以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施し得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者にとってはこのような具体的な細部事項なしにも本発明を実施できることは明らかである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示すことができる。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については、同一の図面符号を付して説明する。
以下に説明する技法(technique)及び装置、システムは、様々な無線多元接続システムに適用することができる。多元接続システムの例には、CDMA(code division multiple access)システム、FDMA(frequency division multiple access)システム、TDMA(time division multiple access)システム、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)システム、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)システム、MC−FDMA(multi carrier frequency division multiple access)システムなどがある。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)又はCDMA2000のような無線技術(technology)によって具現することができる。TDMAは、GSM(Global System for Mobile communication)、GPRS(General Packet Radio Service)、EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)(i.e.,GERAN)などのような無線技術によって具現することができる。OFDMAは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802−20、E−UTRA(evolved−UTRA)などのような無線技術によって具現することができる。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)の一部であり、3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution)は、E−UTRAを用いるE−UMTSの一部である。3GPP LTEは、下りリンク(downlink、DL)ではOFDMAを採択し、上りリンク(uplink、UL)ではSC−FDMAを採択している。LTE−A(LTE−advanced)は、3GPP LTEの進化した形態である。説明の便宜のために、以下では、本発明が3GPP LTE/LTE−Aに適用される場合を仮定して説明する。しかし、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。例えば、以下の詳細な説明が、移動通信システムが3GPP LTE/LTE−Aシステムに対応する移動通信システムに基づいて説明されても、3GPP LTE/LTE−A特有の事項以外は、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。
例えば、本発明は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのように、eNBがUEに下りリンク/上りリンク時間/周波数リソースを割り当て、UEがeNBの割当てによって下りリンク信号を受信し、上りリンク信号を送信する非−競合ベース(non−contention based)通信だけでなく、Wi−Fiのような競合ベース(contention based)通信にも適用することができる。非−競合ベース通信技法は、接続ポイント(access point、AP)或いは上記接続ポイントを制御する制御ノード(node)が、UEと上記AP間の通信のためのリソースを割り当てるが、競合ベース通信技法は、APに接続しようとする複数UE間の競合によって通信リソースが占有される。競合ベース通信技法についして簡略に説明すると、競合ベース通信技法の一種として搬送波感知多元接続(carrier sense multiple access、CSMA)がある。CSMAとは、ノード或いは通信機器が周波数帯域(band)のような、共有伝送媒体(shared transmission medium)(共有チャネルとも言う。)上でトラフィック(traffic)を送信する前に、同一の共有伝送媒体上に他のトラフィックがないことを確認する確率的(probabilistic)媒体接続制御(media access control、MAC)プロトコル(protocol)を指す。CSMAにおいて送信装置は受信装置にトラフィックを送ることを試みる前に、他の送信が進行中であるか否か決定する。換言すれば、送信装置は、送信を試みる前に、他の送信装置からの搬送波(carrier)の存在を検出(detect)することを試みる。搬送波が感知されると、送信装置は、自身の送信を開始する前に、進行中の他の送信装置によって送信が完了(finish)することを待つ。結局、CSMAは、“sense before transmit”或いは“listen before talk”の原理を基盤にした通信技法と言える。CSMAを用いる競合ベース通信システムにおいて送信装置間の衝突を回避するための技法としてCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)及び/又はCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が用いられる。CSMA/CDは、有線LAN環境での衝突検出技法であり、イーサネット(ethernet)環境で通信をしようとするPC(Personal Computer)やサーバー(server)がまず、ネットワーク上で通信が行われているか確認した後、他の装置(device)がデータを上記ネットワーク上で載せて送っていると、待ってからデータを送る。すなわち、2人以上のユーザ(例、PC、UEなど)が同時にデータを乗せて送る場合、上記同時送信間に衝突が発生するが、CSMA/CDは、上記衝突を監視し、柔軟性あるデータ送信がなされるようにする技法である。CSMA/CDを用いる送信装置は、特定規則を用いて他の送信装置によるデータ送信を感知し、自身のデータ送信を調節する。CSMA/CAは、IEEE802.11標準に明示されている媒体接近制御プロトコルである。IEEE802.11標準に従うWLANシステムは、IEEE802.3標準で用いられたCSMA/CDを用いず、CA、すなわち、衝突を回避する方式を用いている。送信装置は、常にネットワークの搬送波を感知しているが、ネットワークが空になると、目録に登載された自身の位置によって、定められた時間を待ってからデータを送る。目録内で送信装置間の優先順位を決め、これを再設定(reconfiguration)するためには様々方法を用いることができる。IEEE802.11標準の一部バージョンに従うシステムでは、衝突が起きることがあり、この場合には衝突感知手順が行われる。CSMA/CAを用いる送信装置は、特定規則を用いて、他の送信装置によるデータ送信と自身のデータ送信間の衝突を回避する。
本発明において、UEは、固定していても移動性を有してもよく、基地局(base station、BS)と通信してユーザデータ及び/又は各種制御情報を送受信する各種機器がこれに属する。UEは、端末(Terminal Equipment)、MS(Mobile Station)、MT(Mobile Terminal)、UT(User Terminal)、SS(Subscribe Station)、無線機器(wireless device)、PDA(Personal Digital Assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)などと呼ぶことができる。また、本発明において、BSは、一般に、UE及び/又は他のBSと通信する固定局(fixed station)のことを言い、UE及び他のBSと通信して各種データ及び制御情報を交換する。BSは、ABS(Advanced Base Station)、NB(Node−B)、eNB(evolved−NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、接続ポイント(Access Point)、PS(Processing Server)等の他の用語と呼ぶこともできる。以下の本発明に関する説明では、BSをeNBと総称する。
本発明で言うノード(node)とは、UEと通信して無線信号を送信/受信し得る固定した地点(point)のことを指す。様々な形態のeNBを、その名称に関係なくノードとして用いることができる。例えば、BS、NB、eNB、ピコセルeNB(PeNB)、ホームeNB(HeNB)、リレー、リピータなどをノードとすることができる。また、ノードは、eNBでなくてもよい。例えば、無線リモートヘッド(radio remote head、RRH)、無線リモートユニット(radio remote unit、RRU)とすることもできる。RRH、RRUなどは、一般に、eNBの電力レベル(power level)よりも低い電力レベルを有する。RRH或いはRRU(以下、RRH/RRU)は、一般に、光ケーブルなどの専用回線(dedicated line)でeNBに接続されているため、一般に、無線回線で接続されたeNBによる協調通信に比べて、RRH/RRUとeNBによる協調通信を円滑に行うことができる。1つのノードには少なくとも1つのアンテナが設置される。上記アンテナは物理アンテナを意味することもでき、アンテナポート、仮想アンテナ、又はアンテナグループを意味することもできる。ノードは、ポイント(point)とも呼ばれる。
本発明で言うセル(cell)とは、1つ以上のノードが通信サービスを提供する一定の地理的領域を指す。したがって、本発明で特定セルと通信することは、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードと通信すると言うことを意味する。また、特定セルの下りリンク/上りリンク信号は、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードからの/への下りリンク/上りリンク信号を意味する。UEに上りリンク/下りリンク通信サービスを提供するセルを特にサービングセル(serving cell)と言う。また、特定セルのチャネル状態/品質は、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードとUE間に形成されたチャネル或いは通信リンクのチャネル状態/品質を意味する。LTE/LTE−Aベースのシステムで、UEは、特定ノードからの下りリンクチャネル状態を、上記特定ノードのアンテナポートが上記特定ノードに割り当てられたCRS(Cell−specific Reference Signal)リソース上で送信されるCRS及び/又はCSI−RS(Channel State Information Reference Signal)リソース上で送信するCSI−RS(上げる)を用いて測定することができる。具体的なCSI−RS設定については3GPP TS36.211及び3GPP TS36.331文書を参照することができる。
一方、3GPP LTE/LTE−Aシステムは、無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を用いているが、無線リソースと関連付く(cell)は、地理的領域のセル(cell)と区別される。
地理的領域の“セル”は、ノードが搬送波を用いてサービスを提供できるカバレッジ(coverage)と理解することができ、無線リソースの“セル”は、上記搬送波によって設定(configure)される周波数範囲である帯域幅(bandwidth、BW)に関連する。ノードが有効な信号を送信できる範囲である下りリンクカバレッジと、UEから有効な信号を受信できる範囲である上りリンクカバレッジは、当該信号を運ぶ搬送波に依存するので、ノードのカバレッジは、上記ノードが用いる無線リソースの“セル”のカバレッジと関連することもある。したがって、“セル”と言う用語は、時にはノードによるサービスのカバレッジを、時には無線リソースを、時には上記無線リソースを用いた信号が有効な強度で到達できる範囲を意味することに用いることができる。無線リソースの“セル”ついては以後により詳細に説明される。
3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層から生じる情報を運ぶリソース要素に対応する下りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層から生じる情報を搬送しないリソース要素に対応する下りリンク物理信号を定義する。例えば、物理下りリンク共有チャネル(physical downlink shared channel、PDSCH)、物理ブロードキャストチャネル(physical broadcast channel、PBCH)、物理マルチキャストチャネル(physical multicast channel、PMCH)、物理制御フォーマット指示子チャネル(physical control format indicator channel、PCFICH)、物理下りリンク制御チャネル(physical downlink control channel、PDCCH)及び物理ハイブリッドARQ指示子チャネル(physical hybrid ARQ indicator channel、PHICH)が下りリンク物理チャネルとして定義されており、参照信号と同期信号が下りリンク物理信号として定義されている。パイロット(pilot)とも呼ばれる参照信号(reference signal、RS)は、eNBとUEが互いに知っている既に定義された特別な波形の信号を意味するが、例えば、セル特定的RS(cell specific RS)、UE−特定的RS(UE−specific RS、UE−RS)、ポジショニングRS(positioning RS、PRS)及びチャネル状態情報RS(channel state information RS、CSI−RS)が下りリンク参照信号として定義される。3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層から生じる情報を搬送するリソース要素に対応する上りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層から生じる情報を搬送しないリソース要素に対応する上りリンク物理信号を定義している。例えば、物理上りリンク共有チャネル(physical uplink shared channel、PUSCH)、物理上りリンク制御チャネル(physical uplink control channel、PUCCH)、物理任意接続チャネル(physical random access channel、PRACH)が上りリンク物理チャネルとして定義され、上りリンク制御/データ信号のための復調参照信号(demodulation reference signal、DMRS)と上りリンクチャネル測定に用いられるサウンディング参照信号(sounding reference signal、SRS)が定義される。
