JP2012525809A - 直交周波数分割多重通信システムにおける無線資源割り当て方法及び装置 - Google Patents

Abstract

周波数帯域幅が複数の物理資源ユニット（ＰＲＵ）に分割されているＯＦＤＭ通信システム（１００）において、複数のカバーエリア内で使用するために、物理層を構成する周波数区画構成モジュール（ＦＰＣＭ）（１１８）が提供される。ＦＰＣＭは、ＰＲＵを、周波数選択割り当て用の第一グループと、周波数多様化割り当て用の第二グループに分割する（５０４）。ＦＰＣＭは、二つのグループの各々を複数のＰＲＵの組に再分割し（５０６）、第一グループからのＰＲＵの組を連続セグメント割り当て（ＣＳ−ＰＲＵ）用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし（５１０）、第二グループからのＰＲＵの組を分散セグメント割り当て（ＤＳ−ＰＲＵ）用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングする（５１２）。ＦＰＣＭは、ＤＳ−ＰＲＵを順序変更し（５１４）、ＣＳ−ＰＲＵと順序変更ＤＳ−ＰＲＵを、少なくとも一つの周波数区画に割り当てる（５１８）。

Description

本明細書は一般に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムに関し、特に、ＯＦＤＭ通信システムのチャネル品質フィードバックに関する。
（関連出願の相互参照）
本出願は、仮出願第６１／１７７，１１４号、代理人整理番号ＢＳＣ０５５０１、発明の名称「直交周波数分割多重通信システムにおける無線資源割り当て方法及び装置」、出願日２００９年５月１１日から優先権を主張し、前記出願は共に保有され、全体として参照によって本明細書に組み込まれる。

直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）変調方式は、例えば、３ＧＰＰ（第三世代パートナーシッププロジェクト）Ｅ−ＵＴＲＡ（進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセス）通信システム、３ＧＰＰ２フェーズ２通信システム、及び様々なＩＥＥＥ（米国電気電子工学会）８０２．１６通信システム等の次世代通信システムにおける電波インタフェース上の下りリンク伝送用に提案されている。８０２．１６ｍ ＯＦＤＭＡ通信システムでは、周波数チャネル又は帯域幅は、複数の連続物理資源ユニット（ＰＲＵ:Physical Resource Unit）に分割されている。各ＰＲＵは１８個の連続周波数サブキャリアを含み、サブキャリアは、６個又は７個の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルによって互いに直交している。複数のＰＲＵのグループは、サブバンド又はクラスタとして知られ、それらは、一般に４個のＰＲＵからなる。８０２．１６ｍ規格の下では、基地局（ＢＳ）は、サブフレーム毎に、移動局（ＭＳ）にＰＲＵを割り当てることができる。

８０２．１６ｍ規格では、論理資源ユニット（ＬＲＵ: Local Resource Unit）は、分散局所化無線資源割り当て用の基本論理ユニットである。論理局所化資源ユニット（ＬＬＲＵ）として知られる、一つのマッピング方式は、ＬＲＵを複数の連続サブキャリア（連続的、又は局所化ＰＲＵ）にマッピングする。ＬＬＲＵのサイズは、ＰＲＵのサイズ、つまり、６個又は７個のＯＦＤＭシンボルによる１８個のサブキャリアに等しい。局所化マッピングは、周波数選択スケジューリング（ＦＳＳ）に用いられ、伝送エラーは、一つ以上の連続サブキャリアに対して移動局（ＭＳ）をスケジューリングすることによって最小化され、ここで、ＵＥは、ＭＳからの狭帯域チャネルフィードバックに基づいて、良好な下りリンクチャネルを備えていることが知られている。論理分散資源ユニット（ＬＤＲＵ）として知られる、第二のマッピング方式は、周波数帯域幅全体に分散された複数のサブキャリア（不連続、又は分散ＰＲＵ）にＬＲＵをマッピングする。ＬＤＲＵのサイズも、ＰＲＵのサイズ、つまり、６個又は７個のＯＦＤＭシンボルによる１８個のサブキャリアに等しい。分散マッピングは、周波数多様化スケジューリング（ＦＤＳ）に用いられ、周波数多様性を利用して、所望のスループットレベルを実現し、従って、ＬＲＵは、チャネルフィードバックなしに、又は広帯域チャネルフィードバックだけで、複数のサブキャリア内に分散される。

更に、８０２．１６ｍ規格は、下りリンク（ＤＬ）及び上りリンク（ＵＬ）の各サブフレームを複数の周波数区画に分割することを実現する。各周波数区画は、サブフレーム内で利用可能なＯＦＤＭシンボルの全数にわたるＰＲＵの組からなる。次に、各周波数区画を、セル又はセルの領域等の異なるカバーエリアに割り当てることができる。複数のカバーエリア内の周波数区画の分散は、部分周波数再利用（ＦＦＲ）として知られている。しかし、８０２．１６ｍ規格は、所定の物理層構造、つまり、異なるカバーエリアに対する周波数区画の割り当て、又は異なる周波数区画／カバーエリアにＬＬＲＵとＬＤＲＵをマッピングするための方式を指定することはできない。

