JP2013123204A - 無線基地局装置、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】下り制御チャネルを拡張した構成において、拡張した制御チャネル用の無線リソースに対して下り制御信号の割当てを適切に行うこと。
【解決手段】送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズで構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは第２の制御領域の一方に対して下り制御信号を割当てる割当て部と、下り制御信号をユーザ端末に対して送信する送信部とを有し、割当て部は、複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングする。
【選択図】図８

Description

本発明は、次世代無線通信システムにおける無線基地局装置、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、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）が検討されている（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用いている。
また、ＬＴＥからのさら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（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という）も検討されている。ＬＴＥ（Rel.8）やＬＴＥ−Ａ（Rel.9、Rel.10）においては、複数のアンテナでデータを送受信し、周波数利用効率を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）技術が検討されている。ＭＩＭＯ技術においては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。
ところで、ＬＴＥの後継システムとなるＬＴＥ−Ａでは、異なる送信アンテナから同時に異なるユーザに送信情報系列を送信するマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ：Multiple User MIMO）伝送が規定されている。このＭＵ−ＭＩＭＯ伝送は、Ｈｅｔｎｅｔ（Heterogeneous network）やＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point）伝送にも適用されることが検討されている。
将来のシステムでは、無線基地局装置に接続されるユーザ数が増加することにより、下り制御信号を送信する下り制御チャネルの容量が不足することが想定される。このため、従来の無線リソースの割当て方法ではＭＵ−ＭＩＭＯ伝送等の将来のシステムの特性を十分に発揮できないおそれがある。
このような問題を解決する方法として、下り制御チャネルを割当てる領域を拡張して、より多くの下り制御信号を送信する方法が考えられる。しかしながら、下り制御チャネルを拡張する場合、拡張した下り制御チャネル用の無線リソースに対して、どのように下り制御信号の割当てを行うかが重要となる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、下り制御チャネルを拡張した構成において、拡張した制御チャネル用の無線リソースに対して下り制御信号の割当てを適切に行うことができる無線基地局装置、ユーザ端末、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の無線基地局装置は、送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して、下り制御信号を割当てる割当て部と、前記第１の制御領域及び前記第２の制御領域に割当てられた前記下り制御信号をユーザ端末に対して送信する送信部と、を有し、前記割当て部は、前記複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、前記拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングすることを特徴とする。
本発明のユーザ端末は、送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して割当てられた下り制御信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した下り制御信号を復調する復調部と、を有し、前記複数の第２の制御領域の各々がインデックス番号の異なる複数の拡張用制御チャネル要素で構成されると共に、インデックス番号が同じ拡張用制御チャネル要素が分割されて周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれマッピングされており、前記復調部は、前記拡張用制御チャネル要素を基本単位として復調を行うことを特徴とする。
本発明の無線通信システムは、送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して、下り制御信号を割当てる割当て部と、前記第１の制御領域及び前記第２の制御領域に割当てられた前記下り制御信号をユーザ端末に対して送信する送信部と、を備えた無線基地局装置と、前記第１の制御領域と前記複数の第２の制御領域に割当てられた下り制御信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した下り制御信号を復調する復調部と、を備えたユーザ端末と、を有し、前記割当て部は、前記複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、前記拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングすることを特徴とする。
本発明の無線通信方法は、無線基地局装置で生成された下り制御信号をユーザ端末に対して送信し、前記ユーザ端末において受信した下り制御信号の復調を制御する無線通信方法であって、前記無線基地局装置は、送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して、下り制御信号を割当てるステップと、前記第１の制御領域及び前記第２の制御領域に割当てられた前記下り制御信号をユーザ端末に対して送信するステップと、を備え、前記ユーザ端末は、前記無線基地局装置に割当てられた下り制御信号を受信するステップと、受信した下り制御信号を復調するステップと、を備え、前記無線基地局装置は、前記複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、前記拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングすることを特徴とする。
本発明によれば、下り制御チャネルを拡張した構成において、拡張した制御チャネル用の無線リソースに対して下り制御信号の割当てを適切に行うことが可能となる。
ＭＵ−ＭＩＭＯが適用されるＨｅｔｎｅｔの概略図である。 下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が行われるサブフレームの一例を示す図である。 拡張ＰＤＣＣＨ（ＴＤＭタイプ、ＦＤＭタイプ）の説明図である。 拡張ＰＤＣＣＨのサブフレーム構成の説明図である。 システム帯域に対する拡張ＰＤＣＣＨの割当ての一例を示す図である。 拡張ＰＤＣＣＨのフォーマットがwithout cross interleavingである場合のサーチスペースの一例を説明する図である。 拡張ＰＤＣＣＨに対する拡張用チャネル制御要素（ｅＣＣＥ）の関係を示す図である。 本実施の形態における分散マッピング方法の一例を示す図である。 本実施の形態における分散マッピング方法の他の一例を示す図である。 本実施の形態における分散マッピング方法の他の一例を示す図である。 ＰＲＢに対して複数の拡張用チャネル制御要素を周波数分割多重したサブフレーム構成の一例を示す図である。 ＰＲＢ内で周波数分割された複数の周波数リソースとＤＭ−ＲＳのアンテナポートとの関係を示す図である。 ＰＲＢに対して複数の拡張用チャネル制御要素を周波数分割多重したサブフレーム構成の一例を示す図である。 本実施の形態における分散マッピング方法の一例を示す図である。 ＰＲＢに対して複数の拡張用チャネル制御要素を周波数分割及び時間分割多重したサブフレーム構成の一例を示す図である。 ＰＲＢに対して複数の拡張用チャネル制御要素を周波数分割及び時間分割多重したサブフレーム構成の他の一例を示す図である。 ＰＲＢに対して複数の拡張用チャネル制御要素を周波数分割及び時間分割多重したサブフレーム構成の他の一例を示す図である。 本実施の形態における局所型マッピング方法の一例を示す図である。 本実施の形態における局所型マッピング方法の他の一例を示す図である。 実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。 実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成の説明図である。 実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 実施の形態に係る無線基地局装置のベースバンド処理部及び一部の上位レイヤを示す機能ブロック図である。 実施の形態に係るユーザ端末のベースバンド処理部の機能ブロック図である。
図１は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用されるＨｅｔｎｅｔの一例を示す図である。図１に示すシステムは、無線基地局装置（例えば、ｅＮＢ：eNodeB）のカバレッジエリア内に局所的なカバレッジエリアを有する小型基地局装置（例えば、ＲＲＨ：Remote Radio Head）が設けられ、階層的に構成されている。このようなシステムにおける下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、無線基地局装置の複数のアンテナから複数のユーザ端末ＵＥ（User Equipment）＃１及び＃２に対するデータが同時に送信される。また、複数の小型基地局装置の複数のアンテナから複数のユーザ端末ＵＥ＃３、＃４に対するデータも同時に送信される。
