JP5178908B2 - モバイルシステムにおいて通信するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、一次局と複数の二次局との間で通信するための方法に関する。本発明は、例えば、移動通信システムのような通信システムにとって重要である。より具体的には、本発明は、UMTSにとって重要である。

従来のUMTSシステムにおいて、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)メッセージは、CCE集合レベル1,2,4又は8と呼ばれる1, 2, 4又は8個のチャネル制御エレメント(Channel Control Element)(CCE又はリソースエレメント)を用いることができる。

サーチ空間は、(特定の集合レベルをもつ)一セットの集合CCEであり、その中で、移動局(又はユーザ機器(UE)又は二次局)は、その集合レベルに対して考えられる全てのPDCCHペイロードのブラインド復号を実行する。サーチ空間は、集合レベルごとに規定される。したがって、そのようなシステム中の二次局は、最高４つのサーチ空間を持つことができる。例えば、(1-CCEと呼ばれる)集合レベル1に対するUEのサーチ空間は、3,4,5,6,7,8によってインデックス付けされたCCEで構成されることができ、一方、集合レベル8に対するそのサーチ空間は、1,2,..8及び9,10...,16によってそれぞれインデックス付けされたCCEからなる集合CCEの２つのリソースセットで構成されることができる。この例において、UEは、1-CCEに対して６つのブラインド復号及び8-CCEに対して２つのブラインド復号を実行する。

一例において、サーチ空間の開始点を決定するために、移動局(又は二次局、3GPP用語における使用者機器(User Equipment)としてUEとも称される)は、ハッシュ関数f(UE_ID,s)を計算し、ここで、UE_IDはUEの識別子(個々のUEで異なる)であり、sは時間的に変化するサブフレーム番号である。それぞれのUEが可能な限り稀に衝突する(同じハッシュ値を持つ)ことが望ましい。

3GPP内で現在提案されているハッシュ関数は、
f(UE_ID,s) = K(UE_ID*16+s) + L modulo M
の形式であり、ここで、K,L及びMは定数であり、UE_IDはUEの識別子であり、sはサブフレーム番号である。この特定のハッシュ関数fでは、いくつかのサブフレーム番号の間衝突する２つのUEが、持続的に、すなわち全てのサブフレーム番号の間衝突することは明らかである。

衝突確率が低減されることを可能にする通信方法を提案することが本発明の目的である。

本発明の他の目的は、２つのUEが繰り返し衝突することを防止する通信方法を提供することである。

この目的のために、本発明の第１の態様によれば、一次局から複数の二次局へと通信するための方法が提案され、当該方法は、前記一次局において、ハッシュ関数に基づいて時間とともに前記二次局にリソースを割り当てるステップを有し、前記ハッシュ関数は、２つの二次局が２つのサブフレーム中で共通のリソースを割り当てられる確率が、２つの二次局が第１サブフレーム中で共通のリソースを割り当てられる確率と２つの二次局が第２サブフレーム中で共通のリソースを割り当てられる確率との積に実質的に等しいような関数である。

その結果として、ここで提案されるハッシュ関数は、持続的な衝突の可能性を低減することを目指す。実際に、このハッシュ関数は、異なるUEが２つのサブフレーム中で衝突する確率が、「２つのUEがこれらのサブフレームのうちの第１サブフレーム中で衝突する確率」×「２つのUEがこれらのサブフレームのうちの第２サブフレーム中で衝突する確率」にほぼ等しいような関数である。したがって、２つのUEが繰り返し衝突する可能性は低い。

本発明はさらに、一次局と通信するための手段を有する二次局に関し、当該二次局は複数のサーチ空間のうちの少なくとも１つをサーチするように構成される制御手段をさらに有し、各々のサーチ空間は少なくとも１つのリソースセットを有し、少なくとも１つのリソースセットは、考慮中の二次局にメッセージを送信するために用いられることができ、前記二次局のサーチ空間はハッシュ関数に基づいて決定され、前記ハッシュ関数は、２つの二次局が任意の２つのサブフレームの両方においてサーチ空間中の共通のリソースを持つように設定される確率が、２つの二次局が第１サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率と、２つの二次局が第２サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率との積に実質的に等しいような関数であり、前記制御手段は、設定された少なくとも１つのサーチ空間において、考慮中の前記二次局にアドレス指定された前記一次局からの制御メッセージをサーチし、前記制御メッセージを受け取るように構成される。

