JP2010519882A - Fdmaシステムにおけるアップリンクアクセス用送信スキーム - Google Patents

Fdmaシステムにおけるアップリンクアクセス用送信スキーム Download PDF

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Abstract

FDMAシステムのアップリンク用送信スキームによって、あるパイロットスキームを用いて、干渉が支配するシステムのパフォーマンスが改善される。このパイロットスキームは、あるユーザに対してチャネル推定を得るに十分な情報を提供するが、同時にセルごとに異なるパイロットパターンを使用することを可能としており、それによって同一チャネル干渉が軽減されるのである。コードワードを用いて、サブキャリアのうちでパイロットシンボルの組を配置する。各サブキャリアには1または2以上のデータタイムスロットに関連して、第1および第2のパイロットタイムスロットがある。サブキャリアの組について、どれで合成信号を送信するか識別される。第1および第2のパイロットタイムスロットは、コードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされている。そして、合成信号が変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットされる。
【選択図】図5

Description

本発明は、広くは移動通信の分野に関し、特に、FDMAシステムにおけるアップリンクアクセス用送信スキームに関する。
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP:3rd Generation Partnership)ロングタームエヴォリューション(LTE:Long‐Term Evolution)システムにおけるアップリンクアクセスに対する現行案は、多元アクセススキームとしてインターリーブ周波数分割多重(または周波数分割多元アクセス(FDMA:Frequency Division Multiple Access))をアップリンクに用いたものである。このスキームは、周波数グリッド上に等間隔に配置された、またはひとつにクラスター化されたサブキャリアを用いたものである。この選択によって、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/直交周波数分割多元アクセス(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)と比べて、送信信号のクレスト因子(すなわちピーク対平均電力比)を低くすることができる。周波数グリッドにわたって等間隔にサブキャリアを配置すると、周波数ダイバーシチの大きな信号が得られ、無線チャネルについて情報が何も得られない場合に有効である。クラスター化されたサブキャリアが効果的なのは、かかるサブキャリアが使用される帯域の部分にわたってチャネルが良くなることが分かっている場合である。3GPP LTEシステム用物理レイヤインターフェースは、「発展したUTRA(Universal Terrestrial Radio Access:ユニバーサル地上波無線アクセス)に対する物理レイヤアスペクト(Physical layer aspects for evolved Universal Terrestrial Radio Access(UTRA))」3GPP TR 25.814 V7.1.0(2006‐09)という文書において規定されており、当該文書は3GPP技術仕様書グループ無線アクセスネットワークによって出版されている。
例えば、図1は例示的にアップリンク送信スキーム100を示しており、当該アップリンク送信スキーム100では、フランスはソフィアアンティポリにおける3GPP TSG RAN LTE関連特別WG1にて発表された「EUTRAについてのアップリンク送信および多重化(Uplink Transmission and Multiplexing for EUTRA)」という題名の3GPP寄稿(2005‐06‐20)、文書番号R1‐050605、に記載の信号デザインによって、常にパイロット102がデータ104の前に用いられる。アップリンク送信の一部は、2タイムスロットにわたって等間隔に配置されたサブキャリアを用いており、第1のスロット106にはパイロットシンボル102が含まれており、第2のスロット108にはデータシンボル104が含まれている。サブキャリアが分配され、ある使用サブキャリアから次のサブキャリアへとチャネルが大きく変化し得るため、サブキャリアごとに少なくとも1つのパイロットシンボル102が必要である。
先の段落で説明したような既存の解決手段の問題の1つに、パイロットシンボルは干渉に対して非常に弱いということがある。異なるセルにおける同一チャネルユーザが同一のサブキャリアの組を使用してアップリンク情報を送信している、ということが想定される。そうすると、本来のユーザのパイロットは大きな同一チャネル干渉を受け、これにより、受信パイロットシンボルから受信部が得るチャネル推定が破損しかねない。それに、強力なエラー訂正コードによる保護があるとしても、データの復号に誤りが生じることにもなりかねないのである。このように、アップリンク用信号デザインを改善して、同一チャネルに対してより大きな耐性があるものとする必要がある。
別の例として、図2はアップリンク送信スキーム200を示している。ここで、パイロットシンボル202aおよび202bは、スロットのなかで2つの部分に分けられているのだが、データシンボル204a、204b、204c、204dと比べると、周波数方向では2倍広くなっている(したがって時間方向では2倍狭くなっている)。パイロットシンボルおよびデータシンボルは2つの移動局(ユーザ)によって共有される。2つの移動局のデータスロットは、2つの隣接するインターリーブサブキャリアの組(例えば204bと204c)を通して送信される。例えば、ユーザ1が識別番号1のパイロットシンボルとデータシンボルとを使用して、ユーザ2が識別番号2のパイロットシンボルとデータシンボルとを使用するとしてもよい。この場合であっても、片方のユーザが、異なるセルにおいて同一サブキャリア組を使用している他方のユーザから、パイロットに同一チャネル干渉を受けやすいということが分かっている。このように、このような場合についても信号デザインを改善する必要がある。
本発明の一観点によれば、あるパイロットスキームを用いて、干渉が支配するシステムにおけるパフォーマンスを改善する送信スキームが、FDMAシステムのアップリンクに提供される。このパイロットスキームは、ある特定のユーザに対してチャネル推定を得ることができるように十分な情報を提供するのであるが、同時にセルごとに異なるパイロットパターンを使用することを可能としており、それによって同一チャネル干渉が軽減されるのである。その結果、本発明の実施形態によって、パイロットに対する同一チャネル干渉がさらに軽減され、干渉を制限した状況においてデータ復号のパフォーマンスがより良いものとなる。
