JP5709348B2 - 無線通信方法、無線通信システム、基地局及び加入局 - Google Patents

Description

本発明は、基地局（ＢＳ；base station）が複数の固定式又は移動式の加入局（ＭＳ；fixed or mobile subscriber station）と通信する種類の無線通信システムに関し、より具体的には、このようなシステム内のリソース割り当てのために必要とされる信号伝達の制御に関する。

近年、様々な標準が、ブロードバンド無線リンクを介するデータ通信のために作成されてきた。１つのこのような標準は、ＩＥＥＥ８０２．１６規格に提示され、ＷｉＭＡＸとして一般的に知られている。この規格には、主に固定式加入局を有するシステムを対象としたＩＥＥＥ８０２．１６−２００４と、とりわけ移動式加入局を対象とするＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５とがある。以下の記載で、略記ＭＳは、移動式及び固定式の両方の加入局の略称として使用される。また、語“ユーザ”は、移動式又は固定式の加入局と同等の意味で使用される。

ＩＥＥＥ標準８０２．１６−２００４“固定式ブロードバンド無線アクセスシステムのためのエアインターフェース”並びにＩＥＥＥ標準８０２．１６ｅ−２００５“ＩＥＥＥ標準８０２．１６−２００４に対する補正２及び訂正１”の全内容は、本願に参照することで援用される。ＩＥＥＥ８０２．１６は、移動局が、少なくとも１つの“セル”を定める基地局の範囲内で基地局と通信するところの無線通信システムを定義する。所与の幾何学領域内の適切な位置に基地局を配置することによって、及び／又は同じ基地局に複数のアンテナを設けることによって、セルの近接するグループが、ワイドエリアネットワークを形成するよう作られ得る。なお、本明細書中で、語“ネットワーク”及び“システム”は同等の意味で使用される。

上記のようなシステムでは、データは、接続（磁気接続又はトランスポート接続）が移動局と基地局との間で保持される間、それらの間でパケット交換によってやり取りされる。加入局から基地局へのパケット送信の方向はアップリンク（ＵＬ）であり、基地局から加入局への方法はダウンリンク（ＤＬ）である。パケットは、システム及びその構成要素である無線デバイスに適用される階層プロトコルに従う所定のフォーマットを有する。そのようなものとしてパケットに関連するプロトコル層は、いわゆる物理層（ＰＨＹ）及びメディアアクセス層（ＭＡＣ）である。

メディアアクセス層は、ネットワークアクセス、帯域幅割り当て、及び接続保持を含む様々な機能の処理を担う。これは、“フレーム”に基づく無線媒体へのＢＳ及びＭＳのアクセス制御を含む。フレームは、システムでの所定時間単位であり、時間及び周波数領域において多数の“スロット”（以下参照）に分けられ、多数の送信アンテナを使用する場合には、更に空間的に多数のストリームに分けられ得る。

基地局と加入局との間（より厳密には、それらのデバイスのＭＡＣ層、いわゆるピアエンティティ（peer entities）の間）の接続は接続ＩＤ（ＣＩＤ）を割り当てられ、基地局は、その有効な接続又はサービスフローを保持するためにＣＩＤの経過を追う。サービスフローは、例えば、ＭＳのユーザによって行われる音声電話に相当しうる。加えて、基地局及び移動局は、それら自身の識別コードを有する（ＢＳのＢＳＩＤ、ＭＳのＭＳ ＭＡＣアドレス又は基本ＣＩＤ）。

様々な物理層実施が、利用可能な周波数範囲及び用途（例えば、以下で記載されるような時分割デュプレックス（ＴＤＤ；time division duplex）モード及び周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ；frequency division duplex）モード）に依存して、ＩＥＥＥ８０２．１６ネットワークで可能である。また、ＰＨＹ層は、例えばＯＦＤＭ（orthogonal frequency division multiplexing（直交周波数分割多重））又はＯＦＤＭＡ（orthogonal frequency division multiple access）のような伝送技術を定義する。ここで、これらの技術について簡単に説明する。

ＯＦＤＭでは、信号データストリームは、Ｎ個のパラレルなサブキャリアに変調される。各サブキャリア信号は、それ自身の周波数範囲を有する。これにより、帯域幅全体（すなわち、所与の時間間隔で送信されるべきデータ量）が、複数のサブキャリアにわたって分割されることが可能となり、各データシンボルの存続期間は増大する。各サブキャリアは、より低い情報レートを有するので、マルチキャリアシステムは、シングルキャリアシステムと比べ、チャネルによって引き起こされる歪み（channel induced distortion）に対する免疫が強化されている点で有利である。これは、各サブキャリアの伝送レート、ひいては帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅よりも小さいことを確実にすることによって可能にされる。結果として、信号サブキャリアで認められるチャネル歪みは周波数に依存せず、従って、簡単な位相及び振幅補正要素によって補正され得る。このように、マルチキャリア受信機内でのチャネル歪み補正エンティティは、システムの帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅を超えている場合に、シングルキャリア受信機内のその対応するものの複雑性を著しく低くする。

ＯＦＤＭシステムは、サブキャリアのスペクトラムが、それらが相互に独立しているという事実により干渉することなく重なり合うように、数学的に直交する複数のサブキャリア周波数（サブキャリア）を使用する。ＯＦＤＭシステムの直交性は、保護帯域周波数の必要性を除き、それによって、システムのスペクトル効率を増大させる。ＯＦＤＭは、多数の無線システムに関して提案及び採用されている。ＯＦＤＭシステムで、Ｎ個の変調されたパラレルデータソース信号を含むブロックは、送信機において時間領域で“ＯＦＤＭシンボル”として知られる信号を形成するよう離散逆又は高速フーリエ変換アルゴリズム（ＩＤＦＴ／ＩＦＦＴ）を用いることによって、Ｎ個の直交するパラレルなサブキャリアへマッピングされる。このように、“ＯＦＤＭシンボル”は、Ｎ個のサブキャリア信号のコンポジット信号である。受信機では、受信された時間領域信号が、離散型フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを適用することによって、周波数領域へ逆変換される。サブキャリアの全てが、データを搬送するために利用可能であるわけではない。例えば、２５６のサブキャリアを用いるＩＥＥＥ８０２．１６−２００４に従う固定式ＷｉＭＡＸシステムでは、１９２のサブキャリアはデータに利用可能であり、８のサブキャリアは、チャネル推定及び同期のためのパイロットサブキャリアとして使用され、残りは、保護帯域サブキャリアとして使用される。

ＯＦＤＭＡは、ＯＦＤＭの多重アクセス変異型である。それは、個々の加入者へサブキャリアのサブセットを割り当てることによって働く。これは、複数のユーザからの同時送信を可能にし、より良いスペクトル効率をもたらす。しかし、依然として、干渉することなく双方向通信、すなわち、アップリンク及びダウンロードの両方向における通信を可能にするという課題が存在する。２つのノード間の双方向通信を可能にするために、２つのよく知られる異なったアプローチが、デバイスが同じリソース媒体で同時に送信及び受信を行うことができないという物理的制限を解消するよう、２つの通信リンク（フォワード又はダウンリンク及びリバース又はアップリンク）をデュプレックス化するために存在する。第１の周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）は、伝送媒体を２つの異なった帯域（１つはＤＬ通信用であり、他はＵＬ通信用である。）に更に分割することによって、同時に、しかし異なる周波数帯域で、２つのリンクを動作させることを伴う。第２の時分割デュプレックス（ＴＤＤ）は、同じ周波数帯域で２つのリンクを動作させるが、ＤＬ又はＵＬのいずれか一方のみがいずれの時点でも媒体を利用しているように、時間においては媒体へのアクセスを更に分割する。いずれのアプローチもそれらのメリットを有しており、ＩＥＥＥ８０２．１６標準はＦＤＤ及びＴＤＤの両モードを組み込むが、以下の記載は主にＴＤＤモードを例とする。

