JP2009530955A - 移動通信システムにおける高速パケットデータ伝送及び直交周波数分割多重伝送を支援する送受信装置及び方法 - Google Patents

移動通信システムにおける高速パケットデータ伝送及び直交周波数分割多重伝送を支援する送受信装置及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、高速パケットデータ(ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを伝送する送信装置であって、物理階層パケットデータを直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)伝送方式により変調する第１の伝送処理器と、物理階層パケットデータをＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式により変調する第２の伝送処理器と、第１及び第２の伝送処理器のうちの一つから出力される信号をＨＲＰＤシステムのスロット構造に基づいて伝送信号に生成し、伝送信号を無線ネットワークに伝送するＨＲＰＤ互換処理器と、ＯＦＤＭ伝送方式とＥＶ-ＤＯ伝送方式のうちの一つによって伝送信号の伝送を制御する制御器とを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、多重搬送波高速パケットデータ(Multi-Carrier High Rate Packet Data：以下、“Ｎｘ ＨＲＰＤ”と称する)システムにおけるデータ送受信装置及び方法に関するもので、特にＮｘ ＨＲＰＤシステムにおけるＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式だけでなく直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)伝送方式を支援する送受信装置及び方法に関する。
通信技術の急激な発展により、移動通信システムは、一般的な音声通話サービスはもちろん移動端末にＥメール及び静止画像だけでなく動映像のような大容量のデジタルデータの伝送が可能な高速データサービスも提供する段階に至っている。
ＥＶ-ＤＯ及びＯＦＤＭシステムは、高速データサービスを支援する現在の移動通信システムの代表的な例である。このＯＦＤＭシステムは、大容量のデジタルデータの伝送のために米国のＱｕａｌｃｏｍｍ社によって提案された高速データサービス標準の一つとして、およそ２．４Ｍｂｐｓの順方向データレートを提供するように従来のＣＤＭＡ２０００ １ｘから一段階進化したものである。このＯＦＤＭシステムは、ＨＲＰＤシステムとも知られている。
ＯＦＤＭ伝送方式は、多重搬送波伝送方式を採用する代表的な無線移動通信システムの一つである。このＯＦＤＭ伝送方式は、直列に入力されるシンボル(symbol)ストリームを並列ストリームに変換し、これら各々を相互直交性を有する複数の副搬送波(subcarrier)を通じて変調して伝送する方式であって、１９９０年代初期以後にＶＬＳＩ(Very Large Scale Integration)技術の発展に従って脚光を浴び始めた。
複数の直交副搬送波を用いてデータを変調させるＯＦＤＭ伝送方式は、既存の単一搬送波伝送方式(single carrier modulation scheme)に比べて、周波数選択的多重経路フェージングチャンネル(frequency selective multipath fading channel)に強い特性を有し、放送サービスのようなＨＲＰＤサービスに適合した伝送方式である。
以下に、一般的なＮｘ ＨＲＰＤシステムの順方向リンク(forward link)でスロット構造と送信器構造について簡略に説明する。
このＮｘ ＨＲＰＤシステムの順方向リンクは、多重接続技術として時分割多重接続(Time Division Multiple Acess：ＴＤＭＡ)技術と、多重化技術として時分割多重(Time Division Multiplexing：ＴＤＭ)/コード分割多重(Code Division Multiplexing：ＣＤＭ)技術を使用する。
図１は、本発明が適用されるＮｘ ＨＲＰＤシステムにおける順方向リンクのスロット構造を示す。
図１に示すように、一つのスロットは、半スロット(half-slot)構造が反復された形態を有する。Ｎpilotチップ長さのパイロット信号１０１は、半スロットの中央に挿入され、これは移動端末の受信器で順方向リンクのチャンネル推定に使用される。逆方向電力制御情報及びリソース割り当て情報を含むＮMACチップ長さのメディアアクセス制御(Medium Access Control：ＭＡＣ)信号１０２，１０３は、パイロット信号１０１の両側に伝送される。また、ＮDataチップ長さの実際伝送データ１０４，１０５は、ＭＡＣ信号１０２，１０３の両側に伝送される。このように、ＨＲＰＤシステムで、順方向リンクのスロットは、パイロット、ＭＡＣ情報、及びデータが相互に異なる時間で伝送されるＴＤＭ方式により多重化される。
ＭＡＣ情報は、ウォルシュ(Walsh)コードを用いるＣＤＭ方式により多重化され、ＨＲＰＤシステムの順方向リンクで、パイロット信号、ＭＡＣ信号、及びデータの小ブロックサイズは、それぞれＮpilot＝９６チップ、ＮＭＡＣ＝６４チップ、及びＮData＝４００チップに設定される。
図２は、本発明が適用されるＮｘ ＨＲＰＤシステムにおける送信器を示すブロック構成図である。
図２を参照すると、送信器は、受信されたパケットデータをチャンネル符号化するチャンネルエンコーダ(channel encoder)２０１と、符号化されたパケットデータをインターリービングするチャンネルインターリーバ(channel interleaver)２０２と、インターリービングされたパケットデータを変調する変調器(modulator)２０３とを含む。ＭＡＣチャンネルのデータは、チャンネルエンコーダ２０５を通る。パイロット信号、ＭＡＣ信号、及びデータは、ＴＤＭマルチプレクサ（ＭＵＸ）２０６を通過した後に、図１に示したスロット構造を有する物理階層(physical link)信号として伝送される。ＴＤＭマルチプレクサ２０６を通過したデータは、搬送波変調器２０７を通じてアンテナ(図示せず)を介して移動端末に伝送される。図２において、参照番号２０８は、Ｎｘ ＨＲＰＤシステムとの互換のために、ＭＡＣチャンネルのチャンネルエンコーダ２０５、ＴＤＭマルチプレクサ２０６及び搬送波変調器２０７を含むＨＲＰＤ互換処理器を示す。
