JP5507565B2 - 通信システムにおいて複数の周波数リソースで送信するための技術 - Google Patents

Description

本技術は、通信システムにおける方法および装置に関し、特に、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）または同様の通信ネットワークにおいて複数の周波数リソースをアグリゲーション（集約して使用）するための技術に関する。

ＵＴＲＡＮ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡＮとも呼ばれ、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）の仕様のリリース８で標準化されており、最大２０ＭＨｚまでの伝送帯域幅をサポートする。ダウンリンクに関して、ＬＴＥは、伝送方式として従来の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用する。ＯＦＤＭは、例えば時間分散に強いなどの利点を提供するが、いくつかの欠点もあり、その中でも顕著なのは、伝送される信号のピーク対平均電力比（ＰＡＲ）が比較的大きいことである。

電力増幅器は、ピーク送信電力要件を満足するように設計されなければならない一方で、（例えば、達成可能なデータレートおよびカバレッジを決定する）平均出力電力に関するネットワーク要件をやはり満足するように設計されなければならない。ピーク電力と平均電力との差は、いわゆる増幅器バックオフを決定し、従って、電力増幅器がどれだけ「過大容量」である必要があるか（または等価なものとして、同じ増幅器を使用するが伝送方式の性能が劣るときに、どのくらいカバレッジが悪くなるか）についての尺度である。

ＰＡＲが大きいことは、電力増幅器における電力バックオフがより大きくなることを意味する。すなわち、電力増幅器をその最大限度まで使用することができない。キュービックメトリック（ＣＭ、Cubic metric）は、別の概してより正確な測定基準であって、電力増幅器に必要なバックオフ量を表すために使用されてもよい。以下では、用語「電力増幅器メトリック(power amplifier metric)」（例えば、ＰＡＲ、ＣＭまたは他の任意の適切な尺度などを示す）を使用するが、これは、電力増幅器設計におけるピーク電力と平均電力との差または比の影響を表す尺度と概ね理解されるものとする。

アップリンクにおいては、電力増幅器メトリックが大きいと、カバレッジの減少、バッテリ消費の増加および／または実装費用の増加をもたらすことがある。それ故アップリンクに関して、ＬＴＥは、ＤＦＴ（離散フーリエ変換、Discrete Fourier Transform）−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ（ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ）またはＤＦＴ−ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＯＦＤＭ（シングルキャリア周波数分割多元接続またはＳＣ−ＦＤＭＡと呼ばれることもある）として知られる電力増幅器メトリックが小さいシングルキャリア伝送方式を採用している。ＳＣ−ＦＤＭＡのＰＡＲは、ＯＦＤＭより著しく小さい。

図１は、ＬＴＥ伝送方式に準拠してシングルキャリアで送信可能なＳＣ−ＦＤＭＡ送信ステージ１００の一例の概略図である。送信ステージ１００では、ＤＦＴコーダ１０５がＯＦＤＭ変調器１１０に結合され、このＯＦＤＭ変調器１１０はサイクリックプレフィックス挿入ステージ１１５を通して電力増幅器１２０に結合されている。ＯＦＤＭ変調器の出力にサイクリックプレフィックス挿入ステージ１１５がサイクリックプレフィックスを挿入してから、その出力を電力増幅器１２０で増幅して、キャリア１２５上で送信する。図１に示されるように、キャリア１２５は２０ＭＨｚの帯域幅を有する。キャリア１２５は、データブロックのセットを送信するための周波数リソースと呼んでもよい。図１ではキャリア１２５は、２０ＭＨｚの帯域幅を有するように示されているが、ＬＴＥでは他の帯域幅も可能であり、（例えば、キャリア１２５によって伝送されるシンボル数に応じて）帯域幅が変わってもよい。

図１にＭ個の変調シンボルと示されている変調シンボル１０１は、ＤＦＴコーダ１０５に入力され、ＤＦＴコーダ１０５の出力は、ＯＦＤＭ変調器１１０の選択的入力にマッピングされる。ＯＦＤＭ変調器の例には、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を含む。ＯＦＤＭ変調器１１０の出力は、変調シンボル１０１のデータ（「ＯＦＤＭシンボル」）を有し、電力増幅器１２０で増幅されて、キャリア１２５で伝送される。

ＤＦＴサイズ、例えばＤＦＴコーダ１０５が実行するＤＦＴのサイズが、送信信号の瞬間的な帯域幅を決定するのに対して、ＤＦＴコーダの出力のＯＦＤＭ変調器１１０の入力への正確なマッピングは、アップリンク伝送帯域幅全体内での送信信号の位置を決定する。従来のＯＦＤＭと同様に、サイクリックプレフィックスは、ＯＦＤＭ変調後に挿入される。サイクリックプレフィックスを使用することによって、受信機側において複雑さの少ない周波数領域等化を直接的に適用することが可能になる。

ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）の要件を満たすために、３ＧＰＰは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄについての作業を開始した。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの一側面は、２０ＭＨｚを超える帯域幅を利用可能にする技術を開発することである。別の側面は、ＬＴＥリリース８との後方互換性を保証することである。後方互換性には、スペクトルの互換性も含む。従って、一例示的実施形態では、ＬＴＥリリース８との後方互換性を可能にするために、２０ＭＨｚより広いＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄのスペクトルまたはキャリアは、ＬＴＥリリース８端末にはいくつかの個々のＬＴＥキャリアと見えてもよい。個々のＬＴＥキャリアは、異なる周波数リソースと見なされてもよい。従って、リリース８のＬＴＥキャリアはそれぞれ、１つの周波数リソースと見なされてもよい。

ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの配備の早い時期に関しては、ＬＴＥレガシー端末が多いのに比べてＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ対応端末がわずかしかないと予想されている。それ故、広帯域のＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの利用可能な帯域幅のすべての部分にレガシー端末をスケジュールできるように周波数リソースを使用可能にすることが望ましい。このような最適な後方互換性を可能にする直接的なやり方は、周波数リソースアグリゲーション(frequency resource aggregation)を用いることであろう。周波数リソースアグリゲーションが意味することは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ端末は複数の周波数リソースで送受信でき、そして各周波数リソースは、リリース８のＬＴＥキャリアと同じ構造を有し得るかまたは有するように変更され得るということである。

複数の周波数リソースのアグリゲーションの一例が図２に示されている。図２の周波数リソース２１０はすべて、隣接するように互いに隣りに位置している。図２の特定の例では、各周波数リソースは、２０ＭＨｚの帯域幅を有する。図２に示される５つの周波数リソース２１０は全体で、合計１００ＭＨｚの集合帯域幅になる。図２に示される周波数リソースアグリゲーションは、集合周波数リソースの数を達成するために分割し得る連続するスペクトル割り当てにオペレータがアクセスできる必要がある。図では、周波数リソースは２０ＭＨｚの帯域幅を有するように示されているが、これは、後方互換性のあるスペクトル割り当てを説明するためである。一般に、個別の周波数リソースは、含まれるサブキャリア数に応じて任意の帯域幅を有し得る。

スペクトルに関する融通性を高めるために、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄは隣接しないスペクトルフラグメントのアグリゲーションもサポートしてもよい。これは、スペクトルアグリゲーションと呼ばれてもよく、その一例が図３に示されている。図３の特定の例では、５つの周波数リソース２１０は、スペクトル合計で１００ＭＨｚの集合帯域幅を提供する。１つ以上の周波数リソース２１０が、スペクトルギャップ３２０で隔てられている。スペクトルギャップ３２０は、複数の周波数リソース２１０が隣接しないように、１つ以上の周波数リソース２１０を隔てる。スペクトルアグリゲーションは、送信の状況に合わせてスペクトルを柔軟に追加することを可能にする。例えば、オペレータは、スペクトルフラグメントを使用できるかどうかしだいで、時間とともに異なるスペクトルフラグメントを使用してもよい。

３ＧＰＰ技術仕様書３６．２１１ Ｖ８．７．０、２００９年５月

電力増幅メトリック(power amplification metric)が比較的低いというＤＦＴＳ−ＯＦＤＭの特性は、例えばＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムのスペクトルを実現する一環として、またはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムにスペクトルを追加する一環として、（例えば、図３に示されるようなスペクトル割り当てを有する）複数の周波数リソースにわたって伝送帯域幅を拡張するときも、できるだけ維持されるべきである。複数の周波数リソースにわたって伝送帯域幅を拡張することによってＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄを実装可能なシステムを実現するために、図１の送信ステージ１００の構造は、図４に示されるように１つ以上の異なる周波数リソースで送信するように一般化されてもよい。

図４は、複数の周波数リソースで送信することでＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠して動作可能なように一般化された送信ステージ４００の一例の概略図である。送信ステージ４００では、ＤＦＴコーダ１０５がＯＦＤＭ変調器１１０に結合され、このＯＦＤＭ変調器１１０はサイクリックプレフィックス挿入ステージ１１５を通して電力増幅器１２０に結合されている。ＯＦＤＭ変調器１１０の出力にサイクリックプレフィックス挿入ステージ１１５がサイクリックプレフィックスを挿入してから、その出力を電力増幅器１２０で増幅して、異なる周波数リソース４１０ａ、４１０ｂで送信する。

図４に示されるように、送信ステージ４００は、変調シンボル４０１を受け取って、周波数リソース４１０ａ、４１０ｂで実質上同時に送信するように動作し得る。図４から分かるように、周波数リソース４１０ａおよび４１０ｂは、スペクトルギャップ４２０で隔てられており、それ故隣接していない。同様に図４に示されているように、各周波数リソース４１０は、２０ＭＨｚの帯域幅を有し、それ故、２つの周波数リソースのスペクトルアグリゲーションは、合計帯域幅４０ＭＨｚをもたらす。

