JP2007525928A

JP2007525928A - 直交周波数分割多元接続セルラー通信システムにおけるサブチャンネルを割り当てる方法

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Publication number: JP2007525928A
Application number: JP2007501726A
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Inventors: イン−ソク・ファン; ジェ−ホ・ジョン; ソォン−ユン・ヨォン; サン−ホォン・スン; スン−ジョ・メン; ホォン・フー; ジェ−ヒ・チョ; ジョン−ホン・キム
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-03-05
Publication date: 2007-09-06
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Abstract

全体の周波数帯域は、複数のバンドを含み、複数のバンドの各々は、複数のビーンを含み、複数のビーンの各々は、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多元接続セルラー通信システムの送信器において、サブチャンネルを割り当てる方法は、予め定められた時区間を適応変調及び符号化（ＡＭＣ）サブチャンネル時区間と、ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップと、ＡＭＣサブチャンネル時区間で、複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択するステップと、選択されたバンド内の複数のビーンのうち、予め定められた個数のビーンを選択するステップと、選択されたビーンをＡＭＣサブチャンネルに割り当てるステップとを具備する。

Description

本発明は、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）方式を使用するセルラー通信システム（以下、‘ＯＦＤＭＡセルラー通信システム’と称する）に関し、特に、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、サブチャンネル（sub-channel）を割り当てる方法に関する。

次世代移動通信システムにおいては、さらに向上した品質を有する多様なマルチメディアサービスを支援するために、高速、高品質のデータ送信を要求する。最近、上述したような要求を満足するための従来方式のうちの１つであるＯＦＤＭＡ方式に関する研究が活発に進行されている。

一方、直交周波数分割多元（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；以下、‘ＯＦＤＭ’と称する）方式に基づく多重接続方式は、大きく２種類の方式に分類されることができる。第１の方式は、広帯域無線接続（Broadband Wireless Access；ＢＷＡ）通信システムにおいて、１つのＯＦＤＭシンボルのうち、複数のサブチャンネルを複数のユーザーが分割して使用する方式であるＯＦＤＭＡ方式である。上記ＯＦＤＭＡ方式を固定及び移動広帯域無線接続（Fixed and Mobile Broadband Wireless Access）通信システムに適用した通信システムがＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ｄ／ｅ通信システムである。上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅ通信システムにおいては、２０４８-ポイント高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）を使用し、１７０２個のトーンを１６６個のパイロットトーン（Pilot Tone）と１５３６個のデータトーン（Data Tone）とに分割して使用する。ここで、上記トーンとは、上記副搬送波と同一の概念であって、下記の説明では、上記トーンの概念と上記副搬送波の概念とが混用されたものに留意しなければならない。さらに、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅ通信システムにおいて、上記１５３６個のデータトーンは、データトーンが４８個ずつグルーピングされて３２個のサブチャンネルで生成され、上記３２個のサブチャンネルは、各ユーザーに割り当てられる。

第２の方式は、周波数ホッピング（Frequency Hopping；以下、‘ＦＨ’と称する）方式と上記ＯＦＤＭ方式とを結合したＦＨ−ＯＦＤＭ方式である。
上記ＯＦＤＭＡ方式及びＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、すべてのデータトーンを全体の周波数帯域を通じて不均一に分散することによって、周波数ダイバーシティ利得を獲得することを目標としている。しかしながら、現在まで開示されたＯＦＤＭＡ方式及びＦＨ−ＯＦＤＭ方式に関連した技術は、上記周波数ダイバーシティの他に、別途の周波数選択的適応変調に対する考慮がまったくなされていない。また、ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格も、上記周波数選択的適応変調に対する考慮がまったくなされていない。

