JP5351058B2 - 無線通信方法、サブスクライバーステーション及びベースステーション - Google Patents

Description

本発明は無線通信方法に関するものである。本発明は、更に、サブスクライバーステーションに関するものである。本発明は、更に、ベースステーションに関するものである。

モバイルテレコミュニケーション技術は、第１世代モバイル通信システム（１Ｇ）以来実質的に発展した。１Ｇは安定性、カバレッジ、及び音声品質が拙いものであったが、モバイル通信における興味は明らかであった。１Ｇの容量は使用されているアナログ技術によって制限されていた。２Ｇにおいて導入されたデジタル技術で顕著な改良が達成された。２Ｇの導入によって、カバレッジ、安定性、及びセキュリティ容量が増加し、一方、同時に、一層多くのユーザが利用することが可能であり且つデータサービスが使用可能となった。２Ｇシステムの例は、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）及びヨーロッパとアメリカ合衆国において夫々採用された中間スタンダード９５（ＩＳ−９５）である。今日の２Ｇシステムは、一層高いデータレートを提供しており従って低分解能写真の送信及び制限されたマルチメディア適用例をサポートしている汎用パケットラジオサービス（ＧＰＲＳ）のような技術を使用するその限界へ押し込まれている。

マルチメディア及びビデオストリーミングのような将来の適用例からの予測される必要性を満足させるために、第３世代モバイル通信システム（３Ｇ）がそれに先行するものを置き換えることとなる。ヨーロッパにおいて使用される３Ｇシステムはユニバーサルモバイルテレコミュニケーションズサービシーズ（ＵＭＴＳ）と呼ばれている。ＣＤＭＡ２０００と呼ばれる同様のシステムがアメリカ合衆国において使用されている。ＵＭＴＳにおいて使用される空気インターフェースはワイドバンドコードディビジョンマルチプルアクセス（ＷＣＤＭＡ）である。最初の完全に商用化されたＷＣＤＭＡサービスは２００１年に運用状態となり、且つそれ以来、資源利用を増加させるために進行中の進展が図られている。ＷＣＤＭＡリリーズ５は高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）を導入してダウンリンク容量、即ちベーストランシーバステーション（ＮｏｄｅＢ）からユーザ装置（ＵＥ）への送信容量、を改善している。ＨＳＤＰＡは、既存のＵＭＴＳプロトコルの性能を拡張し且つ改善するモバイル電話用の高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）プロトコルの集まりの一部を形成している。更に、ＨＳＰＡ内において、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）プロトコルが、改善したアップリンク通信のため、即ちＮｏｄｅＢからユーザ装置への送信容量を改善するために、開発されている。

ＨＳＵＰＡは、理論的には最大で５．７６Ｍｂｉｔｓ／ｓの改善したアップリンク性能を与える。ＨＳＵＰＡは、アップリンクエンハンスト専用チャンネル（Ｅ−ＤＣＨ）を使用する予定であり、その上で、ＨＳＤＰＡによって使用されているものと類似したリンク適応方法、即ち短送信時間間隔（shorter Transmission Time Interval）及び増分的冗長性（Incremental Redundancy）を具備するＨＡＲＱ（ハイブリッドＡＲＱ）を使用する。

短送信時間間隔は、変調、コーディング、及びその他の信号及びプロトコルパラメータのラジオリンク上の条件（例えば、経路損失、他の送信機から来る信号に起因する干渉、受信機の感度、使用可能な送信機電力余裕、等）に対する一層早いマッチングを可能とさせる。

増分的冗長性を具備するＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）は、一層効果的な再送となる。

ＨＳＤＰＡと同様に、ＨＳＵＰＡはパケットスケジューラを使用するが、それは要求―許可の原理に基づいて動作し、その場合に、ＵＥがデータを送信することの許可を要求し且つスケジューラが何時及び幾つのＵＥがそうすることを許可されるかを決定する。送信要求は送信バッファの状態及びＵＥにおけるキュー及びその使用可能な電力余裕に関するデータを包含している。

このスケジュールされた送信モードに加えて、該スタンダードは、又、非スケジュール型を意味するＵＥからの自己開始型送信モードを許容する。非スケジュール型モードは、例えば、ＶｏＩＰサービスに対して使用することが可能であり、それに対しては、減少されたＴＴＩ及びＮｏｄｅ−Ｂを基礎としたスケジューラでも必要とされる非常に短い遅延時間及び一定の帯域幅を与えることは不可能である。

各ＭＡＣ−ｄフロー（即ち、ＱｏＳフロー）は、スケジュール型又は非スケジュール型モードのいずれかを使用するためにコンフィギャー（configure）即ち形態特定され、ＵＥが独立的にスケジュール型及び非スケジュール型のフローに対するデータレートを調節する。各非スケジュール型フローの最大データレートは、コールセットアップ時に形態特定され、且つ典型的には頻繁に変えられることはない。スケジュール型フローによって使用されるパワー即ち電力は、絶対的許可（実際の値からなる）及び相対的許可（単一のアップ／ダウンビットからなる）メッセージを介してＮｏｄｅ−Ｂによって動的に制御される。

ＨＳＵＰＡに対して提案されているトランスポートチャンネル構成は以下のチャンネルを有している。

Ｅ−ＤＰＤＣＨ，Ｅ−ＡＦＧＣＨ，Ｅ−ＨＩＣＨ及びＥ−ＤＰＣＣＨ
Ｅ−ＤＰＤＣＨは、エンハンスト専用物理チャンネルである。これは特定のユーザに対して専用のラジオインターフェース（Ｕｕ）上の物理チャンネルであり、その上をペイロード（例えば、ＩＰデータ、音声）及び一層高いレイヤの信号（ＲＲＣ及びノンアクセスストラータム（ＮＡＳ）信号）がＵＥ（ユーザ装置）によってＮｏｄｅ−Ｂへアップリンクで送信される。

