JP2009218813A - 通信システムおよび基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送路品質が良好でない複数の端末に対して制御チャネルを同時に送信可能な通信システムを得ること。
【解決手段】本発明は、基地局および端末により構成され、基地局は、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する通信システムであって、基地局が実行する処理として、所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択ステップと、選択ステップにおける選択結果を各端末へ通知する結果通知ステップと、を含み、各グループの構成を、規定数以上の単位領域を集約して生成される拡張領域が複数のグループに属する構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも１つの基地局とそれがカバーするサービスエリアに属する１つ以上の端末から構成され、基地局は、複数存在する通信チャネルのスケジューリング情報（各端末への通信チャネル割り当て結果）を別途制御チャネルにて端末に通知する通信システムに関する。

現在、標準化団体３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project）において、新たな無線方式を採用した無線ネットワークの規格化作業がＬＴＥ（Long Term Evolution）の名の下で行われている。この無線方式では、下り回線（基地局→端末の方向）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を採用し、ある周波数帯域幅に複数の通信チャネルおよび制御チャネルを定義する。その様子を図８に示す。無線チャネルを端末に割当てる動作、いわゆるスケジューリングは１４ＯＦＤＭシンボルから成るサブフレームの単位で行われ、その単位の中で先頭の３つのＯＦＤＭシンボルまでを制御信号領域として使用することができ、残りのＯＦＤＭシンボルをデータ信号領域として使用することができる。

上記３ＯＦＤＭシンボルは常に制御信号領域としての使用に限られているわけではない。すなわち、１ＯＦＤＭシンボルのみ、あるいは２ＯＦＤＭシンボルのみを制御信号領域として使用することも認められており、その場合には残りの１３、あるいは１２ＯＦＤＭシンボルをデータ信号領域として使用することができる。

なお、図８中でＲ１〜Ｒ４と記入している変調シンボル（１サブキャリアと１ＯＦＤＭシンボルで構成）は規定のビットパターン、いわゆるパイロット信号が入る場所である。ＬＴＥにおいてはこれを“Reference Signal”と呼んでいる。このReference Signalは規定信号パターンであり、受信した時のその信号変化によって伝送路状態の推定が可能となり、最終的に制御信号やデータ信号の復調動作に利用するものである。よって、この変調シンボルがパイロット信号の送信に使用される場合、この変調シンボルを制御信号やデータ信号の伝送に使用することはできない。Ｒ１〜Ｒ４の数字部分は基地局が有する複数の送信アンテナの番号と１対１にマッピングがされており、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ異なる４本のアンテナから送信されるReference Signalである。送信アンテナ数が４未満であるケースも存在し、その場合には、存在しないアンテナに対応するＲｎ（ｎ=２，３，４）の箇所はReference Signalを送信することはなく、データ信号や制御信号を送信することができる。

ここで、上記で述べた制御信号の内容には、下り回線のデータ信号領域（図８参照）のどの部分を対象端末へ割当てているか、あるいは上り回線（端末→基地局の方向）のデータ信号領域（図示なし）のどの部分を対象端末に割当てているか、の情報が記されている。よって、各端末は自身への割当てがなされているか、なされているならばデータ信号領域のどの部分が割当てられたか、を知るために制御信号領域を周期的にモニタしなければならない。また、制御信号領域には同時に複数の端末向けの制御信号が載るため、端末は複数の制御チャネルを受信し、その中から自身宛の制御信号を検出する動作が必要である。各端末には受信すべき複数の制御チャネル（制御チャネルの候補）があらかじめネットワーク側から通知される（その候補は端末毎に異なる可能性がある）。なお、これまで述べてきた制御信号は物理レイヤにおけるものであるが、ネットワーク側からの制御チャネル候補の通知については物理レイヤよりも高いレイヤ（Higher Layer）での制御信号シグナリングプロトコルを用いる。

図９は制御チャネル候補の定義を示したものである。ＬＴＥでは“Control Channel Element“と呼ぶ（以下ＣＣＥとする）単位が定義されており、この単位を一つあるいは二つ以上を組み合わせて１つの制御チャネルを構成する。図９の例では、ある端末が受信すべき制御チャネル候補の数を１１としている。これらのうち候補１〜６は１つのＣＣＥで制御チャネルを構成し、候補７〜９は２つのＣＣＥ、また候補１０〜１１は３つのＣＣＥでそれぞれ制御チャネルを構成している。端末は、ネットワーク側から指定された複数の制御チャネル候補をモニタする。これ以降、これら、端末がモニタしなければならない複数の制御チャネル（モニタを行うようにネットワーク側から指定された複数の制御チャネル候補からなるグループ）を“制御チャネル候補セット”と呼ぶことにする。なお、図９では、１つの制御チャネル候補セットに１１の制御チャネル候補が含まれる場合の例を示しているが、１つの制御チャネル候補セットに含める制御チャネル候補の数は、３ＧＰＰのＬＴＥの規格化作業では、まだ決定していない。

