JP2010526500A - 通信ネットワークシステムにおけるコントロールチャネル - Google Patents

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Abstract

送信側で、ツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルがアロケートされ、各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、該コントロールチャネルエレメントはコントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送する。ここでアロケーションは最高レベルのコントロールチャネルのアロケーションを制限することによって実行され、最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される。受信側ではコントロールチャネルが、アロケートされたコントロールチャネルをデコードすることによって検索される。ここで検索は、最高レベルのコントロールチャネルに制限される。

Description

本発明は、通信ネットワークシステムにおけるコントロールチャネルに関するものであり、とりわけ3GPP(第3世代パートナーシッププロジェクト)LTE(Long Term Evolution)ネットワークシステムにおけるコントロールチャネルアロケーションおよびデコーディングに関するものである。
LET技術は例えばパケット無線システムを規定する。ここではすべてのチャネルアロケーションがサブフレームの短い期間で生じるものと期待される。このことは古い3Gシステムとは異なるものであり、ここではパケットトラフィックをセットアップするためにも専用のシグナリングチャネルが必要である。これは、WLAN(Wireless Local Area Network)のアロケーション形式とも異なる。ここでは各IP(Internet Protocol)パケット伝送がトランスポートヘッダを含む。
LTE技術によれば、すべてのアロケーションが共有コントロールチャネルに通知される。この共有コントロールチャネルは、デ―タチャネルのマルチキャリアシンボルに先行するサブフレームの第1マルチキャリアシンボル存在する。コントロールチャネルは別個に符号化されている。すなわちダウンリンク(またはアップリンク)チャネルが2つの別個の部分に分割されており、一方がコントロール用、他方がデータ用である。データ部分(PDSCH)はダウンリンク(またはアップリンク)データを、同期スケジュールされたユーザのために伝送し、コントロール部分(PDCCH)はそれらの間のアロケーション情報をスケジュールされたユーザのために伝送する。
本発明の課題は、統合されたコントロールチャネルに対するツリー検索が系統的に低減されるように構成することである。
上記課題は、請求項1記載の構成によって解決される。
特許請求の範囲に記載のように、コントロールチャネルのデコーディング複雑性を低減する方法および装置を提供する。本発明はまた、コンピュータプログラム製品として実現される。
本発明によれば、統合されたコントロールチャネルに対するツリー検索が系統的に低減される。これにより、UE(ユーザイクイップメント)側でのデコーディング試行数が格段に低減される。一方、eNB(evolved Node B)でのほとんどのスケジューリングフレキシビリティは維持される。すなわちシステムスペクトル効率 vs. UE複雑性とのトレードオフが得られる。
本発明によれば、同時にスケジュールされる、同じ伝搬条件を有するユーザが多数は存在しないことが前提である。ツリー低減は、同じ制限をツリー構造に、仕様を通して設定することにより得られる。
UEはツリー構造を使用して、電力を節約するためにデコーディング複雑性を低減する。本発明の実施例によれば、L1/L2コントロールチャネルの復号/検知において電力消費を節減することができる。
ここに説明する本発明のために以下のことに注意すべきである。
・ユーザエクイップメントは、これによりユーザが通信ネットワークにアクセスすることができる任意のデバイスである。これには携帯電話の他に、ベースとなる技術プラットフォームに依存して非携帯デバイスおよびネットワークも含まれる。
・ユーザエクイップメントはクライアントエンティティとして、またはサーバエンティティとして本発明に関連して動作することができる。または両方の機能を組み込むこともできる。
・ソフトウエアコード部分として実現され、プロセッサによりサーバ/クライアントエンティティで実行される方法ステップは、独立したソフトウエアコードであり、公知のまたは将来開発されるプログラミング言語を使用して明記することができる。
