(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて基地局と少なくとも１つのユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法であって、
該方法は、
前記少なくとも１つのユーザ機器へ前記基地局によって第１のダウンリンクサブフレームを送信すること、
前記基地局から送信された前記第１のダウンリンクサブフレームを前記少なくとも１つのユーザ機器によって受信すること、
前記少なくとも１つのユーザ機器におけるアップリンク送信開始時間の決定用に予め準備されたタイミング進み値を、前記少なくとも１つのユーザ機器へ前記基地局によって送信すること、
前記基地局から送信された前記タイミング進み値を前記少なくとも１つのユーザ機器によって受信すること、
前記少なくとも１つのユーザ機器によって受信された前記タイミング進み値と、アップリンクサブフレームを送信するタイミングを決定する前に準備されたインクリメンタル値とに基づいて、前記アップリンクサブフレームを送信するタイミングを前記少なくとも１つのユーザ機器によって決定すること、
前記アップリンクサブフレームを送信するタイミングを決定することにおいて決定された前記タイミングで、前記アップリンクサブフレームを前記基地局へ前記少なくとも１つのユーザ機器によって送信すること、
前記少なくとも１つのユーザ機器によって送信された前記アップリンクサブフレームを、前記第１のダウンリンクサブフレームの送信の終りから第１の期間後に前記基地局によって受信すること、及び
前記アップリンクサブフレームの受信の終りから第２の期間後に、前記少なくとも１つのユーザ機器へ前記基地局によって第２のダウンリンクサブフレームを送信すること
を含み、
前記第１のダウンリンクサブフレーム、前記アップリンクサブフレーム、前記第１の期間、及び前記第２の期間の継続時間の合計は、シンボル継続時間の整数倍に等しいか、又は複数のシンボル継続時間の整数倍の合計に等しい、方法。
【請求項２】
前記インクリメンタル値は、前記基地局が受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続期間以上である、請求項１記載のダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法。
【請求項３】
前記インクリメンタル値は、シンボル継続時間の整数倍とは異なる、請求項１記載のダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法。
【請求項４】
前記インクリメンタル値は、前記ユーザ機器が送信モードから受信モードにスイッチングするためのスイッチング継続期間以上である、請求項１記載のダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つのユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法に関する。また、本発明は、そのハードウェアに係る態様では、通信装置、ユーザ機器、及び半二重通信システムに関する。最後に、本発明は、半二重通信システムのフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、たとえば、時分割複信（ＴＤＤ）通信システム又は半二重周波数分割複信（ＨＤ  ＦＤＤ）通信システムであり得る半二重通信システムＳＹＳの概要を表している。この通信システムＳＹＳは、基地局ＢＳと半二重ユーザ機器ＵＥi（ｉ＝１，２）との間で半二重通信を可能にする。これ以降、当該半二重ユーザ機器は、ユーザ機器と呼ばれ、基地局ＢＳから異なる距離に位置することができる。図１に示す例では、ユーザ機器ＵＥ1は、ユーザ機器ＵＥ2よりも基地局ＢＳに近い。
【０００３】
基地局ＢＳには、ダウンリンクサブフレームＤＬ1及びＤＬ2をユーザ機器ＵＥiに送信する通信手段（図１に図示せず）、及び、それらのユーザ機器からアップリンクサブフレームＵＬを受信する通信手段（図１に図示せず）が備えられている。また、基地局ＢＳは、フレームアイドル期間確保（frame idle periods reservation）を規定する手段（ＦＩＰＲＭ）及びタイミング進み手段（timing advance means）（ＴＡＭ）も含む。ＦＩＰＲＭの機能は後に説明される。ＴＡＭは、同様に後に説明されるタイミング進みメカニズムを実施する。
【０００４】
基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥiとの間の半二重通信の期間中、ダウンリンクサブフレームＤＬ1は、基地局ＢＳによってユーザ機器ＵＥiに送信される。この送信の後には、このユーザ機器ＵＥiによって基地局ＢＳに送信されるアップリンクサブフレームＵＬiの送信が続く。これ以降、ＵＬという表記を、アップリンクサブフレームを送信するユーザ機器ＵＥiから独立して、アップリンクサブフレームを示すのに使用する。
次に、アップリンクサブフレームＵＬiの送信の後には、別のダウンリンクサブフレームＤＬ2の送信が続く。これ以降、ダウンリンクサブフレームＤＬ1の後にアップリンクサブフレームＵＬiが続き、その後にダウンリンクサブフレームＤＬ2が続く一連のものをフレームと呼ぶ。
【０００５】
図２は、現行の技術水準による半二重通信システムのフレームの送信を示すクロノグラムを表している。フレームは、所定の継続時間ＴDL1を有するダウンリンクサブフレームＤＬ1、このサブフレームの後に続く所定の継続時間ＴULを有するアップリンクサブフレームＵＬ、及びこのサブフレーム自体の後に続く所定の継続時間ＴDL2を有する別のダウンリンクサブフレームＤＬ2を含む。
これらのサブフレームは、必ずしも、同じ所定の継続時間を有するとは限らないことに留意されたい。すなわち、ＴDL1はＴDL2と異なる場合があり、ＴDL1はＴULと異なる場合があり、ＴDL2はＴULと異なる場合がある。
