半二重通信システムにおいてダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法
【課題】半二重通信システムにおいてダウンリンク及びアップリンクサブフレームを通信する方法を提供する。
【解決手段】アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から隔てられるようになっており、単一アイドル期間は、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間とアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくはアップリンクサブフレームの先頭、又はその双方の、いずれかに確保され、インクリメンタルタイミング進み値は、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、単一アイドル期間の継続時間とダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下である。
【解決手段】アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から隔てられるようになっており、単一アイドル期間は、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間とアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくはアップリンクサブフレームの先頭、又はその双方の、いずれかに確保され、インクリメンタルタイミング進み値は、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、単一アイドル期間の継続時間とダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つのユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法に関する。また、本発明は、そのハードウェアに係る態様では、通信装置、ユーザ機器、及び半二重通信システムに関する。最後に、本発明は、半二重通信システムのフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、たとえば、時分割複信（ＴＤＤ）通信システム又は半二重周波数分割複信（ＨＤ ＦＤＤ）通信システムであり得る半二重通信システムＳＹＳの概要を表している。この通信システムＳＹＳは、基地局ＢＳと半二重ユーザ機器ＵＥｉ（ｉ＝１，２）との間で半二重通信を可能にする。これ以降、当該半二重ユーザ機器は、ユーザ機器と呼ばれ、基地局ＢＳから異なる距離に位置することができる。図１に示す例では、ユーザ機器ＵＥ１は、ユーザ機器ＵＥ２よりも基地局ＢＳに近い。
【０００３】
基地局ＢＳには、ダウンリンクサブフレームＤＬ１及びＤＬ２をユーザ機器ＵＥｉに送信する通信手段（図１に図示せず）、及び、それらのユーザ機器からアップリンクサブフレームＵＬを受信する通信手段（図１に図示せず）が備えられている。また、基地局ＢＳは、フレームアイドル期間確保（frame idle periods reservation）を規定する手段（ＦＩＰＲＭ）及びタイミング進み手段（timing advance means）（ＴＡＭ）も含む。ＦＩＰＲＭの機能は後に説明される。ＴＡＭは、同様に後に説明されるタイミング進みメカニズムを実施する。
【０００４】
基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の半二重通信の期間中、ダウンリンクサブフレームＤＬ１は、基地局ＢＳによってユーザ機器ＵＥｉに送信される。この送信の後には、このユーザ機器ＵＥｉによって基地局ＢＳに送信されるアップリンクサブフレームＵＬｉの送信が続く。これ以降、ＵＬという表記を、アップリンクサブフレームを送信するユーザ機器ＵＥｉから独立して、アップリンクサブフレームを示すのに使用する。
次に、アップリンクサブフレームＵＬｉの送信の後には、別のダウンリンクサブフレームＤＬ２の送信が続く。これ以降、ダウンリンクサブフレームＤＬ１の後にアップリンクサブフレームＵＬｉが続き、その後にダウンリンクサブフレームＤＬ２が続く一連のものをフレームと呼ぶ。
【０００５】
図２は、現行の技術水準による半二重通信システムのフレームの送信を示すクロノグラムを表している。フレームは、所定の継続時間ＴＤＬ１を有するダウンリンクサブフレームＤＬ１、このサブフレームの後に続く所定の継続時間ＴＵＬを有するアップリンクサブフレームＵＬ、及びこのサブフレーム自体の後に続く所定の継続時間ＴＤＬ２を有する別のダウンリンクサブフレームＤＬ２を含む。
これらのサブフレームは、必ずしも、同じ所定の継続時間を有するとは限らないことに留意されたい。すなわち、ＴＤＬ１はＴＤＬ２と異なる場合があり、ＴＤＬ１はＴＵＬと異なる場合があり、ＴＤＬ２はＴＵＬと異なる場合がある。
【０００６】
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の送信が時刻ｔ０で開始するとき、ユーザ機器ＵＥｉでのダウンリンクサブフレームＤＬ１の受信は、基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の距離に応じて、時刻ｔｉで開始する。
【０００７】
２つの連続したサブフレーム間の干渉を回避し、連続したサブフレームの受信及び送信を同時に行うようにするいかなる要件も半二重の基地局ＢＳ及びユーザ機器ＵＥｉに課すことを回避するために、フレームの２つの連続したサブフレームの各送信の間には、ＦＩＰＲＭ手段によって、通例、アイドル期間が確保される。
現行の技術水準によれば、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間と呼ばれるアイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１とアップリンクサブフレームＵＬとの間に規定され、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間と呼ばれる別のアイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、アップリンクサブフレームＵＬとダウンリンクサブフレームＤＬ２との間に規定される。
その結果、フレームに組み込まれたシンボル(symbol)が送信される有効送信継続時間ＴＥは、そのフレームの全送信継続時間ＴＦよりも短い。したがって、あらかじめ定められた一定の値である全フレーム送信継続時間ＴＦは、以下の式によって定義される。
【０００８】
【数１】
【０００９】
ここで、ＴＩは、基地局ＢＳが非アクティブであるフレームアイドル期間継続時間である。フレームアイドル期間継続時間ＴＩは、フレーム内に確保されたアイドル期間継続時間の合計である。
有効送信継続時間ＴＥは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴＥＤＬ１と、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴＥＵＬと、ダウンリンクサブフレームＤＬ２に組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴＥＤＬ２との合計である。
【００１０】
２つの連続したサブフレームを送信する間のアイドル期間（ＩＰＤＬＵＬ又はＩＰＵＬＤＬ）は、各ユーザ機器との通信において基地局ＢＳが各ユーザ機器との通信を正しく管理できるようにするために、このアイドル期間の所要最小アイドル継続時間（required minimum idle duration）を定義するいくつかの要件を順守することになる。
これらの要件は、ダウンリンクサブフレームの後にアップリンクサブフレームが続くサブフレームの送信シナリオ（ＤＬ／ＵＬシナリオ）、又はアップリンクサブフレームの後にダウンリンクサブフレームが続くサブフレームのシナリオ（ＵＬ／ＤＬシナリオ）のいずれかに依存する。
【００１１】
基地局ＢＳは、ユーザ機器ＵＥｉによって送信されたアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分を基地局ＢＳが受信するためのスケジューリングされた開始時刻前の所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬの期間中は、ユーザ機器ＵＥｉに送信できない。
これ以降、この所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と呼ばれる。
基地局ＢＳがその期間中ユーザ機器ＵＥｉに対してアクティブでないこのダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の伝搬時間Ｔｐｒｏｐを２倍したものに、ユーザ機器ＵＥｉが受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続時間ＴＲＴＵＥを加えたものよりも長くなければならない。
ＴＲＴＵＥは、無線周波数デバイススイッチング継続時間だけでなく、次のアップリンク送信を適合させるためにダウンリンク制御情報の即時処理を可能にするいくつかの追加マージンも含む場合があることに留意されたい。
したがって、最大値２×Ｔｐｒｏｐ−ｍａｘが、基地局ＢＳと、基地局ＢＳによってカバーされるセルの境界に位置するユーザ機器ＵＥｍａｘとの間のラウンドトリップ遅延であるとき、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、以下の式によって、近似的にセル半径に従って寸法が決定される。
【００１２】
【数２】
【００１３】
ここで、ｃは光の速度（celerity of the light）であり、Ｒは有効セル半径である。
【００１４】
有効セル半径Ｒは、シャドウフェージングの変動が増加するにつれて増加する。場合によっては、チャネルの遅延広がりを追加しなければならないことに留意されたい。
【００１５】
その上、基地局ＢＳは、無線周波数スイッチング（注記：ここでは、対になっていないスペクトルで動作する半二重基地局が仮定されている；全二重基地局は無線周波数スイッチング継続時間を有しない）を可能にするために、基地局ＢＳがアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分を受信するためのスケジューリングされた終了時刻の後の所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの期間中は、ユーザ機器ＵＥｉに送信できない。
これ以降、この所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間と呼ばれる。
図２に示すように、基地局がその期間中アクティブでないアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、図２に示すように、基地局ＢＳが受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続時間ＴＲＴＢＳよりも長くなければならない。
ＴＴＲＵＥは、ユーザ機器ＵＥｉのスイッチング継続時間であり、これは、図２の場合、継続時間ＴＲＴＢＳよりも大きい。
ＴＲＴＢＳは、無線周波数スイッチング継続時間だけでなく、次のダウンリンク送信を適合させるためにアップリンク制御情報の即時処理を可能にするためのいくつかの追加マージンも含む場合があることに留意されたい。
【００１６】
したがって、ユーザ機器スイッチング継続時間ＴＴＲＵＥ及び基地局ＢＳスイッチング継続時間ＴＲＴＢＳ並びに伝搬遅延Ｔｐｒｏｐの関数であるアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、以下の式によって定義される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
Ｔｐｒｏｐが増加するにつれて、ＴＵＬＤＬに対するユーザ機器ＵＥｉのスイッチング継続時間のどの影響も削減される。
実際には、通信システムは、Ｔｐｒｏｐ≒０に至るまでを含めて、Ｔｐｒｏｐの値の範囲を処理する必要があり、その結果、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、ユーザ機器ＵＥｉスイッチング継続時間又は基地局ＢＳスイッチング継続時間の最大値によって設定される。
しかしながら、これらのスイッチング継続時間は、無視できるものと予想される。
（１）及び（２）から、ＴＤＬＵＬよりもはるかに短いＴＵＬＤＬを有することができる。
実際には、セル半径Ｒが５ｋｍに等しい場合に、ＴＵＬＤＬは通例８μｓに近く、ＴＤＬＵＬは通例３０μｓに近い。
【００１９】
たとえば、サイクリックプレフィックスを有する若しくは有しない直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調技法、インターリーブド周波数分割多元接続（Interleaved Frequency Division Multiple Access）（ＩＦＤＭＡ）やＤＦＴ拡散ＯＦＤＭのような単一搬送波周波数領域多元接続（Single-Carrier Frequency Domain Multiple Access）（ＳＣ−ＦＤＭＡ）技法、又は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ベースの技法を使用して、ブロック単位の送信が半二重通信システムＳＹＳで行われるときに、データのブロック構造は、アイドル期間の寸法決定に有利に考慮することができる。
たとえば、各アイドル期間は、シンボル継続時間（アップリンクサブフレーム又はダウンリンクサブフレームのいずれかによって運ばれるシンボルの継続時間）の倍数として選ぶことができる。なお、シンボルは、サンプルのブロックである（たとえば、ＯＦＤＭシンボルは、サイクリックプレフィックスを含み、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、サイクリックプレフィックスを含む等）。
アップリンクサブフレーム及びダウンリンクサブフレームは、シンボルの倍数から構成されるので、アイドル期間の確保によって、同じリンクのサブフレーム間で同じ送信パラメータ（たとえば、サンプリング周波数、ＦＦＴサイズ、サイクリックプレフィックスの長さ等）を保ちながら、セル範囲に関して各アイドル期間をそれぞれ適合させることが可能になる。
これは、アイドル期間がサブフレームの通信中に必要とされないときに、これらのアイドル期間をシンボルに置き換えることができるので有利である。さらに、ブロック単位の送信が全二重送信にも使用されているときは、半二重と全二重との間の共通性がより高く保証される。
【００２０】
通例、（１）及び（２）で与えられる所要最小アイドル継続時間は、シンボル継続時間の倍数と正確には一致しない場合がある。これは、アイドル期間の寸法を過剰に決定することにつながる。すなわち、その所要最小アイドル継続時間から規定すべき各アイドル期間について、その所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、シンボル継続時間の倍数である最小アイドル期間を見つけることにつながる。
【００２１】
大まかに言えば、アイドル期間は、図３及び図４においてより正確に示すように、ダウンリンクサブフレーム、若しくはアップリンクサブフレーム、又はその双方、のいずれかから取ることができる。
【００２２】
図３及び図４は、半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例を表している。
【００２３】
ダウンリンク／アップリンクアイドル継続時間ＩＰＤＬＵＬは、図３ａに示すように先行するダウンリンクサブフレームＤＬ１、若しくは図３ｂに示すように次のアップリンクサブフレーム、又は図３ｃに示すようにその双方、のいずれかに確保することができる。
【００２４】
