特許第6789223号(P6789223)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6789223高性能NLOSワイヤレスバックホールフレーム構造
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6789223
(24)【登録日】2020年11月5日
(45)【発行日】2020年11月25日
(54)【発明の名称】高性能NLOSワイヤレスバックホールフレーム構造
(51)【国際特許分類】
   H04W 72/04 20090101AFI20201116BHJP
   H04W 92/20 20090101ALI20201116BHJP
   H04W 16/26 20090101ALI20201116BHJP
【FI】
   H04W72/04 131
   H04W92/20 110
   H04W16/26
【請求項の数】20
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2017-538957(P2017-538957)
(86)(22)【出願日】2016年1月22日
(65)【公表番号】特表2018-509042(P2018-509042A)
(43)【公表日】2018年3月29日
(86)【国際出願番号】US2016014596
(87)【国際公開番号】WO2016118905
(87)【国際公開日】20160728
【審査請求日】2019年1月17日
(31)【優先権主張番号】62/106,587
(32)【優先日】2015年1月22日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】14/753,099
(32)【優先日】2015年6月29日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】390020248
【氏名又は名称】日本テキサス・インスツルメンツ合同会社
(73)【特許権者】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【上記1名の代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】ピエール バートランド
(72)【発明者】
【氏名】ジューン チュル ロー
(72)【発明者】
【氏名】ジュン ヤオ
【審査官】 松野 吉宏
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2014/124164(WO,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2010/0110942(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0008550(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2014/0071954(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2009/0010238(US,A1)
【文献】 国際公開第2010/046890(WO,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2013/0189977(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04B 7/24 − 7/26
H04W 4/00 − 99/00
3GPP TSG RAN WG1−4
SA WG1−4
CT WG1、4
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤレス通信の方法であって、
マクロセルサイトにおいてトランスミッタにより、前記マクロセルサイトからのワイヤレスバックホールリンクを通じて、第1のスロット期間に対応する第1の送信時間インタバルを有する第1のデータフレームにより、第1のワイヤレストランシーバと通信することであって、前記第1のデータフレームが複数のスロットを含み、各スロットが前記第1の送信時間インタバルを有し、前記複数のスロットの各スロットの時間における第1のシンボルがパイロット信号を含む、前記第1のワイヤレストランシーバと通信することと、
前記マクロセルサイトにおいて前記トランスミッタにより、前記マクロセルサイトからのワイヤレスLTEリンクを通じて、第2のスロット期間に対応して前記第1の送信時間インタバルとは異なる第2の送信時間インタバルを有する第2のデータフレームにより、第2のワイヤレストランシーバと通信することと、
を含む、方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法であって、
前記第1のデータフレームと前記第2のデータフレームとの間でデータを送信することを更に含む、方法。
【請求項3】
請求項1に記載の方法であって、
前記第2の送信時間インタバルの期間が、前記第1の送信時間インタバルの期間の整数倍である、方法。
【請求項4】
請求項1に記載の方法であって、
前記第2のフレームの期間が、前記第1のフレームの期間の整数倍である、方法。
【請求項5】
請求項1に記載の方法であって、
各スロットがそれぞれの複数のシンボルを有し、
単一ユーザーのためのデータを有するトランスポートブロックが、前記複数のスロットの或るスロットの連続するシンボルにマッピングされる、方法。
【請求項6】
請求項に記載の方法であって、
前記連続するシンボルが、異なるそれぞれの割当てサイズを含む、方法。
【請求項7】
請求項1に記載の方法であって、
各スロットがそれぞれの複数のシンボルを有し、
各シンボルの第1の部分が半永続的割当てであり、各シンボルの第2の部分が動的割当てである、方法。
【請求項8】
請求項に記載の方法であって、
前記半永続的割当てが、物理的データ共有チャネル(PDSCH)において専用メッセージを介して通信される、方法。
【請求項9】
請求項1に記載の方法であって、
