JP4940296B2 - ハイブリッド自動再転送要求動作で資源を用いてデータを転送する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、データを転送する方法に係り、より詳細には、ハイブリッド自動再転送要求動作で資源を用いることによってデータを転送する方法に関する。
セルラー通信業界で、当業者らは度々1G、2G、及び3Gという用語を使用する。これらの用語は、使用されるセルラー技術の世代を意味する。1Gは第1世代を、2Gは第2世代を、3Gは第3世代を指す。
1Gは、AMPS(Advaced Mobile Phone Service;改良された移動電話サービス)電話システムとして知られた、アナログ電話システムのことを指す。2Gは、通常、全世界で広く使われており、CDMAOne、全地球的移動通信システム(Global System for Mobile commnications;GSM)、及び時分割多重アクセス(Time Division Multiple Access;TDMA)を含むデジタルセルラーシステムのことを指す。2Gシステムは、1Gシステムに比べ、密集した地域でより多くの使用者を支援することができる。
3Gは、現在配置されつつあるデジタルセルラーシステムのことを指す。この3G通信システムは、いくつかの重要な特徴において概念的に互いに似ている。
無線通信システムでは、無線環境の厳しい条件下で情報速度を上昇させ、通信システムのロバスト性を改善する方式と技術を考案することが重要である。理想的でない通信条件との闘い及び/または通信の改善のために、不必要なデータの送信を減らすことを含む様々な方法が、より効率的で効果的な送信を促すとともに資源を解放するのに用いられることができる。
したがって、本発明は、従来技術の限界と短所に起因する一つまたは複数の問題点を実質的に除去する、ハイブリッド自動再転送要求動作で資源を用いることによってデータを転送する方法を教示する。
本発明の目的は、無線通信システムで少なくとも一つのサブパケットを転送する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、サブパケット転送のための様々なドメインで資源を用いる方法を提供することにある。
本発明の追加的な長所、目的、及び特徴は、下の詳細な説明から部分的に説明され、下記の検討から当業者に明白になったり、本発明の実施からもわかることができる。本発明の目的及び他の長所は、図面の他、詳細な説明と特許請求の範囲で詳細に指示した構造によって実現され達成されることができる。
本明細書で具体化され且つ広範囲に説明される本発明の意図によって、上記の目的と他の長所を達成するために、無線通信システムで少なくとも一つのサブパケットを転送する方法は、次の転送のために資源配列を維持するか変更するかを表す、多重ドメインからの上記資源の組合せに基づいて少なくとも一つのサブパケットを転送する段階を含む。
本発明の他の実施例では、サブパケット転送のために様々なドメインで資源を使用する方法は、様々なドメインから資源を結合する段階、様々なドメインのそれぞれが適応を表すか或いは不適応を表すかを判定する段階、及び各資源の表された適応または不適応の組合せに基づいてサブパケットを転送する段階を含む。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
無線通信システムで少なくとも一つのサブパケットを転送する方法であって、
多重ドメインからの資源の組合せに基づいて前記少なくとも一つのサブパケットを転送する段階を含み、
前記資源の組合せは、後続転送のために資源配列を維持するか変更するかを表す、サブパケットを転送する方法。
(項目2)
前記資源が、時間、周波数、空間、変調、電力、及びコードのうち少なくとも一つを含む、項目1に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目3)
前記時間が、同期的または非同期的である、項目2に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目4)
前記資源配列が、‘0’または‘1’で表示される、項目1に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目5)
‘0’が、同一の資源が全てのサブパケットの転送のために使われるということを表す、項目4に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目6)
