JP2008535392A

JP2008535392A - 通信システム内において往復待ち時間及びオーバーヘッドを低減するための方法及び装置

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Publication number: JP2008535392A
Application number: JP2008504223A
Authority: JP
Inventors: ケイ．クラッソン、ブライアン; エル．バウム、ケビン; ゴーシュ、アミタバ; ティ．ラブ、ロバート; ナンギア、ビジェイ; エイ．スチュワート、ケネス
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2008-08-28
Also published as: BRPI0608958B1; WO2006105005A2; KR20080002901A; EP1869801A4; BRPI0608958B8; EP2879308B1; WO2006105005A3; MX2007011789A; RU2007139903A; US20070064669A1; BRPI0608958A2; RU2378760C2; JP2011045111A; EP2879308A1; EP1869801A2; KR100946951B1; US8031583B2; US8780937B2; ES2648238T3; EP1869801B1

Abstract

動作中、無線フレームは、複数のサブフレームに分割される。データは、無線フレームを介して複数のサブフレーム内において送信され、フレーム持続時間は、２つ以上の可能なフレーム持続時間から選択される。

Description

本発明は通信システムに関する。詳細には、本発明は通信システム内において往復待ち時間及びオーバーヘッドを低減するための方法及び装置に関する。

第３世代移動体通信システム標準化プロジェクト（３ＧＰＰ）長期的進化規格（ＬＴＥ）等における無線広帯域システム開発の主な要件の１つは、ユーザ体験を改善するために、待ち時間を低減することである。リンク層の観点からは、待ち時間への主な寄与要因は、パケット送信とパケット受信の確認応答との間の往復遅延である。往復遅延は、通常、フレームの数として定義され、この場合、フレームは、スケジューリングが行われる時間的持続期間である。往復遅延それ自体は、パケットの最初の送信と後続の送信との間における遅延等の設計パラメータを含む全体的な自動再送要求（ＡＲＱ）設計、又は、ハイブリッドＡＲＱチャネル（インスタンス）の数を決定する。従って、これからの通信システムでは、ユーザ体験改善のための開発において、最適なフレーム持続時間の定義に注目した待ち時間の低減は重要である。そのようなシステムには、３ＧＰＰ内において、高度進化型総合地上無線接続（ＵＴＲＡ）及び進化型総合地上無線接続ネットワーク（ＵＴＲＡＮ）（ＥＵＴＲＡ及びＥＵＴＲＡＮとしても知られている）、及び他の技術仕様作成機関内における通信システムの進化版（３ＧＰＰ２内における‘Ｐｈａｓｅ２’並びにＩＥＥＥ８０２．１１、８０２．１６、８０２．２０、及び８０２．２２の進化版等）が含まれる。

残念なことに、単一のフレーム持続時間は、異なるサービス品質（ＱｏＳ）特性を必要とする又は異なるパケットサイズを提示する異なるトラフィックタイプにとって、最良ではない。特に、このことは、フレームの制御チャネル及びパイロットオーバーヘッドを考慮する場合に正しい。例えば、絶対制御チャネルオーバーヘッドが、ユーザ当り資源配分当り一定であり、また、フレーム当り単一のユーザが割り当てられる場合、０．５ｍｓのフレーム持続時間は、２ｍｓのフレーム持続時間よりおおよそ４倍効率が劣る。更に、異なるフレーム持続時間が、異なる製造業者又は運用者によって好まれることがあり、業界標準規格又は互換設備の開発を困難にしている。従って、通信システム内における往復待ち時間及びオーバーヘッド双方を低減するための改善された方法に対する必要性がある。

上記必要性に対応するために、往復待ち時間を低減するための方法及び装置を本明細書において提供する。

動作中、無線フレームは、複数のサブフレームに分割される。データは、無線フレームを介して複数のサブフレーム内において送信され、また、フレーム持続時間が、２つ以上の可能なフレーム持続時間から選択される。

本発明は、通信システム内において往復待ち時間を低減するための方法を包含する。この方法は、無線フレームを介して送信されるデータを受信する工程を含む。無線フレームには複数のサブフレームが含まれる。２つ以上の可能なフレーム持続時間からフレーム持続時間が選択され、フレームは複数のサブフレームにほぼ等しい。データは複数サブフレーム内に配置され、複数のデータサブフレームが生成される。フレームは複数のデータサブフレームを有し、無線フレームを介して送信される。

本発明は、更に、無線フレームを介して第１ユーザに送信されるデータを受信する工程を含む方法を含む。無線フレームには複数のサブフレームが含まれる。２つ以上の可能なフレーム持続時間から第１ユーザ用にフレーム持続時間が選択され、フレームは複数のサブフレームにほぼ等しい。第１ユーザ用のデータは複数サブフレーム内に配置され、複数のデータサブフレームが生成され、そして、無線フレームを介して、複数のデータサブフレームを有して、第１ユーザに送信される。無線フレームを介して第２ユーザに送信される第２データが受信される。２つ以上の可能なフレーム持続時間から第２ユーザ用に第２フレーム持続時間が選択され、第２フレームは複数のサブフレームにほぼ等しい。第２ユーザ用の第２データは複数サブフレーム内に配置され、複数の第２データサブフレームが生成される。第２フレームは、無線フレームを介して、複数の第２データサブフレームを有して、第２ユーザに送信される。

本発明は、通信システム内においてデータを送信するための方法を包含する。この方法は、無線フレームを介して送信されるデータを受信する工程を含む。無線フレームには複数のサブフレームが含まれる。フレーム長は、複数サブフレームを含んで選択され、また、サブフレームタイプは、複数のサブフレームに対して、２つ以上のサブフレームタイプの１つから選択される。データは、複数サブフレーム内に置かれて、複数のデータサブフレームが生成され、フレームは、無線フレームを介して、複数のデータサブフレーム及びサブフレームタイプを有して送信される。

本発明は、通信システム内においてデータを送信するための方法を包含する。この方法は、無線フレームを介して送信されるデータを受信する工程を含む。無線フレームには複数のサブフレームが含まれる。フレームが選択され、フレームは複数のサブフレームにほぼ等しい。データは、複数サブフレーム内に置かれて、複数のデータサブフレームが生成され、また、共通パイロットは、複数サブフレームの各サブフレーム内に配置される。複数のデータサブフレームを有するフレームは、無線フレームを介して送信される。

本発明は、通信システム内においてデータを送信するための方法を包含する。この方法は、２つ以上のシステム帯域幅からシステム帯域幅を決定する工程と、無線フレームを介して送信されるデータ及びシステム帯域幅を受信する工程と、を含む。無線フレームには複数のサブフレームが含まれ、また、無線フレーム持続時間及びサブフレーム持続時間は、システム帯域幅に基づく。フレームが選択され、フレームは複数のサブフレームにほぼ等しい。データは、複数サブフレーム内に置かれて、複数のデータサブフレームが生成され、また、フレームは、無線フレームを介して、複数のデータサブフレーム及びサブフレームタイプを有して送信される。

通信システム内においてデータを送信するための方法は、搬送波帯域幅を決定する工程と、無線フレームを介して送信されるデータを受信する工程と、を含む。無線フレームには複数のサブフレームが含まれる。フレームが選択され、フレームは、複数のサブフレームにほぼ等しく、また、各サブフレームには、資源要素が含まれ、資源要素には、複数の副搬送波が含まれ、搬送波帯域幅が、複数の資源要素に分割される。データは、複数サブフレーム内に置かれて、複数のデータサブフレームが生成され、また、フレームは、無線フレームを介して、複数のデータサブフレーム及びサブフレームタイプを有して送信される。

次に、図面を参照する。同様な数字は同様な構成要素を示す。図１は、通信システム１００のブロック図である。通信システム１００には、複数のセル１０５（１つだけ示す）が含まれ、各々、複数の遠隔即ち移動ユニット１０１乃至１０３と通信を行う送受信基地局（ＢＴＳ又は基地局）１０４を有する。本発明の好適な実施形態において、通信システム１００は、次世代直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）又はマルチキャリアベースのアーキテクチャを利用するが、例えば、サイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えた又は備えていないＯＦＤＭ（例えば、サイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えた従来のＯＦＤＭ）、パルス成形を行いサイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えていないＯＦＤＭ（ＩＯＴＡ（等方性直交変換アルゴリズム）プロトタイプフィルタを備えたＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ）、又は、サイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えた又は備えていない単一の搬送波（例えば、ＩＦＤＭＡ、ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭ）等を利用する。データ伝送は、ダウンリンク送信又はアップリンク送信である。送信方式には、適応変調・符号化（ＡＭＣ）を含み得る。アーキテクチャには、更に、マルチキャリアＣＤＭＡ（ＭＣ−ＣＤＭＡ）、マルチキャリア直接拡散ＣＤＭＡ（ＭＣ−ＤＳ−ＣＤＭＡ）、１次元又は２次元拡散による直交周波数・符号分割多重（ＯＦＣＤＭ）等の、拡散手法の使用を含んだり、あるいは、より単純な時間及び／又は周波数分割多重／多重接続手法、又は、これら様々な手法の組合せに基づいたりし得る。しかしながら、他の実施形態において、通信システム１００は、これらに限定するものではないが、ＴＤＭＡ又は直接拡散ＣＤＭＡ等、他の広帯域セル方式通信システムプロトコルを利用し得る。

