JP4659804B2 - ユーザ装置、送信方法及び通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、ユーザ装置、基地局及び制御情報送信方法に関する。
W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)やHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)の後継となる通信方式、すなわち、LTE(Long Term Evolution)が標準化団体3GPP(3rd Generation Partnership Project)により検討されている。この中で、上りリンクについては、シングルキャリア方式(SC−FDMA:Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
LTEにおける上りリンク通信チャネルの構成例を図1に示す。図1に示すように、システム帯域は複数の周波数ブロックに分割される。周波数ブロックは、リソースブロックとも呼ばれ、帯域を割り当てるときの最小単位である。また、時間領域は、サブフレームと呼ばれる送信単位に分割されている。サブフレームは、更に2つのスロットに分割される。
この上りリンク通信チャネルには、上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)と上りリンク制御チャネルA及びB(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)とがある。上りリンク共有チャネルでは、ユーザデータが伝送される。上りリンク共有チャネルはデータチャネルとも呼ばれる。上りリンク制御チャネルA及びBでは、適応変復調・符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)に用いるためのチャネル品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、MIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送を行うときのアンテナの重みを表すPMI(Precoding Matrix Indicator)情報のような制御情報が伝送される。なお、上りリンク制御チャネルは、1サブフレーム内の2つのスロット間でマッピングされる位置が異なる(周波数ホッピングが行われる)(例えば、非特許文献2参照)。
3GPP TR25.814(V7.0.0),"Physical Layer Aspects for Evolved UTRA", June 2006 R1-070100, CDMA-Based Multiplexing Method for Multiple ACK/NACK and CQI in E-UTRA Uplink, January 2007
上記のように、上りリンク制御チャネルには、CQI情報が多重される。CQI情報には、システム帯域全体のチャネル品質を表すシステム帯域CQI情報と、チャネル品質の周波数方向の変動を表す周波数選択性CQI情報とがある。周波数選択性CQI情報は、システム帯域が複数の周波数ブロックに分割されたときの周波数ブロック毎のチャネル品質情報を表し、基地局で周波数スケジューリングを行うために用いられる。
また、上りリンクチャネルには、PMI情報も多重される。PMI情報には、システム帯域全体のPMIを表すシステム帯域PMI情報と、周波数方向の変動を表す周波数選択性PMI情報とがある。周波数選択性PMI情報は、システム帯域が複数の周波数ブロックに分割されたときの周波数ブロック毎のPMI情報を表し、基地局で周波数選択プリコーディングを行うために用いられる
このようなCQI情報やPMI情報は、システム帯域を周波数ブロックに分割する数が大きくなるほど(周波数分解能が細かくなるほど)情報量が大きくなる。上りリンク制御チャネルでは、送信可能なビット数が限られており、ユーザ毎に無線リソースが周期的に与えられる。従って、システム帯域CQI情報やシステム帯域PMI情報のような制御情報だけでなく、周波数選択性CQI情報や周波数選択性PMI情報のような制御情報を上りリンク制御チャネルで送信しようとすると、上りリンク制御チャネルで送信可能なビット数を超える可能性がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、システム帯域全体又はその一部の広帯域の制御情報に加えて周波数選択性の制御情報を送信するときに、上りリンク制御チャネルの情報量が増えることを回避することを目的とする。
