(57)【要約】  マルチキャリア信号を送信する方法及び送信装置であって、リソーススペースが複数のサブバンドに分割され、各サブバンドが複数のサブキャリアを含むように、サブバンド毎にフィルタリングすることにより信号を生成し、一つのサブバンド内の複数のサブキャリアは、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルの内の一つであるシンボルを伝送するサブキャリアと、いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアを含む。
2018506867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア信号の送信方法であって、
前記信号は、リソーススペースが複数のサブバンドに分割され、各サブバンドが複数のサブキャリアを含むように、サブバンド毎にフィルタリングすることにより生成され、
一つのサブバンド内の前記複数のサブキャリアは、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルの内の一つであるシンボルを伝送するサブキャリアと、いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアを含み、
前記いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアは、前記サブバンドの端部に配置され、
前記複数のサブバンドのそれぞれの始端と末端は、リソースグリッド上にそろえられ、
前記リソースグリッドは、前記リソーススペースの複数の連続したリソースブロックで形成され、時不変であり、
各リソースブロックは、二以上の予め定められた数のサブキャリアにより構成されている、送信方法。
【請求項２】
前記シンボルがサブキャリアにマッピングされる前に、前記シンボルにトランスフォームプリコーディングが適用される請求項１記載の送信方法。
【請求項３】
前記トランスフォームプリコーディングが離散フーリエ変換である請求項２記載の送信方法。
【請求項４】
前記複数のサブバンドのバンド幅は、前記マルチキャリア信号を生成する際に適用されるフィルタの通過帯域幅により決定される請求項１乃至３のいずれか記載の送信方法。
【請求項５】
前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアは、前記サブバンドの一部の中に位置するように配置され、
前記サブバンドの前記一部の一方の境界は前記サブバンドの端部に一致し、前記サブバンドの前記一部の他の境界は前記サブバンドの二つの端部の内側に位置する請求項１乃至４のいずれか記載の送信方法。
【請求項６】
前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数、又は前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアが配置される前記サブバンドの部分は、帯域外干渉の抑制が必要な範囲を示す一つ又は複数のパラメータに基づいて動的に選択される請求項１乃至５のいずれか記載の送信方法。
【請求項７】
前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアは、前記サブバンドの上端部のみ、前記サブバンドの下端部のみ、又は前記サブバンドの上端部及び下端部の両方に配置される請求項１乃至６のいずれか記載の送信方法。
【請求項８】
送信装置と受信装置との間で送信が行われ、
前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数及び／又は配置は、変調・符号化方式、適用するフィルタの特性、又は前記受信装置における前記送信の電力と他の送信の電力との関係の内のいずれか一つ以上のパラメータに従って決定され、
前記パラメータは前記送信装置及び前記受信装置にとって既知であるか、又は前記パラメータの内のいくつか又はすべてが前記送信装置と前記受信装置の間でシグナリングされる請求項１乃至７のいずれか記載の送信方法。
【請求項９】
第一の装置から第二の装置に向けて送信が発生し、
前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数は前記第二の装置から前記第一の装置に向けてシグナリングされる請求項１乃至８のいずれか記載の送信方法。
【請求項１０】
一つのコードワード内の情報ビットの数を示すトランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）は、ＴＢＳインデックス、物理リソース又は物理リソースブロックの数、及びいずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数に従って決定される請求項１乃至９のいずれか記載の送信方法。
【請求項１１】
レートマッチングアルゴリズムは、レートマッチングにより得られるコードビットの数から、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数に従ったコードビットの数を減じることで、コードビットの数を調整する請求項１乃至１０のいずれか記載の送信方法。
【請求項１２】
前記シンボルを伝送するサブキャリアは、パイロットシンボル及び／又は制御情報を伝送するサブキャリアを含み、
パイロットシンボル及び／又は制御情報が前記いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアで伝送されるのを避けるように、パイロットシンボル及び／又は制御情報をマッピングするか若しくはパイロットシンボル及び／又は制御情報のグリッドをずらすことにより、又は、
いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアで伝送されるパイロットシンボル及び／又は制御情報をキャンセルすることにより、
パイロットシンボル及び／又は制御情報をスケジューリングするように、フレーム構造が調整される請求項１乃至１１のいずれか記載の送信方法。
【請求項１３】
マルチキャリア信号を送信する送信装置であって、
前記信号を、リソーススペースが複数のサブバンドに分割され、各サブバンドが複数のサブキャリアを含むように、サブバンド毎にフィルタリングすることにより生成するモジュールを含み、
一つのサブバンド内の前記複数のサブキャリアは、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルの内の一つであるシンボルを伝送するサブキャリアと、いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアを含み、