例えば、本発明の第1の実施形態は、移動局から基地局へ送信する合成信号を作成する方法を提供する。サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するためのコードワードが取得される。ここで、各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して、第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。サブキャリアの組について、どれで合成信号を送信するか識別される。第1のパイロットタイムスロットとデータタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがあり、それらはコードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされている。そして、合成信号が変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットされる。
また、本発明の第2の実施形態は、同一の基地局との通信を所望する2つの移動局にパイロットを重複することなく提供する方法を提供する。コードワードおよびその逆を用いて、2つのパイロットタイムスロットのうちで2つの移動局に対するパイロットシンボルを配置する。2つの移動局が用いるデータシンボルについては、重複も、インターリーブもしていない。
加えて、本発明の第3の実施形態は、用いるコードワードを疑似乱数形式に変える方法を提供する。それにより、別のセル内の移動局からの干渉が常に同じものであるということがなくなる。別々のセルにおける移動局が用いるコードワードの疑似乱数パターンは別々のものとなり、この別々の疑似乱数パターンを用いて特定のコードワードがいつでも選択される。
本発明の第4の実施形態は、受信部と、送信部と、受信部および送信部と接続されて通信可能な処理部を備える移動局を提供する。処理部は、サブキャリアの組について、どれで合成信号を送信するかをまず識別する構成とされる。識別された各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して、第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。処理部は、次に、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するためのコードワードを取得し、コードワードにしたがって第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットをパイロットシンボルで満たす構成とされる。処理部は、最後に、合成信号を変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットする構成とされる。
本発明の第5の実施形態は、移動局から受信した合成信号からパイロット信号を抽出する方法を提供する。移動局へ送信されたコードワードが取得される。このコードワードを使用して、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置する。各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して、第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがあり、第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットは、コードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされている。コードワードに指示されたサブキャリアが識別され、合成信号からパイロット信号が抽出される。第2の移動局については、上記コードワードの逆が指示するサブキャリアが識別され、当該移動局に対するパイロット信号が合成信号から抽出される。
本発明の第6の実施形態は、受信部と、送信部と、受信部および送信部と接続されて通信可能な処理部を備える基地局を提供する。処理部は、移動局へ送信されたコードワードを取得し、コードワードに指示されるサブキャリアの組を識別し、合成信号からパイロット信号を抽出する構成とされる。コードワードを用いて、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置する。各サブキャリアには、1または2以上のデータスロットに関連して、第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがあり、第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットは、コードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされている。また処理部は、第2の移動局に送信される第2のコードワードを取得し、第2のコードワードに指示されるサブキャリアの組を識別し、合成信号からパイロット信号を抽出する構成とされる。
本発明の第7の実施形態は、1または2以上の基地局と、基地局と接続されて通信可能な1または2以上の移動局とを有するシステムを提供する。各基地局は、基地局受信部と、基地局送信部と、基地局受信部および基地局送信部と接続されて通信可能な基地局処理部とを備える。基地局処理部は、基地局送信部を介して移動局のうちの1つへコードワードを送信し、基地局受信部を介して移動局から受信される合成信号に応じて、移動局へ送信されたコードワードを取得し、コードワードに指示されるサブキャリアの組を識別し、合成信号からパイロット信号を抽出する構成とされる。同様にして、各移動局は、移動局受信部と、移動局送信部と、移動局受信部および移動局送信部と接続されて通信可能な移動局処理部とを備える。移動局処理部は、移動局受信部を介して基地局からコードワードを受信し、そのコードワードを、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するために使用する構成とされる。各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して、第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。また移動局処理部は、サブキャリアの組について、どれで合成信号を送信するかを識別し、コードワードにしたがって第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットをパイロットシンボルで満たし、合成信号を変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットし、移動局送信部を介して基地局へ合成信号を送信する構成とされる。
