(57)【要約】  ユーザデバイスが関連する基地局と通信する通信システムが記載される。そのユーザデバイスは、周波数ホッピング技法を用いて、基地局との通信において周波数ダイバーシティを与える。異なるユーザデバイスからの通信間の衝突を低減するための技法、及び使用する周波数ホッピング系列を規定するデータを効率的に通知するための技法が記載される。本発明は、Ｅ−ＵＴＲＡ通信方式のアップリンクにおいて用いるのに特に適している。
2010518654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して別の通信ノードと通信するように動作可能な通信ノードであって、該通信ノードは、
前記通信チャネルの、それぞれＮ個の周波数資源を有する複数の連続するサブ帯域への分割を規定するデータと、
前記周波数資源の初期割当てを規定するデータと、
周波数ホッピング系列に従って、前記初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用し、前記別の通信ノードと情報を通信するために使用する周波数資源を決定するように動作可能である資源決定モジュールであって、前記周波数シフトは、前記サブ帯域の整数に対応する、資源決定モジュールと、
前記決定された周波数資源を用いて、前記別の通信ノードと情報を通信するための手段と、
を備える、通信ノード。
【請求項２】
前記資源決定モジュールは、Ｎの整数倍である周波数シフトを適用するように動作可能である、請求項１に記載の通信ノード。
【請求項３】
１つのサブ帯域内の各周波数資源は、他の各サブ帯域内に対応する周波数資源を有し、前記資源決定モジュールは、前記初期に割り当てられた周波数資源を別のサブ帯域内の対応する周波数資源に動かす周波数シフトを適用するように動作可能である、請求項１又は２に記載の通信ノード。
【請求項４】
前記初期割当てを規定する前記データは、同じサブ帯域内の複数の前記周波数資源の初期割当てを規定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項５】
前記資源決定モジュールは、以下の式に従って、前記初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、
ｙ＝｛ｘ＋ａ（ｔ）Ｎ｝ｍｏｄＮＲＢ
ただし、ＮＲＢは送信帯域内の周波数資源の総数であり、Ｎは各サブ帯域内の連続する周波数資源の数であり、Ｘは前記初期に割り当てられた周波数資源であり、Ｙは前記周波数ホッピングされた前記資源であり、Ｔは時間カウンタであり、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用される周波数ホッピングシフトであり、集合｛０，１，．．．，Ｓ−１｝からの整数であり、Ｓはサブ帯域の数である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項６】
前記資源決定モジュールは、擬似ランダム周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項７】
前記資源決定モジュールは、所定の式を用いて、所与の時点において適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するように動作可能である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項８】
前記資源決定モジュールは、擬似ランダム値を含む式を用いて、所与の時点において適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するように動作可能である、請求項７に記載の通信ノード。
【請求項９】
各時点において前記擬似ランダム値を生成するシフトレジスタ回路を備える、請求項８に記載の通信ノード。
【請求項１０】
前記資源決定モジュールは、以下の式を用いて、所与の時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するように動作可能であり、
ａ（ｔ）＝ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．（Ｓ−１）／２Ｍ］
ただし、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数ホッピングシフトであり、ｍ（ｔ）は時点ｔにおいて前記シフトレジスタ回路によって生成される前記擬似ランダム値であり、Ｓはサブ帯域の数であり、Ｍは前記シフトレジスタ回路内のレジスタの数である、請求項９に記載の通信ノード。
【請求項１１】
前記資源決定モジュールは、以下の式を用いて、所与の時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するように動作可能であり、
ａ（ｔ）＝｛ａ（ｔ−１）＋１＋ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．（Ｓ−１））／２Ｍ］｝ｍｏｄＳ
ただし、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数ホッピングシフトであり、ａ（ｔ−１）は先行する時点ｔ−１において適用された前記周波数ホッピングシフトであり、ｍ（ｔ）は時点ｔにおいて前記シフトレジスタ回路によって生成される前記擬似ランダム値であり、Ｓは前記サブ帯域の数であり、Ｍは前記シフトレジスタ内のレジスタの数である、請求項９に記載の通信ノード。
【請求項１２】
前記通信手段は、前記決定された周波数資源を用いて、前記別の通信ノードに情報を送信するように動作可能である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１３】
前記通信手段は、前記決定された周波数資源を用いて、前記別の通信ノードから情報を受信するように動作可能である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１４】
前記通信ノードは、セルラ電話、個人情報端末、ラップトップコンピュータ、及びウエブブラウザから成る群から選択されることが好ましいユーザデバイスである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１５】
前記通信ノードは基地局である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１６】
複数の他の通信ノードと通信するように動作可能である請求項１５に記載の基地局であって、
該基地局は、前記他の通信ノード毎に前記周波数資源の初期割当てを規定するデータを含み、
前記資源決定モジュールは、前記他の通信ノード毎に前記初期に割り当てられた周波数資源に共通の周波数シフトを適用し、前記他の各通信ノードと情報を通信するために使用するそれぞれの周波数資源を決定するように動作可能であり、
前記通信手段は、前記他の通信ノードのための前記決定された周波数資源を用いて、前記他の通信ノードと情報を通信するように動作可能である、請求項１５に記載の基地局。
【請求項１７】
通信システムであって、
通信ノードと、通信チャネルを介して該通信ノードと通信するように動作可能である複数のユーザデバイスと含み、
前記通信チャネルは、複数の周波数資源を有し、Ｎ個の周波数資源をそれぞれ有する複数の連続するサブ帯域に分割される送信帯域幅を含み、
各ユーザデバイスは、前記通信ノードと通信するために使用する前記周波数資源のそれぞれの初期割り当てを有し、
各ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、該周波数シフトは、前記サブ帯域の整数に対応する、通信システム。
【請求項１８】
前記ユーザデバイスのうちの１つ又は複数は請求項１４に記載のユーザデバイスであり、且つ／又は前記通信ノードは請求項１５又は１６に記載の基地局である、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項１９】
複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して別の通信ノードと通信する通信ノードにおいて実行される方法であって、該通信ノードは、
