JP2009212981A - 移動通信システム、送信装置、受信装置及び方法 - Google Patents

移動通信システム、送信装置、受信装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】マルチキャリア方式の移動通信システムのスループットに特に重要な制御情報を効率的に通信すること。
【解決手段】マルチキャリア方式の移動通信システムにおける送信装置は、制御情報を或るサブフレーム内のサブキャリアにマッピングするマッピング手段と、マッピング後の信号を逆フーリエ変換する手段と、逆フーリエ変換後の信号を含む送信信号を受信装置に無線送信する手段とを有する。サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域に、制御情報はマッピングされる。複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとが、同時に送信されるようにマッピングが行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は移動通信の技術分野に関連し、特に次世代移動通信技術を用いる移動通信システム、送信装置、受信装置及び方法に関する。
この種の技術分野では、いわゆる第３世代の後継となる移動通信方式が3GPPと呼ばれる標準化団体により検討されている。特に、W-CDMA方式、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)方式及び高速アップリンクパケットアクセス（HSUPA）方式等の後継として、ロングタームエボリューション(LTE: Long Term Evolution)や、更に後続の移動通信方式がある。
このような移動通信システムでは、下りリンクでも上りリンクでもユーザ装置に１つ以上のリソースブロック(Resource Block)を割り当てることで通信が行われる。リソースブロックはシステム内の多数のユーザ装置で共有される。基地局装置は、例えば１ｍｓであるサブフレーム(Sub-frame)毎に、複数のユーザ装置の内どのユーザ装置にリソースブロックを割り当てるかを決定する。サブフレームは送信時間間隔(ＴＴＩ)と呼ばれてもよい。無線リソースの割り当ての決定はスケジューリングと呼ばれる。下りリンクではスケジューリングで選択されたユーザ装置宛に、基地局装置は１以上のリソースブロックで共有チャネルを送信する。この共有チャネルは、下り物理共有チャネル(PDSCH: Physical Downlink Shared CHannel)と呼ばれてもよい。上りリンクではスケジューリングで選択されたユーザ装置が、１以上のリソースブロックで基地局装置に共有チャネルを送信する。この共有チャネルは、上り物理共有チャネル(PUSCH: Physical Uplink Shared CHannel)と呼ばれてもよい。
無線リソースのスケジューリングが行われる場合、原則としてサブフレーム毎にどのユーザ装置に共有チャネルを割り当てるかをシグナリング（通知）する必要がある。このシグナリングに用いられる下り制御チャネルは、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH: Physical Downlink Control CHannel)または下りL1/L2制御チャネル (DL-L1/L2 Control Channel)を含んでもよい。PDCCHには、例えば次の情報が含まれてよい（これについては例えば、非特許文献１参照）：
・下りスケジューリング情報(Downlink Scheduling Information)、
・上りリンクスケジューリンググラント(Uplink Scheduling Grant)、
・送達確認情報(ACK/NACK: Acknowledgement/Negative-Acknowledgement information)
・送信電力制御コマンドビット(Transmission Power Control Command Bit)。
下りスケジューリング情報には、例えば、下りリンクの共有チャネルに関する情報が含まれ、具体的には、下りリンクのリソースブロックの割り当て情報、ユーザ装置の識別情報(UE-ID)、ストリーム数、プリコーディングベクトル(Pre-coding Vector)に関する情報、データサイズ、変調方式、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)に関する情報等が含まれてもよい。
また、上りリンクスケジューリンググラントには、例えば、上りリンクの共有チャネルに関する情報が含まれ、具体的には、上りリンクのリソースの割り当て情報、ユーザ装置の識別情報(UE-ID)、データサイズ、変調方式、上りリンクの送信電力情報、アップリンクMIMO(Uplink MIMO)におけるデモジュレーションレファレンスシグナル(Demodulation Reference Signal)に関する情報等が含まれてもよい。
送達確認情報(ACK/NACK)は、上りリンクで伝送されたPUSCHについて再送を要するか否かを示す。
上りリンクではPUSCHによりユーザデータ(通常のデータ信号)が伝送される。また、PUSCHとは別に、上りリンク制御チャネル（PUCCH: Physical Uplink Control CHannel）により、下りリンクのチャネル品質情報(CQI: Channel Quality Indicator)及びPDSCHの送達確認情報(ACK/NACK)等が伝送されてもよい。ＣＱＩは、下りリンクにおける共有物理チャネルのスケジューリング処理や適応変復調・チャネル符号化(AMC: Adaptive Modulation and channel Coding)処理等に使用される。上りリンクでは、ランダムアクセスチャネル(RACH: Random Access CHannel)や、上下リンクの無線リソースの割り当て要求を示す信号等も必要に応じて伝送されてもよい。
