本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのものであり、本発明が実施し得る唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者にとってはこのような具体的な細部事項がなくても本発明を実施できることは明らかである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造および装置を省略したり、各構造および装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示すことがある。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については、同一の図面符号を付して説明する。
以下に説明する技法(technique)および装置、システムは、様々な無線多元接続システムに適用すことができる。多元接続システムの例には、CDMA(Code Division Multiple Access)システム、FDMA(Frequency Division Multiple Access)システム、TDMA(Time Division Multiple Access)システム、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)システム、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)システム、MC−FDMA(Multi Carrier Frequency Division Multiple Access)システムなどがある。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)またはCDMA2000などの無線技術(technology)によって具現することができる。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communication)、GPRS(General Packet Radio Service)、EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)(すなわち、GERAN)などの無線技術によって具現することができる。OFDMAは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802−20、E−UTRA(evolved-UTRA)などの無線技術によって具現することができる。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)の一部であり、3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution)は、E−UTRAを用いるE−UMTSの一部である。3GPP LTEは、下りリンク(DownLink;DL)ではOFDMAを採択し、上りリンク(UpLink;UL)ではSC−FDMAを採択している。LTE−A(LTE-Advanced)は、3GPP LTEの進化した形態である。説明の便宜のために、以下では、本発明が3GPP LTE/LTE−Aに適用される場合を仮定して説明する。しかし、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。例えば、以下の詳細な説明が、移動通信システムが3GPP LTE/LTE−Aシステムに対応する移動通信システムに基づいて説明されても、3GPP LTE/LTE−Aに特有の事項以外は、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。
例えば、本発明は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのように、eNBがUEに下りリンク/上りリンク時間/周波数リソースを割り当て、UEがeNBの割当てによって下りリンク信号を受信し、上りリンク信号を送信する非−競合ベース(non-contention based)通信だけでなく、Wi−Fiなどの競合ベース(contention based)通信にも適用することができる。非−競合ベース通信方式(scheme)は、アクセスポイント(Access Point;AP)または上記アクセスポイントを制御する制御ノード(node)が、UEと上記APとの間の通信のためのリソースを割り当てるが、競合ベース通信方式は、APにアクセスしようとする複数のUE間の競合によって通信リソースが占有される。競合ベース通信方式について簡略に説明すると、競合ベース通信方式の一種として搬送波検知多元接続(Carrier Sense Multiple Access;CSMA)がある。CSMAとは、ノードまたは通信機器が周波数帯域(band)などの、共有伝送媒体(shared transmission medium)(共有チャネルともいう。)上でトラフィック(traffic)を送信する前に、同一の共有伝送媒体上に他のトラフィックがないことを確認する確率的(probabilistic)媒体アクセス制御(Media Access Control;MAC)プロトコル(protocol)を指す。CSMAにおいて、送信装置は、受信装置にトラフィックを送ることを試みる前に、他の送信が進行中であるか否かを決定する。換言すれば、送信装置は、送信を試みる前に、他の送信装置からの搬送波(carrier)の存在を検出(detect)することを試みる。搬送波が検知されると、送信装置は、自体の送信を開始する前に、進行中の他の送信装置による送信が完了(finish)することを待つ。結局、CSMAは、“sense before transmit”または“listen before talk”の原理に基づいた通信方式といえる。CSMAを用いる競合ベース通信システムにおいて、送信装置間の衝突を回避する方式としてCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)および/またはCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が用いられる。CSMA/CDは、有線LAN環境での衝突検出方式であり、イーサネット(登録商標)(Ethernet(登録商標))環境で通信をしようとするPC(Personal Computer)やサーバ(server)が、まず、ネットワーク上で通信が行われているか否かを確認した後、他の装置(device)がデータを上記ネットワーク上に載せて送っている場合、待ってからデータを送る。すなわち、2人以上のユーザ(例えば、PC、UEなど)が同時にデータを乗せて送る場合、上記同時送信間に衝突が発生するが、CSMA/CDは、上記衝突を監視し、柔軟性のあるデータ送信がなされるようにする方式である。CSMA/CDを用いる送信装置は、特定の規則を用いて他の送信装置によるデータ送信を検知し、自体のデータ送信を調節する。CSMA/CAは、IEEE802.11標準に明示されている媒体アクセス制御プロトコルである。IEEE802.11標準に従うWLANシステムは、IEEE802.3標準で用いられたCSMA/CDを用いず、CA、すなわち、衝突を回避する方式を用いている。送信装置は、常にネットワークの搬送波を検知しているが、ネットワークが空になると、リスト(目録)(list)に登録された自体の位置によって、定められた時間を待ってからデータを送る。リスト内で送信装置間の優先順位を決め、この優先順位を再設定(reconfiguration)するためには様々な方法を用いることができる。IEEE802.11標準の一部のバージョンに従うシステムでは、衝突が起きることがあり、この場合には衝突検知手順が行われる。CSMA/CAを用いる送信装置は、特定の規則を用いて、他の送信装置によるデータ送信と自体のデータ送信との間の衝突を回避する。
本発明において、UEは、固定していても移動性を有してもよく、基地局(Base Station;BS)と通信してユーザデータおよび/または各種制御情報を送受信する各種機器がこれに属する。UEは、端末(Terminal Equipment)、MS(Mobile Station)、MT(Mobile Terminal)、UT(User Terminal)、SS(Subscribe Station)、無線機器(wireless device)、PDA(Personal Digital Assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)などと呼ぶことができる。また、本発明において、BSは、一般に、UEおよび/または他のBSと通信する固定局(fixed station)のことをいい、UEおよび他のBSと通信して各種データおよび制御情報を交換する。BSは、ABS(Advanced Base Station)、NB(Node-B)、eNB(evolved-NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、アクセスポイント(Access Point)、PS(Processing Server)等の他の用語で呼ぶこともできる。以下の本発明に関する説明では、BSをeNBと総称する。
本発明でいうノード(node)とは、UEと通信して無線信号を送信/受信し得る固定した地点(point)のことを指す。様々な形態のeNBを、その名称に関係なくノードとして用いることができる。例えば、BS、NB、eNB、ピコセルeNB(PeNB)、ホームeNB(HeNB)、リレー、リピータなどをノードとすることができる。また、ノードは、eNBでなくてもよい。例えば、無線リモートヘッド(Radio Remote Head;RRH)、無線リモートユニット(Radio Remote Unit;RRU)とすることもできる。RRH、RRUなどは、一般に、eNBの電力レベル(power level)よりも低い電力レベルを有する。RRHまたはRRU(以下、RRH/RRU)は、一般に、光ケーブルなどの専用回線(dedicated line)でeNBに接続されているため、一般に、無線回線で接続されたeNBによる協調通信に比べて、RRH/RRUとeNBとによる協調通信を円滑に行うことができる。1つのノードには少なくとも1つのアンテナが設置される。上記アンテナは物理アンテナを意味することもでき、アンテナポート、仮想アンテナ、またはアンテナグループを意味することもできる。ノードは、ポイント(point)とも呼ばれる。マルチノードシステムにおいて、複数のノードへの/からの信号送信/受信には、同一のセル識別子(IDentity;ID)を用いてもよく、互いに異なるセル識別子を用いてもよい。複数のノードが同一のセルIDを有する場合、上記複数のノードのそれぞれは、1つのセルの一部のアンテナグループのように動作する。マルチノードシステムでノードが互いに異なるセルIDを有する場合、このようなマルチノードシステムは、マルチセル(例えば、マクロセル/フェムトセル/ピコセル)システムと見なすことができる。複数のノードのそれぞれが形成したマルチセルがカバレッジによってオーバーレイ(overlay)する形態で構成される場合、上記マルチセルが形成したネットワークを特に多層(multi-tier)ネットワークと呼ぶ。RRH/RRUのセルIDとeNBのセルIDとは同一でもよく、異なってもよい。RRH/RRUがeNBと異なるセルIDを用いる場合、RRH/RRUとeNBとはいずれも独立した基地局として動作する。
マルチノードシステムにおいて、複数のノードと接続された1つまたは複数のeNBまたはeNBコントローラが、上記複数のノードの一部または全てを通じてUEに同時に信号を送信または受信するように上記複数のノードを制御することができる。各ノードの実体、各ノードの具現形態などによってマルチノードシステム間には相違点が存在するが、複数のノードが共に所定の時間−周波数リソース上でUEに通信サービスを提供することに参加するという点で、これらのマルチノードシステムは単一ノードシステム(例えば、CAS、従来のMIMOシステム、従来の中継システム、従来のリピータシステムなど)と相違する。したがって、複数のノードの一部または全てを用いてデータ協調送信を行う方法に関する本発明の実施例は、各種のマルチノードシステムに適用することができる。例えば、ノードは、通常、他のノードと一定の間隔以上離れて位置しているアンテナグループを指すが、後述する本発明の実施例は、ノードが間隔に関係なく任意のアンテナグループを意味する場合にも適用することができる。例えば、X−pol(Cross polarized)アンテナを具備したeNBの場合、該eNBはH−polアンテナで構成された(configured)ノードとV−polアンテナで構成されたノードとを制御するとして、本発明の実施例を適用することができる。
複数の送信(Tx)/受信(Rx)ノードを通じて信号を送信/受信したり、複数の送信/受信ノードの中から選択された少なくとも1つのノードを通じて信号を送信/受信したり、下りリンク信号を送信するノードと上りリンク信号を受信するノードとを別々にし得る通信方式を、マルチeNB MIMOまたはCoMP(Coordinated Multi-Point transmission/reception)という。このようなノード間協調通信のうち、協調送信方式は、大きく、JP(Joint Processing)とスケジューリング協調(scheduling coordination)とに区別できる。前者は、JT(Joint Transmission)/JR(Joint Reception)とDPS(Dynamic Point Selection)とに区別でき、後者は、CS(Coordinated Scheduling)とCB(Coordinated Beamforming)とに区別できる。DPSは、DCS(Dynamic Cell Selection)とも呼ばれる。他の協調通信方式に比べて、ノード間協調通信方式のうちJPが行われるとき、より様々な通信環境が形成されうる。JPのうち、JTは、複数のノードが同一のストリームをUEに送信する通信方式をいい、JRは、複数のノードが同一のストリームをUEから受信する通信方式をいう。上記UE/eNBは、上記複数のノードから受信した信号を合成して上記ストリームを復元する。JT/JRの場合、同一のストリームが複数のノードから/に送信されるため、送信ダイバーシティ(diversity)によって信号送信の信頼度を向上させることができる。JPのうち、DPSは、複数のノードのうち、特定の規則によって選択されたノードを通じて信号が送信/受信される通信方式をいう。DPSの場合、通常、UEとノードとの間のチャネル状態の良いノードが通信ノードとして選択されるため、信号送信の信頼度を向上させることができる。
本発明でいうセル(cell)とは、1つまたは複数のノードが通信サービスを提供する一定の地理的領域を指す。したがって、本発明で特定のセルと通信するということは、上記特定のセルに通信サービスを提供するeNBまたはノードと通信するということを意味できる。また、特定のセルの下りリンク/上りリンク信号は、上記特定のセルに通信サービスを提供するeNBまたはノードからの/への下りリンク/上りリンク信号を意味する。UEに上りリンク/下りリンク通信サービスを提供するセルを特にサービングセル(serving cell)という。また、特定のセルのチャネル状態/品質は、上記特定のセルに通信サービスを提供するeNBまたはノードとUEとの間に形成されたチャネルまたは通信リンクのチャネル状態/品質を意味する。LTE/LTE−Aベースのシステムで、UEは、特定のノードからの下りリンクチャネル状態を、上記特定のノードのアンテナポートが上記特定のノードに割り当てられたCRS(Cell-specific Reference Signal)リソース上で送信されるCRSおよび/またはCSI−RS(Channel State Information Reference Signal)リソース上で送信されるCSI−RSを用いて測定することができる。一方、3GPP LTE/LTE−Aシステムは、無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を用いているが、無線リソースと関連付けられたセル(cell)は、地理的領域のセル(cell)と区別される。
近年、無線通信システムでは、より広い周波数帯域を用いるために複数のULおよび/またはDL周波数ブロックを集めてより大きいUL/DL帯域幅を用いる搬送波アグリゲーション(carrier aggregationまたはbandwidth aggregation)技術の導入が検討されている。搬送波アグリゲーション(Carrier Aggregation;CA)は、複数の搬送波周波数を用いてDLまたはUL通信を行うという点で、複数の直交する副搬送波に分割された基本周波数帯域を1つの搬送波周波数に乗せてDLまたはUL通信を行うOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムと区別される。以下、搬送波アグリゲーションによって集約される搬送波のそれぞれをコンポーネント搬送波(Component Carrier;CC)と称する。無線リソースと関連付けられた“セル”とは、下りリンクリソース(DL resources)と上りリンクリソース(UL resources)との組合せ、すなわち、DL CCとUL CCとの組合せとして定義される。セルは、DLリソース単独、またはDLリソースとULリソースとの組合せで設定する(configure)ことができる。搬送波アグリゲーションがサポート(支援)(support)される場合、DLリソース(または、DL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)とULリソース(または、UL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)との間のリンケージ(linkage)をシステム情報によって示すことができる。ここで、搬送波周波数とは、各セルまたはCCの中心周波数(center frequency)を意味する。以下では、一次周波数(primary frequency)上で動作するセルを一次セル(Primary cell;Pcell)またはPCCと呼び、二次周波数(Secondary frequency)上で動作するセルを二次セル(Secondary cell;Scell)またはSCCと呼ぶ。Scellとは、RRC(Radio Resource Control)接続確立(connection establishment)がなされた後に設定可能であり、追加無線リソースの提供のために用い得るセルを意味する。UEの性能(capabilities)によって、ScellがPcellと共に、上記UEのためのサービングセルのセット(集合)(set)を形成することができる。RRC_接続(RRC_connected)状態にあるが、搬送波アグリゲーションが設定されていないか、または搬送波アグリゲーションをサポートしないUEの場合、Pcellのみで設定されたサービングセルが1つのみ存在する。
地理的領域の“セル”は、ノードが搬送波を用いてサービスを提供できるカバレッジ(coverage)として理解することができ、無線リソースの“セル”は、上記搬送波によって設定(configure)される周波数範囲である帯域幅(BandWidth;BW)に関連付けられる。ノードが有効な信号を送信できる範囲である下りリンクカバレッジと、UEから有効な信号を受信できる範囲である上りリンクカバレッジは、当該信号を運ぶ搬送波に依存するので、ノードのカバレッジは、上記ノードが用いる無線リソースの“セル”のカバレッジと関連付けられることもある。したがって、“セル”という用語は、時にはノードによるサービスのカバレッジを、時には無線リソースを、時には上記無線リソースを用いた信号が有効な強度で到達できる範囲を意味することに用いることができる。