上記背景に鑑みて、本発明の目的は、ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、周波数選択的適応変調及び符号化（Adaptive Modulation and Coding；以下、‘ＡＭＣ’と称する）サブチャンネル及びダイバーシティサブチャンネルを割り当てるための方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、アップリンク及びダウンリンクに対して、ＯＦＤＭシンボル単位の自由度でダイバーシティサブチャンネル及びＡＭＣサブチャンネルを適応的に構成するための方法を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、多様な周波数再使用係数を支援することができるサブチャンネル割当て方法を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、リードソロモン（ＲＳ；Reed Solomon）シーケンスを使用して、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するサブチャンネル割当て方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の第１の見地によると、全体の周波数帯域は、複数のバンドを含み、上記複数のバンドの各々は、複数のビーンを含み、上記複数のビーンの各々は、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多元接続セルラー通信システムの送信器において、サブチャンネルを割り当てる方法は、予め定められた時区間を適応変調及び符号化（ＡＭＣ）サブチャンネル時区間と、ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップと、上記ＡＭＣサブチャンネル時区間で、上記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択するステップと、選択された上記バンド内の上記複数のビーンのうち、予め定められた個数のビーンを選択するステップと、選択された上記ビーンを上記ＡＭＣサブチャンネルに割り当てるステップとを具備することを特徴とする。

本発明の第２の見地によると、全体の周波数帯域は、複数のバンドを含み、上記複数のバンドの各々は、複数のビーンを含み、上記複数のビーンの各々は、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多元接続セルラー通信システムの送信器において、サブチャンネルを割り当てる方法は、予め定められた時区間を適応変調及び符号化（ＡＭＣ）サブチャンネル時区間と、ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップと、上記ＡＭＣサブチャンネル時区間でＡＭＣサブチャンネルを割り当てるステップと、上記ダイバーシティサブチャンネル時区間でダイバーシティサブチャンネルを割り当てるステップとを具備することを特徴とする。

本発明の第３の見地によると、複数の行及び複数の列のマトリックス形態で配列された複数のビーンを含み、上記複数の列の各々は時間領域を示し、上記複数の行の各々は、周波数領域を示し、上記複数の行の各々は、連続する複数の副搬送波を有し、上記複数の列は、シンボルを示し、上記複数のビーンの各々は、予め設定されている副搬送波を含むフレームを使用する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）セルラー通信システムにおいて、基地局から複数の端末へサブチャンネルを割り当てる方法は、サブチャンネルの各々は、上記予め設定されている副搬送波から選択されたｍ個の副搬送波から構成され、各副搬送波を通じて、各端末へデータを送信するために、上記マトリックス形態で配列された上記複数のビーンのうち、同一の行から相互に離れている複数のビーンのセットを有し、上記サブチャンネルの各々は、上記複数のビーンのうち、同一の行で相互に隣接する複数のビーンのセットを有するように、上記サブチャンネルを割り当てることを特徴とする。

本発明によると、ダウンリンクフレームの前部にプリアンブル区間及び制御シンボル区間を配置させて、ＳＳが初期同期及びシステム状況を迅速に把握することができる。また、本発明は、アップリンクフレームに初期接続のための別途の区間を設定して、基地局との同期を獲得することができなかったＳＳの送信信号がデータチャンネルに干渉として作用することを防止することができる、という利点を有する。

さらに、本発明は、ＡＭＣサブチャンネルとダイバーシティサブチャンネルとを１つのフレームで同時に構成することができ、ＡＭＣサブチャンネル及びダイバーシティサブチャンネルを構成する無線資源、すなわち、シンボル区間の比率をフレームごとに異なって運営することができるので、效率的に資源を管理することができる。なおかつ、本発明は、同一のフレーム内で、多様な周波数再使用係数を支援するように、ＡＭＣサブチャンネル及びダイバーシティサブチャンネルを構成することができる、という利点を有する。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。

本発明は、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）方式を使用するセルラー通信システム（以下、‘ＯＦＤＭＡセルラー通信システム’と称する）において、サブチャンネル（sub-channel）、すなわち、適応変調及び符号化（Adaptive Modulation and Coding；以下、‘ＡＭＣ’と称する）サブチャンネル及びダイバーシティ（diversity）サブチャンネルを割り当てる方法を提案する。一方、本発明で提案するサブチャンネル割当て方法を時分割デュプレキシング（ＴＤＤ；Time Division Duplexing）方式を適用して運営する場合、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、ダウンリンク（ＤＬ；DownLink）及びアップリンク（ＵＬ；UpLink）は、時間で区分され、ダウンリンクからアップリンクへ遷移する区間には、各々のセル半径を決定する保護時間である送信遷移ギャップ（Transmission Transition Gap；以下、‘ＴＴＧ’と称する）が存在する。さらに、アップリンクからダウンリンクへ遷移する区間には、スイッチングのための保護時間である受信遷移ギャップ（Reception Transition Gap；以下、‘ＲＴＧ’と称する）が存在する。また、上記ＴＤＤ方式を適用する場合、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムは、ダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる時間をアップリンク／ダウンリンクトラヒック（traffic）の量に従って、ダウンリンク及びアップリンクサブチャンネルを構成するシンボル区間の最小公倍数（least common multiple；ＬＣＭ）の単位で調整することができる。