本発明で、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)はそれぞれ、DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/下りリンクACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/下りリンクデータを搬送する時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。また、PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)はそれぞれ、UCI(Uplink Control Information)/上りリンクデータ/任意接続信号を搬送する時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。本発明では、特に、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHに割り当てられたり、これに属した時間−周波数リソース或いはリソース要素(resource element、RE)をそれぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE又はPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHリソースと称する。以下では、UEがPUCCH/PUSCH/PRACHを送信すると言う表現は、それぞれ、PUSCH/PUCCH/PRACH上で/或いはそれらを通じて、上りリンク制御情報/上りリンクデータ/任意接続信号を送信することと同じ意味で使われる。また、eNBがPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCHを送信すると言う表現は、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH上で/或いはそれらを通じて、下りリンクデータ/制御情報を送信することと同じ意味で使われる。
以下では、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RS/TRSが割り当てられた或いは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REを、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RS/TRSシンボル/搬送波/副搬送波/REと称する。例えば、トラッキングRS(tracking RS、TRS)が割り当てられた或いは設定されたOFDMシンボルは、TRSシンボルと称し、TRSが割り当てられた或いは設定された副搬送波は、TRS副搬送波と称し、TRSが割り当てられた或いは設定されたREはTRS REと称する。また、TRS送信のために設定された(configured)サブフレームを、TRSサブフレームと称する。また、ブロードキャスト信号が送信されるサブフレームを、ブロードキャストサブフレーム或いはPBCHサブフレームと称し、同期信号(例えば、PSS及び/又はSSS)が送信されるサブフレームを、同期信号サブフレーム或いはPSS/SSSサブフレームと称する。PSS/SSSが割り当てられた或いは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REをそれぞれ、PSS/SSSシンボル/副搬送波/REと称する。
本発明で、CRSポート、UE-RSポート、CSI−RSポート、TRSポートとは、それぞれ、CRSを送信するように設定された(configured)アンテナポート、UE−RSを送信するように設定されたアンテナポート、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポート、TRSを送信するように設定されたアンテナポートを意味する。CRSを送信するように設定されたアンテナポートは、CRSポートによってCRSが占有するREの位置によって相互区別でき、UE−RSを送信するように設定された(configured)アンテナポートは、UE−RSポートによってUE−RSが占有するREの位置によって相互区別でき、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポートは、CSI−RSポートによってCSI−RSが占有するREの位置によって相互区別できる。したがって、CRS/UE−RS/CSI−RS/TRSポートと言う用語が、一定リソース領域(例、RB或いはRB対)内でCRS/UE−RS/CSI−RS/TRSが占有するREのパターンを意味する用語として用いられることもある。
図1は、無線通信システムで用いられる無線フレーム構造の一例を示す図である。
特に、図1(a)は、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる周波数分割デュプレックス(frequency division duplex、FDD)用フレーム構造を示す図であり、図1(b)は、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる時分割デュプレックス(time division duplex、TDD)用フレーム構造を示す図である。
図1を参照すると、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる無線フレームは、10ms(307,200Ts)の長さを有し、10個の均等な大きさのサブフレーム(subframe、SF)で構成される。1無線フレーム内の10個のサブフレームにはそれぞれ番号を与えることができる。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(2048・15kHz)で表示される。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る。1無線フレームにおいて20個のスロットには0から19まで順次に番号を付けることができる。それぞれのスロットは、0.5msの長さを有する。1サブフレームを送信するための時間は、送信時間間隔(transmission time interval、TTI)と定義される。時間リソースは、無線フレーム番号(或いは、無線フレームであるデックスとも咸)、サブフレーム番号(或いは、サブフレーム番号)、スロット番号(或いは、スロットインデックス)などによって区分することができる。
無線フレームは、デュプレックス(duplex)モードによって異なるように設定(configure)することができる。例えば、FDDモードで、下りリンク送信及び上りリンク送信は周波数によって区分されるため、無線フレームは、特定周波数帯域に対して下りリンクサブフレーム又は上りリンクサブフレームのいずれか1つのみを含む。TDDモードで、下りリンク送信及び上りリンク送信は、時間によって区分されるため、特定周波数帯域に対して無線フレームは下りリンクサブフレームと上りリンクサブフレームの両方を含む。
表1は、TDDモードで、無線フレームにおけるサブフレームのDL−UL設定(configuration)を例示するものである。
表1で、Dは下りリンクサブフレームを、Uは上りリンクサブフレームを、Sは特異(special)サブフレームを表す。特異サブフレームは、DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)の3つのフィールドを含む。DwPTSは、下りリンク送信用に留保される時間区間であり、UpPTSは、上りリンク送信用に留保される時間区間である。表2は、特異サブフレームの設定(configuration)を例示するものである。
図2は、無線通信システムにおいて下りリンク/上りリンク(DL/UL)スロット構造の一例を示す図である。特に、図2は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのリソース格子(resource grid)の構造を示す。アンテナポート当たり1個のリソース格子がある。
図2を参照すると、スロットは、時間ドメイン(time domain)で複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルを含み、周波数ドメイン(frequency domain)で複数のリソースブロック(resource block、RB)を含む。OFDMシンボルは、1シンボル区間を意味してもよい。図2を参照すると、各スロットで送信される信号はNDL/ULRB×NRBsc個の副搬送波(subcarrier)とNDL/ULsymb個のOFDMシンボルとで構成されるリソース格子(resource grid)で表現されることができる。ここで、NDLRBは、下りリンクスロットにおけるリソースブロック(resource block、RB)の個数を表し、NULRBは、ULスロットにおけるRBの個数を表す。NDLRBとNULRBは、DL送信帯域幅とUL送信帯域幅にそれぞれ依存する。NDLsymbは、下りリンクスロットにおけるOFDMシンボルの個数を表し、NULsymbは、ULスロットにおけるOFDMシンボルの個数を表す。NRBscは、1 RBを構成する副搬送波の個数を表す。
OFDMシンボルは、多元接続方式によって、OFDMシンボル、SC−FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing)シンボルなどと呼ぶことができる。1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、チャネル帯域幅、CP(cyclic prefix)の長さによって様々に変更することができる。例えば、正規(normal)CPの場合には、1スロットが7 OFDMシンボルを含むが、拡張(extended)CPの場合には、1スロットが6 OFDMシンボルを含む。図2では、説明の便宜のために、1スロットが7 OFDMシンボルで構成されるサブフレームを例示するが、本発明の実施例は、他の個数のOFDMシンボルを有するサブフレームにも同様の方式で適用することができる。図2を参照すると、各OFDMシンボルは、周波数ドメインで、NDL/ULRB×NRBsc個の副搬送波を含む。副搬送波の類型としては、データ送信のためのデータ副搬送波、参照信号(reference signal)の送信のための参照信号副搬送波、保護バンド(guard band)又は直流(Direct Current、DC)成分のためのヌル(null)副搬送波を含むことができる。DC成分は、OFDM信号生成過程或いは周波数アップコンバート過程で搬送波周波数(carrier frequency、f0)にマップ(mapping)される。搬送波周波数は、中心周波数(center frequency、fc)とも呼ぶ。
1 RBは、時間ドメインでNDL/ULsymb個(例えば、7個)の連続するOFDMシンボルと定義され、周波数ドメインでNRBsc個(例えば、12個)の連続する副搬送波と定義される。参考として、1 OFDMシンボルと1副搬送波で定義されたリソースをリソース要素(resource element、RE)或いはトーン(tone)と言う。したがって、1 RBはNDL/ULsymb×NRBsc個のリソース要素で構成される。リソース格子内の各リソース要素は、1スロットにおけるインデックス対(k,1)によって固有に定義することができる。kは、周波数ドメインで0からNDL/ULRB×NRBsc−1まで与えられるインデックスであり、lは、時間ドメインで0からNDL/ULsymb−1まで与えられるインデックスである。
一方、1 RBは、物理リソースブロック(physical resource block、PRB)と1仮想リソースブロック(virtual resource block、VRB)にそれぞれマップされる。PRBは、時間ドメインでNDL/ULsymb個(例えば、7個)の連続するOFDMシンボル或いはSC−FDMシンボルと定義され、周波数ドメインでNRBsc個(例えば、12個)の連続する副搬送波と定義される。したがって、1 PRBは、NDL/ULsymb×NRBsc個のリソース要素で構成される。1サブフレームでNRBsc個の連続する同一の副搬送波を占有しながら、上記サブフレームの2個のスロットそれぞれに1個ずつ位置する2個のRBを、PRB対と呼ぶ。PRB対を構成する2個のRBは、同一のPRB番号(或いは、PRBインデックスとも言う)を有する。
UEは、電源がついたり新しくセルに接続しようとする場合、上記セルとの時間及び周波数同期を取得し、上記セルの物理層セル識別子(physical layer cell identity)NcellIDを検出(detect)する等のセル探索(initial cell search)過程(procedure)を行う。そのために、UEは、eNBから同期信号、例えば、1次同期信号(Primary Synchronization Signal、PSS)及び2次同期信号(Secondary Synchronization Signal、SSS)を受信してeNBと同期を取り、セル識別子(identity、ID)などの情報を取得することができる。
PSSは、5msごとに送信されるため、UEは、PSSを検出することによって、当該サブフレームがサブフレーム0又はサブフレーム5のいずれかであることが分かるが、当該サブフレームがサブフレーム0とサブフレーム5のうちのいずれであるかは具体的に分からない。したがって、UEは、PSSだけでは無線フレームの境界を認知できない。すなわち、PSSだけではフレーム同期を取ることができない。UEは、無線フレーム内で2回送信されるものの、互いに異なったシーケンスで送信されるSSSを検出して無線フレームの境界を検出する。
PSS/SSSを用いたセル(cell)探索過程を行ってDL信号の復調(demodulation)及びUL信号の送信を正確な時点に行うのに必要な時間及び周波数パラメーターを決定したUEはまたeNBからUEのシステム設定(system configuration)に必要なシステム情報を獲得するとeNBと通信することができる。
システム情報はマスター情報ブロック(Master Information Block、MIB)及びシステム情報ブロック(System Information Blocks、SIBs)によって設定される(configured)。各システム情報ブロックは機能的に関連されたパラメーターの集団を含み、含まれるパラメーターによってマスター情報ブロック(Master Information Block、MIB)及びシステム情報ブロックタイプ1(System Information Block Type1、SIB1)、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type2、SIB2)、SIB3〜SIB17に区分される。MIBはUEがeNBのネットワーク(network)に初期接続(initial access)するのに必須な、最も頻繁に送信されるパラメーターを含む。SIB1は他のSIBの時間ドメインスケジューリングについての情報だけではなく、特定のセルがセル選択に適したセルであるかを判断するのに必要なパラメーターを含む。
UEはMIBをブロードキャストチャネル(例えば、PBCH)を介して受信することができる。MIBには下りリンクシステム帯域幅(dl−Bandwidth、DL BW)、PHICH設定(configuration)、システムフレームナンバー(SFN)が含まれる。よって、UEはPBCHを受信することによって明示的(explicit)にDL BW、SFN、PHICH設定についての情報が分かる。一方、PBCHの受信によってUEが暗黙的(implicit)に分かる情報としてはeNBの送信アンテナポートの数がある。eNBの送信アンテナ数についての情報はPBCHのエラー検出に使われる16ビットCRC(Cyclic Redundancy Check)に送信アンテナ数に対応するシーケンスをマスキング(例えば、XOR演算)して暗黙的にシグナリングされる。
DL搬送波周波数と該当システム帯域幅はPBCHによって獲得されることができ、UL搬送波周波数及び該当システム帯域幅はDL信号であるシステム情報によって得られる。例えば、UEはシステム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type2、SIB2)を獲得し、SIB2内のUL搬送波周波数及びUL帯域幅情報によって自分がUL送信に使える全てのULシステム帯域を把握することができる。
初期セル探索を終えたUEは、eNBへの接続を完了するために、任意の接続過程(random access procedure)を行うことができる。このために、UEは物理任意接続チャネル(physical random access channel、PRACH)を介してプリアンブル(preamble)を送信し、PDCCH及びPDSCHを介し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。競争に基づく任意接続(contention based random access)の場合、追加的なPRACHの送信、そしてPDCCH及びPDCCHに対応するPDSCHのような衝突解決過程(contention resolution procedure)を行うことができる。任意接続過程については図11及び図12でもっと詳細に説明する。
上述したような過程を行ったUEはその後に一般的な上り/下りリンク信号送信過程としてPDCCH/PDSCH受信及びPUSCH/PUCCH送信を行うことができる。
