JP2013509741A

JP2013509741A - 無線環境でのマルチキャスト・ブロードキャストサービス（ｍｂｓ）トラヒックの送信

Info

Publication number: JP2013509741A
Application number: JP2012527169A
Authority: JP
Inventors: ヴルジック，ソフィー; ノヴァック，ロバート; フォン，モ−ハン
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2013-03-14
Also published as: CA2772443A1; KR20140031074A; CN102823278A; RU2553677C2; EP2474175A1; RU2012111977A; WO2011026235A1; EP2474175A4

Abstract

MIMO（multiple-input-multiple-output）通信でのマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS）は、３つのモード（単一レイヤモード、空間多重（SM）モード及び階層モード）のうち１つを使用して送信される。階層モードでは、低品質データが第１のMIMOレイヤで送信され、拡張データが第２のMIMOレイヤで送信される。受信装置は、低品質データのみを正常に受信してもよく、それを拡張する拡張データを正常に受信してもよい。使用されるモードを含む使用される送信方式は、選択可能でもよく、フィードバックに基づいて選択されてもよい。

Description

この出願は、概して無線通信技術に関し、特にAlamouti符号を使用したMIMO方式でのシンボル送信に関する。

データが無線接続を介して配信されるサービスの需要は、近年伸びてきており、伸び続けることが予想される。データがセルラ移動電話又は他の移動電話、パーソナル通信システム（PCS：personal communications system）、及びデジタル又は高解像度テレビ（HDTV：high definition television）を介して配信される用途が含まれる。これらのサービスの需要が伸びていることを通じて、データが配信され得るチャネル帯域幅が制限される。従って、効率的且つコスト効率の良い方法で、この制限された帯域幅で高速でデータを配信することが望まれる。

チャネルで高速データを効率的に配信する既知の手法は、直交周波数分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を使用することによるものである。高速データ信号は、サブキャリア周波数（“サブキャリア”）として知られ、無線周波数（RF：radio frequency）信号内の各周波数で並列に送信される数十又は数百もの低速信号に分割される。サブキャリアの周波数スペクトルは、これらの間の間隔が最小化されるように重複する。サブキャリアはまた、統計的に独立しており、クロストークを生成しないように又は相互に干渉しないように、相互に直交する。その結果、チャネル帯域幅は、振幅又は周波数変調（AM/FM：amplitude or frequency modulation）のような通常のシングルキャリア伝送方式よりかなり効率的に使用される。

時空間送信ダイバーシチ（STTD：space time transmit diversity）は、シンボルレベルのダイバーシチを実現可能であり、リンク性能をかなり改善する。STTD符号は、完全な時空間符号化率を実現するという意味で、‘完全’であると言われている（時空間符号化率=1、rate-1とも呼ばれる）。そして、直交する。しかし、送信アンテナの数が2より多い場合、rate-1直交符号は存在しない。

チャネル帯域幅の効率的な使用を提供する手法は、MIMO（Multiple Input-Multiple Output）と呼ばれる、複数のアンテナを有する基地局を使用してデータを送信し、複数の受信アンテナを有する遠隔局を使用して送信データを受信することである。MIMO技術は、3GPP（third generation partnership project）標準のような次世代の無線セルラシステムに提案されている。複数のアンテナが送信機及び受信機の双方に配置されるため、高い容量（キャパシティ）又は送信レートが実現可能である。

パケットを送信するためにMIMOシステムを使用するときに、受信パケットが誤りを有する場合、受信機は同じパケットの再送信を要求し得る。パケットシンボルが元の送信と異なってマッピングされることを提供するシステムが知られている。

現在の無線環境における特別な課題は、マルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：Multicast Broadcast Service）を効率的且つ信頼性高く提供することにある。以前の対策は多くの欠点を有する。例えば、ゾーンカバレッジ（zone coverage）に十分に対処すること又は十分にロバストな対策を提供することはできない。

従って、MBSトラヒックを送信するための改善した方法の必要性が存在する。

第１の広い態様によれば、MIMO（multiple-input-multiple-output）通信においてマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：multicast broadcast service）送信を実行する方法が提供される。この方法は、低品質データである第１のデータを第１のMIMOレイヤで送信することを有する。この方法は、低品質データを拡張するための拡張データである第２のデータを第２のMIMOレイヤで送信することを更に有する。MBS送信は、加入者局において、第１及び第２のデータが正常に受信された場合、拡張データで低品質データを拡張した結果により規定され、MBS送信は、加入者局において、第１のデータが正常に受信されて第２のデータが正常に受信されない場合、低品質データのみにより規定される。

第２の広い態様によれば、MIMO（multiple-input-multiple-output）通信においてマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：multicast broadcast service）送信を実行する方法が提供される。この方法は、低品質データである第１のデータを第１のMIMOレイヤで送信することを有する。この方法は、低品質データを拡張するための拡張データである第２のデータを第２のMIMOレイヤで送信するか否かを選択することを更に有する。MBS送信は、加入者局において、第１及び第２のデータが正常に受信された場合、拡張データで低品質データを拡張した結果により規定され、MBS送信は、加入者局において、第１のデータが正常に受信されて第２のデータが正常に受信されない場合、低品質データのみにより規定される。

第３の広い態様によれば、MIMO（multiple-input-multiple-output）通信においてマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：multicast broadcast service）トラヒックを送信する方法が提供される。この方法は、送信モードをそれぞれ有する複数の利用可能な送信フォーマットの中から、MBSデータを送信する送信フォーマットを選択することを有する。この方法は、選択された送信フォーマットを使用してMBSトラヒックを送信することを更に有する。複数の利用可能な送信フォーマットは、単一レイヤモードと空間多重（SM：spatial multiplexing）モードと階層モードとのうち１つを有する少なくとも１つの送信フォーマットと、単一レイヤモードと空間多重（SM）モードと階層モードとのうち他のものを有する少なくとも１つの他の送信フォーマットとを含む。

セルラ通信システムのブロック図本発明の或る実施例を実装するために使用され得る例示的な基地局のブロック図本発明の或る実施例を実装するために使用され得る例示的な無線端末のブロック図本発明の或る実施例を実装するために使用され得る例示的な中継局のブロック図本発明の或る実施例を実施するために使用され得る例示的なOFDM送信アーキテクチャの論理分解のブロック図本発明の或る実施例を実施するために使用され得る例示的なOFDM受信アーキテクチャの論理分解のブロック図 IEEE802.16m-08/003rlの図１の全体ネットワークアーキテクチャの例 IEEE802.16m-08/003rlの図２の全体ネットワークアーキテクチャの中継局 IEEE802.16m-08/003rlの図３のシステム参照モデル IEEE802.16m-08/003rlの図４のIEEE802.16mのプロトコル構成 IEEE802.16m-08/003rlの図５のIEEE802.16mのMS/BSデータプレーン処理フロー IEEE802.16m-08/003rlの図６のIEEE802.16mのMS/BS制御プレーン処理フロー IEEE802.16m-08/003rlの図７のマルチキャリアシステムをサポートする一般プロトコルアーキテクチャ MBSをサポートするセルラ通信システムのブロック図 MBSゾーンを有するDLサブフレームのブロック図ユニキャストデータに重ねられたMBSゾーンを有するDLサブフレームのブロック図

本発明の態様及び特徴は、添付図面及び特許請求の範囲と共に開示の特定の実施例の以下の説明を読むことにより、当業者に明らかになる。

本発明の実施例について、添付図面を参照して一例のみとして説明する。

同様の要素を示すために、異なる図面で同様の参照符号が使用される。

図面を参照すると、図１は、複数のセル12内での無線通信を制御する基地局コントローラ（BSC：base station controller）10を示しており、複数のセルは、対応する基地局（BS：base station）14によりサービス提供される。或る構成では、各セルは、複数のセクタ13又はゾーン（図示せず）に更に分割される。一般的に、各BS14は、加入者局（SS：subscriber station）16とのOFDMを使用した通信を容易にする。加入者局（SS）16は、基地局と通信可能な如何なるエンティティでもよく、移動端末及び／又は無線端末或いは固定端末を含んでもよく、対応するBS14に関連するセル12内にある。SS16がBS14に対して移動すると、この移動は、チャネル状態におけるかなりの変動を生じる。図示のように、BS14及びSS16は、通信のための空間ダイバーシチを提供するために、複数のアンテナを含んでもよい。或る構成では、中継局（relay station）15は、BS14と無線端末16との間の通信を支援してもよい。SS16は、いずれかのセル12、セクタ13、ゾーン（図示せず）、BS14又は中継局15から他のセル12、セクタ13、ゾーン（図示せず）、BS14又は中継局15にハンドオフされてもよい18。或る構成では、BS14は、バックホールネットワーク11で各ネットワーク及び他のネットワーク（コアネットワーク又はインターネット（双方とも図示せず）等）と通信する。或る構成では、基地局コントローラ10は必要ない。

