端末(User Equipment、UE)は、固定されてもよいし、移動性を有してもよく、MS(mobile station)、MT(mobile terminal)、UT(user terminal)、SS(subscriber station)、無線機器(wireless device)、PDA(personal digital assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)等、他の用語で呼ばれることもある。
基地局は、一般的に端末と通信する固定局(fixed station)を意味し、eNB(evolved−NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、アクセスポイント(Access Point)等、他の用語で呼ばれることもある。
図1は、3GPP LTEにおけるFDD(frequency division duplex)無線フレームの構造を示す。これは3GPP TS 36.211 V8.7.0(2009−05)“Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E−UTRA);Physical Channels and Modulation(Release 8)”の4節を参照することができる。
前記無線フレーム(radio frame)は、0〜9のインデックスが付けられた10個のサブフレームを含む。1個のサブフレーム(サブフレーム)は、2個の連続的なスロットを含む。1個のサブフレームの送信にかかる時間をTTI(transmission time interval)といい、例えば、1個のサブフレームの長さは1ms(milli−second)であり、一個のスロットの長さは0.5msである。
図2は、3GPP LTEにおけるTDD(time division duplex)無線フレームの構造を示す。一個の無線フレームの時間区間は、307200・Ts=10milli−second(ms)の関係にある。
TDD無線フレームには、ダウンリンク(downlink:DL)サブフレーム、アップリンク(Uplink:UL)サブフレーム、スペシャルサブフレーム(specialサブフレーム、Sサブフレーム)が共存できる。
表1は、無線フレームのアップリンク−ダウンリンク設定(UL−DL configuration)の一例を示す。
前記表において、‘D’はDLサブフレームを示し、‘U’はULサブフレームを示し、‘S’はスペシャルサブフレームを示す。端末は、基地局からUL−DL設定を受信すると、UL−DL設定によって無線フレーム内でどのサブフレームがDLサブフレームか、またはULサブフレームかを知ることができる。UL−DL設定は、上位階層信号、システム情報に含まれて送信されることができる。
一方、無線フレーム内の10個のサブフレームが0から9までインデキシングされるとする時、サブフレームインデックス#1及び#6を有するサブフレームは、スペシャルサブフレームである。スペシャルサブフレームは、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot:DwPTS)、GP(Guard Period)及びUpPTS(Uplink Pilot Time Slot)を含む。DwPTSは、端末での初期セル探索、同期化またはチャネル推定に使われる。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末のアップリンク送信同期を合わせるときに使われる。GPは、アップリンクとダウンリンクとの間にダウンリンク信号の多重経路の遅延によりアップリンクで発生する干渉を除去するための区間である。
図3は、一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド(resource grid)の一例を示す。
図3を参照すると、ダウンリンクスロットは、時間領域で複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域でNRB個のリソースブロック(RB;Resource Block)を含む。リソースブロックは、リソース割当単位であり、時間領域で一個のスロットを含み、周波数領域で複数の連続する副搬送波(subcarrier)を含む。ダウンリンクスロットに含まれるリソースブロックの数NRBは、セルで設定されるダウンリンク送信帯域幅(bandwidth)に従属する。例えば、LTEシステムにおいて、NRBは、6〜110のうちいずれか一つである。アップリンクスロットの構造も前記ダウンリンクスロットの構造と同じである。
一方、リソースグリッド上の各要素(element)をリソース要素(resource element、RE)という。リソースグリッド上のリソース要素は、スロット内のインデックス対(pair)(k,l)により識別されることができる。ここで、k(k=0,...,NRB×12−1)は、副搬送波インデックスであり、l(l=0,...,6)は、スロット内のOFDMシンボルインデックスである。
図3において、一つのリソースブロックは、時間領域で7OFDMシンボルと、周波数領域で12副搬送波とで構成されることによって、7×12リソース要素を含むことを例示的に記述するが、リソースブロック内のOFDMシンボルの数と副搬送波の数は、これに制限されるものではない。ノーマルCPで、1スロットは7OFDMシンボルを含み、拡張(extended)CPで、1スロットは6OFDMシンボルを含むことができる。OFDMシンボルの数と副搬送波の数は、CPの長さ、周波数間隔(frequency spacing)などによって多様に変更されることができる。一つのOFDMシンボルで、副搬送波の数は、128、256、512、1024、1536及び2048のうち一つを選定して使用することができる。
図4は、ダウンリンクサブフレームを示す。
ダウンリンク(downlink:DL)サブフレームは、時間領域で制御領域(control region)とデータ領域(data region)とに分けられる。制御領域は、サブフレーム内の第1のスロットの前方部の最大4個のOFDMシンボルを含むが、制御領域に含まれるOFDMシンボルの個数は変わることができる。制御領域には、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)及び他の制御チャネルが割り当てられ、データ領域には、PDSCHが割り当てられる。
3GPP TS 36.211 V10.2.0に開示されているように、3GPP LTE/LTE−Aで、物理制御チャネルは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PHICH(Physical Hybrid−ARQ Indicator Channel)がある。
サブフレームの1番目のOFDMシンボルで送信されるPCFICHは、サブフレーム内で制御チャネルの送信に使われるOFDMシンボルの数(即ち、制御領域の大きさ)に対するCFI(control format indicator)を伝送する。無線機器は、まず、PCFICH上にCFIを受信した後、PDCCHをモニタリングする。PDCCHと違って、PCFICHは、ブラインドデコーディングを使用せずに、サブフレームの固定されたPCFICHリソースを介して送信される。
PHICHは、アップリンク(uplink:UL)HARQ(hybrid automatic repeat request)プロセスのためのACK(acknowledgement)/NACK(not−acknowledgement)信号を伝送する。端末により送信されるPUSCH上のUL(uplink)データに対するACK/NACK信号は、PHICH上に基地局により送信される。
PBCH(Physical Broadcast Channel)は、無線フレームの1番目のサブフレームの第2のスロットの前方部の4個のOFDMシンボルで送信される。PBCHは、無線機器が基地局と通信するときに必須なシステム情報を伝送し、PBCHを介して送信されるシステム情報をMIB(master information block)という。これと比較して、PDCCHにより指示されるPDSCH上に送信されるシステム情報をSIB(system information block)という。
PDCCHを介して送信される制御情報をダウンリンク制御情報(downlink control information、DCI)という。DCIは、PDSCHのリソース割当(これをDLグラント(downlink grant)またはDL割当(DL assignment)ともいう)、PUSCHのリソース割当(これをULグラント(uplink grant)ともいう)、任意のUEグループ内の個別UEに対する送信パワー制御命令の集合及び/またはVoIP(Voice over Internet Protocol)の活性化を含むことができる。
3GPP LTE/LTE−Aで、DL送信ブロックの送信は、PDCCHとPDSCHの対で実行される。UL送信ブロックの送信は、PDCCHとPUSCHの対で実行される。例えば、無線機器は、PDCCHにより指示されるPDSCH上にDL送信ブロックを受信する。無線機器は、DLサブフレームでPDCCHをモニタリングし、DLリソース割当をPDCCH上に受信する。無線機器は、前記DLリソース割当が指示するPDSCH上にDL送信ブロックを受信する。
基地局は、無線機器に送るDCIによって、PDCCHフォーマットを決定した後、DCIにCRC(Cyclic Redundancy Check)を付け、PDCCHのオーナ(owner)や用途によって、固有な識別子(これをRNTI(Radio Network Temporary Identifier)という)をCRCにマスキングする。
特定無線機器のためのPDCCHの場合、無線機器の固有識別子、例えば、C−RNTI(Cell−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。または、ページングメッセージのためのPDCCHの場合、ページング指示識別子、例えば、P−RNTI(Paging−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。システム情報のためのPDCCHの場合、システム情報識別子、SI−RNTI(system information−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。ランダムアクセスプリアンブルの送信に対する応答であるランダムアクセス応答を指示するためにRA−RNTI(random access−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。複数の無線機器に対するTPC(transmit power control)命令を指示するために、TPC−RNTIがCRCにマスキングされることができる。セミパーシステントスケジューリング(semi−persistent scheduling:SPS)のためのPDCCHには、SPS−C−RNTIがCRCにマスキングされることができる。SPSに対しては後述する。
C−RNTI系列(例えば、C−RNTI、SPS−C−RNTI、Temporary C−RNTI)が使われると、PDCCHは、該当する特定無線機器のための制御情報(これを端末特定(UE−specific)制御情報という)を伝送し、他のRNTIが使われると、PDCCHは、セル内の全てまたは複数の無線機器が受信する共用(common)制御情報を伝送する。
CRCが付加されたDCIをエンコーディングすることで符号化されたデータ(coded data)を生成する。エンコーディングは、チャネルエンコーディングとレートマッチング(rate matching)とを含む。符号化されたデータは、変調されることによって、変調シンボルが生成される。変調シンボルは、物理的なRE(resource element)にマッピングされる。
サブフレーム内の制御領域は、複数の制御チャネル要素(control channel element:CCE)を含む。CCEは、無線チャネルの状態による符号化率をPDCCHに提供するために使われる論理的割当単位であり、複数のリソース要素グループ(resource element group:REG)に対応される。REGは、複数のリソース要素(resource element:RE)を含む。CCEの数とCCEにより提供される符号化率の関係によって、PDCCHのフォーマット及び可能なPDCCHのビット数が決定される。
一つのREGは、4個のREを含み、一つのCCEは、9個のREGを含む。一つのPDCCHを構成するために{1,2,4,8}個のCCEを使用することができ、{1,2,4,8}の各々の要素をCCEアグリゲーションレベル(aggregation level)という。
PDDCHの送信に使われるCCEの個数は、基地局がチャネル状態によって決定する。例えば、良いダウンリンクチャネル状態を有する無線機器には、一つのCCEをPDCCH送信に使用することができる。悪い(poor)ダウンリンクチャネル状態を有する無線機器には、8個のCCEをPDCCH送信に使用することができる。
一つまたはそれ以上のCCEで構成された制御チャネルは、REG単位のインターリービングを実行し、セルID(identifier)に基づく循環シフト(cyclic shift)が実行された後に物理的リソースにマッピングされる。
図5は、アップリンクサブフレームの構造を示す。
図5を参照すると、アップリンクサブフレームは、周波数領域で制御領域とデータ領域とに分けられる。制御領域には、アップリンク制御情報が送信されるためのPUCCH(Physical Uplink Control Channel)が割り当てられる。データ領域には、データ(場合によって、制御情報も共に送信されることができる)が送信されるためのPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)が割り当てられる。設定によって、端末は、PUCCHとPUSCHを同時に送信することもでき、PUCCHとPUSCHのうちいずれか一つのみを送信することもできる。
一つの端末に対するPUCCHは、サブフレームでリソースブロック対(RB pair)で割り当てられる。リソースブロック対に属するリソースブロックは、第1のスロットと第2のスロットの各々で互いに異なる副搬送波を占める。PUCCHに割り当てられるリソースブロック対に属するリソースブロックが占める周波数は、スロット境界(slot boundary)を基準にして変更される。これをPUCCHに割り当てられるRB対がスロット境界で周波数がホッピングされた(frequency−hopped)という。アップリンク制御情報を、時間によって、互いに異なる副搬送波を介して送信することによって、周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。
PUCCH上には、HARQ ACK/NACK(以下、単純にACK/NACKまたはHARQ−ACKと表示する)、ダウンリンクチャネル状態を示すチャネル状態情報(channel status information、CSI)、例えば、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(precoding matrix index)、PTI(precoding type indicator)、RI(rank indication)などが送信されることができる。
CQIは、与えられた時間に対して端末がサポートできるリンク適応的なパラメータに対する情報を提供する。CQIは、端末受信機の特性及びSINR(signal to interference plus noise ratio)などを考慮してダウンリンクチャネルによりサポートされることができるデータ率(data rate)を指示することができる。基地局は、CQIを利用してダウンリンクチャネルに適用される変調(QPSK、16−QAM、64−QAM等)及びコーディング率を決定することができる。CQIは、多様な方法により生成することができる。例えば、チャネル状態をそのまま量子化してフィードバックする方法、SINR(signal to interference plus noise ratio)を計算してフィードバックする方法、MCS(Modulation Coding Scheme)のようにチャネルに実際適用される状態を知らせる方法などがある。CQIがMCSに基づいて生成される場合、MCSは、変調方式と符号化方式、及びこれによる符号化率(coding rate)等を含む。
