JP2012178868A - 集積回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】動的シンボル割り当てを行う場合でも、ダウンリンク、アップリンクのスループットを改善する集積回路を提供する。
【解決手段】ユーザデータのみを送信する場合のTB size、割当RB数、変調方式及び符号化率などの各パラメータの組合せである基本TFと、L1/L2制御情報の組合せによってユーザデータのTB sizeが異なる派生TFとを関連付けたテーブルをBSとMS間で共有し、L1/L2制御情報を多重する場合にも、基本TFと対応するIndexをBSからMSに通知する。
【選択図】図10

Description

本発明は、スケジューリングによりアップリンク帯域割り当てを行う集積回路に関する。
現在、3rd Generation Partnership Project (3GPP)のTechnical Specification Group Radio Access Network(TSG RAN)において、次世代移動通信システムであるLong Term Evolution (LTE)の検討が進められている。TSG RANのWorking group1 (RAN1)では、LTEの無線アクセス方式の規格化が進められている。その中で、Single-carrier FDMA (SC-FDMA)がLTEのアップリンク(Uplink)無線アクセス方式として採択されている。
このSC−FDMAは、低いPAPR(Peak to Average Power Ratio)特性を備え、端末の送信電力に限りのあるアップリンクに適した方式である。したがって、ユーザデータを送信するタイミングでレイヤ1(L1)あるいはレイヤ2(L2)の制御情報を送信する場合は、SC−FDMAの低PAPR特性を維持するため、端末では、これらの制御情報、ユーザデータ及び参照信号(チャネル推定用パイロット)を時間多重することが検討されている。
アップリンクで送信されるL1/L2制御情報として、例えば、ダウンリンクACK/NACK、ダウンリンクCQI(Channel Quality Indicator)は、アップリンク・ユーザデータ送信とは独立に、かつ、ダウンリンクのユーザデータ送信の有無に依存して発生する。したがって、アップリンクデータと時間多重されるL1/L2制御情報の数や組合せが変わるため、非特許文献1では、実際に時間多重されるL1/L2制御情報に対応して、制御情報及びユーザデータのシンボル割り当てを動的に行う(以下、「動的シンボル割り当て」という)ことにより、アップリンクの周波数利用効率の最大化を図る方法が検討されている。つまり、実際に多重されるL1/L2制御情報の内容に応じて、各L1/L2制御情報のシンボル数とユーザデータに割り当てるシンボル数を切り替える。
また、LTEでは、アップリンクについて、伝送路の品質に合わせた適応スケジューリング(伝搬路状況に応じた適応変調及び時間―周波数スケジューリング)の適用が検討されている。
上記非特許文献1に記載のように、時間多重されるL1/L2制御情報の有無や組み合わせによりユーザデータに割り当てるシンボル数が変わる場合、適応スケジューリングによるアップリンク帯域割り当てを行うと、アップリンクでデータ送信を行うために必要なアップリンク帯域割当情報を基地局(以下、「BS」という)から移動局(以下、「MS」という)に対して通知する必要があり、この情報量が増加してしまう。
アップリンクにおいて、伝送路状況に応じた適応スケジューリングをBSが行う場合、BSは、各MSより送信される参照信号を用いて、アップリンクの伝搬路品質(channel quality)を測定し、各MSの帯域要求情報、具体的には、送信するデータ量や伝送レート、QoS(Quality of Service)情報などから、各MSに割り当てる帯域幅、シンボル数(あるいは、複数のシンボルで構成されるサブフレーム数)、送信パラメータ(変調多値数、誤り訂正符号の符号化率、拡散率など)を決定する。BSは、決定したこれらの情報(帯域割当情報)をダウンリンクの制御チャネルを用いて、各MSへ通知する。
また、非特許文献2及び非特許文献3に記載のE−DCHに対する帯域割り当てでは、BSは、MSに対し割り当てた時間スロット及び送信電力の上限値のみを通知し、MS側で、割り当てられた時間スロット及び許可された送信電力の範囲内で、MS側が符号化率、拡散率、送信データのビット数を選択し、BS側で受信処理を行わせるため、選択した送信パラメータをTransport block size(以下、「TB size」という)毎に付与されるTB Index(例えば図1)を用いて通知する。
TB sizeは、CRC(Cyclic Redundancy Check)ビットを付加する前の送信データビット数を表し、利用可能な送信パラメータの組合せより導出される。1つのTB sizeには1つの符号化率と、拡散率とが対応する。変調多値数は固定であり、通知の必要はないので、TB sizeを通知することにより、受信側では、情報ビット数、拡散率及び符号化率を取得できる。
BSで符号化率、拡散率、送信データのビット数を決定する集中制御システムを想定した場合であっても、TB sizeを帯域割当情報に含めることで、BSが帯域割り当てを制御できる。
R1-060111, Ericsson, "Uplink Control Signaling for E-UTRA," 3GPP TSG RAN1 WG1 Meeting #44, Denver, USA, February 13-17, 2006 3GPP TS 25.321V6.7.0(Annex) 3GPP TS 25.212V6.7.0(4.3 Transport format detection)
しかしながら、上述の動的シンボル割り当てを行う場合、アップリンクの周波数利用効率を向上できるが、一方で、ユーザデータに割り当てるシンボル数がL1/L2制御情報の組合せに応じて可変となるため、上記の帯域割当情報の通知方法では、ユーザデータに対する割当シンボル数あるいは割当TB sizeが制御情報の組合せ数だけ増加し、通知する帯域割当情報のIndex数、つまり、ビット数も増加する。以下、この場合について具体的に説明する。
