JP2012513711A - Ｏｆｄｍａシステムにおけるミッドアンブルの物理的構造とシーケンス設計 - Google Patents

Ｏｆｄｍａシステムにおけるミッドアンブルの物理的構造とシーケンス設計 Download PDF

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Abstract

【解決手段】ワイヤレスOFDMAシステム中、ミッドアンブルが用いられて、ダウンリンク(DL)チャネル推定を促進する。基地局は、DLサブフレームで割り当てられるミッドアンブルチャネルにより、ミッドアンブル信号を伝送する。新規の符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキーム中、ミッドアンブルチャネルは、サブフレームの複数のリソースブロックの最初、又は、最後のOFDM符号に割り当てられ、残りの連続したOFDM符号はデータ伝送に用いられる。符号ベースのミッドアンブルチャネルは、ミッドアンブル信号とパイロット信号間に良い共存を提供し、余分な制限や複雑性が生じない。新規のミッドアンブルチャネルと配列順序下、コードシーケンスと時間ドメイン、又は、周波数ドメイン位置の自由度が考慮されるので、必要なミッドアンブルシーケンス数は、実質上、強い干渉の数より小さい。この他、異なるミッドアンブルシーケンスは、ベースシーケンスに基づいて、体系的に生成されるので、受信される移動局は、全部の異なるコードシーケンスを記憶する必要がない。
【選択図】図５

Description

この出願は、２００８年１２月３１日付の出願の「UL and DL Sounding Channel Design」と題された米国仮出願番号６１／１４１，８１４と、２００９年６月２３日付の出願の「Midamble Sequence Arrangement Methods For OFDMA Systems」と題された米国仮出願番号６１／２１９，４５２から合衆国法典第３５編第１１９条に従って優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、ワイヤレスネットワークコミュニケーションに関するものであって、更に特に、直交周波数分割多元接続 (OFDMA)伝送システムにおけるミッドアンブル（midamble）の物理的構造とシーケンス設計に関するものである。
直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム中、ミッドアンブルは、移動局に、移動局と基地局間のチャネル情報を得させる一種の測定パイロットである。ミッドアンブル伝送は、ダウンリンク(DL)シグナリングメカニズムで、基地局は、ダウンリンク上でミッドアンブル信号を伝送して、移動局が、基地局から移動局のチャネル応答を推定できるようにする。一例中、移動局は、受信されたミッドアンブル信号から得られるチャネル情報を用いて、最高のプレコーディングベクトル/マトリクスを選択し、その後、情報を基地局にフィードバックする。別の例中、移動局は、チャネル情報を用いて、特定の周波数バンドのチャネル品質インジケーター(CQI)を計算することができる。図1(公知技術)は、DLミッドアンブルがどのようにDL閉ループ(CL)伝送に用いられるかを示す図である。図1の例中、基地局は、フレームNのDLサブフレームDL#4で割り当てられるミッドアンブルチャネル11により、ミッドアンブル信号を伝送する。移動局は、ミッドアンブル信号を受信し、DLチャネル上で、DLチャネル推定を実行する。後続フレームN+K中、基地局は、クックブックベース(cookbook-based)のDL CL方法、例えば、CL MU-MIMO、又は、CL SU-MIMOを用いて、DLサブフレームDL#2中のデータチャネル12により、データを伝送する。
IEEE 802.16mシステム中、リソースブロックは、二次元の無線リソース領域として定義され、多数の連続したサブキャリア(周波音とも称される)と多数の連続したOFDM符号(時間スロットとも称される)からなる。DLとアップリンク(UL)伝送両方にとって、IEEE 802.16m規格は、様々なワイヤレスシステムで定義される様々なリソースブロック、例えば、5-符号リソースブロック、6-符号リソースブロック、及び、7-符号リソースブロックである。IEEE 802.16m規格も、各種リソースブロック中の様々なMIMOスキームの対応するパイロットパターンを定義する。図2(公知技術)は、6-符号リソースブロック中の異なるMIMOスキームの異なるパイロットパターンの例を説明する図である。リソースブロック21は、8-ストリーム局限性(localized)パイロットパターンを有する18x6リソースブロックで、リソースブロック22は、4-ストリーム局限性パイロットパターンを有する18x6リソースブロックで、リソースブロック23は、2-ストリーム局限性/分散型パイロットパターンを有する18x6リソースブロックである。
チャネル推定品質を確保するため、ミッドアンブルチャネルにより伝送されるミッドアンブル信号は、様々なDLリソースブロック中で割り当てられるオリジナルのパイロットに衝突してはいけない。異なる基地局は、あらゆる所定のパイロットパターンを、同じリソースブロックを用いたデータ伝送に用いるので、ミッドアンブルチャネルは、どの所定のパイロットパターンとも重複してはいけない。図2で示されるように、全部の所定のパイロットパターン結合後、“P”で示されるリソース領域は、全ての可能なパイロット信号を表示し、基地局の異なるアンテナは、リソースブロック14で上述のパイロット信号を伝送する。
図3A〜3C(公知技術)は、異なるMIMOスキームの異なるミッドアンブルチャネルパターン割り当ての例を説明する。図3Aは、2Txと4Tx MIMOメカニズムのミッドアンブルチャネル割り当てを示す。図3Bは、2Tx、4Tx、及び、8Tx MIMOメカニズムのミッドアンブルチャネル割り当てを示す。同様に、図3Cは、2Tx、4Tx、及び、8Tx MIMOメカニズムの別のミッドアンブルチャネル割り当てを示す。ここで分かることは、割り当てられたミッドアンブルチャネルは、どの所定のパイロットパターンとも重複しないことである。しかし、このようなミッドアンブルチャネル割り当てスキームは、システムの実現にとって、望ましくない複雑性を増大させる。まず、各MIMOスキームは、異なるミッドアンブルパターンと相関する。異なるMIMOスキームを採用する時、これは、基地局と移動局が、異なるデータマップルールを記憶しなければならない。次に、データとミッドアンブル信号は一OFDM符号で共存する。その結果、OFDM信号のピーク対平均電力比(PAPR)の制御は困難で、且つ、ミッドアンブル出力の増大を決定するのが難しい。