従って、異なるカバーエリアに周波数区画を割り当て、異なるカバーエリアにＬＬＲＵとＬＤＲＵをマッピングする方法及び装置の必要性がある。

本発明の一実施形態による無線通信システムのブロック図である。 本発明の一実施形態による図１の移動局のブロック図である。 本発明の一実施形態による図１の周波数区画構成モジュールのブロック図である。 本発明の一実施形態による図１の基地局のブロック図である。 本発明の一実施形態に従って、図１の通信システムによって、複数の基地局／カバーエリア内に物理層資源を区画化すること、及び資源を割り当てることを示す論理フロー図である。 本発明の一実施形態に従って、図１の通信システムによって、複数の基地局／カバーエリア内に物理層資源を区画化すること、及び資源を割り当てることを示す、図５Ａの論理フロー図の続きの図である。 本発明の一実施形態に従って、図１の通信システムによって、物理資源ユニット（ＰＲＵ）を連続セグメントＰＲＵ（ＣＳ−ＰＲＵ）、及び分散セグメントＰＲＵ（ＤＳ−ＰＲＵ）にマッピングすることを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に従って、図１の通信システムによって、ＰＲＵからＣＳ−ＰＲＵとＤＳ−ＰＲＵに、ＤＳ−ＰＲＵから順序変更ＤＳ−ＰＲＵ（Ｐ−ＤＳ−ＰＲＵ）に、ＣＳ−ＰＲＵとＰ−ＤＳ−ＰＲＵから再整列ＰＲＵ（Ｒ−ＰＲＵに、Ｒ−ＰＲＵから部分周波数再利用（ＦＦＲ）区画にマッピングすることを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に従って、複数の論理資源ユニット（ＬＲＵ）に関連したサブキャリアにわたって、分散資源ユニット（ＤＲＵ）を拡散させ、それによってサブキャリア粒度において複数のＰＲＵにわたって拡散させるマッピングを示すブロック図である。

図面の要素は、簡略化及び明確化のために示され、当倍率では必ずしも描かれていないことは、当業者には明らかである。例えば、図面のいくつかの要素の寸法は、他の要素に対して誇張され、本発明の様々な実施形態を理解しやすくすることに役立つ。また、商業的に実現可能な実施形態において役立つ、または必要な一般的及び汎用の要素は、本発明のこれらの様々な実施形態の視野をあまり妨げないように、描写されていない場合もある。

異なるカバーエリアに周波数区画を割り当て、異なるカバーエリアに論理局所化資源ユニット（ＬＬＲＵ）と論理分散資源ユニット（ＬＤＲＵ）をマッピングする方法及び装置の必要性に対処するために、周波数区画構成モジュール（ＦＰＣＭ）が提供され、ＦＰＣＭは、周波数帯域幅が複数の物理資源ユニット（ＰＲＵ）に分割されている、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムにおける複数のカバーエリアで用いる物理層を構成する。ＦＰＣＭは、ＰＲＵを二つのグループに分割し、上記二つのグループのうちの第一グループは、周波数選択割り当てに利用可能であり、上記二つのグループのうちの第二グループは、周波数多様化割り当てに利用可能である。ＦＰＣＭは、二つのグループの各々を複数組のＰＲＵに再分割し、ＰＲＵの上記第一グループからのＰＲＵの組を、連続セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、連続セグメントＰＲＵ（ＣＳ−ＰＲＵ）を形成し、ＰＲＵの上記第二グループからのＰＲＵの組を、分散セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、分散セグメントＰＲＵ（ＤＳ−ＰＲＵ）を形成する。ＦＰＣＭは、分散セグメントＰＲＵを順序変更し、順序変更分散セグメントＰＲＵを形成し、ＣＳ−ＰＲＵと順序変更ＤＳ−ＰＲＵを少なくとも一つの周波数区画に割り当てる。

一般に、本発明の一実施形態は、周波数帯域幅が複数のＰＲＵに分割されている、ＯＦＤＭ通信システムにおける無線資源割り当て方法を含む。上記方法は、ＰＲＵを二つのグループに分割し、上記二つのグループのうちの第一グループが、周波数選択割り当てに利用可能であり、上記二つのグループのうちの第二グループが、周波数多様化割り当てに利用可能であること、上記二つのグループの各々を複数組のＰＲＵに再分割すること、ＰＲＵの上記第一グループからのＰＲＵの組を、連続セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、連続セグメントＰＲＵ（ＣＳ−ＰＲＵ）を形成すること、ＰＲＵの上記第二グループからのＰＲＵの組を、分散セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、分散セグメントＰＲＵ（ＤＳ−ＰＲＵ）を形成することを含む。更に、上記方法は、分散セグメントＰＲＵを順序変更し、順序変更分散セグメントＰＲＵを形成すること、ＣＳ−ＰＲＵと順序変更ＤＳ−ＰＲＵを、少なくとも一つの周波数区画に割り当てること、を含む。

本発明の別の実施形態は、周波数帯域幅が複数のＰＲＵに分割されている、ＯＦＤＭ通信システムにおける物理層を構成する周波数区画構成モジュールを含む。ＦＰＣＭは、ＰＲＵを二つのグループに分割し、上記二つのグループのうちの第一グループが、周波数選択割り当てに利用可能であり、上記二つのグループのうちの第二グループが、周波数多様化割り当てに利用可能であり、上記二つのグループの各々を複数組のＰＲＵに再分割し、ＰＲＵの上記第一グループからのＰＲＵの組を、連続セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、連続セグメントＰＲＵ（ＣＳ−ＰＲＵ）を形成し、ＰＲＵの上記第二グループからのＰＲＵの組を、分散セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、分散セグメントＰＲＵ（ＤＳ−ＰＲＵ）を形成するように構成されているプロセッサを含む。更に、プロセッサは、分散セグメントＰＲＵを順序変更し、順序変更分散セグメントＰＲＵを形成するように構成されている。更に、ＦＰＣＭは、他のネットワーク要素にＣＳ−ＰＲＵと順序変更ＤＳ−ＰＲＵを通知するネットワークインタフェースを含む。

