JP2008516483A

JP2008516483A - Ｏｆｄｍとｏｆｄｍａとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。

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Publication number: JP2008516483A
Application number: JP2007534988A
Authority: JP
Inventors: ワン、ニン; リウ、ヘシン; ガオ、シャン; リウ、イン; ウ、ヤンウェイ
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2004-10-09
Filing date: 2004-10-09
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2024-10-09
Also published as: CA2581166A1; US20070286147A1; US8064425B2; CN101015150B; WO2006037257A1; CA2581166C; EP1798883A1; EP1798883A4; CN101015150A; KR20070062530A; JP4714742B2; KR101059491B1

Abstract

本発明は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法に関する。基地局システムは、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームを含む上向きデータと下向きデータを時分割方式により組み合せ、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの異なる帯域幅及び周波数帯域の使用状況に応じて、周波数スペクトルを合理的に割り当て、ＯＦＤＭＡとＯＦＤＭとの上向き／下向きデータを送信するように、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとを共存させるフレームの構成を形成する。本発明の周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法によって、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの高い周波数スペクトル利用率を実現し、サービス提供者の周波数スペクトル資源の無駄な使用を避けることができる。また、ネットワーキングをより柔軟的に行うことを実現できる。

Description

本発明は、通信システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法、特に直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ, orthogonal frequency division multip1exing)と直交周波数分割多元接続(ＯＦＤＭＡ,orthogonal frequency division multip1exing access)との共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法に関する。

直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ)技術は、最初、前世紀６０年代において、軍事領域に適用した。この変調方式は、周波数スペクトルの利用率がとても高く、無線データの送信に適用するため、無線接続方法として広く適用されていく。

ＯＦＤＭシステムは、各サブ搬送波におけるデータ符号の持続的な長さを相対的に増加させるように、マルチ搬送波技術を用い、高速データストリームのシリーズパラレル転換を行うことで、無線チャンネルの時間分散によるＩＳＩ（InterSymbol Interference）を減らさせた。従って、受信機内の等化の複雑さが低減し、等化器さえ用いる必要がなく、サイクリックプレフィックスを挿入する方法だけで、ＩＳＩによる悪い影響を消去できる。ＯＦＤＭシステムは、各サブ搬送波の間に直交性が存在し、各サブ搬送波の周波数スペクトルが互いに重ねることができるため、該システムが通常の周波数分割多重化システムと比べて、周波数スペクトルの資源を最大限に利用することができる。図１はプレフィックスを繰り返して挿入する場合のＯＦＤＭ符号のタイムドメイン波形を示す図である。

図1において、ＯＦＤＭ信号における有効な符号周期をＴｂで表示し、挿入されたサイクリックプレフィックスをＴｇで表示し、Ｔｇの内容がＴｂ時間範囲のうち最後の一部分内容のコピーであり、Ｔｓが1のＯＦＤＭ符号の周期を表示する。サイクリックプレフィックスの長さはＯＦＤＭ符号の最大遅延時間延長より大きいのであれば、一つのＯＦＤＭ符号の内の各サブ搬送波の直交性が確保することができる。従って、サイクリックプレフィックスＴｇを周期性的に挿入することにより、多チャネルによる影響を克服することができる。一般的に、ＯＦＤＭシステムの設計を行う時に、サイクリックプレフィックスが最大遅延時間延長の２−４倍以上であることが必要であり、通常の環境における最大遅延時間延長が表1に示されている。

表１に示すように、ＯＦＤＭシステムは、室内環境での無線通信だけをサポートする場合には、一般に、サイクリックプレフィックスが８００ｎｓより大きくなければならなく、室外環境での無線通信をサポートする場合には、サイクリックプレフィックスが２０μｓより大きくなければならない。また、遅延時間延長の制限によって、ＯＦＤＭシステムは、ＦＦＴ点数が固定された場合に、大きな帯域幅を用いることができない。

広義なＯＦＤＭシステムはＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭＡシステムを含む。ＯＦＤＭＡの基本原理にはＯＦＤＭとの類似があるが、両者の区別は、ＯＦＤＭＡシステム帯域幅の割り当てが時間と周波数の二次元区域で行われ、ＯＦＤＭシステム帯域幅の割り当てが時間の一次元区域しかで行なわれない点である。従来のＯＦＤＭシステムと比べて、ＯＦＤＭＡシステム帯域幅の割り当てがより柔軟で、且つ、セルラーネットワーキングに適用するため、注目されている。

ＩＥＥＥ８０２１６規格においては、ＯＦＤＭ技術とＯＦＤＭＡ技術が用いられるが、その二つの技術が互いに独立で、該両システムの整合について明確に規定されていない。交換性を考えれば、将来のシステムがＯＦＤＭ技術とＯＦＤＭＡ技術を同時にサポートでき、投資者とユーザの利益を最大限に保護するように、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムに対して更に開発する必要がある。

なお、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存を実現するために、異なるシステムに対してフレーム構造の交換性を考える以外、ＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭＡシステムの帯域幅に対してサイクリックプレフィックスによる制限をも考えなければならない。

ＯＦＤＭ符号の中のサイクリックプレフィックスの計算式は以下のようになる。
Tg = G*Tb = (G*N_FFT)/(n*BW)

この計算式において、nは過抽出因子を表示し、ＯＦＤＭシステムに対して、nの値は帯域幅に関係し、その範囲は基本的に１．１４から１．１５の間であるが、ＯＦＤＭＡシステムに対しては、nの値は通常８／７である。Ｇはサイクリックプレフィックス因子を表示し、1/4、1/8、1/16、1/32の４つの数値を取る。N_FFTはFFT点数を表示する。

この計算式に示されるように、サイクリックプレフィックスの長さは、Ｇに対して正比例、帯域幅に対して反比例、FFT点数に対して正比例になる。一般に、ＯＦＤＭシステムに採用されるFFT点数はＯＦＤＭＡシステムに採用されるFFT点数より小さく、通常、ＯＦＤＭシステムにおいて256点のFFTを採用し、ＯＦＤＭＡシステムにおいて2048点のFFTを採用する。256点のＯＦＤＭシステムは、サイクリックプレフィックスの制限によって、帯域幅を大きくすることができない。2048点のＯＦＤＭＡシステムは、同じ遅延時間延長の場合に、FFT点数がＯＦＤＭシステムの8倍であるため、ＯＦＤＭＡシステムに採用される最大帯域幅もＯＦＤＭシステムの8倍になる。ＯＦＤＭＡシステムは、セルラーネットワーキングを行う場合、システム容量を確保するために、帯域幅を小さくすることができない。表２は、それぞれの採用可能な帯域幅において、256点のＯＦＤＭと2048点のＯＦＤＭＡのサイクリックプレフィックスの範囲を示す。

表２に示されたように、ＯＦＤＭシステムの帯域幅とＯＦＤＭＡシステムの帯域幅とを同じであることを確保したいなら、最大遅延時間延長の影響のため、帯域幅を大きくしすぎるべきでなく、又、ＯＦＤＭＡシステムの容量を考えると、ＯＦＤＭＡシステムに採用される帯域幅を小さくしすぎるべきでない。上記二つの原因によって、ＯＦＤＭＡシステムに採用される帯域幅はＯＦＤＭシステムに採用される帯域幅と異なる可能性がある。両システムの帯域幅は大きい差がある場合、通常の時分割方式のＯＦＤＭとＯＦＤＭとの時分割混合フレーム式に対して、周波数スペクトルの利用率が低くなる。

従って、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトルの利用率を向上させるように、効果的なシステム周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法を提案する必要がある。

本発明の目的は、共存システムの要求を満足するフレーム構成を形成し、且つ周波数スペクトルを合理的に割り当てることにより、システムの周波数スペクトル利用率を向上させるＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法を提供することにある。