ところで、送達確認情報(ACK/NACK)は、本質的には僅か１ビットで表現可能な情報であるが、再送制御で最も基本的な役割を担い、システムのスループットに大きな影響を及ぼす。従って送達確認情報(ACK/NACK)は、発生後速やかにフィードバックされることが望ましい。また、上述したようにCQIは下りリンクのチャネル状態を表し、スケジューリングや適法変復調・チャネル符号化等における基礎的な情報である。チャネル状態は刻々と変化し得るので、CQIも頻繁に基地局にフィードバックされることが好ましい。
上りリンクでのデータ伝送用に何らかのリソースブロックが割り当てられていた場合、そのリソースブロックを用いてこれらの制御情報を速やかに基地局装置に報告することができる。しかしながら、そのようなリソースブロックが割り当てられていないにもかかわらず、下りデータチャネルに対する送達確認情報やCQIを基地局装置に報告しなければならない場合もある。
上記のLTE方式のシステムでは、上りリンクにシングルキャリア方式(SC-FDMA方式)を採用し、上記のような場合に、送達確認情報やCQIは基地局装置に速やかに報告できるように工夫される。一方、周波数リソースの利用効率を更に高めることや、データレートの更なる向上等の観点からは、シングルキャリア方式よりもマルチキャリア方式の方が好ましい。しかしながら、マルチキャリア方式の場合にACK/NACKやCQIを基地局装置に効率的に伝送することについては、少なくとも本願出願時点以前には十分に検討がなされていないようである。
3GPP R1-070103, Downlink L1/L2 Control Signaling Channel Structure: Coding，January 15-19，2007
本発明の課題は、マルチキャリア方式の移動通信システムのスループットに特に重要な制御情報を効率的に通信することである。
本発明の一形態では、マルチキャリア方式の移動通信システムにおける送信装置が使用される。送信装置は、
制御情報を或るサブフレーム内のサブキャリアにマッピングするマッピング手段と、
マッピング後の信号を逆フーリエ変換する手段と、
逆フーリエ変換後の信号を含む送信信号を受信装置に無線送信する手段と、
を有する。前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域に、前記制御情報はマッピングされる。前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとが、同時に送信されるようにマッピングが行われる。
前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、前記複数の帯域の内の別の帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報とは、同時に送信されるようにマッピングが行われてもよい。
サブフレームが複数のスロットを含んでもよい。前記受信装置宛の第1及び第２の制御情報は、同じスロットで且つ異なる帯域で伝送されるようにマッピングが行われてもよい。或いは、前記受信装置宛の第1及び第２の制御情報は、同じ帯域で異なる符号多重用符号で伝送されるようにマッピングが行われてもよい。前記受信装置宛の第１及び第２の制御情報は２つ以上のスロットにわたって伝送され、第１スロットでは、前記受信装置宛の第1の制御情報は第１の帯域で及び第２の制御情報は第２の帯域で伝送され、第２スロットでは、前記受信装置宛の第1の制御情報は第２の帯域で及び第２の制御情報は第１の帯域で伝送されてもよい。或いは、第１スロットでは、前記受信装置宛の同じ制御情報が第１及び第２の帯域で同時に伝送され、第２スロットでは、前記受信装置宛の別の制御情報が第１及び第２の帯域で同時に伝送されてもよい。前記第１の制御情報は、過去に受信した共有データチャネルに対する送達確認情報でもよい。前記第２の制御情報は、無線受信信号の品質を表現する情報でもよい。
当該送信装置は、移動通信システムにおけるユーザ装置でもよい。
本発明の一形態では、マルチキャリア方式の移動通信システムにおける受信装置が使用される。受信装置は、
受信信号をフーリエ変換する手段と、
フーリエ変換後の信号に基づいて、各サブキャリアにマッピングされた信号を取り出すデマッピング手段と、
デマッピング手段により取り出された制御情報を復元する手段と、
を有する。前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域から、前記制御情報は取り出される。前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとは、同じサブフレームの同じスロットに含まれる。
本発明によれば、マルチキャリア方式の移動通信システムのスループットに特に重要な制御情報を効率的に通信することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例が説明される。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされるが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。
＜Ａ．制御情報の伝送法＞