ここで、ユーザデータは、変調方式としてQPSK、16QAMをとり、符号化率はQPSK時に1/6、1/3、1/2、16QAM時に1/3、1/2、2/3、3/4をとると仮定する。このとき、ユーザデータのみ送信する場合のユーザデータ送信パラメータ(RB数、変調方式、符号化率)と帯域割当情報として通知する送信フォーマットのIndex(TF Index)は図2に示すように、28通りとなり5ビットで通知可能である。ところが、前述のユーザデータ、L1/L2制御情報としてのACK/NACK及びCQIの組み合わせを考慮した場合、単に従来技術同様、とり得るTB sizeを拡張すると、図3に示すように、TF Index数は112通りとなり、通知に1MSあたり7ビット必要となる。
これにより、アップリンク・帯域割当情報、あるいは、従来方式のようにアップリンク・ユーザデータに付随して送信される復調用の制御情報(MS→BS)のシグナリング・オーバヘッドが増加し、それぞれ、ダウンリンク、アップリンクのスループットが低下してしまう。
本発明の目的は、動的シンボル割り当てを行う場合でも、ダウンリンク、アップリンクのスループットを改善する集積回路を提供することである。
本発明の集積回路は、ユーザデータのTransport Block size(TB size)を含む送信フォーマットを示すインデックスを受信する受信処理と、前記送信フォーマットを用いて、前記ユーザデータと制御情報とを符号化する符号化処理と、符号化された前記ユーザデータ及び前記制御情報を送信する送信処理と、を制御する集積回路であって、前記符号化処理は、前記ユーザデータと共に送信する前記制御情報との組み合わせによって、前記送信フォーマットのTB sizeに対応する前記ユーザデータの符号化率を調整する構成を採る。
本発明の集積回路は、ユーザデータのTransport Block size(TB size)を含む送信フォーマットを指示するインデックスを送信する送信処理と、前記送信フォーマットを用いて符号化された、前記ユーザデータと制御情報とを受信する受信処理と、を制御する集積回路であって、前記受信処理は、前記送信フォーマットのTB sizeに対応する符号化率が、前記ユーザデータと共に受信する前記制御情報との組み合わせによって、調整されている前記ユーザデータを受信する構成を採る。
本発明によれば、動的シンボル割り当てを行う場合でも、ダウンリンク、アップリンクのスループットを改善することができる。
TB sizeとIndexとの対応関係を示す図 ユーザデータ送信パラメータとIndexとの対応関係を示す図 ユーザデータとL1/L2制御情報とを多重する場合のTB sizeとIndexとの対応関係を示す図 アップリンクの時間−周波数無線リソースとその割当単位との関係を示す図 割当RB数に対する1サブフレーム当たりのデータシンボル数を示す図 ULユーザデータとL1/L2制御情報とを多重した様子を示す図 本発明の実施の形態1に係るBSの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る送信フォーマットテーブルを示す図 本発明の実施の形態1に係るMSの構成を示すブロック図 BSとMSとの通信手順を示すシーケンス図 BSとMSとの通信手順においてMSがDL帯域割当情報の受信に失敗する場合を示すシーケンス図 本発明の実施の形態2に係る送信フォーマットテーブルを示す図 本発明の実施の形態2に係る送信フォーマットテーブルを示す図 本発明の実施の形態3に係る送信フォーマットテーブルを示す図 本発明の実施の形態4に係るBSの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態4に係るMSの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態5に係るBSの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態5に係るMSの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態5に係る送信フォーマットテーブルを示す図 L1/L2制御情報多重時の再送ビット数調整方法を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
ここで、本実施の形態におけるアップリンク(UL:Uplink)の時間−周波数無線リソースとその割当単位との関係を図4に示す。ここでは、時間軸に対して時間長TRBを1サブフレーム、周波数軸に対してシステム帯域幅BWSYSをM個の周波数帯域に分割したうちの1つを帯域幅BWRBと定義する。そして、この定義に基づき、時間長TRB×帯域幅BWRBの時間−周波数無線リソースを1つのMSに対して割り当て可能な最小の単位、無線リソース割当単位(RB:Resource Block)とするSC−FDMAシステムを想定する。
1RBはデータシンボル部とPilot部とから構成され、データシンボル部とPilot部の時間長は固定である。データシンボル部は、L1/L2制御情報、ユーザデータの送信に利用される。
以下の説明では、システム帯域幅BWSYS=5MHz、1RBの帯域幅BWRB=1.25MHz(周波数軸方向のRB数M=4)、1サブフレーム長TRB=0.5msecとする。1つのMSに割り当てられるRB数は、周波数軸方向に1〜4とし、割当RB数に対する1サブフレーム当たりのデータシンボル数NTOTALを図5に定義する。なお、ここで定義した値はあくまで一例であり、他の値や割り当て数をとってもよいことは言うまでもない。