上述のミッドアンブルチャネル割り当てに関連する複雑性問題に加え、その他の問題もミッドアンブルシーケンス設計に伴って発生する。現行のIEEE 802.16eシステム中、OFDMAシステムの異なるセルに位置する基地局に対し、144個のセルIDがある。上述の144個のセルIDはそれぞれ、異なるミッドアンブルシーケンスに指定されて、ミッドアンブル伝送に用いられ、移動局の干渉ランダム化としっかりとしたミッドアンブルシーケンス検出を達成する。しかし、各移動局は、全144個のミッドアンブルシーケンスを記憶しなければならない。未来のネットワーク成長(即ち、未来のフェムトセル配置)をサポートするため、現在のIEEE 802.16mシステム中に、768個のセルIDが定義される。もはや、768個のセルID中の各768個のミッドアンブルシーケンスを用いることは可能ではない。よって、解決方案が必要である。
ワイヤレスOFDMAシステム中、ミッドアンブルにより、ダウンリンク(DL)チャネル応答推定を促進する。基地局は、DLサブフレームの複数のリソースブロック中で割り当てられるミッドアンブルチャネルにより、ミッドアンブル信号を伝送する。新規の符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキーム中、ミッドアンブルチャネルは、DLサブフレームの複数のリソースブロックの最初、又は、最後のOFDM符号で割り当てられ、同じリソースブロックの残りの連続したOFDM符号はデータ伝送に用いられる。制限や複雑さを引き起こすことなく、符号ベースのミッドアンブルチャネル設計は、ミッドアンブル信号とパイロット信号間に良い共存を提供する。
まず、最初、又は、最後のOFDM符号で伝送されるミッドアンブル信号は、残りのOFDM符号で伝送されるどのパイロット信号とも衝突しない。二番目に、ミッドアンブルパターンは、同じリソースブロックを用いた別の基地局のデータ伝送作用に影響しない。例えば、最初、又は、最後のOFDM符号全体を占有するミッドアンブル信号は、残りのOFDM符号中のSFBC-ベースのデータ伝送を制限しない。三番目に、各リソースブロック内の異なるMIMOスキーム中、ミッドアンブルパターンは一致して、基地局と移動局は、余分なデータマップルールを実行しない。この他、最初、又は、最後のOFDM符号中に、ミッドアンブルと混合されるデータがないので、ミッドアンブルシーケンスの設計が容易で、ミッドアンブル出力の増大を決定して、最初、又は、最後のOFDM符号のピーク対平均電力比(PAPR)を最小化する。よって、現行のIEEE 802.16mシステム定義を用いて、符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームは、自然に、全ミッドアンブルチャネル設計の考慮を満足させ、制限や複雑さを生じることがない。
新規のミッドアンブルチャネルと配列順序(sequence arrangement)中、コードシーケンス、及び、時間ドメイン位置、又は、周波数ドメイン位置の自由度が考慮されて、必要なミッドアンブルシーケンス数は、実質的に、強い干渉の数より小さい。OFDMAシステムで必要とされる異なるミッドアンブルシーケンスの数は、支配隣接セルの数(つまり、強い干渉を生じるセル数)と、各フレームのミッドアンブルチャネル割り当てに対する時間ドメイン位置(つまり、OFDM符号)の数、又は、周波数ドメイン(つまり、非重複サブキャリアセット)の数に基づく。
更に、異なるミッドアンブルシーケンスは、ベースシーケンスに基づいて、体系的に生成されて、受信する移動局は、全部の異なるコードシーケンスを記憶する必要がない。第一具体例中、コードシーケンスは、循環的なシフトベースシーケンスにより生成される。基地局により各生成されたシーケンスにシフトされるビット数は、基地局のCell_IDに基づく。第二具体例中、コードシーケンスは、ベースシーケンス上の分離と結合(SC)操作により生成される。基地局により各生成されたシーケンスのSCルールは、基地局のCell_IDに基づく。第三具体例中、コードシーケンスは、擬似的-無作為(pseudo-randomly)インターリービングベースシーケンスにより生成される。基地局により各生成されたシーケンスのインターリービングルールは、基地局のCell_IDに基づく。
他の具体例と長所が以下で詳細に説明される。この概要は本発明を定義するものではない。本発明は特許請求の範囲により定義される。
添付図面は、同様の符号が同様の要素を指し示しつつ、発明の具体例を説明する。
(公知技術)ダウンリンク(DL)ミッドアンブルがどのようにDL閉ループ(CL)伝送に用いられるかを説明する図である。 (公知技術)18x6リソースブロック中の異なるMIMOスキームの異なるパイロットパターンの例を示す図である。 (公知技術)異なるMIMOスキームの異なるミッドアンブルチャネルパターンの例を示す図である。 (公知技術)異なるMIMOスキームの異なるミッドアンブルチャネルパターンの例を示す図である。 (公知技術)異なるMIMOスキームの異なるミッドアンブルチャネルパターンの例を示す図である。 一新規態様によるダウンリンクミッドアンブルチャネル割り当てと伝送によるワイヤレスOFDMAシステムを示す図である。 一新規態様によるダウンリンクミッドアンブルチャネル割り当てと伝送の方法のフローチャートである。 符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームの一例を示す図である。 様々なパイロットパターンを有する6-符号リソースブロックで割り当てられる符号ベースのミッドアンブルチャネルの例を示す図である。 