本発明に特に関連するＯＦＤＭＡの変形例は、拡張性のあるＯＦＤＭＡ又はＳＯＦＤＭＡである。ＳＯＦＤＭＡでは、ＦＦＴサイズ、又は使用されるサブキャリアの数は、システムが占有すべきチャネルの帯域幅に基づいて増減される。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格は、ＳＯＦＤＭＡのＰＨＹが、サブキャリア間隔を有意に変更することを必要とすることなく、１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚの範囲にあるチャネルで使用され得るように、１２８、５１２、１０２４及び２０４８のＦＦＴサイズを定義する。ＦＦＴサイズは、電波チャネルの状態（すなわち、移動性及びフェーディング）に基づいて最適化され得る。加えて、ＯＦＤＭＡは、どのように物理的サブキャリアが論理的サブチャネルにグループ化されるかを定義する多数の“サブキャリア割り当て（subcarrier allocation）”スキームを提供する。サブキャリア割り当ての１つの方法は、周波数ダイバース（diverse）伝送と呼ばれる。この方法で、論理的サブチャネルは、周波数範囲全体にわたって分配されるサブキャリア（これは、サブキャリアの完全利用又はＦＵＳＣ（Full Usage of Subcarrier）と呼ばれる。）、又はサブキャリアの幾つかのサブセット内で分配されるサブキャリア（サブキャリアの部分利用又はＰＵＳＣ（Partial Usage of Subcarriers））を含む。他のサブキャリア割り当て方法、すなわち、帯域適応変調及び符号化（Band Adaptive Modulation and Coding）又はＡＭＣは、物理的に隣接するサブキャリアをグループ化することによってサブチャネルを形成する。同じフレームは、時間領域において別々の“区分（zone）”内でいずれの技術も用いることができる。各スロットは、使用されるサブキャリア割り当てスキームに依存して、１、２又は３のＯＦＤＭシンボルにわたって１つのサブキャリアを有する。

ＯＦＤＭＡのＰＨＹはまた、様々なバースト（burst）で使用される変調及び前進型エラー補正（ＦＥＣ；forward error correction）符号化技術を含む。通常、変調及び符号化レートの種類は、セルサイトからのユーザの範囲及び信号伝播環境、すなわち、ＢＳからの信号がどれくらい強くＭＳで受信されるかに依存する。これは、ＢＳとＭＳとの間で達成可能なデータレートが決定されることによる。これの１つの指標は、各ユーザが体験する信号対ノイズ及び干渉比である。高いＳＩＮＲを伴うユーザに関し、高レートの畳み込みターボ符号化（例えば、５／６）を伴う、６４レベルを有する直交振幅変調（６４ＱＡＭ）が使用され得る。ＢＳは、より低いＳＩＮＲを伴うユーザに関し、よりロバスト性の高いＱＡＭ（１６ＱＡＭ）及び／又は符号レートを用い、更に、より一層低いＳＩＮＲを伴うユーザのためのＱＰＳＫ及び／又はより低い符号レートへ向かう。ＢＳは、ユーザのダウンリンク及びアップリンクバーストごとに異なる変調技術を使用することができる。適切な変調技術を選択することによって、伝送におけるエラーは最小限にされ得、リンク効率は最適化され得る。図１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準（ＷｉＭＡＸ）のＯＦＤＭＡ物理層モードで使用されるＴＤＤフレーム構造を表す。ＯＦＤＭＡ物理層は、利用可能なＯＦＤＭシンボル及び構成要素サブキャリア（図１参照）を、上記のサブキャリア割り当て技術を用いて、異なる論理及び物理サブチャネルに分け、多数のバーストが各時間間隔で共存することを可能にする。各フレームは、夫々別個の伝送間隔であるＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームに分けられる。ダウンリンクＤＬで、単一のバーストは幾つかのユーザ（加入局）によって共有されうるが、アップリンクＵＬでは、各バーストは、概して、単一のユーザに対応する。ＷｉＭＡＸシステムで、ＤＬサブフレームは、ＦＵＳＣ、ＰＵＳＣ及びＡＭＣのための区分を含み、ＵＬサブフレームは、ＰＵＳＣ又はＡＭＣを伴う区分を含みうる。図１で、フレームは、所与の時間長さ及び所与の周波数帯域を占有すると考えられ得る。図１で、時間領域は“ＯＦＤＭＡシンボル番号”によって表され、周波数領域は“サブチャネル論理番号”によって表される（各サブチャネルは、上記で参照されるサブキャリアの組である。）。サブフレームは、送信／受信及び受信／送信遷移保護間隔又はギャップ（夫々、ＴＴＧ及びＲＴＧ）によって分けられる。ＴＴＧ及びＲＴＧは、ＢＳ及びＭＳの時間が、受信モードと送信モードとの間で切り替わることを可能にする。各ＤＬサブフレームは、後にフレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ；Frame Control Header）、ＤＬ−ＭＡＰ、及び、存在すれば、ＵＬ−ＭＡＰが続くプリアンブルから始まる。ＦＣＨは、ＤＬ−ＭＡＰの長さ及びバーストプロファイルを特定するようＤＬフレーム・プリフィックス（ＤＬＦＰ；DL Frame Prefix）を含む。ＤＬＦＰは、各フレームの開始時に送信されるデータ構造であり、現在のフレームに関する情報を含み、それはＦＣＨへマッピングされる。ＤＬ割り当ては、ブロードキャスト、マルチキャスト及びユニキャストであり、それらはまた、サービング（serving）BＳよりもむしろ他のＢＳのための割り当てを含みうる。

ＤＬサブフレームは、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰを有するブロードキャスト制御フィールドを含む。ＤＬサブフレームによって、ＢＳは、受信デバイスにフレーム構造を通知する。ＭＡＰは、フレームにおける帯域幅割り当てのマップであり、また、他のＰＨＹ信号伝達関連のメッセージを含む。それは、接続ＩＤを夫々含む、図１に示される情報要素（ＭＡＰ＿ＩＥ）から成る。ＭＡＰ＿ＩＥは、情報の送受信を行うために、それらの接続がどのバーストへ割り当てられているかを移動局に通知する。このように、ＴＤＤ及びＦＤＤモードネットワークで、帯域幅割り当ては、フレーム内のリソース（スロット）の割り当てを意味する。

各ＤＬバーストは、周波数及び時間の両次元で所定の範囲を有する“２−Ｄ”構造を有する。従って、ＭＡＰ＿ＩＥは、周波数スペクトル（周波数帯域）の部分のみ成らず、バーストが位置するサブフレーム存続期間の部分も、関連するＭＳに通知する必要がある。この情報は、０次の論理サブチャネルに関してはサブチャネルオフセット（周波数）の形で、及びサブフレームの開始に関してはシンボルオフセット（時間）の形で提供される。図１の例で、各ＭＳは、ＢＳからＭＳへのダウンリンクでデータを送信するために、ＤＬサブフレーム内で２−Ｄバーストを割り当てられている。アップリンクに関しては、目下のＷｉＭＡＸ標準は、関連する区間の存続期間全体にわたって延在するようにＵＬ割り当てを定義する。それは、１の区間のみが、単一接続への割り当てが次の周波数帯域に繰り越すように、図１におおまかに表されるように、しかし、曲がりくねったパターン（snake-like pattern）（図示せず。）を有して定義される場合に、サブフレーム全体でありうる。このように、概して、ＵＬ割り当ての定義は、存続期間パラメータしか必要とされない場合に、ＤＬ割り当てを、更に、ＡＭＣの場合では、以前の割り当てからのスロットに関するオフセットを定義するよりも簡単である。夫々のＭＡＰ＿ＩＥは、図中に矢印で示されるように、移動局の夫々の接続へバーストをリンクする。例えば映像ストリーミングのようなサービスの場合に、ダウンリンクにおけるリソース割り当ての量は、アップリンクにおける量の何倍も必要とされ得る。