前記通信チャネルの、Ｎ個の周波数資源をそれぞれ有する複数の連続するサブ帯域への分割を規定すること、
前記周波数資源の初期割当てを規定すること、
周波数ホッピング系列に従って、前記初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用することであって、前記別の通信ノードとデータを通信するために使用する周波数資源を決定し、前記周波数シフトは前記サブ帯域の整数に対応する、適用すること、及び
前記決定された周波数資源を用いて、前記別の通信ノードと情報を通信すること、
を含む、方法。
【請求項２０】
前記適用するステップは、Ｎの整数倍である周波数シフトを適用する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
１つのサブ帯域内の各周波数資源は、他の各サブ帯域において対応する周波数資源を有し、前記適用するステップは、前記初期に割り当てられた周波数資源を、別のサブ帯域内の対応する周波数資源に動かす周波数シフトを適用する、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記初期割当てを規定するステップは、同じサブ帯域内の複数の前記周波数資源の初期割当てを規定する、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記適用するステップは、以下の式に従って、前記初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用し、
ｙ＝｛ｘ＋ａ（ｔ）Ｎ｝ｍｏｄＮＲＢ
ただし、ＮＲＢは送信帯域内の周波数資源の総数であり、Ｎは各サブ帯域内の連続する周波数資源の数であり、ｘは前記初期に割り当てられた周波数資源であり、ｔは時間カウンタであり、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用される周波数ホッピングシフトであり、集合｛０，１，．．．，Ｓ−１｝からの整数値であり、Ｓはサブ帯域の数である、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記適用するステップは、擬似ランダム周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用し、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
所定の式を用いて、所与の時点において適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算することを含む、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
所与の時点において適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するステップは、擬似ランダム値を含む式を用いる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
各時点において前記擬似ランダム値を生成するシフトレジスタ回路を用いることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記動的に計算するステップは、以下の式を用いて、所与の時点ｔにおいて適用されることになる周波数シフトを計算し、
ａ（ｔ）＝ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．Ｓ）／２Ｍ］
ただし、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数ホッピングシフトであり、ｍ（ｔ）は時点ｔにおいて前記シフトレジスタ回路によって生成される擬似ランダム値であり、Ｓはサブ帯域の数であり、Ｍは前記シフトレジスタ回路内のレジスタの数である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記動的に計算するステップは、以下の式を用いて、所与の時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算し、
ａ（ｔ）＝｛ａ（ｔ−１）＋１＋ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．（Ｓ−１））／２Ｍ］｝ｍｏｄＳ
ただし、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用されることになる前記周波数ホッピングシフトであり、ａ（ｔ−１）は先行する時点ｔ−１において適用された前記周波数ホッピングシフトであり、ｍ（ｔ）は時点ｔにおいて前記シフトレジスタ回路によって生成される擬似ランダム値であり、Ｓは前記サブ帯域の数であり、Ｍは前記シフトレジスタ内のレジスタの数である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記通信ステップは、前記決定された周波数資源を用いて、前記別の通信ノードに情報を送信する、請求項１９〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記通信するステップは、前記決定された周波数資源を用いて、前記別の通信ノードから情報を受信する、請求項１９〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
セルラ電話、個人情報端末、ラップトップコンピュータ、及びウエブブラウザから成る群から選択されることが好ましいユーザデバイスにおいて実行される、請求項１９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記方法は基地局において実行される、請求項１９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記基地局は複数の他の通信ノードと通信し、
前記他の通信ノード毎に前記周波数資源の初期割当てを規定すること、及び
前記他の通信ノード毎に前記初期に割り当てられた周波数資源に共通の周波数シフトを適用することであって、前記他の各通信ノードと情報を通信するために用いるそれぞれの周波数資源を決定する、適用すること、
をさらに含み、
前記通信するステップは、前記他の通信ノードのための前記決定された周波数資源を用いて前記他の通信ノードと情報を通信する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
プログラム可能コンピュータデバイスが請求項１９〜３４のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータ実施可能命令を含む、コンピュータ実施可能命令製品。
【請求項３６】
セルラ通信システムであって、
基地局と、複数のユーザデバイスとを含み、
各ユーザデバイスはそれぞれ、複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して前記基地局と通信するように動作可能であり、
前記基地局は、Ａ）前記各ユーザデバイスに前記周波数資源のそれぞれの初期割当てを与え、Ｂ）少なくとも１つのユーザデバイスに、該ユーザデバイスが前記基地局と通信することができる周期的な通信機会を与えるように動作可能であり、
各ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、
前記ユーザデバイスは同じ周波数ホッピング系列を使用し、互いに同期して、任意の時点において、前記ユーザデバイスによって共通の周波数シフトが適用されるようにし、
前記ユーザデバイスによって用いられる前記周波数ホッピング系列は周期的であり、前記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる前記周期的な通信機会の周期性よりも長い周期を有する、セルラ通信システム。
【請求項３７】
前記ユーザデバイスによって用いられる前記周波数ホッピング系列は、前記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる前記周期的な通信機会の周期の５倍よりも長い周期を有する、請求項３６に記載のセルラ通信システム。
【請求項３８】
