JP2016146672A - 無線通信システムにおける下りリンク制御チャネルのための参照信号アンテナポート決定方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて、一つ以上の制御チャネル要素で構成された下りリンク制御チャネルを基地局が端末に送信する方法を提供すること。
【解決手段】本発明による方法は、下りリンク制御チャネルを構成する一つ以上の制御チャネル要素に対してＤＭ−ＲＳのアンテナポートを割り当てるステップと、該割り当てられたアンテナポートのＤＭ−ＲＳを用いて、端末に下りリンク制御チャネルを送信するステップと、を含み、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数に基づいて決定されることを特徴とする。
【選択図】図１５

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおける下りリンク制御チャネルのための参照信号アンテナポート決定方法及びそのための装置に関する。

本発明を適用できる無線通信システムの一例として、第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）長期進化システム（ＬＴＥ）（以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。進化はん用移動体通信システム（Ｅ−ＵＭＴＳ）は、既存のＵＭＴＳから進化したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥシステムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照されたい。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ、ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続する接続ゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ、ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．４４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。別個のセルは、別個の帯域幅を提供するように設定してもよい。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジュール情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジュール情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局同士の間には、ユーザ情報（トラヒック）又は制御情報の送信のためのインタフェースを用いることができる。コアネットワーク（ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成される位置登録エリア（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ、ＴＡ）単位に端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）に基づいてＬＴＥまで開発されてきたが、ユーザ及び事業者の要求及び期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が必要である。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数帯域の使用、単純構造及び開放型インタフェース、端末の適度な電力消費などが必要である。

上述したような議論に基づき、以下では無線通信システムにおける下りリンク制御チャネルのための参照信号アンテナポート決定方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一態様である、無線通信システムにおいて一つ以上の制御チャネル要素で構成された下りリンク制御チャネルを基地局が端末に送信する方法は、一つ以上の制御チャネル要素に対して復調参照信号（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ、ＤＭ−ＲＳ）のアンテナポートを割り当てるステップと、割り当てられたアンテナポートのＤＭ−ＲＳを用いて、端末に下りリンク制御チャネルを送信するステップと、を含み、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数に基づいて決定されることを特徴とする。ここで、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数は、下りリンク制御チャネルが送信されるサブフレームの設定によって変化することを特徴とし、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数は、２個又は４個であることを特徴とする。

好ましくは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が２個の場合に、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートは、同一のリソース要素に多重化されないＤＭ−ＲＳのアンテナポートのうちの一つであることを特徴とする。又は、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートのインデクスは、アンテナポートインデクス７及び９のうちの一つであることを特徴とする。

より好ましくは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が４個の場合に、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートのインデクスは、アンテナポートインデクス７乃至アンテナポートインデクス１０のうちの一つであることを特徴とする。ここで、アンテナポートインデクス７及びアンテナポートインデクス８は同一のリソース要素に多重化され、アンテナポートインデクス９及びアンテナポートインデクス１０は、同一のリソース要素に多重化されることを特徴とする。

なお、一つ以上の制御チャネル要素が複数の場合に、一つ以上の制御チャネル要素はそれぞれ、別個のリソースブロックに属することを特徴とする。ここで、一つ以上の制御チャネル要素は、同一のアンテナポートが割り当てられることを特徴とする。

一方、本発明の他の態様である、無線通信システムにおいて端末が基地局から下りリンク制御チャネルを受信する方法は、基地局から下りリンク制御チャネルを受信するステップと、所定のアンテナポートに定義されるＤＭ−ＲＳを用いて、下りリンク制御チャネルを復調するステップと、を含み、所定のアンテナポートは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数に基づいて決定されることを特徴とする。

好ましくは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が２個の場合に、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートは、同一のリソース要素に多重化されないＤＭ−ＲＳのアンテナポートのうちの一つであることを特徴とする。又は、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートのインデクスはアンテナポートインデクス７及び９のうちの一つであることを特徴とする。

より好ましくは、下りリンク制御チャネルを構成する制御チャネル要素が複数の場合に、複数の制御チャネル要素はそれぞれ、別個のリソースブロックに属することを特徴とし、複数の制御チャネル要素は、同一のアンテナポートが割り当てられることを特徴とする。

本発明の実施例によれば、下りリンク制御チャネルのための参照信号、特に、ＤＭ−ＲＳのアンテナポートを効率的に決定することが可能になる。

本発明で得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インタフェースプロトコルの制御面及びユーザ面の構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びそれらを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。 多元アンテナ通信システムの構成図である。 ＬＴＥシステムにおいて用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムにおいて下りリンク制御チャネルを構成するのに用いられるリソース単位を示す図である。 ＬＴＥシステムにおいて用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。 次世代通信システムにおける多元ノードシステムを例示する図である。 Ｅ−ＰＤＣＣＨ、及びＥ−ＰＤＣＣＨによってスケジュールされるＰＤＳＣＨを例示する図である。 一つのサブフレームにおけるＰＤＣＣＨ領域及びＥ−ＰＤＣＣＨ領域を示す例である。 ４個のアンテナを用いる下りリンク送信をサポートするＬＴＥシステムにおける参照信号の構造を示す図である。 ４個のアンテナを用いる下りリンク送信をサポートするＬＴＥシステムにおける参照信号の構造を示す図である。 現在３ＧＰＰ標準文書で定義しているＤＭ−ＲＳ割当例を示す図である。 ＬＴＥシステムにおいてＤＭ−ＲＳのためのアンテナポートによって変更されるＤＭ−ＲＳがマップされるリソース要素の位置を示す図である。 本発明の実施例によってＥ−ＰＤＣＣＨが送信される例を示す図である。 本発明の実施例によってＥ−ＰＤＣＣＨが送信される他の例を示す図である。 本発明の一実施例による通信装置のブロック構成図である。

以下に添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。

本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ-Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、周波数分割２重通信（ＦＤＤ）方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、周波数分割半２重通信（Ｈ-ＦＤＤ）方式又は時分割２重通信（ＴＤＤ）方式にも容易に変形されて適用してもよい。

図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ-ＵＴＲＡＮとの間の無線インタフェースプロトコルの制御面及びユーザ面の構造を示す図である。制御面とは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザ面とは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。

第１層である物理層は、物理チャネルを用いて上位層に情報送信サービスを提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該送信チャネルを通じて媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを通じてデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的には、物理チャネルは、下りリンクにおいて直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式で変調され、上りリンクにおいて単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ-ＦＤＭＡ）方式で変調される。

第２層の媒体接続制御層は、論理チャネルを通じて、上位層である無線リンク制御（ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、高信頼データ送信をサポートする。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとしてもよい。第２層のパケットデータ融合プロトコル（ＰＤＣＰ）層は、帯域幅の狭い無線インタフェースでＩＰｖ４又はＩＰｖ６のようなＩＰパケットを効率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダ圧縮機能を提供する。

第３層の最下部に位置する無線リソース制御（ＲＲＣ）層は、制御面だけに定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ-ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解放（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関連して、論理チャネル、送信チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラ（ＲＢ）とは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために第２層により提供されるサービスを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層との間がＲＲＣ接続されている場合、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にある。ＲＲＣ層の上位にある非接続層（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ、ＮＡＳ）層は、セッション管理及び移動性管理などの機能を提供する。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。別個のセルは別個の帯域幅を提供するように設定してもよい。