Ｅ−ＡＧＣＨ：Ｅ−ＤＣＨ絶対許可チャンネル（Ｅ−ＡＧＣＨ）はアップリンクＥ−ＤＣＨ絶対許可（電力割り当て）を担持する固定レートのダウンリンク物理チャンネルである。Ｅ−ＤＣＨ絶対許可は１個のＥ−ＥＧＣＨサブフレーム又は１個のＥ−ＡＧＣＨフレーム上で送信される。

以下の情報は、絶対許可チャンネル（Ｅ−ＡＧＣＨ）によって送信される。

絶対許可値： ５ビット
絶対許可範囲： １ビット
Ｅ−ＨＩＣＨ又はＥ−ＤＣＨ ＨＡＲＱアクノレッジメントインジケータチャンネルは、ＴＤＤエンハンストアップリンクに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ表示を担持するダウンリンク物理チャンネルである。ＡＣＫ／ＮＡＣＫコマンドは２ビットでＨＡＲＱアクノレッジメントインジケータに対してマッピングされる。

ＤＰＣＣＨ，即ち専用物理制御チャンネル、はレイヤー２からの物理チャンネルであり、その上で信号がＵＥによってＮｏｄｅ−Ｂへアップリンクで送信される。

以下の情報はＥ−ＤＰＣＣＨによって送信される。

送信要求数（ＲＳＮ）： ２ビット
Ｅ−ＴＦＣＩ（トランスポートフォーマット結合インジケータ）： ７ビット
「ハッピー（Happy）」ビット：
文書３ＧＰＰ ＴＳ２５．２１２：「マルチプレキシング及びチャンネルコーディング（Multiplexing and channel coding）（ＦＤＤ）」は、３ＧＰＰスタンダードにおいて使用するＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムを提案している。この提案によれば、１個のラジオフレームの長さは１０ｍｓであり且つ各フレームは５ｍｓの２個の等しいサブフレームに分割される。図１に示したように、１つのサブフレームは２種類のタイムスロット（ＴＳ）：通常ＴＳ（ＴＳ０〜ＴＳ６）及び特別ＴＳ（ＧＰ、ＤｗＰＴＳ、ＵｐＰＴＳ）から構成され、ＴＳ０及びＴＳ１は、夫々、常にダウンリンク及びアップリンクＴＳとして指定され、ＤｗＰＴＳ及びＵｐＰＴＳは、夫々、ダウンリンク及びアップリンク同期のために使用される専用のダウンリンク及びアップリンクパイロットＴＳであり、且つＧＰはガード期間である。ガード期間ＧＰは、アップリンク及びダウンリンク送信間の干渉を回避するため及び最初のものがＵｐＰＴＳチャンネル上で最初の信号を送信する場合（この段階では、実際には、伝搬遅延は未だに未知である）にモバイルステーションとベースステーションとの間の伝搬遅延を吸収するために使用される。スイッチングポイントがアップリンクからダウンリンクへの遷移を定義する。例として、図１はタイムスロットＴＳ３とＴＳ４との間のスイッチングポイントを示している。

拡散コードの数に従い、ＴＳ_ｉ（ｉ＝０，１，．．．６）は幾つかのコードチャンネルへ分割され（例えば、４，８，１６等）、それらはトラフィックデータ及び幾つかの制御信号を送信するために使用される。

図１は、１６コードチャンネル（拡散係数＝１６）の場合におけるＴＤ−ＳＣＤＭＡフレーム構成及び物理レイヤー形態の１例を示している。

異なる有用なタイムスロットの期間は０．７８１２５μｓの期間のチップ（chip）と呼ばれる測定単位を介して表され、それは、ＣＤＭＡ技術に従うスペクトラム拡散を実施するために有用なタイムスロットにおいて使用される１組のＮ個のシーケンスのコードの通常の周波数に対応するチップレート（chiprate）＝１．２８Ｍｃｐｓの逆数に等しい。

文書３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１＃４６ Ｔｄｏｃ Ｒ１−０６２３３１：ＬＣＲ ＴＤＤ：Ｅ−ＡＧＣＨ及びＥ−ＨＩＣＨ用の構成及びコーディング（Structure and Coding for E-AGCH and E-HICH）において、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ用の複数のエンドユーザに対する複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫを担持するマルチプレクス型Ｅ−ＨＩＣＨ構成が二重拡散スキームに関して提案されている。

ＴＴＩ（サブフレーム）におけるアップリンク（ＴＳ１からＴＳ５）のために使用される最大で５個のタイムスロットがあり、ＴＴＩ（サブフレーム）当り総数で８０個のＲＵを与える。我々は、タイムスロット及びコードによって資源単位（ＲＵ）を数える。図３に例示されているように、タイムスロット１は、資源単位０，１，２，．．．，１５を担持し、タイムスロット２は資源単位１６，１７，．．．，３１を担持するなどである。

Ｅ−ＨＩＣＨに対するチャンネルコーディングプロセスが図１７に概略的に示されているように以下の如くに提案されている。

各ＡＣＫ／ＮＡＣＫインジケータは、対応するシグネチャシーケンス（この場合には、８０ビットのシーケンス）によって最初に拡散される。該シグネチャシーケンスは、又、拡散シーケンス（spreading sequence）又はシグネチャ波形として知られている。拡散復元操作を実施することが可能であるためには、受信機は信号を拡散させるために使用したコードシーケンスを知っていなければならないばかりか、受信した信号のコード及び局所的に発生したコードを同期させねばならない。シグネチャシーケンスはユーザを識別する。マルチプルシグネチャシーケンスは同一のユーザに対して割当てられている場合があり、例えば、アクノレッジ（acknowledge）メッセージに対するシグネチャシーケンス、パワー割り当て及び／又は同期に対するシグネチャシーケンスなどである。このプロセスは、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１＃４６、Ｔｄｏｃ Ｒ１−０６２３３１に詳細に記載されている。更なる情報を付加するために、予備ビットを結果的に得られるシーケンスにアペンドさせる即ち取り付けることが可能である。

