合を前記入力データに挿入することであって、ＣＰは、ブロックの最後の部分のコピーであって、各ブロックの最初に追加される、ことと、
ｂ）帯域外の信号エネルギーを低減するために、該入力データに基づいてパルス整形と呼ばれる線形フィルタリング作用を実行することと
のステップをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記データは、ワイヤレスブロードバンド送信である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
局所化副搬送波マッピングおよび分散副搬送波マッピングを適応させるための方法およびシステムであって、該システムは、
ａ）送信機と、
ｂ）受信機と
を備え、該方法は、
Ａ）該送信機が、拡散を実行し、該拡散において、二進入力信号は、いくつかの可能な変調方式のうちの一つにおいて複素数の数列ｘｎに変換され、
Ｂ）該システムは、各端末の現在のチャネルの状況にマッチするように、変調方式、およびそれに関して送信ビットレートを適合させ、
Ｃ）該送信機は、次いで変調シンボルｘｎをブロックにグループ分けし、該ブロックの各々は、Ｎ個のシンボルを含み、
Ｄ）ＳＣ−ＦＤＭＡ副搬送波を変調することにおける第一のステップは、Ｎ−点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行して、該入力シンボルの周波数領域表現を生成することであり、
Ｅ）該送信機は、次いでＱｃｏｄｅ値およびＱｆｒｅｑｕｅｎｃｙ値と連携して、該Ｎ個のＤＦＴ出力の各々を、送信され得る該Ｍ（＞Ｎ）個の直交副搬送波のうちの一つにマッピングし、
Ｍの典型的な値は、２５６個の副搬送波であり、
Ｎ＝Ｍ／Ｑは、Ｍの整数のマルチプルであり、
Ｑは、シンボルシーケンスの帯域幅拡大率であり、それによって、すべての端末がブロック当たりＮ個のシンボルを送信する場合には、該システムは、同一チャネル干渉なくＱ個の同時送信を処理し得、
Ｑはまた、Ｑｃｏｄｅ×Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙに等しく、ここでＱｃｏｄｅは利用可能な符号集合の数を示し、Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙは各符号に利用可能な周波数集合の数を示し、該Ｑｃｏｄｅは別個のマッピングスキームにおけるシンボルを識別し、それによって、該副搬送波マッピングの結果は、複素副搬送波振幅の集合であり、
Ｆ）Ｍ−点逆ＤＦＴ（ＩＤＦＴ）は、該副搬送波振幅を複素時間領域信号に変換し、各そのような複素時間領域信号は、次いで単一周波数搬送波を変調し、変調されたシンボルは、最終的に順次送信され、
Ｇ）該受信機は、受信された信号をＭ−点ＤＦＴを介して周波数領域に変換し、該副搬送波をデマッピングし、次いで周波数領域等化を実行し、この等化は、単一搬送波を用いる変調によってもたらされるシンボル間干渉を防ぐために必要であり、
Ｈ）等化されたシンボルは、Ｎ−点ＩＦＤＴを介して時間領域に変換し戻され、検出および復号は、該時間領域において生じる
ステップを包含する、方法。
【請求項１３】
前記データは、ワイヤレスブロードバンド送信である、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の説明）
本特許出願は、２００７年１月２３日に出願された米国仮特許出願第６０／８８６，１８５号に基づき、同出願への優先権を主張し、本明細書においてこれを参照することで援用される。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
１．技術分野
本発明は、概して、単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムにおいて複数のマッピングスキームを適応させる方法およびシステムに関する。本発明は、より具体的には、異なるマッピングスキームを適応させる直交ダイレクトシーケンススペクトル拡散技術の使用に関し、局所化（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）マッピングスキームと分散（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）マッピングスキームとを適応させる単一搬送波符号周波数分割多元接続（ＳＣ−ＣＦＤＭＡ）を構築することの一部として適用されるべき技術に関する。
２．関連分野