ネットワークから端末にデータを送信する下り送信チャネルとしては、システム情報を送信する同報チャネル（ＢＣＨ）、呼出しメッセージを送信する呼出しチャネル（ＰＣＨ）、ユーザ情報又は制御メッセージを送信する下り共有チャネル（ＳＣＨ）などがある。下りマルチキャスト若しくはブロードキャストサービスの情報又は制御メッセージは、下りＳＣＨを通じて送信してもよいし、別の下りマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）を通じて送信してもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り送信チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するランダム接続チャネル（ＲＡＣＨ）、ユーザ情報又は制御メッセージを送信する上りＳＣＨがある。送信チャネルの上位に存在し、送信チャネルにマップされる論理チャネルとしては、同報制御チャネル（ＢＣＣＨ）、呼出し制御チャネル（ＰＣＣＨ）、共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）、マルチキャスト制御チャネル（ＭＣＣＨ）、マルチキャスト情報チャネル（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ、ＭＴＣＨ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。

端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局から１次同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ、Ｐ-ＳＣＨ）及び２次同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ、Ｓ-ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得してもよい。その後、端末は、基地局から物理同報チャネルを受信し、セル内同報情報を取得できる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（ＤＬ ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。

初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに載せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したか、又は信号送信のための無線リソースがない場合、端末は、基地局にランダム接続手順（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ、ＲＡＣＨ）を行ってよい（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダム接続チャネル（ＰＲＡＣＨ）を通じて特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを通じて、プリアンブルに対する応答メッセージを受信してもよい（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨについては、競合解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を更に行ってもよい。

上述の手順を行った端末は、以降、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ３０８）を行ってもよい。特に、端末はＰＤＣＣＨを通じて下りリンク制御情報（ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含んでおり、その使用目的によってフォーマットが異なっている。

一方、端末が上りリンクを通じて基地局に送信するか、又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンク肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）信号、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）、プリコーディング行列インデクス（ＰＭＩ）、ランク指示子（ＲＩ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを通じて送信してもよい。

以下、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムについて説明する。ＭＩＭＯは、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用する方法であり、この方法によってデータの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムの送信端又は受信端で複数のアンテナを使用することによって容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、本文献ではＭＩＭＯを「多元アンテナ」とも呼ぶ。

多元アンテナ技術では、一つの全体メッセージを受信するに単一のアンテナ経路に依存せず、複数のアンテナに受信されたデータ断片（ｆｒａｇｍｅｎｔ）をまとめて併合することによってデータを完成する。多元アンテナ技術を用いると、特定のサイズのセル領域内でデータ伝送速度を向上させたり、特定のデータ伝送速度を保証しながらシステムサービス範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を増加させたりすることができる。また、この技術は、移動体通信端末及び中継器などに幅広く使用可能である。多元アンテナ技術によれば、単一のアンテナを使用した従来技術による移動体通信における伝送量の限界を克服することが可能になる。

本発明で説明する多元アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図が、図４に示されている。送信端では送信アンテナがＮ_T個設けられており、受信端では受信アンテナがＮ_R個設けられている。このように送信端及び受信端の両方とも複数のアンテナを使用する場合は、送信端又は受信端のいずれか一方だけ複数のアンテナを使用する場合に比べて、理論的なチャネル伝送容量がより増加する。チャネル伝送容量の増加はアンテナの数に比例する。これにより、伝送速度が向上し、周波数効率が向上する。１個のアンテナを使用する場合の最大伝送速度をＲ_oとすれば、多元アンテナを使用する場合の伝送速度は、理論的に、次の式１のように、最大伝送速度Ｒ_oにレート増加率Ｒ_iを掛けた分だけ増加可能となる。ここで、Ｒ_iは、Ｎ_TとＮ_Rのうち、小さい値を表す。

例えば、４個の送信アンテナ及び４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上、４倍の伝送速度が得られる。このような多元アンテナシステムの理論的容量増加が９０年代半ばに証明されて以来、これを実質的なデータ伝送速度の向上へと導くための種々の技術が現在まで活発に研究されている。それらのいくつかの技術は既に、３世代移動体通信及び次世代無線ＬＡＮなどの様々な無線通信の標準に反映されている。

現在までの多元アンテナ関連研究動向をみると、様々なチャネル環境及び多元接続環境における多元アンテナ通信容量計算などと関連した情報理論側面の研究、多元アンテナシステムの無線チャネル測定及びモデル導出の研究、及び伝送信頼度の向上及び伝送速度の向上のための時空間信号処理技術の研究などを含め、様々な観点で活発に研究が進められている。

多元アンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するため、それを数学的にモデル化すると、次のように示すことができる。図７に示すように、Ｎ_T個の送信アンテナ及びＮ_R個の受信アンテナが存在するとする。まず、送信信号について説明すると、Ｎ_T個の送信アンテナがある場合に、送信可能な最大情報はＮ_T個であるから、送信情報を次の式２のようなベクトルで表現できる。

一方、それぞれの送信情報Ｓ_１，Ｓ_２，・・・，Ｓ_ＮＴにおいて送信電力を別々にしてもよい。それぞれの送信電力をＰ_１，Ｐ_２，・・・，Ｐ_ＮＴとする場合、送信電力の調整された送信情報をベクトルで示すと、次の式３のとおりである。

また、ｈａｔ−Ｓを送信電力の対角行列Ｐを用いて示すと、次の式４のとおりである。

一方、送信電力の調整された情報ベクトルｈａｔ−Ｓに加重行列Ｗが適用され、実際に送信されるＮ_T個の送信信号ｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_ＮＴが構成される場合を考慮してみる。加重行列Ｗは、送信情報を送信チャネル状況などに応じて各アンテナに適切に分配する役割を果たす。このように送信信号ｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_ＮＴは、ベクトルＸを用いて次の式５のように表現できる。ここで、Ｗ_ｉｊは、ｉ番目の送信アンテナとｊ番目の情報との間の加重値を意味する。Ｗは、加重行列（Ｗｅｉｇｈｔ Ｍａｔｒｉｘ）又はプリコーディング行列と呼ばれる。

一般に、チャネル行列のランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで別個の情報を送信できる最大数を意味する。したがって、チャネル行列のランク（ｒａｎｋ）は、互いに独立した行又は列の個数のうち、最小個数と定義され、よって、行列のランクは、行又は列の個数より大きくなることはない。数式的に例を挙げると、チャネル行列Ｈのランク（ｒａｎｋ(Ｈ)）は、式６のように制限される。

また、多元アンテナ技術を用いて送る別個の情報のそれぞれを「送信ストリーム」、又は簡単に「ストリーム」と定義するものとする。このような「ストリーム」はレイヤと呼んでもよい。そのため、送信ストリームの個数は当然ながら、別個の情報を送信できる最大数であるチャネルのランクより大きくなることがない。したがって、チャネル行列Ｈは、次の式７のように表すことができる。

