JP4944949B2 - 動的直交符号割り当てを使用するスケーラブルなスペクトルｃｄｍａ通信システムと方法 - Google Patents

Description

本発明の例示的な実施形態は、無線通信システムに関する。例えば、本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態は、無線通信システムにおいてユーザがスケーラブルなスペクトル、スペクトル帯域幅、および／またはスループットを利用できるようにする方法および装置に関する。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術（例えば、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）など）では、情報を複数のユーザに同時に送信するために符号チャネルを使用している。それぞれの符号チャネルは、固有の拡散符号（例えば、Ｇｏｌｄ符号、Ｗａｌｓｈ符号、ＯＶＳＦ符号など）により区別される。ＷＣＤＭＡは、例えば、ＩＳ−９５ ＣＤＭＡよりも高いスペクトル帯域幅を使用する第三世代無線技術である。スペクトル帯域幅が高いため、ＷＣＤＭＡでは、無線ユーザはより高いデータ転送速度またはスループットを利用できる。ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）では、ＷＣＤＭＡを好適なトランスポート機構として使用できる。

図１は、ＣＤＭＡセル・サイトまたはセルと呼ばれるＣＤＭＡ無線システムの一部を例示している。図に示されているように、ＣＤＭＡセル・サイトは、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）１１０および無線インターフェース部を含む。ＢＴＳ １１０は、当業界でよく知られているような無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）（図に示されていない）と通信することができる。１つまたは複数のＢＴＳと１つのＲＮＣとの組み合わせは、無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）と呼ばれる。

ＢＴＳ １１０は、無線インターフェース部を介してＲＮＣおよび複数のユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３、．．．ＵＥ_ｎと通信する複数の無線トランシーバを備えることができる。本明細書で使用されているように、「ユーザ」という用語は、移動局、携帯電話利用者、ユーザ装置（ＵＥ）、加入者、無線端末、および／またはリモート局と同義としてよく、また無線通信ネットワーク内の無線リソースのリモート・ユーザを記述するものとしてよい。例えば、ユーザ装置は、携帯電話、無線装備コンピュータ、無線装備パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）などとすることができる。

図１をさらに参照すると、ＢＴＳ １１０および複数のユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３、．．．ＵＥ_ｎは、符号チャネルを介して同時にフォワード・リンク（例えば、ＢＴＳからユーザへ）またはリバース・リンク（例えば、ユーザからＢＴＳ）で通信することができる。例えば、フォワード・リンクの符号チャネルは、固有の拡散符号（例えば、Ｇｏｌｄ符号、Ｗａｌｓｈ符号、ＯＶＳＦ符号など）により互いに区別されうる。固有の拡散符号は、ＢＴＳ １１０によりそれぞれのユーザに割り当てられうる。リバース・リンクの符号チャネルも、同様にして区別されうる。

データ信号を固有の拡散符号と組み合わせることにより、それぞれの個別のデータ信号が拡散前にデータ信号により占有されていたスペクトル（例えば、音声データ信号については１５ｋＨｚ）よりもかなり広いスペクトル（例えば、ＷＣＤＭＡでは５ＭＨｚ）に拡散される。拡散した後、ＢＴＳ １１０は、すべての拡散データ信号を組み合わせ、その結果の信号をＢＴＳ １１０のサービスを受けるそれぞれのユーザに送信する。それぞれのユーザは、当業界でよく知られているように別の信号チャネルを介して割り当てられた拡散符号を知らされる。幅の広いスペクトル上にデータ信号を拡散することにより、好適なデータ転送速度および／またはスループットを達成しつつ送信電力を少なくすることができる。

一実施例では、ＢＴＳ １１０から送信された結果の信号を受信した後、ユーザＵＥ_１は、ＢＴＳ １１０でデータ信号を拡散するために使用されるのと同じ固有の拡散符号を使用してユーザＵＥ_１向けのデータ信号を識別する。他の拡散符号を使用して拡散される他のデータ信号は、ユーザＵＥ_１からは雑音のように見える。それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の長さは、ユーザに割り当てられた情報データ転送速度および／またはそれぞれのユーザのスペクトル能力に依存する。例えば、ユーザのスペクトル能力が広いほど、同じデータ転送速度について、割り当てられた拡散符号が長くなる。これは、データ信号が拡散されうるより大きなスペクトルの結果である。

上記の実施例をさらに参照すると、ユーザＵＥ_１において、逆拡散データ信号は、干渉を低く抑えながら、受信データ信号に関連するエネルギーを通すことができるフィルタに送られる。信号対雑音比（ＳＮＲ）は、データ信号電力と他のすべての信号電力の総和との比により決定される。ＳＮＲは、処理利得、つまり、データ信号が拡散されたスペクトルとベースバンド・データ転送速度との比により高められる。

例えば、フォワード・リンク上で、無線アプリケーションにより必要とされるスループットおよび／または情報データ転送速度を高めるために、ＢＴＳ １１０およびユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、．．．ＵＥ_ｎは、より広いスペクトル（例えば、１０ＭＨｚまたは２０ＭＨｚ）で動作することができる。従来、このようなスペクトル帯域幅に対する高い要求条件は、ユーザ側がそれぞれの個別キャリア構造を維持しながら同時に複数のキャリア（例えば、ＷＣＤＭＡでは複数の５ＭＨｚキャリア）にアクセスできるようにすることにより満たされている。これは、Ｎｘシステムと呼ばれる。Ｎｘシステムでは、既存システムとの下位互換性が考慮されている。しかし、Ｎｘシステムを使用すると、無線周波（ＲＦ）経路成分が加わることでユーザに対するＲＦ設計のコストが増大し、および／または単一キャリア周波数設計におけるフィルタ応答が不完全であるためキャリア間干渉が入り込む可能性がある。