本発明は、上記の目的を実現するために、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法を提供する。前記共存システムにおいて、基地局システムを有し、前記基地局システムによって、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームを含む上向きデータと下向きデータを時分割方式に基づき組合せ、又、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの異なる帯域幅、及び周波数帯域の使用状況に応じて、周波数スペクトルを合理的に割り当てることで、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの共存できるフレーム構成を形成し、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムを実現化する構成を形成する。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡが同じ周波数帯域を用い、且つその帯域幅が同じ又はほぼ同じであるとき、前記基地局システムによって、全周波数帯域におけるデータフレームを、時間軸において、それぞれ前記下向きデータの送信及び前記上向きデータの受信を行う非連続的な下向きサブフレームと上向きサブフレームとに分割するステップと、前記下向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭＡ下向きサブフレームと、ＯＦＤＭ下向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭ下向きサブフレームとに分割するステップと、前記上向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭＡ上向きサブフレームと、ＯＦＤＭ上向きサブフレームデ-夕を送信するＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップとを有することを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、下向きデータ区域及び/又は上向きデータ区域の分割が、連続としてもよく、非連続としてもよいことを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡが同じ周波数帯域を用い、且つその帯域幅が同じ又はほぼ同じであるとき、前期基地局システムにより、一つのフレームを時間に応じてＯＦＤＭＡデータを送信するＯＦＤＭＡサブフレームと、ＯＦＤＭデータを送信するＯＦＤＭサブフレームとに分割するステップと、前記ＯＦＤＭＡサブフレームをＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップと、前記ＯＦＤＭサブフレームをＯＦＤＭ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップとを有することを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの全周波数帯域が同じで、且つその帯域幅が異なるとき、基地局システムよって、全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、下向きサブフレームと上上向きサブフレームとに分割するステップと、前記下向きサブフレームを、時間に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するＯＦＤＭＡ下向きサブフレームと、ＯＦＤＭ下向きデータを送信するＯＦＤＭ下向きサブフレームとに分割するステップと、ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するための区域が、ネットワーキングの要求に応じて、一つのＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信するステップと、ＯＦＤＭ下向きデータを送信するための区域が、周波数領域によって複数のサブ周波数帯域に分割され、一つのＯＦＤＭ下向きサブフレームが各サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域におけるデータが異なるセクタに送信されるステップと、前記上向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信するＯＦＤＭＡ上向きサブフレームと、ＯＦＤＭ上向きデータを送信をするＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップと、ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信ための区域が、ネットワーキングの要求に応じて、一つのＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信するステップと、ＯＦＤＭ上向きデータを送信するための区域が周波数領域に応じて複数のサブ周波数帯域に分割され、一つのＯＦＤＭ上向きサブフレームが各前記サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域におけるデータが異なるセクタに送信されるステップとを有することを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、前記ＯＦＤＭ上向きデータを送信するための区域及び前記ＯＦＤＭ下向きデータを送信するための区域における複数の前記サブ周波数帯域の周波数帯域が保護帯域によって離隔され、ＯＦＤＭ下向きデータを送信するための区域における複数のサブ周波数帯域の周波数帯域が保護帯域によって離隔されることを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの全周波数帯域が同じで、且つＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの帯域幅が異なるとき、基地局システムによって、全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡサブフレームとＯＦＤＭサブフレームとに分割するステップと、前記ＯＦＤＭＡサブフレームを、時間に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレームに分割するステップと、前記ＯＦＤＭサブフレームを周波数領域に応じて複数のサブ周波数帯域に分割し、一つのＯＦＤＭ下向きサブフレームと一つの上向きサブフレームとを各前記サブ周波数帯域に送信し、異なる周波数帯域におけるデータが異なるセクタに送信されるステップとを有することを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、複数の前記サブ周波数帯域の周波数帯域が保護帯域によって離隔されることを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの全周波数帯域が同じで、且つＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの帯域幅が異なるとき、基地局システムによって、全周波数帯域における各データフレームを、一つの部分が下向きサブフレームであり、他方の部分が上向きサブフレームである二つ部分に分割するステップと、前記下向きサブフレームを周波数領域に応じて第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つサブ周波数帯域に分割し、前記第一のサブ周波数帯域がＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信するために使用され、前記第二のサブ周波数帯域で、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭ下向きサブフレームが時分割方式によって組み合され、この二つの部分がそれぞれ前記下向きサブフレームの時間の部分のみを占めるステップと、前記上向きサブフレームを周波数領域に応じて第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つのサブ周波数帯域に分割し、前記第一のサブ周波数帯域がＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信するために使用され、前記第二のサブ周波数帯域で、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレ-ムが時分割方式によって組合せされ、これらの二つの部分がそれぞれ前記上向きサブフレームの時間の部分のみを占めるステップとを有することを特徴とする。