ここで、「＃ ｏｆ ｓｔｒｅａｍｓ」は、ストリームの数を表す。一方、ここで、１個のストリームは１個以上のアンテナから送信可能であるということに留意されたい。

１個以上のストリームを複数のアンテナに対応させる様々な方法が存在する。この方法を、多元アンテナ技術の種類によって次のように説明できる。１個のストリームが複数のアンテナから送信される場合は空間ダイバシチ方式といえ、複数のストリームが複数のアンテナから送信される場合は空間多重化方式といえる。もちろん、これらの中間方式である、空間ダイバシチと空間多重化との混合（Ｈｙｂｒｉｄ）した形態も可能である。

図５は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。一つのサブフレーム内に含まれているＯＦＤＭシンボルの個数は循環プレフィクス（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ）の長さ（すなわち、正規ＣＰか、拡張ＣＰか）及び副搬送波の間隔によって異なることがあるが、以下の説明では、正規ＣＰ、及び１５ｋＨｚの副搬送波間隔を仮定する。

図５を参照すると、サブフレームは、１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって先頭の１乃至３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残り１３〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。

同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する参照信号（ＲＳ）（又はパイロット信号）を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域を問わず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳの割り当てられないリソースに割り当てられ、情報チャネルも、データ領域においてＲＳの割り当てられないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルとしては、物理制御フォーマット指示子チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ＨＡＲＱ指示子チャネル（ＰＨＩＣＨ）、ＰＤＣＣＨなどがある。

ＰＣＦＩＣＨはサブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは、４個のリソース要素グループ（ＲＥＧ）で構成され、それぞれのＲＥＧは、セルＩＤ（Ｃｅｌｌ ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。１個のＲＥＧは４個のリソース要素（ＲＥ）で構成される。ＲＥは、１個の副搬送波×１個のＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は帯域幅によって、１乃至３、又は２乃至４の値を指示し、４相位相偏移変調（ＱＰＳＫ）で変調される。

ＰＨＩＣＨは、上りリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを搬送するために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを表す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは１ビットで指示され、２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）で変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散係数（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ、ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨは、ＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散符号の個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域においてダイバシチ利得を得るために３回反復される。

ＰＤＣＣＨはサブフレームの先頭ｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは、１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨにより指示される。ＰＤＣＣＨは、１個以上の制御チャネル要素（ＣＣＥ）で構成される。ＰＤＣＣＨは、送信チャネルであるＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨのリソース割当に関する情報、上りリンクスケジュール許可、ＨＡＲＱ情報などを、各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを通じて送信される。したがって、基地局及び端末は一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外はＰＤＳＣＨを通じてそれぞれ送信及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（１つ又は複数の端末）に送信されるものであるか、それら端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信して復号をすべきかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含めて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」という無線ネットワーク一時識別情報（ＲＮＴＩ）で循環冗長検査ビット（ＣＲＣ）がマスクされており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、符号化情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームにおいて送信されるとしよう。この場合、セル内の端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨを監視し、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、それら端末は、ＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づき、「Ｂ」及び「Ｃ」によって指示されるＰＤＳＣＨを受信する。

図６は、ＬＴＥシステムにおいて下りリンク制御チャネルを構成するのに用いられるリソース単位を示す図である。特に、図６の（ａ）は、基地局の送信アンテナが１又は２個である場合を示し、図６の（ｂ）は、基地局の送信アンテナが４個である場合を示している。両者は、送信アンテナの個数によってＲＳパターンが異なるだけで、制御チャネルに関連したリソース単位の設定方法は同一である。

図６を参照すると、下りリンク制御チャネルの基本リソース単位はＲＥＧである。ＲＥＧは、ＲＳを除外した状態で４個の隣り合うリソース要素（ＲＥ）で構成される。同図で、ＲＥＧは太線で表されている。ＰＣＦＩＣＨ及びＰＨＩＣＨはそれぞれ、４個のＲＥＧ及び３個のＲＥＧを含む。ＰＤＣＣＨは、制御チャネル要素（ＣＣＥ）単位で構成され、一つのＣＣＥは９個のＲＥＧを含む。

端末は、自身にＬ個のＣＣＥで構成されたＰＤＣＣＨが送信されるかを確認するために、Ｍ^(L)（≧Ｌ）個の連続した又は特定の規則で配置されたＣＣＥを確認するように設定される。端末がＰＤＣＣＨ受信のために考慮すべきＬ値は複数となることがある。端末がＰＤＣＣＨ受信のために確認すべきＣＣＥ集合を探索空間（ｓｅａｒｃｈ ｓｐａｃｅ）という。一例として、ＬＴＥシステムは探索空間を表１のように定義している。

ここで、ＣＣＥ集約レベルＬは、ＰＤＣＣＨを構成するＣＣＥの個数を表し、Ｓ_k ^(L)は、ＣＣＥ集約レベルＬの探索空間を表し、Ｍ^(L)は、集約レベルＬの探索空間で監視すべき候補ＰＤＣＣＨの個数を表す。

探索空間は、特定端末だけに対して接続が許容される端末特定探索空間と、セル内の全端末に対して接続が許容される共通探索空間とに区別できる。端末は、ＣＣＥ集約レベルが４及び８である共通探索空間を監視し、ＣＣＥ集約レベルが１、２、４及び８である端末特定探索空間を監視する。共通探索空間及び端末特定探索空間は重複することがある。

また、各ＣＣＥ集約レベル値に対して、任意の端末に与えられるＰＤＣＣＨ探索空間において最初の（最小のインデクスを持つ）ＣＣＥの位置は端末によってサブフレームごとに変化する。これを、ＰＤＣＣＨ探索空間ハッシュという。

上記ＣＣＥはシステム帯域に分散されてよい。より具体的には、論理的に連続した複数のＣＣＥがインターリーバに入力されることがあり、該インターリーバは、入力された複数のＣＣＥをＲＥＧ単位で組み替える機能を提供する。したがって、一つのＣＣＥを構成する周波数／時間リソースは、物理的に、サブフレームの制御領域内で全体の周波数／時間領域に散在して分布する。結局、制御チャネルはＣＣＥ単位で構成されるが、インターリーブはＲＥＧ単位で行われることによって、周波数ダイバシチ及び干渉ランダム化利得を最大化できる。

図７は、ＬＴＥシステムにおいて用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。

図７を参照すると、上りリンクサブフレームは、制御情報を搬送するＰＵＣＣＨが割り当てられる領域と、ユーザデータを搬送するＰＵＳＣＨが割り当てられる領域とに区別される。サブフレームの中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域においてデータ領域の両側部がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報は、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、下りリンクチャネル状態を表すＣＱＩ、ＭＩＭＯのためのＲＩ、上りリンクリソース割当要請であるスケジュール要求（ＳＲ）などがある。ある端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットにおいて別個の周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックはスロットを境界に周波数ホップする。特に、図７では、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられている。