本発明の更に別の態様によれば、複数の二次局と通信するための手段を有する一次局が提案され、前記一次局は、所与の二次局への少なくとも１つのリソースセットを、複数のサーチ空間のうちの少なくとも１つに割り当てるための割り当て手段をさらに有し、各々のサーチ空間は少なくとも１つのリソースセットを有し、前記所与の二次局のサーチ空間は、ハッシュ関数に基づいて決定され、前記ハッシュ関数は、２つの二次局が任意の２つのサブフレームの両方においてサーチ空間中の共通のリソースを持つように設定される確率が、２つの二次局が第１サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率と、２つの二次局が第２サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率との積に実質的に等しいような関数である。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施の形態から明らかとなり、それらを参照して説明される。

本発明は、添付の図面を参照して、一例として以下で更に詳細に説明される。

一次局及び少なくとも１つの二次局を有する本発明によるシステムのブロック図。 本発明の実施の形態による割り当てられたサーチ空間を表すタイムチャート。

本発明は、セルラネットワークのようなネットワークにおいて通信するための方法に関する。例えば、ネットワークは、図1に示されるようなUMTSネットワークであることができる。

図1を参照して、本発明による無線通信システムは、一次局(BS)100及び複数の二次局(MS)110を有する。一次局100は、マイクロコントローラ(μC)102、アンテナ手段106に接続されるトランシーバ手段(Tx/Rx)104、送信されるパワーレベルを変更するためのパワー制御手段(PC)107、及び、PSTN又は他の適切なネットワークに対する接続のための接続手段108を有する。各々のMS110は、マイクロコントローラ(μC)112、アンテナ手段116に接続されるトランシーバ手段(Tx/Rx)114、及び、送信されるパワーレベルを変更するためのパワー制御手段(PC)118を有する。一次局100から移動局110への通信はダウンリンクチャネル上で行われ、二次局110から一次局100への通信はアップリンクチャネル上で行われる。

二次局によって受信されるダウンリンク制御チャネルのうちの１つはPDDCHであり、各々の二次局は、本明細書の導入部において述べられたように、どのセットがそれに割り当てられたかを捜し出すために、CCEの複数のセットを盲目的に復号しなければならない。

本発明の第１の実施の形態によれば、発明者によって実行されたさまざまなシミュレーションの結果が説明される。これらのシミュレーションでは、48個のCCEが利用可能であることが仮定される。これは、本発明の解説となる例示的な第１の実施の形態に対応する。1-CCEに対する48個のサーチ空間のさまざまなセットが考慮される。1-CCEが送信されるべき各々のユーザに対して、これらの48個のサーチ空間のうちの１つがランダムに割り当てられる(選択は、数1,2, ..,48を通じて均一であるとしてモデル化するそのUEのハッシュ関数の結果に対応する)。各々のサーチ空間は、この例では６つのCCEから成る。サーチ空間の以下のセットが考慮された。
S_1: 全てのサーチ空間が連続、すなわち、{i,i+1,i+2,i+3,i+4,i+5}(0≦i≦47, iはCCEインデックス)の形式であり、全てのエレメントは48を法とする。
S_5: 全てのサーチ空間が{i,i+5,i+10,i+15,i+20,i+25}(0≦i≦47)の形式であり、全てのエレメントは48を法とする。
S_7: 全てのサーチ空間が{i,i+7,i+14,i+21,i+28,i+35}(0≦i≦47)の形式であり、全てのエレメントは48を法とする。
S_d: 全てのサーチ空間が{i,i+1,i+3,i+7,i+12,i+22}(0≦i≦47)の形式であり、全てのエレメントは48を法とする。S_dは、全てのサーチ空間がちょうど１つのCCEにおいて重なり合うように設計される。
したがって、例えば、i=25に対応するS_5のサーチ空間は、25, 30, 35, 40, 45, 2(50 mod 48=2)によってインデックス付けされるCCEからなる。

図2は、従来技術と比較した第１の実施の形態による、共通のリソースエレメントの数が最小化されることを可能にするパターンの使用を示す。図2に、一セットの利用可能なリソース200が示される。