つぎに、ＬＴＥにおいて基地局が端末に制御信号を送る場合の動作について説明する。基地局が端末に制御信号を送る場合、制御信号のエラーチェック用のＣＲＣビットにさらに端末ＩＤを掛け合わせ、制御チャネル候補セットの中のいずれかの制御チャネルに符号化した制御信号を載せる。端末はネットワークから通知された制御チャネル候補セット全てについて復号を行い、最後に自局の端末ＩＤを使ってＣＲＣチェックを行い、誤りなしと判断された唯一の制御チャネルを自局宛制御チャネルとして取得する。基地局が制御信号を載せる制御チャネルを選択する基準としては、主に無線伝送路の品質がある。例えば対象端末が基地局から遠い場所に位置する場合には伝送路品質が悪く、伝送誤りが発生しやすい。そのため、このような場合には誤りを防ぐための強固な誤り訂正符号を用いる。逆に対象端末が基地局から近い場所に位置する場合には伝送路品質が良く、伝送誤りが発生しにくいため、強固な誤り訂正符号を用いる必要がない。通常、誤り訂正符号の強度を変える場合には誤り訂正符号化により発生する冗長度の許容ビット数を変化させる。すなわち、強度を強くする場合には冗長ビットが多く必要となるので、冗長ビットが増加するにつれ符号化後の制御信号ビットが１ＣＣＥに収まりきらなくなり、２ＣＣＥ、３ＣＣＥと複数ＣＣＥが必要になる。言い換えると、無線伝送路品質が悪ければ悪いほど、必要ＣＣＥ数は多くなる。

図１０は、制御チャネル候補セットの定義例を示した図である。現在３ＧＰＰでは制御チャネル候補セットの定義を決定していないが、図１０に示した構成の制御チャネル候補セットが下記非特許文献１にて提案されている。図１０に示したように、下記非特許文献１にて提案された案では、１ＣＣＥで制御チャネルを構成する場合の候補としてＣＣＥ０〜ＣＣＥ７を決定し、複数ＣＣＥからなる制御チャネルを構成する場合には、ＣＣＥ０〜ＣＣＥ７から構成可能なものだけを制御チャネル候補セットに含めている。なお、複数ＣＣＥをまとめて一つの制御チャネルを構成することをここでは“アグリゲーション”と呼ぶことにする。現段階の３ＧＰＰによる議論ではアグリゲーション数として、２、４および８を定義することが有力であるが、これもまだ最終決定には至っていない。

"３ＧＰＰ寄書Ｒ１−０７２６０７" May7-11，2007

上述したように、３ＧＰＰのＬＴＥの規格化作業では、制御チャネル候補セット、アグリゲーション数など、ＬＴＥを適用して通信システム（無線ネットワーク）を構築するために必要な情報が未だ決定されていない。そのため、制御チャネル候補セットとして、上記非特許文献１に示された構成（図１０参照）が採用される可能性も低くはない。しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術を適用した場合には、以下のような問題の発生が予測される。

たとえば、上記非特許文献１に示された構成を採用した通信システムにおいて制御チャネル候補セット数よりも多くの端末が存在する場合、以下に示すような問題が発生しうる。図１１は、この問題点を説明するための図であり、制御チャネル候補セットの端末毎への割り当ての様子を示している。具体的には、システム上に４つの制御チャネル候補セットＳ０〜Ｓ３が存在し、それぞれを各端末に割り当てる場合の例を示している。すなわち、この例では、端末０から端末３を、それぞれ異なる制御チャネル候補セット（セットＳ０〜Ｓ３）に割り当て、さらに、端末４をセットＳ０に割り当てている。ここで問題が発生する。図１１に示した例では各制御チャネル候補セットは８アグリゲーションの制御チャネル（８つのＣＣＥをアグリゲーションして得られる制御チャネル）を一つだけ含んでいる。そのため、仮に、端末０と端末４がいずれも基地局から遠い場所に存在し、制御チャネルとして８アグリゲーションを必要とする場合には、この２つの端末に同時に制御信号を送ることができない、という問題があった。

また、従来は、端末それぞれが持つ伝送路品質を考慮していなかった。たとえば、図１０のような制御チャネル候補セットの定義では、端末それぞれが持つ伝送路品質に関係なく、ＣＣＥアグリゲーションのないもの、ＣＣＥをアグリゲーションしたもの、さらにそれぞれのアグリゲーションレベルの全てを含んでいる。この場合、基地局から遠い端末は常にアグリゲーションされた制御チャネルで制御信号が送られてくる状況であっても、本例のような制御チャネル候補セットの定義によれば、使われることのない制御チャネル候補（アグリゲーションのないもの、アグリゲーション数が少ないもの）についても復号動作を行ってしまい、無駄な処理時間を要し、消費電力までも高くなってしまう、という問題があった。