PMIは、コードブックベースのプリコーディングでプリコーディング行列に対する情報を提供する。PMIは、MIMO(multiple input multiple output)と関連する。MIMOでPMIがフィードバックされることを閉ループMIMO(closed loop MIMO)という。
RIは、端末が推薦するランク(rank)(即ち、レイヤ(layer)の個数)に対する情報である。即ち、RIは、空間多重化に使われる独立的なストリームの数を示す。RIは、端末が空間多重化を使用するMIMOモードで動作する場合にのみフィードバックされる。RIは、常に一つ以上のCQIフィードバックと関連する。即ち、フィードバックされるCQIは、特定のRI値を仮定して計算される。チャネルのランク(rank)は、一般的にCQIより遅く変化するため、RIは、CQIより少ない回数でフィードバックされる。RIの送信周期は、CQI/PMI送信周期の倍数である。RIは、全体システム帯域に対して与えられ、周波数選択的なRIフィードバックは、サポートされない。
PUCCHは、フォーマット(format)によって、多様な種類の制御情報を伝送する。PUCCHフォーマット1は、スケジューリング要求(SR;Scheduling Request)を伝送する。このとき、OOK(On−Off Keying)方式が適用されることができる。PUCCHフォーマット1aは、一つのコードワード(codeword)に対してBPSK(Binary Phase Shift Keying)方式に変調されたACK/NACKを伝送する。PUCCHフォーマット1bは、2個のコードワードに対してQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式に変調されたACK/NACKを伝送する。PUCCHフォーマット2は、QPSK方式に変調されたCQI(Channel Quality Indicator)を伝送する。PUCCHフォーマット2aと2bは、CQIとACK/NACKを伝送する。
PUCCHフォーマットは、変調方式とサブフレーム当たり送信可能なビット個数によって区分されることができる。表2は、PUCCHフォーマットによる変調方式とサブフレーム内のビットの個数を示す。
全てのPUCCHフォーマットは、各OFDMシンボルでシーケンスの循環シフト(cyclic shift、CS)を使用する。循環シフトされたシーケンスは、基本シーケンス(base sequence)を特定CS量(cyclic shift amount)ほど循環シフトさせて生成される。特定CS量は、循環シフトインデックス(CS index)により指示される。
基本シーケンスru(n)を定義した一例は、以下の数式の通りである。
ここで、uはルートインデックス(root index)であり、nは要素インデックスであり、0≦n≦N−1、Nは基本シーケンスの長さである。b(n)は、3GPP TS 36.211 V8.7.0の5.5節で定義されている。
シーケンスの長さは、シーケンスに含まれる要素(element)の数と同じである。uは、セルID(identifier)、無線フレーム内のスロット番号などにより決められることができる。基本シーケンスが周波数領域で一つのリソースブロックにマッピング(mapping)されるとする時、一つのリソースブロックが12副搬送波を含むため、基本シーケンスの長さNは12になる。異なるルートインデックスによって異なる基本シーケンスが定義される。
基本シーケンスr(n)を以下の数式2のように循環シフトさせ、循環シフトされたシーケンスr(n,Ics)を生成することができる。
ここで、Icsは、CS量を示す循環シフトインデックスである(0≦Ics≦N−1)。
基本シーケンスの可用(available)循環シフトインデックスは、CS間隔(CS interval)によって、基本シーケンスから得る(derive)ことができる循環シフトインデックスを意味する。例えば、基本シーケンスの長さが12であり、CS間隔が1の場合、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスの総個数は12になる。または、基本シーケンスの長さが12であり、CS間隔が2の場合、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスの総数は6になる。
図6は、ノーマルCPでの一個のスロットに対するPUCCHフォーマット2/2a/2bのチャネル構造を示す。前述したように、PUCCHフォーマット2/2a/2bは、CQIの送信に使われる。
図6を参照すると、ノーマルCPで、SC−FDMAシンボル1及び5は、アップリンク参照信号であるDM RS(demodulation reference symbol)のために使われる。拡張CPの場合は、SC−FDMA(single carrier−freuquency division multple access)シンボル3がDM RSのために使われる。
10個のCQI情報ビットが、例えば、1/2割合でチャネルコーディング(channel coding)されることで20個のコーディングされたビットになる。チャネルコーディングには、リードマラー(Reed−Muller:RM)コードが使われることができる。そして、スクランブリング(PUSCHデータが長さ31のゴールドシーケンスでスクランブリングされることと同様に)された後、QPSKコンステレーションマッピング(constellation mapping)されることでQPSK変調シンボルが生成される(スロット0で、d0乃至d4)。各QPSK変調シンボルは、長さ12である基本RSシーケンスの循環シフトに変調され、OFDM変調された後、サブフレーム内の10個のSC−FDMAシンボルの各々で送信される。均一に離隔された12個の循環シフトは、12個の互いに異なる端末が同じPUCCHリソースブロックで直交に多重化されることができるようにする。SC−FDMAシンボル1及び5に適用されるDM RSシーケンスは、長さ12である基本RSシーケンスが使われることができる。
図7は、ノーマルCPでの一個のスロットに対するPUCCHフォーマット1a/1bを示す。3番目乃至5番目のSC−FDMAシンボルでアップリンク参照信号が送信される。図7において、w0、w1、w2及びw3は、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)変調以後に時間領域で変調され、またはIFFT変調以前に周波数領域で変調されることができる。
一個のスロットは、7個のOFDMシンボルを含み、3個のOFDMシンボルは、参照信号のためのRS(Reference Signal)OFDMシンボルになり、4個のOFDMシンボルは、ACK/NACK信号のためのデータOFDMシンボルになる。
PUCCHフォーマット1bでは、エンコーディングされた2ビットACK/NACK信号をQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調して変調シンボルd(0)が生成される。
循環シフトインデックスIcsは、無線フレーム内のスロット番号(ns)及び/またはスロット内のシンボルインデックス(l)によって変わることができる。
ノーマルCPで、一個のスロットにACK/NACK信号の送信のために4個のデータOFDMシンボルがあるため、各データOFDMシンボルで対応する循環シフトインデックスをIcs0、Ics1、Ics2、Ics3と仮定する。
変調シンボルd(0)は、循環シフトされたシーケンスr(n,Ics)に拡散される。スロットで(i+1)番目のOFDMシンボルに対応する一次元拡散されたシーケンスをm(i)とする時、{m(0),m(1),m(2),m(3)}={d(0)r(n,Ics0),d(0)r(n,Ics1),d(0)r(n,Ics2),d(0)r(n,Ics3)}で表すことができる。
端末容量を増加させるために、一次元拡散されたシーケンスは、直交シーケンスを利用して拡散されることができる。拡散係数(spreading factor)K=4である直交シーケンスwi(k)(iは、シーケンスインデックス、0≦k≦K−1)として、下記のようなシーケンスを使用する。
拡散係数K=3である直交シーケンスwi(k)(iは、シーケンスインデックス、0≦k≦K−1)として、下記のようなシーケンスを使用する。
スロット毎に異なる拡散係数を使用することができる。
したがって、任意の直交シーケンスインデックスiが与えられる時、2次元拡散されたシーケンス{s(0),s(1),s(2),s(3)}は、下記のように示すことができる。
{s(0),s(1),s(2),s(3)}={wi(0)m(0),wi(1)m(1),wi(2)m(2),wi(3)m(3)}
2次元拡散されたシーケンス{s(0),s(1),s(2),s(3)}は、IFFTが実行された後、対応するOFDMシンボルで送信される。それによって、ACK/NACK信号がPUCCH上に送信される。
PUCCHフォーマット1bの参照信号も基本シーケンスr(n)を循環シフトさせた後、直交シーケンスに拡散させて送信される。3個のRS OFDMシンボルに対応する循環シフトインデックスをIcs4、Ics5、Ics6とする時、3個の循環シフトされたシーケンスr(n,Ics4)、r(n,Ics5)、r(n,Ics6)を得ることができる。この3個の循環シフトされたシーケンスは、K=3である直交シーケンスwRS,i(k)に拡散される。
直交シーケンスインデックスi、循環シフトインデックスIcs及びリソースブロックインデックスmは、PUCCHを構成するために必要なパラメータであり、PUCCH(または、端末)を区分するときに使われるリソースである。可用循環シフトの個数が12であり、可用な直交シーケンスインデックスの個数が3の場合、総36個の端末に対するPUCCHが一つのリソースブロックに多重化されることができる。
3GPP LTEでは、端末がPUCCHを構成するための前記3個のパラメータを取得するために、リソースインデックスn(1) PUCCHが定義される。リソースインデックスn(1) PUCCH=nCCE+N(1) PUCCHで定義され、nCCEは、対応するDCI(即ち、ACK/NACK信号の対象となるダウンリンクデータの受信のためのダウンリンクリソース割当)の送信に使われる1番目のCCE(最も低いインデックスを有するCCE)のインデックスであり、N(1) PUCCHは、基地局が端末に上位階層メッセージを介して知らせるパラメータである。
以下、ACK/NACK信号の送信に使われる時間、周波数、コードリソースをACK/NACKリソースまたはPUCCHリソースという。前述したように、PUCCHリソースを決定するためのインデックス(これをPUCCHインデックスという)、即ち、ACK/NACK信号をPUCCH上に送信するために必要なインデックスは、{直交シーケンスインデックスi,循環シフトインデックスIcs,リソースブロックインデックスm}または前記3個のインデックスを求めるためのインデックス(n(1) PUCCH)のうち少なくともいずれか一つで表現されることができる。即ち、PUCCHリソースは、直交シーケンス、循環シフト、リソースブロック及びそれらの組合せのうち少なくともいずれか一つを含むことができ、PUCCHリソースを示すことができるインデックスをPUCCHインデックスという。
一方、LTE−Aでは、最大21ビット(これは、情報ビットであり、チャネルコーディング前のビット数であり、SRが含まれる場合、最大22ビット)のアップリンク制御情報(例えば、ACK/NACKとSR)を送信するためにPUCCHフォーマット3が導入された。PUCCHフォーマット3は、変調方式としてQPSKを使用し、サブフレームで送信可能なビット数は、48ビット(これは情報ビットをチャネルコーディングした後に送信されるビット数)である。
PUCCHフォーマット3は、ブロックスプレッディング(block spreading)ベースの送信を実行する。即ち、ブロックスプレッディングコードを利用してマルチビットACK/NACKを変調した変調シンボルシーケンスを時間領域で拡散した後に送信する。
図8は、PUCCHフォーマット3のチャネル構造を例示する。
図8を参照すると、変調シンボルシーケンス{d1,d2,...}は、ブロックスプレッディングコードが適用されて時間領域で拡散される。ブロックスプレッディングコードは、直交カバーコード(orthogonal cover code:OCC)である。ここで、変調シンボルシーケンスは、マルチビットであるACK/NACK情報ビットがチャネルコーディング(RMコード、TBCC、パンチャリングされたRMコードなどを利用した)されてACK/NACK coded ビットが生成され、前記ACK/NACK coded ビットが変調(例えば、QPSK)された変調シンボルのシーケンスである。変調シンボルのシーケンスは、FFT(fast Fourier transform)、IFFT(inverse fast Fourier transform)を経てスロットのデータシンボルにマッピングされた後に送信される。図8では、一個のスロットに3個のRSシンボルが存在する場合を例示したが、2個のRSシンボルが存在することもでき、このような場合、長さ5のブロックスプレッディングコードが使われることができる。
<セミパーシステントスケジューリング(semi−persistent scheduling:SPS)>
無線通信システムにおいて、端末は、PDCCHを介してDLグラント、ULグラントなどのようなスケジューリング情報を受信し、スケジューリング情報に基づき、端末は、PDSCHを受信、PUSCHを送信する動作を実行する。一般的に、DLグラントとPDSCHは、同じサブフレーム内で受信される。そして、FDDの場合、ULグラントを受信したサブフレームから4サブフレーム以後にPUSCHを送信する。LTEは、このような動的スケジューリング以外にセミパーシステントスケジューリング(semi−persistent scheduling:SPS)も提供する。
ダウンリンクまたはアップリンクSPSは、RRC(radio resource control)のような上位階層信号を介して、端末にセミパーシステント送信(PUSCH)/受信(PDSCH)をいずれのサブフレームで実行するかを知らせることができる。上位階層信号として与えられるパラメータは、例えば、サブフレームの周期とオフセット値である。
端末は、RRCシグナリングを介してSPS送信/受信を認知した後、PDCCHを介してSPS送信の活性化(activation)、解除(release)信号を受信すると、SPS送信/受信を実行または解除する。即ち、端末は、RRCシグナリングを介してSPSの割当を受けても、直ちにSPS送信/受信を実行するものではなく、活性化または解除信号をPDCCHを介して受信する場合、そのPDCCHで指定したリソースブロック割当による周波数リソース(リソースブロック)、MCS情報による変調、コーディング率を適用してRRCシグナリングを介して割当を受けたサブフレーム周期、オフセット値に該当するサブフレームでSPS送信/受信を実行する。もし、PDCCHを介してSPS解除信号を受信すると、SPS送信/受信を中断する。このように中断されたSPS送信/受信は、再びSPS活性化信号を含むPDCCH(SPS再活性化PDCCH)を受信すると、該当PDCCHで指定する周波数リソース、MCSなどを利用して再開する。
以下、SPS活性化のためのPDCCHをSPS活性化PDCCHといい、SPS解除のためのPDCCHをSPS解除PDCCHという。端末は、下記の条件を全部満たす場合、PDCCHがSPS活性化/解除PDCCHかどうかを認証(validation)することができる。1.PDCCHペイロードから得られるCRCパリティビットがSPS C−RNTIでスクランブルされており、2.新しいデータ指示フィールド(new data indicator field)の値が‘0’でなければならない。また、PDCCHに含まれている各フィールド値が以下の表の値のように設定されると、端末は、該当PDCCHのダウンリンク制御情報(downlink control information:DCI)をSPS活性化または解除と判断する。