ビットスクランブリング（scrambling）が８８ビットシーケンスの各々に対して適用される。拡散に加えて、送信機上のプロセスの一部はスクランブリング操作である。このことは、ターミナル又はベースステーションを互いに分離させるために必要とされる。スクランブリングはスプレディング（spreading）即ち拡散に加えて使用され、従ってそれは信号帯域幅を変えるものではなく、単に異なる供給源からの信号を互いに分離可能とさせるものである。スクランブリングの場合には、幾つかの送信機に対して同一のコードで実際の拡散が行われたか否かは問題ではない。アップリンクにおけるスクランブリングコードはターミナルを分離させ且つダウンリンクにおいてはセクターを分離させる。

スクランブリングのステップの後に、バーストエラーの影響を最小とさせるために、信号をインターリーブさせることが可能である。インタリーブ用のスキームはブロック又は畳み込み的インタリーブのいずれかとすることが可能である。

ビットスクランブリングの後の各シーケンスはＱＰＳＫ変調されており且つ振幅重み付けされている。

複数のアクノレッジメントインジケータが多重化される。（Ｅ−ＨＩＣＨ上に唯一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫインジケータが担持されるに過ぎない場合にはマルチプレキシング即ち多重化はトランスペアレント即ち透明である。）
次いで、物理チャンネル拡散及びスクランブリング操作が通常の態様で実施される。

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１＃４６、Ｔｄｏｃ Ｒ１−０６２３３１は、歩行者−Ｂチャンネルにおいて、１％のＡＣＫ／ＮＡＣＫエラー確率がデフォルト割り当てスキームでの−５．５ｄＢ及び通常の割り当てスキームでの−１０ｄＢのＥ−ＨＩＣＨ Ｅｃ／ｌｏｃにおいて達成されることを示している。典型的なデプロイメントに対しては、約−５ｄＢの

においてジオメトリ（geometry）ＣＤＦの５％ポイントが仮定され、このことは、定められた信頼性におけるフレーム当り１個のタイムスロットにおいて、Ｅ−ＨＩＣＨアクノレッジメントはデフォルト割り当てスキームでのＮｏｄｅ−Ｂパワーの高々２２．３％を占めることを表している。通常のｍｉｄａｍｂｌｅ割当てモードを使用すると、このことはユーザ当り７．９％へ減少させることが可能である。

それにもかかわらず、複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫは１個のＯＶＳＦコード、即ち１個のｍｉｄａｍｂｌｅ、を共有しているので、一層の低パワー消費を達成するためにＥ−ＨＩＣＨ上でのビーム形成などの更なる向上型技術が適用可能なものではない。更に、将来のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムを考慮すると、ブロードバンド送信に起因して一層多数のＲＵが使用される。既存の「１対１」スキームはＲＵをマッピングするために一層長いシグネチャシーケンスを必要とし、そのことは送信効率を減少させる。

３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１２：「マルチプレキシング及びチャンネルコーディング（Multiplexing and channel coding）（ＦＤＤ）」 ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１＃４６ Ｔｄｏｃ Ｒ１−０６２３３１：ＬＣＲ ＴＤＤ：「Ｅ−ＡＧＣＨ及びＥ−ＨＩＣＨ用の構成及びコーディング（Structure and Coding for E-AGCH and E-HICH）」 ３ＧＰＰ ＴＲ２５．８２６ｖ１．０．１「３．８４ＭｃｐｓＴＤＤエンハンストアップリンク；物理レイヤー側面（3.84 Mcps Enhanced Uplink; Physical Layer Aspects）」 ３ＧＰＰ ＴＲ２５．８２７：「１．２８ Ｍｃｐｓ ＴＤＤ エンハンスト アップリンク（1.28 Mcps TDD Enhanced Uplink）」 ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１＃４７ｂｉｓ Ｔｄｏｃ Ｒ１−０７０２９８：「ＬＣＲ ＴＤＤ：Ｅ−ＨＩＣＨ用構成及びコーディング（LCR TDD: Structure and Coding for E-HICH）」

低パワー消費を可能とさせるデータ送信方法を提供することが本発明の一つの目的である。

本発明に基づく方法は、使用すべきシグネチャシーケンスをより少ないものとすることを可能とする。従って、使用されるシグネチャシーケンスは一層短い寸法を有することが可能である。好適実施例においては、性能を改善させるためにシグネチャシーケンスに対して冗長ビットを付加させる。

ＴＤ−ＳＣＤＭＡのフレーム構成及び物理レイヤー形態を示した概略図。 ＥＵＬ物理チャンネル形態を示した概略図。 Ｅ−ＨＩＣＨに対する資源単位番号付けを示した概略図。 本発明に基づくマッピングの第１実施例を示した概略図。 対応するシグネチャシーケンスインデックスを示した概略図。 本発明に基づくマッピングの第２実施例を示した概略図。 対応するシグネチャシーケンスインデックスを示した概略図。 本発明に基づくマッピングの第３実施例を示した概略図。 対応するシグネチャシーケンスインデックスを示した概略図。 本発明に基づくマッピングの第４実施例を示した概略図。 対応するシグネチャシーケンスインデックスを示した概略図。 非スケジュール型ＵＥに対する第１マッピングスキームを示した概略図。 スケジュール型及び非スケジュール型の両方のＵＥに対するマッピングスキームを示した概略図。 本発明に基づく第５実施例を示した概略図。 本発明に基づく第６実施例を示した概略図。 コードダイバーシティスキームのシミュレーション結果を示した概略図。 Ｅ−ＨＩＣＨデータの多重化方法を示した概略図。