図２は、下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用される無線フレーム（例えば、１サブフレーム）の一例を示す図である。図２に示すように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用されるシステムでは、各サブフレームにおいて先頭から所定のＯＦＤＭシンボル（１〜３ＯＦＤＭシンボル）まで、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）用の制御領域（ＰＤＣＣＨ領域）として確保される。また、サブフレームの先頭から所定のシンボルより後の無線リソースに、下りデータチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）用のデータ領域（ＰＤＳＣＨ領域）が確保される。
ＰＤＣＣＨ領域には、ユーザ端末ＵＥ（ここでは、ＵＥ＃１〜＃４）に対する下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）が割当てられる。下り制御情報（ＤＣＩ）には、ＰＤＳＣＨ領域における割当て情報が含まれる。このように、各サブフレームにおいて、ユーザ端末ＵＥに対する下りデータ用の信号と、当該下りデータを受信するための下り制御情報（ＤＣＩ）用の信号とは時分割多重されて送信される。
ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、同一時間及び同一周波数で複数のユーザ端末ＵＥに対するデータ送信が可能となる。このため、図２のＰＤＳＣＨ領域において、ユーザ端末ＵＥ＃１に対するデータとユーザ端末ＵＥ＃５に対するデータを同一の周波数領域に多重することが考えられる。同様に、ユーザ端末ＵＥ＃４に対するデータとユーザ端末ＵＥ＃６に対するデータを同一の周波数領域に多重することも考えられる。
しかしながら、多くのユーザ端末ＵＥの下り制御情報をＰＤＣＣＨ領域に割当てる場合、図２に示すように、ユーザ端末ＵＥ＃５及び＃６に対応する下り制御情報を伝送するためのＰＤＣＣＨ領域が足りなくなる場合がある。この場合には、ＰＤＳＣＨ領域に多重できるユーザ端末ＵＥの数が制限されてしまう。
このように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送により同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数を増加させても、下り制御情報を伝送するためのＰＤＣＣＨ領域が不足する場合には、ＰＤＳＣＨ領域の利用効率を十分に図れないおそれがある。
このようなＰＤＣＣＨ領域の不足を解決する方法として、サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルの制御領域以外にＰＤＣＣＨの割当て領域を拡張する（既存のＰＤＳＣＨ領域にＰＤＣＣＨ領域を拡張する）ことが考えられる。ＰＤＣＣＨ領域の拡張方法としては、図３Ａに示すようにサブフレーム先頭から最大で３ＯＦＤＭシンボルであった既存ＰＤＣＣＨ領域を、４ＯＦＤＭシンボル以上に拡張する方法（時分割（ＴＤＭ）アプローチ）や、図３Ｂに示すようにＰＤＳＣＨ領域を周波数分割して新たにＰＤＣＣＨ領域として用いる方法（周波数分割（ＦＤＭ）アプローチ）が考えられる。
本発明者は、後者の周波数分割アプローチを適用する場合、ユーザ固有の参照信号（ＤＭ−ＲＳ：DeModulation-Reference Signal）を用いて拡張ＰＤＣＣＨの復調を行うことでビームフォーミングゲインを得ることが可能となることに着目した。この場合、ユーザ端末ＵＥに対して個別にビームフォーミングが可能となることによって十分な受信品質が得られるため、容量の増大に有効となると考えられる。
図４に、周波数分割アプローチを適用する場合のフレーム構成の一例を示す。図４に示すフレーム構成では、既存のＰＤＣＣＨと拡張ＰＤＣＣＨ（ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨ、Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＰＤＣＣＨ、ＵＥ−ＰＤＣＣＨ等とも呼ぶ）が配置されている。送信時間間隔となるフレーム（以下、「サブフレーム」と記す）の先頭から所定のＯＦＤＭシンボル（１〜３ＯＦＤＭシンボル）までの第１の制御領域にはシステム帯域全体にわたり既存のＰＤＣＣＨが配置される。既存のＰＤＣＣＨが配置されたＯＦＤＭシンボルより後の無線リソースに、拡張ＰＤＣＣＨが配置されている。
より具体的に、拡張ＰＤＣＣＨは、所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域において、データ領域（ＰＤＳＣＨ領域）と周波数分割する複数の第２の制御領域に割当てられる。第２の制御領域は所定のリソースブロックサイズで構成されており、そのサイズ（周波数領域の帯域幅）は、例えば、無線リソースのスケジューリング単位の大きさ（１リソースブロック（ＲＢ））である。
既存のＰＤＣＣＨが配置される第１の制御領域と拡張ＰＤＣＣＨが配置される第２の制御領域には、ユーザ端末宛ての下り制御情報（ＤＣＩ）が割当てられる。ユーザ端末に対する下り制御情報（ＤＣＩ）には、ＰＤＳＣＨ領域における割当て情報が含まれる。ＬＴＥ−Ａシステム（Rel.10）では、下り制御情報として、下りデータチャネル（ＰＤＳＣＨ）を制御するための下りスケジューリング割当て（DL assignment）や、上りデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）を制御するための上りスケジューリンググラント（UL Grant）が規定されている。
また、Rel.11以降のフレーム構成として、サブフレームにおいて既存ＰＤＣＣＨ領域を持たないキャリアタイプ（Extension carrier）が検討されている。そのため、本発明では、既存のＰＤＣＣＨが配置される第１の制御領域と、拡張ＰＤＣＣＨが配置される第２の制御領域との双方に下り制御信号を割当てる場合だけでなく、第２の制御領域の一方のみに下り制御信号を選択的に割当てる構成も考えられる。つまり、無線基地局装置は、周波数分割アプローチを適用する場合、Extension carrierタイプが適用される所定のサブフレームに対して既存ＰＤＣＣＨを割当てず、拡張ＰＤＣＣＨのみを割当てることができる。なお、この際、Extension carrierタイプが適用される所定のサブフレームにおいて、サブフレームの先頭から１〜３ＯＦＤＭシンボルにも拡張ＰＤＣＣＨを割当てることも可能である。
一方で、周波数分割アプローチを適用する場合、複数の拡張ＰＤＣＣＨは不連続の周波数帯域に割当てられることが想定されるため、拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割当て方法が重要となる。以下に、図５を参照して、拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割当て方法の一例について説明する。
図５では、複数の拡張ＰＤＣＣＨに対して複数の仮想リソースをマッピングし、この仮想リソースに対して下り制御信号を割当てる場合を示している。なお、図５では、２５個の物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）で構成される帯域幅に対して、８個の物理リソースブロックが拡張ＰＤＣＣＨとして適用される場合を示している。この場合、各拡張ＰＤＣＣＨに対応する８個の仮想リソースブロック（ＶＲＢ：Virtual Resource Block）セットが設定される。
また、ＰＲＢには、リソース配置タイプ（Resource allocation type 0,1,2）に基づいてＮVRB個のＶＲＢセットが設定される。リソース配置タイプ０と１は周波数領域で非連続周波数配置をサポートし、リソース配置タイプ２は周波数領域で連続周波数配置のみをサポートする。リソース配置タイプ０は、周波数領域中の個々のリソースブロック単位ではなく、隣接するリソースブロックのグループ単位によって示される。図５では、リソースブロックグループ（ＲＢＧ）のサイズが２となっている。８個のＶＲＢは、２個単位でＰＲＢにマッピングされる。
ＮＶＲＢ個のＶＲＢは、上位レイヤシグナリングにより無線基地局装置からユーザ端末に対して通知される。図５の場合には、無線基地局からユーザ端末に対して、所定のＲＢＧ（ＲＢＧ＝１、３、７、８）が通知される。また、ＶＲＢには、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックス（ＲＢＧインデックス）の小さい方から順番にＶＲＢインデックスがナンバリングされる。
拡張ＰＤＣＣＨのリソースブロック（ＶＲＢセット）では、前半スロットにDL assignmentを配置し、後半スロットにUL Grantを配置した構成とすることができる。これにより下りデータ信号の復調を早く行うことができる。なお、拡張ＰＤＣＣＨのリソースブロックの構成はこれに限定されない。
また、ＤＭ−ＲＳを用いて拡張ＰＤＣＣＨの復調を行う場合に、拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割当て方法として、各ユーザの下り制御信号をＰＲＢ単位で割当てる方法（without cross interleaving）が考えられる。
この場合、無線基地局装置は、拡張ＰＤＣＣＨに対して、各ユーザ端末の下りリンク制御信号をＰＲＢ単位で割当てると共に、拡張ＰＤＣＣＨが配置される可能性のある無線リソースにはユーザ個別の下り参照信号であるＤＭ−ＲＳを配置される。また、ユーザ端末は、ＶＲＢインデックスで規定されたサーチスペース内でブラインドデコーディングを行う。これにより、ＰＲＢ単位でのチャネル推定が可能となり、各ユーザ端末ＵＥに対して効果的にビームフォーミングを形成できる。
なお、without cross interleavingにおいて、無線基地局装置は、各ユーザ端末から通知された受信品質に基づいて、連続して割当てるＶＲＢ数（例えば、aggregation level Λ（＝１、２、４、８））を決定することができる。
この場合、ユーザ端末は、上位レイヤシグナリングによって設定される可能性のある複数の拡張ＰＤＣＣＨの候補をモニタする。ユーザ端末には、当該ユーザ端末宛てのＤＣＩが割当てられている拡張ＰＤＣＣＨのＶＲＢおよび選択されているアグリゲーションレベルが通知されない。このため、当該ユーザ端末宛てのＤＣＩが割当てられている可能性のあるすべてのＶＲＢについて総当たりで拡張ＰＤＣＣＨに対して復号処理を行う（ブラインドデコーディング）。
また、無線基地局装置は、ユーザ端末が拡張ＰＤＣＣＨに対するブラインドデコーディングの試行回数を低減するために、ユーザ端末毎にサーチスペースを設定することができる。ユーザ端末は、対応するサーチスペース内で拡張ＰＤＣＣＨに対してブラインドデコーディングを行う（図６参照）。
図６は、各アグリゲーションレベルΛ（＝１，２，４，８）に対応した拡張ＰＤＣＣＨの候補数を、それぞれ、６，６，２，２とした場合を示している。なお、ここでは、アグリゲーションレベルが６，６，２，２の場合について示しているが、もちろんアグリゲーションレベルおよび拡張ＰＤＣＣＨの候補数は、これに限らない。