さらに、別の問題も存在する。図１２−１〜図１２−３を参照しながらこの問題を説明する。これらの図は制御信号領域の変化に伴う制御チャネル候補セット定義の様子を表している。上述したように、ＬＴＥのシステムでは制御信号領域が１ＯＦＤＭシンボルから３ＯＦＤＭシンボルまで変化する。これは、制御信号領域に定義できるＣＣＥの数が変化することを意味し、これに伴って制御チャネル候補セットの定義も変化することになる。図１２−１〜図１２−３の例では制御信号領域が３ＯＦＤＭシンボルと多い場合にはＣＣＥ数が多く定義でき、制御チャネル候補セット数も４つ定義できている（図１２−１の場合に相当）。一方で、制御信号領域が１ＯＦＤＭシンボルと少ない場合には定義できるＣＣＥ数が少なく、制御チャネル候補セット数も１つのみ定義される（図１２−３の場合に相当）。このような制御信号領域が可変の場合、従来は、ネットワーク側から端末に対して、制御信号領域の各ＯＦＤＭシンボル数のケースについて、個別に制御チャネル候補セットを通知しなければならず、高レイヤ（物理レイヤよりも高いレイヤ）での制御信号シグナリング量が増えてしまう、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の端末に対してアグリゲーション数が多い制御チャネル、すなわち、冗長ビットを多く含んだ制御情報を同時に送信可能な通信システムおよび基地局を得ることを目的とする。

また、伝送路品質を考慮し、効率的な制御チャネル送受信動作を行う通信システムおよび基地局を得ることを目的とする。

また、制御情報送受信時のシグナリング量を低減する通信システムおよび基地局を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基地局および端末により構成され、当該基地局は、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する通信システムであって、前記基地局が実行する処理として、所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択ステップと、前記選択ステップにおける選択結果を前記各端末へ通知する結果通知ステップと、を含み、前記各グループの構成を、規定数以上の単位領域を集約して生成される拡張領域が複数のグループに属する構成とすることを特徴とする。

この発明によれば、基地局において制御チャネル選択のフレキシビリティがあがり、基地局から遠い位置に存在する複数台の端末に対して同時に制御信号を送ることができなくなる状況を高い確率で回避できる。すなわち、複数の端末に対してアグリゲーション数が多い制御チャネル（規定数以上の単位領域を集約して生成された拡張領域を使用する制御チャネル）を同時に送信することが可能となる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信システムおよび基地局の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
本実施の形態の通信システムにおける各構成要素の動作説明を行う前に、ここでまず、本実施の形態の通信システムにおいて同一の制御チャネルを異なる制御チャネル候補セットで共有する方法について示す。図１は、本実施の形態の通信システムで使用する制御チャネル候補セットの一例を示す図である。本実施の形態の通信システムでは、アグリゲーション数が大きい制御チャネルについては、それらを複数の制御チャネル候補セット間で共有する（複数の端末に対して同時に割り当てる）ことを特徴とする。

図１では異なる制御チャネル候補セットを異なるハッチング模様で区別している（この例では、制御チャネル候補セットのＳ０：左斜縞、Ｓ１：縦縞、Ｓ２：右斜縞、Ｓ３：横縞）。ただし、複数のチャネル候補セットから共有されている制御チャネルのハッチング模様はそれぞれの模様を重ねた模様で表している。なお、４アグリゲーションレベル（アグリゲーション数が４の場合）では、合計８個存在する制御チャネル候補の中のインデックス番号が０〜３のものが制御チャネル候補セットのＳ０およびＳ２で共有され（Ｓ０およびＳ２に属し）、インデックス番号が４〜７のものが制御チャネル候補セットのＳ１およびＳ３で共有される。また、８アグリゲーションレベルでは合計８個存在する制御チャネル候補すべてが制御チャネル候補セットのＳ０〜Ｓ３で共有される。

そして、図１に示した各制御チャネル候補セットを利用すると、仮に特定の制御チャネルセットに複数の端末が割り当てられこれらの端末と基地局との間の伝送路品質が悪い状態、すなわち、複数の端末が８アグリゲーションの制御チャネル候補を使用した制御情報（制御チャネル）受信が必要な状態であっても、複数の端末に対して８アグリゲーションの制御チャネル候補を使用した制御情報送信が可能となる。なぜなら、４つ存在している８アグリゲーションの制御チャネル候補はすべての制御チャネル候補セット（Ｓ０〜Ｓ３）で共有されており、どの候補セットに属する端末に対しても８アグリゲーションの制御チャネル候補（８つのＣＣＥをアグリゲーションして得られる制御チャネル候補）が４つ確保されているためである。

たとえば、図１に示した制御チャネル候補セットを適用したシステムにおいては、４台の端末（端末０から端末３）を、それぞれ異なる制御チャネル候補セット（セットＳ０〜Ｓ３）に割り当て、さらに、端末４をセットＳ０に割り当てる場合であっても、５台の端末のそれぞれに対して８アグリゲーションの制御チャネル候補が４つ存在する（制御チャネル候補セットのそれぞれに、８アグリゲーションの制御チャネル候補が４つ存在する）。したがって、制御信号を端末に送る場合における制御チャネル選択のフレキシビリティがあがり、基地局から遠い位置に存在する複数台の端末に対して同時に制御信号を送ることができなくなる状況を高い確率で回避できる。

