JP2018519731A - 低ピーク対平均電力比マルチキャリア波形を有するｍｃ−ｃｄｍａ - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおいてデータを拡散及び送信するための方法、装置、並びにシステムが提供され、その結果、送信される結果の波形は、低いピーク対平均電力比を有し、異なる装置の間の信号衝突を緩和する。データを拡散及び送信するための方法は、等間隔に配置された非ゼロサブキャリア要素を有する低密度の拡散シーケンスでデータを拡散し、拡散シーケンスの等間隔に配置された非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するステップと、マルチキャリア拡散データを送信するステップとを含む。異なる拡散シーケンスは、異なるユーザ装置に割り当てられることができる。異なる拡散シーケンスは、周波数領域における低密度レベル、周波数領域における低密度パターン、及び／又は時間領域におけるパルスオフセットの点で異なり得る。複数のマルチキャリア拡散データストリームは、ネットワークノードによって受信され得るとともに、逐次干渉除去（ＳＩＣ）技術を用いて復号され得る。

Description

関連出願への相互参照
この出願は、“Systems and Methods for Partial Collision Multiple Access”と表題が付けられ、２０１５年５月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／１６８，４３７号、及び“MC-CDMA With Low Peak-To-Average Power Ratio Multi-Carrier Waveform”と表題が付けられ、２０１５年１２月２日に出願された米国仮特許出願第６２／２６２，１４２号の利益を主張する“MC-CDMA With Low Peak-To-Average Power Ratio Multi-Carrier Waveform”と表題が付けられ、２０１６年５月２５日に出願された米国特許出願第１５／１６４，３８８号の利益を主張し、上記米国出願の全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本開示は、一般に、直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＯＦＤＭ）のためのマルチキャリア符号分割多元接続（Multi-Carrier Code Division Multiple Access、ＭＣ−ＣＤＭＡ）技術に関し、特定の実施例では、シングルキャリアピーク対平均電力比（Peak-to-Average Power Ratio、ＰＡＰＲ）を有するＭＣ−ＣＤＭＡを使用したＯＦＤＭのための方法及びシステムに関する。

ＰＡＰＲは、無線通信のための波形設計において重要な考慮事項である。ロングタームエボリューション（Long Term Evolution、ＬＴＥ）ベースの無線通信では、離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ）が、主に従来のＯＦＤＭよりもＰＡＰＲが低いため、アップリンク多重アクセス方式として採用されている。ＰＡＰＲは、マシン型通信（Machine-Type Communication、ＭＴＣ）、マシンツーマシン（Machine-to-Machine、Ｍ２Ｍ）、及びモノのインターネット（Internet of Things、ＩｏＴ）のような、大規模な接続性をサポートする将来のネットワークにおいて、更に重要になる可能性があり、装置は、より多くの電力制限を有し得るとともに長いバッテリ寿命を要求され得る。

ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、各ＤＦＴ拡散サブバンド信号が巡回畳み込みシングルキャリア波形を使用するために、シングルキャリア周波数分割多元接続（Single Carrier Frequency Division Multiple Access、ＳＣ−ＦＤＭＡ）とも呼ばれる。言い換えれば、シングルキャリア信号は、特に低次変調の場合、従来のＯＦＤＭ信号よりも低いＰＡＰＲを有することがよく知られている。

シングルキャリア伝送のこのより低いＰＡＰＲ特性は、通常のＱＡＭ変調をサブキャリアインデックス変調と組み合わせることによって、更に利用されている。この種のハイブリッド変調の重要な要素は下記の通りである。
１）１個のサブキャリアのみがＱＡＭ変調を搬送する。そして
２）残りの情報は、このアクティブなサブキャリア（active subcarrier）のサブキャリアインデックスによって搬送される。

このＱＡＭ／サブキャリアインデックスハイブリッド変調の主な動機付けは、低いＰＡＰＲを達成するように、シングルキャリア波形を有することである。スループットを増加させるために、サブキャリアインデックス変調が使用され得る。例えば、４個のサブキャリアが与えられると、サブキャリアインデックス変調を使用して搬送されることができる追加の情報ビットの数は２になる。しかし、この方式には下記の２つの欠点がある。
・スループットが限られる：これは、サブキャリアインデックス変調が、特にサブキャリアの数が多い場合に、スペクトル効率の観点から非効率的であるからであり、これが、サブキャリアの数が通常４に制限される理由である。
・ＳＮＲが高い場合に、スペクトル効率が失われる：これは、より多くの情報を搬送するためにアクティブなサブキャリア上のＱＡＭ次数を増加させることができるが、サブキャリアインデックス変調は、１個のアクティブなサブキャリア上でのみ変調次数を増加させることができるため、この高いＳＮＲを利用することができないからである。

したがって、効率的で高スループットをサポートできるシングルキャリアＰＡＰＲを有する多重アクセス技術が必要とされている。

本開示の１つの態様は、無線ネットワークにおいて装置を動作させる方法を提供する。方法において、装置は、拡散シーケンスでデータを拡散し、拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するとともに、マルチキャリア拡散データを送信する。拡散シーケンスは、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する。その結果、マルチキャリア拡散データの送信に起因する波形は、従来のシングルキャリア伝送のＰＡＰＲに匹敵するＰＡＰＲを有することができる。

拡散シーケンスは、それぞれが隣接する非ゼロサブキャリア要素の間にそれぞれの等間隔を有する複数の拡散シーケンスから選択されることができる。複数の拡散シーケンスのうちの拡散シーケンスは、周波数領域における低密度レベル、周波数領域における低密度パターン、及び時間領域におけるパルスオフセットのうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる。方法のいくつかの実施例において、拡散シーケンスでデータを拡散し、マルチキャリア拡散データを生成することは、複数の拡散シーケンスから選択されたそれぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルを拡散することを含む。例えば、それぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルを拡散することは、第１の拡散シーケンスで第１のデータシンボルを拡散すること、及び第２の拡散シーケンスで第２のデータシンボルを拡散することを含むことができ、第１及び第２の拡散シーケンスは、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる。

いくつかの実施例において、データを拡散するために使用される拡散シーケンスにおける少なくとも１つの非ゼロサブキャリア要素は、複数の拡散シーケンスの中の少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素と衝突し、データを拡散するために使用される拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の非ゼロサブキャリア要素は、少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素とは異なる。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスは、無線ネットワークにおいて利用可能なサブキャリアの数に対応する長さを有する。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスでデータを拡散し、マルチキャリア拡散データを生成することは、バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成することと、変調されたデータストリームを拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングすることとを含む。例えば、バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成することは、バイナリデータにフーリエ変換を適用することを含み得る。

いくつかの実施例において、マルチキャリア拡散データを送信することは、マルチキャリア拡散データを時間領域信号に変換することと、時間領域信号を送信することとを含む。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の値は１に等しい。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の数は２より大きい。

いくつかの実施例において、方法は、ユーザ機器（user equipment、ＵＥ）において実施される。例えば、この方法は、アップリンクランダムアクセスのためにＵＥによって使用され得る。

本開示の別の態様は、前述の方法の拡散及び送信機能を提供するように構成されたスプレッダ及び送信機を含む送信機装置を提供する。例えば、いくつかの実施例において、スプレッダは、バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成するように構成されたエンコーダと、変調されたデータストリームを拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングするように構成されたマッパとを含む。

本開示の更に別の態様は、無線ネットワークにデータを送信するように構成された通信装置であって、本開示の上記態様による送信機を含む通信装置を提供する。

本開示のさらなる別の態様は、第１の通信装置にデータを拡散するための第１の拡散シーケンスを割り当てて、第１の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第１のマルチキャリア拡散データを生成することと、第２の通信装置にデータを拡散するための第２の拡散シーケンスを割り当てて、第２の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第２のマルチキャリア拡散データを生成することとを含む方法を提供する。低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第１の等間隔を有する、第１の拡散シーケンス。隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第２の等間隔を有する第２の拡散シーケンス。周波数領域における低密度レベル、周波数領域における低密度パターン、及び時間領域におけるパルスオフセットのうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる第１及び第２の拡散シーケンス。いくつかの実施例において、第１の等間隔と第２の等間隔は等しい。他の実施例において、第１の等間隔と第２の等間隔は異なる。

いくつかの実施例において、第１の通信装置に第１の拡散シーケンスを割り当てることは、第１の通信装置に第１のグループの拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散することであって、第１のグループにおける各拡散シーケンスが、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる、拡散することを含む。いくつかのそのような実施例において、第２の通信装置に第２の拡散シーケンスを割り当てることは、第２の通信装置に第１のグループからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散することを含む。他の実施例において、第２の通信装置は、第２のグループの拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てられて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散し、第２のグループにおける各拡散シーケンスは、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なり、第１のグループの拡散シーケンスの共通の低密度パターンは、第２のグループの拡散シーケンスの共通の低密度パターンとは異なる。

下記では、添付図面を参照して、実施例が説明されることになる。

本開示の一実施例による通信ネットワークのブロック図である。 本開示の一実施例によるユーザ装置のブロック図である。 本開示の一実施例によるネットワークノードのブロック図である。 本開示の一実施例による、シングルキャリアＰＡＰＲを有する低密度シグネチャＯＦＤＭ（low-density signature OFDM、ＬＤＳ−ＯＦＤＭ）波形の周波数領域プロットを示す。 本開示の一実施例によるスプレッダを例示するブロック図である。 本開示の一実施例による、異なる低密度レベルを有する２個の拡散シーケンスの周波数領域プロットを示す 本開示の一実施例による、異なる低密度パターンを有する４個の拡散シーケンスの周波数領域プロットを示す。 本開示の一実施例による、マルチシーケンス伝送のための異なる低密度パターン及び／又は時間領域パルスオフセットを有する８個の拡散シーケンスの周波数領域並びに時間領域プロットを示す。

同様の要素及び特徴を示すために、図面全体にわたって同様の参照番号が使用されている。本開示の態様は、例示された実施例と関連して説明されることになるが、本開示をそのような実施例に限定することを意図するものではないことが理解されることになる。

上述のように、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（またはＳＣ−ＦＤＭＡ）は、通常、従来のＯＦＤＭよりも低いＰＡＰＲを有する。しかしながら、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭには、異なる装置の間の信号衝突を緩和するメカニズムがないため、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、ＭＣ−ＣＤＭＡには適していない。

本開示は、結果として生じる送信される波形が低いＰＡＰＲを有し、異なる装置の間の信号衝突を緩和するように、無線通信システムにおいてデータを拡散して送信するための方法、装置、及びシステムを説明する。相補的な受信及び復号方法、装置、並びにシステムが、同様に、拡散シーケンスを生成する方法とともに例示される。いくつかの実施例において、したがって、複数の装置のための無線通信リソースの、より効率的な使用が提供される。

本開示の１つの態様は、本質的にＯＦＤＭであるが、しかしシングルキャリアＰＡＰＲを有する新しい波形を提供する。場合によっては、この新しい波形は、下記のうちの１つ又は複数を有し得る。
・移動体ユーザ機器（User Equipment、ＵＥ）のような各通信装置は、依然として低いＰＡＰＲを有しながら、複数の拡散シーケンスを使用することができる。
・拡散シーケンスは、スループットの必要性に応じて、低密度の又は低い密度の非ゼロサブキャリア要素（例えば、５０％以下の非ゼロサブキャリア要素）を有することができる。
・装置コードブックの衝突の影響を緩和し、ランダムアクセス装置の数を増やすために、部分的衝突コードブックのプール（コードワード／拡散シーケンスとシグナリングパルスとの両方に関して）が使用されることができる。

