JPWO2017085971A1 - 装置、方法及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】GFDMにおいて発生し得る帯域外の周波数歪成分をより効率的に抑制する仕組みを提供する。【解決手段】ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、を備える装置。【選択図】図10

Description

本開示は、装置、方法及びプログラムに関する。
近年、マルチキャリア変調技術(即ち、多重技術又はマルチアクセス技術)の代表として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)、及びOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)が、多様な無線システムで実用化されている。実用例としては、ディジタル放送、無線LAN、及びセルラーシステムが挙げられる。OFDMは、マルチパス伝搬路に対する耐性があり、CP(Cyclic Prefix:サイクリックプリフィックス)を採用することで、マルチパス遅延波に起因するシンボル間干渉の発生を回避することが可能である。一方で、OFDMの欠点として、帯域外輻射のレベルが大きい点が挙げられる。また、PAPR(Peak-to-Average Power Ratio:ピーク対平均電力比)が高くなる傾向があり、送受信装置で発生する歪に弱いことも、欠点として挙げられる。
このようなOFDMの欠点である帯域外輻射を抑制可能な、新たな変調技術が登場している。本変調技術は、サブシンボルという新たな概念を導入し、1シンボルを任意の個数のサブシンボルに分割することで、柔軟なシンボルの時間及び周波数の設計を行うことが可能である。また、本変調技術は、シンボルに対しパルス整形フィルタ(Pulse Shape Filter)を適用して波形整形することによって、帯域外の不要信号の輻射を低減することができ、周波数利用効率の向上が期待される。
本変調技術の呼び名については、UF−OFDM(Universal Filtered-OFDM)、UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier)、FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)、GOFDM(Generalized OFDM)など、多様に存在する。とりわけ、本変調技術は、一般化されたOFDMであるとも言えることから、GFDM(Generalized Frequency Division Multiplexing)とも称される場合があり、本明細書ではこの名称を採用する。GFDMに関する基本的な技術については、例えば下記特許文献1及び非特許文献1に開示されている。
米国特許出願公開第2010/0189132号明細書
N. Michailow, et al., "Generalized Frequency Division Multiplexing for 5th Generation Cellular Networks," IEEE Trans. Commun., vol.62, no.9, Sept. 2014.
しかし、GFDMにおいては、シンボル間での振幅の不連続性により、望ましくないスペクトラム成分(例えば、帯域外の周波数歪成分)が発生する場合がある。その対策として、例えばOFDMで行われてきたCPの付加及び時間窓処理を行うことも考えられるものの、その場合に周波数利用効率の低下又はノイズの増加等が生じる場合があった。
そのため、GFDMにおいて発生し得る帯域外の周波数歪成分をより効率的に抑制する仕組みが提供されることが望ましい。
本開示によれば、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、を備える装置が提供される。
また、本開示によれば、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングされた信号における、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データから前記送信データを取得する処理部、を備える装置が提供される。
また、本開示によれば、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにプロセッサによりフィルタリングを行うこと、を含む方法が提供される。
また、本開示によれば、コンピュータを、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、として機能させるためのプログラムが提供される。
以上説明したように本開示によれば、GFDMにおいて発生し得る帯域外の周波数歪成分をより効率的に抑制する仕組みが提供される。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
GFDMに関する技術を説明するための説明図である。 GFDMに関する技術を説明するための説明図である。 GFDMに関する技術を説明するための説明図である。 GFDMに関する技術を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態の技術的課題を説明するための説明図である。 同実施形態に係るシステムの概略的な構成の一例を示す説明図である。 同実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る端末装置の構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。 同実施形態に係る基地局において実行される送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る端末装置において実行される受信処理の流れの一例を示すフローチャートである。 eNBの概略的な構成の第1の例を示すブロック図である。 eNBの概略的な構成の第2の例を示すブロック図である。 スマートフォンの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 カーナビゲーション装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて端末装置200A、200B及び200Cのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、端末装置200A、200B及び200Cを特に区別する必要が無い場合には、単に端末装置200と称する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.はじめに
1.1.GFDM
1.2.技術的課題
2.システムの概略的な構成
3.各装置の構成
3.1.基地局の構成
3.2.端末装置の構成
4.技術的特徴
5.応用例
6.まとめ
<<1.はじめに>>
<1.1.GFDM>
まず、図1〜図4を参照して、GFDMについて説明する。
図1は、GFDMにおけるシンボルの概念を説明するための説明図である。符号10は、OFDMの1シンボル当たりの無線リソースを示している。符号10に示した無線リソースは、1シンボル区間が単一のシンボルで占有されている一方で、周波数方向に多数のサブキャリアを含む。また、OFDMでは、シンボル毎にCPが付加される。符号12は、SC−FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing)信号における、OFDMの1シンボルに相当する区間の無線リソースを示している。符号12に示した無線リソースは、キャリア周波数に渡って単一のシンボルで専有されている一方で、シンボル長はOFDMと比較して短く、時間方向に多数のシンボルを含む。符号11は、GFDMにおける、OFDMの1シンボルに相当する区間の無線リソースを示している。符号11に示した無線リソースは、符号10に示した無線リソースと符号12に示した無線リソースとの中間の構造を有する。すなわち、GFDMでは、OFDMの1シンボルに相当する区間が任意の数のサブシンボルに分割され、それに伴いサブキャリア数がOFDMよりも少なくなる。このような無線リソースの構造は、パラメータによるシンボル長の変更を可能とし、より柔軟性に富んだ送信フォーマットを提供可能である。
図2は、GFDMをサポートする送信装置の構成例の一例を示す図である。まず、データが入力されると、送信装置は、可変に設定されたサブキャリア数及びサブシンボル数に対応するフィルタリングを適用するために、入力データのマッピングを行う。なお、ここでのサブシンボルに対するマッピングは、OFDMに比べて、オーバーサンプリングを施すことと等価の効果を有する。次いで、送信装置は、所定数のサブキャリア及び所定数のサブシンボルに対してパルス整形フィルタを適用する(より具体的には、所定のフィルタリング係数を乗じる)。そして、送信装置は、パルス整形後の波形を周波数−時間変換してシンボルを生成する。最後に、送信装置は、CPを追加し、DAC(Digital to Analog Converter)を適用してRF(Radio Frequency)信号を高周波回路へ出力する。
ここで、GFDM変調は次式により表現される。
Figure 2017085971
Figure 2017085971