本発明のさらなる利点および効果が以下の説明から明らかとなろう。以下の説明では、添付図面を参照しながら、様々な実施形態を例示している。
先行技術によって常にパイロットをデータの前に用いるアップリンク送信スキームを示す。 先行技術によって、周波数幅をデータの2倍、時間幅をデータの半分としたパイロットを用いるアップリンク送信スキームを示す。 本発明の一実施形態によってデータの前後にパイロットを用いるアップリンク送信スキームを示す。 本発明の一実施形態によってアップリンク送信スキームを用いるシステムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態によって移動局から基地局へ送信する合成信号を作成する方法のフローチャートを示す。 本発明の別の実施形態によって移動局から基地局へ送信する合成信号を作成する方法のフローチャートを示す。 本発明の一実施形態による移動局についての基本的な信号送信図を示す。 本発明の一実施形態によって、移動局から受信した合成信号からパイロット信号を抽出する方法のフローチャートを示す。 本発明の別の実施形態によって、移動局から受信した合成信号からパイロット信号を抽出する方法のフローチャートを示す。 本発明の一実施形態による基地局についての基本的な信号送信図を示す。 2つの移動局にパイロットを割り当てる本発明の方法による送信スキームを示す。 本発明の一実施形態による移動局についての基本的な信号送信図を示す。 本発明の一実施形態による基地局についての基本的な信号送信図を示す。
本発明の様々な実施形態の構成およびその利用について以下で詳細な議論を行うが、本発明は、多種多様な特定状況において実施可能な応用の利く進歩的コンセプトを提供するものである、ということを了解されたい。ここで論じる特定の実施形態は、単に本発明における特定の構成法および利用法を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするつもりはない。
本発明を理解しやすくするために、以下では数々の用語を定義する。ここで定義する用語には、本発明に関連する分野における当業者が一般に理解している意味がある。「a」、「an」、「the」のような用語については、その意図するところは単体のみならず、説明のために特定例を用い得る一般的クラスを含むものである。ここでの用語を用いて本発明の特定の実施形態を説明するのであるが、特許請求の範囲における記載を除き、用語の扱い方によって本発明の範囲が定められるものではない。
本発明はFDMAシステムのアップリンク用送信スキームを提供するものであり、かかる送信スキームは、あるパイロットスキームを用いることで、干渉が支配するシステムにおけるパフォーマンスを改善する。このパイロットスキームは、ある特定のユーザに対してチャネル推定を得ることができるように十分な情報を提供するのであるが、同時にセルごとにパイロットパターンが異なり、それによって同一チャネル干渉を軽減するものである。そのためには、パイロットパターンを2つのスロットに分割して、スロットごとにシンボルのサブセットのみを使用する。各スロットにおけるパイロット位置の選択については、良い性質のバイナリエラー訂正コードを用いて選択する。セルのパイロットパターンを選択するために用いるエラー訂正コードのコードワードは、セルごとに異なるものであり、このようにして、別々のセルのパイロットパターン間の重複を確実に少なくしておくことができるようになり、パイロットにおける同一チャネル干渉が小さくなり、パフォーマンスも潜在的に改善される。本発明は、パイロットに対する同一チャネル干渉をさらに軽減し、干渉を制限した状況においてデータ復号のパフォーマンスをより良いものとする。スロットのサブセットをパイロットに使用するだけであるので、全部のサブキャリアが使用されるわけではなく、加えて、使用するサブキャリアは、全コードワードについて等間隔に配置されるわけではない。このように、この送信スキームによってクレスト因子(すなわちピーク対平均電力比)を増加させる場合もあるが、使用するサブキャリアが少なければ、クレスト因子も低下するため、その増加は軽減される。
ここで図3を参照すると、本発明の一実施形態によってデータ304の前後にパイロット302を用いるアップリンク送信スキーム300が示してある。この例では8個のサブキャリアを用いてあるが、本発明を限定しようとする意図は全くない。またデータサブキャリアを各パイロットスロットの空いている側に追加することもできる。各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロット308に関連して、第1のパイロットタイムスロット306と第2のパイロットタイムスロット310とがある。図示するように、4つのパイロット302aがデータ304の前のスロット306にあり、別の4つのパイロット、302bがデータ304の後のスロット310にある。残りのパイロット位置はアイドルとなっており、つまり信号は何も送信されていない。これら3つのスロットの間でチャネルはそれほど変わるものではないので、復調に必要なチャネル推定が得られるパイロットがひととおり揃う。パイロットシンボルの位置はコードから選択される。例えば、(1,0,1,0,1,0,0,1)というコードワードは、第1のパイロットタイムスロット306におけるパイロットに使用する。コードワードの各ビットあるいは位置はサブキャリアに関連しており、1は、パイロットシンボルが関連サブキャリアの第1のパイロットタイムスロットにあることを表し、一方で0はパイロットシンボルがないことを表す。第2のパイロットタイムスロット310において、上述のコードワードの逆、すなわち(0,1,0,1,0,1,1,0)は、パイロットシンボルを異なるサブキャリアに配置するのに使用するものである。
他のセルにおいては、パイロットを配置するのに異なるコードワードが使用される場合もある。そして、別々のセルの間でパイロットシンボルが重複する位置の数が、同一チャネル干渉からの影響の受けやすさを表す。うまく構成され、距離性質が良いコードからコードワードを選択することによって、確実に重複を少なくすることが可能であり、それにより、同一チャネル干渉があるなかで、良いパフォーマンスを保証することができる。
一例として、(8,4)拡張ハミングコードを用いて、適切なコードワードを選択することが可能である。このコードのコードワードは以下である。すなわち、(0,0,0,0,0,0,0,0)、(0,0,0,1,0,1,1,1)、(0,0,1,0,1,1,1,0)、(0,0,1,1,1,0,0,1)、(0,1,0,0,1,0,1,1)、(0,1,0,1,1,1,0,0)、(0,1,1,0,0,1,0,1)、(0,1,1,1,0,0,1,0)、およびその逆である。このコードからのコードワードは、少なくとも4つの位置(コードの最小距離)で異なることが保証されている。したがって、各パイロットスロットの4つの位置の最大が、別のセルからのパイロットスロットと重複することになる。例えば、セル1が(0,0,0,1,0,1,1,1)のコードワードとその逆(1,1,1,0,1,0,0,0)とを用いて、そのパイロットを配置し、セル2が(0,1,1,1,0,0,1,0)のコードワードとその逆(1,0,0,0,1,1,0,1)とを用いて、そのパイロットを配置するとした場合、第1のスロットでは4および7の位置で、第2のスロットでは1および5の位置でパイロットが重複することが分かる。各スロットにおいては、干渉されていない、つまり信頼性のあるパイロットが各セルに少なくとも2つある。(16,8)ノルドストロム‐ロビンソン(NR:Nordstrom‐Robinson)コードのように、長さを長くして、より強力にしたコードを用いることもできる。このコードは最小距離が6であり、したがって重複がさらに少なくなる。
