JP2011193521A - 通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アップリンクで送信されるデータに対するACK/NACKメッセージが、アップリンクデータを伝送するために使用されたサブキャリアに依存したサブキャリアによって基地局により送信される。ACK/NACKメッセージ用に使用されるサブキャリアをアップリンクサブキャリアから決定するために、好ましくはダイレクトマッピングが用いられる。他の実施形態においては、ACK/NACKメッセージは、あらかじめユーザ端末に決められたサブキャリアにより、好ましくはその制御チャンネルにおいて1以上のインデックス値をユーザ端末に送信することにより、ユーザ端末に送信される。
【選択図】図1
Description
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0に対しては、
ポジション[j]=ポジション[j−1]+L×N/M
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0およびj<Mに対しては、シンボルj×Nsym/Mにおいて、
ポジション[j]=((ポジション[j−1]+L×N/M) mod L×N)
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0に対しては、
ポジション[j]=ポジション[j−1]+L×N/M
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0およびj<Mに対しては、シンボルj×Nsym/Mにおいて、
ポジション[j]=((ポジション[j−1]+L×N/M) mod L×N)
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0に対しては、
ポジション[j]=ポジション[j−1]+L×N/M
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0およびj<Mに対しては、シンボルj×Nsym/Mにおいて、
ポジション[j]=((ポジション[j−1]+L×N/M) mod L×N)
図1は、携帯電話(MT)3−0,3−1,3−2のユーザが、基地局5および電話網7を介して他のユーザ(図示せず)と通信できる移動体(携帯電話)通信システム1を模式的に示している。本実施形態においては、基地局5は、携帯電話3に送信されるデータを複数のサブキャリアによって変調する直交周波数分割多元接続(OFDMA)技術を用いている。それぞれの携帯電話3には、その携帯電話3がサポートしている帯域幅とその携帯電話3に送信されるデータ量に応じて異なるサブキャリアが割り当てられる。本実施形態においては、基地局5は、動作する携帯電話3を基地局の帯域幅にわたって均一に分布させるために、それぞれの携帯電話3にデータを伝送するために用いられるサブキャリアを割り当てる。この目的を達成するために、基地局5は、各携帯電話3に対してサブキャリアを動的に割り当て、スケジューリングされた携帯電話3のそれぞれに各サブフレームの割当を信号送信する。提案されているE−UTRA無線インターフェイスにおいては、それぞれのダウンリンクサブフレームは、一連の7つのOFDMシンボルを有している。典型的には、最初の2つのシンボルは、他の一般的な制御データとともにスケジューリング・リソース割当制御データを伝送し、残りの5つのシンボルは、ダウンリンク用ユーザデータを含んでいる。
ii)ダウンリンク用リソースブロック復調情報
iii)アップリンク用リソースブロック復調情報
iv)アップリンク送信に対するACK/NACK
v)タイミング制御ビット
タイプ2:ULスケジューリング情報(上記3,7の場合に用いられる)
本発明者は、ダウンリンクにおいてACK/NACK情報が届くのを待っている携帯電話3に対してACK/NACK情報を伝送するために、ダウンリンクにおいて1以上のサブキャリアを予約しておくことを提案する。そのような用途のために確保されるリソースの数および時間/周波数平面におけるそれらの位置は、共通の信号送信を通じて携帯電話に通知することができる。本実施形態においては、ACK/NACK情報がサブキャリアで伝送される携帯電話に通知するために必要とされる信号を少なくするため、受信応答の対象であるデータに対するULチャンク割当と、共通の信号チャンネルから得られる情報とを用いて、ACK/NACK情報が送信されるサブキャリアを導き出すように携帯電話がプログラムされる。アップリンク送信用に割り当てられたチャンクと、対応するACK/NACKメッセージに対して割り当てられたサブキャリアとの間で実際にマッピングを行うために、種々の手法を用いることができる。