図４のシステムでは、ＤＦＴコーダ１０５およびＯＦＤＭ変調器１１０は、より広い帯域幅に釣り合うように拡大されている。ＤＦＴコーダ１０５の出力は、ＯＦＤＭ変調器１１０の入力に接続されている。２つの周波数４１０は周波数が隣接していないので、ギャップ４２０を考慮してＯＦＤＭ変調器１１０にゼロが入力されている。将来拡張が可能な一実施形態では、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）上の制御シグナリングは、ＬＴＥアップリンクの帯域の両端に配置されてもよい、すなわち、例えば各周波数リソースの帯域の両端に配置されてもよい。

図４に示される構造は、クラスタ化ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ（ＣＬ−ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ）と呼ばれることがある。クラスタ化という用語は、周波数リソースが必ずしも周波数的に隣接していないが、互いに近くに配置されていることを示している。生成された信号の電力増幅器メトリックは、例えば図１に示されるような従来のＤＦＴＳ−ＯＦＤＭのメトリックよりは大きいが、ＯＦＤＭに比べて依然として低いもののクラスタ数とともに増加する。

従って、本発明の一目的は、少なくとも一部において隣接しない周波数リソースを当てを実行するＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムやこれと同様のシステムにおいて電力増幅器メトリックを減少する技術を提供することである。

この目的を達成するために、第１の態様では、複数の周波数リソースで変調シンボルを送信する方法を述べている。この方法は、２つ以上の変調シンボルセットの中から変調シンボルセット毎にＤＦＴ符号化を適用する工程を有し、ここで、２つ以上の変調シンボルセットの中の第１の変調シンボルセットは、同じ電力増幅器が処理する周波数リソースのセットで送信される。次いで、ＤＦＴ符号化変調シンボルセットにＯＦＤＭ変調が適用され、周波数リソースのセットで送信するための第１のＯＦＤＭシンボルセットを出力するとともに、第１の変調シンボルセットを送信するために使用される周波数リソースのセットとは異なる少なくとも１つの周波数リソースで送信するための別のＯＦＤＭシンボルセットを出力する。周波数リソースのセットで送信される第１の変調シンボルセットを運ぶＯＦＤＭ変調器の出力は、他の周波数リソースで送信される出力の電力増幅を行わない電力増幅器で増幅される。従って、周波数リソースのセット毎の電力増幅が実現される。

別の態様によれば、上記の方法を実施可能なシステムは、複数の周波数リソースで変調シンボルを送信するように適合した送信ステージを有する。送信ステージの機能は、複数の段および複数のコンポーネントで実装されてもよい。

例えば一態様では、送信ステージは、送信すべき変調シンボルを受け取ることができる第１のＤＦＴコーダと、周波数リソースのセットで送信すべき変調シンボルを受け取ることができる第２のＤＦＴコーダとを有してもよい。第１のＯＦＤＭ変調器は、この第１のＤＦＴコーダと関係しており、この第１のＤＦＴコーダと結合されていて、第１のＤＦＴコーダの出力を受け取り、周波数リソースのセットとは異なる少なくとも１つの周波数リソースで送信するためのＯＦＤＭシンボルを出力可能である。送信ステージは、第２のＯＦＤＭ変調器をさらに有し、第２のＯＦＤＭ変調器は、第２のＤＦＴコーダと関係し、第２のＤＦＴコーダに結合されていて、この第２のＤＦＴコーダの出力を受け取り、周波数リソースのセットで送信するためのＯＦＤＭシンボルを出力可能である。第１の電力増幅器は、第１のＯＦＤＭ変調器に結合されていてその出力を受け取り、前述の少なくとも１つの周波数リソースで送信するために、その出力を増幅可能である。第２の電力増幅器は、第２のＯＦＤＭ変調器に結合されていてその出力を受け取り、周波数リソースのセットで送信するために、その出力を増幅可能である。

さらなる態様は、本明細書に開示している技術の特定の実施の中に含まれていることもあるし、また含まれていないこともあるが、さらなる機能および追加の特徴の提供に役立つことがある。

例えば、各周波数リソースは、通信システムのスペクトル帯域幅と帯域幅が一致する周波数範囲にわたるスペクトル帯域幅を有してもよい。スペクトル帯域幅は、既存の通信システムのスペクトル（例えばキャリア）帯域幅に限定されてもよい。従って、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムの典型的な事例では、各周波数リソースは、ＬＴＥシステムのスペクトル帯域幅（典型的に１．２５／２．５、５、１０、１５または２０ＭＨｚ）に限定されてもよい。

