説明

送信のためにアグリゲートされるコンポーネント・キャリアを処理するための方法および装置

送信のためにアグリゲートされる複数のコンポーネント・キャリア(CC)を処理するための方法が本発明で提供され、この方法は、複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得するステップと、各CCの複数の位相回転させたものを得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用するステップと、各CCの複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、この複数の候補送信グループのそれぞれの位相回転させたものの振幅合計を取得するステップと、最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定するステップと、この最小の振幅合計を有する決定された候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信するステップとを含む。本発明は、実質的に、ULおよびDLのアグリゲートされるCCのCM/PAPRを最小にすることが可能な一般的な解決策を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信分野に関し、より詳細には、アップリンクおよびダウンリンクのアグリゲートされたコンポーネント・キャリア(component carrier)のCM/PAPRを減少させる目的でLTE−Aシステムでの送信のためにアグリゲートされるコンポーネント・キャリアを処理するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
3G産業は世界中で次第に頂点に達しつつあり、3Gから4Gへの発展という使命を負ったLong Term Evolution(LTE)が業界の注目を集めている。Long Term Evolution−Advanced(LTE−A)は、LTEを発展させたものとして、低コストの設備および端末の提供、電力効率の増加、中継伝送コストの削減、および端末の複雑さの減少を実現するその利点によって、ますます多くの注目を集めている。
【0003】
LTE−Aシステムでは、コンポーネント・キャリア(CC)アグリゲーションに関連するCubic Metric(CM)の増加は、主に、CCにまたがる繰り返しダウンリンク(DL)参照信号(RS)パターンおよびアグリゲートされるCCの数という2つの要因によって引き起こされる。
【0004】
DLでは、繰り返しRSパターンによって引き起こされるCMの増加は、RSの周期性を崩すことによって解消することができる。しかし、アップリンク(UL)送信のCM/PAPR(ピーク対平均電力比)特性に対する感受性はDLより高い。ULでは、アグリゲートされるCCの数の増加によって引き起こされる高いCM/PAPRによって、UL送信のパフォーマンスが著しく低下することがある。一般的に言えば、CM/PAPR値が低いほど、電力増幅器(PA)の効率が高く、カバレッジ(coverage)も広い。したがって、ユーザ機器(UE)の電力のバックオフを制限するために、CM/PAPR値は最小にしなければならない。
【0005】
現在、RSシーケンスの周期性を崩すためにDLに関していくつかの提案(たとえばR1−084195、R1−083706、R1−090096、およびR1−084196)がなされており、これらの提案の進歩性のあるアイデアは極めて単純である。RSの周期性を崩すために、異なる物理的セルIDを使用するかまたは各CCに定期(fixed time)/周期(cyclic time)/位相オフセットを適用することがそれぞれ提案されている。しかし、これらの提案は、非対称のCCアグリゲーションの設計を必要としたり、下位互換性の問題を引き起こしたりすることがあるが、アグリゲートされるCCによって引き起こされるCM/PAPR増加を解決することはできない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】R1−084195、「Issues on the physical cell ID allocation to the aggregated component carriers」、LG Electronics、2008年11月10〜14日、www.3gpp.org。
【非特許文献2】R1−083706、「DL/UL Asymmetric Carrier aggregation」、Huawei、2008年9月29日〜10月3日、www.3gpp.org。
【非特許文献3】R1−090096、「DL RS for carrier aggregation with reduced PAPR」、Samsung、2009年1月12〜16日、www.3gpp.org。
【非特許文献4】R1−084196、「Initial Access Procedure in LTE−Advanced」、LG Electronics、2008年11月10〜14日、www.3gpp.org。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
要するに、現在の技術的解決策では、繰り返しRSとアグリゲートされるCCの両方によって引き起こされるCM/PAPRの増加の問題を解決することはできない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の問題を鑑みて、本発明を提案する。
【0009】
本発明の一態様によれば、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための方法が提供され、この方法は、複数のCCのそれぞれの時間領域信号(time domain signal)を取得するステップと、各CCの複数の位相回転させたもの(phase rotation version)を得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用するステップと、各CCの複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、この複数の候補送信グループのそれぞれの位相回転させたものの振幅合計を取得するステップと、最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定するステップと、この最小の振幅合計を有する決定された候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信するステップとを含む。
