JP5631416B2

JP5631416B2 - 統合マルチデータストリーム伝送技術

Info

Publication number: JP5631416B2
Application number: JP2012552238A
Authority: JP
Inventors: チャオ，フア; リ，ジ; ワン，ヨンギャン; フ，ジョンジ
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: US20120300691A1; EP2534806B1; EP2534806A4; CN102148797B; KR101430707B1; WO2011095043A1; US9054839B2; JP2013519322A; KR20120125343A; BR112012019777A2; EP2534806A1; CN102148797A

Description

本開示は、無線通信技術に関し、より具体的には、統合マルチデータストリーム変調技術に関する。

階層変調（ＨＭ）技術は、例えば第１のデータストリームと第２のデータストリームなど、異なるデータストリームを合わせて送信するために使用される。コンステレーション図の観点からすると、階層変調は、基本のコンステレーション（すなわち、第１のデータストリーム）に基づいてアップグレード・コンステレーション（すなわち、第２のデータストリーム）を変調するものである。

図１は、従来技術の１６ＱＡＭ階層変調のある種のコンステレーション・マップを示している。このコンステレーション・マップは、１６個の黒点で示される１６のコンステレーションを含んでいる。１つの変調シンボルは４ビットを含んでおり、任意の変調シンボルを上記１６のコンステレーションのうちの１つにマッピングすることができる。変調シンボルの前半２ビットは第１のデータストリームに対応し、後半２ビットは第２のデータストリームに対応する。同じ第１のデータストリームの変調シンボルに対応するコンステレーションは、同じ象限内に配置される。このような１６ＱＡＭ階層変調は２つのＱＰＳＫコンステレーションの和と考えることができ、第１のデータストリームは斜線を引いた４つの円で示されるような基本のＱＰＳＫコンステレーションに対応し、第２のデータストリームは（象限内の斜線を引いた円に相対的な）各象限内の４つのコンステレーションで示されるようなアップグレードＱＰＳＫコンステレーションに対応する。

ダーティー・ペーパー・コーディング（ＤＰＣ：ＤｉｒｔｙＰａｐｅｒＣｏｄｉｎｇ）変調技術は階層変調に類似したコンステレーション・マッピングの特徴を有し、そのコンステレーション・マップは、基本のコンステレーションとアップグレード・コンステレーションの和とも考えられうる。従来技術では、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）システムにおいてダーティー・ペーパー・コーディング変調技術に基づいてユニキャスト・サービスのデータストリームとマルチメディア・ブロードキャスト・サービス（ＭＢＭＳ）のデータストリームを合わせて送信する技術スキームであって、ユニキャスト・サービスのデータストリームは第１のデータストリームに対応し、ＭＢＭＳデータストリームは第２のデータストリームに対応する技術的スキームが提案されている。このような技術的スキームは以下の想定に基づいている。複数の基地局が、ＭＢＭＳデータストリームに対して単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）方式で機能する。

しかしながら、シングル・セル・ネットワーク環境の場合に複数のデータストリーム（例えば、ユニキャスト・サービス・データ・ストリームとＭＢＭＳデータストリーム）を合わせて送信する技術的スキームも必要とされている。