この例においては、基地局5により各ACK/NACKチャンネルに割り当てられたサブキャリアの数Mが基地局5から共通の信号チャンネルを通じて携帯電話3に通知され、携帯電話3からサブキャリアの1つのチャンクにより送信されるデータに対する受信応答を行うために1つのACK/NACKチャンネルが使用される。したがって、アップリンク送信用に2つのチャンクを携帯電話3に割り当てる場合には、その携帯電話3に対してACK/NACKコマンド(メッセージ)を送信するために2つのACK/NACKチャンネルが使用される。また、この例では、基地局5は、チャンク内にあるACK/NACKサブキャリアポジションオフセット(Δ)を携帯電話3に通知する。そして、それぞれの携帯電話3は、データが送信されるアップリンク送信チャンク番号iと、対応するACK/NACKチャンネルのサブキャリアとの間のマッピングを以下のように決定する。
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0に対しては、
ポジション[j]=ポジション[j−1]+L×N/M
であり、Lは各チャンクにおけるサブキャリアの数、Nは割り当てられた帯域幅におけるチャンクの総数であり、典型的には(必ずとは限らないが)LとNはいずれもシステム設計に対して一定であり、携帯電話3と基地局5にプログラムされている。
別の割当方法として、1つのOFDMシンボルにACK/NACKチャンネル用のサブキャリアを割り当てる代わりに、複数のシンボルにサブキャリアを割り当てることができる。例えば、残っているOFDMシンボル(パイロットおよび制御チャンネルのみを含む第1のOFDMシンボル以外のすべて)にACK/NACKリソースを振り分けることができる。
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0およびj<Mに対しては、シンボルj×Nsym/Mにおいて、
ポジション[j]=((ポジション[j−1]+L×N/M) mod L×N)
であり、ポジション[j]は、j番目のACK/NACKシンボルを送信するために用いられるサブキャリアの番号である。ポジション[j]の範囲は0から(L×N)−1であり、L×Nはシステム帯域幅におけるアクティブなサブキャリアの総数である。1つのACK/NACKメッセージ内のシンボル数をMとすると、jの範囲は0からM−1である。
ACK/NACKチャンネルの上記構造の1つを考えると、5MHzの帯域幅の携帯電話3用のダウンリンク制御チャンネルにおいて必要とされるビット数は以下表2の通りである。
図6は、本実施形態で用いられる基地局5の主要な構成要素を示すブロック図である。図示されるように、基地局5は、(上述したサブキャリアを用いて)1以上のアンテナ23を介して信号を携帯電話3に送信および携帯電話3から受信し、かつ、ネットワークインターフェイス25を介して信号を電話網7に送信および電話網7から受信する送受信回路21を含んでいる。送受信回路21の動作は、メモリ29内に格納されたソフトウェアに従ってコントローラ27によって制御される。このソフトウェアは、特にオペレーティングシステム31およびリソース割当モジュール33を含んでいる。リソース割当モジュール33は、送受信回路21による携帯電話3との通信に使用されるサブキャリアを割り当てるためのものである。また、このソフトウェアは、アップリンク送信に対して当該データの肯定応答に使用されるACK/NACKチャンネルに割り当てられたチャンク番号間のマッピングに必要な情報を携帯電話3に通知するACK/NACKモジュール35を含んでいる。また、ACK/NACKモジュール35は、受信されたデータに対するACK/NACKコマンドを、携帯電話3による受信のためにACK/NACKチャンネルで送信する。