前記表5は、SPS活性化(activation)を認証するためのSPS活性化PDCCHのフィールド値を示す。
前記表6は、SPS解除(release)を認証するためのSPS解除PDCCHのフィールド値を示す。
SPSによると、SPS活性化を指示するPDCCHと同じサブフレームで送信されるPDSCHは、対応するPDCCH(即ち、SPS活性化を指示するPDCCH)があるが、以後のPDSCH、即ち、SPSによって以後スケジューリングされたPDSCH(これをSPS PDSCHという)は、対応するPDCCHがない。したがって、前記SPS PDSCHに対するACK/NACKを送信する時、PDCCHの最も低いCCEインデックスにマッピングされたPUCCHリソースを使用することが不可能であるという問題がある。
したがって、基地局は、SPSに対してRRCメッセージのような上位階層信号を介して複数のリソースを予め設定した後、SPS活性化を指示するPDCCHに含まれているTPCフィールドをARI(ACK/NACK resource indicator)に転用して前記複数のリソースのうち特定リソースを指示する方式にSPS PDSCHに対するACK/NACK送信リソースを指示することができる。このような方式のACK/NACK送信リソースを明示的PUCCHリソースということができる。
<HARQ(hybrid automatic repeat request)>
基地局と端末との間のデータの送受信時、フレームが受信することができない、または損傷された場合、エラー制御方法では、ARQ(Automatic Repeat request)方式と、より発展した形態であるHARQ(hybrid ARQ)方式とがある。ARQ方式は、一つのフレーム送信後に確認メッセージ(ACK)がくることを待ち、受信側では正しく受ける場合のみ、確認メッセージ(ACK)を送り、前記フレームにエラーが発生された場合は、NACK(negative−ACK)メッセージを送り、エラーが発生された受信フレームは、受信端のバッファでその情報を削除する。送信側では、ACK信号を受けた時は、その以後フレームを送信するが、NACKメッセージを受けた時は、フレームを再送信するようになる。
ARQ方式と違って、HARQ方式は、受信されたフレームを復調することができない場合、受信端から送信端にNACKメッセージを送信するが、既に受信したフレームは、一定時間バッファに格納し、そのフレームが再送信された時、既受信したフレームと結合して受信成功率を高める。
最近、ARQ方式より効率的なHARQ方式が広く使われている。このようなHARQ方式にも多様な種類があり、再送信するタイミングによって、同期化HARQ(synchronous HARQ)と非同期化(asynchronous HARQ)とに分けられ、再送信時に使用するリソースの量に対してチャネル状態を反映するかどうかによってチャネル適応的(channel−adaptive)方式とチャネル非適応的(channel−non−adaptive)方式とに分けられる。
図9は、同期化HARQを例示する。
同期化HARQ方式は、初期送信が失敗した場合、以後の再送信がシステムにより決められたタイミングに行われる方式である。即ち、再送信が行われるタイミングが、初期送信後、8番目の時間単位(サブフレーム)毎に行われると仮定すると、これは基地局と端末との間に既に約束されているため、追加にこのタイミングに対して知らせる必要はない。ただし、データ送信側では、NACKメッセージを受けた場合、ACKメッセージを受けるまで8番目の時間単位毎にデータを再送信するようになる。
それに対し、非同期化HARQ方式は、再送信タイミングが新しくスケジューリングされ、または追加的なシグナリングを介して行われることができる。以前に送信失敗したデータに対する再送信が行われるタイミングは、チャネル状態などの様々な要因により可変される。
チャネル適応的HARQ方式は、再送信時、データの変調、リソースブロックの数、コーディング方式などが初期送信時に決められた通りに行われる方式であり、これと違って、チャネル非適応的HARQ方式は、チャネルの状態によってこれらが可変される方式である。
例えば、送信側で、初期送信時、6個のリソースブロックを利用してデータを送信し、以後再送信時も同じく6個のリソースブロックを利用して再送信することがチャネル非適応的HARQ方式である。
それに対し、初期には6個のリソースブロックを利用してデータ送信が行われたとしても、以後にチャネル状態によっては6個より大きい、または小さい数のリソースブロックを利用してデータを再送信する方式がチャネル適応的HARQ方式である。
このような分類により、各々は、4種類のHARQの組合せになることができるが、主に使われるHARQ方式は、非同期化及びチャネル適応的HARQ方式と、同期化及びチャネル非適応的HARQ方式とがある。非同期化及びチャネル適応的HARQ方式は、再送信タイミングと使用するリソースの量をチャネルの状態によって、適応的に異なるようにすることで再送信効率を極大化させることができるが、オーバーヘッドが大きくなるという短所があってアップリンクのためには一般的に考慮されない。一方、同期化及びチャネル非適応的HARQ方式は、再送信のためのタイミングとリソース割当がシステム内で約束されているため、そのためのオーバーヘッドがほぼないことが長所であるが、変化が激しいチャネル状態で使われる場合、再送信効率が非常に低くなるという短所がある。
現在3GPP LTEにおいて、ダウンリンクの場合は非同期化HARQ方式が使われており、アップリンクの場合は同期化HARQ方式が使われている。
一方、ダウンリンクを例として挙げると、スケジューリングされてデータが送信された後、端末からのACK/NACK信号が受信され、再び次のデータが送信される時までは図9に示すように、時間遅延が発生する。これはチャネルの伝達遅延と、データデコーディング及びデータエンコーディングにかかる時間により発生する遅延である。このような遅延区間中のデータ送信のブランクが発生することを防止するために、独立的なHARQプロセスを使用してデータを送信する方法が使われている。
例えば、一つのHARQプロセスでデータ送信と次のデータ送信までの最短周期が8サブフレームの場合、8個の独立的なHARQプロセスをおくことで、シームレスデータを送信することができるようになる。LTE FDDでは、MIMOで動作しない場合、最大8個のHARQプロセスを割り当てることができるようになっている。
<キャリアアグリゲーション(carrier aggregation)>
以下、キャリアアグリゲーションシステムに対して説明する。
図10は、既存の単一キャリアシステムとキャリアアグリゲーションシステムの比較例である。
図10を参照すると、単一キャリアシステムでは、アップリンクとダウンリンクに一つのキャリアのみを端末にサポートする。キャリアの帯域幅は多様であるが、端末に割り当てられるキャリアは一つである。それに対し、キャリアアグリゲーション(carrier aggregation、CA)システムでは、端末に複数のコンポーネントキャリア(DL CC A乃至C、UL CC A乃至C)が割り当てられることができる。コンポーネントキャリア(component carrier:CC)は、キャリアアグリゲーションシステムで使われるキャリアを意味し、キャリアと略称することができる。例えば、端末に60MHzの帯域幅を割り当てるために、3個の20MHzのコンポーネントキャリアが割り当てられることができる。
キャリアアグリゲーションシステムは、アグリゲーションされるキャリアが連続する連続(contiguous)キャリアアグリゲーションシステムと、アグリゲーションされるキャリアが互いに離れている不連続(non−contiguous)キャリアアグリゲーションシステムとに区分されることができる。以下、単純にキャリアアグリゲーションシステムとする時、これはコンポーネントキャリアが連続の場合と不連続の場合の両方ともを含むと理解しなければならない。
無線通信システムのシステム周波数帯域は、複数のキャリア周波数(Carrier−frequency)に区分される。ここで、キャリア周波数は、セルの中心周波数(Center frequency of a cell)を意味する。以下、セル(cell)は、ダウンリンク周波数リソースとアップリンク周波数リソースを意味する。または、セルは、ダウンリンク周波数リソースと選択的な(optional)アップリンク周波数リソースとの組合せ(combination)を意味する。また、一般的にキャリアアグリゲーション(CA)を考慮しない場合、1個のセル(cell)は、アップリンク及びダウンリンク周波数リソースが常に対で存在する。
特定セルを介してパケット(packet)データの送受信が行われるためには、端末は、まず、特定セルに対して設定(configuration)を完了しなければならない。ここで、設定(configuration)とは、該当セルに対するデータ送受信に必要なシステム情報受信を完了した状態を意味する。例えば、設定(configuration)は、データ送受信に必要な共通物理階層パラメータ、またはMAC(media access control)階層パラメータ、またはRRC階層で特定動作に必要なパラメータを受信する全般の過程を含むことができる。設定完了したセルは、パケットデータが送信されることができるという情報のみを受信すると、直ちにパケットの送受信が可能な状態である。
設定完了状態のセルは、活性化(Activation)または非活性化(Deactivation)状態に存在する。ここで、活性化は、データの送信または受信が行なわれ、または準備状態(ready state)であることを意味する。端末は、自分に割り当てられたリソース(周波数、時間など)を確認するために、活性化されたセルの制御チャネル(PDCCH)及びデータチャネル(PDSCH)をモニタリングまたは受信することができる。
非活性化は、トラフィックデータの送信または受信が不可能であり、測定や最小情報の送信/受信が可能であることを意味する。端末は、非活性化セルからパケット受信のために必要なシステム情報(SI)を受信することができる。それに対し、端末は、自分に割り当てられたリソース(周波数、時間など)を確認するために、非活性化されたセルの制御チャネル(PDCCH)及びデータチャネル(PDSCH)をモニタリングまたは受信しない。
セルは、プライマリセル(primary cell)、セカンダリセル(secondary cell)、サービングセル(serving cell)に区分されることができる。
プライマリセルは、プライマリ周波数で動作するセルを意味し、端末が基地局との最初接続確立過程(initial connection establishment procedure)または接続再確立過程を実行するセル、またはハンドオーバ過程でプライマリセルに指示されたセルを意味する。
セカンダリセルは、セカンダリ周波数で動作するセルを意味し、RRC接続が確立される場合に設定され、追加的な無線リソースの提供に使われる。
サービングセルは、キャリアアグリゲーションが設定されない、またはキャリアアグリゲーションを提供することができない端末である場合、プライマリセルで構成される。キャリアアグリゲーションが設定された場合、サービングセルという用語は、端末に設定されたセルを示し、複数で構成されることができる。一つのサービングセルは、一つのダウンリンクコンポーネントキャリアまたは{ダウンリンクコンポーネントキャリア,アップリンクコンポーネントキャリア}の対で構成されることができる。複数のサービングセルは、プライマリセル及び全てのセカンダリセルのうち一つまたは複数に構成された集合で構成されることができる。
PCC(primary component carrier)は、プライマリセルに対応するコンポーネントキャリア(component carrier:CC)を意味する。PCCは、端末が複数のCCのうち初期に基地局と接続(ConnectionまたはRRC Connection)するCCである。PCCは、複数のCCに対するシグナリングのための接続(ConnectionまたはRRC Connection)を担当し、端末と関連した接続情報である端末文脈情報(UE Context)を管理する特別なCCである。また、PCCは、端末と接続するようになってRRC接続状態(RRC Connected Mode)の場合、常に活性化状態に存在する。プライマリセルに対応するダウンリンクコンポーネントキャリアをダウンリンクプライマリコンポーネントキャリア(DownLink Primary Component Carrier、DL PCC)といい、プライマリセルに対応するアップリンクコンポーネントキャリアをアップリンクプライマリコンポーネントキャリア(UL PCC)という。
SCC(secondary component carrier)は、セカンダリセルに対応するCCを意味する。即ち、SCCは、PCC以外に端末に割り当てられたCCであって、端末がPCC以外に追加的なリソース割当などのために拡張されたキャリア(Extended Carrier)であり、活性化または非活性化状態に分けられる。セカンダリセルに対応するダウンリンクコンポーネントキャリアをダウンリンクセカンダリコンポーネントキャリア(DL Secondary CC、DL SCC)といい、セカンダリセルに対応するアップリンクコンポーネントキャリアをアップリンクセカンダリコンポーネントキャリア(UL SCC)という。
プライマリセルとセカンダリセルは、下記のような特徴を有する。
第一に、プライマリセルは、PUCCHの送信のために使われる。第二に、プライマリセルは、常に活性化されており、セカンダリセルは、特定条件によって活性化/非活性化されるキャリアである。第三に、プライマリセルが無線リンク失敗(Radio Link Failure;以下、RLF)を経験する時、RRC再接続がトリガリング(triggering)される。第四に、プライマリセルは、セキュリティキー(security key)変更やRACH(Random Access CHannel)手順と伴うハンドオーバ手順によって変更されることができる。第五に、NAS(non−access stratum)情報は、プライマリセルを介して受信する。第六に、FDDシステムの場合、プライマリセルは、常時DL PCCとUL PCCが対(pair)で構成される。第七に、各端末毎に異なるコンポーネントキャリア(CC)がプライマリセルに設定されることができる。第八に、プライマリセルは、ハンドオーバ、セル選択/セル再選択過程を介してのみ替えられることができる。新規セカンダリセルの追加において、専用(dedicated)セカンダリセルのシステム情報の送信にRRCシグナリングが使われることができる。
サービングセルを構成するコンポーネントキャリアは、ダウンリンクコンポーネントキャリアが一つのサービングセルを構成することもでき、ダウンリンクコンポーネントキャリアとアップリンクコンポーネントキャリアが連結設定されて一つのサービングセルを構成することができる。しかし、一つのアップリンクコンポーネントキャリアのみではサービングセルが構成されない。
コンポーネントキャリアの活性化/非活性化は、サービングセルの活性化/非活性化の概念と同じである。例えば、サービングセル1がDL CC1で構成されていると仮定する時、サービングセル1の活性化は、DL CC1の活性化を意味する。もし、サービングセル2がDL CC2とUL CC2が連結設定されて構成されていると仮定する時、サービングセル2の活性化は、DL CC2とUL CC2の活性化を意味する。このような意味で、各コンポーネントキャリアは、サービングセル(cell)に対応されることができる。
ダウンリンクとアップリンクとの間にアグリゲーションされるコンポーネントキャリアの数は異なるように設定されることができる。ダウンリンクCC数とアップリンクCC数が同じ場合を対称的(symmetric)アグリゲーションといい、その数が異なる場合を非対称的(asymmetric)アグリゲーションという。また、CCの大きさ(即ち、帯域幅)は互いに異なることもある。例えば、70MHz帯域の構成のために、5個のCCが使われるとする時、5MHz CC(carrier #0)+20MHz CC(carrier #1)+20MHz CC(carrier #2)+20MHz CC(carrier #3)+5MHz CC(carrier #4)のように構成されることもできる。
