JP2010531091A - 通信システムにおける拡散信号の送信 - Google Patents

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Abstract

移動通信システムで拡散信号を送信する方法であって、拡散率(Spreading Factor)を持つ複数の拡散符号を用いて信号を拡散し、該拡散信号を符号分割多重方式で多重化し、該多重化された信号を第1アンテナセットで1つのOFDMシンボル内の複数の隣接した周波数リソースを通じて送信し、同一の多重化された信号を第2アンテナセットで1つのOFDMシンボル内の複数の隣接した周波数リソースを通じて送信すること、を含む拡散信号送信方法を提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、通信システムに係り、特に、通信システムにおける拡散信号の送信に関する。
近年、情報通信サービスの普遍化と様々なマルチメディアサービスの登場、そして高品質サービスの出現などに伴って、無線通信サービスに対する需要が急速に増大しつつある。この需要に能動的に対処するためには第一に通信システムの容量を増大させなければならない。無線通信環境で通信容量を増大させるための方案としては、利用可能な周波数帯域を新しく見つける方法と、与えられたリソースの効率を高める方法が考えられる。
送受信機に複数のアンテナを装着し、リソース活用のための空間領域をさらに確保することによってダイバーシティ利得を得たり、または、それぞれのアンテナを通じてデータを並列に送信することによって伝送容量を高めたりする、いわゆるマルチアンテナ送受信技術が大きく注目を受け、活発に開発されつつある。
マルチアンテナ送受信技術の一例に、多入力多出力(Multiple Input Multiple Output;MIMO)を挙げることができる。MIMOは、多重の入出力を有するアンテナシステムを指すもので、伝送アンテナごとに互いに異なる情報を送信し、情報の量を増加させることができ、空間時間符号化(Space-Time Coding;STC)、空間時間ブロック符号化(Space-Time Block Coding;STBC)、周波数空間ブロック符号化(Space-Frequency Block Coding;SFBC)等の符号化手法を用いて伝送情報の信頼性を高めることができる。
本発明は、移動通信システムにおける拡散信号の送信に関するものである。
本発明の追加的な特徴および利点は、下記の詳細な説明で説明される。そして、その一部は、下記の詳細な説明から明らかになるか、または、本発明の実施から取得することができる。本発明の上記目的および他の利点は、添付の図面の他に、下記の詳細な説明および請求項を通じて詳細に指摘された構成により実現され、達成されるであろう。
これらの利点または他の利点を達成するために、そして本発明の目的によって、ここに具体化され、概略的に説明されるように、本発明は、移動通信システムで拡散信号を送信する方法を具現し、この方法は、拡散率(Spreading Factor)を持つ複数の拡散符号を用いて信号を拡散することと、該拡散信号を符号分割多重方式で多重化することと、該多重化された信号を、第1アンテナセットで一つのOFDMシンボル内の複数の隣接した周波数リソースを通じて送信することと、同一の多重化された信号を第2アンテナセットで一つのOFDMシンボル内の複数の隣接した周波数リソースを通じて送信することと、を含む拡散信号送信方法とした。
好ましくは、前記多重化された信号は、4個の隣接した周波数リソースを通じて送信される。好ましくは、前記拡散率は4である。他の例として、前記拡散率は、前記隣接した周波数リソースの個数と同一である。
本発明の一様態において、前記第1アンテナセットは、一つのOFDMシンボル内で隣接する周波数リソース対のそれぞれに対して空間周波数ブロックコードを適用することによって空間周波数ブロック符号化され、該第1アンテナセットは2つのアンテナを含む。また、前記第2アンテナセットは、一つのOFDMシンボル内で隣接する周波数リソース対のそれぞれに対して空間周波数ブロックコードを適用することによって空間周波数ブロック符号化され、該第2アンテナセットは、2つのアンテナを含む。
好ましくは、前記第1アンテナセットを通じて送信される多重化された信号および前記第2アンテナセットを通じて送信される多重化された信号は、それぞれ、異なる周波数リソースを通じて送信される。好ましくは、前記第1アンテナセットを通じて送信される多重化された信号および前記第2アンテナセットを通じて送信される多重化された信号は、それぞれ、異なるOFDMシンボルを通じて送信される。
本発明の他の様態において、前記多重化された信号は、前記第1アンテナセットおよび前記第2アンテナセットを交互に利用し、互いに独立した周波数リソースを通じて反復送信される。好ましくは、前記多重化された信号は、前記第1アンテナセットおよび前記第2アンテナセットを交互に用いて計3回送信される。
本発明の他の様態において、前記第1アンテナセットは、4個のアンテナのうち、第1アンテナおよび第2アンテナを含み、前記第2アンテナセットは、4個のアンテナのうち、第3アンテナおよび第4アンテナを含む。
本発明の他の様態において、前記第1アンテナセットは、4個のアンテナのうち、第1アンテナおよび第3アンテナを含み、前記第2アンテナセットは、4個のアンテナのうち、第2アンテナおよび第4アンテナを含む。
これまでの一般的な説明およびこれからの本発明の詳細な説明は、例示的で説明的であり、請求された本発明についてのさらなる説明を提供するために意図されたものである。
本明細書で開示する拡散信号送信方法によると、效率的に拡散された信号を送信することができる。そして、本明細書で開示する拡散信号送信方法によって送信された信号を、受信端でより高いデコーディング性能でデコーディングすることができる。
また、本明細書で開示する拡散信号送信方法によると、周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、空間ダイバーシティ効果を拡大することができる。また、本明細書で開示する拡散信号送信方法を通じて無線リソースをより效率的に利用することができる。