ただし、Kはサブキャリア数であり、Mはサブシンボル数であり、dk,m、はk番目のサブキャリアのm番目のサブシンボルに対応する入力データであり、x[n]はN=KM個の出力データのn番目の値であり、gk,m[n]はフィルタの係数である。
GFDMシンボルのn番目の出力サンプル値x[n]は、マッピングされた入力データに対応するGFDM係数をそれぞれ掛け合わせたのち、それらすべての和をとったものである。nが0からNまで変化するとき、フィルタ係数は上記数式(2)に従って変化し、1シンボルあたり合計N個のサンプル値が得られる。この結果、サブシンボルに対してK倍にオーバーサンプリングされた時間波形のサンプル値が生成される。この場合、M個のサブシンボルに対してK倍、すなわちKM=N個の出力値が得られる。送信装置は、このようにして得られたGFDMシンボルをD/A変換し、高周波回路により所望の増幅及び周波数変換を施した後、アンテナから送信する。
なお、パルス整形フィルタとしては、例えば、RCフィルタ(Raised Cosine Filter)、RRCフィルタ(Root Raised Cosine Filter)又はIOTAフィルタ(Isotropic Orthogonal Transfer Algorithm filter)等が採用され得る。
上記定式化したGFDM変調における、入力データ(ベクトル)と出力データ(ベクトル)との関係を、次式のように行列Aで表す。
Figure 2017085971
この変換行列Aは、サイズがKM×KMの、複素数の要素を持つ正方行列である。図3に、変換行列Aの要素(即ち、フィルタ係数)の振幅値(絶対値)をプロットした図を示す。本図は、K=4とし、M=7とし、波形整形のプロトタイプフィルタとしてRCフィルタ(α=0.4)を採用した場合を示している。
このような、GFDM変調により送信信号が生成されると、その送信信号は図4に示したような構造を有することとなる。図4は、1つの単位リソースにおける信号の振幅値を示している。ここで、GFDMにおける単位リソースの時間単位を、GFDMシンボルとも称する。GFDMシンボルは、1つ以上のサブシンボルを含む。また、GFDMにおける単位リソースの周波数単位を、リソースブロックとも称する。リソースブロックは、1つ以上のサブキャリアを含む。なお、図4に示した例では、単位リソースは、4つのサブキャリア及び7つのサブシンボルに分割されている。
<1.2.技術的課題>
GFDMシンボルをアナログ信号に変換して任意のデータを連続して送信する場合、シンボル間での振幅の不連続性により、帯域外の周波数歪成分の発生が懸念される。より詳しくは、図4を参照すると、M=0に相当する単位リソースは、時間的に分割されシンボルの両端に存在し、時間方向で隣接するシンボルの単位リソースのM=0の信号と不連続な波形を生成することから、帯域外の周波数歪成分の発生が懸念される。このような問題を回避するために、単位リソースの信号に、GFDM特有のCPを付加することが考案されている。
以下、図5を参照して、GFDMの単位リソースの信号の生成方法の一例を説明する。符号20〜符号23は、各生成方法により生成された単位リソースの信号を示しており、それぞれ横軸は時間であり縦軸は振幅値である。
比較例として、符号20に、OFDMシンボルを示した。OFDMシンボルには、良好な受信特性を確保するために、伝搬路のマルチパス特性に応じた十分な長さのCPが付加されている。
これに対し、上記特許文献1及び非特許文献1では、符号21〜符号23に示すGFDMシンボルが提案されている。符号21に示すように、GFDMシンボルにはパルス整形フィルタのフィルタ長に対応する長さのCPが付加されていればよいため、OFDMと比較してCPの長さが短くなる、という利点がある。符号22に示すように、CP付加後のGFDMシンボルに窓関数を掛けることで、シンボル間のつなぎ目における振幅を抑制し、スペクトラム特性を改善する方法も提案されている。ただし、この場合は、もとのシンボル長よりも(即ち、符号21よりも)送信信号長が長くなる。そこで、符号23に示すように、窓関数を掛けたGFDMシンボルに終端処理を行うことで、送信信号長を短縮する方法も提案されている。
しかしながら、符号23に示したGFDMシンボルであっても、依然としてCPを使用することに起因する周波数利用効率の低下は起きる。さらに、終端処理によってノイズ成分が加算され、S/N(signal-to-noise ratio)の劣化も懸念される。
<<2.システムの概略的な構成>>
続いて、図6を参照して、本開示の一実施形態に係るシステム1の概略的な構成を説明する。図6は、本開示の一実施形態に係るシステム1の概略的な構成の一例を示す説明図である。図6を参照すると、システム1は、基地局100及び端末装置200を含む。ここでは、端末装置200は、ユーザとも呼ばれる。当該ユーザは、ユーザ機器(User Equipment:UE)とも呼ばれ得る。ここでのUEは、LTE又はLTE−Aにおいて定義されているUEであってもよく、より一般的に通信機器を意味してもよい。
(1)基地局100
基地局100は、セルラーシステム(又は移動体通信システム)の基地局である。基地局100は、基地局100のセル101内に位置する端末装置(例えば、端末装置200)との無線通信を行う。例えば、基地局100は、端末装置へのダウンリンク信号を送信し、端末装置からのアップリンク信号を受信する。
(2)端末装置200
端末装置200は、セルラーシステム(又は移動体通信システム)において通信可能である。端末装置200は、セルラーシステムの基地局(例えば、基地局100)との無線通信を行う。例えば、端末装置200は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、基地局へのアップリンク信号を送信する。
(3)多重化/多元接続
とりわけ本開示の一実施形態では、基地局100は、直交多元接続/非直交多元接続により、複数の端末装置との無線通信を行う。より具体的には、基地局100は、GFDMを用いた多重化/多元接続により、複数の端末装置200との無線通信を行う。
例えば、基地局100は、ダウンリンクにおいて、GFDMを用いた多重化/多元接続により、複数の端末装置200との無線通信を行う。より具体的には、例えば、基地局100は、複数の端末装置200への信号を、GFDMを用いて多重化する。この場合に、例えば、端末装置200は、所望信号(即ち、端末装置200への信号)を含む多重化信号から、干渉として1つ以上の他の信号を除去し、上記所望信号を復号する。
なお、基地局100は、ダウンリンクの代わりに、又はダウンリンクとともに、アップリンクにおいて、GFDMを用いた多重化/多元接続により、複数の端末装置との無線通信を行ってもよい。この場合に、基地局100は、当該複数の端末装置により送信される信号を含む多重化信号から、当該信号の各々を復号してもよい。
(4)補足
本技術は、HetNet(Heterogeneous Network)又はSCE(Small Cell Enhancement)などのマルチセルシステムにおいても適用可能である。また、本技術は、MTC装置及びIoT装置等に関しても適用可能である。
<<3.各装置の構成>>
続いて、図7及び図8を参照して、本開示の実施形態に係る基地局100及び端末装置200の構成を説明する。
<3.1.基地局の構成>
まず、図7を参照して、本開示の一実施形態に係る基地局100の構成の一例を説明する。図7は、本開示の一実施形態に係る基地局100の構成の一例を示すブロック図である。図7を参照すると、基地局100は、アンテナ部110、無線通信部120、ネットワーク通信部130、記憶部140及び処理部150を備える。
(1)アンテナ部110
アンテナ部110は、無線通信部120により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部110は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部120へ出力する。
(2)無線通信部120
無線通信部120は、信号を送受信する。例えば、無線通信部120は、端末装置へのダウンリンク信号を送信し、端末装置からのアップリンク信号を受信する。
(3)ネットワーク通信部130
ネットワーク通信部130は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部130は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局及びコアネットワークノードを含む。
(4)記憶部140
記憶部140は、基地局100の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
(5)処理部150
処理部150は、基地局100の様々な機能を提供する。処理部150は、送信処理部151及びバッファ制御部153を含む。なお、処理部150は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部150は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
送信処理部151及びバッファ制御部153の動作は、後に詳細に説明する。
<3.2.端末装置の構成>
まず、図8を参照して、本開示の一実施形態に係る端末装置200の構成の一例を説明する。図8は、本開示の一実施形態に係る端末装置200の構成の一例を示すブロック図である。図8を参照すると、端末装置200は、アンテナ部210、無線通信部220、記憶部230及び処理部240を備える。