図１は、複数のユーザ装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、及びネットワークノード１０４を備える通信ネットワーク１００を例示する。ネットワーク１００は、下記には限定されないが、ロングタームエボリューション（Long-Term Evolution、ＬＴＥ）ネットワークなどの第４世代（fourth generation、４Ｇ）通信ネットワーク、ユニバーサル移動体通信システム（Universal Mobile Telecommunications System、ＵＭＴＳ）、及び他の無線又は移動通信ネットワークを含む１つ若しくは複数の通信又はデータ標準若しくは技術に従って動作することができる。時にはユーザ機器（user equipment、ＵＥ）として知られているユーザ装置１０２は、一般に、無線送受信ユニット（wireless transmit/receive unit、ＷＴＲＵ）、移動局（mobile station、ＭＳ）、スマートフォン、携帯電話、センサ、又は他の無線対応のコンピューティング若しくはモバイル装置などのような無線通信を提供することができる任意の装置である。いくつかの実施例において、ユーザ装置１０２は、他の主要機能を実行し、通信ネットワーク１００においてデータを送信、受信、又は送受信する能力を有するマシンを備える。一実施例において、マシンは、通信ネットワーク１００を介してデータを送信及び／又は受信する手段を備えた器具若しくは装置を含むが、しかし、そのような器具若しくは装置は、通常、通信の主目的のためにユーザによって操作されない。本明細書において説明されるシステム及び方法は、同様に、他の低データレート伝送シナリオ、又はスケジュールされないデータ伝送で動作するアプリケーション及び装置に適用され得る、ということが認識されることになる。ネットワークノード１０４は、基地局（base station、ＢＳ）、進化型ノードＢ（evolved Node B、ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point、ＡＰ）、又はネットワーク１００におけるユーザ装置１０２のための送信及び／若しくは受信ポイントとして機能する他のネットワークインタフェースを備えてもよい。ネットワークノード１０４は、ネットワークノード１０４と他のリモートネットワーク、ノード、及び装置（図示せず）との間でデータが交換されることを可能にするバックホールネットワーク１１０に接続される。

図２は、本明細書において説明される方法及びモジュールを実施するためのユーザ装置１０２の一実施例を示す。装置１０２は、通信ネットワーク１００においてデータを送信及び受信するために、プロセッサ２０２、メモリ２０４、電源２０６、及び無線通信インタフェース２０８を含むことができ、これらのコンポーネントは、図２において示されるように配置されてもよいし、又は配置されなくてもよい。無線通信インタフェース２０８は、アンテナ２１４に結合された送信機２１０及び受信機２１２を含む。無線通信インタフェース２０８の機能は、複数の送信機、受信機、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、及びアンテナコンポーネント若しくはアレイを含む、異なるトランシーバ又はモデムコンポーネントによって実行されてもよい、ということが認識されることになる。一実施例において、ユーザ装置１０２は、ユーザインタフェース２２０と、ディスプレイ、オーディオ入力、オーディオ出力、キーパッド、ボタン、マイクロフォン、又は他の入力若しくは出力などの様々な入力／出力（inputs/outputs、Ｉ／Ｏ）２２２とを含む。メモリ２０４は、下記には限定されないが、ビデオ、ＶｏＩＰコール、ウェブブラウジングデータ、電子メール、及び他のテキスト通信のような異なるサービス及びタイプのデータを送信、受信、処理、及びサポートするための命令を含む、プロセッサ２０２のためのプログラミング及び／又は命令を記憶することができる。

図３は、本出願の一実施例によるネットワークノード１０４を例示する。ネットワークノード１０４は、プロセッサ３０２、メモリ３０４，１つ又は複数の通信インタフェース３０６、３０８を備えることができる。通信インタフェース３０６は、バックホールネットワーク１１０に対する、又はネットワーク１００における他のネットワークノード、ゲートウェイ、若しくはリレー（図示せず）に対するデータを送信及び受信するための有線又は無線インタフェースであり得る。無線通信インタフェース３０８は、本明細書において説明される多元接続システムに従って１つ又は複数のユーザ装置１０２を相手にデータを送信及び受信するように構成される。無線通信インタフェース３０８の機能は、複数の送信機、受信機、及びアンテナコンポーネント若しくはアレイを含む、異なるトランシーバ又はモデムコンポーネントによって実行されてもよい、ということが認識されることになる。メモリ３０４は、データをユーザ装置１０２へ送信及びユーザ装置１０２から受信するための命令を含む、プロセッサ３０２のためのプログラミング及び／又は命令を記憶することができる。ネットワークノード１０４は、ユーザ装置１０２の間のデータ伝送をスケジュールするように構成され得るか、又は、ネットワークノード１０４は、ユーザ装置１０２からのスケジュールされないデータ伝送をサポートするように構成され得る。

各ユーザ装置１０２は、所定のコンステレーションマップ及び割り当てられた拡散シーケンスに従ってデータを変調及び拡散することによって、データを送信するように構成される。拡散シーケンスは、ネットワークノード１０４によって、又はネットワーク１００における別の管理若しくはスケジューリングエンティティ（図示せず）によって、ネットワーク１００におけるユーザ装置１０２のグループに予め割り当てられ得る。拡散シーケンスの割り当ては、動的又は半静的シグナリングを通じて行われてもよい。各ユーザ装置１０２は、割り当てられた拡散シーケンスを使用して、ネットワーク１００にアクセスし、ネットワークノード１０４にデータを送信する。例えば、割り当てられた拡散シーケンスは、アップリンクランダムアクセスのために、ユーザ装置によって使用され得る。割り当てられた拡散シーケンスはネットワークノード１０４に知られており、受信データを復号するために使用される。一実施例において、ネットワークノード１０４からユーザ装置１０２へのデータの伝送のために、拡散シーケンスの相補的な割り当て及び使用が行われる。

ＭＣ−ＣＤＭＡの１つの変形は、低密度シグネチャＯＦＤＭ（low-density signature OFDM、ＬＤＳ−ＯＦＤＭ）であり、ここで、ＭＣ−ＣＤＭＡで使用されるシーケンスが低密度であり、その結果、メッセージ通過アルゴリズム（message passing algorithm、ＭＰＡ）がマルチユーザ復号（multiuser decoding、ＭＵＤ）のために使用されることができ、それは、受信機の複雑さを単純化することができる。

ＬＤＳ−ＯＦＤＭの１つの設計上の考慮点は、各サブキャリア上で衝突する信号の数を最小限にすることである。この考察の主な動機付けは、受信機の複雑さを低減することであるが、しかし、それはシーケンス間干渉を同様に最小限にし、それはシステム性能の観点から望ましい。ＬＤＳ−ＯＦＤＭは本質的に非直交システムであるが、シーケンスの直交性を最大限にすることが一般に設計目的である。

シングルキャリア信号のＰＡＰＲを達成するためには、送信信号は全てのシグナリングの瞬間において、時間領域パルスを有していなければならない。従来のシングルキャリア信号の場合、各パルスにおいて異なる情報が搬送される。しかしながら、ＬＤＳ−ＯＦＤＭの場合、周波数領域の低密度により、各時間領域のパルスは必ずしも固有の情報を搬送するとは限らない。言い換えれば、シグナリングの瞬間ごとにパルスが存在するように、時間領域パルスにおいていくつかの繰り返しが必要になる。下記で示されることになるように、この繰り返しは、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する低密度の拡散シーケンスを使用することによって、１つの例示的な実施例に従って達成され得る。

図４は、４個のＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのための本開示の例示的な実施例によるシングルキャリアＰＡＰＲを有するＬＤＳ−ＯＦＤＭの概念を示す。特に、図４は、ＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのための周波数領域拡散シーケンス４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、及び４００Ｄをそれぞれ示している。拡散シーケンス４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、及び４００Ｄのそれぞれは、６個のサブキャリア要素を有する。各拡散シーケンス４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、４００Ｄにおいて、６個のサブキャリア要素のうちの２つは非ゼロである。特に、拡散シーケンス４００Ａは、第２及び第４のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ａ_１及び４０２Ａ_２を有し、拡散シーケンス４００Ｂは、第１及び第３のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｂ_１及び４０２Ｂ_２を有し、拡散シーケンス４００Ｃは、第３及び第５のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｃ_１及び４０２Ｃ_２を有し、拡散シーケンス４００Ｄは、第４及び第６のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｄ_１及び４０ＤＣ_２を有する。図４において示されるように、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス４００Ａは、非ゼロサブキャリア要素４０２Ａ_２が第４のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｄ_１と重複するため、ＵＥ１０２Ｄのための拡散シーケンス４００Ｄと部分的に衝突する。同様に、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス４００Ｂは、非ゼロサブキャリア要素４０２Ｂ_２が第３のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｃ_１と重複するので、ＵＥ１０２Ｃのための拡散シーケンス４００Ｃと部分的に衝突する。衝突は、複数のユーザ装置１０２が同じ又は重複するサブキャリアを使用してデータを送信している場合に発生すると理解されることになる。図４に示される拡散シーケンス間の衝突は、拡散シーケンスがそれらの非ゼロサブキャリア要素の全てより少なく衝突するので、部分的な衝突である。

図４に示す波形と従来のシングルキャリア波形との１つの違いは、周波数領域における低密度が時間領域におけるパルスの繰り返しに対応し、それが結果として得られる信号の低いＰＡＰＲを保証することである。

議論を単純化するために、回転されたＤＦＴ（rotated DFT、Ｒ−ＤＦＴ）を下記のように定義する。

は、ｉ番目のＬ×ＬのＲ−ＤＦＴ行列とし、

とする。ここで、ｉは回転インデックスであり、０≦ｉ≦Ｎ／Ｌ−１である。

は、

の“ｋ番目の行／ｎ番目の列”エレメントである。Ｌは、Ｒ−ＤＦＴ行列のサイズであり、（Ｎ／Ｌ−１）は、回転インデックスの総数を定義する。例えば、Ｌ＝２及びＮ＝４の場合、式（１）は、

のようになる。ここで、

すなわちｉ＝０、は従来のＤＦＴ行列であり、

すなわちｉ＝１、は回転されたＤＦＴ行列である。ここで、

変換する回転行列Ｑ，すなわち

は、

である。

２個のＤＦＴ行列

の各列は、シーケンスを表す。これらの列／シーケンスをサブキャリア要素にマッピングすることにより、拡散シーケンスが得られることができる。例えば、４個のサブキャリア（Ｋ＝４）の長さを有する低い密度の拡散シーケンスの第１及び第３のサブキャリア要素に、シーケンスをマッピングすることにより、下記の４個の拡散シーケンスが得られる。
［１ ０ １ ０］、
［１ ０ −１ ０］、
［１ ０ ｊ ０］、
［１ ０ −ｊ ０］

ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、各ＱＡＭ変調データシンボルは、Ｗ^（０）の列によって拡散される。ＤＦＴ行列の回転に起因して、異なるｉのＷ^（ｉ）からの列は完全には相関していない、ということが分かり得る。したがって、上記に列挙した４個のシーケンスは２個の要素で衝突する可能性があるが、シーケンスは、時間領域における部分的にオフセットされたパルスに対応するシーケンスの値に起因して、部分的にしか衝突しない。この特性は、信号検出のために、受信機において、よりランダムな最小２乗平均誤差（minimum mean-square error：ＭＭＳＥ）処理行列を作成するのに役立つ。本開示のいくつかの実施例において、上記のそれらの例のようなＤＦＴ値は、拡散シーケンスを生成するために拡散シーケンスのサブキャリア要素にマッピングされ、シングルキャリアＰＡＰＲを有するＤＦＴ拡散マルチキャリアＣＤＭＡ（DFT spread multi-carrier CDMA：ＤＦＴ−Ｓ−ＭＣ−ＣＤＭＡ）信号を提供する。

図５は、本開示の一実施例による、ＤＦＴ−Ｓ−ＭＣ−ＣＤＭＡ用に構成されたスプレッダ５００のブロック図を例示する。スプレッダ５００は、ユーザ装置１０２から、又はネットワークノード１０４から、データを符号化して送信する際に使用されることができる。スプレッダ５００は、送信のためのデータを受け取り、拡散シーケンスでデータを拡散してマルチキャリア拡散データを生成するように構成される。スプレッダ５００は、バイナリデータを符号化して変調データストリームを生成するように構成されたエンコーダ５１０と、変調されたデータストリームを拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングするように構成されたマッパ５２０とを含むことができる。一実施例において、エンコーダ５１０は、ｉ番目のＬ×ＬのＲ−ＤＦＴ行列

の列値を、受け取られたデータに割り当て、Ｌ個のＤＦＴ出力値を生成するように構成され、マッパ５２０は、Ｌ個のＤＦＴ出力値をＫ個のサブキャリアにマッピングして、長さＫの拡散シーケンスを生成するように構成される。シングルキャリアＰＡＰＲを提供するために、Ｌ個のＤＦＴ出力値のＫ個のサブキャリアへのマッピングは、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔が存在するように行われなければならない。

次いで、マルチキャリア拡散データシーケンスは、逆高速フーリエ変換（inverse fast fourier transform、ＩＦＦＴ）モジュール５３０によって時間領域信号に変換され得るとともに、パルス成形やサブキャリア変調などの追加の機能を実現し得る送信モジュール５４０によって、無線媒体を介して送信され得る。