前記マクロセルサイトからの前記ワイヤレスバックホールリンクを通じて、前記第1のデータフレームにより、第1の時間において前記第1のワイヤレストランシーバと通信することと、
前記マクロセルサイトからの前記ワイヤレスバックホールリンクを通じて、前記第1のデータフレームと同期して、前記第2の送信時間インタバルを有する第3のデータフレームにより、前記第1の時間において前記第2のワイヤレストランシーバと通信することと、
を更に含む、方法。
【請求項10】
請求項に記載の方法であって、
前記第1のデータフレームにより通信することが、アップリンクとダウンリンクとの一方であり、前記第1のデータフレームと同期して前記第2のワイヤレストランシーバと通信することが、アップリンクとダウンリンクとの前記一方である、方法。
【請求項11】
請求項に記載の方法であって、
同じ周波数リソースが前記第1及び第3のデータフレームに用いられる、方法。
【請求項12】
請求項1に記載の方法であって、
前記第1のデータフレームと前記第2のデータフレームとが同時に通信される、方法。
【請求項13】
ワイヤレス通信の方法であって、
マイクロセルサイトにおいてトランスミッタにより、前記マイクロセルサイトからのワイヤレスバックホールリンクを通じて、アップリンクとダウンリンクとの一方により、前記ワイヤレス帯域幅の第1の周波数リソースを用いて第1の時間において第1の送信時間インタバルを有する第1のデータフレームにより、第1のワイヤレストランシーバと通信することであって、前記第1のデータフレームが複数のスロットを含み、各スロットが前記第1の送信時間インタバルを有し、前記複数のスロットの各スロットの時間における第1のシンボルがパイロット信号を含む、前記第1のワイヤレストランシーバと通信することと、
前記マイクロセルサイトにおいて前記トランスミッタにより、前記マイクロセルサイトからのワイヤレスLTEリンクを通じて、アップリンクとダウンリンクとの前記一方により、前記ワイヤレス帯域幅の第2の周波数リソースを用いて前記第1の時間において第2の送信時間インタバルを有する第2のデータフレームにより、第2のワイヤレストランシーバと通信することと、
を含み、
前記第1及び第2の送信時間インタバルがそれぞれ第1及び第2のスロット期間に対応し、前記第1のスロット期間が前記第2のスロット期間と異なる、方法。
【請求項14】
請求項13に記載の方法であって、
前記第1のデータフレームと前記第2のデータフレームとが同時に通信される、方法。
【請求項15】
ワイヤレス通信の方法であって、
ワイヤレスバックホールリンクを通じて、アップリンクとダウンリンクとの一方により、第1の送信時間インタバルを有する第1のデータフレームで第1のワイヤレストランシーバのトランスミッタにより第2のワイヤレストランシーバと通信することであって、前記第1のデータフレームが複数のスロットを含み、各スロットが前記第1の送信時間インタバルを有し、前記複数のスロットの各スロットの時間における第1のシンボルがパイロット信号を含む、前記第2のワイヤレストランシーバと通信することと、
ワイヤレスLTEリンクを通じて、前記第1のワイヤレストランシーバの前記トランスミッタにより、前記第1の送信時間インタバルとは異なる第2の送信時間インタバルを有する第2のデータフレームでアップリンクとダウンリンクとの前記一方により第3のワイヤレストランシーバとデータを通信することと、
を含み、
同じキャリア周波数が前記第1及び第2のデータフレームに用いられ、
前記第1及び第2の送信時間インタバルがそれぞれ第1及び第2のスロット期間に対応する、方法。
【請求項16】
請求項15に記載の方法であって、
前記第2の送信時間インタバルの期間が、前記第1の送信時間インタバルの期間の整数倍である、方法。
【請求項17】
請求項15に記載の方法であって、
前記第2のフレームの期間が、前記第1のフレームの期間の整数倍である、方法。
【請求項18】
請求項15に記載の方法であって、
各スロットがそれぞれの複数のシンボルを有し、
単一ユーザーのためのデータを有するトランスポートブロックが、前記複数のスロットの或るスロットの連続するシンボルにマッピングされる、方法。
【請求項19】
請求項15に記載の方法であって、
第1の時間に前記第2のワイヤレストランシーバと前記第1のデータフレームにより通信することと、
アップリンクとダウンリンクとの前記一方により、前記第1の時間において前記第3のワイヤレストランシーバと前記第2の送信時間インタバルを有する第3のデータフレームにより通信することと、
を更に含む、方法。
【請求項20】
請求項19に記載の方法であって、
前記第1のデータフレームによる通信が前記第3のデータフレームによる通信と同期される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、概してワイヤレス通信システムに関し、更に特定して言えば、時分割複信ロングタームエボリューション(TD−LTE)無線アクセスネットワーク(RAN)との互換性がある、NLOS(Non-Line-Of-Sight)バックホールフレーム構造の伝送に関連する。
【背景技術】
【0002】
セルラーネットワークにおける膨大なデータ需要増加に対する主な対応策が、典型的にマクロセルによってサーブされるユーザーの数より少ない数のユーザーにロングタームエボリューション(LTE)接続を提供するスモールセルの配備である、というのが一般的な認識である。これにより、より大きな送信/受信リソース機会をユーザーに提供すること、及び、マクロネットワークの負荷を低減することの両方が可能となる。しかし、スモールセルの無線アクセスネットワーク(RAN)の技術的課題は、3GPPリリース10〜12を通じてかなりの標準化の取組みの焦点であったが、バックホールの技術的課題にはほとんど注意が払われてこなかった。これは、特に、有線バックホールが通常は利用可能でない屋外のスモールセル配備にとって困難な技術的課題である。これはしばしば、灯柱、道路標識、バス待合所等など、スモールセルサイトの非従来的なロケーションに起因しており、この場合、ワイヤレスバックホールが最も実用的な解決策である。
【0003】