図１〜図８を参照しながら、本発明を更に詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態による無線通信システム１００のブロック図である。通信システム１００は、携帯電話、無線電話、高周波（ＲＦ）機能付き携帯情報端末（ＰＤＡ）、又はラップトップコンピュータ等のデジタル端末装置（ＤＴＥ）にＲＦアクセスを提供する無線モデム等であるが、それらに限定されない移動局（ＭＳ）１０２を含む。更に、通信システム１００は、ＭＳ１０２に無線通信サービスを提供する無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１４０を備えている無線インフラストラクチャを含む。ＲＡＮ１４０は、送受信基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、又はアクセスポイント等の複数の基地局（ＢＳ）１１１〜１１５（５つ示されている）を含み、上記ＢＳは、インフラストラクチャベースのスケジュール管理部１１７と周波数区画構成モジュール（ＦＰＣＭ:Frequency Partitioning Configuration Module）１１８と各々通信を行い、更に、スケジュール管理部１１７とＦＰＣＭ１１８は互いに通信を行う。本発明の様々な実施形態では、各ＢＳ１１１〜１１５は、スケジュール管理部１１７を介してＦＰＣＭ１１８と通信を行うことも、ＦＰＣＭ１１８と別個に通信を行うこともできる。更に、スケジュール管理部１１７とＦＰＣＭ１１８は各々、基地局制御部、移動交換センタ（ＭＳＣ）、又はＢＳによって通信を行うことができる任意の他のインフラストラクチャベースの要素の一つ以上内に実装することができる。本発明の更に別の実施形態では、各ＢＳ１１１〜１１５は、自己のスケジュール管理部を実装できる。ＢＳ１１１〜１１５、スケジュール管理部１１７、及びＦＰＣＭ１１８は各々、本明細書では通信システム１００のネットワーク要素と呼称する。

各ＢＳ１１１〜１１５は、各電波インタフェース１３１〜１３５を介して、セル又はセルの領域等の、ＢＳに関連したカバーエリア１２１〜１２５内に配置された移動局（ＭＳ）に通信サービスを提供する。各電波インタフェース１３１〜１３５は、下りリンク（ＤＬ）と上りリンク（ＵＬ）を含み、ＤＬとＵＬは、各々複数の通信チャネルを含む。好ましくは、各ＤＬは、呼び出しチャネルと、主報知チャネル（ＰＢＣＨ）や副報知チャネル（ＳＢＣＨ）等のシステムパラメータの伝送用の複数の報知チャネルを含む複数のＤＬ制御チャネルと、複数のＤＬトラフィックチャネルとを含む。好ましくは、各ＵＬは、ＵＬアクセスチャネルと、音響チャネル、及びチャネル品質情報（ＣＱＩ）チャネル等のチャネル品質フィードバックチャネルの一つ以上を含む複数のＵＬ制御チャネルと、複数のＵＬトラフィックチャネルとを含む。

ここで図２及び図３を参照すると、ＭＳ１０２とＦＰＣＭ１１８は各々、一つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、それらの組み合わせ、又は当業者には既知のこのような他の装置等の各プロセッサ２０２、３０２を含む。更に、ＭＳ１０２とＦＰＣＭ１１８は各々、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、又はそれらの等価物等の、各プロセッサに関連した一つ以上のメモリ装置２０４と３０４を各々含み、上記メモリ装置は、各プロセッサによって実行され、プロセッサを通信システム１００内で動作可能にするデータ及びプログラムを格納し、メモリ装置は、本明細書内に記載される式を格納することを含み、いくつかのパラメータの情報だけで、ＭＳ及びＦＰＣＭの各々のプロセッサ２０２、３０２が、通信システム１００の電波インタフェースの物理層構造を決定できるようにする。更に、ＦＰＣＭ１１８は、ネットワークインタフェースモジュール３０６を含み、モジュール３０６は、プロセッサ３０２に結合され、ＢＳ１１１〜１１５とスケジュール管理部１１７とのインタフェースを提供する。

図４は、本発明の一実施形態による、ＢＳ１１１〜１１５等のＢＳ４００のブロック図である。ＢＳ４００は、一つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、それらの組み合わせ、又は当業者には既知のこのような他の装置等のプロセッサ４０２を含む。更に、ＢＳ４００は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、又はそれらの等価物等の、上記プロセッサに関連した一つ以上のメモリ装置４０４を含み、上記メモリ装置は、各プロセッサによって実行され、上記プロセッサを通信システム１００内で動作可能にするデータ及びプログラムを格納している。更に、ＢＳ４００は、ネットワークインタフェースモジュール４０６と、高周波（ＲＦ）送受信器４０８を含み、モジュール４０６は、プロセッサ４０２に結合され、ＦＰＣＭ１１８とスケジュール管理部１１７とのインタフェースを提供し、ＲＦ送受信器４０８は、ＲＦ送信器とＲＦ受信器を備え、プロセッサ４０２に結合され、ＢＳによってサービスを受けるＭＳとの無線インタフェースを提供する。

好ましくは、本発明の実施形態は、ＦＰＣＭ１１８内、特に、ＦＰＣＭの少なくとも一つのメモリ装置３０４に各々格納され、プロセッサ３０２によって実行される、ソフトウェアプログラム又は命令と共に、又はにおいて具体化される。しかし、本発明の実施形態は代替的に、例えば、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びＦＰＣＭ１１８内に実装されたＡＳＩＣ等の、ハードウェアにおいて具体化することもできることを当業者は認識している。本開示内容に基づいて、当業者は、実験をやり直すことなく、このようなソフトウェア及び／又はハードウェアを容易に作製及び実装できる。

通信システム１００は、電波インタフェース１３１〜１３５上にデータを送信する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調方式を用いる広帯域パケットデータ通信システムを含む。好ましくは、通信システム１００は、高周波（ＲＦ）チャネル又は帯域幅が、複数の物理資源ユニット（ＰＲＵ）に分割されている、ＩＥＥＥ（米国電気電子工学会）８０２．１６ｍ通信システムである。各ＰＲＵは、１８個の周波数サブキャリアを含み、上記サブキャリアは、６個又は７個の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルによって、互いに直交している。複数のＰＲＵのグループは、サブバンド又はクラスタとして知られ、それらは一般に、４個のＰＲＵからなる。ＢＳ１１１〜１１５等のＢＳは、サブフレーム毎に、ＭＳ１０２等の移動局（ＭＳ）にＰＲＵを割り当てることができる。