【0010】
好ましくは、複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得するステップは、複数のCCのそれぞれに対して逆高速フーリエ変換を実施するステップを含む。
【0011】
好ましくは、この方法は、LTE−Aシステムに適用される。
【0012】
好ましくは、この方法は、LTE−Aシステムの送信端に適用される。
【0013】
本発明の別の態様によれば、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための装置が提供され、この装置は、複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得するための取得ユニットと、各CCの複数の位相回転させたものを得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用するための位相回転ユニットと、各CCの複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、この複数の候補送信グループのそれぞれの位相回転させたものの振幅合計を取得するための合計ユニットと、最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定するための決定ユニットと、この最小の振幅合計を有する決定された候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信するための送信ユニットとを備える。
【0014】
好ましくは、取得ユニットは、複数のCCのそれぞれに対して逆高速フーリエ変換を実施するための逆高速フーリエ変換ユニットをさらに備える。
【0015】
好ましくは、この装置は、LTE−Aシステムに適用される。
【0016】
好ましくは、この装置は、LTE−Aシステムの送信端に適用される。
【0017】
結論として、本発明は、ULおよびDLのアグリゲートされるCCのCM/PAPRを最小にすることが可能な一般的な解決策を提供する。本発明を利用することによって、上記のように、DLのCMを軽減するために異なる物理セルIDをブロードキャストしたりDL RSの周期性を崩したりすることを回避することが可能であり、一方で、CM/PAPR増加の2つの要因、すなわち前述のCCにまたがる繰り返しDL RSパターンおよびアグリゲートされるCCの数を効果的に解消することが可能である。
【0018】
本発明の上記その他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と共に本発明の非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態による、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための方法の流れ図である。
【図2】本発明の実施形態による、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための装置のブロック図である。
【図3】本発明の実施形態による、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための方法の詳細な概略図である。
【図4】DLにおける4つのアグリゲートされるCCおよび5つのアグリゲートされるCCのPAPRに関して本発明と従来技術を比較したシミュレーション・グラフである。
【図5】ULにおける2〜5のアグリゲートされるCCのPAPRに関して本発明と従来技術を比較したシミュレーション・グラフである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
次に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、いくつかの特定の実施形態は説明の目的で使用されているに過ぎず、本発明に関する限定として解釈されるべきではない。これらの実施形態は本発明の例に過ぎない。
【0021】
最初に図1を参照すると、図1は、本発明の実施形態による、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための方法の流れ図を示す。図1に示すように、この方法はステップS101で始まる。ステップS102では、複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得する。ステップS103では、各CCの複数の位相回転させたものを得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用する。次に、方法はステップS104に進み、各CCの複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、複数の候補送信グループのそれぞれに対して、位相回転させたものの振幅合計を取得する。次いで、ステップS105では、最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定し、ステップS106で、決定された最小の振幅合計を有する候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信する。最後に、方法はステップS107で終了する。
【0022】
図2は、本発明の実施形態による、送信のためにアグリゲートされる複数のCCを処理するための装置20の概略ブロック図である。
【0023】
