JP4567628B2 - 移動局、送信方法及び通信システム - Google Patents
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Description
立川敬二監修、「最新ディジタル移動通信」、科学新聞社、pp.160−178
上りリンクにおいて、周波数軸に複数のリソースブロックが配置されるとともに、時間軸に複数のリソースブロックが時間分割多重されており、基地局によって割り当てられたリソースブロックに、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルをマッピングするマッピング部と、
前記マッピング部においてマッピングした上り共有データチャネルを送信する送信部とを備え、
前記マッピング部は、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルにおいて、パイロットチャネルの前後に上り共有制御チャネルを配置させることを特徴とする移動局が使用される。
基地局でのスケジューリングなしに移動局から送信される衝突許容チャネルは、移動局がいつでも送信できる。衝突許容チャネルは広い帯域にわたって送信されることが望ましい。そうすることで伝送時間を短くすることができる。また、一部の周波数で信号品質が非常に劣化したとしても、帯域が広いので周波数ダイバーシチ効果が得られ、その劣化を補償するための電力増幅(パワーランピング)等は必須でなくてよい。衝突許容チャネルはユーザ間で競合してしまうおそれがあるが、簡易に高速に通信できる。現行のUTRAと同様な時分割多重(TDM)方式が使用されるが、本実施例では他ユーザとの衝突をなるべく減らす観点から、周波数分割多重(FDM)及び/又は符号分割多重(CDM)が行われる。但し、他ユーザとの間で衝突が生じてしまった場合には、それらのユーザは必要に応じて衝突許容チャネルを再度送信してもよい。周波数分割多重接続(FDMA)方式は、1つの連続的な狭い帯域を1人のユーザに割り当てる局在型又はローカル型FDMA方式(localized FDMA)でもよいし、複数の周波数成分が所定の周波数間隔をあけて分散して並んだスペクトルを与える分散型又はディストリビュート型FDMA(distributed FDMA)方式でもよい。所定の周波数間隔は一般的には等間隔であるが、不等間隔でもよい。後者は例えばVSCRF−CDMA方式で実現されてもよい。
高速アクセスチャネルは、小さなデータサイズの制御メッセージを含んでもよいし、小さなデータサイズのトラフィックデータを含んでもよいし、それらの双方を含んでもよい。データサイズを小さく限定する1つの理由は伝送遅延を短くするためである。制御メッセージは例えばレイヤ3のハンドオーバに関する情報を含んでもよい。小さなサイズのトラフィックデータは、例えば情報量の少ない電子メールや、ゲームのコマンド等を含んでもよい。高速アクセスチャネルは何らの予約もなしに移動局が基地局に送信できるので、送信に要する処理時間が少なくて済む。高速アクセスチャネルは、事前に割り当てられた1以上の周波数チャンクで送信される。複数の周波数チャンクの内のどれで送信すべきかは、下りリンクの報知チャネル(ブロードキャストチャネル)で基地局から移動局に通知されてもよい。この通知の内容は、特定の1つの周波数チャンクしか使用できないことを示してもよいし、特定の複数の周波数チャンクの内のどの1つでも(又はいくつでも)使用できることを示してもよい。後者はユーザ間の衝突の確率を前者よりも少なくできる点で有利である。
予約チャネルは、衝突非許容チャネルのスケジューリングを要求する情報を含む。その情報は、移動局を識別する識別情報、トラフィックデータ種別(音声や画像等)、データサイズ、所要品質情報(QoS等)、及び移動局の送信電力等を含んでもよい。予約チャネルも、事前に割り当てられた周波数チャンクで送信される。複数の周波数チャンクの内のどれで送信すべきかは、下りリンクの報知チャネル(ブロードキャストチャネル)で基地局から移動局に通知されてもよい。予約チャネルは、図8に示されるように、リソース割り当ての最小単位(1つの周波数チャンク及び1つのTTI)で送信されることが望ましい。
