3GPP LTEでは、下り回線の通信方式としてOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が採用されている。3GPP LTEが適用された無線通信システムでは、基地局が予め定められた通信リソースを用いて同期信号(Synchronization Channel:SCH)及び報知信号(Broadcast Channel:BCH)を送信する。そして、端末は、まず、SCHを捕まえることによって基地局との同期を確保する。その後、端末は、BCH情報を読むことにより基地局独自のパラメータ(例えば、周波数帯域幅など)を取得する(非特許文献1、2、3参照)。
また、端末は、基地局独自のパラメータの取得が完了した後、基地局に対して接続要求を行うことにより、基地局との通信を確立する。基地局は、通信が確立された端末に対して、必要に応じてPDCCH(Physical Downlink Control Channel)等の下り回線制御チャネルを介して制御情報を送信する。
そして、端末は、受信したPDCCHに含まれる複数の制御情報(下り割当制御情報:DL Assignment(Downlink Control Information:DCIと呼ばれることもある))をそれぞれ「ブラインド判定」する。すなわち、制御情報は、CRC(Cyclic Redundancy Check)部分を含み、このCRC部分は、基地局において、送信対象端末の端末IDによってマスクされる。従って、端末は、受信した制御情報のCRC部分を自機の端末IDでデマスクしてみるまでは、自機宛の制御情報であるか否かを判定できない。このブラインド判定では、デマスクした結果、CRC演算がOKとなれば、その制御情報が自機宛であると判定される。
また、3GPP LTEでは、基地局から端末への下り回線データに対してARQ(Automatic Repeat Request)が適用される。つまり、端末は下り回線データの誤り検出結果を示す応答信号を基地局へフィードバックする。端末は下り回線データに対しCRCを行って、CRC=OK(誤り無し)であればACK(Acknowledgment)を、CRC=NG(誤り有り)であればNACK(Negative Acknowledgment)を応答信号として基地局へフィードバックする。この応答信号(つまり、ACK/NACK信号。以下、単に「A/N」と表記することもある)のフィードバックには、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)等の上り回線制御チャネルが用いられる。
ここで、基地局から送信される上記制御情報には、基地局が端末に対して割り当てたリソース情報等を含むリソース割当情報が含まれる。この制御情報の送信には、前述の通りPDCCHが用いられる。このPDCCHは、1つ又は複数のL1/L2CCH(L1/L2 Control Channel)から構成される。各L1/L2CCHは、1つ又は複数のCCE(Control Channel Element)から構成される。すなわち、CCEは、制御情報をPDCCHにマッピングするときの基本単位である。また、1つのL1/L2CCHが複数(2,4,8個)のCCEから構成される場合には、そのL1/L2CCHには偶数のインデックスを持つCCEを起点とする連続する複数のCCEが割り当てられる。基地局は、リソース割当対象端末に対する制御情報の通知に必要なCCE数に従って、そのリソース割当対象端末に対してL1/L2CCHを割り当てる。そして、基地局は、このL1/L2CCHのCCEに対応する物理リソースにマッピングして制御情報を送信する。
また、ここで、各CCEは、PUCCHの構成リソース(以下、PUCCHリソースと呼ぶことがある)と1対1に対応付けられている。従って、L1/L2CCHを受信した端末は、このL1/L2CCHを構成するCCEに対応するPUCCHの構成リソースを特定し、このリソースを用いて応答信号を基地局へ送信する。ただし、L1/L2CCHが連続する複数のCCEを占有する場合には、端末は、複数のCCEにそれぞれ対応する複数のPUCCH構成リソースのうち一番インデックスが小さいCCEに対応するPUCCH構成リソース(すなわち、偶数番号のCCEインデックスを持つCCEに対応付けられたPUCCH構成リソース)を利用して、応答信号を基地局へ送信する。こうして下り回線の通信リソースが効率良く使用される。
複数の端末から送信される複数の応答信号は、図1に示すように、時間軸上でZero Auto-correlation特性を持つZAC(Zero Auto-correlation)系列、ウォルシュ(Walsh)系列、及び、DFT(Discrete Fourier Transform)系列によって拡散され、PUCCH内でコード多重されている。図1において(W0,W1,W2,W3)は系列長4のウォルシュ系列を表し、(F0,F1,F2)は系列長3のDFT系列を表す。図1に示すように、端末では、ACK又はNACKの応答信号が、まず周波数軸上でZAC系列(系列長12)によって1SC−FDMAシンボルに対応する周波数成分へ1次拡散される。すなわち、系列長12のZAC系列に対して複素数で表される応答信号成分が乗算される。次いで1次拡散後の応答信号及び参照信号としてのZAC系列がウォルシュ系列(系列長4:W0〜W3。ウォルシュ符号系列(Walsh Code Sequence)と呼ばれることもある)、DFT系列(系列長3:F0〜F2)それぞれに対応させられて2次拡散される。すなわち、系列長12の信号(1次拡散後の応答信号、又は、参照信号としてのZAC系列(Reference Signal Sequence))のそれぞれの成分に対して、直交符号系列(Orthogonal sequence:ウォルシュ系列又はDFT系列)の各成分が乗算される。さらに、2次拡散された信号が、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)によって時間軸上の系列長12の信号に変換される。そして、IFFT後の信号それぞれに対しCPが付加され、7つのSC−FDMAシンボルからなる1スロットの信号が形成される。
異なる端末からの応答信号同士は、異なる巡回シフト量(Cyclic Shift Index)に対応するZAC系列、又は、異なる系列番号(Orthogonal Cover Index : OC index)に対応する直交符号系列を用いて拡散されている。直交符号系列は、ウォルシュ系列とDFT系列との組である。また、直交符号系列はブロックワイズ拡散コード系列(Block-wise spreading code)と称されることもある。従って、基地局は、従来の逆拡散及び相関処理を用いることにより、これらコード多重された複数の応答信号を分離することができる(非特許文献4参照)。
ただし、各端末が各サブフレームにおいて自分宛の下り割当制御信号をブラインド判定するので、端末側では、必ずしも下り割当制御信号の受信が成功するとは限らない。端末が或る下り単位バンドにおける自分宛の下り割当制御信号の受信に失敗した場合、端末は、当該下り単位バンドにおいて自分宛の下り回線データが存在するか否かさえも知り得ない。従って、或る下り単位バンドにおける下り割当制御信号の受信に失敗した場合、端末は、当該下り単位バンドにおける下り回線データに対する応答信号も生成しない。このエラーケースは、端末側で応答信号の送信が行われないという意味での、応答信号のDTX(DTX (Discontinuous transmission) of ACK/NACK signals)として定義されている。
ところで、3GPP LTEシステム(以下、「LTEシステム」と呼ばれることがある)では、基地局は上り回線データ及び下り回線データに対してそれぞれ独立にリソース割当を行う。そのため、LTEシステムでは、上り回線において、端末(つまり、LTEシステム対応の端末(以下、「LTE端末」という))が、下り回線データに対する応答信号と、上り回線データとを同時に送信しなければならない状況が発生する。この状況では、端末からの応答信号及び上り回線データは、時間多重(Time Division Multiplexing:TDM)を用いて送信される。このように、TDMを用いて応答信号と上り回線データとを同時に送信することで、端末の送信波形のシングルキャリア特性(Single carrier properties)を維持している。
また、図2に示すように、時間多重(TDM)では、端末から送信される応答信号(「A/N」)は、上り回線データ向けに割り当てられたリソース(PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)リソース)の一部(参照信号(RS(Reference Signal))がマッピングされるSC−FDMAシンボルに隣接するSC−FDMAシンボルの一部)を占有して基地局に送信される。ただし、図2における縦軸の「Subcarrier」は「Virtual subcarrier」、又は「Time contiguous signal」と呼ばれることもあり、SC−FDMA送信機においてDFT(Discrete Fourier Transform)回路に纏めて入力される「時間的に連続する信号」を便宜上「subcarrier」として表したものである。すなわち、PUSCHリソースでは、応答信号によって、上り回線データのうちの任意のデータがパンクチャ(puncture)される。このため、符号化後の上り回線データの任意のビットがパンクチャされることで、上り回線データの品質(例えば、符号化利得)が大幅に劣化する。そのため、基地局は、例えば、端末に対して非常に低い符号化率を指示したり、非常に大きな送信電力を指示したりすることで、パンクチャによる上り回線データの品質劣化を補償する。
また、3GPP LTEよりも更なる通信の高速化を実現する3GPP LTE−Advancedの標準化が行われている。3GPP LTE−Advancedシステム(以下、「LTE−Aシステム」と呼ばれることがある)は、LTEシステムを踏襲する。3GPP LTE−Advancedでは、最大1Gbps以上の下り伝送速度を実現するために、40MHz以上の広帯域周波数で通信可能な基地局及び端末が導入される。