【０００６】
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1の送信が時刻ｔ0で開始するとき、ユーザ機器ＵＥiでのダウンリンクサブフレームＤＬ1の受信は、基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥiとの間の距離に応じて、時刻ｔiで開始する。
【０００７】
２つの連続したサブフレーム間の干渉を回避し、連続したサブフレームの受信及び送信を同時に行うようにするいかなる要件も半二重の基地局ＢＳ及びユーザ機器ＵＥiに課すことを回避するために、フレームの２つの連続したサブフレームの各送信の間には、ＦＩＰＲＭ手段によって、通例、アイドル期間が確保される。
現行の技術水準によれば、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間と呼ばれるアイドル期間ＩＰDLULは、ダウンリンクサブフレームＤＬ1とアップリンクサブフレームＵＬとの間に規定され、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間と呼ばれる別のアイドル期間ＩＰULDLは、アップリンクサブフレームＵＬとダウンリンクサブフレームＤＬ2との間に規定される。
その結果、フレームに組み込まれたシンボル(symbol)が送信される有効送信継続時間ＴEは、そのフレームの全送信継続時間ＴFよりも短い。したがって、あらかじめ定められた一定の値である全フレーム送信継続時間ＴFは、以下の式によって定義される。
【０００８】
【数１】
0004852615.tif 000002
【０００９】
ここで、ＴIは、基地局ＢＳが非アクティブであるフレームアイドル期間継続時間である。フレームアイドル期間継続時間ＴIは、フレーム内に確保されたアイドル期間継続時間の合計である。
有効送信継続時間ＴEは、ダウンリンクサブフレームＤＬ1に組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴEDL1と、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴEULと、ダウンリンクサブフレームＤＬ2に組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴEDL2との合計である。
【００１０】
２つの連続したサブフレームを送信する間のアイドル期間（ＩＰDLUL又はＩＰULDL）は、各ユーザ機器との通信において基地局ＢＳが各ユーザ機器との通信を正しく管理できるようにするために、このアイドル期間の所要最小アイドル継続時間（required minimum idle duration）を定義するいくつかの要件を順守することになる。
これらの要件は、ダウンリンクサブフレームの後にアップリンクサブフレームが続くサブフレームの送信シナリオ（ＤＬ／ＵＬシナリオ）、又はアップリンクサブフレームの後にダウンリンクサブフレームが続くサブフレームのシナリオ（ＵＬ／ＤＬシナリオ）のいずれかに依存する。
【００１１】
基地局ＢＳは、ユーザ機器ＵＥiによって送信されたアップリンクサブフレームＵＬiの有効部分を基地局ＢＳが受信するためのスケジューリングされた開始時刻前の所要最小アイドル継続時間ＴDLULの期間中は、ユーザ機器ＵＥiに送信できない。
これ以降、この所要最小アイドル継続時間ＴDLULは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と呼ばれる。
基地局ＢＳがその期間中ユーザ機器ＵＥiに対してアクティブでないこのダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULは、基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥiとの間の伝搬時間Ｔpropを２倍したものに、ユーザ機器ＵＥiが受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続時間ＴRTUEを加えたものよりも長くなければならない。
ＴRTUEは、無線周波数デバイススイッチング継続時間だけでなく、次のアップリンク送信を適合させるためにダウンリンク制御情報の即時処理を可能にするいくつかの追加マージンも含む場合があることに留意されたい。
したがって、最大値２×Ｔprop-maxが、基地局ＢＳと、基地局ＢＳによってカバーされるセルの境界に位置するユーザ機器ＵＥmaxとの間のラウンドトリップ遅延であるとき、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULは、以下の式によって、近似的にセル半径に従って寸法が決定される。
【００１２】
【数２】
0004852615.tif 000003
【００１３】
ここで、ｃは光の速度（celerity of the light）であり、Ｒは有効セル半径である。
【００１４】
有効セル半径Ｒは、シャドウフェージングの変動が増加するにつれて増加する。場合によっては、チャネルの遅延広がりを追加しなければならないことに留意されたい。
【００１５】
その上、基地局ＢＳは、無線周波数スイッチング（注記：ここでは、対になっていないスペクトルで動作する半二重基地局が仮定されている；全二重基地局は無線周波数スイッチング継続時間を有しない）を可能にするために、基地局ＢＳがアップリンクサブフレームＵＬiの有効部分を受信するためのスケジューリングされた終了時刻の後の所要最小アイドル継続時間ＴULDLの期間中は、ユーザ機器ＵＥiに送信できない。
これ以降、この所要最小アイドル継続時間ＴULDLは、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間と呼ばれる。
