JP2010239648A - 移動通信システムにおける基地局装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビット数は少ないが高い品質を要する制御情報を上りリンクで伝送するのにどのリソースが使用されるべきかをユーザ装置に効率的に通知すること。
【解決手段】ユーザ装置は、シングルキャリア方式で上り制御信号を基地局装置に送信する。ユーザ装置は、下り制御信号及び下りデータ信号を受信する手段と、下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を用意する手段と、送達確認情報を含む上り制御信号を用意する手段と、上りデータ信号に使用されてよいリソースとは別のリソースで、上り制御信号を送信する手段と、下り制御信号又は下りデータ信号のリソースと、上り制御信号に使用されるリソースとを一意に関連付ける所定の対応関係を記憶する記憶手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は次世代移動通信方式に関連し、特にそのような移動通信システムにおけるユーザ装置、基地局装置及び通信方法に関連する。

この種の技術分野では、次世代の通信システムに関する研究開発が急速に進められている。現在のところ想定されている通信システムでは、ピーク電力対平均電力比(PAPR: Peak−to−Average Power Ratio)を抑制しつつカバレッジを広くする観点から、上りリンクにシングルキャリア方式を利用することが提案されている。この通信システムでは、上下リンク共に無線リソースは、複数のユーザ間で共有されるチャネル(shared channel)の形式で、各ユーザの通信状況等に応じて適宜割り当てられる。より具体的には、上りリンクにおけるユーザのデータ信号は、物理上りリンク共有チャネル(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)で伝送される。「チャネル」と「信号」は混乱のおそれがなければ同義的に使用されてよい。下りリンクにおけるユーザのデータ信号は、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)で伝送される。

割当内容を決定する処理はスケジューリングと呼ばれる。上りリンクのスケジューリングを適切に行うため、各ユーザ装置はリファレンス信号（パイロットチャネルとも呼ばれる）を基地局に送信し、基地局はその受信品質によって上りリンクのチャネル状態を評価する。また、下りリンクのスケジューリングを行うため、基地局はユーザ装置にリファレンス信号を送信し、ユーザ装置はそのリファレンス信号の受信品質に基づいて、チャネル状態を示す情報（CQI: Channel Quality Indicator）を基地局に報告する。各ユーザ装置から報告されたCQIに基づいて、基地局は下りリンクのチャネル状態を評価し、下りリンクのスケジューリングを行う。スケジューリングの内容は下り制御信号で各ユーザ装置に通知される。この制御信号は、下りL1/L2制御信号又は下りL1/L2制御信号と呼ばれる。

上り制御信号には、上りデータ信号に付随して伝送されなければならない制御情報（便宜上、第１制御情報と呼ぶ）と、上りデータ信号の有無によらず伝送される制御情報（便宜上、第２制御情報と呼ぶ）とがある。第１制御情報には、データ信号の変調方式、チャネル符号化率等のようなデータ信号の復調に不可欠な情報が含まれる。第２制御情報には、下りチャネルのCQI情報、下りデータ信号の送達確認情報（ACK/NACK）、リソース割当要求等の情報が含まれる。従って、ユーザ装置は上り制御信号で、第１制御情報のみを、第２制御情報のみを、或いは第１及び第２制御情報双方を伝送する可能性がある。

上りデータ信号の伝送用にリソースブロック（無線リソース）が割り当てられた場合には、第１制御情報（及び必要に応じて第２制御情報）はそのリソースブロックで伝送されるが、上りデータ信号が伝送されない場合には専用のリソース（専用の帯域）で第２制御信号を伝送することが検討されている。以下、そのようにして帯域を利用する例を概説する。

図１は上りリンクの帯域利用例を示す。図１には、上りデータ信号である物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)を伝送するためのリソース(複数のリソースブロック)と、そのようなリソースが割り当てられていないユーザが上り制御信号を送信するためのリソース（上記の専用の帯域に相当する）とが示されている。後者は、物理上りリンク制御信号(PUCCH: Physical Uplink Control CHannel)と呼ばれる。図示の例では、４つのリソースブロックの１つ以上がユーザに割り当てられ、第１，第２のホッピング制御信号が或る送信時間間隔(TTI: Transmission Time Interval)で用意され、後続のTTIで第３，第４のホッピング制御信号が用意されている。各ホッピング制御信号はPUCCHに相当する。TTI又はサブフレームの中で時間及び周波数に関してホッピングを行うことで、ダイバーシチ効果を得ることができる。第１乃至第４のホッピング制御信号の各々は、一人のユーザで占有されてもよいし、複数のユーザで多重されてもよい。この種の上り制御信号の伝送方式については、非特許文献１に記載されている。

3GPP,R1-071245

上記の提案済みの手法では、上り制御信号にどのリソースが使用されるべきかが下りL1/L2制御信号でユーザ装置に通知される必要がある。上りデータ信号の送信にリソースが割り当てられていないユーザの上り制御信号については、それが専用リソースのどのスロットで送信されるべきかが各ユーザ装置に通知される必要がある。このような上り制御信号は、例えば送達確認情報(ACK/NACK)しか含まないかもしれない。送達確認情報は、本質的には１ビットで済むが、それは再送制御で中心的役割を果たし、送達確認情報の正誤はデータ伝送のスループットに大きく影響するという性質がある。しかしながら従来の手法では、１ビットにすぎない送達確認情報を上りリンクで送信する場合に、どのリソースで送信されるべきかを下りL1/L2制御信号でいちいちユーザ装置に通知しなければならず、非効率的であるという問題がある。また、１ビットに過ぎない送達確認情報については符号化利得が得られにくいので高品質化を図ることも困難であるという問題がある。