しかしながら、上記したＮｘ ＨＲＰＤシステムは、放送サービスを提供する次世代通信システムで要求される２つの事項である広帯域データ伝送及び周波数リソースの効率的な使用を十分に支援しないという問題点があった。これを支援するためには、適合したデータの変調方法を使用して高速のデータ伝送及び周波数リソースの効率的な使用のための方式が必要である。
したがって、本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、同期式ＨＲＰＤ伝送及びＯＦＤＭ伝送を共に支援する移動通信システムの送受信装置及び方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、同期式ＨＲＰＤシステム及びＯＦＤＭシステムを同時に支援する移動通信システムにおける移動端末に伝送方式の情報を提供するための送受信装置及び方法を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、高速パケットデータ(ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを伝送する送信装置であって、物理階層パケットデータを直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)伝送方式により変調する第１の伝送処理器と、物理階層パケットデータをＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式により変調する第２の伝送処理器と、第１及び第２の伝送処理器のうちの一つから出力される信号をＨＲＰＤシステムのスロット構造に基づいて伝送信号に生成し、伝送信号を無線ネットワークに伝送するＨＲＰＤ互換処理器と、ＯＦＤＭ伝送方式とＥＶ-ＤＯ伝送方式のうちの一つによって伝送信号の伝送を制御する制御器とを含むことを特徴とする。
本発明の他の態様によれば、高速パケットデータ(ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを伝送する送信方法であって、直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)伝送方式とＥＶ-ＤＯ伝送方式のうちの一つの伝送方式を選択するステップと、選択された伝送方式によって物理階層パケットデータを変調するステップと、変調されたパケットデータをＨＲＰＤシステムのスロット構造による伝送信号に生成するステップと、伝送信号をスロット単位で無線ネットワークに伝送するステップとを有することを特徴とする。
また、本発明の他の態様によれば、高速パケットデータ(ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを受信する受信装置であって、ＨＲＰＤシステムのスロット構造によって順方向リンク信号を受信するＨＲＰＤ互換処理器と、直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)伝送方式によって受信信号を復調する第１の受信処理器と、ＥＶ-ＤＯ伝送方式によって受信信号を復調する第２の受信処理器と、順方向リンク信号の伝送方式によって受信経路として第１及び第２の受信処理器のうちの一つを選択する選択器とを含むことを特徴とする。
さらに、本発明の他の態様によれば、高速パケットデータ(ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを受信する受信方法であって、ＨＲＤＰシステムのスロット構造によって直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)伝送方式とＥＶ-ＤＯ伝送方式の中で選択された伝送方式により伝送された順方向リンク信号を受信するステップと、順方向リンク信号の伝送方式インジケータを読み取るステップと、読み取り結果に対応する選択された伝送方式によって受信された順方向リンク信号を復調するステップとを有することを特徴とする。
本発明は、Ｎｘ ＨＲＰＤシステムと互換性を維持するＥＶ-ＤＯ伝送方式及びＯＦＤＭ伝送方式を共に支援する移動通信システムにおいて、送信器は、伝送前に、各搬送波のスロットで使用されるように伝送方式インジケータをＥＶ-ＤＯスロット構造のＭＡＣ区間又はＯＦＤＭシンボルに挿入し、受信器は、受信される伝送方式インジケータ(transmission scheme indicator)に基づいて該当スロットのデータを受信することができる。したがって、本発明は、Ｎｘ ＨＲＰＤシステムで多重搬送波のスロットに相互に異なる伝送方式を支援することによって、向上したＨＲＰＤサービスを提供することができる。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
下記に、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
ここで、移動通信システムは、ＯＦＤＭ伝送方式を支援するＣＤＭＡ２０００Ｎｘ ＨＲＰＤシステム(以下、“Ｎｘ ＨＲＰＤ互換システム”と称する）と仮定する。本発明は、Ｎｘ ＨＲＰＤ互換システムの伝送スロットでＯＦＤＭ伝送方式及びＥＶ-ＤＯ伝送方式を同時に支援するために後述するＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ伝送方式インジケータ(以下、“伝送方式インジケータ”と称する)を定義し、このＮｘ ＨＲＰＤ互換システムで伝送方式インジケータを送受信するための送受信装置及び方法を提供する。