一方、現在の無線通信環境は、機器間（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍ２Ｍ）通信、及び高いデータ伝送量を要求する様々なデバイスの出現及び普及に伴い、セルラ網に対するデータ要求量も急増している。高いデータ要求量を満たす目的で、通信技術は、より多い周波数帯域を効率よく使用するための搬送波集約（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技術などと、限られた周波数内でデータ容量を高めるための、多元アンテナ技術又は多元基地局協調技術などとへ発展しており、通信環境は、ユーザの周辺に接続できるノードの密度が高くなる方向に進展している。このような高い密度のノードを備えたシステムは、ノード同士の協調によって、より高いシステム性能を示すことができる。このような方式は、各ノードが独立した基地局（ＢＳ、高度ＢＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ ＢＳ、ＡＢＳ）、ノードＢ（ＮＢ）、進化ノードＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ＡＰ）など）として動作して互いに協調しない場合に比べて格段に優れた性能を有する。

図８は、次世代通信システムにおける多元ノードシステムを例示する図である。

図８を参照すると、一つのコントローラによってすべてのノードの送受信が管理され、個別ノードが一つのセルの一部のアンテナグループのように動作をするとき、このシステムは、一つのセルを形成する分散多元ノードシステム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｍｕｌｔｉ ｎｏｄｅ ｓｙｓｔｅｍ、ＤＭＮＳ）と見なすことができる。このとき、各ノードは、個別のノードＩＤが与えられてもよいし、個別のノードＩＤ無しでセル内の一部のアンテナのように動作してもよい。しかし、各ノードが別個のセル識別子（セルＩＤ）を持つときは、これは多元セルシステムと見なすことができる。このような多元セルがサービス範囲によって重なり合う形態で構成されるとき、これを多層ネットワーク（ｍｕｌｔｉ−ｔｉｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ぶ。

一方、Ｎｏｄｅ−Ｂ、ｅＮｏｄｅ−Ｂ、ＰｅＮＢ、ＨｅＮＢ、遠隔無線基地局（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ、ＲＲＨ）、リレー及び分散アンテナなどがノードになることができ、一つのノードには少なくとも一つのアンテナが設けられる。ノードは、送信点（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｉｎｔ）とも呼ばれる。ノードは、通常、一定間隔以上離れたアンテナグループを指すが、本発明ではノードを間隔にかかわらずに定義された任意のアンテナグループにも適用可能である。

上述した多元ノードシステム及びリレーノードの導入から、様々な通信技法の適用が可能になり、チャネル品質の改善が図られるが、前述のＭＩＭＯ技法及びセル間協調通信技法を多元ノード環境に適用するには、新しい制御チャネルの導入が要望される。このような要望から新しく導入が議論されている制御チャネルが強化ＰＤＣＣＨ（Ｅ−ＰＤＣＣＨ）であり、これは、既存の制御領域（以下、ＰＤＣＣＨ領域）ではなくデータ領域（以下、ＰＤＳＣＨ領域という。）に割り当てることが決定された。結論的に、このようなＥ−ＰＤＣＣＨによって、各端末別にノードに関する制御情報を送信することが可能となり、既存のＰＤＣＣＨ領域が足りなくなる問題も解決できる。ちなみに、Ｅ−ＰＤＣＣＨは、既存の旧型端末には提供されず、ＬＴＥ−Ａ端末だけが受信可能である。また、Ｅ−ＰＤＣＣＨは、既存のセル特定参照信号であるＣＲＳではなく、端末特定参照信号であるＤＭ−ＲＳに基づいて送信及び受信がなされる。

図９は、ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおける無線フレームの構造を例示する図である。ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて無線フレームは２個のハーフフレームで構成され、各ハーフフレームは、２個のスロットを含む４個の一般サブフレームと、下りリンクパイロット時間スロット（ＤｗＰＴＳ）、保護区間（ＧＰ）及び上りリンクパイロット時間スロット（ＵｐＰＴＳ）を含む特別サブフレームと、で構成される。

特別サブフレームにおいて、ＤｗＰＴＳは、端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。ＵｐＰＴＳは、基地局でのチャネル推定と端末の上りリンク送信同期を取るために用いられる。すなわち、ＤｗＰＴＳは下りリンク送信に、ＵｐＰＴＳは上りリンク送信に用いられる。特に、ＵｐＰＴＳは、ＰＲＡＣＨプリアンブル又はＳＲＳ送信の用途に活用される。また、保護区間は、上りリンクと下りリンクとの間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。

特別サブフレームについて現在３ＧＰＰ標準文書では下の表２のように設定を定義している。表２では、Ｔ_Ｓ＝１／（１５０００×２０４８）の場合のＤｗＰＴＳ及びＵｐＰＴＳを示しており、残りの領域が保護区間に設定される。

図１０は、Ｅ−ＰＤＣＣＨ及びＥ−ＰＤＣＣＨによってスケジュールされるＰＤＳＣＨを例示する図である。

図１０を参照すると、Ｅ−ＰＤＣＣＨは一般にデータを送信するＰＤＳＣＨ領域を通じて送信してもよく、端末は、自身のＥ−ＰＤＣＣＨ有無を検出するために、Ｅ−ＰＤＣＣＨのための探索空間についてブラインド復号処理を行わなければならない。

Ｅ−ＰＤＣＣＨは、既存のＰＤＣＣＨと同様なスケジュール動作（すなわち、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ制御）を行うが、ＲＲＨのようなノードに接続した端末の個数が増加すると、ＰＤＳＣＨ領域内により多くのＥ−ＰＤＣＣＨが割り当てられ、端末が行うべきブラインド復号の回数が増加し、複雑度が増加することにつながることがある。

以下では、参照信号についてより詳しく説明する。

一般に、チャネル測定のために、データと共に、送信側、受信側の両方とも既に知っている参照信号が送信側から受信側に送信される。このような参照信号は、チャネル測定に加え、変調技法を通知して復調処理が行われるようにする役割を担う。参照信号は、基地局及び特定端末のための専用参照信号（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＳ、ＤＲＳ）、すなわち、端末特定参照信号と、セル内のすべての端末のためのセル特定参照信号である共通参照信号（ｃｏｍｍｏｎ ＲＳ、ＣＲＳ）とに区別される。また、セル特定参照信号は、端末でＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩを測定して基地局に報告するための参照信号を含み、これをチャネル状態情報ＲＳ（ＣＳＩ−ＲＳ）と呼ぶ。

図１１及び図１２は、４個のアンテナを用いた下りリンク送信をサポートするＬＴＥシステムにおける参照信号の構造を示す図である。特に、図１１には正規ＣＰの場合を示し、図１２には拡張ＣＰの場合を示す。

図１１及び図１２を参照すると、格子に記載された０乃至３は、アンテナポート０乃至３のそれぞれに対応してチャネル測定及びデータ復調のために送信されるセル特定参照信号である共通参照信号（ＣＲＳ）を意味し、セル特定参照信号であるＣＲＳは、データ情報領域の他、制御情報領域全般にわたって端末に送信してもよい。

また、格子に記載された「Ｄ」は、端末特定ＲＳである下りリンクＤＭ−ＲＳを意味し、ＤＭ−ＲＳは、データ領域、すなわち、ＰＤＳＣＨを通じて単一アンテナポート送信をサポートする。端末特定ＲＳであるＤＭ−ＲＳ存在の有無は上位層を通じて端末に通知される。図１１及び図１２は、アンテナポート５に対応するＤＭ−ＲＳを例示しており、３ＧＰＰ標準文書３６．２１１ではアンテナポート７乃至１４、すなわち、合計８個のアンテナポートに対するＤＭ−ＲＳも定義している。