これとは異なって、本発明で提案するサブチャンネル割当て方法を周波数分割デュプレキシング（ＦＤＤ；Frequency Division Duplexing）方式を適用して運営する場合、ダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる時間は、同一であり、ＴＴＧ及びＲＴＧの保護時間は要求されない。

図１は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡセルラー通信システムに適用されるフレーム構成を示す図である。
図１を参照すると、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムの全体の周波数帯域は、ＡＭＣサブチャンネルを考慮してＢ個のバンド（band）、すなわち、バンド＃０乃至バンド＃（Ｂ−１）に分割される。そして、フレームは、Ｔ_{ｆｒａｍｅ}の周期を有し、上記フレームは、ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームから構成される。

上記ダウンリンクフレームは、基地局区分と、同期獲得と、チャンネル推定とのためのプリアンブル（preamble）信号が送信される区間であるプリアンブル区間１０２と、システム情報（ＳＩ；System Information）が送信される区間である制御シンボル区間１０１と、を含み、制御シンボル区間１０１は、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、予め設定された時区間を占有し、ダイバーシティサブチャンネルとして運営して、端末（ＳＳ）がフレーム構成情報を含むサブチャンネルを復調することができるようにする。ここで、プリアンブル区間１０２及び制御シンボル区間１０１は、図１に示すように、上記ダウンリンクフレームの前半部に位置させて、端末が上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムのシステムの状況を迅速に認識することができるようにする。

上記アップリンクフレームは、端末の初期接続信号及びアップリンク制御信号を送信する区間１０５を含む。図１に示すように、上記初期接続信号及びアップリンク制御信号を送信する区間１０５を上記アップリンクフレームの前半部に位置させて、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムが端末の状況を迅速に認識することができるようにする。また、上記アップリンクフレームは、端末の初期接続（initial access）のための区間を別途に指定して、基地局との同期を獲得することができなかったＳＳの送信信号がデータチャンネルに干渉として作用することを防止するようにする。

図２は、図１に示したダウンリンクフレームの詳細な構成を示す図である。しかしながら、図２の説明に先立って、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルとダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの比率がＯＦＤＭシンボル単位で適応的に決定されることができることに留意すべきである。以下、説明の便宜上、上記ＯＦＤＭシンボルを“シンボル”と略称する。

図２を参照すると、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルは、同一のバンド内で連続的なトーンを含む複数のビーンをグルーピングして構成される。ここで、上記“トーン”とは、上記副搬送波と同一の概念であって、下記の説明では、上記トーンの概念と上記副搬送波の概念とが混用される点に留意しなければならない。

また、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルは、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルに対して割り当てられたシンボル区間で、全体の副搬送波を予め定められた個数のグループに分割して、上記グループの各々から１個の副搬送波を選択した後、その選択された副搬送波を結合することによって構成される。ここで、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの構成のために、各グループから選択された副搬送波は、リードソロモン（ＲＳ；Reed Solomon）シーケンス（sequence）に従って決定される。

例えば、上記バンドの個数が２４個であり、１個のサブチャンネルが４８個のトーンを含み、各ビーンが８個のデータトーンを含むと仮定すると、１個のダウンリンクＡＭＣサブチャンネルは、各バンドに属している６個のビーンから構成される。

図２において、ＳＳ＃１には、１本のダウンリンクＡＭＣサブチャンネルが割り当てられ、ＳＳ＃３には、２本のダウンリンクＡＭＣサブチャンネルが割り当てられる。図２を参照すると、３個のシンボル区間がダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの割当てのためのダイバーシティ区間として使用される場合には、各シンボル区間で、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムの全体の副搬送波を１６個のグループに分割し、上記３個のシンボルにわたって４８個のグループを構成し、上記各グループから１個の副搬送波を選択して、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する。表１は、１０２４-ポイント高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用するＯＦＤＭＡセルラー通信システムのパラメーター構成の一例を示す。