・ハードウエアコンポーネントとしてサーバ/クライアントエンティティの一つで実現される方法ステップおよび/またはデバイスは独立したハードウエアであり、公知のまたは将来開発されるハードウエア技術またはそれらのハイブリッド、例えばMOS、CMOS、BiCMOS、ECL、TTL等と、ASICコンポーネントまたはDSPコンポーネントを使用して実現することができる。
・一般的にいずれの方法ステップもソフトウエアとして、またはハードウエアにより適切に実現することができ、本発明の技術思想を変更することはない。
・デバイスは独立したデバイスとして実現することができる。しかしこのことは、デバイスの機能性が維持される限りにおいて、それらをシステムにわたり分散させて実現することを排除するものではない。
本発明はLTEネットワークシステムに限定されるものではなく、ダイナミックで高速なチャネルアロケーションを必要とする他の任意の通信システムに適用することができる。これには、コントロールチャネルのために多重コードレートが存在するシステムも含む。
ツリーの異なるレベルに割当てられた3つのノードを備えるツリー構造の例を示す図である。 分散してサブキャリアリソースにマッピングされた、図1の3つのノードを示す。 集合されたコントロールチャネル候補を形成するコントロールチャネルエレメントの組合せを示す。 本発明の実施例による、コントロールチャネル候補に対する可能な集合体オプションを低減することを例として示す。 本発明の実施例によるネットワークデバイスとユーザエクイップメントの機能を示すブロック図である。
通信ネットワークシステムのユーザを同時にスケジュールするためのアロケーション情報を伝送する物理的ダウンリンク共有コントロールチャネル(PDSCCH)が、図1に示すように多重コントロールチャネルエレメントからなるツリー構造に配置されている。デコーディング中に、UE(ユーザエクイップメント)はコントロールチャネルエレメントを結合または集合して、種々のコードブロックまたはコントロールチャネル候補を形成する。各コードブロックはコントロールチャネル候補と呼ばれる。コードブロックが一つのMAC(Medium Access Control) IDに対する情報を伝送するからである。MAC IDはUEにより、またはUEのグループにより、チャネルを検知するために使用される。ツリーの各レベル、各ノードは、コードブロックのシングルコントロールチャネルを表す。ツリーの最下位レベルにあるコントロールチャネルの数が、システムバンド幅、最大コードブロックに対して使用可能なOFDMシンボルの数n、そしてコントロールチャネルエレメントのサイズによって決定される。図1の実施例ではn=3である。このレベルにおいてコントロールチャネルにより占有されていないツリーのノードは、ツリーの次のレベルに対して2つのコントロールチャネルとして使用可能である。この2つのコントロールチャネルのそれぞれは、ペアレントノードにあるコントロールチャネルの大きさの半分である。
所定数のサブキャリアリソースからなるシステムバンド幅は、最大コードブロックの整数倍数に分割することができる。ツリーの所定のノード、すなわちサブキャリアのセットは、最大コードブロックの一つのコントロールチャネル、または2番目の最大コードブロックの2つまでのコントロールチャネル、または最小コードブロックの4つまでのコントロールチャネルからなることができる。
各コントロールチャネルは、このコントロールチャネルに対して使用可能な第1のn OFDMを完全に越えている。コントロールチャネルは、システムバンド幅にわたりサブキャリアに分散することができ、これにより周波数ダイバシティが最大となる。例えば各コードブロックにアロケートされたサブキャリアリソースの4つの分散セットがある。これは図2に示されている。
図1にはツリー構造の異なるレベルにアロケートされた3つのノードCB1、CB2、CB3が示されている。図2は、分散してサブキャリアリソースにマッピングされ、アロケートされた3つのノードCB1、CB2、CB3を示す。これらのマッピングは単なる例であり、このマッピングは一般的に、周波数ダイバシティをスキャッタリングによりシステムバンド幅にわたって提供する。
各コントロールチャネルはMAC IDにより一義的に定義されなければならないから、CRCをMAC IDにより部分的にマスキングすることによりCRC(周期的冗長コード)と組み合わせることができる。MAC IDは、UE専用コントロールチャネルと、共通のコントロールチャネルとの両方のアドレシングに使用されるから、MAC IDを互換のあるように定義するのが有利である。したがって任意のコントロールチャネルを、コントロールチャネルをそれぞれのMAC IDによりフィルタリングすることによって受領することができる。エラー検出は、CRCがマスクされたMAC IDから得られる。MAC IDの長さは、C−RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier)の長さに整合されている。