前述したように、キャリアアグリゲーションシステムでは、単一キャリアシステムと違って、複数のコンポーネントキャリア(component carrier、CC)、即ち、複数のサービングセルをサポートすることができる。
このようなキャリアアグリゲーションシステムは、交差キャリアスケジューリング(cross−carrier scheduling)をサポートすることができる。交差キャリアスケジューリングは、特定コンポーネントキャリアを介して送信されるPDCCHを介して、他のコンポーネントキャリアを介して送信されるPDSCHのリソース割当及び/または前記特定コンポーネントキャリアと基本的にリンクされているコンポーネントキャリア以外の他のコンポーネントキャリアを介して送信されるPUSCHのリソース割当をすることができるスケジューリング方法である。即ち、PDCCHとPDSCHが互いに異なるDL CCを介して送信されることができ、ULグラントを含むPDCCHが送信されたDL CCとリンクされたUL CCでない他のUL CCを介してPUSCHが送信されることができる。このように交差キャリアスケジューリングをサポートするシステムでは、PDCCHが制御情報を提供するPDSCH/PUSCHがいずれのDL CC/UL CCを介して送信されるかを知らせるキャリア指示子が必要である。以下、このようなキャリア指示子を含むフィールドをキャリア指示フィールド(carrier indication field、CIF)という。
交差キャリアスケジューリングをサポートするキャリアアグリゲーションシステムは、従来のDCI(downlink control information)フォーマットにキャリア指示フィールド(CIF)を含むことができる。交差キャリアスケジューリングをサポートするシステム、例えば、LTE−Aシステムでは、既存のDCIフォーマット(即ち、LTEで使用するDCIフォーマット)にCIFが追加されるため、3ビットが拡張されることができ、PDCCH構造は、既存のコーディング方法、リソース割当方法(即ち、CCEベースのリソースマッピング)等を再使用することができる。
基地局は、PDCCHモニタリングDL CC(モニタリングCC)集合を設定することができる。PDCCHモニタリングDL CC集合は、アグリゲーションされた全体DL CCのうち一部DL CCで構成され、交差キャリアスケジューリングが設定されると、端末は、PDCCHモニタリングDL CC集合に含まれているDL CCに対してのみPDCCHモニタリング/デコーディングを実行する。即ち、基地局は、PDCCHモニタリングDL CC集合に含まれているDL CCを介してのみ、スケジューリングしようとするPDSCH/PUSCHに対するPDCCHを送信する。PDCCHモニタリングDL CC集合は、端末特定的、端末グループ特定的、またはセル特定的に設定されることができる。
<HARQプロセスにおけるACK/NACK送信方法>
以下、3GPP LTEでのHARQのためのACK/NACK送信に対して記述する。
FDDで、最大2個のサービングセルのアグリゲーションをサポートする端末は、2個のサービングセルが設定されると、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1b(PUCCH format 1b with channel selection)を利用してACK/NACKを送信する。
2より多いサービングセルのアグリゲーションをサポートする端末は、2以上のサービングセルが設定されると、上位階層信号の設定によってチャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bまたはPUCCHフォーマット3を利用してACK/NACKを送信する。チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bに対しては後述する。
TDDでは、FDD(Frequency Division Duplex)と違って、一つの無線フレームにDLサブフレームとULサブフレームが共存する。一般的に、ULサブフレームの個数がDLサブフレームの個数より少ない。したがって、ACK/NACK信号を送信するためのULサブフレームが足りない場合を対比し、複数のDLサブフレームで受信した送信ブロック(または、複数のPDSCH)に対する複数のACK/NACK信号を一つのULサブフレームで送信することをサポートしている。ACK/NACKを送信するULサブフレームと、前記ACK/NACKの対象となる送信ブロック(または、PDSCH)を送信することができる一つ以上のDLサブフレームとに対し、前記一つ以上のDLサブフレームが前記ACK/NACKを送信するサブフレームに対応(または、関連/連結)されると表現できる。
TDDで、2以上のサービングセルのアグリゲーションをサポートしない端末は、上位階層設定によってバンドリング(bundling)とチャネル選択(channel selection)の2個のACK/NACKモードがサポートされる。
第一に、バンドリングは、端末が受信したPDSCH(即ち、ダウンリンク送信ブロック)のデコーディングに全部成功すると、ACKを送信し、以外の場合は、NACKを送信する。これをAND動作という。ただし、バンドリングは、AND動作に制限されるものではなく、複数の送信ブロック(または、コードワード)に対応するACK/NACKビットを圧縮する多様な動作を含むことができる。例えば、バンドリングは、ACK(または、NACK)の個数をカウンティングした値や連続的なACKの個数を示すようにすることができる。バンドリングは、ACK/NACKバンドリングと表現することもできる。
第二に、チャネル選択は、ACK/NACK多重化(multiplexing)ともいう。チャネル選択で、端末は、複数のPUCCHリソースの中から1個のPUCCHリソースを選択してACK/NACKを送信する。
以下の表は、3GPP LTE TDDでUL−DL設定によるULサブフレームnと連結された(associated)DLサブフレームn−kの例である。ここで、k∈K、Mは、集合Kの要素の個数を示す。
ULサブフレームnにM個のDLサブフレームが連結されていると仮定し、M=3の場合を考慮する。3個のDLサブフレームから3個のPDCCHを受信することができ、端末は、3個のPUCCHリソース(n(1) PUCCH,0、n(1) PUCCH,1、n(1) PUCCH,2)を取得することができる。TDDで、チャネル選択の例は、以下の表の通りである。
前記表において、HARQ−ACK(i)は、M個のダウンリンクサブフレームのうちi番目のダウンリンクサブフレームに対するACK/NACKを示す。DTX(DTX(Discontinuous Transmission)は、該当するDLサブフレームでPDSCH上にDL送信ブロックを受信することができない、または対応するPDCCHを検出することができないことを意味する。前記表8によると、3個のPUCCHリソース(n(1) PUCCH,0、n(1) PUCCH,1、n(1) PUCCH,2)があり、b(0)及びb(1)は、選択されたPUCCHを利用して送信される2個のビットである。
例えば、端末が3個のDLサブフレームで3個のDL送信ブロックを全部成功的に受信すると、端末は、n(1) PUCCH,2を利用してビット(1,1)をQPSK変調し、PUCCH上に送信する。端末が1番目の(i=0)DLサブフレームでDL送信ブロックのデコーディングに失敗し、残りでデコーディングに成功すると、端末はn(1) PUCCH,2を利用してビット(1,0)をPUCCH上に送信する。
チャネル選択で、少なくとも一つのACKがある場合、NACKとDTXは、一対になる(couple)。その理由は、予約された(reserved)PUCCHリソースとQPSKシンボルとの組合せでは全てのACK/NACK/DTX状態を示すことができないためである。しかし、ACKがない場合、DTXは、NACKと分離される(decouple)。
既存PUCCHフォーマット1bは、2ビットのACK/NACKのみを送信することができる。しかし、チャネル選択を利用したPUCCHフォーマット1bは、割り当てられたPUCCHリソースと変調シンボル(2ビット)との組合せを複数個のACK/NACKの状態とリンクすることで、より多いACK/NACK状態を示す。
一方、ULサブフレームnにM個のDLサブフレームが連結されているとする時、DLサブフレーム(または、PDCCH)の損失(missing)による基地局と端末との間のACK/NACKの不一致(mismatch)が発生できる。
M=3であり、基地局が3個のDLサブフレームを介して3個のDL送信ブロックを送信すると仮定する。端末は、2番目のDLサブフレームでPDCCHを検出することができなくて2番目の送信ブロックを全く受信することができず、残りの1番目と3番目の送信ブロックのみを受信することができる。このとき、ACK/NACKバンドリングが使われると、端末は、ACKを送信するようになるエラーが発生する。
このようなエラーを解決するために、ダウンリンク割当インデックス(Downlink Assignment Index:DAI)がPDCCH上のDLグラントに含まれる。DAIは、割り当てられたPDSCH送信を有するPDCCHの蓄積された(accumulative)数を指示する。2ビットのDAIの値は、1から順次に増加し、DAI=4からは再びモジュロ−4演算が適用されることができる。例えば、M=5であり、5個のDLサブフレームの全てがスケジューリングされると、DAI=1、2、3、4、1の順に対応するPDCCHに含まれることができる。
TDDで、UL−DL設定5であり、端末が2以上のサービングセルアグリゲーションをサポートしない場合、バンドリングのみがサポートされる。
TDDで、2以上のサービングセルアグリゲーションをサポートする端末の場合、2以上のサービングセルが設定されると、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1b(PUCCH format 1b with channel selection)またはPUCCHフォーマット3のうち一つを上位階層設定によって利用してACK/NACKを送信する。
TDDで、2以上のサービングセルアグリゲーションをサポートする端末がバンドリングを使用するように上位階層信号により設定され、一つのサービングセルが設定された場合もチャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1b(PUCCH format 1b with channel selection)またはPUCCHフォーマット3のうち一つを上位階層設定によって利用してACK/NACKを送信することができる。
チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを介して、2以上のサービングセルに対するACK/NACKを送信する場合、チャネル選択に利用されるPUCCHリソースの個数(これをAと表示する)によって、以下の表のように、HARQ−ACK(i)と{PUCCHリソース及び送信ビット}との間のマッピング表が定義されることができる。
表9は、A=2、表10はA=3、表11はA=4の場合に対するものである。
FDDでも前記表9乃至表11と類似する表が定義され、それによって、ACK/NACKを送信することができる。
次世代無線通信システムでは、MTC(machine type communication)、MU−MIMO(multi−user multi−input multi−output)、互いに異なるUL−DL設定を使用するTDDセル間のキャリアアグリゲーションなどが使われることができる。また、同時にスケジューリングされる端末の個数が増加されることができる。
したがって、既存データチャネルをスケジューリングする制御チャネルが足りないことがある。3GPP LTEでは、制御チャネルであるPDCCHのリソース不足現象を解決するために、複数のサブフレームまたは複数のセルを介して送信される複数のPDSCHを一つのPDCCHを介してスケジューリングするバンドリングされたスケジューリング(bundled scheduling)を考慮し、またはPDCCH活用を柔軟にするために、交差サブフレームスケジューリング(cross−サブフレーム scheduling)を考慮している。交差サブフレームスケジューリングは、PDSCHが送信されるサブフレームでない他のサブフレームで、PDSCHをスケジューリングするPDCCHが送信することができるようにする。また、既存PDCCH以外にE−PDCCH(enhanced−PDCCH)の導入も考慮している。
<E−PDCCH>
図11は、E−PDCCH割当の一例を示す。
LTE−Aでは、データ領域内に新しい制御チャネルであるE−PDCCHを割り当てて使用することを考慮している。E−PDCCHは、PDSCHが送信されるデータ領域に構成される制御チャネルであり、端末特定的な参照信号を利用して復調を実行する制御チャネルである。即ち、E−PDCCHは、割り当てられる領域、復調に利用される参照信号で既存の制御チャネルであるPDCCHと明確に区分される。
一方、E−PDCCHもPDCCHと同様に、E−CCE(enhanced−CCE)を構成し、これに基づいた黙示的PUCCHリソースマッピングを適用することができる。E−CCEは、E−PDCCHを構成する構成単位である。E−CCEに含まれるリソース量は、PDCCHを構成するCCEに含まれるリソース量と同じまたは異なる。また、ARIがE−PDCCHに含まれる場合、ARIを利用した指示値を明示的PUCCHリソース選択に使用することができる。
以下、本発明に対して説明する。
前述したように、LTEシステムでは、FDD方式とTDD方式のフレーム構造タイプが存在する。
FDD方式の場合、同じ時点にULサブフレームとDLサブフレームが常に1:1に存在し、それに対し、TDD方式の場合、DLサブフレームとULサブフレームの比がUL−DL設定別に異なる。したがって、TDD方式の場合、DL/ULのトラフィック比率によって周波数リソースを効率的に活用することができるという長所がある。
しかし、UL−DL設定の変更(再設定)には相当な時間遅延が発生できる。例えば、UL−DL設定を変更するためには、既存進行中のHARQプロセスの終了を待ち、またはこれを中断しなければならない。したがって、トラフィックが実時間で急変する場合、UL−DL設定を適応的に変更させる動作には限界がある。
したがって、サブフレームのUL/DL適用可否を動的に設定することができる柔軟なUL/DLサブフレーム(flexible UL/DLサブフレーム)適用方法、互いに異なるUL−DL設定が適用されるセルのアグリゲーション、FDDセル(または、DLサブフレームのみで構成されたセル、ULサブフレームのみで構成されたセル)とTDDセルをアグリゲーションする方法などのように、より効率的なリソースを活用するための方法が考慮されている。
セルのUL−DL設定を多様に構成する時、DLにスケジューリングされるデータチャネル(例えば、PDSCH)または制御チャネル(より具体的には、ACK/NACK応答が必要な制御チャネル、例えば、DL SPS解除PDCCH)に対する正常受信可否を知らせる複数のACK/NACK応答構成方法として、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを使用することができる。この場合、従来は各セルが同じUL−DL設定を使用することを前提としてアップリンク送信電力を決定したが、将来は各セルが互いに異なるUL−DL設定を使用することができる。したがって、新しいアップリンク(UL)送信電力制御方法が必要である。
既存LTEシステムでは、FDDの場合、DLサブフレームとULサブフレームがサブフレーム毎に連続的に存在し、その数が1:1にマッチングされるため、UL ACK/NACK応答を要求するDLデータチャネルまたはDL制御チャネルに対するACK/NACK応答タイミングが一定に維持される。例えば、サブフレームnで送信されるACK/NACKは、サブフレームn−4のDLデータチャネルまたはDL制御チャネルに対するACK/NACKになる。
それに対し、TDDの場合、各サブフレームがUL−DL設定によって(ここで、スペシャルサブフレームは、便宜上、DLサブフレームと見なす)DLサブフレームまたはULサブフレームになり、DLサブフレームとULサブフレームの比が1:1にマッチングされない場合がある。したがって、一つのULサブフレームに対応されるDLサブフレームの個数は、複数であるM個になることができる。