図３を参照すると、ＥＶ-ＤＯ伝送方式を使用するスロット３０１とＯＦＤＭ伝送方式を使用するスロット３０２を示す。Ｎｘ ＨＲＰＤ互換システムは、既存のＮｘ ＨＲＰＤシステムと互換性を維持するために、図１に示した順方向リンクのスロット構造におけるパイロット信号とＭＡＣ信号の位置及びサイズの面では一般的なＮｘ ＨＲＰＤシステムと同一であると仮定する。すなわち、図３に示してはいないが、Ｎpilotチップ長さのパイロット信号(黒色ストライプで表示された部分)は半スロットに位置し、ＮＭＡＣチップ長さのＭＡＣ信号(図示せず)はパイロット信号の両側に位置する。したがって、ＯＦＤＭ伝送方式を支援しない一般的なＨＲＰＤ端末も、上記したスロット構造で伝送されるパイロット信号を用いてチャンネルを推定し、ＭＡＣ信号を受信することができる。そして、ＯＦＤＭシンボル又はＥＶ-ＤＯシンボルは、スロットの残っている区間、すなわちデータ伝送区間で伝送される。
図３のスロット構造において、データ伝送区間が、例えばＮData＝４００チップに設定されているため、ＯＦＤＭシンボルのサイズもＮData＝４００チップである。ＯＦＤＭ伝送方式は、多重経路を通じて時間遅延された受信信号によって可能な自己干渉(self-interference)の発生を防止するために、伝送前にＯＦＤＭシンボルのヘッド部にＣＰ(Cyclic Prefix)を加える。すなわち、一つのＯＦＤＭシンボルは、パケットデータ情報を逆方向高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ)を遂行して得られたＯＦＤＭデータとＣＰで構成される。このＣＰのサイズはＮＣＰチップであり、ＣＰの挿入のために、ＮＣＰチップ信号はＯＦＤＭデータの後部からコピーされてＯＦＤＭデータの前部に挿入される。したがって、ＯＦＤＭデータのサイズは、(ＮＤａｔａ−ＮＣＰ)チップである。ＮＣＰは、自己干渉を起こす許容可能な時間遅延に基づいて決定される。ＮＣＰが大きいと、より多くの受信信号が干渉なしに復調可能であるが、ＯＦＤＭデータのサイズが小さくなるため、伝送可能な情報量も減少する。しかしながら、ＮＣＰが小さいと、伝送可能な情報量が増加するが、激しい多重経路フェージング環境で自己干渉の発生可能性が増加して受信品質が悪くなる。したがって、ＮＤａｔａ個のトーンがすべてデータシンボル伝送のために使用できず、周波数帯域の境界(boundary)の一部トーンは、帯域外(out-band)信号が干渉として影響することを防止するためのガードトーン(guard tone)として使用される。
基地局と端末との間で通信を遂行することにおいて、上記したスロット構造を用いる本発明のＮｘ ＨＲＰＤ互換システムは、多重搬送波の各チャンネル状態によって一部スロットの端末に対してＥＶ-ＤＯ伝送方式又はＯＦＤＭ伝送方式を異なって使用される可能性がある。
したがって、提案されたＮｘ ＨＲＰＤ互換システムは、スロットごとにＥＶ-ＤＯ伝送方式又はＯＦＤＭ伝送方式が使用されていることを表す情報で端末に提供されるインジケータ(indicator)を使用する。
例えば、５ＭＨｚの周波数帯域を有するＮｘ ＨＲＰＤシステムが図３のｂに示すように、１ｘＨＲＰＤシステムとそれぞれ互換が可能な３つの搬送波を有すると、搬送波ｆ１ ３０５、ｆ２ ３０６、ｆ３ ３０７でＨＲＰＤを支援するＮｘ互換ＨＲＰＤシステムを仮定することができる。このＮｘ互換ＨＲＰＤシステムにおいて、各搬送波のスロットは、搬送波のチャンネル状態に従ってＥＶ-ＤＯ伝送方式あるいはＯＦＤＭ伝送方式を使用することができる。図３のａに示すように、ＥＶ-ＤＯ伝送方式は‘０’で、ＯＦＤＭ伝送方式は‘１’でそれぞれ表されると、３つの搬送波に対する伝送方式インジケータは、任意の時間ｔで、図３のｃに示すように０１０，１１１，１０１，…で表されることができる。
図４を参照すると、参照番号４０１はパイロット信号が伝送されるパイロット区間を、参照番号４０２及び４０３はＭＡＣ信号が伝送されるＭＡＣ区間を、そして参照番号４０４及び４０５はデータ伝送区間を、各々示す。
図４において、任意の時間ｔで得られた伝送方式に対する伝送方式インジケータは、本発明により、Ｎｘ ＨＲＰＤ互換システムのＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号が伝送される搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３にマッピングされる３ビットの情報ビットを有する。この実施形態は、図４の‘ｃ’に示すように、伝送方式に対する３ビットの情報４０８を１２ビットの情報４０９にブロック符号化(１２，３)し、図４の‘ａ’に示すようにＭＡＣ区間４０２，４０３でそれぞれ１ビットずつ乗せ、図４の‘ｂ’に示すように３ビットの情報４０６を搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３別に各々１ビットを４ビットの情報４０７にブロック符号化(４，１)し、図４の‘ａ’に示すＭＡＣ区間４０２，４０３のそれぞれに１ビットずつ乗せて伝送する。
図５を参照すると、参照番号５０１はパイロット区間を、参照番号５０２及び５０３はＭＡＣ区間を、そして参照番号５０４及び５０５はデータ伝送区間を、それそれ示す。
図５において、任意の時間ｔで得られた伝送方式に対する伝送方式インジケータは、本発明により、Ｎｘ ＨＲＰＤ互換システムのＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号が伝送される搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３にマッピングされる３ビットの情報ビットを有する。本実施形態は、図５の‘ｃ’に示すように伝送方式に対する３ビットの情報５０８を１２ビットの情報５０９にブロック符号化(１２，３)し、図５の‘ａ’に示すＭＡＣ区間５０２，５０３でそれぞれ２ビットを乗せて伝送する第１の方式、又は図５の‘ｂ’に示すように３ビットの情報５０６を搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３別に各々１ビットを４ビットの情報５０７にブロック符号化(４，１)し、図５の‘ａ’に示すＭＡＣ区間５０２，５０３で各々２ビットを乗せて伝送する第２の方式を使用することができる。上記した実施形態では、図５に示すように、２個のＭＡＣ区間５０２，５０３で同一の数のブロック符号化した情報ビットを伝送するが、一つのＭＡＣ区間で該当搬送波のすべての情報ビットを伝送することも可能である。