本発明のユーザ装置は、
システム帯域を形成している複数のリソースブロックのうち、両端側のリソースブロックを制御チャネルの送信に使用可能であり、かつ制御チャネルのために使用可能なリソースブロックに挟まれたリソースブロックをデータチャネルの送信に使用可能であり、周期的に送信すべきCQI情報を制御チャネルにて送信する第1送信部と、
非周期的に送信すべきCQI情報をデータチャネルにて送信する第2送信部と、
を備えることを特徴とする
本発明の送信方法は、
システム帯域を形成している複数のリソースブロックのうち、両端側のリソースブロックを制御チャネルの送信に使用可能であり、かつ制御チャネルのために使用可能なリソースブロックに挟まれたリソースブロックをデータチャネルの送信に使用可能であり、周期的に送信すべきCQI情報を制御チャネルにて送信するステップと、
非周期的に送信すべきCQI情報をデータチャネルにて送信するステップと、
を備えることを特徴とする
本発明の通信システムは、
ユーザ装置と、
基地局装置とを備え、
前記ユーザ装置は、
システム帯域を形成している複数のリソースブロックのうち、両端側のリソースブロックを制御チャネルの送信に使用可能であり、かつ制御チャネルのために使用可能なリソースブロックに挟まれたリソースブロックをデータチャネルの送信に使用可能であり、周期的に送信すべきCQI情報を制御チャネルにて前記基地局装置へ送信する第1送信部と、
非周期的に送信すべきCQI情報をデータチャネルにて前記基地局装置へ送信する第2送信部と、
を備えることを特徴とする

本発明の実施例によれば、システム帯域全体又はその一部の広帯域の制御情報に加えて周波数選択性の制御情報を送信するときに、上りリンク制御チャネルの情報量が増えることを回避することができる。
本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。
<本発明の実施例に係る上りリンク通信チャネルの構成例>
本発明の実施例に係る上りリンク通信チャネルの構成例を図2に示す。本発明の実施例では、制御情報のうち、周波数選択性の制御情報(周波数選択性CQI情報、周波数選択性PMI情報)はデータチャネルで送信される。広帯域の制御情報(システム帯域CQI情報、システム帯域PMI情報)は制御チャネルで送信される。
このように、広帯域の制御情報を制御チャネルで送信することにより、基地局が制御チャネルを受信することができれば、基本的な動作は可能になる。また、周波数選択性の制御情報は周波数分解能に応じて情報量が変わるが、このような可変量の情報をデータチャネルに割り当てることにより、制御チャネルの情報量が増えることを回避することができる。なお、広帯域の制御情報(システム帯域CQI情報、システム帯域PMI情報)は、周期的に制御チャネルで送信し、周波数選択性の制御情報(周波数選択性CQI情報、周波数選択性PMI情報)は、基地局からの要求信号に応じてデータチャネルで送信されることが好ましい。
制御チャネルで送信される広帯域の制御情報には、システム帯域CQI情報(第1のコードワードのシステム帯域CQI情報、例えば5ビット)、MIMO伝送を行うときの第2のコードワードのシステム帯域CQI情報(第1のコードワードのシステム帯域CQI情報からの相対値、例えば2〜3ビット)、システム帯域PMI情報(例えば2〜3ビット)がある。また、データチャネルで送信される周波数選択性の制御情報には、周波数選択性CQI情報(第1のコードワードの周波数選択性CQI情報)、MIMO伝送を行うときの第2のコードワードの周波数選択性CQI情報(第1のコードワードの周波数選択性CQI情報からの相対値)、周波数選択性PMI情報がある。例えば、単一アンテナ構成の場合には、これらの情報のうち、CQI情報(システム帯域CQI情報及び周波数選択性CQI情報)のみが制御情報として用いられる。MIMO伝送を行うが、アンテナ間でプリコーディングを行わない場合には、これらの情報のうち、第1のコードワードのCQI情報と第2のコードワードのCQI情報とが制御情報として用いられる。MIMO伝送を行い、アンテナ間でプリコーディングを行う場合には、これらの情報の全てが制御情報として用いられる。周波数選択性の制御情報は、スケジューリング要求用の制御情報を更に含んでもよい。