受信器、例えばUEは、ダウンリンクおよびアップリンクシェアードデータチャネルにおけるシンボルを受領および処理する前に、サブフレームのダウンリンクシェアードコントロールチャネル部分のシンボルを受信する手段を有する。受信器は、OFDMシンボルのサブキャリアを復調し、復号する。このOFDMシンボル内で受信器は、最大コードブロック、例えば図1のCB1のセットを検索する。コードブロックのサイズとシステムバンド幅は既知であるから、受信器はCB1を検索するための、サブキャリア位置の整数倍数を知っている。正しく検知されたか否かの受領は、受信器専用c−RNTI識別子によりフィルタリングされた巡回冗長検査器により認識される。UEのc−RNTIがマッチしないCRCのすべてのマッチに対して、受信器はツリーの次に高いレベルがマスクされ、使用不可であることを知る。すべての非マッチCRCチェックに対して、UEはツリーの次に高いレベルでコードブロック(CB2)のデコーディングを続け、ペアレントノードの2つのチャイルドノードでのマッチングを検索する。さらにすべての非マッチCRCチェックに対して、UEはツリーの次に高いレベルでコードブロック(CB3)のデコーディングを続け、ペアレントノードの2つのチャイルドノードでのマッチングを検索する。検索は、UEが受領を意図するすべてのコントロールチャネルを検知し、正しくデコーディングするまで続けられる。
固有の受信器専用c−RNTIを備えるサーチシグナリングエントリーに加えて、UEは共通のシグナリングエントリーを共通の識別子により検索しなければならない。
ツリーにおける検索は、最下位レベルノードから比較的に高いレベルノードへの順番以外に別の順番で行うことができる。適用される符号化スキームに応じて、受信器は高レベルのノードから低レベルのノードへとノードを処理することができる。さらに受信器は、他の任意の(または系統的)順序で、複数の測定量、例えば候補コードブロックのSINR(信号対干渉雑音比)品質に基づきノードを処理することができる。
以下では、ツリー構造の最高レベル(図1のレベル3)におけるノード(すなわちコントロールチャネル)の一つのサイズだけがセルの所定のバンド幅に対して定義されていると仮定する。最高レベルノードは、「コントロールチャネルエレメント」と参照される。多重コントロールチャネルの集合は、大きなペイロードおよび/または低いコーディングレートを達成するために使用することができる。
しかしコントロールチャネルエレメントの集合は、可能なアロケーションのためにリストアップされたすべてのUEに多数のデコーディング試行を要求する。コントロールチャネル集合の例が図3に示されている。
図3から、コントロールチャネルエレメントの比較的少数の集合でも、リソースアロケーションのためのUEリストに対して多数のデコーディング試行を引起し、各UEはダウンリンクアロケーションとアップリンクアロケーションの両方にリストアップされることがわかる。図3の例では、6つのコントロールチャネルエレメントがある。図1に示したツリー構造を使用する集合は、10の潜在的コントロールチャネル候補となる。これはUE複雑性の点では準最適のものである。なぜならUEは、コントロールチャネル候補を、これらのうちのいくつかはスケジュールされなくても、すべてデコーディングしなければならないからである。
本発明の実施例を以下の詳細に説明する。
図4は、図3からの平坦なツリー構造の一種を示す。図4は、種々の集合可能性(白と灰色エリアの両方)に対する潜在的コントロールチャネル候補を示す。図4から分かるように、全部で24のコントロールチャネルエレメント(CCE)がある。これらはトリガがないため、リンク方向の(すなわちダウンリンク/アップリンク)アロケーションごとに45のデコーディング試行となる。言い替えると、集合レベル1では24のコントロールチャネルエレメントが、それぞれ一つのコントロールチャネルを形成する。集合レベル2では2つのコントロールチャネルエレメントが一つのコントロールチャネルにまとめられる。集合レベル4では、4つのコントロールチャネルエレメントが一つのコントロールチャネルにまとめられ、集合レベル8では、8つのコントロールチャネルエレメントが一つコントロールチャネルにまとめられる。
本発明の実施例によれば、図4の白と灰色のエリアにより示されたコントロールチャネル構造は、白の集合コントロールチャネル候補だけがスケジュールに使用可能であるという制限を受ける。この制限により、デコーディング試行の数は15に低減される(灰色エリアはコントロールチャネル候補の検索のためにデコードされない)。このことは係数3の低減に相当する。言い替えると、4つのコントロールチャネル候補が集合レベル1にあり、4つのコントロールチャネル候補が集合レベル2に、4つのコントロールチャネル候補が集合レベル4に、そして3つのコントロールチャネル候補が集合レベル8にある。
上記の制限をツリー構造に課すことにより、スケジュールフレキシビリティは、以下の論点に基づきさほど低減しない。
