JP2013503549A - 無線通信システムにおいてフレーム構造を用いて信号を送受信する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信する装置及びその方法が開示される。本発明に係る信号の送受信装置は、前記所定のフレーム構造によるフレームを通じて信号を送受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットを含み、この時、前記フレームは５個のサブフレームを含み、前記５個のサブフレームは、６個のＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルを含むタイプ−１のサブフレーム、及び７個のＯＦＤＭＡシンボルを含むタイプ−２のサブフレームのうち少なくとも一つのタイプのサブフレームを含み、前記フレームのＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）長は、有効シンボル長の１／８に該当する。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信システムに係り、より詳細には、無線通信システムにおいてフレーム構造を用いて信号を送受信する装置及びその方法に関するものである。

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１６ｍシステムは、Ｈ−ＦＤＤ（Ｈａｌｆ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ、以下、‘Ｈ−ＦＤＤ’と略称する）端末動作を含む周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ、‘ＦＤＤ’と略称する）方式及び時間分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ、以下、‘ＴＤＤ’と略称する）方式を全て支援することができる。

ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムは、ダウンリンク（ＤＬ：ＤｏｗｎＬｉｎｋ）及びアップリンク（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）において多重接続方式として直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）方式を用いる。

以下で、移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのフレーム構造について簡略に説明する。

図１は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおける基本フレーム構造を示した図である。

図１を参照すると、それぞれの２０ｍｓスーパーフレームは、４個の同じ大きさの５ｍｓ無線フレームに分けられ、スーパーフレームは、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ：ＳｕｐｅｒＦｒａｍｅ Ｈｅａｄｅｒ）から始まる。５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ及び２０ＭＨｚのうちいずれか一つのチャネル帯域幅を用いる場合、各５ｍｓの無線フレームは８個のサブフレームで構成される。一つのサブフレームは、ダウンリンクまたはアップリンク伝送のために割り当てられることができる。

移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムで、サブフレームには４種類のタイプが存在する。タイプ−１のサブフレームは、６個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたサブフレームを、タイプ−２のサブフレームは、７個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたサブフレームを、タイプ−３のサブフレームは、５個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたサブフレームを、タイプ−４のサブフレームは、９個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたサブフレームを言う。

基本フレーム構造は、Ｈ−ＦＤＤ端末動作を含むＦＤＤ方式及びＴＤＤ方式のいずれにも適用可能である。ＴＤＤシステムで、各無線フレームにおける切り替え点（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ）の数は２個である。切り替え点は、ダウンリンクからアップリンクへ、またはアップリンクからダウンリンクへの方向性の変化によって定義することができる。

Ｈ−ＦＤＤ端末はＦＤＤシステムで含まれることができ、Ｈ−ＦＤＤ端末の観点でのフレーム構造はＴＤＤフレーム構造と類似している。しかし、ダウンリンク及びアップリンク伝送は、２個の個別周波数帯域で行われる。ダウンリンク及びアップリンク間の伝送間隔（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｇａｐｓ）（またその反対）は、伝送及び受信回路の切り替えのために要求される。

このようなＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムの基本フレーム構造の他に、７ＭＨｚチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するフレーム構造は未だに提案されていない。

本発明で達成しようとする技術的課題は、無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信する装置を提供することにある。

本発明で達成しようとする他の技術的課題は、無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信する方法を提供することにある。

本発明で達成しようとする技術的課題は、上記技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

上記の技術的課題を達成するための、本発明に係る無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信するための装置は、前記所定のフレーム構造によるフレームを通じて信号を送受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットを含み、前記フレームは、５個のサブフレームを含み、前記５個のサブフレームは、６個のＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルを含むタイプ−１のサブフレーム、及び７個のＯＦＤＭＡシンボルを含むタイプ−２のサブフレームのうち少なくとも一つのタイプのサブフレームを含み、前記フレームのＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）長は、有効シンボル長の１／８に該当する。

また、前記フレームは、時間分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームまたは周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームであってもよい。

前記ＴＤＤフレームは、２個のタイプ−１のサブフレームと、３個のタイプ−２のサブフレームと、を含むことができる。

前記ＴＤＤフレームで、ダウンリンク区間と、前記ダウンリンク区間に後続するアップリンク区間とを含み、前記ダウンリンク区間と前記アップリンク区間との間には、送信遷移間隔（ＴＴＧ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置し、前記アップリンク区間の最後のサブフレームの後に受信遷移間隔（ＲＴＧ： Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置することができる。

