JP2016181930A - 無線通信システムにおけるリレーノードのための探索空間設定方法及びそのための装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線通信システムにおいて、リレーノードが基地局から制御信号を受信する方法を提供すること。【解決手段】本発明の方法は、基地局から、ビットマップ情報で構成されたリソース割当情報を受信すること、基地局からダウンリンク信号を受信すること、及びダウンリンク信号に含まれた探索空間に対してブラインド復号を行って、リレーノードのための制御情報を取得することを含み、探索空間は、リソース割当情報のリソース割当ビットが指示するリソース割当単位に基づいて設定されることを特徴とする。好ましくは、リソース割当ビットが指示するリソース割当単位が、リソース割当情報タイプによって決定される。【選択図】図12
Description
本発明は、無線通信システムに係り、特に、無線通信システムにおけるリレーノードのための探索空間設定方法及びそのための装置に関するものである。
本発明の適用されう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(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、進化はん用移動体通信システム(E−UMTS)ネットワーク構造を概略的に示す図である。E−UMTSは、既存UMTSから進展したシステムであり、現在、3GPPにおいて基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、E−UMTSは、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(UE)120、基地局(eNB)110a及び110b、及びネットワーク(E−UTRAN)の末端に位置して外部ネットワークと接続する接続ゲートウェイ(AG)を含む。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複数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、1.25、2.5、5、10、15、20MHzなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、多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することができる。基地局は、多数の端末へのデータ送受信を制御する。ダウンリンク(DL)データについて、基地局は、ダウンリンクスケジュール情報を送信し、該当の端末にデータの送信される時間/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、アップリンク(UL)データについて、基地局は、アップ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。基地局の間には、ユーザ情報又は制御情報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することができる。AGは、複数のセルで構成される追跡範囲(TA)単位に端末の移動性を管理する。
無線通信技術は、WCDMAに基づいてLTEまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求及び期待は増加しつつある。また、他の無線接続技術の開発も相次いでいるため、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの低減、サービス可用性の増大、融通性ある周波数帯域の使用、単純な構造、開放型インタフェース、端末の適切な電力消耗などが要求される。
上記の点に鑑みて、以下では、無線通信システムにおけるリレーノードのための探索空間設定方法及びそのための装置を提示する。
本発明の一態様である無線通信システムにおいてリレーノードが基地局から制御信号を受信する方法は、基地局からダウンリンク信号を受信し、ダウンリンク信号に対してブラインド復号を行って、リレーノードのための制御情報を取得すること、を含み、リレーノードのための制御情報が割り当てられるリソース割当基本単位のサイズは、システム帯域幅に基づいて定義され、ブラインド復号を行うための探索空間のサイズは、システム帯域幅及びリソース割当基本単位のサイズに基づいて設定され、探索空間の開始位置は、リソース割当基本単位においてオフセット値によって定義されることを特徴とする。
また、本発明の一態様である無線通信システムにおけるリレーノードは、基地局からダウンリンク信号を受信する受信モジュールと、ダウンリンク信号に対してブラインド復号を行って、リレーノードのための制御情報を取得するプロセッサと、を含み、リレーノードのための制御情報が割り当てられるリソース割当基本単位のサイズは、システム帯域幅に基づいて定義され、ブラインド復号を行うための探索空間のサイズは、システム帯域幅及びリソース割当基本単位のサイズに基づいて設定され、探索空間の開始位置は、リソース割当基本単位にオフセット値によって定義されることを特徴とする。
ここで、探索空間は、リソース割当基本単位ごとに既に設定された個数だけ設定されることを特徴とし、探索空間の開始位置は、特定個数の無線フレーム単位に定義されたパターンに従って、サブフレーム単位に変更される、すなわち、周波数ホップ方式が適用されることが好ましい。
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リレーノードが基地局から制御信号を受信する方法は、基地局からビットマップ情報で構成されたリソース割当情報を受信し、基地局からダウンリンク信号を受信し、ダウンリンク信号に含まれた探索空間に対してブラインド復号を行って、リレーノードのための制御情報を取得すること、を含み、探索空間は、リソース割当情報のリソース割当ビットが指示するリソース割当単位に基づいて設定されることを特徴とする。
また、本発明の他の態様である、無線通信システムにおけるリレーノードは、基地局から、ビットマップ情報で構成されたリソース割当情報及びダウンリンク信号を受信する受信モジュールと、ダウンリンク信号に含まれた探索空間に対してブラインド復号を行って、リレーノードのための制御情報を取得するプロセッサと、を含み、探索空間は、リソース割当情報のリソース割当ビットが指示するリソース割当単位に基づいて設定されることを特徴とする。
ここで、リソース割当ビットが指示するリソース割当単位は、リソース割当情報タイプによって決定され、好ましくは、リソースブロック(RB)又はリソースブロックグループ(RBG)でよい。