・ユーザイクイップメントが集合レベル1だけを要求するコントロールチャネルをスケジュールするeNBに近接するユーザエクイップメントが多数存在すれば、電力の低減された集合レベル2エレメントを、電力平衡を実行する可能性があるので、より多くのユーザを持つために使用することができる。図4に示された例では、有利に条件付けられた9つのユーザをこのアプローチを使用してスケジュールすることができる。言い替えると、集合レベル1では4つのコントロールチャネルを、集合レベル2では2つのコントロールチャネルを、集合レベル4では2つのコントロールチャネルを、そして集合レベル8では1つのコントロールチャネルをスケジュールすることができる。
・スケジュールされた複数のユーザが一つのセルエッジに存在すれば(集合レベル8)、付加的ユーザをいずれにしろスケジュールすることはできない。使用可能なコントロールチャネルエレメントの数が制限されているからである。
・集合レベル間の差は係数2であるので、電力平衡を使用する場合には、集合と電力の相互間である程度のトレードフレキシビリティが存在する。
上記の説明は、単一リンク方向に対するアロケーションツリーについてのものであるが、本発明は2ツリー、すなわちアップリンクとダウンリンクがそれぞれ存在する場合でも適用される。
さらに各レイヤーで可能なコントロールチャネルの数は重要ではないことを述べておく。
アロケーションルールが使用される本発明の実施例では、すべてのコントロールチャネルエレメント上での最小コントロールチャネルの使用が禁止される。同時に、比較的小さいコントロールチャネルは、良好なカバレッジを備える集合コントロールチャネルと組み合わせることができる。
上記のアプローチにより、各UEにより必要とされるデコーディング試行の数を低減することができる。ツリーは、すべてのコントロールチャネルエレメントに対して適用される周波数ダイバシティにより、各CCEが同じチャネル条件または類似のチャネル条件を経験するように制限することができる。
図5は、本発明の実施例によるネットワークデバイス20と、eNBのようなユーザエクイップメント10を示すブロック図である。
ユーザイクイップメント10は、受信/送信セクション11とデコーディングセクション12を有する。受信/送信セクション11はシンボルをネットワークデバイス20から受信する。このネットワークデバイス20は、シンボルを送信する受信/送信セクション21とアロケーションセクション22を有する。
アロケーションセクション22はツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルをアロケートし、各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、このコントロールチャネルエレメントはコントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送する。ここでアロケーションは最高レベルのコントロールチャネルのアロケーションを制限することによって実行され、最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される。例えば図1では、最高レベルはレベル3により示されている。図4を参照すると、最高レベルは集合レベル1により表されている。
アロケーションセクション22は、比較的低いレベルのコントロールチャネルのアロケーションを増大することができる。比較的低いレベルのコントロールチャネルは、ツリー構造の比較的低いレベルにあるノードによって表される。例えば図1では、比較的低いレベルはレベル2と1により示されている。図4を参照すると、比較的低いレベルは集合レベル2、4と8により表されている。
受信/送信セクション21は、アロケートされたコントロールチャネルをシンボルとしてユーザイクイップメント10に送信する。これはアロケートされたコントロールチャネルを、システムバンド幅にわたってサブキャリアに分散することによって行われる。
比較的高いレベルのコントロールチャネルは、比較的低いレベルのコントロールチャネルと組み合わせることができる。言い替えると小さいコントロールチャネルは、良好なカバレッジを備える集合コントロールチャネルと組み合わせることができる。
アロケーションセクション22は、比較的低いレベルのツリー構造においてアロケーションをより増大する。
ユーザイクイップメント10のサーチセクション12はコントロールチャネルを、ツリー構造のノードにより表されたコントロールチャネルをデコーディングすることによって検索する。これは、MAC ID、CRCまたはc−RNTIのような識別子を使用して行われる。各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、このコントロールチャネルエレメントはコントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送する。ここでサーチセクション12は、最高レベルのコントロールチャネルの検索を制限し、最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される。