(1)アンテナ部210
アンテナ部210は、無線通信部220により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部210は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部220へ出力する。
(2)無線通信部220
無線通信部220は、信号を送受信する。例えば、無線通信部220は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、基地局へのアップリンク信号を送信する。
(3)記憶部230
記憶部230は、端末装置200の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
(4)処理部240
処理部240は、端末装置200の様々な機能を提供する。処理部240は、受信処理部241及びデータ取得部243を含む。なお、処理部240は、この構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部240は、この構成要素の動作以外の動作も行い得る。
受信処理部241及びデータ取得部243の動作は、後に詳細に説明する。
<<4.技術的特徴>>
以下では、基地局100が送信装置であり、端末装置200が受信装置であるものとして、本実施形態の技術的特徴を説明する。
(1)所定値のデータのマッピング
基地局100(例えば、送信処理部151)は、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルに所定値のデータをマッピングする。また、基地局100(例えば、送信処理部151)は、当該単位リソースにおける他のサブシンボルに送信データ(例えば、ユーザデータ)をマッピングする。これらのマッピングにより、送信データをマッピングする対象の単位リソースと時間方向で隣接する他の単位リソースと重複し得る端部に、所定値のデータがマッピングされることとなる。そして、基地局100(例えば、送信処理部151)は、単位リソースにマッピングされたこれらのデータを対象に、GFDM変調を行う。具体的には、基地局100は、GFDMのための処理として、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを実施する(即ち、パルス整形フィルタを適用する)。所定値のデータのマッピングにより、GFDMシンボル間での振幅の不連続性が抑制されるので、GFDM変調において発生していた望ましくないスペクトラム成分の抑制が可能となる。なお、GFDM変調に関しては、上記説明した通りであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
端部のサブシンボルとは、単位リソースの時間方向の先頭のサブシンボルであってもよい。もちろん、端部のサブシンボルとは、単位リソースの時間方向の末尾のサブシンボルであってもよい。また、その端部のサブシンボルが、これらの両方を意味していてもよい。ただし、図3に示したような、対角成分に振幅値のピークが立つ変換行列の特性を考慮すれば、端部のサブシンボルが単位リソースの時間方向の両端のサブシンボルであることが望ましい。
端部のサブシンボルにマッピングされる所定値のデータとは、全てが同じ値のデータである。例えば、この所定値はゼロであってもよい。即ち、端部のサブシンボルでは、全てのサブキャリアにゼロがマッピングされてもよい。この場合、GFDMシンボル間での振幅の不連続性が、より抑制され得る。
基地局100(例えば、バッファ制御部153)は、単位リソースにマッピングされる所定値のデータのデータ長及び送信データのデータ長を制御してもよい。即ち、基地局100は、単位リソースにおける所定値のデータと送信データとの割合を可変に設定可能である。とりわけ、基地局100(例えば、バッファ制御部153)は、所定値のデータのデータ長を単位リソースのサブキャリア数と等しい長さに設定してもよい。即ち、先頭のサブシンボルにのみ所定値のデータがマッピングされてもよい。この場合、シンボル当たりに占める送信データの情報量の低下を最も抑制することが可能である。
以下では、図9及び図10を参照して、所定値がゼロであり、先頭のサブシンボルにのみゼロがマッピングされる例を説明する。
図9は、上記数式(3)の演算の様子を模式的に示した図である。詳しくは、符号30は変換行列Aを示し、符号31は入力データdを示し、符号32は出力データxを示している。図中のハッチング部分は振幅が大きい部分であり、ハッチングが濃くなるほど振幅が大きいことを意味している。符号33は、フィルタ係数のピーク部分である。また、符号34は入力データのうちゼロがマッピングされる部分である。符号32に示すように、出力データの両端(即ち、時間方向の両端)の振幅は小さくなっている(例えば、ゼロ)ことが分かる。このため、シンボル間の振幅の非連続性に起因する帯域外の周波数歪成分が抑制可能である。このことは、帯域外の周波数歪成分を抑制するための窓関数フィルタの適用を回避することを可能にし、又は極めて軽微な窓関数の使用に留めることを可能にする。
図10は、このようにして生成された送信信号の構造、より詳しくは1つの単位リソースにおける送信信号の振幅値を示す図である。図10を参照すると、図4と比較して、M=0のサブシンボル部分では振幅がゼロであることが分かる。このため、M=6の信号が、時間方向で隣接する他の単位リソースのM=0の信号と重複しないこととなり(より正確には、振幅がゼロの信号と重複することとなり)、シンボル間の振幅の非連続性に起因する帯域外の周波数歪成分が抑制される。
一方で、端末装置200(例えば、受信処理部241)は、GFDM変調された信号を受信する。そして、端末装置200(例えば、データ取得部243)は、単位リソースの時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び当該単位リソースの他のサブシンボルにマッピングされた受信データ(例えば、ユーザデータ)から、受信データを取得する。これにより、端末装置200は、GFDMシンボル間での振幅の不連続性を抑制するために付加された所定値のデータを除外して、基地局100から送信されたユーザデータを取得することが可能となる。
(2)性能評価
上述した所定値のデータのマッピングが行われる場合、シンボル当たりに占める送信データの情報量の低下を招くこととなる。従って、ある程度の周波数利用効率の低下をも招くこととなる。例えば、図10に示す例では、7つのサブシンボルのうち6つのサブシンボルに送信データがマッピングされるので、データの転送効率としては約14%のロスが生じる計算となる。しかしながら、送信データが時間的に又は周波数的に局所化される場合、CPが付加されずとも、ある程度のマルチパスに対する優れた耐性が発揮されることが知られている。例えば、「
Figure 2017085971
」には、送信データが時間的に又は周波数的に局所化された信号が、伝送時の時間的及び周波数的な信号成分の分散に対する耐性を有することが記載されている。
つまり、このような耐性が許す範囲であれば、CPを適宜省くことが可能となる。そして、CPを省くことで、所定値のデータのマッピングを行うことに起因する周波数利用効率の低下を緩和することが可能となる。
例えば、7つのサブシンボルにマッピングされた送信データに対し、1つのサブシンボル分の時間長のCPが付加される場合を想定する。この場合、8つのサブシンボルのうち7つのサブシンボルに送信データがマッピングされるので、データの転送効率としては約12%のロスが生じる計算となる。従って、所定値のデータのマッピングを行った上でCPの付加を省略する技術は、所定値のデータのマッピングを行わずにCPを付加する技術と比較して、周波数利用効率が約2%低下するに過ぎない。さらに、サブシンボル数が大きい場合、これらの差はより小さくなる。
7つのサブシンボルにマッピングされた送信データに対し、前後にプレフィックス及びサフィックス(CS:cyclic suffix)の両方が付加される場合も想定される。この場合、9つのサブシンボルのうち7つのサブシンボルに送信データがマッピングされるので、データの転送効率としては約22%のロスとなる。従って、所定値のデータのマッピングを行った上でCPの付加を省略する技術は、所定値のデータのマッピングを行わずにCP及びCSを付加する技術と比較して、周波数利用効率が改善する。
以上のことから、所定値のデータのマッピングを行った上でCPの付加を省略する技術は、所定値のデータのマッピングを行わずにCPを付加する技術と比較して、同等程度の性能又は性能の改善が見込まれる。さらに、所定値のデータのマッピングを行った上でCPの付加を省略する技術は、図5の符号23に示したような、サフィックス部分をプレフィックスに重畳する方法で生じる、ノイズの増加などによる劣化を回避することが出来る。
以上説明したように、本実施形態に係るGFDMシンボルの生成方法は、比較的マルチパスの大きくない通信環境においては、良好な性能を示すことが想定される。例えば、今後、セルラー通信においても活用が期待されるミリ波などは、直接波が支配的だと考えられる通信であり、本手法の適用が有効だと考えられる例のひとつである。
(3)送信処理
上述した、所定値のデータのマッピングは多様な方法により実現され得る。以下、マッピング方法の一例を説明する。
・第1の例