図２に示すように、基地局がその期間中アクティブでないアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLは、図２に示すように、基地局ＢＳが受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続時間ＴRTBSよりも長くなければならない。
ＴTRUEは、ユーザ機器ＵＥiのスイッチング継続時間であり、これは、図２の場合、継続時間ＴRTBSよりも大きい。
ＴRTBSは、無線周波数スイッチング継続時間だけでなく、次のダウンリンク送信を適合させるためにアップリンク制御情報の即時処理を可能にするためのいくつかの追加マージンも含む場合があることに留意されたい。
【００１６】
したがって、ユーザ機器スイッチング継続時間ＴTRUE及び基地局ＢＳスイッチング継続時間ＴRTBS並びに伝搬遅延Ｔpropの関数であるアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLは、以下の式によって定義される。
【００１７】
【数３】
0004852615.tif 000004
【００１８】
Ｔpropが増加するにつれて、ＴULDLに対するユーザ機器ＵＥiのスイッチング継続時間のどの影響も削減される。
実際には、通信システムは、Ｔprop≒０に至るまでを含めて、Ｔpropの値の範囲を処理する必要があり、その結果、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLは、ユーザ機器ＵＥiスイッチング継続時間又は基地局ＢＳスイッチング継続時間の最大値によって設定される。
しかしながら、これらのスイッチング継続時間は、無視できるものと予想される。
（１）及び（２）から、ＴDLULよりもはるかに短いＴULDLを有することができる。
実際には、セル半径Ｒが５ｋｍに等しい場合に、ＴULDLは通例８μｓに近く、ＴDLULは通例３０μｓに近い。
【００１９】
たとえば、サイクリックプレフィックスを有する若しくは有しない直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調技法、インターリーブド周波数分割多元接続（Interleaved Frequency Division Multiple Access）（ＩＦＤＭＡ）やＤＦＴ拡散ＯＦＤＭのような単一搬送波周波数領域多元接続（Single-Carrier Frequency Domain Multiple Access）（ＳＣ−ＦＤＭＡ）技法、又は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ベースの技法を使用して、ブロック単位の送信が半二重通信システムＳＹＳで行われるときに、データのブロック構造は、アイドル期間の寸法決定に有利に考慮することができる。
たとえば、各アイドル期間は、シンボル継続時間（アップリンクサブフレーム又はダウンリンクサブフレームのいずれかによって運ばれるシンボルの継続時間）の倍数として選ぶことができる。なお、シンボルは、サンプルのブロックである（たとえば、ＯＦＤＭシンボルは、サイクリックプレフィックスを含み、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、サイクリックプレフィックスを含む等）。
アップリンクサブフレーム及びダウンリンクサブフレームは、シンボルの倍数から構成されるので、アイドル期間の確保によって、同じリンクのサブフレーム間で同じ送信パラメータ（たとえば、サンプリング周波数、ＦＦＴサイズ、サイクリックプレフィックスの長さ等）を保ちながら、セル範囲に関して各アイドル期間をそれぞれ適合させることが可能になる。
これは、アイドル期間がサブフレームの通信中に必要とされないときに、これらのアイドル期間をシンボルに置き換えることができるので有利である。さらに、ブロック単位の送信が全二重送信にも使用されているときは、半二重と全二重との間の共通性がより高く保証される。
【００２０】
通例、（１）及び（２）で与えられる所要最小アイドル継続時間は、シンボル継続時間の倍数と正確には一致しない場合がある。これは、アイドル期間の寸法を過剰に決定することにつながる。すなわち、その所要最小アイドル継続時間から規定すべき各アイドル期間について、その所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、シンボル継続時間の倍数である最小アイドル期間を見つけることにつながる。
【００２１】
大まかに言えば、アイドル期間は、図３及び図４においてより正確に示すように、ダウンリンクサブフレーム、若しくはアップリンクサブフレーム、又はその双方、のいずれかから取ることができる。
【００２２】
図３及び図４は、半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例を表している。
【００２３】
ダウンリンク／アップリンクアイドル継続時間ＩＰDLULは、図３ａに示すように先行するダウンリンクサブフレームＤＬ1、若しくは図３ｂに示すように次のアップリンクサブフレーム、又は図３ｃに示すようにその双方、のいずれかに確保することができる。
【００２４】
アイドル期間ＩＰDLULがダウンリンクサブフレームＤＬ1から取られるときは、ダウンリンクサブフレームＤＬ1に組み込まれたシンボルは、図３ａに示すように、有効送信継続時間ＴEDL1の期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びダウンリンクサブフレームＤＬ1に組み込まれたシンボルの継続時間ＴSDL1に従った、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰDLULは、
【００２５】
【数４】
0004852615.tif 000005
【００２６】
により与えられる。ここで、
【００２７】
【数５】
0004852615.tif 000006
【００２８】
は、ｘよりも大きな最小の整数を規定する。