本実施例ではシングルキャリア方式で上りリンクの信号伝送が行われ、マルチパス干渉を抑制するための等化が行われる。効果的な等化を行うには、様々なユーザから受信される受信タイミングが所定のガードインターバルの期間内に収まるように、同期が維持されることが望ましい。この同期を維持するために、上り同期チャネルが使用される。移動局は、有効シンボル部とガードインターバル部を含むシンボルを所定の送信時間間隔(TTI)の間に複数個送信する。基地局は各移動局からの受信信号からガードインターバル部を除去し、有効シンボル部の内容を復調する。互いに同期して受信された信号は適切な信号分離アルゴリズムにより移動局毎の信号に分離される。ガードインターバル部は、サイクリックプレフィックス(CP)方式や、ゼロパディング(zero-padding)方式のような適切などの方式で作成されてもよい。上り同期チャネルは、事前に割り当てられた1以上の周波数チャンクで送信される。但し、同期タイミングの更新は必ずしもTTI毎に行われる必要はないので、上り同期チャネルの送信頻度は、図9に示されるように比較的少なく設定されてもよい。また、同期チャネルのデータサイズにも依存するが、通常は1TTIの全期間を要しないで上り同期チャネルを送信することができる。
衝突非許容チャネルは、基地局でなされたスケジューリングに従って移動局から送信される。
上り共有データチャネルは、トラフィックデータ及びレイヤ3の制御メッセージの双方又は一方を含む。制御メッセージにはハンドオーバに関する情報や、再送制御に必要な情報等が含まれてもよい。上り共有データチャネルには、時間領域又は時間及び周波数双方の領域でのスケジューリングに従って、1以上の周波数チャンクが割り当てられる。この場合に、時間領域又は時間及び周波数の両方の領域で、より良好な伝搬路(チャネル)に関連するユーザが優先的にパケットを送信できるように、リソース割り当てが基地局で計画される(スケジューリングされる)。割り当てられる周波数チャンク数は移動局が送信しようとするデータレートやデータサイズ等に依存して決定される。比較的低いデータレートしか要求しない複数のユーザが存在する場合には、1つのチャンクが複数のユーザで共用されてもよい。しかし、あるユーザのトラフィックサイズが所定のサイズを超える場合には、1つのチャンク総てを1人のユーザが使用してもよい。また、1人のユーザが複数のチャンクを使用してもよい。1つのチャンクが複数のユーザで共用される場合には、そのチャンク内で複数のユーザのチャネルが互いに直交するように、何らかの多重化が行われる。例えば、その1チャンク内でローカルFDMAや分散型FDMAが行われてもよい。
上り共有制御チャネルは物理制御メッセージ及びレイヤ2制御メッセージ(FFS)を伝送する。上り共有データチャネルについては、より良好な伝搬路(チャネル)に関連するユーザが優先的にパケットを送信できるようにリソース割り当てが基地局で計画される。しかし、上り共有制御チャネルについては、チャネル状態の優劣に依存したスケジューリングは必須ではない(但し、後述するように、共有制御チャネルについて何らかのリンクアダプテーションが行われてもよい。)。基地局は、各移動局にチャンク及びTTIを割り当て、共有制御チャネルの競合を回避するようにスケジューリングを行う。上り共有制御チャネルについては、基地局はユーザ数に依存したスケジューリングを行う。パケットエラーレートを低く維持するため、高精度な送信電力制御が行われることが望ましい。また、上り共有制御チャネルを幅広い周波数範囲にわたって送信し、周波数ダイバーシチ効果を得ることで、受信パケットの高品質化を図ることが望ましい。
パイロットチャネルは、時分割多重化(TDM)、周波数分割多重化(FDM)、符号分割多重化(CDM)又はこれらの組み合わせで移動局から送信することができる。但し、ピーク対平均電力比(PAPR)を小さくする観点からはTDM方式を使用することが望ましい。パイロットチャネルとデータチャネルをTDM方式で直交させることで、受信側でパイロットチャネルを正確に分離でき、チャネル推定精度の向上に寄与することができる。特にこれはMIMO方式のようなマルチアンテナシステムでアンテナ毎に高精度にチャネル推定を行う必要がある用途に有利である。
図12は上り共有データチャネル、上り共有制御チャネル及びパイロットチャネルのマッピング例(基地局で行われるスケジューリング例)を示す。図示の例では、システムで使用可能な例えば20MHzの帯域全体が5MHzの4つの周波数チャンク(システム周波数ブロックとも言及される)に分割される。1つのチャンクは最大3人のユーザで共用される。ユーザは1以上のチャンクを利用することができる。例えばユーザAは左側の2チャンクを使用できる。1つの送信時間間隔(TTI)は8つのシンボルを含む。1チャンク及び1TTIがリソース割り当ての最小単位になる。
上述したように複数のユーザに関する複数の上り共有制御チャネルは、FDM方式により、CDM方式により、又はFDM及びCDM方式の双方により多重され、各ユーザに関するチャネルが互いに直交させられてもよい。基地局は様々なユーザの共有制御チャネルがどのような形式で多重されるかについての情報(マッピング情報)を下り共有制御チャネル等を用いて移動局に通知する。移動局は通知された指示内容に応じて上り共有制御チャネルを送信する。