図2に示すように、装置20は、複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得するための取得ユニット201と、各CCの複数の位相回転させたものを得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用するための位相回転ユニット202と、各CCの複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、複数の候補送信グループのそれぞれに対して、位相回転させたものの振幅合計を取得するための合計ユニット203と、最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定するための決定ユニット204と、決定された最小の振幅合計を有する候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信するための送信ユニット205とを備える。取得ユニット201は、複数のCCのそれぞれに対して逆高速フーリエ変換を実施するための逆高速フーリエ変換ユニット(図示せず)をさらに含むことができる。
【0024】
以下では、図3を参照して本発明による方法をより詳細に説明する。図3は、本発明の実施形態による、送信されるべき複数のCCを処理するための方法を示す詳細な概略図であり、ULの方法およびDLの方法をそれぞれ示す。
【0025】
DLの場合、最初に、M CCのそれぞれに対して逆高速フーリエ変換を実施し、M CCの時間領域信号{S(m)}を得る。式中、mは1からMまでの整数である。次に、時間領域信号{S(m)}に位相回転a{m}をそれぞれ適用し、{S(m).a{m}}を得る。式中、a{m}∈{A(0),A(1),…,A(P−1)}であり、Pは各CCに適用される位相回転の数である。ここで、{A(0),A(1),…,A(P−1)}の位相回転値はランダムに選択してよい。次に、次の公式を使用して{S(m).a{m}}を合計する。
【数1】

式中、K=0,1,…,N−1であり、Nはサブキャリアの数である。次いで、最小の振幅合計を有する対応する組の{S(m).a{m}}を選択し、各CCに適用された位相回転は、各a{m}からのP値によって構成されるP個の組み合わせのうちの1つの組み合わせ{a{0},a{1},…,a{M−1}}を形成する。次に、それに対応する組の時間領域信号を送信する。このようにして、CCに対応するCM/PAPRを最小にすることができる、すなわち、最低のCM/PAPRを生成するCCの組み合わせのみを送信に選択する。図3に示すように、この実施形態では、jπ/2、jπ、およびj3π/2の位相回転、すなわちa{m}∈{ejπ/2,ejπ,ej3π/2}、すなわちP=3で、各時間領域信号をそれぞれ適用する。この実施形態では一例として5つのCCをとる、すなわちM=5であるが、各CCに3回の位相回転を適用するので、この場合、3個の組み合わせがある。ULの場合はSC−FDMAが採用されるので、ULの状況では上記の処理の前に5CCに対して高速フーリエ変換を実施することが必要であるという点で、DLの状況とは異なるが、残りの処理はDLと同じである。
【0026】
図3に示される処理から、本発明の実施形態による、送信されるべきアグリゲートされるCCを処理するための方法は、時間領域信号を変換して、歪みを招かなくても「ピーク」を緩和できることが理解されよう。次のRSに位相回転を追加するので、受信機は、チャネルの一部として位相オフセットを容易に検出し、それを等化処理で補償することができ、したがって補助情報は必要ではない。本発明の実施形態による方法では、DL送信シナリオだけでなく、UL送信シナリオでもCCに位相回転を適用することができる。
【0027】
図3に示される方法は、時間領域において複数回の位相回転を各CCに適用し、次に最低のCM/PAPRを生成する組み合わせのみを選択することである。この方法は、RSの周期性によって引き起こされるCMの増加を軽減するだけでなく、ULとDLの両方に対して固有のCM/PAPR値を2dB減少させる。
【0028】
図3の3回の位相回転は説明の目的で使用されているに過ぎず、本発明の限定として解釈するべきではないことを指摘する必要がある。実際、5CCの場合、2回の位相回転により満足できるパフォーマンスを得るのに十分なことがある。
【0029】
既存の技術的な解決策では、繰り返しRSによって引き起こされる余分なCM/PAPRの増加のみを軽減することができる。それを無視して、図4および図5に示されるシミュレーション・グラフを参照して、PAPRに関する従来技術に対する本発明の改善点を具体的に説明する。
【0030】
図4および図5に示されるシミュレーションは、以下の表1に基づいて実行した。
【表1】

【0031】
図4は、DLにおいて4つのアグリゲートされるCCおよび5つのアグリゲートされるCCのPAPRに関して本発明と従来技術を比較したシミュレーション・グラフを示す。図4の横軸はしきい値PAPRO(単位はdB)を表し、縦軸の数字は各シミュレーション・シンボルのPAPRが一定のしきい値(横軸PAPRO)を超える確率を表す。このしきい値は、この実施形態では、相補累積分布関数(CCDF)で表されている。図4の左の2本の線はそれぞれ、2回の位相回転による4つのアグリゲートされるCCおよび5つのアグリゲートされるCCの状況を表し、右の2本の線はそれぞれ、最適化(すなわち位相回転)されない、4つのアグリゲートされるCCおよび5つのアグリゲートされるCCの状況を表す。図4から、4つのアグリゲートされるCCでも5つのアグリゲートされるCCでも、2回の位相回転によるPAPRは最適化されない場合より低いことが明らかに理解されよう。
【0032】
図5は、2〜5のアグリゲートされるCCのUL PAPRに関して本発明と従来技術を比較したシミュレーション・グラフである。図5の横軸および縦軸は、図4の横軸および縦軸と同じものを表す。図5の左の4本の線はそれぞれ、位相回転による2〜5のアグリゲートされるCCの状況を表し、右の4本の線はそれぞれ、最適化(すなわち位相回転)されない、2〜5のアグリゲートされるCCの状況を表す。図5の右の4本の線から、最適化されない状況では、アグリゲートされるCCの数が大きいほど、CM/PAPRが大きいことが明らかに理解されよう。この原因は、ULでは、アグリゲートされるCCの数が増加するにつれて、繰り返しRSがなくても、SC−FDMAの低PAPR特性が消失する(CCDF=10−3のレベルで、2CCから5CCで2dB増加する)。逆に、図5の左の4本の線から、本発明で提案する位相回転方式は、複数のCCのPAPRを、1CCのPAPRと同じレベル(7〜8dB)に維持できることが理解されよう。
【0033】
表2は、CM(PAPR)に関する、本発明と従来技術の比較を示す。
【表2】

【0034】