図２を参照すると、BS14の例が示されている。BS14は、一般的に、制御システム20と、ベースバンドプロセッサ22と、送信回路24と、受信回路26と、複数のアンテナ28と、ネットワークインタフェース30とを含む。受信回路26は、SS16（図３に図示する）及び中継局15（図４に図示する）により提供された１つ以上の遠隔送信機から、情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ（図示せず）は、処理のために信号からブロードバンド干渉を増幅及び除去するように協調してもよい。ダウンコンバージョン及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートする。中間又はベースバンド周波数信号は、１つ以上のデジタルストリームにデジタル化される。

ベースバンドプロセッサ22は、デジタル化された受信信号を処理し、受信信号で伝達された情報又はデータビットを抽出する。典型的には、この処理は、復調、復号化及び誤り訂正動作を有する。従って、ベースバンドプロセッサ22は、一般的には、１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（DSP：digital signal processor）又は特定用途向け集積回路（ASIC：application-specific integrated circuit）に実装される。受信情報は、ネットワークインタフェース30を介して無線ネットワークを通じて送信される、或いは、直接的に又は中継局15の支援により、BS14によりサービス提供される他のSS16に送信される。

送信側では、ベースバンドプロセッサ22は、制御システム20の制御で、ネットワークインタフェース30からデジタル化されたデータ（音声、データ又は制御情報を表してもよい）を受信し、送信のためにデータを符号化する。符号化されたデータは、送信回路24に出力され、そこで、所望の送信周波数を有する１つ以上のキャリア信号により変調される。電力増幅器（図示せず）は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、マッチングネットワーク（matching network）（図示せず）を通じて変調されたキャリア信号をアンテナ28に配信する。変調及び処理の詳細は、以下に詳細に説明する。

図３を参照して、加入者局（SS：subscriber station）16の例を説明する。SS16は、例えば移動局でもよい。BS14と同様に、SS16は、制御システム32と、ベースバンドプロセッサ34と、送信回路36と、受信回路38と、複数のアンテナ40と、ユーザインタフェース回路42とを含む。受信回路38は、１つ以上のBS14及び中継局15から情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ（図示せず）は、処理のために信号からブロードバンド干渉を増幅及び除去するように協調してもよい。ダウンコンバージョン及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートする。中間又はベースバンド周波数信号は、１つ以上のデジタルストリームにデジタル化される。

ベースバンドプロセッサ34は、デジタル化された受信信号を処理し、受信信号で伝達された情報又はデータビットを抽出する。典型的には、この処理は、復調、復号化及び誤り訂正動作を有する。ベースバンドプロセッサ34は、一般的には、１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（DSP：digital signal processor）又は特定用途向け集積回路（ASIC：application-specific integrated circuit）に実装される。送信について、ベースバンドプロセッサ34は、制御システム32からデジタル化されたデータ（音声、ビデオ、データ又は制御情報を表してもよい）を受信し、送信のためにデータを符号化する。符号化されたデータは、送信回路36に出力され、そこで、所望の送信周波数にある１つ以上のキャリア信号を変調するために変調器により変調される。電力増幅器（図示せず）は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、マッチングネットワーク（図示せず）を通じて変調されたキャリア信号をアンテナ40に配信する。当業者に利用可能な様々な変調及び処理技術が、直接的に又は中継局を介してSSと基地局との間で信号を送信するために使用される。

OFDM変調では、送信帯域は複数の直交サブキャリアに分割される。各サブキャリアは、送信されるデジタルデータに従って変調される。OFDMは送信帯域を複数のサブキャリアに分割するため、キャリア毎の帯域幅は減少し、キャリア毎の変調時間は増加する。複数のサブキャリアが並列して送信されるため、いずれかの所与のサブキャリアのデジタルデータ若しくはシンボル（以下で説明する）の送信レートは、単一のキャリアが使用される場合より低い。

OFDM変調は、送信される情報について逆高速フーリエ変換（IFFT：Inverse Fast Fourier Transform）の性能を利用する。復調について、受信信号での高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）の性能は、送信された情報を回復する。実際に、IFFT及びFFTは、それぞれ逆離散フーリエ変換（IDFT：Inverse Discrete Fourier Transform）及び離散フーリエ変換（DFT：Discrete Fourier Transform）を実行するデジタル信号処理により提供される。従って、OFDM変調の特徴は、送信チャネル内の複数の帯域について直交サブキャリアが生成される点にある。変調された信号は、比較的低い送信レートを有し、各帯域内に留まることができるデジタル信号である。個々のサブキャリアは、デジタル信号により直接的に変調されない。その代わりに、全てのサブキャリアは、IFFT処理により同時に変調される。

動作中に、OFDMは、BS14からSS16への下りリンク送信に少なくとも使用されることが好ましい。各BS14は、“n”個の送信アンテナ28（n>=1）を備えており、各SS16は、“m”個の受信アンテナ40（m>=1）を備えている。特に、各アンテナは、適切なデュプレクサ又はスイッチを使用して受信及び送信に使用可能であり、簡潔にするためにのみこのようにラベルが付与されている。

中継局15が使用される場合、OFDMは、BS14から中継局15への下りリンク送信と、中継局15からSS16への下りリンク送信とに使用されることが好ましい。

図４を参照すると、中継局15の例が示されている。BS14及びSS16と同様に、中継局15は、制御システム132と、ベースバンドプロセッサ134と、送信回路136と、受信回路138と、複数のアンテナ130と、中継回路142とを含む。中継回路142は、中継局14が基地局16とSS16との間の通信を支援することを可能にする。受信回路138は、１つ以上のBS14及びSS16から情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ（図示せず）は、処理のために信号からブロードバンド干渉を増幅及び除去するように協調してもよい。ダウンコンバージョン及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートする。中間又はベースバンド周波数信号は、１つ以上のデジタルストリームにデジタル化される。

ベースバンドプロセッサ134は、デジタル化された受信信号を処理し、受信信号で伝達された情報又はデータビットを抽出する。典型的には、この処理は、復調、復号化及び誤り訂正動作を有する。ベースバンドプロセッサ134は、一般的には、１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（DSP：digital signal processor）又は特定用途向け集積回路（ASIC：application-specific integrated circuit）に実装される。

送信について、ベースバンドプロセッサ134は、制御システム132からデジタル化されたデータ（音声、ビデオ、データ又は制御情報を表してもよい）を受信し、送信のためにデータを符号化する。符号化されたデータは、送信回路136に出力され、そこで、所望の送信周波数にある１つ以上のキャリア信号を変調するために変調器により変調される。電力増幅器（図示せず）は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、マッチングネットワーク（図示せず）を通じて変調されたキャリア信号をアンテナ130に配信する。前述のように、当業者に利用可能な様々な変調及び処理技術が、直接的に又は中継局を介して間接的にSSと基地局との間で信号を送信するために使用される。

図５を参照して、論理OFDM送信アーキテクチャについて説明する。まず、基地局コントローラ10は、直接的に又は中継局15の支援により、様々なSS16に送信されるデータをBS14に送信する。BS14は、送信用のデータをスケジューリングするため及びスケジューリングされたデータを送信するための適切な符号化及び変調技術を選択するために、SSに関連するチャネル品質についての情報を使用してもよい。チャネル品質は、以下に詳細に説明するように、制御信号を使用して見つけられる。しかし、一般的には、各SS16のチャネル品質は、チャネル振幅（又は応答）がOFDM周波数帯域を通じて変化する程度の関数である。

ビットのストリームであるスケジューリングされたデータ44は、データスクランブル化ロジック46を使用してデータに関連するピーク対平均電力比を低減するようにスクランブル化される。スクランブル化されたデータの巡回冗長検査（CRC：cyclic redundancy check）は、CRC付加ロジック48を使用して決定され、スクランブル化されたデータに付与されてもよい。次に、チャネル符号化ロジック50を使用して、チャネル符号化が実行され、SS16での回復及び誤り訂正を容易にするためにデータに冗長性を効果的に付加する。この場合も同様に、特定のSS16のチャネル符号化は、チャネル品質に基づいてもよい。或る実装では、チャネル符号化ロジック50は、既知のTurbo符号化技術を使用する。符号化されたデータは、符号化に関連するデータ展開を補うために、レートマッチング（rate matching）ロジック52により処理される。