以下の本発明の詳細な説明において、本発明の完全なる理解を与えるために多数の詳細について記載する。しかしながら、本発明はこれらの詳細が無くとも実施することが可能である。その他の点において、本発明の側面を不必要にぼかすことがないように、良く知られた方法、手順、及び／又はコンポーネントについては詳細には説明していない。

ＴＤ−ＳＣＤＭＡにおいて、１個のラジオフレームの長さは１０ｍｓであり、それは５ｍｓの２個の等しいサブフレームに分割されている。図１に示したように、１個のサブフレームは２種類のタイムスロット（ＴＳ）、即ち通常のＴＳ（ＴＳ０〜ＴＳ６）及び特別のＴＳ（ＧＰ，ＤｗＰＴＳ，ＵｐＰＴＳ）から構成されており、その場合に、ＴＳ０及びＴＳ１は、夫々、常にダウンリンク及びアップリンクＴＳとして指定され、ＤｗＰＴＳ及びＵｐＰＴＳは、夫々、ダウンリンク及びアップリンク同期のために使用される専用のダウンリンク及びアップリンクパイロットＴＳであり、且つＧＰはガード期間である。パイロットチャンネルは、データ変調信号のコヒーレント検知のための位相基準を得るために有用である。ユーザ専用パイロット記号を、ＲＡＫＥ受信機フィンガの初期化及びチャンネル推定のための基準として使用することが可能である。

拡散コードの数に依存して、ＴＳ_ｉ（ｉ＝０，１，．．，６）は幾つかのコードチャンネル（例えば、４，８，１６等）に分割され、それらはトラフィックデータ及び幾つかの制御信号を送信するために使用される。１例として１６コードチャンネル（拡散係数＝１６）を取り、図２におけるＴＤ−ＳＣＤＭＡフレーム構成及び物理的レイヤー形態について説明する。

ＥＵＬ／ＨＳＵＰＡがアップリンク送信の性能を向上させるために提案されている。新たなトランスポートチャンネル構成が図１に示されているようにＥＵＬ−Ｅ−ＤＣＨ用に導入されている。

Ｅ−ＤＰＣＣＨ関連情報ビット
以下の情報がＥ−ＤＰＣＣＨによって送信される。

再送シーケンス数（ＲＳＮ）： ２ビット
Ｅ−ＴＦＣ１： ７ビット
「Ｈａｐｐｙ」ビット： １ビット
Ｅ−ＡＧＣＨ
Ｅ−ＤＣＨ絶対許可チャンネル（Ｅ−ＡＧＣＨ）は、アップリンクＥ−ＤＣＨ絶対許可（パワー割り当て）を担持する固定レートダウンリンク物理的チャンネルである。Ｅ−ＤＣＨ絶対許可は１個のＥ−ＡＧＣＨサブフレーム又は１個のＥ−ＡＧＣＨフレームで送信される。

以下の情報は絶対許可チャンネル（Ｅ−ＡＧＣＨ）によって送信される。

絶対許可値： ５ビット
絶対許可範囲： １ビット
Ｅ−ＨＩＣＨ
ＴＤＤエンハンストアップリンク用のＡＣＫ／ＮＡＣＫ表示は、Ｅ−ＨＩＣＨ「Ｅ−ＤＣＨ ＨＡＲＱアクノレッジメントインジケータチャンネル」と呼称されるダウンリンク物理的チャンネルによって担持されるべきものである。ＡＣＫ／ＮＡＣＫコマンドは２ビットでＨＡＲＱアクノレッジメントインジケータへマップされる。

スケジュール型及び非スケジュール型送信［４］
ＵＥは２つのグループ、即ちスケジュール型ＵＥと非スケジュール型ＵＥとに分割することが可能である。スケジュール型ＵＥの場合、Ｅ−ＡＧＣＨはＴＰＣ（送信パワー制御）／ＳＳ（同期シフト）を送信するために使用され、且つＥ−ＨＩＣＨはＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信するのみである。一方、非スケジュール型ＵＥの場合には、Ｅ−ＡＧＣＨは割り当てられていないので、Ｅ−ＨＩＣＨがＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号とＴＰＣ／ＳＳ信号の両方を送信するために使用される。

Ｅ−ＨＩＣＨ物理的チャンネルはＳＦ１６を使用し且つＥ−ＨＩＣＨユーザセットに対してコード分割多重（ＣＤＭ）情報を担持する。ＣＤＭは、平均スロットパワーを一定に且つｍｉｄａｍｂｌｅパワーと等しく維持しながら、ユーザ毎のパワー制御を可能とさせる本来の能力のために、ＴＤＭよりも好適である。

スケジュール型ＵＥ
［２］において、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ用の複数のエンドユーザに対して複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫを担持する多重化Ｅ−ＨＩＣＨ構成が二重拡散スキーム上で提案された。ＴＴＩ（サブフレーム）においてアップリンク用に使用される高々５個のタイムスロット（ＴＳ１乃至ＴＳ５）が存在しており、ＴＴＩ（サブフレーム）当り総数で８０個のＲＵを与えている。資源単位（ＲＵ）をタイムスロット及びコードで数える。図３に例示されているように、タイムスロット１は資源単位０，１，２，．．．，１５を担持し、タイムスロット２は資源単位１６，１７，．．．，３１を担持する等などである。

全てのＲＵに対して、一つのユニークなシーケンス（８０ビット）が２つのグループの直交シーケンスを乗算することにより発生される。その詳細な説明は［２］において見出すことが可能である。