図3は、無線通信システムで用いられる下りリンクサブフレーム(subframe)構造を例示する図である。
図3を参照すると、DLサブフレームは、時間ドメインで制御領域(control region)とデータ領域(data region)とに区別される。図3を参照すると、サブフレームの第1のスロットで前部に位置した最大3(或いは、4)個のOFDMシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)に対応する。以下、DLサブフレームでPDCCH送信に利用可能なリソース領域(resource region)をPDCCH領域と称する。制御領域として用いられるOFDMシンボル以外の残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)が割り当てられるデータ領域(data region)に該当する。以下、DLサブフレームでPDSCH送信に利用可能なリソース領域をPDSCH領域と称する。
3GPP LTEで用いられるDL制御チャネルの例としては、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel)などを含む。
PCFICHは、サブフレームの最初のOFDMシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの送信に用いられるOFDMシンボルの個数に関する情報を搬送する。PCFICHはサブフレームごとに該当サブフレームで使われるOFDMシンボルの個数をUEに知らせる。PCFICHは一番目OFDMシンボルに位置する。PCFICHは4個のリソース要素グループ(resource element group、REG)で構成され、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REで構成される。
PHICHは、UL送信に対する応答としてHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)ACK/NACK(acknowledgment/negative−acknowledgment)信号を搬送する。PHICHは3個のREGで構成され、セル特定的にスクランブリングされる。ACK/NACKは1ビットで指示され、1ビットのACK/NACKは3回繰り返され、繰り返されたACK/NACKビットのそれぞれは拡散因子(spreading factor、SF)4又は2によって拡散されて制御領域にマッピングされる。
PDCCHで送信される制御情報を下りリンク制御情報(downlink control information、DCI)と称する。DCIは、UE又はUEグループのためのリソース割当て情報及び他の制御情報を含む。DL共有チャネル(downlink shared channel、DL−SCH)の送信フォーマット(Transmit Format)及びリソース割当て情報は、DLスケジューリング情報或いはDLグラント(DL grant)とも呼ばれ、UL共有チャネル(uplink shared channel、UL−SCH)の送信フォーマット及びリソース割当て情報は、ULスケジューリング情報或いはULグラント(UL grant)とも呼ばれる。1 PDCCHが搬送するDCIは、DCIフォーマットによってその大きさと用途が異なり、コーディングレートによってその大きさが異なりうる。現在3GPP LTEシステムでは、上りリンク用にフォーマット0及び4、下りリンク用にフォーマット1、1A、1B、1C、1D、2、2A、2B、2C、3、3Aなどの多様なフォーマットが定義されている。DCIフォーマットのそれぞれの用途に合わせて、ホッピングフラグ、RB割当て(RB allocation)、MCS(modulation coding scheme)、RV(redundancy version)、NDI(new data indicator)、TPC(transmit power control)、循環遷移DMRS(cyclic shift demodulation reference signal)、ULインデックス、CQI(channel quality information)要請、DL割当てインデックス(DL assignment index)、HARQプロセス番号(或いは、インデックス)、TPMI(transmitted precoding matrix indicator)、PMI(precoding matrix indicator)情報などの制御情報が適宜選択された組合せが下りリンク制御情報としてUEに送信される。
例えば、DCIフォーマット3はPUCCH及びPUSCHのための2ビット電力調整(adjustment)を有するTPC命令の送信のために使われる。DCIフォーマット3はTPC命令番号1、TPC命令番号2、...、TPC命令番号Nの送信に使われ、ここで、N=floor(Lformat0/2)であり、Lformat0はDCIフォーマット0が共通探索空間上にマッピングされるとき、DCIフォーマット0に付加される全てのパッディングビットを含む、CRC付加前のDCIフォーマットのペイロードの大きさと同一である。上位階層(例えば、RRC)によって提供されるtpc−Indexが該当UEのためのTPC命令へのインデックスを決定する。
DCIフォーマット3AはPUCCH及びPUSCHのための1ビット電力調整(adjustment)を有するTPC命令の送信のために使われる。DCIフォーマット3AはTPC命令番号1、TPC命令番号2、...、TPC命令番号Mの送信に使われ、ここで、M=Lformat0であり、Lformat0はDCIフォーマット0が共通探索空間上にマッピングされるとき、DCIフォーマット0に付加される全てのパッディングビットを含む、CRC付加前のDCIフォーマットのペイロードの大きさと同一である。上位階層(例えば、RRC)によって提供されるtpc−Indexが該当UEのためのTPC命令へのインデックスを決定する。
例えば、一つのtpc−IndexはDCIフォーマット3/3A内の特定の2ビットTPC命令に対応する。UEは受信したDCIフォーマット3/3A内で自分に割り当てられたtpc−Indexに相当する2ビットTPC命令を電力制御に適用することができる。
複数のPDCCHを制御領域内で送信することができる。UEは、複数のPDCCHをモニタすることができる。eNBは、UEに送信されるDCIによってDCIフォーマットを決定し、DCIにCRC(cyclic redundancy check)を付加する。CRCは、PDCCHの所有者又は使用目的によって識別子(例、RNTI(radio network temporary identifier))でマスク(又は、スクランブル)される。例えば、PDCCHが特定UEのためのものであれば、当該UEの識別子(例、cell−RNTI(C−RNTI))をCRCにマスクすることができる。PDCCHがページングメッセージのためのものであれば、ページング識別子(例、paging−RNTI(P−RNTI))をCRCにマスクすることができる。PDCCHがシステム情報(より具体的に、システム情報ブロック(system information block、SIB))のためのものであれば、SI−RNTI(system information RNTI)をCRCにマスクすることができる。PDCCHが任意接続応答のためのものであれば、RA−RNTI(random access−RNTI)をCRCにマスクすることができる。CRCマスク(又は、スクランブル)は、例えば、ビットレベルでCRCとRNTIをXOR演算することを含む。
PDCCHはサブフレーム内の最初m個のOFDMシンボル(等)に割り当てられる。ここで、mは1以上の整数であり、PCFICHによって指示される。
PDCCHは、1つ又は複数の連続した制御チャネル要素(control channel element、CCE)の集約(aggregation)上で送信される。CCEは、PDCCHに無線チャネル状態に基づくコーディングレートを提供するために用いる論理的割当てユニットである。CCEは、複数のリソース要素グループ(resource element group、REG)に対応する。例えば、1 CCEは9 REGに対応し、1 REGは4 REに対応する。4個のQPSKシンボルがそれぞれのREGにマップされる。参照信号(RS)によって占有されたリソース要素(RE)は、REGに含まれない。したがって、与えられたOFDMシンボル内でREGの個数は、RSが存在するか否かによって異なってくる。REG概念は、他の下りリンク制御チャネル(すなわち、PCFICH及びPHICH)にも用いられる。
システムでPDCCH送信のために利用可能なCCEは0からNCCE−1まで番号が付けられることができ、ここで、NCCE=floor(NREG/9)であり、NREGはPCFICH又はPHICHに割り当てられなかったREGの個数を示す。
DCIフォーマット及びDCIビットの個数はCCEの個数によって決定される。CCEは番号が付けられて連続的に使われ、復号過程を簡単にするために、n個のCCEで構成されたフォーマットを有するPDCCHはnの倍数に相当する番号を有するCCEでだけ始まることができる。特定のPDCCHの送信に使われるCCEの個数はチャネル状態によってネットワークあるいはeNBによって決定される。例えば、良い下りリンクチャネルを有するUE(例えば、eNBに隣接)のためのPDCCHの場合、一つのCCEでも十分であることがある。しかし、劣悪なチャネルを有するUE(例えば、セル境界の付近に存在)のためのPDCCHの場合、十分な強健性(robustness)を得るためには8個のCCEが要求されることができる。また、PDCCHのパワーレベルはチャネル状態に合わせて調整されることができる。
eNBは探索空間内の任意のPDCCH候補上で実際PDCCH(DCI)を送信し、UEはPDCCH(DCI)を捜すために探索空間をモニタリングする。ここで、モニタリングとは全てのモニタリングされるDCIフォーマットによって該当探索空間内の各PDCCHの復号(decoding)を試みる(attempt)ことを意味する。UEは複数のPDCCHをモニタリングして自分のPDCCHを検出することができる。基本的に、UEは自分のPDCCHが送信される位置が分からないから、サブフレームごとに該当DCIフォーマットの全てのPDCCHを自分の識別子を有するPDCCHを検出するまでPDCCHの復号を試み、このような過程をブラインド検出(blind detection)(ブラインド復号(blind decoding、BD))と言う。
例えば、特定のPDCCHが“A”と言うRNTI(Radio Network Temporary Identity)でCRC(Cyclic Redundancy Check)マスキング(masking)されており、“B”と言う無線リソース(例えば、周波数位置)及び“C”と言う送信形式情報(例えば、送信ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など)を用いて送信されるデータについての情報が特定のDLサブフレームを介して送信されると想定(assume)する。UEは自分が持っているRNTI情報を用いてPDCCHをモニタリングし、“A”と言うRNTIを持っているUEはPDCCHを検出し、受信したPDCCHの情報によって“B”と“C”によって指示されるPDSCHを受信する。
一方、データ領域(例えば、PDSCHのためのリソース領域)内にPDCCHがさらに割り当てられることができる。データ領域に割り当てられたPDCCHをEPDCCHと言う。図示のように、EPDCCHを介して制御チャネルリソースをさらに確保することにより、PDCCH領域の制限された制御チャネルリソースによるスケジューリング制約を緩和することができる。PDCCHと同様に、EPDCCHはDCIを運ぶ。例えば、EPDCCHは下りリンクスケジューリング情報、上りリンクスケジューリング情報を運ぶことができる。例えば、UEはEPDCCHを受信し、EPDCCHに対応するPDSCHを介してデータ/制御情報を受信することができる。また、UEはEPDCCHを受信し、EPDCCHに対応するPUSCHを介してデータ/制御情報を送信することができる。セルタイプによってEPDCCH/PDSCHはサブフレームの一番目OFDMシンボルから割り当てられることができる。特に区別しない限り、本明細書でPDCCHはPDCCHとEPDCCHの両者を全て含む。
図4は、無線通信システムに用いられる上りリンク(uplink、UL)サブフレーム構造の一例を示す図である。
図4を参照すると、ULサブフレームは、周波数ドメインで制御領域とデータ領域とに区別できる。1つ又は複数のPUCCH(physical uplink control channel)を上りリンク制御情報(uplink control information、UCI)を搬送するために上記制御領域に割り当てることができる。1つ又は複数のPUSCH(physical uplink shared channel)をユーザデータを搬送するためにULサブフレームのデータ領域に割り当てることができる。
ULサブフレームではDC(Direct Current)副搬送波を基準に遠い距離の副搬送波が制御領域でとして活用される。換言すれば、UL送信帯域幅の両端部に位置する副搬送波が上りリンク制御情報の送信に割り当てられる。DC副搬送波は、信号送信に用いられないで残される成分であり、周波数アップコンバート過程で搬送波周波数f0にマップされる。1つのUEに対するPUCCHは、1つのサブフレームで、1つの搬送波周波数で動作するリソースに属したRB対に割り当てられ、上記RB対に属したRBは、2つのスロットでそれぞれ異なる副搬送波を占有する。このように割り当てられるPUCCHを、PUCCHに割り当てられたRB対がスロット境界で周波数ホップすると表現する。ただし、周波数ホップが適用されない場合には、RB対が同一の副搬送波を占有する。
PUCCHは、次の制御情報を送信するために用いことができる。
●SR(Scheduling Request):上りリンクUL−SCHリソースを要請するために用いられる情報である。OOK(On−Off Keying)方式を用いて送信される。
●HARQ−ACK:PDCCHに対する応答及び/又はPDSCH上の下りリンクデータパケット(例、コードワード)に対する応答である。PDCCH或いはPDSCHが成功的に受信されたか否かを示す。単一下りリンクコードワードに対する応答としてHARQ−ACK1ビットが送信され、2つの下りリンクコードワードに対する応答としてHARQ−ACK2ビットが送信される。
例えば、単一搬送波上の一つのサブフレーム内で受信されたPDCCHあるいはPDSCHに対するHARQ−ACKは1ビットで表現されることができる。UEがPDCCHは検出しPDSCHを成功的に復号すれば、ACKを示すビット(例えば、1b)をフィードバックし、PDCCHの検出に失敗するかあるいはPDSCHの復号に失敗すれば、NACKを示すビット(例えば、0b)をフィードバックする。複数の搬送波上でのPDCCH/PDSCH又は複数のサブフレーム内でのPDCCH/PDSCHに対するHARQ−ACKは2ビットで表現されることができる。例えば、2個の搬送波上又は2個のサブフレーム内でのPDCCH/PDSCHに対するHARQ−ACKをフィードバックする場合、2個の搬送波又は2個のサブフレームの一つではPDCCHを検出し、それによるPDSCHを復号する場合、PDSCHの復号結果によって該当ACK/NACKビットを設定することができる。2個の搬送波又は2個のサブフレームの残りでPDCCHを検出することができなければ、該当HARQ−ACKはDTXに相当するが、UEは2ビットHARQ−ACKをeNBにフィードバックしなければならないので、2ビットHARQ−ACKの残りのビットをNACKに設定してeNBにフィードバックする。
HARQ−ACK応答は、ポジティブACK(簡単に、ACK)、ネガティブACK(以下、NACK)、DTX(Discontinuous Transmission)又はNACK/DTXを含む。ここで、HARQ−ACKと言う用語は、HARQ ACK/NACK、ACK/NACKと同じ意味で使われる。
TDDに設定されたCC(又はセル)に対し、UEがeNBにACK/NACK信号を送信するとき、次の問題が発生することもある:複数のサブフレーム区間の間にeNBが送信したPDCCH(等)の一部をUEが逃した場合、UEは逃したPDCCHに相当するPDSCHが自分に送信された事実も分からないので、ACK/NACK生成時に間違いが発生することもある。このような問題を解決するために、TDD CCのためのDLグラントPDCCH/SPS解除PDCCHはDAIフィールド(すなわち、DL DAIフィールド)を含む。DL DAIフィールドの値はDLサブフレーム(等)n−k(k∈K)内で現在サブフレームまでPDSCH(等)に対応するPDCCH(等)及び下りリンクSPSの解除を指示するPDCCH(等)の累積値(すなわち、カウント値)を示す。例えば、3個のDLサブフレームが一つのULサブフレームに対応する場合、3個のDLサブフレーム区間に送信されるPDSCHに順次インデックスを付与(すなわち、順次カウント)し、PDSCHをスケジュールするPDCCHに送信する。UEはPDCCHにあるDAI情報を見て以前のPDCCHを正常に受信したかが分かる。