前記いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアは、前記サブバンドの端部に配置され、
前記複数のサブバンドのそれぞれの始端と末端は、リソースグリッド上にそろえられ、
前記リソースグリッドは、前記リソーススペースの複数の連続したリソースブロックで形成され、時不変であり、
各リソースブロックは、二以上の予め定められた数のサブキャリアにより構成されている、送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、マルチキャリア信号を送信するための方法及び装置であって、リソーススペース（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｓｐａｃｅ）が複数のサブバンドに分割され、各サブバンドが複数のサブキャリアを含むように、信号がサブバンド毎にフィルタリングされることにより生成されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、サブキャリア（ＳＣ）間隔及びシンボル期間等のすべてのパラメータがシステム内で一定であり、かつ、すべてのユーザからの信号受信が完全に同期されている場合には、マルチユーザのシナリオで好ましい特性を示している。ＬＴＥにおいてこの同期受信は、かなりの量のシグナリングを必要とするいわゆるタイミングアドバンスにより達成できる。例えばマシン型通信（ＭＴＣ）トラヒック等の将来的な応用にとっては、同期のためのこのオーバーヘッドはあまりにも非効率であり、従って完全な同期は保証されないことが予想される。さらに、５Ｇにより一つの帯域内でサポートされる多様なアプリケーションはさまざまな要件を有することが予想され、一つの固定されたＳＣ間隔では不十分となり得る。このような場合では、ＯＦＤＭはもはや直交ではなくなり、高い帯域外（ＯＯＢ）輻射が隣接するユーザに深刻な干渉を招く。ユーザ間にいわゆるガードＳＣがあれば干渉を低減させることはできるが、ＯＦＤＭのスペクトルにより、多数のガードＳＣが必要となり、著しい効率低下を招く。
【０００３】
図３に、異なるユーザのサブバンド間にガードバンド（複数のガードＳＣを含む）を追加している様子を示す。従来のＯＦＤＭ通信では、干渉を低減又は除去するためには、広いガードバンド（つまり多数のガードＳＣ）が必要であり、その結果、全体としてリソース効率の低下を招く。
【０００４】
したがって、ＯＦＤＭは前述の要件に対する最良の解決策ではなく、新しい波形が必要となりそうである。一つの選択肢として、フィルタリングされたＯＦＤＭ（ｆ−ＯＦＤＭ）があり、それは、全体のシステム帯域が複数のサブバンドに分割され、各サブバンドをそれぞれフィルタリングすることで、帯域外輻射を最小化するものである。
【０００５】
図２は、ＯＦＤＭ通信とｆ−ＯＦＤＭ通信の波形の違いを示しており、フィルタリングにより、隣接ユーザのサブバンドにおいて通信の干渉になり得る帯域外輻射が、著しく低下している。
【０００６】
フィルタの設計によって必要なガードＳＣの数はＯＦＤＭに比べて著しく低減できるが、ガードＳＣをすべての状況において完全になくすことはできないであろう。従来の通信技術における報告によると、干渉を低減するために要するガードＳＣの数は、隣接ユーザ間の受信電力差、ＭＣＳ及びフィルタ形状等のパラメータに依存する。従って、ガードＳＣの数はユーザ毎にフレキシブルに割り当てられるべきである。
【０００７】
図３に示すように、ｆ−ＯＦＤＭは一般的に、干渉を低減又は除去するのに、通常のＯＦＤＭより狭いガードサブバンド（つまり、より少ないガードＳＣ）で十分である。
【０００８】
ｆ−ＯＦＤＭを用いてユーザ毎にフレキシブルな数のガードＳＣを提案する従来の技術は、ガードＳＣをフィルタの通過帯域幅の外側に追加することを想定している。ここで「フィルタの通過帯域幅」とは、通過帯域幅に関連するフィルタ設計に使われるパラメータを指し、一般的に知られている３ｄＢバンド幅には限定されない。このことは図４に示されている。図４の上部には、従来のｆ−ＯＦＤＭ通信について示されており、この図において複数のサブバンドのバンド幅は、マルチキャリア信号を生成する際に適用したフィルタの通過帯域幅により決められている。これにより得られる信号は、端部が上昇又は下降する点線で示されている。通信に用いられるサブキャリアは、ガードサブバンドにより離間されたブロックとして示されている。図４の上部は、従来のｆ−ＯＦＤＭ通信におけるガードサブバンドがフィルタの通過帯域幅で決定されるサブバンドの外側に位置することを示している。
【０００９】
複数のサブバンドの間に追加のガードサブバンドを配置するためにサブバンドの位置を移動することはすでに提案されている。このような提案は例えば、「Ｊ．Ｌｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｂｌｏｃｋ  Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ＯＦＤＭ  ｆｏｒ  ｆｕｔｕｒｅ  ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ  ａｇｉｌｅ  ａｎｄ  ｐｏｗｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ２０１３」や「Ｊ．Ａｂｄｏｌｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ＯＦＤＭ：  Ａ  Ｎｅｗ  Ｗａｖｅｆｏｒｍ  ｆｏｒ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ＳＰＡＷＣ  ２０１５」に記載されている。干渉という観点からはこれらも有効な解決となるが、規則的なリソースグリッドが破壊されることになる。このことは図５に示されている。図５の左側には、規則的なＬＴＥリソースグリッドが示されており、右側には、フィルタの帯域幅と同じ帯域幅を持つ複数のサブバンドの間に、近隣ユーザからのＯＯＢ輻射を避けるためにフレキシブルな幅を持つガードバンドが割り込んでいる様子を示している。図５には、サブバンドの境界が、規則的なリソースグリッドに追従していないことが示されている。これは、送信に用いられるサブバンドの境界及びガードサブバンドの境界が、グリッドにより予め決められた境界に一致しないことを意味し、その結果、グリッド構造に従って規定され、標準化されている制御、パイロットその他の通信手順が利用できなくなることを意味する。
【００１０】
