図1Aは、1つまたは複数の開示される実施形態が実施されることができる、例示の通信システム100の図である。通信システム100は、複数の無線ユーザに音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどのコンテンツをもたらす、多元接続方式とすることができる。通信システム100は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共有を通して、このようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば通信システム100は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、シングルキャリアFDMA(SC−FDMA)などの、1つまたは複数のチャネルアクセス方法を使用することができる。
図1Aに示されるように通信システム100は、無線送信/受信ユニット(WTRU)102a、102b、102c、102d、無線アクセスネットワーク(RAN)104、コアネットワーク106、公衆交換電話ネットワーク(PSTN)108、インターネット110、および他のネットワーク112を含むことができるが、開示される実施形態は任意の数のWTRU、基地局、ネットワーク、および/またはネットワーク要素を企図することが理解されるであろう。WTRU102a、102b、102c、102dのそれぞれは、無線環境において動作および/または通信するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。例としてWTRU102a、102b、102c、102dは、無線信号を送信および/または受信するように構成されることができ、ユーザ機器(UE)、移動局、固定または移動体加入者ユニット、ページャ、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、民生用電子機器などを含むことができる。
通信システム100はまた、基地局114aおよび基地局114bを含むことができる。基地局114a、114bのそれぞれは、コアネットワーク106、インターネット110、および/または他のネットワーク112などの、1つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように、WTRU102a、102b、102c、102dの少なくとも1つと無線でインターフェース接続するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。例として基地局114a、114bは、基地トランシーバ局(BTS)、ノードB、eノードB、ホームノードB、ホームeノードB、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、無線ルータなどとすることができる。基地局114a、114bはそれぞれ単一の要素として示されるが、基地局114a、114bは、任意の数の相互接続された基地局および/またはネットワーク要素を含むことができることが理解されるであろう。
基地局114aは、基地局コントローラ(BSC)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、中継ノードなどの、他の基地局および/またはネットワーク要素(図示せず)も含むことができる、RAN104の一部とすることができる。基地局114aおよび/または基地局114bは、セル(図示せず)と呼ばれることができる特定の地理的領域内で、無線信号を送信および/または受信するように構成されることができる。セルは、セルセクタにさらに分割されることができる。例えば基地局114aに関連付けられたセルは、3つのセクタに分割されることができる。従って一実施形態において基地局114aは、3つのトランシーバ、すなわちセルの各セクタに対して1つを含むことができる。他の実施形態において基地局114aは、多入力多出力(MIMO)技術を使用することができ、従ってセルの各セクタに対して複数のトランシーバを利用することができる。
基地局114a、114bは、任意の適切な無線通信リンク(例えば無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、可視光など)とすることができるエアインターフェース116を通して、WTRU102a、102b、102c、102dの1つまたは複数と通信することができる。エアインターフェース116は、任意の適切な無線アクセス技術(RAT)を用いて確立されることができる。
より具体的には上記のように通信システム100は、多元接続方式とすることができ、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC−FDMAなどの1つまたは複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。例えばRAN104内の基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、ユニバーサル移動体通信システム(UMTS)地上無線アクセス(UTRA)などの無線技術を実施することができ、これは広帯域CDMA(WCDMA)を用いてエアインターフェース116を確立することができる。WCDMAは、高速パケットアクセス(HSPA)および/またはEvolved HSPA(HSPA+)などの通信プロトコルを含むことができる。HSPAは、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)および/または高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)を含むことができる。
他の実施形態において基地局114aおよびWTRU102a、102b、102cは、Evolved UMTS地上無線アクセス(E−UTRA)などの無線技術を実施することができ、これはロングタームエボリューション(LTE)および/またはLTE−Advanced(LTE−A)を用いてエアインターフェース116を確立することができる。
他の実施形態において基地局114aおよびWTRU102a、102b、102cは、IEEE 802.16(すなわちマイクロ波アクセス用世界規模相互運用性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV−DO、暫定標準2000(IS−2000)、暫定標準95(IS−95)、暫定標準856(IS−856)、移動体通信用グローバルシステム(GSM)、GSM進化型高速データレート(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)などの無線技術を実施することができる。
図1Aの基地局114bは、例えば無線ルータ、ホームノードB、ホームeノードB、またはアクセスポイントとすることができ、事業所、自宅、乗り物、キャンパスなどの局在したエリア内の無線接続性を容易にするための任意の適切なRATを利用することができる。一実施形態において基地局114bおよびWTRU102c、102dは、IEEE 802.11などの無線技術を実施して、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を確立することができる。他の実施形態において基地局114bおよびWTRU102c、102dは、IEEE 802.15などの無線技術を実施して、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)を確立することができる。他の実施形態において基地局114bおよびWTRU102c、102dは、セルラベースのRAT(例えばWCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE−Aなど)を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図1Aに示されるように基地局114bは、インターネット110への直接接続を有することができる。従って基地局114bは、コアネットワーク106を通じてインターネット110にアクセスすることを不要とすることができる。
RAN104はコアネットワーク106と通信していることがあり、これは音声、データ、アプリケーション、および/またはボイスオーバインターネットプロトコル(VoIP)サービスをWTRU102a、102b、102c、102dの1つまたは複数にもたらすように構成された、任意のタイプのネットワークとすることができる。例えばコアネットワーク106は、呼制御、料金請求サービス、移動体位置ベースのサービス、プリペイドコール、インターネット接続性、ビデオ配信などをもたらすことができ、および/またはユーザ認証などの高レベルセキュリティ機能を行うことができる。図1Aに示されないが、RAN104および/またはコアネットワーク106は、RAN104と同じRATまたは異なるRATを使用する他のRANと、直接または間接に通信できることが理解されるであろう。例えば、E−UTRA無線技術を利用し得るRAN104に接続されることに加えて、コアネットワーク106は、GSM無線技術を使用する他のRAN(図示せず)とも通信していることがある。
コアネットワーク106はまた、WTRU102a、102b、102c、102dがPSTN108、インターネット110、および/または他のネットワーク112にアクセスするためのゲートウェイとして働くことができる。PSTN108は、従来型電話サービス(plain old telephone service、POTS)をもたらす回線交換電話ネットワークを含むことができる。インターネット110は、TCP/IPインターネットプロトコル群における伝送制御プロトコル(TCP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、およびインターネットプロトコル(IP)などの共通通信プロトコルを用いる、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスの地球規模のシステムを含むことができる。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または運用される有線もしくは無線通信ネットワークを含むことができる。例えばネットワーク112は、RAN104と同じRATまたは異なるRATを使用することができる1つまたは複数のRANに接続された、他のコアネットワークを含むことができる。
通信システム100内のWTRU102a、102b、102c、102dのいくつかまたはすべては、マルチモード能力を含むことができ、すなわちWTRU102a、102b、102c、102dは、異なる無線リンクを通して異なる無線ネットワークと通信するための複数のトランシーバを含むことができる。例えば図1Aに示されるWTRU102cは、セルラベースの無線技術を使用することができる基地局114aと、およびIEEE 802無線技術を使用することができる基地局114bと通信するように構成されることができる。
図1Bは、例示のWTRU102のシステム図である。図1Bに示されるようにWTRU102は、プロセッサ118、トランシーバ120、送信/受信要素122、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、ディスプレイ/タッチパッド128、非リムーバブルメモリ130、リムーバブルメモリ132、電源134、全地球測位システム(GPS)チップセット136、および他の周辺装置138を含むことができる。WTRU102は、実施形態と一致したままで、上記の要素の任意のサブコンビネーションを含むことができることが理解されるであろう。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連した1つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態機械などとすることができる。プロセッサ118は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはWTRU102が無線環境において動作することを可能にする任意の他の機能を行うことができる。プロセッサ118はトランシーバ120に結合されることができ、これは送信/受信要素122に結合されることができる。図1Bはプロセッサ118およびトランシーバ120を個別の構成要素として示すが、プロセッサ118およびトランシーバ120は、電子回路パッケージまたはチップ内に一緒に一体化されることができることが理解されるであろう。
送信/受信要素122は、エアインターフェース116を通して基地局(例えば基地局114a)に信号を送信し、またはそれから信号を受信するように構成されることができる。例えば一実施形態において送信/受信要素122は、RF信号を送信および/または受信するように構成されたアンテナとすることができる。他の実施形態において送信/受信要素122は、例えばIR、UV、または可視光信号を送信および/または受信するように構成された放射器/検出器とすることができる。他の実施形態において送信/受信要素122は、RFおよび光信号の両方を送信および受信するように構成されることができる。送信/受信要素122は、無線信号の任意の組み合わせを送信および/または受信するように構成されることができることが理解されるであろう。
加えて図1Bでは送信/受信要素122は単一の要素として示されるが、WTRU102は任意の数の送信/受信要素122を含むことができる。より具体的にはWTRU102は、MIMO技術を使用することができる。従って一実施形態においてWTRU102は、エアインターフェース116を通して無線信号を送信および受信するための、2つ以上の送信/受信要素122(例えば複数のアンテナ)を含むことができる。
トランシーバ120は、送信/受信要素122によって送信されることになる信号を変調するように、および送信/受信要素122によって受信される信号を復調するように構成されることができる。上記のようにWTRU102はマルチモード能力を有することができる。従ってトランシーバ120は、WTRU102が例えばUTRAおよびIEEE 802.11などの複数のRATを通じて通信することを可能にするための複数のトランシーバを含むことができる。
WTRU102のプロセッサ118は、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128(例えば液晶表示(LCD)ディスプレイユニット、または有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイユニット)に結合されることができ、それらからユーザ入力データを受け取ることができる。プロセッサ118はまたユーザデータを、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128に出力することができる。加えてプロセッサ118は、非リムーバブルメモリ130および/またはリムーバブルメモリ132などの任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。非リムーバブルメモリ130は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ132は、加入者識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、セキュアデジタル(SD)メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態においてプロセッサ118は、サーバまたはホームコンピュータ(図示せず)上など、WTRU102上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。
プロセッサ118は、電源134から電力を受け取ることができ、WTRU102内の他の構成要素に対する電力を分配および/または制御するように構成されることができる。電源134は、WTRU102に電力供給するための任意の適切なデバイスとすることができる。例えば電源134は、1つまたは複数の乾電池(例えばニッケルカドミウム(NiCd)、ニッケル亜鉛(NiZn)、ニッケル水素(NiMH)、リチウムイオン(Liイオン)など)、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