様々なパイロットパターンを有する6-符号リソースブロックで割り当てられる符号ベースのミッドアンブルチャネルの例を示す図である。 様々なパイロットパターンを有する6-符号リソースブロックで割り当てられる符号ベースのミッドアンブルチャネルの例を示す図である。 様々なパイロットパターンを有する6-符号リソースブロックで割り当てられる符号ベースのミッドアンブルチャネルの例を示す図である。 符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームが7-符号リソースブロックに拡張できることを示す図である。 符号分割多重(CDM)、及び/又は、周波数分割多重化(FDM)による異なるアンテナによりシェアされるミッドアンブルチャネルを示す図である。 符号分割多重(CDM)、及び/又は、周波数分割多重化(FDM)による異なるアンテナによりシェアされるミッドアンブルチャネルを示す図である。 一新規態様によるミッドアンブルチャネルとミッドアンブルシーケンス配置を有するワイヤレスOFDMAシステムを示す図である。 図10のワイヤレスOFDMAシステム中の新規のミッドアンブルチャネルと配列順序を示す図である。 CDM、及び/又は、FDMによる複数の基地局の異なるアンテナによりシェアされるミッドアンブルチャネルを示す図である。 CDM、及び/又は、FDMによる複数の基地局の異なるアンテナによりシェアされるミッドアンブルチャネルを示す図である。 一新規態様によるOFDMAシステム中のダウンリンクミッドアンブルチャネルと配列順序の方法のフローチャートである。
本発明のいくつかの具体例について詳しく説明する。その例は添付図面で説明される。
図4は、一新規態様によるミッドアンブルチャネル割り当てと伝送によるワイヤレスOFDMAシステム40を示す図である。ワイヤレスOFDMAシステム40は、移動局MS31と基地局BS41を含む。ダウンリンク(DL)伝送にとって、MS31は、ストレージデバイス32、プロセッサ33、チャネル推定モジュール34、ミッドアンブル割り当て解除モジュール35、及び、アンテナ37に結合される伝送器、及び/又は、受信器36を含む。同様に、BS41は、ストレージデバイス42、プロセッサ43、ミッドアンブルシーケンス生成器44、ミッドアンブルチャネル割り当てモジュール45、及び、アンテナ47に結合される伝送器、及び/又は、受信器46を含む。ダウンリンク(DL)チャネル推定にとって、DLサブフレーム中、基地局BS41は、リソースブロック38(又は、複数のリソースブロック)で割り当てられるミッドアンブルチャネル48により運ばれるミッドアンブル信号を伝送する。リソースブロック38は、周波数ドメインに沿った多数の連続したサブキャリア(即ち、18個)と時間ドメインに沿った多数の連続したOFDM符号(即ち、6個)からなる二次元の無線リソース領域である。
図4の例中、ミッドアンブルチャネル48は、リソースブロック38中の第一OFDM符号で割り当てられる。リソースブロック38で割り当てられるミッドアンブルチャネル48のサブキャリア数は、リソースブロックのサブキャリアの数(即ち、18個)に等しい。その後、リソースブロック38により、ミッドアンブルシーケンスは複数のミッドアンブル信号として伝送されるミッドアンブルチャネル48にマップされる。各ミッドアンブル信号(つまり、ミッドアンブル信号34)は一周波音を占有する。通常、ミッドアンブルシーケンスの長さは、リソースブロックのサブキャリアの数と同じで、よって、ミッドアンブルチャネルで運ばれるミッドアンブル信号の数は、リソースブロックのサブキャリアの数と同じである。しかし、一般に、ミッドアンブルチャネルが、複数のリソースブロックに及ぶので、長いミッドアンブルシーケンスが用いられなければならない。図式により本発明の実施例を詳細に説明すると、ミッドアンブルチャネル48が一ミッドアンブルパターンに割り当てられ、BS41によりリソースブロック38で伝送されるミッドアンブル信号は、同じリソースブロックで伝送されるパイロット信号と衝突しない。ミッドアンブルパターンも、同じリソースブロック38を用いたデータ伝送作用に影響しない。この他、ミッドアンブルパターンは、基地局BS41と移動局MS31の望ましくない複雑性を減少させる。
図5は、一新規態様によるダウンリンクミッドアンブルチャネル割り当てと伝送の方法のフローチャートである。ステップ51中、基地局は、DLサブフレーム中の複数のリソースブロックで、物理的ミッドアンブルチャネル構造を割り当てる。ステップ52中、基地局は、ミッドアンブルシーケンスを割り当てられたミッドアンブルチャネルにマップする。DLサブフレームにより、ミッドアンブルシーケンスは、複数のミッドアンブル信号として伝送される。移動局がミッドアンブル信号を受信後、移動局は、受信されたミッドアンブルチャネルを割り当て解除し、その後、DL閉ループ伝送のDLチャネル推定を実行する(ステップ53)。例えば、移動局は、得られたチャネル情報を使用して、最高のプレコーディングベクトル/マトリクスを選択して、その後、情報を基地局にフィードバックすることができる。この他、移動局は、チャネル情報を使用して、ダウンリンクチャネルの特定周波数バンドのチャネル品質インジケーター(CQI)を計算する(ステップ54)。
うまく設計されたミッドアンブルチャネルは、幾つかの重要なミッドアンブルチャネル設計考慮を満足させる。まず、データ伝送の高品質チャネル推定を提供するために、ミッドアンブル信号は、同じリソースブロックで伝送されるオリジナルのパイロットに衝突することが許されない。次に、ミッドアンブルパターンが、同じリソースブロックを用いたデータ伝送作用に影響しないことが望ましい。三つ目に、各リソースブロック中の異なるMIMOスキーム間で、ミッドアンブルパターンの一貫性が最大限維持され、移動局が余分なデータマップルールを実行しないことが望ましい。更に、各リソースブロック中の各OFDM符号のピーク対平均電力比(PAPR)を最小化することが望まれる。