E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)としても知られるLTEワイヤレスアクセス技術は、3GPPワーキンググループによって標準化された。OFDMA及びSC−FDMA(シングルキャリアFDMA)アクセス方式が、それぞれ、E−UTRANのDL及びULに対して選択された。ユーザー機器(UE)は、物理的アップリンク共有チャネル(PUSCH)及び物理的アップリンク制御チャネル(PUCCH)上で時間及び周波数多重化され、UE間の時間及び周波数同期が、最適なセル間直交性を保証する。LTEエアインタフェースは、最良のスペクトル効率と、最近のセルラーネットワーク規格のコストトレードオフとを提供するので、無線アクセスネットワーク(RAN)のための固有の4G技術としてオペレータによって広く採用されており、それを、ロバスト且つ実証済みの技術にしてきた。上述のように及び図2に示されるように、RANトポロジーにおける傾向は、旧来のマクロセルの近辺にスモールセルを付加することによりセル密度を増加させることである。セルラーマクロサイト200はマクロ基地局をホストする。マクロサイト200は、同じ場所に配置されるスモールセル基地局及びワイヤレスバックホールハブユニット(HU)もホストする。マクロサイト200は、その傘下にスモールセルサイト204、205、207、及び208を有し、各スモールセルサイトは、同じ場所に配置されるスモールセル基地局及びワイヤレスバックホール遠隔ユニット(RU)もホストする。マクロサイト200は、無線リンク210、211、212、213を用いてポイント・ツー・マルチポイント(P2MP)ワイヤレスバックホールシステムを通じて、スモールセルサイト204、205、207、及び208と通信する。マクロサイト200の基地局は、RANリンク230を介してUE206と直接的に通信する。しかし、UE202は、RANアクセスリンク220を介してスモールセルサイト204のスモールセル基地局と直接的に通信する。スモールセルサイト204のRUは、RANバックホールリンク210を介してマクロセルサイト200のHUと直接的に通信する。これは、バックホール周波数再利用1シナリオでのRANの場合のように、両方が同じ周波数リソースを共有する場合に、アクセスリンク220とバックホールリンク210との間だけでなく、バックホールリンク210とアクセスリンク230との間の有意なセル間干渉を起こし得る。
【0004】
複数のRUと共にセル密度が増加するにつれて、RANとバックホールワイヤレスチャネルとの違いが減少する。これは、図2に示すようなポイント・ツー・マルチポイントバックホールトポロジーを必要とする。その結果、レシーバでの時間ドメイン等化(TDE)技法によりシングルキャリア波形を典型的に用いる従来のワイヤレスバックホールシステムは、これらの環境において実用的ではなくなってきている。これは、例えば6〜42GHzマイクロ波周波数帯域における、ポイント・ツー・ポイントのLOS(line-of-sight)チャネルにおいて動作するそれらの制限に主に起因している。また、このスペクトルは既存のバックホールトラフィックで既に飽和しており、E帯域及びV帯域などの一層高い周波数が、このようなタイプのリンクにとって非常に魅力的となってきている。しかし、これらの帯域は、環境条件に対する高感度など、それらの特定の技術的課題も伴い、オペレーションにおける非常にタイトなビームポインティング及びトラッキングを要する。それらは、現在のところ、ロバスト性のレベル、柔軟性、及びスモールセルバックホール配備の低コスト要件を提供するほど充分には発達していない。むしろ、スモールセルバックホール及びスモールセルアクセストポロジー(P2MP)と、ワイヤレス無線チャネル(LOS)との類似性が、自然と、非常に類似したエアインタフェースの使用につながる。
【0005】
LTEなどのワイヤレスシステムにおいて、基地局及びワイヤレス端末又はユーザー機器(UE)は、それぞれ、マスター・スレーブ対として動作し、ダウンリンク(DL)及びアップリンク(UL)伝送は、基地局により構成又はスケジュールされる。LTEシステムでは、TTIが、1ms長さであり、サブフレームの期間を有する。図1は、UL及びDLトラフィック比の多様な混合をサポートするため、又は、異なるTDDワイヤレスシステム間の共存を可能にするため、異なるUL及びDL割当てを備えるLTE TDD UL/DLサブフレーム構成を示す。例えば、構成0は、特殊サブフレーム(S)を含む8個のULサブフレーム(U)を提供し得る。構成5は、特殊サブフレーム(S)を含む9個のDLサブフレーム(D)を提供し得る。
【0006】
いくつかの問題が、高度に統合されるコスト効率のよい解決策を可能にすることなど、スモールセルサイトでの同じ場所に配置される時分割複信LTE(TD−LTE)RAN及びバックホールリンクに関連付けられる。これらは、同じボックスにおける又はそれどころか同じシステムオンチップ(SoC)における、RAN及びバックホールモデムを含み、自己構成可能なRAN及びバックホールリンクを提供する。また、スパースでコストのかかるスペクトルは、アクセス及びバックホール伝送のための同じ帯域の共有につながる。これらに基づき、帯域内LTE中継は、3GPPリリース10の一部として標準化されたが、1msサブフレームTTI、高ブロック誤り率(BLER)、及び高オーバーヘッドを備える高レイテンシのため、概して適していない。
【0007】
先行するアプローチは、ワイヤレスNLOS環境におけるバックホール伝送の改善を提供しているが、更なる改善が可能である。
【発明の概要】
【0008】
第1の実施形態において、ワイヤレス通信システムを動作させる方法が、第1の送信時間インタバルを有する第1のデータフレームにより第1のワイヤレストランシーバと通信すること、及び第1の送信時間インタバルとは異なる第2の送信時間インタバルを有する第2のデータフレームにより第2のワイヤレストランシーバと通信することを含む。第1のデータフレームと第2のデータフレームとの間でデータが送信される。
【0009】
