JP2011142598A - 無線通信制御方法、基地局装置及び移動端末装置 - Google Patents

無線通信制御方法、基地局装置及び移動端末装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基本周波数ブロックを複数ブロック結合してシステム帯域を広帯域化した通信システムにおいて、下りリンク共有チャネルとその下り制御チャネルとを異なる基本周波数ブロックで送るのに適した無線通信制御方法を提供すること。
【解決手段】この無線通信制御方法は、ノーマルコンポーネントキャリアと結合コンポーネントキャリアとをユーザ端末との無線通信用に選択し、ユーザ端末が基本周波数ブロックまで対応可能なＬＴＥ仕様の端末であれば前記基本周波数ブロックのみを用い前記ＬＴＥ仕様に基づいた通信を可能とし、ユーザ端末が結合周波数ブロックまで対応可能なＬＴＥ-Ａ仕様の端末であれば前記結合周波数ブロックを用い前記ＬＴＥ-Ａ仕様に基づいて通信できるようにリソース割当てする。
【選択図】図１８

Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける無線通信制御方法、基地局装置及び移動端末装置に関する。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）やＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）をベースとした第３世代システムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long Term Evolution）が検討されてきた（非特許文献１）。ＬＴＥでは、多重方式として、下り回線（下りリンク）にＷ−ＣＤＭＡとは異なるＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を用いている。
第３世代移動通信システムは、概して５ＭHzの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、３．５世代と呼ばれるＬＴＥ（Release 8)のシステムでは、１．４ＭHz〜２０ＭHzの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ又はRelease 10））。将来的には、これら複数の移動通信システムが並存することが予想される。現在検討されているＬＴＥ−Ａのシステムには、ＬＴＥとの後方互換性（バックワード・コンパチビリティ）を確保することが要求されている。
3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006
ところで、ＬＴＥ-Ａシステムでは、ＬＴＥ-Ａの要求条件を満たすため、１００ＭHz程度までの広帯域化が必須となる。一方、ＬＴＥ-Ａシステムのシステム帯域（全信号帯域）において、ＬＴＥ端末（ＬＴＥ仕様までは満たすが、ＬＴＥ−Ａ仕様には対応していない端末）のサポート（バックワード・コンパチビリティ）が必要となる。そのため、ＬＴＥ-Ａのシステム帯域を複数の基本周波数ブロック（ＬＴＥ-Ａでは「コンポーネントキャリア」と呼ぶ）から構成し、各コンポーネントキャリアはＬＴＥで使用可能な帯域幅（最大２０ＭHz）にすることが決められている。
ＬＴＥ-Ａは、隣接するコンポーネントキャリア間にガードバンドを挿入し、コンポーネントキャリアの中心周波数の間隔が３００ｋHzの倍数となるように複数のコンポーネントキャリアがシステム帯域内に配置される。システム帯域に複数のコンポーネントキャリアを配置した場合、コンポーネントキャリア及びガードバンドの帯域幅の影響でいくらかの空き帯域が存在する。この空き帯域をどのように活用すべきかについては十分に検討されていない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、システム帯域に複数のコンポーネントキャリアを配置した際に生じる空き帯域の有効活用を図ることのできる無線通信制御方法、基地局装置及び移動端末装置を提供することを目的とする。
本発明の基地局装置は、既存システム帯域に相当する基本周波数ブロックと既存システム帯域に追加キャリアを結合してなる結合周波数ブロックとが周波数軸上に配置されており、前記基本周波数ブロック又は前記結合周波数ブロックを、ユーザ端末との無線通信用に選択する選択手段と、前記ユーザ端末が前記基本周波数ブロックまで対応可能な第１仕様の端末であれば前記基本周波数ブロックのみを用い前記第１仕様に基づいて通信し、前記ユーザ端末が前記結合周波数ブロックまで対応可能な第２仕様の端末であれば前記結合周波数ブロックを用い前記第２仕様に基づいて通信できるようにリソース割当てするリソース割当て手段と、前記リソース割当て手段によるリソース割当てにしたがって前記ユーザ端末との無線通信する通信手段とを具備したことを特徴とする。
本発明によれば、広帯域化したシステム帯域において、空き帯域の有効活用を図ることのできる無線通信制御方法、基地局装置及び移動端末装置を提供できる。
ＬＴＥ−Ａで定められた階層型帯域幅構成を示す図 結合コンポーネントキャリアを含む複数コンポーネントキャリアの配置例を示す図 （Ａ）結合コンポーネントキャリアに対してＬＴＥ端末が認識するシステム帯域を示す図、（Ｂ）結合コンポーネントキャリアに対してＬＴＥ−Ａ端末が認識するシステム帯域を示す図 ＬＴＥで定められたテーブル構成図 （Ａ）結合コンポーネントキャリアの構成図、（Ｂ）ノーマルコンポーネントキャリアの構成図、（Ｃ）結合コンポーネントキャリアをRBGサイズ３で区分けした概念図、（Ｄ）結合コンポーネントキャリアおよびノーマルコンポーネントキャリアが同一サイズのRBGで区分けされることを示した図 本実施の形態によるテーブル構成図 本実施の形態においてキャリアセグメントの先頭RBを共有データチャネルの開始位置とするマッピング方法を示す図 本実施の形態においてキャリアセグメントのPDSCHの開始位置をノーマルコンポーネントキャリアと揃えてマッピングする方法を示す図 ＬＴＥ仕様によるPDCCH送信の概念図 ＬＴＥ仕様によるPDCCH受信の概念図 ＬＴＥ仕様によるユーザ共通サーチスペースとユーザ個別サーチスペースを示す図 （Ａ）バーチャルリソースブロックを示す図、（Ｂ）ローカライズド送信の概念図、（Ｃ）ディストリビューテッド送信の概念図 本実施の形態におけるディストリビューテッド送信の概念図 本実施の形態における上りリンク制御チャネル構成を示す図 本発明の実施例に係る移動通信システムの概略構成を示す図 本発明の実施の形態に係る無線基地局装置の概略構成を示す図 本発明の実施の形態に係る移動端末装置の概略構成を示す図 図１６に示す無線基地局装置のベースバンド処理部の機能ブロック図 図１７に示す移動端末装置のベースバンド処理部の機能ブロック図
図１は、ＬＴＥ−Ａで定められた階層型帯域幅構成を示す図である。図１に示す例は、複数の基本周波数ブロックで構成される第１システム帯域を持つ第１移動通信システムであるＬＴＥ−Ａシステムと、１コンポーネントキャリアで構成される第２システム帯域を持つ第２移動通信システムであるＬＴＥシステムが併存する場合の階層型帯域幅構成である。ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、例えば、１００MHz以下の可変のシステム帯域幅で無線通信し、ＬＴＥシステムにおいては、２０MHz以下の可変のシステム帯域幅で無線通信する。ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする少なくとも一つのコンポーネントキャリアとなっている。このように複数のコンポーネントキャリアを集めて広帯域化することをキャリアアグリゲーションという。
例えば、図１においては、ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（ベース帯域：２０MHz）を一つのコンポーネントキャリアとする５つのコンポーネントキャリアの帯域を含むシステム帯域（２０MHz×５＝１００ＭHz）となっている。図１においては、移動端末装置ＵＥ（User Equipment）＃１は、ＬＴＥ−Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）の移動端末装置であり、１００MHzまでのシステム帯域に対応可能である。ＵＥ＃２は、ＬＴＥ−Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）の移動端末装置であり、４０MHz（２０MHz×２＝４０MHz）までのシステム帯域に対応可能である。ＵＥ＃３は、ＬＴＥシステム対応（ＬＴＥ−Ａシステムには対応せず）の移動端末装置であり、２０MHz（ベース帯域）までのシステム帯域に対応可能である。