非スケジュール型ＵＥ
スケジュール型ユーザのＴＰＣ及びＳＳはＥ−ＡＧＣＨ上で送信される。非スケジュール型ユーザに対するＥ−ＡＧＣＨは存在しないので、非スケジュール型ユーザに対してＴＰＣ及びＳＳを伝達するためにＥ−ＨＩＣＨを使用することが提案されている。［５］において、各グループが４個のシーケンスを包含しており、８０個のシグネチャシーケンスを２０個のグループへ分割することが提案されている。全ての非スケジュール型ユーザはより高いレイヤーによって一つのグループが割り当てられる。

２つの問題を目標とし、この開示は対応するソリューションを提案する。

現在の提案されているＥ−ＨＩＣＨ多重化Ｅ−ＨＩＣＨ構成においては、１個のＡＣＫ／ＮＡＣＫが８０ビットを包含しており、且つ全部で８０個の直交シーケンスがＲＵ上に固定的にマップされる。一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫは、最大で、１％のＡＣＫ／ＮＡＣＫエラー検知ターゲット０をヒットするために、デフォルトのｍｉｄａｍｂｌｅ割り当てモードにおける一つのダウンリンクタイムスロットにおいて２２．３％のＮｏｄｅＢ送信パワーを消費する。それは、又、通常のｍｉｄａｍｂｌｅ割り当てモードが使用されるのが０である場合には、各ＡＣＫ／ＮＡＣＫ上でのパワー消費は低下させることが可能であり、即ち７．９％とすることが可能であることの別の明白な結論を与える。しかしながら、複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫは一つのＯＶＳＦコード、即ち一つのｍｉｄａｍｂｌｅ、を共有しているので、それは、更に向上された技術、例えば、更により低いパワー消費を達成するためにＥ−ＨＩＣＨ上でのビーム形成、を停止させる。更に、将来のＬＴＥシステムを考慮すると、ブロードバンド送信に起因して一層多くのＲＵが使用される。既存の「１対１」スキームは、送信効率を減少させることとなるＲＵをマッピングするための一層長いシグネチャシーケンスを必要とする。

非スケジュール型ＵＥの場合、既存のスキームはシグネチャシーケンスを２０個のグループへ分割しており、高レイヤーにＵＥ０に対して一つのグループのシグネチャシーケンスを割り当てさせている。該高レイヤー割り当ては付加的な制御信号を必要とし、従って、システム効率を低下させる。

第１の問題：ＡＣＫ／ＮＡＣＫシーケンスが過剰なパワーを占有することについて
ＴＤ−ＳＣＤＭＡを１例として取り上げると、現在のスキームは、高々、８０個のＵＥに対してＡＣＫ／ＮＡＣＫを表すために８０個のユニークなシーケンスを構成する。しかしながら、８０個のＵＥが一つのＴＤ−ＳＣＤＭＡセル内のＨＳＵＰＡリンク内に同時的に存在することは実際上不可能である。従って、この開示は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫシーケンスパワーを減少させるために二つの代替的なスキームを提案している。第１のスキームはシグネチャシーケンス数／長さを減少させることを目標とし、且つ第２のスキームはコードダイバシティ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）スキームを目標としている。

１．一つのシグネチャシーケンスを共有する複数のＲＵ
音声送信の場合でも、１個のＵＥに対して２個のＲＵが必要である。従って、一つのＨＳＵＰＡ ＵＥが平均的に同じシグネチャシーケンスを共有している場合のある一つを超えるＲＵ（例えば、２個のＲＵ，４個のＲＵ等）を占有することは極めてあり得ることである。

２．必要なＡＣＫ／ＮＡＣＫパワーを減少させるためのコードダイバシティスキーム
そのＵＥが一つのＲＵを占有するに過ぎない場合であっても、全てのＵＥが対応するＡＣＫ／ＮＡＣＫを持つことを確保するために、この提案されたコードダイバシティスキームは、未だに、全てのＲＵに対して一つのユニークな即ち一意的なシグネチャシーケンスをマップさせる。一つを超えるＲＵを占有しているＵＥの場合に、複数の対応するシグネチャシーケンスをこのＵＥに対して使用することが可能であり、且つ、基本的に、受信性能を改善するためにコードダイバシティを利用する。

第２の問題：非スケジュール型ＵＥが高レイヤー割り当てを必要とすることについて
非スケジュール型ＵＥの場合、一つのＵＥがＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＴＰＣ／ＳＳを送信するために４個のシグネチャシーケンスが必要である。従って、この開示は非スケジュール型ＵＥに対して代替的なマッピングスキームを提案しており、即ち、２０個のＲＵを定義し、且つ全てのＲＵは４個のシグネチャシーケンスでマップされる。これらの２０個のＲＵは種々のフォーマットで８０個のＲＵ内に配布される。

付加的に、ＴＤ−ＳＣＤＭＡのスイッチポイントの固定されていない位置を考慮すると、全ての５個のＴＳがＵＬスロットとして割り当てられるものではない場合に、ＤＬ ＲＵ用の予備シグネチャシーケンスが無駄である。この開示は、システムをしてシグネチャシーケンスを一層効果的に利用させるために動的マッピングスキームを提案している。

第１の問題：ＡＣＫ／ＮＡＣＫシーケンスが過剰なパワーを占有することについて
１．「１対多数」シグネチャシーケンス
現在の仕様［３］によれば、１個のＨＳＵＰＡ ＵＥに対して割り当てられた資源は１個のＴＳにおいて連続的なものであり、且つ連続的な態様のＴＳにおいて同一のコードチャンネルを占有すべきである。従って、１個のシグネチャシーケンスを適宜の距離でもって幾つかの隣接するＲＵ上にマップさせることが可能である。