図6は、上述のミッドアンブルチャネル設計考慮を満たす符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームの一具体例を示す。前述のように、IEEE 802.16m規格は、6-符号リソースブロック(タイプ1)で、所定の異なるパイロットパターンを有する。タイプ1のリソースブロックは、IEEE 802.16mシステム中で一般的に用いられる基本のリソースブロックである。しかし、ある展開で、第一DLサブフレームの第一OFDM符号がよく同期チャネルに用いられ、最後のULサブフレームの最後のOFDM符号が、受信/送信切り替えギャップ(RTG)に用いられる。その結果、5-符号リソースブロックが、通常、データ伝送に用いられる。5-符号リソースブロックを用いて、データ伝送を促進するため、IEEE 802.16m規格は、様々な5-符号リソースブロック(タイプ3)で、所定の異なるパイロットパターンも有する。異なるパイロットパターンを有する5-符号リソースブロック61と62の例が、図6で示される。リソースブロック61は、4-ストリーム局限性パイロットパターンを有する18x5リソースブロックである。同様に、リソースブロック62は、2-ストリーム局限性パイロットパターンを有する18x5リソースブロックである。
IEEE 802.16m規格中の現行の明確に定義されたリソースブロックタイプとパイロットパターンに基づくと、ミッドアンブルチャネルが、6-符号リソースブロックの最初、又は、最後のOFDM符号で割り当てられることが観測される場合、対応する5-符号リソースブロックがデータ伝送に用いられる場合、全ミッドアンブルチャネル設計考慮が自然に満たされる。図6の18x6リソースブロック63の例中、ミッドアンブルチャネル64は、第一OFDM符号に割り当てられる。図6の18x6リソースブロック65の例中、ミッドアンブルチャネル66は最後のOFDM符号に割り当てられる。ミッドアンブルが有効な時、基地局が、ミッドアンブルチャネル64、又は、66を用いて、ミッドアンブル信号を伝送する場合、残りの5個の連続したOFDM符号は、5-符号リソースブロックに形成され、データ伝送に用いられる。一方、ミッドアンブルが無効の時、基地局は、6-符号リソースブロックを継続使用して、データ伝送する。
ミッドアンブルチャネルを6-符号リソースブロックの最初、又は、最後のOFDM符号に割り当てると共に、残りの5-符号リソースブロックを用いて、データ伝送することにより、全ミッドアンブルチャネル設計考慮は、制限と複雑性なしに、自然に満たされる。まず、最初、又は、最後のOFDM符号で伝送されるミッドアンブル信号は、残りのOFDM符号で伝送されるどのパイロット信号とも衝突しない。第二に、ミッドアンブルパターンは、同じリソースブロックを用いたデータ伝送作用に影響しない。例えば、空間周波数ブロック符号化(SFBC)符号化アルゴリズムは、複数の伝送アンテナを用いて、データを伝送し、空間的多様性を達成する。ミッドアンブル信号が最初、又は、最後のOFDM符号全体を占有するので、残りのOFDM符号中のSFBC-ベースのデータ伝送を制限しない。第三に、各リソースブロック中の異なるMIMOスキーム間で、ミッドアンブルパターンが一致して、移動局は余分なデータマップルールを実行する必要がない。この他、最初、又は、最後のOFDM符号中のミッドアンブルと混合されるデータがないので、ミッドアンブルシーケンスの設計が容易で、ミッドアンブル出力の増大を決定し、最初、又は、最後のOFDM符号のピーク対平均電力比(PAPR)を最小化する。
図7A〜7Dは、様々な所定のパイロットパターンを有するリソースブロックに割り当てられる符号ベースのミッドアンブルチャネルの例を説明する。図7A中、4-ストリーム局限性パイロットパターンを有する18x6リソースブロックが、ミッドアンブル信号とデータ伝送両方に用いられる。図7B中、2-ストリーム局限性/分散型パイロットパターンを有する18x6リソースブロックが、ミッドアンブル信号とデータ伝送両方に用いられる。図7C中、8-ストリーム局限性パイロットパターンを有する18x6リソースブロックが、ミッドアンブル信号とデータ伝送両方に用いられる。図7D中、8-ストリーム局限性パイロットパターンを有する36x6リソースブロックが、ミッドアンブル信号とデータ伝送両方に用いられる。上述の全例中、ミッドアンブルチャネルは、最初のOFDM符号、又は、最後のOFDM符号に割り当てられるので、パイロット信号とデータが、残りの連続したOFDM符号で伝送されることが分かる。5-符号パイロットパターンとデータマップルールは、既に、IEEE 802.16m規格で明確に定義され、このような符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームは、常に、ミッドアンブルとパイロット信号の良い共存を可能にし、データ伝送作用における余分な制限や移動局実行上の複雑性を生じることがない。
図8は、符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームが、容易に7-符号リソースブロックに拡張できることを示す図である。7MHzと8.75MHzバンド幅を有する18x7リソースブロック81がIEEE 802.16mシステム中に存在する。18x7リソースブロック81中、ミッドアンブル信号を伝送するのに用いられるミッドアンブルチャネル82は、最初の(又は、最後のOFDM符号、図8で図示されない)で割り当てられ、残りの6個の連続したOFDM符号は、6-符号リソースブロックに形成され、データ伝送する。これは、現行の802.16mシステム定義に基づいて、符号ベースのミッドアンブルチャネル割り当てスキームがミッドアンブルとパイロット信号のよい共存を提供し、制限や複雑さを生じることがないことを示す。