プロセッサ118はまたGPSチップセット136に結合されることができ、これはWTRU102の現在位置に関する位置情報(例えば経度および緯度)をもたらすように構成されることができる。GPSチップセット136からの情報に加えてまたはその代わりに、WTRU102はエアインターフェース116を通して、基地局(例えば基地局114a、114b)から位置情報を受信することができ、および/または2つ以上の近くの基地局から受信される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。WTRU102は、実施形態と一致したままで、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を取得できることが理解されるであろう。
プロセッサ118は、さらなる特徴、機能、および/または有線もしくは無線接続性をもたらす1つまたは複数のソフトウェアおよび/またはハードウェアモジュールを含むことができる他の周辺装置138にさらに結合されることができる。例えば周辺装置138は加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ(写真またはビデオ用)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース(登録商標)モジュール、周波数変調(FM)ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。
図1Cは、実施形態によるRAN104およびコアネットワーク106のシステム図である。上記のようにRAN104は、E−UTRA無線技術を使用して、エアインターフェース116を通してWTRU102a、102b、102cと通信することができる。RAN104はまた、コアネットワーク106と通信していることがある。
RAN104はeノードB140a、140b、140cを含むことができるが、RAN104は、実施形態と一致したままで、任意の数のeノードBを含むことができることが理解されるであろう。eノードB140a、140b、140cはそれぞれ、エアインターフェース116を通してWTRU102a、102b、102cと通信するための、1つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態においてeノードB140a、140b、140cは、MIMO技術を実施することができる。従って例えばeノードB140aは、複数のアンテナを用いてWTRU102aに無線信号を送信し、それから無線信号を受信することができる。
eノードB140a、140b、140cのそれぞれは、特定のセル(図示せず)に関連付けられることができ、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび/またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリングなどを取り扱うように構成されることができる。図1Cに示されるようにeノードB140a、140b、140cは、X2インターフェースを通して互いに通信することができる。
図1Cに示されるコアネットワーク106は、モビリティ管理エンティティゲートウェイ(MME)142、サービングゲートウェイ144、およびパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ146を含むことができる。上記の要素のそれぞれはコアネットワーク106の一部として示されるが、これらの要素のいずれの1つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または運用されることができることが理解されるであろう。
MME142は、S1インターフェースを通じてRAN104内のeノードB140a、140b、140cのそれぞれに接続されることができ、制御ノードとして働くことができる。例えばMME142は、WTRU102a、102b、102cのユーザを認証すること、ベアラ活動化/非活動化、WTRU102a、102b、102cの初期アタッチ時に特定のサービングゲートウェイを選択することなどを受け持つことができる。MME142はまた、RAN104と、GSMまたはWCDMAなどの他の無線技術を使用する他のRAN(図示せず)との間で切り換えるための、制御プレーン機能をもたらすことができる。
サービングゲートウェイ144は、S1インターフェースを通じてRAN104内のeノードB140a、140b、140cのそれぞれに接続されることができる。サービングゲートウェイ144は一般に、WTRU102a、102b、102cへのまたはそれらからのユーザデータパケットを経路指定および転送することができる。サービングゲートウェイ144はまた、eノードB間ハンドオーバ時にユーザプレーンをアンカリングすること、WTRU102a、102b、102cのためのダウンリンクデータが使用可能であるときにページングをトリガすること、WTRU102a、102b、102cのコンテキストを管理および記憶することなどの他の機能を行うことができる。
サービングゲートウェイ144はまた、WTRU102a、102b、102cとIP対応デバイスとの間の通信を容易にするためにインターネット110などのパケット交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cにもたらすことができる、PDNゲートウェイ146に接続されることができる。
コアネットワーク106は、他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えばコアネットワーク106は、WTRU102a、102b、102cと従来型の陸線通信デバイスとの間の通信を容易にするために、PSTN108などの回線交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cにもたらすことができる。例えばコアネットワーク106は、コアネットワーク106とPSTN108との間のインターフェースとして働くIPゲートウェイ(例えばIPマルチメディアサブシステム(IMS)サーバ)を含むことができ、またはそれと通信することができる。加えてコアネットワーク106はWTRU102a、102b、102cに、他のサービスプロバイダによって所有および/または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができるネットワーク112への、アクセスをもたらすことができる。
他のネットワーク112はさらに、IEEE 802.11をベースとする無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)160に接続されることができる。WLAN160はアクセスルータ165を含むことができる。アクセスルータはゲートウェイ機能を含むことができる。アクセスルータ165は、複数のアクセスポイント(AP)170a、170bと通信していることがある。アクセスルータ165とAP170a、170bとの間の通信は、有線イーサネット(IEEE 802.3標準)、または任意のタイプの無線通信プロトコルを通じたものとすることができる。AP170aは、エアインターフェースを通してWTRU102dと無線通信する。
直交周波数分割多重(OFDM)は、周波数選択性チャネルを、それらをより小さな平坦にフェーディングするサブチャネルに変換することによって軽減することにおける単純さにより、LTEおよびIEEE 802.11のために用いられてきている。離散フーリエ変換拡散OFDM(DFT−s−OFDM)は、データシーケンスを、逆高速フーリエ変換(IFFT)入力においてサブキャリアにマッピングする前に、DFTを用いて拡散させることによって、OFDMのピーク対平均電力比(PAPR)を改善することができる。
OFDMおよびDFT−s−OFDMは共に、チャネル遅延拡散およびタイミング同期誤差によって生じ得るシンボル間干渉(ISI)を防止するために、サイクリックプレフィックス(CP)を用いる。CPの長さは、チャネルの最大遅延拡散に対して固定され、大きさ設定されることができる。これはチャネルの遅延拡散がCP持続時間より小さいとき、結果としてスペクトル効率の損失を生じ得る。さらにCPをベースとする方式は、結果として受信器におけるシンボルエネルギーの利用が不十分となる場合があり(受信器はシンボルのCP部分を捨てるので)、送信器における追加の電力消費を引き起こし得る。
図1A、1B、および1Cに関して示され述べられたものなどのデバイスおよびシステムを用いて実施されることができるものなど、現在のLTEシステムはCPの2つの値、すなわち通常および拡張型CPをサポートすることができる。サブフレーム当たりのOFDMシンボルの数は、通常のCPに対して14、および拡張型CPに対して12とすることができる。CPはセルごとに構成されるので、拡張型CPに対して構成された場合、システムはいくらかのスペクトル効率を失う場合があり、セル内のすべてのWTRUは同じ大きな遅延拡散を経験しない場合がある。
ユーザ固有CPを構成する柔軟性の不足によるスペクトル効率の潜在的な損失を考えれば、いくつかの場合においてCPはガードインターバル(GI)によって置き換えられることができ、これは逆離散フーリエ変換(IDFT)ウィンドウに対して内部にあり、CPとして働くが、OFDMシンボル長さを変えずに構成可能である。
内部ガードインターバルを用いる解決策は、ゼロテール(ZT)DFT−s−OFDMを含むことができ、送信された信号の時間領域のテールは、ほとんどゼロに抑圧されることができる。いくつかの解決策は決定論的信号を送信することが関わることができ、これはZTではなくユニークワード(UW)と呼ばれることができる。いくつかの例は、UW−OFDMおよびUW−DFT−s OFDMを含むことができる。ZTおよびUW方式の高レベルの説明は、本明細書でさらに論じられる。
図2は、内部および外部ガードインターバルの例の時間領域説明図である。説明図200に示されるように、UW/ZTをベースとする波形と比較した、CPをベースとする波形の時間領域表示は、外部ガードインターバル(CP)と内部ガードインターバル(UW)との対比を示す。例えばCPをベースとする波形において、CP210はデータ部分220に進むことができ、CP230はデータ部分240に進むことができる。各CPは、データ部分の終わりのコピーを用いて各データシンボルを先頭に追加することによって作成されることができる。例えばCP210は、データ部分220の終わり225のコピーを先頭に追加することによって作成されることができる。さらにCP230は、データ部分240の終わり245のコピーを先頭に追加することによって作成されることができる。CP210およびデータ部分220は1つのIDFT出力とすることができ、CP230およびデータ部分240も1つのIDFT出力とすることができる。さらにIDFT出力は、1つの有用なシンボル持続時間と見なされることができ、用語は本明細書では同義的に用いられることができる。
さらにUWをベースとする波形では、UW250はデータ部分260に進むことができ、UW270はデータ部分280に進むことができる。またUW290はさらなるデータに進むことができる。データ部分260およびUW270は1つのIDFT出力とすることができ、データ部分280およびUW290は1つのIDFT出力とすることができる。
ZT DFT−s−OFDMにおける構造は、DFT−S−OFDMシンボルを生成し、時間領域における各ブロックのテールにおけるその電力は、データ部分のそれより15〜20デシベル(dB)低くすることができる。先行するDFT−S−OFDMシンボルが同じ構造に従う限り、DFT−S−OFDMのテールは、チャネルの巡回畳み込みを近似的に生じることができる。従ってそれはCPの使用を取り除きながら、周波数領域等化(FDE)を可能にすることができる。
図3は、ZT DFT−s−OFDMのための例示の送信器構造を示すブロック図である。ブロック図300での例に示されるように置換行列P310は、データベクトルdおよびZTベクトル0を受け取って、DFT行列のすべての、最初および最後の入力にゼロをマッピングするなど、dおよび0の要素を入力行列Sブロック340にマッピングすることができる。行列ブロック340は、DFT行列Dブロック320からDFT行列Dブロック330などの複数のDFT行列ブロックを用いて、複数のDFTを適用することができる。さらに後続するIDFT行列FH350は、DFTによりプリコーディングされたベクトルを受け取って時間領域信号xを生成することができる。
ZT方式は、DFT拡散ブロックの入力のヘッドおよびテールにおけるゼロシンボルに依存することができる。これらのゼロは、データ部分からの漏洩を許容しながら、ブロックのテールにおけるほぼゼロのサンプルを生じることができる(IDFTの出力)。得られたテールは、シンボル間干渉(ISI)、および送信器の間の時間不整合による干渉を軽減するために、OFDMシンボルのデータ部分の間のガードインターバル(GI)として働くことができる。マルチユーザの場合において、この方式はまた、異なる数のゼロをDFT拡散ブロック内に単に配置することによって、複雑度の低い適応GI利用をもたらすことができる。しかしこの方式は、送信されるデータに依存する、ゼロでない数のサンプルを有するテールの影響を被る場合がある。シンボルがマルチパスチャネルを通過する場合、各ブロックの非ゼロテールは後続のシンボル内に漏洩する場合があり、チャネルの巡回畳み込みを維持することができない。従って方式は、受信器において高性能の等化器が考慮されない限り、マルチパスシナリオにおいて本質的に干渉により制限を受けるものとなり得る。加えて低電力サンプルを有するテールは、自動利得制御および位相追跡性能に影響を及ぼすので、受信器において好ましくないものとなり得る。
UW−OFDMにおける方式は、各OFDMシンボルのテールにおいて完全なゼロのサンプルを生じることができ、およびシンボルテールに追加の固定のサンプル、例えばUWを追加することができる。各OFDMシンボルのテールにおいて厳密にゼロのサンプルを生成するために、この方式は冗長サブキャリアのセットを導入する。
図4は、系統的複素コーディングを有する例示のUW−OFDM送信器を示すブロック図である。ブロック図400での例に示されるように、UW−OFDM方式は冗長サブキャリア上にベクトルを配置することができる。例えば系統的コーディングブロック410におけるテール抑圧ブロック415は、データベクトルdを受け取ることができる。次いで冗長サブキャリアは、図4に示されるようにテール抑圧ブロック415によって生成された値を用いて変調されることができる。具体的にはテール抑圧ブロック415はデータベクトルdから抑圧ベクトルsを計算することができ、置換行列P420はsの要素を冗長サブキャリアにマッピングすることができる。この手法はデータシンボルを歪ませないので、系統的複素コーディングと呼ばれることができる。信号xdataがIDFT行列FH450によって生成された後、例えばベクトルuなどの固定のUW460が、OFDMシンボルのテールに追加されることができる。このようにしてUWは、時間領域でIDFT出力において追加される。受信器側においてUWは、等化演算の後に差し引かれることができる。
図5は、非系統的複素コーディングを有する例示のUW−OFDM送信器を示すブロック図である。ブロック図500での例に示されるように、非系統的コーディングブロック510におけるテール抑圧ブロック515は、データベクトルdを受け取ることができる。信号xdataがIDFT行列FH520によって生成された後、例えばベクトルuなどの固定のUW560が、OFDMシンボルのテールに追加されることができる。このようにしてUWは、時間領域でIDFT出力において追加される。図4に示される例のように、図5に示される例では受信器側においてUWは、等化演算の後に差し引かれることができる。
UW−OFDMの欠点は、完全なゼロテール発生器が非常に大きな値を生成する場合があることであり得る。言い換えればベクトルsの要素のノルムが著しく大きくなる場合があり、これは実際の実装形態において高い電力消費、および量子化誤差による歪みに形を変え得る。この問題を避けるために1つの手法は、置換行列Pを最適化し、それによって例えば冗長サブキャリアの位置を最適化することであり得る。しかしPの最適化は非決定論的多項式時間(NP)ハード問題となる場合があり、すべての可能な解の中での網羅的な探索が必要となり得る。Pに対するヒューリスティックアルゴリズムが利用可能となり得る。