図６は、５ＭＨｚの周波数帯域で３つの搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３を通じて図４又は図５のスロット構造を有するＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号を伝送し、２つの搬送波ｆ４，ｆ５を通じてＯＦＤＭ信号を伝送するＮｘ ＨＲＰＤ互換システムにおける伝送方式インジケータを伝送する方法の実施形態を示す。これら搬送波ｆ４，ｆ５の周波数帯域は、搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３の周波数帯域より小さい帯域を利用できる。図６で、参照番号６０１及び６０３はデータ伝送区間を、参照番号６０２はパイロット及びＭＡＣ区間を示す。
図６を参照すると、任意の時間ｔで得られた伝送方式に対する伝送方式インジケータは、本発明により３ビットの情報ビットを有する。ここで、伝送方式に対する情報ビット、すなわち伝送方式インジケータ６０５が、図４又は図５の実施形態に示すようにブロック符号化(１２，３)した後に、Ｎｘ ＨＲＰＤ互換システムのＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号として伝送されることができない場合には、伝送方式インジケータ６０５は、該当スロット区間で搬送波ｆ４，ｆ５のＯＦＤＭシンボルの中で任意のＯＦＤＭシンボル６０４に挿入されて端末に伝送されることができる。本発明の第３の実施形態において、伝送方式インジケータ６０５は、ブロック符号化された後にＯＦＤＭシンボル６０４に挿入されることができる。しかしながら、他の方法では、インジケータ情報は、主制御チャンネル(Priority Data Control Channel：ＰＤＣＣＨ)又は副制御チャンネル(Secondary Data Control Channel：ＳＤＣＣＨ)と共に伝送されることができる。このＰＤＣＣＨ又はＳＤＣＣＨは、データチャンネルの受信のための制御情報を伝送し、データ制御情報に提案された伝送方式インジケータを含むこともできる。
図７を参照すると、送信器は、ＯＦＤＭ伝送処理器７００、ＥＶ-ＤＯ伝送処理器７１０、及びＯＦＤＭ伝送処理器７００と同一の構成を有する他のＯＦＤＭ伝送処理器７１６を含む。ＯＦＤＭ伝送処理器７００及びＥＶ-ＤＯ伝送処理器７１０は、図４又は図５のスロット構造によってＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号を生成するためのもので、他のＯＦＤＭ伝送処理器７１６は、図６のスロット構造によって搬送波ｆ４，ｆ５のＯＦＤＭ信号を生成するためのものである。
ＯＦＤＭ伝送処理器７００は、受信されたパケットデータをチャンネル符号化するチャンネルエンコーダ７０１と、符号化されたパケットデータをインターリービングするチャンネルインターリーバ７０２と、インターリービングされたパケットデータを変調する変調器７０３と、帯域外信号が干渉として影響することを防止するためのガードトーン(guard tone)を挿入するガードトーン挿入器７０４と、パイロットトーンを挿入するパイロットトーン挿入器７０５とを含む。
また、ＯＦＤＭ伝送処理器７００は、拡散器(spreader)７０６、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)処理器７０７と、信号干渉を防止するためにＯＦＤＭデータの前部にＣＰ(Cyclic Prefix)を挿入するＣＰ挿入器７０８とを含む。拡散器７０６は、例えば、直交位相遷移変調(Quadrature Phase Shift Keying:ＱＰＳＫ)拡散器を利用できる。
さらに、送信器は、ＨＲＰＤシステムの伝送方式と互換のためのＨＲＰＤ互換処理器７１４と、ＥＶ-ＤＯ伝送方式とＯＦＤＭ伝送方式のうちの一つを選択する選択器７０９と、選択器７０９によってＯＦＤＭ方式及びＥＶ-ＤＯ方式から選択された伝送方式を表す提案された伝送方式インジケータを生成し、ＨＲＰＤ互換処理器７１４に選択された伝送方式の情報を出力する伝送方式インジケータ生成器７１３と、選択器７０９と伝送方式インジケータ生成器７１３の動作を制御する選択制御器７１２と、選択制御器７１２に順方向チャンネルの情報を提供する順方向チャンネル情報提供器７１１とを含む。なお、図３の実施形態を支援するために、送信器は、伝送方式インジケータ生成器７１３により生成された伝送方式インジケータを図６に示した搬送波ｆ４，ｆ５のＯＦＤＭシンボルに挿入するＯＦＤＭ伝送処理器７１６を選択的に含むことができる。
次に、ＯＦＤＭ伝送方式又はＥＶ-ＤＯ伝送方式のための送信器の送信過程を説明する。