なお、本発明の実施例では、システム帯域の制御情報(システム帯域CQI情報、システム帯域PMI情報等)を制御チャネルで送信することについて説明するが、本発明は、システム帯域全体の一部の広帯域の制御情報(システム帯域全体の一部のCQI情報、システム帯域全体の一部のPMI情報等)を制御チャネルで送信する場合にも適用可能である。すなわち、広帯域の制御情報には、システム帯域全体の制御情報だけでなく、システム帯域全体の一部の制御情報も含まれる。また、広帯域CQI情報には、システム帯域全体のCQI情報だけでなく、システム帯域全体の一部のCQI情報も含まれる。同様に、広帯域PMI情報には、システム帯域全体のPMI情報だけでなく、システム帯域全体の一部のPMI情報も含まれる。
<CQI要求信号の無線リソース割り当て例>
上記のように、広帯域の制御情報は周期的にユーザ装置から基地局に送信されることが好ましい。この制御情報の送信周期及び制御情報として送信する情報は、高レイヤのシグナリング(L3シグナリング)で各ユーザ装置に通知される。
また、周波数選択性の制御情報は、基地局からのCQI要求信号(又はPMI要求信号)に応じてユーザ装置から基地局にデータチャネルで送信されることが好ましい。CQI要求信号(又はPMI要求信号)は、下りリンクL1/L2制御チャネルでユーザ装置に送信される。
基地局からのCQI要求信号(又はPMI要求信号)は、上りリンクスケジューリング許可(Scheduling grant)用のフォーマットに要求フラグを含めることでユーザ装置に示してもよく、専用のフォーマットを用いてユーザ装置に示してもよい。
CQI要求信号(又はPMI要求信号)として上りリンクスケジューリング許可用のフォーマットを用いる場合には、ユーザ装置は、上りリンクスケジューリング許可を受信して復号し、要求信号の有無を確認する。
CQI要求信号として専用のフォーマットを用いる場合には、図3に示すように、CQI要求信号が割り当てられるサブフレームを予め周期的に設定してもよい。基地局は、予め周期的に割り当てられたサブフレームでCQI要求信号を送信する。なお、CQI情報が不要な場合には、CQI要求信号を送信しなくてもよい。ユーザ装置は、CQI要求信号が割り当てられる可能性のあるサブフレームのみを受信して復号し、要求信号の有無を確認することができる。なお、CQI要求信号が割り当てられる可能性のあるサブフレームは、基地局からユーザ装置に予め通知されてもよく、図4及び図5を参照して説明するように広帯域の制御情報を周期的に送信するサブフレームと関連付けられてもよい。このCQI要求信号には、UE IDが付加される。すなわち、ユーザ装置間は別々の符号化が行われる。
このように、専用のフォーマットを用いることにより、上りリンクスケジューリング許可用のフォーマットに要求フラグを含めることに比べて、ビット数の少ない簡易なフォーマットを用いることが可能になる。
図4は、CQI要求信号が専用のフォーマットで送信されるときの、システム帯域CQI情報のサブフレームと周波数選択性CQI情報のサブフレームとの時間関係を示す図である。図4に示すように、基地局は、システム帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とが同じサブフレームで送信されるようにそれぞれの送信タイミングを設定してもよい。基地局は、システム帯域CQI情報が送信されるサブフレームは予め認識しているため、システム帯域CQI情報と同じサブフレームで周波数選択性CQI情報が送信されるように、CQI要求信号を送信する。すなわち、システム帯域CQI情報の送信タイミングによって、基地局がユーザ装置にCQI要求信号を送信するための無線リソースが決まる。基地局がCQI要求信号を送信しない場合、ユーザ装置は制御チャネルで周期的にシステム帯域CQI情報を送信するが、基地局がCQI要求信号を送信すると、ユーザ装置は、システム帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とをデータチャネルで送信する。このように、基地局は、CQI要求信号が割り当てられる可能性のあるサブフレームを予め決めてもよい。