図7は、図1に示されるそれぞれの携帯電話3の主要な構成要素を模式的に示すものである。図示されるように、携帯電話3は、1以上のアンテナ73を介して信号を基地局5に送信および基地局5から受信する送受信回路71を含んでいる。また、図示されるように、携帯電話3は、携帯電話3の動作を制御するものであって、送受信回路71と拡声器77、マイクロフォン79、ディスプレイ81、およびキーパッド83とに接続されたコントローラ75を含んでいる。コントローラ75は、メモリ85内に格納されたソフトウェア命令に従って動作する。図示されるように、これらのソフトウェア命令は、特にオペレーティングシステム87およびリソース割当モジュール89を含んでいる。本実施形態においては、携帯電話3が送信したデータに対するACK/NACKコマンドを伝送するサブキャリアを識別するために適切なマッピングを行うACK/NACKモジュール91を含んでいる。(図3および図4を参照した)上述のマッピングのいずれかのみを行えるように携帯電話3をプログラムしてもよいし、あるいは基地局5が使用するマッピングを変化させる場合には、与えられたサブフレームに対して使用されるマッピングを携帯電話3に通知する必要がある。
上述した実施形態は出願人の先の英国特許出願GB第0612228.7号において最初に述べられた。当該出願以来、E−UTRA無線インターフェイス案に対して多くの変更がなされている。いくつかの用語が変更されており、現在ではサブフレームは、送信時間間隔(TTI)と同じ意味であり、それぞれ上述した7つのOFDMシンボルを有する2つの0.5msスロットを有している。また、リソースブロック(RB)またはチャンクは、周波数領域における12個の連続したサブキャリアからなる。さらに、現在の案によれば、それぞれの基地局5は、同時に1つの帯域幅のみをサポートし、20MHzの最大帯域幅まで他の帯域幅にアップグレードすることができる。基地局5と通信する携帯電話3はすべてが基地局5と同じ帯域幅をサポートしていなければならない。
多くの詳細な実施形態について述べてきた。当業者であれば理解できるように、具体化された本発明による利益を得つつ、上記実施形態に対して多くの改良および代替案が考えられる。実例として、これらの代替案および改良のいくつかについて説明する。
先のRAN1#48会合において、ACK/NACK制御信号法およびこれに関連してあらかじめ設定されたリソースに対して以下の動作上の了解事項が合意に至った[1]。
・制御チャンネルフォーマットとは独立して定義される。
・動的にスケジューリングされるデータ送信のために使用されるアップリンクリソースまたは割当のために使用されるDL制御チャンネルと、フィードバック用に使用されるダウンリンクACK/NAKリソースとの間には暗黙的な関係がある。
NodeBは、UEから受信したアップリンク送信に対してACK/NACK情報を送信する。次に、UEはあらかじめ設定されたダウンリンクリソースの1つにそのACK/NACK情報が届くのを待つ。ダウンリンクでそのような情報が届くのを待っているすべてのUEに対してACK/NACK情報を伝送するために予約されたダウンリンク内に多くのサブキャリアがあることを前提とする。そのような利用のために予約されたリソースの数および時間/周波数平面におけるその位置は、通話可能範囲内のすべてのUEに共通の信号法によりセミスタティックベースで通知することができる。しかしながら、UEがACK/NACK情報が届くのを待っている場合には、UEはこれらの予約済みリソース内のどの場所でACK/NACK情報を探せばよいかを把握している必要がある。
暗黙的信号法においては、少なくとも2つのオプションがあり得る。
・オプション2:割当のために使用されるDL制御チャンネルと、フィードバック用に使用されるダウンリンクACK/NAKリソースとの間の暗黙的な関係
・アップリンク無線リソース割当用のダウンリンクL1/L2制御チャンネルのインデックスと、ACK/NACK無線リソースのインデックスとの間の一対一の関係
オプション2の短所は、他のUEに対するACK/NACK情報が届くと予測される場所を把握できるように、あらかじめACK/NACKリソースのインデックスをUEに信号送信することで避けることができる。この場合において、図8に示されるように、アップリンク無線リソース割当用のDLのL1/L2制御チャンネルにインデックスが挿入される。インデックス用のビット数は、各帯域幅におけるACK/NACKリソース用に予約されたリソースの数に依存している。
本書類においては、ACK/NACK制御信号送信用の既存の信号送信オプションを分析し、既存のオプションの問題点を明らかにしている。さらに、アップリンク無線リソース割当用のDLのL1/L2制御信号送信においてインデックスを挿入することにより、既存のオプションの欠点を回避する信号送信メカニズムを提案する。このため、以下の事項を提案する。
[1]R1-071223, “Way Forward on Downlink Control Signaling,” Ericsson, Nokia, NTT DoCoMo, et al.
