JP2010510700A - ブロードキャスト・マルチキャストサービスの送信方法及びシステム - Google Patents

Abstract

従来の時分割同期・符号分割多元接続システムにおけるフレーム構造で、ブロードキャスト・マルチキャストサービスのセルカバレッジの拡大とより数多くのセルに対するマクロダイバーシティ・コンバインを対応できない問題点に対して、ブロードキャスト・マルチキャストサービスを伝送する方法とシステムを開示した。チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスタイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするステップと、前記リソースユニットを送信するステップを含む。本発明にかかる伝送方法と伝送システムを利用すれば、ブロードキャスト・マルチキャストサービスの伝送効率と性能を向上させ、より数多くのセルに対するマクロダイバーシティ・コンバインと、マクロセルメカニズムによるブロードキャスト・マルチキャストサービスの配置を有効的に実現できる。

Description

本発明は、通信領域の時分割構造・符号分割多重接続移動通信システムに関し、特に、ブロードキャスト・マルチキャストサービスを送信する方法及びシステムに関わっている。

移動通信とインターネットの急激な発展に伴い、数多くのマルチメディアサービスが生み出され、ビデオ・オン・デマンド・テレビ放送・ビデオ会議・オンライン教育、インタラクティブゲームのような、同じデータを同時刻に多数のユーザーに受信させる移動マルチメディアサービスも出現している。このようなサービスは一般のデータサービスと比較して、大容量のデータと長時間の継続通信等の特性を持つ。移動通信ネットワークリソースを効率的に利用するため、標準化団体である第三世代パートナーシッププロジェクト（３rd Generation Partnership Projectの略称で、以下は３GPPという）は、ブロードキャストとマルチキャストサービス（Multimedia Broadcast / Multicast Serviceの略称で、以下はMBMSという）を提案した。MBMSは、１つのデータソースを複数のユーザーに一斉に送信する一対多のデータサービスである。MBMSによれば、移動コアネットワークとアクセスネットワークを含むネットワークリソースの共有、特に無線インタフェース（Air Interface）リソースの共有を実現できる。MBMSは従来の移動ネットワークに存在していたセル・ブロードキャスト・サービス（CBS，cell broadcast serviceの略称）とは同じではない。CBSは、低ビットレートのデータを、セル共有ブロードキャストチャネルを経由させて、全てのユーザーに一斉に送信できるメッセージ型のサービスである。３GPPで定義されたMBMSは、低速度且つテキストオンリー形式のメッセージデータのブロードキャスト・マルチキャストだけではなく、高速化通信が必要とするマルチメディアデータのブロードキャストサービス・マルチキャストサービス（例えば、モバイルテレビ放送）にも対応できる。

欧州特許出願公開１６７７４３５Ａ２ 欧州特許出願公開０９１２０１９Ａ２ 米国特許出願公開２００６２５０９３７Ａ１

無線リソースを効率的に利用するため、ブロードキャスト・マルチキャストモードで動作するネットワーク側の装置は、通常、公衆無線チャネルを利用して、複数のユーザー装置UE（User Equipment の略称で、以下はUEという）に情報を伝送する。従来の３GPP標準仕様によれば、MBMSのポイント対マルチポイント通信を載せる伝送チャネルは、フォーワード・アクセスチャネル・チャネル（Forward Access Channel の略称で、以下はFACHという）で、対応する物理チャネルは、第２共通制御物理チャネル（Secondary Common Control Physical Channel の略称で、以下はS-CCPCHという）である。大量なデータ通信・大量な受信者及び受信位置の不確定性等の特性を備えたブロードキャストサービス・マルチキャストサービスに対して、ブロードキャスト・マルチキャストサービスデータの信号をセル全体をカバーするために、複数のネットワーク装置による同じデータ情報の一斉送信と大電力レベルでの全方向放射が必要になる。しかし、同一周波数を利用する場合、MBMSを適用する隣接セルの間は、大きな干渉が発生するため、システム性能を低下させ、ブロードキャスト・マルチキャストサービスの応用を制限してしまう。

従来のMBMS標準仕様は、隣接セル間の干渉を低下させるために、既にポイントツーマルチポイント伝送に対する選択コンバイン方式及びソフトコンバイン方式を定義した。選択コンバインは、無線リンクコントローラプロトコルデータユニット（Radio Link Controller Protocol Data Unitの略称で、以下はRLC PDUという）によるカウントで実現する。即ち、各隣接セルは、似たようなMBMS無線伝送レートを持ち、且つ異なったセルから送信されたMBMS データフローの数は、ユーザー装置の無線リンクコントローラ（UE RLC，User Equipment Radio Link Controllerの略称）の再スケジューリング能力を超えていない場合、UEは、選択コンバインを行うことができる。ソフトコンバインを実行するには、受信端末の物理層は、異なった無線リンクの物理チャネルからのビットデータをコンバインする能力を持つ必要がある。例えば、端末側は、２つのネットワーク装置からのS-CCPCHチャネルをコンバインする。ソフトコンバインの前提条件として、異なるS-CCPCHが同様な伝送フォーマット組み合わせを採用し、同様なデータフィールドを持つ必要がある。又、ネットワーク側の装置は、コンバインできるセルを確定し、コンバインしたいS-CCPCH無線フレームを直接に端末に通知する必要がある。

しかし、従来の時分割複信（TDD, Time division duplex）システムは、UE装置に対して、マクロダイバーシティ機能を要求していなかった。いわゆるマクロダイバーシティは、受信信号の品質を向上させるため、UEが２つ或いは２つ以上のネットワーク装置との同時通信を維持する機能である。そのため、UE受信機の通常設計では、MBMSの上記選択コンバインとソフトコンバインには対応できない。