アグリゲーションレベル１では、ＶＲＢ＃０〜＃５に６つのサーチスペースが設定される。アグリゲーションレベル２では、ＶＲＢ＃０〜＃７に２ＶＲＢ単位で４つのサーチスペースが設定される。アグリゲーションレベル４では、ＶＲＢ＃０〜＃７に４ＶＲＢ単位で２つのサーチスペースが設定される。アグリゲーションレベル８では、ＶＲＢ＃０〜＃７に８ＶＲＢ単位で１つのサーチスペースが設定される。なお、アグリゲーションレベル２、８では、ＶＲＢ数の不足によってサーチスペースがオーバラップする。
ユーザ端末は、アグリゲーションレベルに応じてサーチスペース内をブラインドデコーディングし、ＶＲＢに割当てられた下り制御情報（ＤＣＩ）を取得する。このように、without cross interleavingでは、各ユーザに対する下り制御信号がＰＲＢ単位で割当てられ、ＶＲＢインデックスで規定されたサーチスペースでブラインドデコーディングされる。
しかしながら、上記のように規定した拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割当て方法では、ユーザ端末が移動することによって生じるフェージング変動や他セルからの干渉について十分に考慮されていない。特に、アグリゲーションレベルが小さい場合、下り制御情報のマッピングがＰＲＢ単位であるため、周波数ダイバーシチ効果が得られないという問題がある。
そこで、本発明者らは、周波数分割アプローチにより下り制御チャネルを拡張させ、拡張ＰＤＣＣＨの復調をＤＭ−ＲＳを利用して行う場合であっても、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる下り制御信号のマッピングについて検討し、本願発明に至った。
以下に、図７〜１０を参照して、本実施の形態におけるマッピング方法の一例について説明する。なお、本実施の形態におけるマッピングは、以下に説明する例に限定されない。
図７は、１１個のＰＲＢ（ＰＲＢ＃０〜＃１０）の中から４個のＰＲＢ（ＰＲＢ＃１、＃４、＃８、＃１０）が第２の制御領域となる場合、つまり、拡張ＰＤＣＣＨとして割当てられる場合を示している。本実施の形態では、第２の制御領域を構成するリソースブロックを、下り制御情報の割当て単位となる制御チャネル要素で構成する。一例として、図７では、１ＰＲＢに２個の制御チャネル要素が含まれる場合を示している。
なお、１個のＰＲＢを構成するｅＣＣＥの数は２個に限定されず、その他の数（例えば、４個）としてもよい。また、以下の説明においては、拡張用ＰＤＣＣＨに適用する制御チャネル要素を、既存ＰＤＣＣＨに適用する制御チャネル要素と区別するために、拡張用制御チャネル要素（ｅＣＣＥ：enhanced Control Channel Element）と記す。本実施の形態において、１ｅＣＣＥは、下り制御情報の割当て単位であり、１ｅＣＣＥを基本単位としてサーチスペースが定義される。
図７に示すように４個のＰＲＢを拡張ＰＤＣＣＨとして利用すると共に１ＰＲＢが２個のｅＣＣＥで構成される場合、複数の第２の制御領域は合計８個のｅＣＣＥで構成される。また、図７は、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥにインデックス番号をナンバリングしている。
本実施の形態では、ＰＲＢを構成するｅＣＣＥをそれぞれ分割して、分割されたｅＣＣＥ同士が周波数帯域の異なる複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるようにマッピングする。これにより、拡張ＰＤＣＣＨを用いて下り制御信号を送信する場合に、拡張ＰＤＣＣＨの復調をＤＭ−ＲＳを利用して行うと共に、周波数ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。以下に図８を参照してマッピング方法の詳細について説明する。
まず、無線基地局装置は、図８Ａに示すように、ＰＲＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥに対してナンバリングする。その後、ｅＣＣＥ（ここでは、ｅＣＣＥ＃０〜＃７）をそれぞれ２個に分割する（図８Ｂ参照）。無線基地局装置は、１個のＰＲＢに含まれる複数のｅＣＣＥに対しては、それぞれ異なるインデックス番号を付した後に分割を行う。
この場合、１個のＰＲＢに対して４個のｅＣＣＥ（例えば、ｅＣＣＥ＃０、＃０、＃１、＃１）が対応する。なお、本実施の形態では、ｅＣＣＥを２個に分割する場合を示しているが、２個より大きい数に分割してもよい。
次に、分割されたｅＣＣＥ同士（インデックス番号が同じｅＣＣＥの組合せ）が、複数の仮想リソース領域（ＶＰＲＢ＃１〜＃４）に分散される（図８Ｃ参照）。つまり、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥペアが異なる仮想リソース領域にマッピングされる。
例えば、周波数方向に沿ってインデックス番号が付された複数のｅＣＣＥを、複数の仮想リソース領域（ＶＰＲＢ＃１〜＃４）に対して、インデックス番号順に繰り返してマッピングする。ここでは、２個のｅＣＣＥ＃０が、ＶＰＲＢ＃１と＃２にマッピングされ、２個のｅＣＣＥ＃１が、ＶＰＲＢ＃３と＃４にマッピングされる。同様に、２個のｅＣＣＥ＃２が、ＶＰＲＢ＃１と＃２にマッピングされ、２個のｅＣＣＥ＃３が、ＶＰＲＢ＃３と＃４にマッピングされる。ｅＣＣＥ＃５、＃６についても同様にマッピングされる。複数の仮想リソース領域の番号は、周波数方向に並ぶと仮定して決めることができる。
次に、ｅＣＣＥがマッピングされた複数の仮想リソース領域（ＶＰＲＢ＃１〜＃４）をインタリーブして、複数の第２の制御領域（ＰＲＢ＃１、＃４、＃８、＃１０）にそれぞれ割当てる（図８Ｄ参照）。ここでは、ＶＰＲＢ＃１をＰＲＢ＃１に割当て、ＶＰＲＢ＃２をＰＲＢ＃８に割当て、ＶＰＲＢ＃３をＰＲＢ＃４に割当て、ＶＰＲＢ＃４をＰＲＢ＃１０に割当てるように、奇数インデックスを有するＶＰＲＢから先にＰＲＢにマッピングした後に、偶数インデックスを有するＶＰＲＢをＰＲＢにマッピングする場合を示している。
ｅＣＣＥのマッピング後に仮想リソース領域をインタリーブすることにより、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥペア間の周波数間隔が拡大することができるため、周波数ダイバーシチ効果をより効果的に得ることが可能となる。
なお、図８に示したマッピング方法は、ＰＲＢに基づいた場合を示しているが、本実施の形態はこれに限られない。他にも、リソースブロックグループ（ＲＢＧ）に基づいてマッピングを行ってもよい。以下に、ＲＢＧに基づいたマッピング方法について、図９、１０を参照して説明する。
図９は、ＲＢＧのサイズが２であり、４個のＲＢＧが拡張ＰＤＣＣＨとして割当てられる場合（例えば、図６に示す場合）を示している。ＲＧＢはリソースブロックのシグナリング単位であり、図９では１個のＲＢＧが２個のＰＲＢに対応する。そのため、１ＰＲＢに２個のｅＣＣＥが含まれると定義する場合、複数の第２の制御領域は１６個のｅＣＣＥで構成される。つまり、１ＲＧＢは、４個のｅＣＣＥに相当する。以下に、マッピング方法について説明する。
まず、無線基地局装置は、図９Ａに示すように、周波数方向に沿ってＲＧＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥに対してナンバリングした後、ｅＣＣＥ（ここでは、ｅＣＣＥ＃０〜＃１５）をそれぞれ２個に分割する（図９Ｂ参照）。１ｅＣＣＥを２個に分割する場合、１個のＲＢＧに対して８個のｅＣＣＥ（例えば、ｅＣＣＥ＃０、＃０、＃１、＃１、＃２、＃２、＃３、＃３）が対応する。
次に、分割されたｅＣＣＥ同士が、複数の仮想リソース領域（ＶＲＧＢ＃１〜＃４）に分散される（図９Ｃ参照）。つまり、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥが異なる仮想リソース領域にマッピングされる。
例えば、複数のｅＣＣＥを複数の仮想リソース領域（ＶＲＧＢ＃１〜＃４）に対して、インデックス番号順に繰り返してマッピングする。ここでは、２個のｅＣＣＥ＃０が、ＶＲＢＧ＃１と＃２にマッピングされ、２個のｅＣＣＥ＃１が、ＶＲＢＧ＃３と＃４にマッピングされる。その他のｅＣＣＥ＃２〜１５についても、それぞれ同様にマッピングされる。
次に、ｅＣＣＥがマッピングされた複数の仮想リソース領域（ＶＲＢＧ＃１〜＃４）をインタリーブして、複数の第２の制御領域（例えば、図６に示すＲＢＧ＃１、＃３、＃７、＃８）にそれぞれ割当てる（図９Ｄ参照）。ここでは、ＶＲＢＧ＃１をＲＢＧ＃１に割当て、ＶＲＢＧ＃２をＲＢＧ＃７に割当て、ＶＲＢＧ＃３をＰＲＢ＃３に割当て、ＶＲＢＧ＃４をＲＢＧ＃８に割当てるように、奇数インデックスを有するＶＲＢＧから先にＲＢＧにマッピングした後に、偶数インデックスを有するＶＲＢＧをＲＢＧにマッピングする場合を示している。これにより、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥペア間の周波数間隔を拡大することができるため、周波数ダイバーシチ効果をより効果的に得ることが可能となる。
図１０は、ＲＢＧのサイズが３であり（１ＲＧＢが３個のＰＲＢに対応）、３個のＲＢＧが拡張ＰＤＣＣＨとして割当てられる場合を示している。１ＰＲＢに２個のｅＣＣＥが含まれる場合、複数の第２の制御領域は１８個のｅＣＣＥで構成される。以下に、マッピング方法について説明する。
まず、無線基地局装置は、図１０Ａに示すように、周波数方向に沿ってＲＧＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥに対してナンバリングした後、ｅＣＣＥ（ここでは、ｅＣＣＥ＃０〜＃１７）をそれぞれ２個に分割する（図１０Ｂ参照）。１ｅＣＣＥを２個に分割する場合、１個のＲＢＧに対して１２個のｅＣＣＥが対応する。
次に、分割されたｅＣＣＥ同士が、複数の仮想リソース領域（ＶＲＧＢ＃１〜＃３）に分散される（図１０Ｃ参照）。つまり、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥが異なる仮想リソース領域にマッピングされる。
例えば、複数のｅＣＣＥを複数の仮想リソース領域（ＶＲＧＢ＃１〜＃３）に対して、インデックス番号順に繰り返してマッピングする。ここでは、２個のｅＣＣＥ＃０が、ＶＲＢＧ＃１と＃２にマッピングされ、２個のｅＣＣＥ＃１が、ＶＲＢＧ＃３と＃１にマッピングされる。その他のｅＣＣＥ＃２〜１７についても、それぞれ同様にマッピングされる。
次に、ｅＣＣＥがマッピングされた複数の仮想リソース領域（ＶＲＢＧ＃１〜＃３）をインタリーブして、複数の第２の制御領域（ＲＢＧ＃１、＃２、＃３）にそれぞれ割当てる（図１０Ｄ参照）。ここでは、ＶＲＢＧ＃１をＲＢＧ＃１に割当て、ＶＲＢＧ＃２をＲＢＧ＃３に割当て、ＶＲＢＧ＃３をＰＲＢ＃２に割当てる場合を示している。これにより、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥペア間の周波数間隔を拡大できるため、周波数ダイバーシチ効果をより効果的に得ることが可能となる。
