JP2010502124A - 無線通信システムにおけるブロードキャスト・サービスおよびマルチキャスト・サービス - Google Patents

Abstract

ブロードキャスト伝送の割当て、識別、および制御を行う方法および装置が開示される。ブロードキャスト・フローは、無線通信チャネルの物理リソースのブロードキャスト論理チャネルに割り当てられる。ブロードキャスト論理チャネルのパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージが生成される。ブロードキャスト・チャネル制御メッセージは、受信されると、受信されたブロードキャスト伝送を適宜処理するように、処理および使用される。

Description

［米国特許法１２０条による優先権の主張］
本特許出願は、２００６年８月２２日に出願され、本願発明の譲渡人に譲渡された、米国仮特許出願第６０／８３９，５８７号の優先権を主張するものであり、よってその内容を本願明細書中で特に参照として援用する。

［分野］
本出願は一般的に、無線通信に関し、特に無線通信システムにおけるブロードキャスト・サービスおよびマルチキャスト・サービスに関する。

［背景］
無線通信システムは、普及している手段であり、世界中の多くの人々がこの手段を使用して通信をするようになっている。消費者のニーズを満たし、携帯性および利便性を向上させるため、無線通信デバイスはさらに小型で高性能になっている。携帯電話のような移動デバイスの処理能力が向上したことで、無線ネットワーク伝送システムに対する需要が増してきている。このようなシステムは一般に、これらのシステムを介して通信をするセル式デバイスのように簡単に最新のものにできない。移動デバイスの機能が拡張するにつれ、新しく改良された無線デバイスの機能を容易にフル活用するような形で旧式の無線通信システムを維持することは難しい場合がある。

無線通信システムは一般的に、様々な方法を使用してチャネルの形式で伝送リソースを生成する。これらのシステムは、符号分割多重化（code division multiplexing：ＣＤＭ）システム、周波数分割多重化（frequency division multiplexing：ＦＤＭ）システム、時分割多重化（time division multiplexing：ＴＤＭ）であってもよい。一般に使用されるＦＤＭの変形の１つに、システム全体の帯域幅を効果的に複数の直交サブキャリアに分割する直交周波数分割多重化（orthogonal frequency division multiplexing：ＯＦＤＭ）がある。これらのサブキャリアは、トーン、ビン、および周波数チャネルと称されてもよい。各サブキャリアは、データとともに変調できる。時分割ベースの技術では、各サブキャリアは連続した時間のスライスすなわちタイムスロットの部分を備えることができる。各ユーザーには、定義されたバースト期間またはフレームの中で情報を送受信するために、１つ以上のタイムスロットとサブキャリアとの組み合わせが提供されてもよい。ホッピング方式は、一般的にシンボル・レート・ホッピング方式またはブロック・ホッピング方式であってもよい。

符号分割に基づく技術では、一般に１つの領域において任意の時に利用可能な複数の周波数にてデータを送信する。一般的に、データはデジタル化され、利用可能な帯域幅で拡散される。ここで複数のユーザーがチャネル上で重なることができ、それぞれのユーザーに一意のシーケンス符号を割り当てることができる。ユーザーは、同じ広帯域のスペクトルの部分において送信することができ、各ユーザーの信号は、それぞれ一意の拡散符号によって帯域全体に拡散される。この技術では、１人以上のユーザーが同時に送受信できる共有を提供することができる。このような共有は、スペクトラム拡散デジタル変調によって実現される。スペクトラム拡散デジタル変調では、ユーザーのビット・ストリームが符号化され、疑似乱数的に非常に広いチャネルを通って拡散される。受信器は、関連する一意のシーケンス符号を認識し、コヒーレントな方法で特定のユーザー用のビットを集めるために乱数化を復元するように設計されている。

典型的な無線通信ネットワーク（例えば、周波数分割、時分割、および／または符号分割技術を使用するもの）には、カバレッジ・エリアを提供する１つ以上の基地局、およびカバレッジ・エリア内でデータの送受信ができる１つ以上の移動（例えば、無線）端末が含まれる。典型的な基地局は、ブロードキャスト、マルチキャスト、および／またはユニキャスト・サービス用の複数のデータ・ストリームを同時に送信することができる。ここで、データ・ストリームは移動端末にとって、注目している独立した受信とすることができる。基地局のカバレッジ・エリア内の移動端末は、基地局から送信される１つ、２つ以上、またはすべてのデータ・ストリームに注目することができる。同様にして、移動端末は、基地局または他の移動端末にデータを送信することができる。これらのシステムにおいて、帯域幅および他のシステム・リソースはスケジューラを利用して割り当てられる。

［概要］
ブロードキャスト伝送の割当て、識別、および制御を行う技術が開示される。ブロードキャスト・フローは、無線通信チャネルの物理リソースのブロードキャスト論理チャネルに割り当てられる。ブロードキャスト論理チャネルのパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージが生成される。ブロードキャスト・チャネル制御メッセージは、受信されると、受信されたブロードキャスト伝送を処理するように、処理および使用される。同じことを実行する装置も開示される。

一実施形態では、無線通信デバイスは、メモリと、メモリに接続されたプロセッサとを含む。プロセッサは、無線通信システムにおいて、ブロードキャスト伝送のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成するように構成されている。別の実施形態では、無線通信デバイスは、メモリと、メモリに接続されたプロセッサとを含む。プロセッサは、無線通信チャネルの複数の物理リソースに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てるように構成されている。

他の実施形態の方法は、無線通信チャネルの複数の物理リソースに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てることを含む。次いで、少なくとも１つの誤り訂正符号がブロードキャスト・フローに割り当てられる。別の実施形態の方法は、ブロードキャスト論理チャネルに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てることを含む。次いで、ブロードキャスト・チャネル制御メッセージが生成される。ブロードキャスト・チャネル制御メッセージは、ブロードキャスト論理チャネルのパラメータ類を示す。