割り当てられたミッドアンブルチャネルは、符号分割多重(CDM)、及び/又は、周波数分割多重化(FDM)を用いて、基地局の異なるアンテナによりシェアされる。図9Aは、リソースブロック91で割り当てられるミッドアンブルチャネル91は、CDMを用いて、基地局のアンテナ1とアンテナ2によりシェアされることを示す。図9Aの例中、基地局のアンテナ1は、ミッドアンブルシーケンス93をミッドアンブルチャネル92にマップし、基地局のアンテナ2は、異なるミッドアンブルシーケンス94をミッドアンブルチャネル92にマップする。異なるミッドアンブルシーケンスを用いることにより、ミッドアンブルチャネルの同じリソース領域は、複数のアンテナによりシェアされて、ミッドアンブル信号を伝送する。図9Bは、リソースブロック95で割り当てられるミッドアンブルチャネル96が、FDMを用いて、基地局のアンテナ1とアンテナ2によりシェアされることを示す。図9Bの例中、基地局のアンテナ1は、ミッドアンブルチャネル96中のサブキャリアの一部(つまり、サブキャリア1,3,5,…)にミッドアンブルシーケンスをマップし、基地局のアンテナ2は、ミッドアンブルチャネル76中のサブキャリアの異なる部分(つまり、サブキャリア2,4,6,…)に、同じミッドアンブルシーケンスをマップする。ミッドアンブルチャネルの異なるサブキャリアを用いることにより、ミッドアンブルチャネルは、複数のアンテナによりシェアされて、ミッドアンブル信号を伝送する。
別の具体例中、二個の異なる基地局は、CDM、及び/又は、FDMの組み合わせを用いて、ミッドアンブルチャネルをシェアしてもよい。二個の基地局は、それぞれ、ミッドアンブル伝送に用いられる一アンテナだけを有する。CDMを用いる場合、二個の基地局のアンテナは、異なるミッドアンブルシーケンスを用いて、ミッドアンブル信号を伝送する。FDMを用いる場合、二個の基地局のアンテナは、異なる非重複サブキャリア集を用いて、ミッドアンブル信号を伝送する。
図10は、一新規態様によるミッドアンブルチャネルとミッドアンブルシーケンス配置を有するワイヤレスOFDMAシステム100を示す図である。ワイヤレスOFDMAシステム100は、移動局MS101と、それぞれ、複数のセル105、106、及び、107となる複数の基地局BS102、BS103、及び、BS104を含む。DLチャネル推定にとって、BS102は、ダウンリンクサブフレームの一つに割り当てられるミッドアンブルチャネルにより、ミッドアンブル信号を移動局MS101に伝送する。強い干渉信号をMS101に生成するので、隣接基地局BS103とBS104は支配隣接セルである。干渉ランダム化を達成し、安定したミッドアンブルシーケンス検出を提供するため、異なる基地局に用いられるミッドアンブルシーケンスは、従来のIEEE 802.16eシステムで異なる。例えば、そのセルIDに基づいて、各基地局は、独特なミッドアンブルシーケンスが与えられる。しかし、図10の新規のミッドアンブルチャネルと配列順序で、BS102の割り当てられたミッドアンブルチャネルと選択されたミッドアンブルシーケンスは、ある方式で、異なる基地局間に配置されて、最低必要数の異なるコードシーケンスを有する干渉ランダム化を達成する。この他、ミッドアンブルシーケンスは、体系的方法により生成されるので、MS101は、ミッドアンブルシーケンス検出の全部の異なるコードシーケンスを記憶する必要がない。
図11は、ワイヤレスOFDMAシステム100中、新規のミッドアンブルチャネルと配列順序の例を示す。図11中、各DLフレームは、時間ドメインで、4つの連続したDLサブフレームS1-S4を含む。セル105中、BS102は、S4で割り当てられるミッドアンブルチャネル111で、第一複数のミッドアンブル信号を伝送する。ミッドアンブルシーケンス112は、ミッドアンブルチャネル111にマップされる。セル106中、BS103は、S2で割り当てられるミッドアンブルチャネル113で、第二複数のミッドアンブル信号を伝送する。ミッドアンブルシーケンス114はミッドアンブルチャネル113にマップされる。セル107中、BS104は、S4で割り当てられるミッドアンブルチャネル115で、第三複数のミッドアンブル信号を伝送する。ミッドアンブルシーケンス116はミッドアンブルチャネル115にマップされる。BS102にとって、BS103とBS104は、強い干渉信号を生成する支配隣接セルである。ミッドアンブルチャネル113は、ミッドアンブルチャネル111と異なる時間ドメイン位置にあるので、ミッドアンブルシーケンス112は、ミッドアンブルシーケンス114と同じであり、強い干渉を生じない。一方、ミッドアンブルチャネル115は、ミッドアンブルチャネル111と同じ時間ドメイン位置(重複サブキャリアを有する)にあるので、ミッドアンブルシーケンス112は、ミッドアンブルシーケンス116と異なり、強い干渉を回避しなければならない。異なるミッドアンブルシーケンスが移動局に伝送される時、シーケンス適合後、別のミッドアンブルシーケンスの総和が、小電力値を有するホワイトノイズのようになるので、干渉ランダム化が達成される。
図11の例によると、OFDMAシステム100で要求される異なるミッドアンブルシーケンスの数(つまり、P)は、支配隣接セルの数(即ち、強い干渉を生じるセル数)、各フレーム中、ミッドアンブルチャネル割り当ての時間ドメイン位置(即ち、OFDM符号)の数に基づくことが分かる。ミッドアンブル配置の数が小さく、強い干渉の数が大きい場合、Pは大きくなければならない。反対に、ミッドアンブル配置の数が大きく、強い干渉の数が小さい場合、Pは小さくなければならない。強い干渉の数は、通常、OFDMAシステムで、256に選択される。ミッドアンブル配置の数は、更に、サブフレームとフレームの数、及び、各フレームのミッドアンブル割り当てに割り当て可能な時間ドメイン位置の数に基づく。例えば、各フレーム中に、四つのDLサブフレームがあり、各サブフレームが一ミッドアンブルチャネルに割り当てられる場合、ミッドアンブル配置の数は、各フレームで4個ある。これにより、256の強い干渉環境で、干渉ランダム化を達成するため、要求される異なるミッドアンブルシーケンスPの総数は256/4=64である。コードシーケンスと時間ドメイン位置の自由度を組み合わせることにより、必要なミッドアンブルシーケンスの数は、強い干渉の数より実質的に小さい。
複数の基地局の異なるアンテナは、更に、符号分割多重(CDM)、及び/又は、周波数分割多重化(FDM)の組み合わせを用いて、割り当てられたミッドアンブルチャネルをシェアする。図12Aは、BS102、BS103、及び、BS104のアンテナ1とアンテナ2が、CDMを用いて、リソースブロック121で割り当てられるミッドアンブルチャネル122をシェアすることを説明する。図12Aの例中、各基地局の各アンテナは、異なるミッドアンブルシーケンスをミッドアンブルチャネル122にマップして、ミッドアンブル伝送する。図12Bは、BS102、BS103、及び、BS104のアンテナ1とアンテナ2が、FDMを用いて、リソースブロック123に割り当てられるミッドアンブルチャネル124をシェアすることを説明する。図12Bの例中、各基地局の各アンテナは、ミッドアンブルチャネル124中のサブキャリアの異なる非重複部分で、同じミッドアンブルシーケンスをマップして、ミッドアンブル伝送する。