前記ＴＤＤフレーム内で、ダウンリンクサブフレームの個数及びアップリンクサブフレームの個数の比率は３：２または２：３であってもよい。

そして、前記ＴＤＤフレームは、２個のタイプ−１のサブフレームと、３個のタイプ−２のサブフレームと、を含むことができる。

好ましくは、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）またはＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間のために割り当てられるシンボルは、前記アップリンクの１番目のサブフレームの１番目のシンボルに位置する。この時、前記ＴＴＤフレーム内のアップリンクの１番目のサブフレームは、一つのシンボルが遷移ギャップ（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｇａｐ）に割り当てられて、タイプ−１のサブフレームで構成される。

そして、前記フレームのチャネル帯域幅は７ＭＨｚであり、前記ＴＤＤフレームは３３個、前記ＦＤＤフレームは３４個のＯＦＤＭＡシンボルを含むことができる。

上記の他の技術的課題を達成するための、本発明に係る無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信する方法は、前記所定のフレーム構造によるフレームを通じて信号を送受信する段階を含み、前記フレームは５個のサブフレームを含み、前記５個のサブフレームは、６個のＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルを含むタイプ−１のサブフレーム、及び７個のＯＦＤＭＡシンボルを含むタイプ−２のサブフレームで構成され、前記フレームのＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）長は、有効シンボル長の１／８に該当する。

また、前記フレームは、時間分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームまたは周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームであってもよい。

前記ＴＤＤフレームは、２個のタイプ−１のサブフレームと、３個のタイプ−２のサブフレームと、を含むことができる。

前記ＴＤＤフレームで、ダウンリンク区間と、前記ダウンリンク区間に後続するアップリンク区間とを含み、前記ダウンリンク区間と前記アップリンク区間との間には、送信遷移間隔（ＴＴＧ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置し、前記アップリンク区間の最後のサブフレームの後に受信遷移間隔（ＲＴＧ： Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置することができる。

前記ＴＤＤフレーム内で、ダウンリンクサブフレームの個数及びアップリンクサブフレームの個数の比率は３：２または２：３であってもよい。

好ましくは、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）またはＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間のために割り当てられるシンボルは、前記アップリンクの１番目のサブフレームの１番目のシンボルに位置する。この時、前記ＴＴＤフレーム内のアップリンクの１番目のサブフレームは、一つのシンボルが遷移ギャップ（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｇａｐ）に割り当てられて、タイプ−１のサブフレームで構成される。

そして、前記フレームのチャネル帯域幅は７ＭＨｚであり、前記ＴＤＤフレームは３３個、前記ＦＤＤフレームは３４個のＯＦＤＭＡシンボルを含むことができる。

本発明によれば、端末は、７ＭＨｚのチャネル帯域幅で、有効シンボル長の１／８に該当するＣＰ長を有するフレーム構造を用いて、效率的に信号を送受信することができる。

また、本発明に係る互いに共存できるように設計された有効シンボル長の１／８に該当するＣＰ長を有するフレーム構造を用いて、他のＣＰ長を有するフレーム構造と衝突及び干渉を起こさずに、信号を送受信することができる。

本発明から得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、下記の記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

本発明の理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に対する実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおける基本フレーム構造を示す図である。 ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）を含むシンボル構造の一例を示す図である。 移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおいて、７ＭＨｚチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するＴＤＤフレーム構造の一例を示す図である。 移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおいて、７ＭＨｚチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するＦＤＤフレーム構造の一例を示す図である。 本発明に係る７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのフレーム構造の一例を示す図である。 レガシーモードを支援するＴＤＤフレーム構造の一例を示す図である。 本発明に係る信号送受信装置の各構成要素を示すダイヤグラムである。

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て詳細に説明する。添付の図面と共に以下で開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施され得る唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者であれば、本発明がこのような具体的な細部事項がなくても実施可能であることが分かる。例えば、以下の詳細な説明は、移動通信システムが３ＧＰＰ ＬＴＥシステムである場合を仮定して具体的に説明するが、３ＧＰＰ ＬＴＥの特有の事項を除いては、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。

いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示することができる。また、本明細書全体において同一の構成要素については同一の図面符号を使用して説明する。

さらに、以下の説明において、端末は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＡＭＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）などの移動または固定型のユーザー端機器を総称するものと仮定する。また、基地局は、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ、Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）などの端末と通信するネットワーク端の任意のノードを総称するものと仮定する。