図１は移動通信システムの概念図を示す。移動通信システムは、セル５０と、セル５０内に在圏するユーザ装置(UE: User Equipment)1001,1002,1003と、ユーザ装置と無線通信する基地局装置200と、基地局装置に接続された上位ノード300と、上位ノードに接続されたコアネットワーク400とを含む。上位ノード300は、例えば無線ネットワークコントローラ(RNC)でもよいし、アクセスゲートウエイ(aGW)でもよいし、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等でもよい。本実施例では、移動通信システムは上下リンクにマルチキャリア方式が使用され、具体的には上下リンクに直交周波数分割多元接続(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が使用されているものとする。説明の便宜上、ユーザ装置UEが基地局装置に制御情報を送信する場合が説明され、その制御情報は、上りL1/L2制御情報、下りリンクで伝送されたデータチャネルに対する送達確認情報(ACK/NACK)及び／又は下りリンクのチャネル状態を示すチャネル品質情報(CQI)である。但し、伝送される制御情報として、適切な如何なるものが含まれてもよい。
以下、一実施例による制御情報の伝送法を説明する。いくつもの伝送法が説明されるが、これらは例示であり、全てを網羅するものではない。
（その１）
図２は制御情報の伝送法(その1)を示す。例えば5MHz、10MHz又は20MHz等のような多数の(周波数)リソースブロックを含むシステム帯域の両端に、狭い帯域が用意される。これら左右２つの帯域は、制御情報の伝送用に確保される。便宜上、これら２つの帯域を、低周波側から順に第1制御帯域及び第２制御帯域と呼ぶことにする。リソースブロック１つ分は例えば180kHz程度であり、両端の帯域1つ分は例えばデータ伝送用と同じく180kHz程度である。例えば1msのサブフレームは所定数個(例えば、10個)で１つの無線フレームを構成する。各サブフレームは２つのスロットを含む。周波数、期間、個数その他の数値は単なる一例に過ぎず、適切な如何なる数値が使用されてもよい。
図示の例では、或るユーザＡが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネルは、２つのスロットで連続的に行われるが、最初のスロットでは第２制御帯域で、次のスロットでは第１制御帯域で伝送される。システム帯域幅にわたって大きく周波数ホッピングしながら制御情報を伝送することで、大きな周波数ダイバーシチ効果が得られ、これは、制御情報の受信品質を高める等の観点から好ましい。このような周波数ホッピングはスロット単位に限らず、より大きい単位（例えば、サブフレーム単位）であってもよいし、より小さい単位（例えば、スロットを構成するシンボルの単位）であってもよい。また、第1及び第２制御帯域が同時には使用されないので、本方法はシングルキャリア方式のシステムでも使用可能である。
（その２）
図３は制御情報の伝送法(その２)を示す。図２の場合と同様に、或るユーザＡが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネルは、第１及び第２制御帯域で伝送される。しかしながら本方法では、第１及び第２制御帯域双方が最初のスロットで同時に使用されている。このような伝送法は、マルチキャリア方式であるが故に可能になる。図示の例では、最初のスロットが使用されているが、後のスロットが使用されてもよい。但し、最初のスロットを使用することは、制御チャネルの伝送を早期に終了できる等の点で好ましい。
（その３）
図４は制御情報の伝送法(その３)を示す。図２の場合と同様に、或るユーザＡが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネルは、最初のスロットでは第２制御帯域で、次のスロットでは第１制御帯域で伝送される。図示の例では、ユーザＡのデータチャネルも送信されている。従って、最初のスロットでは、データチャネルの帯域(リソースブロック)と第１制御帯域が同時に使用され、後のスロットではデータチャネルの帯域と第２制御帯域が同時に使用される。L1/L2制御チャネルは第1及び第２制御帯域で伝送され、データチャネルはデータチャネル伝送用のリソースブロックで伝送される。データチャネルにL1/L2制御チャネルが含まれていないので、これは、データチャネルのスループットを向上させる等の観点から好ましい。
（その４）
図５は制御情報の伝送法(その４)を示す。図３の場合と同様に、第１及び第２制御帯域双方が最初のスロットで同時に使用されている。更に、図４の場合と同様に、ユーザＡのデータチャネルも送信されている。従って、データチャネルの帯域、第１及び第２制御帯域の全てが最初のスロットで同時に使用され、後のスロットではデータチャネルのみが伝送されている。
（その５）
図６は制御情報の伝送法(その５)を示す。本方法では、データチャネルの伝送用にリソースブロックが割り当てられているか否かで制御情報の伝送法が異なる。データチャネルの伝送用にリソースブロックが割り当てられていなかった場合、図４の場合と同様に、ユーザが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネル(＃０，＃１，＃２，＃３)は、第1及び第２制御帯域で周波数ホッピングしながら送信される。しかしながら、データチャネルの伝送用にリソースブロックが割り当てられていた場合、制御情報はそのリソースブロックで伝送される。この場合、制御情報とデータチャネルは時分割多重方式で多重される。図示の例では、ユーザ装置UE11〜UE15にはリソースブロックが割り当てられ、そのリソースブロックで各自のデータチャネル及び制御情報が伝送される。