図２は、従来技術の１６ＱＡＭ階層変調と１６ＱＡＭＤＰＣの変調スキームのシミュレーション結果を示している。シミュレーション条件は以下のとおりである。基地局（ＢＳ）の最大送信電力を４３ｄＢｍ、帯域幅を５ＭＨｚ、副搬送波スペースを１５Ｈｚ、ＦＦＴサイズを５１２、サイト間距離を５００ｍ、第１のデータストリーム対第２のデータストリームの強度比を２とし、符号化率１／３のターボ符号を符号化スキームに適用し、図１に示す二段式ＱＰＳＫ（Ｔｗｏ−ｓｔａｇｅＱＰＳＫ）を変調スキームに適用し、ログマップ・アルゴリズム（Ｌｏｇ−ｍａｐａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を復号に適用し、ＡＷＧＮをチャネル・コンディションに適用し、理想チャネル推定をチャネル推定スキームに適用した。図２では、横座標は１６ＱＡＭシンボルの平均電力Ｅ_ｂ対雑音電力スペクトル密度（ｎｏｉｓｅｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍｄｅｎｓｉｔｙ）Ｎ_０の比を表し、縦座標はビット誤り率を表している。図示するように、三角のマーカーを結んだ性能曲線は１６ＱＡＭ階層変調スキームの場合の第１のデータストリームを示し、四角のマーカーを結んだ性能曲線は１６ＱＡＭ階層変調スキームの場合の第２のデータストリームを示し、横棒を結んだ性能曲線は１６ＱＡＭＤＰＣ変調スキームの場合の第１のデータストリームを示し、クロスマークを結んだ性能曲線は１６ＱＡＭＤＰＣ変調スキームの場合の第２のデータストリームを示している。図２に示すように、１６ＱＡＭ階層変調スキームと１６ＱＡＭＤＰＣ変調スキームの場合で第１のデータストリームと第２のデータストリームの間に明らかな性能差がある。第２のデータストリーム（例えば、ＭＢＭＳデータストリーム）の場合、ユーザ装置で受信した第２のデータストリームの電力は、複数の基地局からの信号の和により補償されうるので、単一周波数のネットワーク方式で複数の基地局が機能する場合には第２のデータストリームの受信性能を高めうる。

しかしながら、第１のデータストリームと第２のデータストリームの間の明らかな性能差は、シングル・セル・ネットワーク環境で従来技術の階層変調技術またはＤＰＣ変調技術を使用しても克服することはできない。第２のデータストリームの受信性能は許容を超える可能性があり、したがって、統合マルチデータストリーム送信は、それ自体に望まれる効果を失うことになる。

したがって、新しい技術スキームには、複数のデータストリームをシングル・セル・ネットワーク環境で統合して送信することを可能にするために、ＢＥＲにおける複数のデータストリームの性能ギャップを低減するかまたは解消することが必要とされている。

本発明の一態様によれば、変調装置において、第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成するように構成されたシンボル統合手段と、一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするように構成されたシンボル・マッピング手段とを含み、一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、一方、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置される変調装置が提供される。

本発明の別の一態様によれば、変調方法において、第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成するステップと、一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするステップとを含み、一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置される変調方法が提供される。

本発明のさらなる一態様によれば、統合マルチデータストリーム信号を送信するための送信機において、１つまたは複数の第１の種類のサービス・データストリームを、各副搬送波に対応する１つの第１のビットストリームに変換するように構成された副搬送波マッピング装置と、１つの第２の種類のサービス・データストリームを、各副搬送波に対応する１つの第２のビットストリームに変換するように構成されたシリアル／パラレル・コンバータと、各副搬送波に対応する第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調すべきシンボルを形成するように構成され、かつ、一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするように構成された変調装置と、各副搬送波のＱＡＭシンボルに従いＯＦＤＭ信号を生成するように構成された信号形成装置とを含む送信機が提供される。

本発明の加えてさらなる一態様によれば、無線通信システムの基地局で、統合された複数のサービス・データを送信する方法において、統合されたサービス・データに関する指示情報を同報通信するステップであって、指示情報は一連の所定マッピング規則を含み、統合されたサービス・データは第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データとを含むステップと、第１の種類のサービスのスケジューリング情報と第２の種類のサービスの信号とを送信するステップと、第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データとを一連の所定マッピング規則に従って結合し、統合されたサービス・データを生成するステップと、統合されたサービス・データを送信するステップとを含む方法が提供される。

第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データ（例えば、ユニキャスト・サービス・データとＭＢＭＳデータ）の統合された送信は、特にシングル・セル・ネットワーク環境においては、本発明の方法、装置、機器を使用することによってサポートされうるものであり、従来技術よりも高い性能を有する。

以下の非制限的な各実施形態の詳細な説明を参照すれば、本発明の他の特徴、目的、および利点が、より明らかになろう。

従来技術の１６ＱＡＭ階層変調の一種のコンステレーション・マップを示す図である。従来技術の１６ＱＡＭ階層変調と１６ＱＡＭＤＰＣの変調スキームのシミュレーション結果を示す図である。本発明の一実施形態による変調装置の構成図である。本発明の一実施形態による変調方法のフローチャートである。本発明の各実施形態による１６ＱＡＭコンステレーション・マップを示す図である。本発明の各実施形態による１６ＱＡＭコンステレーション・マップを示す図である。本発明の各実施形態による１６ＱＡＭコンステレーション・マップを示す図である。本発明の各実施形態による１６ＱＡＭコンステレーション・マップを示す図である。本発明の一実施形態による統合マルチデータストリーム信号を送信するための送信機の構成図である。本発明の一実施形態による無線通信システムにおける統合マルチデータストリーム送信方法のフローチャートである。