‘1’が、サブパケット転送のそれぞれまたはサブセットに使われる資源が互いに異なるということを表す、項目4に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目7)
前記相異なるサブセットまたはサブパケット転送が、転送での減少または増加を意味する、項目6に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目8)
前記少なくとも一つのサブパケットが、2以上のアンテナを用いて転送される、項目1に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目9)
前記少なくとも一つのサブパケットのそれぞれが、相異なるビーム形態を用いて転送される、項目8に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目10)
前記少なくとも一つのサブパケットのそれぞれが、相異なる数の循環的ダイバーシティを用いて転送される、項目8に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目11)
前記少なくとも一つのサブパケットが、16進1/4振幅変調(16−QAM)、8位相偏移方式(PSK)、1/4PSK(QPSK)、または2進PSK(BPSK)のうち一つを用いて転送される、項目1に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目12)
前記無線通信システムは、ハイブリッド自動再転送要求(H−ARQ)方式を用いる、項目1に記載のサブパケットを転送する方法。
(項目13)
サブパケット転送のために様々なドメインで資源を使用する方法であって、
様々なドメインから資源を結合する段階と、
前記様々なドメインのそれぞれが、適応を表すか或いは不適応を表すかを判定する段階と、
前記各資源の表された適応または不適応の組合せに基づいて前記サブパケットを転送する段階と、
を含む、資源を使用する方法。
(項目14)
前記資源が、時間、周波数、空間、変調、電力、及びコードのうち少なくとも一つを含む、項目13に記載の資源を使用する方法。
(項目15)
前記適応が、次のサブパケットと関連した前記資源が増加したり減少することを意味する、項目13に記載の資源を使用する方法。
(項目16)
前記不適応が、次のサブパケットと関連した前記資源が維持されることを意味する、項目13に記載の資源を使用する方法。
本発明の上述した一般的な説明と下の詳細な説明はいずれも模範的で且つ説明的なもので、請求項の発明をさらに説明するために提供される。
(産業上の利用可能性)
本発明の様々な変形と変更が本発明の思想または範囲を逸脱しない限度内で可能であるということは、当業者にとっては自明である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲とその均等物の範ちゅうに属する変形及び変更もいずれも含む。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照符号を付する。
ハイブリッド自動再転送要求(H−ARQ;hybrid automatic request)は、システムに少ない干渉を起こすと共に、例えば電力制御に現れる不正確性を補償することによって、増加した処理率(throughput)を提供する物理階層エラー制御技術である。なお、増加したピーク(peak)データ転送速度は、早期終結(early termination)によって達成できる。エンコーディングされたパケットは、多重サブパケットに分割される。各サブパケットは、コーディングされないパケット上に増分剰余情報を伝達する。H−ARQは、再転送のタイミングに基づいて同期したものと非同期したものとを区分し、各転送で、例えば、変調順序のようなパラメータの変更に基づいて適応したものと不適応したものとを区分する。
H−ARQ動作を具現するにおいて、全ての可用資源が一緒に用いられず、交互にシステム容量を制限する。したがって、以下、システム容量をさらに増加させる方法について述べる。
H−ARQ動作に関る可用資源は、時間、周波数、空間、変調、電力、及びコードドメインを含む様々なドメインで定義されることができる。この様々なドメイン資源は、サブパケット転送に使われることができる。
より詳細には、各サブパケットの転送時間及び期間は、維持(同期化)されるか、変更/変化(非同期化)されることができる。再転送の数が許容可能な再転送の最大数を超過すると、パケットは再転送されることができる。例えば、再転送の最大数は6回に設定されることができる。