3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層から生じる情報を運ぶリソース要素に対応する下りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層から生じる情報を搬送しないリソース要素に対応する下りリンク物理信号と、を定義する。例えば、物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Shared CHannel;PDSCH)、物理ブロードキャストチャネル(Physical Broadcast CHannel;PBCH)、物理マルチキャストチャネル(Physical Multicast CHannel;PMCH)、物理制御フォーマットインジケータ(指示子)チャネル(Physical Control Format Indicator CHannel;PCFICH)、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control CHannel;PDCCH)および物理ハイブリッドARQインジケータチャネル(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel;PHICH)が下りリンク物理チャネルとして定義されており、参照信号および同期信号が下りリンク物理信号として定義されている。パイロット(pilot)とも呼ばれる参照信号(Reference Signal;RS)は、eNBとUEとが互いに知っている予め定義された特別な波形の信号を意味するが、例えば、セル固有RS(cell specific RS)、UE−固有RS(UE-specific RS;UE−RS)、ポジショニングRS(Positioning RS;PRS)およびチャネル状態情報RS(Channel State Information RS;CSI−RS)が下りリンク参照信号として定義される。3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層から生じる情報を搬送するリソース要素に対応する上りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層から生じる情報を搬送しないリソース要素に対応する上りリンク物理信号と、を定義している。例えば、物理上りリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared CHannel;PUSCH)、物理上りリンク制御チャネル(Physical Uplink Control CHannel;PUCCH)、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access CHannel;PRACH)が上りリンク物理チャネルとして定義され、上りリンク制御/データ信号のための復調参照信号(DeModulation Reference Signal;DMRS)と、上りリンクチャネル測定に用いられるサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal;SRS)と、が定義される。
本発明で、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)は、それぞれ、DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/下りリンクACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/下りリンクデータを搬送する時間−周波数リソースのセットまたはリソース要素のセットを意味する。また、PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)は、それぞれ、UCI(Uplink Control Information)/上りリンクデータ/ランダムアクセス信号を搬送する時間−周波数リソースセットまたはリソース要素セットを意味する。本発明では、特に、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHに割り当てられたり、これに属した時間−周波数リソースまたはリソース要素(Resource Element;RE)をそれぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH REまたはPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHリソースと称する。以下では、UEがPUCCH/PUSCH/PRACHを送信するという表現は、それぞれ、PUSCH/PUCCH/PRACH上で/またはを通じて、上りリンク制御情報/上りリンクデータ/ランダムアクセス信号を送信することと同じ意味で使われる。また、eNBがPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCHを送信するという表現は、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH上で/またはを通じて、下りリンクデータ/制御情報を送信することと同じ意味で使われる。
また、本発明で、PBCH/(e)PDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH領域は、PBCH/(e)PDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCHがマッピングされたまたはマッピングされ得る時間−周波数リソース領域をいう。
以下では、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RS/TRSが割り当てられたまたは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REを、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RS/TRSシンボル/搬送波/副搬送波/REと称する。例えば、トラッキングRS(Tracking RS;TRS)が割り当てられたまたは設定されたOFDMシンボルは、TRSシンボルと称し、TRSが割り当てられたまたは設定された副搬送波は、TRS副搬送波と称し、TRSが割り当てられたまたは設定されたREはTRS REと称する。また、TRS送信のために設定された(configured)サブフレームを、TRSサブフレームと称する。また、ブロードキャスト信号が送信されるサブフレームを、ブロードキャストサブフレームまたはPBCHサブフレームと称し、同期信号(例えば、PSSおよび/またはSSS)が送信されるサブフレームを、同期信号サブフレームまたはPSS/SSSサブフレームと称する。PSS/SSSが割り当てられたまたは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REを、それぞれ、PSS/SSSシンボル/副搬送波/REと称する。
本発明で、CRSポート、DMRSポート、UE−RSポート、CSI−RSポート、TRSポートとは、それぞれ、CRSを送信するように設定された(configured)アンテナポート、DMRSを送信するように設定されたアンテナポート、UE−RSを送信するように設定されたアンテナポート、UE−RSを送信するように設定されたアンテナポート、TRSを送信するように設定されたアンテナポートを意味する。CRSを送信するように設定されたアンテナポートは、CRSポートによってCRSが占有するREの位置によって相互に区別でき、UE−RSを送信するように設定された(configured)アンテナポートは、UE−RSポートによってUE−RSが占有するREの位置によって相互に区別でき、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポートは、CSI−RSポートによってCSI−RSが占有するREの位置によって相互に区別できる。したがって、CRS/DMRS/UE−RS/CSI−RS/TRSポートという用語が、一定のリソース領域(例えば、RBまたはRB対)内でCRS/DMRS/UE−RS/CSI−RS/TRSが占有するREのパターンを意味する用語として用いられることもある。本発明において、DMRSおよびUE−RSはいずれも復調用RSを意味し、よって、DMRSという用語とUE−RSという用語とは、いずれも復調用RSを指すために用いられる。
図1は、無線通信システムで用いられる無線フレーム構造の一例を示す図である。
特に、図1(a)は、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex;FDD)用フレーム構造を示す図であり、図1(b)は、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる時分割デュプレックス(Time Division Duplex;TDD)用フレーム構造を示す図である。
図1を参照すると、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる無線フレームは、10ms(307,200Ts)の長さを有し、10個の均等なサイズのサブフレーム(SubFrame;SF)で構成される。1つの無線フレーム内の10個のサブフレームにはそれぞれ番号を与えることができる。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(2048・15kHz)で表示される。それぞれのサブフレームは、1msの長さを有し、2個のスロットで構成される。1つの無線フレームにおいて20個のスロットには0から19まで順次番号を付けることができる。それぞれのスロットは、0.5msの長さを有する。1つのサブフレームを送信するための時間は、送信時間間隔(Transmission Time Interval;TTI)として定義される。時間リソースは、無線フレーム番号(または、無線フレームインデックス)、サブフレーム番号(または、サブフレームインデックス)、スロット番号(または、スロットインデックス)などによって区分することができる。
無線フレームは、デュプレックス(duplex)モードによって異なるように設定(configure)することができる。例えば、FDDモードでは、下りリンク送信および上りリンク送信は周波数によって区分されるため、無線フレームは、特定の周波数帯域に対して下りリンクサブフレームまたは上りリンクサブフレームのいずれか1つのみを含む。TDDモードでは、下りリンク送信および上りリンク送信は、時間によって区分されるため、特定の周波数帯域に対して無線フレームは下りリンクサブフレームおよび上りリンクサブフレームの両方を含む。
表1は、TDDモードで、無線フレームにおけるサブフレームのDL−UL設定(configuration)を例示するものである。
表1において、Dは下りリンクサブフレームを、Uは上りリンクサブフレームを、Sはスペシャル(special)サブフレームを表す。スペシャルサブフレームは、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、GP(Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3つのフィールドを含む。DwPTSは、下りリンク送信用にリザーブされる(reserved)時間区間であり、UpPTSは、上りリンク送信用にリザーブされる時間区間である。表2は、スペシャルサブフレームの設定(configuration)を例示するものである。
図2は、無線通信システムにおける下りリンク/上りリンク(DL/UL)スロット構造の一例を示す図である。特に、図2は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのリソースグリッド(resource grid)の構造を示す。アンテナポートごとに1つのリソースグリッドがある。
図2を参照すると、スロットは、時間ドメイン(time domain)で複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルを含み、周波数ドメイン(frequency domain)で複数のリソースブロック(Resource Block;RB)を含む。OFDMシンボルは、1シンボル区間を意味してもよい。図2を参照すると、各スロットで送信される信号はNDL/UL RB×NRB sc個の副搬送波(subcarrier)とNDL/UL symb個のOFDMシンボルとで構成されるリソースグリッド(resource grid)で表現されることができる。ここで、NDL RBは、下りリンクスロットにおけるリソースブロック(Resource Block;RB)の数を表し、NUL RBは、ULスロットにおけるRBの数を表す。NDL RBおよびNUL RBは、DL送信帯域幅およびUL送信帯域幅にそれぞれ依存する。NDL symbは、下りリンクスロットにおけるOFDMシンボルの数を表し、NUL symbは、ULスロットにおけるOFDMシンボルの数を表す。NRB scは、1 RBを構成する副搬送波の数を表す。
OFDMシンボルは、多元接続方式によって、OFDMシンボル、SC−FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing)シンボルなどと呼ぶことができる。1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、チャネル帯域幅、CP(Cyclic Prefix)の長さによって様々に変更することができる。例えば、ノーマル(normal)CPの場合には、1スロットが7個のOFDMシンボルを含むが、拡張(extended)CPの場合には、1スロットが6個のOFDMシンボルを含む。図2では、説明の便宜のために、1スロットが7個のOFDMシンボルで構成されるサブフレームを例示するが、本発明の実施例は、他の数のOFDMシンボルを有するサブフレームにも同様の方式で適用することができる。図2を参照すると、各OFDMシンボルは、周波数ドメインで、NDL/UL RB×NRB sc個の副搬送波を含む。副搬送波の類型としては、データ送信のためのデータ副搬送波、参照信号(reference signal)の送信のための参照信号副搬送波、保護帯域(guard band)または直流(Direct Current;DC)成分のためのヌル(null)副搬送波を含むことができる。DC成分は、OFDM信号生成処理または周波数アップコンバート処理で搬送波周波数(carrier frequency、f0)にマッピング(mapping)される。搬送波周波数は、中心周波数(center frequency、fc)とも呼ぶ。
1つのRBは、時間ドメインでNDL/UL symb個(例えば、7個)の連続するOFDMシンボルとして定義され、周波数ドメインでNRB sc個(例えば、12個)の連続する副搬送波として定義される。参考として、1つのOFDMシンボルと1つの副搬送波とで定義されたリソースをリソース要素(Resource Element;RE)またはトーン(tone)という。したがって、1つのRBは、NDL/UL symb×NRB sc個のリソース要素で構成される。リソースグリッド内の各リソース要素は、1スロットにおけるインデックス対(k,1)によって一意に定義することができる。kは、周波数ドメインで0からNDL/UL RB×NRB sc−1まで与えられるインデックスであり、lは、時間ドメインで0からNDL/UL symb−1まで与えられるインデックスである。
一方、1つのRBは、1つの物理リソースブロック(Physical Resource Block;PRB)と1つの仮想リソースブロック(Virtual Resource Block;VRB)とに、それぞれマッピングされる。PRBは、時間ドメインでNDL/UL symb個(例えば、7個)の連続するOFDMシンボルまたはSC−FDMシンボルとして定義され、周波数ドメインでNRB sc個(例えば、12個)の連続する副搬送波として定義される。したがって、1つのPRBは、NDL/UL symb×NRB sc個のリソース要素で構成される。1つのサブフレームにおいて、NRB sc個が連続する同一の副搬送波を占有するが、上記サブフレームの2個のスロットのそれぞれに1個ずつ位置する2個のRBを、PRB対と呼ぶ。PRB対を構成する2個のRBは、同一のPRB番号(または、PRBインデックスともいう)を有する。
図3は、同期信号(Synchronization Signal;SS)の送信のための無線フレーム構造を例示する図である。特に、図3は、周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex;FDD)で同期信号およびPBCHの送信のための無線フレーム構造を例示するものであり、図3(a)は、ノーマルCP(normal Cyclic Prefix)として構成された無線フレームにおけるSSおよびPBCHの送信位置を示し、図3(b)は、拡張CP(extended CP)として構成された無線フレームにおけるSSおよびPBCHの送信位置を示している。
UEは、電源がついたり新しくセルにアクセスしようとする場合、上記セルとの時間および周波数同期を取得し、上記セルの物理層セル識別子(physical layer cell identity)Ncell IDを検出(detect)する等のセル探索(initial cell search)手順(procedure)を行う。そのために、UEは、eNBから同期信号、例えば、一次同期信号(Primary Synchronization Signal;PSS)および二次同期信号(Secondary Synchronization Signal;SSS)を受信してeNBと同期を取り、セル識別子(identity;ID)などの情報を取得することができる。
図3を参照して、SSをより具体的に説明すると、次のとおりである。SSは、PSSとSSSとに区別される。PSSは、OFDMシンボル同期、スロット同期などの時間ドメイン同期および/または周波数ドメイン同期を得るために用いられ、SSSは、フレーム同期、セルグループIDおよび/またはセルのCP設定(configuration)(すなわち、ノーマルCPまたは拡張CPの使用情報)を得るために用いられる。図3を参照すると、PSSおよびSSSは、無線フレームごとに2個のOFDMシンボルでそれぞれ送信される。具体的には、SSは、インター−RAT(inter Radio Access Technology)測定の容易さのために、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communication)フレーム長である4.6msを考慮して、サブフレーム0の第1のスロットとサブフレーム5の第1のスロットとでそれぞれ送信される。特に、PSSは、サブフレーム0の第1のスロットの最後のOFDMシンボルとサブフレーム5の第1のスロットの最後のOFDMシンボルとでそれぞれ送信され、SSSは、サブフレーム0の第1のスロットの最後から2番目のOFDMシンボルとサブフレーム5の第1のスロットの最後から2番目のOFDMシンボルとでそれぞれ送信される。該当の無線フレームの境界はSSSを用いて検出することができる。PSSは、該当スロットの最後のOFDMシンボルで送信され、SSSはPSSの直前のOFDMシンボルで送信される。SSの送信ダイバーシティ(diversity)方式は、単一アンテナポート(single antenna port)のみを使用し、標準では別に定義されていない。すなわち、単一アンテナポート送信またはUEに対してトランスペアレントな(transparent)送信方式(例えば、PVS(Precoding Vector Switching)、TSTD(Time Switched Diversity)、CDD(Cyclic Delay Diversity))をSSの送信ダイバーシティのために用いることができる。