●CSI(Channel State Information):下りリンクチャネルに対するフィードバック情報(feedback information)である。CSIは、チャネル品質指示子(channel quality information、CQI)、プリコーディング行列指示子(precoding matrix indicator、PMI)、プリコーディングタイプ指示子(precoding type indicator)、及び/又はランク指示(rank indication、RI)で構成することができる。これらのうち、MIMO(Multiple Input Multiple Output)−関連フィードバック情報は、RI及びPMIを含む。RIは、UEが同一の時間−周波数リソースを用いて受信できるストリームの個数或いはレイヤ(layer)の個数を意味する。PMIは、チャネルの空間(space)特性を反映した値であり、UEがSINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)などのメトリック(metric)を基準に下りリンク信号送信のために好むプリコーディング行列のインデックスを表す。CQIは、チャネルの強度を示す値であり、通常、eNBがPMIを用いたときにUEに得られる受信SINRを表す。
以下、特別に、SR送信のために割り当てられるPUCCHをSR PUCCHと、HARQ−ACK送信のために割り当てられるPUCCHをACK/NACK PUCCHと、CSI送信のために割り当てられるPUCCHをCSI PUCCHと言う。
図5は単一搬送波通信と多重搬送波通信を説明するための図である。特に、図5(a)は単一搬送波のサブフレーム構造を示す図であり、図5(b)は多重搬送波のサブフレーム構造を示す図である。
図5(a)を参照すると、一般的な無線通信システムは、一つのDL帯域とこれに対応する一つのUL帯域を介してデータの送信又は受信を行うか(周波数分割デュプレックス(frequency division duplex、FDD)モードの場合)、所定の無線フレーム(radio frame)を時間ドメイン(time domain)で上りリンク時間ユニットと下りリンク時間ユニットに区分し、上り/下りリンク時間ユニットを介してデータの送信又は受信を行う(時分割デュプレックス(time division duplex、TDD)モードの場合)。しかし、近年、無線通信システムでは、より広い周波数帯域を使うために複数のUL及び/又はDL周波数ブロックを集めてもっと大きなUL/DL帯域幅を使う搬送波集成(carrier aggregation又はbandwidth aggregation)技術の導入が論議されている。搬送波集成(carrier aggregation、CA)は複数の搬送波周波数を使ってDL又はUL通信を行うと言う点で、複数の直交する副反送波に分割された基本周波数帯域を一つの搬送波周波数に含めてDL又はUL通信を行うOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)システムとは区分される。以下、搬送波集成によって集成される搬送波のそれぞれを要素搬送波(component carrier、CC)と言う。図5(b)を参照すると、UL及びDLにそれぞれ3個の20MHzCCが集まって60MHzの帯域幅が支援されることができる。それぞれのCCは周波数ドメインで互いに隣接するか隣接しないことができる。図5(b)は便宜上UL CCの帯域幅とDL CCの帯域幅がいずれも同一でありながら対称の場合を示したが、各CCの帯域幅は独立的に決定されることができる。また、UL CCの個数とDL CCの個数が違う非対称的搬送波集成も可能である。特定のUEに限定されたDL/UL CCを特定のUEでの設定された(configured)サービング(serving)UL/DL CCと呼ぶことができる。
一方、3GPP LTE−A標準は無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を使う。無線リソースに関連された“セル”とは下りリンクリソース(DL resources)と上りリンクリソース(UL resources)の組合せ、つまりDL CCとUL CCの組合せと定義される。セルはDLリソース単独、又はDLリソースとULリソースの組合せに設定される(configured)ことができる。搬送波集成が支援される場合、DLリソース(又は、DL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)とULリソース(又は、UL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)の間のリンケージ(linkage)はシステム情報によって指示されることができる。例えば、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type2、SIB2)リンケージ(linkage)によってDLリソースとULリソースの組合せが指示されることができる。ここで、搬送波周波数とは各セル又はCCの中心周波数(center frequency)を意味する。以下では、1次周波数(primary frequency)上で動作するセルを1次セル(primary cell、Pcell)又はPCCと言い、2次周波数(Secondary frequency)(又はSCC)上で動作するセルを2次セル(secondary cell、Scell)又はSCCと言う。下りリンクでPcellに対応する搬送波は下りリンク1次CC(DL PCC)と言い、上りリンクでPcellに対応する搬送波はUL1次CC(DL PCC)と言う。ScellとはRRC(Radio Resource Control)連結開設(connection establishment)がなされた後に設定可能であり、追加的な無線リソースを提供するために使われることができるセルを意味する。UEの性能(capabilities)によって、ScellがPcellと一緒に、UEのためのサービングセルの集団(set)を形成することができる。下りリンクでScellに対応する搬送波はDL2次CC(DL SCC)と言い、上りリンクでScellに対応する搬送波はUL2次CC(ULSCC)と言う。RRC_CONNECTED状態にあるが、搬送波集成が設定されていないか搬送波集成を支援しないUEの場合、Pcellにだけ設定されたサービングセルがただ一つ存在する。
eNBはUEに設定されたサービングセルの一部又は全部を活性化(activate)するか、あるいは一部を非活性化(deactivate)することにより、UEとの通信に使うことができる。eNBは活性化/非活性化するセルを変更することができ、活性化/非活性化するセルの個数を変更することができる。eNBがUEに利用可能なセルをセル特定的又はUE特定的に割り当てれば、UEに対するセル割当てが全面的に再設定(reconfigure)されるか、UEがハンドオーバー(handover)しない限り、一旦割り当てられたセルの少なくとも一つは非活性化しない。UEに対するセル割当ての全面的な再設定ではない限り、非活性化しないセルをPcellと言える。eNBが自由に活性化/非活性化することができるセルをScellと言える。PcellとScellは制御情報に基づいて区分されることもできる。例えば、特定の制御情報は特定のセルを介してだけ送信/受信されるように設定されることができ、このような特定のセルをPcellと言い、残りのセル(等)をScellと言うことができる。
図6は搬送波集成を支援するシステムにおけるセルの状態を例示した図である。
図6で、設定されたセル(configured cell)とはeNBのセルの中で他のeNB又はUEからの測定報告に基づいてUEのために搬送波集成が行われたセルであり、UE別に設定される。UEに設定されたセルは該当UEの観点ではサービングセルと言える。UEに設定されたセル、つまりサービングセルはPDSCH送信に対するACK/NACK送信のためのリソースが前もって予約される。活性化したセルはUEに設定されたセルの中で実際にPDSCH/PUSCH送信に用いられるように設定されたセルであり、PDSCH/PUSCH送信のためのCSI報告とSRS送信が活性化したセル上で行われる。非活性化したセルはeNBの命令又はタイマー(timer)の動作によってPDSCH/PUSCH送信に用いられないように設定されたセルであり、該当セルが非活性化すればCSI報告及びSRS送信も該当セルで中断される。参考までに、図6で、CIはサービングセルインデックスを意味し、CI=0がPcellのために適用される。サービングセルインデックスはサービングセルを識別するために使われる短い識別子(short identity)であり、例えば0から「UEに一度に設定可能な搬送波周波数の最大個数−1」までの整数のいずれか一つがサービングセルインデックスとして一サービングセルに割り当てられることができる。すなわち、サービングセルインデックスは全ての搬送波周波数のうち特定の搬送波周波数を識別するのに使われる物理インデックスと言うよりはUEに割り当てられたセルの中でだけ特定のサービングセルを識別するのに使われる論理インデックスと言える。
前述したように、搬送波集成に使われるセルと言う用語は一eNB又は一アンテナグループによって通信サービスが提供される一定の地理的領域を指称するセルと言う用語とは区分される。
特に他の言及がない限り、本発明で言及するセルはUL CCとDL CCの組合せである搬送波集成のセルを意味する。
一方、単一搬送波を用いた通信の場合、ただ一つのサービングセルのみが存在するので、UL/DLグラントを運ぶPDCCHと該当PUSCH/PDSCHは同じセルで送信される。言い換えれば、単一搬送波状況下のFDDの場合、特定のDL CCで送信されるPDSCHに対するDLグラントのためのPDCCHは特定のCCで送信され、特定のUL CCで送信されるPUSCHに対するULグラントのためのPDSCHは特定のUL CCとリンクされたDL CCで送信される。単一搬送波状況下のTDDの場合、特定のCCで送信されるPDSCHに対するDLグラントのためのPDCCHは特定のCCで送信され、特定のCCで送信されるPUSCHに対するULグラントのためのPDSCHは特定のCCで送信される。
これに対し、多重搬送波システムでは、複数のサービングセルが設定できるので、チャネル状況が良いサービングセルでUL/DLグラントが送信されることが許容されることができる。このように、スケジューリング情報であるUL/DLグラントを運ぶセルとUL/DLグラントに対応するUL/DL送信が行われるセルが違う場合、これをクロス搬送波スケジューリングと言う。
以下では、セルが該当セルそのもの、つまり自分からスケジュールされる場合とセルが他のセルからスケジュールされる場合をそれぞれセルフCCスケジューリングとクロスCCスケジューリングと言う。スケジューリングセルの場合、少なくとも自分を直接スケジュールすることができるように設定されることができる。すなわち、スケジューリングセルは自分の被スケジューリング(scheduled)セルとなることができる。
3GPP LTE/LTE−Aはデータ送信率の改善及び安定的な制御シグナリングのために複数のCCの併合及びこれに基づくクロス搬送波スケジューリング動作を支援することができる。
クロス搬送波スケジューリング(又はクロスCCスケジューリング)が適用される場合、DL CC B又はDL CC Cのための下りリンク割当て、つまりDLグラントを運ぶPDCCHはDL CC Aに送信され、該当PDSCHはDL CC B又はDL CC Cに送信されることができる。クロスCCスケジューリングのために、搬送波指示フィールド(carrier indicator field、CIF)が導入されることができる。PDCCH内でCIFの存在有無は上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング)によって半静的及びUE特定(又はUEグループ特定)方式で設定されることができる。
もっと多い通信器機がもっと大きな通信容量を要求することになるに従い、次期の無線通信システムでの制限された周波数帯域の効率的活用はますます重要な要求となっている。3GPP LTE/LTE−Aシステムのようなセルラー通信システムも既存のWiFiシステムが使う2.4GHz帯域のような非兔許(unlicensed)帯域又は新たに注目されている5GHz帯域のような非兔許帯域をトラフィックオフローディング(offloading)に活用する方案が検討中である。
基本的に、非兔許帯域は各通信ノード間の競争によって無線送受信を行う方式を仮定するので、各通信ノードが信号を送信する前にチャネル感知(channel sensing)を行って、他の通信ノードが信号送信を行わないことを確認することが要求される。これをCCA(clear channel assessment)と言い、LTEシステムのeNB又はUEも非兔許帯域(以下、LTE−U帯域と言う)での信号送信のためにはCCAを行わなければならない。また、LTEシステムのeNB又はUEが信号を送信するとき、WiFiなどの他の通信ノードもCCAを行って、干渉を引き起こさないようにしなればならない。例えば、WiFi標準(例えば、801.11ac)でCCA閾値(threshold)は、非WiFi(non−WiFi)信号に対して−62dBm、WiFi信号に対して−82dBmに規定されており、これは、STA又はAPは、例えばWiFi以外の信号が−62dBm以上の電力で受信されれば、干渉を引き起こさないように信号送信を行わないことを意味する。特徴的に、WiFiシステムでSTA又はAPは4μs以上の間にCCA閾値以上の信号を検出しなければCCAを行い、信号送信を行うことができる。
LTE−A帯域とLTE−U帯域のCA状況下でeNBがUEに信号を送信するかあるいはUEがeNBに信号を送信することができる。以下の説明では、提案方式についての説明の便宜のために、UEが兔許帯域と非兔許帯域のそれぞれで2個の要素搬送波(component carrier、CC)を介して無線通信を行うように設定された状況を仮定した。ここで、一例として、兔許帯域の搬送波は1次要素搬送波に、非兔許帯域の搬送波は2次要素搬送波に設定(configure)されることができる。しかし、本発明の実施例は多数の兔許帯域と多数の非兔許帯域が搬送波集成技法に用いられる状況でも拡張適用が可能であり、かつ非兔許帯域のみでeNBとUE間の信号送受信が行われる場合にも適用可能である。また、本発明の実施例は3GPP LTE/LTE−Aシステムだけではなく他の特性のシステム上でも拡張適用が可能である。
以下では、説明の便宜のために、3GPP LTE/LTE−Aのための兔許帯域に設定されて3GPP LTE/LTE−A方式で動作するセルをLcellと言い、LTE−U方式で動作する非兔許帯域に設定されてLTE−U方式で動作するセルをUcellと言う。
LTE−U帯域でeNBとUEが通信を行うためには、まず該当帯域が非兔許スペクトラムであるので、LTE/LTE−Aと関係ない他の通信(例えば、WiFi)システムとの競争によって該当帯域を特定の時間区間の間に占有/確保することができなければならない。以下では、便宜上、LTE−U帯域通信のために占有/確保された時間区間を予約リソース区間(reserved resource period、RRP)と言う。このようなRRPを確保するためには色々の方法が存在することができる。代表的には、WiFiなどの他の通信システム装置が該当無線チャネルが忙しい(busy)ことを認識することができるように特定の予約信号(reservation signal)を送信するか、あるいはRRPの間に特定の電力レベル以上の信号が絶え間なく送信されるようにRS及び/又はデータ信号を持続的に送信する方法が可能である。
RRPはeNBによる搬送波感知によって設定されることができる。eNBがLTE−U帯域を占有しようとするRRPを前もって決定したなら、UEにこれを前もって知らせることで、UEに該当の指示されたRRPの間に通信送信/受信リンクを維持しているようにすることができる。UEに該当RRP情報を知らせる方式によっては、搬送波集成の形で連結されているさらに他のCC(例えば、LTE−A帯域)を介して該当RRP情報を伝達することができる。