また、マルチキャリア動作(例えば、直交周波数分割多重化(OFDM))で、各サブパケットの転送に使われたサブキャリアの数またはセットは、維持または変更されることができる。同様に、各サブパケットの転送にかかわるアンテナ構成要素の数も維持(同期化)されたり変更(非同期化)されることができる。また、各サブパケットの転送に使われる変調順序も維持されたり変更されることができる。
また、各サブパケットの転送に割り当てられる電力も維持されたり変更されることができる。最後に、各サブパケット用コードの数も維持されたり変更されることができる。
相異なるドメインと関連した様々な資源の変更及び維持について、表1に挙げてより詳細に説明する。上述したように、同一資源が使われたり、相異なる/変更された資源が各ドメインに対して使われることができる。
表1に、様々なドメインで資源を結合することによって得られる様々なH−ARQ動作を示す。
Figure 0004940296
Figure 0004940296
表1を参照すると、0及び1は、サブパケットの転送においてそれぞれ‘非変更’及び‘変更’を意味する。ここで、‘非変更’は、同一の資源が各サブパケット転送に使われることを意味し、‘変更’は、相異なる資源が使われることを意味する。より詳細には、、‘変更’は、資源が増加したり減少したりすることができるということを意味する。また、変更及び非変更は、適応または変更及び不適応または非変更を指すこともできる。
また、様々なドメインにおける‘変更’は、時間(例えば、同期化または非同期化)、次のサブパケットの転送におけるサブキャリアの個数を増加させたり減少させることができる周波数、次のサブパケットの転送にかかわるアンテナ構成要素の個数を増加させたり減少させることができる空間、次のサブパケットの転送で使われる変調順序を増加させたり減少させることができる変調、次のサブパケットの転送に割り当てられた電力を増加させたり減少させることができる電力、及び各サブパケットの転送に割り当てられたコードの個数を増加させたり減少させることができるコードに関するものである。
周波数ドメインに関して、‘0’は、同一周波数資源が全てのサブパケット転送に使われることができるということを意味する。また、‘1’は、サブパケットのそれぞれまたは(複数の)サブセット転送に使われる周波数資源が互いに異なることができるということを意味する。すなわち、増加されたり減少されることができる。例えば、OFDM転送において、第1サブパケットは50個のサブキャリアを用いて転送されることができ、第2乃至最終のサブパケットは、25個の(減少した)サブキャリアまたは75個の(増加した)サブキャリアを用いて転送されることができる。
空間ドメインに関して、‘0’は、同一の空間資源が全てのサブパケット転送に使われることができるということを意味する。また、‘1’は、サブパケットのそれぞれまたは(複数の)サブセット転送に使われる空間資源が互いに異なることができるということを意味する。すなわち、増加されたり減少されることができる。例えば、アンテナ選択の場合に、第1サブパケットは4個のアンテナから選択された(複数の)アンテナを用いて転送されることができ、第2乃至最終のサブパケットは、2個のアンテナから選択された一つのアンテナを用いて転送されることができる。
また、(複数の)サブパケットのそれぞれまたはサブセットが同一アンテナのセットから選択された相異なるアンテナのセットを用いて転送される場合を考慮できる。本実施例は、ビーム形成及び周期的遅延ダイバーシティの場合に適用されることができる。(複数の)サブパケットのそれぞれまたはサブセットは、相異なるビーム形態を用いて転送されることができる。第1サブパケットは(第1サブパケットがターボコードで情報ビット(systematic bit)を伝達する場合に有益な)狭いビームを用いて転送されることができ、第2乃至最終のサブパケットは広いビームを用いて転送されることができる。
また、(複数の)サブパケットのそれぞれまたはサブセットは、相異なる個数の循環的ダイバーシティを用いて転送されることができる。第1サブパケットは、3個のアンテナ循環的ダイバーシティを用いて転送されることができ、第2乃至最終のサブパケットは、2個のアンテナ循環的ダイバーシティを用いて転送されることができる。
図1は、アンテナ選択器と結合した転送ダイバーシティを示す例示図である。図1を参照すると、データストリームは、受信側から提供されたフィードバック情報に基づいてエンコーディングされる。より詳細には、フィードバック情報に基づき、データは送信端で適応変調及びコーディング(AMC)方式によってプロセシングされる。AMC方式によってプロセシングされたデータはチャネルコーディングされ、インタリービングされ、(コーディングまたは変調されたデータストリームとも呼ばれる)シンボルに変調される。