SSは、3個のPSSと168個のSSSとの組合せによって合計504個の一意の物理層セル識別子(physical layer cell ID)を示すことができる。換言すれば、上記物理層セルID(識別子)は、各物理層セルIDが唯一の物理層セル識別子グループの一部になるように、各グループが3個の一意の識別子を含む168個の物理層セル識別子グループにグルーピングされる。したがって、物理層セル識別子Ncell ID=3N(1) ID+N(2) IDは、物理層セル識別子グループを示す0から167までの範囲内の番号N(1) IDと上記物理層セル識別子グループ内の上記物理層識別子を示す0から2までの番号N(2) IDとによって一意に定義される。UEは、PSSを検出して、3個の一意の物理層識別子のうちの1つがわかり、SSSを検出して、上記物理層識別子に関連付けられた168個の物理層セルIDのうちの1つを識別することができる。長さ63のZC(Zadoff-Chu)シーケンスが周波数ドメインで定義されてPSSとして用いられる。
図3を参照すると、PSSは、5msごとに送信されるため、UEは、PSSを検出することによって、当該サブフレームがサブフレーム0またはサブフレーム5のいずれかであることがわかるが、当該サブフレームがサブフレーム0およびサブフレーム5のうちのいずれであるかは具体的にはわからない。したがって、UEは、PSSだけでは無線フレームの境界を認知できない。すなわち、PSSだけではフレーム同期を取ることができない。UEは、無線フレーム内で2回送信されるものの、互いに異なったシーケンスで送信されるSSSを検出して無線フレームの境界を検出する。
このように、セル探索/再探索のために、UEは、eNBからPSSおよびSSSを受信してeNBとの同期を取り、セル識別子(IDentity;ID)などの情報を取得することができる。その後、UEは、PBCH上でeNBによって管理されるセル(cell)内の放送情報を受信することができる。
PBCHのメッセージ内容は、無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層のマスタ情報ブロック(Master Information Block;MIB)で表現される。具体的には、PBCHのメッセージ内容は、表3のとおりである。
表3のように、MIBには、下りリンクシステム帯域幅(dl−Bandwidth、DL BW)、PHICH設定、システムフレームナンバ(SFN)が含まれる。例えば、MIBのパラメータのうち、パラメータdl−Bandwidth(帯域幅)は、下りリンクにおけるRBの数NRBを示すパラメータであり、n6は6個のRBに対応、n15は15個のRBに対応する形で下りリンクシステム帯域幅を示すことができる。MIBのパラメータのうち、パラメータsytemFrameNumber(システムフレーム番号)は、SFNの最上位8ビット(8 most significant bits)を定義する。上記SFNの最下位2ビット(2 least significant bits)は、PBCHの復号によって暗黙的に得ることができる。40ms PBCH TTIのタイミングは、最下位2ビットを示すが、例えば、40ms PBCH TTIにおいて、1番目の無線フレームは00を、2番目の無線フレームは01を、3番目の無線フレームは10を、最後の無線フレームは11を示す。したがって、UEは、PBCHを介してMIBを受信することによって明示的(explicit)にDL BW、SFN、PHICH設定に関する情報がわかる。一方、PBCH受信からUEが暗黙的(implicit)にわかる情報には、eNBの送信アンテナ数(number of transmit antenna ports at eNB)がある。eNBの送信アンテナ数に関する情報は、PBCHのエラー検出に用いられる16−ビットCRC(Cyclic Redundancy Check)に送信アンテナ数に対応するシーケンスをマスク(例えば、XOR演算)して暗黙的にシグナリングされる。例えば、次のようなアンテナ数別マスキングシーケンスを用いることができる。
PBCHは、セル−固有(cell-specific)スクランブリング(拡散)(scrambling)、変調、レイヤマッピングおよびプリコーディングを経た後、リソース要素にマッピングされる。
図3は、1つの無線フレームを基準とした時のマッピングの一例であり、コーディングされたPBCHは、事実上、40msの間に4個のサブフレームにマッピングされる。40msのタイミングは、ブラインド検出されるものであり、40msのタイミングに関する明示的なシグナリングは別に存在しない。PBCHは、1つのサブフレームにおいて4個のOFDMシンボルと72個の副搬送波とにマッピングされる。PBCHは、eNBの実際の送信アンテナ数に関係なく、4個の送信アンテナに対するRSが位置するREにはマッピングされない。参考として、図1(b)に示す、TDDに適用されるフレーム構造の場合にも、PBCHは40msの間に、4個のサブフレームにマッピングされ、1サブフレームにおいて4個のOFDMシンボルと72個の副搬送波とにマッピングされる。TDDの場合、PBCHは、無線フレームのスロット0〜19のうち、スロット1(サブフレーム0の第2のスロット)およびスロット11(サブフレーム5の第2のスロット)のOFDMシンボル0〜3に位置することができる。
一方、UEは、eNBまたはセルに最初にアクセスしたり、eNBまたはセルへの信号送信のために割り当てられた無線リソースがない場合、ランダムアクセス手順(random access procedure)を行うことができる。ランダムアクセス手順のために、UEは、PRACHを介して特定のシーケンスをランダムアクセスプリアンブルとして送信し、PDCCHおよび/またはこれに対応するPDSCHを介して上記ランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージを受信することによって、信号送信に必要な無線リソースの割当てを受けることができる。ランダムアクセス手順でUEにUE識別子を設定することができる。例えば、セル無線ネットワーク一時識別子(Cell Radio Network Temporary Identifier;C−RNTI)は、セル内でUEを識別し、一時的、セミパーシステント(semi-persistent)または永続的(permanent)であってもよい。一時C−RNTIは、一時アクセス手順で割り当てられ、競合解決後には永続C−RNTIになり得る。セミパーシステントC−RNTIは、PDCCHを用いたセミパーシステントリソースをスケジューリングするために用いられ、セミパーシステントスケジューリング(Semi-Persistent Scheduling;SPS)C−RNTIとも呼ばれる。永続C−RNTIは、ランダムアクセス手順の競合解決後に割り当てられるC−RNTI値であり、動的リソースをスケジューリングするために用いられる。
図4は、無線通信システムで用いられる下りリンクサブフレーム(subframe)構造を例示する図である。
図4を参照すると、DLサブフレームは、時間ドメインにおいて制御領域(control region)とデータ領域(data region)とに区別される。図4を参照すると、サブフレームの第1のスロットで前部に位置する最大3(または、4)個のOFDMシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)に対応する。以下、DLサブフレームでPDCCH送信に利用可能なリソース領域(resource region)をPDCCH領域と称する。制御領域として用いられるOFDMシンボル以外の残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)が割り当てられるデータ領域(data region)に該当する。以下、DLサブフレームでPDSCH送信に利用可能なリソース領域をPDSCH領域と称する。3GPP LTEで用いられるDL制御チャネルの例としては、PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)、PHICH(Physical hybrid ARQ indicator CHannel)などを含む。PCFICHは、サブフレームの最初のOFDMシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの送信に用いられるOFDMシンボルの数に関する情報を搬送する。PHICHは、UL送信に対する応答としてHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)ACK/NACK(ACKnowledgment/Negative-ACKnowledgment)信号を搬送する。
PDCCHで送信される制御情報を下りリンク制御情報(Downlink Control Information;DCI)と称する。DCIは、UEまたはUEグループのためのリソース割当て情報および他の制御情報を含む。DL共有チャネル(DownLink Shared CHannel;DL−SCH)の送信フォーマット(Transmit Format)およびリソース割当て情報は、DLスケジューリング情報またはDLグラント(DL grant)とも呼ばれ、UL共有チャネル(UpLink Shared CHannel;UL−SCH)の送信フォーマットおよびリソース割当て情報は、ULスケジューリング情報またはULグラント(UL grant)とも呼ばれる。1つのPDCCHが搬送するDCIは、DCIフォーマットによってそのサイズおよび用途が異なり、コーディングレートによってそのサイズが異なりうる。DCIフォーマットのそれぞれの用途に合わせて、ホッピングフラグ、RB割当て(RB allocation)、MCS(Modulation Coding Scheme)、RV(Redundancy Version)、NDI(New Data Indicator)、TPC(Transmit Power Control)、巡回シフトDMRS(cyclic shift DeModulation Reference Signal)、ULインデックス、CQI(Channel Quality Information)要求、DL割当てインデックス(DL assignment index)、HARQプロセス番号(または、インデックス)、TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)情報などの制御情報が適宜選択された組合せが下りリンク制御情報としてUEに送信される。
複数のPDCCHを制御領域内で送信することができる。UEは、複数のPDCCHをモニタすることができる。eNBは、UEに送信されるDCIによってDCIフォーマットを決定し、DCIにCRC(Cyclic Redundancy Check)を付加する。CRCは、PDCCHの所有者または使用目的によって識別子(例えば、RNTI(Radio Network Temporary Identifier))でマスク(または、スクランブル)される。例えば、PDCCHが特定のUEのためのものであれば、当該UEの識別子(例えば、Cell-RNTI(C−RNTI))をCRCにマスクすることができる。PDCCHがページングメッセージのためのものであれば、ページング識別子(例えば、Paging-RNTI(P−RNTI))をCRCにマスクすることができる。PDCCHがシステム情報(より具体的には、システム情報ブロック(System Information Block;SIB))のためのものであれば、SI−RNTI(System Information RNTI)をCRCにマスクすることができる。PDCCHがランダムアクセス応答のためのものであれば、RA−RNTI(Random Access-RNTI)をCRCにマスクすることができる。CRCマスク(または、スクランブル)は、例えば、ビットレベルでCRCとRNTIとをXOR演算することを含む。
PDCCHは、1つまたは複数の連続した制御チャネル要素(Control Channel Element;CCE)のアグリゲーション(aggregation)上で送信される。CCEは、PDCCHに無線チャネル状態に基づくコーディングレートを提供するために用いる論理的割当てユニットである。CCEは、複数のリソース要素グループ(resource element group;REG)に対応する。例えば、1個のCCEは9個のREGに対応し、1個のREGは4個のREに対応する。4個のQPSKシンボルがそれぞれのREGにマッピングされる。参照信号(RS)によって占有されたリソース要素(RE)は、REGに含まれない。したがって、与えられたOFDMシンボル内におけるREGの数は、RSが存在するか否かによって異なってくる。REGの概念は、他の下りリンク制御チャネル(すなわち、PCFICHおよびPHICH)にも用いられる。例えば、PCFICHおよびPHICHは、それぞれ、4個のREGおよび3個のREGを含む。PCFICHまたはPHICHに割り当てられていないREGの数をNREGとすれば、システムでPDCCHのために利用可能な下りリンクサブフレームにおけるCCEの番号(number)は、0からNCCE−1までナンバリングされ、ここで、NCCE=floor(NREG/9)である。
PDCCHフォーマットおよびDCIビット数は、CCEの数によって決定される。CCEは、番号が付けられて連続して用いられ、復号(decoding)処理を簡単にするために、n個のCCEで構成されたフォーマットを有するPDCCHは、nの倍数に該当する番号を有するCCEでのみ開始することができる。例えば、n個の連続した(consecutive)CCEで構成されたPDCCHは、‘i mod n =0’を満たすCCE上でのみ開始することができる。ここで、iは、CCEインデックス(または、CCE番号)である。
特定のPDCCHの送信に用いられるCCEの数は、チャネル状態に基づいてネットワークまたはeNBによって決定される。例えば、良い下りリンクチャネルを有するUE(例えば、eNBに近接している)のためのPDCCHの場合、1個のCCEでも十分でありうる。しかし、劣悪なチャネルを有するUE(例えば、セル境界に近接している)のためのPDCCHの場合、十分なロバスト性(robustness)を得るためには、8個のCCEが要求されてもよい。また、PDCCHの電力レベルは、チャネル状態に合わせて調整することができる。
3GPP LTE/LTE−Aシステムの場合、各UEのためにPDCCHが位置し得るCCEのセット(set)が定義される。UEが自体のPDCCHを発見できるCCEセットをPDCCH探索空間、簡単に探索空間(Search Space;SS)と呼ぶ。探索空間内でPDCCHが送信されてもよい個別のリソースをPDCCH候補(candidate)と呼ぶ。UEがモニタ(monitoring)するPDCCH候補のセットは、探索空間として定義する。探索空間は、異なるサイズを有することができ、専用(dedicated)探索空間と共通(common)探索空間とが定義されている。専用探索空間は、UE固有探索空間(UE-Specific Search Space;USS)であり、それぞれの個別のUEのために設定される(configured)。共通探索空間(Common Search Space;CSS)は、複数のUEのために設定される。次の表は、探索空間を定義するアグリゲーションレベルを羅列したものである。
eNBは、探索空間内の任意のPDCCH候補上で実際にPDCCH(DCI)を送信し、UEは、PDCCH(DCI)を探すために探索空間をモニタする。ここで、モニタするということは、全てのモニタされるDCIフォーマットによって該当の探索空間内の各PDCCHの復号(decoding)を試みる(attempt)ことを意味する。UEは、上記複数のPDCCHをモニタリングし、自体のPDCCHを検出することができる。基本的に、UEは、自体のPDCCHが送信される位置を知らず、サブフレームごとに該当のDCIフォーマットの全てのPDCCHに対して、自体の識別子を有するPDCCHを検出するまでPDCCHの復号を試みるが、このような処理をブラインド検出(blind detection)またはブラインド復号(Blind Decoding;BD)という。
例えば、特定のPDCCHが“A”というRNTI(Radio Network Temporary Identity)でCRC(Cyclic Redundancy Check)マスク(masking)されており、“B”という無線リソース(例えば、周波数位置)および“C”という送信形式情報(例えば、送信ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など)を用いて送信されるデータに関する情報が特定のDLサブフレームで送信されると仮定(assume)する。UEは、自体の有しているRNTI情報を用いてPDCCHをモニタし、“A”というRNTIを有するUEは、PDCCHを検出し、受信したPDCCHの情報を用いて“B”および“C”によって示されるPDSCHを受信する。
受信装置が送信装置からの信号を復元するためには、上記受信装置と送信装置との間のチャネルを推定するための参照信号を必要とする。参照信号は、大きく、復調用参照信号とチャネル測定用参照信号とに分類することができる。3GPP LTEシステムで定義されたCRSは、復調の目的にも測定の目的にも用いることができる。3GPP LTE−Aシステムでは、CRSの他に、UE−固有RS(以下、UE−RS)およびCSI−RSがさらに定義される。UE−RSは復調のために、CSI−RSはチャネル状態情報を得る(derive)ために用いられる。一方、RSは、RSの存在に対する認識によって、専用RS(dedicated RS;DRS)と共通RS(common RS)とに区別される。DRSは、特定のUEにのみ知らされ、CRSは全UEに知らされる。3GPP LTEシステムで定義されたCRSは共通RSの一種として理解し、DRSはUE−RSの一種として理解することができる。
参考として、復調は復号処理の一部と見なすことができ、本発明では、復調という用語が復号という用語と同じ意味で使われる。
図5は、セル固有参照信号(Cell specific Reference Signal;CRS)とUE固有参照信号(User specific Reference Signal;UE−RS)とを例示する図である。特に、図5は、ノーマルCPを有するサブフレームのRB対においてCRSおよびUE−RSによって占有されるREを示す図である。
従来の3GPP LTEシステムでは、CRSは復調目的および測定目的のいずれにも用いられるため、CRSは、PDSCH送信をサポートするセル(cell)内の全下りリンクサブフレームで全下りリンク帯域幅にわたって送信され、eNBに設定された(configured)全アンテナポートから送信される。
UEは、CRSを用いてCSIを測定することができ、CRSを用いて、該CRSを含むサブフレームでPDSCHを介して受信された信号を復調することができる。すなわち、eNBは、全RBで各RB内の一定の位置でCRSを送信し、UEは、上記CRSに基づいてチャネル推定を行った後にPDSCHを検出する。例えば、UEは、CRS REで受信された信号を測定し、該測定された信号と、上記CRS RE別受信エネルギのPDSCHがマッピングされたRE別受信エネルギに対する比を用いて、PDSCHがマッピングされたREからPDSCH信号を検出することができる。しかし、このようにCRSに基づいてPDSCHが送信される場合には、eNBが全RBに対してCRSを送信しなければならず、余計なRSオーバーヘッドが発生する。このような問題点を解決するために、3GPP LTE−Aシステムでは、CRSの他に、UE−固有RS(以下、UE−RS)およびCSI−RSをさらに定義する。UE−RSは復調のために、CSI−RSはチャネル状態情報を得る(derive)ために用いられる。UE−RSは、DRSの一種として理解することができる。UE−RSおよびCRSは復調のために用いられるため、用途の側面で復調用RSということができる。CSI−RSおよびCRSは、チャネル測定またはチャネル推定に用いられるため、用途の側面では測定用RSということができる。