必要なコードワードの数は、セル同士の間に必要な隔離量に依存することになる。それが、選択するコードワードの数を大きくすることに役立つ。(8,4)ハミングコードではコードワードは16個しかない(コードワードとその逆が用いられるので、8組しかない)。(16,8)NRコードだとコードワードは128組あり、コードワードを再利用する必要があるのは、大きな距離を隔てた後でのみである。
常に同一のパイロット位置が重複しない場合も効果的である。各セルに疑似乱数ホッピングパターンがあり、そのために毎回異なるコードワードが選択されることで、上記のような場合を実現することができる。セルごとに異なるパターンを用いると、重複しているパイロット位置が毎回(毎フレーム)変わることになり、それにより平均パフォーマンスがより良いものとなる。このようにして選択された疑似乱数ホッピングパターンによって、それぞれの時(それぞれのフレーム)に用いるコードワードのリストが生成される。8個のコードワードでは、{0,2,4,3,7,5,6,2,1,4,1,……}のようなホッピングパターンは、特定のコードワード識別する上記インデックスを付けて、選択したコードからこれらのコードワードをMSが使用して、順次、ホッピングパターンが示すとおりに、パイロット位置を毎回決定する、ということを示すであろう。ホッピングパターンは、基地局がMSへ送信可能である。他のセルでは異なるホッピングパターンを使用可能である。このようなホッピングパターンを用いることで、あるMSからの送信が、偶然パイロット配置に同一のコードワードを使用している別のセル内のMSから干渉を受けたとしても、次回はその2つのMSが異なるコードワードを使用するので、干渉は違ったものとなることが確かであり、このようにしてより良い干渉耐性が得られるのである。GSMシステムにおける周波数ホッピングにも同様のホッピングパターンを使用する。ホッピングパターンを生成する方法の一例が次の参考文献で与えられている。3GPP TS 05.02V8.10.0(2001‐08)、技術仕様書、第3世代パートナーシッププロジェクト、技術仕様書グループGSM/EDGE無線アクセスネットワーク、無線パスの多重化および多元アクセス。
ここで図4を参照すると、本発明の一実施形態によってアップリンク送信スキームを用いるシステム400が示してある。このシステムには、1または2以上の基地局402と、基地局402に接続されて通信可能な1または2以上の移動局404とが含まれている。各基地局402は基地局受信部406と基地局送信部408と基地局処理部410とを備えており、基地局処理部410は基地局受信部406と基地局送信部408とに接続されて通信可能とされている。基地局処理部410は、基地局送信部408を介して移動局404の1つへコードワード412を送信し、基地局受信部406を介して移動局404から合成信号414が受信されると、それに応じて移動局404へ送信されたコードワード412を取得し、コードワード412に指示されたサブキャリアの組を識別し、合成信号414からパイロット信号を抽出する構成とされている。同様に、各移動局404は移動局受信部416と移動局送信部418と移動局処理部420とを備えており、移動局処理部420は移動局受信部416と移動局送信部418とに接続されて通信可能とされている。移動局処理部420は、移動局受信部416を介して基地局402からコードワード412を受信し、コードワード412を使用して、各サブキャリアに第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとが1または2以上のデータタイムスロットと関連して含まれるように、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置し、合成信号を送信するサブキャリアの組を識別し、コードワード412にしたがって第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとをパイロットシンボルで満たし、合成信号414を変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットし、移動局送信部418を介して基地局402へ合成信号414を送信する構成とされている。
基地局402は、一般的には制御信号メッセージで移動局404へコードワード412を送信することもあろう。また、基地局402は、受信した合成信号414を格納し、抽出したパイロット信号に基づいてチャネル推定を行う。同様に、移動局404は、データシンボルの組を取得することもあり、そのデータシンボルで1または2以上のデータタイムスロットを満たす。移動局404は、一般的にはコードワード412をメモリに格納することもあり、必要に応じてメモリからコードワード412を読出す。
あるいは、基地局402は、移動局404へ制御信号メッセージでコードワードインジケータを送信することもあり、これを移動局404が用いて、コードワード412を判定する。例えば、拡張ハミングコードが使用されることが基地局402および移動局404で分かっている場合、8ビットいっぱいのコードワードを送信するのではなく、インデックスが4ビットのコードワードインジケータを用いて、あり得る16個のコードワードを表すことが可能であり、これにより送信資源を節約することができる。同様にして、疑似乱数ホッピングパターンに対するインジケータを用いることもできる。
コードワード412は第1のパイロットタイムスロットを満たすのに使用し、コードワード412の逆は第2のパイロットタイムスロットを満たすのに使用する。各サブチャネルの第1のパイロットタイムスロットまたは第2のパイロットタイムスロットは少なくとも1つのパイロットシンボルで満たされている。言い換えると、第2のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には第1のパイロットタイムスロットに信号がなく、第1のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には第2のパイロットタイムスロットに信号がない。コードワード412は、距離性質の良いバイナリエラー訂正コードからのコードワードの組から選択することができる。コードワード412は、隣接セルに対する同一のバイナリエラー訂正コードからの異なるコードワードであってもよい。例えば、拡張ハミングコードまたはノルドストロム‐ロビンソンコードをバイナリエラー訂正コードとして用いることができる。選択したエラー訂正コードの距離性質によって、隣接セルに用いられるパイロットスロットに対して干渉するパイロットスロット内のパイロット位置の数が定められることとなろう。