【００２９】
或いは、アイドル期間ＩＰDLULがアップリンクサブフレームＵＬから取られるときは、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、図３ｂに示すように、有効送信継続時間ＴEULの期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びアップリンクシンボル継続時間ＴSULに従った、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰDLULの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰDLULは、
【００３０】
【数６】
0004852615.tif 000007
【００３１】
により与えられる。
【００３２】
或いは、アイドル期間ＩＰDLULがダウンリンクサブフレームＤＬ1及びアップリンクサブフレームＵＬの双方から取られるときは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULは、ダウンリンクサブフレームＤＬ1から取られたダウンリンク／アップリンク所要継続時間Ｔ1DLULと、アップリンクサブフレームＵＬから取られたダウンリンク／アップリンク所要継続時間Ｔ2DLULとの合計に等しい。
したがって、図３ｃに示すように、ダウンリンクサブフレームＤＬ1に組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴEDL1の期間中にのみ送信され、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴEULの期間中にのみ送信される。
上述した要件、並びに、ダウンリンクサブフレームＤＬ1のアイドル期間の部分のダウンリンクシンボル継続時間ＴSDL1、及びアップリンクサブフレームのアイドル期間の部分のアップリンクシンボル継続時間ＴSULに従った、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰDLULは、
【００３３】
【数７】
0004852615.tif 000008
【００３４】
により与えられる。
【００３５】
アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰULDLも、（図４ａに示すように）先行するアップリンクサブフレーム、若しくは（図４ｂに示すように）次のダウンリンクサブフレーム、又は（図４ｃに示すように）双方、のいずれかから取ることもできる。
【００３６】
アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰULDLがアップリンクサブフレームＵＬから取られるときは、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、図４ａに示すように、有効送信継続時間ＴEULの期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及び継続時間ＴSULに従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰULDLは、
【００３７】
【数８】
0004852615.tif 000009
【００３８】
により与えられる。
【００３９】
或いは、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰULDLがダウンリンクサブフレームＤＬ2から取られるときは（図４ｂ参照）、ダウンリンクサブフレームＤＬ2に組み込まれたシンボルは、図４ｂに示すように、有効送信継続時間ＴEDL2の期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びダウンリンクシンボル継続時間ＴSDL2に従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰULDLは、
【００４０】
【数９】
0004852615.tif 000010
【００４１】
により与えられる。
【００４２】
或いは、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰULDLがダウンリンクサブフレームＤＬ2及びアップリンクサブフレームＵＬの双方から取られるときは、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLは、アップリンクサブフレームＵＬから取られたアップリンク／ダウンリンク所要継続時間Ｔ1ULDLと、ダウンリンクサブフレームＤＬ2から取られたアップリンク／ダウンリンク所要継続時間Ｔ2ULDLとの合計に等しい。
図４ｃに示すように、ダウンリンクサブフレームＤＬ2に組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴEDL2の期間中にのみ送信され、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴEULの期間中に送信される。
上述した要件、並びに、アップリンクサブフレームＵＬのアイドル期間の部分のアップリンクシンボル継続時間ＴSUL、及びダウンリンクサブフレームＤＬ2のアイドル期間の部分のダウンリンクシンボル継続時間ＴSDL2に従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰULDLは、
【００４３】
【数１０】
0004852615.tif 000011
【００４４】
により与えられる。
【００４５】
アイドル期間は、図３に示す１つの構成と図４に示す１つの構成とを組み合わせたものを使用してフレームに確保される。