本発明の課題は、ビット数は少ないが高い品質を要する制御情報を上りリンクで伝送するのにどのリソースが使用されるべきかをユーザ装置に効率的に通知することである。

本発明の一形態による基地局装置は、
シングルキャリア方式で上り制御信号をユーザ装置から受信する基地局装置であって、
下り制御信号及び下りデータ信号を送信する送信部と、
前記下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を含む上り制御信号を受信する受信部とを備え、
前記受信部は、下り制御信号のリソースと、上り制御信号に使用すべきリソースとを一意に関連付ける対応関係を規定しており、前記送信部において送信した下り制御信号のリソースをもとに対応関係にしたがって特定したリソースにおいて、上り制御信号を受信することを特徴とする基地局装置である。

本発明によれば、ビット数は少ないが高い品質を要する制御情報を上りリンクで伝送するのにどのリソースが使用されるべきかをユーザ装置に効率的に通知することができる。

移動通信システムで使用される帯域利用例を示す図である。 本発明の第１実施例によるユーザ装置のブロック図を示す。 TTI、サブフレーム及びブロックの一例を示す図である。 カザック符号の性質を説明するための図である。 ロングブロックLB毎に因子(変調データ)が乗算される様子を示す図である。 ロングブロックLB毎に因子(変調データ及びブロック拡散符号)が乗算される様子を示す図である。 本発明の第１実施例による基地局装置のブロック図を示す。 本発明による動作例を示すフローチャートである。 報知情報及び割当番号から符号情報を特定するためのフローチャートである。 図９のフローを実行することで実現されるカザック符号、巡回シフト量及び帯域の設定例を示す図である。 自装置宛の下り制御信号のリソースと上り制御信号のリソースとの対応関係の一例を示す図である。 パーシステントスケジューリングユーザ用に別のリソースが確保されている様子を示す図である。 本発明の第２実施例による基地局装置のブロック図を示す。 本発明の第２実施例による基地局装置のブロック図を示す。 自装置宛のリソースブロックと上り制御信号のリソースとの対応関係の一例を示す図である。

説明の便宜上、本発明が幾つかの実施例に分けて説明されるが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。具体的な数値を用いた説明が行われるが、特に断りのない限り、各数値は単なる一例に過ぎず、適切な如何なる数値が使用されてもよい。

図２は本発明の一実施例によるユーザ装置のブロック図を示す。図２には、ACK/NACK判定部３０４、ブロック毎の変調パターン生成部３０６、ブロック毎の変調部３０８、離散フーリエ変換部（DFT）３１０、サブキャリアマッピング部３１２、逆高速フーリエ変換部（IFFT）３１４、サイクリックプレフィックス（CP）付加部３１６、多重部３１８、RF送信回路３２０、電力増幅器３２２、デュプレクサ３２４、カザック系列番号設定部３３１、カザック符号生成部３３２、巡回シフト番号設定部３３３、巡回シフト部３３４、ブロック拡散符号設定部３３５、ブロック拡散部３３６、周波数設定部３３７、リファレンス信号生成部３３８、L1/L2制御情報番号及び再送回数の判定部３４０、符号情報及びリソース情報部３４２が描かれている。

ACK/NACK判定部３０４は、受信した下りデータ信号を構成するパケット各々に誤りがあるか否かを判定し、判定結果を送達確認情報として出力する。送達確認情報は、誤りがなかったことを示す肯定応答（ACK）又は誤りがあったことを示す否定応答（NACK）で表現されてよい。送達確認情報は、受信パケットに対する誤りの有無を表現できればよいので、本質的には１ビットで表現できるが、より多くのビット数で表現されてもよい。

ブロック毎の変調パターン生成部３０６は、チャネル状態情報（CQI）及び送達確認情報（ACK/NACK）をブロック毎の変調パターンにそれぞれ整える。所定数個のブロックがサブフレームに含まれ、サブフレームはリソースの割当単位である送信時間間隔（TTI: Transmission Time Interval）を構成する。

図３はブロック、サブフレーム及びTTIの一例を示す。図示の例では、1.0msのTTIの中に、0.5msのサブフレームが２つ含まれ、各サブフレームは６つのロングブロック（LB）と２つのショーとブロック（SB）とを含み、ロングブロックは例えば66.7μsであり、ショートブロックは例えば33.3μsである。これらの数値例は単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。一般に、ロングブロックは受信側で未知のデータ（制御信号やデータ信号等）を伝送するのに使用され、ショートブロックは受信側で既知のデータ（パイロットチャネル等）を伝送するのに使用される。図示の例では、１つのTTIに１２個のロングブロック（LB1〜LB12）及び４つのショートブロック（SB1〜SB4）が含まれる。

図２のブロック毎の変調パターン生成部３０６は、この１２個のブロック（LB1〜LB12）の内の１つ以上とチャネル状態情報（CQI）を表現するビットとの対応関係、１２個のブロック（LB1〜LB12）の内の１つ以上と送達確認情報（ACK/NACK）を表現するビットとの対応関係を決定する。ユーザ装置は、上り制御信号でチャネル状態情報だけを送信する場合と、送達確認情報だけを送信する場合と、それら双方を送信する場合とがある。従って、（Ａ）１２個のブロックが全てチャネル状態情報に関連付けられるかもしれないし、（Ｂ）１２個のブロック全てが送達確認情報に関連付けられるかもしれないし、（Ｃ）１２個のブロックの一部がチャネル状態情報に及び残りが送達確認情報に関連付けられるかもしれない。いずれにせよ、そのような対応関係に基づいて、１２個のブロック各々に１つの因子が用意され、１つのTTIにつき全部で１２個の因子（第１因子〜第１２因子）が用意される。

ブロック毎の変調部３０８は、ユーザ装置に割り当てられたカザック符号系列（系列の長さはロングブロック１つ分に関連付けることができる）の全チップに第１因子を乗算して１番目のロングブロックを構成し、同じカザック符号系列の全チップに第２因子を乗算して２番目のロングブロックを構成し、以下同様に同じカザック符号系列の全チップに第１２因子を乗算することで１２番目のロングブロックを構成し、１つのTTIで送信される情報系列を導出する。全ブロックに共通に使用されるカザック符号系列は、ユーザ装置を区別するために在圏セルで割り当てられた直交符号系列であり、カザック符号の性質については後述される。