まず、ＯＦＤＭ伝送処理器７００，７１６の動作を説明する。上位階層で生成された物理階層パケットデータは、チャンネル符号化されるチャンネルエンコーダ７０１に入力され、チャンネル符号化されたビットストリームはダイバシティ(diversity)利得を得るためにチャンネルインターリーバ７０２を通してミキシング(インターリービング)される。インターリービングされたビットストリームは、変調器７０３に入力されて変調信号に変換される。ここで、変調信号は、図４のスロット構造でデータ伝送区間４０４及び４０５、図５のスロット構造でデータ伝送区間５０４及び５０５、又は図６のスロット構造でデータ伝送区間６０１及び６０３のデータトーンに配置される。ガードトーン挿入器７０４は、変調器７０３から出力される信号の帯域境界にガードトーンを配置する。パイロットトーン挿入器７０５は、変調信号の所定位置にパイロット信号を挿入してから伝送する。上記のような動作によって、伝送信号がすべてのトーンに割り当てられると、拡散器７０６は、例えばＱＰＳＫ拡散を遂行し、このようなＱＰＳＫ拡散過程を通じて、相互に異なる情報を伝送する基地局の信号が相互に異なる複素擬似雑音(Pseudo Noise：ＰＮ)シーケンスと乗算される。ここで、複素ＰＮシーケンスは、定数成分と虚数成分が共にＰＮコードで構成された複素シーケンスを称する。このＱＰＳＫ拡散を経た変調信号は、ＩＦＦＴ処理器７０７でＩＦＦＴ処理されて所望の周波数トーンの位置に置かれる。ＣＰ挿入器７０８は、多重経路フェージングによる自己干渉効果を防止するために、ＩＦＦＴ処理されたＯＦＤＭデータにＣＰを挿入することによってＯＦＤＭシンボルを生成する。
ＥＶ-ＤＯ伝送処理器７１０は、物理階層から伝送されたデータに対してＮｘ ＨＲＰＤシステムの標準によって符号化及び変調を遂行し、データチャンネルに伝送データを割り当てる。ここで、Ｎｘ ＨＲＰＤのスロット構造によって伝送信号を生成する動作は、ＨＲＰＤ互換処理器７１４で遂行される。
順方向チャンネル情報提供器７１１は、所望の伝送スロットのチャンネルがＯＦＤＭ伝送方式あるいはＥＶ-ＤＯ伝送方式に基づいているかを示すチャンネル情報を生成し、このチャンネル情報をＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ選択制御器７１２に伝送する。ＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ選択制御器７１２は、順方向チャンネル情報提供器７１１から提供されたチャンネル情報に基づいて、所望の伝送データを含むＥＶ-ＤＯデータ(又はＯＦＤＭデータトーン）の伝送方式を選択する選択器７０９と、チャンネル情報によって設定される伝送方式インジケータを生成する伝送方式インジケータ生成器７１３とを制御する。
送信器がＥＶ-ＤＯ伝送方式によってデータを伝送する場合に、ＨＲＰＤ互換処理器７１４は、(ａ)ＥＶ-ＤＯ伝送処理器７１０から選択器７０９を介して伝達されたＥＶ-ＤＯシンボルが乗せられるデータ伝送区間、(ｂ)伝送方式がＥＶ-ＤＯ方式であることを示す伝送方式インジケータが挿入されるＭＡＣ区間、及び(ｃ)パイロット区間を図４又は図５のスロット構造によりＴＤＭ多重化して順方向チャンネルに割り当てる。
しかしながら、送信器がＯＦＤＭ伝送方式によってデータを伝送する場合には、ＨＲＰＤ互換処理器７１４は、(ａ)ＯＦＤＭ伝送処理器７１６から選択器７０９を介して伝送されたＯＦＤＭシンボルが乗せられるデータ伝送区間、(ｂ)伝送方式がＯＦＤＭ方式であることを示す伝送方式インジケータが挿入されたＭＡＣ区間、及び(ｃ)パイロット区間を図４又は図５のスロット構造によりＴＤＭ多重化して順方向チャンネルに割り当てる。
送信器が図６の実施形態を支援する場合、ＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ選択制御器７１２は、伝送方式インジケータ生成器７１３から伝達された搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３に対する伝送方式インジケータをＯＦＤＭ伝送処理器７１６によって生成された搬送波ｆ４及び/またはｆ５の任意のＯＦＤＭシンボルに挿入する。
図８を参照すると、基地局の送信器は、ステップ８０１で、現在伝送するスロットの伝送方式がＯＦＤＭ方式またはＥＶ-ＤＯ方式であるかを判定する。その判定された伝送方式インジケータに基づき、基地局は、ＯＦＤＭ伝送又はＥＶ-ＤＯ伝送であるかを決定し、該当伝送方式による動作を遂行する。すなわち、ステップ８０１で現在伝送方式はＥＶ-ＤＯ伝送方式であると決定されると、この送信器は、ステップ８０２に進行して、所望の伝送データを符号化及び変調してデータチャンネルを割り当てるＥＶ-ＤＯ伝送処理を遂行する。その後、送信器は、ステップ８０３で、伝送方式インジケータ生成器７１３によって生成されたＥＶ-ＤＯ伝送方式を表す伝送方式インジケータを図４又は図５のスロット構造でＭＡＣ区間に挿入する。また、送信器は、図６の実施形態を支援する場合に、ＥＶ-ＤＯ信号と一緒に伝送される他の搬送波の任意のＯＦＤＭシンボルに、Ｎｘ ＨＲＰＤ互換処理に関連した各搬送波の伝送方式情報を端末に提供するための伝送方式インジケータを挿入する。以後、送信器のＨＲＰＤ互換処理器７１４は、ステップ８０４で、既存ＨＲＰＤシステムとの互換のために、データ伝送区間、伝送方式インジケータを含むＭＡＣ区間、及びパイロット区間の信号をＴＤＭ伝送するＨＲＰＤ互換処理を遂行する。ステップ８０５で、上記送信器は、ＴＤＭ多重化されたＥＶ-ＤＯ信号を搬送波を用いて無線ネットワークに伝送する。
一方、ステップ８０１で現在伝送方式がＯＦＤＭ伝送方式であると判定されると、送信器は、ステップ８０６に進行し、伝送するデータを符号化及びインターリービングしてから、これを変調してＯＦＤＭ信号のデータトーンを生成する。その後、送信器のガードトーン挿入器７０４は、ステップ８０７で変調信号の帯域境界にガードトーンを挿入し、ステップ８０８で、送信器の伝送方式インジケータ生成器７１３によって生成されてＯＦＤＭ伝送方式を示す伝送方式インジケータを図４又は図５のスロット構造でＭＡＣ区間に挿入する。また、図６の実施形態を支援する場合に、送信器は、ＥＶ-ＤＯ信号と一緒に伝送される他の搬送波の任意のＯＦＤＭシンボルにＮｘ ＨＲＰＤ互換処理に関連した各搬送波の伝送方式インジケータを挿入する。その後、伝送される信号がすべてのトーンに割り当てられると、拡散器７０６は、例えば、ステップ８０９でＱＰＳＫ拡散を遂行し、ＱＰＳＫ拡散を経た後に、ＩＦＦＴ処理器７０７でＩＦＦＴ処理されて所望の周波数トーンの位置に置かれる。ステップ８１０で、ＣＰ挿入器７０８は、自己干渉効果を防止するために、上記処理されたＯＦＤＭデータにＣＰを挿入してＯＦＤＭシンボルを生成する。その後、送信器のＨＲＰＤ互換処理器７１４は、ステップ８１１で、既存のＨＲＰＤシステムとの互換のために、データ伝送区間、ＭＡＣ区間、及びパイロット区間をＴＤＭ伝送するＨＲＰＤ互換処理を遂行する。送信器は、ステップ８１２で、ＴＤＭ多重化された信号を搬送波を用いて無線ネットワークに伝送する。
