JP4960031B2 - マルチキャリア無線通信システムにおいてユーザデータを送信するための方法および対応する受信機 - Google Patents

Description

本発明は、参照により本明細書に組み込まれる、優先権主張出願である欧州特許出願第０５３００６３４．２号に基づく。

本発明は、マルチキャリアシステムでのフィードバックフォワードチャネルの使用を最適化するための方法に関する。

かかるマルチキャリアシステムはしばしば、マルチキャリア伝送技法として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を実装している。ＯＦＤＭは、例えばＨＩＰＥＲＬＡＮ／２規格、ならびに５Ｇｈｚ領域向けのＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格の拡張版において使用される。ＯＦＤＭはまた、高速移動アプリケーションの合理的な代替物を提供することもでき、したがって、次世代移動無線システムまたは第４世代エアインターフェイスに向けての１つの重要なステップである。この点では、高速広帯域ワイヤレス移動通信システムの標準化に向けての第３世代パートーナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）が最近、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）とユーザ装置（ＵＥ）との間での高速データパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）エアインターフェイス通信へのＯＦＤＭ技法の適用を検討している。

ＯＦＤＭ伝送システムとしてのマルチキャリアシステムでは、送信されるデータは、いくつかの並列データストリームに分割され、各データストリームは、別々の副搬送波を変調するために使用される。言い換えれば、広帯域無線搬送波が、複数の狭帯域副搬送波に細分され、あるいは、例えばＱＰＳＫ、１６ ＱＡＭ、６４ ＱＡＭ、または副搬送波毎のより高いデータレートを可能にするより高い変調オーダを用いて、独立に変調される副搬送波に細分される。

かかるＯＦＤＭシステムでは、副搬送波の周波数は、短期間ベース（例えば、全体で２ミリ秒）でユーザ搬送波に割り付けられてもよく、各ユーザ毎の送信搬送波を定義する副搬送波毎の変調オーダも同様に、同じ短期間ベースで更新されることになる。

かかるマルチキャリアシステムの非常に重要なタスクは、様々なユーザに対する効率的な副搬送波／変調の割付けを実現することである。マルチキャリアシステムの性能を最適化し拡大することが、必要である。

各ユーザにとっての最も適切な副搬送波の選択では、マルチパス無線搬送波を伴う移動環境において、所与のユーザから見た場合、一部の副搬送波が非常に強い搬送波減衰を受けやすくなる可能性があることを、考慮に入れるべきである。かかる副搬送波が当該ユーザに割り付けられても、フェーディングの故に有用ではないはずである。反対に、かかる副搬送波は、他のユーザによっては品質の良い状態で受信されることもある。

基地局とＵＥの間で使用されるべき副搬送波の選択は、送信機と受信機の間でエラーを回避できるように調整されるべきである。従来技術において、送信機と受信機の間では、使用されるべき副搬送波を指示するメッセージが、フィードフォワード搬送波内で、すなわちユーザデータを送信するのに使用されるべき同じ搬送波上で、ユーザデータの送信に先立ち交換される。この種のシグナリング情報は、無視できない帯域幅および時間を消費し、それに従って、有効ペイロードデータレートが減少することになる。

使用されるべき副搬送波を含むメッセージは、特に最大千もの副搬送波を伴うマルチキャリアシステムでは、膨大な量のシグナリング情報（数１００Ｋビット）となる。
欧州特許出願第０５２９００１７７号明細書

本発明の特定の一目的は、送信機と受信機の間で使用されるべき副搬送波上で、フィードフォワード搬送波内のシグナリング情報量が減少するように、情報をより効率的な手法で送るための方法でありながら、マルチキャリアシステムでの効率的な資源の割振りを実施するのにも適した方法を、提供することである。

本発明の別の目的は、対応する受信機を提供することである。

これらの目的および以下に示される他の目的は、請求項１に係るマルチキャリア無線通信システムにおいてユーザデータを送信するための方法、および請求項６に係る受信機によって達成される。

本発明による方法は、フィードフォワードチャネル上のシグナリング負荷を低減しながらも、フィードフォワード搬送波上でのより有用性の高いデータスループットを送出することを可能にする利点を提示する。

本発明のさらに有利な特徴は、各従属項に定義されている。

本発明のその他の特徴および利点は、非限定的な例示のために与えられる好ましい一実施形態に関する以下の説明および添付の図面を読めば、明らかとなるであろう。

図１は、マルチキャリア伝送をダウンリンクで使用するネットワークの一例を示す。移動端末１１は、ダウンリンクにおいて複数の副搬送波１３を介して基地局１２からマルチキャリア周波数信号を受信している。さらに、基地局１２は、移動端末１１へのユーザデータの送信に先立ち、送信に使用される副搬送波上で指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を送る。

