JP2017055426A - 物理ハイブリッド自動再送要求指示チャネルのマッピング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は物理ハイブリッド自動再送要求指示チャネルのマッピング方法に関し、ＰＨＩＣＨの反復が隣接セルＩＤ間で干渉を発生させず、性能を向上させる。【解決手段】一実施例による物理ハイブリッド自動再送要求指示チャネルのマッピング方法においては、ＰＨＩＣＨが伝送されるシンボルにおける利用可能なリソースエレメントグループの数と１番目または２番目のＯＦＤＭシンボルにおける利用可能なリソースエレメントグループの数との比率に従って、前記ＰＨＩＣＨの反復パターンが伝送されるリソースエレメントグループのインデックスを決定し、前記決定されたインデックスによって前記ＰＨＩＣＨをシンボルにマッピングする。【選択図】図１１

Description

本発明は、セルラ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）無線パケット通信システムにおけるダウンリンクで伝送される信号の周波数及びＯＦＤＭシンボル領域に対するマッピング方法に関する。

移動通信システムでパケットを送受信するときに、受信機は、パケット受信に成功したか否かを送信機に知らせなければならない。パケット受信に成功した場合には、応答（ＡＣＫ）信号を伝送して、送信機が新しいパケットを送信するようにする。パケット受信に失敗した場合には、否定応答（ＮＡＣＫ）信号を伝送して、送信機が当該パケットを再伝送するようにする。このような動作を自動再送要求（ＡＲＱ）という。一方、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）が提案されており、これはＡＲＱ動作とチャネルコーディング技法とを結合したものである。ＨＡＲＱは、再伝送されるパケットを既に受信したパケットと結合することで誤り率を低減し、システム全体の効率を高めている。ＨＡＲＱは、システムのスループットを高めるために、既存のＡＲＱに比べて速いＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を受信機から受信する必要がある。そのため、ＨＡＲＱにおいてＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答は物理チャネルシグナリング方式で伝送される。

ＨＡＲＱの実施方法は、チェイス合成（ＣＣ：chase combining）法とＩＲ(インクリメンタルリダンダンシー）法に大別される。チェイス合成法は、前回のパケット伝送の際に使用したのと同じ変調方式及びコーディングレートを使用してパケットを再伝送する方法である。ＩＲ法は、前回のパケットを伝送する際に使用したのと異なる変調方式及びコーディングレートを使用してパケットを再伝送する方法である。このとき、受信機はコーディングダイバーシティを通じてシステムの性能を高めることができる。

マルチキャリアセルラ移動通信システムでは、１つあるいは複数のセルに属する端末機が基地局へとアップリンクデータパケット伝送を行う。つまり、１サブフレーム内に複数の端末機がアップリンクデータパケットを伝送できるので、基地局は１サブフレーム内に複数の端末機にＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を伝送することが可能でなければならない。基地局が、マルチキャリアシステムのダウンリンク伝送帯域の一部の時間−周波数領域内においてＣＤＭＡ方式を用いて、１サブフレーム内に端末機に伝送する複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を多重化する場合には、他の端末機に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は時間−周波数領域を通じて乗算される直交符号または準直交符号により区別される。また、４相位相変調（ＱＰＳＫ）伝送を行なう場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は異なる直交位相成分によって区別することができる。

１サブフレーム内に複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を伝送するためにＣＤＭＡ方式で多重化してＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する場合、ダウンリンク無線チャネル応答特性は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が伝送される時間−周波数領域において大きく変わってはならない。これは、多重化された異なるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号間で直交性が維持されれば、チャネル等化のような特別な受信アルゴリズムを適用しなくても、受信機は満足な受信性能を得ることができるためである。したがって、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のＣＤＭＡ多重化は、無線チャネル応答特性が大きく変わらない時間−周波数領域内で行なわれなければならない。しかし、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が伝送される時間−周波数領域において特定の端末機の無線チャネル品質が悪いと、該端末機のＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信性能も大きく劣化することがある。

したがって、１サブフレーム内で任意の端末機に伝送されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が複数の時間−周波数軸上で分散された時間−周波数領域にわたって反復して伝送されるようにすることができ、各時間−周波数領域でＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を他の端末機に伝送されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号とＣＤＭＡ方式で多重化することができる。その結果、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号受信時に、受信機は時間−周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。

しかしながら、従来の物理ハイブリッド自動再送要求指示チャネル（ＰＨＩＣＨ：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel）のマッピング方法では、図１に示すように、隣接セル間のＰＨＩＣＨグループはコリジョン(collision)を避けることが困難であるという問題点があった。