上述したように、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルは、リードソロモンシーケンスを使用して構成される。すなわち、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するシンボル区間を設定し、設定された上記シンボル区間で、隣接のデータトーンから構成された４８個のグループに分割し、グループ当たり、上記リードソロモンシーケンスに対応して１個のデータトーンを選択して、結果的に、４８個のデータトーンを含むダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する。ここで、上記グループ当たりのデータトーンの個数は、上記リードソロモンシーケンスが定義されるガロアフィールド（Galois Field；以下、‘ＧＦ'と称する）のサイズを決定する。

表２は、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルに含まれた１個のシンボル区間、２個のシンボル区間、及び４個のシンボル区間に対する各パラメーターを示す。表２に示すパラメーターは、１個のシンボル当たりの７６８＝４８＊１６個のデータトーンが存在するシステムを仮定する場合のパラメーターである。

表２に示すように、１シンボル区間でダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成すると、４８個のデータトーンを含むダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの個数は１６個となり、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルが定義されるシンボル区間が増加されると、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネル個数が増加され、また、ＧＦサイズも増加される。

一方、上述したように、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するために、各グループから選択されるトーンは、リードソロモンシーケンスにより決定され、これは、各グループにＱ個のトーンが存在するので、このうちに属するＱ個のエレメント（element）を有するＧＦ（Ｑ）の１つのエレメントに対応させる原理である。すなわち、ＧＦ（Ｑ）でダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンスを定義すると、基本シーケンスＰ_ｏ＝｛１，α，α^２，…，α^Ｑ−２｝で定義される。上記αは、ＧＦ（Ｑ）のプリミティブ（primitive）エレメントを示す。

このように、基本シーケンスが決定されると、任意のダウンリンクダイバーシティサブチャンネル＃ｓに対して、“ｆｏｒ０ ≦ ｓ <Ｑ−１，Ｐ_ｓ＝α^ｓＰ_ｏ（s times permutation of P_o）及びｆｏｒｓ＝Ｑ−１，Ｐ_ｓ＝{０，０，…，０，０}”で定義されることができる。ここで、Ｐ_ｓは、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネル＃ｓを構成するのに使用されるダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンスを示し、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンスＰ_ｓに対応して各グループから副搬送波を選択して、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する。一方、上記ＧＦ（Ｑ）で定義された基本シーケンスＰ_ｏが（Ｑ−１）の長さを有するので、（Ｑ−１）が４８よりも小さい場合、同一のシーケンスを反復することによって、４８よりも長い長さを有するシーケンスを生成した後、生成された上記長いシーケンスを（Ｑ−１）＝４８の長さを有するシーケンスに切断して、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する。これとは異なって、上記（Ｑ−１）が４８より大きいシーケンスを（Ｑ−１）＝４８の長さを有するシーケンスに切断することによって、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する。

図３は、本発明の実施形態によるダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するために使用されるリードソロモンシーケンスの反復を概略的に示す図である。
図３において、例えば、Ｑ＝１６である場合のリードソロモンシーケンスの反復を示す。従って、長さ１５を有する同一のリードソロモンシーケンスを４回反復させた後、上記長さ１５を有するリードソロモンシーケンスが４回反復されて生成されたシーケンスのエレメントのうち、第１のエレメントから４８個のエレメントを選択して、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するのに使用されたダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンスを生成する。これを具体的に説明すると次のようである。まず、ＧＦ（１６）の場合に、Ｐ_ｏ＝｛１，α，α^２，…，α^Ｑ−２｝＝{１，２，４，８，３，６，１２，１１，５，１０，７，１４，１５，１３，９}であり、長さが１５であるので、Ｐ_ｏを４回反復し、第１のエレメントから４８個のエレメントを選択することによって、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネル＃０に対するダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンス＃０を生成した後、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンス＃０に対応して各グループから副搬送波を選択することによって、上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネル＃０を構成する。この後、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネル＃１乃至＃１４は、上記Ｐ_ｏを循環シフト（以下、‘Cyclic Shift’と称する）させた後、上述したような過程を反復することによって構成される。