（その６）
図７は制御情報の伝送法(その６)を示す。図３の場合と同様に、或るユーザＡが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネルは、第１及び第２制御帯域双方で同時に送信される。本方法では、一方のスロットだけでなくサブフレーム全体にわたって送信が行われる(スロットが２つとも使用される)。これは、１ユーザ当たりの制御情報のビット数が多い場合や、無線伝搬状況が悪い等の場合に有利である。無線伝搬状況の悪い場合に有利なのは、ビット数の情報について所要品質を確保する際、チャネル状態が良ければデータサイズは小さくてもよいが、チャネル状態が悪ければ大きなデータサイズを要するからである。
（その７）
図８は制御情報の伝送法(その７)を示す。最初のスロットも後のスロットも及び第１制御帯域も第２制御帯域も全て同じユーザが使用する点で、図７の場合と同様である。本方法では、最初のスロットでは、一方の制御帯域でチャネル品質情報(CQI)が伝送され、他方の制御帯域で送達確認情報(ACK/NACK)が伝送される。後のスロットでは、その他方の制御帯域でCQIが伝送され、その一方の制御帯域でACK/NACKが伝送される。ACK/NACKとCQIを別々に伝送するので、それらを多重して伝送する際の伝送フォーマットを用意せずに済む。これは、ACK/NACKの検出精度を高めることや、例えばブラインド(blind)検出の手間を軽減する等の観点から好ましい。
（その８）
図９は制御情報の伝送法(その８)を示す。図８の場合と同様に、ACK/NACKとCQIは別々に伝送される。本方法では、最初のスロットで送達確認情報(ACK/NACK)が第１及び第２制御帯域で同時に伝送される。そして、後のスロットでチャネル品質情報(CQI)が第１及び第２制御帯域で同時に伝送される。ACK/NACK及びCQIの伝送順序は逆でも良い。本方法でもACK/NACKとCQIを多重して伝送する際の伝送フォーマットを用意せずに済む。
（その９）
図１０は制御情報の伝送法(その９)を示す。図２と同様に、或るユーザＡが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネルは、異なる帯域をホッピングしながら伝送される。本方法では、第１及び第２制御帯域だけでなく、第３及び第４制御帯域も更に使用される。これは、図７の場合と同様に、ユーザ多重数が多い場合や、１ユーザ当たりの制御情報のビット数が多い場合や、無線伝搬状況が悪い場合に有利である。図10の例では、第1及び第2制御帯域と同じ帯域幅の第3及び第4制御帯域を使用しているが、第1及び第2制御帯域をさらに分割して、例えば2分割して、第3及び第4制御帯域として使用してもよい。
（その１０）
図１１は制御情報の伝送法(その１０)を示す。図１０と同様に、第１及び第２制御帯域だけでなく、第３及び第４制御帯域も更に使用される。本方法では、ACK/NACKは、最初のスロットでは第２制御帯域で及び次のスロットでは第３制御帯域で伝送される。CQIは、最初のスロットでは第４制御帯域で及び次のスロットでは第１制御帯域で伝送される。また，第1及び第2制御帯域をさらに分割して、例えば2分割して、第3及び第4制御帯域として使用してもよい。
（その１１）
図１２は制御情報の伝送法(その１１)を示す。図２と同様に、或るユーザＡが基地局装置に送信するL1/L2制御チャネルは、異なる帯域をホッピングしながら伝送される。本方法でも、第１及び第２制御帯域が使用されるが、同一ユーザの制御情報がコード多重されている。これも、図７の場合と同様に、ユーザ多重数が多い場合や、１ユーザ当たりの制御情報のビット数が多い場合や、無線伝搬状況が悪い場合に有利である。
（その１２）
図１３は制御情報の伝送法(その１２)を示す。図１２と同様に、第１及び第２制御帯域で同一ユーザの制御情報がコード多重されている。本方法では、ACK/NACK及びCQIが、最初のスロットでは第２制御帯域で、次のスロットでは第１制御帯域でコード多重されている。
図10(その９)から13の伝送法(その１１)は、スロット単位でホッピングしてリソースを使用しているが、図7の伝送法(その６)のように、第１及び第２制御帯域双方で同時に送信される場合にも同様に適用可能である。
＜Ｂ．ユーザ装置＞
図１４は、ユーザ装置の機能ブロック図を示す。図１４には、OFDM信号復調部14、CQI推定部16、下り制御信号復号部18、ACK/NACK判定部20、L1/L2制御信号処理ブロック22、チャネル符号化部24、データ変調部26、サブキャリアマッピング部28、逆高速フーリエ変換部(IFFT)30、ガードインターバル付与部(CP)32、パイロット信号処理ブロック34、パイロット系列生成部36、サブキャリアマッピング部38、逆高速フーリエ変換部(IFFT)40、ガードインターバル付与部42及び多重部44が示されている。
OFDM信号復調部14は、OFDM方式で変調されている受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。概して、OFDM信号復調部14は、ガードインターバルの除去、フーリエ変換、サブキャリアでマッピング、データ復調等の処理を受信信号に施し、下りパイロットチャネル、下り制御チャネル(及び／又は報知チャネル)及び下りデータチャネル等を用意する。