以下に、図９及び図１０を参照して、本発明の実施形態による受信器の構成について説明する。
図９を参照すると、受信器で、ＨＲＰＤ互換処理器９０１は、複数の搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３を受信し、搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３を通じて受信された信号を逆多重化してデータ信号、ＭＡＣ信号、及びパイロット信号に復元する。伝送方式インジケータ読取器９１４は、復元された信号の中でＭＡＣ信号の区間に含まれている提案された伝送方式インジケータを読み取り、現在スロットの受信信号がＯＦＤＭ伝送方式で伝送された信号であるか、あるいはＥＶ-ＤＯ伝送方式で伝送された信号であるかを判定する。
また、受信器は、ＯＦＤＭ受信処理器９１３、ＥＶ-ＤＯ受信処理器９１２、及びＯＦＤＭ受信処理器９１３と同一の構成を有する他のＯＦＤＭ受信処理器９１５を含む。ＯＦＤＭ受信処理器９１３及びＥＶ-ＤＯ受信処理器９１２は、図４又は図５のスロット構造により伝送されたＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号を受信するためのものであり、他のＯＦＤＭ受信処理器９１５は、図６のスロット構造により伝送された搬送波ｆ４，ｆ５のＯＦＤＭ信号を受信するためのものである。
まず、ＯＦＤＭ受信処理器９１３の動作について説明する。選択器９０２は、伝送方式インジケータ読取器９１４によってＯＦＤＭ伝送方式を示すインジケータとして判定された受信信号をＯＦＤＭ受信処理器９１３に伝達する。この受信信号は、ＣＰ除去器９０３に伝達され、ＣＰ除去器９０３は、受信信号から伝搬(propagation)遅延及び多重経路によって汚染されたＣＰを除去する。ＦＦＴ処理器９０４は、入力された時間領域信号を周波数領域信号に変換し、逆拡散器９０５は周波数領域の信号を逆拡散して各信号のトーンを出力する。この逆拡散器９０５は、送信器がＱＰＳＫ拡散された信号を伝送するという仮定の下で、ＱＰＳＫ逆拡散を遂行する。したがって、送信器が他の拡散方式を使用すると、受信器は、それに対応する逆拡散方式を使用する。逆拡散された信号のトーンは、パイロットトーン抽出器９０６とデータトーン抽出器９０７に伝達され、データトーン抽出器９０７は受信信号からデータトーンを抽出する。チャンネル推定器９０８は、パイロットトーン抽出器９０６から伝達されたパイロット信号からチャンネルを推定し、そのチャンネル推定値は復調器９０９に伝達される。復調器９０９は、チャンネル推定器９０８から提供されたチャンネル推定値を用いてデータトーンの復調を遂行し、復調された信号は、デインターリーバ９１０によってデインターリービングされてから、デコーダ９１１に入力される。デコーダ９１１は、入力信号を復号して受信信号を復元する。
次に、ＥＶ-ＤＯ受信処理器９１２の動作について説明する。選択器９０２は、伝送方式インジケータ読取器９１４によってＥＶ-ＤＯ伝送方式を示すインジケータとして判定された受信信号をＥＶ-ＤＯ受信処理器９１２に伝達する。すると、ＥＶ-ＤＯ受信処理器９１２は、受信信号のＥＶ-ＤＯ方式に対応する復調を遂行する。
受信器が図６の実施形態を支援する場合に、伝送方式インジケータ読取器９１４は、搬送波ｆ４及び/又はｆ５を通じて伝送された任意のＯＦＤＭシンボルに挿入された伝送方式インジケータを読み取り、搬送波ｆ１，ｆ２，ｆ３を通じて受信された信号の伝送方式を判定する。すると、選択器９０２は、伝送方式インジケータ読取器９１４を通じて読み取られた伝送方式によってＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯ信号の受信経路としてＯＦＤＭ受信処理器９１３及びＥＶ-ＤＯ受信処理器９１２のうちの一つを選択する。なお、他のＯＦＤＭ受信処理器９１５は、搬送波ｆ４，ｆ５を通じて受信されたＯＦＤＭ信号を復元する。
図１０を参照すると、受信器は、ステップ１００１で、受信信号から伝送方式インジケータを検出し、受信信号の伝送方式がＯＦＤＭ伝送方式であるかあるいはＥＶ-ＤＯ伝送方式であるかを判定する。これは、伝送方式を示す伝送方式インジケータを読み取る実施形態に基づき、本発明では、図４又は図５のスロット構造で、ＭＡＣ区間に含まれた伝送方式インジケータを確認(parsing)し、あるいは図６のスロット構造で任意のＯＦＤＭシンボルに含まれた伝送方式インジケータを確認し、それによって受信信号の伝送方式を判定することができる。受信器は、ステップ１００２で、伝送方式インジケータ読取器９１４によって読み取られた伝送方式インジケータに基づいて伝送方式を判定し、その判定された伝送方式によって受信信号を復元する。ステップ１００２で、判定された伝送方式がＥＶ-ＤＯ伝送方式であると、受信器は、ステップ１００３に進行してＥＶ-ＤＯ復調を遂行する。しかしながら、判定された伝送方式がＯＦＤＭ伝送方式であると、受信器は、ＯＦＤＭシンボルを抽出するステップ１００４〜１００８の動作を遂行し、ＱＰＳＫ逆拡散を遂行し、パイロットトーンを用いてチャンネル推定を遂行した後に、推定されたチャンネル情報を用いて受信信号からデータトーンを抽出する。また、受信器は、抽出されたデータトーンを復調及び復号化して元の信号に戻す。
図４乃至図６で説明した伝送方式インジケータは、ブロック符号化した後に、各スロットのＭＡＣ区間又は搬送波ｆ４，ｆ５のＯＦＤＭシンボルに挿入されるが、これは、本発明に限定されず、伝送方式インジケータの配置に多様な変形が可能である。本発明は、好ましい実施形態を参照して説明したが、特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨及び範囲を外れない限り、多様な形態の変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には自明なことである。