さらに別の実施形態では、ブロードキャスト伝送を処理する方法が開示される。ブロードキャスト・チャネル制御メッセージは、無線通信デバイスによって受信されるように処理される。ブロードキャスト・チャネル制御メッセージは、無線通信デバイスよって受信されることになるブロードキャスト伝送の伝送パラメータ類のパラメータ類を示す。無線通信デバイスは、パラメータ類に従ってブロードキャスト伝送を処理する。

さらなる実施形態では、無線通信デバイスは、メモリと、メモリに接続されたプロセッサとを含む。プロセッサは、無線通信デバイスによって受信されることになる少なくとも１つのブロードキャスト伝送の伝送パラメータ類のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを処理するように構成されている。

本発明の様々な態様および実施形態を以下でさらに詳しく説明する。

本発明の様々な実施形態による多元接続無線通信システムの構成を示す図。 本発明の１つ以上の実施形態による多元接続無線通信システム用のスーパーフレームの構造を示す図。 本発明の１つ以上の実施形態による多元接続無線通信システム用のスーパーフレームの構造を示す図。 本発明の１つ以上の実施形態による順方向リンク・フレームの構造を示す図。 本発明の１つ以上の実施形態によるチャネル・ツリーを示す図。 本発明の１つ以上の実施形態による多元接続無線通信システムにおける送信器および受信器を示す図。

［詳細な説明］
ここで図面を参照しながら様々な実施形態を説明するが、全体を通して同じ参照符号は同じ要素を示すために使用されている。以下の記載において、１つ以上の実施形態を完全に理解するために、説明の目的で特定の詳細が多く開示されている。しかし、このような（１つまたは複数の）実施形態をこれらの特定の詳細なしに実施することもできることは明らかであろう。別の例では、１つ以上の実施形態の説明を容易にするために、周知の構造およびデバイスがブロック図の形式で示されている。

図１を参照すると、１つの実施形態による多元接続無線通信システムが示されている。多元接続無線通信システム１００は、複数のセル（例えば、セル１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃ）を含む。図１の実施形態では、各セル１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、多数のセクタを含むアクセス・ポイント１１０を含んでいてもよい。多数のセクタは、セルの一部内にあるアクセス端末との通信をそれぞれ行うアンテナのグループによって形成される。セル１０２ａでは、アンテナ・グループはそれぞれ異なるセクタ１０４ａ、１０４ｂ、および１０４ｃに対応する。セル１０２ｂでは、アンテナ・グループはそれぞれ異なるセクタ１０４ａ、１０４ｂ、および１０４ｃに対応する。セル１０２ｃでは、アンテナ・グループはそれぞれ異なるセクタ１０４ａ、１０４ｂ、および１０４ｃに対応する。

各セルは、各アクセス・ポイントの１つ以上のセクタと通信するいくつかの無線端末を含む。例えば、アクセス端末１３０および１３２はアクセス・ポイント１１０ａと通信し、アクセス端末１３４および１３６はアクセス・ポイント１１０ｂと通信し、アクセス端末１３８および１４０はアクセス・ポイント１１０ｃと通信する。

コントローラ１３０は、セル１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃのそれぞれに接続される。コントローラ１３０は、多元接続無線通信システム１００のセルと通信するアクセス端末へ、およびアクセス端末から情報を提供する多数のネットワーク（例えば、インターネット、その他のパケットベースのネットワーク、または回線交換音声ネットワーク）への１つ以上の接続を含んでいてもよい。コントローラ１３０は、アクセス端末へおよびアクセス端末からの伝送をスケジュールするスケジューラ（別個に図示せず）を含むか、このスケジューラに接続される。別の実施形態では、スケジューラは各個別のセル、セルの各セクタ、またはそれらの組み合わせの中にあってもよい。

一実施形態において、各フレームもしくはスーパーフレーム（super-frame）、またはフレームもしくはスーパーフレームのサブセットにおいての帯域幅の一部は、ブロードキャストおよびマルチキャスト（broadcast and multicast：ＢＣＭＣＳ）操作用にリザーブされてもよい。別の実施形態では、これは単一の周波数、または１つ以上の隣接したもしくは隣接していないセクタ間での他のリソースの重複であってもよい。

無線通信システムが（例えば、伝送または伝送のセット用のフレームまたはフレームのグループの時分割がある）インターレース構造に従って通信するこのような実施形態では、各インターレースでの少なくとも１つのサブバンド（例えば、サブキャリアのグループ）は、ＢＣＭＣＳ伝送用に割り当てられない。さらに、ＢＣＭＣＳ伝送をサポートするために、逆方向リンク上での制御シグナリングが提供されてもよい（例えば、ＣＱＩ、ＡＣＫ、および／または他のフィードバックがＢＣＭＣＳ伝送に対して提供されてもよい）。

例として、各ブロードキャスト伝送は、ブロードキャスト・フローＩＤによって識別されてもよい。さらに、ブロードキャスト伝送は、テレビ放送（例えば、テレビ・チャンネルに関連する情報、もしくは株価または時刻表のような他の情報、もしくはその他の情報）を含んでいてもよい。別の例では、フローの集まりがＢＣＭＣＳ論理チャネル（BCMCS logical channel：ＢＬＣ）に集約されてもよい。ＢＬＣは、物理レイヤ・リソース(physical layer resource)（例えば、トーン、ＯＦＤＭシンボル、時間周波数割当て、またはそれらの組み合わせ）である１つ以上のブロードキャスト物理チャネル（broadcast physical channels：ＢＰＣ）に割り当てられてもよい。