上述したマッピング方法において、１個のＰＲＢにマッピングする複数のｅＣＣＥの多重方法としては、周波数多重、時間多重、空間多重、コード分割多重等を適用することができる。図１１に１ＰＲＢに対する複数のｅＣＣＥの多重方法の一例として、周波数分割多重する場合を示す。なお、図１１では、上記図８に示すように、１個のＰＲＢに２個のｅＣＣＥをそれぞれ２分割して、マッピングする場合を示している。
周波数分割多重の場合には、周波数方向に沿って３サブキャリア毎に４分割された周波数リソース＃０〜＃３にそれぞれｅＣＣＥを割当てる構成とすることができる。図１１では、サブフレームの先頭から３ＯＦＤＭシンボルまで既存ＰＤＣＣＨが割当てられており、その後の４ＯＦＤＭシンボルからの無線リソースに拡張ＰＤＣＣＨが割当てられる。
また、無線リソースには、ＣＲＳ、ＤＭ−ＲＳ等の参照信号等も割当てられる。そのため、周波数リソース＃０〜＃３の各領域において、ｅＣＣＥに利用可能となる無線リソース数（リソースエレメント数）が異なる場合がある。図１１では、周波数リソース＃０と周波数リソース＃３では、下り制御信号の割当てに利用できる無線リソース数が同じ（２１個のリソースエレメント）、周波数リソース＃１と周波数リソース＃２では、下り制御信号の割当てに利用できる無線リソース数が同じ（２５個のリソースエレメント）となっている。
一方で、周波数リソース＃０、＃３と、周波数リソース＃１、＃２との間では、下り制御信号の割当てに利用できる無線リソース数が異なる。ｅＣＣＥに対する符号化等の処理の観点からは、インデックス番号が異なるｅＣＣＥ間で利用可能となる無線リソース数を均等とすることが好ましい。
そこで、本実施の形態では、インデックス番号が異なるｅＣＣＥ間で利用可能となる無線リソース数の差が小さくなるように、ｅＣＣＥの組合せ（インデックス番号が同じｅＣＣＥペア）がマッピングされる位置を制御することが好ましい。図１１に示す場合には、インデックス番号が同じ２つのｅＣＣＥの一方を周波数リソース＃０又は＃３に割当て、他方を周波数リソース＃１又は＃２に割当てられるようにマッピングを制御する。
例えば、図８Ｃにおいて、ＶＰＲＢ＃１のｅＣＣＥを割当て位置順に“ｅＣＣＥ＃０、＃２、＃４、＃６”とする場合、ＶＰＲＢ＃２のｅＣＣＥを割当て位置順に“ｅＣＣＥ＃２、＃０、＃６、＃４”とする。これにより、ｅＣＣＥ＃１の一方が周波数リソース＃１に割当てられ、他方が周波数リソース＃２に割当てられる。また、ｅＣＣＥ＃２の一方が周波数リソース＃２に割当てられ、他方が周波数リソース＃１に割当てられる。
このように、異なる周波数リソースに割当てられるｅＣＣＥの組合せに対して、インデックス番号が異なるｅＣＣＥ間で利用可能となる無線リソース数を考慮してマッピングを行うことにより、ｅＣＣＥ間のインデックス番号によるばらつきを低減することができる。
上記図１１に示すようにＰＲＢに複数のｅＣＣＥを周波数分割多重してマッピングする場合、同一ＰＲＢ内に多重された複数のｅＣＣＥに異なるユーザ端末の下り制御信号が割り当てられる場合がある（アグリゲーションレベル１等）。この時、ビームフォーミングを適用する場合には、各ＤＭ−ＲＳにユーザ端末固有のビームフォーミングウエイトが乗算されるため、異なる周波数リソース毎にＤＭ−ＲＳのアンテナポートを割当てる必要がある。例えば、図１１では、１ＰＲＢを４分割しているため、１ＰＲＢに対して４つのＤＭ−ＲＳアンテナポートを割当てる必要がある。
そこで、本実施の形態では、１ＰＲＢに割当てる複数のＤＭ−ＲＳのアンテナポートと、各周波数リソースのインデックスとを括りつけて設定する（図１２参照）。例えば、各周波数リソースのインデックスに対して、特定のＤＭ−ＲＳのアンテナポートが対応するように割当てることができる。図１２では、周波数リソース＃０〜＃３に対して、ＤＭ−ＲＳのアンテナポート＃０〜＃３がそれぞれ対応するように割当てる場合を示している。また、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートの割当ては、複数のＰＲＢ毎に異なって設定される。
このように、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートと、各分割リソース領域のインデックスとを括りつけて設定することにより、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートと分割リソースの括り付けを通知する必要がないという利点を奏する。
一方で、送信ダイバーシチを適用する場合には、ＤＭ−ＲＳ毎にユーザ端末固有のビームフォーミングウエイトが乗算されないため、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートを１ＰＲＢ内に割当てられるユーザ端末で共通化して設定することができる。この場合、例えば、２つの送信アンテナに対して、１本目の送信アンテナ＃０にＤＭ−ＲＳアンテナポート０を割当て、２本目の送信アンテナ＃１に対してＤＭ−ＲＳアンテナポート１を割当てることができる。
図１３は、周波数分割多重の一例として、１個のＰＲＢに１個のｅＣＣＥを３分割して、マッピングする場合を示す。
このような周波数分割多重の場合には、周波数方向に沿って４サブキャリア毎に３分割された周波数リソース＃０〜＃２にそれぞれｅＣＣＥを割当てる構成とすることができる。図１３では、サブフレームの先頭から３ＯＦＤＭシンボルまで既存ＰＤＣＣＨが割当てられており、その後の４ＯＦＤＭシンボルからの無線リソースに拡張ＰＤＣＣＨが割当てられる。
また、無線リソースには、ＣＲＳ、ＤＭ−ＲＳ等の参照信号等も割当てられる。なお、１ＰＲＢを３分割した場合、１ＰＲＢに対して３つのＤＭ−ＲＳアンテナポートを割当てる必要があるが、図１３に示すように、周波数リソース＃０〜＃２の各領域において、３つ以上のＤＭ−ＲＳが割当てられている。したがって、この場合には、それぞれの周波数リソースにＤＭ−ＲＳのアンテナポート＃０〜＃３を含めることができる。
なお、本実施の形態では、図１１〜図１３を用いてＰＲＢに複数のｅＣＣＥを周波数分割多重する場合について説明したが、これに限られず、時間分割多重、空間多重、符号多重を適用する場合にも、周波数分割多重で用いた方法を適宜利用することができる。
次に、ＰＲＢを構成するｅＣＣＥをそれぞれ時間方向に分割して、分割されたｅＣＣＥ同士が周波数帯域の異なる複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるようにマッピングする方法について説明する。ここでは、１ｅＣＣＥをスロットで２分割した場合のマッピング方法の詳細について、図１４を参照して説明する。図１４は、４個のＰＲＢを拡張ＰＤＣＣＨとして利用すると共に、１個のＰＲＢが４個のｅＣＣＥで構成される場合を示している。この場合、複数の第２の制御領域は合計１６個のｅＣＣＥで構成される。
まず、無線基地局装置は、図１４Ａに示すように、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥに対してナンバリングした後、ｅＣＣＥ（ここでは、＃０〜＃１５）をそれぞれスロットで２分割する。
この場合、１個のＰＲＢペアに対して４個のｅＣＣＥ（例えば、ｅＣＣＥ＃０、＃１、＃２、＃３）が対応する。ｅＣＣＥは、第１分割ｅＣＣＥ（例えば、ｅＣＣＥの前半スロット部分）と、第２分割ｅＣＣＥ（例えば、ｅＣＣＥの後半スロット部分）とから構成される。例えば、この１分割ｅＣＣＥを、１ｅＲＥＧとも記す。
次に、分割されたｅＣＣＥが、複数の仮想リソース領域ペア（ＶＰＲＢペア＃１〜＃４）に対して、インデックス番号順に繰り返してマッピングされる（図１４Ｂ参照）。ここでは、ｅＣＣＥ＃０が、ＶＰＲＢペア＃１にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃１が、ＶＰＲＢペア＃２にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃２が、ＶＰＲＢペア＃３にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃３が、ＶＰＲＢペア＃４にマッピングされる。ｅＣＣＥ＃４〜＃１５についても同様にマッピングされる。
次に、ｅＣＣＥがマッピングされた複数の仮想リソース領域（ＶＰＲＢペア＃１〜＃４）を、複数の第２の制御領域（ＰＲＢペア＃１、＃４、＃８、＃１０）にそれぞれ割当てる（図１４Ｃ参照）。ここでは、第１分割ｅＣＣＥセット（ＶＰＲＢペアの前半スロットにマッピングされた分割ｅＣＣＥセット）については、ＶＰＲＢ＃１をＰＲＢペア＃１の前半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃２をＰＲＢペア＃４の前半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃３をＰＲＢペア＃８の前半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃４をＰＲＢペア＃１０の前半スロットに割当てるように、マッピングする場合を示している。一方、分割した第２分割ｅＣＣＥセット（ＶＰＲＢペアの後半スロットにマッピングされた分割ｅＣＣＥセット）については、ＶＰＲＢ＃１をＰＲＢペア＃８の後半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃２をＰＲＢペア＃１０の後半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃３をＰＲＢペア＃１の後半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃４をＰＲＢペア＃４の後半スロットに割当てるように、それぞれ２ＰＲＢだけ循環シフトしてマッピングする場合を示している。
一般的に、ｅＣＣＥの時間方向における分割数がＸ（Ｘ≧２）の場合は、ＰＲＢ数（あるいはＲＢＧ数）をＮ（Ｎ≧２）とすると、第Ｘ分割ｅＣＣＥセットについて、Ｎ／Ｘ ＰＲＢ（ＲＢＧ）だけシフトしてマッピングする。したがって、図１４に示した例では、第２分割ｅＣＣＥセットについて、２ＰＲＢ（Ｎ＝４，Ｘ＝２，Ｎ／Ｘ＝２）だけシフトしてマッピングしている。
これにより、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥ間の周波数間隔を拡大できるため、周波数ダイバーシチ効果をより効果的に得ることが可能となる。