つづいて、本実施の形態の基地局が端末に対して制御チャネル候補セット（モニタすべき制御チャネルの情報）を通知する場合の動作（高レイヤにおける処理）を説明する。例えば、「いずれの制御チャネル候補セットも各アグリゲーションレベル（アグリゲーションなしも含む）でＭ個の制御チャネルを含む」というルールを予め決定しておけば、基地局は、Higher Layerシグナリングを用いてセット番号（制御チャネル候補セット番号）のみを通知すればよく、各端末は、通知されたセット番号から、制御チャネル候補（モニタすべき制御チャネル）を識別できる。具体例を示すと、基地局からセットＳｉと通知された端末は各アグリゲーションレベルにおいて、「Ｍ＊ｉ」の演算結果に対応するインデックスの制御チャネルから連続するＭ個が自局の制御チャネル候補であると判断する。より具体的には、例えば図１の制御チャネル候補セットを適用したシステムにおいて、Ｍ＝４とあらかじめ決定しておいた場合、セットＳ１と通知された端末はインデックス４(＝Ｍ＊ｉ＝４×１)に相当する制御チャネルから連続４個の制御チャネル、すなわちインデックス４からインデックス７までの制御チャネルが各アグリゲーションレベルにおいて自局に与えられた制御チャネル候補であると判断する。なお、図１の８アグリゲーションレベルの例のように、制御チャネル数が「Ｍ＊ｉ」よりも少ない場合にはインデックス０の制御チャネルに戻ってインデックスをつけることとする。なお、ここでは全てのアグリゲーションレベルで共通のＭを用いる場合について説明したが、Ｍをレベル毎に異なる値とすることも可能である。

図２は、基地局および端末が備える、上述したシグナリング（基地局から端末への制御チャネル候補セットの通知）を実現するための機能構成ブロックの一例を示す図である。図２に示したように、基地局は、Higher Layerシグナリング（端末へのセット番号の通知）を行うための構成として、制御チャネル候補セット決定部１１、High Layer（高レイヤ）シグナリング送信部１２および無線送信部１３を備える。一方、端末は、無線受信部２１、High Layer（高レイヤ）シグナリング受信部２２および制御チャネル候補セット解析部２３を備える。

基地局において、制御チャネル候補セット決定部１１は対象端末に割り当てる制御チャネル候補セットを決定する。制御チャネル候補セット決定部１１により決定された情報（制御チャネル候補セット）は高レイヤシグナリング送信部１２でシグナリングプロトコル規定のフォーマットに変換され、無線送信部１３に渡される。無線送信部１３では受け取った情報を無線区間の伝送フォーマットに変換して端末に送信する。無線信号にて送られた情報は端末の無線受信部２１で受信され、無線伝送に必要なヘッダ情報などを取り除いた後に高レイヤシグナリング受信部２２に送られる。高レイヤシグナリング受信部２２では受け取った情報から、さらにプロトコル上のヘッダ情報を取り除き、制御チャネル候補セット解析部２３に渡す。制御チャネル候補セット解析部２３では受け取った情報を用いて、システムで予め規定されたルール（たとえば、上述した、いずれの制御チャネル候補セットも各アグリゲーションレベルでＭ個の制御チャネルを含む、というルール）に従った計算を行い、制御チャネル候補の位置を特定する。

つづいて、本実施の形態の基地局と端末が物理レイヤにおいて制御信号を送受信する場合の動作について説明する。なお、基地局から各端末に対する制御チャネル候補セット通知は既に行われているものとして説明を行う。

図３は、基地局および端末が備える、物理レイヤにおける制御信号の送受信を実現するための機能構成ブロックの一例を示す図である。基地局は、バッファ部３１、スケジューラ部３２、データ符号化部３３、制御チャネルテーブル３４、制御信号符号化部３５、無線送信部３６および無線受信部３７を備える。一方、端末は、無線受信部４１、信号分離部４２、制御信号復号部４３、制御チャネル候補テーブル４４、データ復号部４５、伝送路品質測定部４６および無線送信部４７を備える。

基地局において、バッファ部３１は、端末に送信すべきデータを格納する。スケジューラ部３２は、バッファ部３１のデータ蓄積状況を監視し、配下の複数候補の端末の中から今回の送信タイミングでデータを送る端末を選択する。端末を選択したスケジューラ部３２はデータ符号化部３３に対象データの符号化を指示すると共に、制御チャネルテーブル３４を参照することで対象端末の制御信号を載せる制御チャネル候補（制御チャネル候補セット）を知る。なお、制御チャネルテーブルには、各基地局に対して通知した制御チャネル候補セットの情報が登録される。上述したとおり、この例では、基地局から各端末に対する制御チャネル候補セット通知は既に行われているため、制御チャネルテーブル３４には、配下の各端末と各制御チャネル候補セットの対応情報（対応関係）が登録されている。