一つ以上の実施形態によれば、ＢＬＣは１つ以上のパラメータによって特徴づけられてもよい。１つの例では、パラメータは、本願明細書で以下に説明するような、スクランブル・シーケンス（scrambling sequence）、変調ヒエラルキーを含めたパケット伝送フォーマット、および外部符号パラメータであってもよい。別の例では、干渉を減らすために様々なＢＬＣｓがＢＰＣｓの離れた（disjoint）セットにマッピングされ、しばらくの期間（例えば、データ・フローの長さ）維持される変調ヒエラルキーを利用する。さらに、同じＢＬＣｓのＢＰＣｓは、同じ物理レイヤ（physical layer：ＰＬ）伝送フォーマットを使用してもよい。

単一周波数ネットワーク（single frequency network：ＳＦＮ）がブロードキャスト伝送に使用される一実施形態では、ＢＬＣごとに多数のＳＦＮゾーンがあり得るか、多くのＢＬＣｓが１つのＳＦＮにマッピングできる。多数のセクタが単一のＢＬＣを提供する場合には、セクタは同じＢＰＣｓおよび同じＳＦＮゾーン用のスクランブルを使用して送信してもよい。

本願明細書で使用されるように、アクセス・ポイントは、端末との通信に使用される固定局であってもよく、基地局、ノードＢ、または他の用語として称されてもよく、これらの機能のいくつかまたはすべてを含んでもよい。アクセス端末についても、ユーザー機器（user equipment：ＵＥ）、無線通信デバイス、端末、移動局、または他の用語として称されてもよく、これらの機能のいくつかまたはすべてを含んでもよい。

図１は物理セクタ（すなわち、異なるセクタには異なるアンテナ・グループ）を示しているが、別の方法が使用されてもよいことは留意されたい。例えば、周波数空間のセルの様々な領域を各々がカバーする多数の固定「ビーム」を物理セクタの代わりに利用するか、物理セクタと組み合わせて利用してもよい。

ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、多元接続無線通信システム用のスーパーフレームの構造の実施形態が示されている。図２Ａは周波数分割復信（frequency division duplexed：ＦＤＤ）多元接続無線通信システム用のスーパーフレームの構造の実施形態を示し、図２Ｂは時分割複信（time division duplexed：ＴＤＤ）多元接続無線通信システム用のスーパーフレームの構造の実施形態を示している。様々な実施形態において、スーパーフレーム・プリアンブルは、１つのキャリアにわたってもよく、上記のように、各スーパーフレーム、多数のスーパーフレーム、固定時間、またはその類の間に、ホップしてもよい。ホップのシーケンスまたはパターンは、アクセス・ポイント識別（例えば、疑似雑音（pseudo-noise：ＰＮ）シーケンス）に基づいて判断されてもよい。このアクセス・ポイント識別によって、アクセス端末はスーパーフレーム用のホップのパターンまたはシーケンスを判断してもよい。次いで、ホップのパターンまたはシーケンス、および最後のスーパーフレームでのスーパーフレーム・プリアンブルに関連するキャリアに基づいて、次のスーパーフレームのスーパーフレーム・プリアンブルに関連づけられるキャリアが判断されてもよい。

図２Ａおよび図２Ｂの両方において、順方向リンク伝送がスーパーフレームの単位に分けられている。スーパーフレーム２００は、スーパーフレーム・プリアンブル２０２およびこれに続く一連のフレーム２０４で構成されてもよい。ＦＤＤシステムでは、逆方向リンク伝送および順方向リンク伝送は、それらのリンク上での伝送がいずれの周波数サブキャリアとも重複しない、または大部分が重複しないように、異なる周波数帯域幅を占めてもよい。ＴＤＤシステムでは、Ｎ個の順方向リンク・フレームおよびＭ個の逆方向リンク・フレームが、連続した順方向リンクおよび逆方向リンクのフレームの数を定義する。これは他方のフレームのタイプの伝送が許される前に連続して送信されるフレーム数である。ＮおよびＭの数は、所与のスーパーフレーム内またはスーパーフレーム間で異なることがあることは留意されたい。

ＦＤＤおよびＴＤＤのいずれのシステムにおいても、各スーパーフレームは、スーパーフレーム・プリアンブル２０２を備えてもよい。ある実施形態では、スーパーフレーム・プリアンブル２０２は、（ｉ）アクセス端末によるチャネル推定に使用されてもよいパイロットを含むパイロット・チャネル、および（ｉｉ）順方向リンク・フレームに含まれる情報を復調するためにアクセス端末が使用してもよい構成情報を含むブロードキャスト・チャネルを含んでいる。さらに、アクセス端末がキャリアおよび基本電力制御のうちの１つの上で通信するのに十分なタイミングおよび他の情報、またはオフセット情報のような捕捉（acquisition）情報が、スーパーフレーム・プリアンブル２０２に含まれていてもよい。他の場合には、上記のおよび／または他の情報のうちのいくつかだけが、このスーパーフレーム・プリアンブル２０２に含まれてもよい。

１つの実施形態では、スーパーフレーム・プリアンブル２０２には、（ｉ）共通のパイロット・チャネル、（ｉｉ）ブロードキャスト・チャネル、（ｉｉｉ）捕捉パイロット・チャネル、および（ｉｖ）別のセクタの干渉チャネルが含まれてもよい。スーパーフレーム・プリアンブル２０２、または１つ以上のフレーム２０４は、ブロードキャスト・オーバーヘッド・チャネル（broadcast overhead channel：ＢＯＣ）を含んでいてもよい。１つの例では、セクタごとに４つまでのＢＯＣｓがあってもよい。別の例では、すべてのＢＬＣ情報は、１つのＢＯＣに含まれていてもよく、割り当てられたＢＰＣｓを含んでいてもよい。

図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、スーパーフレーム・プリアンブル２０２には、フレーム２０４のシーケンスが続いている。各フレーム２０４は、同じまたは異なる数のＯＦＤＭシンボルで構成されてもよい。これは、いくらかの定義された期間に同時に伝送に使用されてもよい多くのサブキャリアを構成してもよい。さらに、各フレームは、１つ以上の不連続ＯＦＤＭシンボルが順方向リンクまたは逆方向リンクのユーザーに割り当てられるシンボル・レート・ホッピングモード２０６、またはユーザーがＯＦＤＭシンボルのブロック内でホッピングするブロック・ホッピング・モード２０８に従って動作してもよい。実際のブロックまたはＯＦＤＭシンボルは、フレーム間をホッピングしても、しなくてもよい。