本発明の例示的な実施形態は、異なるスペクトル能力（例えば、動的ＣＤＭＡ）を有するユーザに対する動的拡散符号（例えば、固有の直交符号）割り当てを使用する、方法、装置、およびスケーラブルな帯域幅を有する無線通信システムを実現する。本発明の例示的な実施形態は、狭帯域スペクトルシステムと下位互換性があり、キャリア間干渉をなくし、および／または改善されたもしくは最適な性能をもたらす。

本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態は、マルチキャリア無線システムに対する全スペクトル帯域幅の少なくとも一部を同時送信する複数のユーザに割り当てる方法を提示する。全スペクトル帯域幅の少なくとも一部は、少なくとも１つの固有の拡散符号を複数のユーザのそれぞれに割り当てることにより複数のユーザのそれぞれに割り当てることができる。複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは、異なるスペクトル能力を有し、および／または割り当てられた拡散符号のそれぞれが、同じ符号長を有することがある。それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の個数は、それぞれのユーザに割り当てられた全スペクトル帯域幅の一部を示しうる。

本発明の少なくとも１つの他の例示的な実施形態は、マルチキャリア無線システムに対する全スペクトル帯域幅の少なくとも一部を同時送信する複数のユーザに割り当てる方法を提示する。全スペクトル帯域幅の少なくとも一部は、少なくとも１つの固有の拡散符号を複数のユーザのそれぞれに割り当てることにより複数のユーザのそれぞれに割り当てることができる。この例示的な実施形態では、複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは、異なるスペクトル能力を有し、割り当てられた拡散符号のうちの少なくとも２つは、異なる符号長を有することできる。ユーザに割り当てられた拡散符号の長さは、そのユーザに割り当てられた全スペクトル帯域幅を示しうる。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、複数のユーザのそれぞれが、それぞれのユーザに関連付けられているスペクトル能力に基づくスペクトル帯域幅クラスに関連付けられうる。符号長は、最高のスペクトル能力を有するユーザのスペクトル帯域幅クラスに基づくものとしてよい。それぞれのユーザに関連付けられているスペクトル帯域幅クラスは、それぞれのユーザが送信信号を受信する際のスペクトルを示しうる。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の個数は、それぞれのユーザに関連付けられている少なくとも１つのターゲット・スループットに依存しうる。それぞれのユーザに割り当てられた全スペクトル帯域幅の一部は、それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の個数が増加するとともに増大することができる。複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは、複数のユーザのそれぞれに関連付けられているターゲット・スループットに基づき異なる数の拡散符号を割り当てられうる。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、この方法は、さらに、それぞれのユーザに関連付けられている少なくとも１つのターゲット・スループットに基づき複数のユーザのそれぞれに割り当てる拡散符号の個数を決定するステップと、この決定ステップに基づき拡散符号を割り当てることによりスペクトル帯域幅の一部を割り当てるステップとを含むことができる。割り当てられた拡散符号は、この決定ステップに基づき符号木またはＨａｄａｍａｒｄ行列から選択することができる。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、この方法は、さらに、それぞれのユーザに割り当てられたターゲット・スループットを比較するステップと、最大の関連付けられたターゲット・スループットを有する少なくとも１人のユーザに少なくとも２つの拡散符号を割り当てるステップとを含むことができる。複数のユーザのそれぞれに割り当てられたそれぞれの符号の符号パターンは、それぞれのユーザのスペクトル帯域幅能力に依存しうる。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、複数のユーザのそれぞれは、スペクトル帯域幅クラスに関連付けられ、スペクトル帯域幅クラスは、それぞれのユーザに関連付けられているスペクトル能力に基づきうる。それぞれの拡散符号の長さは、拡散符号が割り当てられているユーザのスペクトル帯域幅クラスに基づくものとしてよい。それぞれのユーザに関連付けられているスペクトル帯域幅クラスは、それぞれのユーザが送信信号を受信する際のスペクトルを示しうる。複数のユーザのそれぞれに割り当てられている拡散符号の長さは、複数のユーザのそれぞれに割り当てられている全スペクトル帯域幅の一部に反比例してもよい。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは、複数のユーザのそれぞれに関連付けられている少なくとも１つのターゲット・スループットに基づき異なる符号長を有する拡散符号を割り当てられうる。

本発明の少なくともいくつかの例示的な実施形態では、この方法は、さらに、それぞれのユーザに関連付けられている１つのターゲット・スループットに基づき複数のユーザのそれぞれに割り当てる拡散符号の長さおよび拡散符号の個数のうちの少なくとも１つを決定するステップを含むことができる。全スペクトル帯域幅は、この決定ステップに基づき拡散符号を割り当てることにより割り当てられうる。

本発明は、以下に示される詳細な説明および付属の図面を読むことでより完全に理解され、類似の要素は類似の参照番号により表され、これらは、例としてのみ示され、本発明を制限するものではない。