本発明の一実施例によって、通信システムにおいてSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。 本発明の一実施例によって、拡散信号を複数のOFDMシンボルを通じて送信する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、SFBC/FSTD手法が適用される拡散信号を複数のOFDMシンボルを通じて送信する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。 本発明の一実施例によって、通信システムにおいて一つまたは複数の拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。
本発明の理解をさらに提供するために含まれ、本明細書に含まれて本明細書の一部を構成する添付の図面が、発明の実施形態を図示し、詳細な説明と共に発明の原理を説明するために提供される。異なる図面で同一の参照符号で表される本発明の特徴、構成要素および様態は、一つまたは複数の実施形態による同一、等価または類似な特徴、構成要素または様態を表す。
本発明は、無線通信システムで拡散信号を送信することに関する。
以下、本発明に係る好適な実施形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、特許請求の範囲に記載された本発明をさらに説明するためのものであることを理解されたい。下記の詳細な説明は、本発明の完全な理解を助けるために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者は、本発明がこの具体的な細部事項を伴わなくても実施可能であるということがわかる。例えば、下記の説明では所定の用語が主に使用されるが、これらの用語に限定されず、任意の用語で呼ばれる場合にも同一の意味を表すことができる。
場合によっては、本発明の概念が曖昧になるのを避けるために、公知の構造および/または装置を省略し、各構造および/または装置の核心機能を中心にしたブロック図および/またはフローチャートとして示すことがある。また、本明細書全体を通じて同一または同様の構成要素には同一の参照符号を付して説明する。
以下の実施例では、本発明の構成要素および特徴が所定の形態において結合されている。各構成要素または特徴は、別の明示がない限り、選択的なものとして考慮されなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、一部構成要素および/または特徴を結合して本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成または特徴に代替されてもよい。
本開示における本発明の実施例は、基地局と端末との間のデータの送受信関係を中心に説明される。ここで、基地局は、端末と直接通信を行うネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本開示において基地局により行われると説明される特定動作は、場合によっては基地局の上位ノード(upper node)により行われてもよい。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外のネットワークノードにより行われてもよいということは自明である。‘基地局'は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に置き換えることができる。また、‘端末'は、ユーザ装置(User Equipment;UE)、移動局(Mobile Station;MS)、移動加入者局(Mobile Subscriber Station;MSS)などの用語に置き換えることができる。
図1は、本発明の一実施例によって、無線通信システムにおいてSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。図1では、通信システムのダウンリンクにおいて複数個、例えば、4個の送信アンテナを用いて4次送信アンテナダイバーシティを得ることができる方法で、2個の隣接する副搬送波を通じて送信される2つの変調信号には周波数空間ブロック符号化(Space Frequency Block Coding;SFBC)を適用し、2個のアンテナセットを含む第1アンテナセットを通じて送信し、SFBC符号化される2個の副搬送波セットに対しては周波数切り替え送信ダイバーシティ(Frequency Switching Transmit Diversity;FSTD)を適用し、互いに異なる2個のアンテナを含む2個のアンテナセットを通じて送信する方法を挙げることができる。その結果、送信アンテナダイバーシティの次数4を得ることができる。
図1で小さい四角形のそれぞれは、1つのアンテナで送信される1つの副搬送波を示す。“a”、“b”、“c”、“d”は、それぞれ異なる信号に変調された変調シンボルを意味する。また、関数f1(x)、f2(x)、f3(x)およびf4(x)のそれぞれは、2つの信号間に直交性を維持させるように適用される任意のSFBC関数式を示し、下記の式(1)のように定義することができる。
f1(x) = x, f2(x) = x, f3(x) = -x*, f4(x) = x* (1)
2つの信号間に直交性を維持させるように適用される任意のSFBC関数式を用いて2つの信号を2つのアンテナを通じて同時に送信するにもかかわらず、受信端では、それら2つの信号をそれぞれ復号し、原信号を取得することができる。特に、図1では、任意の時間単位内にダウンリンクで送信されるSFBCおよびFSTDが反復される構造を示している。このようにSFBCとFSTDが反復して送信される構造を通じて、受信端で同一のSFBC復号化およびFSTD復号化を反復する簡単な受信アルゴリズムを適用でき、これにより、復号化の複雑さを減らし、復号化効率を高めることができる。