別個のモジュールとして示されているが、エンコーダモジュール及びマッパモジュール５１０、５２０は、ハードウェアにおける、ソフトウェアにおける、又はそれらの組み合わせにおける１つの構成要素として実装されてもよい、ということが認識されることになる。モジュール５１０、５２０は、通信インタフェース２０８、３０８の一部であってもよく、又は、装置１０２若しくはネットワークノード１０４内のプロセッサ２０２、３０２によって実行されてもよい。

ＵＥスループットごとの適応
従来のＭＣ−ＣＤＭＡでは、複数の拡散シーケンスを使用することによってスループットが増大されることができる。たとえ各拡散シーケンスが低いＰＡＰＲを有するように設計されているとしても、従来のＭＣ−ＣＤＭＡにおいて複数のシーケンスを同時に使用することは、全体のＰＡＰＲを増加させることになる。しかしながら、本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ技術では、従来のシングルキャリア伝送のＰＡＰＲに匹敵するＰＡＰＲを有する複数のＱＡＭ信号が同時に送信されることができる。

上述のように、マッパ５２０は、Ｌ個のＤＦＴ出力値をＫ個のサブキャリアにマッピングして、長さＫの拡散シーケンスを生成するように構成される。ＤＦＴのサイズを調整することによって、すなわちＬを調整することによって、Ｌを調整することが拡散シーケンスの低密度レベルを変更するので、装置のスループットが調整されることができる。最大スループットは、Ｌ＝Ｋに設定することによって達成される。

ＵＥの多重化
アップリンク（Uplink、ＵＬ）ＭＣ−ＣＤＭＡは、たとえＵＥによって使用される拡散符号が直交している場合であっても、周波数選択性チャネルにおいて非直交である。ＬＤＳ−ＯＦＤＭは、部分的衝突拡散符号を用いることにより、この直交性の条件を更に緩和する。

将来の無線ネットワークでは、シグナリングオーバヘッドを節約するために、多くの装置がスケジューリングなしにＵＬリソースにアクセスする可能性があり、それは、潜在的なシーケンス衝突を意味する。しかしながら、周波数選択性に起因して、送信前に完全に相関していたかもしれない衝突シーケンスは、もはや完全には相関していない。さらに、ＭＭＳＥデコーダを用いても、受信信号電力差及び逐次干渉除去（successive interference cancellation、ＳＩＣ）によって、シーケンス衝突の場合でもＵＥ信号を首尾よく検出することが可能であり得る。

それにもかかわらず、信号拡散シーケンス設計の観点からは、シーケンス間の最大相関を最小限にし、シーケンス衝突の影響を緩和するために、チャネル変動と受信信号電力差に対する依存度を低減することが一般に好ましい。さらに、シーケンスプールが大きければ大きいほど、シーケンスの衝突確率はより小さくなる。

いくつかの実施例によれば、部分的衝突シーケンスの大きなプールが設計されることができる。いくつかの実施例において、シーケンスプールの下記のパラメータのうちの１つ又は複数が構成可能であり得る。
・低密度レベル−異なるスループットを有するＵＥは、時間領域における反復レベルに対応する、異なる低密度レベルの拡散シーケンスを使用することができる。
・低密度パターン（周波数領域）−周波数領域における非ゼロサブキャリア要素の衝突として現れる。そして
・パルスオフセット（時間領域）−時間領域におけるパルスオフセットとして現れる。

上記のいずれかの特性における拡散シーケンスの間のあらゆる差異は、シーケンス間の衝突レベルを変化させることになる。上記の特性のうちの１つ又は複数において異なる拡散シーケンスの例は、図６〜図８を参照して下記で説明される。

低密度レベル
異なるユーザ装置は、異なる低密度レベルを有する拡散シーケンスを使用することができる。例えば、図６は、本開示の一実施例による、２個のＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｂのための異なる低密度レベルを有する周波数領域拡散シーケンス６００Ａ及び６００Ｂを示す。拡散シーケンス６００Ａ、６００Ｂのそれぞれは、６個のサブキャリア要素を有する。しかしながら、拡散シーケンス６００Ａは、第２〜第５のサブキャリア上に４個の非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_１、６０２Ａ_２、６０２Ａ_３、６０２Ａ_４を有し、拡散シーケンス６００Ｂは、第１のサブキャリア及び第３のサブキャリア上に２個の非ゼロサブキャリア要素６０２Ｂ_１及び６０２Ｂ_２を有する。このように、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス６００Ａは、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス６００Ｂの２倍の非ゼロサブキャリアを有し、したがって、ＵＥ１０２Ａは潜在的にＵＥ１０２Ｂの２倍のスループットを有することができる。拡散シーケンス６００Ａの非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_１、６０２Ａ_２、６０２Ａ_３、及び６０２Ａ_４の間の等間隔は拡散シーケンス６００Ｂの非ゼロサブキャリア要素６０２Ｂ_１と６０２Ｂ_２との間の等間隔とは異なるが、両方の拡散シーケンスにおける隣接する非ゼロサブキャリア要素の間の間隔が一定であるため、拡散シーケンス６００Ａ及び６００Ｂの両方は、シングルキャリアＰＡＰＲを提供する。具体的には、非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_１、６０２Ａ_２、６０２Ａ_３、及び６０２Ａ_４は、拡散シーケンス６００Ａにおいて直に隣接するサブキャリアにマッピングされ、非ゼロサブキャリア要素６０２Ｂ_１及び６０２Ｂ_２は、１個の介在するサブキャリアによって分離されるサブキャリアにマッピングされる。他の実施例では、異なる低密度レベルを有する拡散シーケンスは、それらの非ゼロサブキャリア要素の間に同じ等間隔を有することができる。非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_２及び６０Ｂ_２は、第３のサブキャリア上で重複するため、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス６００Ａは、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス６００Ｂと部分的に衝突する。拡散シーケンス６００Ａと６００Ｂとの間の衝突は部分的なものに過ぎないため、受信機は拡散シーケンス６００Ａと６００Ｂを使用してＵＥ１０２Ａと１０２Ｂによって拡散されて送信されたデータを依然として受信し、復号することができる。

低密度パターン
たとえ非ゼロサブキャリア要素の数が同じであっても、異なるＵＥは、異なる低密度パターンを有する拡散シーケンスを割り当てられることができる。例えば、図７は、本開示の一実施例による、４個のＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのための異なる低密度パターンを有する周波数領域拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄを示す。この例では、拡散シーケンスの各々は、６個のサブキャリア要素を有するとともに、同じ低密度レベルを有し、すなわち、各拡散シーケンスは２個の非ゼロサブキャリア要素を有する。特に、拡散シーケンス７００Ａは、第２及び第３のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ａ_１及び７０２Ａ_２を有し、拡散シーケンス７００Ｂは、第１及び第３のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ｂ_１及び７０２Ｂ_２を有し、拡散シーケンス７００Ｃは、第１及び第５のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ｃ_１及び７０２Ｃ_２を有し、拡散シーケンス７００Ｄは、第３及び第６のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ｄ_１及び７０２Ｄ_２を有する。拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄは、シングルキャリアＰＡＰＲを提供する。図６において示される拡散シーケンス６００Ａ及び６００Ｂと同様に、図７に示される拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄは、それぞれ、それらの非ゼロサブキャリア要素の間に異なる間隔を有する。例えば、拡散シーケンス７００Ｂの非ゼロサブキャリア要素７０２Ｂ_１及び７０２Ｂ_２は、１個の介在するヌル（null）サブキャリア要素によって分離され、非ゼロサブキャリア要素７０２Ｃ_１及び７０２Ｃ_２は、３個のヌルサブキャリア要素によって分離される。図７において示されるように、非ゼロサブキャリア要素７０２Ａ_２、７０２Ｂ_２、及び７０２Ｄ_１は、第３のサブキャリア上で重複するので、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス７００Ａ、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス７００Ｂ、及びＵＥ１０２Ｄのための拡散シーケンス７００Ｄは部分的に衝突する。同様に、非ゼロサブキャリア要素７０２Ｂ_１及び７０２Ｃ_１が第１のサブキャリア上で重複するため、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス７００Ｂは、ＵＥ１０２Ｃのための拡散シーケンス７００Ｃと部分的に衝突する。拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄの間の衝突は部分的なものに過ぎないため、受信機は拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄを使用してＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄによって拡散されて送信されたデータを依然として受信し、復号することができる。

パルスオフセット
たとえ同じ低密度レベル及びパターンを有していても、シーケンスの部分的衝突特性は、時間領域において部分的にオフセットされたパルスに対応するシーケンス値を使用することによって達成され得る。上述したように、異なる回転インデックスｉのＷ^（ｉ）からの列が完全に相関していないので、パルスオフセットはＤＦＴ行列回転によって達成されることができるとともに、異なる回転インデックスによって生成されたパルスは、時間領域において異なる巡回オフセットを有する。図８は、本開示の一実施例による、４個のＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄによるマルチシーケンス伝送のための、異なる低密度パターン及び／又は時間領域パルスオフセットを有する８個の拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｃ、８０１Ｃ、８００Ｄ、並びに８０１Ｄの周波数領域及び時間領域のプロットを示す。ＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのそれぞれは、２個の拡散シーケンスが割り当てられる。この例では、拡散シーケンスの各々は、４個のサブキャリア要素を有するとともに、同じ低密度レベルを有し、すなわち、各拡散シーケンスは２個の非ゼロサブキャリア要素を有する。ＵＥ１０２Ａに割り当てられた拡散シーケンス８００Ａ及び８０１Ａと、ＵＥ１０２Ｃに割り当てられた拡散シーケンス８００Ｃ及び８０１Ｃは、第１のサブキャリア上の第１の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ａ_１、８０３Ａ_１、８０２Ｃ_１、及び８０３Ｃ_１）、及び第３のサブキャリア上の第２の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ａ_２、８０３Ａ_２、８０２Ｃ_２、及び８０３Ｃ_２）によって、共通の低密度パターンを共有する。

ＵＥ１０２Ｂに割り当てられた拡散シーケンス８００Ｂ及び８０１Ｂと、ＵＥ１０２Ｄに割り当てられた拡散シーケンス８００Ｄ及び８０１Ｄは、拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃによって共有される低密度パターンとは異なる共通低密度パターンを共有する。特に、拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｄ、及び８０１Ｄは、それぞれ、第２のサブキャリア上の第１の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ｂ_１、８０３Ｂ_１、８０２Ｄ_１、及び８０３Ｄ_１）、及び第４のサブキャリア上の第２の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ｂ_２、８０３Ｂ_２、８０２Ｄ_２、及び８０３Ｄ_２）を有する。

図８において示されるように、８個の拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｃ、８０１Ｃ、８００Ｄ、及び８０１Ｄは、各サブキャリアが４個の非ゼロサブキャリア要素をその上にマッピングされるように構成される。この実施例では、これらの衝突は、拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素値が時間領域においてパルスオフセットを提供するように構成されているため、部分的なものに過ぎない。例えば、拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃの非ゼロサブキャリア要素は、２個のＲ−ＤＦＴ行列

の列値で構成されてもよく、上述されたように、
拡散シーケンス８００Ａ＝［１ ０ １ ０］、
拡散シーケンス８０１Ａ＝［１ ０ −１ ０］、
拡散シーケンス８００Ｃ＝［１ ０ ｊ ０］、
拡散シーケンス８０１Ｃ＝［１ ０ −ｊ ０］
である。

上述のサブキャリア要素値を使用することにより、ＵＥ１０２Ａに割り当てられた２個の拡散シーケンス８００Ａ及び８０１Ａは、互いに対して位相回転を有し、また、同様に互いに対して位相回転を有する、ＵＥ１０２Ｃに割り当てられた２個の拡散シーケンス８００Ｃ及び８０１Ｃに対して、同様に位相回転を有する。この相対的な位相回転は、たとえ拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃが周波数領域で重複していても、ＵＥ１０２Ａのための時間領域パルス８１０Ａ及び８１１Ａと、ＵＥ１０２Ｃのための時間領域パルス８１０Ｃ及び８１１Ｃとの間の時間オフセットを生成する。

同様に、２個のＲ−ＤＦＴ行列

の列値は、拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｃ、及び８０１Ｃの非ゼロ要素にマッピングされることができ、
拡散シーケンス８００Ｂ＝［０ １ ０ １］、
拡散シーケンス８０１Ｂ＝［０ １ ０ −１］、
拡散シーケンス８００Ｄ＝［０ １ ０ ｊ］、
拡散シーケンス８０１Ｄ＝［０ １ ０ −ｊ］
である。