本発明者は、広帯域化したシステム帯域に複数のコンポーネントキャリアを配置した際に空き帯域が発生することに着目し、その空き帯域を効率よく埋めるようにコンポーネントキャリアに追加キャリアを連結して１つのコンポーネントキャリアとして扱うためのシステム構成を考察して本発明に到達した。既存コンポーネントキャリアに追加キャリアを連結することでＬＴＥ端末が使用可能な最大帯域幅（２０MHz）を超えてしまうことによる不具合を解消することのできる通信制御方法を実現する。
以下、既存コンポーネントキャリアに連結される追加キャリアのことを「キャリアセグメント」と呼び、既存コンポーネントキャリアにキャリアセグメントが連結されたコンポーネントキャリアについて「結合コンポーネントキャリア」と呼ぶ。また、キャリアセグメントが連結されていない独立した既存コンポーネントキャリアのことを「ノーマルコンポーネントキャリア」又は「独立コンポーネントキャリア」と呼ぶこととする。
本発明の１つの側面は、キャリアセグメントは独立したキャリアとして扱わずに、必ずノーマルコンポーネントキャリアと共に１つのコンポーネントキャリアを構成するようにノーマルコンポーネントキャリアの端に結合するように配置し、結合コンポーネントキャリアとノーマルコンポーネントキャリアとをＬＴＥ端末及びＬＴＥ-Ａ端末に対して区別せずに割当て、結合コンポーネントキャリアが割り当てられたＬＴＥ端末はノーマルコンポーネントキャリアが割り当てられた場合と同様に対応でき、結合コンポーネントキャリアが割り当てられたＬＴＥ−Ａ端末はキャリアセグメントまで含んだ全体を活用できるように、下りリンク及び又は上りリンクの通信制御を行う。
これにより、ＬＴＥ端末が使用可能なノーマルコンポーネントキャリアと、ＬＴＥ端末が使用可能な最大幅を越える結合コンポーネントキャリアとが混在していたとしても、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ-Ａ端末の双方で対応でき、システム帯域の空き帯域を効率よく埋めて、キャリアの有効活用を図ることができる。
次に、広帯域化したシステム帯域に複数のコンポーネントキャリアを配置した際に生じる空き帯域を効率よく埋める通信制御方法について具体的に説明する。
図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は結合コンポーネントキャリアを含む複数コンポーネントキャリアの配置例を示す図である。
図２（Ａ)に示されるコンポーネントキャリア配置例では、２つの独立コンポーネントキャリアCC#1、CC#2と、１つの結合コンポーネントキャリアCC#3とが全信号帯域をカバーするように配置されている。３つのコンポーネントキャリアＣＣ＃１〜＃３におけるノーマルコンポーネントキャリア部分の中心周波数の間隔が３００ｋHzの倍数となるように全信号帯域全体に配置されている。全信号帯域の右端に配置された結合コンポーネントキャリアＣＣ＃３は、ノーマルコンポーネントキャリア部分（例えば、２０ＭHz）の右端に追加キャリアであるキャリアセグメント（例えば、１．４ＭHz）が連続して配置されており、例えば２１．４ＭHzの結合コンポーネントキャリアＣＣ＃３を構成している。
図２（Ｂ）に示されるコンポーネントキャリア配置例では、同図（Ａ）と同様に３つのコンポーネントキャリアＣＣ＃１〜＃３であるが、２つの結合コンポーネントキャリアＣＣ＃１、ＣＣ＃３と、１つの独立コンポーネントキャリアＣＣ＃２とを組み合わせている。３つのコンポーネントキャリアＣＣ＃１〜＃３におけるノーマルコンポーネントキャリア部分の中心周波数の間隔が３００ｋHzの倍数となるように信号帯域全体に配置されている。全信号帯域の両端に結合コンポーネントキャリアＣＣ＃１とＣＣ＃３とが配置されており、低域側の結合コンポーネントキャリアＣＣ＃１は低域側端にキャリアセグメントを連続配置し、高域側の結合コンポーネントキャリアＣＣ＃３は高域側端にキャリアセグメントを連続配置している。
図２（Ｃ）示されるコンポーネントキャリア配置例では、３つの独立コンポーネントキャリアＣＣ＃１〜ＣＣ＃３と、１つの結合コンポーネントキャリアＣＣ＃４とを組み合わせている。４つのコンポーネントキャリアＣＣ＃１〜＃４のノーマルコンポーネントキャリア部分の中心周波数の間隔が３００ｋHzの倍数となるように信号帯域全体に配置されている。全信号帯域において右端に配置された結合コンポーネントキャリアＣＣ＃４はノーマルコンポーネントキャリアの高域側端にキャリアセグメントを連続配置している。
図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、キャリアセグメントは、必ずノーマルコンポーネントキャリアに隣接して連続的に配置され、ノーマルコンポーネントキャリアに連結して１つのコンポーネントキャリアを構成する。
このように、キャリアセグメントがノーマルコンポーネントキャリアに連結して１つのコンポーネントキャリアを構成すれば、キャリアセグメントを独立したコンポーネントキャリアとして新たに定義する必要がなく、オプション数を減らすこともできる。
また、ノーマルコンポーネントキャリアにキャリアセグメントを連結して結合コンポーネントキャリアを構成したとしても、図３（Ａ）に示すようにＬＴＥ端末は結合コンポーネントキャリアをノーマルコンポーネントキャリアとして認識し、図３（Ｂ）に示すようにＬＴＥ-Ａ端末は結合コンポーネントキャリアとして認識するようにできれば、ＬＴＥとのバックワード・コンパチビリティを実現し、かつキャリアの有効活用が実現される。
無線基地局は、ＬＴＥ端末に対して結合コンポーネントキャリアを割当てたとしても、ＬＴＥ端末が結合コンポーネントキャリアをノーマルコンポーネントキャリアとして認識してＬＴＥ仕様に従った動作が実現されるように通信制御し（リソース制御）、ＬＴＥ−Ａ端末に対しては結合コンポーネントキャリアを割当てた場合にはＬＴＥ−Ａ端末が結合コンポーネントキャリア全体を有効活用できるように通信制御（リソース制御）する。以下、リソース操作の具体例について説明する。
ＬＴＥ端末及びＬＴＥ-Ａ端末に対して区別せずに結合コンポーネントキャリアを割当てる場合、ＬＴＥ仕様をそのまま適用したのではリソースブロック割当てシグナリングが複雑となる。
ユーザデータを送信する物理チャネルであるPDSCH、PUSCHについては、基本的にローカライズド送信が適用されるが、ローカライズド送信型の無線リソース割り当てを効率よく行うために、連続するサブキャリアをブロック化したリソースブロック（RB：Resource Block)と呼ばれる無線リソース割り当ての最小単位を定義している。LTEでは、１RBは１２サブキャリア×１４OFDMシンボルで構成しており、システム帯域となるRB数として｛６，１５，２５，５０，７５，１００｝の６種類が規定されている。例えば、５ＭHzのシステム帯域であれば連続する２５個のRBが割り当てられ、２０MHzのシステム帯域であれば連続する１００個のRBが割り当てられる。
無線基地局から端末に対してRB割当て情報を通知する必要があるが、オーバーヘッド低減のために、RBG(Resource Block Group)が定義されている。すなわち、図４に示すようにシステム帯域（RB数）とRBGサイズとを対応させたテーブルを定めており、RBGサイズで規定されるRBグループを一まとめにしてRB割当て情報を通知する。ところが、図４に示すテーブル（LTE仕様）を用いてRBGサイズを決定したのでは、システム帯によってはノーマルコンポーネントキャリアと結合コンポーネントキャリアとでRBGサイズが変化してしまう。たとえば、図５（Ａ）に示すように、５ＭHzのノーマルコンポーネントキャリアに１．４ＭHzのキャリアセグメントを追加して構成された結合コンポーネントキャリアの場合、ノーマルコンポーネントキャリア部分に関してはRB数２５であるので図４のテーブルに従えばRBGサイズは２である（図５（Ｂ））。一方、キャリアセグメントまで含んだ全体（結合コンポーネントキャリア）ではRB数３１（＝２５＋６）であるので図４のテーブルに従えばRBGサイズは３である（図５（Ｃ））。したがって、ＬＴＥ端末に対してはRBGサイズとして２を通知するが、ＬＴＥ-Ａ端末に対してはRBGサイズとして３を通知する必要がある。このように、図４に示すＬＴＥ仕様のテーブルを用いてRBGサイズを決めたのでは、スケジューラにおいてリソースブロック割当てが複雑化するか、割り当てないＲＢが生じてしまい、効率が劣化してしまう。
本発明は、リソースブロック割当てシグナリングの複雑化および低効率化を解消するために改善されたテーブル構成を提案する。すなわち、ノーマルコンポーネントキャリア（ＮｓＲＢ数）と、当該ノーマルコンポーネントキャリア（ＲＢ数＝Ｎｓ個）にキャリアセグメント（ＲＢ数＝Ｎｃｓ個）を結合した結合コンポーネントキャリア（ＲＢ数＝Ｎｓ＋Ｎｃｓ）とで、RBGサイズが変化しないように、システム帯域（RB数）とRBGサイズとの対応関係を修正する（図６参照）。
このようなテーブルに基づいてRBGサイズを決定することにより、図５（Ｄ）に示されるように、ノーマルコンポーネントキャリア（５ＭHz）のシステム帯域に対応して決定されるRBGサイズが「２」となり（ＬＴＥ端末用）、結合コンポーネントキャリア（５．１４MHｚ）のシステム帯域に対応して決定されるRBGサイズが「２」となる。よって、ＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とでRBGサイズを同一にすることができる。