図1で、変調シンボルセット(a,b)、(c,d)、(e,f)、(g,h)はそれぞれ、SFBC符号化されるセットとなる。図1では、SFBC/FSTDが適用される副搬送波が連続したものとして示されているが、事実上、SFBC/FSTDが適用される副搬送波が必ずしも周波数領域で連続する必要はない。例えば、パイロット(pilot)信号を搬送する副搬送波が、SFBC/FSTDが適用される副搬送波の間に存在することもできる。しかし、SFBC符号化されるセットをなす2つの副搬送波を周波数領域において隣接させることによって、1つのアンテナが2つの副搬送波に対してカバーする無線チャネル環境を類似させることが好ましい。これによって、受信端でSFBC復号化を行うときに両信号が互いに及ぼす干渉を最小化するという効果が得られる。
本発明の一実施例によれば、SFBC/FSTD手法を、拡散信号に適用することができる。ダウンリンク送信で1つの信号を(準)直交コードを通じて複数の副搬送波に拡散させ、拡散された複数の信号を符号分割多重(Code Division Multiplexing;CDM)方式によって多重化して送信することができる。
例えば、互いに異なる信号“a”および“b”を送信しようとするときに、両信号を拡散率(SF)2で拡散してCDM方式で送信するには、信号aおよび信号bがそれぞれ、(c11,c21)および(c12,c22)の2つのチップ長の(準)直交拡散符号を用いてそれぞれ拡散信号列(a・c11,a・c21)および(b・c12、b・c22)に変換される。そして、この拡散信号列は、2つの副搬送波にそれぞれ変調シンボルa・c11+b・c12とa・c21+b・c22として加算されて変調される。すなわち、a・c11+b・c12とa・c21+b・c22がそれぞれ変調シンボルとなる。以下、本発明の実施例では、記述の便宜上、信号aをSF=Nで拡散させた拡散信号列を、a1、a2,…,aNと表現する。
図2は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。複数の副搬送波にわたって拡散信号列を受信端で逆拡散して復号化するためには、上述したように、受信した拡散信号列の各チップが類似の無線チャネル応答を得るようにすることが好ましい。図2では、4個の互いに異なる信号a、b、c、dが、SF=4で拡散され、この拡散信号は、図1で上述した4個の副搬送波を通じてSFBC/FSTD方式で送信される。SFBC関数を式(1)で例示した関数とすれば、この場合の各副搬送波における受信信号は、下記の式(2)で示すことができる。
副搬送波1:h1(a1 + b1 + c1 + d1) - h2(a2 + b2 + c2 + d2)*
副搬送波2:h1(a2 + b2 + c2 + d2) + h2(a1 + b1 + c1 + d1)*
副搬送波3:h1(a3 + b3 + c3 + d3) - h2(a4+ b4 + c4 + d4)*
h3(a3 + b3 + c3 + d3) - h4(a4+ b4 + c4 + d4)*
副搬送波4:h1(a4+ b4 + c4 + d4) + h2(a3 + b3 + c3 + d3)*
h3(a4+ b4 + c4 + d4) + h4(a3 + b3 + c3 + d3)* (2)
式(2)で、hiは、i番目のアンテナが受けるフェージングを表し、同一アンテナの副搬送波はいずれも同一のフェージングを受けると仮定する。受信端に加えられる雑音成分は無視する。好ましくは、受信アンテナは1個とした。この場合、SFBC復号化およびFSTD復号化の完了後に受信端で取得する拡散信号列は、下記の式(3)で示すことができる。
(|h1|2 + |h2|2)・(a1 + b1 + c1 + d1)
(|h1|2 + |h2|2)・(a2 + b2 + c2 + d2)
(|h3|2 + |h4|2)・(a3 + b3 + c3 + d3)
(|h3|2 + |h4|2)・(a4+ b4 + c4 + d4) (3)
ここで、受信端で得た拡散信号列を、例えば信号aに該当する(準)直交コードで逆拡散することによって信号b、c、dから分離するためには、これら4チップに対する無線チャネル応答が同一でなければならない。しかし、式(3)で示すように、互いに異なるアンテナセットを通じてFSTD方式で送信された信号は(|h1|2 + |h2|2)および(|h3|2 + |h4|2)であって、互いに異なる無線チャネル応答を得た結果となり、よって、逆拡散時にCDM多重化された異なる信号を完全に除去することができなくなる。
したがって、本発明では、通信システムで拡散信号を送信する方法において、所定の拡散率(SF: Spreading Factor)で一つまたは複数の信号をそれぞれ(準)直交コードなどで拡散し、この拡散された一つまたは複数の信号を符号分割多重方式で多重化して送信するとき、この多重化された信号は同一のアンテナセットを通じて送信する方法を提案する。図3は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号に対してSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。本実施例では、SF=4で一つまたは複数の信号をそれぞれ(準)直交コードなどで拡散し、この拡散された一つまたは複数の信号を符号分割多重方式で多重化して送信するとき、この多重化された信号は同一のアンテナセットを通じて送信する方法を提供する。
図3では、計4個の送信アンテナを用いる場合、第1アンテナセットには第1アンテナおよび第2アンテナが含まれ、第2アンテナセットには第3アンテナおよび第4アンテナが含まれる例を示す。すなわち、第1アンテナセットおよび第2アンテナセットはそれぞれ、SFBC符号化が行われるアンテナセットで、両アンテナセットの間にFSTD方式が適用されてもよい。この場合、本実施例によって、送信しようとするデータが1つのOFDMシンボルで送信されるとすると、図3に示すように、SF=4で拡散される信号は、SFBC符号化される同一アンテナセットを通じて1つのOFDMシンボルの隣接した4個の副搬送波を通じて送信することができる。
特に、図3の(a)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号と第2アンテナセットを通じて送信される拡散信号とが互いに異なる場合を示す。そして、図3の(b)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号が第2アンテナセットを通じて反復送信され、4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できる場合を示す。