このことは、システムにおけるリソース配置及びシグナリングの再設計や、スケジューリングをより複雑にする等のいくつかの問題を引き起こす。そのため、ユーザ間の干渉を低減しつつ、規則的なリソースグリッドを維持することが望まれている。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の一実施形態では、マルチキャリア信号の送信方法であって、その信号は、リソーススペースが複数のサブバンドに分割され、各サブバンドが複数のサブキャリアを含むように、サブバンド毎にフィルタリングすることにより生成され、一つのサブバンド内の複数のサブキャリアは、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルの内の一つであるシンボルを伝送するサブキャリアと、いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアを含む送信方法を提供する。
【００１２】
この送信方法においては、いずれのシンボルの伝送にも使われない一つ以上のサブキャリアにより、あるサブバンドとそれに隣接するサブバンドを分離するためのガードバンド又はガードサブキャリアをサブバンドの外側に置くことなしに、そのサブバンドによる通信と、隣接するサブバンドによる通信との間の帯域外輻射を低減できるという効果がある。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、シンボルがマルチキャリア信号のサブキャリアにマッピングされる前に、そのシンボルにトランスフォームプリコーディングを適用する、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法においては、時間領域での送信信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）が低いものとなり、このことにより電力増幅器の使用量が改善され、その結果カバレジが改善する。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、シンボルがサブキャリアにマッピングされる前に実施されるトランスフォームプリコーディングが離散フーリエ変換である、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法では、サブバンドごとの追加のフィルタリングによって、既存のシングルキャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭＡ）変調が直接的に拡張され、その結果、ＰＡＰＲ特性が改善され得る。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、複数のサブバンドのそれぞれの始端と末端がリソースグリッド上にそろえられ、そのリソースグリッドがリソーススペースの複数の連続したリソースブロックで形成され、時不変であり、各リソースブロックが二以上の予め定められた数のサブキャリアにより構成されている、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
【００１６】
この送信方法では、同一のリソースグリッド上で他の送信方法と共存でき、そのリソースグリッド上ですでに利用可能で、すでに標準化されているかもしれないシグナリング構造が、この実施形態により提供される通信技術により、共有及び再利用され得る。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、複数のサブバンドのバンド幅が、マルチキャリア信号を生成する際に適用されるフィルタの通過帯域幅により決定される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法は、フィルタリングされたＯＦＤＭによる送信方式に特に適する。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、いずれのシンボルの伝送にも使われない一つ以上のサブキャリアがサブバンドの端部に配置される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法では、帯域外輻射がそのサブバンドの端部で低減される。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアがサブバンドの一部の中に位置するように配置され、そのサブバンドの一部の一方の境界はサブバンドの端部に一致し、他方の境界はサブバンドの二つの端部の内側に位置する、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
【００２０】
この送信方法では、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルの伝送に寄与するサブキャリアの配置を帯域外輻射が低減するように最適化しつつ、帯域外輻射をこのサブバンドの端部で低減でき、その結果リソーススペースの使用効率が改善される。
【００２１】
本発明の他の実施形態では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数、又はいずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアが配置されるサブバンドの部分が、帯域外干渉の抑制が必要な範囲を示す一つ以上のパラメータに基づいて動的に選択される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
【００２２】
この送信方法では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数が、フレキシブルに選択でき、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数が最少に維持できる。その結果、リソーススペースの使用効率を改善できる。
【００２３】
本発明の他の実施形態では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアは、サブバンドの上端部のみ若しくはサブバンドの上端部を境界とする一つの範囲の内側のみに配置されるか、サブバンドの下端部のみ若しくはサブバンドの下端部を境界とする一つの範囲の内側のみに配置されるか、又はサブバンドの上端部及び下端部の両方若しくはサブバンドの上端部及び下端部をそれぞれ境界とする二つの範囲の内側にそれぞれに配置される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法では、サブバンドの帯域外輻射が一方又は両方の端部で低減する。