現在、いくつかのワイヤレス通信規格は、高いビットレートを達成するために、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）および直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）を用いている。これらのアプローチにおいて、信号は「拡散され」、信号の一部分を並列で送る副搬送波の間に分散される。副搬送波の周波数は、変調されたデータストリームが互いに直交するように選ばれ、その結果としてサブチャネル間の漏話が除去され、搬送波間の保護帯域が必要とされない。受信する端末は、並列で送られた部分を再構成する。図１は、ＯＦＤＭＡシステム内の送信および受信のフローチャートである。ＯＦＤＭシステムおよびＯＦＤＭＡシステムは、高いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）、チャネル内のゼロスペクトルを克服するための適応するまたは符号化されたスキームの必要、および搬送波周波数オフセットへの高い敏感度という問題を有する。
【０００３】
ＳＣ−ＦＤＭＡは、信号についてフーリエ変換を実行することと、次いで信号を並列でなく直列での送信によって送る副搬送波を用いることとによって、ＯＦＤＭシステムおよびＯＦＤＭＡシステムに存在する問題の一部を克服する。送信を受信すると、逆フーリエ変換が実行される。図２は、このプロセスのフローチャートである。ＳＣ−ＦＤＭＡは、ＯＦＤＭおよびＯＦＤＭＡよりも低いＰＡＰＲを提供するが、ＳＣ−ＦＤＭＡの有効性は、使用されるマッピングスキームの選択によって制限される。ＳＣ−ＦＤＭＡシステムが副搬送波を端末間で配分するために、二つのアプローチが存在する。局所化ＳＣ−ＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ）においては、各端末は、そのシンボルを送信するために隣接する搬送波の集合を用いる。こうして、ＬＦＤＭＡ送信の帯域幅は、システムの帯域幅の一部分に限定される。ＬＦＤＭＡが信号帯域の一部分において、副搬送波に各ユーザーを割り当て、そのユーザーが好適な送信特性を有する場合には、ＬＦＤＭＡは、周波数選択のフェージングがある状況で、複数ユーザーのダイバーシティを達成し得る見込みがある。代替のアプローチは分散ＳＣ−ＦＤＭＡであり、端末に割り当てられる副搬送波は、信号帯域全体にわたって拡散される。このアプローチは、情報が信号帯域全体に拡散されるので、周波数選択のフェージングに対してロバストである。分散ＳＣ−ＦＤＭＡの一実現形態は、占有される副搬送波が互いに等距離である交互配置（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）ＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ）である。
【０００４】
図３は、二つのマッピングスキームの比較である。この図においては、三つの端末が存在し、各端末は、全部で１２の副搬送波を有するシステムにおいて、四つの副搬送波でシンボルを送信する。ＬＦＤＭＡに関して、端末１は副搬送波０、１、２、および３を用い、分散スキームにおいて、端末１は副搬送波０、３、６、および９を用いる。
【０００５】
この現行のＳＣ−ＦＤＭＡアプローチは、特定の状況において欠点がある。例えば、従来のＳＣ−ＦＤＭＡは、副搬送波が重なり合い得ないので、同時に異なるモバイルユーザーに対して、すなわち比較的静止したユーザーと高移動度のユーザーとに対して、分散マッピングスキームと局所化マッピングスキームとの両方を効率的に適応させ得ない。
【０００６】
したがって、各スキームの強みを利用するために、局所化マッピングスキームと分散マッピングスキームとの送信を適応させる方法およびシステムの必要がある。また、複数の同時モバイル信号、および比較的静止した信号と高速で移動する信号とを同時に適応させる方法およびシステムの必要がある。本発明が目的とするのは、これらおよび他の必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、局所化副搬送波マッピングと分散副搬送波マッピングとを適応させる方法を提供する。本発明は、直交ダイレクトシーケンススペクトル拡散技術の使用を介して、両方のマッピングを適応させる。
【０００８】