LTE−Aシステムにおいては、LTEシステムにおける伝送速度の数倍もの超高速伝送速度による通信、及び、LTEシステムに対する後方互換性(バックワードコンパチビリティー:Backward Compatibility)を同時に実現するために、LTE−Aシステム向けの帯域が、LTEシステムのサポート帯域幅である20MHz以下の「単位バンド」に区切られる。すなわち、「単位バンド」は、ここでは、最大20MHzの幅を持つ帯域であって、通信帯域の基本単位として定義される。FDD(Frequency Division Duplex)システムでは、さらに、下り回線における「単位バンド」(以下、「下り単位バンド」という)は基地局から報知されるBCHの中の下り周波数帯域情報によって区切られた帯域、又は、下り制御チャネル(PDCCH)が周波数領域に分散配置される場合の分散幅によって定義される帯域として定義されることもある。また、上り回線における「単位バンド」(以下、「上り単位バンド」という)は、基地局から報知されるBCHの中の上り周波数帯域情報によって区切られた帯域、又は、中心付近にPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)領域を含み、両端部にLTE向けのPUCCHを含む20MHz以下の通信帯域の基本単位として定義されることもある。なお、「単位バンド」は、3GPP LTE−Advancedにおいて、英語でComponent Carrier(s)又はCellと表記されることがある。また、略称としてCC(s)と表記されることもある。
LTE−Aシステムでは、単位バンドを幾つか束ねた帯域を用いた通信、所謂Carrier aggregation(CA)がサポートされる。なお、UL-DL Configurationは、単位バンド毎に設定可能であるが、LTE−Aシステム対応の端末(以下、「LTE−A端末」)は、複数の単位バンド間で同じUL-DL Configurationが設定されることを想定して設計されている。
図3は、個別の端末に適用される非対称のCarrier aggregation及びその制御シーケンスの説明に供する図である。
図3Bに示すように、端末1に対しては、2つの下り単位バンドと左側の1つの上り単位バンドを用いてCarrier aggregationを行うような設定(Configuration)が為される。一方、端末2に対しては、端末1と同一の2つの下り単位バンドを用いるような設定が為されるにも拘らず、上り通信では右側の上り単位バンドを利用するような設定が為される。
そして、端末1に着目すると、LTE−Aシステムを構成する基地局(つまり、LTE−Aシステム対応の基地局(以下、「LTE−A基地局」という))とLTE−A端末との間では、図3Aに示すシーケンス図に従って、信号の送受信が行われる。図3Aに示すように、(1)端末1は、基地局との通信開始時に、左側の下り単位バンドと同期を取り、左側の下り単位バンドとペアになっている上り単位バンドの情報をSIB1(System Information Block Type 1)と呼ばれる報知信号から読み取る。(2)端末1は、この上り単位バンドを用いて、例えば、接続要求を基地局に送信することによって基地局との通信を開始する。(3)端末に対し複数の下り単位バンドを割り当てる必要があると判断した場合には、基地局は、端末に下り単位バンドの追加を指示する。ただし、この場合、上り単位バンド数は増えず、個別の端末である端末1において非対称Carrier aggregationが開始される。
また、前述のCarrier aggregationが適用されるLTE−Aでは、端末が一度に複数の下り単位バンドにおいて複数の下り回線データを受信することがある。LTE−Aでは、この複数の下り回線データに対する複数の応答信号の送信方法として、Channel Selection(Multiplexingとも呼ぶ)、Bundling、及び、DFT−S−OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)フォーマット(PUCCH Format 3とも呼ぶ)がある。Channel Selectionでは、端末は、複数の下り回線データに関する誤り検出結果のパターンに応じて、応答信号に用いるシンボル点だけでなく、応答信号をマッピングするリソースも変化させる。これに対し、Bundlingでは、端末は、複数の下り回線データに関する誤り検出結果より生成されたACK又はNACK信号をBundlingして(すなわち、ACK=1、NACK=0とし、複数の下り回線データに関する誤り検出結果の論理積(Logical AND)を計算して)、予め決められた一つのリソースを用いて応答信号を送信する(非特許文献6、7参照)。また、DFT−S−OFDMフォーマット(PUCCH Format 3)を用いた送信時には、端末は、複数の下り回線データに対する応答信号を纏めて符号化(Joint coding)し、当該フォーマットを用いてその符号化データを送信する(非特許文献5参照)。例えば、端末は、誤り検出結果のパターンのビット数に応じて、Channel Selection、Bundling、又は、DFT−S−OFDMのいずれかによる応答信号(ACK/NACK)のフィードバックを行ってもよい。又は、基地局が上記応答信号の送信方法を予め設定してもよい。
また、図4に示すように、端末は、複数の単位バンドのうち、1つの単位バンドを用いて、応答信号を送信する。このような応答信号を送信する単位バンドは、PCC(Primary Component Carrier)又はPCell(Primary Cell)と呼ばれる。また、それ以外の単位バンドは、SCC(Secondary Component Carrier)又はSCell(Secondary Cell)と呼ばれる。例えば、PCC(PCell)は、応答信号を送信する単位バンドに関する報知情報(例えば、SIB1(System Information Block type 1))を送信している単位バンドである。
ここで、端末がPDCCHを介して下り割当制御情報を受信し、下り回線データを受信した場合における上り回線での応答信号の送信方法として、以下の2つの方法が考えられる。
一つは、PDCCHが占有しているCCE(Control Channel Element)の先頭CCEインデックスnCCE(あるいはその隣のnCCE+1)と1対1に関連付けられたPUCCHリソースを用いて応答信号を送信する方法(Implicit signalling)である(方法1)。つまり、基地局配下の端末に向けたDCIをPDCCH領域に配置する場合、各PDCCHは、1つ又は連続する複数のCCEで構成されるリソースを占有する。また、PDCCHが占有するCCE数(CCE連結数:CCE aggregation level)としては、例えば、割当制御情報の情報ビット数又は端末の伝搬路状態に応じて、1,2,4,8の中の1つが選択される。
もう一つは、基地局からPUCCH向けのリソースを端末に対して予め通知しておく方法(Explicit signalling)である(方法2)。つまり、方法2では、端末は、基地局から予め通知されたPUCCHリソースを用いて応答信号を送信する。
方法2では、複数の端末間で共通のPUCCH向けのリソース(例えば4つのPUCCH向けのリソース)を、基地局から端末に対して予め通知してもよい。例えば、端末は、SCell内のDCIに含まれる2ビットのTPC(Transmit Power Control)コマンド(送信電力制御命令)に基づいて、実際に用いるPUCCH向けのリソースを1つ選択する方法を採ってもよい。その際、当該TPCコマンドは、ARI(Ack/nack Resource Indicator)と呼ばれる。これにより、Explicit signalling時に、或るサブフレームにおいて、或る端末がexplicit signallingされたPUCCH向けのリソースを使い、別のサブフレームでは、別の端末が、同一のexplicit signallingされたPUCCH向けのリソースを使うことができるようになる。
Carrier Aggregation時の誤り検出結果通知方法である、PUCCH Format 3およびChannel Selectionに関して、PUCCHリソースの決定方法を、それぞれ図5および図6を援用して説明する。
PUCCH Format 3では、図5Bに示すように、端末は、最大5つの下り単位バンドで受信した、下り単位バンド毎の複数の下り回線データに対する誤り検出結果を、PUCCH Format 3リソースまたはPUCCH Format 1bリソースを用いて、基地局に通知する。具体的には、基地局は、PCellのPDSCHを指示するPDCCHでは、2ビットのTPCコマンドが含まれるフィールド(TPCフィールドとも呼ぶ)において、PUCCHのTPCコマンドを通知する。すなわち、ARIとしては用いない。基地局は、当該PDCCHが占有するCCEの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)を指示する。また、基地局は、端末に対して予め4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)を設定しておき、SCellのPDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドの2ビットにおいて、ARIを通知する。すなわち、PUCCHのTPCコマンドとしては用いない。なお、図5Bでは、SCellのPDSCHを指示するPDCCHに含まれるARIを、便宜上ARI1として表記する。端末は、当該PDCCHで通知されるARIにより、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。なお、基地局は、複数のSCellのPDSCHを指示するPDCCHに含まれるARIの値として、同じ値を端末に通知する。これにより端末は、常に単一のPUCCH Format 3リソースを決定できる。
また、PUCCH Format 3では、少なくとも1つのSCellのPDSCHを指示するPDCCHを端末で検出する場合は、上記のPUCCH Format 3リソースを用いて誤り検出結果(FDDシステムでは最大10ビット(=5CC×2CW))を基地局に通知する。一方、PCellのPDSCHを指示するPDCCHのみを端末で検出する場合は、当該PDCCHの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCH Format 1bリソースを用いて誤り検出結果(最大2ビット(=1CC×2CW))を基地局に通知する。