【００２４】
本発明の他の実施形態では、送信装置と受信装置との間で通信が行われ、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数及び／又は配置は、変調・符号化方式、適用するフィルタの特性、又は受信装置における前記送信の電力と他の送信の電力との関係の内のいずれか一つ以上のパラメータに従って決定される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
【００２５】
この送信方法では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数は、一部、通信相手により定義された特性及びパラメータを考慮して選択される。従って、帯域外干渉の低減及び回避の効果を信頼性良く確保しつつ、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数を少なく維持できる。
【００２６】
本発明の他の実施形態では、００２４段落で述べたマルチキャリア信号の送信方法において、パラメータが送信装置及び受信装置にとって既知である場合について述べる。
この送信方法では、送信装置と受信装置との間でパラメータをシグナリングする必要がなく、パラメータは予め決められており、規格に従って定義され得る。
【００２７】
本発明の他の実施形態では、００２４段落で述べたマルチキャリア信号の送信方法において、パラメータの内のいくつか又はすべてが前記送信装置と前記受信装置の間でシグナリングされる場合について述べる。
この送信方法では、常に最悪ケースの干渉場面を想定したパラメータを採用するのではなく、送信装置及び／又は受信装置で決定されるその時のリソース配置と伝送特性に従って、パラメータを動的に定義できる。事実上、パラメータは徐々に適合され、その結果、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアによって帯域外干渉を効率よく低減及び回避しつつ、利用可能な通信リソースの使用効率を改善できる。
【００２８】
本発明の他の実施形態では、第一の装置から第二の装置に向けて通信が発生し、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数が第二の装置から第一の装置に向けてシグナリングされる、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。そのシグナリングは、物理層シグナリング又はＭＡＣ層好シグナリングが好ましい。
【００２９】
この送信方法では、いずれのシンボルの伝送にも使われず、帯域外輻射の低減又は回避に使われるサブキャリアの数が、受信装置により制御され得る。この受信装置は例えば、基地局や他の無線ネットワーク装置のような同時に発生する通信を知り得る装置であればよい。
【００３０】
本発明の他の実施形態では、一つのコードワード内の情報ビットの数を示すトランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）が、ＴＢＳインデックス、物理リソース又は物理リソースブロックの数、及びいずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数に従って決定される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数を考慮してＴＢＳサイズを選択できる。
【００３１】
本発明の他の実施形態では、レートマッチングアルゴリズムが、レートマッチングにより得られるコードビットの数から、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数に従ったコードビットの数を減じることで、コードビットの数を調整する、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法では、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアの数に従ったコードビットの数を減じるので、伝送されるコードビットが既存のレートマッチングアルゴリズムを簡単に調整することにより非常に効率的に決定され得る。
【００３２】
本発明の他の実施形態では、シンボルを伝送するサブキャリアがパイロットシンボル及び／又は制御情報を伝送するサブキャリアを含み、パイロットシンボル及び／又は制御情報がいずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアで伝送されるのを避けるように、パイロットシンボル及び／又は制御情報をマッピングするか若しくは、パイロットシンボル及び／又は制御情報のグリッドをずらすことにより、又は、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアで伝送されるパイロットシンボル及び／又は制御情報をキャンセルすることにより、パイロットシンボル及び／又は制御情報をスケジューリングするように、フレーム構造が調整される、マルチキャリア信号の送信方法を提供する。
この送信方法では、パイロットシンボル及び／又は制御情報を伝送するサブキャリアが、いずれのシンボルの伝送にも使われないサブキャリアが存在する中でも信頼性良く伝送される。
【００３３】
本発明の他の実施形態では、マルチキャリア信号を送信する送信装置であって、前記信号を、リソーススペースが複数のサブバンドに分割され、各サブバンドが複数のサブキャリアを含むように、サブバンド毎にフィルタリングすることにより信号を生成するモジュールを含み、一つのサブバンド内の複数のサブキャリアは、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルの内の一つであるシンボルを伝送するサブキャリアと、いずれのシンボルの伝送にも使われない１つ以上のサブキャリアを含む、マルチキャリア信号の送信装置を提供する。
【００３４】
本発明の他の実施形態では、本明細書で述べられたマルチキャリア信号の送信方法を実施するよう適合されたマルチキャリア信号の送信装置を提供する。この送信装置では、本明細書で詳細に述べられたマルチキャリア信号の送信方法における効果と同一の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】送受信装置におけるｆ−ＯＦＤＭ通信方式の概要を示すブロック図である。
【図２】いくつかのＭＴＣ装置の中の二つからの通信リソースへの非同期なアクセスの例を示す。