第2の実施形態において、ワイヤレス通信システムを動作させる方法が、第1の周波数リソースを用いて第1の時間において第1の送信時間インタバルを有する第1のデータフレームにより、アップリンク及びダウンリンクの一方により第1のワイヤレストランシーバと通信すること、及び第1の周波数リソースを用いて第1の時間において第2の送信時間インタバルを有する第2のデータフレームにより、アップリンク及びダウンリンクの上記一方により第2のワイヤレストランシーバと通信することを含む。
【0010】
第3の実施形態において、ワイヤレス通信システムを動作させる方法が、第1の送信時間インタバルを有する第1のデータフレームで第1のワイヤレストランシーバにより、アップリンク及びダウンリンクの一方により第2のワイヤレストランシーバと通信することを含む。第1のデータフレームは、第2のワイヤレストランシーバにおいて第1の送信時間インタバルとは異なる第2の送信時間インタバルを有する第2のデータフレームとアップリンク及びダウンリンクの一方によりデータを通信し、第1及び第2のデータフレームは、同じキャリア周波数を用いる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】従来のダウンリンク及びアップリンクサブフレーム構成の図である。
【0012】
図2】スモールセルと複数のユーザー機器(UE)との間の通信を中継する遠隔ユニット(RU)をサーブするバックホールポイント・ツー・マルチポイント(P2MP)ハブユニット(HU)をホストするセルラーマクロサイトを備える従来のワイヤレス通信システムの図である。
【0013】
図3】例示の実施形態に従ったダウンリンク及びアップリンクサブフレーム構成の図である。
【0014】
図4】ダウンリンク及びアップリンクサブフレーム構成の従来のサブセットの図である。
【0015】
図5A】例示の実施形態に従ったダウンリンク及びアップリンクスロット構成のサブセットの図である。
【0016】
図5B】例示の実施形態に従った通信システムの図である。
【0017】
図6】従来の特殊サブフレーム構成の図である。
【0018】
図7】例示の実施形態に従ったダウンリンク(DL)スロット及び特殊スロットの図である。
【0019】
図8】ダウンリンク及びアップリンクスロット及び特殊スロットを示す構成3(図4)にあるようなデータフレームの詳細な図である。
【0020】
図9図7のダウンリンクスロットの詳細な図である。
【0021】
図10】例示の実施形態に従った複数のダウンリンクスロットフォーマットを示す図である。
【0022】
図11】例示の実施形態に従った複数の特殊スロットフォーマットを示す図である。
【0023】
図12】例示の実施形態に従った複数のアップリンクスロットフォーマットを示す図である。
【0024】
図13】例示の実施形態に従った単一の送信アンテナを備える物理的ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)生成を示す図である。
【0025】
図14】例示の実施形態に従った単一の送信アンテナを備える物理的ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)生成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
実施形態は、スペクトル再利用を最大化するためのNLOS時分割複信(TDD)ワイヤレスバックホール設計に向けられる。この設計は、レイテンシを最小化するための0.5msのスロットベースの送信時間インタバル(TTI)と、TD−LTEとの互換性のための5msのUL及びDLフレームとを利用する。このように、様々なUL/DL比が、TD−LTE構成(図1)と互換性がある。これにより、複数の遠隔ユニット(RU)のためのフレキシブルなスロットアサインが可能となる。或る特殊スロット構造が開示され、この特殊スロット構造は、後に詳細に説明するように、同期信号(SS)、物理的ブロードキャストチャネル(PBCH)、パイロット信号(PS)、ガード期間(GP)、及び、物理的ランダムアクセスチャネル(PRACH)を含む。これらのスロットベースの特徴は、LTEフレーム構造を大幅に簡素化し、コストを削減し、TD−LTEとの互換性を維持する。例示的な実施形態は、有利にも、内側コードとしてのターボコードを、非常に低いブロック誤り率(BLER)を提供するリードソロモン外側ブロックコードと連結することによって、ロバストなフォワード誤り補正(FEC)方法を用いる。また、実施形態は、コンポーネントキャリア(CC)毎に1つの動的割当てを備える複数のRUの動的スケジューリングにより、HU毎に最大4個のCCを備えるキャリアアグリゲーションをサポートする。また、これらの実施形態は、高優先度のトラフィックを運ぶように定められたRUのためのスロット内で、周波数分割多元接続(FDMA)における小さな割当ての半永続的スケジューリング(SPS)をサポートし、それにより、動的スケジューリングの時分割多元接続(TDMA)に関連付けられるレイテンシを回避する。TDMA動的スケジューリングとFDMA SPSのこの組合せは、最小限の複雑さで最適なパフォーマンスを提供する。
【0027】
本明細書を通して下記の略語の幾つかが用いられる。
BLER: ブロック誤り率
CQI: チャネル品質インジケータ
CRS: セル特定基準信号
CSI: チャネル状態情報
CSI−RS: チャネル状態情報基準信号
DCI: ダウンリンク制御情報
DL: ダウンリンク
DwPTS: ダウンリンクパイロット時間スロット
eNB: E−UTRANノードB又は基地局又はエボブドノードB
EPDCCH: エンハンスト物理的ダウンリンク制御チャネル
E−UTRAN: エボルブドユニバーサルテレストリアル無線アクセスネットワーク
FDD: 周波数分割複信
HARQ: ハイブリッド自動再送要求
HU: (バックホール)ハブユニット
ICIC: セル間干渉協調
LTE: ロングタームエボリューション
MAC: 媒体アクセス制御
MIMO: 多入力多出力
MCS: 変調制御方式
OFDMA: 直交周波数分割多元接続
PCFICH: 物理的制御フォーマットインジケータチャネル
PDCCH: 物理的ダウンリンク制御チャネル
PDSCH: 物理的ダウンリンク共有チャネル
PRB: 物理的リソースブロック