離散フーリエ変換部（DFT）３１０は離散フーリエ変換を行い、時系列の情報を周波数領域の情報に変換する。

サブキャリアマッピング部３１２は、周波数領域でのマッピングを行う。特に複数のユーザ装置の多重化に周波数分割多重化（FDM）方式が使用される場合には、サブキャリアマッピング部３１２は、周波数設定部３３６で設定されている帯域に合わせて信号をマッピングする。FDM方式には、ローカライズド(localized)FDM方式及びディストリビュート(distributed)FDM方式の２種類がある。ローカライズドFDM方式では、周波数軸上で個々のユーザに連続的な帯域がそれぞれ割り当てられる。ディストリビュートFDM方式では、広帯域にわたって（上り制御信号用の専用帯域F_RB2全体にわたって）断続的に複数の周波数成分を有するように下り信号が作成される。

逆高速フーリエ変換部（IFFT）３１４は、逆フーリエ変換を行うことで、周波数領域の信号を時間領域の信号に戻す。

サイクリックプレフィックス（CP）付加部３１６は、送信する情報にサイクリックプレフィックス（CP: Cyclic Prefix）を付加する。サイクリックプレフィックス（CP）は、マルチパス伝搬遅延および基地局における複数ユーザ間の受信タイミングの差を吸収するためのガードインターバルとして機能する。

多重部３１８は、送信する情報にリファレンス信号を多重し、送信シンボルを作成する。リファレンス信号は、図３のフレーム構成で示されるショートブロック（SB1,SB2）で伝送される。リファレンス信号は、送信側及び受信側で既知のパターンを含む信号であり、パイロット信号、パイロットチャネル、トレーニング信号、参照信号等と言及されてよい。

RF送信回路３２０は、送信シンボルを無線周波数で送信するためのディジタルアナログ変換、周波数変換及び帯域制限等の処理を行う。

電力増幅器３２２は送信電力を調整する。

デュプレクサ３２４は、同時通信が実現されるように、送信信号及び受信信号を適切に分離する。

カザック系列番号設定部３３１は、後述の符号情報に従って、ユーザ装置で使用されるカザック符号系列の系列番号を設定する。カザック符号(CAZAC code)については図４を参照しながら後述される。

カザック符号生成部３３２は、設定された系列番号に従ってカザック符号系列を生成する。

巡回シフト番号設定部３３３は、符号情報に従って、ユーザ装置で使用されるカザック符号系列の巡回シフト量を設定する。

巡回シフト部３３４は、設定された巡回シフト量に従って、カザック符号系列を巡回式に並べ直すことで別の符号を導出する。

以下、カザック符号(CAZAC code)について概説する。

図４に示されるように、ある１つのカザック符号Ａの符号長がＬであるとする。説明の便宜上、この符号長はＬサンプル又はＬチップの期間に相当するものと仮定するが、このような仮定は本発明に必須ではない。このカザック符号Ａの末尾のサンプル（Ｌ番目のサンプル）を含む一連のΔ個のサンプル（図中、斜線で示される）を、カザック符号Ａの先頭に移行することで、図４下側に示されるような別の符号Ｂが生成される。この場合において、Δ＝０〜（Ｌ−１）に関してカザック符号Ａ及びＢは互に直交する。即ち、ある１つのカザック符号とそのカザック符号を循環的に(cyclically)シフトさせた符号は互に直交する。従って符号長Ｌのカザック符号の系列が１つ用意された場合には、理論上Ｌ個の互に直交する符号群を用意することができる。或るカザック符号Ａと、カザック符号Ａの巡回シフトでは得られない別のカザック符号Ｃとは互いに直交しない。しかしながら、カザック符号Ａとカザック符号でないランダム符号との相互相関値は、カザック符号Ａとカザック符号Ｃとの相互相関値よりかなり大きい。従ってカザック符号は非直交の符号同士の相互相関量（干渉量）を抑制する観点からも好ましい。

本実施例では、このような性質を有する一群のカザック符号（或るカザック符号を巡回式にシフトさせることで導出される符号系列群）の中から選択されたカザック符号が、個々のユーザ装置に使用される。但し、本実施例ではＬ個の互いに直交する符号群のうち、基本となるカザック符号をΔ＝ｎ×Ｌ_Δだけ循環的にシフトさせることで得られるＬ／Ｌ_Δ個の符号が、移動局のリファレンス信号として実際に使用される（ｎ＝０，１，...，(Ｌ−１)／Ｌ_Δ）。Ｌ_Δはマルチパス伝搬遅延量に基づいて決定される量である。このようにすることで、個々のユーザ装置から送信される上り制御信号は、マルチパス伝搬環境化でも互に直交関係を適切に維持できる。カザック符号についての詳細は、例えば次の文献に記載されている：D.C.Chu, "Polyphase codes with good periodic correlation properties", IEEE Trans.Inform.Theory,vol.IT-18,pp.531-532,July 1972；3GPP,R1-050822,Texas Instruments, "On allocation of uplink sub-channels in EUTRA SC-FDMA"。

図２のブロック拡散部３３６は、所定数の複数個の因子一組（ブロック拡散符号）を用意し、各因子はロングブロック（LB）各々に乗算される。ブロック拡散符号は直交符号系列であり、どの直交符号系列が使用されるかについては符号情報特定部３３０からの情報で指定される。