図１は、７人のユーザがＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームの両方において夫々１つのバーストを割り当てられている例を示す。この例で、ＭＡＰ＿ＩＥを介する信号伝達は、既に若干複雑であるが、実際的なシステムは、同じフレームで同時により多くのユーザを扱う必要がある。あるいは、単一のユーザはバーストのみならず占有することができる。このように、ＭＡＰ＿ＩＥの数は大きくなり、信号伝達を制御することによって取られるＤＬサブフレームの割合を増大させ、データに利用可能な割合を低減する。

従って、上記のようなシステムにおいて、特に、それらがより大きなシステム帯域幅をサポートするよう拡張される場合に、信号伝達メカニズムを改善することが必要である。

本発明の第１の態様に従って、基地局はフレーム単位で複数の加入局と通信し、各フレームは、複数のシンボルを含む時間におけるある存続期間と、サブキャリア又はサブチャネルの総数を有するある周波数帯域と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有するよう構成され、各フレームは、前記加入局の夫々へ割り当てられるバーストを夫々有し、各バーストは、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットを占有する、無線通信方法が提供される。

この方法において、望ましくは、前記加入局の夫々は、前記基地局から送信される１又はそれ以上のフィールドを有する夫々の制御メッセージによって、その割り当てられているバーストの特性を通知される。この方法は、現在使用されているフレーム構成に依存して、前記制御メッセージに含まれる１又はそれ以上のフィールドの長さを変えるステップを有する。

各制御メッセージは、前記バーストのシンボルオフセットを定める第１のフィールドを有することができる。前記第１のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して設定される。

各制御メッセージは、上述された第１のフィールドに加えて又はそれに代えて、前記バーストにおけるシンボルの数を定める第２のフィールドを有することができる。前記第２のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して設定される。

各制御メッセージは、前記バーストのサブチャネルオフセットを定める第３のフィールドを有することができる、又は、これを更に有することができる。前記第３のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して設定される。

各制御メッセージは、前記バーストにおけるサブチャネルの数を定める第４のフィールドを有することができる、又は、これを更に有することができる。前記第４のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して設定される。

好ましい実施例で、前記フレーム構成は、前記基地局と前記加入局との間の伝送のために別のサブキャリア割り当てスキームを用いる複数の区間を更に有する。前記第１及び第２のフィールドにおけるビットの数は、前記バーストが属する区間に使用されるサブキャリア割り当てスキームに依存する。

望ましくは、また、各フレームは、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを含み、前記制御メッセージは、前記ダウンリンクサブフレームに含まれる少なくともダウンリンクマップのマップ情報要素に含まれる。別のサブキャリア割り当てスキームは、前記ダウンリンクサブフレームの夫々の区間内で用いられ得る。かかる区間は、ＰＵＳＣ区間及びＡＭＣ区間を含みうる。

当該方法は、前記基地局が、少なくとも１つの前記フレームにおいて、変更される前記１又はそれ以上のフィールドの長さを特定する情報を特定するステップを更に有する。更に、当該方法は、前記現在使用されているフレーム構成を、異なる時間存続期間、周波数帯域及び／又はサブキャリア割り当てスキームを有する他のフレーム構成へと変更し、前記基地局が、次のフレームにおいて、前記１又はそれ以上のフィールドの長さを特定する前記情報を新たに特定するステップを更に有する。このような実施例で、望ましくは、一のフレームにおいて前記特定するステップを実行した後、該特定するステップは、前記現在使用されているフレーム構成が変更されるか、又はリフレッシュのためのタイムアウトに達するまで、次に続くフレームに関し省略される。

各フレームがダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを含む構成において、望ましくは、前記情報は、一のダウンリンクサブフレームのダウンリンクチャネル記述内に含まれる。

本発明の第２の態様に従って、基地局はフレーム単位で複数の加入局と通信し、各フレームは、複数のシンボルを含む時間における所定の存続期間と、サブキャリア又はサブチャネルの総数を含む周波数における所定の範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する可変な構成を有し、各フレームは、前記加入局の夫々へ割り当てられるバーストを夫々有し、各バーストは、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットによって定められ、前記加入局の夫々は、前記基地局から送信される夫々の制御メッセージによって、その割り当てられているバーストの特性を通知される無線通信システムであって、
前記基地局は、現在使用されているフレーム構成に依存するサイズを有して各制御メッセージを構成するよう配置される無線通信システムが提供される。

各制御メッセージは、
前記バーストのシンボルオフセットを定める第１のフィールドであって、当該第１のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームを考慮して必要とされる最小数に設定される第１のフィールド、
前記バーストにおけるシンボルの数を定める第２のフィールドであって、当該第２のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームを考慮して必要とされる最小数に設定される第２のフィールド、
前記バーストのサブチャネルオフセットを定める第３のフィールドであって、当該第３のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数を考慮して必要とされる最小数に設定される第３のフィールド、及び
前記バーストにおけるサブチャネルの数を定める第４のフィールドであって、当該第４のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数を考慮して必要とされる最小数に設定される第４のフィールド
のうちの１又はそれ以上を含む。

好ましい実施例で、各フレームは、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを含み、少なくともダウンリンクサブフレームでの前記フレーム構成は、前記基地局から前記加入局への伝送のために別のサブキャリア割り当てスキームを用いる複数の区間を更に有する。この場合に、前記第１及び第２のフィールドは両方とも、各制御メッセージに存在し、前記第１及び第２のフィールドにおけるビットの数は、前記バーストが属する区間に使用されるサブキャリア割り当てスキームに依存する。

当該システム内の加入局は、前記制御メッセージのサイズ情報に従って、前記制御メッセージを復号するよう配置され得る。前記サイズ情報は、前記基地局から送信される。このようなサイズ情報は、そのダウンリンクサブフレームのダウンリンクチャネル記述内で送信され得る。

当該システムは、ＳＯＦＤＭＡの形式であり、前記現在使用されているフレーム構成は、時間及び／又は周波数領域においてスケーリングすることによって変更され得る。

本発明の第３の態様に従って、無線通信システムで使用され、フレーム単位でデータを送受信することで複数の加入局と通信する基地局であって、各フレームは、複数のシンボルを含む時間における所定の存続期間と、総サブチャネル数を有する周波数における所定の範囲と、サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する構成を有する基地局において、
ネットワークを介して受信される構成情報に従って前記フレームを構成し、
前記加入局の夫々へ割り当てられるバーストを夫々有し、各バーストが前記シンボル及びサブチャネルの一部を占有するよう、次に続くフレームを構成し、
各加入局へ夫々の制御メッセージを送信することで、その割り当てられるバーストの特性を前記加入局の夫々に通知する
よう配置され、
現在使用されているフレーム構成に依存して各制御メッセージのフォーマットを決定し且つそのように決定された前記制御メッセージを前記加入局に通知するよう配置される基地局が提供される。

各制御メッセージは複数のフィールドを有し、
当該基地局は、
前記バーストのシンボルオフセットを定める第１のフィールドであって、当該第１のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して変更される第１のフィールド、
前記バーストにおけるシンボルの数を定める第２のフィールドであって、当該第２のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して変更される第２のフィールド、
前記バーストのサブチャネルオフセットを定める第３のフィールドであって、当該第３のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して変更される第３のフィールド、及び
前記バーストにおけるサブチャネルの数を定める第４のフィールドであって、当該第４のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して変更される第４のフィールド
のいずれかを変更することによって各制御メッセージのフォーマットを決定するよう配置される。