CQI推定部16は、下りパイロットチャネルの受信品質に基づいて下りリンクのチャネル状態を表すチャネル品質情報(CQI)を導出する。下りパイロットチャネルの受信品質は例えば受信電力、SIR(Signal-to-Interference power Ratio)，SINR(Signal-to-Interference plus Noise power Ratio)，Eb/N0（情報1ビット当たりの信号電力対雑音電力密度比）等のような適切な如何なる量で表現されてもよい。CQIは、多段階に分類されている受信品質を適切に量子化することで導出できる。例えば、受信品質が３２ビットで表現され、CQIが５ビットで表現されてもよい。なお、パイロットチャネルは、送信側及び受信側で既知のパターンを有する信号であり、リファレンス信号、トレーニング信号等と言及されてもよい。
下り制御信号復号部18は、下り制御チャネルを復号し、下り制御信号を取り出す。下り制御チャネルは、下りL1/L2制御チャネルでもよいし、報知チャネル(BCH)でもよい。本実施例では特に下り制御信号は、通信に使用するパイロットチャネルの符号系列番号、下り及び／又は上りリンクのスケジューリング情報(リソースブロック番号、伝送フォーマット、ユーザ識別情報等)等を含んでよい。
ACK/NACK判定部20は、下りデータチャネルが適切に受信できたか否かを例えば誤り判定を行うことで判定する。誤り判定は例えば巡回冗長検査(CRC)法で行われてもよい。
L1/L2制御信号処理ブロック22は、上りリンクで伝送するL1/L2制御チャネルを用意する。
チャネル符号化部24は、上りリンクで伝送する制御情報を所定の符号化率でチャネル符号化する。制御情報は、典型的にはL1/L2制御チャネルのような制御情報である。本実施例では制御情報は特に、下りデータチャネルに対する送達確認情報(ACK/NACK)及び下りリンクのチャネル状態を示すCQIの少なくとも一方を含む。
データ変調部26は、例えば位相偏移変調(BPSK、QPSK、8PSK等)、或いは、直交振幅変調(QAM)方式のような方式で制御情報をデータ変調する。
サブキャリアマッピング部28は、制御情報をサブキャリアにマッピングする。サブキャリアは、システム帯域の内自装置に使用可能な帯域内のサブキャリアに限定される。より具体的には、制御情報は、図２等に示される第１及び第２制御帯域にマッピングされてもよいし、或いは図６に示されるように上りデータチャネルと同じリソースブロックにマッピングされてもよい。
逆高速フーリエ変換部(IFFT)30は、各サブキャリアにマッピングされた制御情報を含む信号を逆高速フーリエ変換し、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。
ガードインターバル付与部(CP)32は、IFFT後の信号にガードインターバルを付加する。ガードインターバルは、例えばサイクリックプレフィックス(CP: Cyclic Prefix)方式で用意されてもよい。
パイロット信号処理ブロック34は、上りリンクで送信するパイロットチャネルを用意する。
パイロット系列生成部36は、通信に使用されるパイロットチャネルの符号系列番号に基づいて、パイロットチャネルを表す符号系列を生成する。符号系列は、パイロットチャネルに相応しい適切な如何なる符号系列でもよい。一例として、パイロットチャネルはカザック(CAZAC)符号系列でもよい。
サブキャリアマッピング部38は、パイロットチャネルを適切なサブキャリアにマッピングする。
逆高速フーリエ変換部(IFFT)40は、各サブキャリアにマッピングされたパイロットチャネルを含む信号を逆高速フーリエ変換し、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。
ガードインターバル付与部42は、IFFT後の信号にガードインターバルを付加する。
多重部44は、L1/L2制御チャネル及びパイロットチャネルを多重する。多重は単なる加算で実現されてもよいし、時分割多重のような多重法が使用されてもよい。多重後の信号を含む送信信号は、不図示の無線送信部に与えられ、最終的には上りリンクで無線送信される。
＜Ｃ．基地局装置＞
図１５は、基地局装置の機能ブロック図を示す。図１５には、同期検出及びチャネル推定部15、ガードインターバル除去部17、高速フーリエ変換部(FFT)19、サブキャリアデマッピング部21、データ復調部23、データ復号部25、ACK/NACK判定部27、スケジューラ31、上りスケジューリンググラント信号生成部33、他の下りリンクチャネル生成部35及びOFDM信号生成部37が示されている。
同期検出及びチャネル推定部15は、上りリンクで受信したパイロットチャネルに基づいて、同期確立及びチャネル推定を行う。
ガードインターバル除去部17は、受信信号の同期タイミングに従って、受信信号からガードインターバルを除去する。
高速フーリエ変換部(FFT)19は、受信信号を高速フーリエ変換し、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。
サブキャリアデマッピング部21は、各サブキャリアにマッピングされている信号を取り出す。この信号は制御チャネルだけを含むかもしれないし、制御チャネル及びデータチャネル双方を含むかもしれない。
データ復調部23は、受信した信号をデータ復調する。
データ復号部25は、データ復調後の信号をデータ復号する。
なお、制御チャネル及びデータチャネルについて、データ復調及びデータ復号は別個に行われるが、図示の簡明化のためそれらはまとめて示されている。
ACK/NACK判定部27は、受信した上りデータチャネルが適切に受信できたか否かを例えば誤り判定を行うことで判定する。誤り判定は例えば巡回冗長検査(CRC)法で行われてもよい。