前記ユーザデバイスによって用いられる前記周波数ホッピング系列は、前記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる前記周期的な通信機会の周期の１０倍よりも長い周期を有する、請求項３６に記載のセルラ通信システム。
【請求項３９】
前記通信チャネルは複数の連続するサブ帯域に分割され、前記ユーザデバイスによって用いられる前記周波数ホッピング系列は、前記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる前記周期的な通信機会の周期に前記サブ帯域の数を乗算した値よりも長い周期を有する、請求項３６に記載のセルラ通信システム。
【請求項４０】
１つのサブ帯域内の各周波数資源は、他の各サブ帯域において対応する周波数資源を有し、各ユーザデバイスは、前記初期に割り当てられた周波数資源を、別のサブ帯域内の対応する周波数資源に動かす周波数シフトを適用するように動作可能である、請求項３９に記載のセルラ通信システム。
【請求項４１】
前記通信チャネルは複数の連続するサブ帯域に分割され、前記ユーザデバイスは、以下の式に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、
ｙ＝｛ｘ＋ａ（ｔ）Ｎ｝ｍｏｄＮＲＢ
ただし、ＮＲＢは送信帯域内の周波数資源の総数であり、Ｎは各サブ帯域内の連続する周波数資源の数であり、ｘは前記初期に割り当てられた周波数資源であり、ｔは時間カウンタであり、ａ（ｔ）は時点ｔにおいて適用される周波数ホッピングシフトであり、集合｛０、１，．．．，Ｓ−１｝からの整数であり、Ｓはサブ帯域の数である、請求項３６〜４０のいずれか一項に記載のセルラ通信システム。
【請求項４２】
前記ユーザデバイスは、擬似ランダム周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能である、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載のセルラ通信システム。
【請求項４３】
前記ユーザデバイスは、所定の式を用いて、所与の時点において適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するように動作可能である、請求項３６〜４２のいずれか一項に記載のセルラ通信システム。
【請求項４４】
前記ユーザデバイスは、擬似ランダム値を含む式を用いて、所与の時点において適用されることになる前記周波数シフトを動的に計算するように動作可能である、請求項４３に記載のセルラ通信システム。
【請求項４５】
各時点において前記擬似ランダム値を生成するためのシフトレジスタ回路を備える、請求項４４に記載のセルラ通信システム。
【請求項４６】
前記シフトレジスタ回路は、Ｍ個のレジスタを有し、長さが２Ｍまでの擬似ランダム値の系列を生成することができ、前記ユーザデバイスは、前記周波数ホッピング系列の周期と同期して、前記シフトレジスタを周期的にリセットするように動作可能である、請求項４５に記載のセルラ通信システム。
【請求項４７】
前記ユーザデバイスは、前記シフトレジスタが所定の数の取り得る初期化状態のうちの１つにリセットされる度に、前記シフトレジスタの初期状態を設定することによって、使用されることになる前記周波数ホッピング系列を制御するように動作可能である、請求項４５に記載のセルラ通信システム。
【請求項４８】
前記基地局は、いずれの初期化状態が各ユーザデバイスによって使用されることになるかを信号通知するように動作可能である、請求項４７に記載のセルラ通信システム。
【請求項４９】
請求項３６〜４８のいずれか一項に記載のシステムを用いることを特徴とする、通信方法。
【請求項５０】
プログラム可能コンピュータデバイスが請求項３６〜４８のいずれか一項に記載のユーザデバイスとして構成されるようにするためのコンピュータ実施可能命令を含むコンピュータ実施可能命令製品。
【請求項５１】
セルラ通信システムであって、
複数の基地局と、複数のユーザデバイスとを含み、
使用時に、各ユーザデバイスが１つの基地局に関連付けられ、複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して、該関連付けられる基地局と通信するように動作可能であり、
各ユーザデバイスは、前記周波数資源のそれぞれの初期割当てを有し、
各ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、
同じ基地局に関連付けられる前記ユーザデバイスは、使用時に、同じ周波数ホッピング系列を使用するように動作可能であり、互いに同期して、任意の時点において、同じ基地局に関連付けられる前記ユーザデバイスによって共通の周波数シフトが適用されるようにし、
使用時に、異なる基地局に関連付けられるユーザデバイスは、異なる周波数ホッピング系列を使用する、セルラ通信システム。
【請求項５２】
複数の基地局と複数のユーザデバイスとの間の通信方法であって、該方法は、
各ユーザデバイスを１つの基地局に関連付けること、
複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して、前記複数のユーザデバイスと前記関連付けられる基地局との間で情報を通信すること、
なお、各ユーザデバイスが前記周波数資源のそれぞれの初期割当てを有し、
各ユーザデバイスにおいて、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用すること、
同じ基地局に関連付けられる全てのユーザデバイスのために同じ周波数ホッピング系列を使用すること、
同じ基地局に関連付けられる前記ユーザデバイスを同期させることであって、任意の時点において、前記適用するステップが、同じ基地局に関連付けられる全てのユーザデバイスのために共通の周波数シフトを使用するようにする、同期させること、及び
異なる基地局に関連付けられるユーザデバイスにおいて異なる周波数ホッピング系列を使用すること、
を含む、複数の基地局と複数のユーザデバイスとの間の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム内での周波数ホッピングに関する。本発明は特に、限定はしないが、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）技法を使用する通信システムのデバイス間での周波数ホッピング情報の効率的なシグナリングに関連する。
【０００２】
この出願は、２００７年２月５日に出願された英国特許出願第０７０２１９０．０号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【背景技術】
【０００３】
３ＧＰＰ（第三世代移動通信システムの将来展開を標準規格の観点から検討している共同プロジェクト）において現在検討されているＥ−ＵＴＲＡ無線インターフェースのためのアップリンク多元接続方式として、送信時間間隔（ＴＴＩ）間周波数ホッピング及び送信時間間隔内周波数ホッピングを用いる局所ＦＤＭＡ（Ｌ−ＦＤＭＡ＋ＦＨ）が選択されている。Ｅ−ＵＴＲＡシステムでは、効率的且つ迅速にリンクを構成できるようにするために、且つ最大のマルチユーザダイバーシティ利得を達成するために、多数のユーザデバイス（ＵＥ）と通信する基地局（ｅＮｏｄｅＢ）が、できる限り多くの人数の間で同時に、全量の時間／周波数資源を割り当てる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような通信システムでは、異なるユーザデバイスにおいて周波数ホッピングを実行する方法、及びユーザデバイスが自らの通信においていずれの資源を使用するかがわかるように、選択された周波数ホッピング方式を各ユーザデバイスに通知する方法を決定する際に問題が生じる。
【０００５】
一態様によれば、本発明は、複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して別の通信ノードと通信するように動作可能である通信ノードを提供し、通信ノードは、周波数ホッピング系列に従って、初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用し、前記別の通信ノードとデータを通信するために使用する周波数資源を決定するように動作可能である資源決定モジュールであって、周波数シフトは、通信チャネルのサブ帯域の整数に対応する、資源決定モジュールを備える。この場合の通信ノードは、移動電話若しくはラップトップコンピュータ等のユーザデバイス、又はセルラ通信ネットワークの基地局とすることができる。