本発明の実施例によれば、リレーノードを含む無線通信システムにおいてリレーノードのための探索空間を効果的に設定でき、これを用いてリレーノードは効果的に制御情報を受信することができる。
本発明で得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、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。
以下に添付の図面を参照して説明される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できるであろう。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とする。
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、これは一例に過ぎず、本発明の実施例は、上記の定義に該当するいかなる通信システムに適用してもよい。また、本明細書は、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、これは例示的なもので、本発明の実施例は、H−FDD方式又はTDD方式にも容易に変形して適用してもよい。
図2は、3GPP無線接続ネットワーク規格に基づく端末と、E−UTRANとの間における無線インタフェースプロトコルの制御プレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。制御プレーンは、端末及びネットワーク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。ユーザプレーンは、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転送サービスを提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御(MAC)層とは伝送チャネル(Transport Channel)を通じて接続している。伝送チャネルを通じて媒体接続制御層と物理層との間でデータが移動する。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。物理チャネルは時間及び周波数を無線リソースとする。特に、物理チャネルは、ダウン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、アップ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層における媒体接続制御層は、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によって具現してもよい。第2層における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において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、不必要な制御情報を減らすヘッダ圧縮機能を実行する。
第3層の最下部に位置している無線リソース制御(RRC)層は、制御プレーンにおいてだけ定義される。RRC層は、無線ベアラ(RB)の設定、再設定及び解放と関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。RBとは、端末とネットワークとの間におけるデータ伝達のために第2層によって提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末及びネットワークのRRC層はRRCメッセージを交換する。端末及びネットワークのRRC層の間にRRC接続がある場合に、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(NAS)は、セッション管理及び移動性管理などの機能を担当する。
基地局(eNB)を構成する一つのセルは、1.25、2.5、5、10、15、20MHzなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末にアップリンク又はダウンリンク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することができる。
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又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く、又は、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伝送チャネルには、初期制御メッセージを送信するランダムアクセスチャネル(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あり、伝送チャネルにマップされる論理チャネルには、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(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る一般的な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、基地局と同期を合わせ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(P−SCH)及び2次同期チャネル(S−SCH)を受信して基地局と同期を合わせ、セルIDなどの情報を取得することができる。その後、端末は、基地局から物理同報チャネルを受信して、セル内の同報情報を取得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階においてダウンリンク参照信号(DLRS)を受信してダウンリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セル探索を終えた端末は、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)及びPDCCHに乗せられた情報に基づいて物理ダウン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することができる(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に、端末は、基地局に対してランダムアクセス手順を行うことができる(段階S303乃至段階S306)。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル(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することができる(S304及びS306)。競合ベースRACHの場合に、衝突解決手順を更に行うことができる。