スケジューラ31は、無線リソースの割当を計画する(スケジューリングを行う)。スケジューリングは、無線伝搬状況、所要品質(QoS)、再送の要否等に基づいて行われてよい。スケジューリングは、MAX-C/I法やプロポーショナルフェアネス法等の適切な如何なるアルゴリズムでなされてもよい。無線伝搬状況は、下りリンクについてはユーザ装置から報告されたCQIを、上りリンクについては受信SINR等を用いて推定されてもよい。所要品質QoSは、例えばデータレート、誤り率、許容される遅延時間等の観点から決められてよい。再送の要否は送達確認情報(ACK/NACK)に基づいて判定されてよい。
上りスケジューリンググラント信号生成部33は、上りリンクでデータチャネルを送信することを許可するスケジューリング情報(アップリンクグラント)を表す制御情報を用意する。スケジューリング情報は、使用の許可されたリソースブロック、伝送フォーマット等を含む。
他の下りリンクチャネル生成部35は、スケジューリング情報以外の下り信号(データチャネル、報知チャネル、同期チャネル、パイロットチャネル及び他の制御チャネル等)を用意する。
OFDM信号生成部37は、下りリンクの各種の情報を含む信号をOFDM方式で変調し、下り送信信号を用意する。概して、OFDM信号生成部37は、チャネル符号化、データ変調、サブキャリアマッピング、IFFT及びガードインターバルの付与等の処理を行う。下り送信信号は、不図示の無線送信機に伝送され、最終的には下りリンクで無線送信される。
＜Ｄ．変形例＞
（上り／下りリンク）
上記の実施例では、主に上りリンクにOFDM方式が使用されている場合が説明されたが、本発明は上りリンクだけでなく下りリンクに適用されてもよい。本発明はマルチキャリア方式で再送制御情報やチャネル品質インジケータを送信する場合に広く適用可能である。
（スロット数、帯域の幅及び数）
上記の実施例では、無線フレームを構成するサブフレームが２つのスロットを含んでいたが、スロット数は２より多くてもよいし、１つでもよい。また、制御情報の伝送用に専用に確保された帯域(第1、第２制御帯域)は、システム帯域両端に１つずつ用意されていたが、そのような専用の制御帯域はシステム帯域中のどこにいくつ用意されてもよい。但し、周波数ホッピングによるダイバーシチ効果を高める観点からは、周波数軸上でできるだけ隔てられた複数の制御帯域を利用することが好ましい。周波数ホッピングは上記実施例のようにスロット単位で行われてもよいし、サブフレーム単位で行われてもよいし、或いはスロットを構成する1つ以上のシンボル群(例えば、いくつかのOFDMシンボル)を単位として行われてもよい。無線伝送におけるオーバーヘッドを少なくする観点からは、制御帯域の帯域幅はできるだけ狭いことが好ましい。制御帯域の帯域幅は、システム帯域幅の広狭に応じて異なってもよい。
（ACK/NACK及びCQI以外の制御情報）
上記の実施例では、システム帯域の両端に用意された制御帯域で、送達確認情報(ACK/NACK)及び／又はチャネル品質情報(CQI)が主に伝送されていたが、これら以外の情報がその制御帯域で伝送されてもよい。例えば、ACK/NACKの対象とするパケットのパケット番号、パンクチャパターン、ユーザ識別情報等が再送制御情報として含まれてもよい。但し、オーバーヘッドを少なくしつつ頻繁に通信相手に通知する観点からは、専用の制御帯域で伝送される情報を、システムのスループットに特に重要なACK/NACKやCQIに限定し、伝送する情報ビット数を少なく維持することが好ましい。
（シングル／マルチキャリア方式のハイブリッド）
上記の実施例では、説明の簡明化のため移動通信システムが上下リンクでOFDM方式を使用するように説明されていた。これは、移動通信システムがOFDM方式しか採用できないことを意味するわけではない。例えば、移動通信システムはシングルキャリア方式とマルチキャリア方式を併用し、マルチキャリア方式の場合に上記実施例を適用してもよい。例えば、基地局近傍のような無線伝搬状況の良い地域でOFDM方式及び上記実施例が使用され、セル端近傍のような無線伝搬状況の良くない地域ではシングルキャリア方式が使用されてもよい。シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式が併用される場合、無線伝送に使用されるフォーマットは、双方で共通していることが好ましい。具体的には、例えば図２，図６，図１０−１３に示されるような伝送法が好ましい。これらは周波数軸上で不連続な帯域を同時に使用しないので（周波数軸上で連続的な帯域しか使用していないので）、シングルキャリア方式でも使用可能だからである。しかしながら、シングルキャリア方式とマルチキャリア方式が混在する場合においても、図2から図13に示す送信法による制御リソース間の多重は可能である（すなわち、シングルキャリア方式を用いるユーザ装置は、図2、図6、図10-13の送信法、マルチキャリア方式を用いるユーザ装置は、図2-13の送信法により送信を行う。）。
（ACK/NACK用リソースのシグナリング）
制御チャネルでもデータチャネルでもそれらを受信する際には、少なくとも受信処理の時にどの無線リソースがどのように使用されているかを知っている必要がある。従ってACK/NACKやCQIを通信相手に通知する際にも、無線リソースの使用法を通知する必要がある。しかしながらこの通知のためだけに無線リソースを消費してしまうと、オーバーヘッドが多くなるので、リソースの有効活用の観点からは、その通知が効率的になるように工夫することが好ましい。
（１）そのような工夫の一例として、スケジューリング情報が下り制御チャネルの中でどのように含まれていたか(即ち、スケジューリング情報のマッピング位置)を利用することが考えられる。下りL1/L2制御チャネルの中には、ユーザ多重数分のスケジューリング情報が含まれている。本方法では、最大ユーザ多重数NCCH_MAX個の制御情報用のリソースが予め確保されている。ユーザ装置は下りL1/L2制御チャネルを受信し、自装置宛のスケジューリング情報を取り出す。この場合、ユーザ装置は高々、最大ユーザ多重数NCCH_MAX回のデコードを行うことで、自装置宛のスケジューリング情報の有無を確認できる。