ＯＦＤＭに加えて、通信システム１００は、適応変調・符号化（ＡＭＣ）を利用する。ＡＭＣの場合、特定受信機用送信データストリームの変調・符号化フォーマットは、送信される特定のフレーム用の（受信機における）現在の受信信号品質に主として整合するように変更される。変調・符号化方式は、移動体通信システムで発生するチャネル品質変動を追跡するために、フレーム毎に変更し得る。従って、高品質のストリームには、通常、より高水準の変調速度及び／又はより大きいチャネル符号化速度が割り当てられ、変調水準及び／又は符号速度は、品質が低下するにつれて減少する。高品質に遭遇する受信機の場合、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ又は２５６ＱＡＭ等の変調方式が利用され、他方、低品質に遭遇する受信機の場合、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ等の変調方式が、利用される。

多重符号化速度は、各変調方式が、より細かなＡＭＣ細分性を提供して、品質と送信信号特性（例えば、ＱＰＳＫの場合、Ｒ＝１／４、１／２、及び３／４、１６ＱＡＭの場合、Ｒ＝１／２及びＲ＝２／３等）との間の整合が緊密になるように利用可能である。尚、ＡＭＣは、時間次元において実施（例えば、Ｎ_ｔのＯＥＤＭ符号周期毎に変調／符号化を更新）したり、又は、周波数次元において実施（例えば、Ｎ_ｓｃの副搬送波毎に変調／符号化を更新）したり、又は両者の組合せで実施し得る。

選択された変調・符号化は、チャネル品質測定遅延もしくはエラー又はチャネル品質報告遅延等の理由により、現在の受信信号品質のみに主に整合し得る。そのような待ち時間は、通常、パケット送信とパケット受信の確認応答との間の往復遅延に起因する。

待ち時間を低減するために、無線フレーム（ＲＡＦ）及びサブフレームは、ＲＡＦが、複数（好適な実施形態では、整数）のサブフレームに分割されるように定義される。無線フレーム内において、フレームは、データ伝送用の整数のサブフレームから構成され、２つ以上のフレーム持続時間が利用可能である（例えば、１つのサブフレームの第１フレーム持続時間、及び３つのサブフレームの第２フレーム持続時間）。

例えば、ＵＴＲＡからの１０ｍｓコア無線フレーム構造は、無線フレーム当りＮ_ｒｆのサブフレーム（例えば、Ｔ_ｓｆ＝１つのサブフレームの持続時間とすると、Ｎ_ｒｆ＝２０のＴ_ｓｆ＝０．５ｍｓサブフレーム）で定義し得る。ＯＦＤＭ送信の場合、サブフレームには、整数ＰのＯＦＤＭ符号間隔が含まれ（例えば、Ｔ_ｓｎ＝１つのＯＦＤＭ符号の持続時間とすると、Ｔ_ｓｎ＝５０μｓ符号の場合、Ｐ＝１０）、また、１つ又は複数のサブフレームタイプは、ガードインターバル又はサイクリック・プレフィックス（例えば、通常又は一斉送信）に基づき定義し得る。

当業者は認識されるように、フレームは、スケジュール化されたデータ送信と関連付けられる。フレームは、資源の用途（即ち、ユーザへの配分等）の制御を行う関連付けられた（恐らく一意に関連付けられた）制御構造を有するという点において、‘スケジュール化可能な’資源として又はスケジュール化可能なユニットとして定義し得る。例えば、ユーザをフレームにスケジュール化しようとする場合、フレームに対応する資源配分メッセージは、送信用のフレームに資源（例えば、ＯＦＤＭシステムの場合、複数の変調符号、各々１つのＯＦＤＭ符号に１つの副搬送波）を提供する。フレームのデータ送信の確認応答が返され、また、新しいデータ又はデータの再送信は、将来のフレームにスケジュール化し得る。フレームの全ての資源が、資源配分において（ＯＦＤＭシステム等において）、割り当てられないことから、資源配分は、フレームの全ての利用可能な帯域幅及び／又は時間資源に及ばないことがある。

異なるフレーム持続時間を用いて、提供されたタイプのトラフィックに基づき、待ち時間及びオーバーヘッドを低減し得る。例えば、最初の送信及び再送信が、インターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）データパケットを介して、高い信頼度で音声を受信するのに必要であり、また、再送信が、１フレーム遅延の後にのみ起こり得る場合、２ｍｓフレームの代わりに、０．５ｍｓフレーム内に資源を割り当てると、高信頼度受信の場合、６ｍｓ（送信、アイドルフレーム、再送信）から１．５ｍｓに待ち時間が低減される。他の例において、０．５ｍｓフレームの代わりに１ｍｓフレーム等、断片化することなくユーザのパケットに適合する資源配分を行うと、パケットの複数の断片用の制御及び確認応答信号送信等のオーバーヘッドを低減し得る。

連続ＯＦＤＭ符号等、資源の集団を反映する他の名前は、サブフレーム、フレーム、及び無線フレームの代わりに用い得る。例えば、用語「スロット」は、‘サブフレーム’に対して、又は‘送信時間間隔（ＴＴＩ）’は、‘フレーム’もしくは‘フレーム持続時間’に対して用い得る。更に、フレームは、ユーザ送信固有量（ユーザ及びデータフローに関連するＴＴＩ等）と見なすことが可能であり、従って、フレームは、ユーザ間において、又は同じユーザからの送信間においてさえ、同期化や揃える必要がない（例えば、１つのサブフレームは、ユーザからの２つのデータ送信部分を含んで、第１の部分を１つのサブフレームのフレームで送信し、第２の部分を４つのサブフレームのフレームで送信し得る）。もちろん、例えば、時間が、一連の０．５ｍｓ又は２ｍｓフレームに分割され、また、全ての資源配分がこれらのフレーム内になければならない場合、１人のユーザによる送信又は複数のユーザによる送信のいずれかを制限して、フレームを同期化したり揃えたりすると、有利である。上述したように、無線フレームは、異なるサイズのサブフレームもしくはフレームの集団又はサブフレームにおける符号の数を超過するような連続ＯＦＤＭ又はＤＦＴ−ＳＯＦＤＭ符号等の資源の集団を表し得るが、この場合、各符号は、搬送波帯域幅に応じて、ある数の副搬送波から構成される。

更に、無線フレーム構造を用いて、ダウンリンク（ＤＬ）送信用の共通制御チャネル（一斉送信チャネル、ページングチャネル、同期チャネル、及び／又は表示チャネル等）が、サブフレームシーケンスに時分割多重化されるように定義し得るが、これによって、ユーザ設備（遠隔ユニット）における処理を簡素化又はバッテリ寿命を延ばし得る。同様に、アップリンク（ＵＬ）送信の場合、更に、無線フレーム構造を用いて、競合チャネル（例えば、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ））、共有データチャネルで時間多重化されたパイロットを含む制御チャネルを定義し得る。

図２は、アップリンク及びダウンリンク送信を実施する基地局１０４又は移動局１０１乃至１０３用の回路２００のブロック図である。図示するように、回路２００には、論理回路２０１、送信回路２０２、及び受信回路２０３が含まれる。論理回路２００には、好適には、これらに限定するものではないが、フリースケール（Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ）社のＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）マイクロプロセッサ等のマイクロプロセッサコントローラが含まれる。送信及び受信回路２０２乃至２０３は、当分野で知られている一般的な通信用回路であり、公知のネットワークプロトコルを利用し、また、メッセージを送信及び受信するための手段として機能する。例えば、送信機２０２及び受信機２０３は、好適には、３ＧＰＰネットワークプロトコルを利用する公知の送信機及び受信機である。他の可能な送信機及び受信機には、これらに限定するものではないが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１６、又はハイパーＬＡＮプロトコルを利用する送受信機が含まれる。