図６はＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とでRBGの割り当てが同一のRBGサイズとなるように改善されたテーブル構成を示す図である。ＬＴＥではシステム帯域（RB数）が、RB数＝６（１．４MHz）、RB数＝１５（３MHz）、RB数＝２５（５MHz）、RB数＝５０（１０MHz）、RB数＝７５（１５MHz）、RB数＝１００（２０MHz）の６段階である。そこで、システム帯域（RB数）がRB数＝１１より上の領域では、システム帯域（RB数）が次段階となるまでRBGサイズを変化させないように制御する。
これにより、キャリアセグメントが連結先のノーマルコンポーネントキャリアのサイズを超えない範囲であれば、LTEとLTE-Aとが同一のRBGサイズとなる。なお、キャリアセグメントが連結先のノーマルコンポーネントキャリアのサイズを超える場合には、同サイズのノーマルコンポーネントキャリアを１つ追加すればよいので、キャリアセグメントが連結先のノーマルコンポーネントキャリアのサイズを超えることはない。
たとえば、図６に示すテーブルにおいて、システム帯域がRB数＝１０を超えてからRB数＝５０（１０MHz）になるまではRBGサイズが２に維持されているので、システム帯域がRB数＝２５のノーマルコンポーネントキャリアにRB数＝６のキャリアセグメントを追加しても、ＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とで割り当てるRBGが同一サイズとなる。
したがって、無線基地局は、結合コンポーネントキャリアを端末に割当てる場合、リソースブロック割当ての際のRBGサイズがＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とで同一サイズとなるので、リソースブロック割当ての複雑化、および低効率化を防止できる。
また、下りリンク制御情報を伝送するためのPDCCHは、コンポーネントキャリアの先頭第１〜第３OFDMシンボルに配置される。結合コンポーネントキャリアのキャリアセグメントでPDCCHを伝送すると、ＬＴＥ端末でPDCCHを受信できないためPDSCH、PUSCHを復号できない事態になる。そこで、PDCCHはノーマルコンポーネントキャリア部分でのみ送信し、キャリアセグメントでは送信しないように制御する必要がある。ところが、キャリアセグメントにPDCCHを割当てないこととした場合、PDSCHの開始位置がRB間で異なるケースが発生する。
本発明は、ノーマルコンポーネントキャリアにキャリアセグメントを連結して結合コンポーネントキャリアが構成されている場合に、ノーマルコンポーネントキャリア部分だけに制御チャネルを割当て、ＬＴＥ−Ａ端末に対してキャリアセグメントの先頭RBを共有データチャネルの開始位置として順番にユーザデータをマッピングする。または、キャリアセグメントのうち制御チャネルが割当てられているシンボル位置までは無送信とし、キャリアセグメントのPDSCHの開始位置をノーマルコンポーネントキャリアと揃える。
図７は、キャリアセグメントの先頭RE(Rerouce Element、1サブキャリア×1OFDMシンボルから構成)を共有データチャネルの開始位置として順番にマッピングする方法が示されている。同図に示すリソース割当方法では、制御チャネルであるPDCCHを、ノーマルコンポーネントキャリアの先頭第１及び第２OFDMシンボルで伝送するが、キャリアセグメントでは先頭第１及び第２OFDMシンボルでPDCCHを伝送しないようにリソース割り当てを制御している。共有データチャネルであるPDSCHは、キャリアセグメントの先頭REを開始位置として順番にマッピングしている。そして、キャリアセグメントの最後尾（RE＝１４４）までマッピングしたら、マッピング位置を第３OFDMシンボル（制御チャネルを割当てた第１及び第２OFDMシンボルの次後続シンボル）であってノーマルコンポーネントキャリアにおける周波数方向の先頭位置（RB=１４５）から周波数方向に順番にマッピングする。PDSCHはキャリアセグメントまでマッピングする。ただし、ＬＴＥ端末の場合、キャリアセグメントは認識できないので、キャリアセグメントへの共有データチャネルのマッピングは行わない。
このように、ノーマルコンポーネントキャリアにキャリアセグメントが連結された結合コンポーネントキャリアの場合に、制チャネルはＬＴＥ仕様と同様に、ノーマルコンポーネントキャリア部分（先頭１から３OFDMシンボル）でのみで送信してキャリアセグメントでは制チャネルを送信しないようにしたので、いずれのコンポーネントキャリア構成であっても制御チャネルをノーマルコンポーネントキャリアに収容することができる。
図８（Ａ）（Ｂ）はキャリアセグメントのPDSCHの開始位置をノーマルコンポーネントキャリアと揃えてマッピングするリソース割当て方法が示されている。図８（Ａ）は制御チャネルに２OFDMシンボルを割当てた例であり、図８（Ｂ）は制御チャネルに３OFDMシンボルを割当てた例である。このリソース割当て方法は、制御チャネルであるPDCCHは、ノーマルコンポーネントキャリア部分（先頭１-３OFDMシンボル）で伝送しているが、キャリアセグメントではPDCCHを伝送しない。また、ノーマルコンポーネントキャリア部分において制御チャネルが割当てられているOFDMシンボルと同一のOFDMシンボル（キャリアセグメントの先頭から第２又は第３OFDMシンボル）位置までは共有データチャネルであるPDSCHも送信しない無送信区間としている。そして、キャリアセグメントのPDSCHの開始位置をノーマルコンポーネントキャリアと揃えて、第２OFDMシンボル（同図（Ａ））又は第３OFDMシンボル(同図（Ｂ））としている。ただし、ＬＴＥ端末の場合、キャリアセグメントは認識できないので、キャリアセグメントへの共有データチャネルのマッピングは行わない。
このように、ノーマルコンポーネントキャリア部分において制御チャネルが割当てられている先頭数OFDMシンボルまでは、キャリアセグメントにおいて共有データチャネルを送信しない無送信区間とし、PDSCHの開始位置をキャリアセグメントとノーマルコンポーネントキャリアとで揃えるようにリソース割り当て制御することで、ＬＴＥ仕様を踏襲したリソース割り当てが可能になる。
また、LTE仕様では、ユーザ共通制御情報とユーザ固有制御情報の２種類の制御情報が規定されている。この制御情報のビット数は，後述するように，ＲＢ数によって決まるため，ユーザ共通制御情報のビット数をキャリアセグメントを含めて決定してしまうと、ＬＴＥ端末では受信できない不都合が生じる。したがって、ユーザ共通制御情報はノーマルコンポーネントキャリアでのみ送信し、ユーザ固有PDCCHはＬＴＥ−Ａ端末に対してのみキャリアセグメントまで使用して送信する制御が適していると考えられる。以下、具体的に説明する。
図９はＬＴＥ仕様によるPDCCH送信の概念図であり、図１０はPDCCH受信の概念図である。図９に示すように、無線基地局は、同一サブフレームに多重されるユーザ端末の下りリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)に対し、ユーザID（UE-ID)でマスクしたCRCを付与した後、チャネル符号化する。また、各ユーザ端末の受信品質に応じて、７２、１４４、２８８、５７６ビットにレートマッチングする（７２ビット又は５７６ビットの場合、符号化率2/3,1/12に相当）。ここで、７２ビットを基本単位(CCE:Control Channel Element)と定義し、定義した４種類のCCE数＝｛１，２，４，８｝の中から受信品質に応じて最適なCCE数が決定される。さらに、QPSK変調後、複数ユーザ端末の制御情報を多重し（CCE multiplexing）、周波数ダイバーシチ効果を得るために、REG（Resource Element Groupの略で4REから構成される）単位でインターリーブする(CCE interleaving)。その後、サブフレームの先頭にマッピングする。
図１０に示すように、ユーザ端末は、サブフレーム先頭の１〜３OFDMシンボルにマッピングされたPDCCHをデインターリーブする。ユーザ端末は、レートマッチングパラメータ（CCE数）、及びCCEの開始位置が不明であるため、CCE単位でブラインドデコーディングし、ユーザIDでマスクされたＣＲＣがＯＫとなるCCEを探索する。図１０に示される例は、端末UE#３の場合であり、全ての可能性を試し、CCE＃４において検出成功している。
ここで、システム帯域が２０MHzのコンポーネントキャリアであれば、CCE数が８４にもなるため、全ての可能性を探索するのは端末の負荷が大きい。そこで、ブラインドデコーディングする位置を限定することにより、端末の負荷軽減を図るためのサーチスペースという手法が取り入れられている。