まず、図11及び図12を参照して、第1の例を説明する。
図11は、第1のマッピング方法を実行するための送信装置の構成例を示すブロック図である。送信装置は、インプットデータに対し、FEC(Forward Error Correction)符号化、レートマッチング、スクランブリング、インタリービング及びビット列からシンボル(例えば、複素シンボルであってもよく、信号点とも称され得る)へのマッピング(Constellation Mapping)を行う。生成された複素データは、インプットバッファによりバッファリングされる。そして、送信装置は、バッファから供給される送信データに所定値のデータ(本例ではゼロデータ)を挿入して、単位リソースにマッピングする。詳しくは、送信装置は、K個のゼロデータを挿入して単位リソースの先頭のサブシンボルにマッピングすると共に、インプットバッファから供給されるN−K個のデータを当該単位リソースにおけるその他の領域にマッピングする。その際、インプットコントローラは、挿入するゼロデータの個数K及びインプットバッファから供給する送信データの個数N−Kを調整する。ここで、単位リソースへの送信データ及びゼロデータのマッピング例を、より詳しく図12に示した。図12に示すように、N−K個の送信データにK個のゼロデータが挿入されたN個のデータが、M個のサブシンボル及びK個のサブキャリアから成る単位リソースにマッピングされている。例えば、K個のゼロデータは、d〜dK−1にマッピングされ、N−K個の送信データは、d〜dN−1にマッピングされる。マッピング後、送信装置は、パルス整形フィルタを適用し、DACを適用して、アナログFE(Front End)による信号処理を行って、アンテナから無線信号を送信する。
このような構成により、パルス整形後のGFDMシンボル間での振幅の不連続性が抑制され、帯域外の周波数歪成分を抑制することが可能となる。さらに、帯域外の周波数歪成分を抑制するために用いられてきたCPの付加を省略することが可能となる。
なお、インプットコントローラ及びゼロ挿入機能はバッファ制御部153に相当してもよく、アナログFEは無線通信部120に相当してもよく、アンテナはアンテナ部110に相当してもよく、その他の構成要素は送信処理部151に相当してもよい。もちろん、その他の任意の対応関係も許容される。
・第2の例
続いて、図13を参照して、第2の例を説明する。
図13は、第2のマッピング方法を実行するための送信装置の構成例を示すブロック図である。送信装置は、インプットデータに対し、FEC符号化、レートマッチング、スクランブリング、インタリービング及びビット列からシンボルへのマッピングを行う。生成された複素データは、インプットバッファによりバッファリングされる。そして、送信装置は、単位リソースに対応するデータ長のバッファを所定値(本例ではゼロデータ)で初期化(Initialization)後に送信データを配置し、バッファから単位リソースにマッピングする。詳しくは、送信装置は、N個のデータをバッファリング可能なバッファをゼロで初期化し、その後N−K個の送信データをバッファに書き込む。これにより、バッファのうち送信データが書き込まれていないK個分のデータは初期値のゼロのままとなる。そして、送信装置は、初期値のゼロデータを単位リソースの先頭のサブシンボルにマッピングし、その後送信データを当該単位リソースにおけるその他の領域にマッピングする。これにより、本例においても、第1の例と同様のマッピングが実現される。マッピング後、送信装置は、パルス整形フィルタを適用し、DACを適用して、アナログFEによる信号処理を行って、アンテナから無線信号を送信する。
このような構成により、本例は第1の例と同様の効果を奏することが可能となる。
なお、初期化機能はバッファ制御部153に相当してもよく、アナログFEは無線通信部120に相当してもよく、アンテナはアンテナ部110に相当してもよく、その他の構成要素は送信処理部151に相当してもよい。もちろん、その他の任意の対応関係も許容される。
以上、マッピング方法の一例を説明した。続いて、MIMOの場合の送信処理について説明する。
・MIMO(multiple-input and multiple-output)の場合
続いて、図14を参照して、MIMOの場合の送信処理について説明する。
図14は、MIMOの場合の送信装置の構成例を示すブロック図である。図14に示すように、送信装置は、多重する送信データごとに、FEC符号化、レートマッチング、スクランブリング、インタリービング及びビット列からシンボルへのマッピングを行う。次いで、送信装置は、送信レイヤマッピングにより多重化して、多重化信号ごとにプリコーディングを行う。この後の処理は、多重化信号ごとに行われる。送信装置は、上記第1又は第2のマッピング方法によりデータマッピングを行う。即ち、送信装置は、インプットコントローラによりインプットバッファから供給されるN−K個の送信データにK個ゼロデータを挿入し、又はN個のインプットバッファをゼロで初期化してN−K個の送信データをバッファリングし、単位リソースへマッピングする。マッピング後、送信装置は、パルス整形フィルタを適用し、DACを適用して、アナログFEによる信号処理を行って、アンテナから無線信号を送信する。
(4)受信処理
続いて、図15を参照して、受信処理について説明する。ここでは、一例としてMIMOの場合の受信処理について説明する。
図15は、受信装置の構成例を示すブロック図である。受信装置は、アンテナにより受信された信号に対し、アナログFEによる信号処理、ADC(Analog to Digital Converter)によりA/D変換し、GFDM復調を行う。GFDM復調器においては、受信装置は、受信したシンボルx[0]〜x[N−1]から、元のデータd[0]〜d[N−1]を取り出す。このためには、GFDM復調器は、送信に用いられたGFDMの変換行列Aに対する整合フィルタ受信となるAの共役転置行列Aを乗じる回路、ゼロフォース受信となる逆行列A−1を掛け合わせる回路、あるいは、MMSE(Minimum Mean Square Error)受信回路などであってもよい。その後、受信装置は、MIMO等化、送信レイヤのデマッピングを行う。その後、受信装置は、受信データごとにデインタリービング、デスクランブリング、レートマッチング及びFEC復号化を行い、データを出力する。
なお、GFDM復調器はデータ取得部243に相当してもよく、アナログFEは無線通信部220に相当してもよく、アンテナはアンテナ部210に相当してもよく、その他の構成要素は受信処理部241に相当してもよい。もちろん、その他の任意の対応関係も許容される。
(5)処理の流れ
続いて、図16及び図17を参照して、基地局100及び端末装置200の処理の流れの一例を説明する。
図16は、本実施形態に係る基地局100において実行される送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。図16に示すように、まず、基地局100(例えば、送信処理部151)は、送信データを生成する(ステップS102)。具体的には、基地局100は、FEC符号化、レートマッチング、スクランブリング、インタリービング及び複素シンボルへのマッピング等を行う。次いで、基地局100(例えば、バッファ制御部153)は、サイズNのバッファに、N−K個の送信データ及びK個の所定値のデータをバッファリングする(ステップS104)。そして、基地局100(例えば、送信処理部151)は、単位リソースの時間方向の端部のサブシンボル(例えば、時間方向の先頭のサブシンボル)にバッファから所定値のデータをマッピングする(ステップS106)。また、基地局100(例えば、送信処理部151)は、当該単位リソースの他のサブシンボル(例えば、時間方向の先頭以外のサブシンボル)にバッファから送信データをマッピングする(ステップS108)。ここでの具体的なバッファの使用方法は、上記説明した第1の例が採用されてもよいし、第2の例が採用されてもよい。次いで、基地局100(例えば、送信処理部151)は、GFDM変調を行って(ステップS110)、信号を送信する(ステップS112)。
図17は、本実施形態に係る端末装置200において実行される受信処理の流れの一例を示すフローチャートである。図17に示すように、まず、端末装置200(例えば、受信処理部241)は、信号を受信する(ステップS202)。次いで、端末装置200(例えば、データ取得部243)は、単位リソースのうち所定値のデータがマッピングされた時間方向の端部のサブシンボル以外のサブシンボル(例えば、時間方向の先頭以外のサブシンボル)から受信データを取得する(ステップS204)。次に、端末装置200(例えば、受信処理部241)は、取得された受信データに対し、等化、複素データからビット列への変換、デインタリービング、デスクランブリング、レートマッチング及びFEC復号化等の信号処理を行う。
<<5.応用例>>
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、基地局100は、マクロeNB又はスモールeNBなどのいずれかの種類のeNB(evolved Node B)として実現されてもよい。スモールeNBは、ピコeNB、マイクロeNB又はホーム(フェムト)eNBなどの、マクロセルよりも小さいセルをカバーするeNBであってよい。その代わりに、基地局100は、NodeB又はBTS(Base Transceiver Station)などの他の種類の基地局として実現されてもよい。基地局100は、無線通信を制御する本体(基地局装置ともいう)と、本体とは別の場所に配置される1つ以上のRRH(Remote Radio Head)とを含んでもよい。また、後述する様々な種類の端末が一時的に又は半永続的に基地局機能を実行することにより、基地局100として動作してもよい。さらに、基地局100の少なくとも一部の構成要素は、基地局装置又は基地局装置のためのモジュールにおいて実現されてもよい。