UE−RSは、PDSCHの送信のためにサポートされ、アンテナポートp=5、p=7、p=8またはp=7,8,...,υ+6(ここで、υは、上記PDSCHの送信のために用いられるレイヤの数)を介して送信される。UE−RSは、PDSCH送信が該当のアンテナポートと関連付けられる場合に存在し、PDSCHの復調(demodulation)のみのために有効な(valid)参照(reference)である。UE−RSは、該当のPDSCHがマッピングされたRB上でのみ送信される。すなわち、UE−RSは、PDSCHが存在するか否かに関係なくサブフレームごとに送信されるように設定されたCRSとは違い、PDSCHがスケジューリングされたサブフレームにおいてPDSCHがマッピングされたRBでのみ送信されるように設定される。また、UE−RSは、PDSCHのレイヤの数と関係なく全てのアンテナポートを通して送信されるCRSとは違い、PDSCHのレイヤにそれぞれ対応するアンテナポートを通してのみ送信される。これによって、CRSに比べてRSのオーバーヘッドを減らすことができる。
ここで、wp(i)、l'、m'は、次式のように与えられる。
アンテナポートp∈{7,8,...,υ+6}に対してUE−RSシーケンスr(m)は次のように定義される。
c(i)は、擬似ランダム(pseudo-random)シーケンスであり、長さ−31のゴールド(Gold)シーケンスによって定義される。長さMPNである出力シーケンスc(n)(ここで、n=0,1,...,MPN−1)は、次の式によって定義される。
数式3で、c(i)の生成のための擬似ランダムシーケンス生成器は、各サブフレームの先頭で次の式によってcinitに初期化される。
数式5において、nSCIDの値は別に特定されない場合0であり、アンテナポート7または8上のPDSCH送信に対して、nSCIDは、PDSCH送信と関連付けられたDCIフォーマット2Bまたは2Cによって与えられる。DCIフォーマット2Bは、UE−RSを有するアンテナポートを最大2個まで用いるPDSCHのためのリソース指定(resource assignment)のためのDCIフォーマットであり、DCIフォーマット2Cは、UE−RSを有するアンテナポートを最大8個まで用いるPDSCHのためのリソース指定(resource assignment)のためのDCIフォーマットである。
DCIフォーマット2Bの場合、nSCIDは、次の表によるスクランブリング識別子フィールドによって指定される。
DCIフォーマット2Cの場合、nSCIDは、次の表によって与えられる。
図6は、無線通信システムで用いられる上りリンク(UpLink;UL)サブフレーム構造の一例を示す図である。
図6を参照すると、ULサブフレームは、周波数ドメインで制御領域とデータ領域とに区別できる。1つまたは複数のPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)を上りリンク制御情報(Uplink Control Information;UCI)を搬送するために上記制御領域に割り当てることができる。1つまたは複数のPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)をユーザデータを搬送するためにULサブフレームのデータ領域に割り当てることができる。
ULサブフレームでは、DC(Direct Current)副搬送波から離れている副搬送波が制御領域として使用される。換言すれば、UL送信帯域幅の両端部に位置する副搬送波が上りリンク制御情報の送信に割り当てられる。DC副搬送波は、信号送信に用いられないで残される成分であり、周波数アップコンバート処理で搬送波周波数f0にマッピングされる。1つのUEに対するPUCCHは、1つのサブフレームにおいて、1つの搬送波周波数で動作するリソースに属したRB対に割り当てられ、上記RB対に属したRBは、2つのスロットでそれぞれ異なる副搬送波を占有する。このように割り当てられるPUCCHを、PUCCHに割り当てられたRB対がスロット境界で周波数ホッピングすると表現する。ただし、周波数ホッピングが適用されない場合には、RB対は同一の副搬送波を占有する。
PUCCHは、次の制御情報を送信するために用いることができる。
SR(Scheduling Request):上りリンクUL−SCHリソースを要求するために用いられる情報である。OOK(On-Off Keying)方式を用いて送信される。
HARQ−ACK:PDCCHに対する応答および/またはPDSCH上の下りリンクデータパケット(例えば、コードワード)に対する応答である。PDCCHまたはPDSCHの受信に成功したか否かを示す。単一の下りリンクコードワードに対する応答としてHARQ−ACK1ビットが送信され、2つの下りリンクコードワードに対する応答とししてHARQ−ACK2ビットが送信される。HARQ−ACK応答は、ポジティブACK(肯定応答)(簡単に、ACK)、ネガティブACK(否定応答)(以下、NACK)、DTX(Discontinuous Transmission)またはNACK/DTXを含む。ここで、HARQ−ACKという用語は、HARQ ACK/NACK、ACK/NACKと同じ意味で使われる。
CSI(Channel State Information):下りリンクチャネルに対するフィードバック情報(feedback information)である。CSIは、チャネル品質インジケータ(Channel Quality Information;CQI)、プリコーディング行列インジケータ(Precoding Matrix Indicator;PMI)、プリコーディングタイプインジケータ(precoding type indicator)、および/またはランク指示(インジケータ)(Rank Indication;RI)を有することができる。これらのうち、MIMO(Multiple Input Multiple Output)関連フィードバック情報は、RIおよびPMIを含む。RIは、UEが同一の時間−周波数リソースを用いて受信できるストリームの数またはレイヤ(layer)の数を意味する。PMIは、チャネルの空間(space)特性を反映した値であり、UEがSINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)などのメトリック(計量)(metric)に基づいて下りリンク信号送信のために好むプリコーディング行列のインデックスを表す。CQIは、チャネルの強度を示す値であり、通常、eNBがPMIを用いたときにUEによって得られる受信SINRを表す。
UEが上りリンク送信にSC−FDMA方式を採択する場合、単一搬送波特性を維持するために、3GPP LTEリリース(release)8またはリリース9システムでは、1つの搬送波上でPUCCHとPUSCHとを同時に送信することができない。3GPP LTEリリース10システムでは、PUCCHとPUSCHとの同時送信をサポートするか否かを上位レイヤで知らせることができる。
本発明は、PDCCHおよびPUCCHと上記PDCCHによってスケジューリングされたPDSCHおよび/またはPUSCHとだけでなく、EPDCCHおよびPUSCHと上記EPDCCHによってスケジューリングされたPDSCHおよび/またはPUSCHとにも適用することができる。
図7は、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)またはEPDCCH(Enhanced PDCCH)と、PDCCH/EPDCCHによってスケジューリングされるデータチャネルとを例示する図である。特に、図7は、EPDCCHがサブフレームの4番目のシンボル(OFDMシンボル#3)から始まって最後のシンボルまでスパン(span)して(わたって)設定された場合を例示している。EPDCCHは、連続する(continuous)周波数リソースを用いて設定(configure)されてもよく、周波数ダイバーシティのために不連続の(discontinuous)周波数リソースを用いて設定されてもよい。
図7を参照すると、PDCCH1およびPDCCH2は、それぞれPDSCH1およびPDSCH2をスケジューリングし、EPDCCHは、他のPDSCHをスケジューリングすることができる。PDCCHと同様に、EPDCCHに対しても特定のリソース割当てユニットを定義し、該定義されたリソース割当てユニットの組合せでEPDCCHを設定することができる。このように特定のリソース割当てユニットを用いる場合、チャネル状態が良いと、少数のリソース割当てユニットを用いてEPDCCHを設定し、チャネル状態が悪いと、多数のリソース割当てユニットを用いてEPDCCHを設定することができ、よって、リンク適応(link adaptation)を行うことができるという長所がある。以下では、PDCCHの基本ユニットであるCCEと区別するために、EPDCCHの基本ユニットをECCE(enhanced CCE)と称する。以下では、EPDCCHのアグリゲーションレベルがLであれば、EPDCCHがL個のECCEのアグリゲーション上で送信されると仮定する。すなわち、PDCCHのアグリゲーションレベルと同様に、EPDCCHのアグリゲーションレベルも1つのDCI送信のために用いられるECCEの数を意味する。以下、UEが自体のEPDCCHを発見し得るECCEのセットをEPDCCH探索空間と称する。EPDCCHが搬送するDCIは、単一レイヤにマッピングされてプリコーディングされる。
EPDCCHを構成するECCEは、ECCEのREへのマッピングによってローカル(局所)(localized)ECCE(以下、L−ECCE)と分散(distributed)ECCE(以下、D−ECCE)とに区別できる。ローカルマッピングのために、L−ECCEは、ECCEを構成するREがいずれも同一のPRB対から抽出される。L−ECCEを用いてEPDCCHが設定される場合、各UEに対して最適化されたビームフォーミングを行うことができるという長所がある。一方、分散マッピングのために、D−ECCEは、ECCEを構成するREが異なったPRB対から抽出される。L−ECCEとは違い、ビームフォーミングには制約があるが、D−ECCEは、周波数ダイバーシティが取得できるという長所がある。ローカルマッピングの場合、EPDCCH送信のために用いられる単一アンテナポートp∈{107,108,109,110}は、EPDCCHを定義するECCEのインデックスの関数(function)である。分散マッピングの場合、EREG内各REは、2個のアンテナポートのうちの1つと交互に関連付けられる。
CRSベースで送信されるPDCCHとは違い、EPDCCHは、復調RS(以下、DM−RS)ベースで送信される。したがって、UEは、PDCCHをCRSに基づいて復号/復調し、EPDCCHをDM−RSに基づいて復号/復調する。EPDCCHと関連付けられたDM−RSは、EPDCCH物理リソースと同じアンテナポートp∈{107,108,109,110}上で送信され、上記EPDCCHが該当のアンテナポートと関連付けられた場合にのみ、上記EPDCCHの復調のために存在し、上記EPDCCHがマッピングされたPRB上でのみ送信される。
ここで、 wp(i)、l'、m'は、次の式によって与えることができる。
例えば、図5でアンテナポート7または8のUE−RSによって占有されたREが、EPDCCHがマッピングされたPRB上ではアンテナポート107または108のDM−RSによって占有され、図5でアンテナポート9または10のUE−RSによって占有されたREが、EPDCCHがマッピングされたPRB上ではアンテナポート109または110のDM−RSによって占有されうる。結局、PDSCHの復調のためのUE−RSと同様に、EPDCCHの復調のためのDM−RSも、EPDCCHのタイプおよびレイヤの数が同一であれば、UEまたはセルに関係なく、RB対ごとに一定数のREがDM−RS送信に用いられる。以下では、PDCCHまたはEPDCCHを単純にPDCCHと総称する。PDCCHに適用される本発明の実施例は、EPDCCHにも同様の方式で適用することができる。
アンテナポートp∈{7,8,...,υ+6}に対してEPDCCHのためのDM−RSシーケンスr(m)は、数式3によって定義される。数式3の擬似ランダムシーケンスc(i)は数式4によって定義され、c(i)を生成するための擬似ランダムシーケンス生成器は、各サブフレームの先頭で次の式によってcinitに初期化される。
EPDCCH DMRSスクランブリングシーケンス初期化パラメータnEPDCCH SCIDは、上位層信号によって提供される。
図8は、本発明を実行する送信装置10および受信装置20の構成要素を示すブロック図である。
送信装置10および受信装置20は、情報および/またはデータ、信号、メッセージなどを搬送する無線信号を送信または受信できる無線周波数(Radio Frequency;RF)ユニット13,23と、無線通信システムにおける通信と関連付けられた各種情報を記憶するメモリ12,22と、上記RFユニット13,23およびメモリ12,22などの構成要素と動作的に連結され、上記構成要素を制御して該当装置が前述した本発明の実施例の少なくとも1つを行うようにメモリ12,22および/またはRFユニット13,23を制御するように構成された(configured)プロセッサ11,21と、をそれぞれ備える。
メモリ12,22は、プロセッサ11,21の処理および制御のためのプログラムを格納することができ、入/出力される情報を一時的に記憶することができる。メモリ12,22をバッファとして使用することができる。
プロセッサ11,21は、通常、送信装置または受信装置内の各種モジュールの全般的動作を制御する。特に、プロセッサ11,21は、本発明を実行するための各種の制御機能を実行することができる。プロセッサ11,21は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ぶこともできる。プロセッサ11,21は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせによって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(Application Specific Integrated Circuits)、DSPs(Digital Signal Processors)、DSPDs(Digital Signal Processing Devices)、PLDs(Programmable Logic Devices)、FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)などをプロセッサ400a,400bに具備することができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明の機能または動作を実行するモジュール、手順または関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行するように構成されたファームウェアまたはソフトウェアは、プロセッサ11,21内に設けられてもよく、メモリ12,22に記憶されてプロセッサ11,21によって駆動されてもよい。
送信装置10のプロセッサ11は、プロセッサ11またはプロセッサ11と接続されたスケジューラからスケジューリングされて外部に送信される信号および/またはデータに対して、所定のコーディング(coding)および変調(modulation)を行った後にRFユニット13に送信する。例えば、プロセッサ11は、送信しようとするデータ列を逆多重化およびチャネルコーディング、スクランブリング、変調処理などを経てNlayer個のレイヤに変換する。コーディングされたデータ列はコードワードとも呼ばれ、MAC層の提供するデータブロックである送信ブロックと等価である。1つの送信ブロック(transport block;TB)は1つのコードワードにコーディングされ、各コードワードは、1つまたは複数のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップコンバートのために、RFユニット13はオシレータ(oscillator)を備えることができる。RFユニット13は、Nt個(Ntは1以上の正の整数)の送信アンテナを有することができる。
受信装置20の信号処理過程は、送信装置10の信号処理過程の逆に構成される。プロセッサ21の制御下で、受信装置20のRFユニット23は送信装置10によって送信された無線信号を受信する。RFユニット23はNr個の受信アンテナを有することができ、RFユニット23は、受信アンテナで受信した信号のそれぞれを周波数ダウンコンバート(frequency down-convert)して基底帯域(ベースバンド)(baseband)信号に復元する。RFユニット23は、周波数ダウンコンバートのためにオシレータを備えることができる。プロセッサ21は、受信アンテナで受信した無線信号に対する復号(decoding)および復調(demodulation)を行い、送信装置10が本来送信しようとしたデータを復元することができる。
RFユニット13,23は、1つまたは複数のアンテナを具備する。アンテナは、プロセッサ11,21の制御下で、本発明の一実施例によって、RFユニット13,23によって処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してRFユニット13,23に伝達する機能を果たす。アンテナは、アンテナポートとも呼ばれる。各アンテナは、1つの物理アンテナに該当してもよく、1つよりも多い物理アンテナ要素(element)の組合せによって構成されてもよい。各アンテナから送信された信号は、受信装置20でそれ以上分解することができない。該当するアンテナに対応して送信された参照信号(reference signal;RS)は、受信装置20の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが1つの物理アンテナからの単一(single)無線チャネルかまたは上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素(element)からの合成(composite)チャネルかに関係なく、上記受信装置20にとって上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。すなわち、アンテナは、上記アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが、上記同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されうるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多入力多出力(Multi-Input Multi-Output;MIMO)機能をサポートするRFユニットの場合は、2個以上のアンテナと接続することができる。
本発明の実施例において、UEは、上りリンクでは送信装置10として動作し、下りリンクでは受信装置20として動作する。本発明の実施例において、eNBは、上りリンクでは受信装置20として動作し、下りリンクでは送信装置10として動作する。以下、UEに具備されたプロセッサ、RFユニットおよびメモリを、UEプロセッサ、UE RFユニットおよびUEメモリとそれぞれ称し、eNBに具備されたプロセッサ、RFユニットおよびメモリを、eNBプロセッサ、eNB RFユニットおよびeNBメモリとそれぞれ称する。