その後、シンボルは、多重STCエンコーダブロックに逆多重化される。ここで、逆多重化は、キャリアが支援されるコード速度及び変調に基づく。各STCエンコーダブロックは、シンボルをエンコーディングし、エンコーディングされたシンボルを逆高速フーリエ変換(IFFT)ブロックに出力する。IFFTブロックは、エンコーディングされたシンボルを変換させる。その後、変換されたシンボルは、受信端への転送のために、(複数の)アンテナ選択器により選択されたアンテナに割り当てられる。転送に使われるアンテナの選択は、フィードバック情報に基づく。
図2は、アンテナ選択器と結合した転送ダイバーシティを示す他の例示図である。単一コードワード(SWC;single codeword)動作のために設計された図1と違い、適応変調及びコーディングはキャリア基礎ごとに行われ、多重コードワード(MWC;multiple codeword)動作のために設計される。
図1及び2では、データは、(複数の)IFFTブロックによりプロセシングされる前にSTCエンコーダによりプロセシングされる。しかし、データがSTCエンコーダブロックによりプロセシングされる前にIFFTブロックによりプロセシングされても良い。すなわち、STCエンコーダとIFFTブロックのプロセシング順序は互いに変わっても良い。
具体的に、受信端からのフィードバック情報は、データストリームにチャネルコーディング及び変調を行う(またはAMC方式を実行する)のに使われることができる。このAMC方式プロセスは、点線のボックスで示される。チャネルコーディング及び変調に使われるフィードバック情報は、例えば、データ速度制御(DRC;data rate control)またはチャネル品質指示子(CQI;channel quality indicator)でありうる。また、フィードバック情報は、セクターID、キャリア/周波数インデックス、アンテナインデックス、支援可能CQI値、最善のアンテナ組合せ、選択されたアンテナ、及び所定の割り当てられたマルチキャリアに対する支援可能信号対干渉雑音比(SINR;signal−to−interference noise ratio)を含むことができる。
選択されたアンテナの支援可能SINRだけでなく、選択されたアンテナに関連した情報が受信端から転送端へのチャネルでまたは他のチャネルで転送されることができる。このようなチャネルは物理チャネルまたは論理チャネルでありうる。また、選択されたアンテナに関連した情報は、ビットマップの形態で転送されることができる。各ビットマップの位置は、アンテナインデックスを表す。
例えば、DRCまたはCQIは、転送アンテナごとに測定されることができる。CQIの例示として、転送端は、信号が送信される(複数の)チャネルの品質を決定するように受信端に信号(例えば、パイロット)を送信することができる。各アンテナは、アンテナ構成要素から受信端へのチャネル情報を抽出するように、受信端に各アンテナ自体のパイロットを転送する。転送端は、アクセスノード、基地局、ネットワーク、またはノードBと称されても良い。また、受信端は、アクセス端末機、移動通信端末機、移動局、または移動通信端末局と称されても良い。転送端からの信号に応じて、受信端は、信号が送信されるチャネルのチャネル状態またはチャネル条件を提供するように転送端にCQIを送信する。
また、フィードバック情報(例えば、DRCまたはCQI)は、事前探索(pre−detection)方式または事後探索(post−detection)方式を用いて測定されることができる。事前探索方式は、直交周波数分割多重化(OFDM)ブロック前に時分割多重化(TDM)を用いてアンテナ−特定周知パイロットシーケンスを挿入する段階を含む。事後探索方式は、OFDM転送でアンテナ−特定周知パイロットパターンを使用する段階を含む。
また、フィードバック情報は、各帯域幅に基づく。言い換えると、フィードバック情報は、N個の1.25MHz、5MHz、またはOFDM帯域幅の副帯域のそれぞれに対してチャネル状態情報を含む。
上述のように、AMC方式を用いてプロセシングしたシンボルは、多重STCエンコーダブロックに逆多重化される。STCエンコーダブロックは様々な形態のコーディング技術を具現できる。例えば、エンコーダブロックは、STCエンコーダでありうる。各STCエンコーダは、MHzを基本単位とする。実際に、図1では、STCエンコーダは1.25MHzに適用される。他の形態のコーディング技術は、空間−時間ブロックコード(STBC)、非直交(non−orthogonal)STBC(NO−STBC)、空間−時間トレリス(Trellis)コーディング(STTC)、空間−周波数ブロックコード(SFBC)、空間−時間周波数ブロックコード(STFBC)、循環的シフトダイバーシティ(cyclic shift diversity)、循環的遅延ダイバーシティ(CDD)、Alamouti、及びプリコーディングを含む。