UW−DFT−S−OFDMにおいて、DFT−S−OFDMシンボルのテールが固定のシーケンス例えばUWを含む、DFT−S−OFDMに基づく波形が用いられることができる。UW DFT−s OFDM波形は、送信される信号のテールに対するデータシンボルの影響を取り除くことによって、既存のZT DFT−S−OFDMおよびUW OFDM方式の両方を改善することができる。これは、おおよそ送信される総エネルギーの1%を用いる冗長シンボルベクトルを作成することによってなされることができる。
図6は、例示のUW DFT−s−OFDM送信器および受信器を示すブロック図である。例示のブロック図600に示されるように、系統的コーディングブロック610内のテール抑圧ブロック615はデータベクトルdを受け取ることができ、これはまた置換行列P620によって受け取られることができる。図4でのように、冗長サブキャリアは図6に示されるように次いでテール抑圧ブロック615によって生成された値を用いて変調されることができる。具体的にはテール抑圧ブロック615は、データベクトルdから抑圧ベクトルsを計算することができ、および例えばベクトルwなどの固定のUW616が抑圧ベクトルsのテールに追加されて、ベクトルrを作成することができる。置換行列P620は、rの要素を冗長サブキャリアにマッピングすることができる。DFT行列Sブロック630は、DFT行列Dブロック633からDFT行列Dブロック636などの複数のDFT行列ブロックを適用して、拡散を適用することができる。系統的コーディングブロック610、置換行列P620、およびDFT行列S630は、構成制御を行うことができる。IDFT行列FH640は、信号x650を生成することができる。データ部分およびUW部分から構成される信号x650は、次いでRFトランシーバ645および対応するアンテナ646によって送信されることができる。
さらに信号x650は、次いでRFトランシーバ665および対応するアンテナ660によって受信されることができる。DFT行列670は受信された信号に適用されることができ、等化器675は周波数領域において利用されることができる。次いでIDFT行列683は等化されたベクトルを逆拡散し、d〜およびr〜を置換解除ブロック690にもたらすことができ、次いでそれはd〜およびr〜を出力することができる。さらにIDFT行列683および置換解除ブロック690は、構成制御情報を受け取ってそれらのパラメータを変化させることができる。
結果としてUW DFT−S−OFDM方式は、CPを用いないチャネルの巡回畳み込み、低いピーク対平均電力比(PAPR)、および低い帯域外(OOB)放射などのUW OFDMおよびZT DFT−S−OFDMの利点を保つことができる。加えて方式はより簡単な受信器の使用を可能にすることができ、なぜならUWシーケンスは、図4および図5に示されるようなUW−OFDMでのようにIDFT出力において時間領域で追加されるのと対照的に、図6に示されるDFT処理の入力に挿入されることができるからである。加えてUW DFT−S−OFDMは、UWシーケンス内の要素の数を調整することによって、周波数選択性リンク適応を可能にすることができる。従ってそれはまたアップリンクおよびダウンリンクにおける多元接続シナリオに対処することができる。
DFT拡散OFDMシステムにおけるUWの追加によって、時間領域テール抑圧、およびより良い周波数抑制など、波形の異なる特徴が最適化および/または強化されることができる。しかしUWの追加は一定の割合のシステムリソースを消費する場合があり、これはシステムのオーバーヘッド効率に影響を及ぼし得る。1つの問題はリンク品質を改善するために、送信される信号内のUWをどのように利用するかである。UWの使用および恩恵を拡張することができる様々な解決策が本明細書で論じられる。
通常のセルラシステムは、システムが同期的なやり方で動作することを可能にする、十分に定義されたフレーム構造を含む。例えばLTEシステムにおいて無線フレームは、10ミリ秒(ms)持続時間を有する。各フレームは、10サブフレーム(または送信時間間隔(TTI))を含む。各サブフレームは2つのスロットを含み、各スロットは通常のCPに対して構成されたとき、7個のOFDMシンボルを含む。各シンボルは、データサンプルおよびCPサンプルを含む。CP持続時間の選択は、デプロイメントシナリオおよびサンプリングレートに対する有限のオプションによって決定されることができる。UW DFT−S−OFDMはCPを用いないので、どのようにそれをLTE類似のフレーム構造に適応するように適合させ、それがより短いTTIをサポートすることを可能にするかが決定されなければならない。
UW DFT−S−OFDMにおいて、DFT出力からIDFTの入力へのマッピングが時間と共に変化しない場合、UWは次のOFDMシンボルに対するCPとして働かされることができる。しかし送信器が送信の2つのブロック(例えばTTI)の間で、このマッピングを変化させる場合、マッピングの変化前のUWの時間領域シーケンスは、マッピングの変化後のUWと同じではないことになる。これはマッピングの変化後、送信のブロックの第1のOFDMシンボルのためのCPは存在し得ないことを意味する。これは、影響は小さいものとなり得るが、性能低下を引き起こし得る。
UWは同期、復調のためのチャネル推定、またはチャネル品質の測定などのシステム手順を可能にするために利用されることができる決定論的シーケンスである。このような手順を可能にするためにUWおよびデータは、直交周波数リソースにマッピングされることができる。本明細書での例において用いられるデータという用語は、データおよび/または制御情報のための符号化されおよび変調されたシンボルを指すことができる。
UWを用いる本明細書で述べられる例において、TTIは15シンボルを含むことができる。しかし本明細書で述べられる例はまた、より多数のシンボルまたはより少数のシンボルを含む、異なる数のシンボルを含んだTTIにも適用可能になり得る。例えば一般性を失わずに、本明細書で述べられる例はまた7シンボル、10シンボル、11シンボル、12シンボル、13シンボル、14シンボル、20シンボルなどのTTIに適用可能となり得る。さらに本明細書で述べられる例において、シーケンスが生成されることができ、対応する信号が送信されることができる。本明細書で述べられるいくつかの例においてシーケンスは、信号と同義的に用いられることができる。
図7は直交周波数リソース上のデータおよびUW送信のための例示の送信器構造を示すブロックおよび信号図である。ブロックおよび信号図700での例は、時間領域においてユニークワード信号がデータ信号の(ほとんど)ゼロのテール上に配置されることを確実にしながら、ユニークワードおよびデータを直交サブキャリアにマッピングするための提案される解決策を示す。提案される解決策は、データおよびUWに対して異なるサブキャリア間隔を用いる。
図7において、x740はNサンプルの長さを有するデータ信号である。データ信号x740を生成するために、データシンボルはサイズMのDFTブロック710にマッピングされることができる。DFTブロック710の下側部分には、x740のテールにおいてほとんどゼロのサンプルを生成するようにC個のゼロが供給されることができる。この場合ほとんどゼロのテールの長さは、(C×N/M)である。例としてN=1024、M=256、およびC=64の場合、出力信号はテールにおいてほとんどゼロである(64/256)×1024=256サンプルを有することになる。この構成においてIDFTブロック715は、チャネル帯域幅およびサブキャリア間隔Δf1に基づいて、IDFTサイズNを決定することができる。またDFTブロック710はリソース割り当てグラントに基づいてDFTサイズMを決定することができ、Cはゼロテール長さによって決定されることができ、これはチャネル遅延拡散の関数として設定されることができる。IDFTブロック715はその出力をパラレル−シリアル(P/S)ブロック730にもたらすことができ、それはデータ信号x740を出力することができる。
x740のテールにおけるほとんどゼロのサンプルの電力をさらに抑圧するように、送信器において抑圧信号または周波数領域ウィンドウイングを用いるなど技法が組み込まれることができることが留意される。図7に示されるテール電力は例示のためのみであり、それは例えば信号のデータ部分より数十dB低くすることができる。
UW信号は、UWシーケンスをDFT行列ブロック720内のサイズKのDFTブロック721に供給することによって生成されることができる。DFTブロック721のサイズは、UWシーケンスの長さによって決定されることができる。DFTブロック721の出力は、次いでIDFTブロック725のK個の入力に供給されることができる。IDFTサイズLおよびサブキャリア間隔Δf2は、システム帯域幅L×Δf2=N×Δf1となるように選択されることができる。Lはまた、UW信号y750の長さを決定することができる。IDFTブロック725はその出力をP/Sブロック735にもたらすことができ、それはUW信号y750を出力することができる。
1つの例示の解決策においてUW信号y750の長さは、それがデータ信号x740のテール部分におけるサンプルの数に等しいかわずかに小さくなる、すなわちL≦CN/Mとなるように選択されることができる。例えばN=1024、M=256、C=64の場合Lは、L=(64/256)×1024=256として選択されることができる。この例においてΔf2=4×Δf1、すなわちUW信号は時間においてはより短くなり得るが、周波数においてはより広いサブキャリア間隔を有する。この解決策においてサイズLのUW信号y750が、データ信号x740のテール部分に挿入される。これを達成するための1つの技法は、結果としての信号w=[01×{N-(CN/M)} y] 747がサイズNを有するように、UW信号を{N−(CN/M)}個のおおよそゼロのサンプル745によってパッドすることとすることができる。送信される信号760は従ってx+wとなる。UW信号は予め計算され、デバイスメモリに記憶されることができる。
他の例示の解決策においてIDFTブロックのサイズは等しくすることができ(L=N)、DFTブロックのサイズも等しくすることができる(K=M)。この解決策においてL/K=p(整数)と仮定して、UW分枝上のDFTブロックは、インターリーブされたサブキャリアマッピングを用いて、IDFTに1つおきにp個の入力にマッピングし、非ゼロデータの間にp−1個のゼロを挿入することができる。次いでIDFTの出力に、複数(p)のUWが生成されることができる。それらのうちの1つだけが、データ部分のテールに追加されることができる。この解決策は、例えば同じサンプリングレートで動作するなど、2つの分枝を同期された状態に保つことができる。
他の解決策においてUW信号がデータ信号に追加される前に、データ信号のテール部分は完全にゼロアウトされることができ、すなわちテールにおけるサンプル(これらは非常に低い値を有する)は、ゼロに設定されることができる。
同期目的のためのUWの使用を容易にするために、データ信号およびUW信号は、システム帯域幅内の非オーバーラップサブバンドにマッピングされることができ、そのための例が図7に示される。それにより、データ信号はサブキャリア780の1つのセットにマッピングされることができ、UW信号はサブキャリア785の別のセットにマッピングされることができる。例えばm=Δf2/Δf1=N/Lであり、2つの分枝内のサブキャリアのインデックスはそれぞれS1=[0,1,...N−1]、およびS2=[0,1,...,L−1]である。インデックスk∈S2を有するサブキャリアがUW送信のために用いられる場合、インデックス(k−1)×mからk×mを有するサブキャリアは、データ送信のために用いられることはできない。
本明細書で述べられる例においてUWは、サウンディング基準信号(SRS)として用いられることができる。SRSは受信器によって、送信器から受信器までのチャネルの品質を測定するために用いられることができる。チャネルサウンディングの目的に用いられるUWは、UW−SRSと呼ばれることができる。UW−SRSは、UWシーケンスを、チャネル品質が測定されることになるターゲットサブバンド/サブキャリアにマッピングすることによって生成されることができる。UW−SRSシーケンスをターゲットサブバンド(データ送信と直交する)にマッピングするための1つの例示の解決策は、本明細書の上記で述べられた。1つの例示の解決策においてUW−SRSシーケンスは、隣接したサブキャリアのグループにマッピングされることができる。他の例示の解決策においてUW−SRSは、サブバンド内のインターリーブされたサブキャリアにマッピングされることができる。例えばUW−SRSは、k番目のサブキャリアごとにマッピングされることができ、kは構成可能なパラメータである。
2つ以上のWTRUが同じサブバンド上に、サウンディング基準信号を送信することができる。WTRUがそれらのUW−SRSを同じサブキャリアにマッピングする場合、それらは直交UWを用いて多重化されることができる。あるいはWTRUは、異なるWTRUによって用いられるサブキャリアは異なるように、それらのUW−SRSをサブバンドの異なるサブキャリアに、インターリーブされた形でマッピングすることができる。
UW−SRS信号は、いくつかのDFT−s−OFDMシンボル内でのみ送信されることができる。例としてnサブフレームごとに最後のDFT−s−OFDMシンボルが、SRSを送信するために用いられることができる。連続したSRSを運ぶDFT−s−OFDMシンボルにおけるUW−SRS送信のために用いられるサブキャリアは、非オーバーラップまたは部分的オーバーラップとすることができる。
UW−SRS送信に割り当てられたリソース(サブバンド/サブキャリアのインデックス、SRSを運ぶDFT−s−OFDMシンボルのインデックス、UWとして用いられるシーケンス、UWシーケンスの長さ)は、基地局によって構成されることができる。あるいはこの情報の一部またはすべては、制御チャネル内で表示されることができる。
UW−SRSは、複数のアンテナポートに対してサポートされることができる。例示の解決策において基準信号のセットは、アンテナポートごとに時間シフトされたUWのセットによって定義されることができる。
図8Aは、直交UW−SRSの、複数のアンテナポートへの例示のマッピングを示す信号図である。図8Aに示される例示の解決策においてUW815、825、835、845のそれぞれは等しい長さを有するが、異なる時間オフセットを有してマッピングされることができる。例えばUW815はアンテナポート1においてデータ部分810に続くことができ、アンテナポート2においてデータ部分820に続くことができるUW825と同じシンボル境界内に位置することができる。示されるようにUW815は、UW825とは異なる時間オフセットを有してマッピングされることができる。同様にUW835はアンテナポート1においてデータ部分830に続くことができ、アンテナポート2においてデータ部分840に続くことができるUW845と同じシンボル境界内に位置することができる。それによりUW835は、UW845とは異なる時間オフセットを有してマッピングされることができる。UW815、825、835、845のそれぞれは同一とすることができる。
図8Bは、直交UW−SRSの、複数のアンテナポートへの他の例示のマッピングを示す信号図である。図8Bに示される例示の解決策において、各選択されたUWが他のアンテナポートのものと直交するように、アンテナポートごとに異なるUWが選択されることができる。例としてUWなどのこのようなUWのセットは、Zadoff−Chu(ZC)などの良好な相関特性を有する複素シーケンスのセットに基づいて定義されることができる。例示的セットアップにおいてセットは、ZCシーケンスの同じルートの異なるサイクリックシフトからなることができる。