本発明が適用されるＮｘ ＨＲＰＤシステムの順方向リンクのスロット構造を示す図である。 本発明が適用されるＮｘ ＨＲＰＤシステムの送信器を示すブロック構成図である。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤシステムの順方向リンクにおいて、ＯＦＤＭ/ＥＶ-ＤＯシステムがデータ伝送区間に挿入されるスロット構造を示す図である。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤ互換システムの伝送方式インジケータを伝送する方法を示す図である。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤ互換システムの伝送方式インジケータを伝送する方法を示す図である。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤ互換システムの伝送方式インジケータを伝送する方法を示す図である。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤ互換システムの送信器を示すブロック構成図である。 本発明による順方向リンクにおいて伝送方式インジケータを伝送する手順を示すフローチャートである。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤ互換システムの受信器を示すブロック構成図である。 本発明によるＮｘ ＨＲＰＤ互換システムの順方向リンクにおける受信手順を示すフローチャートである。
符号の説明
３０１ ＥＶ−ＤＯ伝送方式を使用するスロット
３０２ ＯＦＤＭ伝送方式を使用するスロット
３０３ ‘０’
３０４ ‘１’
３０５ 搬送波ｆ１
３０６ 搬送波ｆ２
３０７ 搬送波ｆ３

Claims (29)

  1. 高速パケットデータ(High Rate Packet Data：ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを伝送する送信装置であって、
    物理階層パケットデータを直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)伝送方式により変調する第１の伝送処理器と、
    前記物理階層パケットデータをＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式により変調する第２の伝送処理器と、
    前記第１及び第２の伝送処理器のうちの一つから出力される信号を前記ＨＲＰＤシステムのスロット構造に基づいて伝送信号に生成し、前記伝送信号を無線ネットワークに伝送するＨＲＰＤ互換処理器と、
    前記ＯＦＤＭ伝送方式と前記ＥＶ-ＤＯ伝送方式のうちの一つによって前記伝送信号の伝送を制御する制御器と、
    を含むことを特徴とする送信装置。
  2. 前記第１及び第２の伝送処理器の変調信号のうちの一つを選択する選択器をさらに含み、前記制御器は前記選択器の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
  3. 前記制御器は、伝送信号に挿入されるように前記ＯＦＤＭ伝送方式及びＥＶ-ＤＯ伝送方式のうちの一つを示す伝送方式インジケータを制御することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
  4. 前記制御器の制御下で前記伝送方式インジケータを前記伝送信号に挿入する伝送方式インジケータ挿入器をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
  5. 前記伝送方式インジケータ挿入器は、前記伝送方式インジケータをブロック符号化した後に前記伝送信号に挿入することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
  6. 前記制御器は、前記伝送方式インジケータを前記スロット構造の少なくとも一つのメディアアクセス制御(Medium Access Control：ＭＡＣ)区間に挿入するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
  7. 他の物理階層パケットデータをＯＦＤＭ伝送方式によって変調する第３の伝送処理器をさらに含み、前記制御器は、前記伝送信号の選択された伝送方式を示す伝送方式インジケータが前記第３の伝送処理器の他の伝送信号に挿入されるようにさらに構成されることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
  8. 前記制御器は、前記伝送方式インジケータを前記他の伝送信号で該当スロット区間の一つのＯＦＤＭシンボルに挿入するようにさらに構成されることを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
  9. 前記制御器は、順方向チャンネル情報に基づいて前記伝送信号の伝送方式を選択することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
  10. 前記制御器は、同一のスロット区間で前記伝送信号の伝送方式を搬送波別に各々選択できることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
  11. 高速パケットデータ(High Rate Packet Data：ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを伝送する送信方法であって、
    直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)伝送方式とＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式のうちの一つの伝送方式を選択するステップと、