上述したマッピング方法において、１個のＰＲＢにマッピングする複数のｅＣＣＥの多重方法としては、周波数多重、時間多重、空間多重、コード分割多重等を適用することができる。図１５は、１個のＰＲＢに対する複数のｅＣＣＥの多重方法の一例として、周波数分割及び時間分割多重する場合を示す。なお、図１５では、上記図１４に示すように、１個のＰＲＢに４個のｅＣＣＥをそれぞれスロットで２分割して、マッピングする場合を示している。
周波数分割及び時間分割多重の場合には、周波数方向に沿って３サブキャリア毎に４分割されると共に、時間方向に沿って２分割された周波数リソース＃０〜＃３にそれぞれｅＣＣＥを割当てる構成とすることができる。図１５では、サブフレームの先頭から３ＯＦＤＭシンボルまで既存ＰＤＣＣＨが割当てられており、その後の４ＯＦＤＭシンボルからの無線リソースに拡張ＰＤＣＣＨが割当てられる。
例えば、ＰＲＢペア＃１におけるｅＣＣＥ＃０、＃１０に対する分割ｅＣＣＥは、周波数リソース＃０における前半スロット及び後半スロットに、それぞれ割当てられる。ＰＲＢペア＃１におけるｅＣＣＥ＃４、＃１４に対する分割ｅＣＣＥは、周波数リソース＃１における前半スロット及び後半スロットに、それぞれ割当てられる。ＰＲＢペア＃１における他のｅＣＣＥも、同様に周波数リソース＃２、＃３における前半スロット及び後半スロットにそれぞれ割当てられる。
また、無線リソースには、ＣＲＳ、ＤＭ−ＲＳ等の参照信号等も割当てられる。そのため、周波数リソース＃０〜＃３の各領域において、ｅＣＣＥに利用可能となる無線リソース数（リソースエレメント数）が異なる場合がある。図１５では、周波数リソース＃０と周波数リソース＃３では、下り制御信号の割当てに利用できる無線リソース数が同じ（前半スロットに７個のリソースエレメント、後半スロットに１４個のリソースエレメント）となり、周波数リソース＃１、＃２では、下り制御信号の割当てに利用できる無線リソース数が同じ（前半スロットに９個のリソースエレメント、後半スロットに１６個のリソースエレメント）となっている。
一方、周波数リソース＃０、＃３と、周波数リソース＃１、＃２との間では、下り制御信号の割当てに利用できる無線リソース数が異なる。ｅＣＣＥに対する符号化等の処理の観点からは、インデックス番号が異なるｅＣＣＥ間で利用可能となる無線リソース数を均等とすることが好ましい。
そこで、本実施の形態では、インデックス番号が異なるｅＣＣＥ間で利用可能となる無線リソース数の差が小さくなるように、ｅＣＣＥの組合せ（第１分割ｅＣＣＥ及び第２分割ｅＣＣＥのインデックス番号が同じであるｅＣＣＥ）がマッピングされる位置を制御することが好ましい。図１５に示す場合には、第１分割ｅＣＣＥ及び第２分割ｅＣＣＥのインデックス番号が同じｅＣＣＥの一方を周波数リソース＃０又は＃３に割当て、他方を周波数リソース＃１又は＃２に割当てるようにマッピングを制御する。
例えば、図１５において、ＰＲＢペア＃１におけるｅＣＣＥ＃０、＃１０が周波数リソース＃０に割当てられる場合、ＰＲＢペア＃８におけるｅＣＣＥ＃１０、＃０が周波数リソース＃２に割当てられる。
このように、異なる周波数リソースに割当てられるｅＣＣＥペアの組合せに対して、インデックス番号が異なるｅＣＣＥペア間で利用可能となる無線リソース数を考慮してマッピングを行うことにより、ｅＣＣＥペア間のインデックス番号によるばらつきを低減することができる。
図１６は、サブフレームにおいて既存ＰＤＣＣＨ領域を持たないキャリアタイプ（Extension carrier）において、１個のＰＲＢに対する複数のｅＣＣＥの多重方法の一例として、周波数分割及び時間分割多重する場合を示す。また、図１６において、無線リソースには、ＤＭ−ＲＳが割当てられている。そのため、周波数リソース＃０〜＃３の各領域において、ｅＣＣＥに利用可能となる無線リソース数（リソースエレメント数）が異なる場合がある。
この場合には、ｅＣＣＥに対する符号化等の処理の観点から、インデックス番号が異なるｅＣＣＥ間で利用可能となる無線リソース数を均等とすることが好ましい。例えば、図１６に示す場合には、第１分割ｅＣＣＥ及び第２分割ｅＣＣＥのインデックス番号が同じｅＣＣＥの一方を周波数リソース＃０又は＃３に割当て、他方を周波数リソース＃１又は＃２に割当てるようにマッピングを制御する。
図１７は、周波数分割及び時間分割多重の一例として、１個のＰＲＢが３個のｅＣＣＥで構成される場合を示している。なお、図１７では、１個のＰＲＢに３個のｅＣＣＥをそれぞれスロットで２分割して、マッピングする場合を示している。
周波数分割及び時間分割多重の場合には、周波数方向に沿って４サブキャリア毎に３分割されると共に、時間方向に沿って２分割された周波数リソース＃０〜＃２にそれぞれｅＣＣＥを割当てる構成とすることができる。図１７では、サブフレームの先頭から３ＯＦＤＭシンボルまで既存ＰＤＣＣＨが割当てられており、その後の４ＯＦＤＭシンボルからの無線リソースに拡張ＰＤＣＣＨが割当てられる。
例えば、図１７において、各ＰＲＢペアにおけるｅＣＣＥが、各周波数リソースにおける前半スロット及び後半スロットに、それぞれ割当てられる。
また、上述した説明では、周波数ダイバーシチ効果を得られるように分割されたｅＣＣＥを分散してマッピングする（分散マッピング（Distributed mapping））方法を示したが、これに限られない。本実施の形態では、上記分散マッピングに加えて、通信環境等に応じて周波数スケジューリング効果が得られる局所的マッピングする（局所型マッピング（Localized mapping））方法を適用することもできる。
アグリゲーションレベルが小さい場合（aggregation level Λ＝１の場合）、サーチスペースとして連続する６個のｅＣＣＥ（ｅＣＣＥ＃０、＃１、＃２、＃３、＃４、＃５）が選択され、当該範囲においてブラインドデコーディングが行われる。例えば、上記図７に示すように、拡張ＰＤＣＣＨとして４個のＰＲＢが設定される場合、６個のｅＣＣＥを、対応するＰＲＢにそのままマッピングすると、ｅＣＣＥ＃０、＃１がＰＲＢ＃１に割当てられ、ｅＣＣＥ＃２、＃３がＰＲＢ＃４に割当てられ、ｅＣＣＥ＃４、＃５がＰＲＢ＃８に割当てられる。
この場合、通信環境を考慮して、ＰＢＲ＃１０に割当てを行いたい場合であっても、ＰＢＲ＃１０に割当てられず周波数スケジューリング効果を十分に得られないおそれがある。そのため、本実施の形態では、１ＰＲＢを構成する複数のｅＣＣＥを互いに異なる周波数帯域のＰＲＢにマッピングする。
具体的には、局所型マッピング（Localized mapping）方法を適用する場合に、各拡張ＰＤＣＣＨに含まれる複数のｅＣＣＥを、ＰＲＢにマッピングする前にインタリーブして異なる周波数帯域に割当てる。図１８に、拡張ＰＤＣＣＨを構成するｅＣＣＥに局所型マッピングを適用する場合の一例を示す。なお、図１８は、拡張ＰＤＣＣＨとして４個のＰＲＢを適用すると共に、１ＰＲＢに２個のｅＣＣＥが含まれる場合を想定している。
まず、図１８Ａに示すように、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥに対してインデックス番号をナンバリングする。次に、同じ周波数帯域のＰＲＢにインデックス番号が連続するｅＣＣＥが配置されないように、ｅＣＣＥをインタリーブする（図１８Ｂ参照）。
例えば、複数のｅＣＣＥをインデックス番号が小さい順に、周波数方向に並んだ複数の仮想リソース領域に対して順に繰り返してマッピングする。ここでは、ｅＣＣＥ＃０、＃４がＶＰＲＢ＃１にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃１、＃５がＶＰＲＢ＃２にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃２、＃６がＶＰＲＢ＃３にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃３、＃７がＶＰＲＢ＃４にマッピングされる場合を示している。
次に、ｅＣＣＥが分散配置された複数の仮想リソース領域を、複数の第２の制御領域（ＰＲＢ＃１、＃４、＃８、＃１０）にそれぞれ割当てる（図１８Ｃ参照）。これにより、連続するインデックス番号が付されたｅＣＣＥ間の周波数間隔を拡大することができるため、周波数スケジューリングの効果を得ることが可能となる。
図１９は、４個のＰＲＢを拡張ＰＤＣＣＨとして利用すると共に、１個のＰＲＢが４個のｅＣＣＥで構成される場合に、局所型マッピングする場合の一例を示す。まず、図１９Ａに示すように、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥに対してナンバリングした後、ｅＣＣＥ（ここでは、＃０〜＃１５）をそれぞれスロットで２分割する。
次に、分割されたｅＣＣＥが、複数の仮想リソース領域ペア（ＶＰＲＢペア＃１〜＃４）に対して、インデックス番号順に繰り返してマッピングされる。ここでは、例えば、ｅＣＣＥ＃０〜＃３が、ＶＰＲＢペア＃１にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃４〜＃７が、ＶＰＲＢペア＃２にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃８〜＃１１が、ＶＰＲＢペア＃３にマッピングされ、ｅＣＣＥ＃１２〜＃１５が、ＶＰＲＢペア＃４にマッピングされる。
次に、ｅＣＣＥがマッピングされた複数の仮想リソース領域（ＶＰＲＢペア＃１〜＃４）を、複数の第２の制御領域（ＰＲＢペア＃１、＃４、＃８、＃１０）にそれぞれ割当てる（図１９Ｂ参照）。ここでは、第１分割ｅＣＣＥセット（ＶＰＲＢペアの前半スロットにマッピングされた分割ｅＣＣＥセット）については、ＶＰＲＢ＃１をＰＲＢペア＃１の前半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃２をＰＲＢペア＃４の前半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃３をＰＲＢペア＃８の前半スロットに割当て、ＶＰＲＢ＃４をＰＲＢペア＃１０の前半スロットに割当てるように、マッピングする場合を示している。一方、分割した第２分割ｅＣＣＥセット（ＶＰＲＢペアの後半スロットにマッピングされた分割ｅＣＣＥセット）については、前半スロットにおける第１分割ｅＣＣＥセットとインデックス番号が異なるように、インタリーブしてマッピングされる。
また、本実施の形態では、通信環境（例えば、時間と周波数領域のチャネル状態）を考慮して、分散マッピングと局所型マッピングを動的に切り替えて適用することが好ましい。この場合、マッピング方法の選択は、上位レイヤシグナリング等を用いることができる。また、あるサブフレームにおいて異なるユーザ端末に対する分散マッピングと局所型マッピングを共存させることもできる。分散マッピングと局所型マッピングを切り替えて適用することにより、通信環境に応じて適切なマッピングを可能とし、通信品質を向上することができる。
（無線通信システムの構成）