上述のような手順を行った端末は、以降、一般的なアップリンク/ダウンリンク信号送信手順として、PDCCH/PDSCH受信(S307)及び物理アップリンク共有チャネル(PUSCH)/物理アップリンク制御チャネル(PUCCH)送信(S308)を行うことができる。特に、端末は、PDCCHを通じてダウンリンク制御情報(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み、その使用目的に従って別々のフォーマットを有する。
一方、端末がアップリンクを通じて基地局に送信する、又は端末が基地局から受信する制御情報は、ダウンリンク/アップリンク肯定応答/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システムにおいて、端末は、上記のCQI/PMI/RIなどの制御情報を、PUSCH及び/又はPUCCHを通じて送信することができる。
図4は、LTEシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。
図4を参照すると、無線フレームは、10ms(327200・Ts)の長さを有し、10個の均等なサイズのサブフレームで構成されている。それぞれのサブフレームは、1msの長さを有し、2個のスロットで構成されている。それぞれのスロットは、0.5ms(15360・Ts)の長さを有する。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(約33ns)で表示される。スロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック(RB)を含む。LTEシステムにおいて、一つのリソースブロックは12個の副搬送波×7(6)個のOFDMシンボルを含む。データが送信される単位時間である送信時間間隔(TTI)は、一つ以上のサブフレーム単位に定めることができる。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるOFDMシンボルの数は様々に変更可能である。
図5は、ダウン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。
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1〜3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。図中、R1乃至R4は、アンテナ0乃至3に対する基準信号(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によらず、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の割り当てられてい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の割り当てられてい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には、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、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、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、1番目の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)によって構成され、それぞれのREGは、セルIDに基づいて制御領域内に分散される。一つのREGは、4個のリソース要素(RE)によって構成される。REは、一つの副搬送波×一つのOFDMシンボルによって定義される最小物理リソースのことを指す。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、物理HARQ指示子チャネルであり、アップ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のことを指す。PHICHは、1個のREGで構成され、セル特定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(SF)=2又は4で拡散される。同じ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、拡散コード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/又は時間領域でダイバシチ利得を得るために3回反復される。
PDCCHは、物理ダウンリンク制御チャネルであり、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によって指示される。PDCCHは、一つ以上の制御チャネル要素(CCE)によって構成される。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、アップ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、主に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、PDSCHを通じてデータをそれぞれ送信及び受信する。
PDSCHのデータがいずれの端末(一つ又は複数の端末)に送信されるものであり、これら端末が如何にPDSCHデータを受信して復号をすべきかに関する情報などが、PDCCHに含まれて送信される。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)によってCRCマスクされており、“B”という無線リソース(例えば、周波数位置)及び“C”という送信形式情報(例えば、送信ブロックサイズ、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、特定サブフレームを通じて送信されるとする。この場合、セル内の端末は、自身の持っているRNTI情報を用いてPDCCHを監視し、“A”のRNTIを有している一つ以上の端末があるとき、これら端末はPDCCHを受信し、受信したPDCCHの情報に基づいて“B”及び“C”によって指示されるPDSCHを受信する。