【０００６】
１つの例示的な実施形態では、１つのサブ帯域内の各周波数資源は、他の各サブ帯域内に対応する周波数資源を有し、資源決定モジュールは、初期に割り当てられた周波数資源を別のサブ帯域内の対応する周波数資源に動かす周波数シフトを適用するように動作可能である。
【０００７】
初期割当てが複数の周波数資源を含む場合には、シフトした資源も同じサブ帯域内に存在するように、これらの資源は同じサブ帯域内で連続していることが好ましい。これは、シフトした資源が連続しておらず、且つ異なるサブ帯域内に存在するときに伝送する場合よりも、通信ノードが効率的に情報を伝送できるようになるため好ましい。
【０００８】
１つの例示的な実施形態では、資源決定モジュールは、擬似ランダム周波数ホッピング系列に従って、初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用し、その周波数シフトは、予め計算することができるか、又はそのシフトが適用されることになる時点において、所定の式を用いて動的に計算することができる。そのような式は、得られた周波数ホッピング系列がランダムに見えるように、擬似ランダム値を用いることが好ましい。
【０００９】
１つの例示的な実施形態では、上記の通信ノードが、多数の他の通信ノードと通信する基地局であるとき、そのノードは、上記他の通信ノード毎に周波数資源の初期割当てを規定するデータを保持し、資源決定モジュールは、上記他の通信ノード毎に、初期に割り当てられた周波数資源に共通の周波数シフトを適用して、上記他の各通信ノードと情報を通信するために使用するそれぞれの周波数資源を決定する。
【００１０】
本発明の本態様は、また、通信システムであって、通信ノードと、通信チャネルを介して通信ノードと通信するように動作可能である複数のユーザデバイスと含み、通信チャネルは、複数の周波数資源を有し、Ｎ個の周波数資源をそれぞれ有する複数の連続するサブ帯域に分割される送信帯域幅を含み、各ユーザデバイスは、通信ノードと通信するために使用する周波数資源のそれぞれの初期割り当てを有し、各ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、周波数シフトは、サブ帯域の整数に対応する、通信システムも提供する。
【００１１】
別の異なる態様によれば、セルラ通信システムであって、基地局と、複数のユーザデバイスとを含み、ユーザデバイスはそれぞれ、複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して基地局と通信するように動作可能であり、基地局は、Ａ）各ユーザデバイスに周波数資源のそれぞれの初期割当てを与え、Ｂ）少なくとも１つのユーザデバイスに、ユーザデバイスが基地局と通信することができる周期的な通信機会を与えるように動作可能であり、各ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、ユーザデバイスは同じ周波数ホッピング系列を使用し、互いに同期して、任意の時点において、ユーザデバイスによって共通の周波数シフトが適用されるようにし、ユーザデバイスによって用いられる周波数ホッピング系列は周期的であり、上記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる周期的な通信機会の周期よりも長い周期を有する、セルラ通信システムも提供される。このようにして、周期的な通信機会を有する少なくとも１つのユーザデバイスに、或る程度の周波数ダイバーシティが与えられるであろう。
【００１２】
１つの例示的な実施形態では、その少なくとも１者のユーザは継続的にスケジュールされるユーザであり、他のユーザデバイスのうちの１つ又は複数は、動的にスケジュールされるユーザである。継続的にスケジュールされるいくつかのユーザデバイスが、異なる通信間隔を与えられる場合、周波数ホッピング系列の周期は、最も長い通信間隔よりも長くなるように設定される。
【００１３】
ユーザデバイスによって用いられる周波数ホッピング系列は、上記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる周期的な通信機会の周期の５倍よりも長い周期を有することが好ましく、１０倍よりも長い周期を有することがより好ましい。通信チャネルは複数の連続するサブ帯域に分割され、ユーザデバイスによって用いられる周波数ホッピング系列は、上記少なくとも１つのユーザデバイスに与えられる周期的な通信機会の周期にサブ帯域の数を乗算した値よりも長い周期を有する。
【００１４】
１つの例示的な実施形態では、各ユーザデバイスは、擬似ランダム周波数ホッピング系列に従って、初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用し、その周波数シフトは、予め決めておくことができるか、又は所定の式を用いて動的に計算することができる。そのユーザデバイスは、周波数ホッピング系列がランダムに見えるように、擬似ランダム値を含む式を用いて、所与の時点において適用されることになる周波数シフトを動的に計算することが好ましい。各時点において擬似ランダム値を生成するために、シフトレジスタ回路を用いることができる。１つの例示的な実施形態では、そのシフトレジスタ回路はＭ個のレジスタを有し、長さが２Ｍまでの擬似ランダム値の系列を生成することができ、ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列の周期に同期して、シフトレジスタを周期的にリセットする。シフトレジスタをリセットするときに、所定の数の取り得る初期化状態のうちの１つにリセットされる度に、シフトレジスタの初期状態を設定することによって、ユーザデバイスは使用されることになる周波数ホッピング系列を制御することが好ましい。これにより、同じシフトレジスタ回路が、多数の異なるホッピング系列を生成できるようになる。そのような例示的な実施形態では、基地局は、各ユーザデバイスによって、任意の所与の時刻においていずれの初期化状態が使用されることになるかを、通知することができる。
【００１５】
更なる態様によれば、セルラ通信システムであって、複数の基地局と、複数のユーザデバイスとを含み、使用時に、各ユーザデバイスが１つの基地局に関連付けられ、複数の周波数資源を有する通信チャネルを介して、関連付けられる基地局と通信するように動作可能であり、各ユーザデバイスは、周波数資源のそれぞれの初期割当てを有し、各ユーザデバイスは、周波数ホッピング系列に従って、その初期に割り当てられた周波数資源に周波数シフトを適用するように動作可能であり、同じ基地局に関連付けられるユーザデバイスは、使用時に、同じ周波数ホッピング系列を使用するように動作可能であり、互いに同期して、任意の時点において、同じ基地局に関連付けられるユーザデバイスによって共通の周波数シフトが適用されるようにし、使用時に、異なる基地局に関連付けられるユーザデバイスは、異なる周波数ホッピング系列を使用する、セルラ通信システムが提供される。このようにして、各基地局は、当該基地局に関連付けられるユーザデバイスに与えられる初期資源割当てを制御し、同じ基地局に関連付けられるユーザデバイス間の送信衝突を最小限に抑えることができ、異なる基地局に関連付けられるユーザデバイスにおいて異なる周波数ホッピング系列を用いることによって、セル間衝突も低減することができる。
【００１６】
当業者には理解されるように、本発明は、別個に製造し、販売される場合がある、多数の異なるシステム構成要素に関連することは、また、本発明は、これらの構成要素に及ぶだけでなく、システム全体にも及ぶ。
【００１７】
当業者には理解されるように、上記の態様を、１つの通信システムの中で個別に実施できるか、又は任意の組み合わせにおいて実施できる。１つの通信システムにおいて上記の態様を全て適用する特定の例示的な実施形態を以下に説明する。
【００１８】
本発明のこれらの態様及び種々の他の態様は、一例としてのみ与えられ、添付の図面を参照しながら説明される例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電話網に接続される２つの基地局のうちの１つと通信する多数のユーザ移動（セルラ）電話を含む通信システムを概略的に示す図である。