通信システム１００では、論理資源ユニット（ＬＲＵ）は、分散局所化無線資源割り当て用の基本論理ユニットである。論理局所化資源ユニット（ＬＬＲＵ、又はＣＲＵ（連続資源ユニット））として知られる、通信システム１００によって用いられる一つのマッピング方式は、ＬＲＵを複数の連続サブキャリア（連続的、又は局所化ＰＲＵ）にマッピングする。ＬＬＲＵのサイズは、ＰＲＵのサイズ、つまり、６個又は７個のＯＦＤＭシンボルによる１８個のサブキャリアに等しい。局所化マッピングは、通信システム１００によって周波数選択スケジューリング（ＦＳＳ:Frequency Selective Scheduling）に用いられ、伝送エラーは、一つ以上の連続サブキャリアに対して移動局（ＭＳ）をスケジューリングすることによって最小化され、ここでＵＥは、ＭＳからの狭帯域チャネルフィードバックに基づいて、良好な下りリンクチャネルを備えていることが知られている。論理分散資源ユニット（ＬＤＲＵ、又はＤＲＵ（分散資源ユニット））として知られる、通信システム１００によって用いられる第二のマッピング方式は、周波数帯域幅全体に分散された複数のサブキャリア（不連続、又は分散ＰＲＵ）にＬＲＵをマッピングする。ＬＤＲＵのサイズも、ＰＲＵのサイズ、つまり、６個又は７個のＯＦＤＭシンボルによる１８個のサブキャリアに等しい。分散マッピングは、通信システム１００によって、周波数多様化スケジューリング（ＦＤＳ）に用いられ、周波数多様性を利用して、所望のスループットレベルを実現し、従って、ＬＲＵは、チャネルフィードバックなしに、又は広帯域チャネルフィードバックだけで、複数のサブキャリア内に分散される。

更に、通信システム１００は、下りリンク（ＤＬ）と上りリンク（ＵＬ）の各サブフレームを複数の周波数区画に分割する。各周波数区画は、上記サブフレーム内で利用可能なＯＦＤＭシンボルの全数にわたるＰＲＵの組からなる。各周波数区画は、セル又はセルの領域等の異なるカバーエリアに割り当てられる。複数のカバーエリア内の周波数区画の分散は、部分周波数再利用（ＦＦＲ：Fractional Frequency Reuse）として知られている。

最適利用性及び最小干渉性で、複数のカバーエリア内に割り当てられる物理層無線資源を提供するために、通信システム１００は、複数のカバーエリア内にＰＲＵを分散させる際に、周波数選択資源、周波数多様化資源、及び部分周波数再利用を組み合わせる物理層構造を提供する。

ここで図５Ａ、図５Ｂ、及び図６〜図８を参照すると、本発明の一実施形態に従って、ＦＰＣＭ１１８が、ＢＳ１１１〜１１５等の複数のＢＳ、及び関連のカバーエリア内にＰＲＵを割り当てる方法が示されている。より詳細には、図５Ａと図５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、通信システム１００、特に、ＦＰＣＭ１１８によって、物理層資源を区画化すること、及び複数の基地局／カバーエリア内に資源を割り当てることを示す論理フロー図５００を描写している。論理フロー図５００は、（５０２）で始まり、ＦＰＣＭ１１８が、二つのグループ、つまり、ＭＳに対する周波数選択割り当てに利用可能なＰＲＵの第一グループと、ＭＳに対する周波数多様化割り当てに利用可能なＰＲＵの第二グループに、ＰＲＵを分割する（５０４）。更に、ＦＰＣＭ１１８は、各グループを複数組のＰＲＵに再分割し（５０６）、ここでＰＲＵの第一グループの各組のＰＲＵは、互いに周波数的に連続している。

例えば、ＦＰＣＭ１１８は、システム全体のＮ２比率に基づいて、ＰＲＵをＮ１及びＮ２セグメントに分割でき、ここではＮ１＝４、Ｎ２＝１である。各Ｎ１セグメントは、ＰＲＵの第一グループからのＰＲＵの組であり、四つのＰＲＵを含む。各Ｎ２セグメントは、ＰＲＵの第二グループからのＰＲＵの組であり、単一のＰＲＵを含む。Ｎ１セグメントは、本明細書では連続セグメント（ＣＳ）とも呼ばれ、周波数帯域幅内にＰＲＵの連続割り当てを提供するので、周波数選択割り当てに適している。Ｎ２セグメントは、本明細書では分散セグメント（ＤＳ）とも呼ばれ、周波数多様化割り当てに適しており、外部順序変更（outer permutation）を受ける。連続セグメントは、以降に説明するように外部順序変更を受けず、ＤＲＵには用いられない。

更に、ＦＰＣＭ１１８は、各電波インタフェース１３１〜１３５のＰＢＣＨ（第一報知チャネル）等の報知チャネルを介して、ＭＳ１０２等のＦＰＣＭによってサービスを受けるＭＳにメッセージ報知において再分割を通知する（５０８）。報知メッセージは、５ビットフィールドの連続セグメントカウント（ＣＳＣ）フィールドを含み、上記フィールドは、何個のセグメントを、連続セグメントに割り当てるかを示す値、つまり、何個のセグメントを、連続セグメントに割り当てるかを決定するために用いられる値を含む。連続セグメントに割り当てられるＰＲＵの数はＮ_ＣＳであり、ここでＮ_ＣＳ＝４^＊ＣＳＣである。ＰＲＵの残りは、分散セグメントに割り当てられる。分散セグメントに割り当てられるＰＲＵの数はＮ_ＤＳであり、ここでＮ_ＤＳ＝Ｎ_ＰＲＵ−Ｎ_ＣＳであり、Ｎ_ＰＲＵは、周波数帯域のＰＲＵの数を表している。ＰＢＣＨのマッピングはＦＦＳであり、セグメント化処理に組み込むことができる。