動作中、送信機２０３及び受信機２０４は、上述したように、データフレーム及び制御情報を送信及び受信する。特に、データ送信は、無線フレームを介して送信されるデータを受信することによって起こる。無線フレーム（図３に示す）には、複数のサブフレーム３００（１つだけ表記）が含まれ、ここで、サブフレーム３０１の持続時間は、ほぼ一定であり、無線フレーム３００の持続時間は、一定である。一例としてのみ示すが、無線フレームには、ｊ＝１０の符号からなり、持続時間０．５ｍｓのｍ＝２０のサブフレーム３００が含まれる。送信中、論理回路２０１は、２つ以上のフレーム持続時間からフレーム持続時間を選択するが、フレーム持続時間は、ほぼサブフレーム持続時間×ある数である。フレーム持続時間に基づき、その数のサブフレームは、フレームにグループ化され、データが、サブフレーム内に置かれる。送信は、送信機２０２が、無線フレームを介して、その数のサブフレームを有するフレーム３００を送信することによって起こる。

上述したように、データ送信は、ダウンリンク送信又はアップリンク送信であってよい。送信方式は、サイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えた又は備えていないＯＦＤＭ（例えば、サイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えた従来のＯＦＤＭ、パルス成形を行いサイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えていないＯＦＤＭ（ＩＯＴＡ（等方性直交変換アルゴリズム）プロトタイプフィルタを備えたＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ）、又は、サイクリック・プレフィックス又はガードインターバルを備えた又は備えていない単一の搬送波（例えば、ＩＦＤＭＡ、ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭ）等であってよい。

フレーム持続時間
２つ以上のフレーム持続時間が存在する。２つのフレーム持続時間が定義される場合、短及び長フレーム持続時間と指定し得るが、短フレーム持続時間に含まれるサブフレームは、長フレーム持続時間のサブフレームより少ない。図４は、一連の連続した短フレーム４０１（短フレームの多重化）を示し、図５は、一連の連続した長フレーム５０１（長フレームの多重化）を示す。時間は、一連のサブフレームに分割され、サブフレームは、２つ以上の持続時間のフレームにグループ化され、また、フレーム持続時間は、連続したフレーム間で異なってよい。フレームのサブフレームは、１つのサブフレームタイプであり、通常、２つ以上のサブフレームタイプである。各短及び長フレームは、ｎｓ（ｎ）サブフレームから構成されたスケジュール化可能な構成単位である。図４及び図５の例において、サブフレームは、持続時間０．５ｍｓ及び１０符号のものであり、短フレーム４０１の場合、ｎｓ＝１であり、長フレーム５０１の場合、ｎ＝６（３ｍｓ）であるが、他の値を用いてもよい。無線フレームを定義する必要はないが、定義された場合、フレーム（例えば、短又は長フレーム）は、複数の無線フレームに及ぶことがある。一例として、共通パイロット又は共通参照符号又は共通参照信号は、各サブフレームの第１符号に時分割多重化（ＴＤＭ）され、制御符号は、各フレームの第１符号にＴＤＭ化される（ＦＤＭ、ＣＤＭ、及び組合せ等の他形態の多重化も用いてよい）。パイロット符号及び資源配分制御構成は、後述の節で議論する。ここでは、長フレーム用の制御オーバーヘッドが短フレーム用より小さいことを示すつもりである。

無線フレーム（無線フレーム）には、短フレーム４０１、長フレーム５０１、又は何らかの組合せの短及び長フレームを含み得る。単一のユーザは、無線フレーム内において短フレーム及び長フレーム双方を有したり、１つのフレーム持続時間に制限したりできる。複数のユーザフレームは、同期又は揃っていてもよく、非同期又は揃っていなくてもよい。一般的に、フレーム（例えば、短又は長フレーム）は、複数の無線フレームに及び得る。１０ｍｓ無線フレーム及び約０．５ｍｓ、０．５５５５６ｍｓ、０．６２５ｍｓ、及び０．６７ｍｓのサブフレーム用の幾つかの異なる長フレーム構成を、以下の図６のテーブル１に示す。本例において、短フレーム持続時間は、１つのサブフレームであり、長フレーム持続時間は、変動する。無線フレーム当りの長フレームの最大数を各構成に対して示し、また、無線フレーム当りの短フレームの最小数を示す。無線フレームオーバーヘッド多重化節において述べるように、（サブフレームにおける）オプションの無線フレームオーバーヘッドを（例えば、前述の共通制御チャネルに対して）仮定する。しかしながら、無線フレーム及び他のオーバーヘッドもまた、フレーム（データサブフレーム）内において、多重化し得る。簡潔さ及び柔軟性のために、無線フレームオーバーヘッドが、整数のサブフレームであることは、好適ではあるが、必要ではない。

図７は、０．５ｍｓサブフレームで長フレーム当り６サブフレーム（３ｍｓ）であるテーブル１の第３データ列の例を示す。図７の例において、無線フレームは、２つの同期及び制御サブフレーム（無線フレームオーバーヘッド）７０１で始まり、１８個の短フレーム７０２（１つだけ表記）又は３個の長フレーム７０３（１つだけ表記）のいずれかが続き、各長フレームは、６個のサブフレームから構成される。本例における追加（オプション）のパラメータは、無線フレーム当りの短フレームの最小数である（テーブル最終行）。このパラメータは、無線フレームが、幾つかの短フレームを含まねばならないかどうか判断する。無線フレーム当りの短フレームの最小数をゼロに設定することによって、無線フレームは、短フレームではなく長フレームで完全に埋めることができる。無線フレーム当りの短フレームの最小数がゼロであることから、短及び長フレームの混在は、（一般的には許されるが）無線フレームでは禁止される。

他の選択肢として、テーブル１は、０．５ｍｓサブフレームで長フレーム当り４サブフレーム（２ｍｓ）であるテーブル入力項目も示す。図８は、２ｍｓの長フレーム及び０．５ｍｓ短フレームの組合せに基づく無線フレームの２つの例を示す。長フレーム用の可能な開始点は、無線フレーム内における既知の位置に限定し得る。

特定のフレーム持続時間を選択する理由
一例として、フレーム持続時間は、部分的に以下に基づき選択し得る。
・ユーザ設備の能力を含む、あるフレーム持続時間が好都合な特定のハードウェア
・（要因の中でもとりわけ）配備上の好み又は利用可能な周波数範囲及び他の配備された無線システムへの近接性を含み得る運用者又は製造業者の好み
・チャネル帯域幅（１．２５ＭＨｚ又は１０ＭＨｚ等）
・１人又は複数のユーザからのユーザ条件。ユーザ条件は、速さ（ドップラ）、無線チャネル条件、セルにおけるユーザ地点（例えば、セル端）、又は他のユーザ条件であってよい。
・待ち時間要件、パケットサイズ、エラーレート、許容可能な再送信の数等の、１人又は複数のユーザのユーザトラフィック特性
・フレーム持続時間は、１人又は複数のユーザ用の最小オーバーヘッドに部分的に基づき選択し得る。オーバーヘッドは、制御オーバーヘッド、断片化オーバーヘッド（例えば、ＣＲＣ）、又は他のオーバーヘッドであってよい。
・フレームにスケジュール化されるユーザの数
・システム‘負荷’及び各セルのユーザの数を含む、無線ネットワーク状態
・従来システムとの下位互換性
・搬送波の周波数及び変調分割並びに割り当てられたトラフィックタイプ。搬送波全体は、異なるサイズの２つ以上の帯域に分割され、異なる変調タイプを各帯域に用い得る（例えば、搬送波帯域幅は、ＣＤＭＡ又は単一の搬送波又は拡散ＯＦＤＭ帯域及びマルチキャリアＯＦＤＭ帯域に分割される）。これにより、異なるフレームサイズは、各帯域における割り当てられた又はスケジュール化されたトラフィックタイプに対して、より良い又は（ほぼ）最適である（例えば、ＣＤＭＡ帯域でのＶｏＩＰ及び他のＯＦＤＭ帯域でのウェブブラウジング）。

一例として、短フレーム（例えば、最大数のサブフレームより小さい持続時間のフレーム）と長フレーム（例えば、最小数のサブフレームより大きい持続時間のフレーム）との間の単一ユーザ用のフレーム持続時間を選択する場合を考える。短フレームは、最小待ち時間、最小パケット、媒体ドップラ、大きな帯域幅、又は他の理由により選択し得る。長フレームは、より小さいオーバーヘッド、小さい待ち時間、より大きなパケット、低い又は高いドップラ、セル端、小さい帯域幅、マルチユーザスケジューリング、周波数選択性スケジューリング、又は他の理由により選択し得る。一般的に、非常に厳重な規則を適用する必要はないが、このため、任意の待ち時間、パケットサイズ、帯域幅、ドップラ、地点、スケジューリング方法等が、任意のフレーム持続時間（短い又は長い）において用い得る。例えば、サブフレーム持続時間は、最小ダウンリンクフレーム又はＴＴＩに対応し得る。複数サブフレームをより長いフレーム又はＴＴＩに連結すると、例えば、より小さいデータ速度及びＱｏＳ最適化に対するサポートを改善し得る。