サーチセクション12は、比較的低いレベルのコントロールチャネルに対する検索を増大することができる。比較的低いレベルのコントロールチャネルは、ツリー構造の比較的低いレベルにあるノードによって表される。
受信/送信セクション11はコントロールチャネルを、ネットワークデバイス20からのシンボルとして受信することができる。
サーチセクション11は、検索を最低レベルのコントロールチャネルから開始することができる。最低レベルのコントロールチャネルはツリー構造の最低ベルにあるノードにより表される。例えば図1では、最低レベルはレベル1により示されている。図4を参照すると、最低レベルは集合レベル8により表されている。
図5に示されたネットワークデバイス20とユーザイクイップメント10は、例えばノードBおよびUEによりとしての動作のためにさらなる機能性を有することができる。ここで本発明の理解に関連するネットワークデバイスとユーザイクイップメントの機能性は、図5に示された機能ブロックを使用して説明される。ネットワークデバイスとユーザイクイップメントの機能ブロックは、本発明を制限するようには構成されない。この機能性は一つのブロックにより実行することができ、またサブブロックに分割することができる。
本発明の実施形態によれば、送信側でツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルをアロケートし、各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、このコントロールチャネルエレメントはコントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送する。ここでアロケーションは最高レベルのコントロールチャネルのアロケーションを制限することによって実行され、最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される。受信側ではコントロールチャネルが、アロケートされたコントロールチャネルをデコーディングすることによって検索される。ここで検索は、最高レベルのコントロールチャネルに制限される。
上記記述は本発明の説明であり、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。種々の変形および適用が当業者であれば、添付の請求項により定義された本発明の枠から逸脱することなしに可能である。

Claims (20)

  1. ツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルをアロケートし、
    各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、
    該コントロールチャネルエレメントはコントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送する方法において、
    前記アロケーションは最高レベルのコントロールチャネルのアロケーションを制限することによって実行され、
    前記最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される、方法。
  2. 請求項1記載の方法であって、
    コントロールチャネルの比較的低いレベルのアロケーションを増大させ、
    比較的低いレベルのコントロールチャネルは、ツリー構造の低レベルにあるノードによって表される、方法。
  3. 請求項1または2記載の方法であって、
    アロケートされたコントロールチャネルをユーザイクイップメントに、アロケートされたコントロールチャネルをシステムバンド幅にわたりサブキャリアに分散することによって送信する、方法。
  4. 請求項2記載の方法であって、
    比較的高いレベルのコントロールチャネルは、比較的低いレベルのコントロールチャネルと組み合わされる、方法。
  5. 請求項2記載の方法であって、
    比較的低いレベルのツリー構造においてアロケーションがより増大される、方法。
  6. ツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルをデコーディングすることによって、コントロールチャネルを検索し、このとき識別子を使用し、
    各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、
    該コントロールチャネルエレメントは、コントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送する方法において、