最後に、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネル＃１５を構成するのに使用されるダウンリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンスは、すべてのエレメントが０から構成されたシーケンスで定義される。また、セル間のダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの構成を相違するようにするために、セル＃βに対するシーケンスは、Ｐ_ｓ，β＝Ｐ_ｓ＋β_１・{α^２，α^４，α^６，… ，α^{２（Ｑ−１）}}＋β_０{１，１，… ，１，１}；β_１，β_０∈ＧＦ（Ｑ）で定義される。ここで、上記βは、セル識別子（ＣｅｌｌＩＤ）を示し、ＣｅｌｌＩＤβ＝β_１・Ｑ＋β_０であるので、最大Ｑ^２個のセルの区分が可能である。この場合、相互に異なるセルの｛Ｐ_ｓ，β｝間の衝突副搬送波の個数は、最大２個である。β_１を０に設定すると、セル識別子の数は、Ｑ個となり、相互に異なるセルのダウンリンクダイバーシティサブチャンネル間で衝突した副搬送波の個数は、最大１個である。また、（Ｑ−１）が４８よりも小さくて、同一のリードソロモンシーケンスを反復する場合には、上記同一のリードソロモンシーケンスの反復回数に比例して衝突副搬送波の個数が増加する。

図４は、図１に示したアップリンクフレームの詳細な構成を示す図である。図４に示すように、アップリンクＡＭＣサブチャンネルは、基本的にダウンリンクＡＭＣサブチャンネルとその構造が同一である。しかしながら、ダイバーシティサブチャンネルの場合には、周波数領域でのダイバーシティ次数を高めるために、時間領域（time domain）及び周波数領域（frequency domain）で相互に隣接するタイル（tile）を定義する。例えば、サブチャンネルが４８個のトーンから構成され、各タイルが８個のデータトーンを含むと仮定すると、上記アップリンクダイバーシティサブチャンネルは、全体の周波数帯域から選択された６個のタイルを含む。１つのアップリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するタイルの個数に従ってダイバーシティ次数が決定される。

また、アップリンクＡＭＣサブチャンネルとアップリンクダイバーシティサブチャンネルの比率を適応的に調節するために、本発明の実施形態は、各バンドから同一の個数のビーンを選択して、アップリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するモードを支援する。上記モードを支援するためには、タイルに含まれている１つのシンボル内の副搬送波の個数がビーンを構成する副搬送波の個数の約数になるように設定されなければならない。例えば、１個のビーンが１６個のデータトーン及び２個のパイロットトーンを含むと仮定すると、１個のタイルに含まれたシンボル当たりのトーンの個数は、１８の約数である２，３，６，９に設定されることができる。

図４において、シンボル当たりの３個ずつ、３個のシンボル区間に属するトーンを選択して、９個のトーンから構成されたタイルを生成し、各タイルから１個の副搬送波を選択して、パイロットトーンとして使用する。上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、１０２４-ポイントＦＦＴを使用し、８６４個のトーンを使用する場合には、２８８個のタイルが構成される。上記アップリンクがシンボル単位でアップリンクＡＭＣサブチャンネル及びアップリンクダイバーシティサブチャンネルを分割することができるので、９６／６＝１６個のアップリンクダイバーシティサブチャンネルが基本的に２８８／３＝９６個のタイルから構成されると仮定する。従って、１６個のタイルから構成された６個のグループを構成し、各グループから１個のタイルを選択してアップリンクサブチャンネルを構成する。ここで、上記アップリンクダイバーシティサブチャンネルに含まれたタイルを選択するのに使用されたアップリンクダイバーシティサブチャンネルシーケンスは、ＧＦ（１６）で定義されたリードソロモンシーケンスのもっとも最初の６個のエレメントで生成される。

また、本発明の実施形態は、１個のフレーム内で、多様な周波数再使用係数（frequency reuse factor）を支援することができる。ここで、上記多様な周波数再使用係数は、次のような２種類の方式にて支援されることができる。