一方、将来の無線通信システムでは、サブフレームのUL/DL適用可否を動的に設定することができる柔軟なUL/DLサブフレーム適用方法、互いに異なるUL−DL設定が設定されたセルのアグリゲーション、FDDセルとTDDセルのアグリゲーションなど、より効率的なセルリソースを活用するための方法などが使われることができる。この場合、スケジューリングを実行するスケジューリングセルとスケジューリングを受けるセル、ACK/NACKを送信するセルの位置設定などによってFDD/TDD DL HARQ−ACKタイミング(以下、ACK/NACKタイミングという)が変わることができる。
このようなACK/NACKタイミングの関係を単純化させるために、以下の表に定義されたACK/NACKタイミングを利用することができる。
前記表において、LTE−A Rel−11では、FDDセル間、TDDセル間のアグリゲーションのみを許容するため、最後の行のACK/NACKタイミングは除外されることができ、次期のFDDとTDDセルのアグリゲーションが許容される場合、前記表の最後の行も適用可能である。
図12は、互いに異なるUL−DL設定を使用するセルのアグリゲーションでACK/NACKタイミングを示す例である。
図12を参照すると、プライマリセルはUL−DL設定4が使われ、セカンダリセルはUL−DL設定3が使われることができる。
各セルは、フレーム内のサブフレーム構造を決定するための第1のUL−DL設定とACK/NACKタイミングを決定するための第2のUL−DL設定を使用することができる。第1のUL−DL設定は、該当セルのSIB1(system information block 1)を介して設定されるセル特定的UL−DL設定である。第2のUL−DL設定は、ACK/NACKと対応されるDLサブフレームを決定するための基準UL−DL設定である。図12において、2個のサブフレームを連結する矢印は、DLサブフレームと、前記DLサブフレームに対するACK/NACKを送信するULサブフレームとを連結しており、矢印に記載された数字は、前記DLサブフレームを基準にして前記ULサブフレームが何サブフレーム後のサブフレームかを示す(図13乃至図15でも同様である)。
図13及び図14は、プライマリセルとセカンダリセルでセル特定的UL−DL設定及び基準UL−DL設定の例を示す。
例えば、セカンダリセルのセル特定的UL−DL設定(第1のUL−DL設定)はUL−DL設定3であり、ACK/NACKタイミング決定のために使われる基準UL−DL設定(第2のUL−DL設定)はUL−DL設定4である。
このような場合、第2のUL−DL設定によると、ACK/NACKタイミングが規定されるが、第1のUL−DL設定によると、不要なACK/NACKタイミングが発生できる。
図13乃至図14において、セカンダリセルのサブフレーム4(122)は、第1のUL−DL設定によると、ULサブフレームであるが、第2のUL−DL設定によると、DLサブフレームである。即ち、前記サブフレーム4(122)は、第2のUL−DL設定によると、DLサブフレームと仮定され、対応されるACK/NACKタイミングが与えられる。しかし、第1のUL−DL設定によると、サブフレーム4(122)は、ULサブフレームであるため、前記サブフレーム4(122)でDLデータや制御チャネルが基地局によって送信されない。したがって、前記サブフレーム4(122)に対するA/N送信リソース確保は不要である。
端末がチャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを適用する時、ACK/NACKの対象となるDLサブフレームは、下記のような方法のうち一つに決定されることができる。
1.セルcに対して、セル特定的UL−DL設定を基準にして、表12によってULサブフレームに規定されたKcに対応されるDLサブフレームは、前記ULサブフレームで送信されるACK/NACKの対象となるDLサブフレームに決定できる。Kcの要素の個数をMcとする時、前記ULサブフレームに対応されるDLサブフレームの個数はMc個になる。即ち、第1のUL−DL設定によってULサブフレームに対応されるDLサブフレーム、ACK/NACKタイミングが決定される。
2.セルcに対して、ACK/NACKタイミング決定のために使われるUL−DL設定を基準に、表12によってULサブフレームに規定されたKREF,cに対応されるDLサブフレームは、前記ULサブフレームで送信されるACK/NACKの対象となるDLサブフレームに決定できる。KREF,cの要素の個数をMREF,cとする時、前記ULサブフレームに対応されるDLサブフレームの個数はMREF,c個になる。即ち、第2のUL−DL設定によってULサブフレームに対応されるDLサブフレーム、ACK/NACKタイミングが決定される。
3.セルcに対して、まず、ACK/NACKタイミング決定のために使われるUL−DL設定を基準に、表12によってULサブフレームに規定されたKREF,cに対応されるDLサブフレームを決定した後、有効なDLサブフレームのみを前記ULサブフレームで送信されるACK/NACKの対象となるDLサブフレームに決定することができる。
有効なDLサブフレームとは、無効なDLサブフレームでないDLサブフレームである。無効なDLサブフレームは、前述したように、第2のUL−DL設定によると、ACK/NACKタイミングが規定されるが、第1のUL−DL設定によると、不要なACK/NACKタイミングが発生するDLサブフレームである。
KREF,cに含まれている無効なDLサブフレームの集合をKinvalid REF,cとし、有効なDLサブフレームの集合をKvalid REF,cとする。KREF,cの要素の個数をMREF,cとし、Kvalid REF,cの要素の個数をMvalid REF,cとし、Kinvalid REF,cの要素の個数をMinvalid REF,cとすると、Mvalid REF,c=MREF,c−Minvalid REF,cになる。
MREF,cは、サービングセルc、第2のUL−DL設定に対するACK/NACK送信サブフレームであるULサブフレームnに対応されるDLサブフレームn−kiでKの要素の個数である。Mvalid REF,cは、サービングセルc、第2のUL−DL設定に対するACK/NACK送信サブフレームであるULサブフレームnに対応されるDLサブフレームn−kiで有効なDLサブフレームの個数である。Minvalid REF,cは、サービングセルc、第2のUL−DL設定に対するACK/NACK送信サブフレームであるULサブフレームnに対応されるDLサブフレームn−kiで有効でないDLサブフレームの個数である。
前記1.の方式は、セル特定的UL−DL設定(第1のUL−DL設定)によるACK/NACK送信対象DLサブフレームを決定することであり、セカンダリセルの一部サブフレームに対してはACK/NACKを送信されない場合が発生できる。前記2.の方式は、第2のUL−DL設定によってACK/NACK送信対象DLサブフレームを決定することであり、実際スケジュールが不可能で不要なリンクに対するACK/NACKが含まれるという短所がある。しかし、UL−DL設定の組合せ別に変わるサブフレームの有効可否に関係なしにACK/NACKを送信することができるという長所がある。前記3.の方式は、第2のUL−DL設定に従い、有効DLサブフレームのみでACK/NACK送信対象DLサブフレームを決定することであり、これは不要なACK/NACKを除外するため、効果的にACK/NACKを送信することができる。
DLサブフレームの有効/無効は、キャリアアグリゲーション状況でDLデータ(及び/または、DL制御情報)の送信可能可否により決定されることができる。第2のUL−DL設定が設定された時のDLサブフレームの有効/無効可否は、下記のように決定されることができる。説明の便宜のために、スペシャルサブフレームに対する考慮は別にする。
セル特定的UL−DL設定(第1のUL−DL設定)による送信方向(即ち、ULまたはDL)と、基準UL−DL設定(第2のUL−DL設定)による送信方向が一致しないサブフレームの場合、端末は、該当サブフレームを使用しないサブフレーム(これをXサブフレームという)に指定することができる。即ち、Xサブフレームは使われないサブフレームである。例えば、ハーフデュプレックス(Half−duplex)をサポートする端末にキャリアアグリゲーションが適用された時、アグリゲーションされた複数のセルの各々のSIBを介して送信されるセル特定的UL−DL設定が異なることもある。例えば、セルA及びBがキャリアアグリゲーションされた場合、セルAのUL−DL設定によると、‘D’として使用し、セルBのUL−DL設定によると、‘U’として使われるサブフレームが発生できる。即ち、複数のセルで送信方向が異なるように設定されたサブフレームが発生できる。このようなサブフレームは、該当端末が使用することができないサブフレームになる。
互いに異なるUL−DL設定が設定されたセルがアグリゲーションされ、フルデュプレックスで動作する端末の場合に対して説明する。
セルcの基準UL−DL設定がセル特定的UL−DL設定と同じ場合、特別なDLサブフレームスケジューリングに制約がない場合、Minvalid REF,c=0である。非交差キャリアスケジューリングの場合が例になることができ、プライマリセルが例になることができる。
セルcが交差キャリアスケジューリングされ、スケジューリングするスケジューリングセルのn−kiサブフレームがDLサブフレームでない場合、このサブフレームは無効DLサブフレームになる。ただ、交差サブフレームスケジューリングやバンドリングされたサブフレームスケジューリングがサポートされないと仮定する。
セルcの基準UL−DL設定がセル特定的UL−DL設定と異なる場合、基準UL−DL設定によって定義されたn−kiサブフレームが、セル特定的UL−DL設定によるとき、DLサブフレームでない場合、このサブフレームは無効DLサブフレームになる。
例えば、セカンダリセルにおいて、セル特定的UL−DL設定でDLサブフレームがプライマリセルのセル特定的UL−DL設定によるとき、DLサブフレームであるサブフレームの部分集合の場合、セカンダリセルの基準UL−DL設定は、プライマリセルのUL−DL設定になることができる。この場合、プライマリセルの有効DLサブフレームと積集合でないセカンダリセルのDLサブフレームは、無効DLサブフレームになる。
例えば、セカンダリセルのセル特定的UL−DL設定とプライマリセルのセル特定的UL−DL設定のULサブフレーム積集合(即ち、プライマリセル、セカンダリセルの両方ともULサブフレームであるサブフレームの集合)に全てのULサブフレームが含まれる表12のUL−DL設定が、セカンダリセルの基準UL−DL設定になることができる。好ましくは、この中から、ULサブフレームの個数が(DLサブフレーム対比)最も多いことを選択することができる。基準UL−DL設定とDLサブフレーム積集合(セル特定的、基準UL−DL設定の両方ともでULサブフレームに設定されるサブフレーム)に該当しないサブフレームは、セカンダリセルの無効サブフレームになる。
互いに異なるUL−DL設定が設定されたセル間のキャリアアグリゲーションでハーフデュプレックスで動作する端末の場合に対して説明する。
セルcの基準UL−DL設定がセル特定的UL−DL設定と同じであるとしても、アグリゲーションされたセルの送信方向によってXサブフレームが発生でき、このようなXサブフレームは無効サブフレームになる。
プライマリセルは、セル特定的UL−DL設定と基準UL−DL設定が同じであり、プライマリセルの送信方向をアグリゲーションされたセカンダリセルに適用する場合、プライマリセルにはXサブフレームが発生しない。したがって、プライマリセルの送信方向をアグリゲーションされた他のセルに適用する場合、プライマリセルにはXサブフレームが発生ぜす、Minvalid REF,c=0になる。
セカンダリセルの場合、セルcのセル特定的UL−DL設定によるDLサブフレームが基準UL−DL設定と一致しなくて無効サブフレームになる場合と、セル特定的UL−DL設定とアグリゲーションされたセルの送信方向が異なって発生するXサブフレームが無効サブフレームになる場合がある。
セルcの基準UL−DL設定がセル特定的UL−DL設定と異なる場合、基準UL−DL設定に定義されたサブフレームn−kiがセル特定的UL−DL設定によるとき、DLサブフレームでない場合、このようなサブフレームは、無効DLサブフレームになることができる。そして、セル特定的UL−DL設定とアグリゲーションされたセルの送信方向が異なって発生するXサブフレームである場合、無効サブフレームになることができる。
例えば、セカンダリセルのセル特定的UL−DL設定でDLサブフレームがプライマリセルのセル特定的UL−DL設定によるとき、DLサブフレームの部分集合の場合、セカンダリセルの基準UL−DL設定は、プライマリセルのセル特定的UL−DL設定になることができ、この場合、プライマリセルの有効DLサブフレームと積集合でないセカンダリセルのサブフレームは、無効サブフレームになる。ここで、DLサブフレームがXサブフレームになる場合は発生しない。
例えば、前記フルデュプレックスの場合と同様に、セカンダリセルであるセルcのセル特定的UL−DL設定とプライマリセルのセル特定的UL−DL設定のULサブフレーム積集合(同じサブフレームタイミングでPCell及びSCellの両方ともでULサブフレームであるもの)に全てのULサブフレームが含まれる表12のUL−DL設定がセカンダリセルの基準UL−DL設定になることができる。好ましくは、この中から、ULサブフレーム個数が(DLサブフレーム対比)最も多いことを選択することができる。この場合、基準UL−DL設定とDLサブフレーム積集合でないセカンダリセルのサブフレームは、無効サブフレームになる。
また、セル特定的UL−DL設定とアグリゲーションされたセルの送信方向が異なってXサブフレームが発生する場合、無効サブフレームになることができる。
図15は、無効DLサブフレームと有効DLサブフレームを区分する例を示す。
図15を参照すると、基準UL−DL設定がUL−DL設定4であり、セル特定的UL−DL設定がUL−DL設定3の場合、Xで表示されたULサブフレーム151が無効サブフレームになる。
以下、アップリンク制御チャネルの送信電力決定方法を説明する。
[PUCCHの送信電力制御]
サービングセルcがプライマリセルである場合、端末のサブフレームiでのPUCCH送信電力PPUCCHは、以下の数式のように決定されることができる。
前記数式において、PCMAX,c(i)は、サービングセルcのサブフレームiで端末に設定された送信電力である。
ΔF_PUCCH(F)は上位階層で提供され、ΔF_PUCCH(F)の値はPUCCHフォーマット1aを基準にするPUCCHフォーマット(F)に対応される値である。ΔTxD(F′)は、端末が上位階層により2個のアンテナポートでPUCCHを送信するように設定された場合、上位階層により与えられる値であり、その以外は0である。
PO_PUCCHは上位階層により与えられる値であり、g(i)は現在PUCCH電力制御調節状態である。PLcは経路損失に対する値である。
h(nCQI,nHARQ,nSR)はPUCCHフォーマットに依存する値であり、nCQIはCQI情報ビットの個数に対応し、nSRはサブフレームiでSRが設定されると、1または0である。
nHARQは、端末に一つのサービングセルが設定される場合、サブフレームiで送信されるACK/NACKビットの個数を示す。その以外の場合は、下記のように決定される。
1)FDDで、端末に2個のサービングセルが設定され、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bが設定され、または2以上のサービングセルが設定され、PUCCHフォーマット3が設定されると、nHARQは、以下の数式のように決定される。
前記数式において、NDL cellsは設定されたセルの個数であり、Nreceived cはサービングセルcのサブフレームn−4で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。
即ち、設定された各セルのサブフレームn−4で受信した送信ブロック及びSPS解除PDCCHに対するACK/NACKを、サブフレームnのPUCCHを介して送信する場合、前記数式のようにPUCCH送信電力を決定するためのnHARQが決定される。