例えば、１個のＴＳにおける２個毎のＲＵが一つのシーケンスを共有し、且つ隣接するＴＳにおける同一のコードチャンネルが同一のシーケンスを共有する場合には（図４、灰色ＲＵはシグネチャシーケンスのマッピング位置に対応している）、全部で４０個のシグネチャシーケンスが８０個のＲＵ全てをマッピングするために十分である（図５）。

付加的に、ＵＥが幾つかの連続的なＴＳに亘りながら、一つのコードチャンネルを占有していることを考慮すると、隣接するＴＳにおけるインターレースされたマッピングシグネチャシーケンスはベターである。

図６において、一つのグループのＲＵを占有するＵＥは、最小のＴＳ番号及びコードチャンネルインデックスを有する灰色ＲＵに対応するユニークなシグネチャシーケンスを使用する。例えば、図６は、一つのＵＥに対して割り当てられたＲＵであり、且つ、図７に示されているように、対応する使用されるシグネチャシーケンスはインデックス８である。

注意すべきことであるが、ＲＵ上へのＡＣＫ／ＮＡＣＫをマッピングするフォーマットは実際的な状況に従って変化する場合がある。二つの隣接するシグネチャシーケンスは、使用されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ数を更に減少させるために、一層大きな距離、例えば２ＲＵ、だけ離すことが可能である。

一つのＵＥに対して割り当てられたＲＵが一つのシグネチャシーケンスをカバーするものではない蓋然性がある（しばしばという訳ではないが）。１例として、図３を取ると、ＮｏｄｅＢがＴＳ２のコードチャンネル０を一つのＵＥへ割り当てると、このＵＥは対応するシグネチャシーケンスを見つけることは不可能である。この問題を解決するために、ＮｏｄｅＢは、いずれかのＵＥに対して割り当てられたＲＵは少なくとも一つのＡＣＫ／ＮＡＣＫをカバーすることを確保せねばならず、そのことは、一つのＵＳＵＰＡ ＵＥが通常はかなりの数のＲＵを占有しているのでＮｏｄｅＢにとっては容易である。

結合されたスキームを使用して、本システムは、ＵＲ上のより少ない数（例えば、１５）のシグネチャシーケンスをマップし、且つ補足のために幾つかのシグネチャシーケンス（例えば、５）を回復させることが可能である。従って、全体的に、本システムによっては一層少ない数（例えば、２０）のシグネチャシーケンスがデプロイされ、そのことはシーケンス長を著しく減少させる。

２．必要なＡＣＫ／ＮＡＣＫパワーを減少させるためのコードダイバシティスキーム
上に提案したスキームは、シグネチャシーケンス数を減少させることを介して必要な送信パワーを減少させようとするものである。しかしながら、これらのスキームの弱点は、ＵＥが対応するシグネチャシーケンス無しでＲＵを占有する場合にＢＳ割り当てが必要であり、そのことは付加的な制御信号に起因してシステム効率を減少させることとなる、ということである。

従って、ＲＵとシグネチャシーケンスとの間の「１対１」マッピング関係を変化させること無しにこのセクションにおいて別の候補スキームを与える。このスキームのキーポイントは、一つを超えるＲＵを占有しているＵＥについて、このＵＥがＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するために複数のシグネチャシーケンスを使用することが可能である、ということである。シグネチャシーケンスは直交マトリクスのベクトルであり且つ拡散コードシーケンスであるとみなすことが可能であるので、一つのＵＥのＡＣＫ／ＮＡＣＫビット占有複数シグネチャシーケンスは受信性能を改善するためにコードダイバシティ効果に到達することが可能である。

理論的には、一つのＵＥに対して一層多くのシグネチャシーケンスが割り当てられると、よりベターな受信性能を達成することが可能である。しかしながら、ＵＥが極めて多数、例えば、１６個、のＲＵをを占有する場合には、拡散解除の複雑性を考慮すると、一つのＵＥにそれほど多数のシグネチャシーケンスを割り当てることは不必要である。従って、一つのＵＥに対して割り当てられた最大シグネチャシーケンス数に対して予め定めた数Ｎを設定することが可能であり、且つ該スキームは以下のように記述される。

ＵＥがｍ個のＲＵを占有すると仮定：
ｍ≦Ｎである場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するためにＵＥは全てのｍ個の対応するシグネチャシーケンスを使用する。

ＵＥがｍ個のＲＵを占有すると仮定：
ｍ≦Ｎである場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するためにＵＥは全てのｍ個の対応するシグネチャシーケンスを使用する。
ｍ＞Ｎである場合には、ＵＥは最低のＮ個の通し番号の占有されたＲＵに対応するＮ個のシグネチャシーケンスを使用する。

例えば、Ｎ＝４である場合には、一つのＵＥが２個のＲＵを占有するためには、図８及び９に示したように、２個のシグネチャシーケンスが割り当てられ、一つのＵＥが９個のＲＵを占有するためには、４個のシグネチャシーケンス（最低の通し番号に対応）が、図１０及び１１に示されているように、割り当てられる。

第２の問題：非スケジュール型ＵＥが高レイヤー割り当てを必要とすることについて
ａ．非スケジュール型ＵＥに対するマッピングスキーム
既存のスキームは８０個のシグネチャシーケンスを２０個のグループに分割し、４個のシーケンスが一つのグループにある。全ての非スケジュール型ＵＥに対して、一層高いレイヤーは対応するグループのシグネチャシーケンスを割り当てる。しかしながら、高レイヤー割り当てはシステム効率を低下させる。