さらに、本実施の形態では、ULユーザデータと多重するL1/L2制御情報として、ダウンリンクACK/NACK、ダウンリンクCQIの2つの制御情報が存在する場合を想定する。したがって、ACK/NACK、CQIの有無に応じた動的シンボル割り当てを行う場合、図6に示すように、4通りの割り当て方があり、ユーザデータ(図中「DATA」に相当)に割り当てるシンボル数NDATAが制御情報の組み合わせにより変わる。すなわち、図6Aに示すように、1サブフレームに割り当てるデータがユーザデータのみの場合、NDATA=NTOTALとなり、また、図6Bに示すように、1サブフレームに割り当てるデータがユーザデータ+ACK/NACKの場合、NDATA=NTOTAL−NACKとなる。また、図6Cに示すように、1サブフレームに割り当てるデータがユーザデータ+CQIの場合、NDATA=NTOTAL−NCQIとなり、また、図6Dに示すように、1サブフレームに割り当てるデータがユーザデータ+ACK/NACK+CQIの場合、NDATA=NTOTAL−NACK−NCQIである。
なお、ACK/NACK、CQI以外にも、帯域割当要求情報、端末の送信電力情報などの制御情報もL1/L2制御情報として含める場合も同様に拡張する。また、一部のL1/L2制御情報はその有無にかかわらず固定的にシンボルを割り当て、他のL1/L2制御情報とユーザデータの間でのみ動的シンボル割り当てを行ってもよい。
ACK/NACK及びCQIのシンボル数、変調多値数、符号化率は固定と仮定し、ACK/NACKは20シンボル、CQIは50シンボルで送信するものとする。
ユーザデータは、QPSK又は16QAMのいずれかにより変調され、QPSKにより変調された場合、1/6、1/3又は1/2のいずれかの符号化率により符号化され、16QAMにより変調された場合、1/3、1/2、2/3又は3/4のいずれかの符号化率により符号化されると仮定する。
また、本実施の形態では、TB sizeのビット数は、CRCの検査ビットを付加する前の送信情報のビット数を表す。ここでは計算のため、CRCを32ビット、誤り訂正符号化で付加するTail bitを12ビットと仮定して、割当シンボル数、変調多値数、符号化率毎にTB sizeを算出している。
(実施の形態1)
図7は、本発明の実施の形態1に係るBS100の構成を示すブロック図である。この図において、符号化部101は、後述するULスケジューラ部109内のUL送信フォーマット決定部111から出力されたTF Indexを帯域割当情報として、帯域割当情報に誤り訂正符号化を施し、符号化データ列を変調部102に出力する。
変調部102は、符号化部101から出力された符号化データ列を所定の変調方式(QPSK、16QAM、64QAMなど)により変調シンボルに変換し、変調信号を送信RF部103に出力する。
送信RF部103は、変調部102から出力された変調信号をベースバンド信号から送信する帯域にアップコンバートし、アップコンバートした変調信号をアンテナ104より送信する。
受信RF部105は、MSから送信された信号をアンテナ104を介して受信し、受信した信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、ベースバンド信号を復調部106に出力する。
復調部106は、受信RF部105から出力されたベースバンド信号(受信データシンボル列)のチャネル歪みを推定及び補正し、後述するUL受信フォーマット決定部112から出力されたRB数、変調方式に基づいて、データの変調に対応する硬判定あるいは軟判定により、チャネル歪みを補正した受信データシンボル列の信号点判定を行い、信号点判定結果を復号部107に出力する。
復号部107は、UL受信フォーマット決定部112から出力された符号化率に基づいて、復調部106から出力された信号点判定結果に誤り訂正処理を行い、受信データ列を分離部108に出力する。
分離部108は、UL受信フォーマット決定部112から出力されたTB sizeに基づいて、復号部107から出力された受信データ列をULユーザデータとL1/L2制御情報とに分離する。
ULスケジューラ部109は、送信フォーマット(TF)テーブル記憶部110及びUL送信フォーマット決定部111を備えている。TFテーブル記憶部110は、基本送信フォーマット(以下、「基本TF」という)と派生送信フォーマット(以下、「派生TF」という)とを組み合わせたテーブルを記憶する。基本TFはユーザデータのみが送信される場合の割当RB数とTB sizeとが設定されており、派生TFは基本TFに対して、ユーザデータと同時に送信するL1/L2制御情報の組合せによって変化するTB sizeが設定されている。すなわち、TFテーブル記憶部110は、基本TF及び複数の派生TFに1つのTF Indexを割り当てたテーブルを記憶する。記憶されたテーブルから適当なTF Indexが選択され、選択されたTF IndexがUL送信フォーマット決定部111に、また、TF Indexに対応するパラメータがUL受信フォーマット決定部112に出力される。なお、TFテーブルの詳細については後述する。
UL送信フォーマット決定部111は、MS識別情報(UE−IDとも呼ばれる)、MS識別子に対応するMSの受信信号品質情報、要求割当帯域情報(データ量、伝送レートなど)、図示せぬDLスケジューラ部から出力されたDL帯域割当情報、図示せぬCQIスケジューラ部から出力されたDL CQI割当情報から、割り当てに必要なRB数、送信パラメータを決定し、TFテーブル記憶部110の該当するTF Indexを選択し、選択したTF Indexを符号化部101及びUL受信フォーマット決定部112に出力する。
UL受信フォーマット決定部112は、図示せぬDLスケジューラ部から出力されたDL帯域割当情報、図示せぬCQIスケジューラ部から出力されたDL CQI割当情報、及び、UL送信フォーマット決定部111から出力されたTF Indexに基づいて、TFテーブル記憶部110から該当する送信パラメータを取得し、アップリンクでMSより送信されるULユーザデータの受信フォーマットを決定し、TB size、符号化率、RB数、変調方式などの復調に必要な受信パラメータを決定する。決定されたRB数及び変調方式は復調部106に、符号化率は復号部107に、TB sizeは分離部108にそれぞれ出力される。