又、図１は従来の時分割同期・符号分割多重接続システム（TD-SCDMA，Time Division Synchronous Code Division Multiple Access）における無線フレーム構造であり、無線サブフレーム毎の遅延は５msとし、全部は、6400チップの長さを用いるし、７つの通常のサービスタイムスロットと３つの特別タイムスロットから構成される。図２は、通常サービスのタイムスロットのバースト構造パラメータを示している。バースト構造パラメータは、バースト構造の真ん中にある、チャネル推定を行うためのトレーニングシーケンス（チャネル推定コード）と、バースト構造の両側にある、サービスデータを伝送するデータシンボルと、次のタイムスロットを保護するための遅延拡張であるガード間隔（GP，Guard Period）から構成される。図１と図２の中に、１つのチップ遅延Tcは、0.781usとし、１つのタイムスロット遅延Ttsは675usとし、チャネル推定の遅延Tは0.781×144=112.5usとし、ガード間隔遅延Tgpは0.781×16=12.5usとする。

チャネル推定コード構造に含まれた拡張循環ウインドウ（extension cycle window）のサイズは、MBMSサービスマルチパスの受信能力（即ち、複数セルからのマルチパスエネルギーを受信する能力）を決めている。受信信号は拡張循環ウインドウ以外に納めれば、従来の快速フーリエ変換（FFT，Fast Fourier Transform）方法に基づくチャネル推定が実現できなくなる。MBMSサービスのマルチパスが他のサービスのタイムスロットに対して、干渉を発生してはならない要求があるため、タイムスロット構造に含まれたガード間隔（GP，Guard Period）部のサイズも同様にMBMSサービスのマルチパス能力を制限している。即ち、チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウとガード間隔という２つのパラメータは、MBMSマルチパスの受信能力を決めている。従来のTD-SCDMAシステムにおけるその２つのパラメータの値はともに、16 chipsとし、d=12.5×10-6×3×108＝3750m=3.75kmの伝送距離に相当する。即ち、3.75キロ以外に送られたセル信号は、有効なマルチパス受信ウインドウに納められなくなり、逆に干渉を招いてしまう。同時に、セル半径も3.75キロ以内に制限され、セルのカバレッジは減少された。

前記問題点に対して、従来のTD-SCDMAシステムの無線フレーム構造を元に、TDDシステムに対する時間ダイバーシティコンバインとジョイント検出のマクロダイバーシティという２つの案が提出されていた。時間ダイバーシティコンバインは、異なるセルが同じ情報を送信する送信時刻を制御し、それぞれと異なったタイムスロットに端末に到着させる。UEは異なったタイムスロットに、異なったセルから送信された情報を順番に処理してコンバインし、同時刻に複数リンクからのリクエストを受け付けることを回避する、という案である。時間ダイバーシティコンバインを実現するため、MBMSサービスを適用するセルを異なったグループに分け、各グループに対して、それぞれと唯一の且つ時間上の重ね合いのないタイムスロット或いはタイムスロットの組み合わせを割り当てておく必要がある。1つのグループが割り当てられたタイムスロットに情報を送信する時に、他のグループは、非活性化状態を保持する。UEは異なったグループからデータを受信し、物理層やRLC層により、受信信号のコンバインを遂行する。図３に示したように、MBMS伝送には、３つのタイムスロット（t１とt２とt３）が割り当てられた。UEは、t１とt２とt３という３つのタイムスロットに、それぞれと異なったセルからの同じ信号を受信し、物理層やRLC層によりコンバインを行い、受信信号の性能を改善する。しかし、TDDシステムに対する時間ダイバーシティコンバインは、チャネル容量の浪費を代価として隣接セル間の干渉を抑制する案である。例えば、t１とt２とt３という前記の３つのタイムスロットをそれぞれと３つのMBMSセルグループに割り当てた。グループ１がタイムスロットt１を利用する時に、グループ２とグループ３は対応するタイムスロットt２とt３にはデータ送信ができなくなるため、大量なシステムリソース浪費となった。MBMSのサービス性能を満足するのに、何倍ものシステムリソース浪費を代価とする案なので、現在のMBMSの製品化応用には採用されなかった。マクロダイバーシティによるジョイント検出の案について、現在の受信端末は、ジョイント検出の能力がまだ不足し（３個〜４個のネットワーク装置にしか対応できなく）、且つ従来のTD-SCDMAシステムの無線フレーム構造はブロードキャストサービスには十分に適用できない。その二つの原因とも、受信端末のジョイント検出で要求するマクロダイバーシティのセル数を制限し、MBMSサービスに対応できるより数多くのセルに対するマクロダイバーシティとセルカバレッジの拡大を確実に実現できない。

又、標準化団体３GPPは、ロング・ターム・エボリューション（LTE，Long Term Evolution）システムにおいて、３Gシステム（FDD，Frequency division duplexとTDD, Time division duplex）の進化設計に、直交周波数分割多重（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplex）の変調方式を採用した。MBMSの技術進化に、単一周波数ネットワーク（SFN，Single Frequency Network）方式のマクロダイバーシティと、長い周期間隔（CP，Cyclic Period）のフレーム構造を採用し、SFNマクロダイバーシティの技術を実現させる。