スケジューラ部３２は、選択した端末（スケジューリングの対象端末）に対応する複数の制御チャネル候補の中から制御チャネルを選択する。この時、対象端末に対する無線伝送路品質情報、および同時に制御信号を送信する他の端末の存在を考慮する。制御チャネルを決定（選択）すると、スケジューラ部３２は、制御信号符号化部３５に制御情報と共に端末ＩＤ（対象端末のＩＤ）、伝送路品質情報（対象端末との間の伝送路品質）、および制御チャネル情報（選択した制御チャネル候補の情報）を通知する。制御信号符号化部３５では端末ＩＤおよび伝送路品質情報を用いて制御情報を符号化し、それを制御チャネル情報とともに無線送信部３６に渡す。無線送信部３６は、指示された制御チャネルで制御情報を送信し、また、符号化されたデータについても、データ用に割り当てられたデータチャネルで送信を行う。無線受信部３７は端末からのデータを受け取るほか、端末から報告される伝送路品質情報を受け取り、スケジューラ部３２に通知する。

基地局から端末に向けて送信された信号は、端末の無線受信部４１にて受信され、信号分離部４２に渡される。信号分離部４２は受け取った受信信号を制御信号とデータ信号に分離してそれぞれの復号部に送る。制御信号復号部４３は、制御チャネル候補テーブル４４から自局の制御チャネル候補を認識し、認識したそれぞれの制御チャネル候補についての復号処理を実行する。復号処理を実行した各制御チャネル候補の中でＣＲＣチェックにより自局宛であると判断できた制御チャネルについては、その制御信号の内容からデータ信号が割り当てられている周波数や変調方式を知る。そして、これらの周波数や変調方式の情報はデータ復号部４５に送られる。データ復号部４５は通知を受けた周波数情報、変調方式に従い、データ信号から該当部分を切り出し、データ復号を行う。また、伝送路品質測定部４６では基地局からの受信信号についてその信号電力を測定し、測定値を規定のフォーマットに変換する。変換後の電力測定値は、伝送路品質情報として、無線送信部４７経由で周期的に基地局へ通知される。

このように、本実施の形態の通信システムにおいては、基地局は、一定数以上のＣＣＥを集約（アグリゲーション）して得られる制御チャネル候補を複数の制御チャネル候補セットに割り当て、各端末は基地局から指定された制御チャネル候補セット内の各制御チャネル候補をモニタするようにした。これにより、各制御チャネル候補セットには、アグリゲーション数が多い制御チャネルの候補が複数含まれるようになり、基地局において制御チャネル選択のフレキシビリティがあがる。この結果、基地局から遠い位置に存在する複数台の端末に対して同時に制御信号を送ることができなくなる状況を高い確率で回避できる。すなわち、複数の端末に対してアグリゲーション数が多い制御チャネルを同時に送信することが可能となる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２の通信システムについて説明する。なお、本実施の形態の基地局および端末の構成は、実施の形態１と同様である（図２および図３参照）。実施の形態１では、アグリゲーション数が多い制御チャネルを複数の端末に対して送信可能な通信システムについて説明したが、本実施の形態では、さらに、伝送路品質を考慮した制御を行う通信システムについて説明する。図４は伝送路品質に基づいて制御チャネル候補セットを決定する方法、を説明するための図である。図４に示したように、本実施の形態の通信システムでは、アグリゲーション数が少ない制御チャネル候補からなる制御チャネル候補セットと、アグリゲーション数が多い制御チャネル候補からなる制御チャネル候補セットを使用し、基地局は、端末との間の距離に基づいて各端末に割り当てる制御チャネル候補セットを決定する。この例では、アグリゲーションなしの制御チャネルおよび２アグリゲーションによる制御チャネルを含むものを基地局に近い端末（伝送路品質が良好と推測される端末）に割り当てる制御チャネル候補セットとし、４アグリゲーションおよび８アグリゲーションによる制御チャネルを含むものを基地局に遠い端末（伝送路品質が良好ではないと推測される端末）に割り当てる制御チャネル候補セットとしている。なお、図示していないが、アグリゲーション数が多い制御チャネル候補は、実施の形態１の場合と同様に、複数の制御チャネル候補セット間で共有することとする。すなわち、本実施の形態の通信システムでは、アグリゲーション数が多いもの（４以上のもの）同士、少ないもの同士で制御チャネル候補セットを構成するようにして、基地局から遠い端末をアグリゲーション数が多いものからなる制御チャネル候補セットに割り当て、一方、基地局に近い端末をアグリゲーション数が少ないものからなる制御チャネル候補セットに割り当てる。