上述したように、IFFT変換されたシンボルは、フィードバック情報に基づいてアンテナ選択器によって(複数の)特定アンテナに割り当てられる。すなわち、図1では、アンテナ選択器は、フィードバック情報で指定されたSTCエンコーダからの2個の出力に該当するアンテナ対を選択する。
アンテナ選択器は、特定シンボルを転送するためにアンテナを選択する。同時に、アンテナ選択器は、シンボルが転送されるキャリア(または、周波数帯域幅)を選択できる。周波数選択だけでなくアンテナ選択は、各動作の帯域ごとに提供されるフィードバック情報に基づく。また、アンテナ及び周波数割当が行われる無線システムは、多重入力、多重出力(MIMO)システムでありうる。
図3は、アンテナ選択と周波数割当を示す例示図である。図3を参照すると、4個の周波数帯域幅またはキャリア及び3個のアンテナがある。ここで、Alamoutiエンコーダブロック#0を通じてプロセシングされたシンボルは、アンテナ選択器によってアンテナに割り当てられる。ブロック#0からのシンボルは、2個のアンテナ選択器のうち、第1アンテナ選択器から周波数0(f)上の第1アンテナに割り当てられる。同時に、ブロック#0の他のシンボルは、他のアンテナ選択器から周波数0(f)上の第3アンテナに割り当てられる。また、ブロック#3からのシンボルは2個のアンテナ選択器のうち、第1アンテナ選択器から周波数3(f)上の第2アンテナに割り当てられる。同時に、ブロック#3の他のシンボルは、他のアンテナ選択器から周波数3(f)上の第3アンテナに割り当てられる。周波数割当と関連して、周波数割当は、少なくとも2個の連続(consecutive)OFDMシンボル区間の間に維持される。
同様に、図4は、アンテナ選択と周波数割当を示す他の例示図である。図3及び図4で、各ブロックからのデータシンボルは、ダイバーシティ利得を達成すべく相異なるアンテナに割り当てられる。
一般的な場合、(複数の)サブパケットのそれぞれまたはサブセット転送は、相異なるアンテ技術を利用することができる。例えば、第1サブパケットは、ビーム形成を用いて転送されることができ、第2乃至最終のサブパケットは、特に空間−時間転送ダイバーシティ(STTD)、アンテナ選択、または単一入力単一出力(SISO)を用いて転送されることができる。
アンテナ技術の使用順序は無作為的である。例えば、サブパケット転送を増加させるために増加された数のアンテナ構成要素からのアンテナ選択が使われることができる。第1サブパケットは、2個のアンテナから選択された一つのアンテナを用いて転送されることができ、第2乃至最終のサブパケットは、4個のアンテナから選択された(複数の)アンテナを用いて転送されることができる。
変調ドメインと関連して、‘0’は、同一変調方式が全てのサブパケット転送に使われるということを意味する。また、‘1’は、サブパケットのそれぞれまたはサブセットの(複数の)転送に使われる変調方式が相互に異なることができるということを意味する。すなわち、変調順序は、増加されたり減少されることができる。例えば、変調減少(step−down)で、第1サブパケットは16進1/4振幅変調(16−QAM)方式を用いて転送され、第2乃至最終のサブパケットは、特に8位相偏移方式(PSK;phase shift keying)、1/4PSK(QPSK;Quadrature PSK)、または2進PSK(BSPK)を用いて転送される。変調増加(step−up)で、低次変調は、第1サブパケット転送に使われることができ、高次変調は、次のサブパケット転送に使われることができる。
電力ドメインと関連して、‘0’は、同じ電力が全てのサブパケット転送に使われるということを意味する。また、‘1’は、サブパケットのそれぞれまたはサブセットの(複数の)転送に使われる電力が互いに異なることができるということを意味する。すなわち、電力は、増加されたり減少されることができる。例えば、エネルギー(または電力)減少では、第1サブパケットは高いエネルギー(または電力)を用いて転送され、第2乃至最終のサブパケットは、低いエネルギー(または電力)を用いて転送される。エネルギー(または電力)増加では、低い電力が第1サブパケットに使われることができ、高い電力が次のサブパケット転送に使われることができる。
