JPWO2017085971A1 - 装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
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
<1.1.GFDM>
まず、図1〜図4を参照して、GFDMについて説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、「
」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。
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。
まず、図11及び図12を参照して、第1の例を説明する。
続いて、図13を参照して、第2の例を説明する。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記所定値は、ゼロである、請求項1に記載の装置。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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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