図５はブロック拡散符号が乗算されていない第１ユーザ装置UE1及び第２ユーザ装置UE2のサブフレームを示す。第１及び第２ユーザ装置は共に或るカザック符号系列（CAZAC1）を使用するが、第２ユーザ装置は第１ユーザ装置とは異なる巡回シフト量Δを使用する。従って各ユーザ装置から送信される２つのサブフレームは互いに直交する。「Mod.a」は第１ユーザ装置UE１に関する最初のロングブロックに変調されるデータ−即ち乗算される因子−を表す。「Mod.a」〜「Mod.f」は第１ユーザ装置UE１に関する第１因子〜第６因子（又は第７〜第８因子）に相当する。「Mod.u」〜「Mod.z」は第２ユーザ装置UE２に関する第１因子〜第６因子（又は第７〜第８因子）に相当する。各因子（変調データ）には如何なる内容が含まれてもよい。

図６は第１及び第２ユーザ装置UE1,UE2各々のロングブロックにブロック拡散符号が乗算されている様子を示す。図示の例では、２つのロングブロック各々に１つずつ或る因子が（変調データとは別に）用意される。この因子はブロック拡散符号（BLSC）を構成し、図中破線枠で囲まれているように、第１ユーザ装置UE１については直交符号（１，１）が、第２ユーザ装置UE２については直交符号（１，−１）がそれぞれ用意される。第１実施例で説明したように１以上のロングブロックに同じ因子（値）が乗算される限り、ロングブロックを構成するカザック符号の直交性は失われない。従って図示のように複数のブロック各々に乗算する因子一組がユーザ間で直交する符号になっていると、カザック符号の直交性を維持しつつ各ユーザを符号で直交させることができる。但し、１つの直交符号の乗算される複数のブロックは全て同じ内容でなければならない。図示の例では、第１ユーザUE１についての第１因子及び第２因子は共に「Mod.a」であり、第３因子及び第４因子は共に「Mod.b」であり、第５因子及び第６因子は共に「Mod.c」である。同様に、第２ユーザUE２についての第１因子及び第２因子は共に「Mod.x」であり、第３因子及び第４因子は共に「Mod.y」であり、第５因子及び第６因子は共に「Mod.z」である。このため第１〜第１２因子で運ぶ情報の内容が或る程度制限されてしまうが、ACK/NACK等を表現するのに必要なビット数は比較的少ないので、そのような制約は致命的にはならない。

ブロック拡散符号（１，１）及び（１，−１）で第１及び第２ユーザ装置UE1,UE2を区別できるので、第１及び第２ユーザ装置に使用されるカザック符号のシフト量は同じでもよい（巡回シフト量Δを異ならせることは必須でない。）。説明の便宜上、ロングブロックに乗算される因子が説明されているが、ショートブロックSBに何らかの因子が乗算されてもよい。

図２の周波数設定部３３７は、複数のユーザ装置からの上り制御信号について周波数分割多重(FDM)方式が適用される場合に、各ユーザ装置がどの周波数を利用すべきかを指定する。

リファレンス信号生成部３３８は、上り制御信号に含めるリファレンス信号を用意する。上述したようにリファレンス信号は、図３のフレーム構成で示されるショートブロック（SB1,SB2）で伝送される。リファレンス信号も個々のユーザ装置に割り当てられた何らかのカザック符号で構成される。リファレンス信号用のカザック符号も系列番号及び巡回シフト量で特定されてよい。一般にロングブロック（LB）とショートブロック（SB）の長さ、期間又はチップ数は異なるので、ロングブロック（LB）に含まれるカザック符号C_Lとショートブロック（SB）に含まれるカザック符号C_Sは別々に用意されてよい。但し、双方とも同じユーザ装置について使用されるので、カザック符号C_L及びC_Sの間に何らかの関係があってもよい（例えば、C_Lの一部がC_Sを構成してもよい。）。

L1/L2制御情報番号及び再送回数の判定部３４０は、下りL1/L2制御信号を復調及び復号し、自装置宛の制御情報がどこにマッピングされていたかを特定する。言い換えれば、判定部３４０は、下りL1/L2制御信号中に多重されている1以上のユーザの制御情報のうち、自装置宛の制御情報が何番目にマッピングされていたかを特定する。説明の便宜上、下りL1/L2制御信号にNユーザ分の制御情報が多重されており、この特定のユーザ装置宛の制御情報がX番目にマッピングされていたとする。判定部３４０は、この「X番目」という情報を特定する。また、ユーザ装置が受信する信号が再送パケットである場合には、判定部３４０は、それが何回目の再送であったかも特定する。

符号情報及びリソース情報部３４２は、ユーザ装置で使用されるカザック符号系列（系列番号）、カザック符号系列の巡回シフト量、送信帯域等の情報を含む符号情報を特定する。符号情報は、報知チャネルからの報知情報から導出されてもよいし、基地局からの個別的に通知されてもよい。個別的な通知は例えばL3制御信号のような上位レイヤのシグナリングでなされてもよい。符号情報は、更に、複数のブロック各々に乗算される因子一組（ブロック拡散符号系列）がどの直交符号系列を表すかも特定する。

符号情報及びリソース情報部３４２は、下りL1/L2制御情報番号（必要に応じて再送回数）であるXと、上り制御信号のリソースとの対応関係を示す一覧表を参照し、送達確認情報を含む上り制御信号がどのリソースで送信されるべきかを特定する。

図７は本発明の一実施例による基地局装置を示す。図７には、デュプレクサ７０２、RF受信回路７０４、受信タイミング推定部７０６、高速フーリエ変換部（FFT）７０８、チャネル推定部７１０、サブキャリアデマッピング部７１２、周波数領域等化部７１４、逆離散フーリエ変換部（IDFT）７１６、復調部７１８、スケジューラ７２２、符号情報及びリソース情報部７４２が描かれている。