図１１にブラインドデコーディングする範囲となる２種類のサーチスペースを例示している。上記した通り、ＬＴＥでは２種類の制御情報が規定されている。ユーザ共通制御情報は、同一セルに接続している全てのユーザ端末が同時に受信する必要のある情報を伝送する制御チャネルであり、報知情報，ページング情報，送信電力制御信号送信用のリソース割当情報などが伝送される。ユーザ固有制御情報は、１ユーザ端末のみ受信する必要のある情報を伝送する制御チャネルであり、上下リンクの共有データチャネル送信のためのリソース割当情報などが伝送される。図１１に示されるように、上記２種類の制御情報に対応してユーザ共有サーチスペースとユーザ固有サーチスペースの２種類のサーチスペースが定義されている。ユーザ共有サーチスペースは、全てのユーザ端末で共通の位置に配置されている（先頭の２CCEであるCCE#1、CCE#2に配置）。ユーザ固有サーチスペースは、ユーザ端末で独立の位置に配置されている（ユーザID及びサブフレーム番号によりランダムに配置）。特に、ユーザ共有サーチスペースは、２種類のフォーマット（１Ａ，１Ｃ）をサポートし、セル端のユーザ端末も高品質に受信できるようにするため、４，８CCEアグリゲーションのみを用いる。ブラインドデコーディング数はそれぞれ４，２となる。したがって、トータルで１２ブラインドデコーディング数（２サイズ×（４＋２））となる。
上記したPDCCH送信において、ＬＴＥ端末はノーマルコンポーネントキャリアのRB数（Ns)でDCIフォーマット１Ａ/１Ｃのビット数が決まり、ＬＴＥ−Ａ端末はノーマルコンポーネントキャリアにキャリアセグメントを追加した連結コンポーネントキャリアのRB数（Ns+Ncs)でDCIフォーマット１Ａ/１Ｃのビット数が決まる。そのため、ノーマルコンポーネントキャリアと連結コンポーネントキャリアとでビット数が異なることになるが、割り当てられる連結コンポーネントキャリアのビット数に応じてユーザ共有サーチスペースのビット数を計算したのではＬＴＥ端末ではユーザ共有サーチスペースの情報を受信できない可能性がある。そこで、かかる問題を解決するために以下の対策を講じることが望ましい。
本発明は、ノーマルコンポーネントキャリアのみに対応可能なＬＴＥ端末と連結コンポーネントキャリアまで対応可能なＬＴＥ-Ａ端末とを対象としてPDCCHを送信する場合、ユーザ共有サーチスペース及びユーザ固有サーチスペースはノーマルコンポーネントキャリアに割当て、ユーザ共有サーチスペースで送信する制御情報のビット数は、ノーマルコンポーネントキャリアのサイズに基づいて計算し、ユーザ固有サーチスペースで割当て情報が通知される情報（PDSCH,PUSCH等のデータ)の割当てビット数はユーザ端末で対応可能なそれぞれのシステム帯域のサイズに基づいて計算する。
これにより、PDCCHを受信したＬＴＥ端末においてユーザ共有サーチスペースの情報を確実に受信することができる。
また、ＬＴＥのような、広帯域のシステム帯域幅を持つ無線通信における物理チャネルの送信法には、ディストリビューテッド送信とローカライズド送信法がある。
図１２にディストリビューテッド送信とローカライズド送信法の概要を示す。
図１２（Ａ）にはバーチャルリソースブロック（VRB: Virtual Resource Block）の配列を示している。ローカライズド送信法の場合、図１２（Ｂ）に示すように、バーチャルリソースブロックをシステム帯域に対してインデックス順に物理リソースブロックへマッピングする。
ディストリビューテッド送信法の場合、図１２（Ｃ）に示すように、互いに離れた２つのVRBを２分割し、分割した２つのVRBをペアにして物理リソースブロックへマッピングする。図１２（Ｃ）には１RBが割り当てられた場合が示されており、インデックス０のバーチャルリソースブロックである０VRBが２分割され、第１スロットでは物理リソースブロックの０PRBにマッピングされ、第２スロットではNｇａｐだけ離れた物理リソースブロック位置の１２PRBにマッピングされている。また、ペアとなる２VRBも２分割され、第１スロットでは物理リソースブロックの１２PRBにマッピングされ、第２スロットでは物理リソースブロックの０PRBにマッピングされている。また、図示されていないが、たとえば２RBが割り当てられた場合、０，１VRBは第１スロットでは物理リソースブロックのPRB０，６にマッピングされ、第２スロットでは物理リソースブロックのPRB１２，１８にマッピングされる。このように、ディストリビューテッド送信法の場合、１，２RBの割当てで、２次、４次の周波数ダイバーシチ効果を得ることが可能になる。また，このNgapの値は，ＲＢ数が大きいほど大きく設定する必要があるため，RB数に依存する。
上記した連結コンポーネントキャリアにおいて、ディストリビューテッド送信する場合、第１スロットではノーマルコンポーネントキャリアにマッピングされ、第２スロットではキャリアセグメントにマッピングされる可能性がある。ＬＴＥ端末ではキャリアセグメントにマッピングされた部分は認識できない問題がある。この問題の解決策として、ＬＴＥ-Ａ端末に対してはキャリアセグメントまで含めたディストリビューテッド送信を可能とし、ＬＴＥ端末に対してはノーマルコンポーネントキャリアに閉じたディストリビューテッド送信を可能とすることも考えられる。しかし、ＬＴＥとＬＴＥ-Ａとでディストリビューテッド送信のときの構成が異なるのは複雑化を伴う。
本発明は、ノーマルコンポーネントキャリアの一端にキャリアセグメントが連結されて連結コンポーネントキャリアを構成する場合に、ノーマルコンポーネントキャリアの範囲内でのみディストリビューテッド送信をサポートし、キャリアセグメントではディストリビューテッド送信しないように無線リソースを割り当てる。
図１３は連結コンポーネントキャリアに対してもノーマルコンポーネントキャリア部分でのみディストリビューテッド送信をサポートする概念図を示している。図１２（Ａ）に示すインデックス０のバーチャルリソースブロックである０VRBが２分割され、第１スロットでは物理リソースブロックの０PRBにマッピングされ、第２スロットではNｇａｐだけ離れた物理リソースブロック位置の１２PRBにマッピングされている。また、６VRBも２分割され、第１スロットでは物理リソースブロックの６PRBにマッピングされ、第２スロットでは物理リソースブロックの１９PRBにマッピングされている。このように、全てのバーチャルリソースブロックはノーマルコンポーネントキャリア（２５RB）内の物理リソースブロックを割当て、キャリアセグメント（６RB）ではディストリビューテッド送信しないように制御する。
これにより、ディストリビューテッド送信のときの構成が異なることによる複雑化を排除でき、ＬＴＥ端末においてディストリビューテッド送信された信号を正しく復号することが可能になる。
以上の説明では、キャリアセグメントを追加した場合の下りリンクの通信制御について改善策を説明したが、上りリンクについても以下の改善策を提案する。
ＬＴＥにおける上りリンク物理チャネル構成は、制御チャネルであるPUCCHをシステム帯域の両端に配置し、周波数ダイバーシチ効果を得るためにサブフレーム内周波数ホッピングを適用している。ノーマルコンポーネントキャリアの一端にキャリアセグメントが連結される連結コンポーネントキャリアの場合、ＬＴＥ仕様にしたがってPUCCHをシステム帯域の両端に配置すると、少なくとも一方のPUCCHがキャリアセグメント上に配置される。ＬＴＥ端末はキャリアセグメントで送信できないので、PUCCHを正しく送れない不都合が生じる。
本発明は、ノーマルコンポーネントキャリアの一端にキャリアセグメントが連結されて連結コンポーネントキャリアを構成する場合に、ノーマルコンポーネントキャリアの両端に上りリンクの制御チャネルを配置し、ノーマルコンポーネントキャリアでのみサブフレーム内周波数ホッピングをサポートする。
図１４（Ａ）はノーマルコンポーネントキャリアの一端にキャリアセグメントが連結されて連結コンポーネントキャリアを構成する場合に、ノーマルコンポーネントキャリアの両端に上りリンクの制御チャネルを配置する例を示す図である。ノーマルコンポーネントキャリアの両端に配置されたPUCCH間でサブフレーム内周波数ホッピングを適用する。キャリアセグメントにはPUSCHを割り当てる。キャリアセグメントでのPUSCHの伝送は、Clustered DFT(Discrete Fourier Transform)-拡散OFDMでのみサポートすることとする。Clustered DFT-拡散OFDMは、OFDM変調の前に送信信号をDFT拡散することによって周波数領域に変換し、DFT後の送信信号符号化データ・シンボルの各周波数成分を複数の周波数ブロック（Cluster）に分割した後，システム帯域幅に相当する帯域幅を持つIFFTのサブキャリア位置に挿入し、他の周波数成分は０を設定する。
これにより、上りリンクの制御チャネルであるPUCCHの位置がＬＴＥとＬＴＥ−Ａとで共通化されるので、オーバーへッドを小さくすることができる。