上記の異なる図面全体を通して、同一または類似の参照番号は対応する特徴を示している。

図３は、本発明の一実施形態による変調装置の構成図である。図に示すように、変調装置１０はシンボル統合手段１０１とシンボル・マッピング手段１０２とを含む。通常、変調装置１０は、統合マルチデータストリーム信号を送信する送信機に設置される。

シンボル統合手段１０１は、第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成するように構成されている。

シンボル・マッピング手段１０２は、一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするように構成されている。

上記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置される。

図４は、本発明の一実施形態による変調方法のフローチャートである。図に示すように、変調方法は２つのステップＳ１０１とＳ１０２とを含む。通常、変調方法は、統合マルチデータストリーム信号を送信する送信機内で実施される。

ステップＳ１０１では、第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成する。

ステップＳ１０２では、一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルがＱＡＭ変調シンボルにマッピングされる。

図３に示す変調装置１０は、一般に、図４に示す変調方法を実行するために使用される。シンボル統合手段１０１はステップＳ１０１を実行するために使用され、シンボル・マッピング手段１０２はステップＳ１０２を実行するために使用される。一連の所定マッピング規則は、一般に、送信機（例えば、基地局）または受信機（例えば、ユーザ装置）のメモリに記憶される。

本発明の一実施形態によれば、１６ＱＡＭが変調スキームに適用される。１つのシンボルは４ビットの情報を含んでおり、第１のビットストリームと第２のビットストリームがそれぞれ２ビットを占めている。

本発明の一実施形態によれば、６４ＱＡＭが変調スキームに適用される。１つのシンボルは６ビットの情報を含んでおり、その情報の比率は、第１のビットストリームが４ビットを占め、第２のビットストリームが２ビットを占めるか、または第１のビットストリームと第２のビットストリームがそれぞれ３ビットずつ占めるか、または第１のビットストリームが２ビットを占め、第２のビットストリームが４ビットを占めるような比率であってよい。

本発明の他のいくつかの実施形態によれば、３２ＱＡＭ、１２８ＱＡＭなども変調スキームに適用されうる。１つのシンボルにおける第１のビットストリームと第２のビットストリームの比率も、需要に応じて調整されうる。

上述のように、図１に示すような従来技術の１６ＱＡＭ階層変調は２つのＱＰＳＫコンステレーションの和と考えることができる。第１のデータストリームは斜線を引いた４つの円で示される基本のＱＰＳＫコンステレーションに対応し、第２のデータストリームは（象限内の斜線を引いた円に相対的な）各象限内の４つのコンステレーションで示されるアップグレードＱＰＳＫコンステレーションに対応する。直観的な観点から説明すると、同じ第１のデータストリームの変調シンボルに対応するコンステレーションは同じ象限内に配置されており、基本のＱＰＳＫコンステレーションのコンステレーション距離はアップグレードＱＰＳＫコンステレーションのコンステレーション距離よりも大きい。エネルギーの観点からすると、第１のデータストリームのビットあたりの平均エネルギーは第２のデータストリームのビットあたりの平均エネルギーよりも高く、それが原因で第１のデータストリームと第２のデータストリームの間の受信性能（ＢＥＲ）に差ができる。

本発明の一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置される。第１のビットストリームと第２のビットストリームが統合され、従来技術の階層変調またはＤＰＣ変調における２つの低次元ＱＡＭまたはＱＰＳＫの和の特徴なしに、複素平面にマッピングされるべき全体を形成する。この結果、第１のデータストリームのビットあたりの平均エネルギーと第２のデータストリームのビットあたりの平均エネルギーの間の差が低減されるか、または除去さえされる。したがって、第１のデータストリームと第２のデータストリームの間の受信性能（ＢＥＲ）の差も低減されるか、または除去さえされる。