従来のSFN技術案は次に説明する。SFNネットワーク内の全てのセルに対して、全く同じブロードキャストサービスが利用する時間リソース・周波数リソース・スクランブルコード・チャネル推定コードを割り当てる。セル内のユーザー端末UEも同様に、前記時間リソース・周波数リソース・スクランブルコード・チャネル推定コードを利用して当該ブロードキャストサービスを受信する。即ち、ユーザー端末は、SFNネットワークからのセル信号が、UEのマルチパス受信機のウインドウに納めたものさえであれば、受信ウインドウに納めた全ての信号に対して、エアインタフェースで直接エネルギーコンバインできるため、ブロードキャストサービスの受信性能を大幅に改善できる。長いCPを設けたフレーム構造の設計思想は、マルチパス受信ウインドウのサイズを拡張することにより、UEに遠いセルからのブロードキャスト信号を受信させるためである。

まとめてみると、従来の時分割復信のTD-SCDMAシステムのフレーム構造に基づくダイバーシティ技術は、ブロードキャスト・マルチキャストサービスのセルカバレッジの拡大に対応できなく、又、より数多くのセルに対するマクロ・ダイバーシティ・コンバインにも対応できない。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来の技術におけるTD-SCDMAシステムのフレーム構造で、ブロードキャスト・マルチキャストサービスのセルカバレッジの拡大及びより数多くのセルに対するマクロダイバーシティ・コンバインを実現できない問題点を解決するため、１種のブロードキャスト・マルチキャストサービスの送信方法及びシステムを提供することにある。

次に本発明の技術案を説明する。
ブロードキャスト・マルチキャストサービス信号の送信方法であって、
チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全てのサービスタイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングすると共に、
前記リソースユニットを送信することと、
１つの信号フレームの中で、前記チャネル推定コードが１つであることと、
前記全部サービスのタイムスロットの信号フレームは、前記チャネル推定コードと前記データシンボルからなり、その中で、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウは、隣接する信号フレームのガード間隔として設置されたことと、
前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームは、前記チャネル推定コードと前記データシンボルを含み、その中で、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウは、隣接する信号フレームのガード間隔として設置されたことと、
データ伝送效率とセルカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレームの長さを確定することと、
セルのカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレーム内のチャネル推定コードの拡張循環ウインドウの長さを確定することと、
前記信号フレームは、又、ガード間隔を含むことと、
前記信号フレーム内のチャネル推定コードの基本チャネル推定コード長は、前記信号フレーム内の他のサービスのタイムスロットの基本チャネル推定コード長より小さい。前記チャネル推定コードの拡張循環ウインドウの長さと前記ガード間隔長は、それぞれと他のサービスのタイムスロット内の拡張循環ウインドウの長さとガード間隔長より大きいことと、
前記ガード間隔長は、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さと同じであることと、
前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレーム長は、他のサービスのタイムスロットの信号フレーム長と同じで、その中で、データシンボル長は、他のサービスのタイムスロットのデータシンボル長と同じで、チャネル推定コード長は、他のサービスタイムスロットのチャネル推定コード長より小さいことと、
前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの最大発射電力は、前記他のサービスのタイムスロットの最大発射電力より大きいことと、
前記リソースユニットを受信した受信側は、前記全部タイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの開始位置に、前記チャネル推定コードを取得し、適当な処理を遂行することと、
前記受信端末が低速移動する時に、ブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレームの中のチャネル推定コードによりチャネル推定を行い、前記受信端末が高速移動する時に、隣り合った２つのブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレームの中のチャネル推定コードの補間により、チャネル推定を行うことと、
を有することを特徴とする送信方法である。

本発明は、又、１種類のネットワーク装置に関わり、
チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスのタイムスロットの信号フレーム、又はブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするマッピングユニットと、
前記リソースユニットを送信するための送信ユニットとを含み、
更に、前記マッピングユニットは、
全部タイムスロットの信号フレームをマッピングする時に、データレートとセルのカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレームの長さを確定することと、
セルのカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレーム内のチャネル推定コードの拡張循環ウインドウの長さを確定することと、
ブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームをマッピングする時に、前記チャネル推定コード内の基本チャネル推定コード長は、前記信号フレーム内の他のサービスのタイムスロットの基本チャネル推定コード長より小さく、又、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さと前記ガード間隔長は、他のサービのスタイムスロット内の拡張循環ウインドウの長さとガード間隔長より大きい、ことと、
前記ガード間隔長は、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さに一致することと
を有することを特徴とするネットワーク装置である。

本発明は更に又、１種類の通信システムに関わり、
チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスのタイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングすると共に、前記リソースユニットを送信するネットワーク装置と、
前記リソースユニットを受信すると共に、前記全部タイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの開始位置に、前記チャネル推定コードを取得し、適当な処理を遂行する端末装置と
を含み、
前記ネットワーク装置は又、
チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスタイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするためのマッピングユニットと、
前記リソースユニットを送信するための送信ユニットと
を含み、
前記端末装置は、低速移動する時に、ブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレーム内のチャネル推定コードにより、チャネル推定を行い、高速移動する時に、隣り合った２つのブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレーム内のチャネル推定コードの補間により、チャネル推定を行う
ことを特徴とする通信システムである。

本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
時間分割構造を利用したCDMAシステムに対して、１種類のブロードキャスト・マルチキャストサービス（MBMS）信号を搬送する信号フレーム構造を提供した。当該フレーム構造において、チャネル推定コードは、データシンボルの前に設置されたため、チャネル推定に利用されるだけではなく、ガード間隔として２つの信号フレーム間の干渉抑制にも図られ、MBMSサービスの伝送効率を向上できる。当該フレーム構造を採用すれば、基本チャネル推定コード長を短縮することにより、拡張循環ウインドウの長さを増加して、MBMSサービスのセルカバレッジの拡大と、より数多くのセルに対するマクロ・ダイバーシティ・コンバインの実施を実現できる。