以下の説明は、ＷＣＤＭＡ／ＵＭＴＳなどのＣＤＭＡ技術に基づく通信ネットワークまたはシステムに関するものであり、図１に関してこの例示的な文脈において説明されるけれども、図に示され、本明細書で説明されている例示的な実施形態は、例示することのみを目的としており、決して制限する意図はない。例えば、本発明の例示的な実施形態による方法および／または装置は、ＩＳ９５、ｃｄｍａ２０００、さまざまな技術の変更形態および／または関連する技術などの任意の無線技術とともに使用されうる。さまざまな開発段階にある、また上記のネットワークまたはシステムの将来の代替え、または併用を意図されうる、上記以外の技術に基づく通信システムまたはネットワークへの応用のためのさまざまな修正形態は、当業者には明らかであろう。

本発明の例示的な実施形態は、フォワード・リンク（例えば、ＢＴＳからユーザへ）の伝送に関して本明細書で説明されるが、本発明の例示的な実施形態は、リバース・リンク（例えば、ユーザからＢＴＳへ）の伝送にも等しく応用可能であることは理解されるであろう。

上述のように、ユーザという用語は、移動局、携帯電話利用者、ユーザ装置（ＵＥ）、加入者、無線端末、および／またはリモート局と同義としてよく、また無線通信ネットワーク内の無線リソースのリモート・ユーザを記述するものとしてよい。

本発明の例示的な実施形態は、複数のユーザがスケーラブルなスペクトル、スペクトル帯域幅、および／またはスループットを動的に利用できるようにする方法および装置に関する。本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態は、ＢＴＳのスペクトル帯域幅クラス、ユーザのスペクトル帯域幅クラス、ユーザのスペクトル要求条件、ターゲット・スループット、および／またはそれぞれのユーザに関連付けられているターゲット情報データ転送速度に応じて１つまたは複数の拡散符号をユーザに割り当てる方法および装置を実現する。スペクトル帯域幅クラスとは、例えば、ＢＴＳ １１０またはユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、．．．、ＵＥ_ｎにおけるトランシーバのスペクトル能力のことである。スペクトル能力は、ＢＴＳおよび／またはユーザが、例えば、フォワード・リンクで送信信号を受信できる最大スペクトル帯域幅を指す。つまり、例えば、データ信号が拡散されうる最大スペクトルである。スペクトル要求条件、ターゲット・スループット、および／またはデータ転送速度は、例えば、それぞれのユーザにより要求されるデータ転送速度、それぞれのユーザに送信されるトラヒックのタイプ（例えば、音声、データ、ビデオなど）などに依存しうる。

同じ情報データ転送速度に関して、以下で説明されるように、大きなスペクトル能力を有するユーザは、小さなスペクトル能力を有するユーザに比べてより長い符号を割り当てられうる。本発明の例示的な実施形態によれば、割り当てられた拡散符号は、異なる拡散能力を持つ異なるユーザの場合であっても、同じ長さをとりうる。それとは別に、これらの長さは、異なることもある。つまり、例えば、複数のＢＴＳが、割り当てられた拡散符号に基づく異なるスペクトル帯域幅にわたるデータ信号を送信することができる。無線システムのスペクトルは、フォワード・リンクにおける伝送を受け取るようにスケジュールされたそれぞれのユーザに割り当てられた拡散符号に基づきスケーラブルなスペクトルとしてもよい。

本発明の例示的な実施形態は、Ｂ_０を「単一キャリア」帯域幅とし、２^Ｎを通信システムによりサポートされているキャリアの数として、式Ｂ＝２^ＮＢ_０を満たすシステムスペクトルＢを有する任意の通信システムに実装することができる。例えば、ＷＣＤＭＡシステムでは、単一キャリア帯域幅Ｂ_０は、５ＭＨｚであり、システムは８個のキャリアをサポートすることができる。したがって、ＷＣＤＭＡシステムの全システムスペクトル帯域幅は８Ｂ_０または４０ＭＨｚであるが、それは、Ｂ_０＝５ＭＨｚおよびＮ＝３だからである。本明細書で説明されているように、「システムスペクトル帯域幅」は、無線システムのＲＦトランシーバ能力、つまり言い換えると、ＢＴＳおよびユーザ・トランシーバが（例えば、フォワード・リンクで）送信すべきデータ信号を拡散することができるスペクトルを指す。

上述のように、図１は、ＣＤＭＡ無線システムのセル・サイトを例示している。本発明の例示的な実施形態は、図１に示されているセル・サイトに関して、またＣＤＭＡシステムに関して説明されるが、本発明の例示的ないくつかの実施形態は、どのような無線通信システム（例えば、ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００、ＩＳ−９５など）にも等しく応用可能である。

図１を参照すると、ＢＴＳ １１０は、複数のユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３、．．．ＵＥ_ｎにサービスを提供し、ＢＴＳ １１０およびユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３、．．．ＵＥ_ｎのそれぞれは、それぞれがサポートするキャリアの数に基づきスペクトル帯域幅クラスにグループ化されうる。つまり、例えば、ＢＴＳ １１０は、２^Ｎ個のキャリアをサポートすることができ、したがって、スペクトル帯域幅クラスＮに属すと考えられる。同様に、ユーザＵＥ_１は、２^ｊ個のキャリアをサポートすることができ、したがって、スペクトル帯域幅クラスｊに属すと考えられる。言い換えると、本明細書で説明されているように、スペクトル帯域幅クラスは、サポートされているキャリアの数（例えば、ＢＴＳ １１０に対してはＮ、ユーザＵＥ_１に対してはｊ）により識別され、それぞれのＢＴＳおよび／またはユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、．．．ＵＥ_ｎは、異なるスペクトル帯域幅クラスに属すと考えられる。