従来のシステムでは、1-CCE及び8-CCEのセットのみが考慮される場合、8-CCEメッセージに対する１つの二次局又はUEのためのサーチ空間(２つの位置208はCCEの連続的なグループから構成される)が、図2に示される。1-CCEメッセージの位置201(６つの連続な位置)は、他のUEが8-CCEメッセージを受信している場合に全ての可能な位置がブロックされる可能性があるような位置である。

本発明の第１の実施の形態によれば、図2のように、利用可能なリソース300のセットは8-CCEメッセージ308に対する１つのUEのためのサーチ空間を有し、２つの位置は、CCEの連続なグループから構成される。1-CCEメッセージに対するUEのためのサーチ空間に関して、６つの不連続な位置301が表される。これらの位置は非連続であり、それらは、より高い集合レベルのサーチ空間とのオーバラップを低減して、したがって、小さいメッセージを送信するための位置を見つけることができる可能性を増加させる。

各々の二次局のサーチ空間の開始を決定するために、各々の二次局はハッシュ関数を用いる。この実施の形態に従って開示されるハッシュ関数は、持続的な衝突の可能性を低減することを目指す。実際、ハッシュ関数は、異なるUEが２つのサブフレーム中で衝突する確率が、「２つのUEがこれらのサブフレームのうちの第１サブフレーム中で衝突する確率」×「２つのUEがこれらのサブフレームのうちの第２サブフレーム中で衝突する確率」にほぼ等しいような関数である。別の言い方をすると、異なるサブフレームにおける衝突現象はほぼ独立している。

実際、我々は、関数f_s(x)（x∈X, s∈{0,1,...,T-1}）を{0,1,...,M-1}で記述する。変数xは現在の状況におけるUE_IDに対応し、sはサブフレーム番号に対応する。この関数は以下の特性を持つ。
1. 各々のs∈{0,1,...,T-1}に対して、関数f_sは、多くの場合近似的に等しく、{0,1,...,M-1}中の各々の要素を得る。
2. {0,1,...,T-1}中の全ての別個のs,tに対して、f_s(x)=iかつf_t(x)=jのようなX中の要素xの数は、i及びjの全ての値に対して近似的に同じである。

我々は、
f_s(x)=(Ax mod M_s) mod M
の形のハッシュ関数のセットを用いることを提案する。ここで、Aは定数であり、M₀, M₁,... M_T-1は異なる数である。M₀, M₁,...,M_T-1が互いに対して及びMに対して相対的に素である場合、有利である。

第１の実施の形態の変形例として、以下のパラメータが選択される。T=10、X={0,1,...,2²⁴-1}中のUE ID、M=47、A=1。乗数M₀,M₁,...,M₉に対して、以下の表に示されるように、2¹²に近い10個の素数を利用する。

T=10のハッシュ関数の各々の「一様性」、すなわち上記の特性１をテストするために、i=0,...,M-1に対して、f_t(x)=iとなる要素x∈Xの数をカウントした。これらの数のうちの最小値とこれらの数のうちの最大値との商が計算された。一様な分布の場合、この商は１に等しい。したがって、この商がほぼ１になることが望ましい。M₀,M₁,...,M₉の特定の選択に対して、計算された商は、09885から09906の範囲である。

ハッシュ関数f_s及びf_tの独立性、すなわち上記の特性２をテストするために、全てのペア(i,j)に対して、f_s(x)=i及びf_t(x)=jとなる要素x∈Xの数を計算した。

次に、これらM²個の数のうちの最小値とこれらM²個の数のうちの最大値との商を計算した。理想的には、この商は１に等しい。M₀,M₁,...,M₉の特定の選択に対して、計算された商は、0.9752から0.9808の範囲である。

この実施の形態において、ハッシュ関数はほぼ一様であり、ほぼ独立していると結論づけることができる。

想定されるアプリケーションにおいて、Tの値及び範囲Xは一定であり、一方、Mは変化することができる。実施の理由のために、M₀, M₁,...M_T-1がMに依存しないことが有利である。Mを24に変更すると、一様性に対して計算される商は、0.9941から0.9952の範囲であり、独立性をテストするために計算される商は、0.9779から0.9889の範囲である。したがってこの場合にも、提案されたハッシュ関数はほぼ一様であり、そしてほぼ独立である。Mを120に変更すると、一様性に対して計算される商は0.9706から0.9762の範囲であり、独立性をテストするためのそれは0.9330から0.9474の範囲である。