好ましい実施例で、前記フレームは、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを夫々有するＯＦＤＭＡフレームであり、前記制御メッセージは、前記ダウンリンクサブフレーム及び前記アップリンクサブフレームのうちの少なくとも１つに関し提供される。このとき、当該基地局は、前記ダウンリンクサブフレームに含まれるダウンリンクチャネル記述に情報を付加することで前記制御メッセージのフォーマットを各加入局に通知するよう配置される。

本発明の第４の実施例に従って、無線通信システムで使用され、フレーム単位でデータを送受信することで基地局と通信する加入局であって、各フレームは、複数のシンボルを含む時間における所定の存続期間と、サブキャリア又はサブチャネルの総数を有する周波数における所定の範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する構成を有する加入局において、
各フレームにおいて、当該フレーム内のリソース割り当てを当該加入局に通知する制御メッセージを受信して、復号するよう配置され、
前記制御メッセージとは別に受信される前記制御メッセージのサイズ情報に従って前記制御メッセージを復号するよう動作する加入局が提供される。

ここで、望ましくは、前記サイズ情報は、
前記リソース割り当てのシンボルオフセットを定めるために前記制御メッセージで使用されるビットの数、
前記リソース割り当てによって占有されるシンボルの数を定めるために前記制御メッセージで使用されるビットの数、
前記リソース割り当てのサブチャネルオフセットを定めるために前記制御メッセージで使用されるビットの数、及び
前記リソース割り当てによって占有されるサブチャネルの数を定めるために前記制御メッセージで使用されるビットの数
のうちの少なくとも１つを有する。

当該加入局は、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを夫々有するＯＦＤＭＡフレームを用いて通信するよう構成され得、前記制御メッセージは、少なくとも前記ダウンリンクサブフレーム内のリソース割り当てに関係し、当該加入局は、前記ダウンリンクサブフレームのダウンリンクチャネル記述に付加されるサイズ情報に基づいて前記制御メッセージを復号するよう配置される。

本発明は、更に、無線通信システムにおける基地局又は加入局の処理装置によって実行される場合に、上述されたような基地局又は加入局を夫々提供するソフトウェアを含む。

本発明は、更に、無線通信システム使用されるフレームフォーマットであって、フレームは、複数のシンボルに分割される時間における所定の存続期間と、複数のサブキャリアに分割される所定の帯域幅と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも１つのサブキャリア割り当てスキームとを有する可変な構成を有し、各フレームは、複数の加入局の夫々へ夫々割り当てられる少なくとも１つのバーストを有し、各バーストは、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットによって定められるフレームフォーマットにおいて、
制御メッセージを有し、
前記制御メッセージによって、前記加入局の夫々は、その割り当てられているバーストの特性を通知され、
前記制御メッセージは、現在使用されているフレーム構成にとって最適化されたサイズを有するフレームフォーマットを提供する。

本発明の実施例に従って、上記のようなシステムにおいて、特に、それらがより大きなシステム帯域幅をサポートするよう拡張される場合に、信号伝達メカニズムを改善することが可能となる。

一例として、添付の図面を参照する。

上述されているように、ＯＦＤＭＡに基づく通信システム（例えば、８０２．１６ｅ−２００４及び８０２．１６ｅ−２００５）では、リソースをそのセル内の各固定又は移動加入局（ＭＳ）へ割り当てるために、基地局（ＢＳ）は最初に、２次元（２ｘＤ、周波数及び時間領域）リソース割り当てと、例えば、各ＭＳとの接続のための伝送電力、変調及び符号化スキームのような、関連する伝送パラメータとをスケジューリングする（schedule）。次いで、ＢＳは、図１に示されるＭＡＰ−ＩＥ（ＭＡＰ情報要素）を用いることによって、各ＭＳへ割り当て及び関連する情報を伝える。各ＭＡＰ＿ＩＥは、ダウンリンクにおいて１つの“バースト（burst）”に対応するが、各ＭＡＰ＿ＩＥ／ｂｕｒｓｔは、多数の接続のために使用され得る。以下、ＭＡＰ＿ＩＥはまた、“制御メッセージ”とも呼ばれる。

しかし、例えば、８０２．１６ｅ−２００５のような、目下提案されているＯＦＤＭＡに基づく無線通信システムでは、特に、多数のユーザがフレームごとにスケジューリングされる場合に、物理層でのこのような制御信号伝達によるオーバヘッドは厄介である。この好ましくないオーバヘッドは、主に、ＭＡＰの構成に起因する。この場合に、多数のビットが、フレーム内でそのリソースをＭＳに通知するために必要とされる。このようなオーバヘッドは、具体的には、先に説明されたようなＤＬ割り当てを定める際に生ずる。目下提案されているシステムでは、たとえＵＬ割り当ての定義が将来のシステムで変化することがあっても、それは殆ど問題とならない。このオーバヘッドは、特に、多数のユーザがフレームごとにスケジューリングされる場合に、深刻な容量及びスループット低下を引き起こしうる。この場合に、各ユーザは、ＤＬ及びＵＬＭＡＰ、並びにＤＬ及びＵＬＭＡＰ＿ＩＥを用いてフレーム内でリソースを割り当てられるべきである。大きなオーバヘッドの一因となるこれらＭＡＰの夫々におけるメインパラメータは、１６ビットＣＩＤ及び（以下で説明されるサブチャネルオフセット及びシンボルオフセットを含む）２−Ｄ割り当てビットである。これらのエンティティの夫々はユーザごとに必要とされ、多くの場合において、フレームごとに１人のユーザにつき１つのバーストが割り当てられる。

図１のフレーム構成は、既に一般論として記載されているが、ここで、上記課題がより明らかに理解されるように、より詳細に説明される。

ＴＤＤフレーム構成では、第１のシンボルは、主に同期の目的で使用されるプリアンブル（ＰＲＥＡＭＢＬＥ）によって占有されている。プリアンブルに続く第２及び第３のシンボルにはＦＣＨがある。ＦＣＨは、よく知られているフォーマットを用いて伝送され、続くＭＡＰメッセージを復号する十分な情報、すなわち、ＭＡＰメッセージ長、符号化スキーム及びアクティブ・サブチャネルを提供する。ＦＣＨの後にはＤＬ−ＭＡＰが続き、その後にＵＬ−ＭＡＰが続く。これらのＭＡＰメッセージは、フレーム内のトラフィックチャネルの割り当てられるリソース（スロット）に関する情報を提供する。これらのＭＡＰは、フレーム内のバーストを定義するＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ及びＵＬ−ＭＡＰ＿ＩＥを含む（すなわち、一のＭＡＰ＿ＩＥは、フレーム内の１バーストに関する）。例えばサブチャネルオフセット及びシンボルオフセットのような、これらの制御メッセージ内の情報は、これらが、サブフレーム内のリソースの位置を見つけるためにＭＳによって使用されるので重要である。例えばＣＩＤ（Connection Identifier）、変調及び符号化スキーム並びにサブチャネルの数といった他の情報も、これらがバースト内のデータの適切な復調及び復号化を可能にするので重要である。Ｓｕｂ−ＭＡＰ（これによって、自身の制御信号において同じ変調スキームを使用することが可能なユーザがまとめられうる。）及びＲＣＩＤ（Reduced CID；これは、完全なＣＩＤよりも少ないビットを有するこのようなユーザのグループを識別する。）は、上記の情報を送る際に被るオーバヘッドを最小限とするために圧縮ＭＡＰと共に用いられうる。上記メッセージはブロードキャストであり、すなわち、ＢＳを備えた全てのユーザへ送信される。しかし、各Ｓｕｂ−ＭＡＰで使用される変調及び符号化は、各メッセージでスケジューリングされるユーザの最低必要要件に基づき変更される。

ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰの後には、ダウンリンクチャネル記述（ＤＣＤ）及び／又はアップリンクチャネル記述（ＵＣＤ）が存在しうる。ＤＣＤ及びＵＣＤは、ダウンリンクバースト及びアップリンクバーストの構成及びフォーマットに関するあるパラメータを定義するよう、周期的な間隔で基地局（ＢＳ）によって送信されうる。ＤＣＤ又はＵＣＤは、フラグメント化可能なブロードキャスト接続で送信される。それはフレームごとに送信される必要はなく、一般に、数秒ごとに１度ＤＣＤを送信すれば十分であり、メッセージはフラグメント化され得、そのフラグメントは多数のフレームにわたって送信される。ＴＬＶ（type（種類）、length（長さ）、value（値））符号化されるこのような情報は、例えば、ＴＴＧ時間及びＲＴＧ時間、中心周波数、ＢＳ ＩＤ、フレーム存続期間及びハンドオーバタイプのようなパラメータを含みうる。また、ＤＣＤ及びＵＣＤ内には、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレーム内のバーストに使用されるバーストプロファイルの記述子が含まれうる。この情報もＴＬＶ符号化され、例えばＦＥＣタイプ、符号化レート及び変調のような情報を含みうる。定義されると、次いで、これらのプロファイルは、ダウンリンク区間使用コード（ＤＩＵＣ；Downlink Interval Usage Code）及びアップリンク区間使用コード（ＵＩＵＣ；Uplink Interval Usage Code）と呼ばれる数字インデックスを介して、後のフレームにおけるＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ及びＵＬ−ＭＡＰ＿ＩＥで参照されうる。（ＤＩＵＣ及びＵＩＵＣを夫々含む）ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ及びＵＬ−ＭＡＰ＿ＩＥの復号から、移動局（ＭＳ）は、その割り当てられているバーストで利用されるバーストプロファイル（すなわち、変調及び符号化スキーム）を決定することができる。構成のいずれかが、物理チャネル又はバーストプロファイルに関しＴＬＶ符号化された情報の何れか一方において変わる場合に、ＤＣＤ及び／又はＵＣＤは、これまでのように（すなわち、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰの後で）更新されて、送信されるべきである。

多数のユーザがフレームごとにスケジューリングされている場合を考えると、このような信号伝達メカニズムにより被るオーバヘッド、より具体的には、ＭＡＰ＿ＩＥ制御メッセージの長さは、システムの達成可能な容量に深刻な影響を及ぼしうる。これにより、結果として、ユーザスループットの低下が生ずる。更に、完全なセル補償範囲を提供するために、ブロードキャストＭＡＰは、ゆっくりではあるが、ロバストであるＱＰＳＫ１／２レートで送信されるべきであって、通常、全てのユーザが所望の制御情報を適切に復調及び復号することができることを確実にするよう１又はそれ以上の繰り返しを必要とする。殆どの場合に、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰは、セル補償範囲の所望のパーセンテージ及び支配的な伝播環境に依存して４又は６度繰り返されうる。従って、繰り返されるブロードキャストデータは、フレーム内でオーバヘッドを著しく増大させ、結果としてシステムの容量を低下させることは明らかである。

現在のＷｉＭＡＸに基づくシステムでは、全てのユーザがブロードキャスト制御情報を受信することを確実にする必要があることによる大きなオーバヘッドの影響を低減するメカニズムがある。例えば、制御情報は、最大で３つのＳｕｂ−ＭＡＰ及び１つの圧縮ＭＡＰに分けられ、変調及び符号化スキームはＳｕｂ−ＭＡＰごとに変更され得る。多数のＳｕｂ−ＭＡＰメッセージを用いることによって、様々なユーザの制御情報は、それらの個々のＳＩＮＲに基づきより最適なレートで送信され得る。更に、ＲＣＩＤを利用することが可能である。これは、通常の１６ビット値に代えて、短縮された３、７又は１１ビットに基づくＣＩＤを使用する。しかし、ＤＬにおける２−Ｄ割り当てに基づく媒体アクセスの基本配置は、依然として、特に多数のユーザをサポートするために、非効率的なメカニズムをもたらす。上述されたように、２−Ｄ割り当て要素は、全てのＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥに存在しうる。表１は、ＰＵＳＣのサブフレーム内で２−Ｄリソースを表すために使用されるビットの数を明らかにするものである。

表１は、４つのパラメータが通常、少なくとも、現在提案されているＷｉＭＡＸシステムでのＤＬリソース割り当てに関し、２−Ｄでリソース割り当て（バースト）を定義するために使用されることを示す。シンボルオフセット及びシンボルの数は、時間領域でバーストの開始点及び範囲を決定する。サブチャネルオフセット及びサブチャネルの数は、周波数領域でバーストの配置及び範囲を定義する。全てのＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥで、これらのビット値（すなわち、各制御メッセージの夫々のフィールドによって占有されるビットの数）は一定であり、如何なる時点でも変更され得ない（ＵＬ−ＭＡＰ＿ＩＥでは、２−Ｄ割り当てビットは、ＵＩＵＣ＝１２により示されるＣＤＭＡレンジング（ranging）割り当てにのみ必要とされる点に留意すべきである。）。しかし、本発明者は、上記値のうちの１又はそれ以上に使用されるビットの数を変更可能にして、使用されているフレームフォーマットに関し適切に制御メッセージの大きさを定められることが有利であると認識していた。原理上、上記の４つのパラメータのうちのいずれか１つ又はそれ以上は、たとえ、原理上は、それらが、以下のように２つの組にグループ化されうるとしても、長さにおいて可変にされ得る。これは、可変なフレームサイズとＳＯＦＤＭＡとの組み合わせにより可能である。

第１の方策は、シンボルオフセット及びシンボルの数に使用されるビットの数を可変にすることである。これは、これらのパラメータが、予め決定されうるＤＬサブフレーム長によって決定され得ることによる。最初に、ＩＥＥＥ８０２．１６標準の開発の間は、これらの値は、ＯＦＤＭＡ ＰＨＹに関し、２０４８のＦＦＴ及び２０ｍｓのフレーム存続期間に基づいていた。しかし、２０ｍｓフレームは、ユーザが媒体において高移動性へと移ることをサポートするには不適切であることが広く知られている。一般に、５ｍｓフレームが最適な存続期間として好まれており、従って、シンボルオフセット及びシンボルの数を表すために必要とされるビットの数は、夫々、８及び７よりも小さい。更に、ＴＤＤシステムでは、実際のＤＬサブフレームの存続期間は、通常、存続期間でより一層短く、将来の展開においては、移動性サポートを改善すべく更に低減され得る。

第２の方策は、サブチャネルオフセット及びサブチャネルの数に使用されるビットの数を可変にすることである。表１で示される６ビットフィールドは、２０４８ＦＦＴサイズに適用するよう設定されるが、全ての実際のＷｉＭＡＸシステムが２０４８ＦＦＴを使用するわけではない。現在、ＷｉＭＡＸフォーラム・プロファイルでは、５１２及び１０２４ＦＦＴサイズのみが利用される。実際には、システムがセットアップされると、同じＦＦＴサイズが保持される。しかし、少なくとも幾つかの用途で、同様にこれらの値のビット長を小さくすることが可能でありうる。

このようにして、表１に示される拡張不可能な値は、特に多数のユーザがフレームごとにスケジューリングされる場合に不必要且つ増大した信号伝達オーバヘッドをもたらす最悪な場合のシナリオ（例えば、２０４８ＦＦＴを伴う２０ｍｓフレーム）に関し固定される。

このようにして、本発明は、２−Ｄリソース割り当てを示すために制御メッセージで使用されるビットの数が低減され、特定のフレーム構成に関し最適化されるところの新規の信号伝達メカニズムを提供する。通常、フレーム存続期間及びＦＦＴは両方とも再構成可能である。この場合に、表１に挙げられ且つ制御メッセージで使用される最大で全部で４つのパラメータは、基地局で適切にサイズを整えられ得る。