このマルチキャリアネットワークは、移動端末１１に割り付けられ得る最大千までの副搬送波を備えることができる。ダウンリンクで基地局１２から受信される高スループットを整合させるために、いくつかの副搬送波１３が各移動端末１１に割り付けられることが好ましい。副搬送波間の周波数の分離は、副搬送波が互いに直交するように（すなわち、一方の副搬送波上で送信されたデータが、他方の副搬送波上で送られているデータに干渉を引き起こさないように）選定される。

本発明によれば、基地局１２による様々な移動端末１１への送信に使用されるべき副搬送波に関係付けられた指示が、フィードフォワード搬送波における少なくとも１つの副搬送波上で送られる。この副搬送波は、移動局１１から知られている。

別法として、複数の副搬送波が、閾値に関係付けられた指示を含んでいてもよく、この指示が、移動端末に固有の識別子と関連付けられてもよい。次いで、移動端末は、副搬送波を聞き取り（ｌｉｓｔｅｎ）、それ自体の固有の移動端末識別子を検出した場合は、対応する閾値に関係付けられた指示を読み取る。閾値に関係付けられた指示を移動端末に送信することに関しては、本発明の範囲から逸脱することのない別の手法が、想定されてもよい。

従来技術の解決策とは対照的に、使用されるべき副搬送波に関する大量の参照（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が、フィードフォワード搬送波内で送られることはない。フィードフォワード搬送波上では、閾値に関係付けられた指示しか送られない。送信機１２と受信機１１に所在する追加的および調和的（ｃｏｎｃｏｒｄａｎｔ）情報により、受信機１１は、閾値に関係付けられた指示から、基地局１２による送信が実施されることになる１組の副搬送波を導き出す（ｄｅｄｕｃｅ）ことができる。

本発明によれば、送信側の基地局１２ならびに受信側の移動端末１１に所在する追加的および調和的情報は、システムの様々な副搬送波についての品質レベルである。かかる情報は、移動端末１１で測定される様々な副搬送波についてのＳＩＲであり、フィードバック搬送波上で基地局１２へと送られることが好ましい。

この品質レベルは、本出願人によって出願され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属中の欧州特許出願第０５２９００１７７号明細書の方法の一目的に従って送られることが好ましい。

別法として、各副搬送波についての品質レベルは、ビット誤り率とすることもできる。

品質レベルは、副搬送波のグループ毎に決定されることが好ましい。副搬送波は、次のようにグループ化され、すなわち、所定の数Ｎの連続する副搬送波が１つのグループを形成し、その次のＮ個の連続する副搬送波が次のグループを形成し、以下同様にグループ化される。グループ化は、システムの初期化時に定義されることが好ましい。

１グループの副搬送波についての品質レベルは、当該１グループの副搬送波に属する副搬送波１３上で測定された搬送波の品質値に関する平均値としてもよい。

別法として、品質レベルは、各単一の副搬送波毎に決定されてもよい。しかしながら、こうした場合は、より多くのシグナリングが必要となるはずである。

フィードフォワード搬送波は、有利なことに、ＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）仕様に従って実装されてもよく、その場合は、本発明による副搬送波を選択するための情報は、約６０Ｋビット／秒の処理能力を有するＨＳ−ＳＣＣＨ（高速共用制御チャネル）を介して、基地局１２から移動端末１１へと送られる。

図２は、マルチキャリア無線通信システムにおいてユーザデータを送信するための方法の一実装形態を示している。本発明によれば、この方法は、以下の諸ステップを含む。

ステップ２１は、ユーザデータの送信前に、基地局１２から移動端末１１に閾値に関係付けられた指示を送るステップである。この指示は、マルチキャリアシステムの予め定義された１つの副搬送波上で送られ、移動端末１１において受信されることが好ましい。別法として、複数の副搬送波が、閾値に関係付けられた指示を含んでいてもよく、この指示が、移動端末に固有の識別子と関連付けられてもよい。次いで、移動端末は、副搬送波を聞き取り、それ自体の固有の移動端末識別子を検出したときは、閾値に関係付けられた対応する指示を読み取る。

ステップ２２は、マルチキャリアシステムの副搬送波についての品質レベルを移動端末において判定するステップである。品質レベルは、移動端末におけるＳＩＲ測定に関するものであることが好ましい。この測定は、有利なことに、チャネルの変化を可能な限り迅速に追跡し、基地局１２と移動端末１１とにおいて使用可能なチャネル品質の不一致を回避するために、規則正しい時間間隔で行われることになる。