上記のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法は、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの全周波数帯域が同じで、且つＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの帯域
幅が異なるとき、基地局システムによって、全周波数帯域における各データフレームを時間軸において、ＯＦＤＭＡプレフィックスエリアを有し、ＯＦＤＭＡ下向きデータの送信を行うＯＦＤＭＡ下向きサブフレームと、ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信するＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとに分割するステップと、ＯＦＤＭ下向きサブフレームを送信するための区域を、順に割り当てられた周波数によるＯＦＤＭＡの非プレフィックスの下向きデータ区域に分割するステップと、ＯＦＤＭ上向きサブフレームを送信するための区域を、順に割り当てられた周波数によるＯＦＤＭＡ上向きデータ区域に分割するステップと、を有することを特徴とする。

以下、図面と詳細な実施例を参照しながら、本発明について具体的に記載するが、本発明に対する限定ではない。

以下、図面と詳細な実施例を参照しながら、本発明の実施形態について更に詳細に説明する。

以上のように、最大遅延時間延長とＯＦＤＭＡシステム容量の要求から、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームとの帯域幅は、同じとしてもよく、異なってもよい。異なっている場合に、周波数スペクトルの利用は以下のような四つの方法を採用する。

ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームとの周波数帯域が同じで、且つ帯域幅が同じ又は差があまり大きくない場合（例えば、ＯＦＤＭＡ帯域幅がＯＦＤＭ帯域幅の２倍より小さい場合）、第一実施形態の周波数スペクトル利用方法を採用することができ、該方法は以下のステップを含む。

基地局システムによって、全周波数帯域におけるデータフレームを、時間軸において、二つの非連続の部分に分割し、一つの部分は、下向きデータを送信するために使用され、他の部分は、上向きデータを受信するために使用される。

下向きデータ区域を、時間軸において、二つの部分（連続か非連続かのいずれとしてもよく、非連続とは上向き／下向きデータ区域におけるＯＦＤＭＡ部分とＯＦＤＭ部分の間に間隔を設けることができることをいう）に分割し、その一部分がＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信するために使用され、他の部分がＯＦＤＭ下向きサブフレームを送信するために使用される。

上向きデータ区域を、時間軸において、二つの部分（連続か非連続かのいずれとしてもよく、非連続とは上向き／下向きデータ区域におけるＯＦＤＭＡ部分とＯＦＤＭ部分の間に間隔を設けることができることをいう）に分割し、一部分がＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信するために使用され、他の一部分がＯＦＤＭ上向きサブフレームを送信するために使用される。

図２と図３には、この実施形態にかかるＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムに採用可能なフレーム構成の定義が示されている。

図２に示すように、まず、一つのフレームが、下向きサブフレームと上向きサブフレームに分割され、上向き／下向きのサブフレームが、それぞれＯＦＤＭＡサブフレームとＯＦＤＭサブフレームにより時分割方式によって組み合される。下向きサブフレームは、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭ下向きサブフレームを含み、上向きサブフレームは、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームを含む。

該実施形態の周波数スペクトル利用方法は更に、まず、基地局システムが、フレームを、時間に応じて、ＯＦＤＭＡデータを送信するために使用される部分及びＯＦＤＭデータを送信するために使用される他の部分にそれぞれ分割することができる。ＯＦＤＭＡデータ区域は、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームに分割され、ＯＦＤＭデータ区域は、ＯＦＤＭ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームに分割される。例えば、図３に示すように、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭサブフレームが時分割方式により一つのフレームに組み合され、一つのフレームはＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームを含み、又、一つのＯＦＤＭサブフレームはＯＦＤＭ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームを含み、一つのＯＦＤＭＡサブフレームは、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを含む。