PUCCH Format 1bリソースは、最大2ビットまでの誤り検出結果の送信に最適化されたPUCCHリソースであり、また、最大48リソースとの直交化が可能である。PUCCH Format 3リソースは、より多くの誤り検出結果の送信に最適化されたPUCCHリソースである一方で、最大4リソースまでしか直交化できない。誤り検出結果のビット数が少ない場合には、より少ない誤り検出結果のビット数に最適化されたPUCCHリソースを用いる方が、より多くのリソースと直交化できるため、PUCCHリソースの利用効率が高い。また、基地局における所要品質を満足するために必要な、端末でのPUCCH所要送信電力も低くて済む。
さらに、PCellのPDSCHを指示するPDCCHのみを端末で検出する場合に、当該PDCCHの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCH Format 1bリソースを用いて誤り検出結果を基地局に通知することで、基地局と端末間でCC数の設定の認識が異なる期間においても、少なくともPCellのPDSCHに対する誤り検出結果を、基地局と端末間で不整合なく通知することができる(以降、LTE fallbackをサポートする、と表現することがある)。
具体的には、基地局と端末との間において、端末に設定(configuration)されているCC数の認識が異なる期間(uncertainty period、または、misalignment period)が存在する。基地局は、端末に対して、CC数を変更する(例えば1CCから2CCに、あるいはその逆でもよい)よう再設定(reconfiguration)するメッセージを通知し、端末はその通知を受けて、CC数が変更されたと認識し、基地局に対してCC数の再設定の完了メッセージを通知する。端末に設定されているCC数の認識が異なる期間は、基地局がその通知を受けて初めて、端末に設定されているCC数が変更されたと認識することに起因する。CC数変更前と変更後(例えば図5Aと図5B。または図6Aと図6B)で共通して、PCellのPDSCHを指示するPDCCHのみを端末で検出する場合に、当該PDCCHの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCH Format 1bリソースを用いるよう動作すれば、前記CC数の認識が異なる期間においても、少なくともPCellのPDSCHに対する誤り検出結果は、不整合なく基地局に通知できる(すなわち、LTE fallbackをサポートする)。
Channel Selectionでは、図6Bに示すように、端末は、最大2つの下り単位バンドで受信した、下り単位バンド毎の複数の下り回線データに対する誤り検出結果を、4つのPUCCH Format 1bリソースを用いて、基地局に通知する。Channel Selectionでは、複数の下り回線データに関する誤り検出結果のパターン(ACK/NACKの組合せ)に応じて、応答信号に用いるシンボル点だけでなく、応答信号をマッピングするPUCCH Format 1bリソースも変化させる。Channel Selectionでは、基地局は、PCellのPDCCHでは、2ビットのTPCコマンドが含まれるフィールド(TPCフィールドとも呼ぶ)において、PUCCHのTPCコマンドを通知する。すなわち、ARIとしては用いない。基地局は、当該PDCCHが占有するCCEの先頭CCEインデックスnCCE、および、その隣のCCEインデックスnCCE+1に1対1に対応づけられたPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)をそれぞれ指示する(図6中のPUCCHリソース0および1)。また、基地局は、端末に対して予め4つのPUCCHリソースペア(PUCCH Format 1bリソースペア)を設定しておき、SCellのPDCCHでは、TPCフィールドの2ビットにおいて、ARIを通知する。すなわち、PUCCHのTPCコマンドとしては用いない。なお、図6では、SCellのPDCCHに含まれるARIを、便宜上ARI1として表記する。端末は、当該PDCCHで通知されるARIにより、予め設定された4つのPUCCHリソースペア(PUCCH Format 1bリソースペア)のうち、1つのリソースペアを決定する(図6B中のPUCCHリソース2および3)。
ところで、近年、セルラ移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像データ及び動画像データ等の大容量データを伝送することが一般化しつつある。また、LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced)では、広帯域の無線帯域、Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)伝送技術、干渉制御技術を利用して高伝送レートを実現する検討が盛んに行われている。
さらに、M2M(Machine to Machine)通信等、様々な機器が無線通信端末として導入されること、及び、MIMO伝送技術により端末の多重数が増加することを考慮すると、制御信号に使用されるPDCCH(Physical Downlink Control CHannel:下り回線制御チャネル)がマッピングされる領域(つまり、「PDCCH領域」)のリソース不足が懸念される。このリソース不足によって制御信号(PDCCH)がマッピングできなくなると、端末に対するデータの割当が行えない。このため、データがマッピングされるリソース領域が空いていても使用することができずに、システムスループットが低下してしまう恐れがある。
このリソース不足を解消する方法として、基地局配下の端末に向けた制御信号を、PDSCH領域にも配置することが検討されている。この基地局配下の端末に向けた制御信号がマッピングされるリソース領域(制御チャネル及びデータチャネルのいずれにも使用可能なリソース領域)は、enhanced PDCCH(ePDCCH)領域と呼ばれる。このようにデータ領域に制御信号(つまり、ePDCCH)をマッピングすることにより、セルエッジ付近に存在する端末へ送信される制御信号に対する送信電力制御、又は、送信される制御信号によって他のセルへ与える干渉制御若しくは他のセルから自セルへ与えられる干渉制御が、実現可能となる。
LTEでは、下り回線のデータ割当を指示するDL assignment、及び、上り回線のデータ割当を指示するUL grantが、PDCCHによって送信される。
LTE−Advancedでは、PDCCHと同様に、ePDCCHにも、DL assignmentおよびUL grantが配置される。ePDCCHでは、DL assignmentがマッピングされるリソースとUL grantがマッピングされるリソースとが周波数軸で分割されることが検討されている。
ePDCCHの割当方法として、ePDCCHを周波数帯域上の互いに近い位置にまとめて割り当てる「localized割当」と、ePDCCHを周波数帯域上に分散させて割り当てる「distributed割当」が検討されている(例えば、図7参照)。
(実施の形態1)
図8は、本実施の形態に係る端末200の主要構成図である。端末200は、第1の単位バンド及び第2の単位バンドを含む複数の単位バンドを用いて基地局100と通信する。端末200において、抽出部204が、複数の単位バンドでPDCCH領域またはePDCCH領域の下りデータ割当と、当該下りデータ割当が指示するPDSCH領域の下りデータをそれぞれ受信し、CRC部211が、各下りデータの誤りを検出し、応答信号生成部212が、CRC部211で得られる各下りデータの誤り検出結果を用いて応答信号を生成し、制御部208が、応答信号を基地局100へ送信する。ただし、制御部208は、前記下りデータ割当をPDCCH領域またはePDCCHのどちらで受信したかに基づいて、応答信号の送信に用いるPUCCHリソースを決定する。
[基地局の構成]
図9は、本実施の形態に係る基地局100の構成を示すブロック図である。図9において、基地局100は、制御部101と、制御情報生成部102と、符号化部103と、変調部104と、符号化部105と、データ送信制御部106と、変調部107と、マッピング部108と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部109と、CP付加部110と、無線送信部111と、無線受信部112と、CP除去部113と、PUCCH抽出部114と、逆拡散部115と、系列制御部116と、相関処理部117と、A/N判定部118と、束A/N逆拡散部119と、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部120と、束A/N判定部121と、再送制御信号生成部122とを有する。
制御部101は、リソース割当対象端末(以下「宛先端末」又は単に「端末」ともいう)200に対して、制御情報を送信するための下りリソース(つまり、下り制御情報割当リソース)、及び、下り回線データを送信するための下りリソース(つまり、下りデータ割当リソース)を割り当てる(Assignする)。このリソース割当は、リソース割当対象端末200に設定される単位バンドグループに含まれる下り単位バンドにおいて行われる。また、下り制御情報割当リソースは、各下り単位バンドにおける下り制御チャネル(PDCCHまたはePDCCH)に対応するリソース内で選択される。また、下りデータ割当リソースは、各下り単位バンドにおける下りデータチャネル(PDSCH)に対応するリソース内で選択される。また、リソース割当対象端末200が複数有る場合には、制御部101は、リソース割当対象端末200のそれぞれに異なるリソースを割り当てる。
下り制御情報割当リソースは、上記したL1/L2CCHと同等である。すなわち、下り制御情報割当リソースは、1つ又は複数のCCEから構成される。
また、制御部101は、リソース割当対象端末200に対して制御情報を送信する際に用いる符号化率を決定する。この符号化率に応じて制御情報のデータ量が異なるので、このデータ量の制御情報をマッピング可能な数のCCEを持つ下り制御情報割当リソースが、制御部101によって割り当てられる。
そして、制御部101は、制御情報生成部102に対して、下りデータ割当リソースに関する情報を出力する。また、制御部101は、符号化部103に対して、符号化率に関する情報を出力する。また、制御部101は、送信データ(つまり、下り回線データ)の符号化率を決定し、符号化部105に出力する。また、制御部101は、下りデータ割当リソース及び下り制御情報割当リソースに関する情報をマッピング部108に対して出力する。
