(57)【要約】  マルチキャリア信号の送信方法及び送信装置であって、信号は、サブバンド毎にフィルタリングを適用することにより生成され、送信タイミングは補正量によって参照タイミングに関して調整され、補正量は、適用するフィルタリングのインパルス応答に依存する。
2018502466.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、サブバンド毎にフィルタリングを適用することにより生成され、前記サブバンドは複数のサブキャリアを含み、
送信タイミングは補正量によって参照タイミングに関して調整され、
前記補正量は、適用するフィルタリングのインパルス応答に依存し、
前記補正量は、送信のフィルタリングされた信号が一つ以上のシンボルを含む送信スロットの中心に揃えられるように選択され、前記送信スロットの始端及び終端は参照タイミングに従って決定されることを特徴とする送信方法。
【請求項２】
前記補正量が適用するフィルタリングのインパルス応答の長さに依存する請求項１記載の送信方法。
【請求項３】
前記補正量が適用するフィルタリングのインパルス応答の半分の長さである請求項１又は２記載の送信方法。
【請求項４】
マルチキャリア信号が、フィルタリングされた直交周波数分割多重（ｆ−ＯＦＤＭ）変調により形成される請求項１乃至３のいずれか記載の送信方法。
【請求項５】
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を適用する請求項４記載の送信方法。
【請求項６】
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５記載の送信方法。
【請求項７】
マルチキャリア信号が、フィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）変調により形成される請求項１乃至３のいずれか記載の送信方法。
【請求項８】
前記参照タイミングが予め決められたパイロット又は同期シーケンスに基づいて決定される請求項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通信が発生し、
前記参照タイミングはタイミングアドバンス値に依存し、前記タイミングアドバンス値は前記第二の装置から前記第一の装置にシグナリングされる請求項８記載の送信方法。
【請求項１０】
前記タイミングアドバンス値のシグナリングは、タイミングアドバンスコマンドを含むランダムアクセス応答又はＭＡＣシグナリングによりなされる請求項９記載の送信方法。
【請求項１１】
前記参照タイミング又は前記タイミングアドバンス値は伝搬遅延に依存する請求項１乃至１０のいずれか記載の送信方法。
【請求項１２】
マルチキャリア信号の送信装置であって、
前記信号は、サブバンド毎にフィルタリングを適用することにより生成され、前記サブバンドは複数のサブキャリアを含み、
送信タイミングを補正量によって参照タイミングに関して調整するモジュールを具備し、
前記補正量は、適用するフィルタリングのインパルス応答に依存し、
前記補正量は、送信のフィルタリングされた信号が一つ以上のシンボルを含む送信スロットの中心に揃えられるように選択され、前記送信スロットの始端及び終端は参照タイミングに従って決定されることを特徴とする送信装置。
【請求項１３】
請求項２乃至１１のいずれか記載の送信方法を実行するモジュールをさらに具備する請求項１２記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、マルチキャリア信号の送信方法及び送信装置であって、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、そのサブバンドが一又はそれ以上のサブキャリアを含むものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、送信装置のｆ−ＯＦＤＭ送信方式の概要を示すブロック図である。
一般的に、フィルタリングによって帯域外輻射が著しく低減され、その結果、近隣ユーザのサブバンドにおける送信との干渉が少なくなり得る。将来の通信方式は、例えばマシン型通信（ＭＴＣ）による非同期アクセス等の広帯域通信の他に、多種のサービスをサポートすることが予想される。従って、異なるサービスに対しては異なるフィルタ長が望ましい。図２は、ＭＴＣ装置による非同期アクセスの例であって、非常に低い帯域外（ＯＯＢ）輻射が望ましく、従って時間領域において長いフィルタが必要となる例を示す。図２のシナリオにおいては、異なる二つＭＴＣ装置（斜線の装置と白の装置）から基地局への送信が発生している。図３には広帯域で同期している複数の装置による送信の例が示されており、低ＯＯＢ輻射であることは図２のシナリオほど重要ではなく、従って、許容できるレベルのＯＯＢ輻射を達成するには時間領域において短いフィルタで十分である。図３のシナリオにおいては、異なる二つＵＥ（斜線の装置と白の装置）から基地局への送信が発生している。
【０００３】
サイクリックプレフィックス（ＣＰ）−ＯＦＤＭは、タイミングアドバンス技術により時間領域での同期が保証されている限りは、マルチユーザのシナリオにおいて望ましい特性を示す。ＬＴＥにおけるタイミングアドバンス技術は、種々の送信装置又はＵＥからの異なる送信信号が受信装置において同時に受信されることを保証する。図４は、受信装置における規則的なフレーム構造を示す。受信装置においては、受信信号を異なるシンボルに１回だけ分離し、異なる複数のＵＥ（図４においてはＵＥ１とＵＥ２）の信号を取り出すための周波数領域の処理を簡単にすることができる。ｅＮＢは、ＵＥの送信タイミングを推定した後、タイミングアドバンスコマンドからなるランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を送信し、それに基づきＵＥは送信タイミングを調整する。異なる複数のＵＥによる送信タイミングのこのような調整は、図４に示すように、すべての送信信号がｅＮＢに同時に到着するようになされる。時間を調整するこのアプローチは、本明細書において、従来の「タイミングアドバンス」と呼ぶ。図４には異なるＵＥ（ＵＥ１とＵＥ２）のリソース割当てについても示している。ここでは、異なるＵＥのシンボルは、リソースグリッド（例えばＬＴＥに従って）に従って割当てられている。