2)TDDで、2個のサービングセルが設定され、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bが設定され、サブフレームnでのM値が1の場合、またはUL−DL設定0が使われ、PUCCHフォーマット3が設定された場合、nHARQは、以下の数式のように決定される。
前記数式において、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈K)で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。Mは、Kの要素の個数である。
TDDで、UL−DL設定1〜6及びPUCCHフォーマット3が設定され、または2個のサービングセルが設定され、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bが設定され、M=2の場合、nHARQは、以下の数式のように決定される。
前記数式において、VDL DAI,cはサービングセルcのVDL DAIを示し、端末がサービングセルcのサブフレームn−km(kmは、集合K(表7参照、以下同じ)で端末がDCIフォーマット1/1A/1B/1D/2/2A/2B/2C/2Dを検出した最も小さい値である)でDCIフォーマット1/1A/1B/1D/2/2A/2B/2C/2Dを有するPDCCH/E−PDCCHのDAI値を意味する(以下同じ)。UDAI,cは、サービングセルcのUDAIであり、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈K)でPDSCH送信に関連したPDCCH/E−PDCCH及びDL SPS解除を指示するPDCCH/E−PDCCHの総個数を示す(以下同じ)。nACK cはサービングセルcに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK c=1である。そして、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用されない場合、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHを検出するいことができない場合、VDL DAI,c=0である。
TDDで、2個のサービングセルが設定され、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bが設定され、M=3または4の場合、端末がPDSCHまたはDL SPS解除PDCCHを一つのサービングセルでのサブフレームn−kで受信する場合は、nHARQは2であり、その以外の場合は、nHARQは4である。
PUCCHフォーマット1、1a、1bに対してh(nCQI,nHARQ,nSR)は0である。
チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bに対し、端末が2以上のサービングセルが設定された場合は、h(nCQI,nHARQ,nSR)は(nHARQ−1)/2であり、その以外の場合は、0である。
PUCCHフォーマット2、2a、2b及びノーマルCPに対し、h(nCQI,nHARQ,nSR)は、以下の数式のように与えられる。
PUCCHフォーマット2、2a、2b及び拡張CPに対し、h(nCQI,nHARQ,nSR)は、以下の数式のように与えられる。
PUCCHフォーマット3に対し、2個のアンテナポートを介してPUCCHを送信するように上位階層により設定され、または端末が11ビットより大きいACK/NACK及びSRを送信する場合、h(nCQI,nHARQ,nSR)は以下の数式9のように与えられ、その以外の場合、数式10のように与えられる。
一方、前述したPUCCHの送信電力を決定する方法において、TDDで端末に複数のセルが設定された場合は、前記複数のセルのUL−DL設定が全部同じであると前提とした。サブフレームnで送信されるPUCCHの送信電力の決定に必要なパラメータであるnHARQは、M値によって変わることができ、前記複数のセルのUL−DL設定が同じ場合、前記複数のセルの同じサブフレームで前記M値が同じである。しかし、前記複数のセルのUL−DL設定が異なる場合、前記複数のセルの同じサブフレームでM値が変わることができる。
以下、TDDで端末に複数のセルが設定され、前記複数のセルのうち少なくとも2個のセルが互いに異なるUL−DL設定を有する場合、どのような方式にPUCCH送信電力を決定するかに対して説明する。
図16は、本発明の一実施例に係るPUCCH送信電力決定方法を例示する。
図16を参照すると、端末は、第1のUL−DL設定を有する第1のセルのサブフレームnに対応されるダウンリンクサブフレームの個数N1と、第2のUL−DL設定を有する第2のセルの前記サブフレームnに対応されるダウンリンクサブフレームの個数N2のうち大きい値を選択する(S110)。選択した値をMとすると、M=max(N1,N2)である。第1のセルは、端末が基地局との最初接続確立過程(initial connection establishment procedure)または接続再確立過程を実行するプライマリセルであり、第2のセルは、前記プライマリセルに追加されるセカンダリセルである。
その後、前記選択された値に基づいて前記サブフレームnで送信されるアップリンク制御チャネル(PUCCH)の送信電力を決定するパラメータ(nHARQ)を決定する(S120)。PUCCHは、プライマリセルを介してのみ送信されることができる。この場合、アップリンク制御チャネル(PUCCH)の送信電力を決定するパラメータ(nHARQ)は、プライマリセルのサブフレームnで送信されるPUCCHの送信電力を決定するためである。端末は、前記パラメータに基づいてPUCCHの送信電力を決定することができる。PUCCHの送信電力を決定する過程に対しては、前記数式3乃至数式10を参照して説明した。
例えば、前記選択された値(M)は、3または4であり、このとき、前記PUCCHの送信電力を決定するパラメータ値は、前記第1のセル及び前記第2のセルのうち1個のセルのサブフレームn−k(k∈K、Kは表7参照)で、データチャネルまたはセミパーシステントスケジューリングの解除を指示する制御チャネルを受信した場合は2であり、その以外の場合は4である。
例えば、TDDで、端末に2個のサービングセルが設定され、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bが設定され、M=3または4の場合、端末がPDSCHまたはDL SPS解除PDCCHを一つのサービングセルでのサブフレームn−kで受信する場合、nHARQは2であり、その以外の場合、nHARQは4である。即ち、前記パラメータ値は、第1のセル及び第2のセルが同じUL−DL設定を有する時(即ち、前記第1のUL−DL設定、第2のUL−DL設定のうち、前記N1及びN2のうち大きい値を提供するUL−DL設定を第1のセル及び第2のセルが共通的に有する場合)の、サブフレームnで送信されるアップリンク制御チャネルの送信電力を決定するパラメータ値と同じである。端末は、M=4または3でのチャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを利用してACK/NACKを送信する。
第1のセルは、端末が基地局との最初接続確立過程(initial connection establishment procedure)または接続再確立過程を実行するプライマリセルであり、第2のセルは、前記プライマリセルに追加されるセカンダリセルである。
以下、端末に設定された複数のセルで有することができるM値の組合せによって端末がACK/NACKを送信する過程とPUCCH送信電力を決定するためのパラメータnHARQを決定する多様な例を説明する。
従来、同じUL−DL設定を有する2個のセルがアグリゲーションされた場合、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを適用する時は、下記のような方法が使われる。
1)M=3、4の時:各セルのDLサブフレームに対してスケジューリングされたデータ/制御チャネルに対して連続的なACKの個数をチャネル選択方式に送信する。ここで、セルの送信モードが2個の送信ブロックを送信することができる場合は、空間バンドリングされたACKの個数をカウンティングする。
2)M=2の時:各セルの2個のDLサブフレームに対する総4個のACK/NACKをチャネル選択方式に送信する。セルの送信モードが2個の送信ブロックを送信することができる場合は、空間バンドリングされたACK/NACKを送信する。
3)M=1の時:各セルの最大スケジューリングされる送信ブロックの個数によってチャネル選択に使われるリソースの個数が決定される。2個のセルで送信される送信ブロックの個数を(第1のセルのTB個数、第2のセルのTB個数)のように表現すると、(1TB,1TB)の場合はリソース2個、(1TB,2TB)または(2TB,1TB)である場合はリソース3個、(2TB,2TB)である場合はリソース4個を使用したチャネル選択方法が使われる。
このような方法は、最大にスケジューリングされると仮定した状態で可能なバンドリングされないACK/NACKを送信するためである。
実際端末にスケジューリングされるデータ/制御チャネルが最大でない場合、基地局がデコーディング時にテストする仮定の数が減り、PUCCHの送信電力を最大仮定の数に合わせて構成する場合、不要な電力浪費が発生できる。基地局がスケジューリングしないデータ/制御チャネルの場合、常にNACKにマッピングされ、PUCCHリソースとコンステレーションの選択に変化を与えない。
例えば、M=3または4の時、プライマリセルのみがスケジューリングされた場合、セカンダリセルに対するACK/NACKは、NACKに固定され、プライマリセルに対するACK/NACKのみが考慮されるため、2ビットのデコーディングのための送信電力のみ必要になる。したがって、端末は、ACK/NACKが発生する実際スケジュールされた状態を考慮したnHARQを決定し、これに比例した電力をPUCCHに割り当てる。
既に前述したが、再び整理すると、従来TDDで同じUL−DL設定を有する2個のセルをアグリゲーションし、端末がチャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを使用してACK/NACKを送信する場合、ULサブフレームによって決定されるM値によって、nHARQは、下記のように決定される。
1)M=1の場合:受信されたコードワード(送信ブロック)の個数とACK/NACK応答を要求する制御チャネルの和。FDDも同じである。
2)M=2の場合:2個のコードワードが受信されても、前記2個のコードワードに対するACK/NACKは、空間バンドリングが適用されて一つのACK/NACKに送信される。端末が受信した制御チャネル(PDSCHをスケジューリングするPDCCHとSPS活性化PDCCH、SPS解除PDCCHを含む)の個数、対応される制御チャネルがないPDSCHの個数、端末が受信失敗したと判断した制御チャネル(これはDL DAI値を介して類推可能)の個数の和。
3)M>2の場合:端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受けたと判断した場合(即ち、データチャネル、ACK/NACK応答を要求する制御チャネルの全てが1個のセルでのみ受信した場合)は2であり、その以外の場合は4である。
一方、アグリゲーションされた2個のサービングセルをx、yとする。そして、一つのULサブフレームで送信されるACK/NACKの送信対象となるDLサブフレームをセルx、yの各々でMx、Myとする。この場合、Mx、Myは、前述した1.乃至3.のうち一つにより決定されることができる。
Mx、Myが互いに異なる値である場合、nHARQは、下記のような方法のうち一つが利用されることができる。
プライマリセルのMxは、前記1.の方法が常に適用されることができ、セカンダリセルのMyは、前記2.の方法または前記3.の方法が適用されることができる。
以下、(Mx,My)の組合せによって最適の送信電力割当方法を説明する。
以下、SPSがセカンダリセルにも適用されることができる。SPSがプライマリセルにのみ適用される場合、セカンダリセルに対応されるセルに対する内容でSPS関連内容は除外されることができる。
I.(Mx,My)=(4,1)または(3,1)である場合
M値をMx、Myのうち最大値によって決定する。即ち、M=max(Mx,My)である。その後、M=4または3でのチャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1bを利用してACK/NACKを送信する。
1.1.A.最適の電力割当方法。
端末が2個のセルを介してスケジューリングを受けた時、セルxに対する連続的なACKカウンティングにより、ACKの個数は、0(4)、1、2、3の値が可能であるため、総4個の仮定(hypotheses)が必要である。それに対し、セルyに対する連続的なACKカウンティングにより可能な値は0、1であるため、二つの仮定が必要である。
チャネル選択により判別するようになる総仮定の数は8になり、このとき、最適のnHARQ=3になる。
端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受けた時、セルxに対する連続的なACKカウンティングにより可能な値は0(4)、1、2、3であるため、4個の仮定が必要である。したがって、nHARQ=2になる。セルyに対する連続的なACKカウンティングにより可能な値は0、1であるため、二つの仮定が必要であり、nHARQ=1になる。
最大仮定の数が決められているため、不要な電力割当を減らすことができる。
即ち、端末が2個のサービングセルを介してスケジューリングを受けた時、{Mp,Ms}={1,4}、{1,3}、{4,1}または{3,1}であるため、nHARQ=3である。MpはプライマリセルでのM値であり、MsはセカンダリセルでのM値である。端末が一つのサービングセルのみをスケジューリングを受け、M=1の場合、nHARQ=1である。端末が一つのサービングセルのみをスケジューリングを受け、M=3または4の場合、nHARQ=2である。
これを数式に整理すると、下記の通りである。
ここで、端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)でSPS解除PDCCHまたはPDSCHを受信すると、nx=2である。その以外の場合は、nx=0である。Nreceived k,yは、サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。
セルxに対する連続的なACKカウンティング個数をチャネル選択方式に送信する時、1)DAI=1であるPDCCHに1個のサブフレームのみがスケジューリングされる場合(例えば、DAI=1であるPDCCHにスケジューリングされるPDSCHまたはDAI=1であるDL SPS解除PDCCH)または、2)1個のサブフレームでのみ対応するPDCCHがないPDSCH(SPS PDSCH)を受信した場合、連続的なACKカウンティング個数は0または1になる。これを反映すると、2個のセルの全てがスケジューリングされた場合は、nHARQ=2であり、セルxのみがスケジューリングされた場合は、nHARQ=1になる。
基地局がスケジューリングした最後のPDCCH(例えば、SPS PDSCHがない場合、DAI>1である全てのPDCCH、またはSPS PDSCHがある場合、DAI>1である全てのPDCCH)を端末が受信することができない場合は、性能低下が発生するという短所がある。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
前記数式において、もし、端末が二つ以上のPDSCHを受信すると、nx=2である。そして、端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で対応するPDCCHがない一つのPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるPDCCHによりスケジューリングされるPDSCHを受信し、またはDAI=1であるDL SPS解除PDCCHのみを受信する場合は、nx=1である。その以外の場合は、nx=0である。Nreceived k,yは、サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。