一態様中、P個の異なるミッドアンブルシーケンスの生成において、同じベースコードシーケンスが用いられる。2048 FFTサイズにとって、ベースシーケンスは、所定の-2048コードシーケンスである。異なるFFTサイズにとって、対応するベースシーケンスは、最長のコードシーケンスを切り捨てることにより得られる。第一具体例中、コードシーケンスは、ベースシーケンスを循環的にシフトすることにより生成される。基地局により各生成されたシーケンスにシフトされるビット数は、基地局のCell_IDに基づく。例えば、コードシーケンスb(k)は、以下の等式下で生成される:

Figure 2012513711

(0 < k <Nused-1)は、コードシーケンス中の第k bitで、u=(Cell_ID)mod(P)は、異なるセルの循環シフトで、オフセット(FFTsize)は、FFTsize特定オフセットで、Nusedは、コードシーケンスの長さで、Ntは伝送アンテナの数で、gは、範囲が0 〜 Nt-1の基地局伝送アンテナインデックスで、Gは長さ-2048 ベースシーケンスで、及び、k>(Nused-1)/2に対し、s=0、及び、k<=(Nused-1)/2に対し、s=1である。IEEE 802.16mシステム中、P=256を設定するのに十分である。
第二具体例中、コードシーケンスは、ベースシーケンス上の分離と結合(SC)操作により生成される。基地局により、各生成されたシーケンスのSCルールは、基地局のCell_IDに基づく。第三具体例中、コードシーケンスは、擬似的-無作為インターリービングベースシーケンスにより生成される。基地局により各生成されたシーケンスのインターリービングルールは、基地局のCell_IDに基づく。同じベースシーケンスから、異なるコードシーケンスを生成することにより、移動局は、一2048-長さコードシーケンスだけを記憶する必要がある。基地局のセルIDをミッドアンブルシーケンス生成器に挿入することにより、独特のコードシーケンスは、その基地局に対し、体系的に生成される。
大量のセルを有するワイヤレスOFDMAシステム中、各特定のセルにとって、飛び越し特徴を用いることにより、システムは、その他の第一層隣接セルが、異なるサブフレーム、又は、サブキャリアの異なる部分で、ミッドアンブルを割り当てることを確保する。第二層隣接セルにとって、システムは、ミッドアンブルを第一層セルと同じサブフレーム中で、割り当てられるようにするが、第二層隣接セルが異なるミッドアンブルシーケンスを用いることを確保しなければならず、ミッドアンブルシーケンスは、うまく設計されたランダムシーケンスを再分配(循環的なシフト、分離と結合、又は、擬似的-無作為インターリービング)することにより得られる。その他のセルにとって、システムは、前の層と同じサブフレーム中でミッドアンブルが割り当てられるようにするが、その他の層セルが、異なるミッドアンブルシーケンスと異なる再配置要素を使用することを確保しなければならない。
図13は、一新規態様によるOFDMAシステム中のダウンリンクミッドアンブルチャネルと配列順序の方法のフローチャートである。基地局にとって、ステップ131中、基地局は、DLサブフレームの時間ドメイン位置(つまり、第一OFDM符号)中で、物理的ミッドアンブルチャネル構造を割り当てる。ステップ132中、基地局はミッドアンブルシーケンスを生成し、ミッドアンブルシーケンスをミッドアンブルチャネルにマップする。DLサブフレームにより、ミッドアンブルシーケンスは、複数のミッドアンブル信号として伝送される。ステップ133中、基地局は、複数のミッドアンブル信号を移動局に伝送する。ミッドアンブルチャネルと順序が用意されて、複数のミッドアンブル信号は、OFDMAシステム中の別の支配隣接セルにより伝送される別のミッドアンブル信号に干渉されない。コードシーケンスと時間ドメイン位置、又は、周波数ドメイン位置の自由度は結合されるので、OFDMAシステム中で必要とされる異なるミッドアンブルシーケンスの数は、実質的に、支配隣接セルの数より小さい。この他、コードシーケンスは、同じベースシーケンスに基づいて、体系的に生成されて、移動局の複雑性を減少する。移動局にとって、ステップ134中、移動局は、まず、基地局により放送される同期チャネル(SCH)情報を受信し、SCH情報を復号することにより、基地局のセルIDを得る。セルIDに基づき、移動局は、基地局により伝送される対応するミッドアンブルシーケンス(即ち、ベースシーケンスを循環的にシフトすることにより)を得ることができる(ステップ135)。ミッドアンブルチャネル割り当て解除後、移動局は、基地局により、割り当てられたミッドアンブルチャネルにより伝送されたミッドアンブル信号を受信する(ステップ136)。その後、移動局は、得られたミッドアンブルシーケンスを用いて、受信されたミッドアンブル信号を適合させ、DLチャネル推定を実行する(ステップ137)。例えば、移動局は、チャネル情報を用いて、最高のプレコーディングベクトル/マトリクスを選択し、その後、情報を基地局にフィードバックすることができる。この他、移動局はチャネル情報を用いて、ダウンリンクチャネルの特定の周波数バンドのチャネル品質インジケーター(CQI)を計算する(ステップ138)。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