PRACH: 物理的ランダムアクセスチャネル
PS: パイロット信号
PUCCH: 物理的アップリンク制御チャネル
PUSCH: 物理的アップリンク共有チャネル
QAM: 直交振幅変調
RAR: ランダムアクセス応答
RE: リソース要素
RI: ランクインジケータ
RRC: 無線リソース制御
RU: (バックホール)遠隔ユニット
SC−FDMA: シングルキャリア周波数分割多元接続
SPS: 半永続的スケジューリング
SRS: サウンディング基準信号
TB: トランスポートブロック
TDD: 時分割複信
TTI: 送信時間インタバル
UCI: アップリンク制御情報
UE: ユーザー機器
UL: アップリンク
UpPTS: アップリンクパイロット時間スロット
【0028】
図3は、7個のUL/DLフレーム構成を備え、それゆえ、UL及びDLトラフィック比の多様な混合をサポートする、TDDフレーム構造を示す。一実施形態において、このフレーム構造は、図2のNLOSバックホールリンク210を生成するために用いられる。しかし、TD−LTEとの類似の共存と、NLOSバックホールリンクのような性能要件とを共有する任意の種類の通信リンクを生成するために例示的の実施形態が用いられ得る。その結果、一般性を失うことなく、フレーム構造及び関連付けられる構成要素(スロット、チャネル等)が、「NLOSバックホール」又は単に「NLOS」フレーム、スロット、チャネル等と呼ばれる。
【0029】
図4を参照すると、従来の10msのTD−LTEフレームのフレーム構造が、5msのTDDフレーム(図5A)と比較される。図4は、図1で示すようなUL/DLフレーム構成0〜2のより詳細な図である。図5Aは、図3で示すようなUL/DLフレーム構成1、3、及び5のより詳細な図である。図4のフレームは、10個のサブフレームに分割され、各サブフレームが1msのTTIを有する。各サブフレームはさらに、2スロットに分割され、各スロットが0.5msの期間を有する。それゆえ、各TD−LTE構成内に20個のスロット(0〜19)がある。或るスロットにおけるDは、それがダウンリンクスロットであることを示す。同様に、或るスロットにおけるUは、それがアップリンクスロットであることを示す。時間スロット2及び3は、DLサブフレームからULサブフレームへの遷移を可能にする特殊サブフレームを構成する。DwPTS及びUpPTSは、それぞれ、特殊サブフレームのダウンリンク及びアップリンク部分を示す。
【0030】
比較すると、図3及び図5Aのフレームは、5ms期間を有し、サブフレームベースではなく、スロットベースである。各フレームは10個(0〜9)のスロットを有する。各スロットは0.5ms期間を有する。図4のフレームと同様、Dはダウンリンクスロットを示し、Uはアップリンクスロットを示す。しかし、図5Aの3個のUL/DL構成の各々において、両フレームのスロット3は、図4のスロット2〜3及び12〜13における特殊サブフレームではなく、Sで示される特殊スロットを含む。特殊スロットのこの固定位置は、TD−LTEフレームとの互換性を保証する。それは有利にも、任意の5ms期間のTD−LTE UL/DLサブフレーム構成と100%互換性があるNLOS UL/DL構成を常に見つけることを可能にする。例えば、これは、両方が同じ周波数で動作するとき、NLOSバックホールDL伝送が、アクセスリンク上のTD−LTE RAN UL伝送と干渉するのを防ぐ。言い換えると、それは有利にも、1つのシステムのマクロセルサイト200のトランスミッタが、同じ場所に配置されるシステムのレシーバと干渉するのを防ぐ。
【0031】
図5Aのフレーム構成は、同じ周波数で動作するときに互換性を保証するために、図4のフレーム構成と共通のいくつかの特徴を有する。両フレームは、各スロットにおいて7個のSC−FDMA記号と通常のサイクリックプレフィックス(CP)とを備える、0.5msスロット期間を有する。SC−FDMA記号期間は、各フレームにおいて同じである。両フレームは、それぞれの、5MHz、10MHz、15MHz、及び20MHz帯域幅のための同数のサブキャリアを有し、両方が15kHzサブキャリア間隔を有する。両フレームは、同じリソースエレメント(RE)定義を用い、4、16、及び64QAM符号化をサポートする。
【0032】
図5Aのフレーム構成は、いくつかの固有の特徴を有する。各スロットの記号は主に、ULとDLの両方のためのSC−FDMAである。各スロットの第1のSC−FDMA記号は、システムレイテンシを改善するためにパイロット信号(PS)を含む。PSとは異なるセル固有の同期信号(SS)が、セル検索及びフレーム境界検出のために各フレームに含まれる。
【0033】
図5Bは、例示の実施形態に従った通信システムを示す。通信システムは、スモールセルサイト504及びマクロセルサイト508を含む。スモールセルサイト504はスモールセルBTS514を含み、スモールセルBTS514は、図4のフレーム構造に従って旧来のUE500とLTEリンク502を介して通信する。通信システムは更に、バックホールハブユニット(HU)518を含み、バックホールHU518は、マクロセルサイト508においてマクロBTS又は基地局520と同じ場所に配置され得る。代替として、バックホールハブHUは、別個のワイヤレスリンクによりマクロBTSと通信し得る。遠隔ユニット(RU)516は、スモールセルサイト504においてスモールセルBTS514と同じ場所に配置され、図5Aのフレーム構造に従ってバックホールリンク506を介してHU518と通信する。RU516からHU518へのアップリンク(UL)伝送が、UE510からマクロBTS520へのUL伝送と同期して送信される。この同期送信は、フレーム境界においてアラインされ、動作帯域幅の同じ単一キャリア中心周波数を用いる。UE510からマクロBTS520へのUL伝送は、図4のフレーム構造でLTEリンク512を介して送信される。RU516からHU518へのUL伝送は、図5Aのフレーム構造でバックホールリンク506を介して送信される。同様に、HU518からRU516へのダウンリンク(DL)伝送が、マクロBTS520からUE510へのDL送信と同期して送信される。この同期送信は、フレーム境界においてアラインされ、動作帯域幅の同じ単一キャリア中心周波数を用いる。マクロBTS520からUE510へのDL伝送は、図4のフレーム構造でLTEリンク512を介して送信される。HU518からRU516へのDL伝送は、図5Aのフレーム構造でバックホールリンク506を介して送信される。