図6は、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している。特に、図6の(a)は、基地局の送信アンテナの個数が1又は2である場合を示し、図6の(b)は、基地局の送信アンテナの個数が4である場合を示している。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、制御チャネルに関する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、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個の隣接するリソース要素で構成される。REGは、同図で太線で示されている。PCFICH及びPHICHはそれぞれ、4個のREG及び3個のREGを含む。PDCCHは、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からなるPDCCHが送信されるかを確認するために、M(L)(≧L)個の連続している、又は、特定規則で配置されている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、複数でよい。端末がPDCCH受信のために確認すべきCCE集合を探索空間という。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個数を表し、Sk (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の探索空間において監視すべき候補PDCCHの個数を表す。
探索空間は、特定端末にだけ接続を許容する端末特定探索空間と、セル内のすべての端末に接続を許容する共通探索空間とに区別することができる。端末は、CCE集約レベルが4及び8の共通探索空間を監視し、CCE集約レベルが1、2、4及び8の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してもよい。
また、各CCE集約レベル値に対して任意の端末に付与されるPDCCH探索空間において1番目の(最も小さいインデクスを持つ)CCEの位置は、端末に従って毎サブフレームごとに変化することになる。これをPDCCH探索空間ハッシュという。
図7は、システム帯域にCCEを分散させる例を示している。図7を参照すると、論理的に連続している複数のCCEがインタリーバに入力される。該インタリーバは、入力された複数のCCEをREG単位に取り混ぜる機能を果たす。そのため、一つのCCEをなす周波数/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周波数/時間領域に散在して分布する。結局として、制御チャネルはCCE単位で構成されるが、REG単位でインタリーブが行われることから、周波数ダイバシチ及び干渉ランダム化利得を最大化することができる。
図8は、LTEシステムで用いられるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。
図8を参照すると、アップリンクサブフレームを、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分けることができる。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分がPUCCHに割り当てられる。PUCCH上に送信される制御情報は、HARQに用いられるACK/NACK、ダウンリンクチャネル状態を示すCQI、多入力多出力(MIMO)のためのRI、アップリンクリソース割当要求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用いる。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される。特に、図7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る例を示している。
一方、基地局及び端末との間におけるチャネル状態が良くない場合は、基地局と端末との間にリレーノード(RN)を設けることによって、チャネル状態がより良い無線チャネルを端末に提供することができる。また、基地局から、チャネル状態のよくないセル境界地域においてリレーノードを導入して使用することによって、より高速のデータチャネルを提供し、セルサービス領域を拡張させることが可能になる。このように、リレーノードは、無線通信システムにおいて電波陰影地域の解消のために導入された技術であり、現在、広く用いられている。
過去の方式が単純に信号を増幅して送信するリピータの機能に留まっているのに対し、最近のものは、より知的な形態に発展している。なお、リレーノード技術は、次世代移動通信システムにおいて基地局増設費用及びバックホールネットワークの保守費用を軽減すると同時に、サービスカバレッジ拡大及びデータ処理率の向上のためにも必須の技術である。リレーノード技術が発展するにつれて、従来の無線通信システムで用いるリレーノードを、新しい無線通信システムでサポートすることが要求されている。
3GPP高度LTE(LTE−A)システムにおいて、リレーノードに基地局と端末との間のリンク接続を転送(forwarding)する機能を導入することによって、それぞれのアップリンク及びダウンリンク搬送波周波数帯域に、属性の異なる2種類のリンクが適用されることになる。基地局とリレーノードとのリンク間に設定される接続リンク部分をバックホールリンク(backhaul link)と定義する。ダウンリンクリソースを用いて周波数分割2重通信(FDD)方式又は時分割2重通信(TDD)方式によって送信が行われることを、バックホールダウンリンクと表現し、アップリンクリソースを用いてFDD方式又はTDD方式によって送信が行われることを、バックホールアップリンクと表現することができる。
図9は、無線通信システムにおいてリレーバックホールリンク及びリレーアクセスリンクの構成を示す図である。
図9を参照すると、基地局と端末間のリンクの接続を転送する役割を担うものとしてリレーノードが導入されることによって、それぞれのアップリンク及びダウンリンク搬送波周波数帯域に、属性の異なる2種類のリンクが適用される。基地局とリレーノードとの間に設定される接続リンク部分をリレーバックホールリンクと定義する。バックホールリンクを、ダウンリンク周波数帯域(FDDの場合)又はダウンリンクサブフレーム(TDDの場合)リソースによって送信がなされる場合は、バックホールダウンリンクと表現し、アップリンク周波数帯域(FDDの場合)やアップリンクサブフレーム(TDDの場合)リソースによって送信がなされる場合は、バックホールアップリンクと表現することができる。