ステップ２３は、閾値に関係付けられた指示および副搬送波の品質レベルに応じて、当該移動端末宛てのユーザデータを受信するのに聞き取られるべき副搬送波を移動端末において判定するステップである。

ステップ２３で扱われる「応じて」の内容は、品質レベルの降順に副搬送波を配列し、副搬送波を選択する際は、最も高い品質レベルを有する副搬送波から選択し、閾値に関係付けられた指示に到達するまで、引き続き品質レベルの降順に副搬送波を選択することを含むことが好ましい。

閾値に関係付けられる指示は、選択すべき副搬送波の数とすることができる。次いで、この指示がＮである場合は、受信機は、最も高い品質レベルを有するＮ個の副搬送波を選択することになる。

別法として、閾値に関係付けられる指示は、品質の閾値とすることもできる。次いで、品質の閾値がＱｔｈｒと記されている場合は、受信機は、Ｑｔｈｒよりも高い品質レベルを有する副搬送波を選択することになる。

本発明の範囲を逸脱することのない他の種類の閾値に関係付けられる指示が想定されてもよいことが、当業者には明らかとなるであろう。

本発明の範囲を逸脱することのない他のタイプの「応じて」が想定されてもよいことも、明らかとなるであろう。

本発明の実装形態の例が、以下で与えられる。

このシステムでは、４つの品質レベル（ＱＬ）が定義され、各グループのＮ個の副搬送波（ＳＣＧ）に品質レベルが割り当てられ、Ｎが８にセットされることが、想定される。

移動端末Ａにおける品質レベルレポートの結果は、ＳＣＧ １、２、６、８ではＱＬ＝４、ＳＣＧ ３ではＱＬ＝２、ＳＣＧ ４、５、７ではＱＬ＝１、としてもよい。

移動端末Ｂにおける品質レベルレポートの結果は、ＳＣＧ ４ではＱＬ＝４、ＳＣＧ ７ではＱＬ＝３、ＳＣＧ １、２、３、５、６、８ではＱＬ＝１、としてもよい。

第１の実施形態では、閾値に関係付けられる指示は、品質レベルの閾値である。
− 移動端末Ａは、それ自体の考慮すべき品質レベルの閾値がＱＬ＝４である旨の指示を受信する。
− 移動端末Ｂは、それ自体の考慮すべき品質レベルの閾値がＱＬ＝３である旨の指示を受信する。

本発明によれば、以下の解釈が移動端末で行われる。
− 移動端末Ａは、ＱＬ＝４以上であるＱＬを有するＳＣＧに、すなわち、ＳＣＧ １、２、６、８に全てのＳＣが属するようにスケジュールされ、したがって、ＳＣＧ １、２、６、８には、３２個のＳＣが属することになる。
− 移動端末Ｂは、ＱＬ＝３以上であるＱＬを有するＳＣＧに全てのＳＣが属するようにスケジュールされ、すなわち、ＳＣＧ ４および７には、１６個のＳＣが属することになる。

第２の実施形態では、閾値に関係付けられる指示は、ＳＣＧの数である。
− 移動端末Ａは、ＳＣＧの数＝４を示す指示を受信する。
− 移動端末Ｂは、ＳＣＧの数＝２を示す指示を受信する。

本発明によれば、以下の解釈が移動端末で行われる。
− 移動端末Ａは、最も高いＱＬを有する４つのＳＣＧに、すなわち、ＳＣＧ １、２、６、８に全てのＳＣが属するようにスケジュールされ、したがって、ＳＣＧ １、２、６、８には、３２個のＳＣが属することになる。
− 移動端末Ｂは、最も高いＱＬを有する２つのＳＣＧに全てのＳＣが属するようにスケジュールされ、すなわち、ＳＣＧ ４および７には、１６個のＳＣが属することになる。

一般に、品質レベルが、ある種の変調スキームの使用向けの閾値を既に指示している形で（例えば、ＢＰＳＫ向けにＱＬ＝１、ＱＰＳＫ向けにＱＬ＝２、１６ ＱＡＭ向けにＱＬ＝３、６４ ＱＡＭ向けにＱＬ＝４という形で）定義される場合、ＵＥは既に、様々なＳＣ上で使用される変調スキームを識別できる状態になっているはずである。この例では、結果は、以下の通りである。
− 移動端末Ａは、ＳＣＧ １、２、６、８に属する３２個のＳＣ上で６４ ＱＡＭ変調信号を受信する。
− 移動端末Ｂは、ＳＣＧ ７内の８個のＳＣ上では１６ ＱＡＭ変調信号を受信し、ＳＣＧ ４内の８個のＳＣ上では６４ ＱＡＭ変調信号を受信する。