図9は、物理チャネル処理の概要(overview)を例示する図である。物理上りリンク共有チャネルまたは物理下りリンク共有チャネルを表す(represent)基底帯域(baseband)信号は、図9の処理過程によって定義することができる。
図9を参照すると、送信装置は、スクランブラ301および変調マッパ302、レイヤマッパ303、プリコーダ304、リソース要素マッパ305、OFDM信号生成器306を備えることができる。
送信装置10は、1つまたは複数のコードワード(codeword)を送信することができるが、各コードワードのコーディングされたビット(coded bits)は、それぞれ、スクランブラ301によってスクランブルされて物理チャネル上で送信される。
スクランブルされたビットは、変調マッパ302によって複素変調シンボル(complex-valued modulation symbols)に変調される。該変調マッパは、上記のスクランブルされたビットを、予め決定された変調方式によって変調して、信号コンステレーション(signal constellation)上の位置を表現する複素変調シンボルとすることができる。変調方式(modulation scheme)に制限はなく、m−PSK(m-Phase Shift Keying)またはm−QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)などを上記のコーディングされたデータの変調に用いることができる。
上記の複素変調シンボルは、レイヤマッパ303によって1つまたは複数の送信レイヤにマッピングされる。
各レイヤ上の複素変調シンボルは、アンテナポート上での送信のためにプリコーダ304によってプリコーディングされる。具体的には、プリコーダ304は、複素変調シンボルをマルチ送信アンテナによるMIMO方式で処理してアンテナ固有のシンボルを出力し、これらのアンテナ固有のシンボルを該当のリソース要素マッパ305に分配する。すなわち、送信レイヤのアンテナポートへのマッピングはプリコーダ304によって行われる。プリコーダ304は、レイヤマッパ303の出力xをNt×Mtのプリコーディング行列WとかけてNt×MFの行列zとして出力することができる。ここで、Ntは送信アンテナの数に該当し、Mtはレイヤの数に該当する。プリコーディング行列によって異なるプリコーダ304が設定(configure)されるため、本発明では、信号に適用されるプリコーディング行列が同一であれば、同一のプリコーダが適用されると表現し、信号に適用されるプリコーディング行列が異なる場合、異なるプリコーダが適用されると表現する。
リソース要素マッパ305は、各アンテナポートに対する複素変調シンボルを適切なリソース要素(resource elements)にマッピング/割当てする。リソース要素マッパ305は、各アンテナポートに対する複素変調シンボルを適切な副搬送波に割り当て、UEによって多重化することができる。
OFDM信号生成器306は、上記各アンテナポートに対する複素変調シンボル、すなわち、アンテナ固有のシンボルをOFDMまたはSC−FDM方式で変調し、複素時間ドメイン(complex-valued time domain)OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル信号またはSC−FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing)シンボル信号を生成する。OFDM信号生成器306は、アンテナ固有シンボルに対してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)を行うことができ、IFFTされた時間ドメインシンボルにはCP(Cyclic Prefix)を挿入することができる。OFDMシンボルは、デジタル−アナログ(digital-to-analog)変換、周波数アップコンバートなどを経て、各送信アンテナから受信装置20に送信される。OFDM信号生成器306は、IFFTモジュールおよびCP挿入器、DAC(Digital-to-Analog Converter)、周波数アップコンバータ(frequency upconverter)などを備えることができる。
一方、UEまたはeNBがコードワードの送信にSC−FDM接続(SC−FDMA)方式を採択する場合、送信器またはプロセッサは、離散フーリエ変換器(Discrete Fourier Transform)モジュール(307)(または、高速フーリエ変換器(Fast Fourier Transform)モジュール)を備えることができる。離散フーリエ変換器は、上記のアンテナ固有シンボルにDFT(Discrete Fourier Transform)またはFFT(Fast Fourier Transform)(以下、DFT/FFT)を行い、DFT/FFTされたシンボルをリソース要素マッパ305に出力する。
受信装置20の信号処理過程は、以上で説明した送信機の信号処理過程と逆順に構成される。具体的には、受信装置20は、受信した信号を基底帯域信号に復元するための信号復元器、受信処理された信号を組み合わせて多重化する多重化器、多重化された信号列を該当するコードワードに復調するチャネル復調器を備えることができる。信号復元器、多重化器およびチャネル復調器は、それらの機能を持つ統合された1つのモジュールまたはそれぞれの独立したモジュールで構成することができる。例えば、信号復元器は、アナログ信号をデジタル信号に変換するADC(Analog-to-Digital Converter)、デジタル信号からCPを除去するCP除去器、CPの除去された信号にFFT(Fast Fourier Transform)を適用して周波数ドメインシンボルを出力するFFTモジュール、周波数ドメインシンボルをアンテナ固有シンボルに復元するリソース要素デマッパ(resource element demapper)/等化器(equalizer)を備えることができる。上記アンテナ固有シンボルは、多重化器によって送信レイヤに復元され、該送信レイヤは、チャネル復調器によって送信装置が送信しようとしたコードワードに復元される。
一方、受信装置20がSC−FDMA方式によって送信された信号を受信する場合、受信装置20は、逆離散フーリエ変換(Inverse Discrete Fourier Transform、IDFT)モジュール(または、IFFTモジュール)をさらに備える。IDFT/IFFTモジュールは、リソース要素デマッパによって復元されたアンテナ固有シンボルにIDFT/IFFTを行い、IDFT/IFFTされたシンボルを多重化器に出力する。
参考として、送信装置10のプロセッサ11は、スクランブラ301、変調マッパ302、レイヤマッパ303、プリコーダ304、リソース要素マッパ305、OFDM信号生成器306を備えるように構成することができる。同様に、受信装置20のプロセッサ21は、信号復元器、多重化器およびチャネル復調器を備えるように構成することができる。
近年、マシンタイプ通信(Machine Type Communication;MTC)が重要な通信標準化の課題として台頭している。MTCとは、主に、人間の介入を伴わずにまたは人間の介入を最小化して機械(machine)とeNBとの間で行われる情報交換を意味する。例えば、MTCは、計器検針、水位測定、監視カメラの使用、自販機の在庫報告などの測定/検知/報告などのデータ通信などに用いることができ、所定の特性を共有する複数のUEに対する自動アプリケーションまたはファームウェアの更新処理などに用いることができる。MTCの場合、送信データ量が少なく、上りリンク/下りリンクデータ送信または受信(以下、送信/受信)が時折発生する。このようなMTCの特性上、MTCのためのUE(以下、MTC UE)は、低いデータ伝送率に対応して、UEの製作単価を下げ、バッテリ消耗を減らす方が効率的である。また、このようなMTC UEは、移動性が少なく、よってチャネル環境がほとんど変わらない特性を有する。MTC UEが計量、検針、監視などに用いられる場合、MTC UEは、通常のeNBのカバレッジが届かない位置、例えば、地下、倉庫または山間などに位置する可能性が高い。このようなMTC UEの用途からして、MTC UEのための信号は、従来のUE(以下、レガシUE)のための信号に比べて広いカバレッジを有することが好ましい。
MTC UEの用途からすれば、MTC UEはレガシUEに比べて広いカバレッジの信号を必要とする可能性が高い。このため、eNBがレガシUEに送信する方式と同一の方式でPDCCH、PDSCHなどをMTC UEに送信する場合、MTC UEにとってはその受信が難しい。そこで、本発明では、MTC UEがeNBの送信する信号を有効に受信できるようにするために、eNBが、カバレッジ問題(coverage issue)があるMTC UEに信号を送信する際、サブフレーム反復(信号を有するサブフレームを反復)、サブフレームバンドリングなどのカバレッジ強化(coverage enhancement)のための方式を適用することを提案する。例えば、カバレッジ問題のあるMTC UEには、PDCCHおよびPDSCHを複数(例えば、約100個)のサブフレームで送信することができる。ただし、この場合、PDCCHが送信されたサブフレームでPDSCHが送信されると、UEは、PDCCHの受信に成功するまで、PDCCHが送信された全てのサブフレームに対するPDSCHをバッファしておかなければならないという問題がある。また、PDCCHが複数のサブフレームのそれぞれで送信され、UEが複数のサブフレームでPDCCHの受信に成功した場合、UEは、同一のDCIを搬送するPDCCHの送信が始まるサブフレームを把握できないという問題がある。本発明では、カバレッジ問題を持つMTC UEのための信号を送信する処理で発生しうる上記のような問題を解決する方法を提案する。以下に説明される本発明の実施例は、カバレッジ強化のための方法であるから、MTC UEだけでなく、カバレッジ問題がある他のUEにも適用することができる。したがって、本発明の実施例は、カバレッジ強化モードで動作するUEに適用することができる。ただし、説明の便宜のために、以下の説明では、本発明に係るカバレッジ強化方法を実施できるように具現されたUEをMTC UEと称し、本発明に係るカバレッジ強化方法を実施できるように具現されていないUEをレガシUEと称する。
以下、受信装置20が相互に組み合わせて復号に利用できる信号送信が起きうるサブフレームのセットを、サブフレームバンドルと称する。例えば、同一のDCIを搬送するPDCCH送信が起きうるサブフレームセットを、PDCCH送信のためのサブフレームバンドルということができる。また、同一のデータ/情報/コンテンツが複数のサブフレームのそれぞれで送信されるPDCCH/PDSCH/PBCH/PUCCH/PUSCHを、PDCCH/PDSCH/PBCH/PUCCH/PUSCHバンドルと称する。また、PDCCH/PDSCH/PBCH/PUCCH/PUSCHバンドル送信が起きうるサブフレームを、特に、PDCCH/PDSCH/PBCH/PUCCH/PUSCHサブフレームバンドルと称する。従来のLTE/LTE−Aシステムの場合、連続した(下りリンクまたは上りリンク)サブフレームのそれぞれで送信される物理チャネルは、併せて復号されて1つの情報/データに復元されるのではなく、個別に復号される。これに対し、本発明に係るPDCCH/PDSCH/PBCH/PUCCH/PUSCHバンドル送信は、該当バンドル内の複数のサブフレームの該当物理チャネルが互いに同一かまたは組み合わされうる情報/データ/コンテンツを搬送する。したがって、本発明に係るUEは、サブフレームバンドルに属した1つのサブフレームで受信した物理チャネルを復号することもでき、上記サブフレームバンドル内の複数のサブフレームのそれぞれで反復受信した物理チャネルを併せて復号に用いることもできる。UEによる物理チャネルの反復送信または受信の最大回数は、サブフレームバンドルのサイズに対応し得る。
<A. 複数のサブフレーム上でのPDCCH>
◆ PDCCHの送信
図10は、本発明の実施例Aに係る信号送信/受信方法を例示する図である。
MTC UEのためのPDCCHは、カバレッジ強化のために多数のサブフレームで反復的に送信されてもよい。UEは、複数のサブフレームがバンドリングされたサブフレームバンドルでPDCCHを反復受信し、上記複数のサブフレームで反復受信されたPDCCHの信号を共に用いてPDCCHの受信に成功することができる。例えば、図10(a)に示すように、PDCCHはN個のサブフレームのバンドルで反復して送信されうる。UEは、それらうち、n個(1≦n≦N)のサブフレームを用いてPDCCHの受信に成功することができる。
PDCCHが送信されるサブフレームバンドルに含まれるサブフレームの数であるNは、常にセル−固有の値であってもよい。このため、SIBなどのセル−固有のデータ送信のためのPDCCHの送信またはUE−固有のデータ送信のためのPDCCHの送信のためのサブフレームバンドルのサイズはいずれもセル−固有であってもよい。このとき、PDCCHが送信されるサブフレームバンドルのサイズNは、事前に定義された固定値であってもよい。或いは、MIBまたはSIBを通じてUEに設定される値であってもよい。このようなPDCCH送信サブフレームバンドルは、連続したサブフレームで構成されてもよいが、不連続のサブフレームで構成されてもよい。
PDCCHが送信されるサブフレームバンドルのサイズNは、SIBなどのセル−固有のデータ送信のためのPDCCHの送信のためにはセル−固有の値であるが、UE−固有のデータ送信のためのPDCCHの送信のためにはUE−固有の値であってもよい。このとき、UE−固有にPDCCHが送信されるサブフレームバンドルのサイズNは、RRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。或いは、予め固定されて(pre-fixed)eNBとUEとの間に予め記憶されてもよい。
UEが、複数のサブフレームからなるサブフレームバンドルでPDCCHを複数回受信するためには、PDCCHがある(with)サブフレームバンドルの開始位置を知っていなければならない。従来のLTE/LTE−システムのPDCCHは、図4で説明したように、各DLサブフレームで送信することができる。したがって、従来のLTE/LTE−Aシステムにおいて、PDCCHは、eNBが必要時に任意の(arbitrary)DLサブフレームで送信することができ、UEは各DLサブフレームでPDCCHを受信することができるという仮定の下に、各DLサブフレームでPDCCHの復号を試みる。これに対し、本発明によれば、PDCCHの送信は、任意のサブフレームで開始されず、事前に約束されたサブフレームでのみ開始される。或いは、このようなPDCCHバンドルの送信開始サブフレーム位置は、固定された値に定義することができる。この固定された値は、MIBを通じて送信することができる。例えば、‘SFN % N=0’(ここで、%はモジューロ演算子を表す)を満たすSFNを有するサブフレームでのみ開始すると仮定すれば、N値をMIBを通じて送信することができる。‘SFN % N=オフセット’を満たすSFNを有するサブフレームでのみ開始すると仮定すれば、オフセット値をMIBを通じて送信することができる。例えば、カバレッジ問題があるMTC UEのためのPDCCH送信は、100の倍数に該当するSFNを有するサブフレーム(サブフレーム、0番、100番、200番、300番、…)でのみ開始することができるが、UEは、100の倍数に該当するSFNを有するSFNからN個のサブフレームを通じてPDCCHの受信を試みることができる。特徴として、PDCCHバンドルの送信が始まりうるサブフレーム位置はUE−固有であってもよい。この場合、PDCCHバンドルの送信が始まりうるサブフレーム位置に関する情報は、RRCなどの上位層信号を通じて事前に設定されてもよい。UEは、PDCCHバンドルの送信開始位置に関する情報(例えば、オフセットおよび/またはN)に基づいてPDCCHバンドルの送信開始サブフレームから始めてN個のサブフレームの間に該当のPDCCHの受信および/または復号を試みることができる。上記PDCCHがDLグラントを搬送すると、上記UEは、本発明に係るPDSCH送信用サブフレームで上記DLグラントによるPDSCHの受信および/または復号を試みることができる。上記PDCCHがULグラントを搬送すると、上記UEは、本発明に係るPUSCH送信用サブフレームで上記ULグラントによるPUSCHの送信および/または復号を試みることができる。
PDCCHが複数のサブフレームのバンドル(a bundle of multiple subframes)を通じて送信される場合、図10(b)に示すように、PDCCHは、PDCCH送信期間(duration)の全体または一部のサブフレームのそれぞれを通じて送信されてもよい。このとき、本発明は、PDCCH送信開始サブフレームからPDCCH送信終了サブフレームまでのPDCCH送信期間に送信されるPDCCHのUE−固有探索空間またはPDCCH送信リソースに制限をおくことを提案する。
UEがモニタするPDCCH候補セットは、探索空間(Search Space:SS)の面で定義されるが、アグリゲーションレベルL∈{1,2,4,8}において一探索空間S(L) kは、PDCCH候補セットによって定義される。PDCCHがモニタされる各サービングセルに対して、探索空間S(L) kのPDCCH候補mに対応するCCEは、次の式によって与えられる。
ここで、Ykは、次のように定義することができ、i=0,...,L−1である。共通SSの場合、m´=mである。UE SSの場合、PDCCHがモニタされるサービングセルに対して、モニタするUEに搬送波指示フィールドが設定されると、例えば、UEに、PDCCHに搬送波指示フィールドが存在することを上位層で知らせると、m´=m+M(L)・nCIであり、ここで、nCIは、搬送波指示フィールド値である。上記搬送波指示フィールド値は、該当サービングセルのサービングセルインデックス(ServCellIndex)と同一である。サービングセルインデックスは、サービングセルを識別するために用いられる短い識別子(short identity)であり、例えば、0から‘UEに一度に設定され得る搬送波周波数の最大数−1’までの整数のうちのいずれか1つが、サービングセルインデックスとして1つのサービングセルに割り当てられうる。すなわち、サービングセルインデックスは、全搬送波周波数のうちの特定の搬送波周波数を識別するために用いられる物理インデックスというよりは、UEに割り当てられたセルのうちの特定のサービングセルを識別するために用いられる論理インデックスということができる。一方、UEに搬送波指示フィールド(Carrier Indicator Field;CIF)が設定されない場合、m´=mであり、ここで、m=0,...,M(L)−1である。M(L)は、該当するSSでモニタするPDCCH候補の数である。すなわち、UEは、自体にL個のCCEからなるPDCCHが送信されるか否かを確認するために、M(L)(≧L)個の連続するかまたは特定の規則で配置されたCCEを確認するように設定(configure)される。参考として、CIFはDCIに含まれるフィールドであり、搬送波アグリゲーションの場合、CIFは、該当のDCIがどのセルのためのスケジューリング情報を搬送するかを示すために用いられる。eNBは、UEの受信するDCIがCIFを含み得るか否かを、上位層信号を用いて上記UEに知らせることができる。すなわち、上位層によってUEにCIFを設定することができる。
共通SSに対して、Ykは、アグリゲーションレベルL=4およびL=8に対して0にセットされる。アグリゲーションレベルLでUE−固有SS S(L) kに対して、変数(variable)Ykは次の式によって定義される。