[2]R1-070867, “ACK/NACK Signal Structure in E-UTRA,” NTT DoCoMo, et al.
[3]R1-070932, “Assignment of Downlink ACK/NACK channel,” Panasonic
[4]Rl-070734, “ACK/NAK Channel Transmission in E-UTRA Downlink,” TI
[5]Rl-070791, “Downlink Acknowledgement and Group Transmit Indicator Channels,” Motorola
Claims (35)
- 一連のチャンクに分類された複数のサブキャリアを用いる通信方法であって、
1以上のユーザ端末からアップリンクデータを受信し、該受信データに対して対応するACK/NACKメッセージを生成し、
複数のユーザ端末のそれぞれに対する前記サブキャリアの1以上のチャンクの割当を定義する制御データを形成し、
前記制御データを前記ユーザ端末に送信し、
前記ACK/NACKメッセージを対応するユーザ端末に送信し、
各ユーザ端末に対する制御データは、前記サブキャリアの第1のサブセットを用いた制御チャンネルにより送信され、各ユーザ端末に対するACK/NACKメッセージは、前記制御チャンネルとは別個のACK/NACKチャンネル上で、前記制御チャンネルとは異なる前記サブキャリアの第2のサブセットを用いて送信される、通信方法。 - 前記形成ステップは、アップリンクデータの送信に使用するために、サブキャリアの前記1以上のチャンクを前記ユーザ端末のそれぞれに割り当てる制御データを形成する、請求項1の方法。
- 前記生成ステップは、サブキャリアの各チャンクにより受信されたデータに対するACK/NACKメッセージを生成する、請求項2の方法。
- 前記送信ステップは、前記第2のサブセットから1以上のサブキャリアを用いてそれぞれ形成されたACK/NACKメッセージをそれぞれのACK/NACKチャンネルで送信する、請求項3の方法。
- アンリンクデータを送信するためにユーザ端末に割り当てられたサブキャリアに応じて、ACK/NACKメッセージをユーザ端末に送信するために使用されるサブキャリアを決定する、請求項1から4のいずれかの方法。
- チャンク内のサブキャリア数をL、ACK/NACKメッセージが送信されるユーザ端末に割り当てられたチャンク番号をi、ACK/NACKチャンネルごとに割り当てられるサブキャリア数をM、チャンク内のACK/NACKサブキャリアポジションオフセットをΔ、割り当てられた帯域幅内のチャンクの総数をNとすると、以下の式を用いて各ACK/NACKメッセージを送信するために使用されるサブキャリアを決定する、請求項5の方法。
ポジション[0]=L×(i div M)+(i mod M)+Δ
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0に対しては、
ポジション[j]=ポジション[j−1]+L×N/M - チャンク内のサブキャリア数をL、ACK/NACKメッセージが送信されるユーザ端末に割り当てられたチャンク番号をi、ACK/NACKチャンネルごとに割り当てられるサブキャリア数をM、チャンク内のACK/NACKサブキャリアポジションオフセットをΔ、割り当てられた帯域幅内のチャンクの総数をN、サブキャリアを割り当てることができる利用可能なシンボル数をNsymとすると、以下の式を用いて各ACK/NACKメッセージを送信するために使用されるサブキャリアを決定する、請求項5の方法。
ポジション[0]=L×i+Δ
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0およびj<Mに対しては、シンボルj×Nsym/Mにおいて、
ポジション[j]=((ポジション[j−1]+L×N/M) mod L×N) - 前記形成ステップは、1つはダウンリンクデータを受信するためにスケジューリングされたユーザ端末用、もう1つはアップリンクデータを送信するためにスケジューリングされたユーザ端末用の2つのタイプの制御データを形成する、請求項1から7のいずれかの方法。