アイドル期間ＩＰＤＬＵＬがダウンリンクサブフレームＤＬ１から取られるときは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルは、図３ａに示すように、有効送信継続時間ＴＥＤＬ１の期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルの継続時間ＴＳＤＬ１に従った、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、
【００２５】
【数４】
【００２６】
により与えられる。ここで、
【００２７】
【数５】
【００２８】
は、ｘよりも大きな最小の整数を規定する。
【００２９】
或いは、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬがアップリンクサブフレームＵＬから取られるときは、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、図３ｂに示すように、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びアップリンクシンボル継続時間ＴＳＵＬに従った、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、
【００３０】
【数６】
【００３１】
により与えられる。
【００３２】
或いは、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬがダウンリンクサブフレームＤＬ１及びアップリンクサブフレームＵＬの双方から取られるときは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１から取られたダウンリンク／アップリンク所要継続時間Ｔ１ＤＬＵＬと、アップリンクサブフレームＵＬから取られたダウンリンク／アップリンク所要継続時間Ｔ２ＤＬＵＬとの合計に等しい。
したがって、図３ｃに示すように、ダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＤＬ１の期間中にのみ送信され、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中にのみ送信される。
上述した要件、並びに、ダウンリンクサブフレームＤＬ１のアイドル期間の部分のダウンリンクシンボル継続時間ＴＳＤＬ１、及びアップリンクサブフレームのアイドル期間の部分のアップリンクシンボル継続時間ＴＳＵＬに従った、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、
【００３３】
【数７】
【００３４】
により与えられる。
【００３５】
アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬも、（図４ａに示すように）先行するアップリンクサブフレーム、若しくは（図４ｂに示すように）次のダウンリンクサブフレーム、又は（図４ｃに示すように）双方、のいずれかから取ることもできる。
【００３６】
アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬがアップリンクサブフレームＵＬから取られるときは、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、図４ａに示すように、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及び継続時間ＴＳＵＬに従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、
【００３７】
【数８】
【００３８】
により与えられる。
【００３９】
或いは、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬがダウンリンクサブフレームＤＬ２から取られるときは（図４ｂ参照）、ダウンリンクサブフレームＤＬ２に組み込まれたシンボルは、図４ｂに示すように、有効送信継続時間ＴＥＤＬ２の期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びダウンリンクシンボル継続時間ＴＳＤＬ２に従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、
【００４０】
【数９】
【００４１】
により与えられる。
【００４２】
或いは、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬがダウンリンクサブフレームＤＬ２及びアップリンクサブフレームＵＬの双方から取られるときは、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、アップリンクサブフレームＵＬから取られたアップリンク／ダウンリンク所要継続時間Ｔ１ＵＬＤＬと、ダウンリンクサブフレームＤＬ２から取られたアップリンク／ダウンリンク所要継続時間Ｔ２ＵＬＤＬとの合計に等しい。
図４ｃに示すように、ダウンリンクサブフレームＤＬ２に組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＤＬ２の期間中にのみ送信され、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中に送信される。
上述した要件、並びに、アップリンクサブフレームＵＬのアイドル期間の部分のアップリンクシンボル継続時間ＴＳＵＬ、及びダウンリンクサブフレームＤＬ２のアイドル期間の部分のダウンリンクシンボル継続時間ＴＳＤＬ２に従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、
【００４３】
【数１０】
【００４４】
により与えられる。
【００４５】
アイドル期間は、図３に示す１つの構成と図４に示す１つの構成とを組み合わせたものを使用してフレームに確保される。
たとえば図３ａに示す構成のように、図３の構成がアップリンクサブフレームＵＬの有効継続時間を全継続時間ＴＵＬに等しくなるように規定するときは、この有効送信継続時間は、たとえば図４ａに示す構成のように、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬ（又はその一部）がアップリンクサブフレームＵＬの最後に確保されることを図４の構成が規定する場合に、削減されることに留意されたい。
【００４６】
アイドル期間ＩＰＤＬＵＬ及びＩＰＵＬＤＬの検討されている確保が何であっても、ダウンリンクサブフレーム及び／又はアップリンクサブフレームの全通信継続時間のいくつかの部分は、アイドル期間の寸法を過剰に決定することによって失われる。
その結果、特に、大きなシンボル継続時間ＴＳＤＬ１，ＴＳＤＬ２，及び／又はＴＳＵＬの場合に、有効送信継続時間ＴＥが大幅に減少するおそれがある。
【００４７】
通例、アイドル期間確保とは独立して、各ユーザ機器ＵＥｉによって送信されたアップリンクサブフレームＵＬの有効部分は、基地局ＢＳにおいて同期させるために、すべて同じ時刻に受信される。この時刻は、アップリンクサブフレームの同期時刻と呼ばれる。
これによって、基地局の処理が最適化される。
ユーザ機器ＵＥｉは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１の受信の開始時刻ｔ１、有効ダウンリンクサブフレーム継続時間ＴＥＤＬ１、及びアイドル期間ＩＰＤＬＵＬの継続時間のみを知っており、したがって、時刻ｔｉ＋ＴＥＤＬ１＋ＴＲＴＵＥにアップリンクサブフレームＵＬの有効部分を送信すると仮定される。
図２に示すように、時刻ｔｉは基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の距離の関数であるので、時刻ｔｉ＋ＴＥＤＬ１＋ＴＲＴＵＥにそのアップリンクサブフレームＵＬの有効部分を送信したのでは、同期時刻において基地局ですべてのアップリンクサブフレームを同期させることは可能でない。そのために、タイミング進み手段ＴＡＭが使用される。
【００４８】
図５は、現行の技術水準に従ってアップリンクサブフレームを同期させるために基地局ＢＳにより使用されるタイミング進みメカニズムを示すクロノグラムを表している。
【００４９】
ユーザ機器の観点からすれば、タイミング位置合わせメカニズムの本質は、ユーザ機器ＵＥｉによるアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分の送信の開始前で、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の受信の終了後に、一定の時間量を待つことにある。
これは、基地局ＢＳにおいて、ユーザ機器ＵＥｉから送信されるアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分の受信開始時刻ＴＳＴＵＬを、このメカニズムを同様に実行する他のユーザ機器によって送信されるアップリンクサブフレームの有効部分の受信開始時刻と共に位置合わせするためである。
このタイミング位置合わせメカニズムも、タイミング進みメカニズムと呼ばれる。
【００５０】
このようなメカニズムでは、ユーザ機器ＵＥｉは、以下の式によって規定された基準時刻からタイミング進み値ｔＡｉだけ進められた時刻に、自身のアップリンクサブフレームＵＬｉを送信する。
【００５１】
【数１１】
【００５２】
そのために、基地局ＢＳは、各ユーザ機器ＵＥｉにタイミング進み値ｔＡｉを送信し、各ユーザ機器ＵＥｉは、このタイミング進み値ｔＡｉから、アップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分の送信を開始することになる時刻を定める。
したがって、タイミング進みメカニズムは、このようなタイミング進み値ｔＡｉを規定するために、基地局ＢＳから各ユーザ機器ＵＥｉまでの伝搬遅延を基地局ＢＳで推定することを要する。
したがって、図５に示すように、ユーザ機器ＵＥ１は、時刻ｔｉ＝１＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰＤＬＵＬ−ｔＡ１に自身のアップリンクサブフレームＵＬ１の有効部分を送信し、基地局ＢＳからより遠距離に位置するユーザ機器ＵＥ２は、時刻ｔｉ＝２＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰＤＬＵＬ−ｔＡ２に自身のアップリンクサブフレームＵＬ２の有効部分を送信する。
【００５３】
ブロック単位の送信では、タイミング進み値は、シンボル継続時間のごく一部となる場合がある。
【００５４】
上述したように、有効送信継続時間ＴＥは、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬ及びＩＰＵＬＤＬの寸法を過剰に決定することによって大幅に削減されるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２１３８５５号公報
【００５６】
本発明は、半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つの半二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法を開示することにより、この課題を解決することを意図しており、
当該方法は、
第１の送信ステップであって、当該第１の送信ステップの期間中に、第１のダウンリンクサブフレームが、基地局によって上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第１の送信ステップと、
上記第１の送信ステップの後に続く受信ステップであって、当該受信ステップの期間中に、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームが、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間に規定される少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間の後に、上記基地局によって受信されることが期待される、受信ステップと、
上記受信ステップの後に続く第２の送信ステップであって、当該第２の送信ステップの期間中に、第２のダウンリンクサブフレームが、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の終了と上記第２のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の開始との間に規定される少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間の後に、基地局によって上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第２の送信ステップと、
タイミング進み値規定ステップであって、当該タイミング進み値規定ステップの期間中に、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、同じスケジューリングされた同期時刻に受信されるように、タイミング進み値が上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれについて規定されると、タイミング進み値が上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれに送信される、タイミング進み値規定ステップと
を含み、
当該方法は、
上記スケジューリングされた同期時刻が、単一アイドル期間(single idle period)とインクリメンタルタイミング進み値（incremental timing advance value）との間の差に等しい継続時間だけ、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から隔てられるようになっており、
上記単一アイドル期間が、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、上記第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームの先頭、又はその双方、のいずれかに確保され、
上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、上記単一アイドル期間の継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下であることを特徴とする。
【００５７】
この方法は、所要最小アップリンク／ダウンリンクアイドル継続時間の寸法を個別に過剰決定することを回避し、そのようにして有効送信継続時間若しくは基地局のカバレッジ(coverage)又はその双方のいずれかを増加するので、有利である。
【００５８】
本発明の別の態様によると、
上記通信システムは、上記基地局と少なくとも１つの全二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを全二重でも通信するようになっており、
当該方法は、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器が、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が上記スケジューリングされた同期時刻に受信されるように、上記タイミング進み値規定ステップの期間中に規定されたタイミング進み値を基地局によって通知されることを特徴とする。
【００５９】
これは、たとえば、上記単一アイドル期間が、（半二重通信において）ダウンリンクサブフレームにのみ確保されるときに有利である。その理由は、その場合に、全二重通信又は半二重通信のいずれかを使用してすべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、同じ時刻に同期され、基地局ＢＳにおける復号性能の増加を提供するからである。
【００６０】
本発明の別の態様によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
当該方法は、上記２つの成分の合計が基地局によって実行されることを特徴とする。
【００６１】