図5は、CQI要求信号が専用のフォーマットで送信されるときの、システム帯域CQI情報のサブフレームと周波数選択性CQI情報のサブフレームとの時間関係を示す図である。図5に示すように、基地局は、システム帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とが異なるサブフレームで送信されるようにそれぞれの送信タイミングを設定してもよい。基地局は、システム帯域CQI情報が送信されるサブフレームは予め認識しているため、システム帯域CQI情報と異なるサブフレームで(或いは一定のオフセットをもたせたサブフレームで)周波数選択性CQI情報が送信されるように、CQI要求信号を送信する。すなわち、システム帯域CQI情報の送信タイミングによって、基地局がユーザ装置にCQI要求信号を送信するための無線リソースが決まる。基地局がCQI要求信号を送信しない場合、ユーザ装置は制御チャネルで周期的にシステム帯域CQI情報を送信するが、基地局がCQI要求信号を送信すると、ユーザ装置は、周期的にシステム帯域CQI情報を制御チャネルで送信し続け、システム帯域CQI情報と異なるサブフレームで周波数選択性CQI情報をデータチャネルで送信する。このように、基地局は、CQI要求信号が割り当てられる可能性のあるサブフレームを予め決めてもよい。
<CQI要求信号フォーマット>
前記のように、CQI要求信号は、上りリンクスケジューリング許可用のフォーマットに要求フラグを含めることでユーザ装置に示してもよく、専用のフォーマットを用いてユーザ装置に示してもよい。
スケジューリング許可用のフォーマットを用いる場合のCQI要求信号フォーマットを図6に示す。
スケジューリング許可用のフォーマットには、スケジューリング許可フォーマット、上りリンクリソースブロック割り当て情報、UE ID、トランスポートフォーマット情報、送信電力、復調用リファレンス信号フォーマット、TTIホッピング情報、上りリンクアンテナ選択情報、再送関連情報がある。スケジューリング許可用のフォーマットを用いてCQI要求信号を送信するために、スケジューリング許可用のフォーマットに、1ビットのCQI指示情報を含めてもよい。このCQI指示情報は、周波数選択性CQI情報がデータチャネル(PUSCH)で送信されるか否かを示すフラグである。ユーザ装置は、このCQI指示情報を読み取り、周波数選択性CQI情報を送信するか否かを判定する。
次に、専用のフォーマットを用いる場合のCQI要求信号フォーマットを図7に示す。専用のフォーマットを用いる場合には、必要最小限の情報のみを定義すればよいため、ビット数の少ない簡易なフォーマットを用いることが可能になる。すなわち、上りリンクリソースブロック割り当て情報、UE ID、CQI指示情報のみを定義すればよい。復調用リファレンス信号フォーマットに用いる3ビットは専用のフォーマットに含まれてもよく、含まれなくてもよい。また、上りリンクリソースブロック割り当て情報についても、CQIを送信する情報量を一定にしておくことにより、情報量を更に低減することが可能になる。
<ユーザ装置の構成>
次に、図8を参照して、本発明の実施例に係るユーザ装置10の構成について説明する。
ユーザ装置10は、CQI測定部101と、広帯域CQI情報生成部103と、周波数選択性CQI情報生成部105と、多重制御部107とを有する。
CQI測定部101は、基地局から送信されるリファレンス信号を受信し、CQIを測定する。
広帯域CQI情報生成部103は、CQI測定部101で測定された周波数ブロック毎のCQIをシステム帯域全体又はその一部で平均化して広帯域CQI情報を生成する。この広帯域CQI情報を生成する周期は、基地局からのL3シグナリングで予め通知される。
周波数選択性CQI情報生成部105は、基地局からのL1/L2シグナリングでCQI要求信号を受信したときに、予め決められた周波数ブロック毎のCQI情報を生成する。L1/L2シグナリングでCQI要求信号を受信する無線リソースは、予め基地局で周期的に割り当てられてもよい。例えば、周波数選択性CQI情報を通知するサブフレームは、広帯域CQI情報を通知するサブフレームと関連付けられてもよい。