一実施例では、古いレガシー・ユーザでは、狭帯域信号を送信し、および／または受信することができる（例えば、ｊ＝０としてスペクトル２^ｊＢ_０上に拡散されたデータ信号）。これらの狭帯域ユーザは、それぞれのユーザが単一のキャリアのみをサポートできるため、スペクトル帯域幅クラスｊ＝０に関連付けられうる。より新しい機能強化されたユーザでは、狭帯域信号と広帯域信号の両方を送信し、および／または受信することができる（例えば、ｊ＝１、２、または３などとしてスペクトル２^ｊＢ_０上に拡散されたデータ信号）。例えば、これらの新しいユーザは、このスペクトル帯域幅クラスに入っているそれぞれのユーザが８個のキャリアをサポートできるため、スペクトル帯域幅クラスｊ＝３に関連付けられうる。ＢＴＳ １１０はさらに、ＢＴＳ １１０が最大８個のキャリアをサポートできるため、スペクトル帯域幅クラスＮ＝３に関連付けられうる。

図２は、本発明の例示的な一実施形態を示すブロック図である。図２に示されている例示的な実施形態は、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのプロセッサを使用して実装できる。それとは別に、図２の例示的な実施形態は、少なくとも一部はメモリまたは外部記憶デバイスに格納されているコンピュータ・ソフトウェア・プログラムの形態で実装されうる。このようなプログラムは、例えば、プロセッサにより実行できる。図２に示されている例示的な実施形態を実装および／または実行するために使用されるプロセッサは、ＢＴＳ １１０などの従来のＢＴＳに備えられている複数のプロセッサのうちの１つとしてよい。図２の装置は、ＢＴＳ １１０などのＢＴＳのよく知られている回路とともに備えることができる。図に示されているように、図２の装置は、スケジューラ２０２、符号割当モジュール（ＣＡＭ）２０４、およびベースバンド信号発生モジュール２０６を備えることができる。本発明の例示的な一実施形態について、図１のＣＤＭＡセル・サイトに関して説明する。

スケジューラ２０２は、所定の時刻に同時送信（例えば、ＢＴＳからユーザへ）を行うことについて複数のユーザをスケジュールすることができる。同時送信にスケジュールできるユーザの最大数は、ＢＴＳ １１０のスペクトル帯域幅クラスに依存しうる。例えば、ＢＴＳ １１０が、スペクトル帯域幅クラスＮ＝３に属す場合（例えば、ＢＴＳ １１０が８個のキャリアをサポートする）、スケジューラ２０２は、所定の時刻に同時送信を行うように、最大２^３すなわち８人のユーザをスケジュールすることができる。ＢＴＳ １１０は、任意のよく知られている、または専用設計のスケジューリング・アルゴリズムに従って送信についてユーザをスケジュールすることができる。例えば、スケジューラ２０２は、リンク品質、それぞれのユーザ宛てのトラヒックの優先度、サービスの品質（ＱＯＳ）要求条件、ユーザ優先度レベルなどに基づいてユーザをスケジュールすることができる。

同時送信をスケジュールされたユーザ最大２^Ｎ人の範囲内で、スケジューラ２０２は、Ｊ＝２^ｊとして、それぞれのスペクトル帯域幅クラスに関連付けられている最大Ｊ人のユーザをスケジュールすることができる。例えば、スケジューラ２０２が、送信について８人のユーザをスケジュールする場合、Ｊ＝２^１＝２なので、最大２人のユーザしか、スペクトル帯域幅クラスｊ＝１に属しえない。同様に、Ｊ＝２^２＝４であるため、スペクトル帯域幅クラスｊ＝２に属す最大４人のユーザしか、スケジュールできず、またＪ＝２^３＝８であるため、スペクトル帯域幅クラスｊ＝３に属す最大８人のユーザしか、スケジュールできない。しかし、スケジュールされるユーザの総数は、２^Ｎよりも大きくなりえない。

所定の時刻の同時送信についてユーザをスケジュールした後、スケジューラ２０２は、スケジュールされたユーザ、それぞれのスケジュールされたユーザのスペクトル帯域幅クラス、スペクトル要求条件、および／またはＣＡＭ ２０４に対するそれぞれのスケジュールされたユーザに関連するターゲット・スループットを識別することができる。ＣＡＭ ２０４により実行されるオペレーション、プロセス、および／または方法について、以下でさらに詳しく説明する。

ＣＡＭ ２０４は、例えば、それぞれのスケジュールされたユーザのスペクトル帯域幅クラス、スペクトル要求条件、および／またはそれぞれのスケジュールされたユーザに関連付けられているターゲット・スループットに基づき、１つまたは複数の拡散符号をそれぞれのスケジュールされたユーザに割り当てることができる。上述のように、ＢＴＳ １１０およびユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３、．．．ＵＥ_ｎは、固有の拡散符号により区別される無線符号チャネル上でデータ信号を送信することができる。本発明の例示的な実施形態では、固有の拡散符号がそれぞれのスケジュールされたユーザに割り当てられた結果として、無線チャネルのスケーリングが行われ、このチャネル上でそれぞれのユーザが送信データ信号を受信することができる。