ここで図３を参照すると、順方向リンク・フレームの実施形態が示されている。図３に示されているように、各順方向リンク・フレーム３０２はさらに３つのセグメントに分けられている。最初に、サブキャリアまたはＯＦＤＭシンボルの連続したグループを備えていても備えていなくてもよい制御チャネル３０６は、所望の量の制御データおよび他の考慮事項に応じて割り当てられる可変の数のサブキャリアを有する。制御チャネル３０６のそれぞれは、例えば、捕捉；肯定応答；ブロードキャスト、マルチキャスト、およびユニキャストのメッセージ・タイプ用に異なっていても同じでもよい各アクセス端末の順方向リンク割当て、各アクセス端末の逆方向リンク割当て；各アクセス端末用の逆方向リンク電力制御；ならびに逆方向リンク肯定応答に関する機能用の情報を含んでいてもよい。このような機能は、キャリアのうちの１つまたはキャリアのすべての制御チャネル３０６において、これよりも多く、またはこれよりも少なくサポートされてもよいことは留意されたい。さらに、制御チャネル３０６は、データ・チャネルに割り当てられるホッピング・シーケンスと同じまたは異なるホッピング・シーケンスに従って各フレーム内でホッピングしてもよい。

残りの部分４２２は、（例えば、ＢＰＣｓ４５０および４５２のような時間周波数割当てなど）一般的にＢＣＭＣＳ用にリザーブされたものを除くデータ伝送に使用できる。制御チャネル３０６は、１つ以上のパイロット・チャネル４１２および４１４を含んでいてもよい。シンボル・レート・ホッピングモードでは、パイロット・チャネルは各順方向リンクのすべてのＯＦＤＭシンボルに存在してもよく、そのような場合には制御チャネル３０６に含められる必要はない。いずれの場合にも、図３に示されているように、シグナリング・チャネル４１６および電力制御チャネル４１８は制御チャネル３０６内にある。シグナリング・チャネル４１６は、逆方向リンク上でのデータ、制御、およびパイロット伝送用の割当て、肯定応答、および／または電力基準および調整を含んでいてもよい。

電力制御チャネル４１８は、他のセクタのアクセス端末からの伝送に起因して他のセクタで生成された干渉に関する情報を搬送してもよい。例として、順方向リンク・フレーム３０２の各キャリアの端にあるが、全体の帯域幅の端にはないことが多いサブキャリア４２０は、疑似ガード（quasi-guard）サブキャリアとして機能してもよい。

別の実施形態では、制御チャネル３０６はブロードキャスト制御チャネル（broadcast control channel：ＰＢＣＣＨ）を含んでいてもよい。このチャネルは、新しいメッセージＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌｌｎｆｏを含んでいてもよいが、他の任意の名前がこのメッセージに対して利用されてもよい。ＰＢＣＣＨは、ＢＬＣ伝送フォーマット、エラー制御ブロック（Error Control Block：ＥＣＢ）パラメータ（例えば、ＢＰＣの周期性）、パイロット情報、スクランブル・シーケンス、ＢＬＣｓにマッピングされるフロー、ＢＰＣｓへのＰＬリソースのパーティション、様々なＢＯＣｓに占められるＢＰＣｓ、および対応するＢＯＣｓへのＢＬＣｓのマッピングのうちの１つ以上を含んでいてもよい。メッセージは、ＢＯＣの位置を指す情報を含んでいてもよい。

１つ以上の実施形態において効率を向上させるには、パラメータのそれぞれに終了タイマがあってもよい。終了タイマ後、アクセス端末はパラメータを再び取得してもよい。これは、メッセージが適切な初期捕捉に十分な頻度で送信される間、アクセス端末が、継続してメッセージをモニタする必要をなくすために提供されてもよい。

一実施形態では、ＢＯＣはＢＬＣの特別なケースであってもよい。ＢＯＣは、信頼性のある復号に対して時間ダイバーシティを提供してもよい。さらに、ＢＯＣは外部フレーム（outer frame：ＯＦ）ごとに繰り返され、ウルトラ・フレーム（ultra-frame：ＵＦ）ごとに送信されてもよい。ＢＯＣは次のＵＦの間、またはコンテンツが更新されるまで有効になる。別の実施形態では、ＢＬＣ構成はＮＵＦｓごとに更新できる。ここでＮは、ＢＬＣに関連するＢＯＣの期間である。

一実施形態では、ＵＦは４８個のＰＬスーパーフレームであってもよいが、他の個数（numeraligies）が利用されてもよい。ＵＦが４８個のＰＬスーパーフレームのときには、その期間はおよそ１．１秒であり、チャネル間の平均の切替時間をおよそ１．７秒にできる。

一実施形態では、ＵＦはＮ個の外部フレーム（ＯＦ）に分けられてもよい。ここでＮ＝１，２，４，８等である。各ＵＦは、チャネルを論理的に多重化するために使用されてもよい。ある実施形態では、個々のチャネルのブロードキャスト瞬間ソース・レート（instantaneous source rates）は時間によって異なってもよい。したがって、ＵＦｓを使用すると、すべてのチャネルからの合計ペイロードをほぼ一定に保つことができる。

上記のように、ＢＬＣｓは（例えば、フローが時間によって異なる）可変ビットレート（variable bit rate：ＶＢＲ）トラヒックを搬送する。さらに、いくつかのシステムの実装では、ＢＬＣｓは様々な条件に基づく平均化をいくつか提供するように設計されている。よって、ＢＬＣｓの割当て、およびＢＰＣｓへのＢＬＣｓの割当てにおいて統計的多重化を利用して、帯域幅割当てを改善してもよい。