さらなる例では、実施されてもされなくてもよいが、上記の送信ステージは、第２の周波数リソースのセットで送信すべき変調シンボルを受け取ることができる第３のＤＦＴコーダをさらに備えてもよい。ここで、第２の周波数リソースのセットの周波数リソースは、他の周波数リソースとは異なり、この第３のＤＦＴコーダに結合された第３のＯＦＤＭ変調器は、この第３のＤＦＴコーダの出力を受け取り、第２の周波数リソースのセットで送信するためのＯＦＤＭシンボルを出力可能である。第３の電力増幅器が、第３のＯＦＤＭ変調器に結合されていてその出力を受け取り、受け取った出力を送信のために増幅可能であってもよい。

例えば、上記の送信ステージを備える端末は、ネットワークからの指示でまたは自主的に決定して、第２の（または任意のさらなる）ＤＦＴコーダの使用、および／または周波数リソースのセットでの送信について、ネットワークとネゴシエート可能であってもよい。さらに、いくつかの実施では、第２のＤＦＴコーダは、逆多重化段に結合されて変調シンボルを受け取る。第２の電力増幅器は、サイクリックプレフィックス挿入ステージを通して第２のＯＦＤＭ変調器にさらに結合され、この第２のＯＦＤＭ変調器の前述の出力にサイクリックプレフィックス挿入ステージがサイクリックプレフィックスを挿入した出力を受け取ってもよい。

変調シンボルをＤＦＴコーダに入力するために、１つ以上の入力の逆多重化が使用されてもよい。周波数リソースは不連続の周波数スペクトルの全域において集合し得るので、周波数リソースのセットは他の周波数リソースと隣接しなくてもよい。

一態様では、周波数リソースのセットのそれぞれは、限られた数の周波数リソースを備える。従って、ＤＦＴ符号化は、限られた数の周波数リソース毎に適用されてもよく、限られた数の周波数リソースで送信される出力は、関係する電力増幅器で増幅されてもよい。別のオプションの態様によれば、周波数リソースのセットは、同じ周波数帯の中の隣接する周波数リソースを備える。

さらに、本発明の態様は、隣接しないスペクトルフラグメントの使用もサポートする。オペレータがスペクトルを使用するかまたは利用可能になるとき、（例えば、異なる周波数帯の）隣接しないスペクトルフラグメントの中から隣接しない周波数リソースが割り当てられてもよい。個別の電力増幅器は、隣接するかまたは隣接しない個別の周波数リソースあるいは隣接するおよび隣接しない周波数リソースのセットに関係してもよい。従って一例では、ＯＦＤＭ変調器の出力は、隣接しない周波数リソースまたは隣接しない周波数リソースのセットで送信するために、電力増幅器毎に増幅されてもよく、ひいては電力増幅器当たり比較的低い電力増幅器メトリックをもたらす。

本明細書に提示する技術は、ソフトウェアの形態で、ハードウェアの形態で、またはソフトウェア／ハードウェアを併用使用して実現されてもよい。ソフトウェアの態様に関しては、コンピュータプログラムが１つ以上のコンピューティングデバイスで実行されるとき、本明細書に提示するステップを実行するためのプログラムコード部分を備えるコンピュータプログラムプロダクトが提供されてもよい。コンピュータプログラムは、メモリチップ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されてもよい。さらに、コンピュータプログラムは、そのような記録媒体にダウンロードされるように用意されてもよい。

本明細書に提示の技術のさらなる態様および利点につては、以下の実施形態の説明および添付の図面から明らかになるであろう。

周波数リソースで送信するための送信機の実施例の概略図である。 連続するスペクトルに関するキャリアアグリゲーションの一例を示す図である。 不連続のスペクトルに関するキャリアアグリゲーションの一例を示す図である。 複数の周波数リソースで送信する送信機の実施例の概略図である。 複数の周波数リソースで送信可能な送信機を実施するための一方法実施形態を示すフローチャートである。 複数の周波数リソースで送信する送信機の実施の一実施形態の概略図である。 複数の周波数リソースで送信するための一方法実施形態を示すフローチャートである。

以下の好ましい実施形態の説明では、本発明の完全な理解を提供する手段として、限定でなく説明のために、（特定の送信ステージのコンポーネントおよびステップのシーケンスなどの）具体的な詳細を記載している。本発明がこれらの具体的な詳細から離れた他の実施形態で実践されてもよいことは、当業者には明らかであろう。本明細書に提示の技術が、例示として後述するするＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムでの実施に限定されず、他の通信システムとも使用されてもよいことは明白である。

さらに、本明細書の以下で説明する機能およびステップが、プログラム式マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）または汎用コンピュータ上で動作するソフトウェアを使用して実施されてもよいことを当業者は理解するであろう。実施形態について以下に主に方法およびデバイスに関して記述するが、本発明は、コンピュータプログラムに加えて、コンピュータプロセッサと、そのプロセッサに結合されかつ本明細書に開示の機能およびステップを実行し得る１つ以上のプログラムを書き込んだメモリとを備えるシステムでも具現されてもよいことも理解されるであろう。

ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムは、２０ＭＨｚを超える帯域幅およびスペクトルで送信するように設計されている。後方互換性を可能にするために、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムで送信に使用する帯域幅またはスペクトルは、それ自体に後方互換性がある周波数リソース（「コンポーネントキャリア」と呼ばれることもある）に分けられる。１つのシナリオでは、周波数リソースは、ＬＴＥレガシー（既存）システムで利用されるコンポーネントキャリアでもよい。一実施例では、コンポーネントキャリア、従って周波数リソースは、最大２０ＭＨｚまでの帯域幅を有してもよく、送信に使用し得るリソースブロック（サブキャリアを有する）で構成されてもよい。

より一般的には、周波数リソースは、スペクトルの一部分にわたる帯域幅を有し、時間領域でＮ個の連続するシンボルの期間を有する一連のリソースブロックと考えてもよい。そのような時間領域シンボルは、ＯＦＤＭ（例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルでもよく、リソースブロックの帯域幅は、Ｍ個の連続するサブキャリアに及ぶかまたはそれらを含んでもよい。従って、リソースブロックは、Ｎ×Ｍのリソース要素からなるブロックである。その結果、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムは、複数の周波数リソースで送信する可能性を有し、個別の周波数リソースは、帯域幅が異なる可能性を有する。リソースブロックの例は、非特許文献１でさらに検討されている。

発明が解決しようとする課題の中で既に述べたように、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムを実現するために、図１に示される送信ステージ１００は、例えば図４に示されるように、複数の周波数リソースで実質上同時の送信を可能にするように一般化されてもよい。さらに前述のように、図４に示されるような一般化した送信ステージは、送信機がスケジュールするかまたは処理する周波数リソース数が増加するに連れて、電力増幅器メトリックの増加を示す。電力増幅器メトリックが増加すると、それに相当する大きさの電力バックオフを図４に示される一般化した送信ステージの電力増幅器の中に組み込むことが必要になる。そのような大きな電力バックオフを送信ステージに組み込むと、送信ステージ全体のサイズが増加し、ひいては望ましくないことに送信機を大きくするとともに、電力消費を増加させる。

送信ステージでスケジュールされる周波数リソース数が増加するに連れて、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムの送信機が電力増幅器メトリックの増加を示す問題を克服するために、以下の実施形態では周波数リソースのセット毎にＤＦＴ符号化を適用する。これについては、図５〜７を参照して以下で検討する。周波数リソースは非常に多いが周波数リソースのセットに分けられるので、周波数リソースのセットのそれぞれは、限られた数の周波数リソースを有する。従って、周波数リソースのセットに関して適用されるＤＦＴ符号化は、限られた数の周波数リソースに関して適用される。

送信ステージはまた、複数の電力増幅器を有してもよい。周波数リソースのセットのそれぞれで送信するための出力は、周波数リソースのセットのそれぞれが個別の電力増幅器に関係し、周波数リソースのセットで送信される出力がその増幅器で増幅されるように、異なる電力増幅器で増幅されてもよい。周波数リソースのセットで送信される出力を関係する電力増幅器毎に増幅することによって、電力増幅器毎の電力増幅器メトリックを比較的低く維持し得る。従って、電力増幅器に組み込む電力バックオフを減少し得る。一態様では、１つのＤＦＴが符号化する隣接しない周波数リソース数を減少することによって、関係する電力増幅器の電力増幅器メトリックを減少している。

例えばアップリンクなどにおいて複数の周波数リソースで送信可能な端末が提供される。周波数リソースは、限られた数の周波数リソースがセットを形成するようにセットに分けられ、各セットで送信される出力は、その後、異なる電力増幅器すなわち上述のようにセット毎に１つの電力増幅器を使用して送信のために増幅される。各セットの周波数リソースは、異なるセットに対して使用される異なるＣＬ−ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ変調器を有するクラスタ化ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ（ＣＬ−ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ）を利用して送信される。このような構造は、マルチキャリアＣＬ−ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ（ＭＣ−ＣＬ−ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ）と呼ばれてもよい。図６は、そのようなＭＣ−ＣＬ−ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭシステムの一例を概略的に示し、このシステムは、移動電話機、データカードまたはポータブルコンピュータなどの端末で実施されてもよい。

図５は、図６に示される送信ステージ６００を働かせるための一方法実施形態のフローチャートである。ステップ５０１において、複数のＤＦＴコーダ６０５が設けられる。ステップ５０２では、複数のＯＦＤＭ変調器６１０が同様に設けられる。ステップ５０３では、ＤＦＴコーダ６０５は、それぞれに関係するＯＦＤＭ変調器６１０に結合される。ステップ５０４では、複数の電力増幅器が設けられ、ステップ５０５でＯＦＤＭ変調器６１０はそれぞれの関係する電力増幅器６２０に結合される。こうして図６に示される送信ステージ６００をもたらす。