図１３は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義している下りリンクＤＭ−ＲＳ割当例を示す図である。

図１３を参照すると、ＤＭ−ＲＳグループ１にはアンテナポート｛７、８、１１、１３｝に該当するＤＭ−ＲＳがアンテナポート別シーケンスを用いて符号分割多重化技法でマップされ、ＤＭ−ＲＳグループ２にはアンテナポート｛９、１０、１２、１４｝に該当するＤＭ−ＲＳが同様、アンテナポート別シーケンスを用いて符号分割多重化技法でマップされる。

本発明では、Ｅ−ＰＤＣＣＨのためのＤＭ−ＲＳのアンテナポートを決定する方式を提案する。以下に説明する下りリンク制御チャネルの動作原理は、端末の上りリンク信号（ＰＵＳＣＨ）送信に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを伝達する強化ＰＨＩＣＨ（Ｅ−ＰＨＩＣＨ）のような種類の制御チャネルにも同一に適用してもよい。

一般に、単一ＰＲＢ対は、制御チャネル信号送信には多量のリソース要素を含んでいるため、単一ＰＲＢ対を一つ又はそれ以上のリソース要素サブセットに分割し、このリソース要素サブセットを適切に活用してＥ−ＰＤＣＣＨを送信することが好ましい。このようなリソース要素サブセットはＥ−ＰＤＣＣＨの送信単位となるＥ−ＣＣＥと呼ぶことができ、一つのＥ−ＰＤＣＣＨは、一つ又は複数のＥ−ＣＣＥを集約レベルによって結合して送信することができる。単一Ｅ−ＰＤＣＣＨの送信に用いられるＥ−ＣＣＥは、周波数局所送信（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）のために単一ＰＲＢ対から抽出してもよく、周波数分散送信（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）のために別個のＰＲＢ対から抽出してもよい。

基地局は端末のチャネル状態に応じて、集約レベルに使用するＥ−ＣＣＥの個数を調整する。すなわち、端末のチャネル状態が悪くなると、より多くのＥ−ＣＣＥを使用してより安定した制御チャネル送信を試みる。このようなＥ−ＣＣＥ個数の調整が円滑に運営されるには、各Ｅ−ＣＣＥのサイズ、すなわち、各Ｅ−ＣＣＥが占めるＲＥの数が一定の範囲内で維持されることが好ましい。

現在ＬＴＥシステムにおいて下りリンクサブフレームにおける可用リソース要素の個数は、参照信号の構成、ＭＢＭＳ単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ）サブフレームか否か、ＰＤＣＣＨの占めるシンボル数、ＴＤＤ特別サブフレームのＤｗＰＴＳの構成などによって様々に変わるため、各Ｅ−ＣＣＥのサイズをある程度の範囲内に維持しようとするということは、サブフレームの設定によって一つのＰＲＢ対で生成されるＥ−ＣＣＥの個数が変化するということを意味する。ここで、ＭＢＳＦＮサブフレームは、一般サブフレームと違い、データ領域、すなわち、ＰＤＳＣＨ領域ではＣＲＳが送信されないという大きな特徴がある。

本発明では、このように一つのＰＲＢ対で生成されるＥ−ＣＣＥの個数がサブフレームによって変化する状況で、端末がＥ−ＣＣＥ復調に使用するＤＭ−ＲＳを決定する方式を提案する。

図１４には、ＬＴＥシステムにおいてＤＭ−ＲＳのためのアンテナポートによって変更されるＤＭ−ＲＳがマップされるリソース要素の位置を示す。特に、図１４は、正規ＣＰが適用されたＭＢＳＦＮ以外のサブフレームの場合を示しており、サブフレーム構成によってＤＭ−ＲＳの位置は図１４とは異なることがある。

図１４を参照すると、アンテナポートの個数が増加することに伴って参照信号によるオーバヘッドが増加する傾向（すなわち、ＤＭ−ＲＳによる可用リソース要素の減少）を示している。すなわち、アンテナポート７及びアンテナポート８だけが用いられるときは、１２個のリソース要素がＤＭ−ＲＳのために使われ、結局、それら１２個のリソース要素が可用リソース要素から減少することになり、アンテナポート９及びアンテナポート１０がさらに用いられるときは、１２個のリソース要素がＤＭ−ＲＳのために使われ、結局、それら１２個のリソース要素が可用リソース要素から減少することになる。

一般に、一つのＰＲＢ対内の別個のＥ−ＣＣＥをそれぞれ別個の端末に割り当ててもい。ビーム形成（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を各端末に対応するチャネルに合わせて行うことができるため、別個のＥ−ＣＣＥは別個のアンテナポートのＤＭ−ＲＳで復調することが好ましい。

このような状況では、一つのサブフレームで４個のＥ−ＣＣＥがＰＲＢ対ごとに導出されるとき、アンテナポート７乃至１０を用いてそれぞれのＥ−ＣＣＥを復調するのに対し、他のサブフレームで２個のＥ−ＣＣＥがＰＲＢ対ごとに導出されるときは、上記アンテナポートのうち２個のアンテナポート（例えば、アンテナポート７及びアンテナポート８）だけを用いて２個のＥ−ＣＣＥのそれぞれを復調することが好ましい。言い換えると、各サブフレームの設定によって可用のＤＭ−ＲＳアンテナポートの集合が変わる。

したがって、本発明では、基地局は、多数のアンテナポートが使用可能なとき、それらのうち少なくとも一つのアンテナポートを使用するように端末に指示した後、指示されたアンテナポートが特定サブフレームにおいて可用の集合に存在しないときは、一定の規則に従って可用のアンテナポートの中から適切なものを選択するように動作することを提案する。

例えば、ＰＲＢ対ごとに４個のＥ−ＣＣＥが生成されるサブフレームにおいて、アンテナポート９又はアンテナポート１０を使用するように設定された端末は、ＰＲＢ対ごとに２Ｅ−ＣＣＥが生成されるサブフレームにおいては、アンテナポート７又はアンテナポート８を使用するように動作する。ここで、２個のＥ−ＣＣＥが生成されるサブフレームではアンテナポート９又はアンテナポート１０は存在しないため、端末は、アンテナポート９及び１０の参照信号が送信される予定のリソース要素でＥ−ＰＤＣＣＨが送信される、すなわち、アンテナポート９及び１０の参照信号が送信される予定のリソース要素が可用リソース要素であると仮定することができる。

これを一般化すると、アンテナポートＰを使用するように設定された端末は、ＰＲＢ対ごとにＫ個のＥ−ＣＣＥが生成されるサブフレームでは、関数ｆ（Ｐ，Ｋ）で与えられるアンテナポートインデクスを用いる。ここで、ｆ（Ｐ，Ｋ）は７，８，…，７＋Ｋ−１のいずれか一つの値を有し、次の式８乃至式１２のような様々な形態のいずれか一つで表すことができる。ただし、式８乃至式１２は、Ｅ−ＰＤＣＣＨのためのＤＭ−ＲＳのアンテナポートインデクスを決定するものであり、これを実際にＥ−ＣＣＥにマップする方法は別個の概念であることに留意されたい。