従って、８０個の全てのＲＵから２０個のＲＵを選択し、且つ全ての選択したＲＵを４個のシグネチャシーケンスでマッピングさせることが提案される。非スケジュール型ＵＥの場合、ＮｏｄｅＢは少なくとも一つの「シーケンス」ＲＵで一つのグループのＲＵを割り当て、次いで非スケジュール型ＵＥはＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＴＰＣ／ＳＳを送信するために対応するシグネチャシーケンスを使用する。選択された２０個のＲＵは、同一の距離で又はその他のフォーマットに従って該８０個のＲＵに分布させることが可能である。図５は一つの可能なフォーマットである。

付加的に、スケジュール型及び非スケジュール型の両方のＵＥが本システムによってサポートされる場合に、幾つかのＲＵは一つのシグネチャシーケンスでマッピングし且つ幾つかのその他は４個のシーケンスでマッピングすべきである。具体的なマッピングフォーマットは、実際的な状況に従って異なる場合があり、且つ唯一の拘束条件は、割り当て信号を回避するためにマッピングフォーマットはＮｏｄｅＢ及びＵＥによって予め知られているべきである、ということである。

８０個のシグネチャシーケンス、及び本システムが同一のスケジュール型及び非スケジュール型ＵＥをサポートしていると仮定すると、１６個（８０／５）の「１対複数」及び「複数対複数」のＲＵがシグネチャシーケンスによってマッピングされる。

対応するマッピングスキームは図１３におけるように記載することが可能である。

ｂ．シグネチャシーケンス間の動的マッピングスキーム
５個未満のＴＳがアップリンクタイムスロットとして既存のマッピングスキームにおいて割り当てられる場合には、シグネチャシーケンスの一部は使用されることはない。例えば、ｎ，ｎ＝１，２，３，４ＴＳがＵＬ ＴＳとして割り当てられたものと仮定すると、１６ｎ個のシグネチャシーケンスのみが利用され、且つＤＬ ＴＳに対応するその他の（５−ｎ）×１６個のシグネチャシーケンスは使用されることはない。

従って、この開示は別のマッピングスキーム候補を提案しており、該（５−ｎ）×１６個のシグネチャシーケンスは１６ｎ個のＵＬ ＲＵ上にマッピングされるべきであり、そのことは、一つを超える数のシグネチャシーケンスを一つのＲＵ上にマッピングさせることが可能であることを意味している。

該マッピングスキームは、種々のものとすることが可能であり、且つ唯一の拘束条件は、シグネチャシーケンス割り当てに対する制御信号コストを回避するために、マッピングフォーマットはＢＳ及びＵＥによって予め知られているべきであるということである。

例としてｎ＝４を取ると、図１４及び１５は、どのようにしてシグネチャシーケンスをマップするかを示している。図１４において、シグネチャシーケンス６４〜７９は別のＴＳにおける対応するＲＵに対してマップされている。

提案されたスキームの性能解析
第１の問題に対して、対応するソリューションをこの部分において評価する。第２の問題に対して、その性能は明らかであり、従ってこの開示においては解析しない。

この開示は必要なＡＣＫ／ＮＡＣＫパワーを減少させるために二つのスキーム候補を与えており、即ち、ＮｏｄｅＢがＨＳＵＰＡ送信を行っているＵＥへシグネチャシーケンスを割り当てる「１対複数」シグネチャシーケンスと、コードダイバシティスキームとである。

最初のスキームの場合、より少ない数のシグネチャシーケンス（全てのシグネチャシーケンスに対して一層短い寸法）が使用され、従って性能を改善するためにシグネチャシーケンスへ冗長性ビットを付加させることが可能である。性能改善はコーディングスキームに依存するものであるので、ここでは、最初の二つのスキームの性能改善のラフな解析を与え、且つ正確な結果は具体的なコーディングスキームを考慮することが必要である。

２番目のスキームに対して、シミュレーション結果がこのＩＤにおいて与えられている。

最初のスキームの性能解析
この開示における提案されたスキームに基づいて、シグネチャシーケンス長は明らかに減少させることが可能である（シグネチャシーケンスの数と等しい）。

提案されたスキームを仮定すると、シグネチャシーケンス長は８０からｌへ減少され、且つ節約するシグネチャシーケンス長は、正しい受信比を改善するためにより低い変調を使用するために利用される。同一のコーディング／拡散スキームを使用して、二つのシグネチャシーケンスのユークリッド距離はｅ倍超えている（８０ＡＣＫ／ＮＡＣＫと比較して）、即ちｅ＝１０ｌｇ（８０／ｎ）である。

従って、シグネチャシーケンスの異なる長さに従って、提案されたスキームの性能改善は表１に示してある。

第２スキームの性能解析
ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムを例として取り、提案された第２スキームの性能を検証するためにシミュレーションが与えられている。

シミュレーションパラメータは表２内にリストされている。

一つのＥ−ＨＩＣＨにおいて、提案されたスキームは４個のＵＥのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを表すために８個のシグネチャシーケンスを使用する（全てのＵＥは２個のシグネチャシーケンスを占有する）。既存のスキームは４個のＵＥのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを表すために４個のシグネチャシーケンスを使用する（全てのＵＥは１個のシグネチャシーケンスを占有する）。

シミュレーション結果は図１６に示してある。

図１６に示したように、約２〜４ｄＢ利得がこの２番目のスキームを利用することにより達成される。

注意すべきことであるが、これらの二つの提案されたスキームはその他のシステム、例えばＯＦＤＭ等、によって使用することも可能である。唯一の修正は、ＲＵがサブキャリア及びタイムスロットによって共同的に定義されるということである。