デュプレクサ７０２は、同時通信が実現されるように、送信信号及び受信信号を適切に分離する。

RF受信回路７０４は、受信シンボルをベースバンドで処理するためにディジタルアナログ変換、周波数変換及び帯域制限等の処理を行う。

受信タイミング推定部７０６は、受信信号中の同期チャネル又はリファレンス信号に基づいて受信タイミングを特定する。

高速フーリエ変換部（FFT）７０８は、フーリエ変換を行い、時系列の情報を周波数領域の情報に変換する。

チャネル推定部７１０は、上りリファレンス信号の受信状態に基づいて上りリンクのチャネル状態を推定し、チャネル補償を行うための情報を出力する。

サブキャリアデマッピング部７１２は、周波数領域でのデマッピングを行う。この処理は個々のユーザ装置で行われた周波数領域でのマッピングに対応して行われる。

周波数領域等化部７１４は、チャネル推定値に基づいて受信信号の等化を行う。

逆離散フーリエ変換部（IDFT）７１６は、逆離散フーリエ変換を行うことで、周波数領域の信号を時間領域の信号に戻す。

復調部７１８は受信信号を復調する。本発明に関しては、上り制御信号が復調され、下りチャネルのチャネル状態情報（CQI）及び／又は下りデータ信号に対する送達確認情報（ACK/NACK）が出力される。

スケジューラ７２２は、下りチャネルのチャネル状態情報（CQI）の良否や他の判断基準に基づいて、下りリンクのリソース割り当て内容を決定する。また、各ユーザ装置から送信されるリファレンス信号の受信結果や他の判断基準に基づいて、上りリンクのリソース割り当ての内容を決定する。決定された内容は、スケジューリング情報として出力される。スケジューリング情報は、信号の伝送に使用される周波数、時間、伝送フォーマット（データ変調方式及びチャネル符号化率等）等を特定する。

スケジューラ７２２は、更に、各ユーザ装置宛の制御情報が、下りL1/L2制御信号中のどこにマッピングされたかを示す情報を符号情報及びリソース情報部７４２に通知する。この情報は、下りL1/L2制御信号中に多重されている1以上のユーザの制御情報のうち、個々のユーザの制御情報が何番目にマッピングされているかを示す。上記の例では、あるユーザ装置宛の制御情報がX番目にマッピングされ、そのユーザ装置については「X番目」という情報が、符号情報及びリソース情報部７４２に通知される。

符号情報及びリソース情報部７４２は、スケジューラによる割り当て結果に基づき，上りリンクのユーザ装置が使用するカザック符号を示す系列番号、巡回シフト量、使用可能な周波数帯域、ブロック拡散符号等を含む符号情報を特定する。符号情報は報知チャネルで各ユーザ装置に共通に通知されてもよいし、個々のユーザ装置に個別に通知されてもよい。前者の場合各ユーザ装置は自装置用の特定の符号情報を報知情報から一意に導出することを要する。

符号情報及びリソース情報部７４２は、ユーザ装置の符号情報及びリソース情報部３４２（図２）と同様に、下りL1/L2制御情報番号（必要に応じて再送回数）であるXと、上り制御信号のリソースとの対応関係を示す一覧表を参照し、送達確認情報を含む上り制御信号がどのリソースで将来送信されるかを特定する。

図８は本発明の一実施例による動作手順を示す。この動作例では全ユーザ装置に関連する一般的な符号情報が報知チャネル（BCH）で送信される。個々のユーザ装置は自装置に特有の符号情報を報知情報から一意に導出する。一般的な符号情報は、例えば、セル内で使用されるカザック符号系列がＮ系列（Ｃ＃１，Ｃ＃２，...，Ｃ＃Ｎ）あること、各系列について巡回シフト量はＭ個（０，Ｌ_Δ，...，（Ｍ−１）×Ｌ_Δ）あること、周波数多重方式(FDM)が使用され、利用可能な帯域はＦ通り（Ｂｗ１，Ｂｗ２，...，ＢｗＦ）あること等を含んでよい。必要に応じて符号情報にブロック拡散符号に関する情報が含まれていてもよい。

ステップＢ１では、基地局装置で下りリンクのスケジューリングが行われ、下り制御信号（L1/L2制御信号）、下りデータ信号及びリファレンス信号がユーザ装置に送信される。

ステップＭ１では、ユーザ装置は下り制御信号に含まれている情報に基づいて、上り制御信号で使用する符号に関する情報（そのユーザ装置用の符号情報）を特定する。

図９はステップM1で使用されてもよい符号情報の特定方法例を示す。簡明化のため、カザック符号系列は２系列（Ｃ＃１，Ｃ＃２）用意され、各系列について巡回シフト量は３個（０，Ｌ_Δ，２Ｌ_Δ）用意され、利用可能な帯域は２通り（Ｂｗ１，Ｂｗ２）用意されているものとする。従って、２×３×２＝１２通りのユーザ装置を区別することができる。数値例は一例に過ぎず、適切な他の如何なる数値が使用されてもよい。

ステップＳ１では、下りL1/L2制御信号で指定された自装置の割当番号Ｐ（＝１，２，...，１２）が何であるかが確認される。

ステップＳ２では割当番号Ｐが３より大きいか否かが判定される。判定結果がＮｏの場合（Ｐ＝１，２，３の場合）、系列番号はＣ＃１、シフト量は（Ｐ−１）×Ｌ_Δ及び帯域はＢｗ１に特定される。割当番号Ｐが３より大きかった場合、フローはステップＳ３に進む。

ステップＳ３では割当番号Ｐが６より大きいか否かが判定される。判定結果がＮｏの場合（Ｐ＝４，５，６の場合）、系列番号はＣ＃１、シフト量は（Ｐ−４）×Ｌ_Δ及び帯域はＢｗ２に特定される。割当番号Ｐが６より大きかった場合、フローはステップＳ４に進む。

ステップＳ４では割当番号Ｐが９より大きいか否かが判定される。判定結果がＮｏの場合（Ｐ＝７，８，９の場合）、系列番号はＣ＃２、シフト量は（Ｐ−７）×Ｌ_Δ及び帯域はＢｗ１に特定される。割当番号Ｐが９より大きかった場合（Ｐ＝１０，１１，１２の場合）、系列番号はＣ＃２、シフト量は（Ｐ−１０）×Ｌ_Δ及び帯域はＢｗ２に特定される。