【図３】ＯＦＤＭ通信及びｆ−ＯＦＤＭ通信において、異なるユーザによって使用されているサブバンド間でのガードサブバンドの付加の概念を示す。
【図４】従来のｆ−ＯＦＤＭ通信技術における、ガードキャリアの挿入によるサブバンドの移動の様子と、本発明の一実施形態における、ｆ−ＯＦＤＭ通信のサブバンドと、サブバンドの内側にガードサブキャリアが配置されている様子を示す。
【図５】ＬＴＥにおけるリソースグリッドと、従来のガードバンドを含むｆ−ＯＦＤＭ通信方式におけるリソースグリッドの例を示す。
【図６】ＬＴＥにおけるリソースグリッドと、本発明の一実施形態に係るガードバンドを含むｆ−ＯＦＤＭ通信方式におけるリソースグリッドの例を示す。
【図７】本発明の一実施形態におけるｆ−ＯＦＤＭ通信において、一定数のガードサブキャリアにより分離された複数のサブバンドによる複数の送信装置からの通信を示す。
【図８】本発明の一実施形態におけるｆ−ＯＦＤＭ通信において、マッピングテーブル（ａ）〜（ｅ）で定義された数のガードサブキャリアにより分離された複数のサブバンドによる複数の送信装置からの通信を示す。
【図９】基地局による複数の送信装置への、各送信装置により使用されるガードサブキャリアの数に関するシグナリングの様子を示す。
【図１０】トランスポートブロックのサイズを特定するテーブルであって、ガードサブキャリアの可能な数を示す列により補正されるテーブルを示す。
【図１１】ガードＳＣをパンクチャリング及び挿入する新しい工程を含むレートマッチングアルゴリズムの概略図を示す。
【図１２】制御チャネル、パイロット及びデータシンボルが配置されたリソースブロックであって、ガードサブキャリアの導入により、ガードサブキャリアと重なる部分のパイロットシンボルと制御チャネルのシンボルが減少している様子を示す。
【図１３】制御シンボル、パイロットシンボル及びデータシンボルが配置されたリソースブロックであって、ガードサブキャリアが導入されてもガードサブキャリアと重なる部分のパイロットシンボルと制御チャネルのシンボルが維持されている様子を示す。
【図１４】制御シンボル、パイロットシンボル及びデータシンボルが配置されたリソースブロックであって、ガードサブキャリアの部分にはパイロットシンボルと制御チャネルのシンボルが配置されていない様子を示す。
【図１５】制御シンボル、パイロットシンボル及びデータシンボルが配置されたリソースブロックであって、ガードサブキャリアに用いられるサブキャリアの数だけパイロットシンボルと制御チャネルのシンボルのグリッドが移動されている様子を示す。
【図１６】トランスフォームプリコーディングが追加されている送受信装置におけるｆ−ＯＦＤＭ通信機構の概要を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
まず、本明細書で使用される用語の定義を下記リストで示す。
ＣＲＳ：セル固有参照信号（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌ）
ＤＬ：ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）
ＭＣＳ：変調・符号化方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｉｎｇ  ｓｃｈｅｍｅ）
ＭＴＣ：マシン型通信（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｙｐｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）
ＯＦＤＭ：直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）
ＯＯＢ：帯域外（ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｎｄ）
ＰＡＰＲ：ピーク対平均電力比（ｐｅａｋ−ｔｏ−ａｖｅｒａｇｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）
ＰＳＤ：パワースペクトル密度（ｐｏｗｅｒ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）
ＰＲＢ：物理リソースブロック（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｂｌｏｃｋ）
ＳＢ：サブバンド（ｓｕｂｂａｎｄ）
ＳＣ：サブキャリア（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）
ＴＢＳ：トランスポートブロックサイズ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｂｌｏｃｋ  ｓｉｚｅ）
ＵＬ：アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）
【００３７】
本発明に係る技術は、フィルタリングがサブバンド毎になされている、フィルタリングされたＯＦＤＭ（ｆ−ＯＦＤＭ）及びＳＣ−ＯＦＤＭに関する。
図１は、送信装置及び受信装置におけるｆ−ＯＦＤＭ通信方式の概要を示す。
【００３８】
本発明の一の実施例では、マルチキャリア信号の伝送方法が示されている。信号は、リソーススペースが複数のサブバンドに分割され、各サブバンドは複数のサブキャリアを含むように、サブバンド毎にフィルタリングされることにより生成される。一つのサブバンド内のサブキャリアはシンボルを伝送するサブキャリアを含む。ここで、各シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、制御シンボル又はその他のシンボルのいずれかである。本発明の一の実施例では、一つのサブバンドの中に、どのシンボルの伝送にも使用されないサブキャリアが一つ以上ある。
【００３９】
この方法では、ガードサブキャリア（シンボルを伝送しないサブキャリア）がサブバンドの内側に配置されているので、帯域外干渉を低減できると共に、リソースの規則的なグリッド構造が維持できるという効果がある。この方法では、もし使用されるガードサブキャリアの数が変わっても、例えばフィルタ通過帯域幅によって定義されるサブバンドが、周波数軸上の規則的な配置において維持される。サブバンド内のサブキャリアをガードサブキャリアとして使用することによって、使用されるガードサブキャリアの数がリソースグリッドに影響を与えなくなり、このことにより、ガードサブキャリアの数にかかわらず変化しない、時不変（ｔｉｍｅ−ｉｎｖａｒｉａｎｔ）のリソースグリッドを形成することができる。
【００４０】