これは、ユーザ機器が上記加算の計算のためにバッテリーや計算能力等の資源を消費することを回避するので有利である。
【００６２】
本発明の別の態様によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記２つの成分の加算が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって計算され、
当該方法は、上記２つの成分が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されることを特徴とする。
【００６３】
これは、基地局が上記加算の計算をサポートすることを回避し、通信中に上記インクリメンタルタイミング進み値が動的に進化(dynamic evolution)することを可能にするので有利である。
【００６４】
本発明の別の態様によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記２つの成分の加算が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって計算され、
当該方法は、上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のメモリから得られることを特徴とする。
【００６５】
これは、基地局が上記インクリメンタルタイミング進み値を複数回送信することを回避するので有利である。
【００６６】
上記半二重通信システムは、ブロック単位の送信を可能にし、上記単一アイドル期間は、シンボル継続時間の倍数である。
【００６７】
これは、アイドル期間がサブフレームの通信中に必要とされないときに、これらのアイドル期間を制御シンボル又はデータシンボルに置き換えることができるので、有利である。さらに、ブロック単位の送信を全二重送信にも使用することができるときは、半二重と全二重との間の共通性がより高く保証される。
【００６８】
本発明の別の態様によると、上記半二重通信システムは、ブロック単位の送信を可能にし、上記単一アイドル期間は、上記第１のダウンリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間の倍数と、上記アップリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間の倍数との合計であることを特徴とする。
【００６９】
本発明の一ハードウェアに係る態様によると、
本発明はまた、
通信システムの少なくとも１つの半二重ユーザ機器とダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームの通信を行う上記通信システムに含まれる通信装置であって、
当該通信装置は、
第１のダウンリンクサブフレームを上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信し、
上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間に規定される少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間の後に、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームを受信し、
上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の終了と第２のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の開始との間に規定される少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間の後に、上記第２のダウンリンクサブフレームを上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信し、且つ、
上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、同じスケジューリングされた同期時刻に受信されるように、タイミング進み値が上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれについて規定されると、タイミング進み値を上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれに送信するように意図される、通信装置に関し、
上記通信装置は、
上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から、単一アイドル期間とインクリメンタルタイミング進み値との間の差に等しい継続時間だけ隔てられるように、上記スケジューリングされた同期時刻を規定する手段であって、
上記単一アイドル期間が、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、上記単一アイドル期間の継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下である、上記スケジューリングされた同期時刻を規定する手段と、
上記第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームの先頭、又はその双方、のいずれかに上記単一アイドル期間を確保する手段と
を備えることを特徴とする。
【００７０】
本発明の別の態様によると、
上記通信装置は、上記通信装置と少なくとも１つの全二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを全二重でも通信するようになっており、
当該通信装置は、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、上記スケジューリングされた同期時刻に受信されるように、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれにタイミング進み値を通知する手段を備えることを特徴とする。
【００７１】
本発明の一実施の形態によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値であり、
上記通信装置は、上記２つの成分を加算する手段を備える。
【００７２】
本発明の一実施の形態によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれが、上記２つの成分を加算するようになっており、
上記通信装置は、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれに上記２つの成分を送信する手段を備えることを特徴とする。
【００７３】
本発明のハードウェアに係る別の態様では、
本発明は、
通信システムにおいて上述の通信装置とダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信するように意図されるユーザ機器であって、
送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しい、ユーザ機器に関し、
当該ユーザ機器は、上記２つの成分を加算する手段を備えることを特徴とする。
【００７４】
上記ユーザ機器の一変形形態によると、ユーザ機器は、上記インクリメンタルタイミング進み値を記憶する手段をさらに備える。
【００７５】
さらに、本発明のハードウェアに係る別の態様では、本発明は、少なくとも１つのユーザ機器と、少なくとも１つの上述の通信装置とを含む通信システムに関する。
【００７６】
上記通信システムの一変形態様によると、
送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記通信装置は、上記２つの成分を加算する手段をさらに備える。
【００７７】
上記通信システムの別の変形によると、
送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記通信装置は、上記２つの成分を送信する手段をさらに備えることを特徴とし、上記少なくとも１つのユーザ機器は、上記２つの成分を加算する手段を備える。
【００７８】
上記通信システムの別の変形態様によると、上記少なくとも１つのユーザ機器は、上記インクリメンタルタイミング進み値を記憶する手段を備える。
【００７９】
最後に、本発明のハードウェアに係る別の態様では、
本発明は、
基地局と少なくとも１つの半二重ユーザ機器との間で交換される信号のフレームであって、当該フレームが、第１のダウンリンクサブフレームと、その後に続く少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と、その後に続くアップリンクサブフレームと、その後に続く少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間と、その後に続く第２のダウンリンクサブフレームとを含む、フレームに関し、
基地局においてアップリンクサブフレームの有効部分の先頭を同期させるためのスケジューリングされた同期時刻が規定され、
当該フレームは、
上記スケジューリングされた同期時刻が、単一アイドル期間とインクリメンタルタイミング進み値との間の差に等しい継続時間だけ、上記アップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の末尾から隔てられるようになっており、
上記単一アイドル期間が、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、上記第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームの先頭、又はその双方の、いずれかに確保され、
上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、上記単一アイドル期間の継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下であることを特徴とする。
【００８０】
本発明の特徴は、一例の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】半二重通信システムＳＹＳの概要を示す図である。
【図２】現行の技術水準による通信システムのフレームの送信を示すクロノグラムの一例である。
【図３】半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例である。
【図４】半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例である。
【図５】現行の技術水準に従ってアップリンクサブフレームを同期させるために基地局ＢＳにより使用されるタイミング進みメカニズムを示すクロノグラムである。
【図６】本発明による半二重通信システムのフレームの一例を示すクロノグラムである。
【図７】本発明による、アップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムである。
【図８】本発明による半二重通信システムＳＹＳ１の概要を示す図である。
【図９】本発明による、全二重通信システムにおいてアップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
図６は、本発明による半二重通信システムのフレームの一例を示すクロノグラムを表している。このフレームは、所定の継続時間ＴＤＬ１を有する第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１、このサブフレームの後に続く所定の継続時間ＴＵＬを有するアップリンクサブフレームＵＬ、このサブフレーム自体の後に続く所定の継続時間ＴＤＬ２を有する別のダウンリンクサブフレームＤＬ２を含む。
これらのサブフレームは、必ずしも、同じ所定の継続時間を有するとは限らないことに留意されたい。すなわち、ＴＤＬ１はＴＤＬ２と異なる場合があり、ＴＤＬ１はＴＵＬと異なる場合があり、ＴＤＬ２はＴＵＬと異なる場合がある。
【００８３】
フレームは、単一アイドル期間ＩＰを含む。この単一アイドル期間ＩＰは、少なくとも、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬとアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬとの合計に等しい。
単一アイドル期間ＩＰは、冒頭のパラグラフで説明したようにこの合計の寸法を過剰に決定することによって規定される。
この単一アイドル期間ＩＰは、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の末尾、若しくはアップリンクサブフレームＵＬの先頭、又はその双方の、いずれかから取られる。
【００８４】
フレームは、アップリンクサブフレームＵＬの末尾から取られたアイドル期間も、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の先頭から取られたアイドル期間も含まないことに留意されたい。
【００８５】
冒頭のパラグラフで上述したタイミング進みメカニズムを図６に示すフレーム構造に適用すると、すべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、基地局ＢＳにおいて時刻Ｔ’ＳＴＵＬ＝ｔ０＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰで同期して受信される。その場合、アップリンクサブフレームの有効部分の受信は、時刻ｔ０＋ＴＦ−ＴＤＬ２に終了する。
したがって、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２が一定有効継続時間ＴＥＤＬ２＝ＴＤＬ２を有するとき、時刻ｔ０＋ＴＦでのフレームの終了前に、無線周波数スイッチング及び第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の送信の双方を行うのに十分な時間は残っていない。
【００８６】
図７は、本発明によるアップリンクサブフレームの有効部分を同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムを表している。図５及び図６に示す要素の参照子であって、図７に示す要素の参照子と一致するものは、同じ要素に割り当てられている。
【００８７】
アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信の終了と、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の有効部分の送信の開始との間に十分な時間を得るために、同期時刻Ｔ’ＳＴＵＬは、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡだけ進められる。したがって、この新しい同期時刻Ｔ’’ＳＴＵＬは、ｔ０＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰ−ΔｔＡに等しい。
【００８８】
インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、スイッチングを可能にするために、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬ以上となる。
さらに、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の有効部分の送信の終了と、アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信の開始との間の継続時間ＩＰ−ΔｔＡは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬ以上となる。
したがって、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、継続時間ＩＰ−ＴＤＬＵＬ以下となる。
【００８９】
すべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分を同期時刻Ｔ’’ ＳＴＵＬに同期させるために、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、各ユーザ機器ＵＥｉでタイミング進みメカニズムを実行するのに使用されるために各タイミング進み値ΔｔＡｉに加算される。
【００９０】
本発明は、ＴＵＬＤＬとＴＤＬＵＬとの合計の寸法を過剰に決定することが、これらの継続時間の寸法を個別に過剰に決定するよりも効率的であり得るので、フレームアイドル期間継続時間ＴＩを削減することによって、スペクトル効率を改善することができる。
【００９１】
たとえば、ＴＤＬＵＬ＝４３μｓ、ＴＵＬＤＬ＝８μｓ、ＴＳＤＬ１＝７０μｓ、ＴＳＵＬ＝６０μｓであり、且つ、アイドル期間が先のサブフレームから取られるものと仮定すると、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬは７０μｓに等しくなり、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬは６０μｓに等しくなり、アイドル期間ＩＰは７０μｓに等しくなる。したがって、本発明により、フレームアイドル期間継続時間は削減される。
【００９２】
また、本発明は、ＩＰ−ΔｔＡがダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬよりも大きいときに、基地局ＢＳのカバレッジも改善することができる。これによって、基地局ＢＳは、有効セル半径Ｒよりも遠くに位置するユーザ機器と通信することが可能になる。
【００９３】
たとえば、ＴＤＬＵＬ＝４３μｓ、ＴＵＬＤＬ＝８μｓ、ＴＳＤＬ１＝４７μｓ、ＴＳＵＬ＝４５μｓであり、且つ、アイドル期間が先行するサブフレームから取られるものと仮定すると、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬは４７μｓに等しくなり、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬは４５μｓに等しくなり、アイドル期間ＩＰは９４μｓに等しくなる。
その上、ΔｔＡがＴＵＬＤＬに等しいと仮定すると、第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と、基地局におけるアップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間の継続時間は、４７μｓから９４−８＝８６μｓに増加する。
ＴＩの増加はわずかであるにもかかわらず、本発明により、基地局ＢＳのカバレッジは、３９×１０−６×３×１０８／２＝５．８５ｋｍ分改善される（式１参照）。
【００９４】
本発明の好ましい実施形態によれば、タイミング進み値ｔＡｉ及びインクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡの加算が行われ、その結果が基地局によって各ユーザ機器ＵＥｉに送信される。
【００９５】
本発明の別の実施形態によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡが、基地局によって上記ユーザ機器のそれぞれに送信される。
【００９６】
本発明の別の実施形態によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡが、上記ユーザ機器のそれぞれによって記憶される。
【００９７】
本発明の別の実施形態によれば、半二重通信システムがブロック単位の送信を可能にし、アイドル期間ＩＰは、ＴＳＤＬ１又はＴＳＵＬのいずれかであるシンボル継続時間の倍数である。
【００９８】
本発明の別の実施形態によれば、半二重通信システムがブロック単位の送信を可能にし、アイドル期間ＩＰは、第１のダウンリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間ＴＳＤＬ１の倍数と、アップリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間ＴＳＵＬの倍数との合計である。
【００９９】
図８は、本発明による半二重通信システムＳＹＳ１の概要を表している。この通信システムＳＹＳ１は、たとえば、時分割複信（ＴＤＤ）通信システム又は半二重周波数分割複信（ＨＤ ＦＤＤ）通信システムである。
通信システムＳＹＳ１は、通信装置ＢＳと、少なくとも１つのユーザ機器ＵＥｉ及び／又は少なくとも１つのユーザ機器ＵＥｊとの間で半二重通信を可能にする。通信装置ＢＳは、たとえば基地局であり、ユーザ機器ＵＥｉ及びユーザ機器ＵＥｊは、共に、たとえば移動電話又は固定ワイヤレス端末である。
【０１００】
通信装置ＢＳは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１及びＤＬ２並びにアップリンクサブフレームＵＬの通信をユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）と行うための半二重通信システムＳＹＳ１に含まれている。
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１は、通信装置ＢＳによってユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）に送信され、その後に続いて、アップリンクサブフレームＵＬが、ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）から通信装置ＢＳに送信される。次に、アップリンクサブフレームフレームＵＬ自体の後に、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２が、ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）に送信される。
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の有効部分の送信は、アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信から、少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬだけ隔てられ、上記アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信は、上記第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の有効部分の送信から、少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬだけ隔てられている。
【０１０１】
本発明によれば、上記通信装置ＢＳは、
上記第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームＵＬの先頭、又はその双方の、いずれかから取られる単一アイドル期間ＩＰを確保する手段ＦＩＰＲＭ１であって、上記単一アイドル期間ＩＰが、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬと上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬとの合計以上の継続時間を有する、手段ＦＩＰＲＭ１と、
上記ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、スケジューリングされた同期時刻Ｔ’ＳＴＵＬに受信されるように、ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）のタイミング進み値ｔＡｉ（又はｔＡｊ）を規定する手段ＴＡＭ１であって、当該スケジューリングされた同期時刻Ｔ’ＳＴＵＬは、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から、上記単一アイドル期間ＩＰの継続時間だけ隔てられるようになっている、手段ＴＡＭ１と、
ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）のタイミング進み値ｔＡｉ（又はｔＡｊ）に対するインクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡを規定する手段ＩＡＴＭであって、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡが、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬ以上であり、且つ、上記単一アイドル期間ＩＰの継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬとの間の差以下である、手段ＩＡＴＭと
を備える。
【０１０２】
本発明の一実施形態によれば、通信装置ＢＳは、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡをユーザ機器の一方ＵＥｉのタイミング進み値ｔＡｉに加算する手段ＡＤＭを備える。
【０１０３】
本発明の一実施形態によれば、通信装置ＢＳは、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡを送信する手段を備える。
【０１０４】
ユーザ機器ＵＥｊは、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡをタイミング進み値ｔＡｊに加算する手段ＡＤＭを備える。
【０１０５】
図９は、本発明による、全二重通信システムにおいてアップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムを表している。
【０１０６】
全二重通信では、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームが同時に送信される。その上、同じ継続時間ＴＤＬを有する一組のダウンリンクサブフレームＤＬ及び一組のアップリンクサブフレームＵＬとして図９に示されるフレームには、アイドル期間が確保されない。
【０１０７】
全二重通信システムでは、各ユーザ機器ＵＥｉによって送信されるアップリンクサブフレームの先頭は、タイミング進みメカニズムによって同時刻に受信される。
【０１０８】
本発明によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、各ユーザ機器でタイミング進みメカニズムを実行するのに使用されるために各タイミング進み値ΔｔＡｉに加算される。
【０１０９】
これは、アイドル期間（ＩＰ−ΔｔＡ）が、（半二重通信において）ダウンリンクサブフレームＤＬにのみ確保されるときに有利である。その理由は、その場合に、全二重通信又は半二重通信のいずれかを使用してすべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が同じ時刻Ｔ’’ＳＴＵＬに同期され、基地局ＢＳにおける復号性能の増加を提供するからである。
たとえば、ＯＦＤＭベースの送信等の周波数多重ベースの送信が使用されるときは、通例、基地局ＢＳに存在するアップリンクサブフレームを復号するのに、複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が必要とされる。本発明によれば、アップリンクサブフレームがすべて同時刻に同期されるので、時刻Ｔ’’ＳＴＵＬに受信機端に存在する各アップリンクサブフレームから情報を取り出すのに必要とされるＦＦＴは１つだけである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つのユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法に関する。また、本発明は、そのハードウェアに係る態様では、通信装置、ユーザ機器、及び半二重通信システムに関する。最後に、本発明は、半二重通信システムのフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、たとえば、時分割複信（ＴＤＤ）通信システム又は半二重周波数分割複信（ＨＤ ＦＤＤ）通信システムであり得る半二重通信システムＳＹＳの概要を表している。この通信システムＳＹＳは、基地局ＢＳと半二重ユーザ機器ＵＥｉ（ｉ＝１，２）との間で半二重通信を可能にする。これ以降、当該半二重ユーザ機器は、ユーザ機器と呼ばれ、基地局ＢＳから異なる距離に位置することができる。図１に示す例では、ユーザ機器ＵＥ１は、ユーザ機器ＵＥ２よりも基地局ＢＳに近い。
【０００３】
基地局ＢＳには、ダウンリンクサブフレームＤＬ１及びＤＬ２をユーザ機器ＵＥｉに送信する通信手段（図１に図示せず）、及び、それらのユーザ機器からアップリンクサブフレームＵＬを受信する通信手段（図１に図示せず）が備えられている。また、基地局ＢＳは、フレームアイドル期間確保（frame idle periods reservation）を規定する手段（ＦＩＰＲＭ）及びタイミング進み手段（timing advance means）（ＴＡＭ）も含む。ＦＩＰＲＭの機能は後に説明される。ＴＡＭは、同様に後に説明されるタイミング進みメカニズムを実施する。
【０００４】
基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の半二重通信の期間中、ダウンリンクサブフレームＤＬ１は、基地局ＢＳによってユーザ機器ＵＥｉに送信される。この送信の後には、このユーザ機器ＵＥｉによって基地局ＢＳに送信されるアップリンクサブフレームＵＬｉの送信が続く。これ以降、ＵＬという表記を、アップリンクサブフレームを送信するユーザ機器ＵＥｉから独立して、アップリンクサブフレームを示すのに使用する。
次に、アップリンクサブフレームＵＬｉの送信の後には、別のダウンリンクサブフレームＤＬ２の送信が続く。これ以降、ダウンリンクサブフレームＤＬ１の後にアップリンクサブフレームＵＬｉが続き、その後にダウンリンクサブフレームＤＬ２が続く一連のものをフレームと呼ぶ。
【０００５】
図２は、現行の技術水準による半二重通信システムのフレームの送信を示すクロノグラムを表している。フレームは、所定の継続時間ＴＤＬ１を有するダウンリンクサブフレームＤＬ１、このサブフレームの後に続く所定の継続時間ＴＵＬを有するアップリンクサブフレームＵＬ、及びこのサブフレーム自体の後に続く所定の継続時間ＴＤＬ２を有する別のダウンリンクサブフレームＤＬ２を含む。
これらのサブフレームは、必ずしも、同じ所定の継続時間を有するとは限らないことに留意されたい。すなわち、ＴＤＬ１はＴＤＬ２と異なる場合があり、ＴＤＬ１はＴＵＬと異なる場合があり、ＴＤＬ２はＴＵＬと異なる場合がある。
【０００６】
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の送信が時刻ｔ０で開始するとき、ユーザ機器ＵＥｉでのダウンリンクサブフレームＤＬ１の受信は、基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の距離に応じて、時刻ｔｉで開始する。
【０００７】
２つの連続したサブフレーム間の干渉を回避し、連続したサブフレームの受信及び送信を同時に行うようにするいかなる要件も半二重の基地局ＢＳ及びユーザ機器ＵＥｉに課すことを回避するために、フレームの２つの連続したサブフレームの各送信の間には、ＦＩＰＲＭ手段によって、通例、アイドル期間が確保される。
現行の技術水準によれば、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間と呼ばれるアイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１とアップリンクサブフレームＵＬとの間に規定され、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間と呼ばれる別のアイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、アップリンクサブフレームＵＬとダウンリンクサブフレームＤＬ２との間に規定される。