また、上りリンクの物理チャネルにおいて、PUSCHについても周波数ダイバーシチ効果を得るために周波数ホッピングさせている。このとき、PUSCHのホッピング先がキャリアセグメントであるとＬＴＥ端末がPUSCHを送信できない不具合が生じる。
本発明は、ノーマルコンポーネントキャリアでのみPUSCHのサブフレーム内周波数ホッピングをサポートし、キャリアセグメントをホッピング先にしないようにリソース制御する。
図１４（Ｂ）は、ノーマルコンポーネントキャリアの一端にキャリアセグメントが連結されて連結コンポーネントキャリアを構成する場合に、PUSCHの周波数ホッピング先がノーマルコンポーネントキャリアの範囲内となるように無線リソースを割り当てる例を示している。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥシステムとＬＴＥ−Ａシステムとが重複して構築されている移動通信システムにおける無線基地局装置及び移動端末装置について説明する。
図１５を参照しながら、本発明の実施例に係る移動端末装置（ＵＥ）１０及び基地局装置（Ｎｏｄｅ Ｂ）２０を有する移動通信システム１について説明する。図１５は、本実施の形態に係る移動端末装置１０及び基地局装置２０及びを有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図１５に示す移動通信システム１は、上記した通り、ＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムが包含されるシステムである。ＬＴＥ−Ａは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
図１５に示すように、移動通信システム１は、基地局装置２０と、この基地局装置２０と通信する複数の移動端末装置１０（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。基地局装置２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。移動端末装置１０は、セル５０において基地局装置２０と通信を行っている。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
各移動端末装置（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ）は、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ−Ａ端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限り移動端末装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局装置２０と無線通信するのは移動端末装置１０であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）でよい。
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動端末装置１０で共有されるPDSCHと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCH、PCFICH、PHICH）とが用いられる。このPDSCHにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、基地局装置２０で移動端末装置１０に割り当てたコンポーネントキャリア情報やスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動端末装置１０に通知される。
上りリンクについては、各移動端末装置１０で共有して使用されるPUSCHと上りリンクの制御チャネルであるPUCCH（Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。このPUSCHにより、ユーザデータが伝送される。また、PUCCHは、サブフレーム内周波数ホッピングが適用され、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ:Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。
図１６を参照しながら、本実施の形態に係る基地局装置２０の全体構成について説明する。基地局装置２０は、送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、呼処理部２０５と、伝送路インターフェース２０６とを備えている。
下りリンクにより基地局装置２０から移動端末装置１０に送信されるユーザデータは、基地局装置２０の上位に位置する上位局装置３０から伝送路インターフェース２０６を介してベースバンド信号処理部２０４に入力される。
ベースバンド信号処理部２０４において、PDCPレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（radio link control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、例えば、HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理が行われる。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、送受信部２０３に転送される。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、上述した報知チャネルにより、同一セル５０に接続する移動端末装置１０に対して、各移動端末装置１０が基地局装置２０との無線通信するための制御情報を通知する。当該セル５０における通信のための報知情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅や、ＰＲＡＣＨにおけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報（Root Sequence Index）等が含まれる。
送受信部２０３においては、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部２０２で増幅されて送受信アンテナ２０１より送信される。
一方、上りリンクにより移動端末装置１０から基地局装置２０に送信される信号については、送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。
ベースバンド信号処理部２０４においては、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース２０６を介して上位局装置３０に転送される。
呼処理部２０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
次に、図１７を参照しながら、本実施の形態に係る移動端末装置１０の全体構成について説明する。ＬＴＥ端末もＬＴＥ-Ａ端末もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。移動端末装置１０は、送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、アプリケーション部１０５とを備えている。
下りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅され、送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１０５に転送される。アプリケーション部１０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部１０５に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部１０５からベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド信号処理部１０４においては、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid ARQ））の送信処理や、チャネル符号化、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて送受信部１０３に転送される。送受信部１０３においては、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１０２で増幅されて送受信アンテナ１０１より送信される。
図１８は、本実施の形態に係る基地局装置２０が有するベースバンド信号処理部２０４の機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部２０４における送信処理部の機能ブロックを示している。基地局装置２０の配下となる移動端末装置１０に対する送信データが上位局装置３０から基地局装置２０に対して転送される。