異なった段階と異なった要求を満足するため、本発明は、又、MBMSサービスと他のサービスが同じ搬送波リソースを多重化する時のブロードキャスト・タイムスロット構造を提供した。当該ブロードキャスト・タイムスロット構造は、従来のTD-SCDMAシステムのフレーム構造に基づき、伝統のタイムスロットの２つのデータブロックをコンバインし、チャネル推定コードをブロードキャスト・タイムスロットの開始位置に設置し、タイムスロット長とデータブロック長を変えない前提で、基本チャネル推定コード長を短縮することにより、チャネル推定コード内の拡張循環ウインドウの長さとガード間隔長を増加し、且つガード間隔長と拡張循環ウインドウの長さを同じにしたものである。又、当該ブロードキャスト・タイムスロットは、拡張循環ウインドウをガード間隔にし、ガード間隔の追加設置をなくした構造となっても良い。当該ブロードキャスト・タイムスロット構造を採用すれば、３Ｇシステムに基づくMBMSサービスの複数セルに対するマクロダイバーシティ・コンバイン及びセルカバレッジの拡大を実現できると同時に、従来の３Ｇシステムで搬送している音声サービスとデータサービスには、全然影響がない。

本発明の信号フレーム構造とブロードキャスト・タイムスロット構造を採用すれば、発射電力レベルを増加することで、MBMSサービスのセルカバレッジを拡大できる。又、本発明で採用するチャネル推定方法は、簡易性且つ高精度性のメリットを備えると共に、チャネル推定によりデータ信号に与えた干渉を除去するため、クリーンなデータを取得し、復調処理に提供できるため、MBMSサービスの受信品質を向上させた。

従来の技術におけるTD-SCDMAシステムのフレーム構造イメージ図である。 従来の技術におけるサービスタイムスロットのバースト構造イメージ図である。 従来の技術における時間ダイバーシティコンバインの技術実現イメージ図である。 本発明の実施例にかかる１種類の通信システムの構成イメージ図である。 本発明の実施例にかかるMBMSサービス伝送のフロー図である。 本発明の実施例にかかるMBMSサービスを伝送する信号フレームの構造イメージ図である。 本発明の実施例において、端末装置がチャネル推定コードを取得し、データ信号を処理するフロー図である。 本発明の実施例において、MBMSサービスが１つの独立した搬送波リソースで伝送される時に、採用した実例１のブロードキャスト・タイムスロットイメージ図である。 本発明の実施例において、MBMSサービスが１つの独立した搬送波リソースで伝送される時に、採用した実例２のブロードキャスト・タイムスロットイメージ図である。 本発明の実施例において、MBMSサービスが１つの独立した搬送波リソースで伝送される時に、採用した実例３のブロードキャスト・タイムスロットイメージ図である。 本発明の実施例において、MBMSサービスが他のサービスと同じ搬送波リソースを多重化する時に、採用したブロードキャスト・タイムスロットイメージ図である。

本実施例におけるブロードキャスト・マルチキャストサービスMBMSは、１つの独立した搬送波リソースにより伝送される。信号フレームはデータシンボルと前記データシンボルの前に設置されたチャネル推定コードからなり、その中で、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウは、隣接する２つの信号フレームの間のガード間隔として利用される。また、MBMSサービスは、他のサービスと一緒に、同じ搬送波リソースを多重化することもできる。その場合のMBMSサービスタイムスロットは、データシンボルと前記データシンボルの前に設置されたチャネル推定コードのみから構成されても、データシンボルと前記データシンボルの前に設置されたチャネル推定コードと、前記データシンボルの後に設置されたガード間隔から構成されても良い。前者の場合は、チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウは、２つの信号フレームの間のガード間隔として利用される。

図４は、本実施例にかかる通信システムを示している。チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、又、全部サービスのタイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの中で、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングし、前記リソースユニットを送信するネットワーク装置４0と、前記リソースユニットを受信すると共に、前記全部タイムスロット、又はブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームの開始位置に、前記チャネル推定コードを取得し、適当な処理を遂行する端末装置４１とを含み、
前記ネットワーク装置４０は更に、チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、又、全部サービスタイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの中で、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするマッピングユニット４００と、前記リソースユニットを送信する送信ユニット４０１とを含み、前記全部サービスのタイムスロットの信号フレーム構造は、データシンボルと前記データシンボルの前に設置されたチャネル推定コードから構成され、当該信号フレームの長さは、データ伝送效率とセルのカバレッジとマクロダイバーシティを実施するセルの数により確定され、チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さは、セルのカバレッジとマクロダイバーシティを実施するセルの数より確定される。前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレーム構造は、データシンボルと、前記データシンボルの前に設置されたチャネル推定コードと、前記データシンボルの後に設置されたガード間隔から構成され、その中で、前記チャネル推定コードに含まれた基本チャネル推定コード長は、当該信号フレームに含まれた他のサービスのタイムスロットの基本チャネル推定コード長より小さい。前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さと前記ガード間隔長は、他のサービスのタイムスロットの拡張循環ウインドウの長さとガード間隔長より大きい。又、前記ガード間隔長は、拡張循環ウインドウの長さと同じである。
前記端末装置４１は更に、受信ネットワーク装置４０から送信されたリソースユニットを受信し、前記リソースユニットの全部タイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの開始位置に、対応するチャネル推定コードを取得する受信ユニット４１０と、取得されたチャネル推定コードによりチャネル推定を行い、チャネル推定コードとチャネル推定により、チャネル推定コードのデータ信号に対する干渉を除去し、干渉が除去された後の受信データを復調するユニット４１１とを含む
ことを特徴とする通信システムである。