次に、上記TFテーブル記憶部110の詳細について説明する。TFテーブルを図8に示すように予め定義する。このTFテーブルはBS及びMS間で既知のテーブルとして記憶される。
このTFテーブルは、基本TF及び派生TFの2つが組み合わされており、基本TFに対してTF Indexが付与されている。基本TFは、例えば、図8に示すように、ユーザデータのみが送信される場合の割当RB数、TB size、変調方式、符号化率が設定されている。
一方、派生TFは、基本TFに対して、ユーザデータと同時に送信するL1/L2制御情報の組み合わせにより異なるTB sizeが設定されている。すなわち、ユーザデータに割り当てられるシンボル数のみが異なり、他の変調多値数、符号化率などの送信パラメータが同一のものが、基本TFと同一のTF Indexに関連付けられる。
言い換えると、派生TFは、基本TFに対して、多重されるL1/L2制御情報の有無により増減する(図8の場合減少する)ユーザデータのシンボル数分のレートマッチングをTB sizeで対応させたテーブルである。
図9は、本発明の実施の形態1に係るMS150の構成を示すブロック図である。この図において、受信RF部152は、BS100から送信された信号をアンテナ151を介して受信し、受信した信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、ベースバンド信号を復調部153に出力する。
復調部153は、受信RF部152から出力されたベースバンド信号(受信データシンボル列)のチャネル歪みを推定及び補正し、変調方式に基づいて、データの変調に対応する硬判定あるいは軟判定により、チャネル歪みを補正した受信データシンボル列の信号点判定を行い、信号点判定結果を復号部154に出力する。
復号部154は、復調部153から出力された信号点判定結果に誤り訂正処理を行い、受信データ列を分離部155に出力する。
分離部155は、復号部154から出力された受信データ列をユーザデータとUL帯域割当情報(TF Index)とに分離し、分離したUL帯域割当情報をUL送信フォーマット決定部157に出力する。
TFテーブル記憶部156は、BS100が有するTFテーブルと同一のテーブルを記憶し、記憶されたテーブルからTF Indexに対応するパラメータがUL送信フォーマット決定部157によって読み出される。
UL送信フォーマット決定部157は、分離部155から出力されたUL帯域割当情報としてのTF Indexを取得し、図示せぬMAC部から出力されたL1/L2制御情報の有無を示すL1/L2制御情報送信情報に基づいて、TFテーブルからTB sizeを決定し、決定したTB sizeをTB size設定部158に出力する。また、TF Indexに対応するパラメータをTFテーブルから読み出し、読み出したパラメータのうち、符号化率を符号化部159に、RB数及び変調方式を変調部160に出力する。
TB size設定部158では、UL送信フォーマット決定部157から出力されたTB sizeにしたがって、送信するユーザデータのTB sizeを設定し、TB sizeを設定したユーザデータにCRCビット(ここでは32bits)を付加し、符号化部159に出力する。
符号化部159は、UL送信フォーマット決定部157から出力された符号化率を用いて、TB size設定部158から出力されたユーザデータにTaile bitの付加及び誤り訂正符号化を施し、符号化データ列を変調部160に出力する。
変調部160は、符号化部159から出力された符号化データ列をUL送信フォーマット決定部157から出力されたRB数及び変調方式(QPSK、16QAM、64QAMなど)に基づいて、変調シンボルに変換し、変調信号を多重部163に出力する。
符号化部161は、L1/L2制御情報に所定の符号化率で誤り訂正符号化を施し、符号化データ列を変調部162に出力する。変調部162は、符号化部161から出力された符号化データ列を所定の変調方式により変調シンボルに変換し、変調信号を多重部163に出力する。
多重部163は、変調部160から出力されたユーザデータと、変調部162から出力されたL1/L2制御情報とを多重し、多重した信号を送信RF部164に出力する。
送信RF部164は、多重部163から出力された多重信号をベースバンド信号から送信する帯域にアップコンバートし、アップコンバートした多重信号をアンテナ151より送信する。
次に、上述したBS100とMS150との通信手順について図10を用いて説明する。ここでは、L1/L2制御情報としてACK/NACKがユーザデータに多重される場合を例に説明する。
図10において、ST201では、BS100がMS150に対してDLスケジューリングを行い、DL帯域割当情報をMS150に送信し、ST202では、BS100からMS150にDLユーザデータを送信する。
この場合、UL帯域割り当てを行うMS150に対し、ダウンリンクでユーザデータ送信が行われてから数TTI(Transmission Time Interval)後、ST203において、BS100がMS150に対してULスケジューリングを行う。この際、スケジューラはMS150からの要求帯域情報(データ量、伝送レートなど)、対象とするMS150のUL CQI情報、アップリンクでユーザデータと多重するL1/L2制御情報の有無や種類の情報に基づいて、適切な送信パラメータ及び割当RB数を決定し、図8のTFテーブルより決定した割当RB数、送信パラメータ、多重されるL1/L2制御情報から、そのTB sizeに対応するTF Index (=TFI)を帯域割当情報として選択する。ここでは、TB size=242ビットが割り当てられ、帯域割当情報としてTFI=2が選択されるものとする。
ST204では、ダウンリンク上でUL帯域割当情報(TFI=2)を対象のMS150に通知する。