その結果、フレームに組み込まれたシンボル(symbol)が送信される有効送信継続時間ＴＥは、そのフレームの全送信継続時間ＴＦよりも短い。したがって、あらかじめ定められた一定の値である全フレーム送信継続時間ＴＦは、以下の式によって定義される。
【０００８】
【数１】
【０００９】
ここで、ＴＩは、基地局ＢＳが非アクティブであるフレームアイドル期間継続時間である。フレームアイドル期間継続時間ＴＩは、フレーム内に確保されたアイドル期間継続時間の合計である。
有効送信継続時間ＴＥは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴＥＤＬ１と、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴＥＵＬと、ダウンリンクサブフレームＤＬ２に組み込まれたシンボルの有効送信継続時間ＴＥＤＬ２との合計である。
【００１０】
２つの連続したサブフレームを送信する間のアイドル期間（ＩＰＤＬＵＬ又はＩＰＵＬＤＬ）は、各ユーザ機器との通信において基地局ＢＳが各ユーザ機器との通信を正しく管理できるようにするために、このアイドル期間の所要最小アイドル継続時間（required minimum idle duration）を定義するいくつかの要件を順守することになる。
これらの要件は、ダウンリンクサブフレームの後にアップリンクサブフレームが続くサブフレームの送信シナリオ（ＤＬ／ＵＬシナリオ）、又はアップリンクサブフレームの後にダウンリンクサブフレームが続くサブフレームのシナリオ（ＵＬ／ＤＬシナリオ）のいずれかに依存する。
【００１１】
基地局ＢＳは、ユーザ機器ＵＥｉによって送信されたアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分を基地局ＢＳが受信するためのスケジューリングされた開始時刻前の所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬの期間中は、ユーザ機器ＵＥｉに送信できない。
これ以降、この所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と呼ばれる。
基地局ＢＳがその期間中ユーザ機器ＵＥｉに対してアクティブでないこのダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の伝搬時間Ｔｐｒｏｐを２倍したものに、ユーザ機器ＵＥｉが受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続時間ＴＲＴＵＥを加えたものよりも長くなければならない。
ＴＲＴＵＥは、無線周波数デバイススイッチング継続時間だけでなく、次のアップリンク送信を適合させるためにダウンリンク制御情報の即時処理を可能にするいくつかの追加マージンも含む場合があることに留意されたい。
したがって、最大値２×Ｔｐｒｏｐ−ｍａｘが、基地局ＢＳと、基地局ＢＳによってカバーされるセルの境界に位置するユーザ機器ＵＥｍａｘとの間のラウンドトリップ遅延であるとき、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、以下の式によって、近似的にセル半径に従って寸法が決定される。
【００１２】
【数２】
【００１３】
ここで、ｃは光の速度（celerity of the light）であり、Ｒは有効セル半径である。
【００１４】
有効セル半径Ｒは、シャドウフェージングの変動が増加するにつれて増加する。場合によっては、チャネルの遅延広がりを追加しなければならないことに留意されたい。
【００１５】
その上、基地局ＢＳは、無線周波数スイッチング（注記：ここでは、対になっていないスペクトルで動作する半二重基地局が仮定されている；全二重基地局は無線周波数スイッチング継続時間を有しない）を可能にするために、基地局ＢＳがアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分を受信するためのスケジューリングされた終了時刻の後の所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの期間中は、ユーザ機器ＵＥｉに送信できない。
これ以降、この所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間と呼ばれる。
図２に示すように、基地局がその期間中アクティブでないアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、図２に示すように、基地局ＢＳが受信モードから送信モードにスイッチングするためのスイッチング継続時間ＴＲＴＢＳよりも長くなければならない。
ＴＴＲＵＥは、ユーザ機器ＵＥｉのスイッチング継続時間であり、これは、図２の場合、継続時間ＴＲＴＢＳよりも大きい。
ＴＲＴＢＳは、無線周波数スイッチング継続時間だけでなく、次のダウンリンク送信を適合させるためにアップリンク制御情報の即時処理を可能にするためのいくつかの追加マージンも含む場合があることに留意されたい。
【００１６】
したがって、ユーザ機器スイッチング継続時間ＴＴＲＵＥ及び基地局ＢＳスイッチング継続時間ＴＲＴＢＳ並びに伝搬遅延Ｔｐｒｏｐの関数であるアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、以下の式によって定義される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
Ｔｐｒｏｐが増加するにつれて、ＴＵＬＤＬに対するユーザ機器ＵＥｉのスイッチング継続時間のどの影響も削減される。
実際には、通信システムは、Ｔｐｒｏｐ≒０に至るまでを含めて、Ｔｐｒｏｐの値の範囲を処理する必要があり、その結果、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、ユーザ機器ＵＥｉスイッチング継続時間又は基地局ＢＳスイッチング継続時間の最大値によって設定される。
しかしながら、これらのスイッチング継続時間は、無視できるものと予想される。
（１）及び（２）から、ＴＤＬＵＬよりもはるかに短いＴＵＬＤＬを有することができる。
実際には、セル半径Ｒが５ｋｍに等しい場合に、ＴＵＬＤＬは通例８μｓに近く、ＴＤＬＵＬは通例３０μｓに近い。
【００１９】
たとえば、サイクリックプレフィックスを有する若しくは有しない直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調技法、インターリーブド周波数分割多元接続（Interleaved Frequency Division Multiple Access）（ＩＦＤＭＡ）やＤＦＴ拡散ＯＦＤＭのような単一搬送波周波数領域多元接続（Single-Carrier Frequency Domain Multiple Access）（ＳＣ−ＦＤＭＡ）技法、又は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ベースの技法を使用して、ブロック単位の送信が半二重通信システムＳＹＳで行われるときに、データのブロック構造は、アイドル期間の寸法決定に有利に考慮することができる。
たとえば、各アイドル期間は、シンボル継続時間（アップリンクサブフレーム又はダウンリンクサブフレームのいずれかによって運ばれるシンボルの継続時間）の倍数として選ぶことができる。なお、シンボルは、サンプルのブロックである（たとえば、ＯＦＤＭシンボルは、サイクリックプレフィックスを含み、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、サイクリックプレフィックスを含む等）。
アップリンクサブフレーム及びダウンリンクサブフレームは、シンボルの倍数から構成されるので、アイドル期間の確保によって、同じリンクのサブフレーム間で同じ送信パラメータ（たとえば、サンプリング周波数、ＦＦＴサイズ、サイクリックプレフィックスの長さ等）を保ちながら、セル範囲に関して各アイドル期間をそれぞれ適合させることが可能になる。
これは、アイドル期間がサブフレームの通信中に必要とされないときに、これらのアイドル期間をシンボルに置き換えることができるので有利である。さらに、ブロック単位の送信が全二重送信にも使用されているときは、半二重と全二重との間の共通性がより高く保証される。
【００２０】
通例、（１）及び（２）で与えられる所要最小アイドル継続時間は、シンボル継続時間の倍数と正確には一致しない場合がある。これは、アイドル期間の寸法を過剰に決定することにつながる。すなわち、その所要最小アイドル継続時間から規定すべき各アイドル期間について、その所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、シンボル継続時間の倍数である最小アイドル期間を見つけることにつながる。
【００２１】
大まかに言えば、アイドル期間は、図３及び図４においてより正確に示すように、ダウンリンクサブフレーム、若しくはアップリンクサブフレーム、又はその双方、のいずれかから取ることができる。
【００２２】
図３及び図４は、半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例を表している。
【００２３】
ダウンリンク／アップリンクアイドル継続時間ＩＰＤＬＵＬは、図３ａに示すように先行するダウンリンクサブフレームＤＬ１、若しくは図３ｂに示すように次のアップリンクサブフレーム、又は図３ｃに示すようにその双方、のいずれかに確保することができる。
【００２４】
アイドル期間ＩＰＤＬＵＬがダウンリンクサブフレームＤＬ１から取られるときは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルは、図３ａに示すように、有効送信継続時間ＴＥＤＬ１の期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルの継続時間ＴＳＤＬ１に従った、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、
【００２５】
【数４】
【００２６】
により与えられる。ここで、
【００２７】
【数５】
【００２８】
は、ｘよりも大きな最小の整数を規定する。
【００２９】
或いは、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬがアップリンクサブフレームＵＬから取られるときは、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、図３ｂに示すように、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びアップリンクシンボル継続時間ＴＳＵＬに従った、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、
【００３０】
【数６】
【００３１】
により与えられる。
【００３２】
或いは、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬがダウンリンクサブフレームＤＬ１及びアップリンクサブフレームＵＬの双方から取られるときは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１から取られたダウンリンク／アップリンク所要継続時間Ｔ１ＤＬＵＬと、アップリンクサブフレームＵＬから取られたダウンリンク／アップリンク所要継続時間Ｔ２ＤＬＵＬとの合計に等しい。
したがって、図３ｃに示すように、ダウンリンクサブフレームＤＬ１に組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＤＬ１の期間中にのみ送信され、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中にのみ送信される。
上述した要件、並びに、ダウンリンクサブフレームＤＬ１のアイドル期間の部分のダウンリンクシンボル継続時間ＴＳＤＬ１、及びアップリンクサブフレームのアイドル期間の部分のアップリンクシンボル継続時間ＴＳＵＬに従った、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬは、
【００３３】
【数７】
【００３４】
により与えられる。
【００３５】
アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬも、（図４ａに示すように）先行するアップリンクサブフレーム、若しくは（図４ｂに示すように）次のダウンリンクサブフレーム、又は（図４ｃに示すように）双方、のいずれかから取ることもできる。
【００３６】
アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬがアップリンクサブフレームＵＬから取られるときは、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、図４ａに示すように、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及び継続時間ＴＳＵＬに従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、
【００３７】
【数８】
【００３８】
により与えられる。
【００３９】
或いは、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬがダウンリンクサブフレームＤＬ２から取られるときは（図４ｂ参照）、ダウンリンクサブフレームＤＬ２に組み込まれたシンボルは、図４ｂに示すように、有効送信継続時間ＴＥＤＬ２の期間中にのみ送信される。
その場合、上述した要件及びダウンリンクシンボル継続時間ＴＳＤＬ２に従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、
【００４０】
【数９】
【００４１】
により与えられる。
【００４２】
或いは、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬがダウンリンクサブフレームＤＬ２及びアップリンクサブフレームＵＬの双方から取られるときは、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬは、アップリンクサブフレームＵＬから取られたアップリンク／ダウンリンク所要継続時間Ｔ１ＵＬＤＬと、ダウンリンクサブフレームＤＬ２から取られたアップリンク／ダウンリンク所要継続時間Ｔ２ＵＬＤＬとの合計に等しい。
図４ｃに示すように、ダウンリンクサブフレームＤＬ２に組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＤＬ２の期間中にのみ送信され、アップリンクサブフレームＵＬに組み込まれたシンボルは、有効送信継続時間ＴＥＵＬの期間中に送信される。
上述した要件、並びに、アップリンクサブフレームＵＬのアイドル期間の部分のアップリンクシンボル継続時間ＴＳＵＬ、及びダウンリンクサブフレームＤＬ２のアイドル期間の部分のダウンリンクシンボル継続時間ＴＳＤＬ２に従った、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬの適した寸法決定を考慮することによって、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬは、
【００４３】
【数１０】
【００４４】
により与えられる。
【００４５】
アイドル期間は、図３に示す１つの構成と図４に示す１つの構成とを組み合わせたものを使用してフレームに確保される。
たとえば図３ａに示す構成のように、図３の構成がアップリンクサブフレームＵＬの有効継続時間を全継続時間ＴＵＬに等しくなるように規定するときは、この有効送信継続時間は、たとえば図４ａに示す構成のように、アイドル期間ＩＰＵＬＤＬ（又はその一部）がアップリンクサブフレームＵＬの最後に確保されることを図４の構成が規定する場合に、削減されることに留意されたい。
【００４６】
アイドル期間ＩＰＤＬＵＬ及びＩＰＵＬＤＬの検討されている確保が何であっても、ダウンリンクサブフレーム及び／又はアップリンクサブフレームの全通信継続時間のいくつかの部分は、アイドル期間の寸法を過剰に決定することによって失われる。