割り当てられた拡散符号はそれぞれ、固有の直交２進符号（例えば、Ｇｏｌｄ符号、Ｗａｌｓｈ符号、ＯＶＳＦ符号など）とすることができる。本発明の例示的な実施形態は、Ｗａｌｓｈ符号に関して説明されるが、好適な拡散符号であればどのようなものでも、本発明の例示的な実施形態とともに使用することができる。

一実施例では、ＣＡＭ ２０４は、すべてが２^Ｎチップ長である拡散符号を割り当てることができる。他の実施例では、ＣＡＭ ２０４は、２^０チップ長から２^Ｎチップ長までの範囲で変化する拡散符号を割り当てることができる。ＣＡＭ ２０４は、例えば、Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ行列または符号木から選択された拡散符号を割り当てることができる。

図３は、単純な例示的な符号木を例示している。図に示されているように、Ｗａｌｓｈ符号は、Ｗ_ＳＦ，ｍと一意的に表されるが、ただし、ＳＦは、符号の拡散率であり、ｍは、０≦ｍ≦ＳＦ−１の符号番号である。つまり、それぞれの符号木は、図３に示されているように拡散率ＳＦに対応する、長さＳＦのＷａｌｓｈ符号を定め、拡散率ＳＦのそれぞれのＷａｌｓｈ符号は、符号番号ｍで識別される固有の符号パターンを持つことができる。

図１および２を再び参照すると、ＣＡＭ ２０４は、例えば、それぞれのスケジュールされたユーザのスペクトル帯域幅クラス、スペクトル必要条件、および／またはそれぞれのスケジュールされたユーザに関連付けられているターゲット・スループットに基づき符号木から符号を選択することができる。本発明の例示的な実施形態による、拡散符号をユーザに割り当てる方法については、例を用いて以下でさらに詳しく説明する。しかし、本発明の例示的な実施形態は、かなり大きなスケールで（例えば、より大きな、および／またはより複雑な符号木を使用して）、また任意の好適な無線通信システムに実装することができることは理解されるであろう。以下の実施例は、図１に関して説明されているが、ただし、ＢＴＳ １１０のスケジューラ２０２は、所定の時刻に同時送信するようにユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３をスケジュールしてあると仮定する。

例示的な一実施形態では、ＣＡＭ ２０４は、それぞれ２^Ｎチップの同じ長さを有する拡散符号を割り当てることができる。この実施例では、それぞれのユーザは、それぞれのユーザがどのスペクトル帯域幅クラスに属しているかに関係なく同じ長さを有する拡散符号を割り当てられうる。しかし、この実施例では、それぞれのユーザに割り当てられた符号パターンは、それぞれのユーザが属するスペクトル帯域幅に依存しうる。

上述のように、Ｎは、無線システムによりサポートされているキャリアの数を指す（例えば、Ｂ＝２^ＮＢ_０、２^Ｎ＝８、Ｎ＝３である無線システム、したがって、無線システムは、効果的に、帯域幅Ｂ_０の３つの単一キャリアを有する）。ＣＡＭ ２０４は、１つまたは複数の拡散符号をそれぞれのスケジュールされたユーザに割り当てて、スケジュールされたユーザ毎に、割り当てられた拡散符号が署名

を持つようにすることができるが、ただし、ｃ_０ｃ_１．．．ｃ_ｋは、長さｋ＝２^ｊの拡散符号である。

ＣＡＭ ２０４は、少なくとも１つまたは複数の拡散符号をそれぞれのスケジュールされたユーザに割り当てて、それぞれのスケジュールされたユーザに関連付けられているターゲット・スループットに基づきスループットおよび／または情報データ転送速度を高めることができる。つまり、例えば、ＣＡＭ ２０４は、スループットおよび／または情報データ転送速度を高める必要があると判断した場合に、複数の拡散符号を１人または複数のスケジュールされたユーザに割り当てることができる。ＣＡＭ ２０４は、それぞれのスケジュールされたユーザに関連付けられているターゲット・スループットに基づきスループットおよび／または情報データ転送速度を高める必要があると決定することができる。例えば、ターゲット・スループットが、ユーザＵＥ_２に比べてユーザＵＥ_１に対して高い場合、ＣＡＭ ２０４は、ユーザＵＥ_２に単一の拡散符号を割り当てる一方で、ユーザＵＥ_１に複数の拡散符号を割り当てるか、またはユーザＵＥ_１に割り当てられたのと比べて少ない数の拡散符号を割り当てることができる。

ＣＡＭ ２０４によりスケジュールされたユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３に符号を割り当てる方法の以下の実施例を、上記の符号署名Ｃ、図１のセル・サイト、および図３の例示的な符号木に関して説明する。

例えば、図１のセル・サイトに対しＢ＝８Ｂ_０（つまり、２^Ｎ＝８およびＮ＝３）で、ユーザＵＥ_１が２Ｂ_０（つまり、２^ｊ＝２およびｊ＝１）のスペクトル帯域幅をサポートしている場合、ＣＡＭ ２０４は、ＵＥ_１に割り当てられる署名Ｃ＝ｃ_０ｃ_０ｃ_０ｃ_０ｃ_１ｃ_１ｃ_１ｃ_１を有する全部で４つの利用可能な拡散符号から最大２つの拡散符号を選択することができる。この実施例では、ｊ＝１、Ｎ＝３、および２^Ｎ−ｊ＝４であるため、署名Ｃ＝ｃ_０ｃ_０ｃ_０ｃ_０ｃ_１ｃ_１ｃ_１ｃ_１を有する拡散符号のみが、ＵＥ_１に割り当てるのに利用することができる。図３の単純な符号木を再び参照すると、４つの利用可能な拡散符号は、「１１１１１１１１」、「１１１１００００」、またはそれらの対応する相補的符号「００００００００」、および「００００１１１１」としてよい。