移動通信システムで、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、基地局からダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）を通じて情報を受信することができ、端末は、アップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）を通じて情報を伝送することができる。端末が伝送または受信する情報としてはデータ及び多様な制御情報があり、端末が伝送または受信する情報の種類及び用途によって多様な物理チャネルが存在する。

移動通信システムの一例である３ＧＰＰ ＬＴＥシステムなどでは、多重搬送波変調方式として直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下、‘ＯＦＤＭ’と略称する）方式を用いる。以下で、ＯＦＤＭ方式の基本原理について簡略に説明する。

ＯＦＤＭシステムで、高速データ伝送率（ｈｉｇｈ−ｒａｔｅ）を持つデータストリーム（ｄａｔａ ｓｔｒｅａｍ）を、低速データ伝送率（ｓｌｏｗ−ｒａｔｅ）を持つ多数のデータストリームに分ける。これは、多数の搬送波を用いて同時に伝送するためである。このような多数の搬送波のそれぞれを副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）と呼ぶ。ＯＦＤＭシステムで、多数の搬送波間に直交性（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ）が存在するので、搬送波の周波数成分は互いに重畳されても受信端での検出が可能である。高速伝送率を持つデータストリームは、直／並列変換部（Ｓｅｒｉａｌ ｔｏ Ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を通じて多数の低い伝送率のデータストリーム（ｄａｔａ ｓｔｒｅａｍ）に変換され、並列に変換された多数のデータストリームにそれぞれの副搬送波を乗算した後、それぞれのデータストリームを合算して受信端に伝送することができる。

直／並列変換部により生成された多数の並列データストリームは、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によって多数の副搬送波で伝送され得る。この時、ＩＤＦＴは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて效率的に具現することができる。低い伝送率を持つ副搬送波のシンボル周期（ｓｙｍｂｏｌ ｄｕｒａｔｉｏｎ）が増加することになるので、多重経路遅延拡散により発生する時間上での相対的な信号分散（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が減少する。

このようなＯＦＤＭ方式を用いた無線通信において、シンボル間干渉（Ｉｎｔｅｒ−Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を減らすために、シンボル間にチャネルの遅延拡散よりも長い保護区間（ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を挿入することができる。すなわち、各シンボルが多重経路チャネルを通じて伝送される間、連続したシンボル間にチャネルの最大遅延拡散（Ｄｅｌａｙ Ｓｐｒｅａｄ）よりも長い保護区間（ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を挿入する。この時、副搬送波間の直交性（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ）の破壊を防止するために、有効シンボル区間の最後の区間（すなわち、保護区間）の信号を複写して、シンボルの先頭部分に挿入する。これを循環前置部（ＣＰ：ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、以下、‘ＣＰ’と称する）と呼ぶ。

図２は、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）を含むシンボル構造の一例を示す図である。

図２を参照すると、シンボル周期（Ｔｓ）は、実際データが伝送される有効シンボル区間（Ｔｂ）と保護区間（Ｔｇ）との和になる。受信端では、保護区間（Ｔｇ）を除去した後、有効シンボル区間の間のデータを取って復調を行うことになる。送信端及び受信端は、循環前置符号を使用して、互いに同期化を達成することができ、データシンボル間の直交性を維持することができる。本発明でのシンボルはＯＦＤＭＡシンボルであってもよい。

図３は、移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおいて、７ＭＨｚチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するＴＤＤフレーム構造の一例を示す図である。

図３に示すように、ＴＤＤフレーム構造の一例として、一つのフレームで、ダウンリンクサブフレームの個数とアップリンクサブフレームの個数の比が４：２であってもよい。そして、ＴＤＤフレームは、７ＭＨｚのチャネル帯域幅を有し、ＣＰ長は、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当する長さを有することができる。

一つのフレーム内に含まれた６個のサブフレームのうち、３個のサブフレームは、それぞれ６個のシンボルからなったタイプ−１のサブフレームであり、残りの３個のサブフレームは、それぞれ５個のシンボルからなったタイプ−３のサブフレームであってもよい。この時、一つのフレーム内で時間順に配列された２番目、３番目及び４番目のサブフレームが、タイプ−３のサブフレームであってもよい。

図３から分かるように、ダウンリンクからアップリンクに切り替わるタイミングに位置するＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間の長さは１８８μsであり、アップリンクからダウンリンクに切り替わるタイミングに位置するＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間の長さは６０μsであってもよい。