データ生成部３０１は、上位局装置３０から転送された送信データをユーザ別にユーザデータとして出力する。コンポーネントキャリア選択部３０２は、移動端末装置１０との無線通信に使用されるコンポーネントキャリアをユーザ毎に選択する。
図１８には、コンポーネントキャリア数がＭ個（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｍ）の移動通信システム１に対応した基地局構成が例示されている。コンポーネントキャリアＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｍには、結合コンポーネントキャリアで構成されるコンポーネントキャリアと、ノーマルコンポーネントキャリアのみで構成されるコンポーネントキャリアとが含まれる。たとえば、コンポーネントキャリアＣＣ＃１は、図２（Ｂ）に示すように、ノーマルコンポーネントキャリアの一端にキャリアセグメントが連結された結合コンポーネントキャリアである。
スケジューリング部３００は、コンポーネントキャリアＣＣ＃１（結合コンポーネントキャリア）に関するリソース割り当てを制御しており、ＬＴＥ端末ユーザとＬＴＥ−Ａ端末ユーザとを区別してスケジューリングを行う。また、スケジューリング部３００は、上り／下り共有制御チャネルのリソース割当てにおいてキャリアセグメントを考慮する。また、スケジューリン部３００は、上位局装置３０から送信データ及び再送指示が入力されると共に、上りリンクの信号を測定した受信部からチャネル推定値やリソースブロックのＣＱＩが入力される。スケジューリング部３００は、上位局装置３０から入力された再送指示、チャネル推定値及びＣＱＩを参照しながら、上下制御信号及び上下共有チャネル信号のスケジューリングを行う。移動通信における伝搬路は、周波数選択性フェージングにより周波数ごとに変動が異なる。そこで、ユーザ端末へのユーザデータ送信時に、各ユーザ端末に対してサブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロックを割り当てる適応周波数スケジューリングが適用される。適応周波数スケジューリングでは、各リソースブロックに対して伝搬路品質の良好なユーザ端末を選択して割り当てる。そのため、スケジューリング部３００は、各ユーザ端末からフィードバックされるリソースブロック毎のＣＱＩを用いてリソースブロックを割り当てる。また、割り当てたリソースブロックで所定のブロック誤り率を満たすＭＣＳ（符号化率、変調方式）を決定する。
基地局装置２０のベースバンド信号処理部２０４は、データ生成部３０１から出力されるユーザデータ（一部の制御信号を含んでも良い）を伝送する共有データチャネル（PDSCH）をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部３０３と、チャネル符号化されたユーザデータをユーザ毎に変調する変調部３０４と、変調されたユーザデータを無線リソースにマッピングするマッピング部３０５とを備えている。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、ユーザ固有の下り制御情報である下り共有データチャネル用制御情報を生成する下り制御情報生成部３０６と、ユーザ共通の下り制御情報である下り共通制御チャネル用制御情報を生成する下り共通チャネル用制御情報生成部３０７とを備えている。下り制御情報生成部３０６は、ユーザ毎に決定したリソース割り当て情報、ＭＣＳ情報、HARQ用の情報、PUCCHの送信電力制御コマンド等から下りリンク制御信号（ＤＣＩ）を生成する。このとき、下り制御情報生成部３０６は、ＬＴＥ端末ユーザとＬＴＥ−Ａ端末ユーザとを区別して制御情報を生成するが、下り共通チャネル用制御情報生成部３０７はノーマルコンポーネントキャリアのみで下り共通制御チャネル用制御情報を生成する。ベースバンド信号処理部２０４は、下り制御情報生成部３０６及び下り共通チャネル用制御情報生成部３０７で生成される制御情報をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部３０８と、チャネル符号化された下り制御情報を変調する変調部３０９とを備えている。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、上り共有データチャネル（PUSCH)を制御するための制御情報である上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に生成する上り制御情報生成部３１１と、生成した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部３１２と、チャネル符号化した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に変調する変調部３１３とを備える。上り制御情報生成部３１１は、ＬＴＥ端末ユーザとＬＴＥ−Ａ端末ユーザとを区別して上り共有データチャネル用制御情報を生成する。
上記変調部３０９、３１３でユーザ毎に変調された制御情報は制御チャネル多重部３１４で多重され、さらにインタリーブ部３１５でインタリーブされる。インタリーブ部３１５から出力される制御信号及びマッピング部３０５から出力されるユーザデータは下りチャネル信号としてＩＦＦＴ部３１６へ入力される。ＩＦＦＴ部３１６は、下りチャネル信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時系列の信号に変換する。サイクリックプレフィックス挿入部３１７は、下りチャネル信号の時系列信号にサイクリックプレフィックスを挿入する。なお、サイクリックプレフィクスは、マルチパス伝搬遅延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。サイクリックプレフィックスが付加された送信データは、送受信部２０３に送出される。
図１９は、移動端末装置１０が有するベースバンド信号処理部１０４の機能ブロック図であり、ＬＴＥ−ＡをサポートするＬＴＥ−Ａ端末の機能ブロックを示している。
ベースバンド信号処理部１０４は、受信処理系の機能ブロックとして、ＣＰ除去部４０１、ＦＦＴ部４０２、デマッピング部４０３、デインタリーブ部４０４、制御情報復調部４０５及びデータ復調部４０６を備えている。ＣＰ除去部４０１は、送受信部１０３で受信された受信信号からガードインターバルであるサイクリックプレフィックスを除去する。ＦＦＴ部４０２は、サイクリックプレフィックスが除去された受信信号（OFDM信号）を高速フーリエ変換して時間成分の波形から周波数成分の直交マルチキャリア信号に変換する。デマッピング部４０３は、ＦＦＴ部４０２で周波数領域に変換した受信信号を入力とし、対象となるデータ通信の通信帯域に含まれるサブキャリアだけを選択して、不要なサブキャリアを間引き処理し、受信信号の信号帯域受信信号として出力する。デインタリーブ部４０４は、送信側で施されたインタリーブと逆に並べ変えて制御情報及びユーザデータを元の順番に戻す。制御情報復調部４０５は、共通制御チャネル用制御情報を復調する共通制御チャネル用制御情報復調部４０５ａと、上り共有データチャネル用制御情報を復調する上り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｂと、下り共有データチャネル用制御情報を復調する下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃとを備える。共通制御チャネル用制御情報復調部４０５ａは、共通制御チャネル用制御情報についてはＬＴＥ端末及びＬＴＥ-Ａ端末の双方で認識できるようにするため、ＬＴＥ仕様（ノーマルコンポーネントキャリアに閉じた処理）にしたがって復調する。上り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｂ及び下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃは、ＬＴＥ-Ａ用の制御情報を復調する。データ復調部４０６は、下り共有データチャネルであるPDSCHを復調する下り共有データ復調部４０６ａと、下り共通チャネルデータである報知情報，ページング情報を復調する下り共通チャネルデータ復調部４０６ｂとを備えている。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、送信処理系の機能ブロックとして、データ生成部４１１、チャネル符号化部４１２、変調部４１３、ＤＦＴ部４１４、マッピング部４１５、ＩＦＦＴ部４１６、ＣＰ挿入部４１７を備えている。データ生成部４１１は、アプリケーション部１０５から入力されるビットデータから送信データを生成する。チャネル符号化部４１２は、送信データに対して誤り訂正等のチャネル符号化処理を施し、変調部４１３はチャネル符号化された送信データをＱＰＳＫ等で変調する。ＤＦＴ部４１４は、変調された送信データを離散フーリエ変換する。マッピング部４１５は、ＤＦＴ後のデータシンボルの各周波数成分を、基地局装置に指示されたサブキャリア位置へマッピングする。すなわち、データシンボルの各周波数成分を、システム帯域に相当する帯域幅を持つＩＦＦＴ部４１６のサブキャリア位置に入力し、他の周波数成分には０を設定する。ＩＦＦＴ部４１６は、システム帯域に相当する入力データを逆高速フーリエ変換して時系列データに変換し、ＣＰ挿入部４１７は時系列データに対してデータ区切りでサイクリックプレフィックスを挿入する。
