JP2011045111A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線フレームの1つのサブフレーム内にデータを配置する。データは複数のOFDM符号またはシングルキャリアFDMA符号を含む。符号のうちの2つ以上は異なる符号持続時間を有する。無線フレーム及びサブフレームの持続時間は同じである。サブフレームに含まれる符号は複数のサブキャリアを含み、サブフレームに含まれる複数の符号及びサブキャリアは、搬送波帯域幅が整数個の資源ブロックに分割されるように、資源ブロックへとグループ化される。サブフレームに含まれる2つ以上の符号のサイクリック・プレフィックスの持続時間は、最小の搬送波帯域幅に対応する1つのサンプル持続時間だけ異なる。
【選択図】なし
Description
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
・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。
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。
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。
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。
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。
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。
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’בp’בs’בN’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。
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。
Claims (9)
- 通信システム内において、複数のサブフレームからなる無線フレームを介してデータを送信するための方法であって、
2つ以上の搬送波帯域幅を含む搬送波帯域幅の組から搬送波帯域幅を決定する工程と、
データを受信する工程と、
前記無線フレームの1つのサブフレーム内に前記データを配置する工程と、前記サブフレーム内のデータは複数のOFDM符号または複数のシングルキャリアFDMA符号を含むことと、前記サブフレームに含まれる符号のうちの2つ以上は異なる符号持続時間を有することと、
前記無線フレーム及びサブフレームの持続時間は、前記搬送波帯域幅の組の各搬送波帯域幅について同じであることと、
前記サブフレームに含まれる符号は複数のサブキャリアを含むことと、サブフレームに含まれる複数の符号及びサブキャリアは、搬送波帯域幅が整数個の資源ブロックに分割されるように、資源ブロックへとグループ化されることと、
前記サブフレームに含まれる2つ以上の符号のサイクリック・プレフィックスの持続時間は、前記搬送波帯域幅の組における最小の搬送波帯域幅に対応する1つのサンプル持続時間だけ異なることと、
決定した搬送波帯域幅により、前記無線フレームを介して前記データの配置されたサブフレームを送信する工程と、からなる方法。 - 通信システム内において、複数のサブフレームからなる無線フレームを介してデータを送信するための方法であって、
データを受信する工程と、
前記無線フレームの1つのサブフレーム内に前記データを配置する工程と、前記サブフレーム内のデータは複数のOFDM符号または複数のシングルキャリアFDMA符号を含むことと、前記サブフレームに含まれる符号のうちの2つ以上は異なる符号持続時間を有することと、
複数の制御OFDM符号または複数の制御シングルキャリアFDMA符号を含む資源配分制御チャネルを時間多重化し、前記サブフレームの開始部に配置する工程と、資源配分制御チャネルは1つ以上の遠隔ユニットに対して少なくともダウンリンク資源配分、アップリンク資源配分、及び確認応答制御情報を含むことと、
前記無線フレームを介して、前記資源配分制御チャネルを含む前記データの配置されたサブフレームを送信する工程と、
資源配分制御チャネルは、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を配分する、永続的な資源配分の制御メッセージを含むことと、からなる方法。 - サブフレームは整数個のサブフレームを含むフレームの一部であり、フレームは、フレームの資源を割り当てる制御構造に関連付けられた最小のスケジュール化可能な単位である、請求項2に記載の方法。
- サブフレームはスロットであり、フレーム長は送信時間間隔(TTI)である、請求項3に記載の方法。
- OFDM又はシングルキャリアFDMA符号は、有効ペイロード部分と、サイクリック・プレフィックスとを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記サブフレームに含まれ異なる符号持続時間を有する2つ以上のOFDM又はシングルキャリアFDMA符号は、サイクリック・プレフィックスの持続時間が異なり、かつ、有効ペイロード部分の持続時間が同じである、請求項5に記載の方法。
- 前記2つ以上のOFDM又はシングルキャリアFDMA符号のサイクリック・プレフィックスの持続時間は等しくない、請求項6に記載の方法。
- 通信システム内において、複数のサブフレームからなる無線フレームを介してデータを送信するための方法であって、
データを受信する工程と、
前記無線フレームの1つのサブフレーム内に前記データを配置する工程と、前記サブフレーム内のデータは複数のOFDM符号または複数のシングルキャリアFDMA符号を含むことと、前記サブフレームに含まれる符号のうちの2つ以上は異なる符号持続時間を有することと、
複数の制御OFDM符号または複数の制御シングルキャリアFDMA符号を含む資源配分制御チャネルを時間多重化し、前記サブフレームの開始部に配置する工程と、資源配分制御チャネルは1つ以上の遠隔ユニットに対して少なくともダウンリンク資源配分、アップリンク資源配分、及び確認応答制御情報を含むことと、
資源配分制御チャネルの場所を示す標識を前記サブフレーム内に配置する工程と、
前記無線フレームを介して、前記資源配分制御チャネルを含む前記データの配置されたサブフレームを送信する工程と、からなる方法。 - 通信システム内において、複数のサブフレームからなる無線フレームを介してデータを送信するための方法であって、
データを受信する工程と、
前記無線フレームの1つのサブフレーム内に前記データを配置する工程と、前記サブフレーム内のデータは複数のOFDM符号または複数のシングルキャリアFDMA符号を含むことと、前記サブフレームに含まれる符号のうちの2つ以上は異なる符号持続時間を有することと、
複数の制御OFDM符号または複数の制御シングルキャリアFDMA符号を含む資源配分制御チャネルを時間多重化し、前記サブフレームの開始部に配置する工程と、資源配分制御チャネルは1つ以上の遠隔ユニットに対して少なくともダウンリンク資源配分、アップリンク資源配分、及び確認応答制御情報を含むことと、
前記無線フレームを介して、前記資源配分制御チャネルを含む前記データの配置されたサブフレームを送信する工程と、
資源配分制御チャネルは、永続的な資源配分を解放する、永続的な資源をオフにする制御メッセージを含むことと、からなる方法。
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