一方、リレーノードと一連の端末との間に設定される接続リンク部分を、リレーアクセスリンクと定義する。リレーアクセスリンクを、ダウンリンク周波数帯域(FDDの場合)やダウンリンクサブフレーム(TDDの場合)リソースにより送信がなされる場合、アクセスダウンリンクと表現し、アップリンク周波数帯域(FDDの場合)やアップリンクサブフレーム(TDDの場合)リソースにより送信がなされる場合、アクセスアップリンクと表現することができる。
リレーノード(RN)は、リレーバックホールダウンリンクを通じて基地局から情報を受信し、リレーバックホールアップリンクを通じて基地局に情報を送信することができる。また、リレーノードは、リレーアクセスダウンリンクを通じて端末に情報を送信し、リレーアクセスアップリンクを通じて端末から情報を受信することができる。
一方、リレーノードの帯域(又はスペクトル)の使用について、バックホールリンクがアクセスリンクと同じ周波数帯域で動作する場合を「帯域内(in−band)」といい、バックホールリンクとアクセスリンクとが異なる周波数帯域で動作する場合を「帯域外(out−band)」という。帯域内及び帯域外のいずれにおいても、既存のLTEシステム(例えば、リリース−8)によって動作する端末(以下、旧型(legacy)端末という。)がドナーセルに接続できるようにしなければならない。
端末がリレーノードを認識するか否かによって、リレーノードを、透過リレーノードと非透過リレーノードとに分類することができる。透過は、端末がリレーノードを通じてネットワークと通信するか否かを認識できない場合のことを指し、非透過は、端末がリレーノードを通じてネットワークと通信するか否かを認識する場合のことを指す。
リレーノードの制御について、リレーノードは、ドナーセルの一部として構成されるリレーノードと、自分でセルを制御するリレーノードとに区別することができる。
ドナーセルの一部として構成されるリレーノードは、リレーノード識別子(ID)を有することはできるが、リレーノード自身のセル識別情報(identity)を有しない。ドナーセルの属する基地局によって無線リソース管理(RRM)の少なくとも一部が制御されると(RRMの残りの部分はリレーノードに位置しても)、ドナーセルの一部として構成されるリレーノードと定義する。好ましくは、このようなリレーノードは、旧型端末をサポートすることができ、例えば、スマートリピータ、復号及び転送リレーノード(decode−and−forward relays)、第2層(L2)リレーノードの様々な種類及びタイプ2リレーノードに相当する。
自分でセルを制御するリレーノードは、一つ又は複数のセルを制御し、リレーノードにより制御されるセルのそれぞれに固有の物理層セル識別情報が提供され、同じRRMメカニズムを用いることができる。端末にとっては、リレーノードによって制御されるセルにアクセスすることと、一般基地局により制御されるセルにアクセスすることとに相違がない。好ましくは、このようなリレーノードにより制御されるセルは、旧型端末を支援することができる。このリレーノードは、例えば、自己バックホールリレーノード、第3層(L3)リレーノード、タイプ1リレーノード及びタイプ1aリレーノードに相当する。
タイプ1リレーノードは、帯域内リレーノードで、複数個のセルを制御し、これら複数個のセルはそれぞれ、端末にとってはドナーセルと区別される別個のセルと見なされる。また、複数個のセルは固有の物理セルID(LTEリリース−8で定義する)を有し、リレーノードは自身の同期化チャネル、参照信号などを送信することができる。単一セル動作の場合に、端末はリレーノードから直接スケジュール情報及びHARQフィードバックを受信し、リレーノードに自身の制御チャネル(スケジュール要求(SR)、CQI、ACK/NACKなど)を送信することができる。また、旧型端末(LTEリリース−8システムによって動作する端末)にとって、タイプ1リレーノードは旧型基地局(LTEリリース−8システムによって動作する基地局)と見なされる。すなわち、後方互換性を有する。一方、LTE−Aシステムによって動作する端末には、タイプ1リレーノードが旧型基地局と異なる基地局と見なされ、性能向上を提供することができる。
タイプ1aリレーノードは、帯域外で動作する以外は、前述のタイプ1リレーノードと同じ特徴を有する。タイプ1aリレーノードの動作は、第1層(L1)動作への影響が最小化するように、又はないように構成することができる。
タイプ2リレーノードは、帯域内リレーノードであり、別途の物理セルIDを持たず、よって、新しいセルを形成しない。タイプ2リレーノードは、旧型端末に対して透過であり、旧型端末は、タイプ2リレーノードの存在を認識できない。タイプ2リレーノードは、PDSCHを送信することができるが、少なくともCRS及びPDCCHは送信しない。
一方、リレーノードを帯域内で動作させるには、時間周波数空間での一部リソースをバックホールリンクのための予備にしなければならず、また、このリソースはアクセスリンクのために用いられないように設定することができる。これをリソース分割という。
リレーノードにおけるリソース分割の一般的な原理は、次の通りである。バックホールダウンリンク及びアクセスダウンリンクを一つの搬送波周波数上で時分割多重化(TDM)方式で多重化することができる(すなわち、特定時間においてバックホールダウンリンク又はアクセスダウンリンクのいずれか一方だけを活性化する)。同様に、バックホールアップリンク及びアクセスアップリンクを、一つの搬送波周波数上でTDM方式で多重化することができる(すなわち、特定時間においてバックホールアップリンク又はアクセスアップリンクのいずれか一方だけを活性化する)。
FDDにおけるバックホールリンク多重化は、バックホールダウンリンク送信はダウンリンク周波数帯域で行われ、バックホールアップリンク送信はアップリンク周波数帯域で行われるものと説明することができる。TDDにおけるバックホールリンク多重化は、バックホールダウンリンク送信は基地局とリレーノードとのダウンリンクサブフレームで行われ、バックホールアップリンク送信は基地局とリレーノードとのアップリンクサブフレームで行われるものと説明することができる。
帯域内リレーノードの場合に、例えば、所定の周波数帯域において基地局からのバックホールダウンリンク受信と端末へのアクセスダウンリンク送信とが同時に行われると、リレーノードの送信端から送信される信号がリレーノードの受信端に受信されることがあり、そのため、リレーノードのRFフロントエンドにおいて信号干渉又はRF妨害(jamming)が生じることがある。同様に、所定の周波数帯域において端末からのアクセスアップリンクの受信と、基地局へのバックホールアップリンクの送信とが同時に行われると、リレーノードのRFフロントエンドで信号干渉が生じることがある。したがって、リレーノードにおける一つの周波数帯域での同時送受信を可能にするためには、受信信号と送信信号との間に充分の分離(例えば、送信アンテナと受信アンテナとを地理的に十分に離隔して(例えば、地上/地下にして)設ける)を提供しなければならない。