フレーム持続時間は、複数の細分性のいずれかで選択し得る。フレーム持続時間又はＴＴＩは、半静的な又は動的な輸送チャネル属性のいずれかであってよい。このように、フレーム持続時間又はＴＴＩをフレーム毎に（従って、動的に）又は半静的に決定し得る。動的な場合、ネットワーク（ノードＢ）は、いずれか明示的に（例えば、Ｌ１ビットで）又は非明示的に（例えば、変調・符号化速度及び輸送ブロックサイズを示すことによって）フレーム持続時間を信号送信する。半静的なフレーム持続時間又はＴＴＩの場合、フレーム持続時間又はＴＴＩは、上位層（例えば、Ｌ３）信号送信を通して設定してよい。細分性には、これらに限定するものではないが、フレーム毎、無線フレーム内、無線フレーム間、無線フレームの倍数毎（１０、２０、１００等）、ｍｓ又はｓの数毎（例えば、１１５ｍｓ、１ｓ等）、ハンドオーバ時、システム登録、システム配備、Ｌ３メッセージ受信時等、が含まれる。細分性は、静的な、半静的な、半動的な、動的な、又は他の用語で呼称し得る。フレーム持続時間又はＴＴＩは、また、上記‘選択’特性のいずれかの変化時又はいずれか他の理由により、トリガをかけ得る。

サブフレームタイプ
ダウンリンク及びアップリンクにおいて、少なくとも１タイプのサブフレームがあり、通常、ダウンリンク（時として、アップリンク）の場合、常に、２つ以上のタイプのサブフレームがある（各々、ほぼ同じ持続時間）。例えば、これらのタイプは、‘通常’及び‘一斉送信’（ダウンリンク送信の場合）、又はタイプＡ、Ｂ、及びＣ等であってよい。この場合、データ送信手順は、以下を含むように拡張される。
・無線フレームを介して送信されるデータを受信する工程。ここでは、無線フレームには、複数のサブフレームが含まれ、サブフレームの持続時間がほぼ一定であり、また、無線フレームの持続時間が一定である。
・２つ以上のフレーム持続時間からフレーム持続時間を選択する工程。ここでは、フレーム持続時間は、ほぼサブフレーム持続時間×ある数である。
・フレーム持続時間に基づき、フレームをその数のサブフレームにグループ化する工程。
・サブフレームタイプを選択する工程。ここでは、選択されたサブフレームのタイプは、サブフレーム内に適合し得るデータの量を表す。
・そのサブフレームタイプのサブフレーム内にデータを配置する工程。
・無線フレームを介して、その数のサブフレームを有するフレームを送信する工程。
示したように、フレーム中の全サブフレームは、同じタイプを有するが、一般的に、サブフレームタイプは、フレーム中に混在し得る。

サブフレームタイプは、送信パラメータによって識別し得る。ＯＦＤＭ送信の場合、これには、ガードインターバル持続時間、副搬送波間隔、副搬送波の数、又はＦＦＴサイズを含み得る。好適な実施形態において、サブフレームタイプは、送信のガードインターバル（又はサイクリック・プレフィックス）によって識別し得る。本例において、そのような送信は、ＯＦＤＭ送信と称するが、当分野で公知なように、ガードインターバルは、単一の搬送波（例えば、ＩＦＤＭＡ）又は拡散（例えば、ＣＤＭＡ）信号にも適用し得る。より長いガードインターバルは、同期要件を緩和するために、より大きなセルでの配備、一斉送信、又はマルチキャスト送信に用いたり、アップリンク送信に用いたりしてよい。

一例として、２２．５ｋＨｚ副搬送波間隔及び４４．４４μｓ（非拡張）符号持続時間のＯＦＤＭシステムについて考える。図９は、ユニキャスト送信に用い得る各々５．５６μｓのサイクリック・プレフィックス９０１を備えたｊ＝１０のＯＦＤＭ符号が含まれるサブフレーム９００を示す。図１０は、一斉送信に用い得る各々１１．１１μｓのサイクリック・プレフィックス１００１を備えたｊ＝９の符号が含まれる‘一斉送信’サブフレーム１０００を示す。図において、サブフレームにおける符号の用途（例えば、データ、パイロット、制御、又は他の機能）を示す。明らかに、一斉送信サブフレーム用のサイクリック・プレフィックス１００１は、ユニキャスト（非マルチキャスト又は一斉送信）サブフレーム用のサイクリック・プレフィックス９０１より（時間的に）大きい。従って、フレームは、それらのサイクリック・プレフィックス長によって、短又は長フレームとして、識別し得る。もちろん、より長いＣＰのサブフレームをユニキャストに用いたり、また、より短いＣＰのサブフレームを一斉送信に用いたりすることもあり、従って、サブフレームタイプＡ又はＢ等の呼称は、適切である。

３つのサブフレームタイプの例が、２２．５ｋＨｚ副搬送波間隔及び約０．５、０．５５５６、０．６２５、及び０．６６６７ｍｓのサブフレームの場合について、以下の図１１に示すテーブル２に提供されている。（サブフレームタイプＡ、Ｂ、及びＣ用の）３つのサイクリック・プレフィックス持続時間を、各サブフレーム持続時間に対して示す。他の副搬送波間隔も、それらに限定しないが、７−８ｋＨｚ、１２−１３ｋＨｚ、１５ｋＨｚ、１７−１８ｋＨｚ等に定義し得る。また、サブフレームでは、ガード持続時間（サイクリック・プレフィックス）が異なる又は副搬送波間隔もしくはＦＦＴサイズが異なるため、全ての符号が、同じ符号持続時間ではあり得ない。

用いられるＯＦＤＭ数理は、例示のみであり、多くの他のものが可能である。例えば、図１１に示すテーブル３は、２５ｋＨｚ副搬送波間隔を用いる。この例に示すように（例えば、０．５ｍｓサブフレーム、５．４５μｓガードインターバル）、例えば、所望の符号数でサブフレーム当りのサンプル数を均等に割り切れない場合、サブフレーム内において、ガードインターバルの不均一な持続時間があってよい。この場合、テーブル入力項目は、サブフレームの符号に対する平均サイクリック・プレフィックスを表す。サブフレーム符号当りのサイクリック・プレフィックスを修正する方法の例は、スケーラブル帯域幅節に示す。

長フレームは、一斉送信サブフレームから全体的に構成したり、あるいは、通常（ユニキャスト）サブフレーム（図１２参照）又は通常及び一斉送信サブフレームの組合せから全体的に構成したりできる。１つ又は複数の一斉送信タイプの長フレームは、無線フレーム内に存在し得る。短フレームも、通常又は一斉送信サブフレームのいずれかから構成してよく、また、１つ又は複数の一斉送信タイプの短フレームは、無線フレームに存在し得る（図１３参照）。一斉送信フレームは、他の一斉送信フレームとグループ化して、ユニキャスト及び非ユニキャストデータに対するチャネル予測を改善し得る（パイロット符号節参照。共通パイロットは、隣接サブフレームから用い得る）、及び／又は時間インターリーブのために、一斉送信フレーム間に非一斉送信フレームを配置してよい。図示しないが、少なくとも１つの追加のサブフレームタイプは、‘ブランク’タイプであってよい。ブランクサブフレームは、空であるか、又は、固定されたもしくは疑似的にランダムに生成されたペイロードを含んでよい。ブランクサブフレームは、干渉回避に、干渉測定に、又は無線フレームのフレームにデータが存在しない場合、用いてよい。他のサブフレームタイプも定義してよい。

無線フレーム補助機能多重化
無線フレームの一部は、補助機能用に予約し得る。補助機能には、（共通の制御構造を含む）無線フレーム制御、同期フィールド又はシーケンス、相補無線チャネル（ＦＤＤ搬送波対の一方の周波数等）上でのアクティビティに対する応答を信号送信する標識、又は他のオーバーヘッドタイプを含み得る。

図１４において、“同期・制御領域”と呼ばれる無線フレームオーバーヘッドの一例を示す。本例において、オーバーヘッドは、２０のサブフレーム無線フレームにおいて、時間多重化される２つのサブフレームである。サブフレーム内において、同期及び制御を多重化する他の形態も可能である。同期・制御領域には、（セル固有セル同期符号（ＣＳＳ）、２つの以上のネットワークエッジノード間で共有されるグローバル同期符号（ＧＳＳ）を含む）様々なタイプの同期符号、共通パイロット符号（ＣＰＳ）、ページング標識チャネル符号（ＰＩ）、確認応答標識チャネル符号（ＡＩ）、他の標識チャネル（ＯＩ）、一斉送信標識チャネル（ＢＩ）、一斉送信制御チャネル情報（ＢＣＣＨ）、及びページングチャネル情報（ＰＣＨ）を含み得る。これらのチャネルは、通常、セル方式通信システム内に存在し、異なる名前を有するか又は幾つかのシステムには、存在しないこともある。更に、他の制御及び同期チャネルが、存在し、この範囲の間、送信し得る。