【０００４】
すべての送信信号は、ｅＮＢに同時に到着し、その後合成されるので、ｅＮＢにおける受信処理がとても簡単なものとなる。送信／合成された信号の数に関わらず、必要となる周波数領域の処理は一つで良い。異なるＵＥからの信号は、簡単に分離され、複号され得る。
【０００５】
ｆ−ＯＦＤＭで時間領域でのフィルタリングがなされる場合、図５に示すようにＵＥ１の信号（点線）とＵＥ２の信号（実線）の勾配のあるエッジを有する時間領域の送信信号に、フィルタの末端部と先端部が導入される。図５には、異なる長さのフィルタが使われた場合、受信装置の規則的なフレーム構造が乱されることが示されている。従って、受信装置は、異なる長さのフィルタでフィルタリングされた信号を検出するために、受信信号の分離及び処理を複数回する必要があり、受信装置側での処理をより複雑なものとし、処理量の増加を招く。図５には、異なるＵＥ（ＵＥ１とＵＥ２）のリソース割当ても示されており、異なるＵＥのシンボルがリソースグリッド上に揃っていないことが示されている。
【０００６】
ｆ−ＯＦＤＭにおいて、図５に示したように、異なる複数のＵＥが異なるフィルタ長の異なるフィルタを用いた場合、その結果得られる時間領域信号は、たとえ送信されたＯＦＤＭシンボルの数が同じであっても、異なる長さとなる。この違いは、時間領域信号の最初と最後における、フィルタの末端部と先端部の長さの違いに起因する。時間領域信号の長さが異なることは、受信装置側の信号処理が図４に示すＣＰ−ＯＦＤＭの通信方式より複雑になるという問題を引き起こす。
【０００７】
ここまで、議論を図５に示すアップリンクの場合に絞ってきたが、上記の問題は、一例として図６及び７に示すダウンリンクの場合でも同様に起こり得る。
図６に上記問題が関連し得るダウンリンクの場合の最初の例を示す。同じＵＥへの異なるサービスのダウンリンク送信を複数同時に行った場合、これらの送信が異なるフィルタ長を用いた場合には、同じ問題が発生する。異なるサービス（ベアラ）（例えばサービス１とサービス２）に対して異なるサービスの質（ＱｏＳ）が要求されることが考えられ、それらのサービスが異なる長さのフィルタを用いることが要求され得る。これらの異なる送信はＵＥに同時に到着するので、シンボルスロットの中心はもはや揃っていないし、規則的なフレーム構造は乱されており、ＵＥ側では異なる信号を検出するのに、より複雑な処理を要する。
【０００８】
図７に上記問題が関連し得るダウンリンクの場合の他の例を示す。異なる複数のＵＥへ異なるダウンリンク送信を行った場合、フィルタリングされた信号がシンボルスロットの中心に揃えられていないので、上記異なる複数のＵＥにおける受信信号は互いに干渉する。この干渉は、実際のシンボルスロット間のタイミング不整合に起因する。
本発明の一つの目的は、上記問題を解決し、受信装置側での処理を簡単なものにする通信方式を提案することである。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一実施形態は、マルチキャリア信号の送信方法であって、信号は、サブバンド毎にフィルタリングを適用することにより生成され、サブバンドは複数のサブキャリアを含み、送信タイミングは補正量によって参照タイミングに関して調整され、その補正量は、適用するフィルタリングのインパルス応答に依存する。
この実施形態には、受信装置側での処理が簡素化されるように、受信装置側のタイミングが調整されるという効果及び利点がある。
【００１０】
本発明の他の実施形態では、補正量が、適用するフィルタリングのインパルス応答の長さに依存する。
この実施形態には、タイミングの補正量を、異なるフィルタによる複数の送信間で異ならせることができるという効果及び利点がある。とりわけ、補正量は、長いインパルス応答（すなわち送信された時間領域信号の長い末端部と先端部）のフィルタに対しては、短いインパルス応答（すなわち送信された時間領域信号が各端部において短い末端部と先端部を有する場合）のフィルタよりも大きくなり得る。
【００１１】
本発明の他の実施形態では、補正量が、送信のフィルタリングされた信号が一つ以上のシンボルを含む送信スロットの中心に揃えられるように選択され、前記送信スロットの始端及び終端は参照タイミングに従って決定される。
この実施形態には、信号の位置合わせをするために受信装置におけるさらなる信号処理を必要とせず、その結果受信装置側の処理が簡単なものになるという効果及び利点がある。受信装置における規則的なフレーム構造を維持することができ、その結果、受信装置側での処理がＯＦＤＭと同程度に簡単になり得る。つまり、信号をＵＥ１とＵＥ２に分離するのに一回の処理だけで済む。
【００１２】
本発明の他の実施形態では、補正量が、適用するフィルタリングのインパルス応答の半分の長さである。
この実施形態には、例えば送信された時間領域信号の始端と終端が対称である場合、補正量が送信装置側におけるインパルス応答時間から簡単に決定でき、その結果、受信された時間領域信号の位置合わせが、受信装置側の処理が簡単になり得るように達成されるという効果及び利点がある。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、マルチキャリア信号が、フィルタリングされた直交周波数分割多重（ｆ−ＯＦＤＭ）変調により形成される。
この実施形態には、ｆ−ＯＦＤＭ送信方式による送信に対して受信装置側の処理が簡単なものになるという効果及び利点がある。