本発明によって、PDCCHが複数のサブフレームのバンドル(a bundle of multiple subframes)を通じて送信される場合、サブフレームごとに異なるPDCCHリソースでPDCCHが送信されてもよいとすれば、PDCCHを受信するためのUEの複雑度(complexity)は、PDCCH送信サブフレームの数が増えるにつれて幾何級数的に大きくなるという問題が発生する。換言すれば、PDCCHバンドル送信に用いられるサブフレームによってSSが異なりうる場合、UEの複雑度がサブフレームバンドルのサイズによって増加することになる。そこで、本発明では、PDCCHがサブフレームバンドルを通じて送信される場合、次のような方法のいずれか1つによって送信されることを提案する。
(1)eNBがUEにPDCCH送信期間に複数のサブフレームを通じて(すなわち、上記複数のサブフレームのそれぞれで)PDCCHを送信する場合、該当の期間にPDCCHをCSSまたはUSSのいずれかで同一のm値(m=0,...,M(L)−1)を用いるCCEリソースを用いて送信することができる。すなわち、UEは、同一のPDCCHが送信されるサブフレームの間には、PDCCHが同一のm値に該当するUSSリソースまたはCSSリソースを通じて送信されると仮定することができる。
(2)eNBがUEにPDCCH送信期間に複数のサブフレームを通じてPDCCHを送信する場合、該当の期間に該当のPDCCHを、CSSまたはUSSの1つで、m=0のCCEを通じて送信することができる。すなわち、UEは、同一の情報/データ/コンテンツを搬送するPDCCHを有するサブフレームの間には、m=0のUSSリソースまたはCSSリソースを通じてPDCCHが送信されると仮定することができる。
(3)eNBがUEにPDCCH送信期間に複数のサブフレームでUE−固有PDCCHを送信する場合、該当の期間に該当のPDCCHを同一のCCE(または、EREGまたはRE)リソースを通じて送信することができる。eNBがPDCCH送信期間に同一のCCE(または、EREGまたはRE)リソースを通じてUE−固有PDCCHを送信する場合、UEは、UE−固有PDCCHが送信されるCCE(または、EREGまたはRE)リソースが、PDCCH送信開始サブフレームで送信されるCCE(または、EREGまたはRE)リソースと同一であると仮定することができる。
(3−1)PDCCH送信期間にUE−固有PDCCHが送信されうるUE−固有SSを構成するCCE(または、EREGまたはRE)リソースは、PDCCH送信開始サブフレームに適用されるCCE(または、EREGまたはRE)リソースと同一に設定することができる。PDCCH送信開始サブフレームに適用されるCCE(または、EREGまたはRE)リソースは、従来と同様に数式9によって得ることができる。
(3−2)または、PDCCH送信期間にUE−固有PDCCHが送信されうるUE−固有SSを構成するCCE(または、EREGまたはRE)リソースは、数式9によって得ることができ、Ykは、0以外の特定の値として固定して用いることができる。
◆ PDSCH/PUSCHの送信
カバレッジ問題があるMTC UEのためにPDSCH/PUSCHも、同様に、複数のサブフレームのバンドルを通じて送信することができる。例えば、PDSCHはD個のサブフレームで送信され、UEは、D個のPDSCHサブフレームのうちのd個(1≦d≦D)のサブフレームを用いてPDSCHの受信に成功することができる。或いは、例えば、UEは、PUSCHをD個のサブフレームを通じて送信することができる。このようなPDSCH/PUSCH送信サブフレームバンドルは、連続したサブフレームで構成されてもよく、不連続のサブフレームで構成されてもよい。
現在のLTE標準によれば、UEは、PDCCHを復号した後、該PDCCHを有する同一サブフレームで、該PDCCHが搬送するDCIによってPDSCH(SPS PDSCHを除く)を復号することができる。カバレッジ問題があるMTC UEの場合、PDCCH、PDSCHの両方とも複数のサブフレームにわたって送信されてもよく、よって、PDCCHを受信してからいつPDSCHを受信しなければならないかに関する新しい定義が必要でありうる。PDCCHおよびPDSCHの従来の送信と同様に、UEにPDSCHに対するDLグラントを搬送するPDCCHと上記PDSCHとを同一のサブフレームで送信することができる。この場合、UEは、PDCCHの受信に成功するまでは、上記PDCCHと関連付けられたPDSCHを受信することができず、PDCCHの受信に成功するまで、受信したPDSCHを全て蓄えておかなければならないという問題が発生する。ところで、MTC UEについて、データ送信の遅延が増加することはある程度容認されるが、MTC UEの製造コストの節減は重要である。本発明は、MTC UEのこのような特性を考慮して、図11に例示するような送信方式を提案する。
図11は、本発明の実施例Aに係る他の信号送信/受信方法を例示する図である。
図11(a)を参照すると、eNBはUEに合計N個のサブフレームのバンドルを用いてPDCCHを送信することができる。このとき、上記PDCCHと関連付けられたPDSCH/PUSCHは、PDCCHバンドルが全て送信された後、G個のサブフレームの次のサブフレームから送信することができる。すなわち、例えば、サブフレームN−1で最後のPDCCHが送信された場合、UEは、サブフレームN+Gから始まってD個のサブフレームのバンドルでPDSCH/PUSCHが送信されると仮定することができる。Nの値とDの値とは異なるように設定されてもよいが、同一に設定されてもよい。N=Dが常に成立すると定義される場合、Dの値がUEに通知されなくてもよい。Nの値とDの値とは異なるようにまたは同一に設定され、Dの値に関する情報がPDCCHに含まれて送信されてもよい。
PDCCHサブフレームバンドルとPDSCH/PUSCHサブフレームバンドルとの間のサブフレーム間隔に該当するGの値は、特定値に固定されてもよく、MID、SIBまたはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。PDCCHサブフレームバンドルとPDSCHサブフレームバンドルとの送信間のサブフレーム間隔に該当するGの値は、0に固定されてもよい。すなわち、PDCCHサブフレームバンドル送信が終わった後、次のサブフレームから直ぐにPDSCH/PUSCHサブフレームバンドル送信が始まってもよい。また、PDCCHサブフレームバンドルとPUSCHサブフレームバンドルとの間のサブフレーム間隔に該当するGの値は、4に固定されてもよい。或いは、PDCCHサブフレームバンドルとPUSCHサブフレームバンドルとの間のサブフレーム間隔に該当するGの値は、PDCCHに対するサブフレームバンドルが設定されていない場合における値と同じ値(例えば、G=kPUSCH)に固定されてもよい。例えば、FDDに対してkPUSCHは4であり、TDDに対しTDD DL−UL設定別にkPUSCHは次のように与えられてもよい。
表10で、各DL−UL設定別にDLサブフレーム番号nに対して定義された数字が、kPUSCHになり得る。例えば、PDCCHサブフレームバンドルの最後のサブフレームが1つの無線フレーム内でどのサブフレーム番号を有するかによってG3を定めることができる。
PDCCHサブフレームバンドルが終わった後、PDSCH/PUSCHサブフレームバンドルが始まるべきサブフレームの位置が、PDSCH/PUSCHを送信できないサブフレームの場合、当該サブフレーム以降のサブフレームのうち、PDSCH/PUSCH送信に利用可能な最も早いサブフレームでPDSCH/PUSCHバンドルを始めることができる。換言すれば、サブフレームN+GがPDSCH/PUSCH送信に利用可能なサブフレームでなければ、UEは、サブフレームN+G以降のサブフレームのうち、PDSCH/PUSCH送信に利用可能であるとともにサブフレームN+Gと最も近接したサブフレームでPDSCH/PUSCHバンドル送信が始まると仮定することができる。PDSCH/PUSCHバンドル送信の開始サブフレームが変更されても、PDSCH/PUSCHバンドルのサイズDは変更されずに維持されてもよい。
UEがPDCCHを受信した後、該PDCCHが示すPDSCH/PUSCHを有するサブフレームを把握できる他の方法として、PDCCHバンドルの送信が始まってから一定の時間後にPDSCH/PUSCHバンドルの送信が始まると仮定することができる。上記PDCCHバンドルの送信が始まるサブフレーム位置とPDSCH/PUSCHバンドルの送信が始まるサブフレーム位置との差をK個(例えば、K=100,200,...)のサブフレームとする場合、UEは、PDCCHがどのサブフレームから始まるかを知る必要がある。例えば、K=‘PDSCH/PUSCH開始サブフレームであるインデックス−PDCCH開始サブフレームであるインデックス’として定義する場合、UEは、PDCCHが始まる時点を知ってこそPDSCH/PUSCHが始まる時点の把握に成功することができる。一般に、UEがPDCCHの送信期間Nを知ってこそPDSCH/PUSCHの送信開始時点がわかるはずだが、この場合には、PDCCHが送信されるサブフレーム期間Nを正確に知らなくても、PDSCHの送信が始まるサブフレーム位置を把握できるという長所がある。例えば、eNBがPDCCHを最大N回送信するものの、PDCCHの実際の送信回数は、該当の送信時点でeNBの判断によって変わってもよいと仮定すれば、UEは、PDCCHの送信終了位置は知らないが、PDSCHの送信開始位置はわかる。Kの値は固定していてもよく、MID、SIG、またはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。Kの値は、常にPDCCHサブフレームバンドルの数と同一となるように設定されてもよい。すなわち、PDCCHサブフレームバンドルの送信が終わった後、直後のサブフレームからPDSCH/PUSCHサブフレームバンドルが始まってもよい。或いは、PDCCHバンドルがN個のサブフレームで構成されるとき、PDCCHバンドルが始まるサブフレーム位置とPDSCH/PUSCHバンドルが始まるサブフレーム位置との差であるKは、N−1に固定されるものの、PDCCHサブフレームバンドルの送信が終わるサブフレームでPDSCH/PUSCHサブフレームバンドルの送信が始まってもよい。
UE−固有のPDCCHバンドルを受信する場合、またはUSSでPDCCHバンドルを受信する場合、図11(b)で、PDCCHバンドルの開始サブフレームをサブフレーム0とすれば、PDCCHバンドルが終了するサブフレームN−1の次のG1個のサブフレーム後であるサブフレームN+G1で、PDCCH受信に対するACK/NACK(以下、PDCCH A/N)情報をeNBに上りリンクリソースを用いて送信することができる。図11(b)を参照すると、G1は4であってもよく、PDCCH A/NはA個の上りリンクサブフレームのバンドルで送信されてもよい。UEからPDCCH A/N情報を受信したeNBは、該PDCCH A/N情報がACKである場合、PDCCH A/Nを有するサブフレームN+G1〜N+G+A−1のバンドルで上記PDCCH A/Nを受信した後、G2個のサブフレーム後であるサブフレームN+G1+A+G2から始まるD個サブフレームのバンドルを通じてPDSCHを送信することができる。PDSCHバンドルを受信したUEは、PDSCHを全て受信した後、すなわち、PDSCHバンドルが終了するサブフレームN+G1+A+G2−1の次のサブフレームから始まるG3個のサブフレーム後であるサブフレームN+G1+A+G2+G3から始まるPDSCHに対するA/N情報をA2個の上りリンクサブフレームのバンドルを通じて送信することができる。或いは、UEは、eNBにPUSCHバンドルを全て送信してからG3個のサブフレーム後であるサブフレームN+G1+A+G2+G3からA2個の上りリンクサブフレームのバンドルを通じてPUSCHに対するA/N情報を受信することができる。
ここで、G1,G2,G3,AおよびA2の値はそれぞれ固定でもよく、MID、SIG、またはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。特徴として、N、D、AおよびA2の値は同一に設定されてもよい。G2値は4であってもよい。G3値は、4、またはPDSCH/PUSCHに対するサブフレームバンドリングが設定されていない場合における値と同じ値であってもよい。PDSCHに対するA/Nの場合、FDDに対してG3=4と与えることができる。TDDにおいて、ULサブフレームnで送信されるA/N信号は、DLサブフレームn−k(k∈K)でUEによって検出されたPDCCHおよび下りリンクSPS解除PDCCHに対応する。Kは、UL−DL設定によって与えられる。次の表は、3GPP LTE(−A)TDDにおいて定義されたK:{k0,k1,...,kM-1}を示す。
表11で、各DL−UL設定別にサブフレームnに対して定義された数字を、k値と関連付けることができる。例えば、PDSCHサブフレームバンドルの最後のサブフレームが1つの無線フレーム内でどのサブフレーム番号を有するかによってG3を定めることができる。PUSCHに対するA/Nの場合、FDDに対してG3=4と、TDDに対してG3=kPHICHと与えることができる。次の表は、各TDD DL−UL設定別kPHICHを例示するものである。
表12において、各DL−UL設定別にULサブフレーム番号nに対して定義された数字をkPHICHとして用いることができる。例えば、PUSCHサブフレームバンドルの最後のサブフレームが1つの無線フレーム内でどのサブフレーム番号を有するかによってG3を定めることができる。
図12は、本発明の実施例Aに係る更に他の信号送信/受信方法を例示する図である。
カバレッジ問題があるMTC UEがPDSCHを送信するさらに他の方法は、次のとおりである。カバレッジ問題があるMTC UEのために複数のサブフレームのバンドルを通じて送信されるPDCCHは、事前に約束されたサブフレーム位置でのみ送信を開始することができる。このとき、PDCCHを用いたグラントによって送信されるPDSCHバンドルは、図12(a)に示すように、上記PDCCHの送信が始まるサブフレームで同時に開始することができる。
PDCCHおよびPDSCHが送信されるべきサブフレーム期間に、TDDモードでPDSCHを送信できないスペシャルサブフレーム(例えば、スペシャルサブフレーム設定0および5)が含まれることがある。この場合、PDCCHおよびPDSCHの送信のために次のような方法を用いることができる。まず、PDCCHがN個のサブフレームのバンドルを通じて送信されなければならず、PDSCHがD個のサブフレームのバンドルを通じて送信されなければならないと仮定すると、図12(b)に示すように、PDCCHは、PDCCHバンドル送信のためのN個のサブフレームのそれぞれで送信することができる。PDSCHの場合、PDSCHを送信できないサブフレーム(例えば、スペシャルサブフレーム)を除いて、PDSCHが送信されてもよいD個のサブフレームのそれぞれで送信することができる。換言すれば、PDSCHバンドル送信のためのサブフレームの数Dは、スペシャルサブフレームを除いてカウントすることができる。或いは、PDSCHバンドル送信のためのサブフレームの数Dがスペシャルサブフレームを含めてカウントされるものの、UEは、スペシャルサブフレームの信号をパンクチャリング、すなわち、スペシャルサブフレームで受信した信号を除いて信号を組み合わせ(コンバインし)(combine)てPDSCHを復号することができる。この方法は、全てのスペシャルサブフレームに適用するものではでなく、特定のスペシャルサブフレーム(例えば、スペシャルサブフレーム設定0または5)に該当するスペシャルサブフレームに対して適用することができる。
<B. PDCCH送信無し(no PDCCH transmission)>
図13は、本発明の実施例Bに係る信号送信/受信方法を例示する図である。
カバレッジ問題があるMTC UEにPDCCHを送信するために反復的なPDCCHの送信を行う場合、これを受信するための送信遅延およびエネルギの消耗が大きくなるという問題がある。これを解決するために、本発明では、カバレッジ問題があるMTC UEがPDCCHを受信しないで直接PDSCHを受信することを提案する。或いは、カバレッジ問題があるMTC UEはPDCCHを受信しないで直接PUSCHを送信することを提案する。そのために、カバレッジ問題があるMTC UEは、定められた特定のリソース領域を通じて自体に送信されるPDSCHを受信したりPUSCHを送信したりできる。
カバレッジ問題があるMTC UEのためのPDSCHが送信されるサブフレームは、図13に示すように、PDSCHバンドル送信周期(PDSCH bundle transmission period)、PDSCHバンドル送信オフセット(PDSCH bundle transmission offset)、PDSCHバンドルのサイズ(PDSCH bundle size)‘D’によって予約されうる。UEは、さらにサブフレームにおけるPDSCHが送信されるRBリソースまたは領域を知る必要がある。
図13を参照すると、PDSCHバンドル送信周期は、PDSCHバンドル送信が適用される周期、換言すれば、PDSCH送信のためにバンドリングされたサブフレームが設定される周期を表すことができる。バンドリングされたサブフレームとは、同一の信号/データの送信に用いられる複数のサブフレームのバンドルを意味する。バンドル送信のためのバンドリングされたサブフレームは、1回のみ適用されてもよく、所定数のフレーム/サブフレームごとに反復して適用されてもよい。したがって、PDSCHバンドル送信のためにサブフレームが1回のみバンドリングされてもよく、PDSCHバンドル送信周期ごとにPDSCHバンドル送信のためのサブフレームでPDSCHがバンドル送信されてもよい。
PDSCHバンドル送信オフセットは、PDSCH送信のためにバンドリングされたサブフレームが始まる位置を表すことができる。例えば、上記PDSCHバンドル送信オフセットは、所定数の無線フレーム内のサブフレームまたはPDSCHバンドル周期に属したサブフレームにおいて何番目のサブフレームでPDSCHバンドル送信が始まるかを表す情報であってもよい。PDSCHバンドルのサイズ‘D’は、1回のPDSCHバンドル送信周期に属したサブフレームのうち、バンドリングされるサブフレームの数に該当し得る。連続した下りリンクサブフレームがバンドリングされると仮定すれば、PDSCH送信のためのサブフレームは、PDSCHバンドル送信オフセットとPDSCHバンドルのサイズによって示すことができる。PDSCHバンドル送信オフセットおよびPDSCHバンドルのサイズの代わりに、一定期間またはPDSCHバンドル周期に対応するサブフレームに一対一で対応するビットで構成されたビットマップを用いてPDSCH反復送信のためのサブフレームを予約(reserve)することもできる。
カバレッジ問題があるMTC UEのためのPDSCH/PUSCHを定義する各要素(element)は、セル−固有であってもよく、UE−固有であってもよい。セル−固有のPDSCH/PUSCHの送信リソースの場合、固定されたリソースがPDSCH/PUSCHバンドル送信のための送信リソースとして事前に定義されてもよく、またはMIB、SIB、またはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。UE−固有のPDSCH/PUSCHの送信リソースの場合、RRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。UE−固有のPDSCH/PUSCHリソースであっても、同一のPDSCH/PUSCHリソースが2個以上のUEのために設定されてもよい。例えば、カバレッジ問題があるMTC UEのためのPDSCHリソース領域の設定のために、PDSCHバンドル送信周期の値はセル−固有に設定され、MIB、SIBまたはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。そして、PDSCHバンドル送信オフセット、PDSCHバンドルのサイズ‘D’、サブフレームにおけるPDSCHが送信されるRB領域はUE−固有に設定され、RRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。バンドル送信オフセット値は、UEのID(例えば、C−RNTI)と関連付けられて指定されてもよい。例えば、UEは、自体のUE ID(例えば、C−RNTI)を知ると、上記UE IDを用いてバンドル送信オフセット値を推定することができる。