その結果、特に、大きなシンボル継続時間ＴＳＤＬ１，ＴＳＤＬ２，及び／又はＴＳＵＬの場合に、有効送信継続時間ＴＥが大幅に減少するおそれがある。
【００４７】
通例、アイドル期間確保とは独立して、各ユーザ機器ＵＥｉによって送信されたアップリンクサブフレームＵＬの有効部分は、基地局ＢＳにおいて同期させるために、すべて同じ時刻に受信される。この時刻は、アップリンクサブフレームの同期時刻と呼ばれる。
これによって、基地局の処理が最適化される。
ユーザ機器ＵＥｉは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１の受信の開始時刻ｔ１、有効ダウンリンクサブフレーム継続時間ＴＥＤＬ１、及びアイドル期間ＩＰＤＬＵＬの継続時間のみを知っており、したがって、時刻ｔｉ＋ＴＥＤＬ１＋ＴＲＴＵＥにアップリンクサブフレームＵＬの有効部分を送信すると仮定される。
図２に示すように、時刻ｔｉは基地局ＢＳとユーザ機器ＵＥｉとの間の距離の関数であるので、時刻ｔｉ＋ＴＥＤＬ１＋ＴＲＴＵＥにそのアップリンクサブフレームＵＬの有効部分を送信したのでは、同期時刻において基地局ですべてのアップリンクサブフレームを同期させることは可能でない。そのために、タイミング進み手段ＴＡＭが使用される。
【００４８】
図５は、現行の技術水準に従ってアップリンクサブフレームを同期させるために基地局ＢＳにより使用されるタイミング進みメカニズムを示すクロノグラムを表している。
【００４９】
ユーザ機器の観点からすれば、タイミング位置合わせメカニズムの本質は、ユーザ機器ＵＥｉによるアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分の送信の開始前で、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の受信の終了後に、一定の時間量を待つことにある。
これは、基地局ＢＳにおいて、ユーザ機器ＵＥｉから送信されるアップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分の受信開始時刻ＴＳＴＵＬを、このメカニズムを同様に実行する他のユーザ機器によって送信されるアップリンクサブフレームの有効部分の受信開始時刻と共に位置合わせするためである。
このタイミング位置合わせメカニズムも、タイミング進みメカニズムと呼ばれる。
【００５０】
このようなメカニズムでは、ユーザ機器ＵＥｉは、以下の式によって規定された基準時刻からタイミング進み値ｔＡｉだけ進められた時刻に、自身のアップリンクサブフレームＵＬｉを送信する。
【００５１】
【数１１】
【００５２】
そのために、基地局ＢＳは、各ユーザ機器ＵＥｉにタイミング進み値ｔＡｉを送信し、各ユーザ機器ＵＥｉは、このタイミング進み値ｔＡｉから、アップリンクサブフレームＵＬｉの有効部分の送信を開始することになる時刻を定める。
したがって、タイミング進みメカニズムは、このようなタイミング進み値ｔＡｉを規定するために、基地局ＢＳから各ユーザ機器ＵＥｉまでの伝搬遅延を基地局ＢＳで推定することを要する。
したがって、図５に示すように、ユーザ機器ＵＥ１は、時刻ｔｉ＝１＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰＤＬＵＬ−ｔＡ１に自身のアップリンクサブフレームＵＬ１の有効部分を送信し、基地局ＢＳからより遠距離に位置するユーザ機器ＵＥ２は、時刻ｔｉ＝２＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰＤＬＵＬ−ｔＡ２に自身のアップリンクサブフレームＵＬ２の有効部分を送信する。
【００５３】
ブロック単位の送信では、タイミング進み値は、シンボル継続時間のごく一部となる場合がある。
【００５４】
上述したように、有効送信継続時間ＴＥは、アイドル期間ＩＰＤＬＵＬ及びＩＰＵＬＤＬの寸法を過剰に決定することによって大幅に削減されるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２１３８５５号公報
【００５６】
本発明は、半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つの半二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法を開示することにより、この課題を解決することを意図しており、
当該方法は、
第１の送信ステップであって、当該第１の送信ステップの期間中に、第１のダウンリンクサブフレームが、基地局によって上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第１の送信ステップと、
上記第１の送信ステップの後に続く受信ステップであって、当該受信ステップの期間中に、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームが、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間に規定される少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間の後に、上記基地局によって受信されることが期待される、受信ステップと、
上記受信ステップの後に続く第２の送信ステップであって、当該第２の送信ステップの期間中に、第２のダウンリンクサブフレームが、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の終了と上記第２のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の開始との間に規定される少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間の後に、基地局によって上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第２の送信ステップと、
タイミング進み値規定ステップであって、当該タイミング進み値規定ステップの期間中に、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、同じスケジューリングされた同期時刻に受信されるように、タイミング進み値が上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれについて規定されると、タイミング進み値が上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれに送信される、タイミング進み値規定ステップと
を含み、
当該方法は、
上記スケジューリングされた同期時刻が、単一アイドル期間(single idle period)とインクリメンタルタイミング進み値（incremental timing advance value）との間の差に等しい継続時間だけ、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から隔てられるようになっており、
上記単一アイドル期間が、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、上記第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームの先頭、又はその双方、のいずれかに確保され、
上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、上記単一アイドル期間の継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下であることを特徴とする。
【００５７】
この方法は、所要最小アップリンク／ダウンリンクアイドル継続時間の寸法を個別に過剰決定することを回避し、そのようにして有効送信継続時間若しくは基地局のカバレッジ(coverage)又はその双方のいずれかを増加するので、有利である。
【００５８】
本発明の別の態様によると、
上記通信システムは、上記基地局と少なくとも１つの全二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを全二重でも通信するようになっており、
当該方法は、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器が、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が上記スケジューリングされた同期時刻に受信されるように、上記タイミング進み値規定ステップの期間中に規定されたタイミング進み値を基地局によって通知されることを特徴とする。
【００５９】
これは、たとえば、上記単一アイドル期間が、（半二重通信において）ダウンリンクサブフレームにのみ確保されるときに有利である。その理由は、その場合に、全二重通信又は半二重通信のいずれかを使用してすべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、同じ時刻に同期され、基地局ＢＳにおける復号性能の増加を提供するからである。
【００６０】
本発明の別の態様によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
当該方法は、上記２つの成分の合計が基地局によって実行されることを特徴とする。
【００６１】
これは、ユーザ機器が上記加算の計算のためにバッテリーや計算能力等の資源を消費することを回避するので有利である。
【００６２】
本発明の別の態様によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記２つの成分の加算が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって計算され、
当該方法は、上記２つの成分が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されることを特徴とする。
【００６３】
これは、基地局が上記加算の計算をサポートすることを回避し、通信中に上記インクリメンタルタイミング進み値が動的に進化(dynamic evolution)することを可能にするので有利である。
【００６４】
本発明の別の態様によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記２つの成分の加算が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって計算され、
当該方法は、上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のメモリから得られることを特徴とする。
【００６５】
これは、基地局が上記インクリメンタルタイミング進み値を複数回送信することを回避するので有利である。
【００６６】
上記半二重通信システムは、ブロック単位の送信を可能にし、上記単一アイドル期間は、シンボル継続時間の倍数である。
【００６７】
これは、アイドル期間がサブフレームの通信中に必要とされないときに、これらのアイドル期間を制御シンボル又はデータシンボルに置き換えることができるので、有利である。さらに、ブロック単位の送信を全二重送信にも使用することができるときは、半二重と全二重との間の共通性がより高く保証される。
【００６８】
本発明の別の態様によると、上記半二重通信システムは、ブロック単位の送信を可能にし、上記単一アイドル期間は、上記第１のダウンリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間の倍数と、上記アップリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間の倍数との合計であることを特徴とする。
【００６９】
本発明の一ハードウェアに係る態様によると、
本発明はまた、
通信システムの少なくとも１つの半二重ユーザ機器とダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームの通信を行う上記通信システムに含まれる通信装置であって、
当該通信装置は、
第１のダウンリンクサブフレームを上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信し、
上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間に規定される少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間の後に、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームを受信し、
上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の終了と第２のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の開始との間に規定される少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間の後に、上記第２のダウンリンクサブフレームを上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信し、且つ、
上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、同じスケジューリングされた同期時刻に受信されるように、タイミング進み値が上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれについて規定されると、タイミング進み値を上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれに送信するように意図される、通信装置に関し、
上記通信装置は、
上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から、単一アイドル期間とインクリメンタルタイミング進み値との間の差に等しい継続時間だけ隔てられるように、上記スケジューリングされた同期時刻を規定する手段であって、
上記単一アイドル期間が、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、上記単一アイドル期間の継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下である、上記スケジューリングされた同期時刻を規定する手段と、
上記第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームの先頭、又はその双方、のいずれかに上記単一アイドル期間を確保する手段と
を備えることを特徴とする。
【００７０】
本発明の別の態様によると、
上記通信装置は、上記通信装置と少なくとも１つの全二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを全二重でも通信するようになっており、
当該通信装置は、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、上記スケジューリングされた同期時刻に受信されるように、上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれにタイミング進み値を通知する手段を備えることを特徴とする。
【００７１】
本発明の一実施の形態によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値であり、
上記通信装置は、上記２つの成分を加算する手段を備える。
【００７２】
本発明の一実施の形態によると、
上記半二重ユーザ機器又は上記全二重ユーザ機器のそれぞれに送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれが、上記２つの成分を加算するようになっており、
上記通信装置は、上記少なくとも１つの半二重ユーザ機器又は上記少なくとも１つの全二重ユーザ機器のそれぞれに上記２つの成分を送信する手段を備えることを特徴とする。
【００７３】
本発明のハードウェアに係る別の態様では、