ここで図5を参照すると、本発明の一実施形態によって移動局から基地局への送信用の合成信号を作成する方法500のフローチャートが示してある。ブロック502において、合成信号を送信するサブキャリアの組が識別される。ここで各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して第1のパイロットスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。ブロック504においてサブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するコードワードが取得され、ブロック506において第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットはコードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされる。次に、合成信号が変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットされる508。この方法は、コンピュータ読出可能媒体に実装したコンピュータプログラムを用いて実施可能であり、1または2以上のコードセグメントでステップを実行する。
ここで図6を参照すると、本発明の別の実施形態によって移動局から基地局への送信用の合成信号を作成する方法600のフローチャートが示してある。ブロック602において基地局からコードワードを含む制御信号メッセージが受信され、ブロック604においてコードワードはメモリに格納される。その後ブロック606において、送信するデータが高位レイヤから取得される。ブロック608において、合成信号を送信するサブキャリアの組が識別される。ここで、各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。ブロック610において、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するコードワードがメモリから取得される。ブロック612において、第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットはコードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされる。次に、合成信号が変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットされ614、ブロック616において送信される。この方法は、コンピュータ読出可能媒体に実装したコンピュータプログラムを用いて実施可能であり、1または2以上のコードセグメントでステップを実行する。
ここで図7を参照すると、本発明の一実施形態による移動局についての基本的な信号送信図700が示してある。制御信号702がコードワードの選択704を開始する。コードワードを用いてパイロット位置を決定する706。パイロットシンボル708およびデータシンボル710はサブキャリアにマッピングされ712、逆高速フーリエ変換714が行われる。そうして、得られる送信信号はパルス形成されて716、送信される。当業者ならば了解するところであるが、本発明がもたらす利点を損なうことなく、ここで説明した処理の前、間、その後に他の信号処理機能を行うことも可能である。
ここで図8を参照すると、本発明の一実施形態によって、移動局から受信した合成信号からパイロット信号を抽出する方法800のフローチャートが示してある。ブロック802において、移動局へ送信されたコードワードが受信される。コードワードを用いて、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置する。各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットはコードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされている。ブロック804において、コードワードに指示されたサブキャリアが識別され、ブロック806において、パイロット信号が合成信号から抽出される。
ここで図9を参照すると、本発明の別の実施形態によって、移動局から受信した合成信号からパイロット信号を抽出する方法900のフローチャートが示してある。ブロック902において1または2以上のコードワードが作成され、ブロック904において移動局へ制御メッセージでコードワードが送信される。続いて、ブロック906において移動局から合成信号が受信され、格納される。ブロック908において、移動局へ送信されたコードワードが取得される。ここで、コードワードは、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルを配置するために使用するものである。各サブキャリアには、1または2以上のデータタイムスロットに関連して第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとがある。第1のパイロットタイムスロットおよび第2のパイロットタイムスロットは、コードワードにしたがってパイロットシンボルで満たされている。ブロック910において、コードワードに指示されるサブキャリアが識別され、ブロック912において、合成信号からパイロット信号が抽出される。そしてブロック914において、抽出したパイロット信号を用いて、チャネル推定を実行する。
ここで図10を参照すると、本発明の一実施形態による基地局についての基本的な信号送信図1000が示してある。移動局から受信した合成信号はフィルタリングされ1002、高速フーリエ変換1004が実行される。制御信号1006がコードワードの選択1008を誘発し、そのコードワードを用いてパイロット位置が決定される1010。選択したコードワードは、以前制御信号で移動局へ送信されたコードワードと同一である。パイロット位置1010を用いて、サブキャリアからパイロットシンボル1014およびデータシンボル1016が抽出される1012。当業者ならば了解するところであるが、本発明がもたらす利点を損なうことなく、ここで説明した処理の前、間、その後に他の信号処理機能を行うことも可能である。