したがって、上記問題点を解決するために考案された本発明の目的は、ＯＦＤＭシンボルごとに異なる利用可能なリソースエレメントを考慮することによって、ＰＨＩＣＨの反復が隣接セルＩＤ間で干渉を起こさないようなＰＨＩＣＨのマッピング方法を提供することにある。

本発明の目的は、物理ハイブリッドＡＲＱ指示チャネル（ＰＨＩＣＨ：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel）のマッピング方法を提供することにより達成され、この方法は、ＰＨＩＣＨグループが伝送されるＯＦＤＭシンボルのインデックスを決定し、決定されたＯＦＤＭシンボルにおける使用可能なリソースエレメントグループの数と１番目または２番目のＯＦＤＭシンボルにおける使用可能なリソースエレメントグループの数との比率に従って、前記ＰＨＩＣＨグループの反復パターンが伝送されるリソースエレメントグループのインデックスを決定し、該決定されたインデックスに従って前記ＰＨＩＣＨグループをマッピングするＰＨＩＣＨのマッピング方法である。

好ましくは、ＰＨＩＣＨは複数のＰＨＩＣＨグループ単位で伝送され、ｍ´がＰＨＩＣＨグループのインデックスを表す場合、ｉ番目の反復パターンが伝送されるＯＦＤＭシンボルのインデックスは、下記の式で定義することができる。

好ましくは、前記比率にセルＩＤを乗算して得られる値に従って、前記リソースエレメントグループのインデックスを決定してもよい。

本発明の他の側面によれば、前記ＰＨＩＣＨが伝送されるシンボルにおける使用可能なリソースエレメントグループ数と２番目のＯＦＤＭシンボルにおける使用可能なリソースエレメントグループ数との比率に従って、前記ＰＨＩＣＨの反復パターンを伝送するリソースエレメントグループのインデックスを決定し、該決定されたインデックスに従って前記ＰＨＩＣＨをシンボルにマッピングするＰＨＩＣＨのマッピング方法が提供される。

好ましくは、前記ＰＨＩＣＨは、各々が４個のリソースエレメントからなる複数のＰＨＩＣＨグループ単位で伝送されてもよい。

好ましくは、前記ＰＨＩＣＨは、各々が２個のリソースエレメントからなる複数のＰＨＩＣＨグループ単位で伝送されてもよい。

本発明の実施例によれば、ＰＨＩＣＨ伝送においてＯＦＤＭシンボルに応じて変化する使用可能なリソースエレメントを考慮することによって効率的なマッピングを行なうことにより、ＰＨＩＣＨの反復が隣接セルＩＤ間に干渉を起こすのを防止し、性能が向上するという効果が得られる。

従来のＰＨＩＣＨのマッピング方法の例を示す図である。 ＰＨＩＣＨがマッピングされるリソースエレメントグループを示す図である。 ＰＨＩＣＨがマッピングされるリソースエレメントグループを示す図である。 拡散率４の場合にＰＨＩＣＨをマッピングする例を示す図である。 拡散率４の場合にＰＨＩＣＨをマッピングする例を示す図である。 拡散率２の場合にＰＨＩＣＨをマッピングする例を示す図である。 拡散率２の場合にＰＨＩＣＨをマッピングする例を示す図である。 本発明に適用されるＰＨＩＣＨを反復マッピングする例を示す図である。 本発明に適用されるＰＨＩＣＨを反復マッピングする例を示す図である。 本発明に適用されるＰＨＩＣＨを反復マッピングする例を示す図である。 本発明の一実施例によるＰＨＩＣＨのマッピング方法を示す図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例について説明する。ただし、以下に例示する本発明の実施例は様々な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下の具体的な実施例に限定されることはない。

ＯＦＤＭ無線パケット通信システムのダウンリンクを通じてデータを伝送する時に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を伝送するチャネルを物理ハイブリッド自動再送要求指示チャネル（ＰＨＩＣＨ：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel）と呼ぶ。

特に、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：Third Generation Partnership Project）の長期高度化システム（ＬＴＥ：Long Term Evolution）でＰＨＩＣＨは、ダイバーシティ利得を得るために３回反復して伝送される。ＰＨＩＣＨがいくつのＯＦＤＭシンボルにわたって伝送されるかは、物理層の報知チャネル（ＰＢＣＨ：Primary Broadcast Channel)を通じて伝送される情報と、サブフレームがマルチキャスト／ブロードキャスト単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ：Multicast/Broadcast over single-frequency network）用であるか否かによって決定される。ＰＨＩＣＨが１つのＯＦＤＭシンボルで伝送される場合、３回反復されるＰＨＩＣＨが１つのＯＦＤＭシンボルの周波数帯域に均等に分布されなければならない。ＰＨＩＣＨが３個のＯＦＤＭシンボルで伝送される場合、各反復は、対応するＯＦＤＭシンボルにマッピングされる。