ST205では、UL帯域割当情報を受信したMS150が、復調したTF Indexより割当RB数及び基本TFのTB sizeを取得する。さらに、ULユーザデータを送信するサブフレームで、同時に送信するDL ACK/NACKあるいは、DL CQI送信の有無や組み合わせから、図8に示したテーブルよりTB sizeを選択し、取得したTFIに該当する送信パラメータを用いて、TB sizeの送信データに符号化及び変調を施し、必要なL1/L2制御情報の時間多重を行った上でアップリンク送信を行う。
ここでは、DL ACK送信があるため、TB size=242を選択し、対応する変調パラメータとしてQPSK、R=1/3を用いてユーザデータの送信処理を行う。
また、ダウンリンクの帯域割当も同じBS100が行っているため、ULスケジューリングを行う際に、MS150がDL帯域割当情報を正しく受信できていれば、DL ACK/NACKが同時に多重されることも予め知っているため、基本TFのTFIを通知するだけで、多くの場合は、MS150側でもBS100が意図したTB sizeでUL送信を行う。
ところで、BS100はULユーザデータの復調を行うが、例えば、MS150がDL帯域割当情報の受信に失敗する(図11)場合や、MS側主導でDL CQIを報告する場合などが考えられる。このような場合には、BS100がスケジューリング時に意図したTB sizeとは異なる値を用いて、MS150はULユーザデータの送信処理を行う。
したがって、BS100側では帯域割当情報で通知したTFIに該当するTB sizeの範囲内でブラインド推定、あるいは、MSよりL1/L2制御情報の組み合わせを示す情報を受け取ることにより復調を行う。多重されるL1/L2制御情報が異なる場合であっても、図8に示したようなTFテーブルにより、MS150が選択可能なTB sizeを予め決めているため、ブラインド推定を行う処理量を低減できる。
このように実施の形態1によれば、ユーザデータのみを送信する場合のTB size、割当RB数、変調方式及び符号化率などの各パラメータの組合せである基本TFと、L1/L2制御情報の組合せによってユーザデータのTB sizeが異なる派生TFとを同一のIndexに関連付けることにより、上り回線の動的なシンボル割り当てを行う場合においても、Indexを通知すれば送信フォーマットを通知することができるので、スケジューリング情報のTFのビット数を低減でき、制御情報のオーバーヘッドを増加させることなく、上り回線の周波数利用効率を向上させることができる。また、送信する情報ビット数を調整することによりレートマッチングを実現するため、同時に制御情報が多重される場合においても、符号化率や変調方式の変更がなく、パケット誤り率を維持する場合に有効である。
なお、ACK/NACKが多重される場合を説明したが、他のL1/L2制御情報が多重される場合も同様である。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るBS及びMSの構成は、実施の形態1の図7及び図9にそれぞれ示した構成と同様であるので、図7及び図9を援用し、重複する説明は省略する。
図12は、本発明の実施の形態2に係るTFテーブルを示す図である。ここでは、基本TFをユーザデータのみが送信される場合の割当RB数、TB size、変調方式、符号化率の組合せとし、派生TFをL1/L2制御情報の組合せによってユーザデータの符号化率が異なる設定としている。すなわち、割当RB数、TB size、変調方式の各パラメータはL1/L2制御情報の組合せによって変化しない。
なお、符号化率の調整は、ターボ符号、畳み込み符号、LDPC符号などに代表される誤り訂正符号化の出力ビット数、誤り訂正符号化出力をさらにパンクチャリングするときのビット消去パターンを変えることにより実現してもよい。また、誤り訂正符号化の出力のビットの一部または全てのビットレピティション数あるいはシンボルレピティション数を変えることにより実現してもよい。さらには、これらの組み合わせであってもよい。
ただし、一部のシンボルに対してのみレピティションを行う場合は、レピティションを行うシンボル位置もあらかじめTFテーブルとしてBSとMS間で共有される。
このように実施の形態2によれば、派生TFをL1/L2制御情報の組合せによって異なるユーザデータの符号化率とした場合でも、スケジューリング情報の送信フォーマットのビット数を低減でき、制御情報のオーバーヘッドを増加させることなく、上り回線の周波数利用効率を向上させることができる。また、符号化率を変えることによりレートマッチングを実現するため、同時に制御情報が多重される場合においても、送信する情報ビット数に変更がなく、送信データレート(伝送レート)を維持する場合に有効である。
なお、派生TFは、図13に示すように、派生TFを変調多値数に設定してもよく、さらに、送信するシンボルの一部または全部の変調多値数を変更することにより、L1/L2制御情報の多重の有無に対応するようにしてもよい。また、CQIを送信する場合を基本TFとして設定してもよい。ただし、基本TFに設定するL1/L2制御情報の組み合わせは、全ての組み合わせのいずれの場合であってもよく、最も頻繁に発生する組み合わせ、あるいは、基本TFと派生TFの受信特性の差が小さくなる組み合わせを基本TFに設定することが好ましい。
ただし、一部のシンボルに対してのみ変調多値数を変更する設定を行う場合は、変調多値数を変更するシンボル位置もあらかじめTFテーブルとしてBSとMS間で共有される。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係るBS及びMSの構成は、実施の形態1の図7及び図9にそれぞれ示した構成と同様であるので、図7及び図9を援用し、重複する説明は省略する。
図14は、本発明の実施の形態3に係るTFテーブルを示す図である。ここでは、図8に示すテーブルとは異なり、全てのTF Indexについて、L1/L2制御情報の組合せに一対一に対応したTB sizeを設定せず、いくつかのL1/L2制御情報の組合せに対して、1つのTB sizeを設定する。すなわち、L1/L2制御情報の組合せに対して、ユーザデータをレートマッチングする割合を共通化する。