1.1.B
端末が2個のサービングセルを介してスケジューリングを受けた場合、連続的なACKの個数が有することができる値を考慮してnHARQを決定することが最適の方法である。しかし、このような方法は、複雑度が大きいという短所がある。
したがって、Myの値の変化によってnHARQ値に変化を与えないように、既存M=3、4の場合と同じく、nHARQを決定することができる。
または、Mx、My別に最適の方式を使用することができる。即ち、セルxに対応されるACK/NACKの場合、M=4または3の場合のように連続的なACKの個数をチャネル選択方式に送信し、セルyに対応されるACK/NACKは、M=1の場合のように送信ブロックの個数によって、2送信ブロックの場合、2個のACK/NACKにマッピングし、1送信ブロックの場合、1個のACK/NACKにマッピングすることができる。
1.2.A.最適の電力割当方法
端末が2個のセルを介してスケジューリングを受けた場合、セルxに対する連続的なACKカウンティング個数は、0(4)、1、2、3が可能である。セルyに対するACK/NACKは、2個の送信ブロック受信時、2個のACK/NACKを送信し、その候補値は、総4個である(A,A)、(A,N)、(N,A)、(N,N)である。1個の送信ブロックを受信すると、一つのACK/NACKを送信し、その候補値は、総2個であるACKまたはNACKである。
したがって、各候補値の和は、8(セルyが2送信ブロック受信時)または6(セルyが1送信ブロック受信時)になる。したがって、各々の最適nHARQ=4または3になる。
端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受けたとき、セルxのみスケジューリングを受けた場合は、nHARQ=2になり、セルyのみスケジューリングを受けた場合は、送信ブロックを二つまたは一つ受信するかどうかによって、順に、nHARQ=2または1になる。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)でDL SPS解除PDCCHまたはPDSCHを受信すると、nx=2である。その以外の場合は、nx=0である。Nreceived k,yは、サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で受信した送信ブロックのDL SPS解除PDCCHの個数である。
セルxに対する連続的なACKの個数をチャネル選択方式に送信する場合、1)DAI=1であるPDCCHに1個のサブフレームのみスケジューリングされる場合(例えば、DAI=1であるPDCCHにスケジューリングされるPDSCHまたはDAI=1であるDL SPS解除PDCCH)または、2)1個のサブフレームでのみ対応するPDCCHがないPDSCH(SPS PDSCH)を受信した場合、連続的なACKカウンティング個数は0または1になる。これを反映すると、2個のセルの全てがスケジューリングされる場合は、nHARQ=3(セルyが2送信ブロック送信可能な場合)またはnHARQ=2(セルyが1送信ブロック送信可能な場合)になる。そして、セルxのみスケジューリングを受ける場合は、nHARQ=1になる。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
前記数式において、もし、端末が二つ以上のPDSCHを受信すると、nx=2である。そして、端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で対応するPDCCHがない一つのPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるPDCCHによりスケジューリングされるPDSCHを受信し、またはDAI=1であるDL SPS解除PDCCHのみを受信する場合は、nx=1である。その以外の場合は、nx=0である。Nreceived k,yは、サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で受信した送信ブロックの個数または対応するPDCCHがないPDSCH(SPS解除PDSCH)の個数である。
1.2.B:単純化された電力割当方法。
端末が2個のサービングセルを介してスケジューリングを受けた場合、連続的なACKの個数が有することができる値を考慮してnHARQを決定することが最適の方法である。しかし、このような方法は、複雑度が大きいという短所がある。したがって、Myの値の変化によってnHARQ値に変化を与えないように、M=4または3の場合と同じく、nHARQを決定することができる。2個のサービングセルが互いに異なるUL−DL設定を有してM値も異なる場合、図16を参照して説明した方法によって、PUCCHの送信電力を決定することができる。
I I.(Mx,My)=(4,2)または(3,2)である場合
2.1.A:最適の電力割当方法。
端末が2個のセルを介してスケジューリングを受けた場合、セルxに対する連続的なACKカウンティング個数は、0(4)、1、2、3が可能である。セルyに対する連続的なACKカウンティング個数は、0、1、2である。したがって、チャネル選択によって区分可能な総個数は12になり、最適のnHARQ=4となる。
端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受けた場合、セルxに対する連続的なACKカウンティング個数は、総4個である0(4)、1、2、3である。したがって、nHARQ=2になる。セルyに対する連続的なACKカウンティング個数は、0、1、2のように総3個であるため、nHARQ=2になる。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
前記数式において、端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)でDL SPS解除PDCCHまたはPDSCHを受信すると、nx=2である。その以外の場合は、nx=0である。端末がサービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)でDL SPS解除PDCCHまたはPDSCHを受信すると、ny=2である。その以外の場合は、ny=0である。
セルxに対する連続的なACKカウンティング個数をチャネル選択方式に送信する場合、1)DAI=1であるPDCCHに1個のサブフレームのみスケジューリングされる場合(例えば、DAI=1であるPDCCHにスケジューリングされるPDSCHまたはDAI=1であるDL SPS解除PDCCH)または、2)1個のサブフレームでのみ対応するPDCCHがないPDSCH(SPS PDSCH)を受信した場合、連続的なACKカウンティング個数は0または1になる。これを反映すると、2個のセルの全てがスケジューリングされた場合は、nHARQ=2(2セルがDAI=1の場合)または3(1セルのみがDAI=1の場合)、1個のセルのみスケジューリングされた場合は、nHARQ=1になる。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
前記数式において、もし、端末が二つ以上のPDSCHを受信すると、nx=2である。そして、端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で対応するPDCCHがない一つのPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるPDCCHによりスケジューリングされるPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるDL SPS解除PDCCHのみを受信する場合は、nx=1である。その以外の場合は、nx=0である。そして、端末がサービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で二つ以上のPDSCHを受信すると、ny=2である。または、対応するPDCCHがない一つのPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるPDCCHによりスケジューリングされるPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるDL SPS解除PDCCHのみを受信する場合は、ny=1である。その以外の場合は、ny=0である。
2.1.B:単純化された電力割当方法
最適の電力割当方法と同じである。
一方、Mx、My別に最適の方式を使用することができる。即ち、セルxに対応されるACK/NACKの場合、M=4または3の場合のように連続的なACKの個数をチャネル選択方式に送信し、セルyに対応されるACK/NACKはM=2の場合のように、2個のサブフレームに対する総2個のACK/NACKをチャネル選択方式に送信する。各サブフレームに2個の送信ブロックが存在する場合、空間バンドリングされたACK/NACKを使用することができる。
2.2.A:最適の電力割当方法。
端末が2個のセルを介してスケジューリングを受けた場合、セルxに対する連続的なACKカウンティング個数は、総4個である0(4)、1、2、3が可能である。セルyに実際スケジューリングされたサブフレームの個数によってACK/NACKの組合せが変わることができる。2個のサブフレームがスケジューリングを受けたとき、(A,A)、(A,N)、(N,A)、(N,N)のような4個が可能である。1個のサブフレームのみスケジューリングを受けたとき、そのサブフレームが前のサブフレームの場合、(A,N)、(N,N)が可能であり、後のサブフレームの場合、(N,A)、(N,N)が可能である。したがって、ACK/NACKの総個数は4(2個サブフレームがスケジューリングされた場合)になり、または2(1個のサブフレームのみスケジューリングを受けた場合)になる。それによって、総ACK/NACKの組合せは、8または6になる。したがって、最適のnHARQ=4または3になる。
端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受ける場合、セルxに対する連続的なACKカウンティング個数は、総4個である0(4)、1、2、3が可能である。したがって、nHARQ=2になる。セルyに対する連続的なACKカウンティング個数は、0、1、2のように総3個であるため、nHARQ=2になる。
スケジューリングされたサブフレームの個数は、DL DAIを介して類推されたものを含むことができる。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
前記数式において、端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)でPDSCHまたはDL SPS解除PDCCHを受信すると、nx=2である。その以外の場合は、nx=0である。VDL DAI,yは、サービングセルyのVDL DAIを示す。UDAI,yは、サービングセルyのUDAIである。nACK yは、サービングセルyに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK y=1である。そして、Nreceived k,yは、サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHが検出されない場合、VDL DAI,yは0である。
セルxに対する連続的なACKの個数をチャネル選択方式に送信する場合、1)DAI=1であるPDCCHに1個のサブフレームのみスケジューリングされる場合(例えば、DAI=1であるPDCCHにスケジューリングされるPDSCHまたはDAI=1であるDL SPS解除PDCCH)または、2)1個のサブフレームでのみ対応するPDCCHがないPDSCH(SPS PDSCH)を受信した場合、連続的なACKカウンティング個数は0または1になる。これを反映すると、2個のセルの全てがスケジューリングされる場合は、nHARQ=4(セルyで2個のサブフレームがスケジューリングされた場合)またはnHARQ=3(セルyで1個のサブフレームのみスケジューリングされた場合)になる。
これを数式で表現すると、下記の通りである。
前記数式において、端末が二つ以上のPDSCHを受信すると、nx=2である。端末がサービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で対応するPDCCHがない一つのPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるPDCCHによりスケジューリングされる一つのPDSCHのみを受信し、またはDAI=1であるDL SPS解除PDCCHを受信すると、nx=1である。その以外の場合は、nx=0である。VDL DAI,yは、サービングセルyのVDL DAIを示す。UDAI,yは、サービングセルyのUDAIである。nACK yは、サービングセルyに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK y=1である。そして、Nreceived k,yは、サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。サービングセルyのサブフレームn−k(k∈Ky)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHが検出されない場合、VDL DAI,yは0である。
2.2.B:単純化された電力割当方法。
端末が2個のサービングセルを介してスケジューリングを受けた場合、連続的なACKの個数が有することができる値を考慮してnHARQを決定することが最適の方法である。しかし、このような方法は、複雑度が大きいという短所がある。したがって、Myの値の変化によってnHARQ値に変化を与えないように、既存M=4または3の場合と同じく、nHARQを決定することができる。
前述したI及びI IのようにM=max(Mx,Mx)≧3の場合は、統合して最適の電力割当方法を適用することができる。即ち、互いに異なるTDD設定を有するセル間のアグリゲーションで、互いに異なる組合せのM値が各セル別に発生できる。したがって、同じUL−DL設定を有するキャリアアグリゲーションより最適の方法を適用する必要性があり、下記のような方法を利用することができる。
ALT X1:DAIに基づく場合
ALT X2:
ALT Y:受信されたPDSCHの個数のみに基づく場合
セカンダリセルにSPSスケジューリングが許容されない場合、セカンダリセルのNSPS,cは常に0になる。
前述した方法は、セルのUL−DL設定が異なる場合に常に適用することもでき、MxとMyが異なる場合にのみ適用することもできる。
III.(Mx,My)=(2,1)である場合
M=max(Mx,My)によって、2個のセル間に同じM=2のチャネル選択方式を使用する。即ち、各サブフレームに対して一つずつのACK/NACK(1個のサブフレームに2個の送信ブロックが受信可能な場合、空間バンドリングを適用して一つのACK/NACK生成)をマッピングして総3個のサブフレームに対するACK/NACKを生成する。
したがって、4個のPUCCHリソースを利用したチャネル選択方式において、セルyの2番目のサブフレームに対するACK/NACKビット(HARQ−ACK(3))を常にNACKに対応させて使用することができる。
または、3個のPUCCHリソースを利用したチャネル選択方式において、HARQ−ACK(0)は、セルxの1番目のサブフレームのACK/NACKを対応させ、HARQ−ACK(1)は、セルxの2番目のサブフレームのACK/NACKを対応させ、HARQ−ACK(2)は、セルyの1番目のサブフレームに対するACK/NACKを対応させることができる。
3.1.A:最適の電力割当方法。