SIBなどのセル−固有のデータ送信のためのPDSCH領域は、セル−固有に指定することができる。特定のUEに対するデータ送信などのUE−固有のデータ送信のためのPDSCHリソース領域は、セル−固有に指定されてもよく、UE−固有に指定されてもよい。セル−固有のPDSCHリソース領域を通じてセル−固有のデータを受信する場合、UEは、カバレッジ問題があるMTC UEのためのSI−RNTI(以下、MTC−SI−RNTI)を用いることができる。MTC−SI−RNTIは、標準技術などによって他のRNTIのために用いられない値のうちの特定値として事前に定義することができる。或いは、eNBがMTC−SI−RNTIをMIBに乗せてUEに知らせることもできる。
或いは、UEがセル−固有またはUE−固有のPDSCHリソース領域を通じてUE−固有のデータを受信する場合、UEはC−RNTIを用いることができる。例えば、次のような手順にMTC−SI−RNTIまたはC−RNTIを用いることができる。
1)該当PDSCHの送信ブロックまたはコードブロック内のビットのスクランブリングに使用。
2)該当PDSCHの送信ブロックまたはコードブロック内のビットへのCRC付加(attachment)処理に使用。
3)該当PDSCHのRB領域を通じて送信されるUE−RSを生成するための擬似ランダムシーケンスをMTC−SI−RNTIを用いてスクランブリング。
ここで、スクランブリングシーケンスc(q)(i)は、数式7によって与えることができる。スクランブリングシーケンス生成器は各サブフレームの先頭で初期化され、PDSCHのための送信ブロックの場合、初期値cinitは次の式によって与えられる。
本発明で、カバレッジ強化モードで動作するUEは、数式12のnRNTIにMTC−SI−RNTIまたはC−RNTIを適用することができる。
手順2)に関し、PDSCHで送信される送信ブロックは、PDSCHにマッピングされる前に、送信ブロックへのCRC付加、コードブロック分割(セグメンテーション)(segmentation)およびコードブロックへのCRC付加、チャネルコーディング、レートマッチングおよびコードブロック連結(concatenation)などを含む送信ブロック処理(processing)を経る。誤り検出がCRCを通じて送信ブロックまたはコードブロックに適用されるが、通常、全(entire)送信ブロックまたは全コードブロックが該当ブロックに付加されるCRCパリティビットを計算するために用いられる。本発明では、MTC−SI−RNTIまたはC−RNTIをCRCパリティビットの計算のために用いることができ、本発明の一実施例に係る上位層信号に対応する送信ブロックまたはコードブロックに、MTC−SI−RNTIまたはC−RNTIを用いて計算されたCRCパリティビットを付加することができる。MTC−SI−RNTIまたはC−RNTIをa0,a1,a2,a3,...,aA-1とし、CRCパリティビットをb0,b1,b2,b3,...,bL-1としよう。ここで、Aは、MTC−SI−RNTIまたはC−RNTIの長さであり、Lは、パリティビットの数である。CRCパリティビットは、例えば、次の巡回生成器多項式(cyclic generator polynomial)のうちの1つによって生成することができる。
ここで、gCRC24Aは、送信ブロックにCRCとして付加される24個のパリティビットを生成する巡回生成器多項式を意味し、gCRC24Bは、コードブロックにCRCとして付加される24個のパリティビットを生成する巡回生成器多項式を意味する。符号化(encoding)は、システマチック(systematic)形態で行われ、これは、2のガロアフィールド(Galois field)GF(2)で多項式‘a0DA+23+a1DA+22+...+aA-1DA+24+p0D23+p0D22+...+p22D1+p23’が該当の長さ−24CRC生成器多項式gCRC24AまたはgCRC24Bで除算されるとき、0に等しい余り(remainder)を算出(yield)することを意味する。
或いは、CRCが付加される全送信ブロックまたは全コードブロックに対して、数式13および数式14を用いてCRCを計算し、計算したCRCをMTC−SI−RNTIまたはC−RNTIによってスクランブルした後で該当の送信ブロックまたはコードブロックに付加することもできる。例えば、次の式によって、CRCパリティビットb0,b1,b2,b3,...,bL-1を該当のMTC−SI−RNTIまたはC−RNTIxrnti,0,xrnti,1,xrnti,2,...,xrnti,C-1でスクランブルすることができる。
ここで、xrnti,0は、MTC−SI−RNTIまたはC−RNTIの最上位ビットに該当し、Cは、MTC−SI−RNTIまたはC−RNTIの長さを意味する。
手順3)に関し、数式12のスクランブリング識別子nSCIDにMTC−SI−RNTIまたはC−RNTIを適用することができる。UEは、UE−RSの生成に用いられたスクランブリング識別子として用いられたMTC−SI−RNTIまたはC−RNTIを知っているから、PDSCHと併せて送信されたUE−RSシーケンスがわかり、よって、上記UE−RSシーケンスを用いてPDSCHに対する復号を行うことによって、上記PDSCHが搬送する上位層信号を取得することができる。
UEは、UE−固有のPDSCHバンドルを受信した場合、G3個のサブフレーム後に、PDSCH受信に対するA/N情報をeNBに上りリンクリソースを用いて送信することができる。このとき、G3値は、4、またはPDSCH/PUSCHに対するサブフレームバンドリングが設定されていない場合における値と同じ値であってもよく、A/N情報は、A1個のULサブフレームをバンドルを通じて送信することができる。或いは、UEは、eNBにPUSCHバンドルを全て送信した後、G3個のサブフレーム後のサブフレームからA2個のULサブフレームのバンドルを通じてPUSCHに対するA/N情報を受信することができる。G3およびA1の値はそれぞれ固定でもよく、MID、SIBまたはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。
本発明の実施例Bで説明されたPDSCHバンドル送信周期、PDSCHバンドル送信オフセットおよび/またはPDSCHバンドルのサイズは、PDSCH送信のためのサブフレームの予約/設定だけでなく、他の物理チャネルのバンドル送信のためのサブフレームの予約/設定のためにも用いることができる。例えば、本発明の実施例A、実施例C〜Gで、物理チャネル(例えば、PDCCH、PBCH、PUCCH、PUSCH、PHICHなど)の反復送信のためのサブフレームの予約、すなわち、サブフレームバンドルの設定のためにバンドル送信周期、バンドル送信オフセットおよび/またはサブフレームバンドルのサイズを用いることができる。
<C. 縮小された(Shortened)PDCCH>
図14は、本発明の実施例Cに係る信号送信/受信方法を例示する図である。
カバレッジ問題があるMTC UEへのPDCCHの送信に成功するためにPDCCHの反復送信が行われる場合、上記反復送信のための送信遅延(delay)およびエネルギ消耗が大きくなるという問題がある。これを解決するために、本発明では、カバレッジ問題があるMTC UEにPDSCHが送信されるか否かを示す情報のみを含むまたはPDSCHが送信されるか否かを示す情報を含む縮小された(縮小)(Shortened)PDCCHを送信することを提案する。UEは、縮小されたPDCCHを介して、自体にPDSCHが送信されるか否かを判断する程度のより少ない情報を受信し、自体にPDSCHが送信されると仮定すると、定められたPDSCHリソースまたは領域(以下リソース/領域)でデータを受信することができる。例えば、縮小されたPDCCHは、上記PDCCHがターゲットとするUEのID(例えば、C−RNTI)に関する情報のみを含むことができる。UEは、自体のUE ID(例えば、C−RNTI)に関する情報を含むPDCCHを受信または検出すると、自体にPDSCHが送信されると仮定することができる。
カバレッジ問題があるMTC UEへのデータ送信のために縮小されたPDCCHが用いられる場合、図14(a)に示すように、特定のUE(例えば、UE1)に対する縮小されたPDCCHが特定のサブフレームを通じて送信されると、上記縮小されたPDCCHを有するサブフレームからD個のサブフレームのバンドルを通じてPDSCHが送信されうる。ULの場合、特定のUEに対する縮小されたPDCCHが特定のサブフレームを通じて送信されると、上記縮小されたPDCCHを受信したUEは、上記特定のサブフレームの次の4番目のサブフレームから始まるD個のサブフレームのバンドルを通じてPUSCHを送信することができる。縮小されたPDCCHは、PDSCHが送信されるサブフレームの数、すなわち、PDSCHバンドルのサイズであるDの値に関する情報を含むことができる。
縮小されたPDCCHを受信したUEは、定められたPDSCHリソース/領域を通じて自体に送信されるデータを受信することができる。PDSCHリソース/領域を指定し、該当のPDSCHリソース/領域を通じてデータを送信するためには、前述した本発明の実施例Bで言及した方式を適用することができる。PDSCHリソース/領域は、セル−固有であってもよく、UE−固有であってもよい。また、SIBなどのセル−固有のデータ送信のためのPDSCHリソース/領域は、セル−固有に指定されてもよい。特定のUEに対するデータ送信などのUE−固有のデータ送信のためのPDSCHリソース/領域は、セル−固有に指定されてもよく、UE−固有に指定されてもよい。
或いは、カバレッジ問題があるMTC UEのためのPDSCHリソース/領域は、縮小されたPDCCHが送信されるPDCCHリソース/領域によって定めることができる。例えば、図14(b)に示すように、PDCCHリソース/領域によって定められたPDSCHリソース/領域が存在してもよい。例えば、PDCCH候補インデックスまたはPDCCHのCCEインデックス(例えば、PDCCHに含まれたCCEのうち、最初のCCEのインデックス)などによってPDSCHリソースを定めることができる。図14(b)を参照すると、UEは、PDCCH1リソース/領域を通じて自体に送信される縮小されたPDCCHを受信した場合、PDCCH1と関連付けられたPDSCHリソース/領域を通じてデータを受信することができ、PDCCH2リソース/領域を通じて自体に送信される縮小されたPDCCHを受信した場合、PDCCH2リソース/領域と関連付けられたPDSCHリソース/領域を通じてデータを受信することができる。例えば、UEは、PDCCHのリソースインデックスに基づいて該PDCCHにリンクされたPDSCHリソースを把握できる。
UEは、UE−固有のPDSCHバンドルを受信する場合、G3個のサブフレーム後に、PDSCH受信に対するA/N情報をeNBにULリソースを用いて送信することができる。換言すれば、UEは、UE−固有のPDSCHバンドルを受信した後、G3番目のサブフレームでA/N送信用リソースを用いてA/N情報をeNBに送信することができる。G3値は、4、またはPDSCH/PUSCHに対するサブフレームバンドリングが設定されていない場合における値と同じ値であってもよい。上記A/N情報は、A1個のULサブフレームのバンドルを通じて送信することができる。或いは、UEはeNBにPUSCHバンドルを全て送信した後、G3個のサブフレーム後のサブフレーム(すなわち、PUSCHバンドルを全て送信してからG3番目のサブフレーム)からA2個のULサブフレームのバンドルを通じてPUSCHに対するA/N情報を受信することができる。G3およびA1の値はそれぞれ固定でもよく、MID、SIBまたはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。
<D. PDCCHとPDSCHとの間の衝突(conflict)問題(issue)>
図15乃至図17は、本発明の実施例Dに係る信号送信/受信方法を例示する図である。本発明の実施例Dは、本発明の実施例A、実施例C〜実施例Gの少なくとも1つと併せて適用することができる。
前述したように、MTC UEのためにPDCCHを連続したまたは不連続の複数のサブフレームを通じてPDCCHバンドルの形態で送信することができ、このようなPDCCHバンドルの送信は、予め定められたまたは設定されたサブフレーム位置で開始することができる。このとき、UEがPDSCHバンドルを受信すべきサブフレームと新しいPDCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームとが重なる問題が発生しうる。
この場合、UEは、図15(a)に示すように、1つのPDSCHバンドルを受信している間には、(自体が受信すべき)新しいPDCCHが送信されないと仮定することができる。
或いは、UEは、PDSCHバンドルを受信すべきサブフレームと新しいPDCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームとが重なる場合、図15(b)に示すように、自体が受信しているPDSCHバンドルの受信を中断し、新しいPDCCHバンドルの受信を試みることができる。或いは、UEは、PDCCHバンドルが送信され得る期間に他のUEのためのPDCCHバンドルが送信され得ると仮定して、自体が受信しているPDSCHバンドルの受信を中断し、PDCCHバンドルの受信も試みなくてもよい。PDCCHバンドルの受信を終えた後またはPDCCHバンドルが送信されるサブフレームが過ぎた後、UEは、しばらく中断したPDSCHバンドルの受信を続いて行うことができる。UEがPDSCHバンドルを受信すべきサブフレームと新しいPDCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームとが重なることから、UEがPDSCHバンドルの受信を中断し、新しいPDCCHバンドルの受信を試みる場合、eNBは、当該PDCCHバンドルでは当該UEのためにはDLグラントは送信することができず、ULグラントのみを送信することができる。当該UEは当該PDCCHバンドルではDLグラントが送信されないと仮定することができる。
MTC UEのためにPDCCHがPDCCHバンドルの形態で送信され、PDCCHバンドルの送信は予め定められたサブフレーム位置で始まるとき、PUSCHバンドル送信のためのサブフレームと新しいPDCCHバンドル送信の開始サブフレームとが重なるという問題が発生しうる。この場合、UEは、図16(a)に示すように、PUSCHバンドルを送信している間には、自体が受信すべきPDCCHが送信されないと仮定することができる。或いは、UEは、PUSCHバンドル送信のためのサブフレームと新しいPDCCHバンドル送信のためのサブフレームのタイミングが重なる場合、すなわち、PUSCHバンドル送信と新しいPDCCHバンドル送信とが衝突する場合、図16(b)に示すように、UEは、PUSCHバンドルを送信すると同時に新しいPDCCHバンドルの受信を試みることができる。このとき、UEは、PUSCHバンドル送信タイミングと衝突するPDCCHバンドルでは自体にULグラントが送信されないと仮定することができる。或いは、UEは、PUSCHバンドルを送信すると同時に新しいPDCCHバンドルの受信を試みることができ、UEは、PUSCHバンドルの送信が終了する前にPDCCHバンドルの送信が終了する場合には、自体にULグラントが送信されないと仮定することができる。或いは、UEは、PUSCHバンドルの送信が終了するサブフレームからX個(例えば、X=4)のサブフレーム以前にPDCCHバンドルの送信が終了する場合には、自体にULグラントが送信されないと仮定することができる。
一方、図17に示すように、PDCCHバンドルの長さが、PDCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレーム位置の間の間隔よりも大きい値を有してもよい。この場合、UEが互いに異なるPDCCHバンドルを同時に受信できなければ、UEは、自体に送信されるPDCCHは1回に1つしかないと仮定することができる。
<E. PBCHとPDSCHとの間の衝突問題>
図18は、本発明の実施例Eに係る信号送信/受信方法を例示する図である。
前述したように、カバレッジ強化が必要なMTC UEのためにPDSCHが連続したまたは不連続の複数のサブフレームを通じて送信されうる。これと同様に、MTC UEのカバレッジ強化のために、PBCHが複数のサブフレームを通じて送信されてもよい。各10ms無線フレームにおける最初のサブフレーム#0内で、図18(a)のように、4個のOFDMシンボル(OFDMシンボル#7〜#10)の中心の6個のRB上で送信される従来のPBCHの他に、従来のPBCHが送信されないサブフレーム(例えば、各10ms無線サブフレームのサブフレーム#1〜#9)で追加のPBCHが送信されてもよい。このとき、追加のサブフレームでPBCHは、図18(a)に示すように、従来のPBCHが送信されるREリソースを通じて送信されてもよく、図18(b)に示すように、該当サブフレーム内でPDCCHリソース/領域を除く全OFDMシンボルリソース/領域を通じて送信されてもよい。以下、本発明では、従来送信されるPBCHではなく、追加のサブフレームで送信されるカバレッジ強化を行うMTC UEのためのPBCHを、追加PBCHと称する。
カバレッジ強化が必要なMTC UEのためにPBCHが複数のサブフレームで送信されるとき、レガシUEは、従来PBCHが送信されないサブフレームを通じて送信される追加PBCHの存在を知らない。したがって、eNBは、カバレッジ強化を行うMTC UEのための追加PBCHが送信されるサブフレームでレガシUEにPDSCH(または、EPDCCH)を送信する場合、追加PBCHが送信されるPRBリソース/領域(例えば、中心6個のPRB)を避けてPDSCH(または、EPDCCH)のスケジューリングを行う。
カバレッジ強化が必要なMTC UEのためにPBCHが複数のサブフレームで送信されるとき、追加PBCHが送信されるサブフレームでMTC UEにPDSCH(または、EPDCCH)を送信する場合、追加PBCHが送信されるPRBリソース/領域(例えば、中心6個のPRB)を避けてPDSCH(または、EPDCCH)のスケジューリングを行うことができる。
カバレッジ強化が必要なMTC UEのためにPBCHが複数のサブフレームで送信されるとき、MTC UEは、このような追加PBCHの送信とこの追加PBCHが送信される送信リソースとを知ることができる。MTC UEにPDSCHを送信するときに、追加PBCHとPDSCHの送信PRBリソース/領域とが重なる場合、eNBは、該当サブフレームでは上記MTC UEにPDSCHを送信しなくてもよい。例えば、UEは、追加PBCHとPDSCHのPRBリソース/領域とが重なる場合、該当サブフレームではPDSCHが送信されないと仮定することができる。すなわち、UEは、追加PBCH送信とPDSCH送信とが衝突するサブフレームでは上記PDSCH送信を期待しなくてもよい。或いは、MTC UEにPDSCHを送信するとき、追加PBCHとPDSCHの送信PRBリソース/領域とが重なる場合、eNBは、MTC UEに該当サブフレームで追加PBCHが送信されるREリソース/領域に対してPDSCHをレートマッチングして送信することもできる。すなわち、UEは、追加PBCHとPDSCHのPRBリソース/領域とが重なる場合、該当サブフレームでは追加PBCHリソース/領域に対してPDSCHがレートマッチングされて送信されると仮定することができる。
<F. PDCCHとPDSCHの反復回数>