例えば、或るユーザ装置UEがｘ回目のデコードで自装置宛の下りスケジューリング情報を発見したとする。ユーザ装置UEは、その下りスケジューリング情報で指定されているリソースブロックで下りデータチャネルを受信し、ACK/NACKを用意する。ユーザ装置UEは、ｘ番に１対１に対応する制御情報用のリソースを用いて、ACK/NACKを基地局に報告する。
また、ユーザ装置UEが、ｘ回目のデコードで自装置宛の上りスケジューリング情報を発見した場合、その情報で指定されているリソースブロックで上りデータチャネルが送信される。この上りデータチャネルに対して、基地局はACK/NACKを用意する。そして、下りL1/L2制御チャネル中のｘ番目の場所にそのACK/NACKを書き込む。ユーザ装置UEは、ｘ番目の位置に書き込まれた情報を読み取ることで、再送の要否を知ることができる。但し、データチャネルの送信タイミングと、ACK/NACKの送信タイミングは予め既知であるとする。
このような対応関係を予め設定しておくことで、ユーザ装置及び基地局は、ユーザ識別情報やリソース情報をその都度通知しなくても、再送の要否を知ることができる。
（２）上記では制御チャネルのマッピング位置が利用されたが、その代わりにリソースブロックの場所が利用されてもよい。この方法では、リソースブロック総数NRB_MAX個の制御情報用のリソースが予め確保されている。
例えば、下りリンクについて、或るユーザ装置UEにｘ番目のリソースブロックRB_xが割り当てられたとする。ユーザ装置UEはリソースブロックRB_xのデータチャネルを復元し、ACK/NACKを用意する。ユーザ装置UEは、ｘ番に１対１に対応する制御情報用のリソースを用いて、ACK/NACKを基地局に報告する。
また、上りリンクについて、ユーザ装置UEにリソースブロックRB_xが割り当てられたとする。ユーザ装置UEは、そのリソースブロックRB_xで上りデータチャネルを送信する。この上りデータチャネルに対して、基地局はACK/NACKを用意する。そして、下りL1/L2制御チャネル中のｘ番目の場所にそのACK/NACKを書き込む。ユーザ装置UEは、ｘ番目の位置に書き込まれた情報を読み取ることで、再送の要否を知ることができる。この場合も、データチャネルの送信タイミングと、ACK/NACKの送信タイミングは予め既知であるとする。
このような対応関係を予め設定しておいても、ユーザ装置及び基地局は再送の要否を効率的に知ることができる。
CQIのフィードバック情報は、典型的には、周期的に報告することが考えられるため、初回送信時、或いは、事前に報知チャネル等によりCQIの送信に必要な情報（送信リソース番号、送信周期、送信期間等）をシグナリングし、以降はシグナリングなしに、予め通知された情報に従って送信を行うことで、シグナリング量を低減することができる。
本発明はマルチキャリア方式で制御情報を伝送する適切な如何なる移動通信システムにも適用可能である。
以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
移動通信システムの概念図を示す。 制御情報の伝送法(その1)を示す。 制御情報の伝送法(その２)を示す。 制御情報の伝送法(その３)を示す。 制御情報の伝送法(その４)を示す。 制御情報の伝送法(その５)を示す。 制御情報の伝送法(その６)を示す。 制御情報の伝送法(その７)を示す。 制御情報の伝送法(その８)を示す。 制御情報の伝送法(その９)を示す。 制御情報の伝送法(その1０)を示す。 制御情報の伝送法(その1１)を示す。 制御情報の伝送法(その1２)を示す。 ユーザ装置の機能ブロック図を示す。 基地局装置の機能ブロック図を示す。
符号の説明
50 セル
1001，1002，1003 ユーザ装置
200 基地局装置
300 上位ノード
400 コアネットワーク
14 OFDM信号復調部
16 CQI推定部
18 下り制御信号復号部
20 ACK/NACK判定部
22 L1/L2制御信号処理ブロック
24 チャネル符号化部
26 データ変調部
28 サブキャリアマッピング部
30 逆高速フーリエ変換部(IFFT)
32 ガードインターバル付与部(CP)
34 パイロット信号処理ブロック
36 パイロット系列生成部
38 サブキャリアマッピング部
40 逆高速フーリエ変換部(IFFT)
42 ガードインターバル付与部
44 多重部
15 同期検出及びチャネル推定部
17 ガードインターバル除去部
19 高速フーリエ変換部(FFT)
21 サブキャリアデマッピング部
23 データ復調部
25 データ復号部
27 ACK/NACK判定部
31 スケジューラ
33 上りスケジューリンググラント信号生成部
35 他の下りリンクチャネル生成部
37 OFDM信号生成部

Claims (15)

  1. マルチキャリア方式の移動通信システムにおける送信装置であって、
    制御情報を或るサブフレーム内のサブキャリアにマッピングするマッピング手段と、
    マッピング後の信号を逆フーリエ変換する手段と、
    逆フーリエ変換後の信号を含む送信信号を受信装置に無線送信する手段と、
    を有し、前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域に、前記制御情報はマッピングされ、
    前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとが、同時に送信されるようにマッピングが行われるようにした送信装置。