図１５は、任意のサイズの代替の無線フレーム構造を示す。ここで、同期・制御（Ｓ＋Ｃ）領域は、無線フレームの一部ではないが、無線フレームから構成されたより大きな階層フレーム構造の一部であり、（Ｓ＋Ｃ）領域は、ｊ無線フレーム毎に送られる。本例では、Ｓ＋Ｃ領域に続く無線フレームは、１８サブフレームである。

図１６及び図１７は、階層フレーム構造を示し、ここでは、スーパーフレームは、ｎ＋１無線フレームから構成されると定義される。図１６において、各無線フレーム及びスーパーフレームは、それぞれ制御及び同期・制御領域を有し、他方、図１７において、スーパーフレームだけが、制御領域を含む。無線フレーム制御及び同期領域は、同じタイプのものであるか、又は、スーパーフレームにおける異なる無線フレーム点に対して異なってよい。

無線フレームの同期・制御部位は、１つ又は複数のサブフレームの全て又は一部であってよく、また、固定持続時間であってよい。また、それは、無線フレームシーケンスが内蔵される階層構造に応じて、無線フレーム間で変動することがある。例えば、図１６に示すように、それは、各無線フレームの最初の２サブフレームを含み得る。一般的に、同期及び／又は制御が、複数サブフレームの全て又は一部に存在する場合、複数サブフレームは、互いに直接隣接する必要がない。他の例において、それには、１つの無線フレームに２つのサブフレームを含み、また、他の無線フレームに３つのサブフレームを含み得る。オーバーヘッドの追加のサブフレーム（１つ又は複数）を備えた無線フレームが存在する頻度は小さく、追加のオーバーヘッドは、通常の（頻度の大きい）無線フレームオーバーヘッドに隣接又は隣接しないサブフレームに存在し得る。代替の一実施形態において、オーバーヘッドは、無線フレーム内にあるが、整数のサブフレームではないことがある。このことは、無線フレームがサブフレームに等しく分割されないが、その代わり、オーバーヘッド領域プラス整数のサブフレームである場合、起こり得る。例えば、１０ｍｓ無線フレームは、１０サブフレームからなり、各々、０．９ｍｓの長さプラス無線フレームオーバーヘッド用の１ｍｓ部（例えば、無線フレームページング又は一斉送信チャネル）を有し得る。

後述するように、全ての又は幾つかの無線フレームの同期・制御部位は、短／長サブフレーム構成のマップ等、無線フレームのレイアウトに関する情報を伝達するように（そうである必要はないが）構成し得る（例：無線フレームが、２つの長フレームを有し、それに続き、短フレームを有する場合、この構成は、Ｌ−Ｌ−Ｓと表し得る）。更に、同期・制御部位は、どのサブフレームが、一斉送信等に用いられるか指定し得る。このようにして無線フレームレイアウトを伝達すると、フレームレイアウト及び用途をサブフレーム毎にブラインド検出する必要性や、より上位層の信号送信を介して無線フレーム‘スケジュール’を出力する必要性や、有限数の無線フレームシーケンスを事前定義する（次に、これらの内の１つが、選択されて、初期のシステムアクセス時、ユーザ設備に信号送信される）必要性が、低減又は潜在的に排除される。通常のデータフレームは、層３（Ｌ３）メッセージを搬送するためにも用い得ることを認識されたい。

フレーミング制御
加入者局（ＳＳ）１０１乃至１０３が、無線フレーム内におけるフレーミング構造（及びサブフレームタイプ）を決定できる幾つかのやり方がある。例えば、以下の通り。
・ブラインド（例えば、ＢＳによって動的に制御されるが、信号送信されない。従って、ＳＳは、無線フレームにおけるフレーム開始を決定しなければならない。フレーム開始は、フレーム内のパイロット又は制御符号の存在に基づき得る。）
・スーパーフレーム（例えば、次のスーパーフレームまで、１ｓｅｃ毎に、ＢＳは、フレーム構成を指定する情報を送信する。）
・システム配備（基地局）及び登録（移動体）
・無線フレーム同期・制御部位における信号送信
・無線フレームの第１フレームにおける信号送信（他フレームのマップを記述し得る。）
・制御割当て配分資源において
一般的に、２つ以上のフレーム持続時間及びサブフレームタイプが、無線フレームにあってよい。無線フレームにおいて、短及び長フレームの混在が変動できるように、通信システム１００が構成される場合、長フレームの可能な開始点を固定して、信号送信／検索を低減し得る。信号送信／検索の更なる低減は、無線フレームが単一のフレーム持続時間だけ又は単一のサブフレームタイプを有し得る場合、可能である。多くの場合、無線フレームのフレーミング構造を決定すると、例えば、資源配分制御（次節）が、位置指定され、各フレーム（長い又は短い）の第２符号において始まる場合、無線フレーム内における制御及びパイロット情報の場所に関する情報が提供される。

制御方法の中には、変化するトラフィック条件に対してフレーム毎に更に適応可能なものもある。例えば、指定されたサブフレーム内に無線フレーム毎制御マップ（無線フレームの最初、先行無線フレームの最後）があると、１つの無線フレームにおいて、大きなパケット（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を効率的に取り扱うことができ、また、他の無線フレームにおいて、多くのＶｏＩＰユーザを取り扱い得る。他の選択肢として、スーパーフレーム信号送信は、ユーザトラフィックタイプが比較的ゆっくり変動すれば、無線フレームにおける制御チャネル配分を変更するのに充分であり得る。

資源配分（ＲＡ）制御
フレームは、ユーザに対する資源の用途（配分）制御を行う関連付けられた（恐らく一意に関連付けられた）制御構造を有する。資源配分（ＲＡ）制御は、通常、再送信をスケジューリングする際の遅延を低減するために、各フレーム及びそのそれぞれのフレーム持続時間に対して行われる。多くの場合、無線フレームのフレーミング構造を決定すると、例えば、資源配分制御が、位置特定され、各フレーム（長い又は短い）の第２符号で始まる場合、無線フレーム内における（フレーム当りの）資源配分制御の場所に関する情報も提供される。制御チャネルは、好適には、ＴＤＭ（例えば、１つ又は複数のＴＤＭ符号）であり、フレームの始まりに又はその付近に配置されるが、他の選択肢として、時間（符号）、周波数（副搬送波）、又は両者のいずれかにおいて、フレーム全体に分散して存在し得る。制御情報の１次元又は２次元拡散及びコード分割多重（ＣＤＭ）も用いてよく、また、システム構成に応じて、ＴＤＭ、ＦＤＭ、ＣＤＭ等の様々な多重化方法を組み合わせてよい。

一般的に、ＴＤＭ／ＦＤＭ／ＣＤＭ多重化の場合のように、フレームにおいて、資源が割り当てられるユーザは、２人以上であるが、ＴＤＭ等の場合のように、フレーム当り単一のユーザに限定することも可能である。従って、制御チャネルが、フレーム内に存在する場合、１人又は複数のユーザに対して資源を割り当て得る。別々の制御チャネルが、フレームにおける２ユーザ用の資源配分に用いられる場合、複数の制御チャネルが、フレームに存在してもよい。

この制御フィールドは、そのフレーム用だけの資源配分より多くの情報も含み得る。例えば、ダウンリンクについては、ＲＡ制御は、アップリンク資源配分及びアップリンク用の確認応答情報を含み得る。個々のフレームに対応する高速確認応答は、高速スケジューリング及び最小待ち時間のために好まれることがある。追加の例は、制御フィールドが、複数のフレームの間適用可能なままである永続的な資源配分（例えば、指定された数のフレームもしくは無線フレームの間、又は異なるフレームにおける他の制御メッセージでオフにされるまで永続的である資源配分）を行い得ることである。

無線フレームの最初のフレーム（又は先行無線フレームの最後のフレーム）における制御情報は、次の（又は更に一般的には、後の）フレーム又は無線フレームの残りのいずれかにフレーミング（従って、制御場所）を提供し得る。他の２つのバリエーションは以下の通りである。
・オーバーラッピング制御ゾーン。第１フレームの制御チャネルは、それ自体のフレームに対する割当て、また、第２フレームに対する幾つかの割当てを行い得る。また、第２フレームの制御チャネルは、第２フレームに対する追加の割当てを行い得る。この能力は、単一の無線フレームにおいて、異なるトラフィックタイプ（例えば、ＶｏＩＰ及び大きなパケット）を混在させるために有用なことがある。
・無線フレーム内における追加スケジューリング柔軟性（部分的あいまいさ）。第１フレームにおける制御チャネル（又は無線フレームにおけるフレーミング制御ＭＡＰ）は、無線フレームに対する制御マップの若干あいまいな仕様を与え、更なるフレーム毎の柔軟性を可能にすることができる。例えば、制御マップは、確実な又は可能なフレーム／制御場所を示し得る。半ブラインド受信機であれば、確実な場所が分かるが、可能なフレーム／制御場所が有効であるかどうかブラインドに判断しなければならない。