【図２】Ｅ−ＵＴＲＡ通信システムのサブフレームの構造を示す図である。
【図３】各ユーザ移動電話によって使用されることになる周波数ホッピングを制御するための擬似ランダム２値系列を生成するために用いられるシフトレジスタを示すブロック図である。
【図４】利用可能時間及び周波数資源ブロックのうちの一部が４つの移動電話に割り当てられている方法を示す時間及び周波数プロット図である。
【図５】図１に示される基地局のうちの１つの基地局の主な構成要素を示すブロック図である。
【図６】図１に示される移動電話のうちの１つの移動電話の主な構成要素を示すブロック図である。
【図７】図３と同様のシフトレジスタ構成を示すブロック図である。
【図８】図４と同様に１つのセル内の４つのＵＥ（ユーザデバイス）のためのホッピングパターンを示す時間及び周波数プロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
概説
図１は、移動（セルラ）通信システム１を概略的に示しており、第１のセル４−１内の移動電話３−０、３−１、及び３−２のユーザが第１の基地局５−１及び電話網７を介して他のユーザ（図示せず）と通信することができ、第２のセル４−２内の移動電話３−３、３−４、及び３−５のユーザが第２の基地局５−２及び電話網７を介して他のユーザ（図示せず）と通信することができる。この例示的な実施形態では、基地局５は、ダウンリンク（基地局５から移動電話３）に対して直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）送信技法を使用し、アップリンク（移動電話３から基地局５）に対してＬ−ＦＤＭＡ＋ＦＨ送信技法を使用する。
【００２１】
周波数ホッピングは、干渉平均化及び周波数ダイバーシティを通じてサービス品質の改善を提供するため、アップリンクに対して周波数ホッピングを使用することが選択されている。この例示的な実施形態では、好ましくは以下の要件が満たされるように周波数ホッピング方式が選択される。
【００２２】
同じセル４内のホッピングする移動電話３間に衝突がないこと、
セル間干渉を低減するために、隣接するセル４内でホッピングパターンが異なること：
後続の送信のためのホッピングパターン全体を通じて、１つの移動電話３のために非常に効果的な周波数ダイバーシティが達成されること：
Ｌ−ＦＤＭＡの単一キャリア特性を保持すること（その場合に、割り当てられた周波数資源は、周波数資源の単一の連続するブロックとして与えられる）、
移動電話３にホッピング系列を通知するためのシグナリングオーバーヘッドを最小限に抑えること、且つ
周波数ホッピングが、たとえば、ＶｏＩＰのようなサービスを使用している継続的にスケジュールされる移動電話３、及びＴＴＩ毎にＴＴＩを原則として動的にスケジュールされる移動電話３によって使用されるように設計されること。
【００２３】
時間／周波数資源
この例示的な実施形態では、利用可能な送信帯域が多数のサブ帯域に分割され、各サブ帯域は、連続するブロックに配列される多数の連続するサブキャリアを含む。異なる移動電話３は、そのデータを送信するために、異なる時刻において、１つのサブ帯域内で異なる資源ブロック（サブキャリア）（複数可）を割り当てられる。図２は、それぞれ２つの０．５ｍｓスロット１３−１及び１３−２から成る、１ｍｓ送信時間間隔（ＴＴＩ）１１−１、１１−２の系列を構成するものとして、送信チャネルに関するＥ−ＵＴＲＡの最新の定義を示す。図示されるように、利用可能な送信帯域幅はＳ個のサブ帯域１５−１〜１５−ｓに分割され、各移動電話３は、合意した周波数ホッピング系列に従って、選択されたスロット１３及び選択されたサブ帯域１５内で、そのアップリンクデータを送信するようにスケジュールされる。
【００２４】
２つの異なるタイプ、すなわちＴＴＩ間周波数ホッピング及びＴＴＩ内周波数ホッピングを適用することができる。ＴＴＩ内周波数ホッピングは、割り当てられた周波数資源が１つのＴＴＩ１１から次のＴＴＩに変更されるときに適用され、ＴＴＩ内周波数ホッピングは、割り当てられた周波数資源が１つのスロット１３から次のスロットに変更される場合に適用される。後に説明するこの技法は、ＴＴＩ間周波数ホッピング及びＴＴＩ内周波数ホッピングの双方に適用可能であるが、説明においては、主にＴＴＩ間周波数ホッピングが参照される。
【００２５】
提案される周波数ホッピング方式
この例示的な実施形態において用いられる周波数ホッピング方式は、各移動電話３が、サブ帯域のうちの１つの中で資源ブロック（１つ又は複数の連続するサブキャリアブロック）の初期割当てを与えられることに基づく。これらの初期割当ては基地局５によって割り当てられるため、セル４内の移動電話３のための初期割当て間に衝突がないことを確実にすることができる。その後、これらの初期割当ては、セル４に割り当てられるホッピング系列に従って変更される。任意の時点において適用される変更は、各サブ帯域内の系列の数の整数倍である。結果として、移動端末３に割り当てられる、周波数ホッピングされる資源も、単一のサブ帯域内で、連続する資源ブロックになる。これは、用いられる資源が連続しておらず、且つ同じサブ帯域内に存在しない場合よりも、移動電話３によって用いられる電力増幅器（図示せず）を効率的にすることができるため有益である。この利点を保持するために、ホッピングする移動電話３のための最大限許容可能な連続する割当ては、１つのサブ帯域内の資源ブロックの数に対応することになる。
【００２６】
数学的には、この例示的な実施形態において用いられる周波数ホッピング方式は、以下のように定義することができる。
【００２７】
ｙ＝｛ｘ＋ａ（ｔ）Ｎ｝ｍｏｄＮＲＢ                    式１
ただし、ＮＲＢは送信帯域内の資源ブロックの総数であり、Ｎは各サブ帯域内の連続する資源ブロックの数であり、ｘは移動電話に割り当てられる初期資源ブロックであり、ｙは周波数ホッピングされる資源ブロックであり、ｔは基地局５と移動電話３との間で同期しているＴＴＩ（又はスロット）カウンタであり、ａ（ｔ）は現在の周波数ホッピングシフトであり、集合｛０，１，．．．，Ｓ−１｝からの整数値であり、Ｓはサブ帯域の数である。
【００２８】
図３は、各ユーザ移動電話によって使用されることになる周波数ホッピングを制御するための擬似ランダム２値系列を生成するために使用されるシフトレジスタを示す。図３のシフトレジスタについては後に説明する。
【００２９】
図４は、４つの移動電話（ＭＴ）の場合の、上記のように生成することができるホッピングパターンを示しており、ＭＴ１〜ＭＴ３はそれぞれ１つの資源ブロックを割り当てられ、一方、ＭＴ４は２つの資源ブロックを割り当てられる。この例では、ａ（ｔ）は、ＴＴＩ＃０、ＴＴＩ＃１、ＴＴＩ＃２、及びＴＴＩ＃ｎに対してそれぞれ０、２、Ｓ−１、及び１の値を有する。
【００３０】
連続する資源ブロックをアップリンクのために割り当てることができると共に、ユーザ装置（移動電話３等）に通知することができる方法は、TSG-RAN R1-070364「Uplink Resource Allocation for EUTRA」（NEC Group, NTT DoCoMo）において既に提案されており、その内容は参照により本明細書に援用される。移動電話３が２つ以上の資源ブロック（ｘ）を割り当てられる場合には、割り当てられる資源ブロック毎に上記の計算が実行されることは当業者には理解されよう。
【００３１】
この例示的な実施形態では、ＮＲＢ、Ｎ、及びＳは準静的なシステム定数であり、移動電話３及び基地局５の中に予めプログラムされる。いかなる所与の時刻においても、割り当てられる資源ブロックｘは同じセル４内の移動電話３毎に異なる。しかしながら、任意の時点におけるａ（ｔ）の値は、同じセル４内の全ての移動電話３に対して共通であり、その値は、所定のホッピング系列に従って変更される。そのホッピング系列は、以下の特性を有することが好ましい。
【００３２】
１．セル間干渉をランダムにするために、異なるセル４ではホッピング系列も異なるべきである、
２．ホッピング系列を生成しやすくすべきである（基地局５及び移動電話３内の計算負荷を最小限に抑えるため）、