【００１４】
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、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。
この実施形態には、時間領域における送信信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）が低減されるという効果及び利点がある。そ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される。
【００１５】
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す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。
この実施形態には、サブバンド毎のフィルタリングを追加することで、既存のシングルキャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭＡ）を直接拡張することができ、ＰＡＰＲ特性を改善できるという効果及び利点がある。
【００１６】
本発明の他の実施形態では、マルチキャリア信号が、フィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）変調により形成される。
この実施形態には、ＦＢＭＣ送信方式による送信に対して受信装置側の処理が簡単なものになるという効果及び利点がある。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、参照タイミングが予め決められたパイロット又は同期シーケンスに基づいて決定される。
この実施形態には、参照タイミングが送信装置において既存の同期メカニズムにより決定できるという効果及び利点がある。このことにより、シグナリングタイミングに補正量を加える新しい送信方法を既存の送信及びシグナリング方式に統合するのが簡単になる。
【００１８】
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、参照タイミングはタイミングアドバンス値に依存し、タイミングアドバンス値は第二の装置から第一の装置にシグナリングされる。
この実施形態には、送信装置側で正確な参照タイミングを利用でき、その結果、送信タイミングの補正量が非常に正確になり、欠損率の低下につながるという効果及び利点がある。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、タイミングアドバンス値のシグナリングは、タイミングアドバンスコマンドを含むランダムアクセス応答又はＭＡＣシグナリングによりなされる。
この実施形態には、タイミングアドバンス値が、既存のシグナリングメカニズムを利用して送信装置により効果的に決定され得るという効果及び利点がある。このことにより、送信方法の設計が簡素化され、シグナリングタイミングに補正量を加える新しい送信方法を既存の送信及びシグナリング方式へ容易に統合することができる。
【００２０】
本発明の他の実施形態では、参照タイミング又はタイミングアドバンス値は伝搬遅延に依存する。
この実施形態には、参照タイミング又はタイミングアドバンス値を、ＬＴＥにおける既存のタイミングアドバンス技術と同様に、チャネル伝搬遅延に基づいて決定するという効果及び利点がある。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、マルチキャリア信号の送信装置であって、上記信号を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具備し、サブバンドは複数のサブキャリアを含み、そのモジュールはさらに送信タイミングを補正量によって参照タイミングに関して調整し、補正量は、適用するフィルタリングのインパルス応答に依存する。
【００２２】
本発明の他の実施形態は、上述の送信方法を実行するように構成されている送信装置である。
この実施形態における装置で達成される効果及び利点は、上記で詳細に述べた方法の実施形態による効果及び利点と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】複数のＭＴＣ装置からの非同期なアクセスの例を示す。
【図３】複数の装置による広帯域で同期されたアクセスの例を示す。
【図４】タイミングアドバンスを用いたＣＰ−ＯＦＤＭによる送受信方式を示す。
【図５】従来のタイミングアドバンスを用いたアップリンクにおけるｆ−ＯＦＤＭによる送受信方式を示す。
【図６】従来のタイミングアドバンスを用いたｅＮＢにより提供される複数のサービスを用いる一つのＵＥによる、ｆ−ＯＦＤＭに従った送受信方式の第一のダウンリンクの例を示す。
【図７】従来のタイミングアドバンスを用いた複数のＵＥへのｅＮＢからの送信による、ｆ−ＯＦＤＭに従った送受信方式の第二のダウンリンクの例を示す。
【図８】本発明に係るタイミングアドバンスが導入されたｆ−ＯＦＤＭ通信方式の概要を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る送信装置によるタイミングアドバンスが導入された送信を含むｆ−ＯＦＤＭに従った送受信方式を示す。
【図１０】本発明に係るタイミングアドバンスが導入され、リソース割当ての前にトランスフォームプリコーディングが追加されたｆ−ＯＦＤＭ通信方式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】
【００２４】
まず、本明細書で使用される略語の定義を下記リストで示す。
ＣＰ：サイクリックプレフィックス（ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）