また、例えば、端末装置200は、スマートフォン、タブレットPC(Personal Computer)、ノートPC、携帯型ゲーム端末、携帯型/ドングル型のモバイルルータ若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、端末装置200は、M2M(Machine To Machine)通信を行う端末(MTC(Machine Type Communication)端末ともいう)として実現されてもよい。さらに、端末装置200の少なくとも一部の構成要素は、これら端末に搭載されるモジュール(例えば、1つのダイで構成される集積回路モジュール)において実現されてもよい。
<5.1.基地局に関する応用例>
(第1の応用例)
図18は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第1の例を示すブロック図である。eNB800は、1つ以上のアンテナ810、及び基地局装置820を有する。各アンテナ810及び基地局装置820は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。
アンテナ810の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子(例えば、MIMOアンテナを構成する複数のアンテナ素子)を有し、基地局装置820による無線信号の送受信のために使用される。eNB800は、図18に示したように複数のアンテナ810を有し、複数のアンテナ810は、例えばeNB800が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図18にはeNB800が複数のアンテナ810を有する例を示したが、eNB800は単一のアンテナ810を有してもよい。
基地局装置820は、コントローラ821、メモリ822、ネットワークインタフェース823及び無線通信インタフェース825を備える。
コントローラ821は、例えばCPU又はDSPであってよく、基地局装置820の上位レイヤの様々な機能を動作させる。例えば、コントローラ821は、無線通信インタフェース825により処理された信号内のデータからデータパケットを生成し、生成したパケットをネットワークインタフェース823を介して転送する。コントローラ821は、複数のベースバンドプロセッサからのデータをバンドリングすることによりバンドルドパケットを生成し、生成したバンドルドパケットを転送してもよい。また、コントローラ821は、無線リソース管理(Radio Resource Control)、無線ベアラ制御(Radio Bearer Control)、移動性管理(Mobility Management)、流入制御(Admission Control)又はスケジューリング(Scheduling)などの制御を実行する論理的な機能を有してもよい。また、当該制御は、周辺のeNB又はコアネットワークノードと連携して実行されてもよい。メモリ822は、RAM及びROMを含み、コントローラ821により実行されるプログラム、及び様々な制御データ(例えば、端末リスト、送信電力データ及びスケジューリングデータなど)を記憶する。
ネットワークインタフェース823は、基地局装置820をコアネットワーク824に接続するための通信インタフェースである。コントローラ821は、ネットワークインタフェース823を介して、コアネットワークノード又は他のeNBと通信してもよい。その場合に、eNB800と、コアネットワークノード又は他のeNBとは、論理的なインタフェース(例えば、S1インタフェース又はX2インタフェース)により互いに接続されてもよい。ネットワークインタフェース823は、有線通信インタフェースであってもよく、又は無線バックホールのための無線通信インタフェースであってもよい。ネットワークインタフェース823が無線通信インタフェースである場合、ネットワークインタフェース823は、無線通信インタフェース825により使用される周波数帯域よりもより高い周波数帯域を無線通信に使用してもよい。
無線通信インタフェース825は、LTE(Long Term Evolution)又はLTE−Advancedなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、アンテナ810を介して、eNB800のセル内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース825は、典型的には、ベースバンド(BB)プロセッサ826及びRF回路827などを含み得る。BBプロセッサ826は、例えば、符号化/復号、変調/復調及び多重化/逆多重化などを行なってよく、各レイヤ(例えば、L1、MAC(Medium Access Control)、RLC(Radio Link Control)及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol))の様々な信号処理を実行する。BBプロセッサ826は、コントローラ821の代わりに、上述した論理的な機能の一部又は全部を有してもよい。BBプロセッサ826は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、当該プログラムを実行するプロセッサ及び関連する回路を含むモジュールであってもよく、BBプロセッサ826の機能は、上記プログラムのアップデートにより変更可能であってもよい。また、上記モジュールは、基地局装置820のスロットに挿入されるカード若しくはブレードであってもよく、又は上記カード若しくは上記ブレードに搭載されるチップであってもよい。一方、RF回路827は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ810を介して無線信号を送受信する。
無線通信インタフェース825は、図18に示したように複数のBBプロセッサ826を含み、複数のBBプロセッサ826は、例えばeNB800が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。また、無線通信インタフェース825は、図18に示したように複数のRF回路827を含み、複数のRF回路827は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図18には無線通信インタフェース825が複数のBBプロセッサ826及び複数のRF回路827を含む例を示したが、無線通信インタフェース825は単一のBBプロセッサ826又は単一のRF回路827を含んでもよい。
図18に示したeNB800において、図7を参照して説明した処理部150に含まれる1つ以上の構成要素(送信処理部151及び/又はバッファ制御部153)は、無線通信インタフェース825において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、コントローラ821において実装されてもよい。一例として、eNB800は、無線通信インタフェース825の一部(例えば、BBプロセッサ826)若しくは全部、及び/又はコントローラ821を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記1つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム(換言すると、プロセッサに上記1つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム)を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがeNB800にインストールされ、無線通信インタフェース825(例えば、BBプロセッサ826)及び/又はコントローラ821が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記1つ以上の構成要素を備える装置としてeNB800、基地局装置820又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図18に示したeNB800において、図7を参照して説明した無線通信部120は、無線通信インタフェース825(例えば、RF回路827)において実装されてもよい。また、アンテナ部110は、アンテナ810において実装されてもよい。また、ネットワーク通信部130は、コントローラ821及び/又はネットワークインタフェース823において実装されてもよい。また、記憶部140は、メモリ822において実装されてもよい。
(第2の応用例)
図19は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第2の例を示すブロック図である。eNB830は、1つ以上のアンテナ840、基地局装置850、及びRRH860を有する。各アンテナ840及びRRH860は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置850及びRRH860は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。