制御情報生成部102は、下りデータ割当リソースに関する情報を含む制御情報を生成して符号化部103へ出力する。この制御情報は下り単位バンド毎に生成される。また、リソース割当対象端末200が複数有る場合に、リソース割当対象端末200同士を区別するために、制御情報には、宛先端末200の端末IDが含まれる。例えば、宛先端末200の端末IDでマスキングされたCRCビットが制御情報に含まれる。この制御情報は、「下り割当制御情報(Control information carrying downlink assignment)」又は「Downlink Control Information(DCI)」と呼ばれることがある。
符号化部103は、制御部101から受け取る符号化率に従って、制御情報を符号化し、符号化された制御情報を変調部104へ出力する。
変調部104は、符号化後の制御情報を変調し、得られた変調信号をマッピング部108へ出力する。
符号化部105は、宛先端末200毎の送信データ(つまり、下り回線データ)及び制御部101からの符号化率情報を入力として送信データを符号化し、データ送信制御部106に出力する。ただし、宛先端末200に対して複数の下り単位バンドが割り当てられる場合には、符号化部105は、各下り単位バンドで送信される送信データをそれぞれ符号化し、符号化後の送信データをデータ送信制御部106へ出力する。
データ送信制御部106は、初回送信時には、符号化後の送信データを保持すると共に変調部107へ出力する。符号化後の送信データは、宛先端末200毎に保持される。また、1つの宛先端末200への送信データは、送信される下り単位バンド毎に保持される。これにより、宛先端末200に送信されるデータ全体の再送制御だけでなく、下り単位バンド毎の再送制御も可能になる。
また、データ送信制御部106は、再送制御信号生成部122から或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対するNACK又はDTXを受け取ると、この下り単位バンドに対応する保持データを変調部107へ出力する。データ送信制御部106は、再送制御信号生成部122から或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対するACKを受け取ると、この下り単位バンドに対応する保持データを削除する。
変調部107は、データ送信制御部106から受け取る符号化後の送信データを変調し、変調信号をマッピング部108へ出力する。
マッピング部108は、制御部101から受け取る下り制御情報割当リソースの示すリソースに、変調部104から受け取る制御情報の変調信号をマッピングし、IFFT部109へ出力する。
また、マッピング部108は、制御部101から受け取る下りデータ割当リソース(すなわち、制御情報に含まれる情報)の示すリソース(PDSCH(下りデータチャネル))に、変調部107から受け取る送信データの変調信号をマッピングし、IFFT部109へ出力する。
マッピング部108にて複数の下り単位バンドにおける複数のサブキャリアにマッピングされた制御情報及び送信データは、IFFT部109で周波数領域信号から時間領域信号に変換され、CP付加部110にてCPが付加されてOFDM信号とされた後に、無線送信部111にてD/A(Digital to Analog)変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理が施され、アンテナを介して端末200へ送信される。
無線受信部112は、端末200から送信された上り応答信号又は参照信号を、アンテナを介して受信し、上り応答信号又は参照信号に対しダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を行う。
CP除去部113は、受信処理後の上り応答信号又は参照信号に付加されているCPを除去する。
PUCCH抽出部114は、受信信号に含まれるPUCCH信号から、予め端末200に通知してある束ACK/NACKリソースに対応するPUCCH領域の信号を抽出する。ここで、束ACK/NACKリソースとは、前述したように、束ACK/NACK信号が送信されるべきリソースであり、DFT−S−OFDMフォーマット構成を採るリソースである。具体的には、PUCCH抽出部114は、束ACK/NACKリソースに対応するPUCCH領域のデータ部分(すなわち、束ACK/NACK信号が配置されているSC−FDMAシンボル)と参照信号部分(すなわち、束ACK/NACK信号を復調するための参照信号が配置されているSC−FDMAシンボル)を抽出する。PUCCH抽出部114は、抽出したデータ部分を束A/N逆拡散部119に出力し、参照信号部分を逆拡散部115−1に出力する。
また、PUCCH抽出部114は、受信信号に含まれるPUCCH信号から、下り割当制御情報(DCI)の送信に用いられたPDCCHが占有していたCCEに対応付けられているA/Nリソース(またはPUCCHリソースとも呼ぶ)及び予め端末200に通知してある複数のA/Nリソースに対応する複数のPUCCH領域を抽出する。ここで、A/Nリソースとは、A/Nが送信されるべきリソースである。また、PUCCH抽出部114は、下り割当制御情報(DCI)の送信に用いられたチャネルが、PDCCHであるかePDCCHであるかに基づいて、A/Nリソースを決定する。A/Nリソースの決定方法の詳細については後述する。
また、PUCCH抽出部114は、A/Nリソースに対応するPUCCH領域のデータ部分(上り制御信号が配置されているSC−FDMAシンボル)と参照信号部分(上り制御信号を復調するための参照信号が配置されているSC−FDMAシンボル)を抽出する。そして、PUCCH抽出部114は、抽出したデータ部分及び参照信号部分の両方を、逆拡散部115−2に出力する。このようにして、CCEに関連付けられたPUCCHリソース及び端末200に対して通知した特定のPUCCHリソースの中から選択されたリソースで応答信号が受信される。
系列制御部116は、端末200から通知されるA/N、A/Nに対する参照信号、及び、束ACK/NACK信号に対する参照信号のそれぞれの拡散に用いられる可能性があるBase sequence(すなわち、系列長12のZAC系列)を生成する。また、系列制御部116は、端末200が用いる可能性のあるPUCCHリソースにおいて、参照信号が配置され得るリソース(以下「参照信号リソース」という)に対応する相関窓をそれぞれ特定する。そして、系列制御部116は、束ACK/NACKリソースにおいて参照信号が配置され得る参照信号リソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを相関処理部117−1に出力する。系列制御部116は、参照信号リソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを、相関処理部117−1に出力する。また、系列制御部116は、A/N及びA/Nに対する参照信号が配置されるA/Nリソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを相関処理部117−2に出力する。
逆拡散部115−1及び相関処理部117−1は、束ACK/NACKリソースに対応するPUCCH領域から抽出された参照信号の処理を行う。
具体的には、逆拡散部115−1は、端末200が束ACK/NACKリソースの参照信号において2次拡散に用いるべきウォルシュ系列で参照信号部分を逆拡散し、逆拡散後の信号を相関処理部117−1に出力する。
相関処理部117−1は、参照信号リソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを用いて、逆拡散部115−1から入力される信号と、端末200において1次拡散に用いられる可能性のあるBase sequenceとの相関値を求める。そして、相関処理部117−1は、相関値を束A/N判定部121に出力する。
逆拡散部115−2及び相関処理部117−2は、複数のA/Nリソースに対応する複数のPUCCH領域から抽出された参照信号及びA/Nの処理を行う。
具体的には、逆拡散部115−2は、端末200が各A/Nリソースのデータ部分及び参照信号部分において2次拡散に用いるべきウォルシュ系列及びDFT系列でデータ部分及び参照信号部分を逆拡散し、逆拡散後の信号を相関処理部117−2に出力する。
相関処理部117−2は、各A/Nリソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを用いて、逆拡散部115−2から入力される信号と、端末200において1次拡散に用いられる可能性のあるBase sequenceとの相関値をそれぞれ求める。そして、相関処理部117−2は、それぞれの相関値をA/N判定部118に出力する。
A/N判定部118は、相関処理部117−2から入力される複数の相関値に基づいて、端末200からどのA/Nリソースを用いて信号が送信されているか、若しくは、いずれのA/Nリソースも用いられていないかを判定する。そして、A/N判定部118は、端末200からいずれかのA/Nリソースを用いて信号が送信されていると判定した場合、参照信号に対応する成分及びA/Nに対応する成分を用いて同期検波を行い、同期検波の結果を再送制御信号生成部122に出力する。一方、A/N判定部118は、端末200がいずれのA/Nリソースも用いていないと判定した場合には、A/Nリソースが用いられていない旨を再送制御信号生成部122に出力する。
束A/N逆拡散部119は、PUCCH抽出部114から入力される束ACK/NACKリソースのデータ部分に対応する束ACK/NACK信号をDFT系列によって逆拡散し、その信号をIDFT部120に出力する。
IDFT部120は、束A/N逆拡散部119から入力される周波数領域上の束ACK/NACK信号を、IDFT処理によって時間領域上の信号に変換し、時間領域上の束ACK/NACK信号を束A/N判定部121に出力する。
束A/N判定部121は、IDFT部120から入力される束ACK/NACKリソースのデータ部分に対応する束ACK/NACK信号を、相関処理部117−1から入力される束ACK/NACK信号の参照信号情報を用いて復調する。また、束A/N判定部121は、復調後の束ACK/NACK信号を復号し、復号結果を束A/N情報として再送制御信号生成部122に出力する。ただし、束A/N判定部121は、相関処理部117−1から入力される相関値が閾値よりも小さく、端末200から束A/Nリソースを用いて信号が送信されていないと判定した場合には、その旨を再送制御信号生成部122に出力する。