図６を参照すると、送信ステージ６００では、ＤＦＴコーダ６０５のそれぞれが関係するＯＦＤＭ変調器６１０に結合され、そのそれぞれのＯＦＤＭ変調器６１０はサイクリックプレフィックス挿入ステージ６１５を通して関係する電力増幅器６２０に結合されている。それぞれのＯＦＤＭ変調器６１０の出力に各サイクリックプレフィックス挿入ステージ６１５がサイクリックプレフィックスを挿入してから、その出力をそれぞれのＯＦＤＭ変調器６１０に関係する電力増幅器６２０が増幅する。

図６から分かるように、各個別の電力増幅器６２０は、周波数リソースのセットで送信するために、ＯＦＤＭ変調器出力を増幅する。図６からさらに分かるように、ＤＦＴコーダ６０５におけるＤＦＴ符号化は、ＤＦＴコーダ６０５が符号化する変調シンボルが周波数的に互いに近くに配置される（例えば、同じ周波数帯の中の）周波数リソースのセットで送信されるように、周波数リソースのセット毎に適用される。従って、ＤＦＴ符号化は、周波数リソースのセット毎に適用され、周波数リソースのセット上のデータ出力は、関係する電力増幅器によって個別に増幅される。ＤＦＴ符号化および対応するＯＦＤＭ変調が周波数リソースに限りがあるセット毎に適用されるように、周波数リソースのセットのそれぞれは、限られた数の周波数リソースを有し得る。ＤＦＴ符号化およびＯＦＤＭ変調を限られた数の周波数リソースに対して適用することで、電力増幅メトリックが減少する。より具体的には、一態様では、ＤＦＴ符号化された隣接しない周波数リソース数を減少することで、電力増幅メトリックを減少する。これは、ＯＦＤＭ変調器６１０の出力を受け取る個別の電力増幅器６２０に必要なバックオフの量を減少する。

オプションの１つの態様では、周波数リソースのセットを形成する周波数リソースは、同じ周波数帯の中の隣接する周波数リソースである。これもまた、電力増幅メトリックを減少し得る。

図６に示されるように、変調シンボルのストリームが分離ステージ（逆多重化段）６０１からＤＦＴコーダ６０５に提供される。オプションの１つの態様では、逆多重化段６０１が変調シンボルをＤＦＴコーダ６０５のそれぞれに供給するが、それによって、各ＤＦＴコーダ６０５がその関係するＯＦＤＭ変調器６１０に符号化変調シンボルを出力し、ＯＦＤＭ変調器６１０がＯＦＤＭシンボルを出力して、周波数リソースで実質上同時に送信できるように供給し得る。例えば、逆多重化段６０１は、変調シンボルをＤＦＴコーダ６０５ｂに供給してもよい。ＤＦＴコーダ６０５ｂは変調シンボルにＤＦＴ符号化を適用し、ＤＦＴ符号化変調シンボルを関係するＯＦＤＭ変調器６１０ｂに渡してもよい。次いでＯＦＤＭ変調器６１０ｂは、周波数リソース６５０ｂおよび６５０ｃで送信するためのＯＤＭシンボルを出力してもよい。

図７は、変調シンボルを送信するための一方法実施形態のフローチャートであり、この方法実施形態は、図６に示される送信ステージ６００などの送信ステージを利用して実行されてもよい。

ステップ７０１において、ＤＦＴコーダ６０５が、関係する周波数リソースのセットで送信されるシンボルセット毎にＤＦＴ符号化を適用する。ステップ７０２では、それぞれのＯＦＤＭ変調器６０１が、ＤＦＴ符号化シンボルセット毎にＯＦＤＭ変調を適用して、周波数リソースで送信するためのＯＦＤＭシンボルセットを出力する。ステップ７０３では、サイクリックプレフィックスが、サイクリックプレフィックス挿入ステージ６１５で挿入される。ステップ７０４では、電力増幅器６２０が、各電力増幅器６２０が関係する周波数リソースのセットで送信するための出力を増幅するように、周波数リソースのセットで送信するために変調器出力を増幅する。

図６を参照すると、電力増幅器６２０ａは、周波数リソース６５０ａでの送信のためにＯＦＤＭ変調器６１０ａの出力を増幅する。電力増幅器６２０ｂは、周波数リソース６５０ｂおよび周波数リソース６５０ｃを備える周波数リソースのセットでの送信のためにＯＦＤＭ変調器６１０ｂの出力を増幅する。電力増幅器６２０ｃは、周波数リソース６５０ｄおよび周波数リソース６５０ｅを備える周波数リソースのセットでの送信のためにＯＦＤＭ変調器６１０ｃの出力を増幅する。周波数リソースのセットが含む周波数リソース数は限られているで、ＤＦＴ符号化、ＯＦＤＭ変調および電力増幅はそれぞれ、限られた数の周波数リソース毎に適用されて、電力増幅器当たりの電力増幅メトリックを減少する。