３．ホッピング系列は少数のパラメータによって規定されるべきである（シグナリング負荷を最小限に抑えるため）、且つ
４．ホッピング系列は周期的であり、その周期Ｔは継続的にスケジュールされるユーザの送信間隔よりもはるかに長くすべきである（そうでない場合には、送信間隔がａ（ｔ）の周期に等しいというリスクがあり、その場合には、周波数ダイバーシティがなくなる）。
【００３３】
ホッピングする移動電話３の場合に、いくつかのＴＴＩが別に設定される場合には、ホッピングシフトａ（ｔ）は、それらのＴＴＩにおいてのみ適用されることになる。動的にスケジュールされる移動電話３はそれでも、ホッピングする移動電話３によって占有されない任意の資源ブロックにおいて、そのような「ホッピングするＴＴＩ」の中でスケジュールされ得る。
【００３４】
移動電話３及び基地局５においてａ（ｔ）を生成する多数の異なる方法がある。１つの実現可能な方法は、擬似ランダム系列を使用し、Ｔ個のＴＴＩ（又はスロット）毎に系列をリセットすることである。このようにして、多数の系列を容易に生成することができ、系列番号を効率的に通知することができる。たとえば、長さ２０４７の擬似ランダム２値系列（ＰＲＢＳ）を生成する、図３に示されるシフトレジスタ構成１７について考察する。シフトレジスタ１７の状態は、ＴＴＩ（又はスロット）毎に更新される。時刻ｔにおける１１ビットシフトレジスタ値がｍ（ｔ）によって表される場合には、範囲０〜Ｓ−１内の擬似ランダム値を、たとえば、以下のように計算することができる。
【００３５】
ａ（ｔ）＝ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．Ｓ）／２０４８］        式２
ただし、ｆｌｏｏｒ［ｒ］はフロア関数であり、すなわち、ｒ以下の最も大きな整数である。
【００３６】
この計算は、乗算及びビットシフトを用いて容易に実行される。Ｔ＝２５６ＴＴＩ（又はスロット）毎にシフトレジスタをリセットすることによって、異なる初期状態を用いて、８つの異なる系列を生成することができる。より具体的には、図３に示されるシフトレジスタ１７は、本発明においてｓ（０）〜ｓ（２０４６）とラベル付けすることができる２０４７の状態を一巡する。それらのレジスタが２５６ＴＴＩ（又はスロット）毎にリセットされているため、そのレジスタは、その２０４７の取り得る状態のうちの２５６の状態しか循環しない。それゆえ、シフトレジスタ１７を単に異なる初期状態において開始することによって、同じシフトレジスタ１７を用いて、異なるａ（ｔ）系列を生成することができる。たとえば、シフトレジスタ１７を初期状態ｓ（０）に設定することによって、第１のａ（ｔ）系列を規定することができ、シフトレジスタ１７を初期状態ｓ（２５６）に設定することによって、第２のａ（ｔ）系列を規定することができ、シフトレジスタ１７を初期状態ｓ（５１２）に設定することによって、第３のａ（ｔ）系列を規定することができ、それ以降も同様である。その際、異なるセル４内の基地局５及び移動電話３に、異なる系列を割り当てることができ、それにより、異なるセル４内の２つの移動電話３が全く同じ周波数ホッピングパターンに従うことが起こり得る可能性、ひいては、その１００％の時間において衝突するという可能性が避けられる。所与のセル４内の移動電話３は初期状態を通知されることができるが、これは、１１ビットのシグナリングオーバーヘッドを必要とする。それゆえ、この例示的な実施形態では、全ての初期状態が移動電話３の中に予めプログラムされ、１つのセル内の移動電話３によって用いられることになる適切な初期状態は、関連する系列識別子（それは、８つの異なる系列を有する上記の例の場合に、３ビット識別子になる）を用いて、移動電話３に通知される。
【００３７】
基地局
図５は、この例示的な実施形態において用いられる各基地局５の主な構成要素を示すブロック図である。図示されるように、各基地局５はトランシーバ回路２１を備えており、それは、１つ又は複数のアンテナ２３を介して、移動電話３に信号を送信すると共に移動電話３から信号を受信するように動作可能であり、さらに、ネットワークインターフェース２５を介して、電話網７に信号を送信すると共に電話網７から信号を受信するように動作可能である。トランシーバ回路２１の動作は、メモリ２９内に格納されるソフトウエアに従って、コントローラ２７によって制御される。この例示的な実施形態では、メモリ２９内のソフトウエアは、中でも、オペレーティングシステム３１、資源割当てモジュール３３、及び資源決定モジュール３４を含む（それらのモジュールは、オペレーティングシステム３１の一部を形成することもある）。
【００３８】
資源割当てモジュール３３は、基地局５と通信している各移動電話３によって使用されることになる初期資源ブロック（ｘ）を割り当てるために動作可能である。この初期資源割当ては、ユーザデバイスによって送信されることになるデータのタイプ及び量によって決まる。定期的ではあるが、少量のデータしか送信することができないサービスに加入しているユーザの場合、資源割当てモジュール３３は、繰返し、又は周期的に、適切な資源ブロックを割り当てる。たとえば、ＶｏＩＰサービスの場合、この結果として、ユーザは２０ｍｓ毎に資源ブロックを割り当てられることができる。このタイプの割当ては、継続的割当てと呼ばれる。大量のデータを送信することになるユーザの場合、資源割当てモジュールは、ユーザの移動電話３と基地局５との間の現在のチャネル状態を考慮に入れて、動的に適切な資源ブロックを割り当てる。このタイプの割当てを、動的割当てと呼ぶ。
【００３９】
資源決定モジュール３４は、各移動電話３が、そのデータを基地局５に送信するために使用することになる実際の周波数資源を決定するために設けられる。資源決定モジュール３４は、決定された周波数資源を用いて、トランシーバ回路２１の動作を制御して、各移動電話３から受信されるデータを再生し、必要に応じて電話網７に転送することができるようにする。これを達成するために、資源決定モジュール３４は、上記のシフトレジスタ１７−５及びＴＴＩ（又はスロット）カウンタ（ｔ）３５を実現し（これらの構成要素は、コントローラ２７内にハードウエアとして実装することもできる）、それにより、上記の式１及び式２、ならびに資源割当てモジュール３３によって行なわれる初期割当てを用いて、各時点において各移動電話３によって、いずれの資源ブロック（複数可）が実際に用いられることになるかを追跡することができる。この例示的な実施形態では、資源決定モジュール３４は、電話網７から系列識別子を受信し、そのシフトレジスタ１７−５に適用されることになる初期状態を特定する。資源決定モジュール３４は、その系列識別子を用いて、対応する初期状態をメモリから取り出し、その後、それを用いて、シフトレジスタ１７−５の初期状態を設定する。また、資源決定モジュール３４は、受信した系列識別子を、そのセル４内の全ての移動電話３に通知する。また、資源決定モジュール３４は、同期データを送信して、移動電話３内のＴＴＩ（又はスロット）カウンタを、自らのＴＴＩ（又はスロット）カウンタ３５と同期させて、周波数ホッピング系列（ａ（ｔ））を適用する際に、基地局５及び移動電話３が同期を保持できるようにする。
【００４０】
移動電話
図６は、図１に示される各移動電話３の主要構成要素を概略的に示す。図に示されるように、移動電話３は、１つ又は複数のアンテナ７３を介して、基地局５と信号を送受信するように動作可能である送受信回路７１を備える。図に示されるように、移動電話３はコントローラ７５も備える。このコントローラは、移動電話３の動作を制御し、送受信回路７１に、さらにはスピーカ７７、マイクロフォン７９、ディスプレイ８１及びキーパッド８３に接続される。コントローラ７５は、メモリ８５に格納されるソフトウエア命令に従って動作する。図に示されるように、これらのソフトウエア命令は、特に、オペレーティングシステム８７及び資源決定モジュール８９を含む。この例示的な実施形態では、資源決定モジュール８９は、上述の１１ビットシフトレジスタ１７−３及びＴＴＩ（又はスロット）カウンタ９１を含む。
【００４１】