ここでもまた、拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｄ、及び８０１Ｄの間の相対的な位相回転は、たとえ拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｄ、及び８０１Ｄが周波数領域で重複していても、ＵＥ１０２Ｂのための時間領域パルス８１０Ｂ及び８１１Ｂと、ＵＥ１０２Ｄのための時間領域パルス８１０Ｄ及び８１１Ｄとの間の時間オフセットを生成する。

この例では、長さ４（Ｋ＝４）の４個の拡散シーケンスが２個の低密度パターンに対して生成されている。非ゼロサブキャリア要素値は、Ｒ−ＤＦＴ行列の列値に基づいており、その結果、共通の低密度パターンを共有する結果として得られる拡散シーケンスは、時間領域において異なるパルスオフセットを有する。より一般的には、図７において示されたそれらの例のように、任意の数の異なる低密度パターンが定義されることができ、各低密度パターンはコードブックに対応するものと見なされることができる。各コードブックは、Ｒ−ＤＦＴ行列の列値に対応する拡散シーケンス値の非ゼロサブキャリア要素を割り当てることによって異なるパルスオフセット（周波数領域における位相回転）から生成される、複数の拡散シーケンス（又はコードワード）からなる。

別の例として、シーケンス当たり２個の非ゼロサブキャリア要素を有する８個の拡散シーケンスのコードブックの場合（Ｌ＝２、及びＮ＝８）、式（１）は、下記の４個のＲ−ＤＦＴ行列をもたらす。

４個のサブキャリア（Ｋ＝４）の長さを有する低い密度の拡散シーケンスの第２及び第４のサブキャリア要素に、上記の４個のＲ−ＤＦＴ行列からの列／シーケンスをマッピングすると、下記の８個の拡散シーケンスが得られる。

Ｒ−ＤＦＴ行列に基づく拡散シーケンスの前述の例は、２個の非ゼロサブキャリア要素を有し、すなわち、それらは、Ｌ＝２であるＲ−ＤＦＴ行列に基づいている。しかしながら、本開示の他の実施例は、２個より多い非ゼロサブキャリア要素を有する拡散シーケンスを提供する。例えば、Ｌ＝３及びＮ＝６を設定することにより、式（１）は下記のようになる。

の６個の列における３個の要素を、６個のサブキャリア（Ｋ＝６）の長さを有する低い密度の拡散シーケンスの第１、第３、及び第５のサブキャリア要素にマッピングすると、下記の６個の拡散シーケンスが得られる。

コードブック内のコードワードは、データレートを高めるために単一のＵＥによって使用されることができるか、又はより多くの接続されたＵＥをサポートするために異なるＵＥによって使用されることができる。例えば、拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃを含むコードブックは、ＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｃの両方が、第１及び第３のサブキャリア上でサポートされることを可能にする。ＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｃのそれぞれに２個の拡散シーケンスを割り当てることは、潜在的にＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｃのデータレートを２倍にすることができる。

図４、及び図６〜図８において示される例示的な拡散シーケンスは、４又は６個のサブキャリア要素を含む。より一般的には、拡散シーケンスは、４個以上のサブキャリア要素を含むことができる。例えば、いくつかの実施例において、拡散シーケンスは、８個のサブキャリア要素、１６個のサブキャリア要素、又はそれ以上を含むことができる。さらに、異なるＵＥは、異なる長さの拡散シーケンスを使用することができる。例えば、いくつかのＵＥは、高スループットをサポートするために、１６個のサブキャリア要素の長さを有する拡散シーケンスを使用することができ、他のＵＥは、８個のサブキャリア要素の長さを有する拡散シーケンスを使用することができる。

受信機の検出
本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ技術のために企図されるアプリケーションの１つは、アップリンクランダムアクセスである。アップリンクランダムアクセスでは、異なるユーザ装置１０２が、同じ無線リソースに同時にアクセスすることができる。一実施例において、本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ送信方式に従ってユーザ装置１０２によって送信されるデータは、ネットワークノード１０４によって受信されて復号され得る。ネットワークノード１０４は、それぞれが割り当てられた（複数の）拡散シーケンスに従ってデータを送信している異なる装置１０２から、複数のデータ送信を受信することができる。本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ送信方式では、ネットワーク負荷が軽い又は中程度である場合、受信データは、連続干渉除去（successive interference cancellation、ＳＩＣ）復号を使用して復号され得る。ネットワーク負荷が高い場合、ＭＰＡ又はＭＭＳＥのような他の復号方式が使用されることができる。

いくつかの実施例において、受信機は、信号検出のために下記の機能を実行することができる。
１）衝突のあるサブキャリアでは、ＭＭＳＥ受信機又はＭＰＡ受信機が使用されることができる。
２）次に、ＩＤＦＴ逆拡散、ＱＡＭデマッピング、及びＦＥＣ復号を使用して、送信を復号することができる。
３）ＳＩＣが首尾よく復号された送信を除去するために使用されることができ、そして残りの送信のためにステップ１）及び２）が繰り返される。

図７から、例えば、ネットワークノード１０４の受信機は、この例では、このサブキャリア上で他のデータ要素が送信されないので、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第５のサブキャリア上のデータ要素を最初に復号することができる、ということが認識されることになる。このデータ要素が分かれば、同じデータ要素が拡散シーケンス７００Ｃの２個の非ゼロサブキャリア要素７０２Ｃ_１及び７０２Ｃ_２に拡散されているので、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素が同様に分かる。図７において示されるように、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号は、同様に、第１のサブキャリア上にデータ要素を有する。拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素が決定されているので、その干渉の影響を除去することができる。拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上の衝突要素の干渉の影響が除去されると、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素の更なる復号が行われる。このようにして、部分的衝突拡散シーケンス７００Ｂ及び７００Ｃが２個の異なるＵＥによって使用される場合に、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号のデータ要素を首尾よく復号すること、及び、次いで２個の拡散シーケンスの部分的な衝突によって引き起こされる干渉を除去することは、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号のデータ要素を首尾よく復号する可能性を改善することができる。下記には限定されないが、ＳＩＣ復号順序を決定するために受信電力などの他の要因が使用されることができる、ということが認識されることになる。

いくつかの実施例において、ネットワークノード１０４は、部分的に衝突したデータシーケンスを受信して、復号するために、ＭＭＳＥとＳＩＣ復号との組み合わせを適用することができる。図７において例示される実施例では、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素と衝突する、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素を復号するために、ＭＭＳＥデコーダが使用され得る。その結果は、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第５のサブキャリア上のデータ要素の結果（衝突のない）と組み合わされて、デコーダの能力を向上させることができる。したがって、ＭＭＳＥ復号は、他のユーザ信号との衝突が最も少ない信号に適用されることができる。部分的衝突シーケンス設計に起因するＳＩＣ及び拡散シーケンスのインタレース構造の使用により、１つの信号の各首尾よい復号は、他の復号されていない信号の復号を単純化することができる。

ＳＩＣを備えたＭＭＳＥは、複数の受信アンテナを有するシステムにおいて実施されることができる。そのような実施例において、システムは、アクセスリソースブロックに低密度にマッピングされ、したがってユーザ間の衝突をランダム化する、ＤＦＴ−拡散信号によって、マルチユーザ多入力多出力（Multiple-User Multiple-Input and Multiple-Output、ＭＵ−ＭＩＭＯ）／ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭシステムとして動作する。

上記の教示に照らして、本開示の多数の変更及び変形が可能である。したがって、添付の請求項の範囲において、本開示は、本明細書において具体的に説明されるものとは別の方法で実施され得る、ということが理解されるべきである。

さらに、主として方法、器具、及び機器の文脈で説明されているが、例えば、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶された命令の形態など、他の実装形態が同様に考えられる。

関連出願への相互参照
この出願は、“Systems and Methods for Partial Collision Multiple Access”と表題が付けられ、２０１５年５月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／１６８，４３７号、及び“MC-CDMA With Low Peak-To-Average Power Ratio Multi-Carrier Waveform”と表題が付けられ、２０１５年１２月２日に出願された米国仮特許出願第６２／２６２，１４２号の利益を主張する“MC-CDMA With Low Peak-To-Average Power Ratio Multi-Carrier Waveform”と表題が付けられ、２０１６年５月２５日に出願された米国特許出願第１５／１６４，３８８号の利益を主張し、上記米国出願の全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本開示は、一般に、直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＯＦＤＭ）のためのマルチキャリア符号分割多元接続（Multi-Carrier Code Division Multiple Access、ＭＣ−ＣＤＭＡ）技術に関し、特定の実施例では、シングルキャリアピーク対平均電力比（Peak-to-Average Power Ratio、ＰＡＰＲ）を有するＭＣ−ＣＤＭＡを使用したＯＦＤＭのための方法及びシステムに関する。

ＰＡＰＲは、無線通信のための波形設計において重要な考慮事項である。ロングタームエボリューション（Long Term Evolution、ＬＴＥ）ベースの無線通信では、離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ）が、主に従来のＯＦＤＭよりもＰＡＰＲが低いため、アップリンク多重アクセス方式として採用されている。ＰＡＰＲは、マシン型通信（Machine-Type Communication、ＭＴＣ）、マシンツーマシン（Machine-to-Machine、Ｍ２Ｍ）、及びモノのインターネット（Internet of Things、ＩｏＴ）のような、大規模な接続性をサポートする将来のネットワークにおいて、更に重要になる可能性があり、装置は、より多くの電力制限を有し得るとともに長いバッテリ寿命を要求され得る。

ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、各ＤＦＴ拡散サブバンド信号が巡回畳み込みシングルキャリア波形を使用するために、シングルキャリア周波数分割多元接続（Single Carrier Frequency Division Multiple Access、ＳＣ−ＦＤＭＡ）とも呼ばれる。言い換えれば、シングルキャリア信号は、特に低次変調の場合、従来のＯＦＤＭ信号よりも低いＰＡＰＲを有することがよく知られている。

シングルキャリア伝送のこのより低いＰＡＰＲ特性は、通常のＱＡＭ変調をサブキャリアインデックス変調と組み合わせることによって、更に利用されている。この種のハイブリッド変調の重要な要素は下記の通りである。
１）１個のサブキャリアのみがＱＡＭ変調を搬送する。そして
２）残りの情報は、このアクティブなサブキャリア（active subcarrier）のサブキャリアインデックスによって搬送される。

このＱＡＭ／サブキャリアインデックスハイブリッド変調の主な動機付けは、低いＰＡＰＲを達成するように、シングルキャリア波形を有することである。スループットを増加させるために、サブキャリアインデックス変調が使用され得る。例えば、４個のサブキャリアが与えられると、サブキャリアインデックス変調を使用して搬送されることができる追加の情報ビットの数は２になる。しかし、この方式には下記の２つの欠点がある。
・スループットが限られる：これは、サブキャリアインデックス変調が、特にサブキャリアの数が多い場合に、スペクトル効率の観点から非効率的であるからであり、これが、サブキャリアの数が通常４に制限される理由である。
・ＳＮＲが高い場合に、スペクトル効率が失われる：これは、より多くの情報を搬送するためにアクティブなサブキャリア上のＱＡＭ次数を増加させることができるが、サブキャリアインデックス変調は、１個のアクティブなサブキャリア上でのみ変調次数を増加させることができるため、この高いＳＮＲを利用することができないからである。

したがって、効率的で高スループットをサポートできるシングルキャリアＰＡＰＲを有する多重アクセス技術が必要とされている。

本開示の１つの態様は、無線ネットワークにおいて装置を動作させる方法を提供する。方法において、装置は、拡散シーケンスでデータを拡散し、拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するとともに、マルチキャリア拡散データを送信する。拡散シーケンスは、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する。その結果、マルチキャリア拡散データの送信に起因する波形は、従来のシングルキャリア伝送のＰＡＰＲに匹敵するＰＡＰＲを有することができる。

拡散シーケンスは、それぞれが隣接する非ゼロサブキャリア要素の間にそれぞれの等間隔を有する複数の拡散シーケンスから選択されることができる。複数の拡散シーケンスのうちの拡散シーケンスは、周波数領域における低密度レベル、周波数領域における低密度パターン、及び時間領域におけるパルスオフセットのうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる。方法のいくつかの実施例において、拡散シーケンスでデータを拡散し、マルチキャリア拡散データを生成することは、複数の拡散シーケンスから選択されたそれぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルを拡散することを含む。例えば、それぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルを拡散することは、第１の拡散シーケンスで第１のデータシンボルを拡散すること、及び第２の拡散シーケンスで第２のデータシンボルを拡散することを含むことができ、第１及び第２の拡散シーケンスは、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる。