例えばUW1 855はアンテナポート1においてデータ部分850に続くことができ、アンテナポート2においてデータ部分860に続くことができるUW2 865と同じシンボル境界内に位置することができる。示されるようにUW1 855は、UW2 865と同じ時間オフセットを有してマッピングされることができる。UW1 855はUW2 865とは異なることができる。同様にUW1 875はアンテナポート1においてデータ部分870に続くことができ、アンテナポート2においてデータ部分880に続くことができるUW2 885と同じシンボル境界内に位置することができる。示されるようにUW1 875は、UW2 885と同じ時間オフセットを有してマッピングされることができる。信号図800に示されるように図8Aは、UW815およびUW825が特別な構造を有する、図8Bの特別なケースと見なされることができる。
帯域制限されたUW信号は、同期信号として用いられるように設計されることができ、UW−Synch信号と呼ばれることができる。初期同期において、高い電力効率を有することが望ましくなり得る。送信された同期信号が狭帯域である場合、受信器は最初に到来信号をフィルタリングし、それをダウンサンプリングし、同期信号を求めて探索することができる。ダウンサンプリングされた信号を用いることによる、例えば相関器を用いた探索は、より電力効率的な動作となることができる。例として20メガヘルツ(MHz)チャネルに対してUWシーケンスは、チャネルの中心における1.25MHzサブバンド上にそれが送信されるように設計されることができる。図7に示される送信器アーキテクチャが、この目的のために用いられることができる。
図9は、UW同期信号およびシステム情報(SI)の同時送信の例を示すブロックおよび信号図である。ブロックおよび信号図900に示される例示の方法において、いくつかのSIおよびUWは共に同期信号の一部として送信されることができる。SIはシステムについての情報のいくつかのビットからなることができる。
図7に示される例と同様のやり方で、図9に示される例において、x940はNサンプルの長さを有するデータ信号である。データ信号x940を生成するために、データシンボルはサイズMのDFTブロック910にマッピングされることができる。DFTブロック910の下側部分には、x940のテールにおいてほとんどゼロのサンプルを生成するようにC個のゼロが供給されることができる。この場合ほとんどゼロのテールの長さは、(C×N/M)である。例としてN=1024、M=256、およびC=64の場合、出力信号はテールにおいてほとんどゼロである(64/256)×1024=256サンプルを有することになる。この構成においてIDFTブロック915は、チャネル帯域幅およびサブキャリア間隔Δf1に基づいて、IDFTサイズNを決定することができる。またDFTブロック910はリソース割り当てグラントに基づいてDFTサイズMを決定することができ、Cはゼロテール長さによって決定されることができ、これはチャネル遅延拡散の関数として設定されることができる。IDFTブロック915はその出力をP/Sブロック930にもたらすことができ、それはデータ信号x740を出力することができる。
図7に示される例とは異なるやり方で、図9に示される例においてUW信号は、UWシーケンスおよびSIの両方を、サイズL920のIDFTブロック内のサイズKのDFTブロック921に供給することによって生成されることができる。DFTブロック921のサイズは、UW/SIシーケンスの長さによって決定されることができる。DFTブロック921の出力は、次いでIDFTブロック925のK個の入力に供給されることができる。IDFTサイズLおよびサブキャリア間隔Δf2は、システム帯域幅L×Δf2=N×Δf1となるように選択されることができる。Lはまた、UW/SI信号y950の長さを決定することができる。IDFTブロック925はその出力をP/Sブロック935にもたらすことができ、それはUW/SI信号y950を出力することができる。
1つの例示の解決策においてUW/SI信号y950の長さは、それがデータ信号x940のテール部分におけるサンプルの数に等しいかわずかに小さくなる、すなわちL≦CN/Mとなるように選択されることができる。例えばN=1024、M=256、C=64の場合Lは、L=(64/256)×1024=256として選択されることができる。この例においてΔf2=4×Δf1、すなわちUW/SI信号は時間においてはより短くなり得るが、周波数においてはより広いサブキャリア間隔を有する。この解決策においてサイズLのUW/SI信号y950が、データ信号x940のテール部分に挿入される。これを達成するための1つの技法は、結果としての信号w=[01×{N-(CN/M)} y] 947がサイズNを有するように、UW/SI信号を{N−(CN/M)}個のおおよそゼロのサンプル945によってパッドすることとすることができる。送信される信号960は従ってx+wとなる。UW/SI信号は予め計算され、デバイスメモリに記憶されることができる。
同期目的のためのUWの使用を容易にするために、データ信号およびUW/SI信号は、システム帯域幅内の非オーバーラップサブバンドにマッピングされることができ、そのための例が図9に示される。それにより、データ信号はサブキャリア980および987のセットにマッピングされることができ、UW/SI信号はサブキャリア985の別のセットにマッピングされることができる。このようにしてUW/SI信号は帯域の中心にマッピングされることができ、システムの実際の帯域幅を学習する前の初期アクセスシナリオのために一般に有用となり得る。
図10は、データ信号の一部としてのUW送信の例を示すブロックおよび信号図である。UWシーケンスは、ブロックおよび信号図1000に示されるように、データと一緒に、DFTブロック1010へのDFT入力にマッピングされることができる。さらにIDFTブロック1015は、IDFTサイズNとすることができる。IDFTブロック1015はその出力をP/Sブロック1030にもたらすことができ、それは信号v1060を出力することができる。結果としてデータ信号1040およびUW信号1050から構成された送信される信号v1060が生成されることができる。
この場合、データおよびUWは同じ周波数帯域内で送信されることができる。受信器側においてUWはタイミング、および周波数同期、位相追跡などを強化するためになど、同期を強化するために用いられることができる。
UW−Synch信号は、いくつかのDFT−s−OFDMシンボル上に送信されることができる。例えばそれは特定のサブフレーム内のすべてのDFT−s−OFDMシンボル上に送信されることができ、またはそれはフレーム内の特定のDFT−s−OFDMシンボル上に送信されることができる。
図11Aは、様々なUW信号の時分割多重化の例を示す信号図である。フレーム内の特定のDFT−s−OFDMシンボル上のUW−Synch信号の送信の例は図11Aに示され、UW−Synch信号はサブフレームnの6番目のDFT−s−OFDMシンボル1110内に送信される。
図11Bは、様々なUW信号の時分割多重化の他の例を示す信号図である。図11Bは、フレーム内の特定のDFT−s−OFDMシンボル上のUW−Synch信号の送信の他の例を示す。図11Bに示されるようにUW−SRS信号は、サブフレームn+kの最後のDFT−s−OFDMシンボル1120内に送信されることができる。図11Aおよび図11Bに示されるように、サブフレームnおよびn+k内の他のUW信号は、UWシーケンスおよびデータを同じDFTブロックにマッピングすることができる。
一例において信号図1100に示される多重化パターンは、中でもチャネル推定および/またはリンク適応を改善するためにUW−Synchおよび/またはUW−SRSの送信の周波数を適応させるように、コントローラ(基地局など)によって構成されることができる。他の例において中央コントローラなしにモバイル端末の間の通信を可能にするために、移動体は多重化パターン、および/またはUW−SynchおよびUW−SRSシーケンスを自律的に決定することができる。
図12は、データ復調基準信号として用いられる1つまたは複数のUWの例を示すブロック図である。ブロック図1200に示されるように、データの代わりにDFTブロックへの入力として、他の決定論的シーケンスが用いられ、データ復調のための基準信号が形成されることができる(UW DM−RS)。図12の例においてUW1は、データ復調目的のための基準として用いられることができるシーケンスを表す。基準UW1シーケンスは、データシンボルと同じ、サブキャリアのセット(M個のサブキャリア)に広がる。図12に示されるようにUWおよびUW1は、DFTブロック1210へのDFT入力にマッピングされる。さらにIDFTブロック1215は、IDFTサイズNとすることができる。結果として、UWおよびUW1から構成される信号が生成されることができる。さらにIDFTブロック1215はその出力をP/Sブロック1215にもたらすことができ、それは信号を出力する。
データを運ぶUW−DFT−s−OFDMシンボル(図10に示されるような)、およびデータ復調基準信号を運ぶUW DFT−s OFDMシンボル(図12に示されるような)は、サブフレームの間、時間において多重化されることができる。サブフレーム内のUW DM−RSシンボルの位置は予め規定されることができ、または構成可能とすることができる。
図10に示される単一のUW DFT−S−OFDMシンボルに基づくチャネル推定を実証するために、
を、周波数における受信されたデータシンボルとする。この表現式において
は関心のあるサブバンドを選択する置換行列であり、
はサイズNの離散フーリエ変換(DFT)行列であり、
は時間領域での受信された信号である。受信された信号がFDEによって完全に等化された場合、以下のようにUWシーケンスは、逆拡散演算(例えばIDFT)のより低位の端に現れる必要がある。
u=A(rf)Shs 式(1)
ここで
は平滑化行列
で乗算された後の関心のあるサブバンド上のチャネル周波数応答の逆を生成するベクトルであり、
はUWシーケンスであり、CはUWシーケンスの長さであり、および
は以下によって明示的に与えられる組み合わされた行列である。
A(rf)=PUWDHdiag{rf} 式(2)
ここで
はMポイントDFT、
はUWシーケンスのみを選択する置換行列、(・)Hはエルミート演算、およびdiag{・}は対角行列を生成する演算子で、その対角要素は変数である。式(1)は線形であるのでベクトルhFDEは、最小平均二乗誤差(MMSE)、ゼロ強制(ZF)、または最尤法(ML)を用いることによって推定されることができる。例として推定においてZFが考慮される場合、ベクトルhsは以下のように得られる。
hs= (A(rf)S)†u 式(3)
ここで(・)†は一般逆行列演算である。平滑化行列Sは以下のように選択されることができることに留意されたい。
S=PsubbandFp 式(4)
ここで
は、行列Fの最初のMh列を含む。
例としてUWシーケンスのために8サンプルがあり、周波数領域における分解能ポイントの数は8であり、(A(rf)S)†のサイズは8×8となる。従ってチャネル推定は、より低い受信器複雑度を用いて行われることができる。
マルチアンテナ送信のためのUW−DM−RS構成の例が本明細書でさらに論じられる。WTRUは、例えば空間多重化を含んだマルチアンテナプリコーディングのためのマルチアンテナ送信のために、1つまたは複数のUWシーケンスを用いるように構成されることができる。空間多重化はレイヤごとに1つのDM−RS信号を必要とするので、WTRUは複数のDM−RS信号を送信できることが必要となり得る。例えばWTRUが4つの空間多重化されたレイヤを並列に送信するように構成される例示のケースでは、同じWTRUから4つのDM−RS信号が送信される必要があり得る。
例示の解決策において、各選択されたUWが他のレイヤのものと直交するように、レイヤごとに異なるUWが選択されることができる。例としてこのようなUWのセットは、ZCまたはゴーレイシーケンスなど、良好な相関特性を有する複素シーケンスのセットに基づいて定義されることができる。例示的セットアップにおいて、セットはZCシーケンスの同じルートの異なるサイクリックシフトからなることができる。
他の例示の解決策では同じUWがすべてのレイヤに適用されることができるが、受信器において各レイヤに対するUWの分離を可能にするように、レイヤごとに異なるカバーコードが適用されることができる。
UWシーケンスは、DM−RSに対していくつかのやり方で構成されることができる。DM−RSベースのコヒーレント復調のために、基準信号の帯域幅は、対応するデータ送信の帯域幅と等しくすることができる。結果としてWTRUによって用いられるUWの長さは、データ送信の帯域幅に基づいて変化することができる。
WTRUは、制御オーバーヘッドを制限するために、UWシーケンスの固定または制限されたセット(固定または異なる長さの)を用いるように、無線リソース制御(RRC)シグナリングを通じて半静的に構成されることができる。
WTRUは、基準信号の間の干渉に対抗するために、例えば[+1,+1]および[+1,−1]などの相互に直交するパターンを適用することによって、同じUWシーケンスから作成された基準信号を利用するようにRRCシグナリングを通じて半静的に構成されることができる。
WTRUは、UWシーケンスのセットを利用するようにL1/L2制御シグナリングを通じて動的に構成されることができ、および各空間多重化されたレイヤに対して異なるUWシーケンスを利用するように構成されることができる。
本明細書で述べられる例において、UWはアナログフィードバックをもたらすように用いられることができる。例示の閉ループプリコーディングシステムなどの例示のシステムにおいて、WTRUはダウンリンク基準信号に対する測定を行うことができ、および/または測定されたチャネル情報を報告することができ、これはチャネル品質情報(CQI)、ランクインジケータ(RI)、および/またはプリコーディング行列インジケータ(PMI)を含むことができる。WTRUは、測定されたチャネル情報を基地局に報告することができる。報告されたPMIおよびCQIは、例えばフィードバックオーバーヘッドを低減するために量子化されることができる。
例示の解決策においてWTRUは、ダウンリンク基準信号に対する測定を行ってチャネル方向行列UDLを推定する、および/または例えばチャネル方向情報を量子化しそれをPMIとして報告するのではなく、測定されたチャネルUDLまたはその推定された固有方向を用いて基準ベクトルxUW(これは選択されたUWに基づいて定義されることができる)をビーム形成することができる。この解決策においてeノードBにおいて受信される信号は以下のように表されることができる。
r=HULUDLxUW+n 式(5)
ここでnは付加的なガウス雑音である。eNBは基準ベクトルxUWおよびULチャネル推定
を用いて、WTRUによって用いられる実際のビーム形成ベクトルの推定を決定し、およびWTRUによって観測されるDLチャネル方向を推定することができる。
の決定のための例示的手法は、ZF方法に基づくことができる。
ここで(・)†は、一般逆行列関数である。
各選択されたUWが他のレイヤのものと直交となることができるように、レイヤごとに異なるUWが選択されることができる。例としてこのようなUWのセットは、ZCなどの良好な相関特性を有する複素シーケンスのセットに基づいて定義されることができる。例示的セットアップにおいて、セットはZCシーケンスの同じルートの異なるサイクリックシフトからなることができる。
他の例示の解決策では同じUWがすべてのレイヤに適用されることができるが、受信器において各レイヤに対するUWの分離を可能にするように、レイヤごとに異なるカバーコードが適用されることができる。
UWにおける変化を取り扱う例が、本明細書で論じられる。例えばWTRUが、例えば送信が開始する前に送信期間がない状態で、バースト状モードで送信する場合、最初のDFT−s−OFDMシンボルは、それに先行するUWを有することができない。
図13Aおよび13Bは、UWを用いたバースト状送信を示す信号図である。図13Aには、時間t=Tにおいて送信が開始する例が示される。サイクリックプレフィックスがないことにより、チャネルを用いた巡回畳み込みは失われ、キャリア間干渉の可能性が生じることになる。これを防止するために図13Bに示されるように、最初のDFT−s−OFDMシンボルにサイクリックプレフィックス1350が付加されることができる。信号図1300に示される例において、サイクリックプレフィックス1350は、UW信号1360などのUW信号のコピーとすることができる。この場合送信は時間t=T−TUWにおいて開始し、TUWは秒でのUW信号の持続時間である。