一番目の方式は、バンドの個数を周波数再使用係数の整数倍になるように設定し、各バンドをくし型で選択する。例えば、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムに１２個のバンドが存在し、周波数再使用係数が３であると、上記一番目の方式は、バンドインデックス（band index）を{０，３，６，９} 、{１，４，７，１０}、及び{２、５、８、１１}のように３個のグループに分割し、各セル、すなわち、基地局ごとに相互に異なるグループに存在するバンドを使用する方式である。

二番目の方式は、各バンドに含まれたビーンの個数を上記周波数再使用係数の整数倍になるように定義し、各ビーンをくし型で選択する方式である。例えば、上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、８個のビーンが１個のバンドを構成し、上記周波数再使用係数が４であると、上記二番目の方式は、ビーンインデックスを{０，４}、{１，５}、{２，６}、及び{３、７}のように４個のグループに分割して、基地局ごとに相互に異なるグループに存在するビーンを使用する。

以下、上述したようなフレーム構成を用いて、ＡＭＣサブチャンネル及びダイバーシティサブチャンネルを割り当てる動作について説明する。
図５は、本発明の実施形態によるダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する過程を示すフローチャートである。図５では、ＡＭＣサブチャンネル及びダイバーシティサブチャンネルを構成する過程がダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する過程を参照して説明されるとしても、アップリンクＡＭＣサブチャンネル及びアップリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する過程も、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及び上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する過程と類似している。

図５を参照すると、基地局は、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルに対して全体のフレームを初期に使用する。一方、チャンネルの周波数選択度（frequency selectivity）及び時間変化をモニタリングしている端末は、上記周波数選択度が予め設定された値より大きいか又は同一であり、上記時間変化が予め設定された値より小さいか又は同一であると、基地局にダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する。一方、上記基地局は、ステップＳ５０１で、上記基地局がサービスする端末からダウンリンクＡＭＣサブチャンネル割当て要求が受信されたか否かを持続的にモニタリングする。上記モニタリング結果に基づいて、基地局は、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する端末の個数に従って、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルに割り当てられるリソースのサイズ、すなわち、シンボル区間を決定する。

例えば、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する端末の個数が、全体端末の個数の１／３であり、１個のダウンリンクフレームに１８個のシンボルが存在すると、基地局は、ステップＳ５０２で、６個のシンボル区間をダウンリンクＡＭＣサブチャンネル区間として割り当て、残りの１２個のシンボル区間をダウンリンクダイバーシティサブチャンネル区間として割り当てる。

このように、ダウンリンクダイバーシティシンボル区間が決定されると、図２を参照して説明したような方法にて、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを生成する。例えば、１２個のシンボル区間が上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを生成する区間として決定されると、連続した４個のシンボルが１つのスロットで定義されると、ＧＦ（６４）を用いて１個のスロットに６４個のダウンリンクダイバーシティサブチャンネルが生成され、このようなスロットが３個生成される。上記ＯＦＤＭＡセルラー通信システムを構成する過程において、このような構成情報は、テーブル形態で生成され、ステップ５０３で、構成案＃１、構成案＃２、…、構成案＃Ｍで予め定義される。

基地局が選択された構成案の番号をブロードキャスティングチャンネル（broadcasting channel）を介して基地局内のすべての端末へブロードキャストすると、ステップ５０４で、端末は、上記各構成案に従って、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当て番号及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの割当て番号のみを通知すると、自身に割り当てられたトーンの位置を判断することができる。

図６は、本発明の実施形態による端末の要求に従うダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを割り当てる過程を示すフローチャートである。
図６では、説明の便宜上、ＡＭＣサブチャンネル及びダイバーシティサブチャンネルを割り当てる過程がダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを割り当てる過程を参照して説明されるとしても、アップリンクＡＭＣサブチャンネル及びアップリンクダイバーシティサブチャンネルを割り当てる過程も、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及び上記ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを割り当てる過程と類似している。

図６を参照すると、ステップ６０１で、端末は、予め設定された周期ごとに、バンド別キャリア対干渉比（Carrier to Interference ratio；以下、‘Ｃ／Ｉ’と称する）及びチャンネルの時間変化を測定して、ステップ６０２で、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する必要があるか否かを検査する。ここで、上記端末は、上記バンド別Ｃ／Ｉの差が予め設定された値以上となり、チャンネルの時間変化が予め設定された値以下となると、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する必要があると判断する。