2つの移動局が同一の基地局へデータを送信する必要がある場合、その2つの移動局に対するパイロット位置を選択するために、コードワードとその逆とを割り当てることが可能である。これにより、2つのモバイルに割り当てられるパイロットが重複しないようにすることができる。先述の(8,4)ハミングコードを用いて、移動局1が、第1のパイロットスロットにパイロットを配置するには(0,0,0,1,0,1,1,1)というコードワードを使用し、第2のパイロットスロットにパイロットを配置するには(1,1,1,0,1,0,0,0)という逆コードワードを使用するようにしてもよい。移動局2は、第1のパイロットスロットには逆コードワードの(1,1,1,0,1,0,0,0)を使用し、第2のパイロットスロットにおいては逆コードワードの逆、すなわちコードワードそのものである(0,0,0,1,0,1,1,1)を使用することができる。
ここで図11を参照すると、2つの移動局にパイロットを割り当てる本発明の方法よる送信スキームが示してある。パイロットシンボル1102aおよび1102bは、スロットのなかで2つの部分に分けられているのだが、データシンボル1104a、1104b、1104c、1104dと比べると、周波数方向では2倍広くなっている(したがって時間方向では2倍狭くなっている)。パイロットシンボルおよびデータシンボルは2つの移動局(ユーザ)によって共有される。2つの移動局のデータスロットは、2つの隣接するインターリーブサブキャリアの組(例えば1104bと1104c)を通して送信される。例えば、ユーザ1が識別番号1のパイロットシンボルとデータシンボルとを使用して、ユーザ2が識別番号2のパイロットシンボルとデータシンボルとを使用するとしてもよい。先述の(8,4)拡張ハミングコードを用いてパイロット位置を割り当てる。第1のパイロットスロットにパイロット1102aにおいて第2の移動局にパイロット位置を割り当てるには(0,0,0,1,0,1,1,1)というコードワードを使用し、第1のパイロットスロット1102aにおいて第1の移動局にパイロット位置を割り当てるには(1,1,1,0,1,0,0,0)という逆コードワードを使用する。第2のパイロットスロット1102bにおいて移動局にパイロット位置を割り当てるには、それぞれの逆を使用する。つまり、第2の移動局には(1,1,1,0,1,0,0,0)というコードワード、第1の移動局には(0,0,0,1,0,1,1,1)というコードワードを使用するということである。
ここで図12を参照すると、本発明の一実施形態による移動局についての基本的な信号送信図1200が示してある。制御信号1202によってコードワードの選択1204が開始し、そのコードワードを用いてパイロット位置を決定する1206。まず、N/2点FFT1222によって時間領域(TD:time‐domain)パイロットシンボル1218を周波数領域(FD:frequency‐domain)パイロットシンボル1208へ変換し、一方、N点FFT1224によってTDデータシンボル1220をFDデータシンボル1210へ変換する。サブキャリアにおけるパイロットタイムスロットの配置間隔がデータタイムスロットの間隔の2倍なので、パイロットシンボルを変換するのに用いるFFTのサイズはデータシンボルを変換するのに用いるものの半分になる。続いて、FDパイロットシンボル1208およびデータシンボル1210は、それぞれ対応するパイロットタイムスロットおよびデータタイムスロットにおいて、適当なサブキャリア位置にマッピングされる1212。次に、各パイロットタイムスロット、各データタイムスロットにおいて、N点逆高速フーリエ変換1214を行う。ここでN≧Nである。そうして、得られる送信信号はパルス形成され1216、送信される。当業者ならば了解するところであるが、本発明がもたらす利点を損なうことなく、ここで説明した処理の前、間、その後に他の信号処理機能を行うことも可能である。
ここで図13を参照すると、本発明の一実施形態による基地局についての基本信号送信図1300が示してある。基地局から受信された合成信号がフィルタリングされ1302、N点高速フーリエ変換1304が行われる。制御信号1306がコードワードの選択1008を誘発し、そのコードワードを用いてパイロット位置が決定される1310。選択したコードワードは、以前制御信号で移動局へ送信されたコードワードと同一である。パイロット位置1310を用いて、FDパイロットシンボル1314およびFDデータシンボル1316が対応のサブキャリアから抽出される1312。FDデータシンボル1316は、復調のため、N/2点IFFT1322によってTDデータシンボル1320へ変換される。採用のチャネル推定方法に応じて、FDパイロットシンボル1314は、N点IFFT1324によってTDパイロットシンボル1318へ変換可能である。当業者ならば了解するところであるが、本発明がもたらす利点を損なうことなく、ここで説明した処理の前、間、その後に他の信号処理機能を行うことも可能である。
本発明およびその効果を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲に限定する本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更、置換、修正を行うことが可能であるということを理解されたい。また、明細書に記載の方法(process)、機械(machine)、製造物(manufacture)、組成物(composition of matter)、手段(means)、方法およびステップ(methods and steps)の特定の実施形態に本願の範囲を限定するつもりはなく、本願の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (47)

  1. 移動局から基地局へ送信する合成信号を作成する方法であって、
    1または2以上のデータタイムスロットに関連した第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとをそれぞれが含むサブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するためのコードワードを取得するステップと、
    前記合成信号を送信するサブキャリアの組を識別するステップと、
    前記コードワードにしたがって前記第1のパイロットタイムスロットおよび前記第2のパイロットタイムスロットを前記パイロットシンボルで満たすステップと、
    前記合成信号を変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットするステップと
    を含む方法。
  2. 前記コードワードはビットの組を含み、各ビットは1つのサブキャリアに関連しており、各ビットの値は、関連する前記サブキャリアのうちでの前記移動局に対するパイロットシンボルの有無を表している、請求項1に記載の方法。
  3. サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットにおいて信号が送信されることはなく、前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットにおいて信号が送信されることはない、請求項1に記載の方法。