図１０は図９のフローを実行することで実現されるカザック符号、巡回シフト量及び帯域を例示する。図示されているように、先ず同一系列のカザック符号による符号多重(CDM)方式でユーザが多重される。ユーザ数が更に増えると別の帯域で同じカザック符号系列によりユーザが符号多重される。以後利用可能な帯域各々でCDMが行われる。言い換えれば、CDMもFDMも行われるが、CDMが優先される。或るカザック符号系列による符号多重及び周波数多重で区別可能なユーザ数を上回るユーザを多重する場合は、別のカザック符号系列が用意され、CDMにより、CDM及びFDMにより、ユーザが多重される。セル内で使用されるカザック符号系列がＮ系列（Ｃ＃１，Ｃ＃２，...，Ｃ＃Ｎ）用意され、各系列について巡回シフト量がＭ個（０，Ｌ_Δ，...，（Ｍ−１）×Ｌ_Δ）用意され、周波数多重方式(FDM)が使用され、利用可能な帯域はＦ通り（Ｂｗ１，Ｂｗ２，...，ＢｗＦ）用意されていたとする。この場合、カザック符号の系列番号は、
（Ｐ／（Ｍ×Ｆ））の小数点以下切り上げ値
で表現され、帯域は、
（（Ｐ−（ｎ−１）×（Ｍ×Ｆ））／Ｍ）番目
が使用され、巡回シフト量は、
Ｐ−（（ｎ−１）×（Ｍ×Ｆ））−（ｆ−１）×Ｍ＝ＰｍｏｄＭ
のＬ_Δ倍で表現される。

図９及び図１０に関して説明された例では、割当番号又はユーザ多重数が３を超えた時点で別の帯域Ｂｗ２が使用され始めている。しかしながら、ユーザ多重数が３より大きく６以下の場合でも同じ帯域Ｂｗ１を利用し、その代わりに別のカザック符号系列Ｃ＃２を利用することも考えられる。カザック符号Ｃ＃１とＣ＃２は互いに循環シフトで導出できない関係にあり、非直交である。しかしながら相互相関値は比較的小さくて済むからである。

このようにして報知情報及び割当情報Ｐからユーザ装置各自の符号情報が特定される。特定された符号情報は、図２のカザック系列番号設定部３３１、巡回シフト番号設定部３３３、ブロック拡散符号設定部３３５、周波数設定部３３７及びリファレンス信号設定部３８に与えられ、各種のパラメータが設定される。

図８のステップＭ２では、下りデータ信号のパケット各々について誤りの有無を判定する。誤り検出は例えば巡回冗長検査(CRC)法で行われてもよいし、当該技術分野で既知の適切な他の如何なる誤り検出法が行われてもよい。誤りがなかったこと（又は誤りがあったとしても許容範囲内であったこと）を示す肯定応答（ACK）又は誤りのあったことを示す否定応答（NACK）がパケット毎に判定され、肯定応答（ACK）及び否定応答（NACK）は送達確認情報をなす。

ステップＭ３では、下りリファレンス信号の受信品質を測定し、その測定値を或る範囲内の数値に変換することで、チャネル状態情報（CQI）が導出される。例えば、受信品質の良否が３２段階で表現される場合に、現在の受信品質(SIR等)がどのレベルであるかを示す数値に変換することで、５ビットで表現可能なCQIが導出される。

ステップＭ２及びＭ３がこの順序で行われることは必須ではない。送達確認情報の判定及びチャネル状態情報の測定は適切な如何なる時点で行われてもよい。

ステップＭ４では、送達確認情報（ACK/NACK）及びチャネル状態情報（CQI）の双方又は一方を基地局に通知するための上り制御信号が作成される。上述したように、図２のブロック毎の変調パターン生成部では、１２個のブロック各々に１つの因子が用意され、１つのTTIにつき全部で１２個の因子（第１因子〜第１２因子）が用意される。１２個の因子の１以上が送達確認情報、チャネル状態情報又は他の情報を表してよい。上り制御信号は図３及び図６に示されるようなフレーム構成を有する。例えば、ユーザ装置に割り当てられた１つのカザック符号系列（巡回シフト済み）全体に第１因子を乗算することで、第１のロングブロック（LB1）が作成される。同じカザック符号系列に第２因子を乗算することで、第２のロングブロック（LB2）が作成される。以下同様に同じカザック符号にＫ番目の因子を乗算することで、Ｋ番目のロングブロック(LBK)が作成される。こうして、１２個のロングブロックを含む上り制御信号用のフレームが作成される。より正確にはそのフレームに、カザック符号より成るリファレンス信号も含まれる。

このようにして作成された上り制御信号はユーザ装置から基地局に専用帯域で送信される。専用帯域のどこが使用されるかについては、リソース情報から一意に導出される。リソース情報は、下りL1/L2制御信号のマッピング位置と、上り制御信号のリソースとの所定の対応関係を示し、図２及び図７の符号情報及びリソース情報部３４２，７４２で特定される。例えば、あるユーザ装置への制御情報が、Nユーザ分の情報を含む下りL1/L2制御信号の中でX番目にマッピングされていたとする。上記の対応関係は、上り制御信号に使用されるスロット（図１）、カザック符号（系列番号、巡回シフト量）、ブロック拡散符号、周波数帯域等をXに一意に対応付ける。この対応関係はユーザ装置及び基地局装置で既知である。このように、「自装置宛の制御情報（下りデータ信号に付随する制御情報）がX番目にマッピングされていた」という情報から、送達確認情報を含む上り制御信号で使用すべきリソースが一意に導出され、そのリソースで上り制御信号が送信される。