送信時のUWの変化を取り扱う例が、本明細書でさらに論じられる。UW長さおよび信号は、時には連続したDFT−s−OFDMシンボルにおいて異なることができる。例えばいくつかのDFT−s−OFDMシンボルにおいて、UW−SRSまたはUW−Synch信号が送信されることができる。UW信号の変化により、シンボル間干渉およびキャリア間干渉が生じる場合がある。
図14は、UW信号の変化を有するUW遷移の例を示す信号図である。信号図1400にはUW信号における変化の例が示され、UW1からUW2、およびUW2からもとのUW1への遷移により、第5のDFT−s−OFDMシンボル1450および第6のDFT−s−OFDMシンボル1460は干渉を経験する場合がある。例えばUW1はDFT−s−OFDMシンボル1440において、および再びDFT−s−OFDMシンボル1460において用いられることができ、UW2はそれらの間でDFT−s−OFDMシンボル1450において用いられることができる。
これらの1つのUWから他への遷移は、例えばそれらがUW−SRSの送信またはUW−Synch送信によるものである場合、時間において予め規定されることができる。受信器は、それが正しいタイミングを取得していれば、いつ遷移を予想するかを知ることができる。干渉の影響を低減する1つの方法は、干渉を経験し得るDFT−s−OFDMシンボルのデータ部分の始まりに、ガードインターバルを導入することであり得る。これは図15に示されるように、DFTブロックのヘッドにゼロを供給することによって達成されることができる。
図15は、ガードインターバルを有する例示のUW DFT−s−OFDMシンボル生成を示す信号図である。信号図1500での例に示されるように、DFTブロック1510のヘッド内に供給されるゼロの数が構成されることができる。これらのゼロはデータ送信のために用いられることができるリソースの数を低減することができるので、トランスポートブロックサイズまたは符号化レートは変化される必要があり得る。受信器側において、受信器はガードインターバルとして用いられる時間領域サンプルを捨てることができる。例としてDFTサイズM=256、IDFTサイズN=1024、およびDFTブロックのヘッドにおいてNh=16個のゼロの場合、時間領域信号の始まりにおけるNhN/M=64サンプルは、受信器においてNポイントDFTを取り出す前に、それらをゼロに設定することによって捨てられることができる。
図15に示されるように、構成されたゼロの数、データ、およびUWは、DFTブロック1510内に供給されることができる。さらにIDFTブロック1515は、IDFTサイズNを決定することができる。結果として、データシンボル1555およびUW信号1550から構成された送信される信号1560が生成されることができる。さらにIDFTブロック1515はその出力をP/Sブロック1530にもたらすことができ、それは信号1560を出力することができる。データシンボル1555はデータ信号1540、およびガードインターバルとして用いられるゼロのサンプル1545から構成されることができる。
UWがゼロに設定された場合、UWの送信に費やされる電力は、データ送信の電力を増強するために用いられることができることが留意される。例えばUW信号1550がゼロに設定された場合、データ信号1540の電力は増強されることができる。
チャネル推定および追跡のための統合プリアンブル/復調基準信号(DMRS)およびUW設計の例、ならびにUWにおける変化の取り扱いが、本明細書でさらに論じられる。
UWをベースとする波形に対するロバスト性のあるチャネル推定、およびフレーム内のUWにおける変化の取り扱いに対処する一例において、周波数におけるDMRSシーケンスに対するシーケンスに基づいてUWシーケンスを生成する、統合DMRSおよびUW設計が考察される。それによりこの例示の解決策において、UWシーケンスとDMRSシーケンスとは依存することができる。例えばUWシーケンスは、DMRSシーケンスの関数とすることができる。他の例においてUW信号は、DMRS信号内に複数回現れることができる。
図16Aは、統合UW信号およびDMRS設計、ならびに統合UWおよびDMRSシーケンスの生成の例を示すブロックおよび信号図である。信号およびブロック図1600における使用のための例示のステップは、以下のように説明される。信号およびブロック図1600に示されるように、統合UWおよびDMRSシーケンスは単一のサブバンドにおける使用のために生成されることができる。
初期ステップは以下のように生じることができる。オフラインとすることができるUWおよびDMRSシーケンス発生器1610Aは、DMRSシーケンスを生成することができる。UWおよびDMRSシーケンス発生器1610Aは、ベクトル
を、周波数におけるDMRSのためのもとのシーケンスを含んだベクトルとすることができる。シーケンスは最初に、Nint≧2の率でアップサンプリングされることができる。UWおよびDMRSシーケンス発生器1610Aにおいて、アップサンプリングされたシーケンスは
によって表されことができ、
はアップサンプリング行列である。アップサンプリングされたシーケンスは、追加の演算を用いてさらに処理されることができる。追加の演算は、例えば巡回シフト/複素回転ブロック1605Aによって行われるサイクリックシフトまたは変調演算を含むことができる。この追加の処理を取り込むために、巡回シフト/複素回転ブロック1605Aは
によって表される線形プリコーダを用いることができ、これは結果として
によって与られる処理されたシーケンスを含んだベクトルを生じる。ベクトル
を、周波数領域で使用されることになるDMRSシーケンスとして利用するために、
のIDFTがIDFTブロック1615によってDFT−s−OFDMのために計算されることができる。ベクトル
はNintの率でアップサンプリングされたシーケンスであるので、
のIDFTは反復したシーケンスに対応することができ、アップサンプリングされたシーケンスのDFTは反復したシーケンスであるという特性を用いて、反復率はNint+1とすることができる。周波数におけるDMRSシーケンスは、ガードトーンを含むIDFT変換を用いることによって、時間におけるUW DMRSシンボルを生成するために使用されることができる。
他のステップは以下のように生じることができる。ここでUWおよびDMRSシーケンス発生器1610Aは、DMRSシーケンスに基づいてUWシーケンスを生成することができる。具体的には以下の例において、UWおよびDMRSシーケンス発生器1610Aは、処理されたアップサンプリングされたDMRSシーケンス
に基づいてUWシーケンスを生成することができる。この追加の処理の後、ベクトル
はIDFTブロック1615によって逆拡散されることができ、以下で与えられる。
ただしzは所望のシーケンス
を、拡散演算
の後に生成するシーケンスである。ベクトルzは、Nint+1個の反復したサブシーケンスを含むことができる。UWシーケンス
とDMRSシーケンスbとの間の関係は、以下のように得られる。
ただし
は、ベクトルz内の反復したサブシーケンスの要素のいくつかを選択することができる行列である。
図16Aに示される例において、スイッチ1655がDMRSシーケンスを受け取るように設定されたとき、IDFTブロック1615はヘッドシーケンス1661a、1661b、1661c、1661d、基準シーケンス1662a、1662b、1662c、1662d、およびテールシーケンス1669a、1669b、1669c、1669dを生成することができる。当業者は、図16Aおよび図16Cのヘッドシーケンス1661a、1661b、1661c、1661d、基準シーケンス1662a、1662b、1662c、1662d、およびテールシーケンス1669a、1669b、1669c、1669dは、それぞれ図16Bのヘッド信号1661a、1661b、1661c、1661d、基準信号1662a、1662b、1662c、1662d、およびテール信号1669a、1669b、1669c、1669dに対応できることを容易に理解するであろう。図16Aでのスペース要件および明瞭さにより、図16Bに示される信号1661c、1662c、および1669cに対応するシーケンスは図16Aに示されないが、当業者はこのようなシーケンスは図16Aに示される例において生成されることができることを容易に理解するであろう。
図16Aに示されるようにDFTブロック1630は、ヘッドシーケンス1661aおよびテールシーケンス1669dを受け取ることができる。さらに連結ブロック1611は、IDFTブロック1615によって生成された残りのシーケンス、具体的にはヘッドシーケンス1661b、1661c、1661d、基準シーケンス1662a、1662b、1662c、1662d、およびテールシーケンス1669a、1669b、1669cを受け取ることができる。連結ブロック1611は次いで受け取られたシーケンスを連結し、DMRSシーケンス1650の少なくとも一部を生成することができ、これはその後に波形発生器1620A内のDFTブロック1630によって受け取られる。DFTブロック1630は次いで、ヘッドシーケンス1661a、DMRSシーケンス1650の少なくとも一部、およびテールシーケンス1669dに対するプリコーディングを行い、これらのシーケンスを周波数領域において拡散させることができる。DFTブロック1630はベクトル
に対応することができる拡散シーケンス1631またはデータシンボルを、IDFTブロック1640Aにもたらすことができる。IDFTブロック1640Aは次いで、拡散シーケンスまたはデータシンボルを時間領域シーケンスに変換することができ、これは波形となることができる。波形発生器1620Aは次いで送信のために、時間領域シーケンスをトランシーバ1645Aにもたらすことができる。結果としてトランシーバ1645Aは、図16Bのシンボル1660に示されるように、統合UWおよびDMRSを用いて信号を送信することができる。
例においてUWシーケンスは、ヘッドシーケンス1661aおよびテールシーケンス1669dなどのヘッドシーケンスおよびテールシーケンスの連結によって形成されることができる。さらに統合UWおよびDMRSは、ヘッドシーケンス、基準シーケンス、およびテールシーケンスの反復を含むことができる。それによりeノードBまたはWTRUなどの無線デバイスは、基準シーケンス、次いで統合UWおよびDMRSを生成することができる。具体的には例において、WTRUは基準シーケンスを生成することができる。さらにWTRUは、基準シーケンスのアップサンプリングに基づいてDMRSシーケンスを生成することができる。例においてDMRSシーケンスは、複数の反復したシーケンスを含むことができる。さらに例において各反復したシーケンスはヘッドシーケンス、基準シーケンス、およびテールシーケンスを含むことができる。またDMRS内のUWシーケンスは、反復されたヘッドシーケンスのうちの1つ、および反復されたテールシーケンスのうちの1つを含むことができる。加えてWTRUは、DMRSシーケンスに対する波形演算に基づいてDMRS信号を生成することができる。WTRUは、次いでDMRS信号を基準信号として送信することができる。
図16Aに示されないさらなる例において、スイッチ1655がデータシンボルベクトルdを受け取るように設定されたとき、DFTブロック1630はデータシンボルベクトルd、ヘッドシーケンス、およびテールシーケンスを受け取ることができる。さらにDFTブロック1630は次いでデータシンボルベクトルd、ヘッド信号、およびテール信号に対してプリコーディングを行うことができる。DFTブロック1630は、拡散シーケンスまたはデータシンボルをIDFTブロック1640Aにもたらすことができる。IDFTブロック1640Aは次いで、拡散シーケンスまたはデータシンボルを時間領域シーケンスに変換することができ、これは波形となることができる。波形発生器1620Aは次いで送信のために、時間領域シーケンスをトランシーバ1645Aにもたらすことができる。結果としてトランシーバ1645Aは、図16Bのシンボル1670、1680〜1690のそれぞれに示されるような、ヘッド信号、データ信号、およびテール信号を有する信号を送信することができる。例えばDFTブロック1630はデータシーケンス1672、ヘッドシーケンス1671、およびテールシーケンス1679を受け取ることができ、次いでこれらは処理され、図16Bに示されるようなシンボル1670内に送信されることができる。
それにより例において、WTRUは複数の入力ベクトルを生成することができ、各入力ベクトルはデータシンボルのシーケンスおよびUWシーケンスを含む。例において各入力ベクトルは、データシンボルベクトルおよびUWシーケンスを含むことができる。WTRUは次いで複数のDFT−s−OFDMシンボルを生成することができ、各DFT−s−OFDMシンボルは入力ベクトルのそれぞれに対する波形演算に基づく。さらにWTRUは、複数のDFT−s−OFDMシンボルを送信することができる。
図16Bは、単一のサブバンドに対する時間領域における統合UW DMRSの例である。図16Bに示されるように、反復した信号の最初のサンプルおよび最後のサンプルは、それぞれヘッドおよびテール信号のサンプルの関数とすることができる。例えばヘッド信号1661a、1661b、1661c、1661d、1671、1681〜1691は、反復した信号とすることができる。当業者は、図16Bに示されるシンボルのそれぞれは、反復するヘッド信号およびテール信号を有するようになることを理解するであろう。結果として1661a、1661b、1661c、1661d、1671、1681〜1691は、複数回反復された同じ信号とすることができる。さらにテール信号1669a、1669b、1669c、1669、1679、1689〜1699は、反復した信号とすることができる。結果として1669a、1669b、1669c、1669、1679、1689〜1699は、複数回反復された同じ信号とすることができる。UWシーケンス、すなわちベクトルbに基づいて生成されるuは、TTI内のデータシンボルベクトルdなどの他のデータシンボルと共に用いられることができ、およびUW DMRSシンボル1660の複数のインスタンス、例えば
のIDFTは、TTI内のいずれの所にも位置することができる。図16Bに示されない例においてUW DMRSシンボル1660は、シンボル1690など、TTIの最後のシンボル内、またはシンボル1670もしくは1680など、TTIの中間のシンボル内に位置することができる。図16Bに示されるようにDMRSシーケンス1650の少なくとも一部は、それが最初のシンボル1660の復調性能を強化するように、最初のシンボル、UW DMRS1660に位置することができる。ヘッド信号1671、1681〜1691、およびテール信号1679、1689〜1699は、示されるようにデータ信号1672、1682〜1692と共に多重化されて、信号1660、1670、1680〜1690となることができる。
このようなDMRSおよびUWの統合構成に対する手法は、いくつかの恩恵をもたらすことができる。例えば式(8)においてもたらされるuとbとの間の関係が満たされる場合、時間における最初のデータシンボルのテール信号は、UW DMRSシンボルのテール信号と同じとすることができる。従って最初のデータシンボルは、チャネルの巡回畳み込みを維持する。
この解決策においてDMRSシーケンスは、Nint>2の率でアップサンプリングされる。従ってシンボルは、時間領域においてNintの率で反復的な構造を有する。従ってDMRSシンボルは、時間領域での簡単な置き換え演算を用いて、CPなしにそれ自体によって巡回畳み込みを維持することができる。例えばNintを4とすることができる。それによりシンボルは4の率による反復的な構造を有するようになり、反復した構造は図16A、16B、16C、17および18に示されるようにヘッドおよびテール信号を含むことになる。
例えば図16Aおよび図16Bに示されるように、反復的なUW DMRS構造1660は、具体的には1661a、1661b、1661c、1661dなどのヘッド信号の4つの反復、1662a、1662b、1662c、1662dなどの基準信号の4つの反復、および1669a、1669b、1669c、1669dなどのテール信号の4つの反復から構成されることができる。それによりヘッド信号は各シンボル内で、反復されたヘッダとして用いられることができ、テール信号は同様に反復されたテール信号として用いられることができる。例えばシンボル1670はヘッダ信号1671、データ信号1672、およびテール信号1679を含むことができる。さらなる例としてシンボル1680はヘッダ信号1681、データ信号1682、およびテール信号1689を含むことができる。このようにしてヘッド信号1661およびテール信号1669は、UW DMRS1660内で、およびTTI内の15シンボルのそれぞれにおいて反復的なやり方で用いられる。