DL送信であるかあるいはUL送信であるかによってRRP決定主体が変わることもできる。例えば、DL送信のためのRRP(以下、DL RPP)はeNBによる搬送波感知に基づきeNBによって決定されることができる。UL送信のためのRRP(UL RRP)はeNBによる搬送波感知に基づきeNBによって決定されてUEに指示されることができる。若しくは、UEが信号送信前にチャネル状態を確認することにより、すなわちUEそのものによる搬送波感知によってサブフレーム単位でUL RRPを確認又は決定することもできる。
既存のCAに使われたセル、つまりLcell上ではPSS/SSS/PBCH、CRS及び/又はCSI−RSなどのチャネル同期化用RS又はチャネル測定用RSが周期的かつ連続的に現れる。これに対し、Ucellの場合、Ucellが遊休状態である場合にのみeNBがRRPを設定し、RRP上でチャネル測定用RSを送信することが可能となる。したがって、Ucell上では同期化用/測定用RSが非周期的及び/又は非連続的に現れるであろう。
一方、Lcellの場合、UEはLcellが活性化した時間区間の間にRS(等)を検出するかあるいはRS(等)を用いて同期化又は測定を行うように設定されるが、Lcellが非活性化した時間区間でRS(等)が全然送信されないものではない。Lcellの活性化又は非活性化と関わらず同期化用/測定用RSは持続的に送信されるが、UEは活性化した時間区間の間にのみ同期化用/測定用RSを検出するように設定される。これとは違い、Ucellの場合、RRPの間にのみeNBが同期化用又は測定用RS(等)を送信し、非RRPの間の無線通信媒体は他の装置によって占有されるので、eNBの同期化用又は測定用RS(等)は原則的に非RRPの間には送信されない。
競争に基づく任意接続方式で動作する非兔許帯域動作のさらに他の一例として、eNBはデータ送信/受信の前、先に搬送波感知(CS)を行うことができる。Scellの現在チャネル状態が忙しいか(busy)あるいは遊休であるか(idle)をチェックし、遊休であると判断されれば、eNBはPcellのPDCCHを介して(すなわち、クロス搬送波スケジューリングで)又はScellのPDCCHを介してスケジューリンググラントを送信し、データ送信/受信を試みることができる。この時、例えば、M個の連続したサブフレーム(SF)で構成されたRRPが設定されることができる。ここで、M値及びM個のSF用途を前もってeNBがUEに(Pcellを用いた)上位階層シグナリング又は物理制御/データチャネルを介して知らせることができる。RRPの開始時点は上位階層シグナリングによって周期的に又は半静的(semi−static)に設定されていることもある。若しくは、RRP開始時点がSF#nに設定されなければならない場合、SF#nで又はSF#(n−k)で物理階層シグナリングによってRRPの開始時点が指定されることもできる。
図7は予約リソース区間(reserved resource period、RRP)のサブフレーム構成を例示した図である。
RRPは、RRPを構成するサブフレーム(等)の境界が、図7(a)のようにPcell上に設定されたサブフレーム(等)の境界(boundary)と一致する形態に構成されるか、あるいは図7(b)のようにPcell上に設定されたサブフレーム(等)の境界(boundary)と一致しない形態まで支援するように構成されることができる。
前述したように、非兔許帯域での搬送波感知(carrier sensing)などによる競争に基づいて動作するLTE−Uシステムの場合、搬送波感知結果などによって可用(例えば、データ送信/スケジューリング用途に使用可能な)リソース区間が非周期的に確保/構成されることができる。前記のようなLTE−U方式で動作するセル/搬送波を便宜上Ucellと言い、Ucell上で非周期的に構成されるリソース区間をRRPと定義すれば、eNBは、Ucell上にRRP区間が確保されれば、該当Ucellを設定されたUEを対象として該当RRP区間を介してのみ機会的にデータ送信をスケジュールする状況を考慮することができる。
図8はPUCCHフォーマットのスロットレベル構造を例示した図である。特に、図8は正規循環前置(normal cyclic prefix)の場合のPUCCHフォーマット1a及び1bの構造を示す。
PUCCHフォーマット1a及び1bは同じ内容の制御情報がサブフレーム内でスロット単位で繰り返される。各UEで、ACK/NACK信号はCG−CAZAC(Computer−Generated Constant Amplitude Zero Auto Correlation)シーケンスの相異なる循環遷移(cyclic shift、CS)(周波数ドメインコード)と直交カバー(orthogonal cover)シーケンス(OCC(orthogonal cover code)とも言う)(時間ドメイン拡散コード)で構成された相異なるリソースを介して送信される。OCシーケンスは、例えばウォルシュ(Walsh)/DFT直交コードを含む。CSの個数が6個、OCシーケンスの個数が3個であれば、単一アンテナを基準として総18個のUEが同じPRB(Physical Resource Block)内で多重化することができる。直交シーケンス[w(0)w(1)w(2)w(3)]は(FFT変調の後に)任意の時間ドメインで又は(FFT変調の前に)任意の周波数ドメインで適用されることができる。
SRと持続的スケジューリング(persistent scheduling)のために、CS、OCシーケンス及びPRB(Physical Resource Block)で構成されたPUCCHリソースはRRC(Radio Resource Control)によってUEに与えられることができる。動的ACK/NACKと非持続的スケジューリング(non−persistent scheduling)のために、PUCCHリソースはPDSCHに対応するPDCCHの最小(lowest)CCE(Control Channel Element)インデックスによって暗黙的に(implicitly)UEに与えられることができる。
UEは、M個のDLサブフレーム(Subframe、SF)上で一つ以上のPDSCH又はSPS解除を指示するPDCCHを受信することができる(M≧1)。それぞれのPDSCH信号は送信モードによって一つ又は複数(例えば、2個)の送信ブロック(transport block、TB)を含むことができる。M個のDLサブフレームにPDSCH信号及び/又はSPS解除PDCCH信号が存在すれば、UEはACK/NACK送信のための過程(例えば、ACK/NACK(ペイロード)生成、ACK/NACKリソース割当てなど)によって、M個のDLサブフレームに対応する一つのULサブフレームを介してACK/NACKを送信する。ACK/NACKは、PDSCH信号及び/又はSPS解除PDCCH信号に対する受信応答情報を含む。ACK/NACKは基本的にPUCCHを介して送信されるが、ACK/NACK送信時点にPUSCH割当てがある場合、PUSCHを介して送信される。UEに複数のCCが構成された場合、PUCCHはPcell上でのみ送信され、PUSCHはスケジュールされたCC上で送信される。ACK/NACK送信のために多様なPUCCHフォーマットが使われることができる。ACK/NACKビット数を減らすために、ACK/NACKバンドリング(bundling)、ACK/NACKチャネル選択(Channel selection、CHsel)のような多様な方法が使われることができる。
FDDにおいてM=1であり、TDDにおいてMは1以上の整数である。TDDにおいて、M個のDLサブフレームとACK/NACKが送信されるULサブフレームの関係はDASI(Downlink Association Set Index)によって与えられる。
表3はLTE(−A)に定義されたDASI(K:{k0、k1、...、kM−1})を示す。サブフレームn−k(k∈K)にPDSCH送信及び/又はSPS解除(Semi−Persistent Scheduling release)を指示するPDCCHがある場合、UEはサブフレームnでACK/NACKを送信する。FDDにおいて、DASI(便宜上、dF)=4である。
TDD方式で動作するとき、UEは、M個のDLサブフレーム(subframe、SF)を介して受信した一つ以上のDL送信(例えば、PDSCH)に対するACK/NACK信号を一つのUL SFを介して送信しなければならない。
複数のセル及び/又は複数のDLサブフレームで送信された複数のPDSCHに対する複数のACK/NACKを、該当DLサブフレーム(等)に対応するULサブフレームで特定のセル(例えば、PUCCHの場合、Pcell)を介して送信することができる。UEに設定された全てのセルを介して送信可能な最大コードワード(codeword、CW)の個数(又は下のCWバンドリングが適用された場合にはセルの個数)に対応する複数のACK/NACKが複数のDLサブフレーム(subframe、SF)の全てに対して単一ペイロードとして構成されて特定のPUCCHフォーマット(例えば、PUCCHフォーマット3)を介して送信される方式(すなわち、プールACK/NACK)と、複数のDL SFに対するACK/NACKが一つのPUCCHフォーマット1a/1bリソースを介して送信される方式とを考慮することができる。複数のDL SFに対するACK/ANCKを一つのPUCCHフォーマット1a/1bリソースを介して送信する方式は次のようである。
1)ACK/NACKバンドリング(ACK/NACK bundling):複数のデータユニット(例えば、PDSCH、半持続的スケジューリング(semi−persistent scheduling、SPS)解除PDCCHなど)に対するACK/NACKビットが論理演算(例えば、論理AND演算)によって結合される。例えば、全てのデータユニットが成功的に復号すれば、受信端(例えば、UE)はACK信号を送信する。一方、データユニットのうち一つでも復号(又は検出)に失敗すれば、UEはNACK信号を送信するかあるいは何も送信しない。ACK/NACKバンドリングはコードワード(codeword、CW)ドメイン及び/又はセルドメイン及び/又はサブフレームドメインに適用可能である。CWバンドリングの場合、各DLサブフレーム(subframe、SF)に対してセル別にCWに対するACK/NACKバンドリングを適用することを意味し、セルバンドリングの場合、各DL SFに対して全ての又は一部のセルに対するACK/NACKバンドリングを適用することを意味し、SFバンドリングの場合、各セルに対して全ての又は一部のDL SFに対するACK/NACKバンドリングを適用することを意味する。SFバンドリング方法として、セルのそれぞれに対して受信された全てのPDSCH又はDLグラントPDCCHに対してセル別に総ACK個数(又は、一部のACK個数)を知らせるACK−カウント方式を考慮することができる。
2)チャネル選択(Channel selection、CHsel):複数のデータユニット(例えば、PDSCH、SPS解除PDCCHなど)を受信するUEはACK/NACK送信のために複数のPUCCHリソースを占有する。複数のデータユニットに対するACK/NACK応答は実際ACK/NACK送信に使われたPUCCHリソースと送信されたACK/NACK内容(例えば、ビット値、QPSKシンボル値)の組合せによって識別される。チャネル選択方式はACK/NACK選択方式、PUCCH選択方式とも言う。例えば、2ビットACK/NACKフィードバックのためのPUCCHフォーマット1bに対し、4個のPUCCHリソース(PUCCHリソース#0〜#4)が設定されることができる。4ビットのACK/NACK情報を送信する場合、4ビットのACK/NACK情報のうち2ビットはPUCCHフォーマット1bが運ぶ2ビット情報によって表現されることができ、残りの2ビットは4個のPUCCHリソースのうちどのリソースを選択するかによって表現されることができる。例えば、PUCCHリソース#0を用いてUCIが送信される場合には‘00’を意味し、PUCCHリソース#1を用いてUCIが送信される‘01’を意味するものとして前もって定義されることができる。これにより、4個のPUCCHリソースのうち一つを選択することによって2ビット(00、01、10又は11)が表現されることができるので、PUCCHフォーマット1bで表現される2ビットのACK/NACK情報と共に、追加的な2ビットのACK/NACK情報が表現されることができる。
あるACK/NACK状態であるとき、どのPUCCHリソース上でどのビットが送信されなければならないかが前もって決定されることができる。すなわち、ACK/NACK状態対PUCCHリソース対送信ビット(又は複素変調シンボル)のマッピングテーブルが前もって定義されてeNBとUEに前もって保存されることができる。
前もって定義されているマッピングテーブルによって、UEはA個(A=2、3、4)のPUCCHリソース、n(1)PUCCH、j(ここで、0≦j≦A−1)のうち選択されたPUCCHリソースn(1)PUCCH上で送信ビット(等)b(0)b(1)をPUCCHフォーマット1bでサブフレームnで送信することによってACK/NACK状態をeNBに知らせることができる。
図9はブロック拡散に基づくPUCCHフォーマットを例示した図である。
ブロック拡散技法は、シンボルシーケンスをOCC(Orthogonal Cover Code)(直交シーケンス(orthogonal sequence)とも言う)によって時間ドメイン拡散して送信する。ブロック拡散技法によれば、OCCによって多くのUEの制御信号が同じRBに多重化してeNBに送信されることができる。PUCCHフォーマット2の場合、一つのシンボルシーケンスが時間ドメインにわたって送信され、UEのUCIがCAZACシーケンスの循環遷移(CCS)によって多重化してeNBに送信される。一方、ブロック拡散に基づく新しいPUCCHフォーマット(以下、PUCCHフォーマット3)の場合、一つのシンボルシーケンスが周波数ドメインにわたって送信され、UEのUCIがOCCに基づく時間ドメイン拡散によってUEのUCIが多重化してeNBに送信される。例えば、図9を参照すると、一つのシンボルシーケンスが長さ5(すなわち、SF=5)のOCCによって拡散して5個のSC−FDMAシンボルにマッピングされる。図9では1個のスロットの間に全部2個のRSシンボルが使われる場合が例示されているが、3個のRSシンボルが使われ、SF=4のOCCがシンボルシーケンスの拡散及びUE多重化に用いられることもできる。ここで、RSシンボルは特定の循環遷移を有するCAZACシーケンスから生成されることができ、時間ドメインで複数のRSシンボルに特定のOCCが適用された/乗じられた形でUEからeNBに送信されることもできる。図9で、FFT(Fast Fourier Transform)はOCCの前に前もって適用されることもでき、FFTの代わりにDFT(Discrete Fourier Transform)が適用されることもできる。
説明の便宜のために、PUCCHフォーマット2又はPUCCHフォーマット3を使うこのようなチャネルコーディングに基づく複数のACK/NACK送信方式を“マルチビットACK/NACKコーディング”送信方法と言う。この方法は、複数のDL CCのPDSCH(等)、すなわち複数のDL CC上で送信されたPDSCH(等)に対するACK/NACK又はDTX情報(PDCCHを受信/検出することができないことを意味)をチャネルコーディングすることによって生成されたACK/NACKコード化(coded)ブロックを送信する方法を示す。例えば、UEがあるDL CCでSU−MIMO(Single User MIMO)モードで動作して2個のコードワード(CW)を受信すれば、DL CCに対してCW別にACK/ACK、ACK/NACK、NACK/ACK、NACK/NACKの総4個のフィードバック状態(feedback state)の一つを送信するか、あるいはDTXまで含めて最大5個のフィードバック状態の一つを送信することができる。また、UEが単一(single)CW受信を行えば、ACK、NACK、DTXの最大3個のフィードバック状態があり得る(NACKをDTXと同様に処理すれば、ACK、NACK/DTXの総2個のフィードバック状態があり得る)。したがって、UEに最大5個のDL CCが集成され、全てのCCでSU−MIMOモードで動作すれば、最大55個の送信可能なフィードバック状態があり得、これを表現するためのACK/NACKペイロード(payload)の大きさは総12ビットとなる。DTXをNACKと同様に処理すれば、フィードバック状態の数は45個となり、これを表現するためのACK/NACKペイロードの大きさは総10ビットとなる。