周波数リソース６５０ａは、ギャップ６６０ａによって電力増幅器６５０ｂに関係する周波数リソースと分けられている。同様に、電力増幅器６５０ｂに関係する周波数リソースは、ギャップ６６０ｂによって電力増幅器６５０ｃに関係する周波数リソースと分けられている。このように、周波数リソース６５０は、図６の送信ステージ６００を利用する変調信号または他のデータの送信用に、集合帯域幅を実現するために集められたスペクトルでもよい。

さらなる態様によれば、送信ステージは、図４または図６に示される送信ステージのどちらかに類似の送信ステージが選択または構成されてもよい。アップリンク送信にどちらの構造を使用すべきかの選択は、端末が送信をスケジュールされている周波数リソース数に依存してもよい。例えば、スケジュールされた周波数リソースのそれぞれで送信するために変調出力を個別に増幅するのに十分な個別の電力増幅器を端末が有する場合、周波数リソースで送信される出力は、電力増幅器毎に１つの周波数リソースで、個別に増幅されてもよい。これは、１つを超える周波数リソースのセット毎に増幅されるのとは対照的である。一代替実施形態では、使用すべき構造は、ユーザ毎に割り当てられた電力増幅器数に基づき決定されてもよい。

それに加えてかまたはさらに別の態様として、端末とネットワークは、様々なシナリオに対してどの構造を使用すべきかをネゴシエートしてもよい。例えば、端末が送信をスケジュールされている周波数リソース数が利用可能な電力増幅器数以下であるシナリオでは、スペクトルが連続している場合でさえ、電力増幅器は、１つの周波数リソースで送信する変調出力をそれぞれ増幅してもよい。

例えば限られた数の隣接しない周波数リソースなどの限られた数の周波数リソースのセット毎にＤＦＴ符号化を適用することによって、または電力増幅器毎に周波数リソースのセットを増幅することによって、電力増幅器メトリックを最小限にする利点が実現され、従って電力増幅器を小さくすることが可能になり、電力消費の削減および電力増幅器サイズの縮小が可能になる。従って本明細書に開示の技術は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムにおいて複数の周波数リソースを利用して送信するとき、低い電力増幅器メトリックをもたらす送信手段または送信ステージを提供する。開示の技術のさらなる利点には、周波数リソースまたはスペクトルアグリゲーションの集合スペクトルで送信するときに、電力増幅器メトリックを低く維持することを含む。

複数の周波数リソースの追加に対して低い電力増幅器メトリックの実現は、本質的に拡張可能なシステムを可能にする。さらに、個別の周波数リソースは、周波数リソースを１つだけ利用し得るレガシーデバイスでの使用を可能にすることからそれ自体に後方互換性があるので、電力増幅器メトリックを最小にし、後方互換性がありかつ拡張可能なシステムが実現される。さらにこれは、隣接しないスペクトルセグメントの利用を可能にし、ひいてはスペクトルの柔軟な追加またはスペクトル使用の変更を可能にして、システムの柔軟性を高める。

本発明の多くの利点がこれまでの説明から十分に理解されるものと考えられ、種々の変更が、本発明の範囲から逸脱することなく、またはその利点のすべては犠牲にすることなしに、本発明の例示的態様の形態、構造および装置に行われてもよいことは明らかであろう。本発明はいろいろ変わってもよいので、本発明が以下の特許請求の範囲によってだけ限定されるべきであることが認識されるであろう。

Claims (18)