また、図６には別途に示されていないが、上記端末は、予め設定されている周期ごとに、あるいは、必要に応じて、上記基地局に上記バンド別Ｃ／Ｉをフィードバックすることができる。ここで、上記Ｃ／Ｉは、結局、上記端末のチャンネル品質情報（ＣＱＩ；Channel Quality Information）となる。

上記検査の結果、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する必要がある場合、ステップ６０３で、上記端末は、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを基地局に要求する。しかしながら、上記検査の結果、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する必要がないと判断されると、ステップ６０４で、上記端末は、ダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの割当てを基地局に要求する。

一方、端末からダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当て要求を受信した基地局は、端末へ送信されるデータの量及び種類に従って、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネルの割当て優先順位を決定し、上記端末が要求したダウンリンクＡＭＣサブチャンネルを割り当てる。このとき、上記端末に割り当てられるダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルが存在しない場合、上記基地局は、上記端末が要求した動作モードとは異なるモードのサブチャンネルを割り当てるか、又は、該当フレームでダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを割り当てないこともある。上記基地局が割り当てられた上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルに関する情報を上記端末へ送信する場合、上記端末は、ステップ６０５で、上記基地局から割り当てられた上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルに関する情報を受信する。

上記端末は、ステップ６０６で、ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルが受信された上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの割当て情報を分析して割り当てられるかどうかを確認し、上記ダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルの割当て情報に対応して、該当サブチャンネルを復調して情報データを復元する。

以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。

本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡセルラー通信システムに適用されるフレーム構成を示す図である。図１に示したダウンリンクフレームの詳細な構成を示す図である。本発明の実施形態によるダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成するのに使用されるリードソロモンシーケンスの反復を概略的に示す図である。図１に示したアップリンクフレームの詳細な構成を示す図である。本発明の実施形態によるダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを構成する過程を示すフローチャートである。本発明の実施形態によるＳＳの要求に従うダウンリンクＡＭＣサブチャンネル及びダウンリンクダイバーシティサブチャンネルを割り当てる過程を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１制御シンボル区間
１０２プリアンブル区間
１０５端末の初期接続信号及びアップリンク制御信号を送信する区間