以下、図２０を参照しながら、本実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図２０は、本実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。なお、図２０に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、その後継システムが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
図２０に示すように、無線通信システム１は、無線基地局装置２０と、この無線基地局装置２０と通信する複数のユーザ端末１０とを含んで構成されている。無線基地局装置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。また、無線基地局装置２０は、有線接続又は無線接続により相互に接続されている。各ユーザ端末１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、セルＣ１、Ｃ２において無線基地局装置２０と通信を行うことができる。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、これに限定されない。
各ユーザ端末１０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ユーザ端末として説明を進める。
無線通信システム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）が適用されるが、上りリンクの無線アクセス方式はこれに限定されない。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、通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末１０で共有される下りデータチャネルとしてのＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）と、ＰＤＣＣＨを拡張した拡張ＰＤＣＣＨとを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。
拡張ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。拡張ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨが割り当てられるリソース領域を用いてＰＤＣＣＨの容量不足をサポートするために使用される。
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、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２１を参照しながら、本実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成について説明する。無線基地局装置２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（送信部）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。
下りリンクにより無線基地局装置２０からユーザ端末１０に送信されるユーザデータは、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では、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て各送受信部２０３に転送される。また、下りリンクの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、各送受信部２０３に転送される。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、報知チャネルにより、ユーザ端末１０に対して、当該セルにおける通信のための制御情報を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、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、ユーザ端末１０に割当てたリソースブロック情報、ユーザ端末１０におけるプリコーディングのためのプリコーディング情報、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）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。プリコーディング情報はＰＨＩＣＨのような独立の制御チャネルを介して送信されてもよい。
各送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４からアンテナ毎にプリコーディングして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。アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。
一方、上りリンクによりユーザ端末１０から無線基地局装置２０に送信されるデータについては、各送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、各送受信部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では、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、無線基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
次に、図２２を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末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。ユーザ端末１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部（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、複数の送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部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では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ （Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部１０３に転送される。送受信部１０３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。その後、アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。
図２３は、本実施の形態に係る無線基地局装置２０が有するベースバンド信号処理部２０４及び一部の上位レイヤ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の送信処理の機能ブロックを示している。図２１には、最大Ｍ個（ＣＣ＃０〜ＣＣ＃Ｍ）のコンポーネントキャリア数に対応可能な基地局構成が例示されている。無線基地局装置２０の配下となるユーザ端末１０に対する送信データが上位局装置３０から無線基地局装置２０に対して転送される。
制御情報生成部３００は、上位レイヤシグナリング（例えばＲＲＣシグナリング）する上位制御情報をユーザ単位で生成する。また、上位制御情報は、予め拡張ＰＤＣＣＨ（ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨ）をマッピングできるリソースブロック（ＰＲＢ位置）を含むことができる。
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、ユーザ端末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。
スケジューリング部３１０は、システム帯域全体の通信品質に応じて、配下のユーザ端末１０に対するコンポーネントキャリアの割当てを制御する。また、スケジューリング部３１０は、各コンポーネントキャリアＣＣ＃１−ＣＣ＃Ｍにおけるリソースの割り当てを制御している。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。スケジューリング部３１０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。
また、スケジューリング部３１０は、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、上下制御情報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毎に変動が異なる。そこで、スケジューリング部３１０は、各ユーザ端末１０へのユーザデータについて、サブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック（マッピング位置）を指示する（適応周波数スケジューリングと呼ばれる）。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１０を選択する。そのため、スケジューリング部３１０は、各ユーザ端末１０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（マッピング位置）を指示する。
同様に、スケジューリング部３１０は、適応周波数スケジューリングによって拡張ＰＤＣＣＨで送信される制御情報等について、サブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック（マッピング位置）を指示することができる。このため、スケジューリング部３１０は、各ユーザ端末１０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（マッピング位置）を指示することができる。
また、スケジューリング部３１０は、ユーザ端末１０との間の伝搬路状況に応じてアグリゲーション数を制御する。ＰＤＣＣＨの場合にはＣＣＥアグリゲーション数、拡張ＰＤＣＣＨの場合にはｅＣＣＥアグリゲーション数を制御する。セル端ユーザに対してはＣＣＥアグリゲーション数及びｅＣＣＥアグリゲーション数を上げることになる。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。スケジューリング部３１０が決定したＭＣＳ（符号化率、変調方式）を満足するパラメータがチャネル符号化部３０３、３０８、３１２、変調部３０４、３０９、３１３に設定される。