図５は、本実施例にかかるブロードキャスト・マルチキャストサービスの伝送フローを示している。主に、
ネットワーク装置はチャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、又、全部サービスのタイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの中で、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするステップ５００と、
ネットワーク装置は前記リソースユニットを端末装置に送信するステップ５０１と、
端末装置は、前記リソースユニットを受信後に、全部タイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの開始位置に、チャネル推定コードを取得するステップ５０２と、
端末装置は、取得したチャネル推定コードにより、データ信号を適切に処理するステップ５０３と
を有することを特徴とする伝送方法である。

図６は、MBMSサービスは１つの独立した搬送波リソースにより伝送する、また、他のサービスと同じ搬送波リソースを多重化して伝送する場合に、本実施例で利用される信号フレーム構造である。本実施例の信号フレームの中で、チャネル推定コードは、信号フレームの前部に設置され、データシンボルはチャネル推定コードの後に設置されている。そのような信号フレーム構造に含まれたチャネル推定コードは、チャネル推定に利用されるだけではなく、ガード間隔（GP）として、２つの信号フレーム間の干渉抑制も図られるため、（即ち、チャネル推定コードの拡張循環ウインドウを利用してGP機能を実現する）、MBMSサービスの伝送効率を大幅に向上させた。当該信号フレームの長さは、従来のTD-SCDMAシステムのフレーム構造のタイムスロットの長さと同じにしてもよく、データの伝送效率とセルのカバレッジとマクロダイバーシティを実施するセルの個数に応じて設定することもできる。MBMSサービスの伝送は、伝統なユニキャスト方式の音声・データサービスの伝送とは違い、１つの信号フレームで、１つのチャネル推定コードしか必要がないため、基本チャネル推定コード長を短縮することにより、拡張循環ウインドウの長さを拡大できる。即ち、ブロードキャスト・マルチキャストサービスを伝送するタイムスロットに、１つだけのチャネル推定コードを利用する。当該技術は、従来のTD-SCDMAシステムの普通のサービスタイムスロットで利用されるチャネル推定コードとは同じではない。従来の技術では、１つのタイムスロットで、複数のユーザーに対応する必要があるため、複数の異なったチャネル推定コードを設置して、ユーザーを区別する必要がある。その一連のチャネル推定コードは、同じ基本チャネル推定コードを元に、それぞれと長さの違った循環シフトを経由して生成される。しかし、ブロードキャスト・マルチキャスト技術では、複数のユーザーに同じ信号を送信するため、異なったチャネル推定コードでユーザーを区別する必要がない。

本実施例におけるチャネル推定コードの構造思想は、従来のTD-SCDMAシステムのチャネル推定コードの発生方式と同じであり、依然として、Steiner推定機の思想に基づき、一定の規律性を有するチャネル推定コードを構造し、受信側に循環関連性を持ったチャネル推定コード・チャネルマトリクスを形成する。そうすると、FFTに基づく快速アルゴリズムを採用し、正しいチャネル推定を取得することが可能になる。
SFNモードを採用してMBMSサービスのマクロダイバーシティ・コンバインを実現することに関して、即ち、SFNネットワーク内の全てのネットワーク装置が、同じブロードキャストタイムスロットと同じチャネル推定コードとスクランブルコードを利用し、同じ周波数帯を利用して、同じ内容のブロードキャストサービスを送信し、従来のシステムが保有する受信装置により、複数のネットワーク装置から送信されたブロードキャスト信号をマルチパスと見なして、直接にエアインタフェースでコンバインする。システム全体はチャネル推定を完成するために、１つのみの基本チャネル推定コードが必要となる。そのため、シングルコードセットのチャネル推定方法を採用できる。セルの境界地帯に、SFNセルから送信された全てのブロードキャスト信号をチャネル推定に納めることができ、簡単且つ高精度のチャネル推定を実現できる。

図７は、端末装置が前記信号フレームからチャネル推定コードを取得して、データ信号に対する処理を遂行するフローを示している。
各ユーザーのチャネルインパルス応答を確定するステップ７００において、各ユーザーのチャネルインパルス応答を次式（１）で確定する。

式（１）の中で、１つのバースト信号フレームに含まれた各ユーザーのチャネルインパルス応答は、変わらないものと想定し、Wはユーザーチャネル応答ウインドウの長さである。

チャネル推定コードを確定するステップ７０１において、SFNシステムの場合は、全てのユーザーのチャネル推定コードは同じであり、次式（２）に示している。

Ｌは、チャネル推定に用いられ、チャネル推定コードにより確定される唯一の受信ベクトルの長さである。

受信ベクトルを確定するにおいて、チャネル推定コードはスペクトラム拡散を経由せず、直接にパルス成形を経由してから、高周波RFにより受信側に送信されるため、k番目のユーザーのチャネル推定コードのチャネルを経由した後の受信ベクトルは、次式（３）で確定する。