図4は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。本実施例では、図3の実施例と同様に、SF=4で一つまたは複数の信号をそれぞれ(準)直交コードなどで拡散し、この拡散された一つまたは複数または複数の信号を符号分割多重方式で多重化して送信するとき、この多重化された信号を同一のアンテナセットを通じて送信する方法を提供する。
図4では、図3と違い、計4個の送信アンテナを利用する場合、第1アンテナセットには第1アンテナおよび第3アンテナが含まれ、第2アンテナセットには第2アンテナおよび第4アンテナが含まれる例を示す。すなわち、図4は、図3と比較すると、各アンテナセットを構成する方法が異なるだけで、SFBC/FSTD方式を適用する方法は同一である。すなわち、この場合も、本実施例によって、SF=4で拡散される信号を、SFBC符号化される同一のアンテナセットを通じて1つのOFDMシンボルの隣接した4個の副搬送波を通じて送信することができる。
特に、図4の(a)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号と第2アンテナセットを通じて送信される拡散信号が互いに異なる場合を示す。そして、図4の(b)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号が、第2アンテナセットを通じて反復送信され、4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できる場合を示す。
図5は、本発明の実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。好ましくは、同一信号が追加のダイバーシティを得るために反復して送信されてもよい。したがって、本実施例では、同一信号が、周波数軸で、すなわち、同一時間単位の間に互いに異なる副搬送波を通じて2回以上反復して送信される場合を示す。
本実施例においてアンテナセットは次のように決定される。信号がSF=4で拡散された後、上述した実施例によって拡散信号が同一アンテナセットを通じて送信されるように、4個の副搬送波単位でアンテナセットを決定する。この場合、上述したように、4次送信アンテナダイバーシティを取得できるSFBC/FSTD方式を適用するための反復送信時には、アンテナセットを変更して反復送信する。この実施例によれば、4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できるSFBC/FSTD手法が適用されるアンテナ−周波数マッピング構造が、8個の副搬送波単位で反復されてもよい。
図5の(a)は、図3で説明した実施例に対して反復送信方法を適用した例を示す図である。そして、図5の(b)は、図4で説明した実施例に対して反復送信方法を適用した例を示す図である。特に、図5の(a)および(b)は、隣接した8個の副搬送波を用いて4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できるSFBC/FSTD手法を適用した例を示す。図5の(a)および(b)はそれぞれ、第1アンテナセットと第2アンテナセットを構成するアンテナが異なる以外は、本実施例の適用においては同じ方法を用いる。
本発明によれば、信号がSF=4による拡散後にCDM多重化され、4個の副搬送波を通じて送信されることが1回送信に該当する。したがって、図5の(a)および(b)に示すように、1回送信時に第1アンテナセットを通じて送信したとすれば、1回反復送信である2回送信時には第2アンテナセットを通じて送信することができる。これらの1回送信および2回送信を通じてSFBC/FSTD手法が具現されると見なすことができる。そして、3回送信時には、同一の方法で、再び第1アンテナセットを通じて送信すればいい。
図6は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。本実施例でも、図5の実施例と同様に、信号がSF=4で拡散された後、上述した実施例によって拡散信号が同一アンテナセットを通じて送信されるように4個の副搬送波単位でアンテナセットを決定する。この場合も、上述したように、4次送信アンテナダイバーシティを取得できるSFBC/FSTD方式を適用するための反復送信時には、アンテナセットを変更して反復送信する。
しかしながら、図5の実施例では隣接した8個の副搬送波を通じてSFBC/FSTD方式を適用したこととは違い、図6の実施例では、反復送信時に使用される副搬送波が、前の送信時と比較してある程度間隔を持つ副搬送波を使用するという点が異なる。これにより、4次アンテナダイバーシティに加えて、周波数ダイバーシティも取得することができる。ただし、この場合にも、拡散信号列が多重化されて送信される副搬送波は、互いに隣接した副搬送波とすることが好ましい。
これについて説明すると、次の通りである。まず、図5の実施例でSFBC/FSTD方式が適用される8個の副搬送波のうちの4個の副搬送波のみを使って第1アンテナセットを通じて1回送信を行い、その後、SFBC/FSTD方式が適用される8個の副搬送波のうちの4個の副搬送波を使って第2アンテナセットを通じて1回送信を行う。したがって、4次送信アンテナダイバーシティを取得できるSFBC/FSTD方式を具現するために、前の送信とは異なるアンテナセットが使用される。
図6の(a)は、図3で説明した実施例に反復送信方法を適用した例を示す図である。そして、図6の(b)は、図4で説明した実施例に反復送信方法を適用した例を示す図である。本実施例において、図6の(a)および(b)はそれぞれ、第1アンテナセットと第2アンテナセットを構成するアンテナが異なる以外は、本実施例の適用において同一の方法を用いる。
図6を参照すると、図5で上述した方法と比較して、図6の実施例は、反復により追加使用するリソースを半分に減らし、反復送信にかかるリソースを大幅に節約することができる。したがって、図6に示す反復送信方法を適用すると、データ送信に使用されるリソースをより效率的に用いることができる。