PUCCHフォーマット3に対し、UEはアンテナポートpにマッピングされたp〜のためにサブフレームnでHARQ−ACKの送信のためにPUCCHリソースn(3、p〜)PUCCH又はn(1、p〜)PUCCHを使う。
UEは上位階層信号又は動的制御信号又は暗黙的方式でeNBからUCIの送信のためのPUCCHリソースを割り当てられる。PUCCHのために使われる物理リソースは上位階層によって与えられる2個のパラメーター、N(2)RB及びN(1)csに依存する。変数N(2)RB≧0は各スロットでPUCCHフォーマット2/2a/2bの送信に利用可能な帯域幅を示し、NRBsc個の整数倍として表現される。変数N(1)csはフォーマット1/1a/1b及び2/2a/2bの混合のために使われるリソースブロックでPUCCHフォーマット1/1a/1bのために使われた循環遷移(cyclic shift、CS)の個数を示す。N(1)csの値は{0、1、...、7}の範囲内で△PUCCHshiftの整数倍となる。△PUCCHshiftは上位階層によって提供される。N(1)cs=0であれば、混合されたリソースブロックがなくなり、各スロットで多くても1個のリソースブロックがフォーマット1/1a/1b及び2/2a/2bの混合を支援する。アンテナポートpによってPUCCHフォーマット1/1a/1b、2/2a/2b及び3の送信のために使われるリソースは負ではない整数インデックスであるn(1、p)PUCCH、n(2、p)PUCCH<N(2)RBNRBsc+ceil(N(1)cs/8)・(NRBsc−N(1)cs−2)、及びn(3、p)PUCCHによってそれぞれ表現される。
具体的に、PUCCHフォーマット別に既に定義された特定の規則に従って、PUCCHリソースインデックスから該当UCIに適用される直交シーケンス及び/又は循環遷移が決定され、PUCCHがマッピングされる、サブフレーム内の2個のリソースブロックのリソースインデックスが与えられる。例えば、スロットnsでPUCCHの送信のためのPRBが次のように与えられる。
式1で、変数mはPUCCHフォーマットに依存し、PUCCHフォーマット1/1a/1b、PUCCHフォーマット2/2a/2b及びPUCCHフォーマット3に式2、式3及び式4のようにそれぞれ与えられる。
式2で、n(1、p)PUCCHはPUCCHフォーマット1/1a/1bのためのアンテナポートpのPUCCHリソースインデックスであって、ACK/NACK PUCCHの場合、該当PDSCHのスケジューリング情報を運ぶPDCCHの一番目CCEインデックスによって暗黙的に決定される値である。
n(2)PUCCHはPUCCHフォーマット2/2a/2bのためのアンテナポートpのPUCCHリソースインデックスであって、上位レイヤシグナリングによってeNBからUEに送信される値である。
n(3)PUCCHはPUCCHフォーマット2/2a/2bのためのアンテナポートpのPUCCHリソースインデックスであって、上位階層シグナリングによってeNBからUEに送信される値である。NPUCCHSF、0はサブフレームの一番目スロットのための拡張因子(spreading factor、SF)を示す。一般PUCCHフォーマット3を使うサブフレーム内の2個のスロットの両方に対してNPUCCHSF、0は5であり、縮小されたPUCCHフォーマット3を使うサブフレームにおいて一番目スロット及び二番目スロットに対してNPUCCHSF、0はそれぞれ5と4である。
式2を参照すると、ACK/NACKのためのPUCCHリソースは各UEに前もって割り当てられておらず、複数のPUCCHリソースをセル内の複数のUEが毎時点に分けて使う。具体的に、UEがACK/NACKを送信するのに使うPUCCHリソースは該当下りリンクデータを運ぶPDSCHについてのスケジューリング情報を運ぶPDCCH又はSPS解除を指示するPDCCHによって動的に決定される。それぞれのDLサブフレームでPDCCHが送信される全領域は複数のCCE(Control Channel Element)で構成され、UEに送信されるPDCCHは一つ以上のCCEで構成される。UEは自分が受信したPDCCHを構成するCCEのうち特定のCCE(例えば、最低インデックスのCCE)にリンクされたPUCCHリソースを介してACK/NACKを送信する。
それぞれのPUCCHリソースインデックスはACK/NACKのためのPUCCHリソースに対応する。例えば、4〜6番CCEで構成されたPDCCHを介してPDSCHについてのスケジューリング情報がUEに送信され、4番CCEがPUCCHリソースインデックス4にリンクされると仮定する場合、UEはPDCCHを構成する4番CCEに対応する4番PUCCHリソースを介してPDSCHに対するACK/NACKをeNBに送信する。具体的に、3GPP LTE(−A)システムで、2個のアンテナポート(p0及びp1)による送信のためのPUCCHリソースインデックスは次のように決定される。
ここで、n(1、p=p0)PUCCHはアンテナポートp0が使うACK/NACK PUCCHリソースのインデックス(すなわち、番号)を示し、n(1、p=p1)PUCCHはアンテナポートp1が使うべきACK/NACK PUCCHリソースインデックスを示し、N(1)PUCCHは上位階層から伝達されるシグナリング値を示す。nCCEはPDCCHの送信に使われたCCEインデックスのうち最小値に相当する。例えば、CCE集成レベルが2以上の場合には、PDCCH送信のために集成された複数のCCEのインデックスのうち一番目CCEインデックスがACK/NACK PUCCHリソースの決定に使われる。n(1)PUCCHからPUCCHフォーマットのためのCS(Cyclic Shift)、OC(Orthogonal Code)及びPRBが得られる。
ACK/NACK送信のためにPUCCHフォーマット3が設定された場合、上位階層(例えば、RRC)によって割り当てられた複数のPUCCHフォーマット3リソースインデックス(n(3)PUCCH)のうち一つの特定のPUCCHフォーマット3リソースインデックスがDLグラントPDCCHのARI(ACK/NACK Resource Indicator)値によって指示できる(明示的(explicit PUCCHリソース))。ARIはScellのPDSCHをスケジュールするPDCCHのTPCフィールドを介して送信される。n(3)PUCCHからPUCCHフォーマット3のためのOC及びPRBが得られる。
一方、EPDCCHに基づくスケジューリングの場合にも、DLグラントEPDCCHによってスケジュールされたDLデータに対するACK/NACK送信リソースはDLグラントEPDCCHを構成する特定のECCEインデックス(例えば、最小ECCEインデックス)又はこれに特定のオフセット値が加わったECCEインデックスにリンクされたPUCCHリソースとして決定されることができる。また、ACK/NACKフィードバック送信リソースはDLグラントEPDCCHを構成する特定のECCEインデックス(例えば、最小ECCEインデックス)にリンクされたPUCCHリソース又はこれに特定のオフセット値が加わったPUCCHリソースとして決定されることができる。ここで、特定のオフセット値はDLグラントEPDCCH内のARO(ACK/NACK Resource Offset)フィールドを介して直接シグナリングされる値及び/又はアンテナポート別に専用(dedicated)に指定される値などによって決定されることができる。具体的に、フレーム構造タイプ(例えば、FDD又はTDD)及びACK/NACKフィードバック送信方式(例えば、PUCCHフォーマット3又はチャネル選択)によってDLグラントEPDCCH内のTPCフィールド及びAROフィールドを介してシグナリングされる情報は次のように構成されることができる。便宜上、PUCCH電力制御のためのTPC命令を“TPC値”、暗黙的PUCCHインデックス決定時に付け加わるオフセット値を“ARO値”、RRCで割り当てられた複数のPUCCHフォーマット3インデックス又は複数のPUCCHフォーマット1インデックス(複数のPUCCHフォーマット1インデックスグループ)のうち特定の一つを指示するARIを“ARI値”と定義する。また、何らの情報を含まずに(仮想CRCなどの用途のために)挿入される固定された値(例えば、‘0’)を“固定値(fixed value)”と定義する。
DLサブフレームでPcell上のPDCCH/EPDCCHの検出によって、DLサブフレームのためのACK/NACK送信タイミングに相当するULサブフレームでPcell上に動的に(すなわち、暗黙的に)決定される(ACK/NACK)PUCCHリソース(等)を除いた残りのSR、ACK/NACK及び/又はCSI用PUCCHリソース(等)は上位階層によって設定される。
図10は上りリンクスケジューリング要求過程を例示した図である。
スケジューリング要求(scheduling request、SR)が新たなUL−SCHの送信のための上りリンクリソースを要求するのに使われる。
UEは上位階層によって1個又は2個のアンテナポート上でSRを送信するように設定されることができる。例えば、SR設定情報が上位階層信号によってUEに提供される。SR設定情報はトリガーされたSRの最大送信回数についての情報dsr−TransMax、SR PUCCHリソースが予約(reserve)されるサブフレームを示す情報ISR、SR PUCCHリソースを示す情報n(1、p)PUCCH、SRIを含むことができる。SRはアンテナポートpのためのPUCCHリソース(等)n(1、p)PUCCH=n(1、p)PUCCH、SRI上で送信され、ここで、n(1、p)PUCCH、SRIはSRがPUCCHフォーマット3を用いたACK/NACK送信と同時に起これば上位階層によって設定されるが、SRがPUCCHフォーマット3を用いたACK/NACK送信と同時に起こればSRはACK/NACKと多重化する。
SR送信周期SRPERIODICITY及びSRサブフレームオフセットNOFFSET、SRは上位階層によって与えられるSR設定インデックスISRによって次の表に定義される。
SRは{10*nf+floor(ns/2)−NOFFSET、SR}mod SRPERIODICITY=0を満たす上りリンクサブフレームで送信されることができる。ここで、nfはフレーム番号で、nsは無線フレーム内のスロット番号である。
図10を参照すると、SRがトリガーされれば、UEは自分のためにSR PUCCHリソースが予約されたサブフレームでSR PUCCHリソースを用いてSRを送信する。UEはSRに対するULグラントを受信するまでSRカウンターを0から1ずつ上げながらSRを送信する。
図10(a)を参照すると、SRカウンターが上位階層によって設定されたSR最大送信回数Mに到逹する前、すなわちSRカウンター≧Mとなる前にULグラントを受信すれば、他の係留中のSRがない限り、SR送信は取り消され(すなわち、終了され)、UEはUEグラントによって割り当てられたPUSCHリソースを用いてULデータを送信することができる。
図10(b)を参照すると、SRカウンターが上位階層によって設定されたSR最大送信回数Mに到逹するまでULグラントを受信することができなければ、UEはSR送信を取り消し、任意接続過程を開始する。例えば、UEがSRカウンター=M−1に対応するSRを送信したにも関わらずULグラントを受信することができなければ、SR PUCCHリソースが予約された次番サブフレームではSR送信を取り消し、任意接続応答を開始することができる。
図11及び図12は任意接続過程を説明するための図である。
任意接続過程は任意接続チャネル(random access channel、RACH)過程とも言う。任意接続過程は、初期接続、上りリンク同期調整、ULリソース割当て、ハンドオーバーなどの用途に多様に使われる。任意接続過程は、競争に基づく(contention−based)過程と、専用(dedicated)(すなわち、非競争に基づく)過程に分類される。競争に基づく任意接続過程は初期接続を含んで一般的に使われ、専用任意接続過程はハンドオーバーなどに制限的に使われる。競争に基づく任意接続過程でUEはRACHプリアンブルシーケンスを任意に(randomly)選択する。よって、複数のUEが同時に同じRACHプリアンブルシーケンスを送信することができ、よって以後の競争解消過程が必要である。一方、専用任意接続過程で、UEはeNBが該当UEに唯一に割り当てたRACHプリアンブルシーケンスを使う。したがって、他のUEとの衝突なしに任意接続過程を行うことができる。
図11を参照すると、専用任意接続過程は次の3段階を含む。以下、段階0〜2で送信されるメッセージはそれぞれメッセージ0〜2(Msg0〜Msg2)と言える。図示されていないが、任意接続過程の一部としてRARに対応する上りリンク送信(すなわち、段階3)も行われることができる。専用任意接続過程は基地局がRACHプリアンブル送信を命令する用途のPDCCH(以下、PDCCHオーダー(order))を用いてトリガーされることができる。
−段階0(S401):専用シグナリングによるRACHプリアンブル割当て(eNB to UE)
−段階1(S402):RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
−段階2(S403):任意接続応答(RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
図12を参照すると、競争に基づく任意接続過程は次の4段階を含む。以下、段階1〜4で送信されるメッセージはそれぞれメッセージ1〜4(Msg1〜Msg4)と言える。
−段階1(S501):RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
−段階2(S502):任意接続応答(random access response、RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
−段階3(S503):レイヤ2/レイヤ3メッセージ(via PUSCH)(UE to eNB)
−段階4(S504):競争解消(contention resolution)メッセージ(eNB to UE)
RACHプリアンブルを送信した後、UEは前もって設定された時間ウィンドウ内で任意接続応答(RAR)の受信を試みる。具体的に、UEは時間ウィンドウ内でRA−RNTI(Random Access RNTI)を有するPDCCH(以下、RA−RNTI PDCCH)(例えば、PDCCHでCRCがRA−RNTIでマスキングされる)の検出を試みる。RA−RNTI PDCCHの検出時、UEはRA−RNTI PDCCHに対応するPDSCH内に自分のためのRARが存在するかを確認する。RARはUL同期化のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス(timing advance、TA)情報、ULリソース割当て情報(ULグラント情報)、臨時識別子(例えば、temporary cell−RNTI、TC−RNTI)などを含む。UEはRAR内のリソース割当て情報及びTA値によってUL送信(例えば、Msg3)を行うことができる。RARに対応するUL送信にはHARQが適用される。したがって、UEは、Msg3を送信した後、Msg3に対応する受信応答情報(例えば、PHICH)を受信することができる。
PDCCHオーダーは任意接続過程に使われるRACHプリアンブルについての情報を運び、PDCCHオーダーによって開始される任意接続過程にはPDCCHオーダーによるRACHプリアンブルが使われるので、専用任意接続過程、すなわち非競争に基づく任意接続過程と言える。これに対し、また図10(b)を参照すると、図10(b)で任意接続過程はPDCCHオーダーによって開始される任意接続過程ではないので、任意のRACHプリアンブルが使われる競争に基づく任意接続過程と言える。
UEに複数のセルが設定された場合、LTE−Aシステムは一つの特定のセル(例えば、PCC又はPcell)に適用可能なタイミングアドバンス(timing advance、TA)値を複数のセルに共通して適用する。しかし、互いに異なる周波数バンドに属する(すなわち、周波数上で大きく離隔した)セルが搬送波集成されるか、あるいは搬送波集成されるセルの伝播(propagation)特性が違うことがあり得る。また、特定のセルの場合には、カバレージ拡大、又はカバレージホールの除去のためにRRHのような装置がセル内に配置される状況が発生することもある。この場合、一つのTA値を搬送波集成された複数のセルに共通して適用する方式を用いてUL送信を行う場合には、複数のセル上で送信されるUL信号の同期に深刻な影響を及ぼすことができる。