本発明の実施例は、規則的なリソースグリッドを維持しつつサブバンド間の干渉を低減することを目的としたガードサブキャリアの配置に関する。目的は、ＬＴＥ  ＰＲＢグリッドと同様の規則的なリソースグリッドを維持しつつ、干渉状況に応じてフレキシブルな数のガードサブキャリアを各サブバンドの端部に配置することである。
【００４１】
ＬＴＥ  ＰＲＢグリッドのような規則的な構造の場合、簡単にシグナリングでき、ＬＴＥで使われている安定したシグナリング手順を再利用できる。もしこの規則的な構造が崩れると、いくつかの手順（例えばスケジューリングや制御シグナリング等）がとても複雑なものになる。さらに、異なるサブバンドに配置されたユーザが独立には扱えなくなる。
【００４２】
しかしながらフィルタリングされたＯＦＤＭにおいては、ユーザ間の干渉を所定のしきい値以下に維持するためには、サブバンドフィルタのフィルタ特性や、隣接ユーザのＭＣＳ、他のユーザの電力等のいくつかのファクタに依存した数のガードＳＣが配置されなければならない。ガードＳＣの数は、上述の基準に依存して変化するので、この数は異なるサブバンドで同一時刻において、異なるものになり得る。
【００４３】
これまで、異なる側面を考慮したガードＳＣの数の最適化にフォーカスした研究活動がなされてきた。しかしながら、規則的なリソースグリッドを維持するために取り組む課題を考慮した研究については、この研究により、例えばＬＴＥにおけるような規則的なリソースグリッド構造と同じくらい、全体システム及びシグナリングが簡単に維持され得るという利点が提供されるにもかかわらず、いまだなされていない。このため、データＳＣとガードＳＣの配置に関しては、注意深く考慮されていない。
【００４４】
本明細書で述べられている実施例に係る発明は、所定の数のＳＣをガードＳＣとして通過帯域の内側に配置することで、これらの要件を達成している。ここでガードＳＣとはデータを伝送しないＳＣを意味する。通過帯域幅は常に、周波数領域における最小のスケジューリング粒度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）である予め決められた数（例えばＬＴＥにおいては１ＰＲＢに対して１２ＳＣ）の倍数である。この帯域幅は、割り当てられたＰＲＢの数に合わせることができ、必要なガードＳＣはこの割り当てられた複数のＰＲＢの内部に置かれる。従来のリソースグリッドは有効に残っている。各サブバンドの端部にガードバンドを収容するため、各サブバンド内の使用可能なサブキャリアは減少する。新たなｆ−ＯＦＤＭ関連のパラメータ（例えばガードＳＣの数）は少ししか必要としないので、このパラメータをシグナリングしてフレキシブルなガードバンド配置をすることは可能である。ガードＳＣの数は、背景技術において説明したアプローチと同じであり、その配置だけが異なるので、スペクトル効率は背景技術において説明したアプローチと同様である。
【００４５】
図４の下部の図は、本発明の一実施例にかかるガードサブキャリアの位置を示し、同図の上部に示され上記で説明した従来のｆ−ＯＦＤＭ通信におけるガードサブバンドの位置と対比されている。得られる信号は点線で示されており、フィルタの通過帯域幅で決定される第一の信号と第二の信号のサブバンドがすぐ隣り合わせになるように、第一の信号の下降する端部は第二の信号の上昇する端部と重なっている。これらのガードＳＣは、フィルタの通過帯域幅で決定される各サブバンドの内側に含まれている。
【００４６】
図６は、図５に示され背景技術において説明した従来例と比較して、この原理を示している。図６の左側にはＬＴＥにおける規則的なリソースグリッドが示されており、右側に、本発明の一実施例におけるガードサブキャリアを含むｆ−ＯＦＤＭ通信方式にそのリソースグリッドを用いた例が示されている。
【００４７】
リソースグリッドは通常複数のサブバンドに分割されている。図６に示される各サブバンドは連続した周波数レンジをカバーしている。隣接しているサブバンド同士は、すぐ隣の周波数レンジをカバーしている。
【００４８】
各サブバンドは複数の隣接したサブキャリアを含む。そのため、一つのサブバンドを構成する複数のサブキャリアは通常、予め決められた数のサブキャリアの整数倍となっている。サブキャリアはシンボルの伝送に用いる。ここでシンボルとは、データシンボル、パイロットシンボル又は制御シンボルのいずれかである。しかしながらサブキャリアの中にはどのシンボルの伝送にも用いられないものがある。どのシンボルの伝送にも用いられないサブキャリアは、他のユーザに割り当てられた隣接するサブキャリアへの干渉を引き起こす帯域外輻射の問題の解決に用いられるので、ガードサブキャリアと呼ばれる。本明細書中で用いられる「ガードサブキャリア」という用語は、限定的な意味で理解されるべきではなく、単にどのシンボルの伝送にも用いられないサブキャリアのことを意味する。
【００４９】
サブバンドのガードサブキャリアは、典型的にはサブバンドの片方または両方の端部に配置される。ガードサブキャリアはサブバンドの中の一部に置かれ、その一部のサブバンドの一方の境界はそのサブバンドの端部と一致し、他方の境界はそのサブバンドの二つの端部の内側に位置する。図６において、サブバンドは、リソースグリッドの一つ以上の隣接するブロックにまたがって伸びている。例えば、図６の右側の中段のサブバンドは、一人のユーザに割り当てられており、少なくとも三つのリソースブロックに伸びている。リソースグリッドの下段に示されるサブバンドは、一つのリソースブロックに伸びるものと、二つのリソースブロックに伸びるものがある。
【００５０】
ガードサブキャリアの数と、そのガードサブキャリアが配置されるサブバンドの一部の位置は、一つ以上のパラメータを基に動的に選択される。ガードサブキャリアの位置と数に関するその他の特徴は、以下に述べられている。図６では複数のガードバンドが異なる幅で示されており、これは、各ガードバンドに異なる数のガードサブキャリアがあることを示している。特定のサブバンドにおいては、そのサブバンドのスペクトルの左端部と右端部に配置されているガードバンドが同じサイズ、すなわち同じ数のサブキャリアを有している。これは例えば、図６の右側のグリッドにおける、上段左側のサブバンドと下段左側のサブバンドのケースである。一方、そのグリッドの上段真中のサブバンドは、異なる幅の二つのガードサブバンドを含んでおり、これはすなわち、それぞれ異なる数のガードサブキャリアを有している。
【００５１】