    検索は、最高レベルのコントロールチャネルに対して制限され、
    最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される、方法。
  7. 請求項6記載の方法であって、
    検索は、コントロールチャネルの比較的低いレベルに対して増大され、
    比較的低いレベルのコントロールチャネルは、ツリー構造の比較的低いレベルにあるノードによって表される、方法。
  8. 請求項6または7記載の方法であって、
    コントロールチャネルはネットワークデバイスから受信される、方法。
  9. 請求項6から8までのいずれか一項記載の方法であって、
    検索は、最低レベルのコントロールチャネルから開始され、
    最低レベルのコントロールチャネルはツリー構造の最低ベルにあるノードにより表される、方法。
  10. アロケーションユニットを有し、
    該アロケーションユニットは、ツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルをアロケートするように構成されており、
    各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、
    該コントロールチャネルエレメントは、コントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送するデバイスにおいて、
    前記アロケーションユニットは、最高レベルのコントロールチャネルのアロケーションを制限するように構成されており、
    前記最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される、デバイス。
  11. 請求項10記載のデバイスであって、
    前記アロケーションユニットは、比較的低いレベルのコントロールチャネルのアロケーションを増大するように構成されており、
    前記比較的低いレベルのコントロールチャネルは、ツリー構造の比較的低いレベルにあるノードによって表される、デバイス。
  12. 請求項10または11記載のデバイスであって、
    送信ユニットを有し、
    該送信ユニットは、アロケートされたコントロールチャネルをユーザイクイップメントに、アロケートされたコントロールチャネルをシステムバンド幅にわたりサブキャリアに分散することによって送信するように構成されている、デバイス。
  13. 請求項10から12までのいずれか一項記載のデバイスであって、
    eNBを含む、デバイス。
  14. デコーディングユニットを有し、
    該デコーディングユニットは、ツリー構造のノードにより表されるコントロールチャネルをデコードすることによって、コントロールチャネルを検索し、識別子を使用するように構成されており、
    各コントロールチャネルは少なくとも一つのコントロールチャネルエレメントを有し、
    該コントロールチャネルエレメントは、コントロールチャネルを検知するために使用されるそれぞれの識別子に対する情報を伝送するデバイスにおいて、
    前記デコーディングユニットは、最高レベルのコントロールチャネルに対する検索を制限するように構成されており、
    前記最高レベルのコントロールチャネルは、最高レベルにあるツリー構造のノードによって表される、デバイス。
  15. 請求項14記載のデバイスであって、
    前記デコーディングユニットは、比較的低いレベルのコントロールチャネルに対する検索を増大するように構成されており、
    前記比較的低いレベルのコントロールチャネルは、ツリー構造の比較的低いレベルにあるノードによって表される、デバイス。
  16. 請求項14または15記載のデバイスであって、
    コントロールチャネルをネットワークデバイスから受信するように構成された受信ユニットを有する、デバイス。
  17. 請求項14から16までのいずれか一項記載のデバイスであって、
    ユーザイクイップメントを有する、デバイス。
  18. プログラムが処理デバイスで事項されると、請求項1から13までのいずれか一項記載のステップを実行するためのソフトウエアコード部分を有する、処理デバイス用のプログラムを含むコンピュータプログラム製品。
  19. 請求項18記載のコンピュータプログラム製品であって、
    ソフトウエアコード部分が格納されたコンピュータ読み出し可能媒体を有する、コンピュータプログラム製品。
  20. 請求項18記載のコンピュータプログラム製品であって、
    プログラムは、処理デバイスの内部メモリに直接ロード可能である、コンピュータプログラム製品。
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