図４は、移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおいて、７ＭＨｚチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するＦＤＤフレーム構造の一例を示す図である。

図４に示されたように、ＦＤＤフレーム構造の一例として、ＦＤＤフレームは、７ＭＨｚのチャネル帯域幅を有し、ＣＰ長は有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当することができる。

一つのフレーム内に含まれた６個のサブフレームのうち、４個のサブフレームは、それぞれ６個のシンボルからなったタイプ−１のサブフレームであり、残りの２個のサブフレームは、それぞれ５個のシンボルからなったタイプ−３のサブフレームであってもよい。この時、一つのフレーム内で時間順に配列された２番目、３番目及び４番目のサブフレームが、タイプ−３のサブフレームであってもよい。

上述したように、図３及び図４にそれぞれ示された７ＭＨｚのチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するＴＤＤ及びＦＤＤフレーム構造は、６個のシンボルで構成されたタイプ−１のサブフレームと、５個のシンボルで構成されたタイプ−３のサブフレームとで構成されることができる。したがって、図３及び図４のように、７ＭＨｚのチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長を有するフレーム構造では、タイプ−３のサブフレームが存在するので、アップリンク領域で、５個のシンボルで構成された新しいタイプのアップリンク制御チャネルが必要である。しかし、現在の制御チャネルは、タイプ−１のサブフレームのみで構成されるため、図３及び図４に示されたフレーム構造を用いては、円滑に制御情報を伝送しにくい点がある。

下記の表１は、移動通信システムの一例であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムで適用されるＯＦＤＭＡパラメーターについて説明した表である。

下記の表２は、前記表１の他に追加的なＯＦＤＭＡパラメーターを説明した表である。

以下で、７ＭＨｚのチャネル帯域幅で、有効シンボル長（Ｔｂ）の１／８に該当するＣＰ長（以下では、１／８ ＴｂのＣＰ長と称し得る）を有するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのフレーム構造（ＴＤＤフレーム及びＦＤＤフレーム）について説明する。

また、同一の７ＭＨｚのチャネル帯域幅に対して、１／８ ＴｂのＣＰ長または１／１６ ＴｂのＣＰ長を有するＴＤＤフレーム構造と互いに共存できるＴＤＤフレーム構造について説明する。また、本発明で提案するＴＤＤフレーム構造と多くの共通性を持つＦＤＤフレーム構造も共に説明する。

本発明で提案する７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰを有するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのＴＤＤ及びＦＤＤフレーム構造は、前記表１及び表２に定義されたＯＦＤＭＡパラメーターを有する。また、本発明で提案する７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのフレーム構造は、基本フレーム構造と共通性を有し、他のＣＰ長（例えば、７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／１６ ＴｂのＣＰ長）を有するフレーム構造と共存できるフレーム構造である。このために、本発明で提案する７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するフレーム構造は、他のＣＰ長を有するフレーム構造とダウンリンク及びアップリンク間の境界点（または切り替え点）が互いに重畳しないように構成することができる。したがって、本発明で提案する７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するフレーム構造は、他のＣＰ長を有するフレーム構造と干渉を起こさないので、両フレーム構造は互いに共存することができる。

図５は、本発明に係る７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのフレーム構造の一例を示す図である。

図５の（ａ）乃至（ｃ）に示されたＴＤＤ及びＦＤＤフレーム構造は、前記表１及び表２に示したＯＦＤＭＡパラメーターを用いる。前記表１及び表２に示したように、７ＭＨｚで１／８ ＴｂのＣＰ長を用いる場合、定義される各ＯＦＤＭＡパラメーターは、シンボル長（ｓｙｍｂｏｌ ｄｕｒａｔｉｏｎ）は１４４μsであり、ＴＴＧとＲＴＧはそれぞれ、１８８μsと６０μsである。

図５の（ａ）及び（ｂ）には、７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのＴＤＤフレーム構造が示された。図５の（ａ）及び（ｂ）に示されたように、５個のサブフレームで構成されたＴＤＤフレームにおいて、ダウンリンクサブフレームの個数とアップリンクサブフレームの個数の比率は２：３または３：２であってもよい。

図５の（ａ）及び（ｂ）を参照すると、アップリンク領域で、５個のシンボルで構成された制御チャネルを生成しないために、６個のＯＦＤＭＡシンボルからなったタイプ−１のサブフレームと、７個のＯＦＤＭＡシンボルからなったタイプ−２のサブフレームとを用いて、ＴＤＤフレームを構成することができる。