ビットインターリーバロジック54は、符号化されたデータのビットを体系的に並び替え、連続的なデータビットのロスを最小化する。結果のデータビットは、マッピングロジック56により選択された変調方式に応じて対応するシンボルに体系的にマッピングされる。変調方式は、例えば、直交振幅変調（QAM：Quadrature Amplitude Modulation）、四相位相シフトキーイング（QPSK：Quadrature Phase Shift Key）又は差動位相シフトキーイング（DPSK：Differential Phase Shift Keying）変調でもよい。送信データでは、変調の程度は、特定のSSのチャネル品質に基づいて選択されてもよい。シンボルは、シンボルインターリーバロジック58を使用して、周波数選択性フェージングにより生じる周期的なデータロスに対する送信信号の耐性を更に増強するために体系的に並び替えられてもよい。

この時点で、ビットのグループは、振幅及び位相コンステレーションの位置を表すシンボルにマッピングされる。空間ダイバーシチが望まれる場合、シンボルのブロックは、時空ブロック符号（STC：space-time block code）符号化ロジック60により処理される。STC符号化ロジック60は、送信信号を干渉に対してより耐性のあるようにし、SS16で容易に復号されるように、シンボルを変更する。STC符号化ロジック60は、入来するシンボルを処理し、BS14の送信アンテナ28の数に対応する“n”個の出力を提供する。図５に関して前述した制御システム20及び／又はベースバンドプロセッサ22は、STC符号化を制御するためにマッピング制御信号を提供する。この時点で、“n”個の出力のシンボルが、送信されてSS16により回復可能なデータを表すことを仮定する。

この例では、BS14が２つのアンテナ28（n=2）を有しており、STC符号化ロジック60がシンボルの２つの出力ストリームを提供することを仮定する。従って、STC符号化ロジック60により出力される各シンボルストリームは、理解を容易にするために別々に図示されている対応するIFFTプロセッサ62に送信される。当業者は、このようなデジタル信号処理を提供するために、１つ以上のプロセッサが単独で又はここに記載の他の処理と組み合わせて使用されてもよいことを認識する。IFFTプロセッサ62は、逆フーリエ変換を提供するために各シンボルで動作することが好ましい。IFFTプロセッサ62の出力は、時間領域でのシンボルを提供する。時間領域のシンボルはフレームにグループ化され、フレームは、プレフィックス挿入ロジック64によりプレフィックスに関連付けられる。結果の信号のそれぞれは、デジタル領域で中間周波数にアップコンバートされ、対応するデジタルアップコンバート（DUC：digital up-conversion）及びデジタル・アナログ（D/A）変換回路66を介してアナログ信号に変換される。結果の（アナログ）信号は、所望のRF周波数で同時に変調され、増幅され、RF回路68及びアンテナ28を介して送信される。特に、目的のSS16により知られているパイロット信号は、サブキャリア間に分散される。SS16は、チャネル推定のためにパイロット信号を使用してもよい。

BS14から直接的な又は中継局15の支援によるSS16による送信信号の受信を示す図６に参照が行われる。SS16の各アンテナ40に送信信号が到達すると、各信号は、対応するRF回路70により復調及び増幅される。簡潔且つ明瞭にするために、２つの受信パスのうち１つのみを詳細に説明及び図示する。アナログ・デジタル（A/D）変換器及びダウンコンバート回路72は、デジタル処理のために、アナログ信号をデジタル化してダウンコンバートする。結果のデジタル化された信号は、受信信号レベルに基づいてRF回路70の増幅器の利得を制御するために、自動利得制御回路（AGC：automatic gain control）74により使用されてもよい。まず、デジタル化された信号は、同期ロジック76に提供される。同期ロジックは、複数のOFDMシンボルをバッファに入れて、２つの連続するOFDMシンボルの間の自己相関を計算する粗い同期ロジック78を含む。相関結果の最大値に対応する結果の時間インデックスは、ヘッダに基づいて正確なフレーム開始位置を決定するために細かい同期ロジック80により使用される細かい同期検索ウィンドウを決定する。細かい同期ロジック80の出力は、フレーム整列ロジック84によるフレーム取得を容易にする。適切なフレーム整列は、次のFFT処理が時間領域から周波数領域への正確な変換を提供するために重要である。細かい同期アルゴリズムは、ヘッダにより伝達される受信パイロット信号と既知のパイロットデータのローカルコピーとの間の相関に基づく。フレーム整列の取得が生じると、OFDMシンボルのプレフィックスは、プレフィックス除去ロジック86で除去され、結果のサンプルは、周波数オフセット訂正ロジック88に送信される。周波数オフセット訂正ロジック88は、送信機及び受信機の一致しないローカル発振器により生じたシステム周波数オフセットを補う。同期ロジック76は、周波数オフセット及びクロック推定ロジック82を含むことが好ましい。周波数オフセット及びクロック推定ロジック82は、ヘッダに基づき、送信信号でのこのような効果を推定し、適切にOFDMシンボルを処理するためにこれらの推定を訂正ロジック88に提供することに役立てる。

この時点で、時間領域のOFDMシンボルは、FFT処理ロジック90を使用して周波数領域に変換する準備ができている。結果は周波数領域のシンボルであり、周波数領域のシンボルは、処理ロジック92に送信される。処理ロジック92は、分散パイロット抽出ロジック94を使用して分散したパイロット信号を抽出し、チャネル推定ロジック96を使用して抽出されたパイロット信号に基づいてチャネル推定を決定し、チャネル再構成ロジック98を使用して全てのサブキャリアについてチャネル応答を提供する。サブキャリア毎のチャネル応答を決定するために、基本的には、パイロット信号は、時間及び周波数の双方において既知のパターンでOFDMサブキャリアを通じてデータシンボル間に分散した複数のパイロットシンボルである。図６を参照し続けると、処理ロジックは、特定の時間の特定のサブキャリアで想定されるパイロットシンボルと受信したパイロットシンボルとを比較し、パイロットシンボルが送信されたサブキャリアのチャネル応答を決定する。結果は、パイロットシンボルが提供されない残りのサブキャリアの全てではなくてもほとんどのチャネル応答を推定するように補間される。実際に補間されたチャネル応答は、OFDMチャネルのサブキャリアの全てではなくてもほとんどのチャネル応答を含む全体のチャネル応答を推定するために使用される。

各受信パスのチャネル応答から導かれる周波数領域のシンボル及びチャネル再構成情報は、STC復号化器100に提供される。STC復号化器100は、双方の受信パスでSTC復号化を提供し、送信シンボルを回復する。チャネル再構成情報は、各周波数領域のシンボルを処理するときに送信チャネルの効果を除去するのに十分な等化情報をSTC復号化器100に提供する。

回復されたシンボルは、シンボルデインターリーバロジック102を使用して逆の順序に配置される。シンボルデインターリーバロジック102は、送信機のシンボルインターリーバロジック58に対応する。デインターリーブされたシンボルは、デマッピングロジック104を使用して、対応するビットストリームに復調又はデマッピングされる。ビットは、ビットデインターリーバロジック106を使用してデインターリーブされる。ビットデインターリーバロジック106は、送信アーキテクチャのビットインターリーバロジック54に対応する。デインターリーブされたビットは、レートデマッチングロジック108により処理され、最初にスクランブル化されたデータ及びCRCチェックサムを回復するためにチャネル復号化ロジック110に提示される。従って、CRCロジック112は、CRCチェックサムを除去し、通常の方法でスクランブル化されたデータを検査し、既知の基地局のデスクランブル化符号を使用してデスクランブル化するためにこれをデスクランブル化ロジック114に提供し、元々送信されたデータ116を回復する。

データ116の回復と並行して、チャネル品質の指標又は少なくともBS14でチャネル品質の認識を導くのに十分な情報を有するCQI信号が決定され、BS14に送信される。CQI信号の送信は、以下に詳細に説明する。前述のように、CQIは、搬送波対干渉比（CIR：carrier-to-interference ratio）と、チャネル応答がOFDM周波数帯域の様々なサブキャリアを通じて変化する程度との関数でもよい。例えば、情報を送信するために使用されるOFDM周波数帯域の各サブキャリアのチャネル利得は、チャネル利得がOFDM周波数帯域を通じて変化する程度を決定するために、相互に比較されてもよい。変動の程度を測定するために複数の技術が利用可能であるが、１つの技術は、データを送信するために使用されているOFDM周波数帯域を通じた各サブキャリアのチャネル利得の標準偏差を計算することである。或る実施例では、中継局は、１つのみの無線機を使用して時分割方式で動作してもよく、或いは複数の無線機を含んでもよい。

図１〜６は、本発明の実施例を実装するために使用され得る通信システムの１つの特定の例を提供している。本発明の実施例は、特定の例とは異なるアーキテクチャを有するが、ここに記載の実施例の実装に従った方法で動作する通信システムで実装されてもよいことが分かる。