図16Cは、複数のサブバンドにおける使用のための、統合UWおよびDMRS設計、および統合UWおよびDMRSの生成の例を示すブロックおよび信号図である。図16Cに示される例においてオフラインとすることができる、複数のサブバンド1610CのためのUWおよびDMRS発生器は、DMRSシーケンスを生成することができる。UWおよびDMRS発生器1610Cは、図16AのUWおよびDMRS発生器1610Aのものと同様のやり方で、ベクトル
を、周波数におけるDMRSに対するもとのシーケンスを含んだベクトルとすることができる。さらに巡回シフト/複素回転ブロック1605Cは、図16Aの巡回シフト/複素回転ブロック1605Aのものと同様のやり方で、線形プリコーダを用いてベクトル
を生じることができる。
図16Cでの例に示されるように複数のサブバンドに対して、IDFTブロック1616〜1619などのIDFTブロックによって行われるIDFT演算のグループを含む演算は、またベクトル
に適用されて、周波数における所望のDMRSシーケンスを生成することができる。例において周波数におけるDMRSシーケンスは、ガードトーンを含むIDFT変換を用いることによって、時間におけるUW DMRSシンボルを生成するために使用されることができる。
さらにUWおよびDMRS発生器1610Cは、アップサンプリングされたDMRSシーケンス
に対するIDFT演算のグループによる処理を含めることによって、UWを生成することができる。この追加の処理の後にベクトル
は、図16AのIDFTブロック1615および式(7)のものと同様のやり方で、IDFTブロック1616〜1619によって逆拡散されることができる。結果としてIDFTブロック1616〜1619はベクトルzを生成することができ、ベクトルzは、拡散演算Dの後に所望のシーケンス
を生成するシーケンスである。一般性を失わずにD-1は、IDFTブロック1616〜1619などの複数のIDFT拡散ブロックを含んだ、ブロック対角行列とすることができ、i番目のIDFTのサイズはM(i)によって表されることができ、これはNintL=ΣiM(i)に繋がる。UWシーケンス
とDMRSシーケンスbとの間の関係は、図16Aに関して示されたものと同様のやり方で、式(8)によって得られることができる。結果としてベクトルzは、反復したシーケンスを含むことができる。
図16Cに示される例においてスイッチがDMRSシーケンスの一部を受け取るように設定されたとき、IDFTブロック1616はヘッドシーケンス1661a、1661b、1661c、1661d、基準シーケンス1662a、1662b、1662c、1662d、およびテールシーケンス1669a、1669b、1669c、1669dを生成することができる。図16Cに示されるようにDFTブロック1633は、ヘッドシーケンス1661aおよびテールシーケンス1669dを受け取ることができる。図16Cでのスペース要件および明瞭さにより、図16Bでの信号1661c、1662c、および1669cに対応するシーケンスは図16Cに示されないが、当業者はこのようなシーケンスは図16Cに示される例において生成されることができることを容易に理解するであろう。
さらに連結ブロック1612は、IDFTブロック1616によって生成された残りのシーケンス、具体的にはヘッドシーケンス1661b、1661c、1661d、基準シーケンス1662a、1662b、1662c、1662d、およびテールシーケンス1669a、1669b、1669cを受け取ることができる。連結ブロック1612は次いで受け取られたシーケンスを連結し、DMRSシーケンス1651の少なくとも一部を生成することができ、これはその後に波形発生器1620C内のDFTブロック1633によって受け取られる。DFTブロック1633は次いで、ヘッド信号1661a、DMRSシーケンス1651の少なくとも一部、およびテールシーケンス1669dに対するプリコーディングを行い、これらのシーケンスを周波数領域において拡散させることができる。DFTブロック1633は、拡散シーケンス1634またはデータシンボルを、IDFTブロック1640Cにもたらすことができる。IDFTブロック1640Cは次いで、拡散シーケンスまたはデータシンボルを時間領域シーケンスに変換することができ、これは波形となることができる。波形発生器1620Cは次いで送信のために、時間領域シーケンスをトランシーバ1645Cにもたらすことができる。結果としてトランシーバ1645Cは、時間領域での信号を示す図16Bのシンボル1660に示されるように、統合UWおよびDMRSを用いて第1のサブバンドにおいて信号を送信することができる。
図16Cに示されないさらなる例において、スイッチがデータシンボルベクトルdを受け取るように設定されたとき、DFTブロック1633はデータシンボルベクトルd、ヘッドシーケンス、およびテールシーケンスを受け取ることができる。この例においてDFTブロック1633は次いでデータシンボルベクトルd、ヘッドシーケンス、およびテールシーケンスに対してプリコーディングを行うことができる。DFTブロック1633は、拡散シーケンスまたはデータシンボルを、IDFTブロック1640Cにもたらすことができる。IDFTブロック1640Cは次いで、拡散シーケンスまたはデータシンボルを時間領域シーケンスに変換することができ、これは波形となることができる。波形発生器1620Cは次いで送信のために、時間領域シーケンスをトランシーバ1645Cにもたらすことができる。結果としてトランシーバ1645Cは、図16Bのシンボル1670、1680〜1690のそれぞれに示されるように、ヘッド信号、データ信号、およびテール信号を用いて第1のサブバンドにおいて信号を送信することができる。
同様のやり方でさらなる統合UWおよびDMRS信号ならびにデータ信号が生成され、追加のサブバンド上に送信されることができる。複数のサブバンドの使用をさらに示し、具体的には図16Cの最終のサブバンドの生成および送信を示す例において、スイッチはDMRSシーケンス1654の少なくとも一部を受け取るように設定されることができる。IDFTブロック1619は、ヘッドシーケンス1663a、1663b、1663c、1663d、基準シーケンス1664a、1664b、1664c、1664d、およびテールシーケンス1668a、1668b、1668c、1668dを生成することができる。図16Cに示されるようにDFTブロック1636は、ヘッドシーケンス1663aおよびテールシーケンス1668dを受け取ることができる。図16Cでのスペース要件および明瞭さにより、シーケンス1663c、1664c、および1668cは示されないが、当業者はこのようなシーケンスは示される例において生成されることができることを容易に理解するであろう。
さらに連結ブロック1614は、IDFTブロック1619によって生成された残りのシーケンス、具体的にはヘッドシーケンス1663b、1663c、1663d、基準シーケンス1664a、1664b、1664c、1664d、およびテールシーケンス1668a、1668b、1668cを受け取ることができる。連結ブロック1612は次いで受け取られたシーケンスを連結し、DMRSシーケンス1654の少なくとも一部を生成することができ、これはその後に波形発生器1620C内のDFTブロック1636によって受け取られる。DFTブロック1636は次いで、ヘッド信号1663a、DMRSシーケンス1654の少なくとも一部、およびテールシーケンス1668dに対するプリコーディングを行い、これらのシーケンスを周波数領域において拡散させることができる。DFTブロック1636は、拡散シーケンス1637またはデータシンボルを、IDFTブロック1640Cにもたらすことができる。IDFTブロック1640Cは次いで、拡散シーケンスまたはデータシンボルを時間領域シーケンスに変換することができ、これは波形となることができる。波形発生器1620Cは次いで送信のために、時間領域シーケンスをトランシーバ1645Cにもたらすことができる。結果としてトランシーバ1645Cは、統合UWおよびDMRSを用いて最終のサブバンドにおいて信号を送信することができる。
図16Cに示されないさらなる例において、スイッチがデータシンボルベクトルdを受け取るように設定されたとき、DFTブロック1636はデータシンボルベクトルd、ヘッドシーケンス、およびテールシーケンスを受け取ることができる。本明細書の上記で述べられた処理と同様な処理の終わりにおいてトランシーバ1645Cは、ヘッド信号、データ信号、およびテール信号を用いて最終のサブバンドにおいて信号を送信することができる。当業者は容易に理解するであろうように、追加の同様な処理が、最初のサブバンドと最終のサブバンドとの間のサブバンドに対して行われることができるが、スペースの制限により示されない。統合UWおよびDMRSシンボルならびにデータシンボルの送信は、サブバンドのそれぞれに対して、図16Bに示されるものと同様とすることができる。具体的には図16Bは、単一のサブバンドの時間領域での送信の例を示すと見なされることができる。
図17は、統合DMRSおよびUWの他の例を示すブロックおよび信号図である。ブロックおよび信号図1700は、ブロックおよび信号図1600のものと同様な例を示すが、処理の異なる態様を示す。例えばもとのDMRS bベクトルは、アップサンプリング率Nintを用いたアップサンプリングのために、UWおよびDMRS発生器1710内のアップサンプルシーケンスブロック1702によって受け取られることができる。アップサンプリングされたシーケンスは、追加の演算を用いてさらに処理されることができる。追加の演算は、例えば巡回シフト/複素回転処理ブロック1705によって行われるサイクリックシフトまたは変調演算を含むことができる。この追加の処理を取り込むために、巡回シフト/複素回転処理ブロック1705は、線形プリコーダTを用いることができる。IDFT変換はIDFTブロック1715によって適用されることができ、これはサイズMのIDFTを用いることができ、M=L×Nintである。選択ブロック1718は、次いでIDFTブロック1715の結果からUWヘッド、UWテール、および/またはDM−RSシーケンスの一部を選択することができる。
選択ブロック1718からの結果としての選択は、データシンボルと共に、波形発生器1720内のサイズMのDFTブロック1730にマッピングされることができる。DFTブロック1730の結果は、サブキャリアマッピングブロック1735によってサブキャリアにマッピングされることができる。サブキャリアマッピングブロック1735の出力は、サイズNのIFFT処理ブロック1740によってIFFT処理を受けることができる。IFFT処理ブロック1740の結果は、次いで送信のために送信器に送られることができる。
図16Aおよび図16Cに示される例と同様な形で、図17での例において、示される送信は、反復的なUW DMRS構造を含む。時間領域での送信は、図16Bに示される。
図18は、巡回畳み込みのために最初のR個のサンプルを置き換える例を示すブロック図である。ブロック図1800に示される例において、提案されるDMRSシンボルはCP拡張を利用しないので、DMRSシンボル1860がチャネル1810を通過した後、受信されたシンボルは、巡回畳み込み演算として表されることができない。一方、DMRSシンボルは反復的な構造を有するので、受信されたDMRSシンボルの最初のR個のサンプルは、対応するサンプルによって置き換えられることができ、これは図18に例示されるように、置き換え演算の後に、チャネルの巡回畳み込みを用いた表現を可能にし得る。例えば置き換えブロック1820は、受信されたDMRSシンボルの最初のR個のサンプルを、1870において後に現れる別のR個のサンプルで置き換えることができる。例においてDMRSシンボル1870のヘッド信号1873は、ヘッド信号1871を置き換えることができ、結果としてDMRSシンボル1880のヘッド信号1881を生じる。このようにしてDMRSシンボル1880のヘッド信号1883は、ヘッド信号1881と同じとすることができる。結果としてDMRSシンボル1880は、受信されたDMRSシンボル1870はそうではなかったにも関わらず、巡回となることができる。
さらに結果としてのDMRSシンボル1880は、DFTブロック1830にマッピングされることができ、次いでDMRSベースのチャネル推定(CHEST)が、DMRSベースのCHESTブロック1840内のDFTブロック1830の出力に適用されることができる。
様々なシグナリングの態様の例が、本明細書でさらに論じられる。例えばUWとDMRSとの間の関係はオンラインまたはオフラインで計算されることができ、例えばUWおよびDMRSの両方を含んだマップまたはテーブルが、オフラインで生成されることができる。次いでこのテーブルのインデックスが、シグナリングされることができる。
統合UWおよびDMRSは、肯定応答(ACK)/否定応答(NACK)動作をもたらすなどの暗黙的シグナリングのために用いられることができる。プリアンブルまたはDMRS信号は、TTI内のいずれの所にも位置することができ、またはそれは省かれることができる。例えばWTRUがそれのRBを変化させない場合、プリアンブルはスペクトル効率を向上させるように後続のTTI内で省かれることができる。この場合、DMRSの存在がシグナリングされることが必要になり得る。
TTI内で周波数および/またはチャネルホッピングが存在する場合、提案されるDMRSおよびUWは式(8)に基づいて計算されることができ、統合DMRSおよびUWは各スロットの始まりにおいて送信されることができる。
インターリーブファクタすなわちNintを増加させることにより、この動作はDMRSのための非ゼロサブキャリア上のエネルギーを増加させることができるので、よりロバスト性のあるチャネル推定が達成されることができる。
チャネル推定態様の例は、UWをベースとする波形に対するDMRSベースのチャネル推定のためのいくつかの例を含み、本明細書でさらに論じられる。
図19は、DMRSベースのチャネル推定の例を示すブロック図である。ブロック図1900での例に示されるように、図18のものと同様な処理が行われるが、図19ではデータおよびDMRSの両方が送られることができる。例えばDMRSシンボル1960は、15シンボルTTI1911内で、シンボル1912として送信されることができる。例において1msのTTI内で、15シンボルが送られることができる。TTI1911の他の14シンボルは、データシンボルとすることができる。TTI1911がチャネル1910を通過した後、さらなる処理は、シンボルがDMRSであるかそれともデータシンボルであるかに基づいて、シンボルごとをベースとして決定されることができる。図18に示されるように、提案されるDMRSシンボルはCP拡張を利用しないので、受信されたDMRSシンボルは、巡回畳み込み演算として表されることができない。従って図18における処理と同様に置き換えブロック1920は、受信されたDMRSシンボルの最初のR個のサンプルを、1970において後に現れる別のR個のサンプルで置き換えることができる。例においてDMRSシンボル1970のヘッド信号1973は、ヘッド信号1971を置き換えることができ、結果としてDMRSシンボル1980のヘッド信号1981を生じる。このようにしてDMRSシンボル1980のヘッド信号1983は、ヘッド信号1981と同じとすることができる。結果としてDMRSシンボル1980は、受信されたDMRSシンボル1970はそうではなかったにも関わらず、巡回となることができる。
データシンボルが受信される場合、それはDFT−s−OFDM受信器によって処理されることができる。DFT−s−OFDM受信器はDFTブロック1950、等化器ブロック1953、およびIDFTブロック1956を含むことができる。さらに結果としてのDMRSシンボル1980は、DFTブロック1930にマッピングされることができ、次いでDMRSベースのCHESTが、DMRSベースのCHESTブロック1940内のDFTブロック1930の出力に適用されることができる。DMRSベースのチャネル推定のために、DMRSの非ゼロのサンプルに対応するサブキャリア上の値は、周波数によって表されることができ、すなわちxを