シンボルオフセット及びシンボルの数は、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥが関連付けられる区間に使用されるサブキャリア割り当てスキーム及びフレーム存続期間へ拡張可能である。任意に、更に又は代わりに、サブチャネルオフセット及びサブチャネルの数は、選択されるＦＦＴサイズに基づき最適化され得る。これらの値（すなわち、上記のパラメータを表すために使用される各フィールドにおけるビットの数）の幾つか又は全ては、ＴＬＶ符号化され、ＤＣＤ内で送信され得る。上述されたように、ＤＣＤは周期的にしか送信されず、故に、パラメータフィールドの長さに使用される値は、オーバヘッドを全てのフレームへ付加することはない。従って、その後のフレームでは、ＭＳは、これらのパラメータを表すために使用されるビットの数を知ることができ、従って、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥでのフィールドサイズを知ることができる。あまり好ましくはないが、代替案はＦＣＨに長さ情報を置くことである。これは、同じ情報が全てのフレームで不必要に送信されうるので、あまり有効ではない。

幾つかのシステムでは、適切なフレーム存続期間／ＦＦＴサイズが決定される場合に、フレーム構成を変更する必要はない。このような場合に、ＭＳは、制御メッセージにおいて各フィールドのサイズを設定するよう、可能であれば製造の間に又は配備の前に、予め設定され得る。ＳＯＦＤＭＡで提供される他のシステムでは、様々な値がＭＡＰ＿ＩＥにおけるビット長にとって適切となりうるように、フレーム構成が動的に構成されることが望ましい。これらの値が何らかの理由で変更される必要がある場合には、ＤＣＤは、新たなＴＬＶ符号化されたパラメータを用いて更新及び送信され得る。

この方法は、特に、短い存続期間（すなわち、２ｍｓ）が選択される場合に、オーバヘッドを小さくすることに関し、潜在的に、非常に有利でありうる。この場合には、ほんの僅かのビットしか、シンボルオフセット及びシンボルの数といったパラメータを表すために必要とされない。これらの値がフレーム存続期間及びサブチャネル化スキームへと拡張可能である場合に、信号伝達オーバヘッドは、既存のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５システムに比べて若干低減され得る。

上述されたように、本発明の実施例は、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ及び、必要に応じてＵＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ内の２−Ｄ割り当てビットフィールドサイズが拡張可能であることを可能にする。更に、これらのビットはまた、バーストが割り当てられている区間内で使用されるサブキャリア割り当てスキームへも拡張可能でありうる。バーストが部分的に使用されるサブキャリア（ＰＵＳＣ；Partially Used Sub-Carriers）区間内で割り当てられている場合に、シンボルオフセット及びシンボルの数を表すために使用されるビットの数は、更に低減され得る。この理由は、ＰＵＳＣスロットが２つのＯＦＤＭＡシンボルによって１つのサブチャネルとして定義され、従って、区間全体に関し、２の倍数しかシンボルオフセット及びシンボルの数を示すために必要とされないためである。しかし、バーストが適応変調及び符号化（ＡＭＣ；Adaptive Modulation and Coding）区間内に割り当てられている場合には、シンボルオフセット及びシンボルの数を表すために使用されるビットの数は、更にもう一度低減され得る。これは、ＡＭＣの構成が２×３である場合に、スロットが３つのＯＦＤＭＡシンボルにわたる（パイロットを含む）５４個のサブキャリアであるとして定義され、従って、区間全体に関し、３の倍数しかシンボルオフセット及びシンボルの数を示すために必要とされないためである。

ここで記載される２つの場合は、ダウンリンクサブフレームに関し図２に表されている。図２から、ＰＵＳＣ及びＡＭＣの２つの区間があることは明らかである。ＭＳは、どの区間がリソースを割り当てられているのかを、ＤＬ区間スイッチＩＥによりＤＬ−ＭＡＰ内で通知されうる。従って、図２を参照して、ＡＭＣシンボルオフセットｙの値は、ＤＬ区間スイッチＩＥから決定され得る。デフォルトで、現在のＯＦＤＭＡ ＷｉＭＡＸシステムにおける全てのフレーム内の最初の区間はＰＵＳＣであり、従って、ＰＵＳＣシンボルオフセットｘの値は１となる点に留意すべきである。

図３を参照して、以下のステップは、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ内でシンボルオフセット及びシンボルの数を表すために必要とされうるビットの数を決定するために必要とされる。ＵＬ−ＭＡＰ＿ＩＥは、２−Ｄ要素がＣＤＭＡレンジングチャネルを割り当てるためにのみ必要とされる場合には考慮されない点に留意すべきである。

（Ｓ１）ブロードキャストＤＣＤの受信。上述されるように、これは、物理チャネルの構成に関する情報と、バーストプロファイルに関する情報とを含みうる。

（Ｓ２及びＳ３）物理チャネルを記述するＴＬＶ情報の復号化。この情報から、ＭＳは、幾つかについては予め記述されている多数のパラメータを通知され得る。具体的に、物理チャネル構成パラメータは、ＰＵＳＣ及びＡＭＣの両区間に関しシンボルオフセット、シンボルの数、サブチャネルオフセット及びサブチャネルの数を表すために必要とされる最大ビット数を決定する。

（Ｓ４）バーストプロファイル（すなわち、変調及び符号化スキーム）を記述するＴＬＶ情報を復号化。

（Ｓ５）物理チャネルパラメータが変更されるか、又はリフレッシュのためのタイムアウトに達するまで、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥを解釈するために、その後のフレームにおいてＤＣＤ内の全ての復号された情報を使用。

ここで、上記の方法の幾つかの可能な実施について説明する。

表２は、ＰＵＳＣ使用時にＷｉＭＡＸフォーラム・プロファイルによってサポートされるフレーム構成の両極端の４つのＩＥフィールドの夫々に関する所要サイズと、標準で使用される目下のフィールドサイズとをまとめる。この表は、（圧縮ＭＡＰ、Ｓｕｂ−ＭＡＰポインタ及びＳｕｂ−ＭＡＰメッセージの利用を必要とする）１つのＳｕｂ−ＭＡＰが利用されるとすると、１０ＩＥが含まれている場合に関しビットにおいて結果として現れるＩＥオーバヘッドと、総オーバヘッドとを示す。

表２から、可変フィールド長技術がＩＥＥＥ８０２．１６システムのために利用されている場合に、オーバヘッドは、考えられるプロファイルに関して９．８％から１５．５％の間で減少することが明らかであり、これによりＤＣＤメッセージに余分の２バイト（１６ビット）が生ずる。１６ビットは、４つの変数のフィールドサイズのための３ビット、及び最も近いバイトに切り上げるよう挿入される余分の４ビットでありうる点に留意すべきである。

将来的な展開に関し、標準及びプロファイルは、（およそ１又は２ｍｓの）より短いフレーム存続期間と、場合により（２０４８及び４０９６の）より大きいＦＦＴサイズとをサポートするよう拡張されることが期待され得る。これらの可能性に比べ、図３のフレーム構成は、起こりうるばらつきの表示と、目下のフィールドサイズが保持されるか、あるいは、少なくともそれらが最悪の場合のシナリオを考慮して調整される場合に起こるオーバヘッドとを与える。

このようなオーバヘッドの低減が容量増大に関して何に変わるかを理解すべく、表４に幾つかの例を与える。

上の表で、マップは６度繰り返され、ＱＰＳＫ１／２レート符号化されるとすると、減少するＣＩＤの長さは７ビットであり、圧縮されるＭＡＰ＋Ｓｕｂ−ＭＡＰポインタ及びＳｕｂ−ＭＡＰは、セグメント化されたＰＵＳＣで送信され、セグメント化された区分（zone）におけるデータ送信のために使用される４（３５シンボル／５ｍｓの場合）又は２（１４シンボル／２ｍｓの場合）の更なるシンボル、及びその残りは、使用する全てのサブチャネル区分におけるデータ送信のために使用される。