簡潔に言えば、プロセスにおいて、送信機は、拡散を実行し、拡散において、二進入力信号は、いくつかの可能な変調方式のうちの一つにおける複素数の数列ｘｎに変換される。システムは、各端末の現在のチャネル状況にマッチするように、変調形式、およびそれによって送信ビットレートを適合させる。次いで送信機は、変調シンボルｘｎをブロックにグループ分けし、ブロックの各々は、Ｎ個のシンボルを含む。
【０００９】
ＳＣ−ＦＤＭＡ副搬送波を変調する第一のステップは、Ｎ−点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行して、入力シンボルの周波数領域表現を生成することである。送信機は、次いで、Ｑｃｏｄｅ値およびＱｆｒｅｑｕｅｎｃｙ値と連携して、Ｎ−点ＤＦＴ出力の各々を送信され得るＭ（＞Ｎ）個の直交副搬送波のうちの一つにマッピングする。Ｍの典型的な値は、２５６個の副搬送波であり、Ｎ＝Ｍ／Ｑは、Ｍの整数のマルチプルである。Ｑは、シンボルシーケンスの帯域幅拡大率である。すべての端末がブロック当たりＮ個のシンボルを送信する場合には、システムは、同一チャネル干渉なくＱ個の同時送信を処理し得る。Ｑはまた、Ｑｃｏｄｅ×Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙに等しく、ここでＱｃｏｄｅは利用可能な符号集合の数を示し、Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙは各符号に利用可能な周波数集合の数を示す。Ｑｃｏｄｅは、別個のマッピングスキームにおけるシンボルを識別する。副搬送波マッピングの結果は、複素副搬送波振幅の集合である。
【００１０】
Ｍ−点逆ＤＦＴ（ＩＤＦＴ）は、副搬送波振幅を複素時間領域信号に変換する。各々のそのような複素時間領域信号は、次いで単一の周波数搬送波を変調し、変調されたシンボルは、最終的に順次送信される。
【００１１】
受信機は、受信された信号をＭ−点ＤＦＴを介して周波数領域に変換し、副搬送波をデマッピングし、次いで周波数領域等化を実行する。この等化は、単一搬送波を用いる変調によってもたらされるシンボル間干渉を防ぐために必要である。等化されたシンボルは、Ｎ−点ＩＦＤＴを介して時間領域に変換し戻され、検出および復号は、時間領域において生じる。
【００１２】
古いＳＣ−ＦＤＭＡ方法に対する新しい方法の利点は、局所化マッピングスキームと分散マッピングスキームとの共存、およびより高いセル能力とワイヤレスブロードバンド送信能力とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明は、添付の図面との関連で本発明の多様な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することにおいて、より完全に理解され得る。
【図１】図１は、従来技術のＯＦＤＭＡシステムのフローチャートである。
【図２】図２は、従来技術のＳＣ−ＦＤＭＡシステムのフローチャートである。
【図３】図３は、ＳＣ−ＦＤＭＡシステム用の分散マッピングスキームと局所化マッピングスキームとの比較である。
【図４】図４は、本発明の実施形態によるＳＣ−ＣＦＤＭＡシステムのフローチャートである。
【図５】図５は、従来技術と比較した場合の、本発明の適用例である。
【図６】図６は、分散および局所化という、二つの副搬送波マッピングスキームを図示している。
【図７】図７は、副搬送波マッピングスキームである。
【図８】図８は、異なるリソースのスケジューリングスキームに関する全データスループットのチャートであり、ユーザーの総数は６４、チャネル情報フィードバック遅延は３ｍｓである。
【図９】図９は、重なり合う副搬送波によって分散マッピングと局所化マッピングとが共存し得るようなＳＣ−ＦＤＭＡ変調の前における、直交ダイレクトシーケンススペクトル拡散技術の使用を図示している。
【図１０】図１０は、ハイブリッド副搬送波マッピング方法と他の従来の副搬送波マッピング方法との間の全スループットを比較するチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明との比較のための、図１は、従来技術のＯＦＤＭＡシステムのフローチャートであり、図２は、従来技術のＳＣ−ＦＤＭＡシステムのフローチャートである。図３は、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムのための分散マッピングスキームと局所化マッピングスキームとの比較である。
【００１５】