多重制御部107は、ユーザデータと広帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とをデータチャネル及び制御チャネルに多重する。例えば、広帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とを同じサブフレームで送信する場合には、ユーザデータと広帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とをデータチャネルに多重する。また、広帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とを異なるサブフレームで送信する場合には、ユーザデータと周波数選択性CQIとをデータチャネルに多重し、広帯域CQI情報を制御チャネルに多重する。
<基地局の構成>
次に、図9を参照して、本発明の実施例に係る基地局20の構成について説明する。
基地局20は、多重判定部201と、広帯域CQI情報復調部203と、周波数選択性CQI情報復調部205と、スケジューラ207と、広帯域CQI情報リソース割り当て部209とを有する。
広帯域CQI情報リソース割り当て部209は、ユーザ装置が広帯域CQI情報を送信する無線リソースを周期的に割り当てる。この広帯域CQI情報の送信周期は、L3シグナリングでユーザ装置に通知される。
多重判定部201は、ユーザデータと広帯域CQI情報と周波数選択性CQI情報とがユーザチャネルに多重されているか判定し、それぞれの情報を分離する。なお、多重判定部は分離部に相当する。
広帯域CQI情報復調部203は、ユーザチャネル又は制御チャネルに多重されている広帯域CQI情報を復調する。
周波数選択性CQI情報復調部205は、ユーザチャネルに多重されている周波数選択性CQI情報を復調する。
スケジューラ207は、広帯域CQI情報及び周波数選択性CQI情報に基づいて、ユーザデータのスケジューリングを行う。また、スケジューラ207は、周波数選択性CQI情報をユーザ装置から受信するために、CQI要求信号を送信するスケジューリングを行う。例えば、CQI要求信号は、広帯域CQI情報リソース割り当て部209で管理されている広帯域CQI情報の送信周期に基づいて、広帯域CQI情報と同じ又は異なるサブフレームで周波数選択性CQI情報が受信されるように送信される。このスケジューラは、周波数選択性制御情報要求部に相当する。
<制御情報送信方法のフローチャート>
次に、図10を参照して、本発明の実施例に係る制御情報送信方法のフローチャートについて説明する。
まず、基地局は広帯域CQI情報の報告周期、CQI報告内容(第1のコードワードのシステム帯域CQI情報を送信するか、第1及び第2のコードワードのシステム帯域CQI情報を送信するかを示す情報等)を決定し、L3シグナリングでユーザ装置に通知する(S101)。ユーザ装置は、通知されたCQI報告周期に従って広帯域CQI情報を生成して基地局に報告する。広帯域CQI情報は、上りリンク制御チャネルで送信される。CQI報告周期に従ってCQI要求信号を受信するサブフレームが決まるので、該当するサブフレームを受信して、CQI要求信号を確認する(S103)。このステップS103は、ステップS101で通知された周期で繰り返される。
基地局は、周波数選択性CQI情報が必要になったときに、CQI要求信号を生成し、L1/L2シグナリングでユーザ装置に送信する(S105)。ユーザ装置は、CQI要求信号を受信して、周波数選択性CQI情報を生成する(S107)。この周波数選択性CQI情報は、基地局から指示されたデータチャネル上の無線リソースで送信される(S109)。広帯域CQI情報を同じサブフレームで送信する場合には、この広帯域CQI情報もデータチャネルで送信される。なお、広帯域CQI情報を異なるサブフレームで送信する場合には、広帯域CQI情報は上りリンク制御チャネルで送信される。基地局は、周波数選択性CQI情報を受信し、周波数スケジューリングに利用する。
なお、図3〜図10及びこれらの図に対応する説明では、CQI情報について示しているが、PMI情報についても同様に実現可能である。
このように、本発明の実施例によれば、システム全体又はその一部の広帯域の制御情報に加えて周波数選択性の制御情報を送信するときに、上りリンク制御チャネルと上りリンクデータチャネルとを効率的に使用することができる。なお、上記では本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。例えば、本発明はLTEに従った移動通信システムに限定されることなく、シングルキャリア方式で上りリンク制御チャネルが伝送される如何なる移動通信システムにも適用可能である。更に、広帯域の制御情報及び周波数選択性の制御情報としてCQI情報及びPMI情報を例に挙げて説明したが、本発明は、広帯域の制御情報と周波数選択性の制御情報とに分割できる如何なる制御情報にも適用可能である。