再送制御信号生成部122は、束A/N判定部121から入力される情報、A/N判定部118から入力される情報、及び、予め端末200に設定したグループ番号を示す情報に基づいて、下り単位バンドで送信したデータ(下り回線データ)を再送すべきか否かを判定し、判定結果に基づいて再送制御信号を生成する。具体的には、再送制御信号生成部122は、或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対して再送する必要があると判断した場合には、当該下り回線データの再送命令を示す再送制御信号を生成して、再送制御信号をデータ送信制御部106へ出力する。また、再送制御信号生成部122は、或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対して再送する必要が無いと判断した場合には、当該下り単位バンドで送信した下り回線データを再送しないことを示す再送制御信号を生成して、再送制御信号をデータ送信制御部106へ出力する。
[端末の構成]
図10は、本実施の形態に係る端末200の構成を示すブロック図である。図10において、端末200は、無線受信部201と、CP除去部202と、FFT(Fast Fourier Transform)部203と、抽出部204と、復調部205と、復号部206と、判定部207と、制御部208と、復調部209と、復号部210と、CRC部211と、応答信号生成部212と、符号化・変調部213と、1次拡散部214−1,214−2と、2次拡散部215−1,215−2と、DFT部216と、拡散部217と、IFFT部218−1,218−2,218−3と、CP付加部219−1,219−2,219−3と、時間多重部220と、選択部221と、無線送信部222とを有する。
無線受信部201は、基地局100から送信されたOFDM信号を、アンテナを介して受信し、受信OFDM信号に対しダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を行う。なお、受信OFDM信号には、PDSCH内のリソースに割り当てられたPDSCH信号(下り回線データ)、PDCCH内のリソースに割り当てられた下り制御信号、ePDCCH内のリソースに割り当てられた下り制御信号が含まれる。
CP除去部202は、受信処理後のOFDM信号に付加されているCPを除去する。
FFT部203は、受信OFDM信号をFFTして周波数領域信号に変換し、得られた受信信号を抽出部204へ出力する。
抽出部204は、入力される符号化率情報に従って、FFT部203から受け取る受信信号から下り制御チャネル信号(PDCCHまたはePDCCH)を抽出する。すなわち、符号化率に応じて下り制御情報割当リソースを構成するCCE(又はeCCE)の数が変わるので、抽出部204は、その符号化率に対応する個数のCCEを抽出単位として、下り制御チャネル信号を抽出する。また、下り制御チャネル信号は、下り単位バンドごとに抽出される。抽出された下り制御チャネル信号は、復調部205へ出力される。
また、抽出部204は、後述する判定部207から受け取る自装置宛の下りデータ割当リソースに関する情報に基づいて、受信信号から下り回線データ(下りデータチャネル信号(PDSCH信号))を抽出し、復調部209へ出力する。このように、抽出部204は、PDCCHにマッピングされた下り割当制御情報(DCI)を受信し、PDSCHで下り回線データを受信する。
復調部205は、抽出部204から受け取る下り制御チャネル信号を復調し、得られた復調結果を復号部206に出力する。
復号部206は、入力される符号化率情報に従って、復調部205から受け取る復調結果を復号して、得られた復号結果を判定部207に出力する。
判定部207は、復号部206から受け取る復号結果に含まれる制御情報が自装置宛の制御情報であるか否かをブラインド判定(モニタ)する。この判定は、上記した抽出単位に対応する復号結果を単位として行われる。例えば、判定部207は、自装置の端末IDでCRCビットをデマスキングし、CRC=OK(誤り無し)となった制御情報を自装置宛の制御情報であると判定する。そして、判定部207は、自装置宛の制御情報に含まれる、自装置に対する下りデータ割当リソースに関する情報を抽出部204へ出力する。
また、判定部207は、自装置宛の制御情報(すなわち、下り割当制御情報)を検出した場合、ACK/NACK信号が発生(存在)する旨を制御部208に通知する。また、判定部207は、自装置宛の制御情報をPDCCH領域から検出した場合、当該PDCCHが占有していたCCEに関する情報を制御部208に出力する。
制御部208は、下り割当制御情報(DCI)の送信に用いられたチャネルが、PDCCHであるかePDCCHであるかに基づいて、A/Nリソースを決定する。A/Nリソースの決定方法の詳細については後述する。制御部208は、判定部207から入力されるCCEに関する情報から、当該CCEに関連付けられたA/Nリソースを特定する。そして、制御部208は、CCEに関連付けられたA/Nリソース、又は、予め基地局100から通知されているA/Nリソースに対応するBase sequence及び循環シフト量を、1次拡散部214−1へ出力し、当該A/Nリソースに対応するウォルシュ系列及びDFT系列を2次拡散部215−1へ出力する。また、制御部208は、A/Nリソースの周波数リソース情報をIFFT部218−1に出力する。
制御部208は、下り割当制御情報(DCI)の送信に用いられたチャネルが、PDCCHであるかePDCCHであるかに基づいて、A/Nリソースを決定する。A/Nリソースの決定方法の詳細については後述する。
また、制御部208は、束ACK/NACK信号を束ACK/NACKリソースを用いて送信すると判断した場合、予め基地局100から通知されている束ACK/NACKリソースの参照信号部分(参照信号リソース)に対応するBase sequence及び循環シフト量を、1次拡散部214−2へ出力し、ウォルシュ系列を2次拡散部215−2へ出力する。また、制御部208は、束ACK/NACKリソースの周波数リソース情報をIFFT部218−2に出力する。
また、制御部208は、束ACK/NACKリソースのデータ部分の拡散に用いるDFT系列を拡散部217に出力し、束ACK/NACKリソースの周波数リソース情報をIFFT部218−3に出力する。
また、制御部208は、束ACK/NACKリソース又はA/Nリソースのいずれかを選択し、選択したリソースを無線送信部222に出力するよう選択部221に指示する。更に、制御部208は、選択したリソースに応じて、束ACK/NACK信号又はACK/NACK信号のいずれかを生成するよう応答信号生成部212に指示する。
復調部209は、抽出部204から受け取る下り回線データを復調し、復調後の下り回線データを復号部210へ出力する。
復号部210は、復調部209から受け取る下り回線データを復号し、復号後の下り回線データをCRC部211へ出力する。
CRC部211は、復号部210から受け取る復号後の下り回線データを生成し、CRCを用いて下り単位バンド毎に誤り検出し、CRC=OK(誤り無し)の場合にはACKを、CRC=NG(誤り有り)の場合にはNACKを、応答信号生成部212へそれぞれ出力する。また、CRC部211は、CRC=OK(誤り無し)の場合には、復号後の下り回線データを受信データとして出力する。
応答信号生成部212は、CRC部211から入力される、各下り単位バンドにおける下り回線データの受信状況(下り回線データの誤り検出結果)、及び、予め設定されたグループ番号を示す情報に基づいて応答信号を生成する。すなわち、応答信号生成部212は、制御部208から束ACK/NACK信号を生成するように指示された場合には、下り単位バンド毎の誤り検出結果の各々が個別データとして含まれている束ACK/NACK信号を生成する。一方、応答信号生成部212は、制御部208からACK/NACK信号を生成するように指示された場合には、1シンボルのACK/NACK信号を生成する。そして、応答信号生成部212は生成した応答信号を符号化・変調部213に出力する。
符号化・変調部213は、束ACK/NACK信号が入力された場合には、入力された束ACK/NACK信号を符号化・変調し、12シンボルの変調信号を生成し、DFT部216へ出力する。また、符号化・変調部213は、1シンボルのACK/NACK信号が入力された場合には、当該ACK/NACK信号を変調し、1次拡散部214−1に出力する。
A/Nリソース、及び、束ACK/NACKリソースの参照信号リソースに対応する1次拡散部214−1及び214−2は、制御部208の指示に従ってACK/NACK信号又は参照信号を、リソースに対応するBase sequenceによって拡散し、拡散した信号を2次拡散部215−1,215−2へ出力する。
2次拡散部215−1,215−2は、制御部208の指示により、入力された1次拡散後の信号をウォルシュ系列又はDFT系列を用いて拡散しIFFT部218−1,218−2に出力する。
DFT部216は、入力される時系列の束ACK/NACK信号を12個纏めてDFT処理を行うことにより、12個の周波数軸上の信号成分を得る。そして、DFT部216は12個の信号成分を拡散部217に出力する。
拡散部217は、制御部208から指示されたDFT系列を用いて、DFT部216から入力された12個の信号成分を拡散し、IFFT部218−3に出力する。
IFFT部218−1,218−2,218−3は、制御部208の指示により、入力された信号を、配置されるべき周波数位置に対応付けてIFFT処理を行う。これにより、IFFT部218−1,218−2,218−3に入力された信号(すなわち、ACK/NACK信号、A/Nリソースの参照信号、束ACK/NACKリソースの参照信号、束ACK/NACK信号)は時間領域の信号に変換される。
CP付加部219−1,219−2,219−3は、IFFT後の信号の後尾部分と同じ信号をCPとしてその信号の先頭に付加する。
時間多重部220は、CP付加部219−3から入力される束ACK/NACK信号(すなわち、束ACK/NACKリソースのデータ部分を用いて送信される信号)と、CP付加部219−2から入力される束ACK/NACKリソースの参照信号とを、束ACK/NACKリソースに時間多重し、得られた信号を選択部221へ出力する。
選択部221は、制御部208の指示に従って、時間多重部220から入力される束ACK/NACKリソースとCP付加部219−1から入力されるA/Nリソースのいずれかを選択し、選択したリソースに割り当てられた信号を無線送信部222へ出力する。
無線送信部222は、選択部221から受け取る信号に対しD/A変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を行い、アンテナから基地局100へ送信する。