本発明のいくつかの実施形態によれば、図３に示す変調装置１０において、または図４に示す変調方法において、第１のビットストリームはユニキャスト・サービス・データを含み、第２のビットストリームはＭＢＭＳデータを含む。

本発明のいくつかの実施形態によれば、図３に示す変調装置１０および図４に示す変調方法は、シングル・セル・ネットワーク環境に適用される。

本発明の一実施形態によれば、１６ＱＡＭが変調スキームに適用される。一連の所定マッピング規則に対応するコンステレーション・マップが図５ａに示される。１つのシンボルは４ビットの情報を含んでおり、第１のビットストリームと第２のビットストリームがそれぞれ２ビットを占めている。本実施形態では、１つのシンボルは１つのビット列ｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３で表され、第１のビットストリームはｂ_０ｂ_１に対応し、第２のビットストリームはｂ_２ｂ_３に対応する。図に示すように、第１のビットストリームを１０とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１００１、１０１０、および１０１１である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の第２象限と第３象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは、複素平面のｘ軸を挟んで対称をなし、長辺が複素平面のｙ軸に平行な長方形である。同様に、第１のビットストリームを００とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた長方形である。第２のビットストリームを００とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１１００、００００、および０１００である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の第１象限と第２象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは、複素平面のｙ軸を挟んで対称をなし、長辺が複素平面のｘ軸に平行な長方形である。同様に、第２のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１０とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた長方形である。本実施形態では、同じ第１のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、４つの長方形を含む第１の組のパターンを構成し、同じ第２のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、これもまた４つの長方形を含む第２の組のパターンを構成し、第１の組のパターンのいずれかのパターンと、第２の組のパターンの対応するパターンは、コンステレーション図の複素平面で線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対になり対称をなす。

本発明の別の一実施形態によれば、１６ＱＡＭが変調スキームに適用される。一連の所定マッピング規則に対応するコンステレーション・マップが図５ｂに示される。１つのシンボルは４ビットの情報を含んでおり、第１のビットストリームと第２のビットストリームがそれぞれ２ビットを占めている。本実施形態では、１つのシンボルは１つのビット列ｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３で表され、第１のビットストリームはｂ_０ｂ_１に対応し、第２のビットストリームはｂ_２ｂ_３に対応する。図に示すように、第１のビットストリームを１０とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１００１、１０１０、および１０１１である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の第２象限と第３象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは、複素平面のｘ軸を挟んで対称をなすことはなく、長辺が複素平面のｙ軸に平行な長方形である。同様に、第１のビットストリームを００とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた長方形である。第２のビットストリームを００とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１１００、００００、および０１００である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の第１象限と第２象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは、複素平面のｙ軸を挟んで対称をなすことはなく、長辺が複素平面のｘ軸に平行な長方形である。同様に、第２のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１０とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた、長方形である。本実施形態では、同じ第１のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、４つの長方形を含む第１の組のパターンを構成し、同じ第２のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、これもまた４つの長方形を含む第２の組のパターンを構成し、第１の組のパターンのいずれかのパターンと、第２の組のパターンの対応するパターンは、コンステレーション図の複素平面で線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対になり対称をなす。

本発明のさらなる一実施形態によれば、１６ＱＡＭが変調スキームに適用される。一連の所定マッピング規則に対応するコンステレーション・マップが図５ｃに示される。１つのシンボルは４ビットの情報を含んでおり、第１のビットストリームと第２のビットストリームがそれぞれ２ビットを占めている。本実施形態では、１つのシンボルは１つのビット列ｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３で表され、第１のビットストリームはｂ_０ｂ_１に対応し、第２のビットストリームはｂ_２ｂ_３に対応する。図に示すように、第１のビットストリームを１０とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１００１、１０１０、および１０１１である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の第２象限と第３象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは複素平面のｙ軸に平行な一線をなしている。同様に、第１のビットストリームを００とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた、複素平面のｙ軸に平行な一線をなしている。第２のビットストリームを００とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１１００、００００、および０１００である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の第１象限と第２象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは複素平面のｘ軸に平行な一線をなしている。同様に、第２のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１０とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた、複素平面のｘ軸に平行な一線をなしている。本実施形態では、同じ第１のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、複素平面のｙ軸に平行な４本の線を含む第１の組のパターンを構成し、同じ第２のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、これもまた複素平面のｘ軸に平行な４本の線を含む第２の組のパターンを構成し、第１の組のパターンのいずれかのパターンと、第２の組のパターンの対応するパターンは、コンステレーション図の複素平面で線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対になり対称をなす。