  2. 前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、前記複数の帯域の内の別の帯域にマッピングされる前記受信装置宛の同じ又は異なる制御情報とが、同時に送信されるようにマッピングが行われるようにした請求項１記載の送信装置。
  3. サブフレームが２つ以上の単位期間を含み、
    前記受信装置宛の第1及び第２の制御情報は、同じ単位期間内で且つ異なる帯域で伝送されるようにマッピングが行われるようにした請求項２記載の送信装置。
  4. １つの単位期間が、サブフレームの半分の期間を有するスロットで構成される請求項３記載の送信装置。
  5. 前記受信装置宛の第1及び第２の制御情報は、同じ帯域で異なる符号多重用符号で伝送されるようにマッピングが行われるようにした請求項２記載の送信装置。
  6. サブフレームが２つ以上の単位期間を含み、前記受信装置宛の第１及び第２の制御情報は２つ以上の単位期間にわたって伝送され、
    第１の単位期間では、前記受信装置宛の第1の制御情報は第１の帯域で及び第２の制御情報は第２の帯域で伝送され、
    第２の単位期間では、前記受信装置宛の第1の制御情報は第２の帯域で及び第２の制御情報は第１の帯域で伝送されるようにした請求項２記載の送信装置。
  7. １つの単位期間が、サブフレームの半分の期間を有するスロットで構成される請求項６記載の送信装置。
  8. サブフレームが２つ以上の単位期間を含み、
    第１単位期間では、前記受信装置宛の同じ制御情報が第１及び第２の帯域で同時に伝送され、
    第２単位期間では、前記受信装置宛の別の制御情報が第１及び第２の帯域で同時に伝送されるようにした請求項２記載の送信装置。
  9. １つの単位期間が、サブフレームの半分の期間を有するスロットで構成される請求項８記載の送信装置。
  10. 前記第１の制御情報は、過去に受信した共有データチャネルに対する送達確認情報であり、前記第２の制御情報は、無線受信信号の品質を表現する情報である請求項３記載の送信装置。
  11. 当該送信装置が移動通信システムにおけるユーザ装置である請求項１記載の送信装置。
  12. マルチキャリア方式の移動通信システムにおける送信装置で使用される方法であって、
    制御情報を或るサブフレーム内のサブキャリアにマッピングするマッピングステップと、
    マッピング後の信号を逆フーリエ変換するステップと、
    逆フーリエ変換後の信号を含む送信信号を受信装置に無線送信するステップと、
    を有し、前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域に、前記マッピング手段は前記制御情報をマッピングし、
    前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとが、同時に送信されるようにマッピングが行われるようにした方法。
  13. マルチキャリア方式の移動通信システムにおける受信装置であって、
    受信信号をフーリエ変換する手段と、
    フーリエ変換後の信号に基づいて、各サブキャリアにマッピングされた信号を取り出すデマッピング手段と、
    デマッピング手段により取り出された制御情報を復元する手段と、
    を有し、前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域から、前記制御情報は取り出され、
    前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとは、同じサブフレーム中の同じ期間に含まれているようにした受信装置。
  14. マルチキャリア方式の移動通信システムにおける受信装置で使用される方法であって、
    受信信号をフーリエ変換するステップと、
    フーリエ変換後の信号に基づいて、各サブキャリアにマッピングされた信号を取り出すデマッピングステップと、
    デマッピングステップにより取り出された制御情報を復元するステップと、
    を有し、前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域から、前記制御情報は取り出され、
    前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとは、同じサブフレーム中の同じ期間に含まれているようにした方法。
  15. 送信装置及び受信装置を含むマルチキャリア方式の移動通信システムであって、前記送信装置は、
    制御情報を或るサブフレーム内のサブキャリアにマッピングするマッピング手段と、
    マッピング後の信号を逆フーリエ変換する手段と、
    逆フーリエ変換後の信号を含む送信信号を受信装置に無線送信する手段と、
    を有し、前記受信装置は、
    受信信号をフーリエ変換する手段と、
    フーリエ変換後の信号に基づいて、各サブキャリアにマッピングされた信号を取り出すデマッピング手段と、
    デマッピング手段により取り出された制御情報を復元する手段と、
    を有し、前記サブフレームの期間にわたって周波数領域で不連続に用意され且つ共有データチャネル用の帯域とは別個に用意された複数の帯域に、前記制御情報はマッピングされ、
    前記複数の帯域の内の或る帯域にマッピングされる前記受信装置宛の制御情報と、別の周波数にマッピングされる前記受信装置宛の、制御情報又は共有データチャネルとが、同時に送信されるようにマッピングが行われるようにした移動通信システム。
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