  4. 前記コードワードは、隣接するセルにおける他の移動局に使用されるコードワードと同一である、請求項1に記載の方法。
  5. 前記コードワードは前記第1のパイロットタイムスロットを満たすのに使用され、前記コードワードの逆が前記第2のパイロットタイムスロットを満たすのに使用される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記コードワードは、限られた数の位置でしか隣接セルのコードワードと重複しないように選択される、請求項1に記載の方法。
  7. 前記コードワードは疑似乱数ホッピングパターンに基づいたものである、請求項1に記載の方法。
  8. 用いる前記疑似乱数ホッピングパターンは、隣接するセルで用いられるものとは異なる、請求項7に記載の方法。
  9. 前記コードワードは、距離性質が良いバイナリエラー訂正コード、またはハミングコード、または拡張ハミングコード、または拡張ハミングコードの変形、またはノルドストロム‐ロビンソンコードから選択される、請求項1に記載の方法。
  10. データシンボルの組を取得するステップと、
    前記1または2以上のデータタイムスロットを前記データシンボルで満たすステップと、
    前記合成信号を前記基地局へ送信するステップと
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記コードワードを取得するステップは、
    前記基地局から1または2以上のコードワードを含む制御信号メッセージを受信するステップと、
    前記1または2以上のコードワードをメモリに格納するステップと、
    前記メモリから前記コードワードのうちの1つを読み出すステップと
    を含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記コードワードを取得するステップは、
    前記基地局からコードワードインジケータを含む制御信号メッセージを受信するステップと、
    前記コードワードインジケータを用いて前記コードワードを判定するステップと
    を含む、請求項1に記載の方法。
  13. 受信部と、送信部と、前記受信部および前記送信部と接続されて通信可能である処理部とを備える移動局であって、
    前記処理部は、合成信号を送信するサブキャリアの組を識別し、識別された各サブキャリアは、1または2以上のデータタイムスロットに関連した第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとを含んでおり、また前記処理部は、前記サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するためのコードワードを取得し、前記コードワードにしたがって前記第1のパイロットタイムスロットおよび前記第2のパイロットタイムスロットを前記パイロットシンボルで満たし、前記合成信号を変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットする、移動局。
  14. 前記コードワードはビットの組を含み、各ビットは1つのサブキャリアに関連しており、各ビットの値は、関連する前記サブキャリアのうちでの前記移動局に対するパイロットシンボルの有無を表している、請求項13に記載の移動局。
  15. 処理部は、サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットにおいて信号を送信せず、前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットにおいて信号を送信しない、請求項13に記載の移動局。
  16. 前記コードワードは、隣接するセルにおける他の移動局に使用されるコードワードと同一である、請求項13に記載の移動局。
  17. 前記処理部は、前記第1のパイロットタイムスロットを満たすのに前記コードワードを使用し、前記コードワードの逆が前記第2のパイロットタイムスロットを満たすのに使用される、請求項13に記載の移動局。
  18. 前記コードワードは、限られた数の位置でしか隣接セルのコードワードと重複しない、請求項13に記載の移動局。
  19. 前記コードワードは疑似乱数ホッピングパターンに基づいたものである、請求項13に記載の移動局。
  20. 用いる前記疑似乱数ホッピングパターンは、隣接するセルで用いられるものとは異なる、請求項19に記載の移動局。
  21. 前記コードワードは、ハミング距離性質が良いバイナリエラー訂正コード、または拡張ハミングコード、または拡張ハミングコードの変形、またはノルドストロム‐ロビンソンコードから選択される、請求項13に記載の移動局。
  22. 前記処理部は、さらに、データシンボルの組を取得し、前記1または2以上のデータタイムスロットを前記データシンボルで満たし、前記合成信号を前記基地局へ送信する、請求項13に記載の移動局。
  23. 前記処理部は、前記基地局から1または2以上のコードワードを含む制御信号メッセージを受信し、前記1または2以上のコードワードをメモリに格納し、前記メモリから前記コードワードのうちの1つを読み出すことにより、前記コードワードを取得する、請求項13に記載の移動局。
  24. 前記処理部は、前記基地局からコードワードインジケータを含む制御信号メッセージを受信し、前記コードワードインジケータを用いて前記コードワードを判定することにより、前記コードワードを取得する、請求項13に記載の移動局。
  25. 移動局から受信された合成信号からパイロット信号を抽出する方法であって、
    前記移動局へ送信されたコードワードを取得するステップであって、前記コードワードは、サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するのに使用され、各サブキャリアは、1または2以上のデータタイムスロットに関連した第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとを含み、前記第1のパイロットタイムスロットおよび前記第2のパイロットタイムスロットは、前記コードワードにしたがって前記パイロットシンボルで満たされるステップと、
    前記コードワードに指示される前記サブキャリアを識別するステップと、
    前記合成信号から前記パイロット信号を抽出するステップと
    を含む方法。
  26. サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットは信号を含まず、前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの第2のパイロットタイムスロットは信号を含まない、請求項25に記載の方法。
  27. 前記コードワードは、隣接するセルにおける他の移動局に使用されるコードワードと同一である、請求項25に記載の方法。