[基地局100及び端末200の動作]
以上の構成を有する基地局100及び端末200の動作について説明する。
本実施の形態に係るPUCCHリソース決定方法を、図11を援用して説明する。本実施の形態では、ePDCCHでDL assignmentが通知される場合において、端末200において、Carrier Aggregationが設定されない場合(図11A)、および、Carrier AggregationかつPUCCH Format 3が設定される場合(図11B)の、PUCCHリソース通知方法について説明する。
本実施の形態におけるPUCCH Format 3では、図11Bに示すように、最大5つの下り単位バンドで受信した、下り単位バンド毎の複数の下り回線データに対する誤り検出結果は、PUCCH Format 3リソースまたはPUCCH Format 1bリソースを用いて、基地局100に通知される。具体的には、基地局100は、PCellのPDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにおいて、ARI(ARI3)を通知する。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARIにより、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。また、基地局100は、SCellのPDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにおいて、ARI(ARI2)を通知する。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARIにより、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
また、本実施の形態におけるPUCCH Format 3では、PDCCHを用いた運用と同様、少なくとも1つのSCellのPDSCHを指示するePDCCHを端末で検出する場合は、誤り検出結果は上記のPUCCH Format 3リソースを用いて基地局100に通知される。一方、PCellのPDSCHを指示するePDCCHのみを端末で検出する場合は、誤り検出結果は上記のPUCCH Format 1bリソースを用いて基地局100に通知される。
PUCCH Format 1bリソースは、最大2ビットまでの誤り検出結果の送信に最適化されたPUCCHリソースであり、また、最大48リソースとの直交化が可能である。PUCCH Format 3リソースは、より多くの誤り検出結果の送信に最適化されたPUCCHリソースである一方で、最大4リソースまでしか直交化できない。したがって、本実施の形態によると、PDCCHを用いた運用と同様、誤り検出結果のビット数が少ない場合には、より少ない誤り検出結果のビット数に最適化されたPUCCHリソースを用いることにより、より多くのリソースと直交化できるため、PUCCHリソースの利用効率を高めることができる。また、基地局における所要品質を満足するために必要な、端末でのPUCCH所要送信電力も低くて済む。
さらに、本実施の形態によると、ePDCCHで用いるPUCCH Formatの決定方法がPDCCHを用いた運用と同一である。すなわち、少なくとも1つのSCellのPDSCHを指示するPDCCHまたはePDCCHを端末で検出する場合は、端末はPUCCH Format 3を用いて誤り検出結果を基地局に通知する。一方、PCellのPDSCHを指示するPDCCHまたはePDCCHのどちらか一方のみを端末で検出する場合は、端末はPUCCH Format 1bを用いて誤り検出結果を基地局に通知する。各PDSCHに対する誤り検出結果から応答信号を生成する方法は、PUCCH Format(すなわちPUCCH Format 3であるかPUCCH Format 1bであるか)のみによって異なる。PUCCH Format 3では各誤り検出結果をまとめて最大10ビット(=5CC×2CW)の応答信号が生成され、PUCCH Format 1bではPCellのPDSCHの誤り検出結果をまとめて最大2ビット(=1CC×2CW)の応答信号が生成される。そのため、PDCCHを用いた運用とePDCCHを用いた運用とで、応答信号の生成に係る処理を共用できる。言い換えると、PDSCHを指示するのがPDCCHであるかePDCCHであるかは、応答信号の生成処理とは関係がなく、各セルのPDSCHの割当があるかないかが、応答信号の生成処理に関係する。これにより、端末および基地局の構成を簡易化できる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1と同様、ePDCCHでDL assignmentが通知される場合において、端末200において、Carrier Aggregationが設定されない場合、および、Carrier AggregationかつPUCCH Format 3が設定される場合の、PUCCHリソース通知方法について説明する。実施の形態1との違いは、PCellのPDSCHを指示するePDCCHで指示するARI(ARI3)、および、当該ARIにより指示されるPUCCHリソースにある。
大きいセルカバレッジをもつセルと小さいセルカバレッジをもつセルを組み合わせた、ヘテロジーニアスネットワーク(Heterogeneous Network: HetNet)環境において、Carrier Aggregationが設定される場合、端末のモビリティを確保するために、大きいセルカバレッジをもつセルをPCell、小さいセルカバレッジをもつセルをSCellとして運用することが考えられる。このようなHetNet環境におけるCarrier Aggregationでは、PCellをカバーする基地局よりもSCellをカバーする基地局の方が、一般的に、端末のより近傍に存在する。したがって、SCellをカバーする基地局から端末に対して下りデータ通信を行ったほうが、送信電力の観点で有利である。そのため、HetNet環境におけるCarrier Aggregationでは、PCellのみ下りデータ割当を行う頻度が低い。そこで、本実施の形態においては、PCellのPDSCHを指示するePDCCHで指示するARI(ARI3)は、SCellのPDSCHを指示するePDCCHで指示するARI(ARI2)と同一のPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)を指示する。
より具体的に、本実施の形態に係るPUCCHリソース決定方法を、図12を援用して説明する。図12Bに示すように、Carrier Aggregationが設定される場合、基地局100は、PCellのPDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにおいて、ARI(ARI3)を通知する。また、基地局100は、SCellのPDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドに、ARI(ARI2)が通知されていると認識して動作する。そして、本実施の形態においては、基地局100および端末200において、ARI2およびARI3を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI2およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定された4つのPUCCHリソースが共通である。端末200は、ARI2およびARI3により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
一方で、図12Aに示すように、Carrier Aggregationが設定されない場合、基地局100は、PCellのPDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにおいて、ARI(ARI3)を通知する。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARIにより、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
以上より、本実施の形態によれば、Carrier Aggregation設定時は、PCellのみにPDSCHが割り当てられる頻度が低いことに着目して、端末は、常にPUCCH Format 3リソースを用いて応答信号を送信する。ARI2およびARI3を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI2およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定された4つのPUCCHリソースを共通にする。Carrier Aggregation非設定時は、端末は、より少ない誤り検出結果のビット数に最適化されたPUCCHリソースであるPUCCH Format 1bリソースを用いて応答信号を送信する。
さらに、Carrier Aggregation設定時に、常にPUCCH Format 3リソースを用いることにより、基地局がPCellとSCellの両方のPDSCHを割り当てたのにもかかわらず、端末がSCellのPDSCHを指示するePDCCHを受信失敗した場合に、PUCCH Format 1bリソースを使う必要がない。そのため、基地局は、端末でのSCellのPDSCHを指示するePDCCHの受信失敗に備えて、PUCCH Format 1bリソースを確保しておく必要がないため、PUCCHオーバーヘッドを低減することができる。
なお、Carrier Aggregation設定時に、PCellのみにPDSCHが割り当てられる場合は、当該PDSCHをePDCCHではなくPDCCHで指示することにより、Carrier Aggregation非設定時と同様、より少ない誤り検出結果のビット数に最適化されたPUCCHリソースである、PUCCH Format 1bリソースを利用してもよい。
(実施の形態3)
実施の形態1および2においては、ePDCCHを用いる場合のPUCCHリソース通知方法について説明した。実運用においては、セル毎またはサブフレーム毎にPDCCHとePDCCHを混在させて運用することが考えられる。また、PDCCHをもたないセル(後方互換をサポートしないセル)を用いた運用も考えられる。ePDCCHをサポートしないセルを用いた運用も考えられる。そこで本実施の形態は、実施の形態2のCarrier Aggregation設定時において、PDCCHとePDCCHをセル毎に混在させて運用する場合の、PUCCHリソース通知方法を示す。