表４から、第１のシナリオに関し、９．９％の信号伝達オーバヘッドにおける対応する減少は、（厳密なフレーム構成に依存して）約９．４％の容量増大をもたらしうる。一方、第２及び第３のシナリオに関し、いずれの場合にも得られる１５．５％の信号伝達オーバヘッドにおける減少は、夫々、３７．５％及び７５％の容量増大をもたらしうる。

要約すると、本発明は、ＯＦＤＭＡ無線通信システムにおける信号伝達メカニズムを提供する。このシステムでは、各フレームで２−Ｄリソース割り当てを示すために使用されるビットの数は減少し、特定のフレーム構成のために最適化される。フレーム存続期間が可変であるシステムでは、シンボルオフセット及びシンボルの数を表すために使用される、各フレームの少なくともＤＬ−ＭＡＰ及び任意にＵＬ−ＭＡＰにおけるＭＡＰ＿ＩＥ内のビットの数は、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥが関連する区分に使用されるサブキャリア割り当てスキーム及びフレーム存続期間へと拡張される。同様に、ＦＦＴサイズ（帯域幅）が可変であるシステムでは、可変な数のビットが、サブチャネルオフセット及びサブチャネルの数に使用され、これは、選択されるＦＦＴサイズ及びサブキャリア割り当てスキームに基づいて最適化され得る。使用されるビット数は、ＴＬＶ符号化され、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰに続くダウンリンクチャネル記述内で送信される。従って、その後のフレームでは、各加入局は、ＤＣＤが更新されるまで、これらのパラメータを表すために使用されているビットの数と、ひいては、ＭＡＰ＿ＩＥにおけるフィールドサイズとを知る。このようにして、ＭＡＰ＿ＩＥによって被る信号伝達オーバヘッドは減少する。かかるオーバヘッドは、多数のユーザにとって及び幾つかのフレーム及びＦＦＴサイズと共に重要である。

上記の記載は、ＢＳがＭＡＰ＿ＩＥにおける最適なフィールドサイズを決定すると仮定するが、必ずしも各ＢＳが個々にこのような決定をするわけではない。システムにおいて中央制御から各ＢＳへ送信されるメッセージは、フレーム構成及びＭＡＰ＿ＩＥの構成を設定するために使用され得る。

（周波数及び時間の両領域で拡張性のある）ＳＯＦＤＭＡに基づくシステムに対する考慮すべき将来の要求が存在することが予想される。これは、その重要な利点の１つが、オペレータが、自身の必要条件に基づいてフレーム構成を最適化するよう選択することができることであることによる。このようなシステムでは、本発明は、２−Ｄバーストを決定するＩＥに対し動的に可変なフィールドサイズを可能にする有用な効果を提供しうる。上記の最悪の場合（２ｍｓ、２０４８ＦＦＴ）とは異なるフレームサイズを利用する拡張可能ではないシステムでさえ、本発明は、用いられるフレームサイズに対して最適にフィールドサイズを設定するよう１回限り有効に適用され得る。

従って、
＊ サイズが可変な信号伝達メッセージ（例えば、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ）で２−Ｄ割り当てを記述するために使用されるフィールドを生成すること；
＊ 第２の制御信号（例えば、ＤＬ−ＭＡＰ＿ＩＥ）においてフィールドサイズの構成を示すためにフィールドサイズを知ることを必要とせずに再生され得る第１の制御信号（例えば、ＤＣＤ）を使用すること；及び
＊ 正確に処理して、第２の構成メッセージを更新することができるように第２のメッセージ解釈メカニズムを構成するために、第１の構成メッセージで提供される情報を使用すること
といった、好ましい実施例における特徴は、最小限の信号伝達オーバヘッドを確かにするのに著しく有利でありうる。

無線通信システムにおける新規の信号伝達方法に関して記載されてきたが、本発明は新規のＢＳ若しくはＭＳ、又は同様のハードウェアモジュールの形を取っても良く、ＢＳ及び／又は各ＭＳの処理装置によって実行されるソフトウェアを置換又は改良することによって実施され得る。基地局の機能の少なくとも幾つかを有する中継局を用いる無線通信システムでは、本発明はまた、このような中継局へ適用されても良い。

このように、本発明の実施例は、ハードウェアにおいて、あるいは、１又はそれ以上の処理装置で実行するソフトウェアモジュールとして、あるいは、それらの結合において実施され得る。すなわち、当業者は、マイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）が、上記のサブシステムの機能の幾つか又は全てを実施するために実際に使用され得ると理解するであろう。本発明はまた、ここで記載される方法のいずれかの一部又は全てを実行するために１又はそれ以上のデバイス若しくは装置プログラム（例えば、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）として具現されても良い。本発明を用いるこのようなプログラムは、コンピュータ読出可能な媒体に記憶されても、あるいは、例えば、１又はそれ以上の信号の形を取っても良い。このような信号は、インターネットのウェブサイトからダウンロード可能な、又はキャリア信号又は他の何れかの形態で提供されるデータ信号でありうる。

上記の記載は、一例としてＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５無線通信システムを参照しているが、本発明は、リソース割り当てがフレームごとに生成されるところの他のフレームベースの通信システムに適用されても良い。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基地局はフレーム単位で複数の加入局と通信し、各フレームは、複数のシンボルを含む時間におけるある存続期間と、総サブキャリア数を有するある周波数帯域と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有するよう構成され、各フレームは、前記加入局の夫々へ割り当てられるバーストを夫々有し、各バーストは、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットを占有し、前記加入局の夫々は、前記基地局から送信される１又はそれ以上のフィールドを有する夫々の制御メッセージによって、その割り当てられているバーストの特性を通知される無線通信方法であって、
現在使用されているフレーム構成に依存して前記バーストの特性を決定するよう、前記制御メッセージに含まれる１又はそれ以上のフィールドの長さを変えるステップを有する無線通信方法。
（付記２）
各制御メッセージは、前記バーストのシンボルオフセットを定める第１のフィールドを有し、
前記第１のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して設定される、付記１記載の無線通信方法。
（付記３）
各制御メッセージは、前記バーストにおけるシンボルの数を定める第２のフィールドを有し、
前記第２のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して設定される、付記１記載の無線通信方法。
（付記４）
各制御メッセージは、前記バーストのサブチャネルオフセットを定める第３のフィールドを有し、
前記第３のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して設定される、付記１記載の無線通信方法。
（付記５）
各制御メッセージは、前記バーストにおけるサブチャネルの数を定める第４のフィールドを有し、
前記第４のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して設定される、付記１記載の無線通信方法。
（付記６）
前記フレーム構成は、前記基地局と前記加入局との間の伝送のために別のサブキャリア割り当てスキームを用いる複数の区間を更に有し、
前記第１及び第２のフィールドにおけるビットの数は、前記バーストが属する区間に使用されるサブキャリア割り当てスキームに依存する、付記２記載の無線通信方法。
（付記７）
前記基地局が、少なくとも１つの前記フレームにおいて、変更される前記１又はそれ以上のフィールドの長さを特定する情報を特定するステップを更に有する、付記１記載の無線通信方法。
（付記８）
前記現在使用されているフレーム構成を、異なる時間存続期間、周波数帯域及び／又はサブキャリア割り当てスキームを有する他のフレーム構成へと変更し、前記基地局が、次のフレームにおいて、前記１又はそれ以上のフィールドの長さを特定する前記情報を新たに特定するステップを更に有する、付記７記載の無線通信方法。
（付記９）
一のフレームにおいて前記特定するステップを実行した後、該特定するステップは、前記現在使用されているフレーム構成が変更されるか、又はリフレッシュのためのタイムアウトに達するまで、次に続くフレームに関し省略される、付記７記載の無線通信方法。
（付記１０）
基地局はフレーム単位で複数の加入局と通信し、各フレームは、複数のシンボルを含む時間における所定の存続期間と、総サブキャリア数を含む周波数における所定の範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する可変な構成を有し、各フレームは、前記加入局の夫々へ割り当てられるバーストを夫々有し、各バーストは、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットによって定められ、前記加入局の夫々は、前記基地局から送信される夫々の制御メッセージによって、その割り当てられているバーストの特性を通知される無線通信システムであって、
前記基地局は、現在使用されているフレーム構成に依存するサイズを有して各制御メッセージを構成するよう配置される無線通信システム。
（付記１１）
付記１０記載の無線通信システムであって、付記１乃至９のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成される無線通信システム。
（付記１２）
無線通信システムで使用され、フレーム単位でデータを送受信することで複数の加入局と通信する基地局であって、各フレームは、複数のシンボルを含む時間における所定の存続期間と、総サブキャリア数を有する周波数における所定の範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する構成を有する基地局において、
ネットワークを介して受信される構成情報に従って前記フレームを構成し、
前記加入局の夫々へ割り当てられるバーストを夫々有し、各バーストが前記シンボルの少なくとも一部及び前記サブチャネルの少なくとも一部を占有するよう、次に続くフレームを構成し、
各加入局へ夫々の制御メッセージを送信することで、その割り当てられるバーストの特性を前記加入局の夫々に通知する
よう配置され、
現在使用されているフレーム構成に依存して各制御メッセージのフォーマットを決定し且つそのように決定された前記制御メッセージを前記加入局に通知するよう配置される基地局。
（付記１３）
付記１２記載の基地局であって、付記１乃至９のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成される基地局。
（付記１４）
無線通信システムで使用され、フレーム単位でデータを送受信することで基地局と通信する加入局であって、各フレームは、複数のシンボルを含む時間における所定の存続期間と、総サブキャリア数を有する周波数における所定の範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する構成を有する加入局において、
各フレームにおいて、当該フレーム内のリソース割り当てを当該加入局に通知する制御メッセージを受信して、復号するよう配置され、
前記制御メッセージとは別に受信される前記制御メッセージのサイズ情報に従って前記制御メッセージを復号するよう構成される加入局。
（付記１５）
付記１４記載の加入局であって、付記１乃至９のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成される加入局。

ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５に従う提案されるＴＤＤ ＯＦＤＭＡ無線通信システムにおけるフレーム構成を示す。 ＰＵＳＣ及びＡＭＣのための区間を有するＯＦＤＭＡフレーム構成を示す。 シンボルオフセット、シンボルの数、サブチャネルオフセット及びサブチャネルの数を表すために使用されうる値を決定する本発明を具現する方法のフローチャートである。

符号の説明

Ｓ１〜Ｓ５ 方法ステップ

Claims (10)

1. 基地局はフレーム単位で複数の加入局と通信し、各フレームは、時間において複数のシンボルを含むある存続期間と、周波数において総サブキャリア数を有するある周波数帯域と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有するよう構成され、各フレームは、前記加入局の夫々へ割り当てられる領域を夫々有し、各領域は、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットを占有し、前記加入局の夫々は、前記基地局から送信される１又はそれ以上のフィールドを有する夫々の制御メッセージによって、その割り当てられている領域に関するパラメータを通知される無線通信方法であって、
   前記基地局が、現在使用されているフレーム構成に依存して前記制御メッセージに含まれる前記領域に関するパラメータに使用される１又はそれ以上のフィールドの長さを決定するステップを有する無線通信方法。
2. 各制御メッセージは、前記領域に関するパラメータとしてシンボルオフセットを定める第１のフィールドを有し、
   前記第１のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して前記基地局により設定される、請求項１記載の無線通信方法。
3. 各制御メッセージは、前記領域に関するパラメータとしてシンボルの数を定める第２のフィールドを有し、
   前記第２のフィールドにおけるビットの数は、前記フレームの存続期間及び前記サブキャリア割り当てスキームに依存して前記基地局により設定される、請求項１記載の無線通信方法。
4. 各制御メッセージは、前記領域に関するパラメータとしてサブチャネルオフセットを定める第３のフィールドを有し、
   前記第３のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して前記基地局により設定される、請求項１記載の無線通信方法。
5. 各制御メッセージは、前記領域に関するパラメータとしてサブチャネルの数を定める第４のフィールドを有し、
   前記第４のフィールドにおけるビットの数は、総サブチャネル数に依存して前記基地局により設定される、請求項１記載の無線通信方法。
6. 前記フレーム構成は、前記基地局と前記加入局との間の伝送のために別のサブキャリア割り当てスキームを用いる複数の区間を更に有し、
   前記複数の区間に対応するそれぞれの前記第１のフィールドにおけるビットの数は、前記領域が属する区間に使用されるサブキャリア割り当てスキームに依存する、請求項２記載の無線通信方法。
7. 前記基地局が、少なくとも１つの前記フレームにおいて、変更される前記１又はそれ以上のフィールドの長さを特定する情報を特定するステップを更に有する、請求項１記載の無線通信方法。
8. 基地局はフレーム単位で複数の加入局と通信し、各フレームは、時間において複数のシンボルを含む所定の存続期間と、周波数において総サブキャリア数を含む所定の周波数範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する可変な構成を有し、各フレームは、前記加入局の夫々へ割り当てられる領域を夫々有し、各領域は、前記シンボル及びサブチャネルの対応するサブセットによって定められ、前記加入局の夫々は、前記基地局から送信される夫々の制御メッセージによって、その割り当てられている領域に関するパラメータを通知される無線通信システムであって、
   前記基地局は、前記現在使用されているフレーム構成に依存して前記領域に関するパラメータに使用される１又はそれ以上のフィールドの長さを変えて各制御メッセージを構成するよう配置される無線通信システム。
9. 無線通信システムで使用され、フレーム単位でデータを送受信することで複数の加入局と通信する基地局であって、各フレームは、時間において複数のシンボルを含む所定の存続期間と、周波数において総サブキャリア数を有する所定の周波数範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有する構成を有する基地局において、
   ネットワークを介して受信される構成情報に従って前記フレームを構成し、
   前記加入局の夫々へ割り当てられる領域を夫々有し、各領域が前記シンボルの少なくとも一部及び前記サブチャネルの少なくとも一部を占有するよう、次に続くフレームを構成し、
   各加入局へ夫々の制御メッセージを送信することで、その割り当てられる領域に関するパラメータを前記加入局の夫々に通知する
   よう配置され、
   前記現在使用されているフレーム構成に依存して前記制御メッセージに含まれる前記領域に関するパラメータに使用される１又はそれ以上のフィールドの長さを変えることにより、各制御メッセージのフォーマットを決定し且つそのように決定された前記制御メッセージを前記加入局に通知するよう配置される基地局。
10. 無線通信システムで使用され、フレーム単位でデータを送受信することで基地局と通信する加入局であって、各フレームは、時間において複数のシンボルを含む所定の存続期間と、周波数において総サブキャリア数を有する所定の周波数範囲と、前記サブキャリアをサブチャネルにグループ化する少なくとも1つのサブキャリア割り当てスキームとを有し、
    各フレームにおいて、当該フレーム内のリソース割り当てを当該加入局に通知する制御メッセージを受信して復号する際に、
    前記制御メッセージとは別の制御メッセージを受信し、前記別の制御メッセージに含まれるサイズ情報に従って前記制御メッセージを復号するよう構成され、前記別の制御メッセージに含まれる前記サイズ情報は、前記制御メッセージに含まれるフィールドのサイズ情報であり、現在使用されているフレーム構成に依存する、加入局。
    
    

Images