- 前記第1および第2のタイプの制御データの少なくとも一方が、それぞれのタイプの制御データが同一のサイズを有するように調整データを含んでいる、請求項8の方法。
- それぞれのタイプの制御データのサイズがサブキャリアの2つのチャンクに対応している、請求項9の方法。
- 現在のサブフレームにおいてデータを送信および/または受信するようにスケジューリングされている各ユーザ端末用のそれぞれの制御データを形成し、それぞれの制御データを該ユーザ端末専用のチャンネルにより対応するユーザ端末に送信する、請求項1から10のいずれかの方法。
- それぞれ一連のチャンクに配置されたサブキャリアを有する複数のサブバンドを使用し、さらに各サブバンドにおけるサブキャリア割当用の制御データをそれぞれ生成するステップを含む、請求項1から11のいずれかの方法。
- サブバンド用の制御データはそのサブバンドにおいて信号送信される、請求項12の方法。
- 現在のサブフレームにおいてスケジューリングされたそれぞれのユーザ端末に対して別個の制御チャンネルが設けられ、最大数のユーザ端末が現在のサブフレーム内でスケジューリング可能である、請求項1から13のいずれかの方法。
- 現在のサブフレームにおいてスケジューリングされているユーザ端末の数が前記最大数よりも少なく、いくつかの制御チャンネルリソースが解放されユーザデータによって使用される、請求項14の方法。
- 先行する制御チャンネルにおける1つのビットフィールドを用いて制御チャンネルが存在しないことが示される、請求項15の方法。
- さらに、ユーザ端末に対するACK/NACKメッセージ用に使用されるリソースを割り当て、前記割り当てられたACK/NACKリソースを識別するデータをユーザ端末に送信する、請求項1の方法。
- 前記制御チャンネル内に前記割り当てられたACK/NACKリソースを識別するための前記データを送信する、請求項17の方法。
- 前記ACK/NACKリソースを識別するデータは、各リソースを識別するインデックスを有する、請求項17または18の方法。
- 一連のチャンクに分類された複数のサブキャリアを使用する通信方法であって、
前記サブキャリアの1以上のチャンクの割当を定義する制御データを受信し、
前記割り当てられたサブキャリアを用いてアップリンクデータを送信し、
前記送信されたアップリンクデータに対するACK/NACKメッセージを受信し、
前記制御データは、前記サブキャリアの第1のサブセットを用いた制御チャンネルにより受信され、
前記ACK/NACKメッセージは、前記制御チャンネルとは別個のACK/NACKチャンネル上で、前記制御チャンネルとは異なる前記サブキャリアの第2のサブセットを用いて受信される、通信方法。 - 前記受信された制御データは、前記アップリンクデータを送信するために使用されるサブキャリアの1以上のチャンクを識別する、請求項20の方法。
- 前記受信ステップは、サブキャリアのそれぞれのチャンクにより送信されるアップリンクデータに対するACK/NACKメッセージを受信する、請求項21の方法。
- 前記受信ステップは、前記第2のサブセットから1以上のサブキャリアを用いてそれぞれ形成されたACK/NACKメッセージをそれぞれのACK/NACKチャンネルで受信する、請求項22の方法。
- 前記アップリンクデータを送信するためにユーザ端末に割り当てられたサブキャリアに応じて、ACK/NACKメッセージが受信されるサブキャリアを決定する、請求項20から23のいずれかの方法。
- チャンク内のサブキャリア数をL、ACK/NACKメッセージが送信されるユーザ端末に割り当てられたチャンク番号をi、ACK/NACKチャンネルごとに割り当てられるサブキャリア数をM、チャンク内のACK/NACKサブキャリアポジションオフセットをΔ、割り当てられた帯域幅内のチャンクの総数をNとすると、以下の式を用いて各ACK/NACKメッセージが受信されるサブキャリアを決定する、請求項24の方法。