本実施の形態では、図13Aに示すように、セル毎またはサブフレーム毎にPDCCHとePDCCHを混在させて運用する。例えば図13Aのサブフレーム#0(SF#0)において、基地局100は、PCell、SCell1およびSCell2では、PDCCHを用いてPDSCHを指示し、SCell3およびSCell4では、ePDCCHを用いてPDSCHを指示する。図13Aのサブフレーム#0におけるPUCCHリソース決定方法を図13Bに、図13Aのサブフレーム#1におけるPUCCHリソース決定方法を図13Cに示す。
図13Bでは、PCellのPDSCHがPDCCHで指示されるので、当該PDCCHが占有するCCEの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)が指示される。また、SCell1およびSCell2のPDSCHもまたPDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI1)が通知される。端末200は、当該PDCCHで通知されるARI(ARI1)により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。さらに、SCell3およびSCell4のPDSCHはePDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI2)が通知される。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI2)により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
図13Cでは、PCell、SCell1およびSCell4のPDSCHがePDCCHで指示されるので、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(PCellにはARI3、SCell1およびSCell4にはARI2)が通知される。ARI2およびARI3を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI2およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定された4つのPUCCHリソースが共通である。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI2=ARI3)により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。また、SCell2およびSCell3のPDSCHはPDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI1)が通知される。端末200は、当該PDCCHで通知されるARI(ARI1)により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
図13Bおよび図13Cによれば、ARI1により決定されるPUCCHリソースと、ARI2(=ARI3)により決定されるPUCCHリソースとが独立に運用されるため、2つのARIが端末200に通知されるとき、どちらのARIで指示するPUCCHリソースを用いるかを決定する必要がある。一例として、図13Bにおいて、PDCCHで通知されるARI(ARI1)の方を常に優先した場合、基地局100は、ARI1により決定されるPUCCHリソースでの応答信号の受信を期待する。しかしながら、端末200において、SCell1とSCell2の両方のPDSCHを指示するPDCCHを受信失敗した場合、端末200はARI1を受信できない。端末200は、代わりに、SCell3およびSCell4のPDSCHを指示するePDCCHで通知されるARI(ARI2)により決定されるPUCCHリソースを用いて応答信号を送信する。したがって基地局100は、ARI2により決定されるPUCCHリソースでの応答信号の受信も想定しなければならない。すなわち、基地局100は、1つの端末向けに2つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)を確保せねばならず、PUCCHオーバーヘッドの増大に繋がる。
そこで本実施の形態におけるPUCCHリソース通知方法は、このようなPUCCHオーバーヘッドの増大を抑えるPUCCHリソース決定方法である。その方法を、図14を援用して説明する。
図14Bでは、PCellのPDSCHがPDCCHで指示されるので、当該PDCCHが占有するCCEの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)が指示される。SCell1およびSCell2のPDSCHもまたPDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI1)が通知される。また、SCell3およびSCell4のPDSCHはePDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI2)が通知される。さらに、本実施の形態においては、ARI1およびARI2を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI1およびARI2が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定された4つのPUCCHリソースが共通である。端末200は、当該PDCCHまたはePDCCHで通知されるARI(ARI1=ARI2)により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
図14Cでは、PCell、SCell1およびSCell4のPDSCHがePDCCHで指示されるので、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(PCellにはARI3、SCell1およびSCell4にはARI2)が通知される。また、SCell2およびSCell3のPDSCHはPDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI1)が通知される。さらに、本実施の形態においては、ARI1と、ARI2およびARI3を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI1と、ARI2およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定された4つのPUCCHリソースが共通である。端末200は、当該PDCCHまたはePDCCHで通知されるARI(ARI1=ARI2=ARI3)により、予め設定された4つのPUCCHリソース(PUCCH Format 3リソース)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
以上より、本実施の形態によれば、PDCCHとePDCCHを混在して運用する場合におけるCarrier Aggregation設定時、ARI2およびARI3を同一の値として運用するのに加えて、ARI1もまた、ARI2およびARI3と同一の値として運用する。さらに、ARI1、ARI2およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定された4つのPUCCHリソースを共通にする。これにより、PDCCHとePDCCHを混在して運用する場合のPUCCHオーバーヘッドの増大を抑えることができる。
なお、Carrier Aggregation設定時に、PCellのみにPDSCHが割り当てられる場合は,実施の形態2と同様、当該PDSCHをePDCCHではなくPDCCHで指示することにより、Carrier Aggregation非設定時と同様、より少ない誤り検出結果のビット数に最適化されたPUCCHリソースである、PUCCH Format 1bリソースを利用してもよい。
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態3に関連して、PDCCHとePDCCHをセル毎に混在させて運用する場合において、端末200において、Carrier AggregationかつChannel Selectionが設定される場合の、PUCCHリソース通知方法について説明する。
本実施の形態では、図15Aに示すように、セル毎またはサブフレーム毎にPDCCHとePDCCHを混在させて運用する。例えば図15Aのサブフレーム#0(SF#0)において、基地局100は、PCellでは、PDCCHを用いてPDSCHを指示し、SCellでは、ePDCCHを用いてPDSCHを指示する。図15Aのサブフレーム#0におけるPUCCHリソース決定方法を図15Bに、図15Aのサブフレーム#1におけるPUCCHリソース決定方法を図15Cに、図15Aのサブフレーム#2におけるPUCCHリソース決定方法を図15Dに示す。
図15Cでは、PCellのPDSCHがePDCCHで指示されるので、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI3)が通知される。また、SCellのPDSCHはPDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI1)が通知される。実施の形態3によると、ARI1およびARI3を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI1およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定されたPUCCHリソースが共通である。端末200は、当該PDCCHで通知されるARI(ARI1=ARI3)により、1セット4リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