以上では1つの時間単位に対して本発明の実施例によってSFBC/FSTD方式を適用する方法を説明した。どころが、信号を複数の時間単位を用いて送信する場合も考慮することができる。以下、直交周波数分割多重方式を適用する通信システムにおいて、好ましくは1つのOFDMシンボルが1つの時間単位となると定義し、複数のOFDMシンボルを用いて信号を送信する場合にSFBC/FSTD手法を適用する方法について説明する。
複数のOFDMシンボルを通じて送信される場合には、送信アンテナダイバーシティの他に追加のダイバーシティを得るために、周波数軸だけでなく、時間軸で反復送信することも可能である。特に、以下では、アップリンクで送信されるデータに対して受信成功有無を知らせるためにダウンリンクで送信されるACK/NAK信号に、以上説明した拡散信号に対するCDM多重化およびSFBC/FSTD方式を適用する場合について説明する。
図7は、本発明の一実施例によって、拡散信号を複数のOFDMシンボルを通じて送信する方法の一例を示す図である。図7で、各小さい四角形は、1つのOFDMシンボルと1つの副搬送波とからなるリソースエレメント(Resource Element;RE)を表す。そして、Aijは、CDM方式で多重化されたACK/NAK信号を表し、“i”は、拡散された後に多重化された信号のインデックスを、“j”は、このように多重化されたACK/NAK信号のACK/NAKチャネルインデックスを表す。ここで、ACK/NAKチャネルは、多重化されたACK/NAK信号の集合を表し、各システムの必要性およびリソース状況によって複数のACK/NAKチャネルの存在が可能である。同図では、説明の便宜のために、1つのACK/NAKチャネルが存在するとした。
まず、図7の(a)は、一個のOFDMシンボルを通じて多重化されたACK/NAK信号を送信する例を示す図である。図7の(a)によれば、一個のOFDMシンボルに4個のACK/NAK信号が拡散率SF=4で拡散されてCDM方式で多重化された後、隣接した4個の副搬送波で送信される場合を示す。ACK/NAK信号送信のために1つのOFDMシンボルのみが使用されたため、ACK/NAK信号送信に対して時間軸上のダイバーシティ利得を得ることはできないが、周波数軸上のダイバーシティ利得を得る目的として、図7の(a)に示すように、CDM方式で多重化されたACK/NAK信号を周波数軸で4回反復送信することができる。ここで、4回反復したことは、ダイバーシティを得るために反復させた1つの例であり、反復回数は、チャネル状況およびシステムのリソース状況に応じて変わることは当然である。
図7の(b)は、複数のOFDMシンボルを通じて多重化されたACK/NAK信号を送信する例を示す図である。図7の(b)によれば、2つのOFDMシンボルのそれぞれに、4個のACK/NAK信号が拡散率SF=4で拡散され、CDM方式で多重化された後、隣接した4個の副搬送波で送信されてもよい。すなわち、ACK/NAK信号送信のためのOFDMシンボルが増加する場合、1つのOFDMシンボルのみ使用された場合のACK/NAK信号はそのままで、増加したOFDMシンボルを使用して反復して送信することができる。ただし、2番目のOFDMシンボルで反復して送信するときは、最初のOFDMシンボルで使われた副搬送波とは可能な限り重複しない副搬送波を用いて送信することが、周波数ダイバーシティ効果の面で好ましい。
図7の(b)では、OFDMシンボル個数が増加しても、送信できるACK/NAK信号の個数は、一個のOFDMシンボルを使用したときと同じ場合を示している。本実施例によって、既存の一個のOFDMシンボルのみを使用した場合では周波数軸でのみ反復させたACK/NAK信号を、より多いOFDMシンボルの使用によって事実上時間−周波数の反復回数を増加させ、同一個数のACK/NAK信号送信のためにより多い時間−周波数リソースを用いて送信することができる。この場合、ACK/NAK送信に使われるOFDMシンボルが増加したため、ACK/NAK送信に使われる信号のパワーもより多く割り当てることができ、よって、より広い領域のセルにACK/NAK信号を送信することができる。
図7の(c)は、複数のOFDMシンボルを通じて、多重化されたACK/NAK信号を送信する他の例を示す図である。図7の(c)によれば、ACK/NAK信号送信のためのOFDMシンボルの個数が2つと増加した場合に、CDM方式で多重化されたACK/NAK信号の周波数軸上の反復回数を減らして送信することができる。このようにOFDMシンボルの個数が2つと増加した場合に反復回数を減らして送信を容易にすることによって、より効率的にリソースを活用することができる。
図7の(c)では、図7の(b)の送信方法と比較して、ACK/NAK信号が周波数軸上4回反復から2回反復へと減った。しかし、ACK/NAK信号送信のために使われるOFDMシンボルの個数は増加したため、図7の(a)で1個のOFDMシンボルを使用する場合と比較すると、4個の時間−周波数リソース領域を使用できるという点が同様である。
図7の(b)の場合に比べて、図7の(c)の場合は、1つのACK/NAKチャネル送信のために使われた時間−周波数リソース領域の個数が減ったから、ACK/NAKチャネル送信のための信号パワーはより少ないが、ACK/NAKチャネルが時間−周波数領域にわたって送信されるから、1個のOFDMシンボルでのみ送信される場合に比べて、より効率的な1シンボルあたり送信電力の割り当てが可能になる。
また、システム上でスケジューリング処理の単純化を図るために、全てのOFDMシンボルに同じ構造でACK/NAK信号を反復して送信する場合、すなわち、図7の(b)に示す例の時間−周波数リソースを使用するとすれば、互いに異なるACK/NAKチャネルを送信することができる。すなわち、2倍のACK/NAKチャネルを送信できるので、より効率的なリソース使用が可能となる。
図7で説明した複数のACK/NAK信号の多重化のための拡散率および時間周波数領域における反復回数、ACK/NAK信号送信のためのOFDMシンボルの個数は、本発明のより正確な説明のための一例に過ぎず、異なる拡散率、反復回数、および様々なOFDMシンボル個数を本発明に適用可能であることは当然である。なお、図7の実施例では、送信アンテナダイバーシティを用いない1個の送信アンテナを使用する場合についてのみ示したが、これに限定されず、2個の送信アンテナダイバーシティ方法および4個の送信アンテナダイバーシティ方法を用いる場合にも適用可能である。