同様に、ユーザＵＥ_２が４Ｂ_０（つまり、２^ｊ＝４およびｊ＝２）のスペクトル帯域幅をサポートしている場合、ＣＡＭ ２０４は、ユーザＵＥ_２に割り当てられる署名Ｃ＝ｃ_０ｃ_０ｃ_１ｃ_１ｃ_２ｃ_２ｃ_３ｃ_３を有する全部で８つの利用可能な拡散符号から最大４つの拡散符号を選択することができる。この実施例では、ｊ＝２、Ｎ＝３、および２^Ｎ−ｊ＝２であるため、署名Ｃ＝ｃ_０ｃ_０ｃ_１ｃ_１ｃ_２ｃ_２ｃ_３ｃ_３を有する拡散符号のみが、ＵＥ_２に割り当てるのに利用することができる。図３の符号木を再び参照すると、８つの利用可能な拡散符号は、「１１１１１１１１」、「１１１１００００」、「１１００１１００」、「１１００００１１」、またはそれらの対応する相補的符号「００００００００」、「００００１１１１」、「００１１００１１」、および「００１１１１００」を含むことができる。

他の類似の実施例では、ユーザＵＥ_３が８Ｂ_０（つまり、２^ｊ＝８およびｊ＝３）のスペクトル帯域幅をサポートしている場合、ＣＡＭ ２０４は、ユーザＵＥ_３に割り当てられる署名Ｃ＝ｃ_０ｃ_１ｃ_２ｃ_３ｃ_４ｃ_５ｃ_６ｃ_７を有する全部で１６個の利用可能な拡散符号から最大８つの拡散符号を選択することができる。この実施例では、ｊ＝３、Ｎ＝３、および２^Ｎ−ｊ＝１であるため、署名Ｃ＝ｃ_０ｃ_１ｃ_２ｃ_３ｃ_４ｃ_５ｃ_６ｃ_７を有する拡散符号のみが、ＵＥ_３に割り当てるのに利用することができる。図３の単純な符号木を再び参照すると、ＵＥ_３に利用可能な拡散符号は、「１１１１１１１１」、「１１１１００００」、「１１００１１００」、「１１００００１１」、「１０１０１０１０」、「１０１００１０１」、「１００１１００１」、「１００１０１１０」、またはそれらの対応する相補的符号「００００００００」、「００００１１１１」、「００１１００１１」、「００１１１１００」、「０１０１０１０１」、「０１０１１０１０」、「０１１００１１０」、「０１１０１００１」を含むことができる。

上記の実施例では、同じ拡散符号を、ユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３のうちの複数に割り当てることはできず、それぞれのスケジュールされたユーザは、適切な符号署名を有する１つまたは複数の拡散符号を割り当てられうる。表１は、ＣＡＭ ２０４による例示的な符号割り当て、ユーザに信号として送られる符号（当業界でよく知られているように別の信号チャネルを介して）、およびデータ信号がＢＴＳ １１０により拡散される結果のスペクトル帯域幅を示している。

上記の実施例からわかるように、それぞれのスケジュールされたユーザに割り当てられた符号の数が多ければ多いほど、ユーザが送信信号を受信するスペクトルは広くなる。当業界でよく知られているように、スペクトルが広ければ広いほど、その結果得られる情報データ転送速度および／またはスループットは高くなる。そのため、本発明の例示的な実施形態によれば、それぞれのスケジュールされたユーザに割り当てられた拡散符号の個数が多ければ多いほど、そのユーザに対するスループットおよび／または情報データ転送速度は高くなる。

上記実施例では、それぞれの割り当てられた拡散符号の結果として、帯域幅Ｂ_０がスケジュールされたユーザに割り当てられる。この実施例では、それぞれのスケジュールされたユーザに割り当てられた総帯域幅は、割り当てられた符号の個数に単一キャリア帯域幅Ｂ_０を掛けた値に等しい。上に示されているように、例えば、ユーザＵＥ_３は、４つの拡散符号を割り当てられ、したがって、ユーザＵＥ_３は、４Ｂ_０のスペクトル帯域幅を割り当てられうる。この結果、スループットおよび／または情報データ転送速度は、例えば、それぞれ１つの拡散符号および２つの拡散符号を割り当てられたユーザＵＥ_１およびＵＥ_２に比べて高いことになりうる。

上述のように、ＣＡＭ ２０４は、それぞれのユーザのスペクトル帯域幅クラス、スペクトル要求条件、および／またはそれぞれのスケジュールされたユーザに関連付けられたターゲット・スループットに基づき任意の所定の時刻に同時送信を行うようにスケジュールされたユーザに拡散符号を割り当てることができる。上記の実施例を参照すると、表１に示されている例示的な符号割り当ては、スケジュールされたユーザＵＥ_３が、スケジュールされたユーザＵＥ_１およびＵＥ_２と比較してより高いデータ転送速度またはスループットを必要とする場合に使用できる。