前式の中で、Ｇは、循環マトリクスで、

はノイズ・マトリクスである。

確定したチャネル応答長Ｗを与えられた後、チャネル推定コードは、２つの信号フレームのデータブロックの真ん中に位置しているため、受信側のチャネル推定コードのＷ−１桁のシンボルは、直前の信号フレーム内のデータシンボルに干渉され、又、後部のＷ−１桁のシンボルは、本信号フレームのデータブロックの受信を影響することをもたらし、チャネル推定コードにより決定されるシンボルは、Ｗ〜Ｗ＋Ｌ−１桁のシンボルだけとなる。正しいチャネル推定を得るため、チャネル推定コードの中部のＷ〜Ｗ＋Ｌ−１桁分のチップを取り出し、観測値とする。対応するマトリクスGも変化する必要がある。そのため、受信ベクトルは次式（４）に示している。

その中で、マトリクス

は、相変わらずに循環マトリクスである。SFNシステムに対して、全てのユーザーの

は同じであり、完全にチャネル推定コード生成コードセットの基本コードにより決められる。
チャネル推定を取得するステップ７０３において、式（４）により、ある時刻の

値を求める。そして、次式（５）に示したように、最尤基準により、また、チャネル推定値を簡易化して取得する。

マトリクス

は、循環マトリクスであるため、循環マトリクスの性質を利用し、フーリエ変換DFTにより計算を簡易化し、次式（６）のように、

チャネル推定値を求めることができる。

前記チャネル推定方法によれば、短時間で高精度のチャネル推定を取得できる。ユーザーが低速移動する時に、信号フレーム内のチャネル推定コードのみを採用し、データ信号に対してチャネル推定を行い、ユーザーが高速移動する場合に限って、補間の方式でチャネル推定を行い、より高精度のチャネル推定を取得することが考えられる。前記補間は、本信号フレームのチャネル推定と隣接する次の信号フレームのチャネル推定の補間である。

チャネル推定コードがデータ信号に対する干渉を除去するステップ７０４において、チャネル応答長はWなので、本信号フレーム内のチャネル推定コードの尾部（後部のＷ−１桁のシンボル）が、受信データブロックに対して干渉を発生する、ということを招いてしまう。同時に、本信号フレームのデータブロックの尾部（後部のＷ−１桁のシンボル）は、次の信号フレーム内のチャネル推定コードの拡張循環ウインドウの部分（前部のＷ−１桁のシンボル）と重なり合ってしまう。クリーンなデータ信号を取得するためには、チャネル推定コードがデータ信号に対するその２つの干渉を除去しなければならない。具体的な除去過程が次に説明する。受信側は、比較的に正確なチャネル推定を取得してから、２つのチャネル推定コードがデータブロックに対して発生する干渉量を再構造するステップと、受信側は、受信データからその２つの干渉量を減らして、クリーンな受信信号を取得して、復調処理に提供するステップとを有する。

信号フレームとチャネル推定コードの構造からわかるが、実際、その２つの干渉部分とも、チャネル推定コードの拡張循環ウインドウの部分により発生されたのである。そのために、ユーザーが低速移動する時に、１つのチャネル推定コードの拡張循環ウインドウと本信号フレームのチャネル推定を利用して２つの干渉量を再構造でき、次の信号フレームのチャネル推定値が完成するまで待つ必要がない。そういう方法は遅延とキャッシュ及び計算量を低減できる。又、ユーザーが高速移動する時に、２つ信号フレームのチャネル推定を完成して、それぞれの干渉量を再構造する必要がある。上記２つの場合における干渉量の再構造方法は同じである。

は、Steiner方法により、取得された高精度のチャネル推定とし、パルス応答長はＷとする場合に、チャネル推定コードの拡張循環ウインドウは、次式（７）で表す。

チャネル推定コードがデータ信号への干渉量は次式（８）で表す。

再構造された干渉コンポーネントは式（９）と式（１０）で表す。

干渉を除去した後の受信データは式（１１）で表す。

ステップ７０５で、クリーンな受信データを取得して、対応の復調処理を行う。

上記から、上述信号フレーム構造を利用すれば、拡張循環ウインドウの長さを柔軟的に調整でき、MBMSサービスのサービスカバレッジの増大と複数セルに対するマクロダイバーシティ受信に対応でき、放射電力レベルを向上することにより、MBMSサービスのサービスカバレッジの増大を実現できる。上述信号フレーム構造を利用すれば、高精度のチャネル推定を取得でき、チャネル推定コードのデータ信号への干渉を除去することにより、クリーンなデータ信号を取得して、復調処理に提供できる。

本実施例は、ブロードキャスト・マルチキャストMBMSサービスが１つの独立した搬送波好源で伝送される具体的な例を提供した。図８Ａの示すように、チャネル推定コードTチャネル推定=0.781×96=74.976usとし、チャネル推定拡張循環ウインドウ長W＝32×0.781=24.992usとし、データブロックＴ_DATA=0.781×256= 199.936usとする。図８Ｂに示すように、チャネル推定コードTチャネル推定=0.781×96=74.976us とし、チャネル推定拡張循環ウインドウ長Ｗ＝32×0.781=24.992usとし、データブロックＴ_DATA=0.781×702=599.808usとする。図８Ｃに示したように、HCR TDDシステムに対して、チャネル推定コードTチャネル推定=0.26041×320=83.33usとし、チャネル推定拡張循環ウインドウ長W＝128×0.26041=33.33usとし、データブロックＴ_DATA=0.26041×2240=591.584usとする。