    前記選択された伝送方式によって物理階層パケットデータを変調するステップと、
    前記変調されたパケットデータを前記ＨＲＰＤシステムのスロット構造による伝送信号に生成するステップと、
    前記伝送信号をスロット単位で無線ネットワークに伝送するステップと、
    を有することを特徴とする送信方法。
  12. 前記生成するステップは、前記伝送信号に前記選択された伝送方式を示す伝送方式インジケータを挿入するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の送信方法。
  13. 前記挿入するステップは、前記伝送方式インジケータをブロック符号化するステップをさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の送信方法。
  14. 前記伝送方式インジケータは、前記スロット構造の少なくとも一つのメディアアクセス制御(Medium Access Control：ＭＡＣ)区間に挿入されることを特徴とする請求項１２に記載の送信方法。
  15. 他の物理階層パケットデータを前記ＯＦＤＭ伝送方式により変調して他の伝送信号を生成するステップと、
    前記伝送信号の選択された伝送方式を示す伝送方式インジケータを他の伝送信号に挿入するステップと、
    をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の送信方法。
  16. 前記伝送方式インジケータは、他の伝送信号の一つのＯＦＤＭシンボルに挿入されることを特徴とする請求項１５に記載の送信方法。
  17. 順方向チャンネル情報に基づいて前記伝送信号の伝送方式を選択するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の送信方法。
  18. 前記伝送方式は、同一のスロット区間で搬送波別に各々選択できることを特徴とする請求項１１に記載の送信方法。
  19. 高速パケットデータ(High Rate Packet Data：ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを受信する受信装置であって、
    前記ＨＲＰＤシステムのスロット構造によって順方向リンク信号を受信するＨＲＰＤ互換処理器と、
    直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)伝送方式によって受信信号を復調する第１の受信処理器と、
    ＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式によって受信信号を復調する第２の受信処理器と、
    前記順方向リンク信号の伝送方式によって受信経路として前記第１及び第２の受信処理器のうちの一つを選択する選択器と、
    を含むことを特徴とする受信装置。
  20. 前記順方向リンク信号は、前記伝送方式を示す伝送方式インジケータを含むことを特徴とする請求項１９に記載の受信装置。
  21. 前記順方向リンク信号から前記伝送方式インジケータを読み取り、その読み取り結果を前記選択器に伝達する読み取り器をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
  22. 前記伝送方式インジケータは、前記スロット構造の少なくとも一つのメディアアクセス制御(Medium Access Control：ＭＡＣ)区間に挿入されることを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
  23. 前記ＯＦＤＭ伝送方式によって伝送された他の順方向リンク信号を受信して復調する第３の受信処理器をさらに含み、
    前記他の順方向リンク信号は、前記順方向リンク信号の伝送方式を示す伝送方式インジケータを含むことを特徴とする請求項１９に記載の受信装置。
  24. 前記伝送方式インジケータは、前記他の順方向リンク信号で該当スロット区間の一つのＯＦＤＭシンボルに挿入されることを特徴とする請求項２３に記載の受信装置。
  25. 高速パケットデータ(High Rate Packet Data：ＨＲＰＤ)システムの順方向リンクでパケットデータを受信する受信方法であって、
    前記ＨＲＤＰシステムのスロット構造によって直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)伝送方式とＥＶ-ＤＯ(Evolution Data Only)伝送方式の中で選択された伝送方式により伝送された順方向リンク信号を受信するステップと、
    前記順方向リンク信号の伝送方式インジケータを読み取るステップと、
    前記読み取り結果に対応する前記選択された伝送方式によって前記受信された順方向リンク信号を復調するステップと、
    を有することを特徴とする受信方法。
  26. 前記順方向リンク信号は、前記選択された伝送方式を示す伝送方式インジケータを含むことを特徴とする請求項２５に記載の受信方法。
  27. 前記伝送方式インジケータは、前記スロット構造の少なくとも一つのメディアアクセス制御(Medium Access Control：ＭＡＣ)区間に挿入されることを特徴とする請求項２６記載の受信方法。
  28. 前記ＯＦＤＭ伝送方式により伝送された他の順方向リンク信号を受信するステップをさらに有し、
    前記他の順方向リンク信号は、前記順方向リンク信号の選択された伝送方式を示す伝送方式インジケータを含むことを特徴とする請求項２５に記載の受信方法。
  29. 前記伝送方式インジケータは、前記他の順方向リンク信号で該当スロット区間の一つのＯＦＤＭシンボルに挿入されることを特徴とする請求項２８記載の受信方法。
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