いくつかの実施例において、データを拡散するために使用される拡散シーケンスにおける少なくとも１つの非ゼロサブキャリア要素は、複数の拡散シーケンスの中の少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素と衝突し、データを拡散するために使用される拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の非ゼロサブキャリア要素は、少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素とは異なる。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスは、無線ネットワークにおいて利用可能なサブキャリアの数に対応する長さを有する。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスでデータを拡散し、マルチキャリア拡散データを生成することは、バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成することと、変調されたデータストリームを拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングすることとを含む。例えば、バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成することは、バイナリデータにフーリエ変換を適用することを含み得る。

いくつかの実施例において、マルチキャリア拡散データを送信することは、マルチキャリア拡散データを時間領域信号に変換することと、時間領域信号を送信することとを含む。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の値は１に等しい。

いくつかの実施例において、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の数は２より大きい。

いくつかの実施例において、方法は、ユーザ機器（user equipment、ＵＥ）において実施される。例えば、この方法は、アップリンクランダムアクセスのためにＵＥによって使用され得る。

本開示の別の態様は、前述の方法の拡散及び送信機能を提供するように構成されたスプレッダ及び送信機を含む送信機装置を提供する。例えば、いくつかの実施例において、スプレッダは、バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成するように構成されたエンコーダと、変調されたデータストリームを拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングするように構成されたマッパとを含む。

本開示の更に別の態様は、無線ネットワークにデータを送信するように構成された通信装置であって、本開示の上記態様による送信機を含む通信装置を提供する。

本開示のさらなる別の態様は、第１の通信装置にデータを拡散するための第１の拡散シーケンスを割り当てて、第１の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第１のマルチキャリア拡散データを生成することと、第２の通信装置にデータを拡散するための第２の拡散シーケンスを割り当てて、第２の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第２のマルチキャリア拡散データを生成することとを含む方法を提供する。第１の拡散シーケンスは、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第１の等間隔を有する。第２の拡散シーケンスは、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第２の等間隔を有する。第１及び第２の拡散シーケンスは、周波数領域における低密度レベル、周波数領域における低密度パターン、及び時間領域におけるパルスオフセットのうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる。いくつかの実施例において、第１の等間隔と第２の等間隔は等しい。他の実施例において、第１の等間隔と第２の等間隔は異なる。

いくつかの実施例において、第１の通信装置に第１の拡散シーケンスを割り当てることは、第１の通信装置に第１のグループの拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散することであって、第１のグループにおける各拡散シーケンスが、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる、拡散することを含む。いくつかのそのような実施例において、第２の通信装置に第２の拡散シーケンスを割り当てることは、第２の通信装置に第１のグループからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散することを含む。他の実施例において、第２の通信装置は、第２のグループの拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てられて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散し、第２のグループにおける各拡散シーケンスは、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なり、第１のグループの拡散シーケンスの共通の低密度パターンは、第２のグループの拡散シーケンスの共通の低密度パターンとは異なる。

下記では、添付図面を参照して、実施例が説明されることになる。

本開示の一実施例による通信ネットワークのブロック図である。 本開示の一実施例によるユーザ装置のブロック図である。 本開示の一実施例によるネットワークノードのブロック図である。 本開示の一実施例による、シングルキャリアＰＡＰＲを有する低密度シグネチャＯＦＤＭ（low-density signature OFDM、ＬＤＳ−ＯＦＤＭ）波形の周波数領域プロットを示す。 本開示の一実施例によるスプレッダを例示するブロック図である。 本開示の一実施例による、異なる低密度レベルを有する２個の拡散シーケンスの周波数領域プロットを示す 本開示の一実施例による、異なる低密度パターンを有する４個の拡散シーケンスの周波数領域プロットを示す。 本開示の一実施例による、マルチシーケンス伝送のための異なる低密度パターン及び／又は時間領域パルスオフセットを有する８個の拡散シーケンスの周波数領域並びに時間領域プロットを示す。

同様の要素及び特徴を示すために、図面全体にわたって同様の参照番号が使用されている。本開示の態様は、例示された実施例と関連して説明されることになるが、本開示をそのような実施例に限定することを意図するものではないことが理解されることになる。

上述のように、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（またはＳＣ−ＦＤＭＡ）は、通常、従来のＯＦＤＭよりも低いＰＡＰＲを有する。しかしながら、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭには、異なる装置の間の信号衝突を緩和するメカニズムがないため、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、ＭＣ−ＣＤＭＡには適していない。

本開示は、結果として生じる送信される波形が低いＰＡＰＲを有し、異なる装置の間の信号衝突を緩和するように、無線通信システムにおいてデータを拡散して送信するための方法、装置、及びシステムを説明する。相補的な受信及び復号方法、装置、並びにシステムが、同様に、拡散シーケンスを生成する方法とともに例示される。いくつかの実施例において、したがって、複数の装置のための無線通信リソースの、より効率的な使用が提供される。

本開示の１つの態様は、本質的にＯＦＤＭであるが、しかしシングルキャリアＰＡＰＲを有する新しい波形を提供する。場合によっては、この新しい波形は、下記のうちの１つ又は複数を有し得る。
・移動体ユーザ機器（User Equipment、ＵＥ）のような各通信装置は、依然として低いＰＡＰＲを有しながら、複数の拡散シーケンスを使用することができる。
・拡散シーケンスは、スループットの必要性に応じて、低密度の又は低い密度の非ゼロサブキャリア要素（例えば、５０％以下の非ゼロサブキャリア要素）を有することができる。
・装置コードブックの衝突の影響を緩和し、ランダムアクセス装置の数を増やすために、部分的衝突コードブックのプール（コードワード／拡散シーケンスとシグナリングパルスとの両方に関して）が使用されることができる。

図１は、複数のユーザ装置１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、及びネットワークノード１０４を備える通信ネットワーク１００を例示する。ネットワーク１００は、下記には限定されないが、ロングタームエボリューション（Long-Term Evolution、ＬＴＥ）ネットワークなどの第４世代（fourth generation、４Ｇ）通信ネットワーク、ユニバーサル移動体通信システム（Universal Mobile Telecommunications System、ＵＭＴＳ）、及び他の無線又は移動通信ネットワークを含む１つ若しくは複数の通信又はデータ標準若しくは技術に従って動作することができる。時にはユーザ機器（user equipment、ＵＥ）として知られているユーザ装置１０２は、一般に、無線送受信ユニット（wireless transmit/receive unit、ＷＴＲＵ）、移動局（mobile station、ＭＳ）、スマートフォン、携帯電話、センサ、又は他の無線対応のコンピューティング若しくはモバイル装置などのような無線通信を提供することができる任意の装置である。いくつかの実施例において、ユーザ装置１０２は、他の主要機能を実行し、通信ネットワーク１００においてデータを送信、受信、又は送受信する能力を有するマシンを備える。一実施例において、マシンは、通信ネットワーク１００を介してデータを送信及び／又は受信する手段を備えた器具若しくは装置を含むが、しかし、そのような器具若しくは装置は、通常、通信の主目的のためにユーザによって操作されない。本明細書において説明されるシステム及び方法は、同様に、他の低データレート伝送シナリオ、又はスケジュールされないデータ伝送で動作するアプリケーション及び装置に適用され得る、ということが認識されることになる。ネットワークノード１０４は、基地局（base station、ＢＳ）、進化型ノードＢ（evolved Node B、ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point、ＡＰ）、又はネットワーク１００におけるユーザ装置１０２のための送信及び／若しくは受信ポイントとして機能する他のネットワークインタフェースを備えてもよい。ネットワークノード１０４は、ネットワークノード１０４と他のリモートネットワーク、ノード、及び装置（図示せず）との間でデータが交換されることを可能にするバックホールネットワーク１１０に接続される。

図２は、本明細書において説明される方法及びモジュールを実施するためのユーザ装置１０２の一実施例を示す。装置１０２は、通信ネットワーク１００においてデータを送信及び受信するために、プロセッサ２０２、メモリ２０４、電源２０６、及び無線通信インタフェース２０８を含むことができ、これらのコンポーネントは、図２において示されるように配置されてもよいし、又は配置されなくてもよい。無線通信インタフェース２０８は、アンテナ２１４に結合された送信機２１０及び受信機２１２を含む。無線通信インタフェース２０８の機能は、複数の送信機、受信機、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、及びアンテナコンポーネント若しくはアレイを含む、異なるトランシーバ又はモデムコンポーネントによって実行されてもよい、ということが認識されることになる。一実施例において、ユーザ装置１０２は、ユーザインタフェース２２０と、ディスプレイ、オーディオ入力、オーディオ出力、キーパッド、ボタン、マイクロフォン、又は他の入力若しくは出力などの様々な入力／出力（inputs/outputs、Ｉ／Ｏ）２２２とを含む。メモリ２０４は、下記には限定されないが、ビデオ、ＶｏＩＰコール、ウェブブラウジングデータ、電子メール、及び他のテキスト通信のような異なるサービス及びタイプのデータを送信、受信、処理、及びサポートするための命令を含む、プロセッサ２０２のためのプログラミング及び／又は命令を記憶することができる。

図３は、本出願の一実施例によるネットワークノード１０４を例示する。ネットワークノード１０４は、プロセッサ３０２、メモリ３０４，１つ又は複数の通信インタフェース３０６、３０８を備えることができる。通信インタフェース３０６は、バックホールネットワーク１１０に対する、又はネットワーク１００における他のネットワークノード、ゲートウェイ、若しくはリレー（図示せず）に対するデータを送信及び受信するための有線又は無線インタフェースであり得る。無線通信インタフェース３０８は、本明細書において説明される多元接続システムに従って１つ又は複数のユーザ装置１０２を相手にデータを送信及び受信するように構成される。無線通信インタフェース３０８の機能は、複数の送信機、受信機、及びアンテナコンポーネント若しくはアレイを含む、異なるトランシーバ又はモデムコンポーネントによって実行されてもよい、ということが認識されることになる。メモリ３０４は、データをユーザ装置１０２へ送信及びユーザ装置１０２から受信するための命令を含む、プロセッサ３０２のためのプログラミング及び／又は命令を記憶することができる。ネットワークノード１０４は、ユーザ装置１０２の間のデータ伝送をスケジュールするように構成され得るか、又は、ネットワークノード１０４は、ユーザ装置１０２からのスケジュールされないデータ伝送をサポートするように構成され得る。

各ユーザ装置１０２は、所定のコンステレーションマップ及び割り当てられた拡散シーケンスに従ってデータを変調及び拡散することによって、データを送信するように構成される。拡散シーケンスは、ネットワークノード１０４によって、又はネットワーク１００における別の管理若しくはスケジューリングエンティティ（図示せず）によって、ネットワーク１００におけるユーザ装置１０２のグループに予め割り当てられ得る。拡散シーケンスの割り当ては、動的又は半静的シグナリングを通じて行われてもよい。各ユーザ装置１０２は、割り当てられた拡散シーケンスを使用して、ネットワーク１００にアクセスし、ネットワークノード１０４にデータを送信する。例えば、割り当てられた拡散シーケンスは、アップリンクランダムアクセスのために、ユーザ装置によって使用され得る。割り当てられた拡散シーケンスはネットワークノード１０４に知られており、受信データを復号するために使用される。一実施例において、ネットワークノード１０４からユーザ装置１０２へのデータの伝送のために、拡散シーケンスの相補的な割り当て及び使用が行われる。

ＭＣ−ＣＤＭＡの１つの変形は、低密度シグネチャＯＦＤＭ（low-density signature OFDM、ＬＤＳ−ＯＦＤＭ）であり、ここで、ＭＣ−ＣＤＭＡで使用されるシーケンスが低密度であり、その結果、メッセージ通過アルゴリズム（message passing algorithm、ＭＰＡ）がマルチユーザ復号（multiuser decoding、ＭＵＤ）のために使用されることができ、それは、受信機の複雑さを単純化することができる。

ＬＤＳ−ＯＦＤＭの１つの設計上の考慮点は、各サブキャリア上で衝突する信号の数を最小限にすることである。この考察の主な動機付けは、受信機の複雑さを低減することであるが、しかし、それはシーケンス間干渉を同様に最小限にし、それはシステム性能の観点から望ましい。ＬＤＳ−ＯＦＤＭは本質的に非直交システムであるが、シーケンスの直交性を最大限にすることが一般に設計目的である。