図8は、本発明の一実施例によって、SFBC/FSTD手法が適用される拡散信号を、複数のOFDMシンボルを通じて送信する方法の一例を示す図である。図8では、計4個の送信アンテナを用いて4次送信アンテナダイバーシティ効果を得る実施例について説明する。ただし、この場合も、説明の便宜のために、1つのACK/NAKチャネルが存在するとして説明する。
図8の(a)には、4個の送信アンテナを用いて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用し、該信号を複数のOFDMシンボルを通じて送信する方法を示す。図8の(a)によれば、2つのOFDMシンボルのそれぞれに4個のACK/NAK信号が拡散率SF=4で拡散され、CDM方式で多重化された後、隣接した4個の副搬送波で送信されてもよい。すなわち、ACK/NAK信号送信のためのOFDMシンボルが増加する場合、1つのOFDMシンボルのみ使用された場合のACK/NAK信号をそのまま、増加したOFDMシンボルを使用して反復して送信することができる。これは、図7の(b)で説明した通りである。
ただし、本実施例によって2番目のOFDMシンボルについて反復して送信するときは、最初のOFDMシンボルで使われたアンテナセットと異なるアンテナセットを使用して送信する。すなわち、例えば、最初のOFDMシンボルで送信するとき、第1アンテナと第3アンテナとを含んでなる第1アンテナセットを用いて送信したとすれば、2番目のOFDMシンボルで送信するときは、第2アンテナと第4アンテナとを含んでなる第2アンテナセットを用いて送信することができる。この場合にも、最初のOFDMシンボルで送信される副搬送波とは可能な限り重複しない副搬送波を用いて送信することが、周波数ダイバーシティ効果の面で好ましい。
図8の(b)は、4個の送信アンテナを用いて拡散信号に対してSFBC/FSTD手法を適用するもので、複数のOFDMシンボルを通じて送信する他の例を示す図である。図8の(b)によれば、ACK/NAK信号送信のためのOFDMシンボルの個数が2つと増加した場合に、CDM方式で多重化されたACK/NAK信号の周波数軸の反復回数を減らして送信することができる。これは、図7の(c)を通じて説明した通りである。しかし、本実施例によって2番目のOFDMシンボルを通じて反復して送信するときは、最初のOFDMシンボルで使われたアンテナセットと異なるアンテナセットを使用して送信する。
図9は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。図9を参照すると、計4個の送信アンテナを利用する場合、第1アンテナセットには第1アンテナと第2アンテナとが含まれ、第2アンテナセットには第3アンテナと第4アンテナとが含まれる。好ましくは、第1アンテナセットと第2アンテナセットはそれぞれ、SFBC符号化が行われるアンテナセットであり、両アンテナセットの間にFSTD方式が適用されてもよい。本実施例によると、送信しようとするデータが1つのOFDMシンボルで送信されるとすれば、図9に示すように、SF=2で拡散される信号は、SFBC符号化される同一のアンテナセットを通じて1つのOFDMシンボルの隣接した2個の副搬送波を通じて送信することができる。
特に、図9の(a)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号と第2アンテナセットを通じて送信される拡散信号とが互いに異なる場合を示す。そして、図9の(b)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号が第2アンテナセットを通じて反復送信され、4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できる場合を示す。
したがって、図9のように、1つの信号をSF=2で拡散することによって、CDM多重化される信号に対しても図1における拡散を考慮せずに、4個の副搬送波単位でSFBC/FSTDを適用するときと同じ構造を使用することができる。
図10は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。本実施例では、図9の実施例と同様に、SF=2で一つまたは複数の信号のそれぞれを(準)直交コードなどで拡散し、この拡散された一つまたは複数の信号を符号分割多重方式で多重化して送信し、この場合、この多重化された信号は、同一のアンテナセットを通じて送信する方法を提供する。
図10では、図9とは違い、計4個の送信アンテナを利用する場合、第1アンテナセットには第1アンテナと第3アンテナとが含まれ、第2アンテナセットには第2アンテナと第4アンテナとが含まれる例を示す。しだかって、図10は、図9と比較して、各アンテナセットを構成する方法のみが異なり、SFBC/FSTD方式を適用する方法は同一とする場合を示す。本実施例によれば、SF=2で拡散される信号は、SFBC符号化される同一のアンテナセットを通じて1つのOFDMシンボルの隣接した2個の副搬送波を通じて送信することができる。
特に、図10の(a)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号と第2アンテナセットを通じて送信される拡散信号とが異なる場合を示す。そして、図10の(b)は、第1アンテナセットを通じて送信される拡散信号が第2アンテナセットを通じて反復送信され、4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できる場合を示す。
したがって、図10では、信号をSF=2で拡散することによって、CDM多重化される信号に対しても、図1のように拡散を考慮せずに、4個の副搬送波単位でSFBC/FSTDを適用するときと同じ構造を使用することができる。
図11は、本発明の実施例によって、通信システムで拡散信号に対してSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。同一信号が追加のダイバーシティを得るために反復して送信されてもよく、特に、本実施例では、周波数軸で、すなわち、同一時間単位の間に互いに異なる副搬送波を通じて1回または複数回反復送信される場合を示す。