本発明の一実施形態によれば、１６ＱＡＭが変調スキームに適用される。一連の所定マッピング規則に対応するコンステレーション・マップが図５ｄに示される。１つのシンボルは４ビットの情報を含んでおり、第１のビットストリームと第２のビットストリームがそれぞれ２ビットを占めている。本実施形態では、１つのシンボルは１つのビット列ｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３で表され、第１のビットストリームはｂ_０ｂ_１に対応し、第２のビットストリームはｂ_２ｂ_３に対応する。図に示すように、第１のビットストリームを１０とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１００１、１０１０、および１０１１である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の４つの象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは、上辺と下辺が複素平面のｘ軸に平行な台形である。同様に、第１のビットストリームを００とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第１のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた台形である。第２のビットストリームを００とする４つのシンボルは、シンボル１０００、１１００、００００、および０１００である。これらに対応する４つのコンステレーションはそれぞれ複素平面の４つの象限に配置され、これら４つのコンステレーションによって構築されるパターンは、上辺と下辺が複素平面のｙ軸に平行な台形である。同様に、第２のビットストリームを０１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１０とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンと、第２のビットストリームを１１とする４つのシンボルに対応する４つのコンステレーションによって構築されるパターンもまた台形である。本実施形態では、同じ第１のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、４つの台形を含む第１の組のパターンを構成し、同じ第２のビットストリームを有するシンボルに対応するコンステレーションによって構築されるパターンは、これもまた４つの台形を含む第２の組のパターンを構成し、第１の組のパターンのいずれかのパターンと、第２の組のパターンの対応するパターンは、コンステレーション図の複素平面で線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対になり対称をなす。

上記の図５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄでは１６ＱＡＭコンステレーション・マッピングを示した。第１のビットストリームに関する情報量は第２のビットストリームに関する情報量と同じ（どちらも２ビット）である。上述のような４つの所定のマッピング規則はすべて次の２つの条件を満たしている。（１）いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、（２）第１のビットストリームに対応するコンステレーション分布パターンと第２のビットストリームに対応するコンステレーション分布パターンは、線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対称的である（ｘとｙはコンステレーション図の複素平面の座標軸を表す）。上記２つの条件はどちらも同時に満たされており、特に第２の条件が満たされていることから、第１のビットストリームと第２のビットストリームの間の高レベルまたは低レベルの関係は最早なくなっており、この結果、第１のデータストリームと第２のデータストリームのビットあたりの平均エネルギーの間の差が低減されるか、または除去さえされる。したがって、第１のデータストリームと第２のデータストリームの間の受信性能（ＢＥＲ）の差も低減されるか、または除去さえされることになろう。当業者には、上記２つの条件を同時に満たす様々な所定マッピング規則はまた、第１のビットストリームの情報量が第２のビットストリームの情報量と同じという状況、例えば、第１のビットストリームと第２のビットストリームが１６ＱＡＭによって変調される場合にはこれらストリームはそれぞれ２ビットずつを占めるという状況、または第１のビットストリームと第２のビットストリームが６４ＱＡＭによって変調される場合にはこれらストリームはそれぞれ３ビットずつを占めるという状況のためにも設計されうることが理解されよう。

図６は、本発明の一実施形態による統合マルチデータストリーム信号を送信するための送信機の構成図である。図に示すように、本実施形態の送信機は、シリアル／パラレル・コンバータ７と、副搬送波マッピング装置８と、変調装置１０と、信号形成装置９とを含む。

ＯＦＤＭシステムでは、データ信号は１つまたは複数の周波数帯で搬送される。統合マルチデータストリーム信号は、同じ時間・周波数資源で搬送されることになる。各周波数帯において、全帯域幅は互いに直交し合う複数の副搬送波に分割される。図６に示すように、本実施形態では、第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データ、例えば、ユニキャスト・サービス・データとＭＢＭＳデータは、統合された状態で送信される。ある周波数帯では、ＭＢＭＳデータストリームは全周波数帯を介して送信され、各副搬送波に対応する第２のビットストリームはＳ／Ｐコンバータ７の変換によってＭＢＭＳデータストリームから生成され、各ユニキャスト・サービス・データストリームは信号搬送用に割り当てられた１つまたは複数の副搬送波に対応し、各副搬送波に対応する第１のビットストリームは副搬送波マッピング装置８の処理によって複数のユニキャスト・サービス・データストリームから生成される。