このような信号干渉の問題を解決する一案に、リレーノードがドナーセルから信号を受信する間、端末が信号を送信しないように構成することがある。すなわち、リレーノードから端末への送信にギャップを設け、このギャップでは端末(旧型端末も含む)がリレーノードからのいかなる送信も期待しないように設定することができる。このギャップは、マルチキャスト・ブロードキャスト単一周波数ネットワーク(MBSFN)サブフレームを構成することによって設定することができる。
図10は、リレーノードリソース分割の例を示す図である。
図10では、第1のサブフレームは一般サブフレームであり、リレーノードから端末にダウンリンク(すなわち、アクセスダウンリンク)制御信号及びデータが送信され、第2のサブフレームはMBSFNサブフレームであり、ダウンリンクサブフレームの制御領域ではリレーノードから端末に制御信号が送信されるが、ダウンリンクサブフレームの残り領域ではリレーノードから端末に何らの送信も行われない。ここで、旧型端末の場合は、すべてのダウンリンクサブフレームで物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)の送信を期待するようになるため(言い換えると、リレーノードは、自身の領域内の旧型端末が毎サブフレームでPDCCHを受信して測定機能を行うように支援する必要があるため)、旧型端末の正しい動作のためにすべてのダウンリンクサブフレームでPDCCHを送信する必要がある。そのため、基地局からリレーノードへのダウンリンク(すなわち、バックホールダウンリンク)送信のために設定されたサブフレーム(第2のサブフレーム1020)上でも、サブフレームの先頭N(N=1,2又は3)個のOFDMシンボル区間においてリレーノードはバックホールダウンリンクを受信せず、アクセスダウンリンク送信をする必要がある。これについて、第2のサブフレームの制御領域でPDCCHがリレーノードから端末に送信されるため、リレーノードがサービス提供する旧型端末に対する後方互換性を提供することができる。第2のサブフレームの残り領域では、リレーノードから端末に何らの送信も行われない間に、リレーノードは基地局からの送信を受信することができる。このようなリソース分割方式により、帯域内リレーノードにおいてアクセスダウンリンク送信とバックホールダウンリンク受信とが同時に行われることを防ぐことができる。
MBSFNサブフレームを用いる第2のサブフレームについて具体的に説明する。第2のサブフレームの制御領域は、リレーノード非聴取(non−hearing)区間ということができる。リレーノード非聴取区間は、リレーノードがバックホールダウンリンク信号を受信せずにアクセスダウンリンク信号を送信する区間のことを意味する。この区間は、前述したように、1,2又は3のOFDM長さに設定することができる。リレーノード非聴取区間において、リレーノードは、端末へのアクセスダウンリンク送信を行い、残りの領域では基地局からバックホールダウンリンクを受信することができる。この場合、リレーノードは、同じ周波数帯域で同時に送受信を行うことができないから、リレーノードが送信モードから受信モードに切り替わるには時間が掛かる。したがって、バックホールダウンリンク受信領域の先頭の一部区間においてリレーノードが送信/受信モード切替を行うようにガード時間(GT)を設定する必要がある。同様に、リレーノードが基地局からのバックホールダウンリンクを受信し、端末へのアクセスダウンリンクを送信するように動作する場合にも、リレーノードの受信/送信モード切替のためのガード時間(GT)を設定することができる。このようなガード時間の長さは、時間領域の値と与えられることができ、例えば、k(k≧1)個の時間サンプル(Ts)値として与えられてもよく、一つ以上のOFDMシンボル長に設定してもよい。又は、リレーノードバックホールダウンリンクサブフレームが連続して設定されている場合に、若しくは所定のサブフレームタイミング整列関係によって、サブフレームの末尾部分のガード時間は定義又は設定されなくてもよい。このようなガード時間は、後方互換性を維持するために、バックホールダウンリンクサブフレーム送信のために設定されている周波数領域においてだけ定義することができる(アクセスダウンリンク区間においてガード時間が設定される場合には、旧型端末をサポートできない)。ガード時間以外のバックホールダウンリンク受信区間においてリレーノードは基地局からPDCCH及びPDSCHを受信することができる。これを、リレーノード専用物理チャネルという意味から、リレーPDCCH(R−PDCCH)及びリレーPDSCH(R−PDSCH)と表現することもできる。
LTEシステムにおけるPDCCHとは違い、R−PDCCHは、必ずしも全帯域に存在するわけではない。そのため、ブラインド復号複雑度を軽減し、リソース浪費を最小化するために、最小のリソースだけでR−PDCCHのための探索空間を構成することが好ましい。
したがって、本発明では、システム帯域幅に従ってサイズが変化するR−PDCCHのための探索空間を提案する。ここで、システム帯域幅は、リソースブロック(RB)の数で表現することができる。すなわち、本発明に係るR−PDCCHのための探索空間は、システム帯域幅が100RBの場合に、探索空間のサイズが25RBに設定され、50RBの場合に、探索空間のサイズが12RBに設定されることを意味する。
又は、システム帯域幅を構成するリソースブロックの個数を特定範囲に区画化し、その範囲によってリソース割当基本単位であるリソースブロックグループ(RBG)のサイズを決定することができる。そのため、R−PDCCHのための探索空間は、上記システム帯域幅に基づくリソースブロックグループのサイズによって設定することができる。特に、リソースブロックグループのサイズを考慮して、RBG当たりN個の探索空間を設定する。ここで、Nは、RBGよりも小さいと好ましい。下記の表2は、Nが1の場合に、探索空間のサイズを示す。
表2を参照すると、N値は、1,2,3,…、又は、逆に0.5,0.25,…になりうる。Nが0.5の場合は、2RBG当たり1個のRBが探索空間として設定されることを意味する。
一方、基地局は、R−PDCCHのための探索空間の位置及び個数を考慮して、リソース割当タイプ(例えば、LTEシステムでリソース割当タイプ0,1及び2)を選択してリソース割当を行うことが好ましい。
特に、本発明によって設定されたR−PDCCHのための探索空間は、セル間干渉を回避できるように調整されることが好ましい。すなわち、隣接セル間相互干渉を最小化できるように、別個の位置にR−PDCCHのための探索空間が設定される構成とすることができる。