この方法は、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームが、時分割方式により直接組み合され、これらの組合せが一つのフレーム内で行うこともでき、一つの上向き／下向きサブフレーム内で行うこともできる。上記図２、図３には、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの周波数帯域が同一で、且つその帯域幅が同一の場合を示している。周波数帯域が同一で、且つその帯域幅がほぼ同一の場合には、例えば、図４に示す方法を採用することができる。図４に示すように、まず、一つのフレームが下向きサブフレ-ムと上向きサブフレームに分割され、その下向きサブフレームがＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭ下向きサブフレームを含み、その上向きサブフレームがＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームを含む。ＯＦＤＭＡシステムがセクタアンテナを採用し、且つＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭシステムが同一の無線周波数システムを採用するならば、ＯＦＤＭサブフレームは、各セクタに同一内容を送信することができる。図４において、一番下のＯＦＤＭとＯＦＤＭの枠の長さが異なっており、これは通常、ＯＦＤＭＡの周波数帯域がＯＦＤＭの周波数帯域より広いことを示すためである。また、図４乃至図７において、水平軸は時間軸を示し、縦軸は周波数軸を示す。

ＯＦＤＭサブフレームの帯域幅とＯＦＤＭＡサブフレームの帯域幅が異なる、たとえば、ＯＦＤＭＡサブフレームの帯域幅がＯＦＤＭサブフレームの数倍である場合、第二、第三、第四実施例の周波数スペクトル利用方法を採用することができる。

第二の周波数スペクトル利用方法には、以下のステップを含む：
基地局システムは、全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、下向きデータと上向きデータとの二つの部分に分割し、
基地局システムは、下向きサブフレームを、時間に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するために使用される部分と、ＯＦＤＭ下向きデータを送信するために使用される他の部分の二つの部分(連続か非連続かのいずれとしてもよい)に分割し、
ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信する区域が、ネットワーキングの要求に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信し、
ＯＦＤＭ下向きデータを送信する区域が、周波数領域により、複数のサブ周波数帯域に分割され、ＯＦＤＭ下向きサブフレームが各サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域におけるデータが異なるセクタに送信され、周波数帯域が保護帯域によって離隔され、
基地局システムが、上向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信するために使用される部分と、ＯＦＤＭ上向きデータを送信するために使用される部分との二つの部分に分割し、
ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信する区域が、ネットワーキングの要求に応じて、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信し、
ＯＦＤＭ上向きデータを送信する区域が、周波数領域により、複数のサブ周波数帯域に分割され（等分又は不等分に分割されることがいずれでもよいが、一般に等分に分割される）、ＯＦＤＭ上向きサブフレームを各サブ周波数帯域に送信し、異なる周波数帯域におけるデータが異なるセクタに送信され、各周波数帯域が保護帯域によって離隔される。

この実施形態の周波数スペクトル利用方法は更に、まず基地局システムが、一つのフレームを、ＯＦＤＭＡデータを送信するために使用される部分と、ＯＦＤＭデータを送信するために使用される他の部分との二つの部分に分割し、ＯＦＤＭＡデータを送信する区域が、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを含み、又、ＯＦＤＭデータ部分が周波数領域に応じて複数のサブ周波数帯域に分割され、ＯＦＤＭ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームが各サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域におけるデータが異なるセクタに送信され、周波数帯域が保護帯域によって離隔される。

図５は、本発明の第二実施形態に採用されるフレームの構成を示す。ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムのフレームが下向きサブフレームと上向きサブフレームを含み、一つの上向き／下向きサブフレームはそれぞれＯＦＤＭＡサブフレームとＯＦＤＭサブフレームとを含む。さらに、ＯＦＤＭＡシステムの全周波数帯域は複数のサブ周波数帯域に分割され、各ＯＦＤＭサブフレームがいづれかのサブ周波数帯域を占め、サブ周波数帯域の間のＯＦＤＭ信号の干渉を防止するように、そのサブ周波数帯域の間に、いづれかの保護帯域を設ける必要がある。例えば、全周波数帯域が三つのサブ周波数帯域に分割され、各サブ周波数帯域のＯＦＤＭサブフレームが異なるセクタに送信され、異なる内容が異なるセクタに送信される。このとき、ＯＦＤＭＡサブフレームはまだ周波数分割ネットワーキングを採用しており、全ＯＦＤＭＡシステムのフレームの周波数スペクトルの利用率はサブ周波数帯域の分割によって改善される。勿論、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームの組合せも全フレームで実行される。このとき、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームが時分割方式によってひとつのフレームに組み合せ可能で、ＯＦＤＭサブフレームが、ＯＦＤＭ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームとにさらに分割可能で、ＯＦＤＭＡサブフレームがＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとに分割可能である。ここにおいて、ＯＦＤＭサブフレームは、異なる内容を、異なるセクタで使用するための異なるサブ周波数帯域に送信する。