ポジション[0]=L×(i div M)+(i mod M)+Δ
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0に対しては、
ポジション[j]=ポジション[j−1]+L×N/M - チャンク内のサブキャリア数をL、ACK/NACKメッセージが送信されるユーザ端末に割り当てられたチャンク番号をi、ACK/NACKチャンネルごとに割り当てられるサブキャリア数をM、チャンク内のACK/NACKサブキャリアポジションオフセットをΔ、割り当てられた帯域幅内のチャンクの総数をN、サブキャリアを割り当てることができる利用可能なシンボル数をNsymとすると、以下の式を用いて各ACK/NACKメッセージが受信されるサブキャリアを決定する、請求項24の方法。
ポジション[0]=L×i+Δ
ここで、0≦Δ<Lであり、j>0およびj<Mに対しては、シンボルj×Nsym/Mにおいて、
ポジション[j]=((ポジション[j−1]+L×N/M) mod L×N) - 前記受信ステップは、該ユーザ端末専用のチャンネルにより前記制御データを受信する、請求項20から26のいずれかの方法。
- それぞれ一連のチャンクに配置されたサブキャリアを有する複数のサブバンドを使用し、さらに、各サブバンドにおけるサブキャリア割当用の制御データをそれぞれ受信するステップを含む、請求項20から27のいずれかの方法。
- サブバンド用の制御データはそのサブバンドにおいて信号送信される、請求項28の方法。
- さらに、ACK/NACKメッセージを受信するための、割り当てられたACK/NACKリソースを識別するデータを受信する、請求項20の方法。
- 前記受信ステップは、前記割り当てられたACK/NACKリソースを識別する前記データを前記制御チャンネル内で受信する、請求項30の方法。
- 前記ACK/NACKリソースを識別する前記データは、各リソースを識別するインデックスを有し、前記インデックスから割り当てられたリソースを決定する、請求項30または31の方法。
- プログラム可能なコンピュータ装置に請求項1から32のいずれかの方法を実施させる命令を記録したコンピュータ読み取り可能な媒体。
- 一連のチャンクに分類された複数のサブキャリアを使って複数のユーザ端末と通信可能な通信ノードであって、
1以上のユーザ端末からアップリンクデータを受信することが可能であり、受信されたデータに対応するACK/NACKメッセージを生成することが可能な受信器と、
複数のユーザ端末のそれぞれに対する前記サブキャリアの1以上のチャンクの割当を定義する制御データを形成することが可能なコントローラと、
前記制御データを前記ユーザ端末に送信し、前記ACK/NACKメッセージを対応するユーザ端末に送信することが可能な送信器とを備え、
前記送信器は、前記サブキャリアの第1のサブセットを用いて前記制御データを各ユーザ端末に送信し、前記制御チャンネルとは別個のACK/NACKチャンネル上で、前記制御チャンネルとは異なる前記サブキャリアの第2のサブセットを用いて前記ACK/NACKメッセージを送信することが可能である、通信ノード。 - 一連のチャンクに分類された複数のサブキャリアを用いた複数のユーザ端末と通信可能な通信ノードと通信することが可能なユーザ端末であって、
前記サブキャリアの1以上のチャンクの割当を定義する制御データを受信することが可能な受信器と、
割り当てられたサブキャリアを用いてアップリンクデータを送信することが可能な送信器とを備え、
前記受信器は、送信されたアップリンクデータに対するACK/NACKメッセージを受信することが可能であり、
前記受信器は、前記サブキャリアの第1のサブセットを用いた制御チャンネルを通じて前記制御データを受信し、前記制御チャンネルとは別個のACK/NACKチャンネル上で、前記制御チャンネルとは異なる前記サブキャリアの第2のサブセットを用いて前記ACK/NACKメッセージを受信することが可能である、ユーザ端末。
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