【0034】
図6は、9個(0〜8)の1msのTD−LTE特殊サブフレーム構成を示す。図7は、0.5msのNLOS特殊スロットと連結された0.5msのNLOS DLバックホール(BH)スロットの図である。NLOS特殊スロットは、DwPTS、UpPTS、及び0.5ms期間を達成するためのガード期間を含む。図示するように、NLOSバックホールスロットのUL及びDL伝送は、TD−LTE特殊サブフレーム構成に関係なく、常にTD−LTEスロットのUL及びDL伝送と一致する。具体的には、TD−LTE特殊サブフレームのDwPTSは、NLOSフレームの特殊スロットに先行するDLスロットと同時に起こり、NLOS特殊スロットのDwPTSと重なる。同様に、TD−LTE特殊サブフレームのUpPTSは、NLOS特殊スロットのDwPTSと同時に起こる。そのため、NLOS BH特殊スロットは、同じ周波数で動作するとき互換性を確保するためにTD−LTE特殊サブフレームの必須の特徴を含む。そのため、NLOSフレーム及び特殊スロット構造は、UL又はDLのいずれかにおいて同時にLTEアクセス及びバックホール伝送を可能にする。同時伝送が、図4〜5AのUL又はDLスロットのTTIの間に、及びそれぞれの図6及び図7の特殊サブフレーム及びスロットにおけるSC−FDMA記号レベルに起こる。
【0035】
図8は、図5のUL/DL構成3に示すようなNLOS BHフレームの詳細な図である。ここで、及び以下の記述において、図の垂直軸はコンポーネントキャリアの周波数を示し、水平軸は時間を示し、各スロットは0.5ms期間を有する。例えば、20MHz帯域幅を有するスロットが、15kHzのキャリア間隔を有する1200個のサブキャリア(SC)を含む。フレームは、DLスロット、特殊スロット、及びULスロットを含む。各DL及びULスロットは、7個のそれぞれのシングルキャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA)記号を有する。各記号は、スロットの個別の縦列によって示される。
【0036】
図9は、図8のダウンリンクスロットの詳細な図である。DLスロットは、HUからRUにペイロードトラフィックを伝える物理的ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)を送信するために用いられる。また、特殊スロットを除いて、DLスロットは、RUにHARQ ACK/NACKフィードバックを伝える物理的HARQインジケータチャネル(PHICH)を含む。物理的ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)も、このスロットにおいて送信される。PDCCHは、そうしたスロットにおいて各々動的にスケジュールされるRUのためのMCS及びMIMO構成のためのPHY制御情報をRUに提供する。また、PDCCHは、一つ又は複数の将来のULスロットにおいて各々動的にスケジュールされるRUのためのMCS及びMIMO構成のためのPHY制御情報をRUに提供する。
【0037】
高優先度のパケットのためのレイテンシを改善するために、システム帯域幅の両端におけるスペクトル割当ての4ペアが、異なるRUにアサインされ得、ここで、或るペアの2個の割当てチャンク間の周波数ギャップは、割当てペア間で同じである。リソース割当ては、PDSCHチャネルにおける、より高いレイヤからの専用メッセージを通じて、半永続的スケジューリング(SPS)アプローチで成される。各SPS割当てペアのサイズは、予期されるトラフィック負荷パターンに応じて構成可能である。例えば、SPS割当てがないとき、SPS伝送に対して物理的リソースブロック(PRB)は割当てられない。予期されるトラフィックがより大きい場合、2つ(スペクトルの各サイドに一つ)、或いは、4つ(スペクトルの各サイドに2つ)のPRBが割当てられ得る。各RUは、任意のSPS割当て又は複数の隣接するSPS割当てを有し得る。一実施形態において、全ての4個のSPS割当てペアは同じサイズである。好ましくは、スロットにおける大部分の残りの周波数時間リソースは、PS、PDCCH、PHICH、及びSPS割当てを除いて、単一のRUに動的にアサインされ、そうしたRUのスケジューリング情報はPBCHにおいて伝えられる。
【0038】
LTEと同様に、複雑さを最小化するために、全ての割当てサイズは、PRBの倍数(12個のサブキャリア)であり、定義されたサイズセットに制限される。唯一の例外は、最も近い数のサブキャリアを、公称の目標とされる割当てサイズ(2個又は4個のPRB)にし得るSPS割当てに関する。これは、SPSと、PDSCH又はPUSCHとの間の無駄になるガード帯域を最小化する。
【0039】
図10は、異なるコンポーネントキャリア(CC)に対する種々のDLスロットフォーマットを図示する。LTEに対する著しい改善は、PDSCHの動的割当てサイズが、SC−FDMA記号間で変化し、同じ記号において多重化される制御チャネル周波数内にフィットするように調節されるという点である。或るスロットにおいてユーザーデータを搬送するトランスポートブロックが、スロットの連続するSC−FDMAデータ記号にマッピングされる。これは、異なるサイズのSC−FDMA記号間でマッピングが成されるという点でLTEとは異なる。これは有利にも、全ての残りのリソース要素の利用を最大化し、スペクトル効率を改善する。10、15、又は20MHzの一次CCを備えるシステムにおいて、SPS割当てが、スロットにおける第2のSC−FDMA記号から開始する。5MHzの一次CCを備えるシステムにおいて、SPS割当てが、スロットにおける第3のSC−FDMA記号から開始する。SPS割当ては一次CCにのみ適用され、二次CCにおいて割当てられるSPS割当てはない。この違い以外は、DLスロットは、一次及び二次CCに対して同じフォーマットを有する。
【0040】