シングルキャリア信号のＰＡＰＲを達成するためには、送信信号は全てのシグナリングの瞬間において、時間領域パルスを有していなければならない。従来のシングルキャリア信号の場合、各パルスにおいて異なる情報が搬送される。しかしながら、ＬＤＳ−ＯＦＤＭの場合、周波数領域の低密度により、各時間領域のパルスは必ずしも固有の情報を搬送するとは限らない。言い換えれば、シグナリングの瞬間ごとにパルスが存在するように、時間領域パルスにおいていくつかの繰り返しが必要になる。下記で示されることになるように、この繰り返しは、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する低密度の拡散シーケンスを使用することによって、１つの例示的な実施例に従って達成され得る。

図４は、４個のＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのための本開示の例示的な実施例によるシングルキャリアＰＡＰＲを有するＬＤＳ−ＯＦＤＭの概念を示す。特に、図４は、ＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのための周波数領域拡散シーケンス４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、及び４００Ｄをそれぞれ示している。拡散シーケンス４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、及び４００Ｄのそれぞれは、６個のサブキャリア要素を有する。各拡散シーケンス４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、４００Ｄにおいて、６個のサブキャリア要素のうちの２つは非ゼロである。特に、拡散シーケンス４００Ａは、第２及び第４のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ａ_１及び４０２Ａ_２を有し、拡散シーケンス４００Ｂは、第１及び第３のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｂ_１及び４０２Ｂ_２を有し、拡散シーケンス４００Ｃは、第３及び第５のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｃ_１及び４０２Ｃ_２を有し、拡散シーケンス４００Ｄは、第４及び第６のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｄ_１及び４０ＤＣ_２を有する。図４において示されるように、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス４００Ａは、非ゼロサブキャリア要素４０２Ａ_２が第４のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｄ_１と重複するため、ＵＥ１０２Ｄのための拡散シーケンス４００Ｄと部分的に衝突する。同様に、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス４００Ｂは、非ゼロサブキャリア要素４０２Ｂ_２が第３のサブキャリア上の非ゼロサブキャリア要素４０２Ｃ_１と重複するので、ＵＥ１０２Ｃのための拡散シーケンス４００Ｃと部分的に衝突する。衝突は、複数のユーザ装置１０２が同じ又は重複するサブキャリアを使用してデータを送信している場合に発生すると理解されることになる。図４に示される拡散シーケンス間の衝突は、拡散シーケンスがそれらの非ゼロサブキャリア要素の全てより少なく衝突するので、部分的な衝突である。

図４に示す波形と従来のシングルキャリア波形との１つの違いは、周波数領域における低密度が時間領域におけるパルスの繰り返しに対応し、それが結果として得られる信号の低いＰＡＰＲを保証することである。

議論を単純化するために、回転されたＤＦＴ（rotated DFT、Ｒ−ＤＦＴ）を下記のように定義する。

は、ｉ番目のＬ×ＬのＲ−ＤＦＴ行列とし、

とする。ここで、ｉは回転インデックスであり、０≦ｉ≦Ｎ／Ｌ−１である。

は、

の“ｋ番目の行／ｎ番目の列”エレメントである。Ｌは、Ｒ−ＤＦＴ行列のサイズであり、（Ｎ／Ｌ−１）は、回転インデックスの総数を定義する。例えば、Ｌ＝２及びＮ＝４の場合、式（１）は、

のようになる。ここで、

すなわちｉ＝０、は従来のＤＦＴ行列であり、

すなわちｉ＝１、は回転されたＤＦＴ行列である。ここで、

変換する回転行列Ｑ，すなわち

は、

である。

２個のＤＦＴ行列

の各列は、シーケンスを表す。これらの列／シーケンスをサブキャリア要素にマッピングすることにより、拡散シーケンスが得られることができる。例えば、４個のサブキャリア（Ｋ＝４）の長さを有する低い密度の拡散シーケンスの第１及び第３のサブキャリア要素に、シーケンスをマッピングすることにより、下記の４個の拡散シーケンスが得られる。
［１ ０ １ ０］、
［１ ０ −１ ０］、
［１ ０ ｊ ０］、
［１ ０ −ｊ ０］

ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、各ＱＡＭ変調データシンボルは、Ｗ^（０）の列によって拡散される。ＤＦＴ行列の回転に起因して、異なるｉのＷ^（ｉ）からの列は完全には相関していない、ということが分かり得る。したがって、上記に列挙した４個のシーケンスは２個の要素で衝突する可能性があるが、シーケンスは、時間領域における部分的にオフセットされたパルスに対応するシーケンスの値に起因して、部分的にしか衝突しない。この特性は、信号検出のために、受信機において、よりランダムな最小２乗平均誤差（minimum mean-square error：ＭＭＳＥ）処理行列を作成するのに役立つ。本開示のいくつかの実施例において、上記のそれらの例のようなＤＦＴ値は、拡散シーケンスを生成するために拡散シーケンスのサブキャリア要素にマッピングされ、シングルキャリアＰＡＰＲを有するＤＦＴ拡散マルチキャリアＣＤＭＡ（DFT spread multi-carrier CDMA：ＤＦＴ−Ｓ−ＭＣ−ＣＤＭＡ）信号を提供する。

図５は、本開示の一実施例による、ＤＦＴ−Ｓ−ＭＣ−ＣＤＭＡ用に構成されたスプレッダ５００のブロック図を例示する。スプレッダ５００は、ユーザ装置１０２から、又はネットワークノード１０４から、データを符号化して送信する際に使用されることができる。スプレッダ５００は、送信のためのデータを受け取り、拡散シーケンスでデータを拡散してマルチキャリア拡散データを生成するように構成される。スプレッダ５００は、バイナリデータを符号化して変調データストリームを生成するように構成されたエンコーダ５１０と、変調されたデータストリームを拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングするように構成されたマッパ５２０とを含むことができる。一実施例において、エンコーダ５１０は、ｉ番目のＬ×ＬのＲ−ＤＦＴ行列

の列値を、受け取られたデータに割り当て、Ｌ個のＤＦＴ出力値を生成するように構成され、マッパ５２０は、Ｌ個のＤＦＴ出力値をＫ個のサブキャリアにマッピングして、長さＫの拡散シーケンスを生成するように構成される。シングルキャリアＰＡＰＲを提供するために、Ｌ個のＤＦＴ出力値のＫ個のサブキャリアへのマッピングは、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔が存在するように行われなければならない。

次いで、マルチキャリア拡散データシーケンスは、逆高速フーリエ変換（inverse fast fourier transform、ＩＦＦＴ）モジュール５３０によって時間領域信号に変換され得るとともに、パルス成形やサブキャリア変調などの追加の機能を実現し得る送信モジュール５４０によって、無線媒体を介して送信され得る。

別個のモジュールとして示されているが、エンコーダモジュール及びマッパモジュール５１０、５２０は、ハードウェアにおける、ソフトウェアにおける、又はそれらの組み合わせにおける１つの構成要素として実装されてもよい、ということが認識されることになる。モジュール５１０、５２０は、通信インタフェース２０８、３０８の一部であってもよく、又は、装置１０２若しくはネットワークノード１０４内のプロセッサ２０２、３０２によって実行されてもよい。

ＵＥスループットごとの適応
従来のＭＣ−ＣＤＭＡでは、複数の拡散シーケンスを使用することによってスループットが増大されることができる。たとえ各拡散シーケンスが低いＰＡＰＲを有するように設計されているとしても、従来のＭＣ−ＣＤＭＡにおいて複数のシーケンスを同時に使用することは、全体のＰＡＰＲを増加させることになる。しかしながら、本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ技術では、従来のシングルキャリア伝送のＰＡＰＲに匹敵するＰＡＰＲを有する複数のＱＡＭ信号が同時に送信されることができる。

上述のように、マッパ５２０は、Ｌ個のＤＦＴ出力値をＫ個のサブキャリアにマッピングして、長さＫの拡散シーケンスを生成するように構成される。ＤＦＴのサイズを調整することによって、すなわちＬを調整することによって、Ｌを調整することが拡散シーケンスの低密度レベルを変更するので、装置のスループットが調整されることができる。最大スループットは、Ｌ＝Ｋに設定することによって達成される。

ＵＥの多重化
アップリンク（Uplink、ＵＬ）ＭＣ−ＣＤＭＡは、たとえＵＥによって使用される拡散符号が直交している場合であっても、周波数選択性チャネルにおいて非直交である。ＬＤＳ−ＯＦＤＭは、部分的衝突拡散符号を用いることにより、この直交性の条件を更に緩和する。

将来の無線ネットワークでは、シグナリングオーバヘッドを節約するために、多くの装置がスケジューリングなしにＵＬリソースにアクセスする可能性があり、それは、潜在的なシーケンス衝突を意味する。しかしながら、周波数選択性に起因して、送信前に完全に相関していたかもしれない衝突シーケンスは、もはや完全には相関していない。さらに、ＭＭＳＥデコーダを用いても、受信信号電力差及び逐次干渉除去（successive interference cancellation、ＳＩＣ）によって、シーケンス衝突の場合でもＵＥ信号を首尾よく検出することが可能であり得る。

それにもかかわらず、信号拡散シーケンス設計の観点からは、シーケンス間の最大相関を最小限にし、シーケンス衝突の影響を緩和するために、チャネル変動と受信信号電力差に対する依存度を低減することが一般に好ましい。さらに、シーケンスプールが大きければ大きいほど、シーケンスの衝突確率はより小さくなる。

いくつかの実施例によれば、部分的衝突シーケンスの大きなプールが設計されることができる。いくつかの実施例において、シーケンスプールの下記のパラメータのうちの１つ又は複数が構成可能であり得る。
・低密度レベル−異なるスループットを有するＵＥは、時間領域における反復レベルに対応する、異なる低密度レベルの拡散シーケンスを使用することができる。
・低密度パターン（周波数領域）−周波数領域における非ゼロサブキャリア要素の衝突として現れる。そして
・パルスオフセット（時間領域）−時間領域におけるパルスオフセットとして現れる。

上記のいずれかの特性における拡散シーケンスの間のあらゆる差異は、シーケンス間の衝突レベルを変化させることになる。上記の特性のうちの１つ又は複数において異なる拡散シーケンスの例は、図６〜図８を参照して下記で説明される。

低密度レベル
異なるユーザ装置は、異なる低密度レベルを有する拡散シーケンスを使用することができる。例えば、図６は、本開示の一実施例による、２個のＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｂのための異なる低密度レベルを有する周波数領域拡散シーケンス６００Ａ及び６００Ｂを示す。拡散シーケンス６００Ａ、６００Ｂのそれぞれは、６個のサブキャリア要素を有する。しかしながら、拡散シーケンス６００Ａは、第２〜第５のサブキャリア上に４個の非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_１、６０２Ａ_２、６０２Ａ_３、６０２Ａ_４を有し、拡散シーケンス６００Ｂは、第１のサブキャリア及び第３のサブキャリア上に２個の非ゼロサブキャリア要素６０２Ｂ_１及び６０２Ｂ_２を有する。このように、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス６００Ａは、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス６００Ｂの２倍の非ゼロサブキャリアを有し、したがって、ＵＥ１０２Ａは潜在的にＵＥ１０２Ｂの２倍のスループットを有することができる。拡散シーケンス６００Ａの非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_１、６０２Ａ_２、６０２Ａ_３、及び６０２Ａ_４の間の等間隔は拡散シーケンス６００Ｂの非ゼロサブキャリア要素６０２Ｂ_１と６０２Ｂ_２との間の等間隔とは異なるが、両方の拡散シーケンスにおける隣接する非ゼロサブキャリア要素の間の間隔が一定であるため、拡散シーケンス６００Ａ及び６００Ｂの両方は、シングルキャリアＰＡＰＲを提供する。具体的には、非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_１、６０２Ａ_２、６０２Ａ_３、及び６０２Ａ_４は、拡散シーケンス６００Ａにおいて直に隣接するサブキャリアにマッピングされ、非ゼロサブキャリア要素６０２Ｂ_１及び６０２Ｂ_２は、１個の介在するサブキャリアによって分離されるサブキャリアにマッピングされる。他の実施例では、異なる低密度レベルを有する拡散シーケンスは、それらの非ゼロサブキャリア要素の間に同じ等間隔を有することができる。非ゼロサブキャリア要素６０２Ａ_２及び６０２Ｂ_２は、第３のサブキャリア上で重複するため、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス６００Ａは、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス６００Ｂと部分的に衝突する。拡散シーケンス６００Ａと６００Ｂとの間の衝突は部分的なものに過ぎないため、受信機は拡散シーケンス６００Ａと６００Ｂを使用してＵＥ１０２Ａと１０２Ｂによって拡散されて送信されたデータを依然として受信し、復号することができる。