上述されたように、上り共有制御チャネルには、(1)スケジューリング済みの上り共有データチャネルに関連する制御情報、(2)スケジューリング済みの下り共有データチャネルに関連する制御情報、(3)上り共有データチャネルのスケジューリングの内容を変更するための制御情報及び(4)下り共有データチャネルのスケジューリングを行うための制御情報の1以上が含まれる。これら各種の制御情報のうち、(1)は上り共有データチャネルの復調に必須の制御情報を含み、上り共有データチャネルに付随しなければならない必須制御情報である。これに対して、(2)及び(4)については上り共有データチャネルに付随することは必須ではなく、上り共有データチャネルに付随しなくてもよい制御情報(必須制御情報とは異なる制御情報)である。このような分類法によれば、スケジューリング内容の変更に関連する制御情報(3)は必須制御情報に含められてもよいし、必須制御情報とは異なる制御情報に含められてもよい。
13 多重部
14 無線部
15 TTI制御部
113,115 拡散部
21 無線部
22 分離部
23,24 復調及び復号化部
25 TTI制御部
223,224 逆拡散部
1602 符号乗算部
1604 繰り返し合成部
1606 移相部
1702 移相部
1704 繰り返し合成部
1706 逆拡散部
231 パイロットチャネル生成部
232 衝突許容チャネル生成部
234 共有制御チャネル生成部
235 共有データチャネル生成部
236,241 離散フーリエ変換部
237,242 マッピング部
238,243 高速逆フーリエ変換部
244 分離部
251〜253 スイッチ
255〜258 変調及び符号化部
259 多重部
Claims (5)
- 上りリンクにおいて、周波数軸に複数のリソースブロックが配置されるとともに、時間軸に複数のリソースブロックが時間分割多重されており、基地局によって割り当てられたリソースブロックに、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルをマッピングするマッピング部と、
前記マッピング部においてマッピングした上り共有データチャネルを送信する送信部とを備え、
前記マッピング部は、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルにおいて、パイロットチャネルの前後に上り共有制御チャネルを配置させることを特徴とする移動局。 - 前記マッピング部は、上り共有データチャネルをマッピングしていないサブフレームにおいて、上り共有データチャネルに付随されない上り共有制御チャネルをリソースブロックにマッピングし、
前記送信部は、前記マッピング部においてマッピングした上り共有制御チャネルも送信し、
前記マッピング部においてマッピングされる上り共有データチャネルの変調方式は、可変であり、
前記マッピング部においてマッピングされる上り共有制御チャネルの変調方式は、上り共有データチャネルの伝送速度以下となる範囲で可変であることを特徴とする請求項1に記載の移動局。 - 前記マッピング部は、周波数ホッピングパターンにしたがって、上り共有制御チャネルをマッピングすることを特徴とする請求項2に記載の移動局。
- 上りリンクにおいて、周波数軸に複数のリソースブロックが配置されるとともに、時間軸に複数のリソースブロックが時間分割多重されており、基地局によって割り当てられたリソースブロックに、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルをマッピングするステップと、
マッピングした上り共有データチャネルを送信するステップとを備え、
前記マッピングするステップは、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルにおいて、パイロットチャネルの前後に上り共有制御チャネルを配置させることを特徴とする送信方法。 - 上り共有データチャネルを送信する移動局と、
前記移動局からの上り共有データチャネルを受信する基地局とを備え、
前記移動局は、
上りリンクにおいて、周波数軸に複数のリソースブロックが配置されるとともに、時間軸に複数のリソースブロックが時間分割多重されており、基地局によって割り当てられたリソースブロックに、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルをマッピングするマッピング部と、
前記マッピング部においてマッピングした上り共有データチャネルを送信する送信部とを備え、
前記マッピング部は、上り共有制御チャネルおよびパイロットチャネルが付随された上り共有データチャネルにおいて、パイロットチャネルの前後に上り共有制御チャネルを配置させることを特徴とする通信システム。
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