さらに別の実施形態では、各ＢＬＣ上でのデータ・レートは時間とともに著しく変化することがある。したがって、異なるＢＬＣｓにまたがるリソース割当ては、例えばＢＬＣ内の帯域内シグナリング（in-band signaling）によって提供されてもよいＢＯＣごとに調節される。さらに、次のＵＦ中のＢＬＣの位置は、帯域内シグナリングによって提供されてもよい。これは、端末のウェイクアップ時間を減らす利点があり得るため、端末の電池寿命が延びる。

一実施形態では、ＢＰＣｓ４５０および４５２は、第１の周波数が増分して第２の周波数になるなどするように、周波数において連続していてもよい。このリソース割当ては、端末のウェイクアップ時間を減らすことができ、よって電池寿命が延びる。さらに、この増分には上限（例えば、５ＭＨｚまで）があってもよい。これは同様にアクセス端末でのバッファ要求を制限してもよい。

多数の送信アンテナが１つのセクタ用の送信に使用されることがある場合、異なる送信アンテナが同じスーパーフレーム・タイミング（スーパーフレーム・インデックスを含む）、ＯＦＤＭシンボル特徴、およびホップのシーケンスを持ってもよいことは留意されたい。いくつかの実施形態では、制御チャネル３０６は、データ伝送と同じ割当てを備えていてもよい（データ伝送がブロック・ホッピングされる場合には、同じまたは異なるサイズのブロックが制御チャネルに割り当てられてもよい）ことは留意されたい。

図２Ａ、図２Ｂ、および図３についての説明では、スーパーフレーム・プリアンブルに関する情報を含んでいるが、スーパーフレーム・プリアンブルを使用しなくてもよい。別の方法では、同等の情報を持つプリアンブルを有するフレームの使用を含んでいることもある。さらに、ブロードキャスト制御チャネルが利用されて、スーパーフレーム・プリアンブルのいくつかまたはすべての情報を、フレームのプリアンブルまたは制御チャネルに含まれる他の情報と共に含めてもよい。

さらに、サポートされ得る他のフレームのパラメータ、ならびに符号化および変調フォーマット（modulation format）も本願発明では考慮される。他のフレームのパラメータ、ならびに符号化および変調フォーマットは、本願明細書に記載の１つ以上の方式およびチャネル構造とともに利用されてもよいことは留意されたい。

図４は、一実施形態による２元通信路ツリー９００を示している。図４に示される実施形態では、サブキャリア・セットの量Ｓを使用でき、ここでＳ＝３２である。一実施形態において、サブキャリア・セットは、少なくとも２つのサブキャリアのグループを備えていてもよい。別の実施形態では、サブキャリアのグループ同士は互いに離れていてもよいが、各グループ中のサブキャリアは互いに隣接している。このように、リソースは、各割当てにいくらかのダイバーシティを提供しつつ、効率的に提供されてもよい。

トラヒック・チャネルのセットは、例えば、３２個のサブキャリア・セットを用いて定義されてもよい。各トラヒック・チャネルは一意のチャネルＩＤが割り当てられ、各時間間隔に１つ以上のサブキャリア・セットにマッピングされる。例えば、トラヒック・チャネルは、チャネル・ツリー（channel tree）９００の各ノードに対して定義されてもよい。例として、トラヒック・チャネルは上から下、各層に対して左から右へ順に番号付けされてもよい。一番上のノードに対応する最大のトラヒック・チャネルは、０のチャネルＩＤが割り当てられ、３２個すべてのサブキャリア・セットにマッピングされる。最下位の層１の３２個のトラヒック・チャネルは、チャネルＩＤ３１〜６２を持ち、基本トラヒック・チャネルと呼ばれる。各基本トラヒック・チャネルは、１つのサブキャリア・セットにマッピングされる。

図４に示されるツリー構造では、直交システム用のトラヒック・チャネルの使用においてある種の制限が設けられる。割り当てられた各トラヒック・チャネルについて、割り当てられたトラヒック・チャネルのサブセット（すなわち、子孫）であるすべてのトラヒック・チャネル、および割り当てられたトラヒック・チャネルがサブセットであるすべてのトラヒック・チャネルが制限される。制限されたトラヒック・チャネルは、２つのトラヒック・チャネルが同じサブキャリア・セットを同時に使用しないよう、割り当てられたトラヒック・チャネルと同時に使用されない。

一実施形態において、ツリーの１つ以上のノードは、利用に応じて、ＢＣＭＣＳ伝送に割り当てられてもよい。１つのシナリオでは、ＢＰＣ用に割り当てられたノードの下のノードは、非ＢＰＣチャネル（例えば、データまたはチャネル）用に割り当てられないこともある。別のシナリオでは、ＢＰＣｓは、チャネル割当てを簡素化するために連続した基本ノードを割り当てられてもよい。

前述のように、ＢＬＣのＰＬパケットは外部符号によって保護されてもよい。つまり、ＢＬＣデータのブロックは外部符号を持つことができる。例として、これはエラー制御ブロックコード（ＥＣＢ）であってもよい。ＥＣＢは、行幅がＥＣＢ上で送信されるＰＬパケットのシーケンスによって決まる、Ｒ行とＣ列（Ｒ＝１、１６、または３２）のマトリックスでもよい。ＲおよびＣの値は、（例えば、ＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌＩｎｆｏフィールドの）ＢＬＣ上でシグナリングされてもよい。