図３は、本発明による送信機の一実装形態を示している。この送信機は、ユーザデータが受信機へと送信されるべき、１組の副搬送波を選択する手段３１と、フィードフォワードチャネル上でのユーザデータの送信前に、閾値に関係付けられた指示を送り、その結果受信機が、送信機ならびに受信機において使用可能な調和的情報から、送信に使用されることになる１組の副搬送波を導き出す（ｄｅｄｕｃｅ）ことができるようになる手段３２とを備える。

調和的情報は、好ましくは様々な副搬送波についての信号対干渉比（ＳＩＲ）の形の品質情報であり、この情報は、受信機において測定され、フィードバックチャネル上で送信機へと送り返され、その結果無線リンクの両側で使用可能となり、調和的となることが好ましい。

閾値に関係付けられる情報は、使用されている副搬送波が閾値よりも高いＳＩＲを有するものである旨を指示する、品質の閾値とすることができる。別法として、閾値に関係付けられる情報は、使用されるべき副搬送波の数を指示する自然数とすることもでき、この場合は、最良のＳＩＲを有する副搬送波から使用され、当該自然数に到達するまで、引き続きＳＩＲの降順に副搬送波が使用されることになる。

本発明の好ましい一実施形態では、送信機は、ＯＦＤＭＡシステムの、例えば、それだけに限らないが、ＨＳＤＰＡまたはＷＩＭＡＸの基地局である。

図４は、本発明による受信機の一実装形態を示している。

この受信機は、送信機からユーザデータを受信するための１組の副搬送波を選択する手段４１と、閾値を受信し格納する手段４２と、各副搬送波についてのまたは各グループの副搬送波についての品質レベルを判定する手段４３とを備える。１組の副搬送波を選択する手段４１は、閾値を格納する手段４２および品質レベルを判定する手段４３に接続されている。

１組の副搬送波を選択する手段４１は、手段４２によって格納される閾値よりも高い品質レベルを有する副搬送波として手段４３から参照される副搬送波を選択する。

別法として、手段４１は、手段４２から参照される最も高い品質レベルを有する副搬送波から選択し、手段４２に格納されている閾値によって指示される副搬送波の数に到達するまで、引き続き品質レベルの降順に副搬送波を選択していく形で、副搬送波を選択する。

本発明の好ましい一実施形態では、受信機は、ＯＦＤＭＡシステムの、例えば、それだけに限らないが、ＨＳＤＰＡまたはＷＩＭＡＸの端末である。

マルチキャリア伝送をダウンリンクで使用し、当該ダウンリンクで使用されるべき副搬送波を指示するフィードフォワードシグナリングを送るネットワークの一例を示す図である。 本発明によるマルチキャリア無線通信システムにおいてユーザデータを送信するための方法の一実装形態を示す図である。 本発明による送信機の一実装形態を示す図である。 本発明による受信機の一実装形態を示す図である。

符号の説明

１１ 受信機
１２ 送信機
１３ 副搬送波

Claims (7)

1. 複数の直交周波数副搬送波を有するマルチキャリア無線通信システムにおいて送信機と受信機の間でユーザデータを送信するための方法であって、前記ユーザデータが前記送信機と前記受信機との間で送信されるべき、１組の副搬送波を選択するステップを含み、前記ユーザデータの送信前に、前記送信機から閾値に関係付けられた指示を送るステップと、各副搬送波についての品質レベルを受信機において判定するステップと、前記閾値に関係付けられた指示および前記品質レベルに応じて、前記ユーザデータを受信するための副搬送波を前記受信機において選択するステップとをさらに含む、方法。
2. 前記応じることが、前記ユーザデータを受信するための前記副搬送波を、最も高い品質レベルを有する副搬送波から選択し、前記閾値に到達するまで、引き続き品質レベルの降順に副搬送波を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記閾値が品質レベルの閾値に関係付けられる、請求項１に記載の方法。
4. 前記閾値が使用されるべき副搬送波の最大数に関係付けられる、請求項１に記載の方法。
5. 各グループの副搬送波についての品質レベルが前記受信機において計算される、請求項１に記載の方法。
6. 複数の直交周波数副搬送波を有するマルチキャリア無線通信システムにおいて送信機からユーザデータを受信するように構成された、マルチキャリアワイヤレスまたは無線通信ネットワークの受信機であって、前記ユーザデータが前記送信機から受信されるべき、１組の副搬送波を選択する手段を備え、前記送信機から受信された閾値を受信し格納する手段と、各副搬送波についての品質レベルを判定する手段と、前記閾値に関係付けられた指示および前記品質レベルに応じて、前記ユーザデータを受信するための副搬送波を選択する手段とをさらに備える、受信機。
7. マルチキャリア無線通信ネットワークのユーザ端末である、請求項６に記載の受信機。

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