他の実施例において、ＣＡＭ ２０４は、それぞれのユーザのスペクトル帯域幅クラス、スペクトル要求条件、および／またはそれぞれのユーザに関連付けられたターゲット・スループットに基づき２^０チップから２^Ｎチップまで長さが変化する拡散符号を割り当てることができる。前の実施例のように、以下の実施例は、符号署名Ｃ、図１のセル・サイト、および図３の符号木に関して説明される。それに加えて、この実施例は、所定の時刻に同時送信するようにスケジュールされた同じユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３に関して説明される。

この実施例では、拡散符号は、ＣＡＭ ２０４により、割り当てられた拡散符号の長さが異なる点を除き、上で説明されているのと同じようにしてユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３に割り当てられうる。割り当てられた拡散符号の長さが、それぞれのユーザに割り当てられる異なるスペクトル、スループット、および／または情報データ転送速度を意味する（または搬送する）ものとしてよい。つまり、例えば、拡散符号は、それでも、割り当てられた拡散符号が、ｃ_０ｃ_１．．．ｃ_ｋを長さｋ＝２^ｍの拡散符号、ｍ＝０，１，．．．，ｊとする署名

を持つように割り当てることができるが、拡散符号の長さは、２^Ｎチップ未満としてよい。

この例示的な実施形態では、割り当てられた符号が短ければ短いほど、割り当てられたスペクトル、スループット、および／または情報データ転送速度は大きくなる。割り当てられたスペクトルとそれぞれのユーザに割り当てられた拡散符号との間の相関は、以下に示され式１により表されうる。

式１において、Ｎは、ＢＴＳまたは無線システムのスペクトル帯域幅クラスであり、ｋ_ＵＥｉは、ｉ＝１，２，３，．．．ｎについてユーザＵＥ_ｉに割り当てられた拡散符号の長さである。

それに加えて、拡散符号を割り当てると、符号木（例えば、図３の）内のあらゆる従属拡散符号（例えば、割り当てられた符号の下にある長い拡散符号）の使用が阻止されるか、または制限される。この制限は、当業界でよく知られており、したがって、その詳細な説明は、簡単にするため省略する。

前の実施例と同様に、図１のセル・サイトに対するスペクトル帯域幅Ｂが８Ｂ_０およびＮ＝３であると仮定する。スペクトル帯域幅クラスｊ＝３に属する、ユーザＵＥ_３が、長さ８チップの符号（例えば、「１０１０１０１０」）、を割り当てられた場合、ユーザＵＥ_３に割り当てられた有効スペクトル帯域幅は、データ信号がスペクトル８Ｂ_０全体に拡散されうるとしてもＢ_０である。

他方、ユーザＵＥ_３が長さ２チップの符号（例えば、「１０」）を割り当てられる場合、ユーザＵＥ_３に割り当てられる有効スペクトル帯域幅は、４Ｂ_０であり、符号木内で２チップの拡散符号の下の他のすべての符号を、同じ同時送信についてスケジュールされている他のユーザに割り当てることはできない。例えば、図３の符号木に関して、ユーザＵＥ_３が符号「１０」を割り当てられる場合、ノード「１０」の下の符号木内の拡散符号はどれも、他のスケジュールされたユーザ、例えば、同じ同時送信をスケジュールされたユーザＵＥ_１またはＵＥ_２に割り当てられない。この例示的な実施形態では、ＣＡＭ ２０４は、単一の拡散符号をそれぞれのユーザに、または複数の拡散符号をそれぞれのユーザに割り当てることができる。

再び図２を参照すると、ＣＡＭ ２０４がそれぞれのスケジュールされたユーザに拡散符号を割り当てた後（上述の例示的な方法のいずれかで）、ベースバンド信号発生モジュール２０６は、スケジュールされたユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３からの拡散信号を組み合わせて（例えば、２進空間内で加えて）、送信されるベースバンド信号（例えば、フォワード・リンク（ＦＬ）ベースバンド信号）を発生させることができる。ベースバンド信号発生モジュール２０６により実行される組み合わせは、任意のよく知られている方法で実行することができるので、簡単のため、詳細な説明を省略した。

現在、それぞれのユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３に割り当てられた拡散符号は、別の信号チャネルを介してそれぞれのユーザに伝達されうる。この伝達は、さらに、ベースバンド信号がユーザに実際に送信されるか、または配送される前に実行することもでき、また当業界でよく知られているように任意の好適な信号チャネルを介して実行されうる。これらの信号チャネルは、よく知られているので、簡単のため、詳細な説明を省略した。組み合わせ信号は、よく知られている方法で送信機（図に示されていない）によりユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３に送信されうる。

図４は、割り当てられた符号とＢ＝４Ｂ_０の無線システムに対しデータ信号が拡散されるスペクトル帯域幅との間の例示的な相関を示している。図４は、例示するために、ＵＥ_２に関して説明される。上述のように、ユーザＵＥ_２は、スペクトル帯域幅クラスｊ＝２に属しうる。つまり、例えば、図４の場合、ユーザＵＥ_２は、最大スペクトル帯域幅Ｂ＝４Ｂ_０をサポートする。

図４を参照すると、符号「１１１１」が、ユーザＵＥ_２に割り当てられた場合、データ信号は、単一キャリア・スペクトル帯域幅Ｂ_０上に拡散されることがわかる。それとは別に、符号１１００をユーザＵＥ_２に割り当てるとその結果、同じデータ信号が２Ｂ_０のスペクトル帯域幅に広がることになりうる。さらに、符号「１０１０」をユーザＵＥ_２に割り当てるとその結果、同じ信号が４Ｂ_０のスペクトル帯域幅全体に広がることになりうる。図４に示されている実施例のそれぞれにおいて、ユーザＵＥ_２は、同じスループットまたは情報データ転送速度を達成するが、スペクトル電力は、スペクトル帯域幅が広がると減少する可能性がある。