本実施例では、信号がSF=2で拡散され、拡散された複数の信号が多重化された後、同一のアンテナセットを通じて送信されるように、2個の副搬送波単位でアンテナセットを決定する。この場合、4次送信アンテナダイバーシティを取得できるSFBC/FSTD方式を適用するための反復送信時には、アンテナセットを変更して反復送信する。したがって、4次送信アンテナダイバーシティ利得を取得できるSFBC/FSTD手法が適用されるアンテナ−周波数マッピング構造が、4個の副搬送波単位で反復される。
図11の(a)は、図9で説明した実施例に反復送信方法を適用した例を示す図である。そして、図11の(b)は、図10で説明した実施例に反復送信方法を適用した例を示す図である。特に、図11の(a)および(b)は、隣接した4個の副搬送波を用いてSFBC/FSTD手法を適用した例を示す。図11の(a)および(b)はそれぞれ、第1アンテナセットと第2アンテナセットを構成するアンテナのみが異なり、本実施例の適用においては同一方法を用いる。
図12は、本発明の実施例によって、通信システムで拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の他の例を示す図である。図12においても、図11の実施例と同様に、SF=2で拡散された複数の信号が多重化された後、上記の実施例によって多重化された信号が同一のアンテナセットを通じて送信されるように、2個の副搬送波単位でアンテナセットを決定する。この場合にも、4次送信アンテナダイバーシティを取得できるSFBC/FSTD方式を適用するための反復送信時には、アンテナセットを変更して反復送信する。
しかしながら、図11の実施例では隣接した4個の副搬送波を通じてSFBC/FSTD方式を適用したことと違い、本実施例では、反復送信時に使用される副搬送波は、前の送信時と比較してある程度間隔を持つ副搬送波を使用するという点が異なる。ただし、この場合も、拡散信号列が多重化されて送信される副搬送波は、互いに隣接した副搬送波からなることが好ましい。
図12の(a)は、図9で説明した実施例に反復送信方法を適用した例を示す図である。そして、図12の(b)は、図10で説明した実施例に反復送信方法を適用した例を示す図である。図12の(a)および(b)もそれぞれ、第1アンテナセットと第2アンテナセットを構成するアンテナのみが異なるだけで、本実施例の適用においては同一の方法を用いる。
したがって、図12の実施例は、SFBC/FSTD方式を適用する4個の副搬送波のうち2個の副搬送波のみを使用して1回送信のみを行い、その後、SFBC/FSTD方式を適用する4個の副搬送波に対しても2個の副搬送波のみを使用して1回送信のみを行うが、このとき、SFBC/FSTD方式を具現するために、前の送信とは異なるアンテナセットを使用する。
図13は、本発明の一実施例によって、通信システムにおいて一つまたは複数の拡散信号にSFBC/FSTD手法を適用する方法の一例を示す図である。システム上でOFDMシンボルごとにまたはサブフレームごとに一括して図1のSFBC/FSTD送信方式によるアンテナ−周波数マッピング構造を維持させる場合は、図12で使用されないSFBC/FSTD方式における残りのSFBCのアンテナセットを、他のデータの送信のために使用することができる。
図13を参照すると、図1で説明した4個の副搬送波単位で4次送信アンテナダイバーシティ利得が得られるSFBC/FSTD送信方式におけるアンテナ−周波数マッピング構造と同じ構造を使用し、この構造により、2個の互いに異なる多重化された信号を送信することができる。この場合、各多重化された信号はSF=2で拡散されて多重化された信号であり、2個の副搬送波を通じて送信されてもよい。
すなわち、拡散された複数のデータ信号が多重化された信号である任意の多重化された信号を送信するためのSFBC/FSTD送信方式の適用において、SFBC符号化される第1アンテナセットの他に第2アンテナセットは他の多重化された信号を送信するために使用されてもよい。そして、第1アンテナセットと第2アンテナセットで送信される多重化された信号を反復して送信するときには、それぞれ異なるアンテナセットを通じて送信させることによって、4次送信アンテナダイバーシティ効果を取得することができる。
例えば、第1アンテナセットを通じて第1多重化された信号を送信し、第2アンテナセットを通じて第2多重化された信号を送信するとしたら、反復送信時には、多重化された信号およびアンテナ間のマッピングを変更することによって、第1アンテナセットでは第2多重化された信号を送信し、第2アンテナセットでは第1多重化された信号を送信することができる。その次の反復時には、再び多重化された信号およびアンテナ間のマッピングを変更し、該当の送信を行うことができる。よって、第1多重化された信号は再び第1アンテナセットを通じて送信され、第2多重化された信号は再び第2アンテナセットを通じ送信されてもよい。この方式で送信する場合、効率的にリソースを使用すると同時に、図1で説明したSFBC/FSTD方式におけるアンテナ−周波数マッピング構造を維持することができる。
上記の例では、SF=2で拡散信号が1つのOFDMシンボルを通じてのみ送信される場合を取り上げた。その場合は、追加の周波数ダイバーシティを得るためには周波数軸上でのみ反復が可能だった。しかし、1つのOFDMシンボルを使用する例は、本発明を説明するための一例に過ぎず、拡散率SF=4の場合で説明した通り、本実施例は、複数のOFDMシンボルを使用する場合にも適用可能である。
複数のOFDMシンボルを通じた送信時には、送信アンテナダイバーシティの他に追加のダイバーシティを得るために周波数軸だけでない時間軸上への反復も適用可能である。以上の実施例は、本発明の適用を説明するためのもので、SFBC/FSTD送信ダイバーシティ方法を使用するシステムで、様々な拡散率(SF)、様々なOFDMシンボル個数ならびに時間および周波数軸上での反復回数に関らずに適用可能である。