x=Aθ+n 式(9)
ただし
および
は、非ゼロDMRSによって変調されることができるサブキャリアに対するチャネル周波数応答である。この場合線形推定器の一般的な形は以下のように表されることができる。
ただし
は正則化行列である。異なる推定器が以下のように展開されることができる。
例において線形最小平均二乗誤差(LMMSE)推定器が用いられることができる。具体的には例えば
、ただし
は雑音、Cθはθの共分散行列である場合、推定器はLMMSEを得ることができる。この場合推定器は、θの二次統計を必要とする場合があり、これは例えば電力遅延プロファイルを含むことができる。しかし二次特性は変化する場合があり、従って正則な再推定が必要になり得る。
さらなる例においてミスマッチ型MMSE推定器が用いられることができる。例えばチャネルの二次特性の推定を避けるために、PDPはLタップ一様であり、各タップは互いに独立であると仮定されることができる。その場合
であり、ただし
はDMRSの非ゼロシンボル位置に対応する行、および正規化DFT行列の最初のL個の列を選択する行列であり、
は一様な電力遅延プロファイルを有するチャネルインパルス応答である。
さらなる例において正則化された推定器が用いられることができる。具体的には例えばR=αIK、ただしαはスカラー、IKはK×K単位行列である場合、推定器は正則化されたLSに対応することができる。この推定器は不良条件での最小二乗推定器に対処できるが、θの要素の間の相関を考慮することができない。
変数θが推定された後、非ゼロサブキャリアの位置における推定されたチャネル応答が補間されることができる。1つの手法は平滑化行列のために、DMRSベースのCHESTブロック1940内などのDFT構造を用いることである。この手法を用いて推定されたチャネル周波数応答は、以下のように表されることができ、
ただし
は推定されたチャネル周波数応答である。
は、RB内シンボル位置に対応する行、およびDFT行列の最初のL個の列を選択する行列である。
DMRSベースのチャネル追跡の例が本明細書でさらに論じられる。チャネルインパルス応答が時間的に変化する平滑化関数であると仮定すると、チャネル推定性能を強化するために、前および現在のシンボルにおけるチャネルの間の時間相関が活用されることができる。多くの手法が可能で、最小平均二乗(LMS)、再帰的最小二乗(RLS)、および/またはカルマンをベースとするフィルタなどであり、これはチャネル特性の事前の統計的知識が不要であり、行列反転を取り除くことができる。このような適応アルゴリズムは、チャネル特性を「学習」し、学習したチャネル特性と前のチャネル推定とを用いることにより新たなチャネル推定が得られるので、チャネル追跡を可能にするために用いられることができる。続く例において便宜上、カルマンフィルタが用いられる。しかし機能性を失わずに、他のフィルタが用いられることができる。
図20は、DMRSベースのチャネル追跡の例を示すブロック図である。ブロック図2000での例に示されるように、図18および図19のものと同様な処理が行われるが、図20では複数のDMRSシンボルが送られることができ、従ってチャネルはより良好に推定されることができる。例えばDMRSシンボルは、15シンボルTTI2011内で、シンボル2012として送信されることができる。またDMRSシンボル2014はTTI2013内で送信されることができ、DMRSシンボル2016はTTI2015内で送信されることができる。例において1msのTTI内で、15シンボルが送られることができる。TTI2011、2013、2015の他の14シンボルは、データシンボルとすることができる。TTI2011などのTTIがチャネル2010を通過した後、さらなる処理は、シンボルがDMRSであるかそれともデータシンボルであるかに基づいて、シンボルごとをベースとして決定されることができる。図18および図19に示されるように、提案されるDMRSシンボルはCP拡張を利用しないので、受信されたDMRSシンボルは、巡回畳み込み演算として表されることができない。従って図18および図19における処理と同様に置き換えブロック2020は、受信されたDMRSシンボルの最初のR個のサンプルを、2070において後に現れる別のR個のサンプルで置き換えることができる。例においてDMRSシンボル2070のヘッド信号2073は、ヘッド信号2071を置き換えることができ、結果としてDMRSシンボル2080のヘッド信号2081を生じる。このようにしてDMRSシンボル2080のヘッド信号2083は、ヘッド信号2081と同じとすることができる。結果としてDMRSシンボル2080は、受信されたDMRSシンボル2070はそうではなかったにも関わらず、巡回となることができる。
データシンボルが受信される場合、それはDFT−s−OFDM受信器によって処理されることができる。DFT−s−OFDM受信器はDFTブロック2050、等化器ブロック2053、およびIDFTブロック2056を含むことができる。さらに結果としてのDMRSシンボル2080は、DFTブロック2030にマッピングされることができ、次いでDMRSベースのCHESTが、DMRSベースのCHESTブロック2040内のDFTブロック2030の出力に適用されることができる。加えて図20ではチャネルをより良好に推定するように、あらゆるTTIにおいてフィードバックが決定され、DMRSベースのCHESTブロック2040内にフィードバックされることができる。
チャネル周波数応答は、以下で与えられる線形モデルに基づいて変化すると仮定する。
θ(n)=θ(n-1)+u(n) 式(12)
ただしu(n)〜N(0,Q)、およびnはTTIインデックスである。次に新たな観測がなされることができ、これは新たなDMRSシンボルが立て続けに、または異なるTTI内で送信されることができることを暗示することができる。この手法は以下により表されることができる。
x(n)=A(n)θ+n 式(13)
次いでカルマンフィルタのためのステップは以下のように表されることができる。
ステップ1:最小予測MSE行列:
M(n|n-l)=M(n-1|n-1)+Q 式(14)
ステップ2:カルマンゲインベクトル:
ステップ3:最小MSE行列:
ステップ4:チャネル推定更新
UWを用いて非同期アクセスを可能にする例が本明細書でさらに論じられる。具体的には将来の通信システムにおいて、非同期およびグラントフリー送信の両方が必要となり得る。グラントフリー送信は、リソース割り当てを待たずに、低待ち時間トラフィックの送信を開始しなければならないノードのために必要になり得る。それはまたシグナリングオーバーヘッドを低減するために、マシンによって用いられることができる。非同期送信は例えば制限された電力により、常に同期のままでいることができないノードのために必要になり得る。UWはこのような場合に、非同期およびグラントフリー送信を可能にすることが容易にされることができる。
UWはDFT−s−OFDMシンボルの一部であるので、そのサイズはDFT−s−OFDMシンボル持続時間を変化せずに、WTRUによって変化されることができる。異なるWTRUは、UW長さがチャネル遅延拡散以上である限り、異なる長さのUWを用いることができる。
図21は、例示のWTRU固有UW長さ構成を示す信号図である。信号図2100での例に示されるようにUWの長さ、およびUWとして用いられることになるシーケンスは、基地局によって半静的に構成されることができ、または制御チャネル内で表示されることができる。例えばWTRU1は、データ部分2120の後にUW2130、およびデータ部分2140の後にUW2150を用いることができる。さらにWTRU2は、データ部分2160の後にUW2170、およびデータ部分2180の後にUW2190を用いることができる。UW2130、2150は、UW2170、2190より長くなることができる。しかし図21に示されるUWのすべて、具体的にはUW2130、2150、2170、2190は、チャネル遅延拡散以上となることができる。
正しいUW長さに収束するための例示の解決策が、本明細書でさらに論じられる。この例において、正しいタイミング同期を有しないWTRUが、可能な限り最も大きなUW長さを有する送信を開始する。UWに対する可能な長さおよび対応するシーケンスのセットは、コントローラによって構成されていることができ、この情報はWTRUによって記憶されていることができる。受信器が中央コントローラであるまたは必要な情報を有する場合、それは送信されたUWを盲目的に検出し、タイミングを確立することができる。UW長さが必要とされるより長い場合、グラント内に含まれることができる制御シグナリングを用いることにより、それはWTRUに他のUWを用いて開始するように通知することができる。
他の例においてチャネル遅延拡散およびタイミングオフセットを補償するために、十分に長いUWが用いられることができる。UWインデックスは、ネットワークへの最初の接続の時点でWTRUに割り振られることができる。
グラントフリー送信の例が本明細書でさらに論じられる。いくつかの場合WTRUが、ランダムアクセス手順を経由するように待機することなく、またはグラントを求めて待機することなく、できるだけ早くそのデータを送信することが望ましくなり得る。このようなシナリオにおいてUWは、タイミングオフセットを補償するため、およびまたWTRU識別子として働くように用いられることができる。
図22は、例示のUWプリアンブル送信を示す信号図である。信号図2200に示される1つの例示の方法において、DFT−s−OFDMシンボル内の通常のUWに加えて、長いUWが用いられることができる。例えば通常のUW2220は、DFT−s−OFDMシンボル2210内に送信されることができる。加えて、UW2240を有するプリアンブル2230が送信されることができる。プリアンブル2230は長いUWとして働くことができ、UW2220、2240に加えて用いられる。始まりにおいて送信されるプリアンブル2230は、WTRU IDまたは他の識別子に結び付けられることができる。UWの1つまたは複数もまた、WTRU識別子に結び付けられることができる。
プリアンブル2230およびUWシーケンス2220、2240は、それがネットワークにアクセスするときに(最初にまたは特定の時点で)WTRUに割り振られることができ、デバイスのメモリに記憶されることができる。接続を確立せずに送信される信号は、予約された時間および周波数リソース上に送信されることができる。
他の例示の方法においてプリアンブルは、単にUW信号とすることができる。この場合受信器は、UWシーケンスからWTRUを識別することができ、DFT−s−OFDMシンボル内のUWを用いてタイミングを確立することができる。
さらなる例において多くのマシンタイプデバイスが、同じチャネルを共有することが必要になる場合がある。従ってデータは、データの正しい復号のために、受信された信号対雑音比が十分に高くなるように送信される必要があり得る。この条件を達成するための1つの可能な方法は、拡散を用いることである。DFTブロックに供給されるデータシンボルは、WTRU固有拡散シーケンスによって拡散されることができる。
図23は、UW DFT−s−OFDMを用いたロバスト性のある送信のためのデータ拡散の例を示すブロック図である。ブロック図2300に示される例のように、DFTブロック2310のサイズはMであると仮定する。1つのBPSKまたは1つのQPSKシンボルd1は、長さpMの拡散シーケンスcによって乗算され、図23に示されるようにDFTブロック2310の最初のpM個の入力に供給されることができ、ただし0<p<1である。結果としてDFTブロック2310は、スカラーとすることができシーケンスcをスケーリングすることができる、1つのデータシンボルを用いることができる。UWシーケンスは次いで、DFTブロック2310の最後の(M−pM)個の入力にマッピングされることができる。異なるデータシンボルが、各DFT−s−OFDMブロック内で送信されることができる。UWシーケンスおよび拡散シーケンスは、基地局によって半静的に構成されることができる。異なる拡散シーケンスを用い、DFTブロック2310に供給する前にそれらを加算することによって、より多くのデータシンボルを拡散することも可能となり得る。またDFTブロック2310の異なる入力に供給される前にデータシンボルを拡散するために、より短い拡散シーケンスが用いられることもできる。IDFTブロック2315は、IDFTサイズNとすることができる。さらにIDFTブロック2315はその出力をP/Sブロック2330にもたらすことができ、それは信号を出力することができる。
タイミング同期は、例えばタイミングドリフトにより次第に失われ得る。グラントフリー送信において、基地局はグラント(グラントはまたタイミング補正コマンドを含むこともできる)を送ることができないので、同期の喪失は回復されることができない。タイミング同期情報を回復するための1つの解決策は、前のコマンドからのタイミングアドバンス情報を記憶し、記憶されたタイミング情報を最初の送信機会に対して用いることとすることができる。
他の方法においてWTRUは、他のWTRUの送信をリスンし、タイミングアドバンス情報を自律的に決定することができる。この機能を可能にするために、WTRUがネットワークと同期しているとき、UW信号は修正されることができる。例えばUWの符号またはUWシーケンス自体が修正されることができる。これは、ネットワークと同期していない他のWTRUがそれらのタイミングアドバンスを、盲目的に調整するために有益となることができる。
他の方法においてWTRUは、長いUWを用いて送信を開始し、次いで受信されたフィードバックに基づいてUWの持続時間を次第に低減することができる。例えばACK/NACKフィードバックに基づいて、送信の成功率が高い閾値を超えた場合、それは後続の送信でのUWの長さの低減を開始することができる。次のUWは、受信器が盲目的検出を用いてどのUWが用いられたかを決定できるように、UWのリストから予め規定された方法で選択されることができる。トランスポートブロックサイズ、変調タイプ、符号化レートなど、グラントフリー送信を復号するために受信器において必要とされる情報は、制御情報として送信器によってシグナリングされることができる。
他の方法において、アップリンク受信タイミングを推定するために、アップリンクデータおよび/または基準信号送信に基づく測定が、ネットワークによって用いられることができる。これらの測定に基づいてネットワークは、UWシーケンスのサイズおよび/またはインデックスが修正される必要があるかどうかを決定することができる。これは次いでWTRUに明示的にシグナリングされることができる。
タイミングアドバンス関連のUW更新のシグナリングは、比較的まれとなることができ、対象としているWTRUのタイプに依存し得る。例として大規模マシンタイプ通信(mMTC)に関わるものなどの低電力、低複雑度WTRU/デバイスに対しては、複雑さおよび最小電力消費を低減することが主に重要となる。このようなシナリオでは、タイミングオフセットを補償するために用いられるUWシーケンスの選択に対する、より粗い細分性のレベルで十分とすることができ、従ってネットワークがUW更新を明示的にシグナリングする必要はなくなり得る。
一方、超高信頼度またはクリティカルMTC(cMTC)通信に関わるWTRU/デバイスは、UWに対するより細かいチューニングのレベルから恩恵を受けることができる。これらのデバイスのためにネットワークは、L1/L2制御シグナリングを通じて動的に、UWシーケンスサイズおよび/またはインデックスを再構成することができる(上述のような測定に基づいて)。ネットワークは、WTRUによって利用されるUWシーケンスに基づいて、WTRUタイプを識別することができる(先に述べられたようにUWは、WTRU識別子として用いられることができるので)。
UWを用いた制御情報の送信、制御情報のUWシグナリング、およびそのシグナリング手順の例が、本明細書でさらに論じられる。具体的にはUWまた、一定の制御およびシステム情報を運ぶために用いられることができる。これを可能にするために、可能なデータの各組み合わせに対してシーケンスのセットが決定されることができ、特定のデータに対応するシーケンスが送信されることができる。例として2ビットの制御またはシステム情報を運ぶために、4つの異なるUWシーケンスが用いられることができる。