図11は、本発明の実施例によってセル間干渉緩和のためにR−PDCCHのための探索空間を設定する方法を示す図である。
図11を参照すると、110RBシステム帯域幅においてサイズ4RBのRBGを用いると設計した場合に、Cell#1の探索空間の開始位置が、各RBGの1番目のRB位置であるとすれば、隣接する又は調整の必要なCell#2の探索空間の開始位置は、1番目のRB位置以外のRB位置にする。同様の方法がCell#2、Cell#3にも適用される。このように探索空間の開始位置を調整することによって、干渉を誘発しうるセル間R−PDCCH衝突を最小化することができる。
これを具現する方法として、探索空間の開始位置をオフセット値で割り当てることを考慮することができる。例えば、オフセット値が0であれば、Cell#1の探索空間の開始位置の信号通知であり、オフセット値が1の場合は、探索空間の開始位置の信号通知である。勿論、本提案方法では、説明の単位をRBとしたが、RBの整数倍又はR−CCEを基本単位にしてもよい。
一方、セル間干渉緩和のために、RBG単位に不連続するRBを探索空間に設定する場合を説明したが、連続するRBを探索空間に設定する場合にもリソース割当方法を定義する必要がある。すなわち、システム帯域幅ごとにそれぞれ異なる形態でR−PDCCHのためのリソース割当方法が適用してもよい。
そこで、本発明では、各リソース割当方式において局所化した方式で割り当て可能な最大RBを、R−PDCCHのための探索空間に設定し、又は、それよりも小さい値をR−PDCCHのための探索空間に設定することが好ましい。
図12及び図13はそれぞれ、LTEシステムにおいてリソース割当情報タイプ0及びリソース割当情報タイプ1を示す図である。このようなリソース割当情報を用いてR−PDCCHのための探索空間を設定する方法を提案する。
表2、図12及び図13を参照して、局所化した方式で割り当て可能な最大RBをR−PDCCHのための探索空間に設定する方法を例示する。表2の32RBで構成されたシステム帯域幅では、RBGを構成するRBの個数は3であり、これに必要なリソース割当情報ビット数が12ビット(1ビットのヘッダ情報を含む)であるとする。
この場合、リソース割当情報タイプ0では、1ビットのヘッダ情報以外の実際11個のリソース割当ビットがリソース割当に用いられるのに対し、リソース割当情報タイプ1では、8個のリソース割当ビットがリソース割当に用いられる。すなわち、1回に割り当て可能なリソースのサイズが制限される。また、リソース割当情報タイプ0では、リソース割当に用いられるそれぞれのリソース割当ビットは1個のRBGを指示し、リソース割当情報タイプ1では、リソース割当に用いられるそれぞれのリソース割当ビットは1個のRBを指示する。この側面を考慮すると、リソース割当情報タイプ0及びリソース割当情報タイプ1のリソース割当ビット最小値である8個を用いて探索空間を構成する場合に、リソース割当情報タイプ0の8RBG及びリソース割当情報タイプ1の8RBが、局所化した方式で割り当て可能なR−PDCCHのための探索空間サイズの最大値となる。上記のリソース割当情報は、上位層を通じて信号通知されることが好ましい。
一方、R−PDCCHのための探索空間を保護するための方法に、ホップ手法を用いることができる。そのため、事前にホップできる探索空間のためのリソースを十分に確保することが好ましい。
この場合、セルごとに別個のホップパターンを用いることによって、セル間干渉を分散又は軽減することができる。このようなホップパターンは、互いに直交性を維持することが好ましいが、制限されたリソースを考慮すれば、一部のホップパターンは重複してもよい。
R−PDCCHのための探索空間のホップは、サブフレーム単位で行われ、ホップパターンは20スロット、すなわち、1無線フレーム単位に定義されることが好ましい。サブフレーム単位の他に、スロット、サブフレームの整数倍にしてもよく、ホップパターンの周期も無線フレームの整数倍に構成することができる。
このようなR−PDCCHのための探索空間のホップ手法は、リレーノードが、特定サブフレームでどのようなパターンでR−PDCCHのための探索空間が存在するかを把握し、セル間干渉を緩和するための目的で、サブフレームインデクスと関連付けてホップパターンを定義することが好ましい。また、このようなR−PDCCHのための探索空間のホップ手法は、セル識別子(Cell−ID)に基づいて動作するように設計することができる。
図14は、本発明の実施例に係るR−PDCCHのための探索空間のホップ手法を例示する図である。
図14を参照すると、R−PDCCHのための探索空間が局所化した形態で設定される場合に、Cell#1及びCell#2がサブフレームごとにR−PDCCHのための探索空間の位置を変更する例を示す。
本発明は、リレーノードを基準にして説明したが、端末がPDCCHを取得するための探索空間設定方法及びそのための装置にも適用できることは言うまでもない。
図15は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
図15を参照すると、通信装置1500は、プロセッサ1510、メモリ1520、RFモジュール1530、表示モジュール1540及びユーザインタフェースモジュール1550を含む。
通信装置1500は、説明の便宜のために例示されたものであり、一部モジュールを省略してもよい。なお、通信装置1500は、必要なモジュールを更に含んでもよい。また、通信装置1500において一部の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1510は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ1510の詳細な動作は、図1乃至図14に記載された内容を参照されたい。
メモリ1520は、プロセッサ1510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1530は、プロセッサ1510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果たす。そのために、RFモジュール1530は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換、又はこれらの逆過程を行う。表示モジュール1540は、プロセッサ1510に接続し、様々な情報を表示する。表示モジュール1540は、これに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することができる。ユーザインタフェースモジュール1550は、プロセッサ1510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によって構成することができる。