  28. 前記コードワードは前記第1のパイロットタイムスロットを満たすのに使用され、前記コードワードの逆が前記第2のパイロットタイムスロットを満たすのに使用される、請求項25に記載の方法。
  29. 前記コードワードは、限られた数の位置でしか隣接セルのコードワードと重複しないように選択される、請求項25に記載の方法。
  30. 前記コードワードは疑似乱数ホッピングパターンに基づいたものである、請求項25に記載の方法。
  31. 用いる前記疑似乱数ホッピングパターンは、隣接するセルで用いられるものとは異なる、請求項30に記載の方法。
  32. 前記コードワードは、ハミング距離性質が良いバイナリエラー訂正コード、または拡張ハミングコード、または拡張ハミングコードの変形、またはノルドストロム‐ロビンソンコードから選択される、請求項25に記載の方法。
  33. 1または2以上のコードワードを制御信号メッセージで前記移動局へ送信するステップと、
    前記合成信号を受信するステップと、
    受信した前記合成信号を格納するステップと、
    抽出した前記パイロット信号に基づいてチャネル推定を実行するステップと
    をさらに含む、請求項25に記載の方法。
  34. 前記移動局が前記コードワードを判定するのに使用するコードワードインジケータを制御信号メッセージで前記移動局へ送信するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
  35. 受信部と、送信部と、前記受信部および前記送信部と接続されて通信可能である処理部とを備える基地局であって、
    前記処理部は、前記移動局へ送信されたコードワードを取得し、前記コードワードに指示されるサブキャリアの組を識別し、前記合成信号から前記パイロット信号を抽出するものであり、
    前記コードワードは、前記サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するのに使用され、各サブキャリアは、1または2以上のデータタイムスロットに関連した第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとを含み、前記第1のパイロットタイムスロットおよび前記第2のパイロットタイムスロットは、前記コードワードにしたがって前記パイロットシンボルで満たされる、基地局。
  36. 前記コードワードはビットの組を含み、各ビットは1つのサブキャリアに関連しており、各ビットの値は、関連する前記サブキャリアのうちでの前記移動局に対するパイロットシンボルの有無を表している、請求項35に記載の基地局。
  37. サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットは信号を含まず、前記サブキャリアの前記第1のパイロットタイムスロットが1または2以上のパイロットシンボルで満たされている場合には前記サブキャリアの前記第2のパイロットタイムスロットは信号を含まない、請求項35に記載の基地局。
  38. 前記コードワードは、隣接するセルにおける他の移動局に使用されるコードワードと同一であり、
    前記コードワードは前記第1のパイロットタイムスロットを満たすのに使用され、前記コードワードの逆が前記第2のパイロットタイムスロットを満たすのに使用され、
    前記コードワードは、限られた数の位置でしか隣接セルのコードワードと重複しないように選択される、請求項35に記載の基地局。
  39. 前記コードワードは疑似乱数ホッピングパターンに基づいたものである、請求項35に記載の基地局。
  40. 用いる前記疑似乱数ホッピングパターンは、隣接するセルで用いられるものとは異なる、請求項39に記載の基地局。
  41. 前記コードワードは、ハミング距離性質が良いバイナリエラー訂正コード、または拡張ハミングコード、または拡張ハミングコードの変形、またはノルドストロム‐ロビンソンコードから選択される、請求項35に記載の基地局。
  42. 前記処理部は、さらに、1または2以上のコードワードを制御信号メッセージで前記移動局へ送信するか、または前記合成信号を受信するか、または受信した前記合成信号を格納するか、または抽出した前記パイロット信号に基づいてチャネル推定を実行する、請求項35に記載の基地局。
  43. 前記処理部は、さらに、前記移動局が前記コードワードを判定するのに使用するコードワードインジケータを制御信号メッセージで前記移動局へ送信する、請求項35に記載の基地局。
  44. 前記基地局は、前記コードワードを第1の移動局に、前記コードワードの逆を第2の移動局に割り当てるものであり、
    前記第1の移動局および前記第2の移動局は、重複もインターリーブも起こさずに、前記データシンボルを使用する、請求項35に記載の基地局。
  45. 1または2以上の基地局と、前記基地局と接続されて通信可能な1または2以上の移動局とを有するシステムであって、
    各基地局は、基地局受信部と、基地局送信部と、前記基地局受信部および前記基地局送信部と接続されて通信可能である基地局処理部とを備え、前記基地局処理部は、前記基地局送信部を介して前記移動局の1つへコードワードを送信し、前記基地局受信部を介して前記移動局から受信される合成信号に応じて、前記移動局へ送信された前記コードワードを取得し、前記コードワードに指示されるサブキャリアの組を識別し、前記合成信号からパイロット信号を抽出するものであり、
    各移動局は、移動局受信部と、移動局送信部と、前記移動局受信部および前記移動局送信部と接続されて通信可能である移動局処理部とを備え、前記移動局処理部は、合成信号を送信する前記サブキャリアの組を識別し、識別された各サブキャリアは、1または2以上のデータタイムスロットに関連した第1のパイロットタイムスロットと第2のパイロットタイムスロットとを含んでおり、また前記移動局処理部は、前記移動局受信部を介して前記基地局から前記コードワードを受信し、前記サブキャリアの組のうちでパイロットシンボルの組を配置するために前記コードワードを使用し、前記コードワードにしたがって前記第1のパイロットタイムスロットおよび前記第2のパイロットタイムスロットを前記パイロットシンボルで満たし、前記合成信号を変調データ信号とパイロット信号との組合せとしてフォーマットし、前記移動局送信部を介して前記基地局へ前記合成信号を送信するものである、システム。
  46. 前記基地局処理部は、前記移動局へコードワードインジケータを送信し、
    前記移動局処理部は、前記基地局から前記コードワードインジケータを受信し、前記コードワードインジケータから前記コードワードを判定する、
    請求項45に記載の基地局。
  47. 前記基地局は、前記コードワードを第1の移動局に、前記コードワードの逆を第2の移動局に割り当てるものであり、
    前記第1の移動局および前記第2の移動局は、重複もインターリーブも起こさずに、前記データシンボルを使用する、請求項45に記載のシステム。
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