UEが2個のセル(例えば、PCellとSCell)で設定されており、各セルに対して互いに異なるTAを適用してUL信号を送信することができる。例えば、PCellのUL送信にTA1が適用され、SCellのUL送信にTA2が適用されることができる。DLサブフレームの受信終了時点を基準としてULサブフレーム/信号(例えば、PUSCH、PUCCH、SRSなど)の送信終了時点をTAだけ繰り上げることができる。等価的に、DLサブフレームの受信開始時点を基準としてULサブフレーム/信号(例えば、PUSCH、PUCCH、SRSなど)の送信開始時点をTAだけ繰り上げることができる。
したがって、セルグループ別に/単位でTAを独立的に割り当てることを考慮することができる。以下では、上位階層(例えば、RRC)によって設定され、ULが設定されたセルに対して同じタイミング参照セル及び同じTA値を使う、セルのグループをTAグループ(TA group、TAG)と言う。TAGは一つ以上のセル(CC)を含むことができる。TAG内のセル(等)には一つのTAが共通して適用されることができる。TAGはPcellを含む1次TAG(primary TAG、PTAG)と、Pcellを含まないながらも設定されたULがあるサービングセルを少なくとも一つ含む2次TAG(secondary TAG、STAG)とに区分されることができる。Pcellが属するPTAGの場合、Pcellを基準として決定される、あるいはPcellに隋伴する任意接続過程によって調整されるTAがPTAG内の全てのセル(等)に適用されることができる。一方、Pcellを含まない、すなわちScell(等)のみで構成されたSTAGの場合、STAG内の特定のScellを基準として決定されるTAがSTAG内の全てのScell(等)に適用されることができる。このために、Pcellを介して任意接続過程が行われることができるだけでなく、Scellを介しても任意接続過程が行われることができる。Scellに隋伴する任意接続過程はUEがトリガーする競争に基づく方式ではなく、eNBがRACHプリアンブル送信を命令する用途のPDCCH(すなわち、PDCCHオーダー(order))を用いてトリガーする非競争に基づく任意接続過程が行われることができる。
現在までのLTE/LTE−Aシステムの場合、一つのUEに対して最大5個までのセル/搬送波/CC(以下、セルと通称)に対するCAを支援することができ、デュアル連結(dual connectivity、DC)が設定された場合を除けば、複数の該当セルに関連されたUCI(例えば、HARQ−ACK、CSIなど)を運ぶPUCCHの場合、一つのPcellのみを介して送信されることができる。
UEがDCで設定される場合にも、マスターセルグループ(master cell group、MCG)のUCI送信用PUCCHはMCGのPcellに設定され、2次セルグループ(secondary cell group、SCG)のUCI送信用PUCCHは2SCGのPcellに設定される。MCG又はSCGで設定されれば、RRC_連結状態のUEはDCで設定される。UEのサービングセルのそれぞれはMCG又はSCGに排他的に属することになる。UEがDCで設定されれば、事実上UEが2個のeNBに同時に連結されていることを意味し、MCGは2個のeNBのうちUEが先に接続したeNB(以下、eNB M)が管理するセル(等)でなり、残りのSCGはUEがeNB Mに連結した後にさらに連結したeNB(以下、eNB S)が管理するセル(等)でなると言える。結局、DCで設定されたUEは2個のeNB、すなわち2個のスケジューラに連結されているので、MCGに対するDL/ULスケジューリング、UCI送信などはMCGのセルに限って行われ、SCGに対するDL/ULスケジューリング、UCI送信などはSCGのセルに限って行われる。よって、クロス搬送波スケジューリングの場合、スケジューリングセルがMCGに属すればスケジューリングセルの被スケジューリングセルもMCGに属し、スケジューリングセルがSCGに属すればスケジューリングセルの被スケジューリングセルもSCGに属し、MCGのセルとSCGのセルの間のクロススケジューリングが行われない。言い換えれば、スケジューリングセルと該当被スケジューリングセルは他のCGに属しない。また、DCで設定されたUEはeNB別に一つずつ2個のPcellを有し、MCGに対するUCIはMCGのPcell上のPUCCHを介して送信され、SCGに対するUCIはSCGのPcell上のPUCCHを介して送信され、MCGに対するUCIがSCGで、あるいはSCGに対するUCIがMCGで送信されることはできない。
次期システムでは、より高いデータ送信率を目的として一つのUEに対して5個以上の複数のセルに対するCAを支援するように考慮することができる。この場合、(CAを構成するセル数の増加による)UCI送信頻度数/サイズの増加及びこれによるPcellでのPUCCHリソース負担を軽減するために、(Pcellに追加して)特定のScell(以下、Acell)を介してもPUCCH(これによるUCI)の送信ができるように設定する方案を考慮することができる。DCによるMCGのPcellとSCGのPcellが独立的なスケジューラによって制御される反面、本発明によるPcellとAcellは単一スケジューラによって制御される点で違いがある。また、(CAを構成するセル数の増加による)UCIサイズの増加を考慮して既存PUCCHフォーマット(例えば、PUCCHフォーマット3)より大きいサイズのペイロードを支援することができる新たなPUCCHフォーマットの導入を考慮することができる
既存CA状況では、HARQ−ACK(以下、A/N)フィードバック送信方式として、PUCCHフォーマット1bのチャネル選択(以下、CHsel)方法又はPUCCHフォーマット3(以下、PF3)に基づく方法が設定されることができる。まず、CHselは基本的に2個のセルがCAされた状況にのみ適用可能であり、各セルに対応するA/N組合せ、すなわち全てのCAに対するA/N状態によって複数のPUCCHフォーマット1b(以下、PF1)リソースのうち特定の一つを選択/変調して送信する方法である。より具体的に、(ScellがPcellによってスケジュールされるように)クロスCCスケジューリングが設定された場合には各セルに対応する(CHsel候補)PF1リソースが全てDLグラント送信リソース(例えば、CCE又はECCE)にリンクされた暗黙的PUCCHリソースとして割り当てられることができる。クロスCCスケジューリングが設定されなかった場合には、Pcellに対応するリソースは暗黙的PF1に割り当てられる一方、Scellに対応するリソースは上位階層(例えば、RRC)を介して(前もって)設定された複数の明示的PF1リソース(セット)のうち特定の一つに割り当てられることができる。例えば、Scellに対応するリソースは上位階層(例えば、RRC)を介して(前もって)設定された複数の明示的PF1リソース(セット)のうちScellをスケジュールするDLグラント内のACK/NACKリソース指示子(ACK/NACK resource indicator、ARI)によって指示される一つに割り当てられることができる。
CHselとは違い、PF3の場合には、最大5個までのセルがCAされる場合にも適用可能であり、各セルに対応するA/Nをそのまま含む一つのA/Nペイロードが構成され、A/Nペイロードに一連のコーディング(例えば、リードムラー(Reed Muller、RM)コード)過程を適用して生成した符号化した(coded)ビットがPF3リソース上にマッピング/送信される。(クロスCCスケジューリング設定有無に関係なく)上位階層(例えば、RRC)を介して(前もって)設定された複数のPF3リソースのうち特定の(例えば、ScellをスケジュールするDLグラント内のARIによって指示される)一つがA/N送信に使われるPF3リソースとして割り当てられることができる。例えば、PF3が設定された状況と言っても(FDDの場合)Pcellに対してだけあるいは(TDDの場合)Pcell内の(DAI=1に対応する)一つのサブフレーム(subframe、SF)に対してだけスケジュールするDLグラントが検出される場合、DLグラントを運ぶPDCCHにリンクされた暗黙的PF1リソースを使うことにより、DLグラントに対応するA/Nのみが送信されることができ、そうではない残りの場合にはARIによって指示されるPF3を使って搬送波集成されたセルの全てに対するA/Nが送信されることができる。(FDDの場合)Pcellに対してだけあるいは(TDDの場合)Pcell内の一つのSFに対してだけスケジュールするDLグラントに対するA/Nのみが暗黙的PF1リソースを使って送信する動作をフォールバック(fallback)と言う。
PUCCHフォーマット1a/1bに基づくA/NがSR PUCCHの予約されたサブフレームで送信されることを要求する場合、UEはネガティブ(negative)SR送信(すなわち、該当サブフレームで送信されるSRがない場合)に対しては割り当てられたACK/NACK PUCCHリソース上でACK/NACKを送信し、ポジティブSR送信に対してはサブフレームに予約されたSR PUCCHリソース上でSRを送信する。
一方、CA状況でもULスケジューリング要求、すなわち(ポジティブ)SR送信とA/N送信が同一時点に同時に要求されることができる。A/Nフィードバック方式(例えば、CHsel又はPF3)及びデュプレックス方式(例えば、FDD又はTDD)などによって次のように多様な形態の‘SR+A/N’同時送信方法が適用されることができる。
■CHselに基づくA/N+SR同時送信
−FDDの場合:セル別に空間(spatial)バンドリングされたA/NをSR専用に設定されたPUCCHリソース上で送信。すなわち、送信又はコードワード別A/Nに論理AND演算が適用されたA/NがSR専用に設定されたPUCCHリソース上で送信。
−TDDの場合:複数のセル又は複数のSFの全てでの全ての受信データに対するACK個数(例えば、ACKカウンター)をSR PUCCHリソース上で送信。
■PF3に基づくA/N+SR同時送信
−FDDの場合:PF3ペイロードに1ビットSRを追加して全てのセルに対応するA/Nビットと一緒に送信。Pcellのみスケジュールされた場合(すなわち、フォールバックの場合)、Pcellに対するA/N(以下、Pcell A/N)のみをSR PUCCHリソース上で送信。
−TDDの場合:PF3ペイロードに1ビットSRを追加して全てのセルに対応するA/Nビットと一緒に送信。Pcell内の(DAI=1に対応する)一つのSFのみスケジュールされた場合(すなわち、フォールバックの場合)、Pcell内の一つのSFにだけ対応するA/NのみをSR PUCCHリソース上で送信。
一方、PUCCHオフローディングのために、特定のScell(すなわち、Acell)に追加的な(A/N)PUCCH送信が設定される状況を考慮することができる。この場合、基本的に、A/N送信は各セルグループ(以下、CG)別に行うように設定されることができる。例えば、UEはPcellが属する1次セルグループ(primary cell group、PCG)に対応するA/NはPcell上のPUCCHを介し、Acellが属する2次セルグループ(secondary cell group、SCG)に対応するA/NはAcell上のPUCCHを介してそれぞれ送信するように設定されることができる。
図13及び図14は本発明によるスケジューリング要求送信の実施例を説明するための図である。
SRの場合には、Pcell PUCCHを介して送信する既存方式をそのまま維持する方案を考慮することができる。このような方式で動作する場合、次のようなケースに性能低下が発生することもある。
゜ケース1)PCGにTDD CHsel方式が、SCGにFDD CHsel方式がそれぞれ設定された場合、PCGに対応するA/Nが常に(空間(spatial)バンドリングに比べて相対的にDL処理量(throughput)損失が大きい)ACKカウンターの形に圧縮されてPCG/Pcell上のSR PUCCHリソースにだけ送信される。
゜ケース2)PCGにCHsel方式が、SCGにPF3方式がそれぞれ設定された場合、SCG/Acell上へのPF3送信に関わらず、いつもPCGに対応するA/Nが空間バンドリング又はACKカウンターの形に圧縮されてPCG/Pcell上のSR PUCCHリソースにだけ送信される。
゜ケース3)PCGとSCGの両方にPF3方式が設定された場合、PCG/Pcell上にPF3送信がある場合にはPCGのA/Nペイロードに1ビットSRが加わる簡単な形態であるが、PCGに対応するA/Nが一つもない場合にはSCG/Acell上にPF3送信があるにも関わらずPCG/Pcell上のSR PUCCH送信が要求される。
ケース1〜ケース3を考慮して、本発明の一実施例はScell上にPUCCH送信が設定されたCA状況での安定的な性能維持及び改善のためのSR送信設定方法Alt1、Alt2又はAlt3を提案する。
Alt1)Pcell又はPCG(以下、Pcell/PCG)ではないAcell又はSCG(以下、Acell/SCG)上のPUCCHを介してだけSR送信が行われるように設定される。この場合、SR PUCCHリソースはAcell/SCGに割り当てられる。
Alt2)Pcell/PCG上のPUCCHとAcell/SCG上のPUCCHの両者を介してSR送信ができるように設定される。この場合、SR PUCCHリソースはPcell/PCGとAcell/SCGの両方に割り当てられる。
Alt3)(SR PUCCHリソースは一つの特定のセル/CGにだけ割り当てられた状態で)セル/CGに関わらずPF3で常にSR送信ができるように設定される。
本発明で、PF3とは、(既存PF3の場合と同様に)UCIビット(等)に基づいてペイロードを構成すると共にこれに対応する符号化したビット(等)をPUCCHリソース上にマッピング/送信する構造を有する新たなPUCCHフォーマットを含むことができる。
前述したケース1〜ケース3を参照すると、例えば、ケース1/2のような状況では(Alt1に基づいて)SRをPcell/PCGではないAcell/SCG上のPUCCHを介してだけ送信するように設定することが、A/N圧縮を減らす(よって、DL処理量の低下を減らす)と言う側面で効率的であり得る。ケース3のような状況では(Alt2/3に基づいて)Pcell/PCG上でSR専用PUCCHの送信(該当PUCCHとAcell/SCGに対応するA/N PUCCHの同時送信)をできるだけ減らし、なるべくPF3ペイロードに1ビットSRが簡単に付け加わるように、(Pcell/PCG上のPUCCHに追加的に)Acell/SCG上のPF3を介してSR送信ができるように設定されることが、PUCCH電力制御及び送信性能の側面で効率的であり得る。また、ケース2の状況に対しても(Pcell/PCG上のPUCCHに追加的に)Acell/SCG上のPF3でもSR送信ができるように設定されることができ、これによって機会的なDL/UL送信性能の改善を期待することができる。ケース2に対しては、PCGにTDD CHsel方式が設定された状況に限って動作(例えば、Alt2/3)が設定されることができる。
(Alt1、Alt2又はAlt3が適用された状況で)同じ時点に特定のセル/CG上のPF3でのSR送信と他のセル/CG上のSR PUCCHを介してのSR送信が共に可能な場合、
1)PF3でだけSRを送信(すなわち、PF3 PUCCHリソースを介してだけSRを送信)するか、あるいは
2)該当PF3とSR PUCCHの両者を介してSRを送信(すなわち、PF3 PUCCHリソースとSR PUCCHリソースの両方でSRを送信)することができる。
また、同じ時点にPF3を介してのSR送信が複数セル/CGに対して全て可能な場合、
1)一つの特定のセル/CG(例えば、Pcell/PCG)上のPF3でだけSRを送信するか、あるいは
2)複数の該当セル/CG上のPF3の全てを介してSRを送信することができる。例えば、SRがトリガーされ、同じ時点、すなわち同じサブフレームにPcellにも設定されたPUCCHリソースがあり、Acellにも設定されたPUCCHリソースがあれば、
1)図13に示したように、特定のセル(図13(a)のようにPcell、又は図13(b)のようにAcell)上のPUCCHリソースでだけSRが送信されるか、あるいは
2)SRがPcell上のPUCCHリソースとAcellのPUCCHリソースの両方でそれぞれ送信されることができる。
特定(複数)のセル/CG上のPF3でSR送信ができるように設定される場合、SRがポジティブなのかネガティブなのかによってPF3ペイロードに1ビットの付与可否が変われば、eNBはPF3ペイロードの大きさに基づく復号とPF3ペイロードの大きさ+1ビットに基づく復号を全てPF3リソースごとに行わなければならない。このような問題点を考慮して、SR送信可能時点に設定されたSFでは(SRがポジティブなのかネガティブなのかに関係なく)いつも該当PF3ペイロード上にSR送信用途の1ビットが加わることができる。