本発明は、UMTS LTE及びUMTS LTE-Advancedのような移動通信システムに適用されることができるが、いくつかの変形例では、動的に又は少なくとも半永続的にリソースの割り当てが実行される任意の通信システムにも適用されることができる。

本明細書及び請求の範囲において、単数表現の要素は、そのような要素が複数存在することを除外しない。さらに、「有する」「含む」などの用語は、挙げられた要素又はステップ以外の他の要素又はステップの存在を除外しない。

請求の範囲中の括弧内に参照符号が含まれることは、理解を助けることを意図したものであり、制限することを意図しない。

本開示を読むことから、他の修正が当業者にとって明らかとなるだろう。そのような修正は、無線通信の分野において既に知られている他の特徴を含むことができる。

Claims (9)

1. 一次局と複数の二次局との間で通信する方法であって、
   （ａ）複数のサーチ空間のうちの少なくとも１つをサーチするように各々の二次局が設定されるステップであって、各々のサーチ空間が少なくとも１つのリソースセットを有し、少なくとも１つのリソースセットが考慮中の前記二次局にメッセージを送信するために用いられることができるステップ、
   （ｂ）所与の二次局の前記サーチ空間がハッシュ関数に基づいて決定されるステップであって、前記ハッシュ関数は、２つの二次局が任意の２つのサブフレームの両方において前記サーチ空間中の共通のリソースを持つように設定される確率が、当該２つの二次局が第１サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率と、当該２つの二次局が第２サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率との積に実質的に等しいような関数であるステップ、
   （ｃ）各々の二次局において、設定された少なくとも１つのサーチ空間中で、考慮中の前記二次局にアドレス指定された前記一次局からの制御メッセージをサーチして、前記制御メッセージを受け取るステップ、
   を有する方法。
2. 前記ハッシュ関数が、所与のサブフレームにおいて所与の二次局に利用可能なリソースの各々を設定する実質的に一様な確率をもたらす、請求項１に記載の方法。
3. ２つの別個のサブフレームs及びtに対して、前記ハッシュ関数の出力が互いから実質的に独立である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記ハッシュ関数が、
   

   

   の形であり、xは各々の二次局のパラメータ、sはサブフレーム番号、hはxに依存する関数、gはsに依存する関数、Mは定数、modはモジュロ関数である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. hが定数乗数である、請求項４に記載の方法。
6. 二次局の前記パラメータが当該二次局の識別子である、請求項４又は請求項５に記載の方法。
7. 各々のsの値に対してg(s)が素数である、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 複数の二次局と通信するための手段を有する一次局であって、当該一次局は、所与の二次局への少なくとも１つのリソースセットを、複数のサーチ空間のうちの少なくとも１つに割り当てるための割り当て手段をさらに有し、各々のサーチ空間は少なくとも１つのリソースセットを有し、前記所与の二次局の前記サーチ空間は、ハッシュ関数に基づいて決定され、前記ハッシュ関数は、２つの二次局が任意の２つのサブフレームの両方において前記サーチ空間中の共通のリソースを持つように設定される確率が、当該２つの二次局が第１サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率と、当該２つの二次局が第２サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率との積に実質的に等しいような関数である、一次局。
9. 一次局と通信するための手段を有する二次局であって、当該二次局は、複数のサーチ空間のうちの少なくとも１つをサーチするように構成される制御手段をさらに有し、各々のサーチ空間は少なくとも１つのリソースセットを有し、少なくとも１つのリソースセットは考慮中の前記二次局にメッセージを送信するために用いられることができ、前記二次局の前記サーチ空間はハッシュ関数に基づいて決定され、前記ハッシュ関数は、２つの二次局が任意の２つのサブフレームの両方において前記サーチ空間中の共通のリソースを持つように設定される確率が、当該２つの二次局が第１サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率と、当該２つの二次局が第２サブフレームにおいて共通のリソースを持つように設定される確率との積に実質的に等しいような関数であり、前記制御手段は、設定された少なくとも１つのサーチ空間中で、考慮中の前記二次局にアドレス指定された前記一次局からの制御メッセージをサーチして、前記制御メッセージを受け取るように構成される、二次局。

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