端末が2個のセルを介してスケジューリングを受けた場合、セルxに実際スケジューリングを受けたサブフレームの個数によってACK/NACK組合せの個数が決定される。2個のサブフレームをスケジューリングを受けた場合、(A,A)、(A,N)、(N,A)、(N,N)のような4個の組合せが可能であり、1個のサブフレームのみスケジューリングを受けた場合、そのサブフレームが前のサブフレームの場合、(A,N)、(N,N)になり、後のサブフレームの場合、(N,A)、(N,N)になる。総組合せの個数は4(2個のサブフレームをスケジューリングを受けた場合)、または2(1個のサブフレームのみスケジューリングを受けた場合)になる。
セルyに実際スケジューリングを受けたサブフレームの個数は最大1個であるため、ACK、NACKの2個の組合せのみが可能である。したがって、仮定することができる総組合せの個数は8になり、最適のnHARQ=3(セルx、yで順に2個、1個のサブフレームがスケジューリングされた場合)、またはnHARQ=2(セルxで1個のサブフレーム、セルyで1個のサブフレームがスケジューリングされた場合)になる。
端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受けた場合、セルxに対するACK/NACKの組合せの個数によって、nHARQ=2またはnHARQ=1になる。
スケジューリングされたサブフレームの個数は、DL DAIを介して類推されるものも含む。
前述した過程を数式で表現すると、下記のように示すことができる。セルyのスケジューリング時にDAIを受信することができる場合またはDAI値を1と仮定した場合である。
前記数式において、VDL DAI,cは、サービングセルcのVDL DAIを示す。UDAI,cは、サービングセルcのUDAIである。nACK cは、サービングセルcに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK c=1である。そして、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用されない場合、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHを検出することができない場合、VDL DAI,c=0である。
セルyのDAIを活用しない場合は、下記のように示すことができる。
前記数式において、VDL DAI,xは、サービングセルxのVDL DAIを示す。UDAI,xは、サービングセルxのUDAIである。nACK xは、サービングセルxに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK x=1である。そして、Nreceived k,cは(cはxまたはy)、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用されない場合、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。サービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHを検出することができない場合、VDL DAI,x=0である。
3.1.B:単純化された電力割当方法。
Mx、Myの値の変化によってnHARQ値に変化を与えないように、既存M=4または3の場合と同じく、nHARQを決定することができる。
Mx、My別に最適の方式を使用することができる。即ち、セルxに対応されるACK/NACKの場合、M=2の場合のように各サブフレームに対して一つずつのACK/NACK(1個のサブフレームに2個の送信ブロックが受信可能な場合、空間バンドリングを適用して一つのACK/NACK生成)をマッピングし、セルyに対応されるACK/NACKの場合、M=1の場合のように、送信ブロック個数によって、2個のACK/NACK(2個の送信ブロックである場合)にマッピングさせ、1個のACK/NACK(1個の送信ブロックである場合)にマッピングさせる。
3.2.A:最適の電力割当方法。
端末が2個のセルを介してスケジューリングを受けた場合、セルxに実際スケジューリングされたサブフレームの個数によってACK/NACK組合せの個数が決定される。2個のサブフレームをスケジューリングを受けた場合、(A,A)、(A,N)、(N,A)、(N,N)のような4個の組合せが可能であり、2個のサブフレームのうち1個のサブフレームのみスケジューリングを受けた場合、そのサブフレームが前のサブフレームの場合、(A,N)、(N,N)になり、後のサブフレームの場合、(N,A)、(N,N)になる。総組合せの個数は4(2個のサブフレームをスケジューリングを受けた場合)、または2(1個のサブフレームのみスケジューリングを受けた場合)になる。1個の送信ブロックを受信し、または制御チャネルに対するACK/NACK応答時は、2個の組合せであるACKまたはNACKになる。したがって、仮定することができる総組合せの個数は、8(セルyが2個の送信ブロック受信可能な場合)、または6(セルyが1個の送信ブロック受信可能な場合)になるため、順に最適のnHARQ=4または3になる。
端末が1個のセルを介してのみスケジューリングを受けた場合、セルxに対するACK/NACKの組合せの個数によってnHARQ=2またはnHARQ=1になり、セルyに対するACK/NACK組合せの個数によってnHARQ=2またはnHARQ=1になる。
スケジューリングされたサブフレームの個数は、DL DAIを介して類推されるものも含む。
前記過程を数式で示すと、ALT 3.1Aの数式と同じである。1個の送信ブロックを受信するか、または2個の送信ブロックを受信するかによって、Nreceived k,cの定義が変わり、nHARQ値に反映される。
3.2.B:単純化された電力割当方法。
Mx、Myの値の変化によってnHARQ値に変化を与えないように、既存M=4または3の場合と同じく、nHARQを決定することができる。
セルxは、スケジューリングされたサブフレームの個数によって、nHARQ=1または2にし、セルyの送信モード変化によってnHARQに変化を与えないために、セルyがスケジューリングされた場合は、常にnHARQ=2にすることができる。
セルxは、スケジューリングされたサブフレームの個数によって、nHARQに変化を与えないために、セルyがスケジューリングされた場合は、常にnHARQ=2にし、セルyの送信ブロックの数変化によって、nHARQ=2(2個の送信ブロック受信可能な場合)または1(1個の送信ブロック受信可能な場合)にすることができる。
IV.(Mx,My)=(4,0)または(3,0)である場合
この場合は、(Mx,My)=(4,1)または(3,1)である場合と同じ方法を適用することができる。ただし、セルyにより発生できるACK/NACK組合せは0になり、セルyがスケジューリングされない場合と同じく取扱うことができる。セルyと関連した値は、0に設定する。
V.(Mx,My)=(2,0)である場合
この場合は、(Mx,My)=(2,1)である場合と同じ方法を適用することができる。ただし、セルyにより発生できるACK/NACK組合せは0になり、セルyがスケジューリングされない場合と同じく取扱うことができる。セルyと関連した値は、0に設定する。
一方、前記IV及びVのように、Mx、Myのうちいずれか一つが0になる場合、セルxに対して単一アンテナ設定時に設定されるチャネル選択方法を適用し、このとき、選択的に使われるPUCCHフォーマット1bリソースの個数は、Mx個である表を利用することができる。(Mx,My)の組合せ別に最適の電力割当方法は、下記の通りである。
A.(Mx,My)=(4,0)、(3,0)、または(2,0)である場合
A.1:nHARQ=Mxに設定する。セルyは、スケジューリングされないものであるため、発生可能なACK/NACK組合せと関係がない。したがって、電力割当に考慮しない。
単一セル設定時のチャネル選択では、常にACK/NACKを空間バンドルするため、Mx個のサブフレーム区間で最大で発生可能なACK/NACK組合せの個数は2Mxになる。即ち、実際スケジューリングに基づく最適の組合せではなく、Mxによる最大電力を設定する。Mxの変化によって電力を設定することによって、該当端末の特定ULサブフレームで発生できるMxの最大値に合わせて電力設定することを避けることができる。
A.2:最適の電力割当方法
A.2.1:最適の電力割当方法
端末がセルxで実際スケジューリングを受けたサブフレームの個数によって、0、1、m,...,Mxになることができる。したがって、仮定することができる総ACK/NACK組合せは、2mになる。この場合、最適のnHARQ=mになる。
スケジューリングされたサブフレームの個数を判断する時、DL DAIを介して類推することができるものも含む。
DL DAIを介して類推することができるサブフレームの個数に基づく数式は、下記の通りである。
前記数式において、VDL DAI,cは、サービングセルcのVDL DAIを示す。UDAI,cは、サービングセルcのUDAIである。nACK cは、サービングセルcに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK c=1である。そして、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用されない場合、Nreceived k,cは、サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。Mcは、Kcの要素の個数である。サービングセルcのサブフレームn−k(k∈Kc)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHを検出することができない場合、VDL DAI,c=0である。
一方、nHARQは、下記のように示すこともできる。
前記数式において、セカンダリセルにSPSが許容されない場合、セカンダリセルのNSPS,cは、常に0である。
DAIを考慮しない場合、nHARQは、下記のように示すこともできる。
一方、セルxのみを考慮すると、下記のようにnHARQを示すことができる。
前記数式において、VDL DAI,xは、サービングセルxのVDL DAIを示す。UDAI,xは、サービングセルxのUDAIである。nACK xは、サービングセルxに設定されたDL送信モードに対応するACK/NACKビットの個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用される場合、nACK x=1である。そして、Nreceived k,xは、サービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で受信したPDCCHの個数または対応するPDCCHがないPDSCHの個数である。Mxは、Kxの要素の個数である。ACK/NACKに空間バンドリングが適用されない場合、Nreceived k,xは、サービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で受信した送信ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数である。Mxは、Kxの要素の個数である。サービングセルxのサブフレームn−k(k∈Kx)で送信ブロックまたはSPS解除PDCCHを検出することができない場合、VDL DAI,x=0である。
セルxのみを考慮してnHARQを下記のように示すこともできる。
前記数式において、セカンダリセルにSPSが許容されない場合、セカンダリセルのNSPS,cは、常に0である。
DAIを考慮せずにセルxのみを考慮する場合、nHARQは、下記のように示すこともできる。
B.(Mx,My)=(1,0)である場合
この場合は、PUCCHフォーマット1bが使われるため、nHARQは、該当サブフレームで送信されるACK/NACKビット数に設定される。
前記A及びBで記述した方法は、端末が単一セルが割り当てられた時、チャネル選択を適用する場合も適用されることができる。チャネル選択に送信ダイバーシティ(spatial orthogonal resource transmit diversity:SORTD)が適用される場合に限定して適用できる。即ち、TDDの単一セルに対するチャネル選択の場合、単一アンテナポート送信時は、送信ビット数を基準にしてnHARQを決定し、2個のアンテナポート送信時は、端末が実際受信したPDSCHの個数を基準にnHARQを決定することができる。
互いに異なるUL−DL設定を有するTDDセルのアグリゲーションをサポートすることができる端末に限って適用できる。該当端末は、単一セル設定で常に適用し、または使用可否をRRCメッセージを介して指示を受けることができる。
以下の表は、ETU 3kmであるチャネルで、2Rxアンテナ使用時、M=4、チャネル選択を利用するPUCCHフォーマット1b状況で、単一アンテナポート(single antenna port:SAP)送信時とSORTDを使用して2個のアンテナポート送信時に要求されるSNRである。
既存SAPの場合、nHARQは、M値を基準に設定されるため、nHARQ=4になり、常に−6.2dBに合わせて送信電力が設定される。端末は、実際スケジューリングを受けたPDSCH個数が4以下である場合、例えば、2の場合、−7.5dBに合わせるため、不要な電力を消耗するようになって、これは同じ周波数リソースを使用する端末に干渉として作用するようになって全体的なシステム性能低下を誘発する。
特に、SORTDを使用する場合もnHARQをMを基準にする場合は、−7.2dBに合わせて送信電力を設定するようになり、2個のPDSCHのスケジューリングが大部分である場合、SAP送信電力を−7.5dBに合わせて設定することができるため、追加的なリソースを使用するようになるSORTDを使用して送信電力を浪費する理由がない。
したがって、最小限のSORTDを使用する場合も、実際受信したPDSCHの個数に合わせてnHARQ値を設定することが好ましい。既存LTE Rel 8乃至10のTDD単一セルチャネル選択時、SAP送信の場合、Mを基準にnHARQを設定した。したがって、LTE Rel−11でのみnHARQを設定するにはバージョンに従属的な追加的なシグナリングが必要であるに対し、TDD単一セルチャネル選択時、SORTD送信の場合、LTE Rel−11から適用されるため、これに対するnHARQを実際受信したPDSCH基準に設定することは、別途の追加的なシグナリングが必要でない。
一方、単純化された電力割当方法は、互いに異なるUL−DL設定を有するセルのアグリゲーションに常に適用し、または(Mx,My)=(1:1)でない場合に常に適用し、またはMx=Myでない場合に常に適用できる。
図17は、本発明の実施例に係る基地局及び端末の構成を示す。
基地局100は、プロセッサ(processor)110、メモリ(memory)120及びRF部(RF(radio frequency)unit)130を含む。プロセッサ110は、提案された機能、過程及び/または方法を具現する。メモリ120は、プロセッサ110と連結され、プロセッサ110を駆動するための多様な情報を格納する。RF部130は、プロセッサ110と連結され、無線信号を送信及び/または受信する。
端末200は、プロセッサ210、メモリ220及びRF部230を含む。プロセッサ210は、提案された機能、過程及び/または方法を具現する。メモリ220は、プロセッサ210と連結され、プロセッサ210を駆動するための多様な情報を格納する。RF部230は、プロセッサ210と連結され、無線信号を送信及び/または受信する。
プロセッサ110、210は、ASIC(application−specific integrated circuit)、他のチップセット、論理回路、データ処理装置及び/またはベースバンド信号及び無線信号を相互変換する変換器を含むことができる。メモリ120、220は、ROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び/または他の格納装置を含むことができる。RF部130、230は、無線信号を送信及び/または受信する一つ以上のアンテナを含むことができる。実施例がソフトウェアで具現される時、前述した技法は、前述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現されることができる。モジュールは、メモリ120、220に格納され、プロセッサ110、210により実行されることができる。メモリ120、220は、プロセッサ110、210の内部または外部にあり、よく知られた多様な手段によりプロセッサ110、210と連結されることができる。