割り当てられたミッドアンブルチャネルは、符号分割多重(CDM)、及び/又は、周波数分割多重化(FDM)を用いて、基地局の異なるアンテナによりシェアされる。図9Aは、リソースブロック91で割り当てられるミッドアンブルチャネル92は、CDMを用いて、基地局のアンテナ1とアンテナ2によりシェアされることを示す。図9Aの例中、基地局のアンテナ1は、ミッドアンブルシーケンス93をミッドアンブルチャネル92にマップし、基地局のアンテナ2は、異なるミッドアンブルシーケンス94をミッドアンブルチャネル92にマップする。異なるミッドアンブルシーケンスを用いることにより、ミッドアンブルチャネルの同じリソース領域は、複数のアンテナによりシェアされて、ミッドアンブル信号を伝送する。図9Bは、リソースブロック95で割り当てられるミッドアンブルチャネル96が、FDMを用いて、基地局のアンテナ1とアンテナ2によりシェアされることを示す。図9Bの例中、基地局のアンテナ1は、ミッドアンブルチャネル96中のサブキャリアの一部(つまり、サブキャリア1,3,5,…)にミッドアンブルシーケンスをマップし、基地局のアンテナ2は、ミッドアンブルチャネル76中のサブキャリアの異なる部分(つまり、サブキャリア2,4,6,…)に、同じミッドアンブルシーケンスをマップする。ミッドアンブルチャネルの異なるサブキャリアを用いることにより、ミッドアンブルチャネルは、複数のアンテナによりシェアされて、ミッドアンブル信号を伝送する。

Claims (27)

  1. IEEE 802.16mシステムに用いるミッドアンブルチャネルを提供する方法であって、前記方法は、
    基地局により、複数のリソースブロックを有するサブフレーム中で、前記ミッドアンブルチャネルを割り当て、前記リソースブロックが、周波数ドメインに沿ったサブキャリアのアレイと時間ドメインに沿ったOFDM符号のアレイを有する二次元の無線リソース領域に及ぶステップと、
    前記ミッドアンブルチャネルにより、ミッドアンブル信号を伝送し、前記ミッドアンブル信号が、前記サブフレーム中の単一OFDM符号を占有し、前記ミッドアンブルチャネルが、前記サブフレームの前記リソースブロックの前記最初のOFDM符号、又は、前記最後のOFDM符号で割り当てられ、前記同じリソースブロック前記残りの連続したOFDM符号がデータ伝送に用いられるステップと、
    からなることを特徴とする方法。
  2. 前記リソースブロックは6-符号リソースブロックで、各前記リソースブロック中の前記残りの5個の連続した符号は、データ伝送に用いられる5-符号リソースブロックに形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記リソースブロックは7-符号リソースブロックで、各前記リソースブロック中の前記残りの6個の連続した符号は、データ伝送に用いられる6-符号リソースブロックに形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. パイロット信号はIEEE 802.16m所定のパイロットパターンにマップされ、前記ミッドアンブル信号は、前記同じリソースブロックで伝送される前記パイロット信号と衝突しないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 空間周波数ブロック符号化(SFBC)は前記同じリソースブロックに用いられて、データ伝送し、前記ミッドアンブル信号は前記SFBC-ベースのデータ伝送を制限しないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 複数の基地局の異なる伝送アンテナ間で、符号分割多重(CDM)、周波数分割多重化(FDM)、及び、符号分割多重(TDM)の少なくとも一つにより、前記ミッドアンブルチャネルがシェアされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 複数のミッドアンブルチャネルは、複数のダウンリンクサブフレームで割り当てられ、複数の基地局の異なる伝送アンテナに、複数のミッドアンブル機会を提供することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. OFDMAシステムの基地局であって、前記基地局は、
    複数のリソースブロックを有するサブフレームで、ミッドアンブルチャネルを割り当て、前記複数のリソースブロックは、周波数ドメインに沿ったサブキャリアのアレイと時間ドメインに沿ったOFDM符号のアレイを有する二次元の無線リソース領域に及ぶミッドアンブルチャネル割り当てモジュールを含み、
    前記ミッドアンブルチャネルにより、ミッドアンブル信号を伝送し、前記ミッドアンブルチャネルは、前記サブフレームの前記リソースブロックの前記最初のOFDM符号、又は、前記最後のOFDM符号に割り当てられ、前記同じリソースブロックの前記残りの連続したOFDM符号がデータ伝送に用いられることを特徴とする基地局。
  9. 前記リソースブロックは6-符号リソースブロックで、各前記リソースブロックの前記残りの5個の連続した符号は、データ伝送に用いられる5-符号リソースブロックに形成されることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
  10. 前記リソースブロックは7-符号リソースブロックで、各前記リソースブロックの前記残りの6個の連続した符号は、データ伝送に用いられる6-符号リソースブロックに形成されることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
  11. 複数の基地局の異なる伝送アンテナ間で、符号分割多重(CDM)、周波数分割多重化(FDM)、及び、符号分割多重(TDM)の少なくとも一つにより、前記ミッドアンブルチャネルがシェアされることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
  12. 複数のミッドアンブルチャネルは、複数のダウンリンクサブフレームに割り当てられて、複数の基地局の異なる伝送アンテナに、複数のミッドアンブル機会を提供することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
  13. 方法であって、
    基地局により、ミッドアンブルチャネルをダウンリンクサブフレームに割り当て、前記基地局と多数の支配隣接基地局が、OFDMAシステム中に配置されるステップと、