次に図７を参照すると、例示的なネットワーク参照モデルが示されている。例示的なネットワーク参照モデルは、本発明の非限定的な実施例に従って前述のBS14、SS16及び中継局（RS：relay station）15の間の無線通信をサポートするネットワークの論理表現である。ネットワーク参照モデルは、相互運用性がこれらの機能エンティティの間で実現される機能エンティティ及び参照ポイントを特定する。特に、ネットワーク参照モデルは、SS16と、アクセスサービスネットワーク（ASN：Access Service Network）と、接続サービスネットワーク（CSN：Connectivity Service Network）とを含んでもよい。

ASNは、加入者（例えば、IEEE802.16e/m加入者）に無線アクセスを提供するために必要な完全な一式のネットワーク機能として規定されてもよい。ASNは、１つ以上のBS14及び１つ以上のASNゲートウェイのようなネットワークエレメントを有してもよい。ASNは、１つより多くのCSNにより共有されてもよい。ASNは以下の機能を提供してもよい。
□SS16とのレイヤ1及びレイヤ2の接続
□加入者セッションの認証、許可及びセッション課金のための加入者のホームネットワークサービスプロバイダ（H-NSP：Home Network Service Provider）へのAAAメッセージの伝送
□加入者の好みのNSPのネットワーク発見及び選択
□SS16とのレイヤ3（L3）接続を確立するための中継機能（例えば、IPアドレスの割り当て）
□無線リソース管理
前述の機能に加えて、ポータブル及び移動環境では、ASNは、以下の機能を更にサポートしてもよい。
□ASNに留まるモビリティ（ASN anchored mobility）
□CSNに留まるモビリティ（CSN anchored mobility）
□ページング
□ASN-CSNトンネリング
それに関して、CSNは、加入者にIP接続サービスを提供する一式のネットワーク機能として規定されてもよい。CSNは、以下の機能を提供してもよい。
□ユーザセッションのためのMS IPアドレス及びエンドポイントパラメータの割り当て
□AAAプロキシ又はサーバ
□ユーザ加入者プロファイルに基づくポリシー及び許可制御
□ASN-CSNトンネリングのサポート
□加入者の課金及びオペレータ間の決済
□ローミング用のCSN間のトンネリング
□ASN間のモビリティ
CSNは、位置に基づくサービス、ピア・ツー・ピア・サービスのための接続、IPマルチメディアサービスへの提供、許可及び／又は接続のようなサービスを提供してもよい。CSNは、ルータ、AAAプロキシ／サーバ、ユーザデータベース、及び相互接続ゲートウェイMSのようなネットワークエレメントを更に有してもよい。IEEE802.16mに関して、CSNは、IEEE802.16m NSPの一部又はIEEE802.16e NSPの一部として配置されてもよい。

更に、RS15は、改善されたカバレッジ及び／又はキャパシティを提供するために配置されてもよい。図８を参照すると、従来のRSをサポート可能なBS14は、“従来のゾーン”で従来のRSと通信する。BS14は、“16mゾーン”で従来のプロトコルのサポートを提供する必要はない。中継プロトコルの設計はIEEE802-16jの設計に基づいてもよいが、“従来のゾーン”で使用されるIEEE802-16jとは異なってもよい。

図９を参照すると、システム参照モデルが示されている。システム参照モデルは、SS16とBS14との双方に適用され、媒体アクセス制御（MAC：Medium Access Control）共通部サブレイヤ、コンバージェンスサブレイヤ、セキュリティサブレイヤ及び物理（PHY）サブレイヤを含み、様々な機能ブロックを含む。

コンバージェンスサブレイヤは、MAC SAPを通じてMAC CPSにより受信したMAC SDUへのCS SAPを通じて受信した外部ネットワークデータのマッピング、外部ネットワークSDUの分類並びにMAC SFID及びCIDへの関連付け、ペイロードヘッダ抑制／圧縮（PHS：payload header suppression/compression）を実行する。

セキュリティサブレイヤは、認証及びセキュリティ鍵の交換及び暗号化を実行する。

物理レイヤは、物理レイヤプロトコル及び機能を実行する。

MAC共通部サブレイヤについて、詳細に説明する。まず、媒体アクセス制御（MAC）が接続（コネクション）指向型であることが分かる。すなわち、SS16のサービスへのマッピング及び様々なレベルのQoSの関連付けのために、データ通信は、“接続”に関して実行される。特に、SS16がシステムに導入されたときに、“サービスフロー”が提供されてもよい。SS16の登録後にすぐ、接続がこれらのサービスフローに関連付けられ（サービスフロー毎に１つの接続）、どれに対して帯域幅を要求するかの参照を提供する。更に、顧客のサービスが変更を必要とする場合、新たな接続が確立されてもよい。接続は、MACを利用するピア（peer）コンバージェンス処理の間のマッピングと、サービスフローとの双方を規定する。サービスフローは、接続で交換されるMACプロトコルデータユニット（PDU：protocol data unit）のQoSパラメータを規定する。従って、サービスフローは、帯域幅割り当て処理に必須である。特に、SS16は、接続毎に上りリンク帯域幅を要求する（暗にサービスフローを識別する）。帯域幅は、MSからの接続毎の要求に応じて許可の集合として、BSによりMSに対して許可されてもよい。

更に図１０を参照すると、MAC共通部サブレイヤ（CPS：common part sublayer）は、無線リソース制御及び管理（RRCM：radio resource control and management）機能と、媒体アクセス制御（MAC）機能とに分類される。

RRCM機能は、以下のような無線リソース機能に関する複数の機能ブロックを含む。
□無線リソース管理
□モビリティ管理
□ネットワーク登録管理
□位置管理
□アイドルモード管理
□セキュリティ管理
□システム構成管理
□マルチキャスト及びブロードキャストサービス（MBS：Multicast and Broadcasting Service）
□サービスフロー及び接続管理
□中継機能
□自己編成（Self Organization）
□マルチキャリア
＜無線リソース管理＞
無線リソース管理ブロックは、トラヒック負荷に基づいて無線ネットワークパラメータを調整し、また、負荷制御（負荷分散）、許可制御及び干渉制御の機能を含む。

＜モビリティ管理＞
モビリティ管理ブロックは、RAT内／RAT間ハンドオーバに関する機能をサポートする。モビリティ管理ブロックは、広告（advertisement）及び測定を含むRAT内／RAT間ネットワークトポロジの取得を扱い、候補の周辺ターゲットBS／RSを管理し、また、MSがRAT内／RAT間ハンドオーバ動作を実行するか否かを判定する。

＜ネットワーク登録管理＞
ネットワーク登録管理ブロックは、初期化及びアクセス手順を管理する。ネットワーク登録管理ブロックは、アクセス手順の間に必要な管理メッセージ（すなわち、レンジング（ranging）、基本機能の交渉、登録等）を生成してもよい。

＜位置管理＞
位置管理ブロックは、位置に基づくサービス（LBS：location based service）のサポートを管理する。位置管理ブロックは、LBS情報を含むメッセージを生成してもよい。

＜アイドルモード管理＞
アイドルモード管理ブロックは、アイドルモードの間の位置更新動作を管理する。アイドルモード管理ブロックは、アイドルモード動作を制御し、コアネットワーク側のページングコントローラからのページングメッセージに基づいてページング広告メッセージを生成する。

＜セキュリティ管理＞
セキュリティ管理ブロックは、安全な通信のための認証／許可及び鍵管理を管理する。

＜システム構成管理＞
システム構成管理ブロックは、システム構成パラメータと、MSに送信するシステムパラメータ及びシステム構成情報とを管理する。

＜マルチキャスト及びブロードキャストサービス（MBS）＞
マルチキャスト及びブロードキャストサービス（MBS）は、ブロードキャスト及び／又はマルチキャストサービスに関連する管理メッセージ及びデータを制御する。

＜サービスフロー及び接続管理＞
サービスフロー及び接続管理ブロックは、アクセス／ハンドオーバ／サービスフロー生成手順の間に“MS識別子”（又は局識別子（STID：station identifier））及び“フロー識別子”（FID：flow identifier）を割り当てる。MS識別子及びFIDは、以下に更に説明する。

＜中継機能＞
中継機能ブロックは、マルチホップ中継機構をサポートする機能を含む。この機能は、BSとアクセスRSとの間に中継経路を維持する手順を含む。

＜自己編成＞
自己編成ブロックは、自己設定及び自己最適化機構をサポートする機能を実行する。この機能は、RS／MSに対して自己設定及び自己最適化のための測定を報告することを要求し、RS／MSから測定を受信する手順を含む。

＜マルチキャリア＞
マルチキャリア（MC：Multi-carrier）ブロックは、共通のMACエンティティが複数の周波数チャネルに及ぶPHYを制御することを可能にする。チャネルは異なる帯域幅（例えば、5、10及び20MHz）でもよく、連続又は不連続の周波数帯域でもよい。チャネルは、同じ又は異なるデュプレックスモード（例えば、FDD、TDD）でもよく、双方向のブロードキャストのみのキャリアの組み合わせでもよい。連続する周波数チャネルでは、重複したガードサブキャリアが、データ送信に使用されるために、周波数領域に整列される。