特に、低伝送レートの変調方式、符号化率を用いるTF Indexは、高伝送レートのTF Indexに比べて、周波数利用効率が極めて低いため、L1/L2制御情報の組合せに対して細かく対応することにより、無線リソースの利用効率を向上させることができる。
このように実施の形態3によれば、多重されるL1/L2制御情報の有無に応じてレート調整を行っても周波数利用効率の改善効果が小さい派生TFの数を減らすことにより、レートマッチングに伴う送受信機の複雑さを低減することができる。
なお、L1/L2制御情報の組合せに対してレートマッチングを行うパラメータは、実施の形態2等に記載したように、TB sizeに限らず、符号化率、変調方式、割当RB数など、他のパラメータを適用してもよい。また、TF Indexに対する派生TF割り当て数は、図14に示した数に限定されず、BS、MSの能力に応じて設定してもよい。
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4では、Channel dependent scheduling/ Adaptive scheduling(伝送路品質に応じた適応時間−周波数スケジューリング、以下、単に「適応スケジューリング」という)及びPersistent scheduling/ Static schedulingを切り替えてスケジューリングする場合を想定して説明する。
適応スケジューリングは、アップリンク伝送路品質及び要求データ量に応じて、適応変調、適応帯域割当、適応帯域幅割当を行う。また、MSに対して帯域割当(スケジューリング)毎に帯域割当情報をダウンリンクにおいて通知する。適応スケジューリングの適用例としては、移動速度が比較的遅く、伝送路品質の瞬時変動に対応して、受信品質の良い帯域及び最適な送信パラメータを割り当て毎に設定可能なMSに対して適用すること、または、送信データが周期的ではなくバースト的に発生するサービスに対して適用することなどが考えられる。
一方、Persistent schedulingは、アップリンク伝送路品質および要求データ量に応じて、変調方式、符号化率、帯域幅、スロット数を割り当て、初回の帯域割り当てのみ帯域割当情報をダウンリンクにおいて通知する。2回目〜K回目までの帯域割り当ては、予め決められた周期や周波数ホッピング・パターンを用いて帯域割り当てが行われるため、帯域割当情報をダウンリンクにおいて通知することなく、アップリンク・ユーザデータ送信を行う(K回目はシステムにより決定される固定割当回数を表す値)。Persistent schedulingの適用例としては、周期的に送信データが発生する定ビットレート(Constant bit rate)サービス(例えば、VoIP, Video streaming, Internet Gameなど)に適用すること、または、移動速度が速く適応スケジューリングに適さないMSに対するスケジューリングに適用することなどが考えられる。
図15は、本発明の実施の形態4に係るBS300の構成を示すブロック図である。図15が図7と異なる点は、複数のTFテーブル記憶部302,303と、テーブル選択部304とを追加し、符号化部101を符号化部305に変更した点である。
図15において、ULスケジューラ部301は、第1TFテーブル記憶部302、第2TFテーブル記憶部303、テーブル選択部304、UL送信フォーマット決定部111を備えている。
第1TFテーブル記憶部302には、図8に示したTFテーブルが記憶されており、第2TFテーブル記憶部303には、図12に示したTFテーブルが記憶されている。
テーブル選択部304は、あるMSに対して適応スケジューリングを行うかPersistent schedulingを行うかを示すULスケジューリング種別情報を取得し、ULスケジューリング種別情報に従って、帯域割り当てに適用するテーブルを選択する。選択されたTFテーブルは、帯域割り当て時にはUL送信フォーマット決定部111により利用され、ULデータ受信時にはUL受信フォーマット決定部112により利用される。
より具体的には、テーブル選択部304は、適応スケジューリングを行うMSに対しては、派生TFにTB sizeが設定されたテーブル(図8に示したTFテーブル)を適用し、周波数利用効率の最大化を図る。
一方、Persistent schedulingを行うMSに対しては、派生TFに符号化率、変調方式、レピティション数などの物理レイヤのパラメータが設定されたテーブル(図12等に示したTFテーブル)を適用する。これは、Persistent schedulingされるMSは、一定期間、送信帯域が増減しないため、TB sizeを変更せず、符号化率、変調方式、レピティション数などのレートマッチングを用いた派生TFを用いることで、送信すべきデータを毎回送信可能であり、通信Delayやジッタを小さくできるからである。
なお、Persistent scheduling時は、初回送信のみ帯域割当情報が送信され、2回目〜K回目のULユーザデータの帯域割り当て時には、一般に、帯域割当情報は送信されない。
符号化部305は、UL送信フォーマット決定部111から出力された帯域割当情報としてのTF Indexに加え、ULスケジューリング種別情報に誤り訂正符号化を施し、符号化データ列を変調部102に出力する。
図16は、本発明の実施の形態4に係るMS350の構成を示すブロック図である。図16は図9と異なる点は、複数のTFテーブル記憶部351,352と、テーブル選択部353とを追加した点である。
図16において、第1TFテーブル記憶部351には、図8に示したTFテーブルが記憶されており、第2TFテーブル記憶部352には、図12に示したTFテーブルが記憶されている。
テーブル選択部353は、分離部155から出力されたULスケジューリング種別情報を取得し、ULスケジューリング種別情報に従って、帯域割り当てに適用するテーブルを選択する。選択されたTFテーブルは、帯域割り当て時にはUL送信フォーマット決定部157により利用される。