次に、基地局装置２０での移動端末装置１０に対するリソースブロック割当て及びRB割当てシグナリングについて説明する。連結コンポーネントキャリアであるコンポーネントキャリアＣＣ＃１が割当てられた移動端末装置１０の１つをＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１、ＬＴＥ端末ＵＥ＃２として説明する。
基地局装置２０において、コンポーネントキャリア選択部３０２がＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１及びＬＴＥ端末ＵＥ＃２に対してコンポーネントキャリアＣＣ＃１を選択したものとする。スケジューリング部３００は、ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１とＬＴＥ端末ＵＥ＃２とを区別してスケジューリングする。ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１に対してはキャリアセグメントまで含めた連結コンポーネントキャリア全体を使ったリソース割り当てを行い、ＬＴＥ端末ＵＥ＃２に対してはキャリアセグメントを含まないノーマルコンポーネントキャリア部分だけを使ったリソース割り当てを行う。リソースブロックの割り当てについても、ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１とＬＴＥ端末ＵＥ＃２とを区別して行う。
スケジューリング部３００は、ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１に対して、図６に示されるテーブルに基づいてコンポーネントキャリアＣＣ＃１のシステム帯域に対応したRBGサイズを決定する。同様に、ＬＴＥ端末ＵＥ＃２に対しても、図６に示されるテーブルに基づいてコンポーネントキャリアＣＣ＃１のシステム帯域に対応したRBGサイズを決定する。上記した通り、コンポーネントキャリアＣＣ＃１のうちＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１とＬＴＥ端末ＵＥ＃２とで認識するシステム帯域は異なるが、同一のRBGサイズが選択される。
下り制御情報生成部３０６（ＵＥ＃１）が、ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１に対するリソース割当て結果に基づいて、ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１に対するRB割当て情報を生成する。また、下り制御情報生成部３０６（ＵＥ＃２）は、ＬＴＥ端末ＵＥ＃２に対するリソース割当て結果に基づいて、ＬＴＥ端末ＵＥ＃２に対するRB割当て情報を生成する。RB割当て情報はRBG単位で１つにまとめてシグナリングされる。
図６に示すテーブルは、ノーマルコンポーネントキャリア（ＮｓＲＢ数）と、当該ノーマルコンポーネントキャリア（ＲＢ数＝Ｎｓ個）にキャリアセグメント（ＲＢ数＝Ｎｃｓ個）を結合した結合コンポーネントキャリア（ＲＢ数＝Ｎｓ＋Ｎｃｓ）とで、RBGサイズが変化しないように、システム帯域（RB数）とRBGサイズとの対応関係が定められている。
このように、図６に示すテーブルに基づいてRBGサイズを決定することにより、ノーマルコンポーネントキャリアと結合コンポーネントキャリアとのRBGサイズを常に一致させることができ、RB割当てのオーバーへッド低減と複雑化の防止を図ることができる。
また、スケジューリング部３００は、ＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とを区別してPDSCHの開始位置を制御する。図７に示すように、移動端末装置ＵＥ＃１に対してPDSCHの開始位置が、キャリアセグメントの先頭RBとなるようにリソース割り当てを行い、ＬＴＥ端末に対しては、PDSCHの開始位置がノーマルコンポーネントキャリアの先頭RBに揃えられ、かつキャリアセグメントにはPDCCHもPDSCHも割り当てられないように制御する。マッピング部３０５は、図７に示すようにPDSCHの開始位置をキャリアセグメントの先頭RBから順番にマッピングする。
または、図８に示すように、移動端末装置ＵＥ＃１に対してPDCCHを送信している期間ではキャリアセグメントにおいて無送信とし（PDSCHを送らない）、キャリアセグメントのPDSCHの開始位置をノーマルコンポーネントキャリアにおけるPDSCHの開始位置と揃えるように制御する。マッピング部３０５は、図８に示すようにキャリアセグメントのPDSCHの開始位置がノーマルコンポーネントキャリアと揃えられるようにマッピングする。図７又は図８に示すようにマッピングされたPDSCHのRB割当て情報は下り制御情報生成部３０６で生成され、移動端末装置ＵＥ＃１に対して送信される。
ＬＴＥ端末に対しては、図７及び図８に示すようなキャリアセグメントへのPDSCHの割当ては行わないで、ノーマルコンポーネントキャリアに閉じてPDCCH及びPDSCHのリソース割り当てを行う。
移動端末装置ＵＥ＃１では、下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃがRB割当て情報を復調し、下り共有データ復調部４０６ａがRB割当て情報にしたがってキャリアセグメントまで含めてPDSCHを復調する。
また、スケジューリング部３００は、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ−Ａ端末に対するリソース割り当てにおいて、ユーザ共有サーチスペース及びユーザ固有サーチスペースはノーマルコンポーネントキャリアに割当てる。また、ユーザ共有サーチスペースのPDCCHサイズ（CCE数）は、ノーマルコンポーネントキャリア部分のサイズに基づいて計算し、ユーザ固有サーチスペースで割当て情報が通知される情報（PDSCH,PUSCH等のデータ)の割当てビット数(CCE数）はユーザ端末で対応可能なそれぞれのシステム帯域のサイズに基づいて計算する。
また、スケジューリング部３００は、ディストリビューテッド送信の場合、図１３に示すように、VRBを２分割して一方のPRBの第１スロットに割当て、もう一方を第２スロットに割当てるが、第１スロット又は第２スロットがキャリアセグメントのPRBに割り当てられることのないようにリソース割り当てする。すなわち、ノーマルコンポーネントキャリアでのみディストリビューテッド送信をサポートし、キャリアセグメントではディストリビューテッド送信しないように無線リソースを割り当てる。
下り制御情報生成部３０６は、１ユーザ端末のみ受信する必要のある情報を伝送する制御チャネル（ユーザ個別PDCCH）で伝送される制御情報（PDSCH/PUSCH送信用制御情報）を、スケジューリング部３００によるスケジューリング結果に基づいてユーザ毎に生成する。スケジューリング部３００と同様にＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とを区別して制御情報を生成する。スケジューリング部３００においてＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とを区別してユーザ固有サーチスペースのPDCCHサイズ（CCE数）が計算される。ＬＴＥ端末はノーマルコンポーネントキャリア部分のみを対象としてCCE数を計算するが、ＬＴＥ−Ａ端末はキャリアセグメントまで含めた結合コンポーネントキャリア全体をシステム帯域の対象としてCCE数を決定する。下り制御情報生成部３０６は、上記の通り計算されたユーザ固有サーチスペースをノーマルコンポーネントキャリア部分に割当てたPDSCH/PUSCH送信用制御情報を生成する。
下り共通チャネル用制御情報生成部３０７は、同一セルに接続している全てのユーザ端末が同時に受信する必要のある情報を伝送する制御チャネル（ユーザ共通PDCCH）で伝送される制御情報（SIB/PCH/TPC送信用制御情報）を、スケジューリング部３００によるスケジューリング結果に基づいてユーザ毎に生成する。スケジューリング部３００においてＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とを区別しないで、ユーザ共有サーチスペースのPDCCHサイズ（CCE数）が、ノーマルコンポーネントキャリア部分のサイズに基づいて計算する。下り共通チャネル用制御情報生成部３０７は、上記の通り計算されたユーザ共通サーチスペースをノーマルコンポーネントキャリア部分に割当てたSIB/PCH/TPC送信用制御情報を生成する。