定義されたＯＦＤＭＡパラメーターを考慮すると、ＦＤＤフレームで１／８ ＴｂのＣＰ長を用いる場合、一つのＦＤＤフレームに存在するＯＦＤＭＡシンボルの数は３４個である。しかし、本発明に係る７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するＴＤＤフレームは、ダウンリンク／アップリンク間の切り替え（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）のためにＴＴＧ／ＲＴＧ区間が必要である。したがって、一つのシンボルをＴＴＧ／ＲＴＧのために割り当てることができる。ＴＤＤフレームでは、一つのシンボルをＴＴＧ／ＲＴＧのために割り当てることによって、ＦＤＤフレームより一つのシンボルが少ないので、ＴＤＤフレーム内に存在するシンボルの数は３３個である。

ＴＤＤフレームは、５個のサブフレームで構成することができ、特に、ＴＤＤフレームは、２個のタイプ−１のサブフレームと３個のタイプ−２のサブフレームとで構成することができる。このようなＴＤＤフレームで、ＴＴＧ／ＲＴＧ区間をアップリンクの１番目のサブフレームに割り当てることができ、このために、アップリンクの１番目のサブフレームにタイプ−２のサブフレームが位置するようにすることができる。前記でＴＴＧ／ＲＴＧ区間のために割り当てられるシンボルは、アップリンクの１番目のサブフレームの１番目のシンボルの位置に置かれる。このように、アップリンクの１番目のサブフレームで、タイプ−２のサブフレームの一つのシンボルをＴＴＧ／ＲＴＧ区間に割り当てることによって、アップリンクの１番目のサブフレームは、実質的にタイプ−１のサブフレーム構造の形態を有することになる。

図５の（ａ）及び（ｂ）に示されたように、ＴＤＤフレームで、タイプ−１のサブフレームは、ダウンリンクの１番目のサブフレーム及びアップリンクの１番目のサブフレームにのみ位置することができる。ＴＤＤフレーム構造で、ダウンリンクとアップリンクに割り当てられるシンボルの数は、それぞれ６＋７＊（Ｍ−１）（ここで、Ｍは、ダウンリンクに割り当てられたサブフレームの数）と６＋７＊（Ｎ−１）（ここで、Ｎは、アップリンクに割り当てられたサブフレームの数）で表すことができる。

図５の（ｃ）に示されたＦＤＤフレームを参照すると、ＦＤＤフレームの場合にはＴＴＧ／ＲＴＧが必要でないので、フレーム内に存在するシンボルの数は３４個である。そして、アップリンク領域で、５個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたアップリンク制御チャネルを構成しないために、基本サブフレームのうち、６個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたタイプ−１のサブフレームと７個のＯＦＤＭＡシンボルで構成されたタイプ−２のサブフレームとでフレームを構成することができる。このような場合には、一つのＦＤＤフレームは５個のサブフレームで構成される。

本発明に係る７ＭＨｚチャネル帯域幅での１／８ ＴｂのＣＰ長を有するＦＤＤフレームは、３４個のＯＦＤＭＡシンボルで構成し、５個のサブフレームで構成することができる。そして、ＦＤＤフレームは、１個のタイプ−１のサブフレームと４個のタイプ−２のサブフレームとで構成することができる。この時、ＦＤＤフレームで、１個のタイプ−１のサブフレームは、時間順に１番目のサブフレームに位置することができる。

図６は、レガシーモードを支援するＴＤＤフレーム構造の一例を示した図である。

レガシーシステム（ｌｅｇａｃｙ ｓｙｓｔｅｍ）というのは、既存の規格を遵守するシステムであって、従来のシステムに該当する。一例として、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムもレガシーシステムに該当する。しかし、レガシーシステムがＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムのみに制限されるものではない。レガシーシステムが設置された地域に、既存のシステムより進化した新しいシステムが設置され得る。このような場合、新しいシステムは、レガシー端末だけでなく新しい端末にもサービスを支援する必要がある。図６では、レガシーモードを支援するために、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムでのＴＤＤフレーム構造が示された。

図６の（ａ）に示されたように、レガシーシステムを支援するために、アップリンク領域に１２個のシンボルが割り当てられる必要がある。また、アップリンクの１番目のサブフレームにダウンリンクからアップリンクへの切り替えのための区間が位置する必要がある。すなわち、ＴＴＧがアップリンクの１番目のサブフレームに位置することができる。