図１１はそのような所定の対応関係を模式的に示す。図示の例では、あるユーザ装置宛の下りデータ信号に付随する制御情報（即ち、スケジューリング情報を含む制御情報）がX番目にマッピングされていた場合、その下りデータ信号に対するACK/NAKCは第1のホッピング制御信号（図１）で送信される。なお、下りデータ信号は新規パケットだけでなく再送パケットであるかもしれない。再送パケットに使用されるリソースブロックが別途決められている場合は、そのような情報も加味して上記の所定の対応関係が定められる。

図１２はパーシステントスケジューリング(Persistent Scheduling)を行っているユーザ用に上り制御信号のリソースが確保されている様子を示す。パーシステントスケジューリングによる下り通信が行われていた場合、そもそも下りL1/L2制御信号は送信されない。この場合に、ACK/NACKを含む上り制御信号は、図１２に示されるように別途用意されたリソースで送信される。

図８のステップＢ２では、基地局装置が複数のユーザ装置から上り制御信号を受信し、復調する。各ユーザ装置は同様な上り制御信号を送信するが、それらは、同じ系列だが異なる巡回シフト量のカザック符号系列、異なる帯域、異なる系列のカザック符号及び／又は異なるブロック拡散符号を使用する。これらは符号情報及びリソース情報部７４２で特定される。上述したように、各ロングブロックではカザック符号全体に１つの因子が乗算されているに過ぎないので、基地局装置は各ユーザ装置から受信した上り制御信号を同相で加算できる。従って、ブロック拡散符号が使用される場合はその直交性が発揮されることに加えて、同一系列の異なる巡回シフト量のカザック符号間の直交性は、崩れずに済むので、基地局装置は、各ユーザ装置からの信号を直交分離できる。非直交のカザック符号が使用されていたとしても、ランダムシーケンスが使用される場合よりは低い干渉レベルでユーザ装置を区別することができる。更に、個々のユーザ装置に関する上り制御信号に使用された第１乃至第１２因子の内容を判別することで、送達確認情報及び／又はチャネル状態情報の内容を判別することができる。

ステップＢ３では、上り制御信号でユーザ装置から報告された送達確認情報（ACK/NACK）及び／又はチャネル状態情報（CQI）に基づいて再送制御及びリソース割当等の処理が行われる。

本実施例によれば、下りL1/L2制御信号中の自装置宛の情報のマッピング位置と、ACK/NACKを含む上り制御信号用のリソースとが所定の対応関係で一意に決定されるので、上り制御信号用のリソースが何であるかをユーザ装置にいちいち通知しなくて済む。予め確保しなければならない上り制御信号用リソースは、高々（ユーザ多重数＋再送回数）の分だけ用意すればよいので、後述の第２実施例の場合よりもリソースを節約できる。

図１３は本発明の第２実施例によるユーザ装置のブロック図を示す。概して図２に関して説明されたものと同様であるが、下りデータ信号のリソースブロック番号の判定部３４０'及び符号情報及びリソース情報部３４２'に関する処理が異なる。

下りデータ信号のリソースブロック番号の判定部３４０'は、下りL1/L2制御信号から自装置宛の制御情報を抽出し、自装置宛の下りデータ信号がマッピングされているリソースブロックが何であるかを判定する。説明の便宜上、このユーザ装置宛にY番目のリソースブロック(RB-Y)で下りデータ信号が送信されているとする。

符号情報及びリソース情報部３４２'は、図２の３４２と同様に符号情報を特定することに加えて、下りデータ信号に使用されたリソースブロックの場所（RB-Y）と、上り制御信号のリソースとの対応関係を示す一覧表を参照し、送達確認情報を含む上り制御信号がどのリソースで送信されるべきかを特定する。特定された符号情報及びリソースは、第1実施例の場合と同様に各要素に通知される。

図１４は本発明の第２実施例による基地局装置のブロック図を示す。概して図７に関して説明されたものと同様であるが、符号情報及びリソース情報部７４２'に関する処理が異なる。まずスケジューラ７２２は、各ユーザ装置宛の下りデータ信号が、どのリソースブロックにマッピングされたかを示す情報を符号情報及びリソース情報部７４２'に通知する。あるユーザ装置宛のデータ信号がY番目のリソースブロック(RB-Y)にマッピングされたとする。そのユーザ装置については「リソースブロックはRB-Yである」という情報が、符号情報及びリソース情報部７４２'に通知される。

符号情報及びリソース情報部７４２'は、図７の７４２と同様に符号情報を特定することに加えて、リソースブロック番号(RB-Y)と、そのリソースブロックで伝送されたデータ信号についてのACK/NACKを含む上り制御信号のリソースとの所定の対応関係を参照し、その上り制御信号がどのリソースで将来送信されるかを特定する。

図１５はそのような対応関係の一例を示す。図示の例では１６個のリソースブロック番号について、１−８番目のリソースブロックについてのACK/NACKは第１のホッピング制御信号（図１）で送信され、９−１６番目のリソースブロックについてのACK/NACKは第２のホッピング制御信号（図１）で送信される。

本実施例では、自装置用に使用されたリソースブロック番号と、ACK/NACKを含む上り制御信号用のリソースとが所定の対応関係で一意に決定されるので、上り制御信号用のリソースが何であるかをユーザ装置にいちいち通知しなくて済む。自装置用に使用されたリソースブロック番号から、上り制御信号用のリソースが一意に導出されるので、そのリソースブロックで伝送されるデータ信号が、パーシステントスケジューリングによるものであるか否かを区別しなくてよい。また、第１実施例のように制御信号のマッピング位置を基礎にせず、リソースブロック番号を基礎にするので、上り制御信号用のリソースを簡易に特定できる。

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。

（第１項）
シングルキャリア方式で上り制御信号を基地局装置に送信するユーザ装置であって、
下り制御信号及び下りデータ信号を受信する手段と、
前記下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を用意する手段と、
前記送達確認情報を含む上り制御信号を用意する手段と、
上りデータ信号に使用されてよいリソースとは別のリソースで、前記上り制御信号を送信する手段と、
下り制御信号又は下りデータ信号のリソースと、上り制御信号に使用されるリソースとを一意に関連付ける所定の対応関係を記憶する記憶手段と、
を有するユーザ装置。