したがって、本発明によって提案される方式は、DLに関するRSの非周期性の制限を解除するだけでなく、DLとULの両方に関するCC数の増加によって引き起こされるCM/PAPRを減少させることが理解されよう。本発明では、異なるCCの異なる物理セルIDをブロードキャストすることは不必要である。また、補助情報も必要ではない。このことは、すべての処理が送信機で実施され、受信機には変更は必要ではないことを意味する。したがって、本発明で提案される方式は、CM/PAPRを減少させるための十分に下位互換で効果的な手法である。
【0035】
また、LTE−AのUEは、位相回転を認識でき、その位相回転をDLチャネル推定に利用可能な場合がある。LTEリリース8は単一のCCのみを使用し、位相回転はチャネルの一部のように見えるに過ぎない。したがって、位相回転はLTEリリース8のUEにとって透過的である。すなわち、本発明によって提案される方式は、LTEリリース8にも適用できる。
【0036】
これまで、好ましい実施形態に関して本発明を説明してきた。当業者は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、種々の他の変更、置き換え、および追加を実施できることを理解されたい。したがって、本発明の範囲は、上記の特定の実施形態ではなく添付の特許請求の範囲によって定義されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0037】
キャリア・アグリゲーションに関連するCM/PAPR増加の問題は、LTE−Aに関する3GPP規格の会合で検討されている。具体的には、ULの場合、アグリゲートされるCCの数の増加によって引き起こされる高CM/PAPR問題によってUL送信のパフォーマンスが著しく低下することがある。低いCM/PAPR値は、電力増幅器の効率が高く、カバレッジが広いことを意味する。本発明によって提案される位相回転方法は、受信機の再設計および互換性の問題を発生させることなく、CM/PAPR値を最小にし、eNBとUEの両方の電力バックオフを制限することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信のためにアグリゲートされる複数のコンポーネント・キャリア(CC)を処理するための方法であって、
前記複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得するステップと、
各CCの複数の位相回転させたものを得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された前記時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用するステップと、
各CCの前記複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、前記複数の候補送信グループのそれぞれの前記位相回転させたものの振幅合計を取得するステップと、
最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定するステップと、
前記最小の振幅合計を有する決定された前記候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信するステップとを含む方法。
【請求項2】
前記複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得する前記ステップが、前記複数のCCのそれぞれに対して逆高速フーリエ変換を実施するステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
Long Term Evolution−Advanced(LTE−A)システムに適用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記LTE−Aシステムの送信端に適用されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
送信されるべき複数のコンポーネント・キャリア(CC)を処理するための装置であって、
前記複数のCCのそれぞれの時間領域信号を取得するための取得ユニットと、
各CCの複数の位相回転させたものを得るように、1組の位相回転で複数の位相回転値を利用することによって、取得された前記時間領域信号に複数の固定された位相回転をそれぞれ適用するための位相回転ユニットと、
各CCの前記複数の位相回転させたもののうちの1つをランダムに選択して複数の候補送信グループをそれぞれ構成し、前記複数の候補送信グループのそれぞれの前記位相回転させたものの振幅合計を取得するための合計ユニットと、
最小の振幅合計を有する候補送信グループを決定するための決定ユニットと、
前記最小の振幅合計を有する決定された前記候補送信グループの複数の位相回転させたものを送信するための送信ユニットとを備える装置。
【請求項6】
前記取得ユニットが、前記複数のCCのそれぞれに対して逆高速フーリエ変換を実施するための逆高速フーリエ変換ユニットをさらに備えることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
【請求項7】
Long Term Evolution−Advanced(LTE−A)システムに適用されることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
【請求項8】
前記LTE−Aシステムの送信端に適用されることを特徴とする、請求項7に記載の装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公表番号】特表2012−531127(P2012−531127A)
【公表日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−516464(P2012−516464)
【出願日】平成21年6月22日(2009.6.22)
【国際出願番号】PCT/CN2009/000685
【国際公開番号】WO2010/148530
【国際公開日】平成22年12月29日(2010.12.29)
【出願人】(391030332)アルカテル−ルーセント (1,149)
【Fターム(参考)】