たとえば図３ａに示す構成のように、図３の構成がアップリンクサブフレームＵＬの有効継続時間を全継続時間ＴULに等しくなるように規定するときは、この有効送信継続時間は、たとえば図４ａに示す構成のように、アイドル期間ＩＰULDL（又はその一部）がアップリンクサブフレームＵＬの最後に確保されることを図４の構成が規定する場合に、削減されることに留意されたい。
【００４６】
アイドル期間ＩＰDLUL及びＩＰULDLの検討されている確保が何であっても、ダウンリンクサブフレーム及び／又はアップリンクサブフレームの全通信継続時間のいくつかの部分は、アイドル期間の寸法を過剰に決定することによって失われる。
その結果、特に、大きなシンボル継続時間ＴSDL1，ＴSDL2，及び／又はＴSULの場合に、有効送信継続時間ＴEが大幅に減少するおそれがある。
【００４７】
通例、アイドル期間確保とは独立して、各ユーザ機器ＵＥiによって送信されたアップリンクサブフレームＵＬの有効部分は、基地局ＢＳにおいて同期させるために、すべて同じ時刻に受信される。この時刻は、アップリンクサブフレームの同期時刻と呼ばれる。
これによって、基地局の処理が最適化される。
ユーザ機器ＵＥiは、ダウンリンクサブフレームＤＬ1の受信の開始時刻ｔ1、有効ダウンリンクサブフレーム継続時間ＴEDL1、及びアイドル期間ＩＰDLULの継続時間のみを知っており、したがって、時刻ｔi＋ＴEDL1＋ＴRTUEにアップリンクサブフレームＵＬの有効部分を送信すると仮定される。
図２に示すように、時刻ｔiは基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥiとの間の距離の関数であるので、時刻ｔi＋ＴEDL1＋ＴRTUEにそのアップリンクサブフレームＵＬの有効部分を送信したのでは、同期時刻において基地局ですべてのアップリンクサブフレームを同期させることは可能でない。そのために、タイミング進み手段ＴＡＭが使用される。
【００４８】
図５は、現行の技術水準に従ってアップリンクサブフレームを同期させるために基地局ＢＳにより使用されるタイミング進みメカニズムを示すクロノグラムを表している。
【００４９】
ユーザ機器の観点からすれば、タイミング位置合わせメカニズムの本質は、ユーザ機器ＵＥiによるアップリンクサブフレームＵＬiの有効部分の送信の開始前で、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1の受信の終了後に、一定の時間量を待つことにある。
これは、基地局ＢＳにおいて、ユーザ機器ＵＥiから送信されるアップリンクサブフレームＵＬiの有効部分の受信開始時刻ＴSTULを、このメカニズムを同様に実行する他のユーザ機器によって送信されるアップリンクサブフレームの有効部分の受信開始時刻と共に位置合わせするためである。
このタイミング位置合わせメカニズムも、タイミング進みメカニズムと呼ばれる。
【００５０】
このようなメカニズムでは、ユーザ機器ＵＥiは、以下の式によって規定された基準時刻からタイミング進み値ｔAiだけ進められた時刻に、自身のアップリンクサブフレームＵＬiを送信する。
【００５１】
【数１１】
0004852615.tif 000012
【００５２】
そのために、基地局ＢＳは、各ユーザ機器ＵＥiにタイミング進み値ｔAiを送信し、各ユーザ機器ＵＥiは、このタイミング進み値ｔAiから、アップリンクサブフレームＵＬiの有効部分の送信を開始することになる時刻を定める。
したがって、タイミング進みメカニズムは、このようなタイミング進み値ｔAiを規定するために、基地局ＢＳから各ユーザ機器ＵＥiまでの伝搬遅延を基地局ＢＳで推定することを要する。
したがって、図５に示すように、ユーザ機器ＵＥ1は、時刻ｔi=1＋ＴEDL1＋ＩＰDLUL−ｔA1に自身のアップリンクサブフレームＵＬ1の有効部分を送信し、基地局ＢＳからより遠距離に位置するユーザ機器ＵＥ2は、時刻ｔi=2＋ＴEDL1＋ＩＰDLUL−ｔA2に自身のアップリンクサブフレームＵＬ2の有効部分を送信する。
【００５３】
ブロック単位の送信では、タイミング進み値は、シンボル継続時間のごく一部となる場合がある。
【００５４】
上述したように、有効送信継続時間ＴEは、アイドル期間ＩＰDLUL及びＩＰULDLの寸法を過剰に決定することによって大幅に削減されるおそれがある。
【００５５】
本発明は、通信システムにおいて基地局と少なくとも１つのユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法を開示することにより、この課題を解決することを意図しており、
当該方法は、
少なくとも１つのユーザ機器へ基地局によって第１のダウンリンクサブフレームを送信すること、
基地局から送信された第１のダウンリンクサブフレームを少なくとも１つのユーザ機器によって受信すること、
少なくとも１つのユーザ機器におけるアップリンク送信開始時間の決定用に予め準備されたタイミング進み値を、少なくとも１つのユーザ機器へ基地局によって送信すること、
基地局から送信されたタイミング進み値を少なくとも１つのユーザ機器によって受信すること、
少なくとも１つのユーザ機器によって受信されたタイミング進み値と、アップリンクサブフレームを送信するタイミングを決定する前に準備されたインクリメンタル値とに基づいて、アップリンクサブフレームを送信するタイミングを少なくとも１つのユーザ機器によって決定すること、
アップリンクサブフレームを送信するタイミングを決定することにおいて決定されたタイミングで、アップリンクサブフレームを基地局へ少なくとも１つのユーザ機器によって送信すること、
少なくとも１つのユーザ機器によって送信されたアップリンクサブフレームを、第１のダウンリンクサブフレームの送信の終りから第１の期間後に基地局によって受信すること、及び
アップリンクサブフレームの受信の終りから第２の期間後に、少なくとも１つのユーザ機器へ基地局によって第２のダウンリンクサブフレームを送信すること
を含み、
第１のダウンリンクサブフレーム、アップリンクサブフレーム、第１の期間、及び第２の期間の継続時間の合計は、シンボル継続時間の整数倍に等しいか、又は複数のシンボル継続時間の整数倍の合計に等しい。