動作時に、資源決定モジュール８９は、共通のシグナリングチャネルにおいて、基地局５によって送信される、セル４のための系列識別子を受信する。資源決定モジュール８９は、この系列識別子を用いて、シフトレジスタ１７−３に適用されることになる対応する初期状態をメモリから取り出す。また、資源決定モジュール８９は、そのＴＴＩ（又はスロット）カウンタ９１を基地局５内の対応するカウンタ３５に同期させるための同期データを受信する。この例示的な実施形態では、移動電話３は、最初に基地局５と関係する時刻において、この情報を受信する。また、資源決定モジュール８９は、初期に割り当てられた資源を特定する資源割当てデータｘと、それらの資源が移動電話３に割り当てられたＴＴＩ１１及び／又はスロット１３とを受信する。継続的にスケジュールされる移動電話３の場合、この資源割当てデータは、割り当てられたＴＴＩ又はスロット間の周期を規定することができ、移動電話３はＹ個のＴＴＩ（又はスロット）毎に資源ブロックｘを割り当てられるようになる。この場合、割当てが変更されることになるとき、又は割当てが変更されることになる度に、資源割当てデータだけが送信されなければならない。動的にスケジュールされるユーザの場合、それぞれスケジュールされて送信される前に、資源割当てデータが送信されなければならない。
【００４２】
資源決定モジュール８９がデータを受信し、シフトレジスタ１７−３及びカウンタ９１ならびに資源割当てデータを初期化すると、資源決定モジュールは、式１及び式２を用いて、スケジュールされたＴＴＩ（又はスロット）においてアップリンク送信のために使用する実際の資源ブロック（複数可）を決定する。その後、この情報は、それに応じて、トランシーバ回路７１の動作を制御するために用いられる。
【００４３】
変更形態及び代替形態
詳細な例示的な実施形態について上述した。本明細書において具現される本発明からの利益を依然として享受しながら、上記の例示的な実施形態に対する多数の変更形態及び代替形態を実施できることは、当業者には理解されよう。例示にすぎないが、ここで、多数のこれらの代替形態及び変更形態を説明する。
【００４４】
上記の例示的な実施形態では、式１において用いられることになるａ（ｔ）の値を生成するために、式２が用いられた。ａ（ｔ）の一連の値が常に異なるのを確実にするために、必要に応じて、以下のようにこの計算をわずかに変更することができる。
【００４５】
ａ（ｔ）＝｛ａ（ｔ−１）＋１＋ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．（Ｓ−１））／２Ｍ］｝ｍｏｄＳ                                                    式３
ただし、ａ（０）＝０であり、Ｍはシフトレジスタ１７のレジスタの数である。
【００４６】
別の実現可能な方法は、以下のように、系列０、１、．．．、Ｓ−１を繰返しサンプリングすることによってａ（ｔ）を生成することである。
【００４７】
ａ（ｔ）＝ｋｔｍｏｄＳ          ｔ＝０〜Ｔ−１
ただし、ｋは、Ｓと互いに素である整数である。この場合、ｋの異なる値は異なる系列を生成する。しかしながら、結果として生成される系列は周期的であり、周期Ｓを有することになるため、その周期が継続的にスケジュールされるユーザの送信間隔よりもはるかに長いという所望の要件を満たす可能性は低い。
【００４８】
上記の例示的な実施形態では、基地局５は、シフトレジスタ１７−５に適用されることになる初期状態を特定する系列識別子を電話網７から受信した。初期状態のこの割当ては、そのネットワークの場合に決めておくことができるか、定期的に、又は周期的に変更することができる。変更される場合には、基地局５は、共通のシグナリングチャネルにおいて新たな初期状態（又は状態識別子）をブロードキャストし、それに応じて、移動電話３がそのシフトレジスタ１７−３を更新できるようにすることが好ましい。１つの例示的な実施形態では、基地局５は、使用する初期状態をランダムに選択するように構成されることがある。この場合には、２つの隣接するセル４が同じホッピング系列を使用することになる可能性があるが、その系列を定期的に、又は周期的に変更することによって、結果として生じるいかなるセル間干渉も長く続かないようにすることができる。
【００４９】
上記の例示的な実施形態では、適切な周波数ホッピング系列を生成する際に、１１ビットシフトレジスタが用いられた。代わりに、それよりも長いか、又は短いシフトレジスタを用いることもできることは、当業者には理解されよう。同様に、シフトレジスタから得ることができる異なる系列の数も変更することができ、８である必要はない。所与の長さのシフトレジスタの場合に、それから導出することができる系列の数と、それらの系列の周期（Ｔ）との間にトレードオフがあることは、当業者には理解されよう。系列の長さは、継続的にスケジュールされる任意のユーザの送信間隔よりも、少なくとも５倍長いことが好ましく、１０倍以上長いことがさらに好ましい。全てのユーザに最大の周波数ダイバーシティを確保するために、系列の長さは、最大送信間隔の長さにサブ帯域の数（Ｓ）を乗算した値に対応すべきである。
【００５０】
上記の例示的な実施形態では、上記の周波数ホッピング技法が利用される、移動電話に基づく通信システムが説明された。当業者には理解されるように、複数の資源ブロックを使用する任意の通信システムにおいて、これらの周波数ホッピング技法の多くを利用することができる。詳細には、電磁信号又は音響信号のいずれかを用いてデータを搬送する有線又は無線系通信システムにおいて、これらの周波数ホッピング技法の多くを用いることができる。一般的な場合には、基地局及び移動電話は、互いに通信する通信ノードと見なすことができる。上述の周波数ホッピング技法は、アップリンクデータの場合にだけ、又はダウンリンクデータの場合にだけ、又はダウンリンク及びアップリンクの双方のデータの場合に用いられることがある。他の通信ノードは、たとえば、個人情報端末、ラップトップコンピュータ、ウエブブラウザ等のユーザデバイスを含むことがある。
【００５１】
上記の例示的な実施形態では、多数のソフトウエアモジュールが説明された。それらのソフトウエアモジュールは、コンパイルされた形で、又はコンパイルされていない形で提供されることがあり、コンピュータネットワーク上又は記録媒体上の信号として、基地局又は移動電話に供給され得ることは、当業者には理解されよう。さらに、これらのソフトウエアの一部又は全てによって実行される機能は、１つ又は複数の専用のハードウエア回路を用いて実行され得る。しかしながら、ソフトウエアであれば基地局５及び移動電話３を更新するのが容易であるため、その機能を更新するためには、ソフトウエアモジュールを使用することが好ましい。
【００５２】
上記の例示的な実施形態では、通信チャネル内の資源ブロックの総数、サブ帯域の数、及び各サブ帯域内の資源ブロックの数のような特定のシステム定数が、移動電話及び基地局の中にプログラムされた。この情報は、これらのデバイス上で実行されるソフトウエア命令の中に直にプログラムされ得ることがあるか、又は時間と共に変更することができるソフトウエア入力とすることができる。いずれの場合でも、移動電話及び基地局は、これらのシステム定数を直接的に、又は間接的に規定するデータ（ソフトウエア又は入力）を含む。たとえば、ＮＲＢ及びＳの値からＮを如何に導出することができるかを規定するデータと共に、これらの値を直に規定するデータを格納することができる。
【００５３】
以下の内容は、現在提案されている３ＧＰＰ  ＬＴＥ標準規格において本発明を実施することができる方法を詳細に説明するもためある。種々の特徴が、不可欠であるか、又は必要であるものとして説明されるが、これは、たとえば、提案される３ＧＰＰ  ＬＴＥ標準規格によって課せられる他の要件に起因して、その標準規格の場合にしか当てはまり得ない。それゆえ、ここで述べられることは、多少なりとも本発明を限定するものと解釈されるべきではない。以下の説明は、ＵＴＲＡＮのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）において用いられる用語を使用する。たとえば、基地局はｅＮｏｄｅＢと呼ばれ、ユーザデバイスはＵＥと呼ばれる。
【００５４】
１．はじめに
ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１＃４６ｂｉｓの検討中に、ＥＵＴＲＡアップリンクのために、ＴＴＩ間周波数ホッピング及びＴＴＩ内周波数ホッピングを用いる局所ＦＤＭＡ（Ｌ−ＦＤＭＡ＋ＦＨ）が用いられることになると決定された。しかしながら、ＥＵＴＲＡアップリンクが対応することができる周波数ホッピングパターンの種類については全く検討されていなかった。