パイロット符号
パイロット又は参照符号は、ＴＤＭ、ＦＤＭ、ＣＤＭ、又はこれらの様々な組合せによって、フレーム又はサブフレームにおいて多重化し得る。パイロット符号は、共通であったり（任意のユーザによって受信され用いられる）、又は専用（特定のユーザ又は特定のユーザグループ用）であったりしてよく、また、共通及び専用パイロットが、フレームに混在してよい。例えば、共通パイロット符号（ＣＰＳ）参照符号は、サブフレーム（ＴＤＭパイロット）内における第１符号であってよく、これによって、無線フレーム全体においてほぼ均一に間隔を置いて配置された共通パイロット符号が提供される。ダウンリンク及びアップリンクは、異なるパイロット符号フォーマットを有し得る。パイロット符号配分は、一定であるか又は信号送信してよい。例えば、共通パイロット符号場所は、１つ又は複数のＲＡＦ用の無線フレーム制御内で信号送信してよい。他の例において、（任意の共通パイロットに加えて）専用パイロットが、フレーム用のＲＡ制御内におけるフレームに示される。

一実施形態において、サブフレーム定義は、共通パイロット間隔にリンクし得る。例えば、サブフレームが、単一の共通パイロット符号を含むと定義される場合、サブフレーム長は、好適には、配備されるシステム用のチャネルの最小予想可干渉時間に関係付けられる。この手法の場合、サブフレーム持続時間は、単に、共通パイロット間隔によって決定してよい（もちろん、サブフレーム長を定義する他のやり方も可能である）。共通パイロット間隔は、本来、チャネル予測性能によって決定されるが、この性能は、システムにおけるユーザの可干渉時間、速さ分布、及び変調によって決定される。例えば、パイロットは、５ボー毎に１つの間隔をあけて配置して、５０μｓボー（４０μｓ有効持続時間＋１０μｓサイクリック・プレフィックス又はガード持続時間）で１２０ｋｐｈユーザの取扱いを可能にし得る。尚、ここで用いるボーは、ＯＦＤＭ又はＤＦＴ−ＳＯＦＤＭ符号周期を意味する。

ドップラレートが極めて低い場合、共通パイロットの全て又は一部は、或るフレーム又はサブフレームから省略してよいが、これは、この場合、先行もしくは後続のサブフレーム／フレームからの又は無線フレームの制御領域からのパイロットは、チャネル追跡のために充分であり得るためである。更に、差分／非干渉性変調が用いられる場合、パイロットは、必要ではない。しかしながら、説明を簡単にするために、各サブフレームは、パイロット符号で示した。

アップリンク及びダウンリンク
図示した無線フレーム構成は、ＦＤＤシステムのアップリンク又はダウンリンクのいずれであってもよい。アップリンク及びダウンリンクに用いられる場合の一例を図１８に示す。図１８は、ダウンリンクサブフレームと同じ構成であるアップリンクサブフレームを示すが、一般的に、これらは、サブフレーム当り異なる数の符号を有し、また、異なるサブフレーム持続時間及びフレーム当り異なる数のサブフレームを有することさえある。アップリンクの変調は、ダウンリンクとは異なり、例えば、ＯＦＤＭの代わりに、ＤＳ−ＣＤＭＡ、ＩＦＤＭＡ又はＤＦＴ−ＳＯＦＤＭ（ＤＦＴ−拡散−ＯＦＤＭ）である。示したアップリンク無線フレームは、より速い確認応答を行わせることによってＨＡＲＱタイミング要件を容易にするために、ダウンリンク無線フレーム構造からオフセットされているが、ゼロのオフセットもまた許容可能である。オフセットは、１つのサブフレーム、複数のサブフレーム、又はサブフレームの端数を含む任意の値であってよい（例えば、ＯＦＤＭ又はＤＦＴ−ＳＯＦＤＭ符号周期のある数）。アップリンク無線フレームの第１サブフレームは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）サブフレーム等の共通制御／競合チャネルになるように割り当ててよく、また、ダウンリンク同期・制御サブフレームに対応し得る。アップリンク制御情報を搬送する制御フレーム（又はもっと一般的には、メッセージ）ＣＱＩ、ダウンリンクＡｃｋ／Ｎａｃｋメッセージ、パイロット符号等は、データフレームで時間又は周波数多重化し得る。

代替のアップリンク
示した２つの代替のＦＤＤアップリンク構造は、アップリンク上で１つのフレーム持続時間だけを有する。しかしながら、２つ以上の長フレームタイプを定義する。図１９及び図２０において、０．５ｍｓサブフレームから構成された２ｍｓの長フレームは、長ＲＡＣＨ、データ、又は複合フレームタイプのものである。長ＲＡＣＨが発生する頻度は、小さく、１００ｍｓ毎等である。複合フレームは、データ、制御、及び短ＲＡＣＨを有する。短ＲＡＣＨは、持続時間が、１つのサブフレームより小さいことがある。データフレーム（図示せず）は、複合フレームと同様であるが、データサブフレームで置き換えられた短ＲＡＣＨを備える。制御、ＲＡＣＨ、及びパイロットは、全て示したＴＤＭであるが、ＦＤＭ又は組合せＴＤＭ／ＦＤＭであってよい。前述のように、サブフレームタイプは、ＲＡＣＨフレーム又はＩＦＤＭ／ＤＦＴ−ＳＯＦＤＭ＆ＯＦＤＭ切替えの場合、ガードインターバル持続時間に基づき定義される。図２１は、図１９及び図２０と同様であるが、６サブフレーム及びタイプデータ又は複合フレームによる。複合データフレームだけが用いられる場合、制御及び短ＲＡＣＨが、フレーム毎に含まれる。長ＲＡＣＨが起こる頻度は小さく（サブフレーム当り一回示す）、サブフレームの数は、整数（好適には）又は非整数である。

ＴＤＤ
時分割二重化（ＴＤＤ）の場合、システム帯域幅は、時間多重化によりアップリンク又はダウンリンクに割り当てられる。一実施形態において、アップリンクとダウンリンクとの間の切替えは、無線フレーム当り一回のように、幾つかのフレーム当り一回起こる。アップリンク及びダウンリンクサブフレームは、同じ又は異なる持続時間であってよく、‘ＴＤＤ分割’は、サブフレーム細分性で決定される。他の実施形態において、ダウンリンク及びアップリンクは、双方共、２つ以上のサブフレームの長フレーム内において起こるが、長フレームの持続時間は、固定し得る。単一のサブフレームの短フレームも可能であるが、フレーム内におけるターンアラウンドは、オーバーヘッドの点で困難又は多大な費用を要する。アップリンク及びダウンリンクは、同じ又は異なる持続時間であってよく、‘ＴＤＤ分割’は、サブフレーム細分性で決定される。いずれかの実施形態において、ランプアップ及びランプダウン等のＴＤＤオーバーヘッドは、サブフレーム内又は外に含み得る。

スケーラブル帯域幅
送信は、２つ以上の帯域幅の１つ上で起こり得るが、この場合、無線フレーム持続時間は、各帯域幅に対して同じである。帯域幅は、１．２５、２．５、５、１０、１５、又は２０ＭＨｚ又は何らかの近似値であってよい。サブフレーム持続時間（従って、可能な最小フレーム持続時間）は、好適には、利用可能なフレーム持続時間の組と同様に、各帯域幅に対して同じである。他の選択肢として、サブフレーム持続時間及び複数のフレーム持続時間は、各帯域幅に対して構成し得る。

テーブル４は、副搬送波間隔が２２．５ｋＨｚである６つの搬送波帯域幅の例を示し、テーブル５は、副搬送波間隔が２５ｋＨｚである６つの搬送波帯域幅の例を示す。尚、テーブル５において、サブフレームにおける符号当りのガードインターバル（例えば、サイクリック・プレフィックス長）は、サブフレームタイプ節に述べたように、一定ではない。サブフレームにおいて、全ての符号は、ガード持続時間（サイクリック・プレフィックス）が異なるために、同じ符号持続時間でないことがある。この例の場合、単一の符号が、全ての余分なサンプルに与えられ、他の例では、２つ又は３つ以上のガードインターバル値をサブフレームに対して定義し得る。他の例では、１５ｋＨｚ副搬送波間隔及び０．５ｍｓサブフレーム持続時間であり、７つの符号の短フレームが、平均ＣＰ〜４．７μｓ（マイクロ秒）を有し、６つの符号が、〜４．６９μｓ（１．２５ＭＨｚで９サンプル、より高い帯域幅に倍率変更）を有し、また、〜５．２１μｓ（１．２５ＭＨｚで１０サンプル、より高い帯域幅に倍率変更）を有する。