第三実施例において、この方法は以下のステップを含む：
基地局システムが、全周波数帯域における各データフレームを、一つの部分は下向きサブフレームであり、他の部分は上向きサブフレームである、二つの部分に分割し、
基地局システムが、下向きサブフレームを、周波数領域により第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つのサブ周波数帯域に分割し、第一のサブ周波数帯域は、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信するために使用され、第二のサブ周波数帯域で、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭ下向きサブフレームとが時分割方式によって組み合され、この二つの部分がそれぞれ下向きサブフレームの時間の部分のみを占め、
基地局システムが、上向きサブフレームを、周波数領域により第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つのサブ周波数帯域に分割し、第一のサブ周波数帯域はＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信するために使用され、第二のサブ周波数帯域で、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームが時分割方式によって組み合わされ、この二つの部分がそれぞれ上向きサブフレームの時間の部分のみを占める。

図６は、本発明の第三実施形態にかかるフレームの構成を示す。ＯＦＤＭシステムと互換のＯＦＤＭＡシステムのフレームには下向きサブフレームと上向きサブフレームが含まれる。周波数スペクトルの利用率を向上するために、まず、全周波数帯域が第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つのサブ周波数帯域に分割され、第一のサブ周波数帯域はＯＦＤＭＡ上向き／下向きサブフレームを送信するために使用され、第二のサブ周波数帯域で、ＯＦＤＭＡ上向き／下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向き／下向きサブフレームが時分割方式によって組み合わされる。第一および第二のサブ周波数帯域におけるＯＦＤＭＡサブフレームの帯域幅は同一でも異なっていてもよく、第一および第二のサブ周波数帯域におけるＯＦＤＭＡサブフレームのFFT点数は同一でも異なっていてもよい。もし、ＯＦＤＭＡシステムがセクタアンテナを採用し、且つＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭＡシステムとが同一の無線周波数システムを採用する場合、ＯＦＤＭサブフレームは、同一の内容を送信するために、異なるセクタに同じ周波数を適用することができる。

第四実施例は、以下のステップを含む：
基地局システムは、全周波数帯域におけるデータフレームを、ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するために使用される部分と、ＯＦＤＭＡ上向きデータの送信を行うために使用される他の部分との二つの部分に分割し、
ＯＦＤＭ下向きサブフレームを送信するため区域が、ＯＦＤＭＡの非プレフィックスの下向きデータ区域に分割され、
基地局システムは、ＯＦＤＭ上向きサブフレームを送信するための区域を、ＯＦＤＭＡ上向きデータ区域に分割する。

図７は、本発明の第四実施形態にかかるフレームの構成を示す。ＯＦＤＭＡシステムが連続サブ搬送波割り当て方式を採用する場合、ＯＦＤＭシステムの上向き／下向きサブフレームを送信するためのデータ区域を、ＯＦＤＭＡ上向き／下向きサブフレームから分割することが可能で、ＯＦＤＭＡ上向き／下向きサブフレーム内のＯＦＤＭ上向き／下向きサブフレームの位置を実際の状況によって調整することができる。ＯＦＤＭデータとＯＦＤＭＡデータとの間の相互干渉を生じないように、ＯＦＤＭサブフレームの周囲になんらかの保護帯域を設ける必要がある。また、図7にただ一例を示したように、周波数により割り当てられたＯＦＤＭとＯＦＤＭＡの順序が任意なので、ＯＦＤＭＡとＯＦＤＭのサブフレームの上向き／下向きの位置が変わってもよい。