媒体アクセス制御（MAC）は、以下のような物理レイヤ及びリンク制御に関する機能ブロックを含む。
□PHY制御
□制御シグナリング
□スリープモード管理
□QoS
□スケジューリング及びリソース多重
□ARQ
□フラグメンテーション／パッケージング
□MAC PDU形成
□複数無線共存（Multi-Radio Coexistence）
□データ転送
□干渉管理
□BS間調整
＜PHY制御＞
PHY制御ブロックは、レンジング、測定／フィードバック（CQI）及びHARQ ACK/NACKのようなPHYシグナリングを扱う。CQI及びHARQ ACK/NACKに基づいて、PHY制御ブロックは、MSにより検出されるようなチャネル品質を推定し、変調及び符号化方式（MCS：modulation and coding scheme）及び／又は電力レベルの調整を介してリンクアダプテーションを実行する。レンジング手順では、PHY制御ブロックは、電力調整、周波数オフセット及びタイミングオフセット推定で上りリンク同期を行う。

＜制御シグナリング＞
制御シグナリングブロックは、リソース割り当てメッセージを生成する。

＜スリープモード管理＞
スリープモード管理ブロックは、スリープモード動作を扱う。スリープモード管理ブロックはまた、スリープ動作に関するMACシグナリングを生成してもよく、スリープ期間に従って適切に動作するためにスケジューリング及びリソース多重ブロックと通信してもよい。

＜QoS＞
QoSブロックは、接続毎にサービスフロー及び接続管理ブロックから入力されたQoSパラメータに基づいてQoS管理を扱う。

＜スケジューリング及びリソース多重＞
スケジューリング及びリソース多重ブロックは、接続の特性に基づいてパケットをスケジューリング及び多重する。接続の特性を反映させるために、スケジューリング及びリソース多重ブロックは、接続毎にQoSブロックからQoS情報を受信する。

＜ARQ＞
ARQブロックは、MAC ARQ機能を扱う。ARQ可能な接続では、ARQブロックは、論理的にMAC SDUをARQブロックに分割し、各論理ARQブロックに番号を付ける。ARQブロックはまた、フィードバックメッセージ（ACK/NACK情報）のようなARQ管理メッセージを生成してもよい。

＜フラグメンテーション／パッケージング＞
フラグメンテーション／パッケージングブロックは、スケジューリング及びリソース多重ブロックからのスケジューリング結果に基づいて、MSDUのフラグメンテーション（細分化）又はパッケージングを実行する。

＜MAC PDU形成＞
MAC PDU形成ブロックは、MS/BSがPHYチャネルへのユーザトラヒック又は管理メッセージを送信できるように、MAC PDUを構築する。MAC PDU形成ブロックは、MACヘッダを追加し、サブキャリアを追加してもよい。

＜複数無線共存＞
複数無線共存ブロックは、同じ移動局に一緒に配置されたIEEE802.16m及び非IEEE802.16m無線機の同時の動作をサポートする機能を実行する。

＜データ転送＞
データ転送ブロックは、RSがBSとMSとの間の経路に存在するときに転送機能を実行する。データ転送ブロックは、スケジューリング及びリソース多重ブロック及びMAC PDU形成ブロックのような他のブロックと協調動作してもよい。

＜干渉管理＞
干渉管理ブロックは、セル／セクタ間干渉を管理する機能を実行する。動作は、以下のものを含んでもよい。
□MACレイヤ動作
□MACシグナリングを介して送信される干渉測定／評価レポート
□スケジューリングによる干渉軽減及び柔軟な周波数再利用
□PHYレイヤ動作
□送信電力制御
□干渉のランダム化
□干渉の除去
□干渉測定
□送信ビームフォーミング／プリコーディング
＜BS間調整＞
BS間調整ブロックは、情報を交換することにより複数のBSの動作を調整する機能（例えば、干渉管理）を実行する。この機能は、バックボーンシグナリング及びMS MACメッセージングにより、BS間で例えば干渉管理の情報を交換する手順を含む。この情報は、干渉特性（例えば、干渉測定結果等）を含んでもよい。

次に図１１を参照すると、図１１は、BS14及びSS16でのユーザトラヒックデータフロー及び処理を示している。点線の矢印は、ネットワークレイヤから物理レイヤ及びその逆のユーザトラヒックデータフローを示している。送信側では、ネットワークレイヤパケットは、コンバージェンスサブレイヤ、ARQ機能（存在する場合）、フラグメンテーション／パッケージング機能及びMAC PDU形成機能により処理され、物理レイヤに送信されるMAC PDUを形成する。受信側では、物理レイヤSDUは、MAC PDU形成機能、フラグメンテーション／パッケージング機能、ARQ機能（存在する場合）及びコンバージェンスサブレイヤ機能により処理され、ネットワークレイヤパケットを形成する。実線の矢印は、ユーザトラヒックデータの処理に関するCPS機能間及びCPSとPHYとの間の制御プリミティブ（control primitive）を示している。

次に図１２を参照すると、図１２は、BS16及びMS14でのCPS制御プレーンシグナリングフロー及び処理を示している。送信側では、点線の矢印は、制御プレーン機能からデータプレーン機能への制御プレーンシグナリングのフローと、無線で送信される対応するMACシグナリング（例えば、MAC管理メッセージ、MACヘッダ／サブヘッダ）を形成するためのデータプレーン機能による制御プレーンシグナリングの処理とを示している。受信側では、点線の矢印は、データプレーン機能による受信した無線のMACシグナリングの処理と、制御プレーン機能による対応する制御プレーンシグナリングの受信とを示している。実線の矢印は、制御プレーンシグナリングの処理に関するCPS機能間及びCPSとPHYとの間の制御プリミティブを示している。M_SAP/C_SAP及びMAC機能ブロックの間の実線の矢印は、ネットワーク制御及び管理システム（NCMS：Network Control and Management System）へ／からの制御及び管理プリミティブを示している。M_SAP/C_SAPへ／からのプリミティブは、BS間干渉管理、RAT内／間モビリティ管理等のようなネットワークに関する機能と、位置管理、システム構成等のような管理に関する機能とを規定する。

次に図１３を参照すると、図１３は、マルチキャリアシステムをサポートする一般的なプロトコルアーキテクチャを示している。共通のMACエンティティは、複数の周波数チャネルに及ぶPHYを制御してもよい。１つのキャリアで送信された幾つかのMACメッセージは、他のキャリアにも当てはまってもよい。チャネルは異なる帯域幅（例えば、5、10及び20MHz）でもよく、連続又は不連続の周波数帯域でもよい。チャネルは、異なるデュプレックスモード（例えば、FDD、TDD）でもよく、双方向のブロードキャストのみのキャリアの組み合わせでもよい。

共通のMACエンティティは、１回にのみ１つのチャネルでの動作又は連続又は不連続のチャネルを通じた集合での動作のように、異なる機能を備えたMS16の同時の存在をサポートしてもよい。

本発明の実施例について、MIMO通信システムを参照して説明する。MIMO通信システムは、IEEE802.16(e)及びIEEE802.11(n)標準に従って使用され得るパケット再送信方式を実装してもよい。以下に説明するパケット再送信方式は、非限定的に3GPP（third generation partnership project）及び3GPP2標準に従って動作するもののような他の無線環境にも適用可能でもよい。

以下の説明では、アンテナへのシンボルのマッピングを示すために、‘STC符号マッピング’（STC code mapping）が使用される。このようなマッピングの各シンボルは、その共役（例えば、S1*）若しくは回転（例えば、jS1、-S1及び-jS1）又はその共役及び回転の組み合わせ（例えば、jS1*）により置換されてもよい。或る実施例では、マッピングはまた、アンテナ毎の信号重み付けを含む。

マルチキャスト技術（１つの送信元から多数の宛先）は、ネットワークでのマルチメディアコンテンツ配信に広く利用されている。マルチキャストサービスは、加入者局への無線送信を使用して拡張されてもよい。マルチキャストサービスでは、無線システムは、データパケットを加入者局にブロードキャストし、各加入者局はパケットの同じストリームを受信して処理する。

MBSは、１方向のみで、より具体的には下りリンクのみで提供されてもよい。起動／スリープモード又はアイドルモードの加入者局は、加入したマルチキャスト及びブロードキャストサービスフローを受信可能でもよい。