サブバンド内のガードサブキャリアの配置についてはいくつかの選択肢がある。すなわち、ガードサブキャリアは、サブバンドの上端部か又はその上端部を一つの境界とする範囲の内側のみに配置されてもよい。または、ガードサブキャリアは、サブバンドの下端部か又はその下端部を一つの境界とする範囲の内側のみに配置されてもよい。または、ガードサブキャリアは、サブバンドの上端部及び下端部か又はそれら上端部及び下端部をそれぞれ一つの境界とする二つの範囲の内側に配置されてもよい。図６の右側では、ガードサブキャリアがサブバンドのスペクトルの右縁及び右端部のみに配置されているグリッドの下段右側を除き、ガードバンドはサブバンドの左右の境界に配置されている。
【００５２】
ガードサブキャリアの数は、図７に示す通り、定数ｃであってもよい。また、ガードサブキャリアの数は、図８及び９に示す通り、異なるサブバンドに対して異なる変数であってもよい。
【００５３】
ここで説明する送信（通信）方法は、送信装置と受信装置との間で行われる送信（通信）に使われるものであって、送信装置側で実行される方法である。ガードサブキャリアの数と位置は一つ又は複数のパラメータにより決定される。そのパラメータには、変調・符号化方式、適用するフィルタの特性、又は受信装置における上記送信の電力と他の送信の電力との関係が含まれる。図８の上部には、３つのＵＥが異なるサブバンドで基地局と通信している様子を示している。フィルタの通過帯域幅で定義されるサブバンドは、ガードサブキャリアを含む。例えば、左側のサブバンドで通信しているユーザ（白）の右端部にはｘ個のガードサブキャリアが配置されており、真中のサブバンドで通信しているユーザ（斜線）の左端部と右端部にはそれぞれｙ個とｚ個のガードサブキャリアが配置されており、右側のサブバンドで通信しているユーザ（ドット）の左端部にはｘ個のガードサブキャリアが配置されている。さらに、図８の下部には、マッピングテーブル（ａ）〜（ｅ）が示されている。これらにより、異なるパラメータに従ってサブバンドの中のガードサブキャリアの数が決定できる。テーブル（ａ）では、ＭＣＳ（変調・符号化方式）に従ってガードサブキャリアの数を決定できる。テーブル（ｂ）では、スペクトル特性（すなわち適用されるフィルタの特性）に従ってガードサブキャリアの数を決定できる。テーブル（ｃ）では、電力分布、すなわち受信装置における送信の電力と他の送信（例えば隣接するユーザ）の電力との関係に従ってガードサブキャリアの数を決定できる。テーブル（ｄ）では、変調・符号化方式及びスペクトル特性の組合せに従ってガードサブキャリアの数を決定できる。テーブル（ｅ）では、変調・符号化方式、スペクトル特性及び電力分布の組合せに従ってガードサブキャリアの数を決定できる。
【００５４】
図９は、上記パラメータ又は、送信装置側で上記パラメータが得られる基となる情報が、送信装置と受信装置との間でシグナリングされている様子を示す。特に、シグナリングは基地局から送信装置に向けて発生する。一つの例として、ｅＮＢが、自装置で既知の基準を基に複数の送信装置としてのＵＥのガードサブキャリアの数を決定し、各ＵＥに対してそれぞれの値をシグナリングする。図９において、左側のサブバンドで通信しているユーザ（白）のＵＥは、サブバンドの内側の左端部と右端部にｘ個のガードサブキャリアを使うようシグナリングされている。また、真中のサブバンドで通信しているユーザ（斜線）のＵＥは、サブバンドの内側の左端部と右端部にｙ個のガードサブキャリアを使うようシグナリングされている。他のガードサブキャリア構成も可能である。例えば、サブバンドのどちらか一方の端部にガードサブキャリアを配置したり、両方の端部に異なる数のサブキャリアを配置したりできる。シグナリングされるガードサブキャリア構成を決定するための基準は、上述のとおり、例えば変調・符号化方式、適用するフィルタの特性、又は受信装置における上記送信の電力と他の送信の電力との関係である。ガードサブキャリアの数は、ｅＮＢにおいて図８に示された量子化されたテーブル（ａ）〜（ｅ）を介して決定することができる。また、シグナリングはＵＥから基地局へ向けても発生し得る。
【００５５】
本発明の他の態様は、ガードサブキャリアを導入した場合のトランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）の値に関連する。ガードサブキャリアはサブバンドの内側に配置されるため、サブバンド内のトランスポートブロックサイズは、サブバンドの内側にガードサブキャリアを置かない従来のアプローチと比較して小さくなる。例えば現在のＬＴＥの規格では、ゼロパディング（ｚｅｒｏ  ｐａｄｄｉｎｇ）を避け、高伝送効率を達成するためにＴＢＳの値は注意深く選択される。ＴＢＳの値はＴＢＳインデックス（ＭＣＳに関連する）とＰＲＢの数に従って選択される。ＴＢＳの値は通常、ＴＢＳインデックス（ＩＴＢＳ）と物理リソースブロックの数（ＮＰＲＢ）をＴＢＳの値に対してマッピングしたテーブルから得られる。図１０にそのテーブルを示す。当該テーブルではグレイに塗った列を追加してＴＢＳの値を決定する際にガードＳＣの数も考慮できるようになっている。このテーブルにおいては、ＩＴＢＳとガードＳＣの数との可能な組合せがＴＢＳの値に対してマッピングされるので、テーブルのサイズがかなり大きくなってしまう。このテーブルの増大化は、元のテーブル（ガードＳＣの数を特定する列を追加していないテーブル）からのＴＢＳの値の差分に関する新しいテーブルを定義することにより低減できる。その結果、ＴＢＳの数は、元のテーブルから得られるＴＢＳの数から、その新しいテーブルから得られる差分を差し引くことで求めることができる。または、ＴＢＳインデックスの値ＩＴＢＳ＝ｆ（ＭＣＳ）を定義する関数ｆを改変（ａｄａｐｔ）し、ガードＳＣの数に依存して低いインデックスの値が返るようにしてもよい。例えば、ＩＴＢＳ＝ｆａｄａｐｔｅｄ（ＭＣＳ）＝ｆ（ＭＣＳ）−１としてもよい。
【００５６】
変換サイズを低減するための他の方法として、図１１に示すように、レートマッチングアルゴリズムを改変する方法がある。図１１には、本発明に係るガードＳＣを収納するコードビットを定義するためにどのようにアルゴリズムを改変するかの原理のみを示す。ここでは、特定のレートマッチングアルゴリズムの改変を詳細に示すものではない。原理として、ガードサブキャリアの数を考慮してガードＳＣをパンクチャリングまたは挿入する新しい工程が導入されている。レートマッチャー（レートマッチング）の出力であるコードビットの数がガードＳＣの数を考慮して調整される。つまり、コードビットの数はシンボル毎のビット数にガードＳＣの数を掛けた数により削減される。図１１において、この削減は、「新アプローチ」の矢印曲線の長さと「従来例」の矢印曲線の長さの関係で示されている。つまり、レートマッチングアルゴリズムは、レートマッチングにより提供されるコードビットの数が、シンボルの伝送に使われないガードサブキャリアの数に依存するコードビットの数により削減されるよう、調整される。
【００５７】