Claims

全体の周波数帯域は、複数のバンドを含み、前記複数のバンドの各々は、複数のビーンを含み、前記複数のビーンの各々は、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多元接続セルラー通信システムの送信器において、サブチャンネルを割り当てる方法であって、
予め定められた時区間を適応変調及び符号化（ＡＭＣ）サブチャンネル時区間と、ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップと、
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間で、前記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択するステップと、
選択された前記バンド内の前記複数のビーンのうち、予め定められた個数のビーンを選択するステップと、
選択された前記ビーンを前記ＡＭＣサブチャンネルに割り当てるステップと
を具備することを特徴とするサブチャンネル割当て方法。
あらかじめ定められた前記時区間を前記ＡＭＣサブチャンネル時区間と前記ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップは、
前記ＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する受信器の個数に対応して、あらかじめ定められた前記時区間を、前記ＡＭＣサブチャンネル時区間と前記ダイバーシティサブチャンネル時区間の比率を決定するステップと、
決定された前記比率に従って、あらかじめ定められた前記時区間を割り当てるステップと、
を具備することを特徴とする請求項１記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間で、前記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択するステップは、受信器からフィードバックされたチャンネル品質情報に対応して、前記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択することを特徴とする請求項１記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間及びダイバーシティサブチャンネル時区間の単位時区間は、シンボル時区間であることを特徴とする請求項１記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ダイバーシティサブチャンネル時区間で、前記全体の周波数帯域を複数のグループに分割するステップと、
前記複数のグループの各々の副搬送波のうちのいずれか１つの副搬送波を選択するステップと、
選択された前記副搬送波を前記ダイバーシティサブチャンネルに割り当てるステップと
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のサブチャンネル割当て方法。
前記複数のグループの各々の副搬送波のうちのいずれか１つの副搬送波を選択するステップは、予め設定されているダイバーシティサブチャンネルシーケンスに対応して、前記複数のグループの各々の副搬送波のうちのいずれか１つの副搬送波を選択することを特徴とする請求項５記載のサブチャンネル割当て方法。
前記複数のビーンの各々に含まれた副搬送波は、隣接副搬送波であることを特徴とする請求項１記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネルに割り当てられるあらかじめ定められた個数のビーンは、隣接ビーンのうちの１つであるか、あるいは、離隔しているビーンであることを特徴とする請求項１記載のサブチャンネル割当て方法。
全体の周波数帯域は、複数のバンドを含み、前記複数のバンドの各々は、複数のビーンを含み、前記複数のビーンの各々は、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多元接続セルラー通信システムの送信器において、サブチャンネルを割り当てる方法であって、
予め定められた時区間を適応変調及び符号化（ＡＭＣ）サブチャンネル時区間と、ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップと、
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間でＡＭＣサブチャンネルを割り当てるステップと、
前記ダイバーシティサブチャンネル時区間でダイバーシティサブチャンネルを割り当てるステップと
を具備することを特徴とするサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネルを割り当てるステップは、
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間で、前記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択するステップと、
選択された前記バンド内の前記複数のビーンのうちの予め定められた個数のビーンを選択するステップと、
選択された前記ビーンを前記ＡＭＣサブチャンネルに割り当てるステップと
を具備することを特徴とする請求項９記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間で、前記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択するステップは、受信器からフィードバックされたチャンネル品質情報に対応して、前記複数のバンドのうちのいずれか１つのバンドを選択することを特徴とする請求項１０記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネルに割り当てられるあらかじめ定められた個数のビーンは、隣接ビーンのうちの１つであるか、あるいは、離隔しているビーンであることを特徴とする請求項１０記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ダイバーシティサブチャンネルを割り当てるステップは、
前記ダイバーシティサブチャンネル時区間で、前記全体の周波数帯域を複数のグループに分割するステップと、
前記複数のグループの各々の副搬送波のうちのいずれか１つの副搬送波を選択するステップと、
選択された前記副搬送波を前記ダイバーシティサブチャンネルに割り当てるステップと
を具備することを特徴とする請求項９記載のサブチャンネル割当て方法。
前記複数のグループの各々の副搬送波のうちのいずれか１つの副搬送波を選択するステップは、予め設定されているダイバーシティサブチャンネルシーケンスに対応して、前記複数のグループの各々の副搬送波のうちのいずれか１つの副搬送波を選択することを特徴とする請求項１３記載のサブチャンネル割当て方法。
あらかじめ定められた前記時区間を前記ＡＭＣサブチャンネル時区間と前記ダイバーシティサブチャンネル時区間とに分割するステップは、
前記ＡＭＣサブチャンネルの割当てを要求する受信器の個数に対応して、あらかじめ定められた前記時区間を、前記ＡＭＣサブチャンネル時区間と前記ダイバーシティサブチャンネル時区間の比率を決定するステップと、
決定された前記比率に従って、あらかじめ定められた前記時区間を割り当てるステップと、
を具備することを特徴とする請求項９記載のサブチャンネル割当て方法。
前記ＡＭＣサブチャンネル時区間及びダイバーシティサブチャンネル時区間の単位時区間は、シンボル時区間であることを特徴とする請求項９記載のサブチャンネル割当て方法。
前記複数のビーンの各々に含まれた副搬送波は、隣接副搬送波であることを特徴とする請求項９記載のサブチャンネル割当て方法。
複数の行及び複数の列のマトリックス形態で配列された複数のビーンを含み、前記複数の列の各々は時間領域を示し、前記複数の行の各々は、周波数領域を示し、前記複数の行の各々は、連続する複数の副搬送波を有し、前記複数の列は、シンボルを示し、前記複数のビーンの各々は、予め設定されている副搬送波を含むフレームを使用する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）セルラー通信システムにおいて、基地局から複数の端末へサブチャンネルを割り当てる方法であって、
サブチャンネルの各々は、前記予め設定されている副搬送波から選択されたｍ個の副搬送波から構成され、各副搬送波を通じて、各端末へデータを送信するために、前記マトリックス形態で配列された前記複数のビーンのうち、同一の行から相互に離れている複数のビーンのセットを有し、前記サブチャンネルの各々は、前記複数のビーンのうち、同一の行で相互に隣接する複数のビーンのセットを有するように、前記サブチャンネルを割り当てることを特徴とする方法。