本実施例におけるブロードキャスト・マルチキャストサービスMBMSが、他のサービスと同じ搬送波好源を多重化する時に、ブロードキャスト・タイムスロット構造のみを改造し、システムのフレーム構造と他のサービスのタイムスロット構造は従来のTD-SCDMAシステムの対応する構造を保持しても良い。図８Ｄは、従来のTD-SCDMAシステムに基づくブロードキャストタイムスロットの構造である。タイムスロット長をそのままにして、タイムスロットの中の２つのデータブロックをコンバインし、チャネル推定コードをブロードキャスト・タイムスロットの開始位置に設置するようにしたものである。伝統的なタイムスロット構造におけるチャネル推定コードの長さは、１つのタイムスロット内の、複数のユーザーのチャネル推定とジョイント測定を満足するために設計されたものである。しかし、ブロードキャストサービス応用において、１つのタイムスロットの全てをMBMSサービスに利用する場合、１つのタイムスロットは、１つのみのチャネル推定コードが必要である（１ユーザーのみのデータを伝送することに相当する）。そのため、従来の基本チャネル推定コードの長さを短縮して、循環ウインドウの長さを増加することができる。同時に、ガード間隔長も、拡張循環ウインドウ長の増加と共に長くする必要がある。従来のタイムスロットにおけるデータブロック長を維持することを考慮して、ガード間隔長の増加も、基本チャネル推定コード長の短縮を代価とする。

伝統的なタイムスロットとブロードキャスト・タイムスロットの間は、本質的な相違点がある。即ち、伝統的なタイムスロットは、複数のユーザーに対応しなければならない。Steinerチャネル推定法に基づきジョイント検出アルゴリズムを実現するため、１つの基本的なチャネル推定コードを元に、ユーザー毎に対して（１タイムスロットに、最大は１６ユーザー）循環関連性を持つチャネル推定コードを構造する必要がある。それに対して、ロードキャスト・タイムスロットは、全てのユーザーに対するデータは同じである。即ち、１つのブロードキャスト・タイムスロットに、１つのみのチャネル推定コードが必要とすることに相当する。そのため、本実施例のブロードキャスト・タイムスロットに対して、伝統的なタイムスロットに含まれた１２８チップほど長い基本チャネル推定コードが不要で、チャネル推定品質を保証する前提で、基本チャネル推定コードの長さを短縮しても良い。

確定したチャネル応答長Wが与えられた後に、４８Chipsの拡張循環ウインドウ（チャネル応答長Ｗと同じような長さを持っている）と６４Chipsの基本チャネル推定コードより、１１２Chipsのチャネル推定コードを構成する。１つ前の伝統タイムスロットの最後部に、１６Chipsのガード間隔が存在し、ブロードキャスト・タイムスロットのチャネル推定コードに干渉を発生することがなく、やや高精度のチャネル推定を取得できる。チャネル推定コードの後部のＷ−１桁のシンボル（４７ Chips）は、受信データブロックに対して干渉が発生するため、受信データの中で、チャネル推定コードの遅延拡張が受信信号への影響を除去し、クリーンな受信データを取得できる。本実施例のブロードキャスト・タイムスロットの最後部には、相変わらずに、ガード間隔（ＧＰ）を保留した。但し、伝統的なタイムスロットのガード間隔より遥かに長い。ＧＰの長さは、チャネル応答長Wに一致しなければならない，そうすると、ブロードキャストデータが（ブロードキャストのタイムスロットに対して、放射電力レベルを向上しても）、他の伝統タイムスロットのデータに干渉を発生しないことを確保できる。

本実施例におけるブロードキャスト・タイムスロットのバースト構造パラメータは、図８Ｄに示したように、チャネル推定コードTチャネル推定＝0.781×112=87.5usとし、チャネル推定拡張循環ウインドウ長W＝48×0.781=37.5usとし、データブロックＴ_DATA＝0.781×704=549.8us，ガード間隔Ｔ_GP＝0.781×48=37.5usとする。伝統的なブロードキャスト・タイムスロットと比較すれば、タイムスロットの全長とデータブロック長は無変化で、チャネル推定コード部の全長は低減され、その中の基本チャネル推定コード部の長さは短くなり、拡張循環ウインドウ部の長さとガード間隔長とも長くなり、且つその2者の長さは同じである。

前記ブロードキャスト・タイムスロットのチャネル推定コードの構造方法は、従来のシステムにおけるチャネル推定コードの発生方法は同じである。技術実現を簡単にするため、従来のシステムに存在している１つの基本チャネル推定コードの一部分を、ブロードキャスト・タイムスロットのチャネル推定コードとしても良く、他の特定のチャネル推定コードを採用しても良い。但し、依然とSteiner推定機の思想に基づき、一定の規律性を持つチャネル推定コードを構築し、受信側のチャネル推定コードのチャネルマトリクスに一定の循環関連性を持たせる。そうすれば、FFTの快速アルゴリズムを採用することで、チャネル推定を取得する。具体的なチャネル推定フローと干渉除去フローは、前記信号フレームのチャネル推定フローと干渉除去フローと同じなので、説明を省略する。

本実施例のブロードキャスト・タイムスロット構造を採用する時、伝統的なタイムスロットの長さとデータブロックの長さとも変更せず、チャネル推定コードの位置と長さのみを変更した。信号の処理フロー（チャネル推定、検出アルゴリズムと周波数オフセットの調整等）に対して、対応する調整が必要であるが、データ部の変調とコーディング処理は、完全に従来の標準を流用する。上記変更と調整とも、ソフトウェアの方式で実現できるため、システム全体に優れた柔軟性を持たせた。そのため、従来のシステムのハードウェアプラットフォームの元に、ソフトウェアのアップグレードさえすれば、ブロードキャストサービスのより多くの数のセルに対するマクロダイバーシティコンバインを実現できる。ブロードキャスト・タイムスロットに対して、最大放射電力レベルを採用する方法により、マクロセルメカニズムによるのMBMS設置を実現できる。