（第２項）
前記所定の対応関係は、当該ユーザ装置用の下り制御信号がマッピングされた周波数及びOFDMシンボルと、上り制御信号のマッピングされる時間スロットとを一意に関連付ける第１項に記載のユーザ装置。

（第３項）
下りリンクでパーシステントスケジューリングによる通信が行われている場合に、送達確認情報を含む上り制御信号が、前記別のリソースと異なるリソースで送信される第２項に記載のユーザ装置。

（第４項）
前記所定の対応関係は、下りデータ信号がマッピングされたリソースブロックと、上り制御信号のマッピングされる時間スロットとを一意に関連付ける第１項に記載のユーザ装置。

（第５項）
前記上り制御信号は、当該ユーザ装置用の直交符号系列の全チップに同じ因子が乗算された単位ブロック系列を複数個含む第１項に記載のユーザ装置。

（第６項）
同一内容の複数の単位ブロック各々に乗算される因子が、直交符号系列を表す第５項に記載のユーザ装置。

（第７項）
シングルキャリア方式で上り制御信号をユーザ装置から受信する基地局装置であって、
下り制御信号及び下りデータ信号を送信する手段と、
前記下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を含む上り制御信号を、上りデータ信号に使用されてよいリソースとは別のリソースで受信する手段と、
下り制御信号又は下りデータ信号のリソースと、上り制御信号に使用されるリソースとを一意に関連付ける所定の対応関係を記憶する記憶手段と、
を有する基地局装置。

（第８項）
上りリンクにシングルキャリア方式を使用する移動通信システムで使用される方法であって、
下り制御信号及び下りデータ信号が基地局装置からユーザ装置に送信されるステップと、
前記下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を含む上り制御信号がユーザ装置で用意されるステップと、
上りデータ信号に使用されてよいリソースとは別のリソースで、前記上り制御信号が前記ユーザ装置から前記基地局装置に送信されるステップと、
を有し、上り制御信号に使用されるリソースは、下り制御信号又は下りデータ信号のリソースから所定の対応関係に従って、前記基地局装置及び前記ユーザ装置で一意に導出されるようにした方法。

３０４ ACK/NACK判定部
３０６ ブロック毎の変調パターン生成部
３０８ ブロック毎の変調部
３１０ 離散フーリエ変換部（DFT）
３１２ サブキャリアマッピング部
３１４ 逆高速フーリエ変換部（IFFT）
３１６ サイクリックプレフィックス（CP）付加部
３１８ 多重部
３２０ RF送信回路
３２２ 電力増幅器
３２４ デュプレクサ
３３１ カザック系列番号設定部
３３２ カザック符号生成部
３３３ 巡回シフト番号設定部
３３４ 巡回シフト部
３３５ ブロック拡散符号設定部
３３６ ブロック拡散部
３３７ 周波数設定部
３３８ リファレンス信号生成部
３４０，３４０' 判定部
３４２，３４２' 符号情報及びリソース情報部
７０２ デュプレクサ
７０４ RF受信回路
７０６ 受信タイミング推定部
７０８ 高速フーリエ変換部（FFT）
７１０ チャネル推定部
７１２ サブキャリアデマッピング部
７１４ 周波数領域等化部
７１６ 逆離散フーリエ変換部（IDFT）
７１８ 復調部
７２２ スケジューラ
７４２，７４２' 符号情報及びリソース情報部

Claims (8)

1. シングルキャリア方式で上り制御信号をユーザ装置から受信する基地局装置であって、
   下り制御信号及び下りデータ信号を送信する送信部と、
   前記下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を含む上り制御信号を受信する受信部とを備え、
   前記受信部は、下り制御信号のリソースと、上り制御信号に使用すべきリソースとを一意に関連付ける対応関係を規定しており、前記送信部において送信した下り制御信号のリソースをもとに対応関係にしたがって特定したリソースにおいて、上り制御信号を受信することを特徴とする基地局装置。
2. 前記受信部は、上り制御信号に使用すべきリソースとして、巡回シフト量、周波数帯域を特定しており、特定した巡回シフト量にて巡回式に並べ直された直交符号系列に送達確認情報を乗算することによって生成された上り制御信号を、特定した周波数帯域にて受信することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記受信部は、ブロック拡散符号も特定しており、ブロック拡散符号も使用された上り制御信号を受信することを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記所定の対応関係は、当該ユーザ装置用の下り制御信号がマッピングされたOFDMシンボルと、上り制御信号のマッピングされる時間スロットとを一意に関連付ける請求項１から３のいずれかに記載の基地局装置。
5. 下りリンクでパーシステントスケジューリングによる通信が行われている場合に、送達確認情報を含む上り制御信号が、パーシステントスケジューリングを行っていないユーザ装置用のリソースと異なるリソースで受信される請求項１から４のいずれかに記載の基地局装置。
6. 上り制御信号は、当該ユーザ装置用の直交符号系列の全チップに同じ因子が乗算された単位ブロック系列を複数個含む請求項１に記載の基地局装置。
7. 同一内容の複数の単位ブロック各々に乗算される因子が、直交符号系列を表す請求項６に記載の基地局装置。
8. シングルキャリア方式で上り制御信号をユーザ装置から受信する基地局装置で使用される通信方法であって、
   下り制御信号及び下りデータ信号を送信するステップと、
   前記下りデータ信号に対する肯定応答又は否定応答を示す送達確認情報を含む上り制御信号を受信するステップとを備え、
   前記受信するステップは、下り制御信号のリソースと、上り制御信号に使用すべきリソースとを一意に関連付ける対応関係を規定しており、前記送信部において送信した下り制御信号のリソースをもとに対応関係にしたがって特定したリソースにおいて、上り制御信号を受信することを特徴とする通信方法。

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