例えば、ここで図６と図７を参照すると、通信システム１００の周波数帯域幅は、２４個のＰＲＵ、ＰＲＵ_０〜ＰＲＵ_２３を含むように示され、つまり、Ｎ_ＰＲＵ＝２４である。次に、ＰＲＵ_０〜ＰＲＵ_２３をセグメント化し、二つのグループ、つまり、連続セグメントＰＲＵ（ＣＳ−ＰＲＵ）（Ｎ１セグメント）と、分散セグメントＰＲＵ（ＤＳ−ＰＲＵ）（Ｎ２セグメント）に再整列させる。図６と図７に示すように、ＤＳ−ＰＲＵの組には０〜（Ｎ_ＤＳ−１）の番号を付け、ＣＳ−ＰＲＵの組には０〜（Ｎ_ＣＳ−１）の番号を付ける。ＣＳ−ＰＲＵにマッピングされるＰＲＵは、四個の連続ＰＲＵからなる組、つまり、ＰＲＵ_３〜ＰＲＵ_６を含む第一ＣＳの組、ＰＲＵ_１０〜ＰＲＵ_１３を含む第二ＣＳの組、ＰＲＵ_１７〜ＰＲＵ_２０を含む第三ＣＳの組にグループ化される。

ＰＲＵの第一グループとＰＲＵの第二グループの各々を、ＰＲＵの複数の組に再分割した後、ＦＰＣＭ１１８は、ＰＲＵの第一グループからのＰＲＵの組を、連続セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、ＣＳ−ＰＲＵを形成する（５１０）。つまり、ＰＲＵ_３〜ＰＲＵ_６は各々ＣＳ−ＰＲＵ_０〜ＣＳ−ＰＲＵ_３にマッピングされ、ＰＲＵ_１０〜ＰＲＵ_１３は各々ＣＳ−ＰＲＵ_４〜ＣＳ−ＰＲＵ_７にマッピングされ、ＰＲＵ_１７〜ＰＲＵ_２０は各々ＣＳ−ＰＲＵ_８〜ＣＳ−ＰＲＵ_１１にマッピングされる。

ＤＳ−ＰＲＵの組は、ＰＲＵのＣＳの組と混合され、つまり、ＰＲＵの（周波数的に）間の各ＣＳの組は、一つ以上のＤＳ−ＰＲＵの組、つまり、ＰＲＵ_０〜ＰＲＵ_２を含む第一ＤＳの組、ＰＲＵ_７〜ＰＲＵ_９を含む第二ＤＳの組、ＰＲＵ_１４〜ＰＲＵ_１６を含む第三ＤＳの組、及びＰＲＵ_２１〜ＰＲＵ_２３を含む第四ＤＳの組である。ＦＰＣＭ１１８は、ＰＲＵの第二グループからのＰＲＵの各組を、分散セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、ＤＳ−ＰＲＵを形成する（５１２）。つまり、ＰＲＵ_０〜ＰＲＵ_２は各々ＤＳ−ＰＲＵ_０〜ＤＳ−ＰＲＵ_２にマッピングされ、ＰＲＵ_７〜ＰＲＵ_９は各々ＤＳ−ＰＲＵ_３〜ＤＳ−ＰＲＵ_５にマッピングされ、ＰＲＵ_１４〜ＰＲＵ_１６は各々ＤＳ−ＰＲＵ_６〜ＤＳ−ＰＲＵ_８にマッピングされ、ＰＲＵ_２１〜ＰＲＵ_２３は各々ＤＳ−ＰＲＵ_９〜ＤＳ−ＰＲＵ_１１にマッピングされる。ＤＳ−ＰＲＵは、ＰＲＵの組から引き出されて４次の周波数多様性を提供し、その際、周波数連続ＣＳ−ＰＲＵの数が最大化される。

つまり、ここで図６（図６（ａ）及び図６（ｂ）を含む）を参照すると、図６（ａ）はＰＲＵからＤＳ−ＰＲＵへのマッピングを示し、図６（ｂ）はＰＲＵからＣＳ−ＰＲＵへのマッピングを示している。ＰＲＵからＤＳ−ＰＲＵ及びＣＳ−ＰＲＵにマッピングすることは、次の数式（１）と数式（２）によって定義される。

及び

ここで図７を参照すると、ＰＲＵからＤＳ−ＰＲＵとＣＳ−ＰＲＵにマッピングした後、ＦＰＣＭ１１８は、ＤＳ−ＰＲＵ上で外部順序変更を行い、順序変更ＤＳ−ＰＲＵ（Ｐ−ＤＳ−ＰＲＵ）を形成する（５１４）。つまり、ＦＰＣＭ１１８は、ＤＳ−ＰＲＵを順序変更ＤＳ−ＰＲＵ（Ｐ−ＤＳ−ＰＲＵ）にマッピングし、周波数多様化ＰＲＵが各ＦＦＲ区画に割り当てられるようにする。数式（３）は、ＰＲＵからＤＳ−ＰＲＵへのマッピングを提供し、四個の連続ＰＲＵが各々、４次の周波数多様性を提供するようにする。

ＤＳ−ＰＲＵの外部順序変更に続いて、ＦＰＣＭ１１８は、ＣＳ−ＰＲＵとＰ−ＤＳ−ＰＲＵを連結させて、ＰＲＵの元の組の再整列版、つまり、Ｒ−ＰＲＵ（再整列ＰＲＵ）を形成する（５１６）。図７に示したように、Ｒ−ＰＲＵ_０〜Ｒ−ＰＲＵ_１１は、ＣＳ−ＰＲＵ_０〜ＣＳ−ＰＲＵ_１１、つまり、ＰＲＵ_３〜ＰＲＵ_６、ＰＲＵ_１０〜ＰＲＵ_１３、及びＰＲＵ_１７〜ＰＲＵ_２０に各々対応し、Ｒ−ＰＲＵ_１２〜Ｒ−ＰＲＵ_２３は、Ｐ−ＤＳ−ＰＲＵ_０〜Ｐ−ＤＳ−ＰＲＵ_１１、つまり、ＰＲＵ_０、ＰＲＵ_７、ＰＲＵ_１４、ＰＲＵ_２１、ＰＲＵ_１、ＰＲＵ_８、ＰＲＵ_１５、ＰＲＵ_２２、ＰＲＵ_２、ＰＲＵ_９、ＰＲＵ_１６、ＰＲＵ_２３に対応している。従って、ＰＲＵの第二グループからの各ＰＲＵはここで、ＰＲＵの第二グループからの隣接ＰＲＵから離れた四つのＰＲＵであるので、Ｒ−ＰＲＵは、ＰＲＵの第二グループからのＰＲＵに対して４次の送信多様性を提供する。連結は、次の数式（４）で捕捉される。