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、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、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可能である。ある実施例の一部の構成や特徴は、別の実施例に含めることもでき、別の実施例の対応する構成又は特徴に代えることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新しい請求項として含めたりすることができることは明らかである。
本明細書においては、本発明の実施例は、リレーノードと基地局との間のデータ送受信関係を中心に説明された。本明細書において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によっては、その上位ノードによって行ってもよい。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノードからなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の別のネットワークノードによって行われることは明らかである。基地局は、固定局、ノードB、進化ノードB(eNB)、アクセスポイントなどの用語に代替可能である。
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組合せなどによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、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することができる。
ファームウェア又はソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態に具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶されて、プロセッサにより駆動されるものでよい。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、既に公知の様々な手段によりプロセッサとデータを授受することができる。
本発明は、本発明の特徴から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は、当業者にとっては自明である。そのため、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。
上述したような無線通信システムにおけるリレーノードのための探索空間設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、種々の複数アンテナ無線通信システムにも適用することが可能である。
Claims (12)
- 無線通信システムにおいて、リレーノード内のリレー物理ダウンリンク制御チャネル(R−PDCCH)を基地局から受信する方法であって、
基地局(eNB)からリレーノード(RN)への送信のための無線リソースを設定するステップと、
前記基地局からリレーノードへの送信のための無線リソースを設定した場合、前記基地局から上位層シグナリングを介してリソースブロック(RB)割当と前記R−PDCCHのリソース割当タイプに関連するリソース割当情報を受信するステップと、
前記リソース割当情報に基づいて、前記R−PDCCHの潜在リソースを設定するステップであって、前記潜在リソースはシステム帯域幅に基づいた前記リソースブロック割当に依存するリソースブロックの個数を含む、ステップと、
前記潜在リソースを監視することによって、前記R−PDCCHを受信するステップと、を有する、方法。 - 前記の潜在リソースを監視ステップは、前記潜在リソース内の検索空間から前記R−PDCCHを検出するためにブラインド復号を実行するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記探索空間のサイズは、前記潜在リソースに等しいか、それより小さい、請求項2に記載の方法。
- 前記潜在リソースは、前記リソース割当情報に含まれるリソース割当ビットによって指示されるリソース割当単位に基づいて規定される、請求項1に記載の方法。
- 前記リソース割当ビットによって指示される前記リソース割当単位は、前記リソース割当情報のタイプに応じて決定される、請求項4に記載の方法。
- 前記リソース割当ビットによって指示される前記リソース割当単位は、リソースブロック(RB)又はリソースブロックグループ(RBG)である、請求項4に記載の方法。
- 無線通信システムにおけるリレーノードであって、
基地局(eNB)からリレーノード(RN)への送信のための無線リソースを設定し、リソース割当情報に基づくリレー物理ダウンリンク制御チャネル(R−PDCCH)のための潜在リソースを設定するためのプロセッサと、
前記基地局からリレーノードへの送信のための前記無線リソースが設定された場合、前記基地局から上位層シグナリングを介して潜在リレー物理ダウンリンク制御チャネル(R−PDCCH)送信のためのリソースブロック(RB)割当とリソース割当タイプに関連するリソース割当情報を受信する受信モジュールと、
前記リソース割当情報に基づいて、前記R−PDCCHの潜在リソースを設定するプロセッサと、を備え、
前記潜在リソースはシステム帯域幅に基づいた前記リソースブロック割当に依存するリソースブロックの個数を含み、
前記受信モジュールは、前記潜在リソースを監視することによって前記R−PDCCHを受信する、リレーノード。 - 前記プロセッサは、前記潜在リソース内の探索空間から前記R−PDCCHを検出するために、ブラインド復号を行うことによって前記潜在リソースを監視する、請求項7に記載のリレーノード。
- 前記探索空間のサイズは、前記潜在リソースに等しいか、それより小さい、請求項8に記載のリレーノード。
- 前記潜在リソースは、前記リソース割当情報に含まれるリソース割当ビットによって指示されるリソース割当単位に基づいて規定される、請求項7に記載のリレーノード。
- 前記リソース割当ビットによって指示される前記リソース割当単位は、前記リソース割当情報のタイプに応じて決定される、請求項10に記載のリレーノード。
- 前記リソース割当ビットによって指示される前記リソース割当単位は、リソースブロック(RB)又はリソースブロックグループ(RBG)である、請求項10に記載のリレーノード。
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