図11は、異なるコンポーネントキャリア(CC)及びシステム帯域幅に対する種々の特殊スロットフォーマットの図である。RUは、HUにUL同期化される。その結果、DL・UL遷移毎にガード時間が要求される。フレーム構造は、特殊スロットに適合される、TD−LTEフレームの特殊サブフレーム概念を、その目的で再利用する。特殊スロットは、SC−FDMA記号0〜3におけるDwPTS、SC−FDMA記号4におけるガード期間(GP)、及びSC−FDMA記号5〜6におけるUpPTSを含む。上述のように、NLOS特殊スロットのDwPTS及びUpPTSは、TD−LTE特殊サブフレームのDwPTS及びUpPTS伝送と同時に起こり、それにより、一つのシステムのトランスミッタが、別の同じ場所に配置されるシステムのレシーバと干渉しないようにする。UpPTSは、RUからの短い物理的ランダムアクセスチャネル(PRACH)及びサウンディング基準信号(SRS)伝送のためである。PRACHチャネルは、他の特殊スロット毎に起こり得、0.1又は0.01などのさらに低い密度を有し得、システムフレーム番号に基づき得る。PRACH構成についての情報は、PBCHを介してブロードキャストされる。PRACHは、初期リンクセットアッププロシージャの間、初期タイミング調節のための測定のためにHUにおいて用いられる。SRSは、CSI推定及びタイミングオフセット推定のために用いられる。DwPTSに対するPHY情報(MCS及びMTMO構成)は、前のDLスロットのPDCCHにおいて伝えられる。その結果、PDCCHは、特殊スロットにおいて必要とされない。また簡潔にするため、特殊スロットは如何なるSPS割当ても含まない。DwPTSのSC−FDMA記号0は、一次CCにおける同期化信号(SS)と周波数多重化されるパイロット信号(PS)である。二次CCにおけるSSはない。SC−FDMA記号1〜3は、物理的ブロードキャストチャネル(PBCH)を、及びまた、システム帯域幅が5MHzより大きいときはPDSCHを搬送する。PBCHは、全てのCCに対して、次のフレームのためのシステム情報及びRUスロット割当て情報をRUに提供する。PBCHは、中央の300サブキャリアを占め、PDSCHでFDMAにおいて多重化される。PBCHは一次CC上のみで送信される。その結果、二次CC上で、SC−FDMA記号1〜3は全て、PDSCHを搬送するために用いられる。一次CCにおけるSC−FDMA記号0は、一次CCのセルサーチ/検出及び初期同期化のため同期化信号(SS)を搬送する。SSは、PBCHと同じトーンが割当てられ、SC−FDMA記号0におけるPSで周波数多重化される。
【0041】
図12は、異なるコンポーネントキャリア(CC)のための種々のULスロットフォーマットの図である。ULスロットは、RUからHUへのペイロードトラフィックを伝える物理的アップリンク共有チャネル(PUSCH)を送信するために用いられる。PUSCHのSC−FDMA記号0は、パイロット記号(PS)である。物理的アップリンク制御チャネル(PUCCH)も、一次CCのみにおいて、このスロットにおいて送信される。PUCCHは、全てのCCに対しRUから、HARQ ACK/NACKフィードバック、チャネル品質インジケータ(CQI)、ランクインジケータ(RI)、及びスケジューリングリクエスト(SR)を搬送する。PUCCHは、スロット帯域幅の両端を占め、PUSCHでFDMAにおいて多重化される。PUCCHは、最大8PRBを占める。DLスロットと同様に、SPS割当てが一次CCのULスロットにおいても用いられる。システム帯域幅の両端における一対のスペクトル割当てが、各ULスロットにおいて各RUにアサインされ得る。リソース割当ては、半永続的スケジューリング(SPS)アプローチで成される。スロットにおける周波数時間リソースの残りの大半(PS、PUCCH、SPS割当てを除く)は、TDMA方式で単一のRUに動的にアサインされ、そのスケジューリング情報がPBCHにおいて伝えられる。
【0042】
図13は、単一の送信アンテナを備える例示のワイヤレスシステムのための物理的ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)生成を図示するブロック図である。PDSCH上で、TTI毎のストリーム毎に、及び2データストリームが送信され得る2×2のMFMOシステムにおいて、一つのトランスポートブロックが送信され、2つのトランスポートブロックが並列に送信される。24ビットCRC1300が、LTEのCRC−24Aを用いて各トランスポートブロック上に付加される。巡回冗長検査(CRC)はFECブロック(ターボ+RS)に付加されない。ターボコードCRCはない。初期の終端は、ターボデコーディングにおける条件ではない。一つのCRC付加されたトランスポートブロックが、整数個のフォワード誤り補正(FEC)ブロックに対応し、ここで、FECは、連結されたターボ及びRSコードを意味する。また、一つのFECブロックにおいて、整数個のターボブロック及び整数個のリードソロモン(RS)ブロック1302がある。例えば、CRC後の一つのトランスポートブロックが、2個のFECブロックにマップされ得、各FECブロックは、3個のターボブロック及び6個のRSブロックを有し得る。CRC付加されたトランスポートブロックは、RS(255、255−2T)などのRSエンコーダにより符号化され、ここで、Tは、RSコードのバイトにおけるエラー補正能力である。典型的に、フォームRS(255−S、255−2T−S)を有する短縮されたRSコードが用いられる。例えば、RS(192、184)及びRS(128、122)が用いられ得る。また、SPS割当てなどの短い割当てでは、ターボコードブロックレートマッチングの頂部の付加的なレートマッチング(RM)方式としてRSコード短縮化が用いられる。一つのFECブロックに対応するRS出力ブロックが、バイトインターリーバ1304を通過する。インターリーブされたバイト記号は、ターボエンコーダ1306への入力として用いられる。その後、LTEのターボコード及びLTEのRMなどのターボ符号化が適用される。
【0043】