上り制御情報生成部３１１は、ユーザ毎に上り共有データチャネル用制御情報を生成する。スケジューリング部３００においてＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とを区別して上り共有データチャネルのリソース割当てをしている。このとき、スケジューリング部３００はＬＴＥ−Ａ端末に対しては、図１４に示すようにキャリアセグメントにもPUSCHを割り当てるが、ＬＴＥ端末に対してはノーマルコンポーネントキャリア部分のみにPUSCHを割り当てる。上り制御情報生成部３１１は、上り共有データチャネルのリソース割当て結果を受け、ＬＴＥ端末とＬＴＥ−Ａ端末とを区別してユーザ個別の共有データチャネル用制御情報を生成する。
以上のようにリソース割り当てされたユーザ個別PDCCH及びユーザ共通PDCCHが制御チャネル多重されて送信される。
ＬＴＥ−Ａ端末ＵＥ＃１では、共通制御チャネル用制御情報復調部４０５ａがユーザ共有サーチスペースをブラインドデコーディングしてユーザ共通PDCCHを復調し、SIB/PCH/TPC送信用制御情報を取得する。また、下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃがユーザ個別サーチスペースをブラインドデコーディングしてユーザ個別PDCCHを復調し、PDSCH/PUSCH送信用制御情報を取得する。下り共有データ復調部４０６ａがPDSCH/PUSCH送信用制御情報に示されるRB割当て情報にしたがってキャリアセグメントまで含めてPDSCHを復調する。さらに、上り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｂがユーザ個別PDCCHを復調し、上り共有データチャネル用制御情報を取得する。マッピング部４１５は、共通制御チャネル用制御情報（例えば報知情報，ページング情報）と上り共有データチャネル用制御情報とを用いて上りリンク制御情報（PUCCH）及び上り共有データチャネル（PUSCH）の各周波数成分をマッピングする。図１４（Ａ）に示すように、上り共有データチャネル用にキャリアセグメントがリソース割り当てされている場合は、PUSCHをキャリアセグメント領域にマッピングする。また、ＬＴＥ−Ａ端末においてもPUCCHはノーマルコンポーネントキャリアの両端に割り当てられ、サブフレーム内周波数ホッピングさせて送られる。また、図１４（Ｂ）に示すように、ノーマルコンポーネントキャリアでのみPUSCHをサブフレーム内周波数ホッピングし、キャリアセグメントをホッピング先にしないようにマッピングする。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
１ 移動通信システム
１０ 移動端末装置
２０ 基地局装置
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
１０１ 送受信アンテナ
１０２ アンプ部
１０３ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ アプリケーション部
２０１ 送受信アンテナ
２０２ アンプ部
２０３ 送受信部
２０４ ベースバンド信号処理部
２０５ 呼処理部
２０６ 伝送路インターフェース
３００ スケジューリング部
３０１ データ生成部
３０２ コンポーネントキャリア選択部
３０３、３０８、３１２ チャネル符号化部
３０４、３０９、３１３ 変調部
３０５ マッピング部
３０６ 下り制御情報生成部
３０７ 下り共通チャネル用制御情報生成部
３１１ 上り制御情報生成部

Claims (10)

  1. 既存システム帯域に相当する基本周波数ブロックと既存システム帯域に追加キャリアを結合してなる結合周波数ブロックとが周波数軸上に配置されており、前記基本周波数ブロック又は前記結合周波数ブロックを、ユーザ端末との無線通信用に選択する選択手段と、
    前記ユーザ端末が前記基本周波数ブロックまで対応可能な第１仕様の端末であれば前記基本周波数ブロックのみを用い前記第１仕様に基づいて通信し、前記ユーザ端末が前記結合周波数ブロックまで対応可能な第２仕様の端末であれば前記結合周波数ブロックを用い前記第２仕様に基づいて通信できるようにリソース割当てするリソース割当て手段と、
    前記リソース割当て手段によるリソース割当てにしたがって前記ユーザ端末との無線通信する通信手段と、
    を具備したことを特徴とする基地局装置。
  2. 前記リソース割当て手段は、無線リソースの最小割当て単位であるリソースブロックのシグナリング単位となるＲＢＧ(Resource Block Group)サイズを予め用意されたテーブルにしたがって決定し、前記テーブルが複数のシステム帯域に対応してＲＢＧサイズが段階的に定義されており、前記基本周波数ブロックと前記結合周波数ブロックとでＲＢＧサイズが同一となるように定められていることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  3. 前記リソース割当て手段は、前記第２仕様のユーザ端末に対して選択された前記結合周波数ブロックに対して、前記追加キャリアの先頭リソースブロックが下り共有データチャネルの開始位置となるようにリソース割り当てすることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  4. 前記リソース割当て手段は、前記第２仕様のユーザ端末に対して選択された前記結合周波数ブロックに対して、前記追加キャリアでの下り共有データチャネルの開始位置を、当該追加キャリアと共にシステム帯域を構成する前記基本周波数ブロックでの下り共有データチャネルの開始位置と揃えるようにリソース割り当てすることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  5. 前記リソース割当て手段は、前記結合周波数ブロックに対して、ユーザ共有サーチスペース及びユーザ固有サーチスペースを前記基本周波数ブロックに割当て、前記ユーザ共有サーチスペースのサイズは、当該基本周波数ブロックのサイズに基づいて計算することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  6. 前記リソース割当て手段は、前記結合周波数ブロックに対して、前記基本周波数ブロック内でのみディストリビューテッド送信をサポートし、前記追加キャリアではディストリビューテッド送信しないように無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  7. 前記リソース割当て手段は、前記第２仕様のユーザ端末に対して、上り共有データチャネルを、前記結合周波数ブロックの追加キャリアで伝送するように上りリンクに無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  8. 既存システム帯域に相当する基本周波数ブロックと既存システム帯域に追加キャリアを結合してなる結合周波数ブロックとが周波数軸上に配置されており、前記基本周波数ブロック又は前記結合周波数ブロックで下りリンクの信号を受信する受信手段と、
    前記結合周波数ブロックで上りリンクの制御チャネルを伝送する場合、当該結合周波数ブロックのうち前記基本周波数ブロックの両端で制御チャネルを周波数ホッピングさせる通信制御手段と、
    を具備したことを特徴とする移動端末装置。
  9. 既存システム帯域に相当する基本周波数ブロックと既存システム帯域に追加キャリアを結合してなる結合周波数ブロックとが周波数軸上に配置されており、前記基本周波数ブロック又は前記結合周波数ブロックで下りリンクの信号を受信する受信手段と、
    前記結合周波数ブロックで上りリンクの共有チャネルを伝送する場合、当該結合周波数ブロックのうち前記基本周波数ブロック内で共有チャネルを周波数ホッピングさせる通信制御手段と、
    を具備したことを特徴とする移動端末装置。
  10. 既存システム帯域に相当する基本周波数ブロックと既存システム帯域に追加キャリアを結合してなる結合周波数ブロックとが周波数軸上に配置されており、前記基本周波数ブロック又は前記結合周波数ブロックを、ユーザ端末との無線通信用に選択する工程と、
    前記ユーザ端末が前記基本周波数ブロックまで対応可能な第１仕様の端末であれば前記基本周波数ブロックのみを用い前記第１仕様に基づいて通信し、前記ユーザ端末が前記結合周波数ブロックまで対応可能な第２仕様の端末であれば前記結合周波数ブロックを用い前記第２仕様に基づいて通信できるようにリソース割当てするリソース割当てる工程と、
    前記リソース割当てによるリソース割当てにしたがって前記ユーザ端末との無線通信する工程と、
    を具備したことを特徴とする無線通信制御方法。


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