図１４は、複数のセル1405を有する例示的なセルラ通信システム1400のブロック図であり、各セルは、対応するBS1410によりサービス提供される。BS1410及びセル1405は、図１を参照して前述したBS14及びセル12と同様のものでもよい。図１と同様に、この例でも、各セルは複数のセクタ1415に分割されるが、他の実施例では、セルはこのように分割されなくてもよい。BS1410は、加入者局（SS）1425とのOFDMを使用した通信を容易にする。加入者局（SS）1425は、図１を参照して前述したSS16と同様のものでもよいが、より一般的には基地局と通信可能な如何なるエンティティでもよい。この例では、SS1425は、MBSに加入しており、或いは、より一般的には、BS1410からMBSデータを受信できる。

セルラ通信システム1400は、MBSが特定のMBS方式に従って提供されるMBSエリア1420を有する。この例では、MBS送信は、単一周波数ネットワーク（SFN：single frequency network）送信である。

MBSエリア1420を含むセルラ通信システム1400のサイズ及び形状（セル1405及びセクタ1415の数と、セル1405及びセクタ1415の形状及び相対サイズを含む）は単なる例であり、他の例では、セルラ通信システム1400は異なってもよいことが分かる。例えば、MBSエリア1420は、全体のセルラ通信システム1400に及んでもよく、１つ又は数個のセル1405のみほど小さくてもよい。更に、ここで使用されるMBSエリア1420及びMBS方式のここでの説明が単一のセクタ1415に適用可能な限り、MBSエリア1420は、１つ又は数個のセクタ1415のみに及んでもよい。

MBSトラヒックは、DLサブフレームでBS1410からSS1425に送信される。特に、MBSトラヒックは、専用のMBSゾーンで送信される。図１５は、MBSゾーン1505とユニキャストゾーン1510とを有するDLサブフレーム1500を示している。ユニキャストゾーン1510では、非MBSトラヒックがいずれかの適切な方法で伝達される。この例の目的上、ユニキャストゾーン1510は、MBSゾーン1505と区別するために、このように呼ばれる。しかし、ユニキャストゾーン1510は、非MBSデータが送信される如何なるゾーンでもよいことが分かる。

図示のように、MBSゾーンは、MBS制御サブゾーン1515のMBS制御情報と、MBSデータサブゾーン1520のMBSデータとを含むMBSトラヒックを有する。

簡潔にするために、DLサブフレームは、DLサブフレームにより占有される全体送信リソースを示すためにブロック形式で示されている。DLサブフレームにより占有される送信リソースは、使用される符号化／変調方式に応じて如何なる適切な方法で規定されてもよいことが分かる。例えば、OFDM方式では、DLサブフレームに割り当てられた送信リソースは、時間（例えば、１つのシンボルを送信するための時間間隔）及び周波数（例えば、サブキャリア）に関して規定されてもよい。

この例では、DLサブフレーム1500は、OFDM間隔及びサブキャリアに関して規定される。しかし、DLサブフレーム1500により占有される送信リソースは、時間及び周波数以外のパラメータで規定されてもよいことが分かる。例えば、複数の専用の周波数が下りリンクの全体に割り当てられている場合、DLサブフレーム1500は、周波数により一意に規定されてもよい。他の例では、DLサブフレーム1500は、時間（例えば、OFDM間隔）、サブキャリア、拡散系列又はこれらの適切な組み合わせに関して規定されてもよい。実際に、送信を分離する如何なる適切なモードが使用されてもよい。

同様に、MBSゾーン1505及びユニキャストゾーン1510は、如何なる適切なパラメータ種別を使用して規定されてもよい。この例では、MBSゾーン1505及びユニキャストゾーンにより占有される送信リソースは、OFDM間隔及びサブキャリアに関して全体としてのDLサブフレーム1500のように規定される。しかし、これらのゾーンにより占有される送信リソースは、別の方法で同様に規定されてもよい。更に、これらのゾーンは、DLサブフレーム1500と同じパラメータを使用して規定される必要はない。例えば、これらはゾーン毎に使用される特定の拡散系列により規定されてもよい。

この例では、DLサブフレーム1500は、MBSゾーン1505とユニキャストゾーン1510との双方を有する。これらはFDMを使用して多重される。しかし、MBSゾーン1505は全体のDLサブフレームを占有してもよいことが分かる。

この例では、MBSゾーン1505は、局所化されたゾーンである。すなわち、時間及び周波数において連続する。しかし、MBSゾーン1505は、時間若しくは周波数の一方又は双方で連続しない分散したゾーンでもよいことが分かる。分散したMBSゾーンは、MBSトラヒックに対する更なる周波数ダイバーシチを提供してもよい。特に、分散したMBSゾーンは、SFN送信に参加するセクタの数が小さい場合に、更なる周波数ダイバーシチを提供してもよい。

MBSゾーンの構成及びその位置（例えば、これらによって占有される送信リソース−この例では時間及び周波数）は、如何なる適切な方法でSS1425に提供されてもよい。一例では、MBSゾーン1505の構成は、BSにより伝達されてもよい。例えば、BSは、利用可能な如何なる適切なブロードキャスト制御、マルチキャスト制御又はユニキャスト制御を通じて、MBSゾーンの構成及び位置を全てのSS又はMBSサービスに加入したもののみに伝達してもよい。別の例では、MBSゾーン1505の構成は、事前に合意されており、特に伝達されない。

MBS制御サブゾーン1515に含まれるMBS制御情報は、MBSゾーン若しくはデータの次の発生についての情報、又はMBSゾーン若しくはデータの発生の周期についての情報を含んでもよい。

大規模ネットワークで送信されたMBSトラヒックでは、マルチパスチャネルの長さが長くなる可能性がある。大規模ネットワークで送信されたMBSトラヒックに対応するために、より大きいサイクリックプレフィクスサイズが規定されてもよい。より小さいサイクリックプレフィクスサイズを提供するように構成されたDLサブフレームにおいてサイクリックプレフィクスサイズを拡張するために、MBSゾーン1505を含むDLサブフレーム1500から１つのOFDMシンボルが除去される。残りのOFDMシンボルのサイクリックプレフィクスは、元のサブフレーム期間を充填するように増加する。この例では、大きいサイクリックプレフィクスの場所を空けるために１つのみのOFDMシンボルがサブフレームから除去されるが、他の例では、より多くのシンボルがこのように除去されてもよい。

MBSゾーン1505のチャネリゼーション（channelization）及びパイロットパターンは、SFN送信に参加する全てのセクタを通じて同じでもよい。特に、MBS送信に使用されるパイロットは、SFN送信に参加する各セクタにおいて同じトーンで送信される共通パイロットでもよい。MBSトラヒックに如何なる適切なパイロットパターンが使用されてもよい。MBSトラヒックに使用されるパイロットパターンは、ユニキャストパイロットパターンのものと同じでもよく、異なってもよい。この特定の例では、MBSパイロットパターンは、ユニキャスト送信に使用されるパイロットパターンと同様のものであるが、より高いパイロット信号密度を有する。

図１５に示すように、MBS制御情報は、MBSゾーン1505に含まれる。MBS制御情報は、ここではMBSゾーン1505の連続するMBS制御サブゾーン1515であるように示されているが、MBS制御サブゾーン1515は、非連続であり、MBSゾーン1505内で分散してもよいことが分かる。

図１６は、図１５のDLサブフレーム1500と同様に、MBSゾーン1605とユニキャストゾーン1610とを有するDLサブフレーム1600を示している。MBSゾーン1605はまた、MBS制御サブゾーン1615とMBSデータサブゾーン1620とを有する。この例では、ユニキャストデータは、MBSゾーン1605のMBSトラヒックに重ねられる。このような例では、ユニキャスト制御情報は、MBSゾーン1605に含まれてもよい。特に、ユニキャスト制御は、MBS制御サブゾーン1615のMBS制御に重ねられてもよい。従って、図示のように、MBS制御サブゾーン1615は、SFN送信に関するMBS SFN制御625と、重ねられたユニキャスト制御情報1630とを有してもよい。ユニキャストゾーンで使用されるユニキャスト制御シグナリング及びメッセージフォーマットは、MBSゾーン1605でユニキャストトラヒックを伝達するために使用されてもよい。これは、MBSゾーン1605でユニキャストトラヒックの構成及び／又は位置を指定するために使用されてもよい。

図１５の例に戻り、一般的には、共通のMBS制御情報は、SFN送信を使用してMBSゾーン1505内の同じ送信リソースで全てのセクタ1415により送信されてもよい。或る制御情報が特定のセクタ1415に特有である場合、この制御情報は、MBSゾーン1505の外部の送信リソースを使用して、そのセクタ1415のSS1425にブロードキャストされてもよい。

MBSトラヒックは、３つの異なる方法で送信されてもよい。第１の方法では、MBSトラヒックは、単一レイヤの送信である。この場合、例えば、入力での信号電力を最大化させる位相及び／又は利得の重み付けで、同じ信号が各送信アンテナから放射される。これは、単一レイヤモードと呼ばれてもよい。