ビットレベルスクランブリング1308が、FEC符号化されたビットストリームに適用される。所与のRUでは、異なるコードが、連続するFECブロック、及び同じ割当てにおける異なる層のトランスポートブロックに適用し得るが、同じコードセットがTTIにわたって反復し、セル固有コードホッピングが、スロットにわたるFECブロック及びコードワード間で適用する。これは、全てのコードが、事前計算され、メモリにストアされ、各TTIに再利用されるシンプルな実装を可能にする利点を提供する。
【0044】
コードワードqにおける各FECブロックkでは、ビット
のブロックは変調前にスクランブルされ、
に従って、スクランブルされたビット
のブロックとなる。ここで、
は、PDSCH上で送信されたコードワードqのFECブロックkにおけるビットの数である。ここで、スクランブリングシーケンスc(q,k)(i)は、当業界で既知であるように、好ましくは、Goldシーケンスである。
【0045】
スクランブリングシーケンス生成器は、各FECブロックのスタートにおいて、
で初期化され、ここで、
はセルにおけるRUインデックスであり、
は物理的層セルアイデンティティである。k’及びq’は、
により与えられるホッピングFECブロック及びコードワードインデックスである。ここで、n(mod m)は、n modulo mを意味し、
はFECブロックインデックスであり、
は、スロットnにおけるRUnRUの場合のコードワードqに関連付けられるトランスポートブロックにおけるFECブロックの数であり、
は、スロットnsにおけるRUnRUの場合のコードワードの数であり、
・nは、フレームにおけるスロットインデックスであり、
・一つのスロットにおいて最大2つのコードワードが送信され得、即ち、
である。単一コードワード伝送の場合、q=0である。
【0046】
ビットレベルスクランブリング1308の後、データストリームは、記号マッピングされ1310、シリアル・パラレルコンバータ1312に印加される。パラレル記号は、DFT1314により周波数ドメイン記号に変換され、サブキャリアがマッピングされる1316。マッピングされたサブキャリアはその後、IFFT1318により時間ドメインに変換され、パラレル・シリアルコンバータ1320に印加される。巡回プレフィックス1322が、結果のデータストリームに付加され、ハーフキャリア周波数オフセット1324が適用される。
【0047】
図14は、2つの送信アンテナを備える例示のワイヤレスシステムのための物理的ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)生成を図示するブロック図である。PDCCH生成は、上述のPDSCH生成に機能的に類似するため、異なるブロックのみをこれ以降で述べる。PDCCHはダウンリンク制御情報(DCI)を送信するために用いられる。PDCCHはリンクベース毎であり、そのため、各動的スロットリソースがそれ自体のPDCCH DCIを有し、各RUが、そのダウンリンクPHYチャネルを適切にデコードするため及びアップリンクPHYチャネルを適切に送信するためにPBCHにより割当てられている、PDCCH DCIにおけるPHY情報を探す必要がある。特に、各DLスロットにおけるPDCCHは、そのスロットにおいて動的にスケジュールされたRUに対するPHY制御情報(MCS及びMTMO構成)を搬送する。PDCCHはまた、一つ又は複数の将来のULスロットにおける動的にスケジュールされたRUに対するPHY制御情報(MCS及びMTMO構成)も搬送する。最終的に、PDCCHは、動的及びSPS割当て両方に対してHARQ再送信により潜在的な割当てプリエンプション(preemptions)を示す。
【0048】
16ビットCRCがまずDCIビットに付加され、これはその後、小さな入力ペイロードに適応するためコード短縮化を用いるマザーコードRS(KRS=255、NRS=247)を備えるRSエンコーダを通過する。各このようなRSブロックは、レートマッチングを備えるLTE(R=1/3、Κ=7の場合)のテールバイティング(tail-biting)畳み込み符号化1400をフィードするFECブロックを形成する。このPDCCH MCSは、最悪のケースのシナリオにおいてRUにPDCCH情報がキャリーオーバされるように、FER=1%でのPDCCH検出のための必要とされる信号対雑音比(SR)が、PDSCH及びPUSCHの一層低いMCSのためのものより3dB低くなるように選択される。符号化されたビットは、それらが変調記号にマッピングされる前に、チャネルインターリーブされ、スクランブルされる1402。QPSKは、ノイズの多いチャネルにおけるそのロバスト性のため、好ましい変調フォーマットである。2送信アンテナ又は交差偏波の場合、PDCCHは、Alamoutiタイプの空間周波数ブロックコード(SFBC)1404を備えるランク1伝送において送信される。
【0049】
各RUは、信号及び境界検出、初期キャリア周波数オフセット(CFO)推定、初期記号タイミング及びトラッキング、及びチャネル推定のために、DL同期信号(SS)及びパイロット信号(PS)を用いる。PSシーケンスが、LTEにおける場合と同じ方式で生成される。シーケンス長さに関係なく総計30個のベースシーケンスが利用可能であるように、ベースシーケンスグループ毎に一つのみのベースシーケンスが利用可能である。グループホッピングは適用しない。同じベースシーケンスがUL及びDL両方に用いられる。PUSCH/PDSCH C/RPSに対するセルにおいて用いられるベースシーケンスインデックス
は、PBCHにおいてブロードキャストされる。同じベースシーケンスがPUCCH及びSRS両方に用いられ、このインデックス
は、HUにより、RARにおける一層高次の層専用シグナリングを介して個別に各RUに提供される。
【0050】
本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施形態に変形が成され得、他の実施形態が可能である。実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれら両方の組み合わせにおいて実装され得る。

図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14