【００５６】
また、インクリメンタル値は、基地局が受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続期間以上である。
【００５７】
また、インクリメンタル値は、シンボル継続時間の整数倍とは異なる。
【００５８】
また、インクリメンタル値は、ユーザ機器が送信モードから受信モードにスイッチングするためのスイッチング継続期間以上である。
【００７９】
本発明の特徴は、一例の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８０】
図６は、本発明による半二重通信システムのフレームの一例を示すクロノグラムを表している。このフレームは、所定の継続時間ＴDL1を有する第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1、このサブフレームの後に続く所定の継続時間ＴULを有するアップリンクサブフレームＵＬ、このサブフレーム自体の後に続く所定の継続時間ＴDL2を有する別のダウンリンクサブフレームＤＬ2を含む。
これらのサブフレームは、必ずしも、同じ所定の継続時間を有するとは限らないことに留意されたい。すなわち、ＴDL1はＴDL2と異なる場合があり、ＴDL1はＴULと異なる場合があり、ＴDL2はＴULと異なる場合がある。
【００８１】
フレームは、単一アイドル期間ＩＰを含む。この単一アイドル期間ＩＰは、少なくとも、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULとアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLとの合計に等しい。
単一アイドル期間ＩＰは、冒頭のパラグラフで説明したようにこの合計の寸法を過剰に決定することによって規定される。
この単一アイドル期間ＩＰは、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1の末尾、若しくはアップリンクサブフレームＵＬの先頭、又はその双方の、いずれかから取られる。
【００８２】
フレームは、アップリンクサブフレームＵＬの末尾から取られたアイドル期間も、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ2の先頭から取られたアイドル期間も含まないことに留意されたい。
【００８３】
冒頭のパラグラフで上述したタイミング進みメカニズムを図６に示すフレーム構造に適用すると、すべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、基地局ＢＳにおいて時刻Ｔ’STUL＝ｔ0＋ＴEDL1＋ＩＰで同期して受信される。その場合、アップリンクサブフレームの有効部分の受信は、時刻ｔ0＋ＴF−ＴDL2に終了する。
したがって、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ2が一定有効継続時間ＴEDL2＝ＴDL2を有するとき、時刻ｔ0＋ＴFでのフレームの終了前に、無線周波数スイッチング及び第２のダウンリンクサブフレームＤＬ2の送信の双方を行うのに十分な時間は残っていない。
【００８４】
図７は、本発明によるアップリンクサブフレームの有効部分を同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムを表している。図５及び図６に示す要素の参照子であって、図７に示す要素の参照子と一致するものは、同じ要素に割り当てられている。
【００８５】
アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信の終了と、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ2の有効部分の送信の開始との間に十分な時間を得るために、同期時刻Ｔ’STULは、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAだけ進められる。したがって、この新しい同期時刻Ｔ’’STULは、ｔ0＋ＴEDL1＋ＩＰ−ΔｔAに等しい。
【００８６】
インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAは、スイッチングを可能にするために、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDL以上となる。
さらに、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1の有効部分の送信の終了と、アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信の開始との間の継続時間ＩＰ−ΔｔAは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLUL以上となる。
したがって、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAは、継続時間ＩＰ−ＴDLUL以下となる。
【００８７】
すべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分を同期時刻Ｔ’’ STULに同期させるために、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAは、各ユーザ機器ＵＥiでタイミング進みメカニズムを実行するのに使用されるために各タイミング進み値ΔｔAiに加算される。
【００８８】
本発明は、ＴULDLとＴDLULとの合計の寸法を過剰に決定することが、これらの継続時間の寸法を個別に過剰に決定するよりも効率的であり得るので、フレームアイドル期間継続時間ＴIを削減することによって、スペクトル効率を改善することができる。