低密度パターン
たとえ非ゼロサブキャリア要素の数が同じであっても、異なるＵＥは、異なる低密度パターンを有する拡散シーケンスを割り当てられることができる。例えば、図７は、本開示の一実施例による、４個のＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのための異なる低密度パターンを有する周波数領域拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄを示す。この例では、拡散シーケンスの各々は、６個のサブキャリア要素を有するとともに、同じ低密度レベルを有し、すなわち、各拡散シーケンスは２個の非ゼロサブキャリア要素を有する。特に、拡散シーケンス７００Ａは、第２及び第３のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ａ_１及び７０２Ａ_２を有し、拡散シーケンス７００Ｂは、第１及び第３のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ｂ_１及び７０２Ｂ_２を有し、拡散シーケンス７００Ｃは、第１及び第５のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ｃ_１及び７０２Ｃ_２を有し、拡散シーケンス７００Ｄは、第３及び第６のサブキャリア上に非ゼロサブキャリア要素７０２Ｄ_１及び７０２Ｄ_２を有する。拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄは、シングルキャリアＰＡＰＲを提供する。図６において示される拡散シーケンス６００Ａ及び６００Ｂと同様に、図７に示される拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄは、それぞれ、それらの非ゼロサブキャリア要素の間に異なる間隔を有する。例えば、拡散シーケンス７００Ｂの非ゼロサブキャリア要素７０２Ｂ_１及び７０２Ｂ_２は、１個の介在するヌル（null）サブキャリア要素によって分離され、非ゼロサブキャリア要素７０２Ｃ_１及び７０２Ｃ_２は、３個のヌルサブキャリア要素によって分離される。図７において示されるように、非ゼロサブキャリア要素７０２Ａ_２、７０２Ｂ_２、及び７０２Ｄ_１は、第３のサブキャリア上で重複するので、ＵＥ１０２Ａのための拡散シーケンス７００Ａ、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス７００Ｂ、及びＵＥ１０２Ｄのための拡散シーケンス７００Ｄは部分的に衝突する。同様に、非ゼロサブキャリア要素７０２Ｂ_１及び７０２Ｃ_１が第１のサブキャリア上で重複するため、ＵＥ１０２Ｂのための拡散シーケンス７００Ｂは、ＵＥ１０２Ｃのための拡散シーケンス７００Ｃと部分的に衝突する。拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄの間の衝突は部分的なものに過ぎないため、受信機は拡散シーケンス７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、及び７００Ｄを使用してＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄによって拡散されて送信されたデータを依然として受信し、復号することができる。

パルスオフセット
たとえ同じ低密度レベル及びパターンを有していても、シーケンスの部分的衝突特性は、時間領域において部分的にオフセットされたパルスに対応するシーケンス値を使用することによって達成され得る。上述したように、異なる回転インデックスｉのＷ^（ｉ）からの列が完全に相関していないので、パルスオフセットはＤＦＴ行列回転によって達成されることができるとともに、異なる回転インデックスによって生成されたパルスは、時間領域において異なる巡回オフセットを有する。図８は、本開示の一実施例による、４個のＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄによるマルチシーケンス伝送のための、異なる低密度パターン及び／又は時間領域パルスオフセットを有する８個の拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｃ、８０１Ｃ、８００Ｄ、並びに８０１Ｄの周波数領域及び時間領域のプロットを示す。ＵＥ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄのそれぞれは、２個の拡散シーケンスが割り当てられる。この例では、拡散シーケンスの各々は、４個のサブキャリア要素を有するとともに、同じ低密度レベルを有し、すなわち、各拡散シーケンスは２個の非ゼロサブキャリア要素を有する。ＵＥ１０２Ａに割り当てられた拡散シーケンス８００Ａ及び８０１Ａと、ＵＥ１０２Ｃに割り当てられた拡散シーケンス８００Ｃ及び８０１Ｃは、第１のサブキャリア上の第１の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ａ_１、８０３Ａ_１、８０２Ｃ_１、及び８０３Ｃ_１）、及び第３のサブキャリア上の第２の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ａ_２、８０３Ａ_２、８０２Ｃ_２、及び８０３Ｃ_２）によって、共通の低密度パターンを共有する。

ＵＥ１０２Ｂに割り当てられた拡散シーケンス８００Ｂ及び８０１Ｂと、ＵＥ１０２Ｄに割り当てられた拡散シーケンス８００Ｄ及び８０１Ｄは、拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃによって共有される低密度パターンとは異なる共通低密度パターンを共有する。特に、拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｄ、及び８０１Ｄは、それぞれ、第２のサブキャリア上の第１の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ｂ_１、８０３Ｂ_１、８０２Ｄ_１、及び８０３Ｄ_１）、及び第４のサブキャリア上の第２の非ゼロサブキャリア要素（それぞれ８０２Ｂ_２、８０３Ｂ_２、８０２Ｄ_２、及び８０３Ｄ_２）を有する。

図８において示されるように、８個の拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｃ、８０１Ｃ、８００Ｄ、及び８０１Ｄは、各サブキャリアが４個の非ゼロサブキャリア要素をその上にマッピングされるように構成される。この実施例では、これらの衝突は、拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素値が時間領域においてパルスオフセットを提供するように構成されているため、部分的なものに過ぎない。例えば、拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃの非ゼロサブキャリア要素は、２個のＲ−ＤＦＴ行列

の列値で構成されてもよく、上述されたように、
拡散シーケンス８００Ａ＝［１ ０ １ ０］、
拡散シーケンス８０１Ａ＝［１ ０ −１ ０］、
拡散シーケンス８００Ｃ＝［１ ０ ｊ ０］、
拡散シーケンス８０１Ｃ＝［１ ０ −ｊ ０］
である。

上述のサブキャリア要素値を使用することにより、ＵＥ１０２Ａに割り当てられた２個の拡散シーケンス８００Ａ及び８０１Ａは、互いに対して位相回転を有し、また、同様に互いに対して位相回転を有する、ＵＥ１０２Ｃに割り当てられた２個の拡散シーケンス８００Ｃ及び８０１Ｃに対して、同様に位相回転を有する。この相対的な位相回転は、たとえ拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃが周波数領域で重複していても、ＵＥ１０２Ａのための時間領域パルス８１０Ａ及び８１１Ａと、ＵＥ１０２Ｃのための時間領域パルス８１０Ｃ及び８１１Ｃとの間の時間オフセットを生成する。

同様に、２個のＲ−ＤＦＴ行列

の列値は、拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｃ、及び８０１Ｃの非ゼロ要素にマッピングされることができ、
拡散シーケンス８００Ｂ＝［０ １ ０ １］、
拡散シーケンス８０１Ｂ＝［０ １ ０ −１］、
拡散シーケンス８００Ｄ＝［０ １ ０ ｊ］、
拡散シーケンス８０１Ｄ＝［０ １ ０ −ｊ］
である。

ここでもまた、拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｄ、及び８０１Ｄの間の相対的な位相回転は、たとえ拡散シーケンス８００Ｂ、８０１Ｂ、８００Ｄ、及び８０１Ｄが周波数領域で重複していても、ＵＥ１０２Ｂのための時間領域パルス８１０Ｂ及び８１１Ｂと、ＵＥ１０２Ｄのための時間領域パルス８１０Ｄ及び８１１Ｄとの間の時間オフセットを生成する。

この例では、長さ４（Ｋ＝４）の４個の拡散シーケンスが２個の低密度パターンに対して生成されている。非ゼロサブキャリア要素値は、Ｒ−ＤＦＴ行列の列値に基づいており、その結果、共通の低密度パターンを共有する結果として得られる拡散シーケンスは、時間領域において異なるパルスオフセットを有する。より一般的には、図７において示されたそれらの例のように、任意の数の異なる低密度パターンが定義されることができ、各低密度パターンはコードブックに対応するものと見なされることができる。各コードブックは、Ｒ−ＤＦＴ行列の列値に対応する拡散シーケンス値の非ゼロサブキャリア要素を割り当てることによって異なるパルスオフセット（周波数領域における位相回転）から生成される、複数の拡散シーケンス（又はコードワード）からなる。

別の例として、シーケンス当たり２個の非ゼロサブキャリア要素を有する８個の拡散シーケンスのコードブックの場合（Ｌ＝２、及びＮ＝８）、式（１）は、下記の４個のＲ−ＤＦＴ行列をもたらす。

４個のサブキャリア（Ｋ＝４）の長さを有する低い密度の拡散シーケンスの第２及び第４のサブキャリア要素に、上記の４個のＲ−ＤＦＴ行列からの列／シーケンスをマッピングすると、下記の８個の拡散シーケンスが得られる。

Ｒ−ＤＦＴ行列に基づく拡散シーケンスの前述の例は、２個の非ゼロサブキャリア要素を有し、すなわち、それらは、Ｌ＝２であるＲ−ＤＦＴ行列に基づいている。しかしながら、本開示の他の実施例は、２個より多い非ゼロサブキャリア要素を有する拡散シーケンスを提供する。例えば、Ｌ＝３及びＮ＝６を設定することにより、式（１）は下記のようになる。

の６個の列における３個の要素を、６個のサブキャリア（Ｋ＝６）の長さを有する低い密度の拡散シーケンスの第１、第３、及び第５のサブキャリア要素にマッピングすると、下記の６個の拡散シーケンスが得られる。

コードブック内のコードワードは、データレートを高めるために単一のＵＥによって使用されることができるか、又はより多くの接続されたＵＥをサポートするために異なるＵＥによって使用されることができる。例えば、拡散シーケンス８００Ａ、８０１Ａ、８００Ｃ、及び８０１Ｃを含むコードブックは、ＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｃの両方が、第１及び第３のサブキャリア上でサポートされることを可能にする。ＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｃのそれぞれに２個の拡散シーケンスを割り当てることは、潜在的にＵＥ１０２Ａ及び１０２Ｃのデータレートを２倍にすることができる。

図４、及び図６〜図８において示される例示的な拡散シーケンスは、４又は６個のサブキャリア要素を含む。より一般的には、拡散シーケンスは、４個以上のサブキャリア要素を含むことができる。例えば、いくつかの実施例において、拡散シーケンスは、８個のサブキャリア要素、１６個のサブキャリア要素、又はそれ以上を含むことができる。さらに、異なるＵＥは、異なる長さの拡散シーケンスを使用することができる。例えば、いくつかのＵＥは、高スループットをサポートするために、１６個のサブキャリア要素の長さを有する拡散シーケンスを使用することができ、他のＵＥは、８個のサブキャリア要素の長さを有する拡散シーケンスを使用することができる。

受信機の検出
本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ技術のために企図されるアプリケーションの１つは、アップリンクランダムアクセスである。アップリンクランダムアクセスでは、異なるユーザ装置１０２が、同じ無線リソースに同時にアクセスすることができる。一実施例において、本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ送信方式に従ってユーザ装置１０２によって送信されるデータは、ネットワークノード１０４によって受信されて復号され得る。ネットワークノード１０４は、それぞれが割り当てられた（複数の）拡散シーケンスに従ってデータを送信している異なる装置１０２から、複数のデータ送信を受信することができる。本明細書において開示されるＭＣ−ＣＤＭＡ送信方式では、ネットワーク負荷が軽い又は中程度である場合、受信データは、連続干渉除去（successive interference cancellation、ＳＩＣ）復号を使用して復号され得る。ネットワーク負荷が高い場合、ＭＰＡ又はＭＭＳＥのような他の復号方式が使用されることができる。

いくつかの実施例において、受信機は、信号検出のために下記の機能を実行することができる。
１）衝突のあるサブキャリアでは、ＭＭＳＥ受信機又はＭＰＡ受信機が使用されることができる。
２）次に、ＩＤＦＴ逆拡散、ＱＡＭデマッピング、及びＦＥＣ復号を使用して、送信を復号することができる。
３）ＳＩＣが首尾よく復号された送信を除去するために使用されることができ、そして残りの送信のためにステップ１）及び２）が繰り返される。