第２の場合、MBSトラヒックは、空間多重（SM：spatial multiplexing）を使用して複数のMIMOレイヤで送信される。これはSMモードと呼ばれてもよい。この場合、データは、単一コードワード（SCW：single codeword）又は複数コードワード（MCW：multiple codeword）を使用して送信されてもよい。しかし、一般的には、MBSエリア1420又はSFNネットワークの各セクタは、同じ送信フォーマットを使用して全てのMIMOレイヤを送信する。

MBSトラヒックを送信する第３の方法は、階層レイヤを使用することである。この階層モードでは、２つ以上のレイヤが送信されてもよい。第１のレイヤは基本レイヤ（base layer）であり、低品質データを伝達する。これに関して、データの品質は複数の事項を示してもよい。一例では、データの品質は、規定する電子工学製品（電子生成物）の品質を示す。例えば、基本レイヤは、低品質を有するマルチメディア製品（オーディオ、ビデオ又はオーディオビデオ製品）に対応するデータを伝達してもよい。例えば、低品質データは、低いビットレート又は解像度を有するビデオを規定してもよい。

第２のレイヤは拡張レイヤ（enhanced layer）である。このレイヤは、基本レイヤで送信されるデータの品質を拡張するための拡張データの形式で低品質データを補う更なる情報を伝達する。基本レイヤ及び拡張レイヤは同じMBS送信に対するものでもよい。前述の例を使用して、更なる情報は、第１のレイヤで送信された低品質データにより規定されるビデオのビットレート又は解像度を増加させる情報を伝達してもよい。

拡張データは、低品質データを拡張できる如何なるデータを有してもよいことが分かる。例えば、拡張データは、基本レイヤで伝達されている2D映画に3Dを追加する情報を伝達してもよく、基本レイヤで送信されているオーディオデータに高いビットレートを提供するデータを有してもよく、画像データに高い解像度を提供するデータを有してもよい。拡張データはまた、他の拡張周辺情報又は補足情報を低品質データに提供することにより、低品質データの品質を改善してもよい。例えば、拡張データは、基本レイヤで送信されるビデオデータにクローズドキャプションを提供してもよく、或いは、拡張レイヤで送信される音楽オーディオデータに関するアルバムアート及び／又は曲情報を提供してもよい。

更に、拡張データは、電子工学最終製品を拡張するためのものでなくてもよく、むしろ、更なる冗長性の提供等により低品質データ自体を拡張するためのものでもよい。

更なる拡張データを提供して、基本レイヤで送信されるデータの品質を更に改善するために、第２のレイヤの他に、更なる拡張レイヤも提供されてもよい。例えば、基本レイヤは、低解像度ビデオデータに対応する低品質データを伝達してもよく、拡張レイヤは、低品質データの品質を改善する拡張データ（より具体的には対応するビデオデータの解像度を拡張する拡張データ）を伝達してもよい。第３のレイヤは、第２の拡張レイヤとして提供されてもよい。この第３のレイヤは、低品質データを更に拡張するための更なる拡張データでもよい。これは、拡張レイヤで低品質データを拡張した結果に、更なる拡張レイヤを適用することにより行われてもよい。例えば、拡張データは、低品質データにより規定されたビデオの解像度を拡張するためのものでもよく、更なる拡張データは、解像度を更に拡張するためのものでもよい。或いは、更なる拡張データは、低品質データに直接適用可能でもよく、低品質データのみ又は拡張データで拡張した結果に適用可能でもよい。例えば、第３のレイヤは、例えば、クローズドキャプションデータ又は更なるオーディオデータ（異なる言語のオーディオトラック等）を有してもよい。このような場合、第３のレイヤのデータは、低品質データに適用されてもよく、第２のレイヤで低品質データを拡張した結果に適用されてもよい。

階層モードでは、拡張データが送信されるか否か、並びに使用されるレイヤの数及び送信構成は、予め設定されてもよく、選択的に選択されてもよく、これらの双方でもよい。例えば、各BSは、何個の階層レイヤを使用するかを判定してもよく、更に制限を受けてもよい。階層モードの非限定的な例では、使用する２つの可能な送信レイヤ（前述の基本レイヤ及び単一の拡張レイヤ）が存在する。セクタ1415₁のようなMBSエリア1425の中心のセクタは、基本レイヤと拡張レイヤとの双方を送信してもよく、セクタ1415₀のようなMBSエリア1425の端又は端の近くのセクタは、基本レイヤのみを送信するように制限されてもよい。

送信に使用される送信フォーマットは、データの送信モード（単一レイヤ、SM又は階層）と、送信構成（使用される符号化種別又はレート及び使用される変調方式を規定する変調符号化方式（MCS：Modulation Coding Scheme）等）とを規定する。階層モードでは、MBS送信に使用されるMCSは、異なるレイヤで異なってもよい。例えば、基本レイヤは、基本レイヤで送信される少なくとも低品質データがSS425により受信されることを確保するため、ロバストなMCSを使用してもよい。

MCSテーブルは、送信フォーマットをリストにしてもよく、リストの送信フォーマットについての如何なる量の情報を有してもよい。セルラ通信システム1400に関して、MBSトラヒックの送信フォーマットは、MBS MCSテーブルへのインデックスにより示されてもよい。特に、MBS MCSテーブルは、MCSインデックス毎に、送信がSMであるか階層であるかを規定してもよい。更に、MBS MCSテーブルは、階層モードの場合に様々なレイヤで使用する変調及び符号化率を含む、使用される異なる変調レベル及び符号化率を規定してもよい。以下の表１は、例示的なMBS MCSテーブルである。

表１は、８個の異なる送信フォーマットを有する。MCSレベルは、変調符号化方式のレベルを示しており、テーブルにおける特定の送信フォーマットを識別するインデックスとして使用されてもよい。フィールドパラメータはまた、この目的のために機能してもよい。最初の４つのこのようなフォーマットは、異なる単一レイヤモードを規定し、それぞれ異なる変調レベル及び／又は符号化率に対応する。最初のフォーマットは、２回の繰り返しでのQPSK変調及び1/3の符号化率を含む。他の３つのフォーマットは、それぞれ1/3の符号化率で、それぞれQPSK、16QAM及び64QAMを含む。これらの送信フォーマットは全て単一レイヤであるため、テーブルが変調又は符号化方式を記述すべき第２のレベルは存在しない。

表１のリストの第５及び第６の送信フォーマットは、階層モードを使用する。前述のように、このモードでは、基本レイヤは低品質データを伝達し、拡張レイヤは拡張データを伝達する。図示のように、２つのレイヤは、同一の変調方式及び符号化率を有してもよいが、必ずしもそうである必要はない。特に、リストの第５の送信フォーマットでは、基本レイヤ及び拡張レイヤの双方がQPSK変調及び1/3の符号化率を使用する。リストの第６の送信フォーマットでは、基本レイヤはQPSK変調を使用し、拡張レイヤは16QAMを使用する（双方とも1/3の符号化率）。

表１のリストの第７及び第８の送信フォーマットは、SMモードを使用する。これらは２つのレイヤを使用するが、変調方式及び符号化率は双方のレイヤで同じである。

階層モードでは、使用する階層レイヤの数の選択は、BS1410により行われてもよい。BS1410は、如何なる適切な基準で使用する階層レイヤの数を選択してもよい。非限定的な例では、BS1410は、SS1425からフィードバックを受信する。フィードバックは、送信状態を示すいずれかの情報である。例えば、フィードバックは、チャネル状態又は品質を示してもよい。或いは、フィードバックは、単に前の送信が成功したか失敗したかの指示でもよい。フィードバックはまた、SS1425の受信機能若しくは位置についての情報、又は送信に影響を及ぼし得る他の情報を含んでもよい。

MBSトラヒックについて所望のカバレッジを実現するために、BS1410は、通信中のSS1425から受信したMBSフィードバックに基づいて、SFN送信に使用される送信フォーマットを適合させてもよい。

一般的に、SS1425からのMBSフィードバックは、MBSデータのサービス品質を示す低レートのフィードバックである。如何なる適切なフィードバック方式が使用されてもよく、BS1410が送信フォーマットを選択する方法は、受信したフィードバックの種類に依存する。一例では、フィードバックは、MBSトラヒックの要求送信フォーマットでもよい。或いは、フィードバックは、肯定応答／否定応答（ACK/NACK）インジケータの形式でもよく、これにより、NACは、MBSパケット誤り率（PER：Packet Error Rate）が特定の閾値を超えたことを示してもよい。