ＡＲＱ
ＡＲＱ又はＨＡＲＱを用いて、データ信頼性を提供し得る。（Ｈ）ＡＲＱプロセスは、サブフレームタイプ（例えば、通常及び一斉送信）間で異なる又は共有でき、また、フレーム持続時間の間で異なる又は共有し得る。特に、異なるフレーム持続時間での再送信は、許容又は禁止し得る。個々のフレームに対応する高速確認応答は、高速スケジューリング及び最小待ち時間のために好適である。

ＨＡＲＱ
マルチフレーム概念は、信頼性のためにＡＲＱに、又は追加の信頼性のためにＨＡＲＱに用い得る。ＡＲＱ又はＨＡＲＱ方式は、ストップアンドウエイト（ＳＡＷ）プロトコル、選択性繰り返しプロトコル、又は当分野で公知な他の方式であってよい。後述する好適な実施形態は、マルチフレーム動作のために修正されたマルチチャネル・ストップアンドウエイトＨＡＲＱを用いることである。

Ｎ−チャネルＳＡＷＨＡＲＱにおけるチャネル数は、往復送信（ＲＴＴ）に対する待ち時間に基づき設定される。連続的に１つのユーザからのデータでチャネルを完全に占有できるように、充分なチャネルが定義される。チャネルの最小数は、従って、２である。

ターンアラウンドタイムが、フレーム長に比例する場合、短及び長フレームは、双方共、同じＮチャネル（例えば、３）を用い得る。ターンアラウンドタイムが、相対的に固定されている場合、短フレーム持続時間に必要なチャネルの数は、長フレーム持続時間のそれと同じか又はそれより大きい。例えば、０．５ｍｓサブフレーム及び短フレーム、及び３ｍｓの長フレームの場合、また、送信間で１ｍｓのターンアラウンドタイム（即ち、送信を復号し、そして、要求されるフィードバック（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等）に応答する実効受信機処理時間）とすれば、短フレームに対して３チャネル、長フレームに対して２チャネルである。

１つのフレームサイズから他のフレームサイズへの切替え頻度が小さく、また、無線フレームにおけるフレーム持続時間の混在がない場合、フレームサイズの切替えに関する既存のプロセスを終了してよく、また、各フレームサイズに対するＨＡＲＱ用のチャネル数及び信号送信は、独立であり得る。動的フレーム持続時間又はＴＴＩの場合、連結されるサブフレームの数は、少なくとも最初送信に対して、また、可能性として再送信に対して、動的に変更し得る。パケットの再送信が、異なるフレームタイプで行い得る場合、ＨＡＲＱプロセスは、フレーム持続時間の間で共有し得る（例えば、ＨＡＲＱプロセス識別子は、明示的に又は非明示的に、短又は長フレームのいずれかを指すことができる）。要求されるチャネルの数は、一連の全ての短フレーム又は全ての長フレームの多重化に基づき、パケットが、相対的に固定された又は比例するターンアラウンド（例えば、復号及びＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信）を有するかどうかを考慮して、定義し得る。固定ターンアラウンドの場合、Ｎは、主として短フレームの多重化要件に基づき、決定し得る。比例ターンアラウンドの場合、要求されるＮは、短及び長フレーム双方の多重化に対して、おおよそ同じであり得る。短フレームと長フレームとの間の任意の切替えを取り扱うようにＮを設計するには、追加のＨＡＲＱチャネル（より大きなＮ）を必要とし得る。例えば、長フレームが、４つの短フレームに持続時間が等しい、各短又は長フレームの多重化に対するＮ＝３要件（比例ターンアラウンド）について考える。明らかに、ＨＡＲＱチャネル使用のシーケンスは、制約なしに、全て短い（１、２、３、１、２、３、・・・）又は全て長い（１、２、３、１、２、３、・・・）。しかしながら、（チャネルＩＤ１の）長フレームには、チャネル１を用いて、短又は長フレームのいずれかを再送信し得る前に、等価な期間の２つの長フレームが続かねばならない。これら２つの長フレームの期間において、チャネル２及び３は、短フレームに用い得るが、その点において、チャネル２は、まだ再使用できず、また、チャネル１は、利用不可能であることから、追加のチャネル４を用いなければならない。Ｎ≦（長フレームにおける短フレーム数）である場合、要求されるチャネルの総数は、Ｎ＋（Ｎ−１）であり得る。このことは、２つの長フレーム（チャネルＩＤ１及び２）に短フレームが続き、チャネル３を再使用できる前に、チャネルＩＤ３及び４及び５が必要かどうか上記例を継続すると理解し得る。本例において、５チャネルは、個々の多重化のいずれにも必要な３チャネルより多い。

多次元（時間、周波数、及び空間）ＨＡＲＱ
ターンアラウンド時間のみに基づくＮの定義とは対照的に、遠隔ユニット１０１乃至１０３が、与えられたフレーム又はスケジューリングエンティティ用の複数のパケットでスケジュール化されると、（例えば、符号化及び資源配分細分性の観点において）更に効率的であり得る。遠隔ユニット用のフレーム当り１つのＨＡＲＱチャネルを仮定する代わりに、最大Ｎ２ＨＡＲＱチャネルを考慮する。従って、Ｎチャネル・ストップアンドウエイトＨＡＲＱとすると、Ｎがターンアラウンド時間のみに基づく、また、各フレームも遠隔ユニット用のＮ２ＨＡＲＱチャネルを有する場合、遠隔ユニット当り最大Ｎ×Ｎ２ＨＡＲＱチャネルが、サポートされる。例えば、各連続長フレームは、Ｎチャネル・ストップアンドウエイトＨＡＲＱプロトコルのＮチャネルの１つに対応する。各長フレームは、‘ｎ’サブフレームから構成されることから、各サブフレームがＨＡＲＱチャネルであってもよい場合、遠隔ユニット当り最大Ｎ×ｎＨＡＲＱチャネルを有する。従って、この場合、個別に確認応答可能な単位は、長フレームの代わりに、サブフレームである。他の選択肢として、搬送波当り‘ｐ’個の周波数帯が定義されていると、各々、ＨＡＲＱチャネルであってよく、遠隔ユニット当り最大Ｎ×ｐＨＡＲＱチャネルになる。もっと一般的には、‘ｓ’個の空間チャネルの場合、遠隔ユニット当り最大‘ｎ’×‘ｐ’×‘ｓ’×‘Ｎ’のＨＡＲＱチャネルであり得る。サブフレーム当り‘ｊ’ＯＦＤＭ符号がある場合、パラメータ‘ｎ’は、ＯＦＤＭ符号ベースで定義されていれば、これより大きいことがある。いずれにせよ、チャネルは、未修正のＨＡＲＱと同様に、Ｎに関連する時間制約が満たされるまで再使用されない。

ＨＡＲＱチャネルの数を必要な大きさにする他の方法は、最大変調・符号化速度及び１５００バイト（＋オーバーヘッド）パケットの場合のように、フレーム上で割り当て得る最大長パケットの最大数を決定することである。より小さいパケットは、チャネルに対する最大統合パケットサイズに連結し得る。例えば、（最小往復遅延時間（ＲＴＴ）に対して）Ｎ＝２である場合、また、６４ＱＡＭＲ＝３／４であり、閉ループビーム形成がイネーブル状態で、４パケットをサブフレームで送信し得る場合、８＝２×４チャネルが、短フレームに必要であり、３２チャネルが、４サブフレームの長フレームに必要である。パケットの再送信が異なるフレームタイプ上で起こり得る場合、本例では、チャネルの数は、上記のように、更に調整し得る。