そのため、本実施の形態の基地局は、パスロスまたはＣＱＩ(Channel Quality Indicator)を利用して各端末との距離（“近い／遠い”）を判断し、判断結果に基づいて端末を制御チャネル候補セットに割り当てる。なお、基地局において、制御チャネル候補セット決定部１１（図２参照）が、上記判断結果に基づいて端末を制御チャネル候補セットに割り当てる処理を行う。

パスロスは、基地局が送信した信号の電力（送信電力値）と、その信号を端末が受信した際の信号電力（受信電力）の差である。すなわち、基地局が信号を送信した際の送信電力値から、その信号の端末での受信電力値を引き算することにより得られる情報である。これは、端末が受信電力値を基地局に報告して基地局がパスロスを計算するか、基地局がその送信電力値を端末に通知して端末がパスロスを計算することにより得られる。そして、この値が大きければ基地局から遠く、小さければ基地局に近いと判断することができる。なお、基地局においてパスロスを計算する場合、たとえばスケジューラ部３２がパスロスを算出する。一方、端末においてパスロスを計算する場合、たとえば伝送路品質測定部４６がパスロスを算出する。

ＣＱＩは、ＬＴＥでも既に規定されているものであり、端末が伝送路品質を測定し、測定値を規定のインデックス(ＣＱＩ)に変換して、基地局に報告する。本測定値は、本来受信するべき信号の電力と雑音を含めた干渉を与えている信号の電力の比である。この値が大きければ品質状態が良く、小さければ品質状態が悪い、と判断でき、基地局と端末との距離（“近い／遠い”）の情報に代替できるものである。なお、端末において、伝送路品質測定部４６が、伝送路品質の測定およびＣＱＩへの変換を行う。

パスロスおよびＣＱＩのいずれを使用する場合でも、得られたパスロスまたはＣＱＩは、最終的に基地局の制御チャネル候補セット決定部１１へ渡される。

このように、本実施の形態では、端末に割り当てる制御チャネル候補セットを、基地局と端末の距離または端末における伝送品質に基づいて決定することとしたので、基地局から制御信号を送信する上で真に使用するアグリゲーションレベル、すなわち適切な制御チャネル候補のみが各端末に割り当てられるようになり、端末における無駄な復号動作が省かれる。この結果、端末側での処理時間および消費電力を低減することができる。

また、実施の形態１と同様に一定数以上のＣＣＥを集約（アグリゲーション）して得られた制御チャネル候補が複数の制御チャネル候補セット間で共有されるようにしたので、アグリゲーション数が多い制御チャネルの複数の端末に対する同時送信を実現しつつ端末における処理時間および消費電力を低減することができる。

なお、上記説明では、品質情報に基づいて定義する制御チャネル候補セットを２種類（基地局に近い／遠い）とした場合について説明を行ったが、３種類以上とすることも可能である。また、２種類以上を定義した場合、それぞれの制御チャネル候補セットを構成する制御チャネル候補数は同一にしてもよいし、異なる数としてもよい。異なる数とする場合、たとえば、端末の分布に応じて制御チャネル候補数を調整する。すなわち、基地局から遠い端末が多く存在する場合には、それらに定義する制御チャネル候補セットが含む制御チャネル候補数を、基地局に近い端末用に定義する制御チャネル候補セットが含む制御チャネル候補数よりも多くする。本発明では各制御チャネル候補セットが含む制御チャネル候補数にはこだわらない。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態の基地局および端末の構成は、実施の形態１と同様である（図２および図３参照）。本実施の形態では、基地局が制御チャネル候補セットの相対番号を端末へ通知することにより、制御信号エリアを変化させる場合であっても制御チャネル候補セットを端末へ通知可能な通信システムについて説明する。なお、制御チャネル候補セットは、実施の形態１で示した「一定数以上のＣＣＥをアグリゲーションして得られた制御チャネル候補が複数の制御チャネル候補セット間で共有される」という条件を満たしたものとする。

本実施の形態の通信システムでは、構成が同一の制御チャネル候補セットに対して制御信号領域のＯＦＤＭシンボルの数に依存しない同一の制御チャネル候補セット番号（相対番号）、を付与し、この相対番号を使用して、基地局が端末へ制御チャネル候補セットを通知する。

一方、端末は、基地局から制御チャネル候補セット番号（Ｓとする）を通知された場合、通知された番号Ｓおよび制御信号領域の変化に伴って変化するＳｍ（システム上の制御チャネル候補セット数）を使用して「Ｓｄ＝Ｓ％Ｓｍ」の計算を行う。ここで“％”は剰余演算を示し、この計算式は、ＳをＳｍで割ることにより生じる余りをＳｄとすることを意味している。なお、図５−１〜図５−３は本実施の形態の端末が制御チャネル候補セットを特定する動作の一例を示した図である。