各副搬送波の第１のビットストリームと第２のデータストリームのために、変調装置１０のシンボル統合手段１０１は、第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成するように構成されている。変調装置１０のシンボル・マッピング手段１０２は、一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするように構成されている。一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション図の少なくとも２つの象限に配置される。例えば、限定はしないが、本明細書の一連の所定マッピング規則は図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄに示すいずれかのコンステレーション・マップに対応する。上記の処理の後で、変調装置１０は各副搬送波上にＱＡＭシンボルを生成する。

信号形成装置９は、制御信号を、変調装置１０によって生成された各副搬送波上のＱＡＭシンボルと結合し、この周波数帯のＯＦＤＭ信号を生成するように構成されている。

図７は、本発明の一実施形態による無線通信システムにおける統合マルチデータストリーム送信方法のフローチャートである。

このシステムは、図に示すように、基地局１、第１のユーザ装置２、および第２のユーザ装置３を含む。

基地局１（例えば限定はしないが発展型ノードＢ（ｅＮＢ））は、一般に、統合マルチデータストリームを送信するために、図６に示すような送信機を含む。第１の種類のサービス（例えば限定はしないがユニキャスト・サービス）を受信するために、１つまたは複数の第１のユーザ装置２があってよい。第２の種類のサービス（例えば限定はしないがＭＢＭＳ）を受信するために、複数の第２のユーザ装置３があってよい。本実施形態では、シングル・セル送信モードが第２の種類のサービスに適用される。

一般性を失うことなく、第１の種類のサービスと第２の種類のサービスは一定の時間単位に統合され、その統合されたサービスの時間単位の長さはシステムによって規定される。スケジューリングに基づいて、基地局１は、１つまたは複数の第１のユーザ装置２の１つまたは複数のサービスを第２の種類のサービスと統合することに関与することを決定する。時間単位において、第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データの統合に適用された一連の所定マッピング規則は、例えば限定はしないが、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄに示すコンステレーション・マップに対応する。

ステップＳ１１で、基地局１は、統合されたサービス・データに関する指示情報を同報通信する。この指示情報は、一連の所定マッピング規則を何時実行するか、および適用された変調スキームなどを含む。指示情報はまた、統合されたサービスにどの第１のユーザ装置が関与するかを示すためにも使用される。

ステップＳ１２１で、基地局１は第２の種類のサービスの信号を第２のユーザ装置３に送信する。

ステップＳ１２２で、基地局１は第１の種類のサービスのスケジューリング情報を第１のユーザ装置２に送信する。

ステップＳ１３で、基地局１は、第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データとを一連の所定マッピング規則に従って結合し、統合されたサービス・データを生成する。この処理は、図４に示すような変調方法の適用例を含む。

ステップＳ１４で、基地局１は統合されたサービス・データを送信する。

第１のユーザ装置２の側では、これに対応して、以下に示す手順が実行される。

ステップＳ２１（図示せず）で、第１のユーザ装置２は、統合されたサービス・データに関する指示情報を受信し、その統合されたサービス・データがそれ自体の第１の種類のサービス・データを含むかどうかを判定する。統合されたサービス・データがそれ自体の第１の種類のサービス・データを含んでいる場合、第１のユーザ装置２は、引き続き、以下に示す手順を実行する。

ステップＳ２２（図示せず）で、第１のユーザ装置２は第１の種類のサービスのスケジューリング情報を受信する。

ステップＳ２３で、第１のユーザ装置２は、統合されたサービス・データに関する指示情報と第１の種類のサービスのスケジューリング情報とに従って、統合されたサービス・データを受信し、そこに含まれるそれ自体の第１の種類のサービス・データを復調する。