制御信号送信は、短／長フレーム用に又はターンアラウンド時間のみに基づかないＨＡＲＱチャネルの大きさ調整用に修正されたＨＡＲＱ信号送信をサポートするために修正を必要とする。ＥＵＴＲＡ用途に対応する一実施形態において、“新データ標識（ＮＤＩ）”、“冗長バージョン標識（ＲＶＩ）”、“ＨＡＲＱチャネル標識（ＨＣＩ）”、及び“トランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）”並びにＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩフィードバックの現在の用法に対する修正。他の技術仕様は、ＨＡＲＱに対して同様な用語を用い得る。一例において、最大‘ｎ’又は‘ｐ’の遠隔ユニットパケットは、１つの長フレーム送信で送ってよい。各パケットには、独特の制御信号送信属性（ＮＤＩ、ＲＶＩ、ＨＣＩ、及びＴＢＳ）と共に、別々の周波数選択性（ＦＳ）又は周波数ダイバース（ＦＤ）資源要素を割り当て得る。周期的冗長検査（ＣＲＣ）計算に遠隔ユニット識別を導入する等のカラー符号化は、各ダウンリンクパケットのＣＲＣに適用して、対象遠隔ユニットを示し得る。ＨＣＩフィールドの何らかの拡張（例えば、ビット数＝ｌｏｇ_２（‘ｎ’×‘Ｎ’））が、パケット送信のソフトバッファ組合せを正確に実施するために必要である。同様に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックは、短又は長フレーム送信中の遠隔ユニットにおけるどの組のパケットが、肯定応答又は否定応答されているか示すために、ＨＣＩフィールド又はカラー符号化を必要とする可能性がある。

周波数選択性配分
図２２及び図２３は、それぞれ、幾つかのユーザ用の短フレーム周波数選択性（ＦＳ）及び周波数ダイバース（ＦＤ）資源配分を示す。ＦＳスケジューリングの場合、資源要素（又は資源ブロック又は資源ユニット又はチャンク）は、搬送波帯域幅が、ある数（好適には、整数）の割当て可能なＲＥに分割されるように、複数の副搬送波からなると定義される（例えば、１９２副搬送波を備えた５ＭＨｚ搬送波は、各々８副搬送波からなる２４ＲＥを有する）。信号送信オーバーヘッドを低減し、また、代表的なチャネルのチャネル相関帯域幅（例えば、歩行者Ｂの１ＭＨｚ及び車両Ａの２．５ＭＨｚ）をより良く整合するために、ＲＥは、ｐ×８副搬送波であると定義し得るが、ここで、‘ｐ’は、３であり、ＦＳスケジューリングの恩恵のほとんどを達成するのに必要な解像度を依然として提供し得る。倍数の基数として用いられる副搬送波の数は、（例えば、合計ＲＥサイズは、副搬送波の数が５ＭＨｚにおいて３００である場合、１５又は２５であるように、又は副搬送波の数が２８８である場合、２４副搬送波であるように）、８と異なる数にも設定し得る。

同様に、図２４において、ＦＳ及びＦＤ資源は、同じ長フレームにおいて割り当て得る。しかしながら、資源配分競合及び信号送信の複雑化を回避するために、同じ時間間隔でＦＳ及びＦＤ資源を割り当てないことが好ましい。

本発明について、特定の実施形態を参照して、詳細に示し述べたが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び細目の様々な変更をそれらにおいて行い得ることを理解されるであろう。そのような変更は、以下の請求項の範囲内に入るものである。例えば、複数の離散的な搬送周波数が含まれる送信システムの場合、信号送信又はフレームにおけるパイロット情報は、その構成している搬送周波数のいずれかに存在し、他には存在しない。更に、パイロット及び／又は制御符号は、直接シーケンス拡散又は符号分割多重の方法を介した‘帯域幅拡張’のプロセスの後、時間・周波数資源にマッピングし得る。他の例において、フレーム構造は、同時ＳＤＭＡユーザに対して同じ又は異なるフレーム持続時間で、ＭＩＭＯ、スマートアンテナ及びＳＤＭＡにおいて用い得る。

通信システムのブロック図。アップリンク及びダウンリンク送信を実施するために用いられる回路のブロック図。無線フレームのブロック図。一連の連続した短フレームを示す図。一連の連続した長フレームを示す図。１０ｍｓ無線フレーム並びに約０．５ｍｓ、０．５５５５６ｍｓ、０．６２５ｍｓ、及び０．６７ｍｓのサブフレームのテーブルを示す図。０．５ｍｓサブフレーム及び長フレーム当り６サブフレーム（３ｍｓ）であるテーブル１の第３データ列の例を示す図。２ｍｓの長フレーム及び０．５ｍｓの短フレームの組合せに基づく無線フレームの２つの例を示す図。ユニキャスト送信に用い得る各々サイクリック・プレフィックス９０１が５．５６μｓでｊ＝１０のＯＦＤＭ符号が含まれるサブフレームを示す図。一斉送信に用い得る各々サイクリック・プレフィックス１００１が１１．１１μｓでｊ＝９の符号が含まれる‘一斉送信’サブフレームを示す図。３つのサブフレームタイプの例を有するテーブルを示す図。全体的に一斉送信サブフレームから構成された又は全体的に通常（ユニキャスト）サブフレームから構成された長フレームを示す図。通常又は一斉送信サブフレームのいずれかから構成された短フレーム及び１つ又は複数の一斉送信タイプの短フレームを示す図。無線フレームオーバーヘッドの例を示す図。同期及び制御（Ｓ＋Ｃ）領域が、無線フレームの一部ではないが、無線フレームから構成されたより大きな階層フレーム構造の一部であり、（Ｓ＋Ｃ）領域がｊ無線フレーム毎に送られる任意の大きさの代替の無線フレーム構造を示す図。スーパーフレームがｎ＋１無線フレームから構成されると定義される階層フレーム構造を示す図。スーパーフレームがｎ＋１無線フレームから構成されると定義される階層フレーム構造を示す図。ダウンリンクサブフレームと同じ構成であるアップリンクサブフレームを示す図。長ＲＡＣＨ、データ、又は複合フレームタイプである０．５ｍｓサブフレームから構成された２ｍｓの長フレームを示す図。長ＲＡＣＨ、データ、又は複合フレームタイプである０．５ｍｓサブフレームから構成された２ｍｓの長フレームを示す図。長ＲＡＣＨ、データ、又は複合フレームタイプである０．５ｍｓサブフレームから構成された２ｍｓの長フレームを示す図。幾つかのユーザ用の短フレーム周波数選択性（ＦＳ）及び周波数ダイバース（ＦＤ）資源配分をそれぞれ示す図。幾つかのユーザ用の短フレーム周波数選択性（ＦＳ）及び周波数ダイバース（ＦＤ）資源配分をそれぞれ示す図。幾つかのユーザ用の短フレーム周波数選択性（ＦＳ）及び周波数ダイバース（ＦＤ）資源配分をそれぞれ示す図。

Claims

通信システム内においてデータを送信するための方法であって、
複数のサブフレームからなる無線フレームを介して送信されるデータを受信する工程と、
複数のサブフレームを含むフレーム長を選択する工程と、
同複数のサブフレームに対し２つ以上のサブフレームタイプのうちの１つからサブフレームタイプを選択する工程と、
同データを同複数のサブフレーム内に配置して複数のデータサブフレームを生成する工程と、
無線フレームを介して、同複数のデータサブフレームを有するフレーム及びサブフレームタイプを送信する工程と、からなる方法。
２つ以上のサブフレームタイプの各サブフレームタイプは異なる数のＯＦＤＭ符号又は異なる数のシングルキャリアＦＤＭＡ符号を含む請求項１に記載の方法。
共通制御チャネルを無線フレームに多重化する工程を含む請求項１に記載の方法。
無線フレーム内のパイロット又は制御符号の存在によって無線フレームのフレーム開始を決定する工程を含む請求項１に記載の方法。
フレーム同期・制御内、無線フレームの指定サブフレーム内、無線フレームの最初のサブフレーム、先行無線フレームの最後のサブフレーム内、又は制御割当て配分資源内において、システム配備、登録時における無線フレームの分割を信号送信する工程を含む請求項１に記載の方法。
フレームを選択する工程は、２つ以上の可能なフレーム持続時間からフレーム持続時間を選択するフレーム持続時間選択工程を含む請求項１に記載の方法。
フレーム持続時間選択工程は、ユーザの速さ、ドップラ、無線チャネル条件、搬送波又はチャネル帯域幅、セルにおけるユーザ地点、及びデータ速度、ＱｏＳ、待ち時間要件、パケットサイズ、エラーレート、許容可能な再送信の数、遠隔ユニット性能、セルのサイズ、搬送波の周波数、他の無線システムへの近接度、チャネル又は搬送波帯域幅に基づき、別のシステムとの下位互換性を得ることに基づき、フレームにスケジュール化されるユーザ数に基づき、システム負荷に基づき、各セルのユーザ数に基づき、変調タイプに基づき、又はトラフィックタイプに基づきフレーム持続時間を選択する工程を含む請求項６に記載の方法。
複数のサブフレーム内に資源配分制御を配置する工程を含む請求項１に記載の方法。
永続的な資源は指定数のフレーム又は無線フレームにおいて永続的であるか、又は異なるフレームの制御メッセージによってオフにされる請求項８に記載の方法。
第２フレームを選択する工程と、資源配分制御は第１フレーム及び第２フレームに資源を配分することと、を含む請求項８に記載の方法。