このようなフィードバックに応じて、BS1410は、階層レイヤの一部のみを使用することにより応答してもよい。或る場合には、MBS制御情報で示された送信フォーマットは、BS1410により使用される実際の送信フォーマットと整合しなくてもよい。例えば、MBS制御情報は、階層送信が使用されているが、BS1410が第１のレイヤのみを使用し得ることを示してもよい。これは、例えば、BS1410が低品質データの信頼性の高い送信を実現するために階層レイヤの数を低減することを判定した場合に生じてもよい。このような場合、MBS送信を受信するSS1425は（全ての）拡張データを受信しないが、依然として基本レイヤで低品質データを受信する。

前記の表１に示すMBS MCSテーブルは、例示目的のためにのみ提示されており、決して表１の例が限定的であることを意図しないことが分かる。特に、MBS MCSテーブルは、含まれる送信フォーマットに関して如何なる量の情報を伝達するための、より多く又は少ないフィールド／カラムを有してもよい点に留意すべきである。当然に、MBS MCSテーブルはまた、MBSに利用可能な送信フォーマットに応じて、より多く又は少ない送信フォーマットを有してもよい。

表２は、MBS MCSテーブルの簡単な例を示している。

表２に示すように、変調及び符号化率について２つのレベルは提供されない。このテーブルは、MBSが単一レイヤモードのみを使用する場合に使用されてもよい。更に、テーブルのリストの各送信フォーマットに使用されるモードを規定するモードパラメータフィールドが存在しない場合、モード（単一レイヤ/SM/階層）を規定するために表２を使用できなくてもよい。

それにも拘らず、MBS送信がSMモードを使用して行われるという認識が異なる送信元から得られる場合（例えば、これがMBSエリアの既知の予め設定された条件である場合）には、MBS送信の全てのレイヤが同じリストの変調方式及び符号化率を使用することをBSが認識している場合、依然として表２は、送信フォーマットを規定するために使用されてもよい。同様に、MBS送信が階層モードを使用して行われることが知られている場合、全てのレイヤが同じ変調方式及び符号化率を使用するという前提で、又はより一般的には、更なるレイヤについての情報が必要ないという前提で、表２は有用になり得る。

表３は、階層モードのみで使用される例示的なMBS MCSテーブルを示している。

表３は、MBSトラヒックが階層モードのみで送信される場合に使用され得るテーブルの例であり、モードのフィールドを有さない。リストの各送信モードは、階層モードを使用するものとして暗に規定されているため、各送信モードは、対応するレイヤについて複数のレベルに使用される変調及び符号化率をリストにする。この例では、各送信フォーマットで２つのレイヤが使用される。より多くのレイヤが同様に使用されてもよいことが分かる。更に、複数のレイヤが使用される場合、必ずしも全ての送信フォーマットが全てのレイヤを使用する必要はない。

表４は、前記の表２に示す単一レイヤ送信フォーマットと、前記の表３からの階層送信フォーマットのいくつかとを組み合わせた例示的なMBS MCSテーブルを示している。従って、このテーブルは、異なるモードを規定する送信フォーマットを規定する。

送信モードが単一レイヤモードとSMモードとを含む場合、同様のテーブルになり得る。表５は、単一レイヤモードとSMモードとの双方を使用する送信フォーマットをリストにした例示的なMBS MCSテーブルを示している。

最後に、MBS MCSテーブルは、単一レイヤ、SM及び階層モードを使用した送信フォーマットをリストにしてもよい。表６は、このようなMBS MCSテーブルの例である。以下に示すように、表６は、２つのレベルの変調及び符号化率のフィールドを含む。その特定の送信について示されたモードが階層モードである場合、これらのフィールドは、異なる値を有してもよい。

セルラ通信システム1400で異なるMBS送信を通信する１つより多くのMBSネットワーク又はエリアが存在する場合、周辺のMBSエリアは、各MBS内容の送信について重複しないMBSゾーンを使用してもよい。周辺のMBSネットワークにより使用されるリソースで、低電力のユニキャストデータが送信されてもよい。

更に、MBSゾーンの端のセクタ1415では、MBSトラヒックを送信するために更なるリソースを使用してもよい。ユニキャストデータのHARQで行われているように、チェイス合成（chase combining）又はインクリメンタルリダンダンシー（incremental redundancy）のために更なる情報が送信されてもよい。この情報は、元のMBS送信と同じサブフレーム内で送信されてもよく、後のサブフレームで送信されてもよい。これは、SFNを使用する複数のセクタを通じて行われてもよく、セクタ毎に独立して行われてもよい。

本発明の前述の実施例は、単なる例であることを意図する。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、特定の実施例に置換、変更及び変形を行ってもよい。

Claims

MIMO（multiple-input-multiple-output）通信においてマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：multicast broadcast service）送信を実行する方法であって、
a.低品質データである第１のデータを第１のMIMOレイヤで送信するステップと、
b.前記低品質データを拡張するための拡張データである第２のデータを第２のMIMOレイヤで送信するステップと
を有し、
前記MBS送信は、加入者局において、前記第１及び第２のデータが正常に受信された場合、前記拡張データで前記低品質データを拡張した結果により規定され、
前記MBS送信は、前記加入者局において、前記第１のデータが正常に受信されて前記第２のデータが正常に受信されない場合、前記低品質データのみにより規定される方法。
前記第１のデータは、第１の符号化方式を使用して前記第１のMIMOレイヤで送信され、
前記第２のデータは、前記第１の符号化方式と異なる第２の符号化方式を使用して前記第２のMIMOレイヤで送信される、請求項１に記載の方法。
前記第１の符号化方式はQPSKであり、前記第２の符号化方式は16QAMである、請求項２に記載の方法。
前記第１のデータは、第１の符号化方式を使用して前記第１のMIMOレイヤで送信され、
前記第２のデータは、前記第１の符号化方式と異なる第２の符号化方式を使用して前記第２のMIMOレイヤで送信される、請求項１に記載の方法。
第３のデータを第３のMIMOレイヤで送信するステップを更に有し、
前記第３のデータは、前記低品質データを更に拡張するための更なる拡張データである、請求項１に記載の方法。
前記低品質データを更に拡張することは、前記拡張データで前記低品質データを拡張した結果に前記更なる拡張データを適用することを有する、請求項５に記載の方法。
MIMO（multiple-input-multiple-output）通信においてマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：multicast broadcast service）送信を実行する方法であって、
a.低品質データである第１のデータを第１のMIMOレイヤで送信するステップと、
b.前記低品質データを拡張するための拡張データである第２のデータを第２のMIMOレイヤで送信するか否かを選択するステップと
を有し、
前記MBS送信は、加入者局において、前記第１及び第２のデータが正常に受信された場合、前記拡張データで前記低品質データを拡張した結果により規定され、
前記MBS送信は、前記加入者局において、前記第１のデータが正常に受信されて前記第２のデータが正常に受信されない場合、前記低品質データのみにより規定される方法。
加入者局から送信状態を示すフィードバックを受信するステップを更に有し、
第２のデータを送信するか否かを選択することは、前記フィードバックに基づいて行われる、請求項７に記載の方法。
前記フィードバックに基づいて、第３のデータを第２のMIMOレイヤで送信するか否かを選択するステップを更に有し、
前記第３のデータは、前記低品質データを更に拡張するための更なる拡張データである、請求項８に記載の方法。
第２のデータを送信するか否かを選択することは、地理的位置に基づいて行われる、請求項８に記載の方法。
第２のデータを送信するか否かを選択することは、MBSカバレッジのエリアの端への近さに基づいて行われる、請求項９に記載の方法。
MIMO（multiple-input-multiple-output）通信においてマルチキャスト・ブロードキャストサービス（MBS：multicast broadcast service）トラヒックを送信する方法であって、
a.送信モードをそれぞれ有する複数の利用可能な送信フォーマットの中から、MBSデータを送信する送信フォーマットを選択するステップと、
b.前記選択された送信フォーマットを使用して前記MBSトラヒックを送信するステップと
を有し、
前記複数の利用可能な送信フォーマットは、単一レイヤモードと空間多重（SM：spatial multiplexing）モードと階層モードとのうち１つを有する少なくとも１つの送信フォーマットと、単一レイヤモードと空間多重（SM）モードと階層モードとのうち他のものを有する少なくとも１つの他の送信フォーマットとを含む方法。
前記複数の送信フォーマットは、MBS変調符号化方式（MCS：modulation coding scheme）テーブルに規定される、請求項１２に記載の方法。
前記複数の送信フォーマットは、階層モードを有する第１の送信フォーマットを含む、請求項１２に記載の方法。
前記第１の送信フォーマットは、第１のデータを第１のレイヤで送信するための第１の変調及び符号化方式と、前記第１のデータを補う第２のデータを第２のレイヤで送信するための第２の変調及び符号化方式とを更に有する、請求項１４に記載の方法。