本発明の例示的な実施形態は、複数の単一キャリア・フィルタを取り除くことにより費用効果がより高いＲＦチェーン設計を実現する。さらに、本発明の例示的な実施形態では、キャリア間干渉を古いレガシー・ユーザの場合には低減し、かつ／または新しい機能強化ユーザの場合にはなくすことができるため、フォワード・リンクＲＦ容量を改善し、キャリア間保護周波数帯を低減し、および／またはスペクトル・リソースをより効率よく利用することができる。

前記の説明は、狭帯域信号を送信するように適合された無線通信システムを介して広帯域信号を送信する方法について重点的に取り上げているけれども、当業者であれば、本発明の技術は、無線通信システム、２つの異なる帯域幅のみがある信号を送信するシステム、または狭帯域信号を送信するように適合されたシステムに決して制限されないことを容易に理解するであろう。反対に、２つまたはそれ以上の帯域幅で信号を送信および／または受信する２つのまたはそれ以上のトランシーバにより複数の周波数への共有アクセスを利用できると思われる通信システムであれば、本明細書で示されている技術を使用することができる。このようなシステムは、広帯域信号を送信するように適合された無線通信システムを介して狭帯域信号を送信する方法を採用するシステムを含むことも可能である。さらに、コンピュータ・ネットワークなどの有線システムも、本発明の範囲から逸脱することなく本明細書に示されている技術を採用することが可能である。

本発明の例示的な実施形態は、スペクトル帯域幅に関して説明された。しかし、少なくともいくつかの場合において、スペクトル帯域幅は、帯域幅、スペクトル、データ転送速度などと同義であるとしてよいことは理解されるであろう。

本発明がこうして説明されたが、同じことをさまざまな方法で変えられることは明らかであろう。このような変更形態は、本発明からの逸脱とみなされず、このような修正形態はすべて、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

従来のＣＤＭＡ無線システムの一部を例示する図である。 本発明の例示的な一実施形態による装置を例示する図である。 単純な例示的な符号木を示す図である。 無線システムに対する割り当てられた符号とスペクトルとの間の例示的な相関を示す図である。

Claims (8)

1. マルチキャリア無線システムに対する全スペクトル帯域幅の少なくとも一部を同時送信する複数のユーザ（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、．．．ＵＥｎ）に割り当てる方法であって、
   少なくとも１つの固有の拡散符号を複数のユーザのそれぞれに割り当てることにより前記全スペクトル帯域幅の少なくとも一部を前記複数のユーザのそれぞれに割り当て、複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは異なるスペクトル能力を有し、同時送信し、前記割り当てられた拡散符号のそれぞれは同じ符号長を有し、それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の個数はそれぞれのユーザに割り当てられた前記全スペクトル帯域幅の一部を示すステップを含み、
   前記複数のユーザのそれぞれは、それぞれのユーザに関連付けられているスペクトル能力に基づきスペクトル帯域幅クラスに関連付けられ、それぞれのユーザの前記スペクトル能力は、前記それぞれのユーザのサポートされた最大の帯域幅に関連付けられているサポートされたキャリアの数である方法。
2. それぞれのユーザに関連付けられている前記スペクトル帯域幅クラスは、それぞれのユーザが送信信号を受信する際のスペクトルを示す請求項１に記載の方法。
3. それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の前記個数は、それぞれのユーザに関連付けられている少なくとも１つのターゲット・スループットに依存する請求項１に記載の方法。
4. それぞれのユーザに割り当てられた拡散符号の前記個数が増えると、それぞれのユーザに割り当てられた前記全スペクトル帯域幅の前記一部は広がる請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは、前記複数のユーザのそれぞれに関連付けられているターゲット・スループットに基づき異なる数の拡散符号を割り当てられる請求項１に記載の方法。
6. マルチキャリア無線システムに対する全スペクトル帯域幅の少なくとも一部を同時送信する複数のユーザ（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、．．．ＵＥｎ）に割り当てる方法であって、
   少なくとも１つの固有の拡散符号を複数のユーザのそれぞれに割り当てることにより前記全スペクトル帯域幅の少なくとも一部を前記複数のユーザのそれぞれに割り当て、前記複数のユーザのうちの少なくとも２人のユーザは異なるスペクトル能力を有し、同時送信し、前記割り当てられた拡散符号のうちの少なくとも２つは異なる符号長を有し、ユーザに割り当てられた拡散符号の前記符号長は前記ユーザに割り当てられた前記全スペクトル帯域幅を示すステップを含み、
   前記複数のユーザのそれぞれは、それぞれのユーザに関連付けられているスペクトル能力に基づきスペクトル帯域幅クラスに関連付けられ、それぞれのユーザの前記スペクトル能力は、前記それぞれのユーザのサポートされた最大の帯域幅に関連付けられているサポートされたキャリアの数である方法。
7. それぞれのユーザに関連付けられている前記スペクトル帯域幅クラスは、それぞれのユーザが送信信号を受信する際のスペクトルを示す請求項６に記載の方法。
8. 前記符号長は、前記複数のユーザのそれぞれに割り当てられた前記全スペクトル帯域幅の前記一部に反比例する請求項６に記載の方法。

Images