ベースバンド信号処理部２０４は、１コンポーネントキャリア内での最大ユーザ多重数Ｎに対応したチャネル符号化部３０３、変調部３０４、マッピング部３０５を備えている。チャネル符号化部３０３は、データ生成部３０１から出力されるユーザデータ（一部の上位制御信号を含む）で構成される下り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。変調部３０４は、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。マッピング部３０５は、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。
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（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、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）を制御するための下り共有データチャネル用制御情報（DL assignment等）を生成する。当該下り共有データチャネル用制御情報は、ユーザ毎に生成される。
ベースバンド信号処理部２０４は、１コンポーネントキャリア内での最大ユーザ多重数Ｎに対応したチャネル符号化部３０８、変調部３０９を備えている。チャネル符号化部３０８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。変調部３０９は、チャネル符号化された下り制御情報を変調する。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、上り制御情報生成部（生成部）３１１と、チャネル符号化部３１２と、変調部３１３とを備える。上り制御情報生成部３１１は、上り共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ)を制御するための上り共有データチャネル用制御情報（UL Grant等）を生成する。当該上り共有データチャネル用制御情報は、ユーザ毎に生成される。
上記変調部３０９、３１３でユーザ毎に変調された制御信号は制御チャネル多重部３１４で多重される。既存ＰＤＣＣＨ用の下り制御信号は、サブフレームの先頭の１〜３ＯＦＤＭシンボルに多重され、インタリーブ部３１５でインタリーブされる。一方、拡張ＰＤＣＣＨ用の下り制御信号は、所定のシンボル数より後の領域においてデータ領域と周波数分割する第２の制御領域に割当てられ、マッピング部（割当部）３１９でリソースブロック（ＰＲＢ）にマッピングされる。この場合、マッピング部３１９は、スケジューリング部３１０からの指示に基づき、上記した図７〜図１９を用いて説明した方法を適用してマッピングする。
マッピング部３１９は、複数の拡張ＰＤＣＣＨとなる第２の領域の各々に下り制御情報の割当て単位となるｅＣＣＥが複数個含まれるように構成すると共に、インデックス番号が付されたｅＣＣＥを分割し、分割されたｅＣＣＥ同士が周波数帯域の異なる複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングする。
より具体的には、周波数方向に沿ってインデックス番号が付されたｅＣＣＥを分割した後、ｅＣＣＥを周波数方向に並んだ複数の仮想リソース領域に対してインデックス番号順に繰り返してマッピングした後、複数の仮想リソース領域をインタリーブする。これにより、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥ同士の周波数間隔が拡大するため、周波数ダイバーシチ効果を効果的に得ることが可能となる。
また、マッピング部３１９は、複数の拡張ＰＤＣＣＨとなる第２の領域の各々に下り制御情報の割当て単位となるｅＣＣＥが複数個含まれるように構成すると共に、インデックス番号が付されたｅＣＣＥを時間方向に分割し、分割されたｅＣＣＥ同士が周波数帯域の異なる複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングする。
より具体的には、周波数方向に沿ってインデックス番号が付されたｅＣＣＥを時間方向に分割した後、分割したｅＣＣＥを周波数方向に並んだ複数の仮想リソース領域に対してインデックス番号順に繰り返してマッピングした後、複数の仮想リソース領域を分割量に応じたシフト量でシフトする。これにより、同じインデックス番号が付されたｅＣＣＥ同士の周波数間隔が拡大するため、周波数ダイバーシチ効果を効果的に得ることが可能となる。
参照信号生成部３１８は、チャネル推定、シンボル同期、ＣＱＩ測定、モビリティ測定等の様々な目的に使用されるセル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal)を生成する。また、参照信号生成部３１８は、ユーザ個別の下りリンク復調用参照信号であるＤＭ−ＲＳを生成する。ＤＭ−ＲＳは、ユーザデータの復調だけでなく、拡張ＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報の復調に用いられる。
また、複数のアンテナ毎に、サブキャリアにマッピングされた送信データ及びユーザ個別の復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）の位相及び／又は振幅を制御（シフト）するプリコーディングウエイト乗算部を有していてもよい。プリコーディングウエイト乗算部により、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ及びユーザ個別の復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）は、ＩＦＦＴ部３１６に出力される。
ＩＦＦＴ部３１６には、インタリーブ部３１５及びマッピング部３１９から制御信号が入力され、マッピング部３０５からユーザデータが入力され、参照信号生成部３１８から参照信号が入力される。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ックスは、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２４は、ユーザ端末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。まず、ユーザ端末１０の下りリンク構成について説明する。
無線基地局装置２０から受信データとして受信された下りリンク信号は、ＣＰ除去部４０１でＣＰが除去される。ＣＰが除去された下りリンク信号は、ＦＦＴ部４０２へ入力される。ＦＦＴ部４０２は、下りリンク信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、デマッピング部４０３へ入力する。デマッピング部４０３は、下りリンク信号をデマッピングし、下りリンク信号から複数の制御情報が多重された多重制御情報、ユーザデータ、上位制御情報を取り出す。なお、デマッピング部４０３によるデマッピング処理は、アプリケーション部１０５から入力される上位制御情報に基づいて行われる。デマッピング部４０３から出力された多重制御情報は、デインタリーブ部４０４でデインタリーブされる。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、制御情報を復調する制御情報復調部４０５、下り共有データを復調するデータ復調部４０６及びチャネル推定部４０７を備えている。制御情報復調部４０５は、多重制御情報から下り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（復調部）４０５ａと、多重制御情報から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（復調部）４０５ｂと、多重制御情報から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とを備えている。データ復調部４０６は、ユーザデータ及び上位制御信号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。
共通制御チャネル用制御情報復調部４０５ａは、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の共通サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などによりユーザ共通の制御情報である共通制御チャネル用制御情報を取り出す。共通制御チャネル用制御情報は、下りリンクのチャネル品質情報（ＣＱＩ）を含んでおり、マッピング部４１５に入力され、無線基地局装置２０への送信データの一部としてマッピングされる。
上り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｂは、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のユーザ個別サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などにより上り共有データチャネル用制御情報（例えば、UL Grant）を取り出す。この場合、既存ＰＤＣＣＨの場合には、複数のＣＣＥ候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。また、拡張ＰＤＣＣＨの場合には、複数のｅＣＣＥ候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。復調された上り共有データチャネル用制御情報は、マッピング部４１５に入力されて、上り共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ）の制御に使用される。
下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃは、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のユーザ個別サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などにより下り共有データチャネル用制御情報（例えば、DL assignment）を取り出す。この場合、既存ＰＤＣＣＨの場合には、複数のＣＣＥ候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。また、拡張ＰＤＣＣＨの場合には、複数のｅＣＣＥ候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。復調された下り共有データチャネル用制御情報は、下り共有データ復調部４０６ａへ入力されて、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）の制御に使用され、下り共有データ復調部４０６ａに入力される。