以下に、通信システムの制御信号領域が１，２，３ＯＦＤＭシンボル、これらに対応し、システム上に存在する制御チャネル候補セット数Ｓｍをそれぞれ１，２，４とした場合の動作例について説明する。この条件において、基地局から対象端末に制御チャネル候補セット番号Ｓとして「３」が通知された場合を考えると、本実施の形態で示す制御チャネル候補セットの特定方法、を適用していないシステムでは、Ｓｍ＝１およびＳｍ＝２の場合には、通知された３に対応する制御チャネル候補セットが存在しないこととなり、端末はセット番号を特定できない。これに対して、本実施の形態の通信システムでは、上述した剰余の計算を行うことにより、セット番号を特定することができる。

すなわち、図５−１に示した制御信号領域が３ＯＦＤＭシンボルかつＳｍ＝４の場合、通知されたＳ＝３をＳｍ（＝４）で割った余りは３となり、Ｓｄ＝３が導き出される（セットＳ３が特定される）。また、図５−２に示した制御信号領域が２ＯＦＤＭシンボルかつＳｍ＝２の場合、通知されたＳ＝３をＳｍ（＝２）で割った余りは１（Ｓｄ＝１）であるから、セットＳ１が特定される。また、図５−１に示した制御信号領域が１ＯＦＤＭシンボルかつＳｍ＝１の場合、通知されたＳ＝３をＳｍ（＝１）で割った余りは０（Ｓｄ＝０）であるから、セットＳ０が特定される。

なお、制御チャネル候補セット数が少ない場合の例を図６に示す。図６は、制御チャネル候補セットが２つの場合（Ｓｍ＝２）の例を示しており、この場合、仮にセット番号Ｓ＝３が通知されてきたとすれば、端末は、剰余計算を行うことでＳｄ＝１が得られ、当該端末は自局の制御チャネル候補セットをＳ１と特定することができる。

また、本実施の形態では、実施の形態１の通信システムで使用したものと同じ制御チャネル候補セットを使用する通信システムについて示したが、実施の形態２の通信システムで使用したものと同じ制御チャネル候補セットを使用することも可能である。

このように、本実施の形態の通信システムでは、基地局が制御チャネル候補セットの相対番号を端末へ通知し、相対番号の通知を受けた端末は、通知された相対番号と、制御信号領域の変化に応じて変化するパラメータである、システム上の制御チャネル候補セット数Ｓｍと、に基づいて制御チャネル候補セット（Ｓｄ）を特定することとした。また、実施の形態１または２で示した制御チャネル候補セットを使用することとした。これにより、実施の形態１または２の通信システムで得られる効果に加え、少ないシグナリング量で基地局から端末へ制御チャネル候補セットを通知できる、という効果、すなわち、Higher Layerでのシグナリング量を削減する、という効果が得られる。

なお、本実施の形態で示した制御チャネル候補セットの通知方法は、「システム上の制御チャネル候補セットはいずれのＯＦＤＭシンボル数でも同一である」と仮想的に考えることと等価である。例えば、図５−２に示したＳｍ＝２のケースでは、セットＳ０はセットＳ２でもあり、セットＳ１はセットＳ３でもあると考えることで、Ｓｍ＝４の場合となんら変わらず、制御チャネル候補セット数は４であるように見ることができる。

また、上記の各実施の形態では、制御チャネル候補を構成するＣＣＥが物理的に隣接し合うサブキャリアをまとめた１つの単位であるかのように説明を行ったが、実際にはこの限りではない。すなわち、複数のさらに小さなかたまりを集めて１つのＣＣＥを構成することもある。図７はその様子を示したものである。特定の小さな周波数帯域で無線環境が悪くなったことを考えた時、その周波数帯域のみで制御チャネルを伝送した場合に、端末での受信品質がその特定の無線環境に強く依存してしまう。しかしながら、図７で示したように、周波数軸上でお互いに離れた複数の小さな周波数帯域によりＣＣＥを構成した場合、特定周波数帯域の無線環境への依存度が薄まり、受信品質安定化の効果が期待できる（周波数ダイバーシチ効果）。なお、ＬＴＥにて規格化が進められている新たな無線方式では、ＣＣＥを構成する上記小さなかたまりを“mini-CCE”と呼んでいる。

以上のように、本発明にかかる通信システムは、基地局が、複数の端末間で共通使用が可能な帯域を使用し、各端末に対する制御情報を個別に送信する通信システムとして有用であり、特に、伝送路品質が良好でない複数の端末に対して冗長ビットを多く含んだ制御情報を同時に送信可能な通信システムを実現する場合に適している。