図４は、ＳＣ−ＣＦＤＭＡシステムを介する本発明の実施形態のフローチャートである。プロセスを始めるために、送信機１０は、スプレッダ１２およびＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニット１４を備えている。スプレッダ１２への入力データ５０は、従来の方法で拡散され、二進入力信号は、いくつかの可能な変調形式のうちの一つにおける複素数の数列ｘｎに変換される。システムは、変調形式、およびそれによって送信ビットレートを各端末の現在のチャネルの状態にマッチするように適合させる。拡散データ５２は、次いでＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニット１４に送られる。
【００１６】
送信機は、次いで変調シンボルｘｎをブロックにグループ分けし、ブロックの各々はＮ個のシンボルを含む。ＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニット１４は、Ｎ−点離散フーリエ変換（Ｎ−点ＤＦＴ）１６のためのモジュールまたはサブルーチンと、副搬送波マッピング１８と、Ｍ−点逆離散フーリエ変換（Ｍ−点ＩＤＦＴ）２０と、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入２２とを備えている。ＳＣ−ＦＤＭＡ副搬送波の変調における第一のステップは、Ｎ−点ＤＦＴ１６を実行して、入力シンボルの周波数領域表現を生成することである。送信機１０は、次いで、Ｍ−点ＩＤＦＴ２０によって、以下でさらに論じられるＱｃｏｄｅ値およびＱｆｒｅｑｕｅｎｃｙ値と連携して、副搬送波マッピング１８を用いてＮ−点ＤＦＴ出力の各々を送信され得るＭ（＞Ｎ）個の直交副搬送波のうちの一つにマッピングする。Ｍ−点ＩＤＦＴ２０は、副搬送波振幅を複素時間領域信号に変換する。各々のそのような複素時間領域信号は、次いで単一周波数搬送波を変調し、変調されたシンボルは最終的に逐次送信される。
【００１７】
Ｍの典型的な値は、２５６個の副搬送波であり、Ｎ＝Ｍ／Ｑは、Ｍの整数のマルチプルである。Ｑは、シンボルシーケンスの帯域幅拡大率である。すべての端末がブロックにつきＮ個のシンボルを送信する場合には、システムは、同一チャネル干渉なしにＱ個の同時送信を扱い得る。Ｑはまた、Ｑｃｏｄｅ×Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙに等しく、ここでＱｃｏｄｅは利用可能な符号集合の数を示し、Ｑｆｒｅｑｕｅｎｃｙは各符号に利用可能な周波数集合の数を示す。Ｑｃｏｄｅは、別個のマッピングスキームにおけるシンボルを識別する。副搬送波マッピングの結果は、複素副搬送波振幅の集合である。
【００１８】
送信機１０は、送信の前に二つの他の信号処理作用を実行し得る。それは、マルチパス伝搬に起因するブロック間干渉（ＩＢＩ）を防ぐためのガードタイムを提供するために、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入２２と呼ばれるシンボルの集合を挿入し得る。それはまた、帯域外の信号エネルギーを低減するために、パルス整形と呼ばれる線形フィルタリング作用を実行し得る。一般に、ＣＰは、ブロックの最後の部分のコピーであって、多くの理由で各ブロックの最初で追加される。第一に、ＣＰは、連続するブロックの間のガードタイムとして作用する。ＣＰの長さがチャネルの最大遅延拡散、またはおよそ、チャネルインパルス応答の長さよりも長い場合には、ＩＢＩはない。第二に、ＣＰは、ブロックの最後の部分のコピーであるので、ＣＰは、離散時間直線状畳み込みを離散時間円状畳み込みに変換する。こうして、チャネルを介して伝搬する送信されるデータは、チャネルインパルス応答と送信されるデータブロックとの間の円状畳み込みとしてモデル化され、それは、周波数領域においてＤＦＴ周波数サンプルの点別の倍数である。次いで、チャネルひずみを除去するために、受信された信号のＤＦＴがチャネルインパルス応答のＤＦＴによって点別に単に分割され得るか、またはより高度な周波数領域等化技術が実装され得る。
【００１９】
ＳＣ−ＦＤＭＡ変調ユニット１４から出るデータまたは信号５４は、送信機１０からチャネル６０を介して送信データまたは信号５６として送信される。
【００２０】