    ミッドアンブルシーケンスを前記ミッドアンブルチャネルにマップし、前記ミッドアンブルシーケンスが、所定ベースのミッドアンブルシーケンスに基づいて生成されるステップと、
    前記マップされたミッドアンブルシーケンスに関連する複数のミッドアンブル信号を伝送し、前記ミッドアンブルチャネルと前記ミッドアンブルシーケンスが配置されて、前記複数のミッドアンブル信号は、前記支配隣接基地局により伝送される別のミッドアンブルシーケンスに関連する別のミッドアンブル信号に干渉されないステップと、
    からなることを特徴とする方法。
  14. 前記ミッドアンブルシーケンスは、前記ベースミッドアンブルシーケンスを循環シフトすることにより生成され、前記シフトルールは前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 前記ミッドアンブルシーケンスは、前記ベースミッドアンブルシーケンス上の分離と結合(SC)操作により生成され、前記SCルールは前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  16. 前記ミッドアンブルシーケンスは、擬似的-無作為インターリービング前記ベースミッドアンブルシーケンスにより生成され、前記インターリービングルールは前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  17. 第二ミッドアンブルシーケンスは第二ミッドアンブルチャネルにマップされ、前記支配隣接基地局の一つにより伝送され、前記ミッドアンブルチャネルと前記第二ミッドアンブルチャネルは、重複サブキャリアセット、又は、非重複サブキャリアセットを有する前記同じダウンリンクサブフレーム位置に割り当てられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  18. 前記同じミッドアンブルシーケンスは第二ミッドアンブルチャネルにマップされ、前記支配隣接基地局の一つにより伝送され、前記ミッドアンブルチャネルと前記第二ミッドアンブルチャネルは、異なるダウンリンクサブフレーム位置、又は、前記同じダウンリンクサブフレーム位置中の非重複サブキャリアセットに割り当てられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  19. 多数の支配隣接基地局を有するOFDMAシステム中に位置する基地局であって、前記基地局は、
    ダウンリンクサブフレームでミッドアンブルチャネルを割り当てるミッドアンブルチャネル割り当てモジュールと、
    ミッドアンブルシーケンスを生成し、前記ミッドアンブルシーケンスを前記ミッドアンブルチャネルにマップし、前記ミッドアンブルシーケンスが、所定ベースのミッドアンブルシーケンスに基づいて生成されるミッドアンブルシーケンス生成器と、
    前記マップされたミッドアンブルシーケンスに関連する複数のミッドアンブル信号を伝送し、前記ミッドアンブルチャネルと前記ミッドアンブルシーケンスが配置されて、前記複数のミッドアンブル信号は、前記支配隣接基地局により伝送される別のミッドアンブルシーケンスに関連する別のミッドアンブル信号に干渉されない伝送器と、
    からなることを特徴とする基地局。
  20. 前記ミッドアンブルシーケンスは、前記ベースミッドアンブルシーケンスを循環シフトすることにより生成され、前記シフトルールは、前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項１９に記載の基地局。
  21. 前記ミッドアンブルシーケンスは、前記ベースミッドアンブルシーケンス上の分離と結合(SC)操作により生成され、前記SCルールは、前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項１９に記載の基地局。
  22. 前記ミッドアンブルシーケンスは、擬似的-無作為インターリービングの前記ベースミッドアンブルシーケンスにより生成され、前記インターリービングルールは、前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項１９に記載の基地局。
  23. 第二ミッドアンブルシーケンスは第二ミッドアンブルチャネルにマップされ、前記支配隣接基地局の一つにより伝送され、前記ミッドアンブルチャネルと前記第二ミッドアンブルチャネルは、重複サブキャリアセット、又は、非重複サブキャリアセットを有する前記同じダウンリンクサブフレーム位置に割り当てられることを特徴とする請求項１９に記載の基地局。
  24. 前記同じミッドアンブルシーケンスは第二ミッドアンブルチャネルにマップされ、前記支配隣接基地局の一つにより伝送され、前記ミッドアンブルチャネルと前記第二ミッドアンブルチャネルは、異なるダウンリンクサブフレーム位置、又は、前記同じダウンリンクサブフレーム位置中の非重複サブキャリアセットに割り当てられることを特徴とする請求項１９に記載の基地局。
  25. 方法であって、
    ワイヤレスOFDMAシステム中、基地局により放送される同期チャネル(SCH)情報を復号し、これにより、前記基地局のCell_IDを得るステップと、
    前記基地局の前記Cell_IDに基づいて、ミッドアンブルコードシーケンスを得るステップと、
    前記基地局により、割り当てられたミッドアンブルチャネルにより伝送されるミッドアンブル信号を受信するステップと、
    前記得られたミッドアンブルコードシーケンスを用いて、前記受信されたミッドアンブル信号を適合することによりチャネル推定を実行するステップと、
    からなることを特徴とする方法。
  26. 前記ミッドアンブルチャネルは、ダウンリンクサブフレーム中の最初、又は、最後のOFDM符号で割り当てられることを特徴とする請求項25に記載の方法。
  27. 前記ミッドアンブルコードシーケンスは、ベースコードシーケンスを循環シフトすることにより得られ、前記シフトルールは、前記基地局のCell_IDに基づくことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
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