【００５５】
この提案において、本発明人は、Ｌ−ＦＤＭＡアップリンクの場合の効率的なホッピングパターンを選択するために用いることができるいくつかの要件をまとめ、アップリンクのために適している周波数ホッピング方式を提案する。
【００５６】
２．周波数ホッピングパターンのための要件
周波数ホッピングは、干渉平均化及び周波数ダイバーシティを通じて、サービス品質の改善を提供することがよく知られている。しかしながら、周波数ホッピングは、システム毎に調整される必要がある。以下の要件は、ＬＴＥシステムに適用可能である［５−６］。
【００５７】
同じセル内でホッピングするＵＥ間に衝突がないこと、
セル間干渉を低減するために、隣接するセル内でホッピングパターンが異なること、
後続の送信のためのホッピングパターン全体を通じて、１つのＵＥのために非常に効果的な周波数ダイバーシティが達成されること、
Ｌ−ＦＤＭＡのシングルキャリア特性を保持すること、
特定の、又は共通のホッピング系列をＵＥに通知するためのシグナリングオーバーヘッドが可能な限り小さく抑えられるべきであること、
周波数ホッピングが、継続的にスケジュールされるＵＥ（たとえば、ＶｏＩＰサービス）、及び高速ＵＥのために意図された小さなサイズのパケットのために設計されるべきであること。
【００５８】
３．周波数ホッピング方式
ＮＲＢを、全帯域幅内の資源ブロック（ＲＢ）の総数とする。帯域幅がＳ個のサブ帯域に分割され、各サブ帯域はＮ＝ＮＲＢ／Ｓ個の連続するＲＢから成るものとする。
【００５９】
１つのＵＥが１つのＲＢｘを割り当てられる場合には、ＴＴＩ（又はスロット）番号ｔにおいて送信するために実際に用いられるＲＢは以下のようになるものと理解されたい。
【００６０】
ｙ＝ｘ＋ａ（ｔ）ＮｍｏｄＮＲＢ
ただし、ｔはｅＮｏｄｅＢとＵＥとの間で同期しているＴＴＩ（又はスロット）カウンタであり、ａ（ｔ）は集合｛０，１，．．．，Ｓ−１｝からの値である。１つのＵＥが２つ以上のＲＢを割り当てられる場合には、割り当てられるＲＢ毎に、上記の計算が実行される。割り当てられた全てのＲＢが連続しており、且つＳ個のサブ帯域のうちの１つの中に含まれるものとすると、周波数ホッピングシフトａ（ｆ）を適用した後であっても、単一キャリア特性が保持される。したがって、ホッピングするＵＥのための最も長い許容可能な連続する割当てがＮ個のＲＢということになる。割り当てられる連続資源割当てのシグナリングは、［７］において既に提案されている。周期的な系列ａ（ｔ）は、セル内の全てのＵＥに対して共通であり、以下の特性を有するべきである。
【００６１】
５．セル間干渉をランダムにするために、異なるセルでは、当該系列も異なるべきである。
【００６２】
６．当該系列を生成しやすくすべきである（ｅＮｏｄｅＢ及びＵＥの計算負荷を最小限に抑えるため）。
【００６３】
７．当該系列は少数のパラメータによって規定されるべきである（シグナリング負荷を最小限に抑えるため）。
【００６４】
８．当該系列の周期Ｔは、継続的にスケジュールされるユーザの送信間隔よりもはるかに長くすべきである（そうでない場合には、送信間隔がａ（ｔ）の周期に等しいというリスクがあり、その場合には、周波数ダイバーシティはない）。
【００６５】
いくつかのＴＴＩが、ホッピングするＵＥに対して別に設定される場合には、ホッピングシフトａ（ｔ）は、それらのＴＴＩにおいてのみ適用されることになる。動的にスケジュールされるＵＥはそれでも、ホッピングするＵＥによって占有されない任意のＲＢにおいて、そのような「ホッピングするＴＴＩ」の中でスケジュールされることができる。
【００６６】
１つの実現可能な方法は、擬似ランダム系列を使用してａ（ｔ）を生成し、Ｔ個のＴＴＩ（又はスロット）毎に系列をリセットすることである。このようにして、多数の系列を容易に生成することができ、系列番号を効率的に通知することができる。たとえば、図７に示されており、長さ２０４７の擬似ランダム２値系列（ＰＲＢＳ）を生成する、シフトレジスタ構成について考察する。
【００６７】
シフトレジスタ状態は、ＴＴＩ（又はスロット）毎に更新される。ｍ（ｔ）が、時刻ｔにおける１１ビットシフトレジスタ値を表すものとする。範囲０〜Ｓ−１内の擬似ランダム値を、以下のように求めることができる。
【００６８】
ａ（ｔ）＝ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．Ｓ）／２０４８］
この計算は、乗算及びビットシフトを用いて容易に実行される。シフトレジスタをＴ＝２５６ＴＴＩ（又はスロット）毎にリセットすることによって、異なる初期状態を用いて、８個の異なる系列を生成することができる。シフトレジスタが長いほど、多くの系列を、且つ／又は長い周期Ｔを生成できることは明らかである。これらの異なる系列も、異なるセルに割り当てることができる。
【００６９】
ａ（ｔ）の一連の値が常に異なるのを確実にするために、必要に応じて、以下のように、この計算をわずかに変更することができる。
【００７０】
ａ（ｔ）＝｛ａ（ｔ−１）＋１＋ｆｌｏｏｒ［（ｍ（ｔ）．（Ｓ−１））／２０４８］｝ｍｏｄＳ
ただし、ａ（０）＝０である。
【００７１】
図８は、４つのＵＥの場合のホッピングパターンを示す。ただし、ＵＥ１〜ＵＥ３はそれぞれ１ＲＢを割り当てられ、一方、ＵＥ４は２ＲＢを割り当てられる。この例では、ａ（ｔ）は、ＴＴＩ＃０、ＴＴＩ＃１、ＴＴＩ＃２、及びＴＴＩ＃ｎに対してそれぞれ０、２、Ｓ−１、及び１の値を有する。
【００７２】
４．結論
この提案は、Ｌ−ＦＤＭＡアップリンクのための効率的なホッピングパターンを選択するためのいくつかの要件を概説する。さらに、ホッピングするＵＥ間の衝突を回避し、同時に、他のセル間干渉を緩和する、Ｌ−ＦＤＭＡのためのホッピングパターンを生成するための方法が記載されている。
【００７３】
それゆえ、本発明では、Ｅ−ＵＴＲＡアップリンクのために採用されることになるような周波数ホッピング方式を提案する。
【００７４】
５．参考文献
［１］TSG-RAN WG1#47, R1-063319「Persistent Scheduling in E-UTRA」（NTT DoCoMo, NEC Group）
［２］TSG-RAN WG1 LTE AdHoc, R1-060099「Persistent Scheduling for E-UTRA」（Ericsson）
［３］TSG-RAN WG1#47, R1-063275「Discussion on control signaling for persistent scheduling of VoIP」（Samsung）
［４］TSG-RAN WG1#44, R1-060604「Performance Comparison of Distributed FDMA and Localised FDMA with Frequency Hopping for EUTRA Uplink」（NEC Group）
［５］TSG-RAN WG1#46Bis, R1-062761「Performance of D-FDMA and L-FDMA with Frequency Hopping for EUTRA Uplink」（NEC Group, NTT DoCoMo）
［６］TSG-RAN WG1#46Bis, R1-062851「Frequency hopping for E-UTRA Uplink」（Ericsson）
［７］R1-070364「Uplink Resource Allocation for EUTRA」（NEC Group, NTT DoCoMo）
以上、その例示的な実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更することができる。
【００７５】
この出願は、２００７年２月５日に出願された英国特許出願第０７０２１９０．０号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【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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【国際調査報告】
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