図６の（ａ）に示されたように、アップリンクの１番目のサブフレームは、遊休区間（ｉｄｌｅ）を含んで７個のＯＦＤＭＡシンボルからなっているので、タイプ−２のサブフレームと見なすことができるが、ＴＤＤフレームで、ＴＴＧに必要な切り替え区間（または遅延区間）を生成するために、一つのシンボルを遊休区間として残しておくので、実質的には６個のシンボルからなったタイプ−１のサブフレームと見なすことができる。すなわち、アップリンク区間にＴＴＧのための遊休区間を割り当てることによって、レガシーシステムを十分に支援する同時に、図６の（ｂ）に示されたような同一のチャネル帯域幅を有し、他のＣＰ長を有するフレーム構造と干渉なしに互いに共存することができる。このように、レガシーシステムを支援し、他のＣＰ長を有するフレーム構造のために提案したフレーム構造は、ダウンリンクサブフレームの個数と、アップリンクサブフレームの個数の比率に関係なく適用することができる。

上述したように、図６の（ａ）に示されたＴＤＤフレーム構造を用いると、同一のチャネル帯域幅（例えば、７ＭＨｚ）内で、他のＣＰ長を有するレガシーモードのフレーム構造と、互いに干渉なしに共存することができる。

要するに、信号の送受信装置（端末、基地局など）は、図５及び図６で提案したフレーム構造を用いて信号を送受信することによって、效率的に信号を送受信することができ、他のＣＰ長を用いる信号送受信装置とも干渉及び衝突なしに效率的に信号を送受信することができる。

図７は、本発明に係る信号送受信装置５０の各構成要素を示すダイヤグラムである。

図７を参照すると、信号送受信装置５０は、端末または基地局であってもよい。信号送受信装置５０は、プロセッサ５１、メモリー５２、無線周波数ユニット（ＲＦユニット）５３、ディスプレイユニット５４、及びユーザーインターフェースユニット５５を含む。

無線インターフェースプロトコルの各レイヤー（ｌａｙｅｒｓ）は、プロセッサ５１内で具現される。プロセッサ５１は、制御プレーンとユーザープレーンを提供する。各レイヤーの機能は、プロセッサ５１内で具現され得る。メモリー５２は、プロセッサ５１に連結されて、オペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般のファイル（ｇｅｎｅｒａｌ ｆｉｌｅｓ）を格納する。

ディスプレイユニット５４は、多様な情報をディスプレイし、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）などのよく知られた要素を使用することができる。

ユーザーインターフェースユニット５５は、キーパッド、タッチスクリーンなどのよく知られたユーザーインターフェースの組み合わせで構成することができる。

ＲＦユニット５３は、プロセッサ５１に連結されて無線信号を送受信することができる。ＲＦユニット５３は、伝送モジュール（図示せず）及び受信モジュール（図示せず）に区分することもできる。

端末とネットワークとの間の無線インターフェースプロトコルの各レイヤーは、通信システムでよく知らされたＯＳＩ（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）モデルの下位３個のレイヤーに基づいて第１レイヤー（Ｌ１）、第２レイヤー（Ｌ２）及び第３レイヤー（Ｌ３）に分類することができる。物理レイヤーは第１レイヤーに属し、物理チャネルを介して情報伝送サービスを提供する。ＲＲＣ（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤーは第３レイヤーに属し、端末とネットワークとの間の制御無線資源を提供する。端末とネットワークは、ＲＲＣレイヤーを通じてＲＲＣメッセージを交換する。

以上説明した各実施例は、本発明の各構成要素と特徴が所定形態で結合されたものである。各構成要素または特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び／または特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の各実施例で説明される各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ることもでき、または他の実施例の対応する構成または特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新しい請求項として含めることもできることは自明である。

本発明に係る実施例は、多様な手段、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それらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つまたはそれ以上のＡＳＩＣｓ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能または各動作を行うモジュール、手順または関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードはメモリーユニットに格納されてプロセッサによって駆動されることができる。前記メモリーユニットは、前記プロセッサの内部または外部に位置し、既に公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態で具体化できるのは当業者には自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定しなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

フレーム構造を用いて信号を送受信する装置及び方法は、ＩＥＥＥ ８０２、３ＧＰＰ ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどのような無線通信システムに適用できる。