システムの実際の状況（例えば、周波数帯域、帯域幅、FFT点数、現実化の複雑さなど）によって、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトルの利用するため、上述した異なる方法を選択して、高い周波数スペクトル利用率を得ることができる。

もちろん、本発明はまた他の実施例があり、本発明の要旨と実質の状況を逸脱しない帯域で、当業者が本発明によれば修正や変形することができるが、これらの修正や変形が全て本発明の請求項の保護範囲に属する。

本発明の周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法によって、ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの高い周波数スペクトル利用率を実現し、サービス提供者による周波数スペクトル資源の無駄な使用を避けることができる。

また、本発明の周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法によって、より柔軟なネットワーキングを実現できる。

サイクリックプレフィックスを挿入したＯＦＤＭ信号のタイムドメイン波形を示す図。ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムのフレームフオーマットの一例を示す図。ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムのフレームフォーマットの他の一例を示す図。本発明に係るＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法の、第一実施例に用いられるフレームフォーマットを示す図。本発明に係るＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法の、第二実施例に用いられるフレームフォーマットを示す図。本発明に係るＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法の、第三実施例に用いられるフレームフォーマットを示す図。本発明に係るＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法の、第四実施例に用いられるフレームフォーマットを示す図。

Claims

基地局システムを有するＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムにおいて、
前記基地局システムが、ＯＦＤＭサブフレームとＯＦＤＭＡサブフレームを含む上向きデータと下向きデータを時分割方式により結合し、
前記ＯＦＤＭと前記ＯＦＤＭＡが共存できるフレームの構成を形成し、
前記ＯＦＤＭと前記ＯＦＤＭＡの異なる帯域幅要求及び周波数帯域の使用状況に応じて周波数スペクトルを割り当てること
を特徴とする
ＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
前記ＯＦＤＭと前記ＯＦＤＭＡが同じ周波数帯域を用い、且つその帯域幅が同じ、あるいは、ほぼ同じであるとき、
前記基地局システムが、
全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、それぞれ前記上向きデータの送信及び前記下向きデータの受信を行う非連続的な下向きサブフレームと上向きサブフレームとに分割するステップと、
前記下向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭＡ下向きサブフレームと、ＯＦＤＭ下向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭ下向きサブフレームとに分割するステップと、
前記上向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭＡ上向きサブフレームと、ＯＦＤＭ上向きサブフレームデータを送信するＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
前記下向きデータ区域及び／又は前記上向きデータ区域の分割は、連続でもよく、非連続でもよいことを特徴とする請求項２記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
前記ＯＦＤＭと前記ＯＦＤＭＡが同じ周波数帯域を用い、且つその帯域幅が同じ、又は、ほぼ同じであるとき、
前記基地局システムが、
一つのフレームを、ＯＦＤＭＡデータを送信するＯＦＤＭＡサブフレームと、ＯＦＤＭデータを送信するＯＦＤＭサブフレームとに、時間に応じて分割するステップと、
前記ＯＦＤＭＡサブフレームを、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとに分割するステップと、
前記ＯＦＤＭサブフレームを、ＯＦＤＭ下向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
ＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭＡシステムの全周波数帯域が同じで、且つＯＦＤＭシンボルとＯＦＤＭＡシンボルの帯域幅が異なるとき、
前記基地局システムが、
全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、下向きサブフレームと上向きサブフレームとに分割するステップと、
前記下向きサブフレームを、時間に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するＯＦＤＭＡ下向きサブフレームと、ＯＦＤＭ下向きデータを送信するＯＦＤＭ下向きサブフレームとに分割するステップと、
ＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するための区域が、ネットワーキングの要求に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信するステップと、
ＯＦＤＭ下向きデータを送信するための区域が、周波数領域に応じて複数のサブ周波数帯域に分割され、ＯＦＤＭ下向きサブフレームが各前記サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域のデータが異なるセクタに送信されるステップと、
前記基地局システムが、前記上向きサブフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信するＯＦＤＭＡ上向きサブフレームと、ＯＦＤＭ上向きデータを送信するＯＦＤＭ上向きサブフレームとに分割するステップと、
ＯＦＤＭＡ上向きデータを送信ための区域が、ネットワーキングの要求に応じて、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信するステップと、
ＯＦＤＭ上向きデータを送信するための区域が、周波数領域に応じて複数のサブ周波数帯域に分割され、ＯＦＤＭ上向きサブフレームが各前記サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域のデータが異なるセクタに送信されるステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
前記ＯＦＤＭ上向きデータを送信するための区域及び前記ＯＦＤＭ下向きデータを送信するための区域における複数の前記サブ周波数帯域の周波数帯域は、保護帯域によって分離されていることを特徴とする請求項５記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
ＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭＡシステムの全周波数帯域が同じで、且つＯＦＤＭシンボルとＯＦＤＭＡシンボルの帯域幅が異なるとき、
前記基地局システムが、
全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡサブフレームとＯＦＤＭサブフレームとに分割するステップと、
前記ＯＦＤＭＡサブフレームを、時間に応じて、ＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレ-ムとに分割するステップと、
前記ＯＦＤＭサブフレームを、周波数領域に応じて、複数のサブ周波数帯域に分割し、ＯＦＤＭ下向きサブフレームと上向きサブフレームが各前記サブ周波数帯域に送信され、異なる周波数帯域内のデータが異なるセクタに送信されるステップと、
を有することを特徴とする請求項1記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
複数の前記サブ周波数帯域の前記周波数帯域は保護帯域によって離隔されること
を特徴とする請求項７記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
ＯＦＤＭシステムとＯＦＤＭＡシステムの全周波数帯域が同じで、且つＯＦＤＭシンボルとＯＦＤＭＡシンボルの帯域幅が異なるとき、
前記基地局システムが、
全周波数帯域のそれぞれのデータフレームを、時間に応じて、一つが下向きサブフレームであり、他方が上向きサブフレームである二つ部分に分割するステップと、
前記下向きサブフレームを、周波数領域に応じて、第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つサブ周波数帯域に分割し、前記第一のサブ周波数帯域はＯＦＤＭＡ下向きサブフレームを送信するために使用され、前記第二のサブ周波数帯域においてＯＦＤＭＡ下向きサブフレ-ムとＯＦＤＭ下向きサブフレームとが時分割方式によって組み合され、これら二つの部分はそれぞれ前記下向きサブフレームの時間の部分だけを占めるステップと、
前記上向きサブフレームを、周波数領域に応じて、第一のサブ周波数帯域と第二のサブ周波数帯域との二つサブ周波数帯域に分割し、前記第一のサブ周波数帯域はＯＦＤＭＡ上向きサブフレームを送信するために使用され、前記第二のサブ周波数帯域において、ＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとＯＦＤＭ上向きサブフレームが時分割方式によって組合され、これら二つの部分はそれぞれ前記上向きサブフレームの時間の部分だけを占めるステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。
前記ＯＦＤＭと前記ＯＦＤＭＡの全周波数帯域が同じで、且つ前記ＯＦＤＭと前記ＯＦＤＭＡの帯域幅が異なるとき、
前記基地局システムが、
全周波数帯域における各データフレームを、時間軸において、ＯＦＤＭＡプリアンブル領域を有するＯＦＤＭＡ下向きサブフレームとＯＦＤＭＡ上向きサブフレームとに分割し、それぞれはＯＦＤＭＡ下向きデータを送信するためのものであり、それらの一分はＯＦＤＭＡ上向きデータを送信するために使用されるステップと、
順序が割り当てられた周波数に対応したＯＦＤＭＡの非プレフィックスの下向きデータ区域で、ＯＦＤＭ下向きサブフレームを送信するための区域を分割するステップと、
順序が割り当てられた周波数に対応したＯＦＤＭＡ上向きデータ区域で、ＯＦＤＭ上向きサブフレームを送信するための区域を分割するステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭとＯＦＤＭＡとの共存システムの周波数スペクトル帯域幅の割り当て方法。