1. 複数のコンポーネントキャリア上で変調シンボルを送信する送信機ステージであって、
   送信対象の変調シンボルを受け取る第１の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）コーダと、
   前記第１のＤＦＴコーダと接続され、前記第１のＤＦＴコーダの出力を受け取るように構成され、前記第１のＤＦＴコーダと関連付けられた第１の直交周波数分割多重変調方式（ＯＦＤＭ）変調器と、
   前記第１のＯＦＤＭ変調器の出力を受け取り、少なくとも１つのコンポーネントキャリア上で送信するために前記出力を増幅する第１の電力増幅器と、
   前記少なくとも１つのコンポーネントキャリアから周波数的に間隔をおいて配置された相互に非連続の複数のコンポーネントキャリアを含むコンポーネントキャリアセット上で送信される変調シンボルを受け取る第２のＤＦＴコーダと、
   前記第２のＤＦＴコーダと接続され、前記第２のＤＦＴコーダの出力を受け取るように構成され、前記第２のＤＦＴコーダと関連付けられた第２のＯＦＤＭ変調器と、
   前記第２のＯＦＤＭ変調器の出力を受け取り、前記コンポーネントキャリアセット上で送信するために該出力を増幅する第２の電力増幅器と
   を備えることを特徴とする送信機ステージ。
2. 前記コンポーネントキャリアのスペクトラム帯域幅は、既存の通信システムのスペクトラム帯域幅と互換性がある周波数範囲にわたっていることを特徴とする請求項１に記載の送信機ステージ。
3. 前記スペクトラム帯域幅は、既存の通信システムのスペクトラム帯域幅によって規定されていることを特徴とする請求項２に記載の送信機ステージ。
4. 前記少なくとも１つのコンポーネントキャリアと他のコンポーネントキャリアセットのコンポーネントキャリアとから周波数的に間隔をおいて配置されたコンポーネントキャリアを含む第２のコンポーネントキャリアセット上で送信される変調シンボルを受け取る第３のＤＦＴコーダと、
   前記第３のＤＦＴコーダと接続され、前記第３のＤＦＴコーダの出力を受け取るように構成され、前記第３のＤＦＴコーダと関連付けられた第３のＯＦＤＭ変調器と、
   前記第３のＯＦＤＭ変調器の出力を受け取り、前記第２のコンポーネントキャリアセット上で送信するために該出力を増幅する第３の電力増幅器と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の送信機ステージ。
5. 前記送信機ステージを備えた端末は、ネットワークとネゴシエートして前記ネットワークを介して送信するために前記第２のＤＦＴコーダを使用することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の送信機ステージ。
6. 前記第２のＤＦＴコーダは、分離ステージから１つ以上の変調シンボルを受け取ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の送信機ステージ。
7. 前記第１のＯＦＤＭ変調器は、コンポーネントキャリア上で送信するために出力するＯＦＤＭシンボルを設定により変更することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の送信機ステージ。
8. 少なくとも前記第２の電力増幅器は、サイクリックプレフィックス挿入ステージを介して前記第２のＯＦＤＭ変調器の出力を受け取るように構成されており、
   前記サイクリックプレフィックス挿入ステージは、少なくとも前記第２のＯＦＤＭ変調器からの出力に対してサイクリックプレフィックスを挿入する
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の送信機ステージ。
9. 複数のコンポーネントキャリア上で変調シンボルを送信する方法であって、
   ２つ以上の変調シンボルセットを変調シンボルセットごとに離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を適用するステップであって、前記２つ以上の変調シンボルセットのうち第１の変調シンボルセットは、同一の電力増幅器によって増幅されるお互いに非連続の複数のコンポーネントキャリアを含むコンポーネントキャリアセット上で送信される変調シンボルセットである、前記ステップと、
   前記ＤＦＴによりコード化された変調シンボルセットごとに直交周波数分割多重変調方式（ＯＦＤＭ）により変調して、前記コンポーネントキャリアセット上で送信される第１のＯＦＤＭシンボルセットを出力するとともに、該コンポーネントキャリアセットから周波数的に間隔をおいて配置された少なくとも１つの追加のコンポーネントキャリア上で送信される第２のＯＦＤＭシンボルセットを出力するステップと、
   前記コンポーネントキャリアセットと前記少なくとも１つの追加のコンポーネントキャリアごとにそれぞれ電力増幅を適用するステップと
   を有することを特徴とする方法。
10. 前記コンポーネントキャリアのそれぞれのスペクトラム帯域幅は、既存の通信システムのスペクトラム帯域幅と互換性がある周波数範囲にわたっていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記スペクトラム帯域幅は、既存の通信システムのスペクトラム帯域幅によって規定されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. １つ以上の入力信号を分離して前記２つ以上の変調シンボルセットを生成するステップをさらに有することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記コンポーネントキャリアセットにおける各コンポーネントキャリアは、前記少なくとも１つの追加のコンポーネントキャリアに対して隣接していないことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記方法を実施する端末は、ネットワークとネゴシエートして前記方法を使用し、前記方法を使用する前記端末は前記ネットワークを介して送信を実行することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
15. ＯＦＤＭにより変調されて出力された信号にサイクリックプレフィックスを挿入するステップをさらに有することを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記コンポーネントキャリアのそれぞれは、複数の連続したリソースブロックを含み、前記リソースブロックの帯域幅は、スペクトラムの一部に及んでおり、かつ、時間領域でＮ個の連続したシンボルに及んで存在していることを特徴とする請求項９ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
17. コンピュータプログラムであって、
    請求項９ないし１６のいずれか１項に記載された方法を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
18. コンピュータ可読記録媒体であって、請求項１７に記載のコンピュータプログラムを記録していることを特徴とするコンピュータ可読記録媒体。

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