UWによって運ばれることができる1つの制御情報は肯定応答シグナリング、例えばACK/NACK情報である。例において2つのUWが予約されることができ、ACKのための1つ、およびNACKのための1つである。WTRUがACKを送信する必要がある場合、対応するシーケンスが送信のために選択されることができる。このシーケンスは、信頼性を改善するように複数のDFT−s−OFDMシンボルにわたって送信されることができる。2つのUWシーケンスは異なるシーケンスとすることができ、または例えば+bおよび−b(例えばb=1)によってシーケンスを変調することによって同じシーケンスから生成されることができる。より多くの制御ビットを送信するために、より大きな数のUWシーケンスが用いられることができる。例えば4つの可能なシーケンスの1つを選ぶことによって、2ビットの制御情報が送られることができる。あるいはUWは、2つの個別のUWシーケンス(UW=[uw1 uw2])からなることができ、bおよび−bによってuw1およびuw2を変調することによって4つの可能性が作成され、すなわち4つの可能性は=[buw1 buw2];=[buw1 −buw2];=[−buw1 buw2];および=[−buw1 −buw2]である。UWはまた、スケジューリング要求を送信するために用いられることができる。
UWの長さが変化する場合、データ送信のために利用可能なリソースの数も変化することができる。WTRUは、それが受信する制御情報に基づいて送信ブロックサイズを選択することができる。UW長さが変化する場合、トランスポートブロックサイズも変化することができ、結果として符号化レートの変化を生じる。UW長さはDCI内でシグナリングされることができ、トランスポートブロックサイズ決定のために考慮するべき新たなパラメータとなることができる。
UWの長さは、アップリンクグラントまたはダウンリンク割り振りにおいて表示されることができ、新たなUW(長さ)が使用される時点は、暗黙的またはシグナリングされることができる。UW長さは、制御チャネルオーバーヘッドを低減するようにいくつかのオプションに限定されることができる。選択のセット内のUWの長さおよびインデックスはまた、半静的にシグナリングされることもできる。
UW DFT−S−OFDMを用いたサブフレーム構造の例が、本明細書でさらに論じられる。いくつかのこのようなサブフレーム構造は、LTEシステム、または既存のLTEシステムと同様な環境において用いられることができる。このようなLTE類似の環境は、それによってCPサイズがカバーしなければならないチャネル遅延拡散によって特性化されることができる。
図24Aは、1ms TTIを有するCP OFDM/CP DFT−S−OFDMのサブフレーム構造と比較した、UW DFT−S−OFDMのサブフレーム構造の例を示す信号図である。信号図2400に示されるように、上のサブフレーム構造2410は、UL(CP OFDM)およびDL(CP DFT−S−OFDM)サブフレームのためにLTEにおいて用いられることができる。
1ms TTIに対して、下のサブフレーム構造2450に示されるように、UW DFT−S−OFDM信号の15個のOFDMシンボルが、1つのTTI内に適合することができる。ヘッダ2451およびテール2459におけるUWシンボルの合計は4とすることができ、UWシンボルはテールおよび/またはヘッダにおいてDFTブロック内に供給されるシンボルとすることができる。これら4シンボルがヘッダとテールとの間でどのように分配されるか(例えばヘッダ内およびテール内のシンボルの数)は、設計の選択とすることができる。この設計のために、UW DFT−S−OFDMサブフレーム構造2450に対する実効的なCP長さと見なされることができる、ヘッダ2451およびテール2459の長さは、LTEサブフレーム構造2410におけるOFDM/DFT−S−OFDMのCP2411サイズよりわずかに長くなり得る。例えばヘッダ2451およびテール2459の長さは5.5556μsとすることができ、一方CP2411の長さは5.2083μsとすることができ、80サンプルとすることができる。さらにOFDM/DFT−S−OFDM LTEサブフレーム構造2410のデータ部分2412などのデータ部分、およびCP2411およびCP2413などのCPは、1ms TTI内で用いられるようにサイズ設定されることができる。またUW DFT−S−OFDMサブフレーム構造2450のデータ部分2452は、OFDM/DFT−S−OFDMサブフレーム構造2410のデータ部分2412とほぼ同じ長さとすることができる。またUW DFT−S−OFDMサブフレーム構造2450の反復したヘッダ2451、データ部分2452などのデータ部分、および反復したテール2459は、1ms TTI内で用いられるようにサイズ設定されることができる。
図24Bは、0.5ms TTIを有するCP OFDM/CP DFT−S−OFDMのサブフレーム構造と比較した、UW DFT−S−OFDMのサブフレーム構造の例を示す信号図である。0.5ms TTIを用いた例において、LTE類似の環境で動作するシステムを示すために、CP OFDM/DFT−S−OFDMのためのサブフレーム構造の設計が、図24Bの上の2つのサブフレーム構造2420、2430に示される。サブフレーム構造2420の設計において、0.5ms TTI内に13個のOFDMシンボルが適合できることが留意される。サブフレーム構造2430の設計において、0.5ms TTI内に14シンボルがあるが、CP2431のサイズは、サブフレーム構造2420の設計におけるCP2421のサイズの約半分のみとすることができ、これは短い遅延拡散を有するチャネルに適用可能とすることができる選択である。UW DFT−S−OFDMに対して、1つのTTI内のUW DFT−s−OFDMシンボルの数は、TTIが1msであっても0.5msであっても変化しない。ヘッダおよびテール内のサンプルの数も、TTIが1msであっても0.5msであっても変化しない。例えば図24Bのサブフレーム構造2460におけるヘッダ2461は、図24Aのサブフレーム構造2450におけるヘッダ2451と同じ数のサンプルを有する。同様に図24Bのサブフレーム構造2460におけるテール2469は、図24Aのサブフレーム構造2450におけるテール2459と同じ数のサンプルを有する。さらに図24Bのサブフレーム構造2460におけるデータ部分2462は、図24Aのサブフレーム構造2450におけるデータ部分2452のおおよそ半分の数のサンプルを有する。加えてデータ部分2462は、サブフレーム構造2420におけるデータ部分2422、およびサブフレーム構造2430におけるデータ部分2432と同じ数のサンプルを有する。さらにサブフレーム構造2420はCP2429を含み、サブフレーム構造2430はCP2439を含む。サブフレーム構造2420およびサブフレーム構造2430のCPおよびデータ部分は、0.5ms TTIフレームのためにサイズ設定される。
図24Cは、0.25ms TTIを有するCP OFDM/CP DFT−S−OFDMのサブフレーム構造と比較した、UW DFT−S−OFDMのサブフレーム構造の例を示す信号図である。0.25ms TTIはまた、LTE類似の設計においても用いられることができる。この場合図24Cのサブフレーム構造2440、2490において、それぞれ11シンボルおよび14シンボルの長さの、CP OFDM/DFT−S−OFDMのための2つのサブフレーム構造が示される。0.25ms TTIを用いたUWのためのサブフレーム構造、UW DFT−S−OFDM2470は、図24Cの下に示される。図24Cの例に示されるように、UW DFT−S−OFDMサブフレーム構造2470の反復したヘッダ2471、データ部分2472などのデータ部分、および反復したテール2479は、0.25ms TTI内で用いられるようにサイズ設定されることができる。さらにOFDM/DFT−S−OFDM LTEサブフレーム構造2440のデータ部分2442などのデータ部分、ならびにCP2441およびCP2443などのCPと、OFDM/DFT−S−OFDM LTEサブフレーム構造2490のデータ部分2492などのデータ部分、ならびにCP2491およびCP2499などのCPとは、0.25ms TTI内で用いられるようにサイズ設定されることができる。
これらの例示の設計に示されるように、環境が変化する(例えばチャネル遅延拡散が変化する)場合、全体のフレーム構造を変化させる必要はない。合計のヘッダ、データ、およびテールサイズのみが変化される必要があり、これは設計を非常に柔軟でロバスト性のあるものにする。それによりハードウェアを変化させる必要はなくなることができ、これは効率を増加することができる。
上述の柔軟性によって、従来の変調および符号化方式(MCS)が再利用されてもよく、されなくてもよい。UW DFT−S−OFDMのための新たなMCSは、符号化レートおよび直交振幅変調(QAM)変調順序に加えて、テールおよびヘッダのために用いられるシンボルの数に応じたものとすることができる。
例においてIDFTの入力へのDFT出力の割り当てが、2つの連続したTTIの間で変化する場合、最初のTTIの最後のシンボル内のUWは、第2のTTIの最初のシンボルのためのCPとして働くことができない。このような問題を解決するため、または一般にサブフレームのより良好な受信のために、スペクトル割り当ての変化の後にサブフレームの特別な最初の時間領域シンボル、およびスペクトル割り当ての変化の前にサブフレームの特別な最後の時間領域シンボルが用いられることができる。
図25は、特別な最初のシンボルおよび特別な最後のシンボルを有する、UW DFT−S−OFDMのサブフレーム構造の例を示すブロック図である。上述の最初の時間領域シンボルにおいて、時間領域ギャップが作成されることができる。ブロック図2500に示される例に示されるように時間領域ギャップ2451は、IDFT2520の出力において、ヘッダサンプルと決定論的サンプルのセットとの間に作成されることができる。
例えば入力DFTブロック2510は、ヘッダサンプル、UW、ゼロ、およびデータをマッピングすることができる。入力DFTブロック2510の結果はIDFTブロック2520にもたらされることができ、それはシンボル2540、2550、2560、2570、2580などのシンボルを生成することができる。入力DFTブロック2510出力の、IDFTブロック2520の入力への割り当てが、2つの連続したTTIの間で変化する場合、決定論的シーケンスは、シンボル2525のためにUWおよびデータと共に、入力DFTブロック2510によってマッピングされることができる。IFDTブロック2520は、次いでこのシンボル2525を受け取ることができる。このシンボルを送出する前に、ヘッダサンプルを取り除くためにヘッダクロップ関数2530が用いられることができ、結果としてギャップ2541を有するシンボル2540を生じる。結果としてギャップは、前の送信からの漏洩による問題に対して保護することができる。例においてギャップは、ガードインターバルとして働くことができる。
それによりシンボル2540は、ギャップ2541、データ部分、およびテール2543を有し、ヘッダを有さずに生成されることができる。それと比べて、TTI内の次の12シンボルは、ヘッダ、データ部分、およびテールを含むことができる。例としてシンボル2550は、ヘッダ2551、データ部分およびテール2553を含むことができる。
上述のように最後の特別なシンボル2580に対して、入力DFTブロック2510は、ヘッダおよびUWのみを送ることができる。例えばシンボル2528に示される時間領域UW部分は、ヘッダクロップ関数2530によって、IDFTブロック2520の出力においてクロップされることができる。従って結果としてのシンボル2580に対しては、ヘッダサンプル2581のみが送られる。最後の特別なシンボル2580は実際、リソース割り当てにおける変化が生じるサブフレームの終わりの後に送られることが留意される。例えばサブフレームはシンボル2570において終了することができ、次いでヘッダサンプル2581を有する最後の特別なシンボル2580が送られることができる。
他の例において他の方法で、リソース割り当ての変化の後に、決定論的シーケンスが最初のシンボルに付加されることができる。1つのこのような方法の例において、決定論的シーケンスは、時間領域での最初のシンボルのUWの前に、直接付加されることができる。このシーケンスは広帯域とすることができ、全帯域幅を占有することができる。ULでの多元接続シナリオにおいて、異なるユーザは、それらが互いに干渉しないように異なる直交シーケンスを選ぶ、または割り振られることができる。
図26は、時間領域広帯域シーケンスが最初のシンボルに付加された、UW DFT−S−OFDMの例示のサブフレーム構造を示す信号図である。信号図2600に示されるように決定論的広帯域シーケンス2642は、時間領域での最初のシンボルのUWの前に、シンボル2640内に直接付加されることができる。時間領域での最初のシンボルのUWは、テール2643およびヘッダ2651を含むことができる。ヘッダ2651は、シンボル2650のヘッダとすることができる。さらに決定論的広帯域シーケンス2642は、図26に示されるように全周波数帯域幅を占有することができる帯域幅2622を有することができる。
UWを用いた欠陥の補正の例が、本明細書でさらに論じられる。UWは、様々な他の理由の中でも、送信器および受信器ハードウェアにおける不完全性によるものであり得る、受信された信号における欠陥を検出および/または補正するために用いられることができる。1つの例示的方法においてUWは、I/Q不平衡を検出する、I/Q不平衡を推定する、または両方を行うように設計されることができる。DFTブロック内に供給されるUWシーケンスは、それが複素シーケンスを含むことができるように設計されることができ、このシーケンスの実数および虚数成分は、互いに直交する2つのシーケンスを含むことができる。
例えばUWシーケンスwは、w=x+jyとして定義されることができ、xおよびyは同じサイズのベクトルであり直交し、すなわちxHy=0であり、ただし上付き文字Hはエルミート演算子である。例えばxおよびyは、ゴーレイシーケンス、ウォルシュシーケンス、または任意の他の直交シーケンスから選ばれ得る。
受信器側において、受信されたUWのI成分(実数成分)はxと相関が取られることができ、受信されたUWのQ成分(虚数成分)はyと相関が取られることができる。相関出力は、IおよびQ分枝の間の振幅オフセットを示すことができる。他の例示的方法では受信器側において、受信されたUWのI成分(実数成分)はyと相関が取られることができ、受信されたUWのQ成分(虚数成分)はxと相関が取られることができる。相関出力は、IおよびQ分枝の間の位相オフセットを示すことができる。
他の例示の方法において、UWを有する信号の帯域外放射特性は、信号のサンプルの間の位相連続性を改善することによって改善されることができる。これを達成するために例えばDFT演算の前に、データの最後のサンプルと、UWの最初のサンプルとの間にダミーの係数が挿入されることができる。ダミーの係数は、時間領域での信号すなわちIFFTブロックの出力における信号の、データ部分およびUW部分が連続する位相を有するように計算されることができる。ダミーの係数は、DFT−s−OFDMシンボルなどのシンボルごとに計算されることができる。
特徴および要素は上記では特定の組み合わせにおいて述べられたが、当業者は各特徴または要素は単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて用いられることができることを理解するであろう。加えて本明細書で述べられる方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにおいて実施されることができる。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号(有線または無線接続を通して送信される)、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにCD−ROMディスクおよびデジタル多用途ディスク(DVD)などの光媒体を含むが、それらに限定されない。WTRU、UE、端末、基地局、RNC、または任意のホストコンピュータにおける使用のために、無線周波数トランシーバを実施するように、ソフトウェアと関連してプロセッサが用いられることができる。