別の例では、誤り訂正符号は外部符号であってもよい。これはＢＯＣ期間Ｎを持つＢＬＣのスパン（Ｓ ＵＦｓ）を有してもよい。いくつかの例では、ＳはＮの倍数であってもよい。ＢＬＣのＥＣＢは、ＵＦｔからの、Ｓの連続したＵＦｓのシーケンスであってもよい。ここでｔ ｍｏｄ Ｓ＝０である。これらの例では、Ｎ｜Ｓの場合、トラヒックＢＯＣのパラメータは、ＥＣＢ境界で変化する。例として、ＳＵＦｓでのＢＬＣ上のＢＰＣパケット（または、消失（erasures））のシーケンスは、Ｒ行とＣ列のマトリックスに行単位で書かれてもよい。誤り訂正を容易にするには、失われたエントリはすべてゼロのパケットで埋められてもよい。必要とはされていないが、外部符号誤り訂正が使用される場合には、すべてのＵＦ硬判定をバッファする必要があることもある。

例として、受信された符号語の（Ｒ，ｋ）であるＲ行×ｋ列の各サブマトリックスは、リード・ソロモン符号であってもよい。各ＢＬＣの時間的スパンは、変化しても固定されてもよい。さらに、ＢＬＣの最小切替時間は、ＥＣＢのスパン（Ｓ ＵＦｓ）に比例する。一般的に、Ｓの値が小さいと、切替時間が速くなる。しかし、Ｓの値が長くなると、ダイバーシティを増やすリード・ソロモン符号が増える。

さらに、より長い時間的スパンにわたるＢＬＣのデータ・レートは平均レートである。ＢＬＣは、オーバヘツドを改善するためにより長い時間に固定されてもよい。１つの例では、非ストリーミング方式のアプリケーションは、ストリーミング方式のアプリケーションと比べ、長いＥＣＢを持つこともある。

図５を参照すると、ＭＩＭＯシステム８００における送信器システム８１０および受信器システム８５０の実施形態のブロック図が示されている。送信器システム８１０では、多数のデータ・ストリーム用のトラヒック・データが、送信データ端末装置（data source）８１２から送信(ＴＸ）データ・プロセッサ８１４に提供される。一実施形態において、各データ・ストリームは、それぞれの送信アンテナにて送信される。ＴＸデータ・プロセッサ８１４は、各データ・ストリーム用に選択される特定の符号体系に基づいて符号化データを提供するために、そのデータ・ストリーム用にトラヒック・データをフォーマット、符号化、インターリーブする。

各データ・ストリーム用の符号化データは、ＯＦＤＭ技術を使用して、パイロット・データを用いて多重化されてもよい。パイロット・データは一般的に、既知の方法で処理される既知のデータ・パターンであり、チャネル・レスポンスを推定するために、受信器システムで使用されてもよい。次いで、各データ・ストリーム用に多重化されたパイロット・データおよび符号化データは、変調シンボルを提供するために当該のデータ・ストリーム用に選択される特定の変調方式（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＳＰＫ、Ｍ−ＰＳＫ、またはＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調（すなわち、シンボル・マッピング）される。各データ・ストリームのデータ・レート、符号化、および変調は、プロセッサ８３０によって実行される命令によって決定されればよい。

続いて、すべてのデータ・ストリーム用の変調シンボルが、ＴＸプロセッサ８２０に提供され、ここで（例えば、ＯＦＤＭ用の）変調シンボルがさらに処理されてもよい。次いで、ＴＸプロセッサ８２０は、Ｎ_Ｔ送信器（ＴＭＴＲ）８２２ａから８２２ｔにＮ_Ｔ変調シンボル・ストリームを提供する。各送信器８２２は、それぞれのシンボルのストリームを受信および処理して、１つ以上のアナログ信号を提供し、さらに、このアナログ信号を調整（例えば、増幅、フィルタリング、アップコンバート）して、ＭＩＭＯチャネルを通過する伝送に適した変調信号を提供する。次いで、送信器８２２ａ〜８２２ｔからのＮ_Ｔ変調信号は、それぞれＮ_Ｔアンテナ８２４ａ〜８２４ｔから送信される。

受信器システム８５０では、送信された変調信号が、Ｎ_Ｒアンテナ８５２ａ〜８５２ｒによって受信され、各アンテナ８５２から受信された信号は、それぞれの受信器（ＲＣＶＲ）８５４に提供される。各受信器８５４は、それぞれの受信された信号を調整（例えば、フィルタリング、増幅、ダウンコンバート）し、この調整された信号をデジタル化して、サンプルを提供し、さらにこのサンプルを処理して対応する「受信」シンボル・ストリームを提供する。

続いて、ＲＸデータ・プロセッサ８６０は、Ｎ_Ｔ「検出」シンボル・ストリームを提供するための特定の受信器処理技術に基づいて、Ｎ_Ｒ受信器８５４からのＮ_Ｒ受信シンボル・ストリームを受信および処理する。ＲＸデータ・プロセッサ８６０による処理を、以下にさらに詳しく説明する。各検出されたシンボル・ストリームは、対応するデータ・ストリームに対して送信された変調シンボルの推定であるシンボルを含んでいる。次いで、ＲＸデータ・プロセッサ８６０は、各検出されたシンボル・ストリームを変調、デインタリーブ、および復号し、データ・ストリーム用のトラヒック・データを復元する。ＲＸデータ・プロセッサ８１８による処理は、送信器システム８１０において、ＴＸプロセッサ８２０およびＴＸデータ・プロセッサ８１４によって行われる処理と相補的である。

ＲＸプロセッサ８６０によって生成されるチャネル応答推定は、受信器での空間、時空（space/time）処理の実行、電力レベルの調節、変調レートもしくは変調方式の変更、または他の行為に使用されてもよい。ＲＸプロセッサ８６０はさらに、検出されるシンボル・ストリームの信号対雑音対干渉比（signal-to-noise-and-interference ratios：ＳＮＲｓ）、および場合によっては他のチャネル特性を推定してもよく、これらの量をプロセッサ８７０に提供する。ＲＸデータ・プロセッサ８６０またはプロセッサ８７０はさらに、システムの「動作」ＳＮＲの推定を導き出してもよい。次いでプロセッサ８７０は、通信リンクおよび／または受信データ・ストリームに関する様々なタイプの情報を備えていてもよいチャネル状態情報（channel state information：ＣＳＩ）を提供する。例えば、ＣＳＩは動作中のＳＮＲだけを備えていてもよい。続いて、ＣＳＩはＴＸデータ・プロセッサ８７８によって処理され、変調器８８０によって変調され、送信器８５４ａ〜８５４ｒによって調整され、送信器システム８１０に返送される。