下り共有データ復調部４０６ａは、下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃから入力された下り共有データチャネル用制御情報に基づいて、ユーザデータや上位制御情報を取得する。上位制御情報に含まれる拡張ＰＤＣＣＨがマッピング可能なＰＲＢ位置は、下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃに出力される。下り共通チャネルデータ復調部４０６ｂは、上り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｂから入力された上り共有データチャネル用制御情報に基づいて、下り共通チャネルデータを復調する。
チャネル推定部４０７は、ユーザ固有の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、またはセル固有の参照信号（ＣＲＳ）を用いてチャネル推定する。既存ＰＤＣＣＨを復調する場合には、セル固有の参照信号を用いてチャネル推定する。一方、拡張ＰＤＣＣＨ及びユーザデータを復調する場合には、ＤＭ−ＲＳやＣＲＳを用いてチャネル推定する。推定されたチャネル変動を、共通制御チャネル用制御情報復調部４０５ａ、上り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｂ、下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃ及び下り共有データ復調部４０６ａに出力する。これらの復調部においては、推定されたチャネル変動及び復調用の参照信号を用いて復調処理を行う。
また、拡張ＰＤＣＣＨにおいて同一ＰＲＢ内に異なるユーザの複数のｅＣＣＥが周波数分割多重等される場合、ＰＲＢ内の周波数リソースの番号に括りつけられたＤＭ−ＲＳのアンテナポートを用いて制御情報が復調される。この場合、ユーザ毎（ｅＣＣＥ毎）に異なるＤＭ−ＲＳの送信ウェイトにより、同一ＰＲＢ内のＤＭ−ＲＳをユーザ毎に区別している。一方、送信ダイバーシチを適用する場合には、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートを１ＰＲＢ内に割当てられるユーザ端末で共通化して設定することができる。
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、無線基地局装置２０に指示されたサブキャリア位置へマッピングする。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。
以上のように、本実施の形態に係る無線基地局装置２０によれば、周波数分割アプローチにより下り制御チャネルを拡張させ、拡張ＰＤＣＣＨの復調をＤＭ−ＲＳを利用して行う場合であっても、ユーザ端末の移動によって生じるフェージング変動や他セル干渉の影響を低減し、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
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 無線通信システム
１０ ユーザ端末
２０ 無線基地局装置
１０１ 送受信アンテナ
１０３ 送受信部（受信部）
１０４ ベースバンド信号処理部
２０１ 送受信アンテナ
２０３ 送受信部（送信部）
２０４ ベースバンド信号処理部
３００ 制御情報生成部
３０１ データ生成部
３０５ マッピング部
３０６ 下り制御情報生成部（生成部）
３０７ 下り共通チャネル用制御情報生成部
３１０ スケジューリング部
３１１ 上り制御情報生成部（生成部）
３１４ 制御チャネル多重部
３１５ インタリーブ部
３１８ 参照信号生成部
３１９ マッピング部（割当部）
４０３ デマッピング部
４０４ デインタリーブ部
４０５ 制御情報復調部（復調部）
４０５ａ 共通制御チャネル用制御情報復調部
４０５ｂ 上り共有データチャネル用制御情報復調部（復調部）
４０５ｃ 下り共有データチャネル用制御情報復調部（復調部）
４０６ データ復調部
４０６ａ 下り共有データ復調部
４０６ｂ 下り共通チャネルデータ復調部
４０７ チャネル推定部

Claims (10)

  1. 送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して、下り制御信号を割当てる割当て部と、
    前記第１の制御領域及び前記第２の制御領域に割当てられた前記下り制御信号をユーザ端末に対して送信する送信部と、を有し、
    前記割当て部は、前記複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、前記拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングすることを特徴とする無線基地局装置。
  2. 前記割当て部は、周波数方向に沿ってインデックス番号が付された前記拡張用制御チャネル要素を分割した後、前記拡散用制御チャネル要素を周波数方向に並んだ複数の仮想リソース領域に対して前記インデックス番号順に繰り返してマッピングした後、前記複数の仮想リソース領域をインタリーブすることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
  3. 前記割当て部は、周波数方向に沿ってインデックス番号が付された前記拡張用制御チャネル要素を時間方向に分割した後、分割した前記拡張用制御チャネル要素を周波数方向に並んだ複数の仮想リソース領域に対して前記インデックス番号順に繰り返してマッピングした後、前記複数の仮想リソース領域を分割量に応じたシフト量でシフトすることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
  4. 前記割当て部は、単一のリソースブロックに対して、前記インデックス番号が異なる複数の拡張用制御チャネル要素を周波数分割多重、時間分割多重、空間多重又はコード分割多重の少なくとも１つを適用することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線基地局装置。
  5. 前記割当て部は、前記インデックス番号が異なる拡張用制御チャネル要素間で利用可能な無線リソース数の差が小さくなるように、周波数帯域が異なる第２の制御領域にそれぞれマッピングされる前記インデックス番号が同じ拡張用制御チャネル要素のマッピング位置を制御することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の無線基地局装置。
  6. 前記割当て部が前記単一のリソースブロックに対して、前記複数の拡張用制御チャネル要素を分割多重する場合に、各拡張用制御チャネル要素に対応する複数のリソースに対して、特定のＤＭ−ＲＳのアンテナポートを括りつけて設定することを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
  7. 前記割当て部は、前記第２の制御領域に対して、前記分散マッピングと局所的マッピングを切り替えて適用し、
    前記局所的マッピングでは、前記第２の制御領域を複数の拡張用制御チャネル要素で構成すると共に、周波数帯域が同じ第２の制御領域を構成する複数の拡張用制御チャネル要素同士を、周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にマッピングすることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
  8. 送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して割当てられた下り制御信号を受信する受信部と、
    前記受信部で受信した下り制御信号を復調する復調部と、を有し、
    前記複数の第２の制御領域の各々がインデックス番号の異なる複数の拡張用制御チャネル要素で構成されると共に、インデックス番号が同じ拡張用制御チャネル要素が分割されて周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれマッピングされており、前記復調部は、前記拡張用制御チャネル要素を基本単位として復調を行うことを特徴とするユーザ端末。
  9. 送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して、下り制御信号を割当てる割当て部と、前記第１の制御領域及び前記第２の制御領域に割当てられた前記下り制御信号をユーザ端末に対して送信する送信部と、を備えた無線基地局装置と、
    前記第１の制御領域と前記複数の第２の制御領域に割当てられた下り制御信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した下り制御信号を復調する復調部と、を備えたユーザ端末と、を有し、
    前記割当て部は、前記複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、前記拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングすることを特徴とする無線通信システム。
  10. 無線基地局装置で生成された下り制御信号をユーザ端末に対して送信し、前記ユーザ端末において受信した下り制御信号の復調を制御する無線通信方法であって、
    前記無線基地局装置は、送信時間間隔となるフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボルまでの第１の制御領域と、前記所定のＯＦＤＭシンボルより後の領域においてデータ領域と周波数分割多重され、所定のリソースブロックサイズでそれぞれ構成される複数の第２の制御領域との双方、あるいは前記第２の制御領域の一方に対して、下り制御信号を割当てるステップと、前記第１の制御領域及び前記第２の制御領域に割当てられた前記下り制御信号をユーザ端末に対して送信するステップと、を備え、
    前記ユーザ端末は、前記無線基地局装置に割当てられた下り制御信号を受信するステップと、受信した下り制御信号を復調するステップと、を備え、
    前記無線基地局装置は、前記複数の第２の制御領域の各々に下り制御情報の割当て単位となる拡張用制御チャネル要素が複数個含まれるように構成すると共に、前記拡張用制御チャネル要素を分割し、分割された拡張用制御チャネル要素同士が周波数帯域の異なる前記複数の第２の制御領域にそれぞれ分散されるように分散マッピングすることを特徴とする無線通信方法。
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