LTEにおける上りリンク制御チャネルの構成例 本発明の実施例に係る上りリンク制御チャネルの構成例 本発明の実施例に係るCQI要求信号の無線リソース割り当て例を示す図 システム帯域CQI情報のサブフレームと周波数選択性CQI情報のサブフレームとの時間関係を示す図(その1) システム帯域CQI情報のサブフレームと周波数選択性CQI情報のサブフレームとの時間関係を示す図(その2) 本発明の実施例に係るCQI要求信号フォーマットを示す図(スケジューリング許可用のフォーマットを用いる場合) 本発明の実施例に係るCQI要求信号フォーマットを示す図(専用のフォーマットを用いる場合) 本発明の実施例に係るユーザ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施例に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施例に係る制御情報送信方法のフローチャート
符号の説明
10 ユーザ装置
101 CQI(PMI)測定部
103 広帯域CQI情報(PMI情報)生成部
105 周波数選択性CQI情報(PMI情報)生成部
107 多重制御部
20 基地局
201 多重判定部
203 広帯域CQI情報(PMI情報)復調部
205 周波数選択性CQI情報(PMI情報)復調部
207 スケジューラ
209 広帯域CQI情報(PMI情報)リソース割り当て部

Claims (5)

  1. システム帯域を形成している複数のリソースブロックのうち、両端側のリソースブロックを制御チャネルの送信に使用可能であり、かつ制御チャネルのために使用可能なリソースブロックに挟まれたリソースブロックをデータチャネルの送信に使用可能であり、周期的に送信すべきCQI情報を制御チャネルにて送信する第1送信部と、
    非周期的に送信すべきCQI情報をデータチャネルにて送信する第2送信部と、
    を備えることを特徴とするユーザ装置。
  2. 前記第1送信部は、広帯域のCQI情報を制御チャネルにて送信し、
    前記第2送信部は、システム帯域を複数の周波数ブロックに分割した場合の周波数ブロック単位のCQI情報をデータチャネルにて送信することを特徴とする請求項1に記載のユーザ装置。
  3. 広帯域のCQI情報と、システム帯域を複数の周波数ブロックに分割した場合の周波数ブロック単位の周波数選択性のCQI情報とを同じタイミングで送信する場合に、前記広帯域のCQI情報と前記周波数選択性のCQI情報とをデータチャネルで送信するように制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のユーザ装置。
  4. システム帯域を形成している複数のリソースブロックのうち、両端側のリソースブロックを制御チャネルの送信に使用可能であり、かつ制御チャネルのために使用可能なリソースブロックに挟まれたリソースブロックをデータチャネルの送信に使用可能であり、周期的に送信すべきCQI情報を制御チャネルにて送信するステップと、
    非周期的に送信すべきCQI情報をデータチャネルにて送信するステップと、
    を備えることを特徴とする送信方法。
  5. ユーザ装置と、
    基地局装置とを備え、
    前記ユーザ装置は、
    システム帯域を形成している複数のリソースブロックのうち、両端側のリソースブロックを制御チャネルの送信に使用可能であり、かつ制御チャネルのために使用可能なリソースブロックに挟まれたリソースブロックをデータチャネルの送信に使用可能であり、周期的に送信すべきCQI情報を制御チャネルにて前記基地局装置へ送信する第1送信部と、
    非周期的に送信すべきCQI情報をデータチャネルにて前記基地局装置へ送信する第2送信部と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
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