具体的には、式１０において、Ｋ＝４のときアンテナポート７乃至アンテナポート１０を使用する端末は、Ｋ＝２のときそれぞれアンテナポート７及びアンテナポート８を使用し、アンテナポート９及びアンテナポート１０を一切使用しないことによって、参照信号によるオーバヘッドを減らすことができる。

また、式１１において、Ｋ＝４のときアンテナポート７乃至アンテナポート１０を使用する端末は、Ｋ＝２のときそれぞれアンテナポート７及びアンテナポート９を使用することができる。したがって、符号分割多重化（ＣＤＭ）して参照信号が送信されるアンテナポートは使用されないため、参照信号の送信電力増幅が容易になるという利点がある。

なお、式１２では、参照信号がＣＤＭされるリソース要素では一つのアンテナポートだけ送信するが、Ｂ値の異なるＰＲＢ対では異なったアンテナポートが設定されるため、アンテナポートをＰＲＢ対ごとに異なるように設定することができる。例えば、Ｂ＝０の場合、Ｋ＝２のときアンテナポート７及びアンテナポート９が用いられ、Ｂ＝１の場合、Ｋ＝２のときアンテナポート８及びアンテナポート１０を用いてもよい。Ｂ値は、ＰＲＢ対のインデクスが偶数のときは０に、奇数のときは１に設定してもよい。この方式は、Ｅ−ＰＤＣＣＨが使用するアンテナポートをＰＲＢ対ごとに異なるように設定することによって、隣接しているセル又は送信点（ＴＰ）が使用するＰＤＳＣＨに対する干渉を特定アンテナポートに集中させることなく分散させることができるという利点がある。

上記の式８乃至式１２において、Ｋは、一つのＰＲＢ対で生成されるＥ−ＣＣＥの個数であってもよいし、その値によって決定されるパラメータであってもよい。例えば、一つのＰＲＢ対で３個のＥ−ＣＣＥが生成される場合、アンテナポート７乃至アンテナポート９を使用するときは、上記に説明した動作を行ってもよい。しかし、参照信号によるオーバヘッドを増加させないために、アンテナポート７及びアンテナポート８を上記３個のＥ−ＣＣＥが使用するように動作するときは、Ｋ＝２に設定することが望ましい。

他の方法として、端末が使用するように設定されたアンテナポートはそのまま維持するものの、参照信号によるオーバヘッドをサブフレームによって変えることを考慮することもできる。例えば、アンテナポート９又はアンテナポート１０を使用するように設定された端末は、一つのＰＲＢ対に二つのＥ−ＣＣＥが定義されるサブフレームにおいても続けてアンテナポート９及びアンテナポート１０を使用してＥ−ＰＤＣＣＨを検出するが、アンテナポート７及びアンテナポート８のためのリソース要素もＥ−ＰＤＣＣＨ送信に用いられると仮定、すなわち、可用リソース要素でないと仮定する。この場合、基地局は適切にスケジュールすることによって、アンテナポート７又はアンテナポート８を使用する端末のＥ−ＰＤＣＣＨだけを一つのＰＲＢ対で送信したり、アンテナポート９又はアンテナポート１０を使用する端末のＥ−ＰＤＣＣＨだけを一つのＰＲＢ対で送信したりすることによって、Ｅ−ＰＤＣＣＨが割り当てられるリソース要素とＤＭ−ＲＳが割り当てられるリソース要素との衝突を事前に防止しなければならない。

上述した動作を具現するにあたり、端末は、別個のＥ−ＣＣＥでは別個のアンテナポートを使用するように動作することができる。例えば、Ｅ−ＣＣＥ ＃ａ及びＥ−ＣＣＥ ＃ｂが同一のＰＲＢ対内に存在するとき、端末は、Ｅ−ＣＣＥ ＃ａに対してはアンテナポートＰ＿ａで検出を試み、Ｅ−ＣＣＥ ＃ｂに対してはアンテナポートＰ＿ｂで検出を試みることができる。このような動作は、同一のＰＲＢ対内の別個の端末のＥ−ＰＤＣＣＨを送信するにあたり、別個のＥ−ＣＣＥでは別個のアンテナポートを使用するようにし、２つの端末が使用するＥ−ＣＣＥ及びアンテナポート間の衝突を同時に回避するために有用である。

この場合も、上述した方式によって、端末が各Ｅ−ＣＣＥにおいて検出に使用するアンテナポートは、一つのＰＲＢ対で生成されるＥ−ＣＣＥの個数（又は、それによって決定されるパラメータ）によって変わってもよい。すなわち、特定Ｅ−ＣＣＥをアンテナポートＰで検出するように設定された場合、特定サブフレームでＫ個のＥ−ＣＣＥがＰＲＢ対から導出されると、ｆ（Ｐ，Ｋ）で与えられるアンテナポートを使用するように動作してもよく、このような関数ｆ（Ｐ，Ｋ）としては、上記の式８乃至式１２で例示したいずれか一つを選択することができる。

例えば、一つのＰＲＢ対がＥ−ＣＣＥ ＃０、Ｅ−ＣＣＥ ＃１、Ｅ−ＣＣＥ ＃２、Ｅ−ＣＣＥ ＃３のように４個のＥ−ＣＣＥに分割される場合（すなわち、Ｋ＝４の場合）、それぞれのＥ−ＣＣＥを検出するためにアンテナポート＃７、＃８、＃９、＃１０を使用するように設定されると、一つのＰＲＢ対が二つのＥ−ＣＣＥに分割される場合（すなわち、Ｋ＝２の場合）、一つのＰＲＢ対で形成されるＥ−ＣＣＥ ＃０、Ｅ−ＣＣＥ ＃１はそれぞれアンテナポート＃７及びアンテナポート＃８で検出し、他のＰＲＢ対ではＥ−ＣＣＥ ＃２及びＥ−ＣＣＥ ＃３を生成するものの、上記の式１０を適用して、それぞれアンテナポート＃７及びアンテナポート＃８で検出する。

他の例として、一つのＰＲＢ対がＥ−ＣＣＥ ＃０、Ｅ−ＣＣＥ ＃１、Ｅ−ＣＣＥ ＃２、Ｅ−ＣＣＥ ＃３の４個のＥ−ＣＣＥに分割される場合（すなわちＫ＝４の場合）、それぞれのＥ−ＣＣＥをアンテナポート＃７、アンテナポート＃８、アンテナポート＃９、アンテナポート＃１０で検出するように動作すると、一つのＰＲＢ対が二つのＥ−ＣＣＥに分割される場合（すなわち、Ｋ＝２の場合）には、一つのＰＲＢ対で形成されるＥ−ＣＣＥ ＃０、Ｅ−ＣＣＥ ＃１は、同一のリソース要素にマップされないＤＭ−ＲＳ、すなわち、符号分割多重化されないアンテナポート＃７及び＃９のＤＭ−ＲＳで検出し、他のＰＲＢ対でＥ−ＣＣＥ ＃２及び＃３を生成するものの、上記の式１２を適用してそれぞれアンテナポート＃８及び＃１０で検出する。