本発明の他の態様は、サブバンドの内側のガードサブキャリアの配置構成の異なる実現性に関する。以下で説明する異なるアプローチは、制御チャネル及びパイロットシンボルの配置とガードサブキャリアの配置との間のコンフリクトを解決する複数の方法を考慮している。
【００５８】
図１２は、ガードサブキャリアがサブバンドの下部の３つのサブキャリアに配置されている様子を示しており、左側がガードサブキャリアを配置する前の様子で、右側が配置後の様子を示す。図１２からわかるとおり、ガードサブキャリアが制御チャネル及びパイロットシンボルと重なっているという点で衝突が起こっている。この状況を解決する一つの可能性としては、単にガードサブキャリアと衝突する制御チャネルとパイロットシンボルを伝送しないことである。その結果として、制御チャネル及び／又はパイロットシンボルのいくつかの情報が失われ、そのことにより、制御チャネルで伝送される情報が失われ、及び／又はパイロットシンボルを基にしたチャネル推定の劣化を招くことになり得る。このようなシンボルの消失を避ける一つの可能な方法は、パイロットの位置を避けるようにガードＳＣの配置をずらすことである。この場合、制御チャネルの情報は消失する可能性があり、必要なガードＳＣの数によっては、いくつかのパイロットも消失する可能性がある。
【００５９】
図１３は、ガードサブキャリアと制御チャネル又はパイロットシンボルとの衝突に対する他の解決方法を示す。図１３に示す通り、制御チャネルとパイロットシンボルはガードサブキャリアが配置されているリソースであっても伝送され得る。この点において、ガードサブキャリアは、制御チャネルとパイロットシンボルを除いて、シンボルの伝送に使われないサブキャリアであると理解される。しかしながら、この解決方法においては、ガードとして配置されたサブキャリアを用いた通信は、隣接サブキャリアからの干渉を受けることを考慮すべきである。非同期通信の場合では、他のユーザがこれらのパイロットシンボルや制御チャネルに対して高い干渉を作り出すことになり、チャネル推定の劣化につながり得る。さらに、このように伝送されたパイロットシンボルや制御チャネルは、他のユーザのサブバンドに対して高い干渉になり得る。
【００６０】
他の例として、図１４に、制御チャネルとパイロットシンボルを、ガードサブキャリアとの衝突が起こらないエリアのサブバンドにのみ配置する例を示す。図１４において、制御チャネルとパイロットシンボルは、ガードサブキャリアに割り当てられている下側三つのサブキャリアには配置されない。この例では、ガードサブキャリアの数の最大値が既知である必要があり、新しい制御チャネルとパイロットシンボルのグリッドもこの通りに選択されなければならない。
【００６１】
図１５に他の選択肢を示す。同図において、制御チャネルとパイロットシンボルの配置は、ガードサブキャリアとして使用する数のサブキャリアだけシフトされ得る。ガードサブキャリアの数は定数でもよいし、フレキシブルであって、上述のパラメータに従って動的に定義できるものであってもよい。複数のサブバンド間でパイロットの位置が動的に変化することは、ダウンリンク通信におけるＣＲＳ位置に問題を引き起こす可能性がある。アップリンク通信においては、ｅＮＢがすべての位置を把握できる。
【００６２】
ここで提案した解決方法は、例えばＬＴＥのアップリンクの通信方式として使われている、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）として知られている通信方式にも適用可能である。ＳＣ−ＦＤＭＡ（ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭとして知られている）はＯＦＤＭと同様であり、送信装置においてＯＦＤＭ変調の前により低次元でのＤＦＴ拡散が追加されており、受信装置においてはＯＦＤＭ復調の後にそれぞれＩＤＦＴされる。この通信方式におけるリソース割り当ては、ＯＦＤＭと非常に似た方法で行われる。つまり、物理リソースブロックの規則的なグリッドに従ってＵＥにリソースがスケジューリングされる。従って、本発明の原理はＳＣ−ＦＤＭＡにも適用可能である。サブキャリアへのユーザのマッピングは、シングルキャリアの伝送信号のサブキャリアに関連すると考えられる。上述の実施例と同様に、一つ以上のシングルキャリアの伝送信号のサブキャリアは、どのシンボルの伝送にも使われない。図１６に、図１のｆ−ＯＦＤＭ通信方式にトランスフォームプリコーディングを追加した例を示す。トランスフォームプリコーダーは、周波数領域でのリソース割り当て（つまりサブキャリアへのマッピング）の前に適用される。このことにより、時間領域の伝送信号のＰＡＰＲ特性が改善される。トランスフォームプリコーダーを実現するものとしては離散フーリエ変換があり、これにより良好なＰＡＰＲ特性が得られ、サブバンドごとの追加のフィルタリングによる既存のＳＣ−ＦＤＭＡ変調の直接的な拡張となる。
【００６３】
ここまで説明したいくつかの実施例による解決方法は、従来技術と比べて少なくとも以下の利点がある。規則的なリソースグリッド（例えばＬＴＥリソースグリッド）に関する既存の規格の観点では、リソースグリッド（例えばＰＲＢ構造）を維持することにより、ｆ−ＯＦＤＭの導入に必要な標準化における努力は最小化される。予め決められたリソースグリッドを使うことは、既存の伝送方式が新しいｆ−ＯＦＤＭベースの伝送方式と同じリソースグリッドで同時に使用され得る点で利点がある。さらに、従来のｆ−ＯＦＤＭへのアプローチではリソースグリッドが構造化されていないため（図５参照）、追加のシグナリングが必要となるが、その追加のシグナリングは必要とならない。その代わりに、ＬＴＥのような、ＰＲＢ毎のシグナリング構造を使うことができる。同時に、本発明に係るガードサブキャリアを有するｆ−ＯＦＤＭを使用することで、高い柔軟性を達成できる。その高い柔軟性とは、従来技術において、ユーザ間又はサブバンド間で異なるガードＳＣの数を割り当てるような柔軟性を提供する提案と同じくらいの柔軟さである。
【００６４】
本発明に係る実施例に関連して説明した方法、工程又はそれらの変形例はハードウエア、ソフトウエア又はそれらの組合せで実施できることは当業者にとって明らかである。特に、本発明の実施例は、コンピュータ又はマイクロプロセッサにより実行される一つまたは複数のコンピュータプログラムにより実施できると認識され得る。本発明を実装した装置は、特に、通信ネットワークエンティティとして動作するコンピュータデバイスの形態をとり得る。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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