本発明は、
通信システムにおいて上述の通信装置とダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信するように意図されるユーザ機器であって、
送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しい、ユーザ機器に関し、
当該ユーザ機器は、上記２つの成分を加算する手段を備えることを特徴とする。
【００７４】
上記ユーザ機器の一変形形態によると、ユーザ機器は、上記インクリメンタルタイミング進み値を記憶する手段をさらに備える。
【００７５】
さらに、本発明のハードウェアに係る別の態様では、本発明は、少なくとも１つのユーザ機器と、少なくとも１つの上述の通信装置とを含む通信システムに関する。
【００７６】
上記通信システムの一変形態様によると、
送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記通信装置は、上記２つの成分を加算する手段をさらに備える。
【００７７】
上記通信システムの別の変形によると、
送信されたタイミング進み値は、２つの成分によって規定され、これらの２つの成分の合計が、上記タイミング進み値に等しく、これらの２つの成分の一方が、上記インクリメンタルタイミング進み値に等しく、
上記通信装置は、上記２つの成分を送信する手段をさらに備えることを特徴とし、上記少なくとも１つのユーザ機器は、上記２つの成分を加算する手段を備える。
【００７８】
上記通信システムの別の変形態様によると、上記少なくとも１つのユーザ機器は、上記インクリメンタルタイミング進み値を記憶する手段を備える。
【００７９】
最後に、本発明のハードウェアに係る別の態様では、
本発明は、
基地局と少なくとも１つの半二重ユーザ機器との間で交換される信号のフレームであって、当該フレームが、第１のダウンリンクサブフレームと、その後に続く少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と、その後に続くアップリンクサブフレームと、その後に続く少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間と、その後に続く第２のダウンリンクサブフレームとを含む、フレームに関し、
基地局においてアップリンクサブフレームの有効部分の先頭を同期させるためのスケジューリングされた同期時刻が規定され、
当該フレームは、
上記スケジューリングされた同期時刻が、単一アイドル期間とインクリメンタルタイミング進み値との間の差に等しい継続時間だけ、上記アップリンクサブフレームの有効部分の先頭が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の末尾から隔てられるようになっており、
上記単一アイドル期間が、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間と上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間との合計以上の継続時間を有し、上記第１のダウンリンクサブフレームの末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームの先頭、又はその双方の、いずれかに確保され、
上記インクリメンタルタイミング進み値が、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間以上であり、且つ、上記単一アイドル期間の継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間との間の差以下であることを特徴とする。
【００８０】
本発明の特徴は、一例の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】半二重通信システムＳＹＳの概要を示す図である。
【図２】現行の技術水準による通信システムのフレームの送信を示すクロノグラムの一例である。
【図３】半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例である。
【図４】半二重通信システムＳＹＳのフレームアイドル期間確保を示すクロノグラムの例である。
【図５】現行の技術水準に従ってアップリンクサブフレームを同期させるために基地局ＢＳにより使用されるタイミング進みメカニズムを示すクロノグラムである。
【図６】本発明による半二重通信システムのフレームの一例を示すクロノグラムである。
【図７】本発明による、アップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムである。
【図８】本発明による半二重通信システムＳＹＳ１の概要を示す図である。
【図９】本発明による、全二重通信システムにおいてアップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
図６は、本発明による半二重通信システムのフレームの一例を示すクロノグラムを表している。このフレームは、所定の継続時間ＴＤＬ１を有する第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１、このサブフレームの後に続く所定の継続時間ＴＵＬを有するアップリンクサブフレームＵＬ、このサブフレーム自体の後に続く所定の継続時間ＴＤＬ２を有する別のダウンリンクサブフレームＤＬ２を含む。
これらのサブフレームは、必ずしも、同じ所定の継続時間を有するとは限らないことに留意されたい。すなわち、ＴＤＬ１はＴＤＬ２と異なる場合があり、ＴＤＬ１はＴＵＬと異なる場合があり、ＴＤＬ２はＴＵＬと異なる場合がある。
【００８３】
フレームは、単一アイドル期間ＩＰを含む。この単一アイドル期間ＩＰは、少なくとも、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬとアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬとの合計に等しい。
単一アイドル期間ＩＰは、冒頭のパラグラフで説明したようにこの合計の寸法を過剰に決定することによって規定される。
この単一アイドル期間ＩＰは、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の末尾、若しくはアップリンクサブフレームＵＬの先頭、又はその双方の、いずれかから取られる。
【００８４】
フレームは、アップリンクサブフレームＵＬの末尾から取られたアイドル期間も、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の先頭から取られたアイドル期間も含まないことに留意されたい。
【００８５】
冒頭のパラグラフで上述したタイミング進みメカニズムを図６に示すフレーム構造に適用すると、すべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、基地局ＢＳにおいて時刻Ｔ’ＳＴＵＬ＝ｔ０＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰで同期して受信される。その場合、アップリンクサブフレームの有効部分の受信は、時刻ｔ０＋ＴＦ−ＴＤＬ２に終了する。
したがって、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２が一定有効継続時間ＴＥＤＬ２＝ＴＤＬ２を有するとき、時刻ｔ０＋ＴＦでのフレームの終了前に、無線周波数スイッチング及び第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の送信の双方を行うのに十分な時間は残っていない。
【００８６】
図７は、本発明によるアップリンクサブフレームの有効部分を同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムを表している。図５及び図６に示す要素の参照子であって、図７に示す要素の参照子と一致するものは、同じ要素に割り当てられている。
【００８７】
アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信の終了と、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の有効部分の送信の開始との間に十分な時間を得るために、同期時刻Ｔ’ＳＴＵＬは、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡだけ進められる。したがって、この新しい同期時刻Ｔ’’ＳＴＵＬは、ｔ０＋ＴＥＤＬ１＋ＩＰ−ΔｔＡに等しい。
【００８８】
インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、スイッチングを可能にするために、アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬ以上となる。
さらに、第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の有効部分の送信の終了と、アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信の開始との間の継続時間ＩＰ−ΔｔＡは、ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬ以上となる。
したがって、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、継続時間ＩＰ−ＴＤＬＵＬ以下となる。
【００８９】
すべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分を同期時刻Ｔ’’ ＳＴＵＬに同期させるために、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、各ユーザ機器ＵＥｉでタイミング進みメカニズムを実行するのに使用されるために各タイミング進み値ΔｔＡｉに加算される。
【００９０】
本発明は、ＴＵＬＤＬとＴＤＬＵＬとの合計の寸法を過剰に決定することが、これらの継続時間の寸法を個別に過剰に決定するよりも効率的であり得るので、フレームアイドル期間継続時間ＴＩを削減することによって、スペクトル効率を改善することができる。
【００９１】
たとえば、ＴＤＬＵＬ＝４３μｓ、ＴＵＬＤＬ＝８μｓ、ＴＳＤＬ１＝７０μｓ、ＴＳＵＬ＝６０μｓであり、且つ、アイドル期間が先のサブフレームから取られるものと仮定すると、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬは７０μｓに等しくなり、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬは６０μｓに等しくなり、アイドル期間ＩＰは７０μｓに等しくなる。したがって、本発明により、フレームアイドル期間継続時間は削減される。
【００９２】
また、本発明は、ＩＰ−ΔｔＡがダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬよりも大きいときに、基地局ＢＳのカバレッジも改善することができる。これによって、基地局ＢＳは、有効セル半径Ｒよりも遠くに位置するユーザ機器と通信することが可能になる。
【００９３】
たとえば、ＴＤＬＵＬ＝４３μｓ、ＴＵＬＤＬ＝８μｓ、ＴＳＤＬ１＝４７μｓ、ＴＳＵＬ＝４５μｓであり、且つ、アイドル期間が先行するサブフレームから取られるものと仮定すると、ダウンリンク／アップリンクアイドル期間ＩＰＤＬＵＬは４７μｓに等しくなり、アップリンク／ダウンリンクアイドル期間ＩＰＵＬＤＬは４５μｓに等しくなり、アイドル期間ＩＰは９４μｓに等しくなる。
その上、ΔｔＡがＴＵＬＤＬに等しいと仮定すると、第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了と、基地局におけるアップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始との間の継続時間は、４７μｓから９４−８＝８６μｓに増加する。
ＴＩの増加はわずかであるにもかかわらず、本発明により、基地局ＢＳのカバレッジは、３９×１０−６×３×１０８／２＝５．８５ｋｍ分改善される（式１参照）。
【００９４】
本発明の好ましい実施形態によれば、タイミング進み値ｔＡｉ及びインクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡの加算が行われ、その結果が基地局によって各ユーザ機器ＵＥｉに送信される。
【００９５】
本発明の別の実施形態によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡが、基地局によって上記ユーザ機器のそれぞれに送信される。
【００９６】
本発明の別の実施形態によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡが、上記ユーザ機器のそれぞれによって記憶される。
【００９７】
本発明の別の実施形態によれば、半二重通信システムがブロック単位の送信を可能にし、アイドル期間ＩＰは、ＴＳＤＬ１又はＴＳＵＬのいずれかであるシンボル継続時間の倍数である。
【００９８】
本発明の別の実施形態によれば、半二重通信システムがブロック単位の送信を可能にし、アイドル期間ＩＰは、第１のダウンリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間ＴＳＤＬ１の倍数と、アップリンクサブフレームに組み込まれたシンボルの継続時間ＴＳＵＬの倍数との合計である。
【００９９】
図８は、本発明による半二重通信システムＳＹＳ１の概要を表している。この通信システムＳＹＳ１は、たとえば、時分割複信（ＴＤＤ）通信システム又は半二重周波数分割複信（ＨＤ ＦＤＤ）通信システムである。
通信システムＳＹＳ１は、通信装置ＢＳと、少なくとも１つのユーザ機器ＵＥｉ及び／又は少なくとも１つのユーザ機器ＵＥｊとの間で半二重通信を可能にする。通信装置ＢＳは、たとえば基地局であり、ユーザ機器ＵＥｉ及びユーザ機器ＵＥｊは、共に、たとえば移動電話又は固定ワイヤレス端末である。
【０１００】
通信装置ＢＳは、ダウンリンクサブフレームＤＬ１及びＤＬ２並びにアップリンクサブフレームＵＬの通信をユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）と行うための半二重通信システムＳＹＳ１に含まれている。
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１は、通信装置ＢＳによってユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）に送信され、その後に続いて、アップリンクサブフレームＵＬが、ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）から通信装置ＢＳに送信される。次に、アップリンクサブフレームフレームＵＬ自体の後に、第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２が、ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）に送信される。
第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の有効部分の送信は、アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信から、少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬだけ隔てられ、上記アップリンクサブフレームＵＬの有効部分の受信は、上記第２のダウンリンクサブフレームＤＬ２の有効部分の送信から、少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬだけ隔てられている。
【０１０１】
本発明によれば、上記通信装置ＢＳは、