本発明の実施例における信号フレーム構造或いはブロードキャストタイムスロット構造を利用してMBMSサービスを伝送すれば、サービスの伝送効率と伝送性能を大幅に向上でき、チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さを柔軟的に増加すること、及び放射電力レベルを向上することにより、MBMSサービスのサービスカバレッジの増大と複数のセルに対するマクロダイバーシティコンバインは確実に実現できるようになる。

本明細書では上述した実施例を参照し本発明を詳しく解説したが、当業者により、上述した技術的な解決手段を改造し、またはその中の一部の技術要素を置換することもできる。そのような改造と置換は本発明の各実施例の技術の範囲から逸脱するとは見なされない。

Claims (21)

1. チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスタイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするステップと、
   前記リソースユニットを送信するステップと
   を有することを特徴とするブロードキャスト・マルチキャストサービス信号の送信方法。
2. １つの信号フレームに、前記チャネル推定コードは１個であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記全部サービスのタイムスロットの信号フレームは、前記チャネル推定コードと前記データシンボルからなり、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウを隣接する信号フレームのガード間隔とすることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームは、前記チャネル推定コードと前記データシンボルを含み、その中で、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウを隣接する信号フレームのガード間隔とすることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. データ伝送效率とセルのカバレッジ範囲及びマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレームの長さを確定することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の方法。
6. セルカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセルの個数により、前記信号フレームに含まれたチャネル推定コードの拡張循環ウインドウの長さを確定することを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記信号フレームは、更にガード間隔を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
8. 前記信号フレームに含まれたチャネル推定コードの基本チャネル推定コードの長さは、前記信号フレーム内の他のサービスのタイムスロットの基本チャネル推定コードの長さより小さく、前記チャネル推定コードの拡張循環ウインドウの長さと前記ガード間隔の長さは、それぞれと他のサービスのタイムスロット内の拡張循環ウインドウの長さとガード間隔の長さより大きい、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記ガード間隔長は、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さと同じであることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレーム長は、他のサービスタイムスロットの信号フレーム長と同じであり、その中で、データシンボル長は、他のサービスタイムスロットのデータシンボル長と同じで、チャネル推定コード長は、他のサービスタイムスロットのチャネル推定コード長より小さい、ことを特徴とする請求項７ないし請求項９記載のいずれの方法。
11. 前記ブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの最大発射電力レベルは、前記他のサービスのタイムスロットの最大発射電力レベルより大きい、ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 前記リソースユニットを受信した受信側は、前記全部タイムスロット、或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームの開始位置に、前記チャネル推定コードを取得し、適当な処理を行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
13. 前記受信端末が低速移動する時に、ブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレームに含まれたチャネル推定コードにより、チャネル推定を行い、前記受信端末が高速移動する時に、隣り合った２つのブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレームに含まれたチャネル推定コードの補間により、チャネル推定を行うことを特徴とする請求項１２記載の方法。
14. チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスのタイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングするマッピングユニットと、
    前記リソースユニットを送信する送信ユニットと
    を含むことを特徴とするネットワーク装置。
15. 全部タイムスロットの信号フレームをマッピングする時に、データ伝送効率とセルのカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレームの長さを確定する前記マッピングユニットを有することを特徴とする請求項１４記載のネットワーク装置。
16. セルのカバレッジ範囲とマクロダイバーシティを実施するセル個数により、前記信号フレームに含まれたチャネル推定コードの拡張循環ウインドウの長さを確定する前記マッピングユニットを有することを特徴とする請求項１５記載のネットワーク装置。
17. 前記チャネル推定コード内の基本チャネル推定コード長は、前記信号フレーム内の他のサービスタイムスロットの基本チャネル推定コード長より小さい、又、前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さと前記ガード間隔長は、他のサービスタイムスロットに含まれた拡張循環ウインドウの長さとガード間隔長より大きいという規則で、ブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームをマッピングする前記マッピングユニットを有することを特徴とする請求項１４記載のネットワーク装置。
18. 前記ガード間隔長を前記チャネル推定コードに含まれた拡張循環ウインドウの長さに一致することを特徴とする請求項１７記載のネットワーク装置。
19. チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスのタイムスロット或いはブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングし、前記リソースユニットを送信するネットワーク装置と、
    前記リソースユニットを受信し、前記全部タイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスのタイムスロットの信号フレームの開始位置に、前記チャネル推定コードを取得し、適当に処理する端末装置と
    を有することを特徴とする通信システム。
20. チャネル推定コードとブロードキャスト・マルチキャストサービスのデータシンボルをリソースユニットにマッピングし、その中で、全部サービスタイムスロット又はブロードキャスト・マルチキャストサービスタイムスロットの信号フレームに、前記チャネル推定コードを前記データシンボルの前にマッピングする前記マッピングユニットと、
    前記リソースユニットを送信する前記送信ユニットと、
    を含むネットワーク装置を有することを特徴とする請求項１９記載の通信システム。
21. 前記端末装置が低速移動する時に、ブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する信号フレームに含まれたチャネル推定コードにより、チャネル推定を行い、前記端末装置が高速移動する時に、ブロードキャスト・マルチキャストサービス信号を搬送する２つの隣り合った信号フレームに含まれたチャネル推定コードの補間により、チャネル推定を行うことを特徴とする請求項１９又は２０記載の通信システム。

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