第２のユーザ装置３の側では、これに対応して、以下に示す手順が実行される。

ステップＳ３１（図示せず）で、第２のユーザ装置３は、統合されたサービス・データに関する指示情報を受信し、その統合されたサービス・データがそれ自体の第２の種類のサービス・データを含むかどうかを判定する。統合されたサービス・データがそれ自体の第２の種類のサービス・データを含んでいる場合、第２のユーザ装置３は、引き続き、以下に示す手順を実行する。

ステップＳ３２（図示せず）で、第２のユーザ装置３は、第２の種類のサービスの信号を受信し、第２の種類のサービスの送信を受信するかどうかを判定する。第２の種類のサービスの送信を受信すると判定した場合は、引き続き、ステップＳ３３が実行される。

ステップＳ３３で、第２のユーザ装置３は、統合されたサービス・データに関する指示情報と第２の種類のサービスのスケジューリング情報とに従って、統合されたサービス・データを受信し、そこに含まれるそれ自体の第２の種類のサービス・データを復調する。

本発明の一実施形態によれば、基地局１のセル内で、干渉制御技術が第１の種類のサービス（例えば、ユニキャスト・サービス）に適用される。具体的には、システムは、周波数資源を複数の再利用セットに分割し、ユーザを、電力制御方法を使用して各再利用セットに割り当てる。すなわち、セルの中央に位置するユーザは低い方の電力を使用して送受信することができ、再利用係数１の再利用セットに割り当てられる。セルの端部に位置するユーザはより高い方の電力を使用して送受信する必要があり、再利用係数が１よりも大きな（例えば、３、７）再利用セットに割り当てられる。複数の隣接セルの端部にそれぞれ位置するユーザには、異なる別々の再利用セットが割り当てられる。したがって、上述のようにステップＳ１１の前で、システムは、あるセルにおいて、第１のユーザ装置の第１の種類のサービス・データが、送信されるべき第２の種類のサービス・データと結合されることを決定する必要がある。

一般性を失うことなく、本発明の方法、装置、機器はロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムに適用することができる。当業者には、本発明の方法、装置、機器は、他のシステムにも適用できることが理解されよう。

シミュレーション実験を進めるにあたって、以下に示す条件が適用された。シングル・セル・シナリオで、ユニキャスト・データとＭＳＭＳサービス・データは、図５ａと５ｃに示すような１６ＱＡＭコンステレーション・マップの変調スキームと従来技術の１６ＱＡＭＤＰＣ変調スキームをそれぞれ適用することによって、統合された状態で送信される。図５ａと５ｃに示す変調スキームを適用することによるリンク・レイヤ・シミュレーションの結果は、２つの状況のリンク・レイヤ・シミュレーションの性能が非常に近いことを示している。システム・レベルのシミュレーション実験では、図５ａに示すような変調スキームを適用した場合、ＭＢＭＳカバレッジ（ＭＢＭＳパケット誤り率が０．０１未満のＵＥの割合と定義される）も実効周波数の有効利用も、従来技術の１６ＱＡＭＤＰＣ変調を適用したシミュレーション結果より優れている。図５ａに示すような変調スキームを適用した場合、例えば、ユニキャスト・サービスのユーザ装置の無作為選択または最大限のチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）フィードバックによる選択といった、様々なユニキャスト・サービスのユーザ装置選択スキームのシミュレーション結果に明確な影響はない。

当業者には、本発明の様々な装置は、ハードウェア・モジュール、ソフトウェアの機能モジュール、またさらにはソフトウェア機能モジュールを組み込んだハードウェア・モジュールによって実現できることが理解されよう。

当業者には、上記の実施形態は例示であって限定されるものではないことが理解されよう。様々な実施形態で示した様々な技術特徴を結合して、有益な効果を実施することができる。図面、明細書、特許請求の範囲を検討することによって、当業者には、それら開示された実施形態の代替形態を実施することができることが理解されよう。特許請求の範囲では、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」という用語は他の装置またはステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」は複数を除外するものではなく、「ｆｉｒｓｔ（第１の）」および「ｓｅｃｏｎｄ（第２の）」という用語は何らかの具体的な順番を示すためではなく、名称を示すために使用されている。特許請求の範囲に示す図面の標識は、保護範囲を限定するものと解釈されるべきではない。特許請求の範囲に示す複数部分の機能は、単一のハードウェアまたはソフトウェアによって実施することができる。様々な従属クレームに示した、ある一定の複数の技術特徴は、有益な効果を得るためにそれらの技術特性を結合することができないということは意味しない。