上記第１のダウンリンクサブフレームＤＬ１の末尾、若しくは上記アップリンクサブフレームＵＬの先頭、又はその双方の、いずれかから取られる単一アイドル期間ＩＰを確保する手段ＦＩＰＲＭ１であって、上記単一アイドル期間ＩＰが、上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬと上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬとの合計以上の継続時間を有する、手段ＦＩＰＲＭ１と、
上記ユーザ機器のそれぞれによって送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が、スケジューリングされた同期時刻Ｔ’ＳＴＵＬに受信されるように、ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）のタイミング進み値ｔＡｉ（又はｔＡｊ）を規定する手段ＴＡＭ１であって、当該スケジューリングされた同期時刻Ｔ’ＳＴＵＬは、上記アップリンクサブフレームの有効部分の受信の開始が、上記第１のダウンリンクサブフレームの有効部分の送信の終了から、上記単一アイドル期間ＩＰの継続時間だけ隔てられるようになっている、手段ＴＡＭ１と、
ユーザ機器ＵＥｉ（又はＵＥｊ）のタイミング進み値ｔＡｉ（又はｔＡｊ）に対するインクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡを規定する手段ＩＡＴＭであって、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡが、上記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間ＴＵＬＤＬ以上であり、且つ、上記単一アイドル期間ＩＰの継続時間と上記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間ＴＤＬＵＬとの間の差以下である、手段ＩＡＴＭと
を備える。
【０１０２】
本発明の一実施形態によれば、通信装置ＢＳは、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡをユーザ機器の一方ＵＥｉのタイミング進み値ｔＡｉに加算する手段ＡＤＭを備える。
【０１０３】
本発明の一実施形態によれば、通信装置ＢＳは、上記インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡを送信する手段を備える。
【０１０４】
ユーザ機器ＵＥｊは、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡをタイミング進み値ｔＡｊに加算する手段ＡＤＭを備える。
【０１０５】
図９は、本発明による、全二重通信システムにおいてアップリンクサブフレームを同期させるためのタイミング進みメカニズムの使用を示すクロノグラムを表している。
【０１０６】
全二重通信では、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームが同時に送信される。その上、同じ継続時間ＴＤＬを有する一組のダウンリンクサブフレームＤＬ及び一組のアップリンクサブフレームＵＬとして図９に示されるフレームには、アイドル期間が確保されない。
【０１０７】
全二重通信システムでは、各ユーザ機器ＵＥｉによって送信されるアップリンクサブフレームの先頭は、タイミング進みメカニズムによって同時刻に受信される。
【０１０８】
本発明によれば、インクリメンタルタイミング進み値ΔｔＡは、各ユーザ機器でタイミング進みメカニズムを実行するのに使用されるために各タイミング進み値ΔｔＡｉに加算される。
【０１０９】
これは、アイドル期間（ＩＰ−ΔｔＡ）が、（半二重通信において）ダウンリンクサブフレームＤＬにのみ確保されるときに有利である。その理由は、その場合に、全二重通信又は半二重通信のいずれかを使用してすべてのユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレームの有効部分が同じ時刻Ｔ’’ＳＴＵＬに同期され、基地局ＢＳにおける復号性能の増加を提供するからである。
たとえば、ＯＦＤＭベースの送信等の周波数多重ベースの送信が使用されるときは、通例、基地局ＢＳに存在するアップリンクサブフレームを復号するのに、複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が必要とされる。本発明によれば、アップリンクサブフレームがすべて同時刻に同期されるので、時刻Ｔ’’ＳＴＵＬに受信機端に存在する各アップリンクサブフレームから情報を取り出すのに必要とされるＦＦＴは１つだけである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つの半二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法であって、
該方法は、
第１の送信ステップであって、該第１の送信ステップの期間中に、第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）が、前記基地局によって前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第１の送信ステップと、
前記第１の送信ステップの後に続く受信ステップであって、該受信ステップの期間中に、前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレーム（ＵＬ）が、前記第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）の有効部分の送信の終了と前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の有効部分の受信の開始との間に規定される少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＤＬＵＬ）の後に、前記基地局によって受信されることが期待される、受信ステップと、
前記受信ステップの後に続く第２の送信ステップであって、該第２の送信ステップの期間中に、第２のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ２）が、前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の前記有効部分の前記受信の終了と前記第２のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ２）の有効部分の送信の開始との間に規定される少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＵＬＤＬ）の後に、前記基地局によって前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第２の送信ステップと、
タイミング進み値規定ステップであって、該タイミング進み値規定ステップの期間中に、前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれによって送信された前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の前記有効部分の先頭が、同じスケジューリングされた同期時刻に受信されるように、タイミング進み値（ｔＡｉ）が前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれについて規定されると、前記タイミング進み値（ｔＡｉ）が前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれに送信される、タイミング進み値規定ステップと
を含み、
該方法は、
前記スケジューリングされた同期時刻（Ｔ’’ＳＴＵＬ）が、単一アイドル期間（ＩＰ）とインクリメンタルタイミング進み値（ΔｔＡ）との間の差に等しい継続時間だけ、前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の前記有効部分の前記受信の前記開始が、前記第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）の前記有効部分の前記送信の前記終了から隔てられるようになっており、
前記単一アイドル期間（ＩＰ）が、前記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＤＬＵＬ）と前記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＵＬＤＬ）との合計以上の継続時間を有し、前記第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）の末尾、若しくは前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の先頭、又はその双方、のいずれかに確保され、
前記インクリメンタルタイミング進み値（ΔｔＡ）が、前記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＵＬＤＬ）以上であり、且つ、前記単一アイドル期間（ＩＰ）の継続時間と前記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＤＬＵＬ）との間の差以下であることを特徴とする、方法。
【請求項１】
半二重通信システムにおいて基地局と少なくとも１つの半二重ユーザ機器との間でダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを通信する方法であって、
該方法は、
第１の送信ステップであって、該第１の送信ステップの期間中に、第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）が、前記基地局によって前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第１の送信ステップと、
前記第１の送信ステップの後に続く受信ステップであって、該受信ステップの期間中に、前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器から送信されたアップリンクサブフレーム（ＵＬ）が、前記第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）の有効部分の送信の終了と前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の有効部分の受信の開始との間に規定される少なくともダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＤＬＵＬ）の後に、前記基地局によって受信されることが期待される、受信ステップと、
前記受信ステップの後に続く第２の送信ステップであって、該第２の送信ステップの期間中に、第２のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ２）が、前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の前記有効部分の前記受信の終了と前記第２のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ２）の有効部分の送信の開始との間に規定される少なくともアップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＵＬＤＬ）の後に、前記基地局によって前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器に送信される、第２の送信ステップと、
タイミング進み値規定ステップであって、該タイミング進み値規定ステップの期間中に、前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれによって送信された前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の前記有効部分の先頭が、同じスケジューリングされた同期時刻に受信されるように、タイミング進み値（ｔＡｉ）が前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれについて規定されると、前記タイミング進み値（ｔＡｉ）が前記少なくとも１つの半二重ユーザ機器のそれぞれに送信される、タイミング進み値規定ステップと
を含み、
該方法は、
前記スケジューリングされた同期時刻（Ｔ’’ＳＴＵＬ）が、単一アイドル期間（ＩＰ）とインクリメンタルタイミング進み値（ΔｔＡ）との間の差に等しい継続時間だけ、前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の前記有効部分の前記受信の前記開始が、前記第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）の前記有効部分の前記送信の前記終了から隔てられるようになっており、
前記単一アイドル期間（ＩＰ）が、前記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＤＬＵＬ）と前記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＵＬＤＬ）との合計以上の継続時間を有し、前記第１のダウンリンクサブフレーム（ＤＬ１）の末尾、若しくは前記アップリンクサブフレーム（ＵＬ）の先頭、又はその双方、のいずれかに確保され、
前記インクリメンタルタイミング進み値（ΔｔＡ）が、前記アップリンク／ダウンリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＵＬＤＬ）以上であり、且つ、前記単一アイドル期間（ＩＰ）の継続時間と前記ダウンリンク／アップリンク所要最小アイドル継続時間（ＴＤＬＵＬ）との間の差以下であることを特徴とする、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１９２５８（Ｐ２０１１−１９２５８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１３１７（Ｐ２０１０−１８１３１７）
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【分割の表示】特願２００８−５３６９５８（Ｐ２００８−５３６９５８）の分割
【原出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（５０３１６３５２７）ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ (175)
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｒ＆Ｄ ＣＥＮＴＲＥ ＥＵＲＯＰＥ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｃａｐｒｏｎｉｌａａｎ ４６， １１１９ ＮＳ Ｓｃｈｉｐｈｏｌ Ｒｉｊｋ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【分割の表示】特願２００８−５３６９５８（Ｐ２００８−５３６９５８）の分割
【原出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（５０３１６３５２７）ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ (175)
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｒ＆Ｄ ＣＥＮＴＲＥ ＥＵＲＯＰＥ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｃａｐｒｏｎｉｌａａｎ ４６， １１１９ ＮＳ Ｓｃｈｉｐｈｏｌ Ｒｉｊｋ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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