【００８９】
たとえば、ＴDLUL＝４３μｓ、ＴULDL＝８μｓ、ＴSDL1＝７０μｓ、ＴSUL＝６０μｓであり、且つ、アイドル期間が先のサブフレームから取られるものと仮定すると、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰDLULは７０μｓに等しくなり、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰULDLは６０μｓに等しくなり、アイドル期間ＩＰは７０μｓに等しくなる。したがって、本発明により、フレームアイドル期間継続時間は削減される。
【００９０】
また、本発明は、ＩＰ−ΔｔAがダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰDLULよりも大きいときに、基地局ＢＳのカバレッジも改善することができる。これによって、基地局ＢＳは、有効セル半径Ｒよりも遠くに位置するユーザ機器と通信することが可能になる。
【００９１】
たとえば、ＴDLUL＝４３μｓ、ＴULDL＝８μｓ、ＴSDL1＝４７μｓ、ＴSUL＝４５μｓであり、且つ、アイドル期間が先行するサブフレームから取られるものと仮定すると、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰDLULは４７μｓに等しくなり、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰULDLは４５μｓに等しくなり、アイドル期間ＩＰは９４μｓに等しくなる。
その上、ΔｔAがＴULDLに等しいと仮定すると、第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と、基地局におけるアップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間の継続時間は、４７μｓから９４−８＝８６μｓに増加する。
ＴIの増加はわずかであるにもかかわらず、本発明により、基地局ＢＳのカバレッジは、３９×１０-6×３×１０8／２＝５．８５ｋｍ分改善される（式１参照）。
【００９２】
本発明の好ましい実施形態によれば、タイミング進み値ｔAi及びインクリメンタルタイミング進み値ΔｔAの加算が行われ、その結果が基地局によって各ユーザ機器ＵＥiに送信される。
【００９３】
本発明の別の実施形態によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAが、基地局によって上記ユーザ機器のそれぞれに送信される。
【００９４】
本発明の別の実施形態によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAが、上記ユーザ機器のそれぞれによって記憶される。
【００９５】
本発明の別の実施形態によれば、半二重通信システムがブロック単位の送信を可能にし、アイドル期間ＩＰは、ＴSDL1又はＴSULのいずれかであるシンボル継続時間の倍数である。
【００９６】
本発明の別の実施形態によれば、半二重通信システムがブロック単位の送信を可能にし、アイドル期間ＩＰは、第１のダウンリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間ＴSDL1の倍数と、アップリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間ＴSULの倍数との合計である。
【００９７】
図８は、本発明による半二重通信システムＳＹＳ1の概要を表している。この通信システムＳＹＳ1は、たとえば、時分割複信（ＴＤＤ）通信システム又は半二重周波数分割複信（ＨＤ  ＦＤＤ）通信システムである。
通信システムＳＹＳ1は、通信装置ＢＳと、少なくとも１つのユーザ機器ＵＥi及び／又は少なくとも１つのユーザ機器ＵＥjとの間で半二重通信を可能にする。通信装置ＢＳは、たとえば基地局であり、ユーザ機器ＵＥi及びユーザ機器ＵＥjは、共に、たとえば移動電話又は固定ワイヤレス端末である。
【００９８】
通信装置ＢＳは、ダウンリンクサブフレームＤＬ1及びＤＬ2並びにアップリンクサブフレームＵＬの通信をユーザ機器ＵＥi（又はＵＥj）と行うための半二重通信システムＳＹＳ1に含まれている。
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1は、通信装置ＢＳによってユーザ機器ＵＥi（又はＵＥj）に送信され、その後に続いて、アップリンクサブフレームＵＬが、ユーザ機器ＵＥi（又はＵＥj）から通信装置ＢＳに送信される。次に、アップリンクサブフレームフレームＵＬ自体の後に、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ2が、ユーザ機器ＵＥi（又はＵＥj）に送信される。
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1の有効部分の送信は、アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信から、少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULだけ隔てられ、上記アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信は、上記第２のダウンリンクサブフレームＤＬ2の有効部分の送信から、少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLだけ隔てられている。
【００９９】
本発明によれば、上記通信装置ＢＳは、