図７から、例えば、ネットワークノード１０４の受信機は、この例では、このサブキャリア上で他のデータ要素が送信されないので、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第５のサブキャリア上のデータ要素を最初に復号することができる、ということが認識されることになる。このデータ要素が分かれば、同じデータ要素が拡散シーケンス７００Ｃの２個の非ゼロサブキャリア要素７０２Ｃ_１及び７０２Ｃ_２に拡散されているので、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素が同様に分かる。図７において示されるように、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号は、同様に、第１のサブキャリア上にデータ要素を有する。拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素が決定されているので、その干渉の影響を除去することができる。拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上の衝突要素の干渉の影響が除去されると、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素の更なる復号が行われる。このようにして、部分的衝突拡散シーケンス７００Ｂ及び７００Ｃが２個の異なるＵＥによって使用される場合に、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号のデータ要素を首尾よく復号すること、及び、次いで２個の拡散シーケンスの部分的な衝突によって引き起こされる干渉を除去することは、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号のデータ要素を首尾よく復号する可能性を改善することができる。下記には限定されないが、ＳＩＣ復号順序を決定するために受信電力などの他の要因が使用されることができる、ということが認識されることになる。

いくつかの実施例において、ネットワークノード１０４は、部分的に衝突したデータシーケンスを受信して、復号するために、ＭＭＳＥとＳＩＣ復号との組み合わせを適用することができる。図７において例示される実施例では、拡散シーケンス７００Ｂに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素と衝突する、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第１のサブキャリア上のデータ要素を復号するために、ＭＭＳＥデコーダが使用され得る。その結果は、拡散シーケンス７００Ｃに関連する信号の第５のサブキャリア上のデータ要素の結果（衝突のない）と組み合わされて、デコーダの能力を向上させることができる。したがって、ＭＭＳＥ復号は、他のユーザ信号との衝突が最も少ない信号に適用されることができる。部分的衝突シーケンス設計に起因するＳＩＣ及び拡散シーケンスのインタレース構造の使用により、１つの信号の各首尾よい復号は、他の復号されていない信号の復号を単純化することができる。

ＳＩＣを備えたＭＭＳＥは、複数の受信アンテナを有するシステムにおいて実施されることができる。そのような実施例において、システムは、アクセスリソースブロックに低密度にマッピングされ、したがってユーザ間の衝突をランダム化する、ＤＦＴ−拡散信号によって、マルチユーザ多入力多出力（Multiple-User Multiple-Input and Multiple-Output、ＭＵ−ＭＩＭＯ）／ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭシステムとして動作する。

第１の例によれば、無線ネットワークにおいて装置を動作させる方法は、拡散シーケンスでデータを拡散し、拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するステップであって、拡散シーケンスが、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する、ステップと、マルチキャリア拡散データを送信するステップとを含む。

第２の例によれば、送信機装置は、拡散シーケンスでデータを拡散し、拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するように構成されたスプレッダであって、拡散シーケンスが、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する、スプレッダと、マルチキャリア拡散データを送信するように構成された送信機とを含む。

第３の例によれば、方法は、第１の通信装置にデータを拡散するための第１の拡散シーケンスを割り当てて、第１の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第１のマルチキャリア拡散データを生成するステップであって、第１の拡散シーケンスが、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第１の等間隔を有する、ステップと、第２の通信装置にデータを拡散するための第２の拡散シーケンスを割り当てて、第２の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第２のマルチキャリア拡散データを生成するステップであって、第２の拡散シーケンスが、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第２の等間隔を有する、ステップとを含み、第１及び第２の拡散シーケンスは、周波数領域における低密度レベル、周波数領域における低密度パターン、及び時間領域におけるパルスオフセットのうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる。

第４の例によれば、前述の例のいずれかは、第１の拡散シーケンスで第１のデータシンボルを拡散することと、第２の拡散シーケンスで第２のデータシンボルを拡散することとを更に含み、第１及び第２の拡散シーケンスは、周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる。

第５の例によれば、前述の例のいずれかにおいて、拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の値は１に等しい。

第６の例によれば、前述の例のいずれかにおいて、第１の等間隔と第２の等間隔は異なる。

第７の例によれば、前述の例のいずれかにおいて、第１の拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の数は２より大きい。

第８の例によれば、前述の例のいずれかにおいて、拡散シーケンスは、無線ネットワークにおいて利用可能なサブキャリアの数に対応する長さを有する。

上記の教示に照らして、本開示の多数の変更及び変形が可能である。したがって、添付の請求項の範囲において、本開示は、本明細書において具体的に説明されるものとは別の方法で実施され得る、ということが理解されるべきである。

さらに、主として方法、器具、及び機器の文脈で説明されているが、例えば、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶された命令の形態など、他の実装形態が同様に考えられる。

Claims (32)

1. 無線ネットワークにおいて装置を動作させる方法であって、当該方法が、
   拡散シーケンスでデータを拡散し、前記拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するステップであって、前記拡散シーケンスが、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する、ステップと、
   前記マルチキャリア拡散データを送信するステップとを含む、方法。
2. 前記拡散シーケンスが、複数の拡散シーケンスの中から選択され、前記複数の拡散シーケンスのうちの各拡散シーケンスが、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間にそれぞれの等間隔を有し、前記複数の拡散シーケンスのうちの前記拡散シーケンスが、
   前記周波数領域における低密度レベル、
   前記周波数領域における低密度パターン、及び
   前記時間領域におけるパルスオフセット
   のうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる、請求項１に記載の方法。
3. 拡散シーケンスでデータを拡散し、マルチキャリア拡散データを生成するステップが、前記複数の拡散シーケンスからのそれぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルのそれぞれを拡散するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記複数の拡散シーケンスからのそれぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルのそれぞれを拡散するステップが、
   第１の拡散シーケンスで第１のデータシンボルを拡散するステップと、
   第２の拡散シーケンスで第２のデータシンボルを拡散するステップとを含み、
   前記第１及び第２の拡散シーケンスが、前記周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、前記時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる、請求項３に記載の方法。
5. 前記データを拡散するために使用される前記拡散シーケンスにおける少なくとも１つの非ゼロサブキャリア要素が前記複数の拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素と衝突し、前記データを拡散するために使用される前記拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の非ゼロサブキャリア要素が前記複数の拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素とは異なる、請求項２に記載の方法。
6. 前記拡散シーケンスが前記無線ネットワークにおいて利用可能なサブキャリアの数に対応する長さを有する、請求項１に記載の方法。
7. 拡散シーケンスでデータを拡散し、マルチキャリア拡散データを生成するステップが、
   バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成するステップと、
   前記変調されたデータストリームを前記拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングするステップとを含む、請求項１に記載の方法。
8. バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成するステップが、前記バイナリデータにフーリエ変換を適用するステップを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記マルチキャリア拡散データを送信するステップが、
   前記マルチキャリア拡散データを時間領域信号に変換するステップと、
   前記時間領域信号を送信するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記拡散シーケンスにおける前記非ゼロサブキャリア要素の値が１に等しい、請求項１に記載の方法。
11. 前記拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の数が２より大きい、請求項１に記載の方法。
12. ユーザ機器（ＵＥ）において実施される、請求項１に記載の方法。
13. 送信機装置であって、
    拡散シーケンスでデータを拡散し、前記拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上でマルチキャリア拡散データを生成するように構成されたスプレッダであって、前記拡散シーケンスが、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に等間隔を有する、スプレッダと、
    前記マルチキャリア拡散データを送信するように構成された送信機とを備える、送信機装置。
14. 前記拡散シーケンスが、複数の拡散シーケンスの中から選択され、前記複数の拡散シーケンスのうちの各拡散シーケンスが、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間にそれぞれの等間隔を有し、前記複数の拡散シーケンスのうちの前記拡散シーケンスが、
    前記周波数領域における低密度レベル、
    前記周波数領域における低密度パターン、及び
    前記時間領域におけるパルスオフセット
    のうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる、請求項１３に記載の送信機装置。
15. 前記スプレッダが、前記複数の拡散シーケンスからのそれぞれの拡散シーケンスで複数のデータシンボルのそれぞれを拡散するように構成される、請求項１４に記載の送信機装置。
16. 前記スプレッダが、
    第１の拡散シーケンスで第１のデータシンボルを拡散するとともに、
    第２の拡散シーケンスで第２のデータシンボルを拡散するように構成され、
    前記第１及び第２の拡散シーケンスが、前記第１及び第２の拡散シーケンスが、前記周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、前記時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる、請求項１５に記載の送信機装置。
17. 前記データを拡散するために使用される前記拡散シーケンスにおける少なくとも１つの非ゼロサブキャリア要素が、前記複数の拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素と衝突し、前記データを拡散するために使用される前記拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の非ゼロサブキャリア要素が前記複数の拡散シーケンスにおける少なくとも１つの他の拡散シーケンスの１つの非ゼロサブキャリア要素とは異なるように、前記スプレッダが構成される、請求項１４に記載の送信機装置。
18. 前記拡散シーケンスが前記無線ネットワークにおいて利用可能なサブキャリアの数に対応する長さを有するように、前記スプレッダが構成される、請求項１３に記載の送信機装置。
19. 前記スプレッダが、
    バイナリデータを符号化して変調されたデータストリームを生成するように構成されたエンコーダと、
    前記変調されたデータストリームを前記拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素にマッピングするように構成されたマッパとを備える、請求項１３に記載の送信機装置。
20. 前記エンコーダが、前記バイナリデータにフーリエ変換を適用するように構成される、請求項１９に記載の送信機装置。
21. 前記送信機が、
    前記マルチキャリア拡散データを時間領域信号に変換するとともに、
    前記時間領域信号を送信するように構成される、請求項１３に記載の送信機装置。
22. 前記拡散シーケンスにおける前記非ゼロサブキャリア要素の値が１に等しい、請求項１３に記載の送信機装置。
23. 前記拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の数が２より大きい、請求項１３に記載の送信機装置。
24. 無線ネットワークにデータを送信するように構成された通信装置であって、請求項１３に記載の送信機装置を備える、通信装置。
25. 方法であって、
    第１の通信装置にデータを拡散するための第１の拡散シーケンスを割り当てて、前記第１の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第１のマルチキャリア拡散データを生成するステップであって、前記第１の拡散シーケンスが、低密度の非ゼロサブキャリア要素を有し、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第１の等間隔を有する、ステップと、
    第２の通信装置にデータを拡散するための第２の拡散シーケンスを割り当てて、前記第２の拡散シーケンスの非ゼロサブキャリア要素に対応するサブキャリア上で第２のマルチキャリア拡散データを生成するステップであって、前記第２の拡散シーケンスが、隣接する非ゼロサブキャリア要素の間に第２の等間隔を有する、ステップとを含み、
    前記第１及び第２の拡散シーケンスが、
    前記周波数領域における低密度レベル、
    前記周波数領域における低密度パターン、及び
    前記時間領域におけるパルスオフセット
    のうちの少なくとも１つにおいて互いに異なる、方法。
26. 前記第１の等間隔と前記第２の等間隔が等しい、請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１の等間隔と前記第２の等間隔が異なる、請求項２５に記載の方法。
28. 第１の通信装置にデータを拡散するための第１の拡散シーケンスを割り当てるステップが、前記第１の通信装置に第１の複数の拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散するステップであって、前記第１の複数の拡散シーケンスにおける各拡散シーケンスが、前記周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、前記時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる、ステップを含む、請求項２５に記載の方法。
29. 第２の通信装置にデータを拡散するための第２の拡散シーケンスを割り当てて、第２のマルチキャリア拡散データを生成するステップが、前記第２の通信装置に前記第１の複数の拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 第２の通信装置にデータを拡散するための第２の拡散シーケンスを割り当てて、第２のマルチキャリア拡散データを生成するステップが、前記第２の通信装置に第２の複数の拡散シーケンスからの１つ又は複数の拡散シーケンスを割り当てて、１つ又は複数のデータシンボルを拡散するステップであって、前記第２の複数の拡散シーケンスにおける各拡散シーケンスが、前記周波数領域における共通の低密度パターンを共有し、前記時間領域におけるパルスオフセットにおいて異なる、ステップを含み、前記第１の複数の拡散シーケンスの前記共通の低密度パターンが、前記第２の複数の拡散シーケンスの前記共通の低密度パターンとは異なる、請求項２８に記載の方法。
31. 前記拡散シーケンスにおける前記非ゼロサブキャリア要素の値が１に等しい、請求項２５に記載の方法。
32. 前記第１の拡散シーケンスにおける非ゼロサブキャリア要素の数が２より大きい、請求項２５に記載の方法。
    

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