このように実施の形態4によれば、Persistent schedulingされるMSには、一定期間送信帯域が増減しないため、TB sizeを変更しないレートマッチングを行うことにより、送信すべきデータを毎回送信可能であり、通信Delayやジッタを小さくすることができ、一方、適応スケジューリングされるMSには、帯域割り当て毎に、最新のCQIを用いた制御を行うため、TB sizeによるレートマッチングを行うことにより、周波数利用効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、2つのTFテーブルを切り替える場合について説明したが、本発明はこれに限らず、2つ以上のTFテーブルを切り替えるようにしてもよい。
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5では、IR(Incremental redundancy)方式のHARQ(Hybrid Auto Repeat reQuest)を適用したシステムを想定した場合について説明する。
図17は、本発明の実施の形態5に係るBS400の構成を示すブロック図である。図17が図7と異なる点は、複数のTFテーブル記憶部402,403と、テーブル選択部404とを追加した点である。
図17において、ULスケジューラ部401は、第1TFテーブル記憶部402、第2TFテーブル記憶部403、テーブル選択部404、UL送信フォーマット決定部111を備えている。
第1TFテーブル記憶部402には、図8、図12、図13、図14等に示した第1テーブルが記憶されており、第2TFテーブル記憶部403には、派生TFをL1/L2制御情報の組合せによって再送ビット数が異なる設定とした第2テーブルが記憶されている。
テーブル選択部404は、再送回数情報を取得し、ULユーザデータの再送回数に従って、帯域割り当てに適用するテーブルを選択する。具体的には、初回送信(再送回数0)のMSに対しては、第1テーブルを選択し、再送回数1以上のMSに対しては、第2テーブルを選択する。選択されたTFテーブルは、帯域割当時にはUL送信フォーマット決定部111により利用され、ULデータ受信時にはUL受信フォーマット決定部112により利用される。
図18は、本発明の実施の形態5に係るMS450の構成を示すブロック図である。図18が図9と異なる点は、複数のTFテーブル記憶部451,452と、テーブル選択部453とを追加した点である。
図18において、第1TFテーブル記憶部451には、図8、図12、図13、図14等に示した第1テーブルが記憶されており、第2TFテーブル記憶部452には、再送時に送信するビット数がL1/L2制御情報の組合せに応じて派生TFに設定された第2テーブルが記憶されている。
テーブル選択部453は、再送回数情報を取得し、ULユーザデータの再送回数に従って、帯域割り当てに適用するテーブルを選択する。なお、再送回数は、同一ULユーザデータ送信パケットについて、BSから通知されるNACKの受信回数をカウントすることにより取得される。
図19は、本発明の実施の形態5に係るTFテーブルを示す図である。ここでは、上述したように、派生TFをL1/L2制御情報の組合せによって再送ビット数が異なる設定としている。再送時に再送ビット数が変わる場合、例えば、具体的に以下のように調整を行う。
本実施の形態では、IR方式のHARQシステムを想定しているため、このようなシステムでは、図20に示すように、再送毎に、送信する冗長ビットを追加することから、再送する冗長ビット数をL1/L2制御情報の有無や組合せにより調整する。したがって、L1/L2制御情報がある場合は送信する冗長ビット数がL1/L2制御情報がない場合(図20(a))に比べて少なくなる。再送時に送信する冗長ビットの送信開始位置は、図20(b)に示すように、直前に送信を行った冗長ビットの続きの部分から再送を開始してもよい。あるいは、図20(c)に示すように、L1/L2制御情報が多重されない場合に送信するビット位置より再送を行ってもよい。冗長ビットの送信開始位置は、BSおよびMS間で予め共有される。
このように実施の形態5によれば、再送する冗長ビット数及び冗長ビット選択パターンを調整して再送時のレートマッチングを行うことにより、再送時にL1/L2制御情報が多重される場合でも、冗長ビットを有効に送信することができる。再送時に、UL帯域割当情報をダウンリンクにおいて通知しないSynchronous HARQでは、特に有効である。
なお、本実施の形態では、IR方式のHARQシステムを想定して、再送時に再送ビット数が変わる場合の具体的な調整について説明したが、非特許文献3に記載のHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)システムで適用されるHARQにおいては、以下のようになる。すなわち、帯域割当情報に含めて通知されるRV(Redundancy Version)変数のパラメータs及びパラメータrにより、再送時のレートマッチングと送信ビットが決定される。
パラメータsは、s=0の場合、システマチックビット(Systematic bit)を優先して再送するモードであり、TFテーブルが示す再送ビット数に対してシステマチックビットを再送するビットとして選択し、更に再送ビット数に余裕があればパリティビット(Parity bit)を送信する。
一方、s=1の場合、パリティビットを優先して再送するモードであり、TFテーブルが示す再送ビット数に対してパリティビットを再送するビットとして選択し、更に再送ビット数に余裕があればシステマチックビットを送信する。
パラメータrは、再送回数を示すパラメータであり、ビットパンクチャリングを行う開始位置を決定する。
このようなHARQシステムでは、L1/L2制御情報の組合せにより、再送するビット数が増減する場合、再送時に優先される側のビットではなく、優先されない側のビット数を増減する。つまり、s=0の場合、パリティビットのビット数を増減することで再送ビット数に合わせる。また、s=1の場合、システマチックビット数を増減することで再送ビット数に合わせる。