送信器システム８１０では、受信器システム８５０からの変調信号が、アンテナ８２４によって受信され、受信器８２２によって調整され、復調器８４０によって復調され、ＲＸデータ・プロセッサ８４２によって処理されて、受信器システムによって報告されたＣＳＩが復元される。次いで、報告されたＣＳＩがプロセッサ８３０に提供され、（ｉ）データ・ストリームに使用されるデータ・レート、ならびに符号方式および変調方式を判断し、（ｉｉ）ＴＸデータ・プロセッサ８１４およびＴＸプロセッサ８２０に対する様々な制御を生成するために使用される。あるいは、ＣＳＩは、伝送の変調方式および／または符号化レートを判断するために、他の情報と共にプロセッサ８７０によって使用されてもよい。続いてこれは、この情報を使用する送信器に提供されてもよい。この情報は、量子化されて受信器へその後の伝送を提供してもよい。

プロセッサ８３０および８７０は、それぞれ送信器および受信器での動作を指示する。メモリ８３２および８７２は、プロセッサ８３０および８７０に使用されるプログラム・コードおよびデータの記憶領域をそれぞれ提供する。

受信器では、様々な処理技術が使用されて、ＮＴ送信シンボル・ストリームを検出するＮＲ受信信号が処理されてもよい。これらの受信器処理技術は、主に２つのカテゴリに分類されてもよい。これは、（ｉ）空間および時空受信器処理技術（等化技術とも称される）、ならびに（ｉｉ）「連続ヌル化／等化（nulling/equalization）および干渉除去」受信器処理技術（「連続干渉除去」または「連続除去」受信器処理技術とも称される）である。

図５はＭＩＭＯシステムを開示しているが、このシステムは、（例えば、基地局上の）複数の送信アンテナが１つ以上のシンボル・ストリームを単一のアンテナ・デバイス（例えば、移動局）に送信する多入力単一出力（multi- input single-output）システムに適用されてもよい。さらに、図５に関して説明したのと同じ方法で、単一入力アンテナ・システムへの単一出力が利用されてもよい。

本願明細書で使用されているような、ブロードキャストおよびマルチキャストという用語は、同じ伝送に適用されてもよい。つまり、ブロードキャストは、アクセス・ポイントまたはセクタのすべての端末に送信される必要があるわけではない。

本願明細書に記載の伝送技術は、様々な手段によって実装できる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせに実装されてもよい。ハードウェア実装では、送信器の処理ユニットは、１つ以上の特定用途向け集積回路（application specific integrated circuits：ＡＳＩＣｓ）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processors：ＤＳＰｓ）、デジタル信号処理デバイス（digital signal processing devices：ＤＳＰＤｓ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（programmable logic devices：ＰＬＤｓ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレー（field programmable gate arrays：ＦＰＧＡｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本願明細書に記載の機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせに実装されてもよい。受信器の処理ユニットも、１つ以上のＡＳＩＣｓ、ＤＳＰｓ、プロセッサなどに実装されてもよい。

ソフトウェア実装では、本願明細書に記載の機能を実行する命令（例えば、プロシージャ、関数など）を用いてこの伝送技術を実装することができる。命令は、メモリ（例えば、図５のメモリ８３２または８７０）に格納され、プロセッサ（例えば、プロセッサ８３０または８７０）によって実行されればよい。メモリは、プロセッサの内部、またはプロセッサの外部に実装されてもよい。

本願発明書でのチャネルの概念は、アクセス・ポイントまたはアクセス・端末によって送信され得る情報または伝送タイプを示すことは留意されたい。このような伝送専用のサブキャリア、時間、または他のリソースの固定または所定のブロックは必要とされない、または使用されない。

開示された実施形態の上記の説明は、当業者が本発明を作成または使用できるように提供されるものである。これらの実施形態に対して様々な変更ができることは当業者であれば容易に分かることであり、本願明細書で定義された一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は本願明細書で示された実施形態に限定されるものではなく、本願明細書で開示された原理および新規な特徴に則って、幅広い範囲に適合されるものとする。

Claims (41)