受信機７０は、ＳＣ−ＦＤＭＡ復調ユニット７２およびデスプレッダ７４を備えている。復調ユニット７２は、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）除去７６、Ｍ−点離散フーリエ変換（Ｍ−点ＤＦＴ）７８、副搬送波デマッピングおよび等化８０、およびＮ−点逆離散フーリエ変換（Ｎ−点ＩＤＦＴ）８２のためのモジュールまたはサブルーチンを備えている。ＳＣ−ＦＤＭＡ復調ユニット７２は、受信された送信またはデータ信号５６からサイクリックプレフィックス（ＣＰ）７６を除去し、Ｍ−点ＤＦＴ７８を介して信号５６を周波数領域に変換し、副搬送波８０をデマッピングする。副搬送波をデマッピングした後に、受信機７０は、周波数領域等化を実行する。この等化は、単一搬送波を用いる変調によってもたらされるシンボル間干渉を防ぐために必要である。等化されたシンボルは、Ｎ−点ＩＦＤＴ８２を介して時間領域に変換し戻され、復調されたデータ５８となる。
【００２１】
復調されたデータ５８は、デスプレッダ７４において従来の方法で逆拡散され、逆拡散されたデータ６０は、検出され８４、時間領域に復号される。
【００２２】
図５は、同じ数のユーザーに対して占有される副搬送波に関するＳＣ−ＦＤＭＡ先行技術と比較した場合の、本ＳＣ−ＣＦＤＭＡ発明の適用例である。ＳＣ−ＦＤＭＡの実施例は、４人のユーザーに対する分散マッピングを例示している。異なるマッピングによる直交シーケンススペクトル拡散技術の使用を介する、ＳＣ−ＣＦＤＭＡの実施例は、同じ４人のユーザーを適応させるために二つの周波数上で二つの符号を用いる。
【００２３】
単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）は、単一搬送波変調を使用し、周波数領域等化は、ＯＦＤＭＡシステムの性能に同様な性能と、ＯＦＤＭＡシステムの全体的な複雑性と本質的に同一のものとを有する技術である。ＯＦＤＭＡに対する一つの顕著な特徴は、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号が、それの内在する単一搬送波構造ゆえに、より低いＰＡＰＲを有することである。ＳＣ−ＦＤＭＡは、特に、アップリンク通信において、ＯＦＤＭＡに代わる魅力的な代替案として、大きな注目を集めてきたが、アップリンク通信においては、より低いＰＡＰＲが送信力効率の点でモバイル端末に大いに利益を与える。それは、現在、３ＧＰＰ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡ）のＬｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）フェーズにあるアップリンク多元接続スキームに向けた強力な候補である。図１は、ＯＦＤＭＡシステムの送信機および受信機の構成を図示し、図２は、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムの送信機および受信機の構成を図示している。
【００２４】
ＳＣ−ＦＤＭＡシステムの送信機は、二進入力信号を変調された副搬送波のシーケンスに変換する。ブロックは、副搬送波のすべてを一度に送信するために用いられる時間である。送信機は、次いで、各々がＮ個のシンボルを収容するブロックに変調シンボルをグループ分けする。ＳＣ−ＦＤＭＡ副搬送波の変調における第一のステップは、Ｎ−点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行して、入力シンボルの周波数領域表現を生成することである。次いでそれは、Ｎ個のＤＦＴ出力の各々を送信され得るＭ個の直交副搬送波のうちの一つにマッピングする。すべての端末が、ブロック当たりＮ個（Ｍの整数の約数）のシンボルを送信する場合には、システムは、同一チャネル干渉なしに、Ｑ＝Ｍ／ＮであるようなＱ個の同時送信を処理し得る。副搬送波マッピングの結果は、振幅のうちのＮ個がゼロでない複素副搬送波振幅の集合である。ＯＦＤＭＡにおけるように、Ｍ−点逆ＤＦＴ（ＩＤＦＴ）は、副搬送波振幅を複素時間領域信号に変換する。
【００２５】
図６に示されるように、送信のための副搬送波を選ぶ二つの方法がある。分散副搬送波マッピングモードにおいて、入力データのＤＦＴ出力は、用いられていない副搬送波を占有するゼロを有する帯域幅全体にわたって配分され、その一方で連続する副搬送波は、局所化副搬送波マッピングモードにおいて、入力データのＤＦＴ出力によって占有される。ＳＣ−ＦＤＭＡの分散副搬送波マッピングモードは、本明細書では分散ＦＤＭＡ（ＤＦＤＭＡ）と呼ばれ、ＳＣ−ＦＤＭＡの局所化副搬送波マッピングモードは、本明細書では局所化ＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ）と呼ばれる。占有された副搬送波の間が等距離である分散モードに対してＭ＝Ｑ・Ｎの場合は、交互配置ＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ）と呼ばれる。Ｎ＝４、Ｑ＝３およびＭ＝１２についての周波数領域におけるＳＣ−ＦＤＭＡ送信シンボルの実施例が、図７および図３において図示されている。