図２及び図３は、ＰＨＩＣＨがマッピングされるリソースエレメントグループ（ＲＥＧ)を示す図である。

それぞれのＲＥＧは、４個のリソースエレメントを有する。最初のＯＦＤＭシンボルは基準信号ＲＳ０及びＲＳ１を含んでいるため、これら基準信号の位置を除いた位置がリソースエレメントに利用できる。図３では、２番目のＯＦＤＭシンボルも基準信号ＲＳ２及びＲＳ３を含む。

図４及び図５は、拡散率（ＳＦ：Spreading Factor）が４の場合にＰＨＩＣＨをマッピングする例を示す図である。ＳＦが４の場合には、１つのＰＨＩＣＨグループの１つの反
復が１つのＲＥＧにマッピングされる。

図４及び図５では、送信ダイバーシティのためのプリコーディングが適用される。Ａ₁₁、Ａ₂₁、Ａ₃₁、Ａ₄₁は、特定のＰＨＩＣＨを構成するＲＥＧのリソースエレメントを表す。Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、Ｃ₄は、ＰＨＩＣＨまたは下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のためのＲＥＧのリソースエレメントを表す。図４は、アンテナ数１の場合に対応し、図５は、アンテナ数２の場合に対応し、いずれも基準信号を考慮していない。

図６及び図７は、ＳＦが２の場合にＰＨＩＣＨをマッピングする例を示す図である。ＳＦが２の場合には、２つのＰＨＩＣＨグループの１つの反復が、１つのＲＥＧにマッピングされる。

図６及び図７では、送信ダイバーシティのためのプリコーディングが適用される。図６はアンテナ数１の場合に対応し、図７はアンテナ数２の場合に対応し、いずれも基準信号を考慮していない。

しかし、図２または図３のように実際には、基準信号を含んでいるＯＦＤＭシンボルで利用可能なＲＥＧの数と、基準信号を含まないＯＦＤＭシンボルで利用可能なＲＥＧの数とが一致しないことを考慮する必要がある。

ＰＨＩＣＨグループのインデックスはｍ´＝０を初期値として持つ。ｍ´でのシンボルクワドループレットz^(p)(i)は、(k´,l´)_iのＲＥＧにマッピングされる。ここで、l´_i
はＰＨＩＣＨグループのｉ番目の反復が伝送されるＯＦＤＭシンボルのインデックスであり、k´_iは周波数ドメインのインデックスである。

ＰＨＩＣＨが、２つのＯＦＤＭシンボルを通じて伝送される場合には、伝送されるＰＨＩＣＨグループに従って、１番目のＯＦＤＭシンボルに２回反復され、２番目のＯＦＤＭシンボルに１回反復される。逆に、１番目のＯＦＤＭシンボルに１回反復され、２番目のＯＦＤＭシンボルに２回反復されるようにしてもよい。これは、下記の式１で表される。

式１において、l´_iは、ＰＨＩＣＨグループのｉ番目の反復が伝送されるＯＦＤＭシンボルのインデックスを表し、ｍ´は、ＰＨＩＣＨグループのインデックスを表し、ｉは、ＰＨＩＣＨの反復回数を表す。ＰＨＩＣＨが３回反復される場合、ｉは０，１，２の値を持つこととなる。

図８〜図１０は、式１を図示したものである。

ＰＨＩＣＨは、データが受信されたか否かを示すＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を伝送する重要なチャネルであるから、可能な限り安定に伝送されなければならない。さらに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号はセル境界にあるユーザにも伝送されなければならないので、他のチャネルに比べて大きいパワーが使われる。したがって、ＰＨＩＣＨを伝送する位置を各セルで同一にすると、隣接セル間においてＰＨＩＣＨ伝送によって生じる干渉によりＰＨＩＣＨ伝送性能が劣化する恐れがある。したがって、各セルでＰＨＩＣＨの伝送位置を異ならせれば、隣接セル間においてＰＨＩＣＨ伝送によって生じる干渉は減少する。その結果、ＰＨＩＣＨの伝送性能を向上させることができる。すなわち、セルＩＤに従ってＰＨＩＣＨのマッピング位置を定めると、このような問題を解決することができる。また、ＰＨＩＣＨはダイバーシティ利得を得るために３回反復して伝送される。ダイバーシティ利得を大きくするためには、各反復が全周波数帯域にわたって均等に分布されなければならない。