本発明の実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェアまたはこれらの結合などにより具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例による通信システムで拡散信号を送信する方法は、一つまたは複数の特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit;ASIC)、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor;DSP)、デジタル信号処理装置(Digital Signal Processing Device;DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device;PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array;FPGA)、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・プロセッサなどにより具現されてもよい。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例による通信システムで拡散信号を送信する方法は、以上で説明した機能または動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現されてもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶されてプロセッサにより駆動されてもよい。このメモリユニットは、上記プロセッサの内部または外部に設けられ、既に公知の様々な手段により当該プロセッサとデータを交換することができる。
上記の実施例および利点は単に説明のためのもので、本発明を制限するものとして解釈されてはならない。本発明の教示は、他のタイプの装置にも容易に適用することができる。したがって、上記の詳細な説明はいずれの面においても請求項の範囲を制限するものとして解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。様々な代替物、変更物、変形物が当業者には自明である。請求項で、手段および機能(means-plus-function)による語句の範囲は、引用された機能を実行するために記述された構造を含み、構造的等価だけでなく等価の構造も含む。
本発明は、多重搬送波を用いる移動通信システムに適用することができる。

Claims (16)

  1. 移動通信システムにおいて拡散信号を送信する方法であって、
    拡散率を有する複数の拡散符号を用いて信号を拡散することと、
    前記拡散信号を符号分割多重方式で多重化することと、
    前記多重化された信号を、第1アンテナセットで1つのOFDMシンボル内の複数の隣接した周波数リソースを通じて送信することと、
    同一の多重化された信号を第2アンテナセットで1つのOFDMシンボル内の複数の隣接した周波数リソースを通じて送信することと、
    を含む拡散信号送信方法。
  2. 前記多重化された信号は、4個の隣接した周波数リソースを通じて送信されることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  3. 前記拡散率が4であることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  4. 前記拡散率が、前記隣接した周波数リソースの個数と同一であることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  5. 前記第1アンテナセットは、1つのOFDMシンボル内で隣接する周波数リソース対のそれぞれに対して空間周波数ブロックコードを適用することによって空間周波数ブロック符号化されることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  6. 前記第1アンテナセットは、2つのアンテナを含むことを特徴とする、請求項5に記載の拡散信号送信方法。
  7. 前記第2アンテナセットは、1つのOFDMシンボル内で隣接する周波数リソース対のそれぞれに対して空間周波数ブロックコードを適用することによって空間周波数ブロック符号化されることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  8. 前記第2アンテナセットは、2つのアンテナを含むことを特徴とする、請求項7に記載の拡散信号送信方法。
  9. 前記第1アンテナセットを通じて送信される多重化された信号と前記第2アンテナセットを通じて送信される多重化された信号は、それぞれ、互いに異なる周波数リソースを通じて送信されることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  10. 前記第1アンテナセットを通じて送信される多重化された信号と前記第2アンテナセットを通じて送信される多重化された信号は、それぞれ、互いに異なるOFDMシンボルを通じて送信されることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  11. 前記多重化された信号は、前記第1アンテナセットと前記第2アンテナセットを交互に用い、互いに独立した周波数リソースを通じて反復送信されることを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  12. 前記多重化された信号は、前記第1アンテナセットおよび前記第2アンテナセットを交互に用いて計3回送信されることを特徴とする、請求項11に記載の拡散信号送信方法。
  13. 前記第1アンテナセットは、4個のアンテナのうち、第1アンテナおよび第2アンテナを含むことを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  14. 前記第2アンテナセットは、前記4個のアンテナのうち、第3アンテナおよび第4アンテナを含むことを特徴とする、請求項13に記載の拡散信号送信方法。
  15. 前記第1アンテナセットは、4個のアンテナのうち、第1アンテナおよび第3アンテナを含むことを特徴とする、請求項1に記載の拡散信号送信方法。
  16. 前記第2アンテナセットは、前記4個のアンテナのうち、第2アンテナおよび第4アンテナを含むことを特徴とする、請求項15に記載の拡散信号送信方法。
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