アンテナ840の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子(例えば、MIMOアンテナを構成する複数のアンテナ素子)を有し、RRH860による無線信号の送受信のために使用される。eNB830は、図19に示したように複数のアンテナ840を有し、複数のアンテナ840は、例えばeNB830が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図19にはeNB830が複数のアンテナ840を有する例を示したが、eNB830は単一のアンテナ840を有してもよい。
基地局装置850は、コントローラ851、メモリ852、ネットワークインタフェース853、無線通信インタフェース855及び接続インタフェース857を備える。コントローラ851、メモリ852及びネットワークインタフェース853は、図18を参照して説明したコントローラ821、メモリ822及びネットワークインタフェース823と同様のものである。
無線通信インタフェース855は、LTE又はLTE−Advancedなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、RRH860及びアンテナ840を介して、RRH860に対応するセクタ内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース855は、典型的には、BBプロセッサ856などを含み得る。BBプロセッサ856は、接続インタフェース857を介してRRH860のRF回路864と接続されることを除き、図18を参照して説明したBBプロセッサ826と同様のものである。無線通信インタフェース855は、図19に示したように複数のBBプロセッサ856を含み、複数のBBプロセッサ856は、例えばeNB830が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図19には無線通信インタフェース855が複数のBBプロセッサ856を含む例を示したが、無線通信インタフェース855は単一のBBプロセッサ856を含んでもよい。
接続インタフェース857は、基地局装置850(無線通信インタフェース855)をRRH860と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース857は、基地局装置850(無線通信インタフェース855)とRRH860とを接続する上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
また、RRH860は、接続インタフェース861及び無線通信インタフェース863を備える。
接続インタフェース861は、RRH860(無線通信インタフェース863)を基地局装置850と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース861は、上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
無線通信インタフェース863は、アンテナ840を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース863は、典型的には、RF回路864などを含み得る。RF回路864は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ840を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース863は、図19に示したように複数のRF回路864を含み、複数のRF回路864は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図19には無線通信インタフェース863が複数のRF回路864を含む例を示したが、無線通信インタフェース863は単一のRF回路864を含んでもよい。
図19に示したeNB830において、図7を参照して説明した処理部150に含まれる1つ以上の構成要素(送信処理部151及び/又はバッファ制御部153)は、無線通信インタフェース855及び/又は無線通信インタフェース863において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、コントローラ851において実装されてもよい。一例として、eNB830は、無線通信インタフェース855の一部(例えば、BBプロセッサ856)若しくは全部、及び/又はコントローラ851を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記1つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム(換言すると、プロセッサに上記1つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム)を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがeNB830にインストールされ、無線通信インタフェース855(例えば、BBプロセッサ856)及び/又はコントローラ851が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記1つ以上の構成要素を備える装置としてeNB830、基地局装置850又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図19に示したeNB830において、例えば、図7を参照して説明した無線通信部120は、無線通信インタフェース863(例えば、RF回路864)において実装されてもよい。また、アンテナ部110は、アンテナ840において実装されてもよい。また、ネットワーク通信部130は、コントローラ851及び/又はネットワークインタフェース853において実装されてもよい。また、記憶部140は、メモリ852において実装されてもよい。
<5.2.端末装置に関する応用例>
(第1の応用例)
図20は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース912、1つ以上のアンテナスイッチ915、1つ以上のアンテナ916、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
プロセッサ901は、例えばCPU又はSoC(System on Chip)であってよく、スマートフォン900のアプリケーションレイヤ及びその他のレイヤの機能を制御する。メモリ902は、RAM及びROMを含み、プロセッサ901により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ903は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。外部接続インタフェース904は、メモリーカード又はUSB(Universal Serial Bus)デバイスなどの外付けデバイスをスマートフォン900へ接続するためのインタフェースである。
カメラ906は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を有し、撮像画像を生成する。センサ907は、例えば、測位センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び加速度センサなどのセンサ群を含み得る。マイクロフォン908は、スマートフォン900へ入力される音声を音声信号へ変換する。入力デバイス909は、例えば、表示デバイス910の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス910は、液晶ディスプレイ(LCD)又は有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイなどの画面を有し、スマートフォン900の出力画像を表示する。スピーカ911は、スマートフォン900から出力される音声信号を音声に変換する。
無線通信インタフェース912は、LTE又はLTE−Advancedなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース912は、典型的には、BBプロセッサ913及びRF回路914などを含み得る。BBプロセッサ913は、例えば、符号化/復号、変調/復調及び多重化/逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、RF回路914は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ916を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース912は、BBプロセッサ913及びRF回路914を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース912は、図20に示したように複数のBBプロセッサ913及び複数のRF回路914を含んでもよい。なお、図20には無線通信インタフェース912が複数のBBプロセッサ913及び複数のRF回路914を含む例を示したが、無線通信インタフェース912は単一のBBプロセッサ913又は単一のRF回路914を含んでもよい。