上記第１のダウンリンクサブフレームＤＬ1の末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームＵＬの先頭、又はその双方の、いずれかから取られる単一アイドル期間ＩＰを確保する手段ＦＩＰＲＭ1であって、上記単一アイドル期間ＩＰが、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULと上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDLとの合計以上の継続時間を有する、手段ＦＩＰＲＭ1と、
上記ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、スケジューリングされた同期時刻Ｔ’STULに受信されるように、ユーザ機器ＵＥi（又はＵＥj）のタイミング進み値ｔAi（又はｔAj）を規定する手段ＴＡＭ1であって、当該スケジューリングされた同期時刻Ｔ’STULは、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から、上記単一アイドル期間ＩＰの継続時間だけ隔てられるようになっている、手段ＴＡＭ1と、
ユーザ機器ＵＥi（又はＵＥj）のタイミング進み値ｔAi（又はｔAj）に対するインクリメンタルタイミング進み値ΔｔAを規定する手段ＩＡＴＭであって、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAが、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴULDL以上であり、且つ、上記単一アイドル期間ＩＰの継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴDLULとの間の差以下である、手段ＩＡＴＭと
を備える。
【０１００】
本発明の一実施形態によれば、通信装置ＢＳは、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAをユーザ機器の一方ＵＥiのタイミング進み値ｔAiに加算する手段ＡＤＭを備える。
【０１０１】
本発明の一実施形態によれば、通信装置ＢＳは、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAを送信する手段を備える。
【０１０２】
ユーザ機器ＵＥjは、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAをタイミング進み値ｔAjに加算する手段ＡＤＭを備える。
【０１０３】
図９は、本発明による、全二重通信システムにおいてアップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムを表している。
【０１０４】
全二重通信では、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームが同時に送信される。その上、同じ継続時間ＴDLを有する一組のダウンリンクサブフレームＤＬ及び一組のアップリンクサブフレームＵＬとして図９に示されるフレームには、アイドル期間が確保されない。
【０１０５】
全二重通信システムでは、各ユーザ機器ＵＥiによって送信されるアップリンクサブフレームの先頭は、タイミング進みメカニズムによって同時刻に受信される。
【０１０６】
本発明によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔAは、各ユーザ機器でタイミング進みメカニズムを実行するのに使用されるために各タイミング進み値ΔｔAiに加算される。
【０１０７】
これは、アイドル期間（ＩＰ−ΔｔA）が、（半二重通信において）ダウンリンクサブフレームＤＬにのみ確保されるときに有利である。その理由は、その場合に、全二重通信又は半二重通信のいずれかを使用してすべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が同じ時刻Ｔ’’STULに同期され、基地局ＢＳにおける復号性能の増加を提供するからである。
たとえば、ＯＦＤＭベースの送信等の周波数多重ベースの送信が使用されるときは、通例、基地局ＢＳに存在するアップリンクサブフレームを復号するのに、複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が必要とされる。本発明によれば、アップリンクサブフレームがすべて同時刻に同期されるので、時刻Ｔ’’STULに受信機端に存在する各アップリンクサブフレームから情報を取り出すのに必要とされるＦＦＴは１つだけである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】半二重通信システムＳＹＳの概要を示す図である。
【図２】現行の技術水準による通信システムのフレームの送信を示すクロノグラムの一例である。
【図３】半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例である。
【図４】半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例である。
【図５】現行の技術水準に従ってアップリンクサブフレームを同期させるために基地局ＢＳにより使用されるタイミング進みメカニズムを示すクロノグラムである。
【図６】本発明による半二重通信システムのフレームの一例を示すクロノグラムである。
【図７】本発明による、アップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムである。
【図８】本発明による半二重通信システムＳＹＳ1の概要を示す図である。
【図９】本発明による、全二重通信システムにおいてアップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムである。
【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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