Claims

第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成するように構成されたシンボル統合手段と、
一連の所定マッピング規則に従い、変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするように構成されたシンボル・マッピング手段と
を含み、
前記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションは前記コンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第１のビットストリームまたはいずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションによって構築されたパターンは台形を含む変調装置。
前記一連の所定マッピング規則において、１つの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーション分布パターンと、１つの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーション分布パターンは、線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対称的であり、ここで、ｘとｙは前記コンステレーション・マップの複素平面の座標軸を表す請求項１に記載の変調装置。
前記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームまたはいずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションによって構築されたパターンは線を含む請求項２に記載の変調装置。
前記第１のビットストリームはユニキャスト・サービス・データを含み、前記第２のビットストリームはマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス・データを含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変調装置。
変調装置はシングル・セル・シナリオで配置される請求項４に記載の変調装置。
第１のビットストリームと第２のビットストリームを結合し、変調されるべきシンボルを形成するステップと、
一連の所定マッピング規則に従い、前記変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするステップと
を含み、
前記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションは前記コンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第１のビットストリームまたはいずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションによって構築されたパターンは台形を含む変調方法。
前記一連の所定マッピング規則において、１つの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーション分布パターンと、１つの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーション分布パターンは、線ｙ＝ｘまたは線ｙ＝−ｘを挟んで対称的であり、ここで、ｘとｙは前記コンステレーション・マップの複素平面の座標軸を表す請求項６に記載の変調方法。
前記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームまたはいずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションによって構築されたパターンは線を含む請求項７に記載の変調方法。
前記第１のビットストリームはユニキャスト・サービス・データを含み、前記第２のビットストリームはマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス・データを含む請求項６乃至８のいずれか１項に記載の変調方法。
変調方法はシングル・セル・シナリオに適用される請求項９に記載の変調方法。
統合マルチデータストリーム信号を送信するための送信機であって、
１つまたは複数の第１の種類のサービス・データストリームを、各副搬送波に対応する１つの第１のビットストリームに変換するように構成された副搬送波マッピング装置と、
１つの第２の種類のサービス・データストリームを、各副搬送波に対応する１つの第２のビットストリームに変換するように構成されたシリアル／パラレル・コンバータと、
各副搬送波に対応する前記第１のビットストリームと前記第２のビットストリームを結合し、変調すべきシンボルを形成するように構成され、かつ、一連の所定マッピング規則に従い、前記変調されるべきシンボルをＱＡＭ変調シンボルにマッピングするように構成された変調装置であって、前記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションは前記コンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第１のビットストリームまたはいずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションによって構築されたパターンは台形を含む変調装置と、
各副搬送波の前記ＱＡＭシンボルに従いＯＦＤＭ信号を生成するように構成された信号形成装置と
を含む送信機。
前記第１の種類のサービス・データはユニキャスト・サービス・データを含み、前記第２の種類のサービス・データはマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス・データを含む請求項１１に記載の送信機。
無線通信システムの基地局で、統合された複数のサービス・データを送信する方法であって、
統合されたサービス・データに関する指示情報を同報通信するステップであって、前記指示情報は一連の所定マッピング規則を含み、前記統合されたサービス・データは第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データとを含むステップと、
前記第１の種類のサービスのスケジューリング情報と前記第２の種類のサービスの信号とを送信するステップと、
第１の種類のサービス・データと第２の種類のサービス・データとをＱＡＭ変調シンボルのための前記一連の所定マッピング規則に従って結合し、統合されたサービス・データを生成するステップと、
前記統合されたサービス・データを送信するステップと
を含み、
前記一連の所定マッピング規則において、いずれかの第１のビットストリームに対応する複数のコンステレーションはコンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションは前記コンステレーション・マップの少なくとも２つの象限に配置され、いずれかの第１のビットストリームまたはいずれかの第２のビットストリームに対応する複数のコンステレーションによって構築されたパターンは台形を含む方法。
前記第１の種類のサービス・データはユニキャスト・サービス・データを含み、前記第２の種類のサービス・データはマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス・データを含む請求項１３に記載の方法。