上記の条件を満たすために、ＰＨＩＣＨグループは、４個のリソースエレメントで構成されるＲＥＧ単位で伝送される。このＰＨＩＣＨの伝送開始ＲＥＧ位置はセルＩＤによって指定され、ＰＨＩＣＨの各反復は、伝送開始ＲＥＧを基準に伝送可能なＲＥＧの個数を３つに分けて得られる値の間隔で配置される。しかし、このようなＰＨＩＣＨの反復が多数のＯＦＤＭシンボルにわたって伝送される場合、各ＯＦＤＭシンボルでＰＨＩＣＨ伝送に使用できるＲＥＧの個数が異なってくる。これは、１番目のＯＦＤＭシンボルの場合、制御チャネルのために用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を含む情報を伝送する制御チャネル構成指示チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）が伝送され、伝送アンテナの個数によって１番目と２番目のＯＦＤＭシンボルに伝送される基準信号が異なるためである。このようにＰＨ
ＩＣＨが互いに異なるＲＥＧを持っている様々なＯＦＤＭシンボルを通して伝送される場合、各ＯＦＤＭシンボルにおけるＲＥＧの個数が異なるため、各ＰＨＩＣＨの反復が周波数帯域全体に均等に分布できなくなる。セルＩＤによって１番目のＲＥＧの位置を指定し、１番目のＲＥＧのインデックスを基準に一定間隔で反復パターンを割り当てなければならない。ところが、各ＯＦＤＭシンボルにおけるＲＥＧの個数によって、インデックスに応じた周波数位置の解像度が異なるため、基準位置が変わるという問題がある。

したがって、ＰＨＩＣＨが多数のＯＦＤＭシンボルを通して伝送される場合、最初の開始シンボルのＲＥＧの他のシンボルのＲＥＧに対する比を考慮して、セルＩＤによる開始位置を定めれば、上記の問題を解決できる。１個または３個のＯＦＤＭシンボルを通じてＰＨＩＣＨが伝送される場合、最初の開始シンボルの位置は常に最初のＯＦＤＭシンボルとなる。しかし、２個のＯＦＤＭシンボルを通じてＰＨＩＣＨが伝送される場合には、最初のＰＨＩＣＨグループが２番目のＯＦＤＭシンボルから始まることになる。したがって、ＲＥＧの比を考慮する場合、基準となるシンボルを変えなければならない。

上記記載は、下記の式２のように表すことができる。

図１１は、本発明の一実施例によるＰＨＩＣＨのマッピング方法を示す図である。図１１に示すように、セルプランニングに基づいてＰＨＩＣＨのリソースのコリジョンを回避することができる。

一方、１番目のＰＨＩＣＨグループの位置が割り当てられ、その後、他のＰＨＩＣＨグループが、１番目のＰＨＩＣＨグループに続けてマッピングされるようにすることが好ましい。

以上、図面に基づいて具体的な実施例を示して本発明を説明してきたが、これらは例示的なものに過ぎず、これらから様々な変形及び修正が可能であるということが、当該技術分野における通常の知識を持つ者にとっては明らかである。そして、それらの変形は本発明の技術的保護範囲内にあると見なすべきである。したがって、本発明の真正の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲における技術的思想によって決められるべきである。

本発明は、セルラＯＦＤＭ無線パケット通信システムにおいてダウンリンクで伝送される信号の周波数及びＯＦＤＭシンボル領域に対するマッピング方法に関するもので、３ＧＰＰ ＬＴＥなどのシステムに適用することができる。

Claims (6)

1. 複数のＰＨＩＣＨ（物理ハイブリッド自動再送要求指示チャネル：A Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel）グループにおいて、ＰＨＩＣＨをＯＦＤＭ（直行周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルにマッピングする方法であり、
   ＯＦＤＭシンボルは、複数のリソースエレメントグループを含み、
   それぞれのリソースエレメントグループは、４つのリソースエレメントを含み、
   前記方法は、ＰＨＩＣＨが送信されるリソースエレメントグループのインデックスを決定し、
   

   

   

   利用可能なリソースエレメントグループは、ＯＦＤＭシンボルのＰＨＩＣＨの送信に使用できるリソースエレメントグループであり、
   ＰＨＩＣＨを前記決定がされるインデックスに応じてＰＨＩＣＨをＯＦＤＭシンボルにマッピングする方法。
2. 前記インデックスは、前記比にセルＩＤを乗じて得られる値に従って決定される請求項１に記載の方法。
3. 

   
4. 
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を実行し、移動局に多重化された信号を送信する、マルチキャリアセルラ移動通信システムの基地局。
6. 請求項５に記載の基地局から、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を用いて形成され多重化された信号を受信する、マルチキャリアセルラ移動通信システムの移動局。

Images