【００２６】
図８からわかるように、チャネル依存スケジューリング（ＣＤＳ）が適用されるときには、局所化副搬送波マッピングが、低速のユーザーについてはるかに高いスループットを生成する。しかしながら、ＣＤＳを有するＬＦＤＭＡのスループットは、ユーザーが高速で移動するときには、より低くなる。この状況において、分散副搬送波マッピングを用いる静的ラウンドロビンスケジューリングのようなランダムスケジューリングは、オーバーヘッドおよび計算を必要としないので、有利である。かくして、ＣＤＳを有する局所化副搬送波マッピングは、低移動度のユーザーにより有利であり、静的スケジューリングを有するＩＦＤＭＡのような分散副搬送波マッピングは、高移動度のユーザーにより良好である。また、ＩＦＤＭＡは、ＰＡＰＲにおいてさらなる利点を有する。低移動度のユーザーおよび高移動度のユーザーが同時に存在するときには、副搬送波マッピングの両方のタイプを適応させることは、より高いデータ容量およびセル容量につながり得る。
【００２７】
ユーザー間で直交性を維持するためには、副搬送波が重なってはならないので、従来のＳＣ−ＦＤＭＡは、分散マッピングスキームと局所化マッピングスキームとの両方を効率的に適応させることができない。しかしながら、本発明の実施形態に従って、ＳＣ−ＦＤＭＡ変調より前に、直交ダイレクトシーケンススペクトル拡散技術を用いて、図９に図示されるように、両方のマッピングが重なり合う副搬送波とともに共存し得、本発明の単一搬送波符号周波数分割多元接続（ＳＣ−ＣＦＤＭＡ）が結果として生じ、本発明のＳＣ−ＣＦＤＭＡのブロック図が図４に示されている。
【００２８】
図１０は、本発明のハイブリッド副搬送波マッピング方法と、ＣＤＳが適用されるときの他の従来の副搬送波マッピング方法との間で総合計スループットを比較するシミュレーションの結果を図示している。図１０に示されるシミュレーションの結果は、ＩＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ：静的）を用いる高移動度ユーザー向けの静的ラウンドロビンスケジューリングと、ＬＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ：ＣＤＳ）を用いる低移動度ユーザー向けのＣＤＳとともに、ハイブリッドスケジューリングに関するものである。シミュレーションは、６４人の全ユーザーの２０００反復、チャンク当たり１６個の副搬送波、および全部で１６個のチャンクを備えている。より具体的には、副搬送波の総数はＭ＝２５６、チャンクの数はＱ＝１６、チャンク当たりの副搬送波の数はＮ＝１６、ユーザーの総数はＫ＝６４、およびフィードバック遅延は３ｍｓである。低移動度ユーザーは、３ｋｍ／ｈの速度を有し、高移動度ユーザーは、６０ｋｍ／ｈの速度を有する。図１０において、Ｘ−軸上のラベル「Ｘ／Ｙ」は、ユーザーのＸパーセントが低移動度を有し、ユーザーのＹパーセントが高移動度を有することを意味する。明らかに、高移動度ユーザーが全ユーザーのうちの多数である（グラフは「２５／７５」および「５０／５０」とラベルされている）ときには、ハイブリッド副搬送波マッピングスキームは、従来の副搬送波マッピングスキームよりも高いデータスループットを生成する。
【００２９】
好ましい実施形態の上記の詳細な説明および添付の図面は、例示的および説明的な目的のみのために提供されており、包括的であるか、または本発明の範囲および精神を限定するようには意図されていない。実施形態は、本発明の原則およびその実用的な用途を最も良く説明するように選択、記載された。当業者は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に開示された本発明に対して多くの変形が行い得ることを認識する。
【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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【国際調査報告】
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