また、本実施の形態は、2つのTFテーブルを切り替える場合について説明したが、本発明はこれに限らず、2つ以上のTFテーブルを切り替えるようにしてもよい。また、再送時のTFテーブルは再送回数毎に切り替えるようにしてもよい。
また、本実施の形態は、実施の形態4と組み合わせてもよい。
なお、上記各実施の形態では、ACK/NACK、CQIなどのL1/L2制御情報のシンボル数、変調多値数、符号化率が固定の場合を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、DATAのシンボル数、変調多値数、符号化率がチャネル品質などに対応して変化する場合、これらに対応してL1/L2制御情報のシンボル数、変調多値数、符号化率が与えられてもよい。
また、上記各実施の形態では、基本TF及び派生TFをテーブルとして記憶する例を示したが、式で定義されてもよい。
また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
2006年5月19日出願の特願2006−140462の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる集積回路は、動的シンボル割り当てを行う場合でも、ダウンリンク、アップリンクのスループットを改善することができ、例えば、3GPP LTE無線通信システム等に適用できる。
101、159、161、305 符号化部
102、160、162 変調部
103、164 送信RF部
104、151 アンテナ
105、152 受信RF部
106、153 復調部
107、154 復号部
108、155 分離部
109、301、401 ULスケジューラ部
110、156 TFテーブル記憶部
111、157 UL送信フォーマット決定部
112 UL受信フォーマット決定部
158 TB size設定部
163 多重部
302、351、402、451 第1TFテーブル記憶部
303、352、403、452 第2TFテーブル記憶部
304、353、404、453 テーブル選択部

Claims (17)

  1. ユーザデータのTransport Block size(TB size)を含む送信フォーマットを示すインデックスを受信する受信処理と、
    前記送信フォーマットを用いて、前記ユーザデータと制御情報とを符号化する符号化処理と、
    符号化された前記ユーザデータ及び前記制御情報を送信する送信処理と、
    を制御する集積回路であって、
    前記符号化処理は、前記ユーザデータと共に送信する前記制御情報との組み合わせによって、前記送信フォーマットのTB sizeに対応する前記ユーザデータの符号化率を調整する、
    集積回路。
  2. 前記符号化処理は、前記インデックスと前記送信フォーマットとの関連付けを参照して得られた前記送信フォーマットを用いる、
    請求項1に記載の集積回路。
  3. 前記ユーザデータのTB sizeを、前記制御情報との組み合わせによって変化させない、
    請求項1又は請求項2に記載の集積回路。
  4. 前記符号化処理は、前記ユーザデータの符号化率を、前記制御情報との組み合わせによって変化させる、
    請求項1から請求項3のいずれかに記載の集積回路。
  5. 前記符号化処理は、前記符号化率を調整することによって、前記ユーザデータのレートマッチングを行う、
    請求項1から請求項4のいずれかに記載の集積回路。
  6. 前記制御情報のシンボル数が、前記ユーザデータのシンボル数によって変化する、
    請求項1から請求項5のいずれかに記載の集積回路。
  7. ユーザデータのTransport Block size(TB size)を含む送信フォーマットを指示するインデックスを送信する送信処理と、
    前記送信フォーマットを用いて符号化された、前記ユーザデータと制御情報とを受信する受信処理と、
    を制御する集積回路であって、
    前記受信処理は、前記送信フォーマットのTB sizeに対応する符号化率が、前記ユーザデータと共に受信する前記制御情報との組み合わせによって、調整されている前記ユーザデータを受信する、
    集積回路。
  8. 受信した前記ユーザデータ及び前記制御情報を復号する復号処理をさらに制御する、
    請求項7に記載の集積回路。
  9. 前記復号処理は、前記送信フォーマットを用いて、受信した前記ユーザデータ及び前記制御情報を復号する、
    請求項8に記載の集積回路。
  10. 前記復号処理は、前記インデックスと前記送信フォーマットとの関連付けを参照して得られた前記送信フォーマットを用いる、
    請求項8又は請求項9に記載の集積回路。
  11. 前記受信処理は、TB sizeが、前記制御情報との組み合わせによって変化していない前記ユーザデータを受信する、
    請求項7から請求項10のいずれかに記載の集積回路。
  12. 前記受信処理は、前記符号化率が、前記制御情報との組み合わせによって変化している前記ユーザデータを受信する、
    請求項7から請求項11のいずれかに記載の集積回路。
  13. 前記受信処理は、前記符号化率が調整されることによって、レートマッチングが行われている前記ユーザデータを受信する、
    請求項7から請求項12のいずれかに記載の集積回路。
  14. 前記受信処理は、シンボル数が、前記ユーザデータのシンボル数によって変化している前記制御情報を受信する、
    請求項7から請求項13のいずれかに記載の集積回路。
  15. 前記送信フォーマットは、前記ユーザデータに対する送信パラメータが設定されている、
    請求項1から請求項14のいずれかに記載の集積回路。
  16. 前記送信フォーマットには、TB size及び変調方式の各送信パラメータが含まれている、
    請求項1から請求項15のいずれかに記載の集積回路。
  17. 前記制御情報は、ACK/NACK又はCQIである、
    請求項1から請求項16のいずれかに記載の集積回路。
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