1. 無線通信デバイスであって、
   メモリと、そして
   前記メモリに接続され、無線通信システムにおいてブロードキャスト伝送のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成するように構成されているプロセッサと、
   を備える無線通信デバイス。
2. 前記プロセッサはさらに、ブロードキャスト伝送に使用される誤り訂正符号を示す情報を含めるべく前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成するように構成されている、請求項１に記載の無線通信デバイス。
3. 前記プロセッサはさらに、ウルトラ・フレームへの適用のための前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成するように構成されている、請求項１に記載の無線通信デバイス。
4. 前記ウルトラ・フレームは４８個のスーパーフレームを備える、請求項３に記載の無線通信デバイス。
5. 前記プロセッサはさらに、前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージに関連するブロードキャスト伝送に適用されることになるスクランブル・シーケンス含めるべく前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成するように構成されている、請求項１に記載の無線通信デバイス。
6. 前記プロセッサはさらに、前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージに関連するブロードキャスト伝送が送信されることになる物理レイヤ・リソースを含めるべく前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成するように構成されている、請求項１に記載の無線通信デバイス。
7. 前記物理レイヤ・リソースは、不連続の周波数割当てである、請求項１に記載の無線通信デバイス。
8. 前記物理レイヤ・リソースは、チャネル・ツリーの連続ノードである、請求項１に記載の無線通信デバイス。
9. 無線通信デバイスであって、
   メモリと、そして
   前記メモリに接続され、少なくとも１つのブロードキャスト・フローを、無線通信チャネルの複数の物理リソースに割り当てるように構成されているプロセッサと、
   を備える無線通信デバイス。
10. 前記物理レイヤ・リソースは、不連続の周波数割当てである、請求項９に記載の無線通信デバイス。
11. 前記物理レイヤ・リソースは、チャネル・ツリーの連続ノードである、請求項９に記載の無線通信デバイス。
12. 前記プロセッサはさらに、各物理レイヤ・リソースに対して同じ変調フォーマットを割り当てるように構成されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。
13. 前記プロセッサはさらに、各物理レイヤ・リソースに対して同じ誤り訂正符号を割り当てるように構成されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。
14. 前記プロセッサはさらに、前記アプリケーションのタイプに基づいて前記誤り訂正符号を割り当てるように構成されている、請求項１３に記載の無線通信デバイス。
15. 前記プロセッサはさらに、各物理レイヤ・リソースに対して同じ外部符号を割り当てるように構成されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。
16. 前記プロセッサはさらに、前記アプリケーションのタイプに基づいて前記外部符号を割り当てるように構成されている、請求項１３に記載の無線通信デバイス。
17. 方法であって、
    無線通信チャネルの複数の物理リソースに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てることと、そして
    前記少なくとも１つのブロードキャスト・フローに少なくとも１つの誤り訂正符号を割り当てることと、
    を含む方法。
18. 割り当てることは、不連続の周波数割当てを割り当てることを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 割り当てることは、チャネル・ツリーの連続ノードを割り当てることを含む、請求項１７に記載の方法。
20. 各物理レイヤ・リソースに同じ変調フォーマットを割り当てることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
21. 前記誤り訂正符号を割り当てることは、前記アプリケーションのタイプに基づいて前記誤り訂正符号を割り当てることを含む、請求項１７に記載の方法。
22. 方法であって、
    ブロードキャスト論理チャネルに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てることと、そして
    ブロードキャスト論理チャネルのパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することと、
    を含む方法。
23. 前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することは、ブロードキャスト伝送に使用される誤り訂正符号を示す情報を含むべく前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することを含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することは、前記少なくとも１つのブロードキャスト・フローに適用されるスクランブル・シーケンスを示す情報を含むべく前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することを含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することは、前記少なくとも１つのブロードキャスト・フローが送信されることになる物理レイヤ・リソースを示す情報を含むべく前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成することを含む、請求項２２に記載の方法。
26. 無線通信デバイスであって、該デバイスは、
    メモリと、そして
    前記メモリに接続されるプロセッサとを備え、前記プロセッサは前記無線通信デバイスによって受信されることになる少なくとも１つのブロードキャスト伝送の伝送パラメータ類のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを処理するように構成されている、無線通信デバイス。
27. 前記プロセッサはさらに、１つのウルトラ・フレームに対し前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送を処理するために前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージの前記情報を利用するように構成されている、請求項２６に記載の無線通信デバイス。
28. 前記ウルトラ・フレームは４８個のスーパーフレームを備える、請求項２７に記載の無線通信デバイス。
29. 前記プロセッサは、前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージから前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送に使用される誤り訂正符号を判断するように構成されている、請求項２７に記載の無線通信デバイス。
30. 前記プロセッサは、前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージから前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送に使用されるスクランブル・シーケンスを判断するように構成されている、請求項２７に記載の無線通信デバイス。
31. 方法であって、
    無線通信デバイスによって受信されることになる少なくとも１つのブロードキャスト伝送の伝送パラメータ類のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを処理することと、そして
    前記パラメータ類に従って前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送を処理することと、
    を含む方法。
32. 前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送を前記処理することは、１つのウルトラ・フレームに対し前記パラメータ類を使用して処理することを含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記ウルトラ・フレームは４８個のスーパーフレームを含む、請求項３２に記載の方法。
34. 処理することは、前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージ中の誤り訂正符号を使用して処理することを含む、請求項３１に記載の方法。
35. 処理することは、前記ブロードキャスト・チャネル制御メッセージ中のスクランブル・シーケンスを使用して処理することを含む、請求項３１に記載の方法。
36. 装置であって、
    無線通信チャネルの複数の物理リソースに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てる手段と、そして
    前記ブロードキャスト・フローに少なくとも１つの誤り訂正符号を割り当てる手段と、
    を備える装置。
37. 装置であって、
    ブロードキャスト論理チャネルに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てる手段と、そして
    ブロードキャスト論理チャネルのパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成する手段と、
    を備える装置。
38. 方法であって、
    無線通信デバイスによって受信されることになる少なくとも１つのブロードキャスト伝送の伝送パラメータ類のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを処理する手段と、そして
    前記パラメータ類に従って前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送を処理する手段と、
    を備える方法。
39. １つ以上のプロセッサによって利用されてもよい命令を含むプロセッサ可読媒体であって、前記命令は、
    無線通信チャネルの複数の物理リソースに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てる命令と、そして
    前記ブロードキャスト・フローに少なくとも１つの誤り訂正符号を割り当てる命令と、
    を備える、プロセッサ可読媒体。
40. １つ以上のプロセッサによって利用されてもよい命令を含むプロセッサ可読媒体であって、前記命令は、
    ブロードキャスト論理チャネルに少なくとも１つのブロードキャスト・フローを割り当てる命令と、
    ブロードキャスト論理チャネルのパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを生成する命令と、
    を備える、プロセッサ可読媒体。
41. １つ以上のプロセッサによって利用されてもよい命令を含むプロセッサ可読媒体であって、前記命令は、
    無線通信デバイスによって受信されることになる少なくとも１つのブロードキャスト伝送の伝送パラメータ類のパラメータ類を示すブロードキャスト・チャネル制御メッセージを処理する命令と、そして
    前記パラメータ類に従って前記少なくとも１つのブロードキャスト伝送を処理する命令と、
    を備える、プロセッサ可読媒体。

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