図15Dでは、PCellのPDSCHがePDCCHで指示されるので、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI3)が通知される。また、SCellのPDSCHもまたePDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI2)が通知される。実施の形態3によると、ARI2およびARI3を、常に同一の値として運用する。さらに、ARI2およびARI3が指示するPUCCHリソースも同一になるよう、予め設定されたPUCCHリソースが共通である。端末200は、当該PDCCHで通知されるARI(ARI2=ARI3)により、1セット4リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
図15Bについても、図15Cおよび図15Dと同様になる。PCellのPDSCHがPDCCHで指示されるので、当該PDCCHが占有するCCEの先頭CCEインデックスnCCEおよびその隣にそれぞれ1対1に対応づけられたPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)が指示される。また、SCellのPDSCHはePDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI2)が通知される。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI2)により、1セット4リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。
ここで、図15Dにおいて、ARI2は、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを指示するので、図15Bにおいても、ARI2は、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを指示する。一方で、図15BはPCellのPDSCHを指示するPDCCHの先頭CCEインデックスnCCEおよびその隣nCCE+1にそれぞれ対応したPUCCHリソースが指示される。そのため、図15Bでは、合計で6つのPUCCHリソースが指示されることになり、どの4リソースを用いるかを決定する必要がある。特に、一例として、図15Bにおいて、nCCEおよびその隣nCCE+1にそれぞれ対応したPUCCHリソースを優先した場合、基地局100は、PUCCHリソース0および1として、当該PUCCHリソースでの応答信号の受信を期待する。しかしながら、端末200においてPCellのPDSCHを指示するPDCCHを受信失敗した場合、端末200は、SCellのPDSCHを指示するePDCCHで通知されるARI(ARI2)により決定されるPUCCHリソース0および1(および2と3)を用いて応答信号を送信する。したがって基地局100は、ARI2により決定されるPUCCHリソース0および1での応答信号の受信も想定しなければならない。すなわち、基地局100は、1つの端末向けに6つのPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)を確保せねばならず、PUCCHオーバーヘッドの増大に繋がる。
そこで本実施の形態におけるPUCCHリソース通知方法は、このようなPUCCHオーバーヘッドの増大を抑えるPUCCHリソース決定方法である。その方法を、図16を援用して説明する。
図16Cでは、PCellのPDSCHがePDCCHで指示されるので、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI3)が通知される。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI3)により、1セット2リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。また、SCellのPDSCHはPDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するPDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI1)が通知される。端末200は、当該PDCCHで通知されるARI(ARI1)により、1セット2リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。端末200は、上記により得られる4つのPUCCHリソースのうち、応答信号を通知するPUCCHリソースを、誤り検出結果の組合せによって決定する。
図16Dでは、PCellのPDSCHがePDCCHで指示されるので、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI3)が通知される。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI3)により、1セット2リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。また、SCellのPDSCHもまたePDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI2)が通知される。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI2)により、1セット2リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。端末200は、上記により得られる4つのPUCCHリソースのうち、応答信号を通知するPUCCHリソースを、誤り検出結果の組合せによって決定する。
図16Bでは、PCellのPDSCHがPDCCHで指示されるので、当該PDCCHが占有するCCEの先頭CCEインデックスnCCEおよびその隣にそれぞれ1対1に対応づけられたPUCCHリソース(PUCCH Format 1bリソース)が指示される。また、SCellのPDSCHはePDCCHで指示されており、当該PDSCHを指示するePDCCHでは、TPCフィールドにARI(ARI2)が通知される。端末200は、当該ePDCCHで通知されるARI(ARI2)により、1セット2リソースからなる、予め設定された4セットのPUCCHリソースセット(PUCCH Format 1bリソースセット)のうち、どのリソースをPUCCH送信に用いるかを決定する。端末200は、上記により得られる4つのPUCCHリソースのうち、応答信号を通知するPUCCHリソースを、誤り検出結果の組合せによって決定する。
以上より、本実施の形態によれば、PDCCHとePDCCHを混在して運用する場合におけるChannel Selection設定時、ARI1およびARI3、およびそれぞれのARIが指示するPUCCHリソースを独立に運用する。また、ARI2およびARI3、およびそれぞれのARIが指示するPUCCHリソースを独立に運用する。これにより、PDCCHとePDCCHを混在して運用する場合のPUCCHオーバーヘッドの増大を抑えることができる。
なお、Channel Selectionは2セルのみサポートされるので、ARI1およびARI2が同時に通知されることはない。そのため、予め設定されるPUCCHリソースは、ARI1用とARI2用とで独立に設定されていてもよいし、共通に設定されていてもよい。共通に設定する場合は、予め設定するPUCCHリソースのシグナリングをARI1用とARI2用で共通にできるので、シグナリングを減らすことができる。
以上、実施の形態1〜4について説明した。
なお、上記の説明では、TPCフィールドにおいてARIが通知されるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、TPCフィールドにTPCコマンドが通知され、さらにARIが同一のDL assignment(PDSCHを指示するPDCCHまたはePDCCH)内の異なるフィールドで通知されてもよい。要は、ARIがDL assignment(PDSCHを指示するPDCCHまたはePDCCH)内で通知されていればよい。
上記実施の形態の説明で用いた各機能ブロックは、コンピュータがプログラムを実行することで機能するソフトウェア、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとの連携により実現することも可能である。
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示の端末装置は、複数の単位バンドを用いて基地局装置と通信し、下り制御信号を、下り制御チャネル及び下りデータチャネルのいずれにも使用可能な第1のリソース領域又は下り制御チャネルに使用可能な第2のリソース領域で受信する端末装置であって、単位バンド毎に、前記第1のリソース領域又は前記第2のリソース領域に割り当てられた下り制御信号を検出する下り制御信号検出手段と、前記複数の単位バンドで下りデータをそれぞれ受信する受信手段と、各下りデータの誤りを検出する誤り検出手段と、前記誤り検出手段で得られる各下りデータの誤り検出結果を用いて応答信号を生成する生成手段と、前記応答信号を前記基地局装置へ送信する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記下り制御信号検出手段が、下り制御信号を前記第1のリソース領域または前記第2のリソース領域のいずれかで検出したかに応じて、前記応答信号を送信する上り通信制御チャネルのリソース領域を切り替える。
本開示の端末装置において、前記制御手段は、前記下り制御信号検出手段が、PCellの前記第2のリソース領域のみで下り制御信号を検出する場合と、少なくとも前記PCellの前記第2のリソース領域以外で下り制御信号を検出する場合とで、前記応答信号を送信する上り制御チャネルのリソース領域を切り替える。
本開示の送信方法は、複数の単位バンドを用いて基地局装置と通信し、基地局装置から送信された下り制御信号を、下り制御チャネル及び下りデータチャネルのいずれにも使用可能な第1のリソース領域又は下り制御チャネルに使用可能な第2のリソース領域で受信する、端末装置における送信方法であって、単位バンド毎に、前記第1のリソース領域又は前記第2のリソース領域に割り当てられた下り制御信号を検出し、前記複数の単位バンドで下りデータをそれぞれ受信し、各下りデータの誤りを検出し、得られた各下りデータの誤り検出結果を用いて応答信号を生成し、前記応答信号を前記基地局装置へ送信し、下り制御信号を前記第1のリソース領域または前記第2のリソース領域のいずれかで検出したかに応じて、前記応答信号を送信する上り通信制御チャネルのリソース領域を切り替える。
2012年5月11日出願の特願2012−109502の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。