図19は、本発明の実施例Fに係る信号送信/受信方法を例示する図である。
eNBがMTC UEに送信するPDCCHの反復回数は、アクセス初期段階に、UE別に異なるようにまたはセル−固有に設定することができる。或いは、PDCCHの反復回数は、RRC設定などを通じて準静的(semi-statically)に変更されてもよい。これによって、UEは、反復して送信されるPDCCHサブフレームが特定の数だけ送信されると期待して復号を行うことができる。しかし、eNBのスケジューリングの柔軟性(flexibility)とシグナリングオーバーヘッドとを減らすために、図19に示すように、eNBはUEに知らせたまたはUEのカバレッジ強化に必要な値によって決定されたPDCCHの反復回数(または、PDCCHの最大反復回数)よりも少ない数の反復によってPDCCHを送信することができる。この場合、UEは、eNBによって上記UEに設定されたまたは上記UEのカバレッジ強化に必要な値によって決定されたPDCCHの反復回数(または、PDCCHの最大反復回数)よりも少ない数の反復によってPDCCHバンドルが送信されると仮定することができる。例えば、UEのチャネル環境またはスケジューリングの制約(restriction)などによって、eNBは、UEの期待するPDCCH反復回数と同一かまたは小さい数の反復を通じて柔軟に(flexible)PDCCHを送信することができる。この場合、UEは、実際に送信されるPDCCHのバンドルのサイズを知らないため、各サブフレームごとにPDCCHの復号を試みることができる。
一方、PDSCHの反復回数は、アクセス初期段階に、UEごとに異なるようにまたはセル−固有に設定されてもよい。或いは、PDSCHの反復回数は、RRC設定などを通じて準静的に変更されてもよい。或いは、PDSCHの反復回数は、PDSCHが送信される度にPDCCHを介して設定されてもよい。しかし、eNBのスケジューリングの柔軟性とシグナリングオーバーヘッドとの低減のために、eNBはUEに知らせたまたはUEのカバレッジ強化に必要な値によって決定されたPDSCHの反復回数(または、PDSCHの最大反復回数)よりも少ない数の反復によってPDSCHを送信することができる。この場合、UEは、eNBによって設定されたまたはUEのカバレッジ強化に必要な値によって決定されたPDSCHの反復回数(または、PDSCHの最大反復回数)よりも少ない数の反復によってPDSCHバンドルが送信されると仮定することができる。例えば、UEのチャネル環境またはスケジューリングの制約などによって、eNBは、UEの期待するPDSCH反復回数と同一かまたは小さい数の反復によって柔軟にPDSCHを送信することができる。この場合、UEは、実際に送信されるPDSCHのバンドルのサイズを知らないため、各サブフレームごとにPDSCHの復号を試みることができる。
さらに、eNBは、UEにPDCCH/PDSCHの最小反復回数を知らせることもできる。或いは、PDCCH/PDSCHの最小反復回数は、固定された値であってもよく、予め定義された値であってもよい。
UEが1つのPDCCH/PDSCHではデータの受信に成功し難い場合、UEがeNBによって送信されるPDCCH/PDSCHの正確な反復回数を知らないと、最大反復回数までのPDCCH/PDSCHサブフレームを用いて受信を試みることになる。ところが、UEが最大反復回数までのPDCCH/PDSCHサブフレームでPDCCH/PDSCHの受信を試みると、eNBによって実際に送信されたPDCCH/PDSCH反復数よりも多いサブフレームの信号を復号に用いることになり、復号を妨げる値(例えば、他のUEに対するデータまたは不所望の(undesired)信号)が復号に多く用いられるという問題が生じる。
しかし、本発明によってPDCCH/PDSCHの最小反復回数をUEが知ると、DLデータにHARQが適用される場合、UEは、eNBが送信するPDCCH/PDSCHの正確な反復回数を知らなくても、最小反復回数分のPDCCH/PDSCHのみを復号に用いることができる。こうすると、復号を妨げる値(例えば、他のUEに対するデータまたは不所望の信号)が多く用いられることがない。UEは、最大反復回数までのPDCCH/PDSCHサブフレームを用いてデータの復号を試みたにもかかわらず、復号に失敗した場合(例えば、NACKと判定された場合)、最小反復回数に対応するPDCCH/PDSCHサブフレームから送信されたデータのみを(組み合わせて)受信HARQバッファに記憶することができる。
eNBは、UEに、1)最大/最小反復回数を全て知らせ、(上記のような)HARQの組み合わせ(コンバイニング)(combining)動作を動作可能にする(enable)よう設定したり、または2)最大反復回数のみを知らせる代わりに、HARQ組み合わせ動作を動作不能にする(disable)ように設定することができる。或いは、同様に、UEは、(eNBから)1)最大/最小反復回数の両方とも与えられる場合、自動的に(上記のような)HARQ組み合わせ動作を動作可能にしたり、または2)最大反復回数のみが与えられる場合、自動的にHARQ組み合わせ動作を動作不能にするように設定することも可能である。
<G. PDCCH、PDSCH/PUSCHおよびACK/NACKの独立した送信タイミング>
図20は、本発明の実施例Gに係る信号送信/受信方法を例示する図である。
MTC UEのためのPDCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームの位置および周期を定めることができると上述したのと同様に、PDSCH/PUSCH送信のためのサブフレームバンドルとデータに対するACK/NACK(例えば、PUCCH、PHICH)の送信のためのサブフレームバンドルとも、当該バンドルの開始位置および周期を定めることができる。このとき、特徴として、PDCCH、PDSCH/PUSCH、PHICH、PUCCHバンドルなどの送信が始まるサブフレーム位置とサブフレーム期間とに関する情報は、それぞれ独立して設定することができる。例えば、PDCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームをサブフレームnとすれば、nは(n mod D1)=G1を満たす値にすることができる。ここで、D1は、PDCCH送信開始可能サブフレームの周期であり、G1は、PDCCH送信開始可能サブフレーム位置のオフセットを意味する。例えば、G1は、D1の期間におけるPDCCH送信開始サブフレームの位置を表すことができる。これと同様に、PDSCHバンドル送信の開始サブフレームをサブフレームkとし、PUCCHバンドル送信のサブフレームをサブフレームmとすれば、kおよびmは、それぞれ、(k mod D2)=G2、(m mod D3)=G3を満たす値にすることができる。ここで、D2は、PDSCH送信開始可能サブフレームの周期であり、G2は、PDSCH送信開始可能サブフレーム位置のオフセットを意味し、D3は、PUSCH送信開始可能サブフレームの周期であり、G3は、PUSCH送信開始可能サブフレーム位置のオフセットを意味する。このとき、D1、G1、D2、G2、D3、G3の値は、それぞれ独立して定めることができる。
この場合、UEは、図20に示すように、eNBからPDSCHをスケジューリングするPDCCHバンドルを受信した場合、PDCCHバンドルの送信が始まったサブフレームからX1個のサブフレーム後に位置する、PDSCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームのうち、最も近いサブフレームからPDSCHバンドルを受信することができる。これと同様に、PDSCHバンドルを受信したUEは、当該PDSCHに対するACK/NACK情報をPUCCHを介して送信するために、PDCCHバンドルの送信が始まったサブフレームからX2個のサブフレーム後に位置する、PUCCHバンドルの送信が始まり得るサブフレームのうち、最も近いサブフレームからPUCCHバンドルを送信することができる。このとき、X1および/またはX2は、予め定義(pre-define)された値であってもよく、eNBによって設定された値であってもよい。
前述した本発明の実施例において、eNBは、チャネル状況に合うデータおよび信号をMTC UEに送信するために、カバレッジ問題があるMTC UEとそうでないMTC UEとを区別する必要がある。ところが、eNBは、UEがPRACHを送信するまでにはUEの存在に気づくことができない。したがって、UEがSIBを初めて受信するまではeNBがUEの存在を知らないはずであるため、本発明に係るUEは、自体がカバレッジ問題のあるUEか否かを自ら判断することができる。例えば、UEは、(1)PSS/SSSの受信に成功するために必要な時間、サブフレームの数、および/またはPSS/SSSの数、(2)PBCHの受信に成功するために必要な時間、サブフレームの数、および/またはPBCHの数、(3)無線リソース管理(Radio Resource Management;RRM)を行って得た結果(例えば、参照信号受信電力(Reference Signal Received Power;RSRP)、(4)SIBの受信に成功するために必要な時間、サブフレーム数および/または特定の時間期間に試みられたSIB受信の成否のうち少なくとも1つを用いて、自体がカバレッジ問題のあるUEか否かを判断することができる。自体にカバレッジ問題があると判断される場合、MTC UEは、本発明の実施例によるカバレッジ強化方式を適用したり、またはカバレッジ強化方式を示し得るように定義されたPRACHを送信することによって、eNBに、自体がカバレッジ問題のあるUEであることを知らせることができる。一方、カバレッジ問題のあるUEが、カバレッジ問題を(明示的または暗黙的に)知らせるPRACH送信などを通じてeNBにそれを知らせる前、またはカバレッジ問題のあるUEがeNBに初期アクセスを完了する前であれば、eNBはカバレッジ問題のあるUEが存在するか否かを知らない。したがって、本発明に係るeNBは、(カバレッジ問題のあるMTC UEを認識できない状態であっても)カバレッジ強化のMTC UEのために、本発明に係るサブフレームバンドル送信を行うことができる。UEがPRACHを送信し、eNBへの初期アクセスが完了した後なら、UEにカバレッジ問題があるか否か、カバレッジ強化レベルなどを(RRM情報などから)eNBが判断してUEに知らせることができる。
本発明の実施例A〜実施例Gは、別々に適用されてもよく、2つ以上が併せて適用されてもよい。
本発明の実施例において、UEは、上りリンクでは送信装置10として動作し、下りリンクでは受信装置20として動作する。本発明の実施例において、eNBは、上りリンクでは受信装置20として動作し、下りリンクでは送信装置10として動作する。以下、UEに具備されたプロセッサ、RFユニットおよびメモリを、UEプロセッサ、UE RFユニットおよびUEメモリとそれぞれ称し、eNBに具備されたプロセッサ、RFユニットおよびメモリを、eNBプロセッサ、eNB RFユニットおよびeNBメモリとそれぞれ称する。
例えば、上記eNBプロセッサは、本発明の実施例A〜実施例Gのいずれか1つによってPDCCH、PDSCH、PHICHおよび/またはPBCHの(反復)送信を行うように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、本発明の実施例A〜実施例Gのいずれか1つによってUEからのPUCCHおよび/またはPUSCHの(反復)送信を受信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、反復受信されたPUCCHおよび/またはPUSCHを(組み合わせて)復号することができる。上記eNBプロセッサは、復号の成否によるACK/NACK情報を生成し、該ACK/NACKをPHICHを介して送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、本発明の一実施例によってeNB RFユニットを制御してPHICHの反復送信を行うことができる。上記eNBプロセッサは、PDCCH、PDSCH、PUCCH、PUSCH、PHICHおよび/またはPBCHの反復送信のためのサブフレームバンドルの設定情報(例えば、送信周期、送信オフセット、開始サブフレーム、バンドルのサイズおよび/または反復回数など)を送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記設定情報に基づいて該当バンドル内で該当物理チャネルの(反復)送信/受信を行うように上記eNB RFユニットを制御することができる。
上記UEプロセッサは、本発明の実施例A〜実施例Gのいずれか1つによってPDCCH、PDSCH、PHICHおよび/またはPBCHの(反復)受信を行うように、上記UE RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、本発明の実施例A〜実施例Gのいずれか1つによってPUCCHおよび/またはPUSCHの(反復)送信を行うように上記RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、反復受信されたPDCCH、PDSCH、PHICHおよび/またはPBCHを(組み合わせて)復号することができる。上記UEプロセッサは、復号の成否によるACK/NACK情報を生成し、該ACK/NACKをPUCCHおよび/またはPUSCHを介して送信するようにUE RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、本発明の一実施例によってUE RFユニットを制御し、PUCCHおよび/またはPUSCHの反復送信を行うことができる。上記UEプロセッサは、PDCCH、PDSCH、PUCCH、PUSCH、PHICHおよび/またはPBCHの反復送信のためのサブフレームバンドルの設定情報(例えば、送信周期、送信オフセット、開始サブフレーム、バンドルのサイズおよび/または反復回数など)を受信するようにUE RFユニットを制御し、上記設定情報に基づいて該当バンドル内で該当物理チャネルの(反復)送信/受信を行うように上記UE RFユニットを制御することができる。
上述したように開示された本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。上記では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明を様々に修正および変更させることができるということは明らかである。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限しようとするものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えようとするものである。
UEがPDCCHを受信した後、該PDCCHが示すPDSCH/PUSCHを有するサブフレームを把握できる他の方法として、PDCCHバンドルの送信が始まってから一定の時間後にPDSCH/PUSCHバンドルの送信が始まると仮定することができる。上記PDCCHバンドルの送信が始まるサブフレーム位置とPDSCH/PUSCHバンドルの送信が始まるサブフレーム位置との差をK個(例えば、K=100,200,...)のサブフレームとする場合、UEは、PDCCHがどのサブフレームから始まるかを知る必要がある。例えば、K=‘PDSCH/PUSCH開始サブフレームであるインデックス−PDCCH開始サブフレームであるインデックス’として定義する場合、UEは、PDCCHが始まる時点を知ってこそPDSCH/PUSCHが始まる時点の把握に成功することができる。一般に、UEがPDCCHの送信期間Nを知ってこそPDSCH/PUSCHの送信開始時点がわかるはずだが、この場合には、PDCCHが送信されるサブフレーム期間Nを正確に知らなくても、PDSCHの送信が始まるサブフレーム位置を把握できるという長所がある。例えば、eNBがPDCCHを最大N回送信するものの、PDCCHの実際の送信回数は、該当の送信時点でeNBの判断によって変わってもよいと仮定すれば、UEは、PDCCHの送信終了位置は知らないが、PDSCHの送信開始位置はわかる。Kの値は固定していてもよく、MIB、SIB、またはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。Kの値は、常にPDCCHサブフレームバンドルの数と同一となるように設定されてもよい。すなわち、PDCCHサブフレームバンドルの送信が終わった後、直後のサブフレームからPDSCH/PUSCHサブフレームバンドルが始まってもよい。或いは、PDCCHバンドルがN個のサブフレームで構成されるとき、PDCCHバンドルが始まるサブフレーム位置とPDSCH/PUSCHバンドルが始まるサブフレーム位置との差であるKは、N−1に固定されるものの、PDCCHサブフレームバンドルの送信が終わるサブフレームでPDSCH/PUSCHサブフレームバンドルの送信が始まってもよい。
UEは、UE−固有のPDSCHバンドルを受信した場合、G3個のサブフレーム後に、PDSCH受信に対するA/N情報をeNBに上りリンクリソースを用いて送信することができる。このとき、G3値は、4、またはPDSCH/PUSCHに対するサブフレームバンドリングが設定されていない場合における値と同じ値であってもよく、A/N情報は、A1個のULサブフレームをバンドルを通じて送信することができる。或いは、UEは、eNBにPUSCHバンドルを全て送信した後、G3個のサブフレーム後のサブフレームからA2個のULサブフレームのバンドルを通じてPUSCHに対するA/N情報を受信することができる。G3およびA1の値はそれぞれ固定でもよく、MIB、SIBまたはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。
或いは、カバレッジ問題があるMTC UEのためのPDSCHリソース/領域は、縮小されたPDCCHが送信されるPDCCHリソース/領域によって定めることができる。例えば、図14(b)に示すように、PDCCHリソース/領域によって定められたPDSCHリソース/領域が存在してもよい。例えば、PDCCH候補インデックスまたはPDCCHのCCEインデックス(例えば、PDCCHに含まれたCCEのうち、最初のCCEのインデックス)などによってPDSCHリソースを定めることができる。図14(b)を参照すると、UEは、PDCCH1リソース/領域を通じて自体に送信される縮小されたPDCCHを受信した場合、PDCCH1リソース/領域と関連付けられたPDSCHリソース/領域を通じてデータを受信することができ、PDCCH2リソース/領域を通じて自体に送信される縮小されたPDCCHを受信した場合、PDCCH2リソース/領域と関連付けられたPDSCHリソース/領域を通じてデータを受信することができる。例えば、UEは、PDCCHのリソースインデックスに基づいて該PDCCHにリンクされたPDSCHリソースを把握できる。
UEは、UE−固有のPDSCHバンドルを受信する場合、G3個のサブフレーム後に、PDSCH受信に対するA/N情報をeNBにULリソースを用いて送信することができる。換言すれば、UEは、UE−固有のPDSCHバンドルを受信した後、G3番目のサブフレームでA/N送信用リソースを用いてA/N情報をeNBに送信することができる。G3値は、4、またはPDSCH/PUSCHに対するサブフレームバンドリングが設定されていない場合における値と同じ値であってもよい。上記A/N情報は、A1個のULサブフレームのバンドルを通じて送信することができる。或いは、UEはeNBにPUSCHバンドルを全て送信した後、G3個のサブフレーム後のサブフレーム(すなわち、PUSCHバンドルを全て送信してからG3番目のサブフレーム)からA2個のULサブフレームのバンドルを通じてPUSCHに対するA/N情報を受信することができる。G3およびA1の値はそれぞれ固定でもよく、MIB、SIBまたはRRC信号などの上位層信号を通じてUEに設定されてもよい。