次に、ＦＰＣＭ１１８は、一つ以上のＦＦＲ区画にＲ−ＰＲＵを割り当て、一つ以上のＦＦＲ区画を形成し、各ＦＦＲ区画が一つ以上のＰＲＵを含むようにする（５１８）（ＰＲＵが割り当てられる各ＦＦＲ区画は、ＦＦＲ−ＰＲＵとも呼ばれる）。初期設定では、少なくとも一つの区画が存在している。これは、主区画、つまりＦＦＲ_０と呼ばれる。選択的に、ＳＢＣＨは、ＦＦＲ_１〜ＦＦＲ_３として図７に示した、同様の一つ以上の副ＦＦＲ区画を定義できる。好ましくは、全ての副区画は、等しいサイズである。ＦＰＣＭ１１８は、存在する場合、ＦＰＣＭによってサービスを受ける各ＢＳを介して、ＳＢＣＨメッセージを送信することによって、サービスを受けるＭＳに副区画を通知し（５２０）、上記ＳＢＣＨメッセージは、ＦＦＲ構成データフィールドとも呼ばれる９ビットのデータフィールドを含む。ＳＢＣＨメッセージのＦＦＲ構成データフィールドの第一データフィールドは、ＦＦＲカウント（ＦＦＲＣ）データフィールドと呼ばれ、副ＦＦＲ区画の数を定義する３ビットを含む。ＳＢＣＨメッセージのＦＦＲ構成データフィールドの第二データフィールドは、ＦＦＲサイズ（ＦＦＲＳ）データフィールドと呼ばれ、全ての副ＦＦＲ区画のサイズを定義する６ビットを含む。

Ｒ−ＰＲＵから主ＦＦＲ順序変更へのマッピングは、次の数式（５）によって決定される。

ＦＦＲ_ｉ−ＰＲＵは、論理ＬＰＲＵにマッピングされる。全ての別のＰＲＵとサブキャリア順序変更は好ましくは、ＦＦＲ_ｉ−ＰＲＵ内のＰＲＵに制限される。

ＦＰＣＭ１１８は、カバーエリア１２１〜１２５等のセクタ毎に、ＦＦＲ_ｉ−ＰＲＵを順序変更する（５２０）。次に、ＦＰＣＭ１１８は、各ＢＳ１１１〜１１５に対して等、複数の隣接カバーエリア１２１〜１２５の各々で使用する主ＦＦＲ区画ＦＦＲ_０を割り当てる（５２２）。主ＦＦＲ区画ＦＦＲ_０は、副順序変更によっては決して順序変更されない。例えば、ＢＳ内に含まれるか、又はＢＳと通信を行うスケジュール管理部等のスケジュール管理部１１７は、各ＢＳ１１１〜１１５に対して、ＢＳとの良好なＵＬ及び／又はＤＬを有するＭＳによる使用ために、主ＦＦＲ区画ＦＦＲ_０に含まれるＰＲＵを再びＰＲＵ_３〜ＰＲＵ_６、ＰＲＵ_１０〜ＰＲＵ_１３、及びＰＲＵ_１７〜ＰＲＵ_２０にスケジューリングする（５２８）、そのＭＳは、隣接カバーエリア内で最小の干渉を形成する電力レベルで、ＢＳと通信を行うことができ、例えば、ＢＳの近傍に存在し、つまり、ＢＳによってサービスを受けるカバーエリアの端部から離れているものである。これらのＰＲＵを、ＢＳの近傍のＭＳに割り当てることによって、各カバーエリア内で同じＰＲＵの使用する際に、これらのＰＲＵ内のカバーエリア間の干渉が最小化される。

副ＦＦＲ区画ＦＦＲ_１〜ＦＦＲ_３は、互いに対する周波数多様性、より詳細には、４次の送信多様性という利点を備え、従って、隣接カバーエリアの端部で用いることができる。従って、ＦＰＣＭ１１８は、ＢＳ１１１〜１１５に対して等、複数の隣接カバーエリア１２１〜１２５の単一カバーエリアで使用する副ＦＦＲ区画、つまり、ＦＦＲ_１〜ＦＦＲ_３の各々を割り当てる（５２４）。例えば、ＦＰＣＭ１１８は、ＦＦＲ_１をＢＳ１１１、ＦＦＲ_２をＢＳ１１２、及びＦＦＲ_３をＢＳ１１３に割り当てることができる。しかし、ＦＦＲ_１〜ＦＦＲ_３を割り当てたＢＳは、基本的なＰＲＵの４次の送信多様性により、互いに隣接していてもよい。

副ＦＦＲ区画、つまり、ＦＦＲ_１〜ＦＦＲ_３の順序変更は、ＳＢＣＨ内の１ビットの副順序変更フィールドによって、信号送信される。ＦＦＲ_ｉ−ＰＲＵの副順序変更は、次の数式（６）によって決定される。