図１５には、本発明の実施例によってＥ−ＰＤＣＣＨが送信される他の例を示す。特に、図１５は、一つのＰＲＢ対が二つのＥ−ＣＣＥに分割される場合を仮定する。

一つのＰＲＢ対が４個のＥ−ＣＣＥに分割される場合、それぞれのＥ−ＣＣＥをアンテナポート＃７、アンテナポート＃８、アンテナポート＃９、アンテナポート＃１０で検出するように動作すると、一つのＰＲＢ対が二つのＥ−ＣＣＥに分割される場合は、図１５のように、一つのＰＲＢ対で形成されるＥ−ＣＣＥ ＃０、Ｅ−ＣＣＥ ＃１は、同一のリソース要素にマップされないＤＭ−ＲＳ、すなわち、符号分割多重化されないアンテナポート＃７及び＃９のＤＭ−ＲＳで検出するように動作することができる。

図１６には、本発明の実施例によってＥ−ＰＤＣＣＨが送信される他の例を示す。特に、図１６も、一つのＰＲＢ対が二つのＥ−ＣＣＥに分割される場合を仮定する。

図１６に示したアンテナポート７又はアンテナポート８を用いてＥ−ＰＤＣＣＨを検出し、アンテナポート９及びアンテナポート１０のリソース要素をＥ−ＰＤＣＣＨ送信のための可用リソース要素と仮定することは、隣接セルから送信され得るＥ−ＰＤＣＣＨ又はＰＤＳＣＨの参照信号との衝突を回避できるという点で有用である。

図１５及び図１６においてＥ−ＰＤＣＣＨ送信と表示されたリソース要素は一例に過ぎず、ＰＤＣＣＨが占める領域の長さ、ＣＲＳ及びＣＳＩ−ＲＳが存在するか否かなどによって変わることもあるし、一つのＥ−ＰＤＣＣＨを、Ｅ−ＰＤＣＣＨが使用可能な全体リソース要素の一部分だけを用いて送信してもよい。

一方、サブフレーム設定によってＥ−ＰＤＣＣＨ使用ＲＥの個数を調整する方法の一つとして、単一ＰＲＢ対で形成されるＥ−ＣＣＥの個数を調整する代わりに、単一ＰＲＢ対では同一個数のＥ−ＣＣＥを形成するものの、端末の探索空間上で最小集約レベルを増加させる方法を考慮することもできる。ここで、最小集約レベルとは、端末の探索空間上で定義されたＥ−ＰＤＣＣＨ候補のうち、最も少ない数のＥ−ＣＣＥを使用するＥ−ＰＤＣＣＨ候補での集約レベルを意味する。例えば、相対的に多い個数のリソース要素がＥ−ＰＤＣＣＨに可用なサブフレームでは一つのＥ−ＣＣＥを最小集約レベルと見なし、集約レベル１、２、４、８のような形態で探索空間を構成するが、相対的に少ない個数のリソース要素がＥ−ＰＤＣＣＨに可用なサブフレームでは二つのＥ−ＣＣＥを最小集約レベルと見なし、集約レベル２、４、８、１６のような形態で探索空間を構成することができる。言い換えると、Ｅ−ＰＤＣＣＨに可用なリソース要素の個数が少ない場合には、複数のＥ−ＣＣＥを一つの特殊Ｅ−ＣＣＥと見なし、それらの結合によって探索空間を構成する。

この場合にも、上述した本発明の動作を適用することができ、パラメータＫを「一つのＰＲＢ対から導出される最小集約レベルのＥ−ＰＤＣＣＨ候補数」又は「一つのＰＲＢ対から導出される上記の特殊Ｅ−ＣＣＥの個数」と決定することができる。すなわち、一つのＰＲＢ対で常に４個のＥ−ＣＣＥが定義されるとき、当該サブフレームで最小集約レベルが１のときは、Ｋ＝４となり、当該サブフレームで最小集約レベルが２のときは、最小集約レベルのＥ−ＰＤＣＣＨ候補として合計２個が導出され得るため、Ｋ＝２となる。

一方、参照信号は、より良好な電力推定のために送信電力増幅を適用するが、このように送信電力増幅された参照信号は隣接セルへの干渉を増加させることになり、隣接セルも同様に、同一リソースで送信電力増幅を適用すると、相互干渉が増えるだけで、送信電力増幅の効果は得られなくなる。こういう状況において、一方のセルではＥ−ＰＤＣＣＨがアンテナポート７又はアンテナポート８を用いて送信され、隣接セルではアンテナポート９又はアンテナポート１０を使用すると、相互に直交するリソース領域において参照信号が送信されるため、参照信号間の衝突を回避し、各セルは参照信号送信電力増幅の効果を得ることが可能になる。

特に、このような方式は、複数のＵＥが同一のアンテナポートの参照信号に基づいてＥ−ＰＤＣＣＨを検出する共有（ｓｈａｒｅｄ）参照信号の場合に適するが、これは、共有参照信号は複数ＵＥのいずれにも良好に到達できる電力で送信されなければならず、送信電力増幅が適用される場合が多いためである。

また、このような共有参照信号には、複数ＵＥのいずれにも効果的なプリコーディングを適用しなければならないため、送信ダイバシチ方式を適用してもよい。この送信ダイバシチには、空間周波数ブロック符号化（ＳＦＢＣ）のように複数の変調シンボルの線形結合を各アンテナポートから送信する方法と、別個のリソース要素では予め定められた規則に従って別個のプリコーディング行列を適用するプリコーダ循環（ｐｒｅｃｏｄｅｒ ｃｙｃｌｉｎｇ）方式があり得る。このようなプリコーダ循環の具体例として、プリコーディング行列が一つの成分だけが１であり、残りはいずれも０で構成されたプリコーディングベクトルを用いることによって、一つのリソース要素では参照信号の特定のアンテナポートに変調し、他のリソース要素では他のアンテナポートに変調する形態の動作が可能である。ここで例示した２方式とも２つ以上のアンテナポートを用いて送信ダイバシチを適用するため、２つ以上のアンテナポートを参照信号送信に用いなければならず、これはアンテナポートの集合が設定されることを意味する。

本発明によれば、より円滑なセル間参照信号衝突回避動作のために、ｅＮＢはＵＥにＲＲＣのような上位層信号を通じて、Ｅ−ＰＤＣＣＨ検出に使用するアンテナポート（又は、アンテナポートの集合）を設定することができる。このような設定は、上述した共有参照信号の場合や送信ダイバシチが適用される場合に制限することができる。例えば、２つのアンテナポートを用いる送信ダイバシチが適用される場合に、アンテナポート組合せとして｛７，８｝、｛７，９｝、｛７，１０｝、｛８，９｝、｛８，１０｝、｛９，１０｝の合計６個の組合せを想定し、これらの中から適切な集合を選定することができる。