本発明の保護範囲は、ここに記載した実施例に制限されるものではないことが注意される。本システムの一部はハードウエア、ソフトウエア、又はそれらの結合で実現することが可能である。本発明の保護範囲は特許請求の範囲における参照番号によって制限されるものでもない。「有する」という用語は一つの請求項において言及されているもの以外の部分を排除するものではない。一つの要素に先行する「一つ」という用語はこれらの要素が複数個であることを排除するものではない。本発明の一部を形成する手段は、専用のハードウエアの形態で又はプログラムされた汎用プロセッサの形態での両方で実現させることが可能である。本発明は各新しい特徴又は特徴の結合に存在している。

Claims (6)

1. 通信容量を少なくともコード多重化により資源単位に分割し、その資源単位を複数個のサブスクライバーステーションにわたり分配し、シグネチャシーケンスによって拡散されたデータを各サブスクライバーステーションから受け取る、ことを包含している無線通信方法において、
   前記複数個のサブスクライバーステーションの内の第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が予め定めた数以下である場合には、前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位に対応する全てのシグネチャシーケンスを使用してＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを前記第１サブスクライバステーションから送信し、且つ
   前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が前記予め定めた数を越えている場合には、共通のサブスクライバーステーションに割り当てられた複数の資源単位がこれらの資源単位に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫに対して適用される同一のシグネチャシーケンスを有するように、前記第１サブスクライバーステーションに対して分配された資源単位の中で最低の通し番号を有しており且つ前記予め定めた数に対応する数のシグネチャシーケンスを使用してＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを前記第１サブスクライバーステーションから送信し、
   前記予め定めた数が２以上である、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１において、相互に隣接したコードチャンネルにおける２個又はそれ以上の資源単位が同一のシグネチャを共有している方法。
3. 通信容量を少なくともコード多重化により資源単位に分割し、
   前記資源単位を複数個のサブスクライバーステーションにわたり分配し、
   シグネチャシーケンスによって分散されているデータを各サブスクライバーステーションから受け取る、
   ことを包含しているベースステーションにより使用するための無線通信方法において、
   前記複数個のサブスクライバーステーションの内の第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が予め定めた数以下である場合には、前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位に対応する全てのシグネチャシーケンスを使用して前記第１サブスクライバーステーションからＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを受け取り、且つ
   前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が前記予め定めた数を越えている場合には、共通のサブスクライバーステーションに割り当てられた複数の資源単位がこれらの資源単位に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫに対して適用される同一のシグネチャシーケンスを有するように、前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の中で最低の通し番号を有しており且つ前記予め定めた数に対応する数のシグネチャシーケンスを使用して前記第１サブスクライバーステーションからＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを受け取り、
   前記予め定めた数が２以上である、
   ことを特徴とする方法。
4. 無線通信用のベースステーションにおいて、
   通信容量を少なくともコード多重化により資源単位に分割する手段、
   前記資源単位を複数個のサブスクライバーステーションにわたり分配する手段、
   シグネチャシーケンスによって拡散されたデータを各サブスクライバーステーションから受取る手段、
   を有しており、前記受取る手段は、
   複数個のサブスクライバーステーションの内の第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が予め定めた数以下である場合には、前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位に対応する全てのシグネチャシーケンスを使用して前記第１サブスクライバーステーションからＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを受け取り、且つ
   前記第１サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が前記予め定めた数を越えている場合には、共通のサブスクライバーステーションに割り当てられた複数の資源単位がこれらの資源単位に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫに対して適用される同一のシグネチャシーケンスを有するように、前記資源単位の中で最低の通し番号を有しており前記予め定めた数に対応する数のシグネチャシーケンスを使用して前記第１サブスクライバーステーションからＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを受取る、
   構成とされており、
   前記予め定めた数が２以上である、
   ことを特徴とするベースステーション。
5. 少なくともコード多重化によりベースステーションによって複数個のサブスクライバーステーションにわたり分割された通信容量の資源単位を使用してのサブスクライバーステーションにおいての無線通信方法において、
   シグネチャシーケンスによって分散されたデータをベースステーションへ送信することは、
   前記サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が予め定めた数以下である場合には、前記ベースステーションへＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するために前記サブスクライバーステーションに分配された資源単位に対応する全てのシグネチャシーケンスを使用すること、及び
   前記サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が前記予め定めた数を越えている場合には、共通のサブスクライバーステーションに割り当てられた複数の資源単位がこれらの資源単位に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫに対して適用される同一のシグネチャシーケンスを有するように、前記ベースステーションへＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するために前記サブスクライバーステーションに分配された資源単位の中で最低の通し番号を有しており且つ前記予め定めた数に対応する数のシグネチャシーケンスを使用すること、
   を包含しており、
   前記予め定めた数が２以上である、
   ことを特徴とする方法。
6. 少なくともコード多重化によりベースステーションによって複数個のサブスクライバーステーションにわたり分割された通信容量の資源単位を使用する構成とされた無線通信用のサブスクライバーステーションにおいて、
   シグネチャシーケンスによって分散されたデータをベースステーションへ送信する手段、
   を有しており、前記送信する手段が、
   前記サブスクライバーステーションに分配された資源単位の数が予め定めた数以下である場合には、前記ベースステーションへＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するために前記サブスクライバーステーションへ分配された資源単位に対応する全てのシグネチャシーケンスを使用すること、及び
   前記サブスクライバーステーションへ分配された資源単位の数が前記予め定めた数を越えている場合には、共通のサブスクライバーステーションへ割り当てられた複数の資源単位がこれらの資源単位に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫに対して適用される同一のシグネチャシーケンスを有するように、前記ベースステーションへＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを送信するために前記サブスクライバーステーションへ分配された資源単位の中で最低の通し番号を有しており且つ前記予め定めた数に対応する数のシグネチャシーケンスを使用すること、
   を包含しており、
   前記予め定めた数が２以上である、
   ことを特徴とするサブスクライバーステーション。

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