ＰＲＵ順序変更関数ｆ（ｘ）は、ＦＦＳである。

ＣＲＵとＤＲＵの間に区画は、セクタ毎に行われる。初期設定では、全てのＰ−ＦＦＲ−ＰＲＵはＣＲＵに割り当てられる。
ＦＰＣＭ１１８は、サービスを受けるＭＳに２ステップ処理でＤＲＵ割り当てを通知する（５２６）。ＰＢＣＨ内の１ビットフィールドトーンベースの順序変更有効ビットは、ＤＲＵトーンベースの順序変更が有効であるという信号を送信する。ＳＢＣＨ内の１２ビットＤＲＵ割り当てフィールドは、主順序変更及び全ての副順序変更内のＰＲＵの割り当ての信号を送信する。ＤＲＵ割り当てフィールドは、主ＤＲＵ割り当てフィールドと副ＤＲＵ割り当てフィールドに再分割される。主ＤＲＵ割り当てフィールドＤＲＵ_{ｐｒｉｍａｒｙ}は、６ビット長であり、何個のＤＲＵを、主ＦＦＲ区画に割り当てるかという信号を送信する。副ＤＲＵ割り当てフィールドＤＲＵ_{ｓｅｃｏｎｄａｒｙ}も、６ビット長であり、何個のＤＲＵを、副ＦＦＲ区画に割り当てるかという信号を送信する。

次の数式（７）は、ＤＲＵトーンベースのＰＲＵが有効であるとき、Ｐ−ＦＦＲ−ＰＲＵをＦＦＲ−ＤＲＵとＦＦＲ−ＣＲＵにマッピングする。

ここで図８を参照すると、更に、ＦＰＣＭ１１８は、副ＦＦＲ区画内の分散サブキャリアを順序変更でき、つまり、副ＦＦＲ区画内のＤＬ分散資源割り当て、つまり、分散サブキャリア用の内部順序変更を行うことができる。つまり、図８は、複数の論理資源ユニット（ＬＲＵ）に関連したサブキャリアにわたって分散資源ユニット（ＤＲＵ）を拡散させ、それによって、ＰＲＵ粒度とは対照的にサブキャリア粒度において、副ＦＦＲ区画の複数のＰＲＵにわたって拡散させるマッピングを示している。内部順序変更は、全体の分散資源割り当てにわたってＬＤＲＵのサブキャリアを拡散させる。内部順序変更の粒度は、一対のサブキャリア、つまりトーンに等しい。つまり、図８では、ＦＰＣＭ１１８は、各ＦＦＲ_ｉ−ＣＲＵをＦＦＲ_ｉ−ＬＲＵに１対１でマッピングし、ＦＦＲ_ｉ−ＣＲＵのサブキャリアは、対応するＦＦＲ_ｉ−ＬＲＵのサブキャリアにマッピングされる。しかし、ＤＲＵに対して更なる周波数多様性を提供するために、ＦＰＣＭ１１８は、複数のＦＦＲ_ｉ−ＬＲＵ内でＦＦＲ_ｉ−ＤＲＵのサブキャリアを拡散できる。つまり、図８に示したように、ＦＦＲ_０−ＤＲＵ〜ＦＦＲ_３−ＤＲＵの各々に対して、ＦＦＲ−ＤＲＵのサブキャリアは、ＦＦＲ_８−ＬＲＵ〜ＦＦＲ_１１−ＬＲＵのサブキャリア内で分散される。

これらのＰＲＵは、それらの送信多様性、つまり周波数多様性のために、隣接カバーエリアの端部で用いられるＰＲＵとの干渉が最小となるので、スケジュール管理部１１７は、例えば、カバーエリアの端部のＭＳが用いる主ＦＦＲ区画の使用のためにスケジュールされたＭＳより悪いＵＬ及び／又はＤＬ通信をＢＳと行うＭＳにより用いるための、副ＦＦＲ区画、ＦＦＲ_１〜ＦＦＲ_３に含まれるＰＲＵをスケジューリングできる（５３０）。続いて、論理フロー５００は終了する（５３２）。

複数のカバーエリア内でＰＲＵを分散させる際、周波数選択資源、周波数多様化資源、及び部分周波数再利用を組み合わせるＦＰＣＭ１１８を備えることによって、最適利用性及び最小干渉性で、複数のカバーエリア内で物理層無線資源を割り当てるＯＦＤＭ通信システム１００が提供される。ＦＰＣＭ１１８は、幾何的に近いＭＳが使用する複数の隣接カバーエリアの各々に、グループとして割り当てられるＣＳ−ＰＲＵを組み合わせ、更に、４次の送信多様性を備え、それによって、互いの干渉を最小にし、端部等の、より幾何的に離れたＭＳが使用する複数の隣接カバーエリアの単一のカバーエリアに割り当てられるＤＳ−ＰＲＵを組み合わせる。

本発明は、その特定の実施形態を参照しながら詳しく示し、説明してきたが、以降の特許請求の範囲に記載されているように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことも、それらの要素を等価物と置換できることも、当業者によって理解される。従って、本明細書と図面は、限定的な意味ではなく、例示的なものとみなされ、このような変更及び置換は、本発明の範囲内に含まれるものとする。

特定の実施形態に対して、これまで、利点、他の長所、及び問題の解決策を記述してきた。しかし、利点、長所、問題の解決策、及び任意の利点、長所、もしくは生じる又はより明確になる解決策を引き起こす任意の要素は、任意の又は全ての特許請求の範囲の決定的で必須で必要不可欠な特徴又は要素とは解釈されない。本明細書で用いられるように、用語「含む」、「含んでいる」、又はそれらの任意の変型形態は、非排他的な包含を対象とするものとし、列挙されている要素を含む処理、方法、部材、又は装置は、それらの要素を含むだけではなく、明示的に列挙されていない要素、又は、このような処理、方法、部材、又は装置に固有の他の要素を含んでいてもよい。更に、本明細書で別に示されない限り、もしあれば、第一、第二、上部、底部、等の関係語の使用は、別の実体又は動作から一つの実体又は動作を区別するためだけに用いられ、このような実体又は動作の間の任意の実際のこのような関係性又は順番を必ずしも要求又は暗示するものではない。

Claims (21)