Claims (18)

1. 無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信する方法であって、
   前記所定のフレーム構造によるフレームを通じて信号を送受信する段階を含み、
   前記フレームは５個のサブフレームを含み、前記５個のサブフレームは、６個のＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルを含むタイプ−１のサブフレーム、及び７個のＯＦＤＭＡシンボルを含むタイプ−２のサブフレームで構成され、前記フレームのＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）長は、有効シンボル長の１／８に該当することを特徴とする、信号の送受信方法。
2. 前記フレームは、時間分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームまたは周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームであることを特徴とする、請求項１に記載の信号の送受信方法。
3. 前記フレームはＴＤＤフレームに該当し、前記ＴＤＤフレームは、２個のタイプ−１のサブフレームと、３個のタイプ−２のサブフレームとを含むことを特徴とする、請求項２に記載の信号の送受信方法。
4. 前記ＴＤＤフレームで、ダウンリンク区間と、前記ダウンリンク区間に後続するアップリンク区間とを含み、前記ダウンリンク区間と前記アップリンク区間との間には、送信遷移間隔（ＴＴＧ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置し、前記アップリンク区間の最後のサブフレームの後に受信遷移間隔（ＲＴＧ： Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置することを特徴とする、請求項３に記載の信号の送受信方法。
5. 前記ＴＤＤフレーム内で、ダウンリンクサブフレームの個数及びアップリンクサブフレームの個数の比率は３：２または２：３であることを特徴とする、請求項３に記載の信号の送受信方法。
6. ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）またはＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間のために割り当てられるシンボルは、前記アップリンクの１番目のサブフレームの１番目のシンボルに位置することを特徴とする、請求項３に記載の信号の送受信方法。
7. 前記ＴＴＤフレーム内のアップリンクの１番目のサブフレームは、タイプ−１のサブフレームであることを特徴とする、請求項６に記載の信号の送受信方法。
8. 前記フレームのチャネル帯域幅は７ＭＨｚであることを特徴とする、請求項２に記載の信号の送受信方法。
9. 前記ＴＤＤフレームは３３個、前記ＦＤＤフレームは３４個のＯＦＤＭＡシンボルを含むことを特徴とする、請求項２に記載の信号の送受信方法。
10. 無線通信システムにおいて所定のフレーム構造を用いて信号を送受信するための装置であって、
    前記所定のフレーム構造によるフレームを通じて信号を送受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットを含み、
    前記フレームは５個のサブフレームを含み、前記５個のサブフレームは、６個のＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルを含むタイプ−１のサブフレーム、及び７個のＯＦＤＭＡシンボルを含むタイプ−２のサブフレームで構成され、前記フレームのＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）長は、有効シンボル長の１／８に該当することを特徴とする、信号送受信装置。
11. 前記フレームは、時間分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームまたは周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）フレームであることを特徴とする、請求項１０に記載の信号送受信装置。
12. 前記フレームはＴＤＤフレームに該当し、前記ＴＤＤフレームは、２個のタイプ−１のサブフレームと、３個のタイプ−２のサブフレームとを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の信号送受信装置。
13. 前記ＴＤＤフレームで、ダウンリンク区間と、前記ダウンリンク区間に後続するアップリンク区間とを含み、前記ダウンリンク区間と前記アップリンク区間との間には、送信遷移間隔（ＴＴＧ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置し、前記アップリンク区間の最後のサブフレームの後に受信遷移間隔（ＲＴＧ： Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間が位置することを特徴とする、請求項１２に記載の信号送受信装置。
14. 前記ＴＤＤフレーム内で、ダウンリンクサブフレームの個数及びアップリンクサブフレームの個数の比率は３：２または２：３であることを特徴とする、請求項１２に記載の信号送受信装置。
15. ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）またはＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）区間のために割り当てられるシンボルは、前記アップリンクの１番目のサブフレームの１番目のシンボルに位置することを特徴とする、請求項１２に記載の信号送受信装置。
16. 前記ＴＴＤフレーム内のアップリンクの１番目のサブフレームは、タイプ−１のサブフレームであることを特徴とする、請求項１５に記載の信号送受信装置。
17. 前記フレームのチャネル帯域幅は７ＭＨｚであることを特徴とする、請求項１１に記載の信号送受信装置。
18. 前記ＴＤＤフレームは３３個、前記ＦＤＤフレームは３４個のＯＦＤＭＡシンボルを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の信号送受信装置。