さらに、無線通信インタフェース912は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線LAN(Local Area Network)方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのBBプロセッサ913及びRF回路914を含んでもよい。
アンテナスイッチ915の各々は、無線通信インタフェース912に含まれる複数の回路(例えば、異なる無線通信方式のための回路)の間でアンテナ916の接続先を切り替える。
アンテナ916の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子(例えば、MIMOアンテナを構成する複数のアンテナ素子)を有し、無線通信インタフェース912による無線信号の送受信のために使用される。スマートフォン900は、図20に示したように複数のアンテナ916を有してもよい。なお、図20にはスマートフォン900が複数のアンテナ916を有する例を示したが、スマートフォン900は単一のアンテナ916を有してもよい。
さらに、スマートフォン900は、無線通信方式ごとにアンテナ916を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ915は、スマートフォン900の構成から省略されてもよい。
バス917は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース912及び補助コントローラ919を互いに接続する。バッテリー918は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図20に示したスマートフォン900の各ブロックへ電力を供給する。補助コントローラ919は、例えば、スリープモードにおいて、スマートフォン900の必要最低限の機能を動作させる。
図20に示したスマートフォン900において、図8を参照して説明した処理部240に含まれる1つ以上の構成要素(受信処理部241及び/又はデータ取得部243)は、無線通信インタフェース912において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、プロセッサ901又は補助コントローラ919において実装されてもよい。一例として、スマートフォン900は、無線通信インタフェース912の一部(例えば、BBプロセッサ913)若しくは全部、プロセッサ901、及び/又は補助コントローラ919を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記1つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム(換言すると、プロセッサに上記1つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム)を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがスマートフォン900にインストールされ、無線通信インタフェース912(例えば、BBプロセッサ913)、プロセッサ901、及び/又は補助コントローラ919が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記1つ以上の構成要素を備える装置としてスマートフォン900又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図20に示したスマートフォン900において、例えば、図8を参照して説明した無線通信部220は、無線通信インタフェース912(例えば、RF回路914)において実装されてもよい。また、アンテナ部210は、アンテナ916において実装されてもよい。また、記憶部230は、メモリ902において実装されてもよい。
(第2の応用例)
図21は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、1つ以上のアンテナスイッチ936、1つ以上のアンテナ937及びバッテリー938を備える。
プロセッサ921は、例えばCPU又はSoCであってよく、カーナビゲーション装置920のナビゲーション機能及びその他の機能を制御する。メモリ922は、RAM及びROMを含み、プロセッサ921により実行されるプログラム及びデータを記憶する。
GPSモジュール924は、GPS衛星から受信されるGPS信号を用いて、カーナビゲーション装置920の位置(例えば、緯度、経度及び高度)を測定する。センサ925は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び気圧センサなどのセンサ群を含み得る。データインタフェース926は、例えば、図示しない端子を介して車載ネットワーク941に接続され、車速データなどの車両側で生成されるデータを取得する。
コンテンツプレーヤ927は、記憶媒体インタフェース928に挿入される記憶媒体(例えば、CD又はDVD)に記憶されているコンテンツを再生する。入力デバイス929は、例えば、表示デバイス930の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス930は、LCD又はOLEDディスプレイなどの画面を有し、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの画像を表示する。スピーカ931は、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの音声を出力する。
無線通信インタフェース933は、LTE又はLTE−Advancedなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース933は、典型的には、BBプロセッサ934及びRF回路935などを含み得る。BBプロセッサ934は、例えば、符号化/復号、変調/復調及び多重化/逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、RF回路935は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ937を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース933は、BBプロセッサ934及びRF回路935を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース933は、図21に示したように複数のBBプロセッサ934及び複数のRF回路935を含んでもよい。なお、図21には無線通信インタフェース933が複数のBBプロセッサ934及び複数のRF回路935を含む例を示したが、無線通信インタフェース933は単一のBBプロセッサ934又は単一のRF回路935を含んでもよい。
さらに、無線通信インタフェース933は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線LAN方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのBBプロセッサ934及びRF回路935を含んでもよい。
アンテナスイッチ936の各々は、無線通信インタフェース933に含まれる複数の回路(例えば、異なる無線通信方式のための回路)の間でアンテナ937の接続先を切り替える。
アンテナ937の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子(例えば、MIMOアンテナを構成する複数のアンテナ素子)を有し、無線通信インタフェース933による無線信号の送受信のために使用される。カーナビゲーション装置920は、図21に示したように複数のアンテナ937を有してもよい。なお、図21にはカーナビゲーション装置920が複数のアンテナ937を有する例を示したが、カーナビゲーション装置920は単一のアンテナ937を有してもよい。
さらに、カーナビゲーション装置920は、無線通信方式ごとにアンテナ937を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ936は、カーナビゲーション装置920の構成から省略されてもよい。
バッテリー938は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図21に示したカーナビゲーション装置920の各ブロックへ電力を供給する。また、バッテリー938は、車両側から給電される電力を蓄積する。