コードドメインと関連して、‘0’は、同一の数及びコード(拡散)が全てのサブパケット転送に使われるということを意味する。また、‘1’は、サブパケットのそれぞれまたはサブセットの(複数の)転送に使われる数及びコードが互いに異なることができるということを意味する。すなわち、コードは、増加されたり減少されることができる。
例えば、第1サブパケットは、多い数のコードを用いて転送され、第2乃至最終のサブパケットは少ない数の拡散コードを用いて転送される。ここで、各サブパケットの転送に割り当てられるコードの数は、第1転送のために1ビットとすることができ、以降、第2転送のために10ビットに増加されることができ、以降、第3転送のために2ビットに減少されても良い。これは、どのように転送に使われるコードの個数が増加及び/または減少されるかを示す。
逆に、少ない数のコードが第1サブパケット転送に使われることができ、多い数のコードが次のサブパケット転送に使われることができる。これは、コード分割多重アクセス(CDMA)及びマルチキャリアCDMA(MC−CDMA)に適用されることができる。
表1を参照すると、一例として、(‘1’を示すコードドメイン以外は全てのドメインが‘0’を示す)列#2は、各サブセットまたはサブパケットの転送に使われるコードの数を増加させたり減少させる。また、最後の列は、全てのドメインが増加したり減少する必要がある。類似の方式で各列が解釈されれば良い。
H−ARQにおける資源割当は、再転送によって維持されたり変更されることができる(例えば、様々なドメインにおける資源は、H−ARQ動作を通じて適応的に割り当てられることができる)。受信機からのチャネル品質フィードバックは、資源割当を適応的に選択するのに使われることができる。転送ごとの資源の選択は、制御またはオーバーヘッドチャネルを介して受信機に知らせることができる。
以上の説明は、無線超広帯域(UMB;ultra mobile broadband)システムのようなシステムで用いられることができる。
アンテナ選択器と結合した転送ダイバーシティを示す例示図である。 アンテナ選択器と結合した転送ダイバーシティを示す他の例示図である。 アンテナ選択と周波数割当を示す例示図である。 アンテナ選択と周波数割当を示す他の例示図である。

Claims (4)

  1. 無線通信システムで少なくとも一つのサブパケットを転送する方法であって、
    前記方法は、
    多重ドメインからの資源の組合せに基づいて少なくとも一つのサブパケットを受信端に転送することと、
    前記受信端からフィードバック情報を受信することと、
    前記フィードバック情報に基づいて前記多重ドメインからの前記資源のうちの少なくとも一つを変更するか否かを決定することと、
    転送ごとに、変更された資源に関する情報を前記受信端に転送することと、
    変更されたか、または変更されていない多重ドメインからの前記資源の組合せを用いることにより、前記少なくとも一つのサブパケットを前記受信端に再転送することと
    を含み、
    前記再転送されたサブパケットに関連した資源を増加または減少することにより、少なくとも一つの資源が変更され、
    前記変更された資源に関する情報が、前記再転送されたサブパケットに関連した資源の増加または減少の量を示し、
    前記多重ドメインが、時間、周波数、空間、変調またはコードを含み、
    前記少なくとも一つのサブパケットが、2つ以上の転送アンテナを用いて転送され、
    前記再転送された少なくとも一つのサブパケットの循環的ダイバーシティの数が、前記転送された少なくとも一つのサブパケットの循環的ダイバーシティの数と異なり、
    前記フィードバック情報が、前記受信端により前記2つ以上の転送アンテナから選択された一つ以上の転送アンテナのインデックスに関連したビットマップ情報を含み、
    前記再転送された少なくとも一つのサブパケットの循環的ダイバーシティの数が、前記ビットマップ情報に基づいて決定される、方法。
  2. 前記再転送された少なくとも一つのサブパケットのビーム形態が、前記転送された少なくとも一つのサブパケットのビーム形態と異なる、請求項に記載の方法。
  3. 前記少なくとも一つのサブパケットが、16進1/4振幅変調(16−QAM)、8位相偏移方式(PSK)、1/4PSK(QPSK)、または2進PSK(BPSK)のうちのいずれか一つを用いて転送される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記無線通信システムは、ハイブリッド自動再転送要求(H−ARQ)方式を用いる、請求項1に記載の方法。
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