又は、ＵＥが具現すべき組合せの数を減らすために、可能な組合せをさらに制限してもよいが、まず、参照信号によるオーバヘッドを２４個のリソース要素と規定すれば、アンテナポート組合せ｛７，９｝及び｛８，１０｝のいずれか一つを選択でき、参照信号によるオーバヘッドを１２個のリソース要素と規定すれば、アンテナポート組合せ｛７，８｝及び｛９，１０｝のいずれか一つを選択することができる。アンテナポート組合せ｛７，９｝及び｛８，１０｝が相互直交するためには同一のスクランブルシーケンスを用いなければならないため、２つのセルは各Ｅ−ＰＤＣＣＨ領域で使用するスクランブルシーケンス情報を交換してもよい。

さらに、上述した共有参照信号ベースの送信ダイバシチに適用される参照信号アンテナポートの集合を指定するにあたり、上記の式１２を適用する場合のように、参照信号アンテナポートのインデクスがＰＲＢによって別個のように決定してもよい。例えば、参照信号によるオーバヘッドを２４個のリソース要素と規定し、送信ダイバシチに適用される参照信号アンテナポートのインデクスを｛７，９｝及び｛８，１０｝のいずれか一つから選択する動作において、ＰＲＢ対ごとにオフセットＢを適用し、Ｂが０のときは｛７，９｝を、Ｂが１のときは｛８，１０｝を選択するように動作してもよい。ここで、Ｂの値は様々に設定してもよい。例えば、Ｂの値は、ＰＲＢ対インデクスが偶数のときは０に、ＰＲＢ対インデクスが奇数のときは１に設定してもよい。

又は、一連のＰＲＢ対を選定して一つのＰＲＢ対セットを構成し、当該ＰＲＢ対セット（すなわち、ＰＲＢ対セット＃０）にはＢ＝０を指定し、｛７，９｝を用いてＥ−ＰＤＣＣＨを検出すると同時に、他の一連のＰＲＢ対を選定して他のＰＲＢ対セット（すなわち、ＰＲＢ対セット＃１）を構成し、ここにはＢ＝１を指定して｛８，１０｝を用いてＥ−ＰＤＣＣＨを検出するようにしてもよい。これをより一般化してＰＲＢ対セットが２つ以上存在する場合には、ＰＲＢ対セット＃ｎで使用する参照信号アンテナポートの決定のためのオフセットＢは、ＰＲＢ対セットのインデクスｎを因子とする関数であってもよい。

例えば、Ｂ＝ｎ又はＢ＝ｎ ｍｏｄ２で定義してもよい。特に、Ｂ＝ｎ ｍｏｄ２の場合、ＰＲＢ対インデクスが偶数のときＢ＝０、奇数のときＢ＝１になる形態で与えられてもよい。他の例として、各ＰＲＢ対（又は、上述のＰＲＢ対セット）で使用するオフセットＢをＲＲＣのような上位層信号で指定してもよい。

図１７は、本発明の一実施例による通信装置のブロック構成図である。

図１７を参照すると、通信装置１７００は、プロセッサ１７１０、メモリ１７２０、ＲＦモジュール１７３０、表示モジュール１７４０、及びユーザインタフェースモジュール１７５０を備えている。

通信装置１７００は、説明の便宜のために例示されたものであり、一部のモジュールは省略してもよい。また、通信装置１７００は、必要なモジュールを更に備えてもよい。また、通信装置１７００において、一部モジュールはより細分化したモジュールにしてもよい。プロセッサ１７１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例による動作を実行するように構成される。具体的には、プロセッサ１７１０の詳細な動作は、図１乃至図１１に記載された内容を参照すればいい。

メモリ１７２０は、プロセッサ１７１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを記憶する。ＲＦモジュール１７３０は、プロセッサ１７１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換したりする機能を担う。そのために、ＲＦモジュール１７３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数上方変換、又はこれらの逆過程を行う。表示モジュール１７４０は、プロセッサ１７１０に接続し、様々な情報を表示する。表示モジュール１７４０は、制限されるものではないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような周知の要素を使用できる。ユーザインタフェースモジュール１７５０は、プロセッサ１７１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインタフェースの組合せで構成可能である。

以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素又は特徴と結合しない形態で実施することもできるし、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更してもよい。ある実施例の一部構成又は特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えてもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。

本発明による実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの結合などにより具現可能である。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現可能である。

ファームウェア又はソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態で具現してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサにより駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によりプロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈により決定すべきであり、本発明の均等範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述のような無線通信システムにおける下りリンク制御チャネルのための参照信号アンテナポート決定方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他、様々な無線通信システムにも適用可能である。

Claims (12)

1. 無線通信システムにおいて、一つ以上の制御チャネル要素で構成された下りリンク制御チャネルを基地局が端末に送信する方法であって、
   前記一つ以上の制御チャネル要素に対して復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）のアンテナポートを割り当てるステップと、
   前記アンテナポートのＤＭ−ＲＳを用いて、前記端末に前記下りリンク制御チャネルを送信するステップと、を有し、
   前記アンテナポートのインデクスは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数に基づいて決定され、
   前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が２個の場合に、前記アンテナポートは、同一のリソース要素に多重化されないアンテナポートのうちの一つである、方法。
2. 前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数は、前記下りリンク制御チャネルが送信されるサブフレームの設定によって変化する、請求項１に記載の方法。
3. 前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数は２個又は４個である、請求項１に記載の方法。
4. 前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が２個の場合に、前記アンテナポートの前記インデクスは、７及び９のうちの一つである、請求項１に記載の方法。
5. 前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が４個の場合に、前記アンテナポートの前記インデクスは、７乃至１０のうちの一つである、請求項１に記載の方法。
6. 前記アンテナポートインデクス７及び前記アンテナポートインデクス８は同一のリソース要素に多重化され、
   前記アンテナポートインデクス９及び前記アンテナポートインデクス１０は同一のリソース要素に多重化される、請求項５に記載の方法。
7. 複数の制御チャネル要素が存在する場合に、前記複数の制御チャネル要素は別個のリソースブロックに属する、請求項１に記載の方法。
8. 前記複数の制御チャネル要素は、同一のアンテナポートを割り当てられた、請求項７に記載の方法。
9. 無線通信システムにおいて、端末が基地局から下りリンク制御チャネルを受信する方法であって、
   前記基地局から前記下りリンク制御チャネルを受信するステップと、
   所定のアンテナポートの復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いて、前記下りリンク制御チャネルを復調するステップと、を有し、
   前記アンテナポートのインデクスは、リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数に基づいて決定され、
   前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が２個の場合に、前記アンテナポートは、同一のリソース要素に多重化されないアンテナポートのうちの一つである、方法。
10. 前記リソースブロック当たりの制御チャネル要素の個数が２個の場合に、前記アンテナポートの前記インデクスは、７及び９のうちの一つである、請求項９に記載の方法。
11. 複数の制御チャネル要素が存在する場合に、前記複数の制御チャネル要素は別個のリソースブロックに属する、請求項９に記載の方法。
12. 前記複数の制御チャネル要素は、同一のアンテナポートを割り当てられた、請求項１１に記載の方法。

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