実施の形態１の通信システムにおいて使用する制御チャネル候補セットの一例を示す図である。 High Layerシグナリングを行う基地局および端末が有する機能構成ブロックの一例を示す図である。 物理レイヤにおいて制御信号の送受を行う基地局および端末が有する機能構成ブロックの一例を表す図である。 実施の形態２の通信システムにおいて使用する制御チャネル候補セットの一例を示す図である。 実施の形態３の端末が制御チャネル候補セットを特定する動作例を示す図である。 実施の形態３の端末が制御チャネル候補セットを特定する動作例を示す図である。 実施の形態３の端末が制御チャネル候補セットを特定する動作例を示す図である。 制御チャネル候補セットの一例を示す図である。 ＣＣＥの構成例を示す図である。 従来の通信システムを説明するための図である。 従来の通信システムを説明するための図である。 従来の通信システムを説明するための図である。 従来の通信システムにおける問題点を説明するための図である。 従来の通信システムにおける問題点を説明するための図である。 従来の通信システムにおける問題点を説明するための図である。 従来の通信システムにおける問題点を説明するための図である。

符号の説明

１１ 制御チャネル候補セット決定部
１２ High Layerシグナリング送信部
１３、３６、４７ 無線送信部
２１、３７、４１ 無線受信部
２２ High Layerシグナリング受信部
２３ 制御チャネル候補セット解析部
３１ バッファ部
３２ スケジューラ部
３３ データ符号化部
３４ 制御チャネルテーブル
３５ 制御信号符号化部
４２ 信号分離部
４３ 制御信号復号部
４４ 制御チャネル候補テーブル
４５ データ復号部
４６ 伝送路品質測定部

Claims (8)

1. 基地局および端末により構成され、当該基地局は、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する通信システムであって、
   前記基地局が実行する処理として、
   所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択ステップと、
   前記選択ステップにおける選択結果を前記各端末へ通知する結果通知ステップと、
   を含み、
   前記各グループの構成を、規定数以上の単位領域を集約して生成される拡張領域が複数のグループに属する構成とすることを特徴とする通信システム。
2. 基地局および端末により構成され、当該基地局は、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する通信システムであって、
   前記基地局が実行する処理として、
   所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択ステップと、
   前記選択ステップにおける選択結果を前記各端末へ通知する結果通知ステップと、
   を含み、
   前記複数のグーループは、基地局と端末との間の伝送路品質が良好な場合に割り当てる２つ以上のグループと、伝送路品質が良好でない場合に割り当てる２つ以上のグループと、を含み、当該伝送路品質が良好でない場合に割り当てるグループの構成を、規定数以上の単位領域を集約して生成される拡張領域が複数のグループに属する構成とすることを特徴とする通信システム。
3. 基地局および端末により構成され、当該基地局は、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する通信システムであって、
   前記基地局が実行する処理として、
   所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択ステップと、
   前記選択ステップにおける選択結果を前記各端末へ通知する結果通知ステップと、
   を含み、
   前記基地局から前記端末への制御チャネル送信で使用可能な帯域を可変とし、かつ前記グループの数を当該制御チャネル送信で使用可能な帯域に基づいた数とする場合、前記各グループを、当該制御チャネル送信で使用可能な帯域に依存しない識別情報にて管理し、
   前記結果通知ステップでは、前記識別情報を利用して選択結果を通知することを特徴とする通信システム。
4. 前記単位領域を３ＧＰＰのＬＴＥにおいて定義された“Control Channel Element”とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
5. 端末とともに通信システムを構成し、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する基地局であって、
   所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択手段と、
   前記選択手段による選択結果を前記各端末へ通知する結果通知手段と、
   を備え、
   前記各グループの構成を、規定数以上の単位領域を集約して生成される拡張領域が複数のグループに属する構成とすることを特徴とする基地局。
6. 端末とともに通信システムを構成し、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する基地局であって、
   所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択手段と、
   前記選択手段による選択結果を前記各端末へ通知する結果通知手段と、
   を備え、
   前記複数のグーループは、基地局と端末との間の伝送路品質が良好な場合に割り当てる２つ以上のグループと、伝送路品質が良好でない場合に割り当てる２つ以上のグループと、を含み、当該伝送路品質が良好でない場合に割り当てるグループの構成を、規定数以上の単位領域を集約して生成される拡張領域が複数のグループに属する構成とすることを特徴とする基地局。
7. 端末とともに通信システムを構成し、システムに割り当てられた帯域内の、時間および周波数で特定される単位領域、または当該単位領域を複数集約して生成される拡張領域、を使用して配下の端末へ制御チャネルを送信する基地局であって、
   所定数の単位領域および拡張領域からなり、その構成が互いに異なる複数のグループ、の中から前記各端末に対する制御チャネル送信で使用するグループを個別に選択する選択手段と、
   前記選択手段による選択結果を前記各端末へ通知する結果通知手段と、
   を備え、
   端末への制御チャネル送信で使用可能な帯域が可変かつ前記グループの数が当該制御チャネル送信で使用可能な帯域に基づいた数である場合、前記各グループを、当該制御チャネル送信で使用可能な帯域に依存しない識別情報にて管理し、
   前記結果通知手段は、前記識別情報を利用して選択結果を通知することを特徴とする基地局。
8. 前記単位領域を３ＧＰＰのＬＴＥにおいて定義された“Control Channel Element”とすることを特徴とする請求項５、６または７に記載の基地局。

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