1. 周波数帯域幅が複数の物理資源ユニット（ＰＲＵ）に分割されている、直交周波数分割多重通信システムにおける無線資源割り当て方法であって、
   ＰＲＵを二つのグループに分割し、前記二つのグループのうちの第一グループが、周波数選択割り当てに利用可能であり、前記二つのグループのうちの第二グループが、周波数多様化割り当てに利用可能であること、
   前記二つのグループの各々を、ＰＲＵの複数の組に再分割すること、
   ＰＲＵの前記第一グループからのＰＲＵの組を、連続セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングして、連続セグメント物理資源ユニット（ＣＲ−ＰＲＵ）を形成すること、
   ＰＲＵの前記第二グループからのＰＲＵの組を、分散セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、分散セグメント物理資源ユニット（ＤＳ−ＰＲＵ）を形成すること、
   ＤＳ−ＰＲＵを順序変更し、順序変更ＤＳ−ＰＲＵを形成すること、
   ＣＳ−ＰＲＵと順序変更ＤＳ−ＰＲＵを、少なくとも一つの周波数区画に割り当てること、を含む方法。
2. 少なくとも一つの周波数区画に割り当てられる前記ＣＳ−ＰＲＵと前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵが連結される、請求項１に記載の方法。
3. 更に、前記ＣＳ−ＰＲＵと前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵを、一つ以上の部分周波数再利用（ＦＦＲ）区画に割り当て、各々一つ以上のＰＲＵを含む一つ以上のＦＦＲ区画を形成する、請求項１に記載の方法。
4. 更に、下りリンク報知チャネルを介して、移動局に前記一つ以上のＦＦＲ区画を通知することを含む、請求項２に記載の方法。
5. 移動局への前記一つ以上のＦＦＲ区画の通知が、ＦＦＲ構成フィールドを含む下りリンク報知チャネルメッセージを伝達することを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ＦＦＲ構成フィールドが、複数のＦＦＲ区画を定義する第一データフィールドと、全てのＦＦＲ区画のサイズを定義する第二データフィールドを含む、請求項５に記載の方法。
7. 更に、ＦＦＲ区画内で分散サブキャリアを順序変更することを含む、請求項５に記載の方法。
8. 更に、カバーエリア毎に、前記一つ以上のＦＦＲ区画を順序変更することを含む、請求項３に記載の方法。
9. 更に、複数の隣接カバーエリアの各々で使用するために、前記一つ以上のＦＦＲ区画の主ＦＦＲ区画を割り当てることを含む、請求項８に記載の方法。
10. 更に、前記複数の隣接カバーエリアの単一カバーエリア内で使用するために、前記一つ以上のＦＦＲ区画の複数の副ＦＦＲ区画を割り当てることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵが、４次の送信多様性を備えている、請求項１に記載の方法。
12. 周波数帯域幅が複数の物理資源ユニット（ＰＲＵ）に分割されている、直交周波数分割多重通信システム内で物理層を構成する周波数区画構成モジュールであって、周波数区画構成モジュールは、
    プロセッサと、
    ネットワークインタフェースとを備え、
    前記プロセッサが、
    前記ＰＲＵを二つのグループに分割し、前記二つのグループのうちの第一グループが、周波数選択割り当てに利用可能であり、前記二つのグループのうちの第二グループが、周波数多様化割り当てに利用可能であり、
    前記二つのグループの各々を、ＰＲＵの複数の組に再分割し、
    ＰＲＵの前記第一グループからの前記ＰＲＵの組を、連続セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、連続セグメント物理資源ユニット（ＣＳ−ＰＲＵ）を形成し、
    ＰＲＵの前記第二グループからの前記ＰＲＵの組を、分散セグメント割り当て用に割り当てられる連続ＰＲＵにマッピングし、分散セグメント物理資源ユニット（ＤＳ−ＰＲＵ）を形成し、
    ＤＳ−ＰＲＵを順序変更し、順序変更ＤＳ−ＰＲＵを形成し、
    前記ネットワークインタフェースが、他のネットワーク要素に前記ＣＳ−ＰＲＵと前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵとを通知する、周波数区画構成モジュール。
13. 前記プロセッサが、前記ＣＳ−ＰＲＵと前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵを、周波数区画に割り当てるように構成される、請求項１２に記載の周波数区画構成モジュール。
14. 前記周波数区画に割り当てられる前記ＣＳ−ＰＲＵと前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵが連結されている、請求項１３に記載の周波数区画構成モジュール。
15. 前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵが、４次の送信多様性を備える、請求項１２に記載の周波数区画構成モジュール。
16. 前記プロセッサが、前記ＣＳ−ＰＲＵと前記順序変更ＤＳ−ＰＲＵとを、一つ以上の部分周波数再利用（ＦＦＲ）区画に割り当て、各々一つ以上のＰＲＵを含む一つ以上のＦＦＲ区画を形成するように構成される、請求項１２に記載の周波数区画構成モジュール。
17. 前記プロセッサが、カバーエリア毎に、前記一つ以上のＦＦＲ区画を順序変更するように構成される、請求項１６に記載の周波数区画構成モジュール。
18. 前記プロセッサが、前記複数の隣接カバーエリアの各々で用いるために、前記一つ以上のＦＦＲ区画の主ＦＦＲ区画を割り当てるように構成される、請求項１７に記載の周波数区画構成モジュール。
19. 前記プロセッサが、前記複数の隣接カバーエリアの単一カバーエリア内で用いるために、前記一つ以上のＦＦＲ区画の複数の副ＦＦＲ区画を割り当てるように構成される、請求項１８に記載の周波数区画構成モジュール。
20. 前記プロセッサが、下りリンク報知チャネルを介して移動局に前記一つ以上のＦＦＲ区画を通知するように構成される、請求項１６に記載の周波数区画構成モジュール。
21. 前記プロセッサが、何個のセグメントを連続セグメントに割り当てるかを示す値を含む、連続セグメントカウントを伝達するように構成される、請求項１２に記載の周波数区画構成モジュール。