ｅＮＢ：ｅノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）
ＦＢＭＣ：フィルタバンクマルチキャリア（通信方式）（ｆｉｌｔｅｒ  ｂａｎｋ  ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ  ）
ＬＴＥ：ロングタームエボリューション（移動体通信規格）（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）
ＭＴＣ：マシン型通信（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｙｐｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）
ＯＦＤＭ：直交周波数分割多重（通信方式）（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）
ＱｏＳ：サービス品質（ｑｕａｌｉｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）
ＲＡＲ：ランダムアクセス応答（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）
ＳＣ−ＦＤＭＡ：シングルキャリア周波数分割多重（ｓｉｎｇｌｅ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）
ＵＥ：ユーザ端末（ｕｓｅｒ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）
【００２５】
上記問題点に対してＬＴＥと同様のタイミングアドバンス技術を適用すれば、異なる複数のＵＥからの異なる送信信号はｅＮＢに同時に到着するであろう。しかしながら、シンボルスロットの中心はもはやそろっておらず、規則的なフレーム構造は乱れている。このような場合、異なるＵＥからの信号を検出して復調するために、受信装置における処理はより複雑になる。送信装置は、異なる長さの異なるフィルタによりフィルタリングされた信号を検出するためには、信号を分離して周波数領域の処理を複数回実施する必要がある。
【００２６】
本発明の一実施例においては、マルチキャリア信号の送信方法が提供される。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、各サブバンドが一又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を適用することにより生成される。この方法は、適用するフィルタのインパルス応答に依存する補正量で、参照タイミングに対して送信タイミングを調整する。
【００２７】
図８は、本発明の一実施例に係るタイミングアドバンスが導入されたｆ−ＯＦＤＭ通信方式の概要を示すブロック図である。
新しく提案された解決法は、下記の実施例により詳細に説明されるが、特に受信側で規則的なフレーム構造が維持され、図９に示すようにタイミングアドバンス技術においてフィルタ長を考慮することにより、異なるＵＥからのシンボルスロットの中心が揃えられることを保証する。より具体的には、第一の信号（図９の上部の信号）の送信は短いタイミングアドバンス（ｔ１）を取り、第二の信号（図９の下部の信号）の送信は長いタイミングアドバンス（ｔ２）を取る。タイミングアドバンスは、受信装置で受信する際に、信号がシンボルスロットの中心で揃うように（図９の右側参照）選択され、その結果送信装置側での処理が簡素化される。
【００２８】
タイミングアドバンス技術においてフィルタ長を考慮することにより、異なる複数のＵＥからの送信信号が、異なる時間間隔を置いてｅＮＢに到着することができる。この方法においては、シンボルスロットの中心が揃うことが保証される。この場合の受信装置の処理は、ＬＴＥにおけるＣＰ−ＯＦＤＭの場合（図４参照）と同程度に簡単なものとなる。異なる複数のＵＥからの信号を分離するのに、周波数領域での処理が一回で済む。
【００２９】
図６に示す第一のダウンリンクの例においても同様に、提案された解決法は、シンボルスロットの中心が揃っており、ＵＥにおける受信装置としての処理がＬＴＥと同程度に簡単なものとなることを保証する。
【００３０】
さらに、提案された解決法は、シンボルスロットの中心が揃っており、異なるＵＥ間でのタイミング不整合がないので、図７に示す第二のダウンリンクの例において、異なるＵＥ間での干渉を低減できる。
【００３１】
ここで提案した解決法は、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。この通信方式においては、ＯＦＤＭと同様に、規則的なフレーム構造を用いて通信がなされる。従って、本発明の原理はＳＣ−ＦＤＭＡにも適用可能である。図１０は、送信装置においてＤＦＴ拡散を達成するトランスフォームプリコーディングが追加されたｆ−ＯＦＤＭ通信方式の概要を示すブロック図である。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。
【００３２】
上述の実施例は少なくとも以下の利点を有する。つまり本発明の利点は、送信装置側で送信を適切に揃えることにより、現状の規格における規則的なフレーム構造を維持することができ、そのことにより、受信装置における処理がＬＴＥにおける受信装置側での処理と同様に簡単なものとのなり、かつ、ダウンリンクでのユーザ間の干渉を低減できる。
【００３３】
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】
2018502466.tif 000012
【国際調査報告】
2018502466.tif 000013
2018502466.tif 000014
2018502466.tif 000015