図21に示したカーナビゲーション装置920において、図8を参照して説明した処理部240に含まれる1つ以上の構成要素(受信処理部241及び/又はデータ取得部243)は、無線通信インタフェース933において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、プロセッサ921において実装されてもよい。一例として、カーナビゲーション装置920は、無線通信インタフェース933の一部(例えば、BBプロセッサ934)若しくは全部及び/又はプロセッサ921を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記1つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム(換言すると、プロセッサに上記1つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム)を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがカーナビゲーション装置920にインストールされ、無線通信インタフェース933(例えば、BBプロセッサ934)及び/又はプロセッサ921が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記1つ以上の構成要素を備える装置としてカーナビゲーション装置920又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記1つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図21に示したカーナビゲーション装置920において、例えば、図8を参照して説明した無線通信部220は、無線通信インタフェース933(例えば、RF回路935)において実装されてもよい。また、アンテナ部210は、アンテナ937において実装されてもよい。また、記憶部230は、メモリ922において実装されてもよい。
また、本開示に係る技術は、上述したカーナビゲーション装置920の1つ以上のブロックと、車載ネットワーク941と、車両側モジュール942とを含む車載システム(又は車両)940として実現されてもよい。即ち、処理部240を備える装置として車載システム(又は車両)940が提供されてもよい。車両側モジュール942は、車速、エンジン回転数又は故障情報などの車両側データを生成し、生成したデータを車載ネットワーク941へ出力する。
<<6.まとめ>>
以上、図1〜図21を参照して、本開示の一実施形態について詳細に説明した。上記説明したように、基地局100は、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び当該単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、GFDM変調を行う。これにより、GFDMシンボル間の振幅の非連続性を抑制することが可能となり、これに伴いシンボル間の振幅の非連続性に起因する帯域外の周波数歪成分が抑制可能となる。また、基地局100は、CP及びCSの付加を省略することも可能となり、これに伴い所定値のデータのマッピングを行うことに起因する周波数利用効率の低下を緩和することが可能である。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、基地局100が送信装置であり端末装置200が受信装置である例を説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、端末装置200が送信装置で、基地局100が受信装置であってもよい。その場合、処理部240が送信処理部151及びバッファ制御部153としての機能を有し、処理部150が受信処理部241及びデータ取得部243としての機能を有することとなる。他にもD2D(Device to Device)通信を考慮すれば、送信装置及び受信装置が共に端末装置200であってもよい。
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。図11、図14及び図15に示した信号処理の各種ブロックの順序に関しても同様である。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、
を備える装置。
(2)
前記端部のサブシンボルは、前記単位リソースの時間方向の両端のサブシンボルである、前記(1)に記載の装置。
(3)
前記処理部は、前記単位リソースにマッピングされる前記所定値のデータのデータ長及び前記送信データのデータ長を制御する、前記(1)又は(2)に記載の装置。
(4)
前記処理部は、前記所定値のデータのデータ長を、前記単位リソースのサブキャリア数と等しい長さに設定する、前記(3)に記載の装置。
(5)
前記処理部は、前記送信データに前記所定値のデータを挿入して、前記単位リソースにマッピングする、前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の装置。
(6)
前記処理部は、前記単位リソースに対応するデータ長のバッファを前記所定値で初期化後に前記送信データを配置し、前記バッファから前記単位リソースにマッピングする、前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の装置。
(7)
前記所定値は、ゼロである、前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の装置。
(8)
前記フィルタリングには、RC(Raised Cosine)フィルタ、RRC(Root Raised Cosine)フィルタ、又はIOTA(Isotropic Orthogonal Transfer Algorithm)フィルタが用いられる、前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の装置。
(9)
前記フィルタリングは、一般化されたOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)のための処理である、前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の装置。
(10)
所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングされた信号における、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データから前記送信データを取得する処理部、
を備える装置。
(11)
ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにプロセッサによりフィルタリングを行うこと、
を含む方法。
(12)
コンピュータを、
ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、
として機能させるためのプログラム。
1 システム1
100 基地局
110 アンテナ部
120 無線通信部
130 ネットワーク通信部
140 記憶部
150 処理部
151 送信処理部
153 バッファ制御部
200 端末装置
210 アンテナ部
220 無線通信部
230 記憶部
240 処理部
241 受信処理部
243 データ取得部

Claims (12)

  1. ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、
    を備える装置。
  2. 前記端部のサブシンボルは、前記単位リソースの時間方向の両端のサブシンボルである、請求項1に記載の装置。
  3. 前記処理部は、前記単位リソースにマッピングされる前記所定値のデータのデータ長及び前記送信データのデータ長を制御する、請求項1に記載の装置。
  4. 前記処理部は、前記所定値のデータのデータ長を、前記単位リソースのサブキャリア数と等しい長さに設定する、請求項3に記載の装置。
  5. 前記処理部は、前記送信データに前記所定値のデータを挿入して、前記単位リソースにマッピングする、請求項1に記載の装置。
  6. 前記処理部は、前記単位リソースに対応するデータ長のバッファを前記所定値で初期化後に前記送信データを配置し、前記バッファから前記単位リソースにマッピングする、請求項1に記載の装置。
  7. 前記所定値は、ゼロである、請求項1に記載の装置。
  8. 前記フィルタリングには、RC(Raised Cosine)フィルタ、RRC(Root Raised Cosine)フィルタ、又はIOTA(Isotropic Orthogonal Transfer Algorithm)フィルタが用いられる、請求項1に記載の装置。
  9. 前記フィルタリングは、一般化されたOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)のための処理である、請求項1に記載の装置。
  10. 所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングされた信号における、ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データから前記送信データを取得する処理部、
    を備える装置。
  11. ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにプロセッサによりフィルタリングを行うこと、
    を含む方法。
  12. コンピュータを、
    ひとつ以上のサブキャリア及び複数のサブシンボルから成る単位リソースにおける時間方向の端部のサブシンボルにマッピングされた所定値のデータ、及び前記単位リソースにおける他のサブシンボルにマッピングされた送信データを対象に、所定の数のサブキャリアごとにフィルタリングを行う処理部、
    として機能させるためのプログラム。
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