一方、CA状況ではPUCCH送信が設定されたAcellの場合にも一般Scellと同様に特定の時点に非活性化(以後にまた活性化)状態に設定することを考慮することができる。既存の一般Scellの場合、UEは非活性化したScellを介しての全てのULチャネル/信号(例えば、PUSCH、SRS)送信を中断(stop)することができる。SR PUCCH送信が設定されたAcellを考慮する場合、UEがeNBにULデータ送信リソースに対するスケジューリングを要求する信号であるSRの送信が中断されれば、適切な時点に効果的なULスケジューリングが行えない可能性がある。
適切な時点にULスケジューリングが行われるようにするために、本発明の一実施例は、SR PUCCH送信が設定されたAcellの場合、UEはAcellが非活性化した状態でも例外的に与えられた周期及びリソースに基づいて(中断なく)SR送信を行うことを提案する。この実施例はAcellを介してだけSR PUCCH送信を行うように設定された場合にだけ限定的に適用可能である。言い換えれば、SR送信時点にAcellには予約されたSR PUCCHリソースがあるが、Pcellには予約されたPUCCHリソースがない場合にこの実施例が適用可能である。
適切な時点にULスケジューリングが行われるようにするための本発明の他の実施例は、SR PUCCH送信が設定されたAcellが非活性化した状態に転換された場合、UEは(Acell上でのSR送信を中断する代わり)PRACH(プリアンブル)信号送信による任意接続過程によってULスケジューリング要求を行うことができる。この実施例は、Acellを介してSR PUCCH送信を行うように設定された場合にだけ限定的に適用可能である。言い換えれば、SR送信時点にAcellには予約されたSR PUCCHリソースがあるが、Pcellには予約されたPUCCHリソースがない場合にこの実施例が適用可能である。
図14(a)を参照すると、Acellが非活性化した状態でSRがトリガーされれば、UEはすぐ任意接続過程を開始することができる。例えば、Acellが非活性化した状態でSRがトリガーされれば、UEはPcell上にPUCCHリソースがあるサブフレームに到逹するまで待たなく、SR最大送信回数Mに到逹する以前であっても、SRの送信を中断し、Pcell上で任意接続過程を開始することができる。
図14(b)を参照すると、SRがトリガーされた後、ULグラントを受ける前にAcellが非活性化すれば、UEはSR最大送信回数に到逹する前であってもSRの送信を中断し、任意接続過程を開始することができる。例えば、SR送信過程でAcellが非活性化すれば、UEはPcell上にPUCCHリソースがあるサブフレームに到逹するまで待たなく、SR最大送信回数Mに到逹する以前であってもSRの送信を中断し、Pcell上で任意接続過程を行うことができる。
さらに他の方案として、SR PUCCH送信のためのOpt1又はOpt2を考慮することができる:。
Opt1)Pcellを介してだけSR PUCCH送信が行われるように設定される。
Opt2)PcellとAcellの両方を介してSR PUCCH送信が行われるように設定される。
Opt1とOpt2のうち一つにだけ設定する方式を考慮することができる。言い換えれば、Acellを介してSR PUCCH送信を行うように設定することを排除することができる。Opt2は(AcellへのPUCCHオフロード頻度を最大限高めるために)Acellが活性化した状態にある場合にはSRをAcellにだけ送信し、Acellが非活性化した状態にある場合にはSRをPcellにだけ送信するように動作することができる。
PUCCH送信設定されたAcellの場合にもPcellと同様にDCIフォーマット3/3Aによる送信電力制御(transmit power control、TPC)命令に従ってUL電力制御を行うことを考慮することができる。この場合、DCIフォーマット3/3AはAcellそのものを介して送信されるかあるいはPcellを介して送信されることができる。既存の一般Scellの場合、Scellが非活性化した状態でUEはScellに対する全てのDCI(これを運ぶ制御チャネル)検出/受信を中断(stop)することができる。再送信可能なPUSCH送信のみ行う一般Scellとは違い、Acellの場合、再送信が不可能な(重要なUCIを運ぶ)PUCCH送信を担当するセルであるので、再び活性化した状態に転換される時点から安定的なUCI PUCCH送信を行うことが要求されることができる。
したがって、本発明の一実施例は、PUCCH送信が設定されたAcellの場合、UEは非活性化した状態でも例外的に該当AcellのUL電力制御のために設定されたDCIフォーマット3/3Aに対する検出/受信を行い、該当DCI内のTPC命令をAcellのUL(例えば、PUCCH)電力制御過程に適用することを提案する。例えば、AcellのUL電力制御のために設定されたDCIフォーマット3/3A内のTPC値が累積(accumulate)されることができる。
他の方案として、(UEがAcellに対するDCIフォーマット3/3A検出/受信を中断する代わり)eNBが該当Acellに対して活性化した状態への転換を指示する信号(例えば、MACメッセージ)によって特定のUL信号(例えば、PUCCH又はSRS又はPUSCH)送信トリガーし、eNBにとってAcellに対する迅速なUL電力制御を行うようにすることもできる。
さらに他の方案として、(UEがAcellに対するDCIフォーマット3/3A検出/受信を中断する代わり)eNBが該当Acellに対して活性化状態への転換を指示する信号(例えば、MACメッセージ)に直接TPC命令を含ませて送信する方法を考慮することができる。UEは受信された該当TPCをAcellのUL電力制御に適用することができる。若しくは、(UEが非活性化したAcellに対するDCIフォーマット3/3A検出/受信を中断する代わり)eNBが特定の電力オフセットを前もって設定しておいた状態で、Acellが活性化状態に転換される時点にUEにとって電力オフセットをAcellのUL電力制御に適用するようにすることができる。
さらに他の方案として、(非活性化したAcellに対するDCIフォーマット3/3A検出/受信を中断するが)Acellが活性化状態に転換された後、Acellを介して他のULチャネル/信号(例えば、PUSCH又はSRS)送信が行われる前までUEはPUCCH送信を行わない方法を考慮することができる。一方、この方法は、周期的CSIを運ぶPUCCH送信にだけ限定的に適用することができる。若しくは、(非活性化したAcellに対するDCIフォーマット3/3A検出/受信を中断するが)Acellが活性化状態に転換された後、AcellでのPUCCH送信に対する(DCIフォーマット3/3Aに基づく)TPC命令を受信する前までUEはPUCCH送信を行わない方法を考慮することができる。一方、この方法は周期的CSIを運ぶPUCCH送信にだけ限定的に適用することができる。
Acellに対するTPCを運ぶDCIフォーマット3/3AがPcellを介して送信される場合、その設定によって(UEが)該当DCIに対する検出/受信を中断する動作が変わることができる。例えば、上位階層信号TPC−PDCCH−ConfigがPUCCH及びPUSCH電力制御のためのRNTI及びインデックスを設定するのに使われ、PcellとAcellのそれぞれに対して互いに異なるTPC−PUCCH−RNTIが割り当てられた場合、UEはAcellに割り当てられたRNTIに基づくDCIフォーマット3/3Aに対する検出/受信を中断することができる。他の例として、TPC−PUCCH−RNTIは二つのセルに同一に割り当てられた状態で各セル別に相異なるtpc−Indexが割り当てられた場合、UEは該当RNTIに基づくDCIフォーマット3/3Aに対する検出/受信を(中断なく)行い、Acellに割り当てられたtpc−Indexとこれに対応するTPCは無視することができる。
図15は、本発明を実行する送信装置10及び受信装置20の構成要素を示すブロック図である。
送信装置10及び受信装置20は、情報及び/又はデータ、信号、メッセージなどを搬送する無線信号を送信又は受信できる無線周波数(radio frequency、RF)ユニット13,23と、無線通信システムにおける通信と関連した各種情報を記憶するメモリ12,22と、上記RFユニット13,23及びメモリ12,22などの構成要素と動作的に連結され、上記構成要素を制御して該当装置が前述した本発明の実施例の少なくとも1つを行うようにメモリ12,22及び/又はRFユニット13,23を制御するように構成された(configured)プロセッサ11,21とをそれぞれ備える。
メモリ12,22は、プロセッサ11,21の処理及び制御のためのプログラムを格納することができ、入/出力される情報を臨時記憶することができる。メモリ12,22をバッファーとして活用することができる。
プロセッサ11,21は、通常、送信装置又は受信装置内の各種モジュールの全般的な動作を制御する。特に、プロセッサ11,21は、本発明を実行するための各種の制御機能を実行することができる。プロセッサ11,21は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ぶこともできる。プロセッサ11,21は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)などをプロセッサ400a,400bに具備することができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行するように構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ11,21内に設けられてもよく、メモリ12,22に記憶されてプロセッサ11,21によって駆動されてもよい。
送信装置10のプロセッサ11は、プロセッサ11又はプロセッサ11と接続されたスケジューラからスケジュールされて外部に送信される信号及び/又はデータに対して所定のコーディング(coding)及び変調(modulation)を行った後にRFユニット13に送信する。例えば、プロセッサ11は、送信しようとするデータ列を逆多重化及びチャネルコーディング、スクランブリング、変調過程などを経てNlayer個のレイヤに変換する。コーディングされたデータ列はコードワードとも呼ばれ、MAC層の提供するデータブロックである送信ブロックと等価である。1つの送信ブロック(transport block、TB)は1つのコードワードにコーディングされ、各コードワードは、1つ以上のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップコンバートのためにRFユニット13はオシレーター(oscillator)を備えることができる。RFユニット13は、Nt個(Ntは1以上の正の整数)の送信アンテナを有することができる。
受信装置20の信号処理過程は、送信装置10の信号処理過程の逆に構成される。プロセッサ21の制御下に、受信装置20のRFユニット23は送信装置10によって送信された無線信号を受信する。RFユニット23はNr個の受信アンテナを有することができ、RFユニット23は、受信アンテナで受信した信号のそれぞれを周波数ダウンコンバート(frequency down−convert)して基底帯域信号に復元する。RFユニット23は、周波数ダウンコンバートのためにオシレーターを備えることができる。プロセッサ21は、受信アンテナで受信した無線信号に対する復号(decoding)及び復調(demodulation)を行い、送信装置10が本来送信しようとしたデータを復元することができる。
RFユニット13,23は、1つ以上のアンテナを具備する。アンテナは、プロセッサ11,21の制御下に、本発明の一実施例によって、RFユニット13,23によって処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してRFユニット13,23に伝達する機能を果たす。アンテナは、アンテナポートとも呼ばれる。各アンテナは、1つの物理アンテナに該当してもよく、1つよりも多い物理アンテナ要素(element)の組合せによって構成されてもよい。各アンテナから送信された信号は、受信装置20でそれ以上分解することができない。該当アンテナに対応して送信された参照信号(reference signal、RS)は、受信装置20の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが1つの物理アンテナからの単一(single)無線チャネルか或いは上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素(element)からの合成(composite)チャネルかに関係なく、上記受信装置20にとって上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。すなわち、アンテナは、上記アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが、上記同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されうるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多重入出力(Multi−Input Multi−Output、MIMO)機能を支援するRFユニットの場合は、2個以上のアンテナと接続することができる。
本発明の実施例において、UEは、上りリンクでは送信装置10として動作し、下りリンクでは受信装置20として動作する。本発明の実施例において、eNBは、上りリンクでは受信装置20として動作し、下りリンクでは送信装置10として動作する。以下、UEに具備されたプロセッサ、RFユニット及びメモリを、UEプロセッサ、UE RFユニット及びUEメモリとそれぞれ称し、eNBに具備されたプロセッサ、RFユニット及びメモリを、eNBプロセッサ、eNB RFユニット及びeNBメモリとそれぞれ称する。
本発明のeNBプロセッサは本発明の実施例のいずれか一つによってPcellとAcellにSR PUCCHリソース、ACK/NACK PUCCHリソース、CSI PUCCHリソースを設定又は割り当てることができる。eNBプロセッサはUEに設定されたPUCCHリソースについての情報を送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。例えば、eNBプロセッサはSR PUCCHリソースをPcellとAcellに設定(すなわち、予約)することができる。eNBプロセッサはPcellに対するSR PUCCH設定情報とAcellについてのSR PUCCH設定情報を送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。eNBプロセッサはPF3リソース、すなわちPF3 PUCCHリソースを設定し、PF3 PUCCHについての設定情報をUEに送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。eNBプロセッサは本発明の実施例のいずれか一つによって、少なくともAcell又はPcell上でPUCCHリソースを用いてSR及び/又はACK/NACKを受信するようにeNB RFユニットを制御することができる。eNBプロセッサはPUCCH及びPUSCHのための電力制御に使われるTPCを運ぶPDCCHについての設定情報(以下、TPC PDCCH設定情報)と、PUCCH及びPUSCHに対するTPCの送信に使われるDCIフォーマット3/3Aを送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。eNBプロセッサはTPC PDCCH設定情報とDCIフォーマット3又は3Aによって少なくともPUCCH又はPUSCHを受信するようにeNB RFユニットを制御することができる。
本発明のUEプロセッサは本発明の実施例のいずれか一つによってPcellとAcellにSR PUCCHリソース、ACK/NACK PUCCHリソース、CSI PUCCHリソースを設定又は割当てすることができる。UEプロセッサはUEに設定されたPUCCHリソースについての(暗黙的又は明示的)PUCCH設定情報を受信するようにUERFユニットを制御することができる。UEプロセッサはPUCCH設定情報に基づいてPUCCHリソース(等)を設定することができる。例えば、SR設定情報によって、UEプロセッサはSR PUCCHリソースをPcellとAcellに設定(すなわち、予約)することができる。UEプロセッサはPcellに対するSR PUCCH設定情報とAcellについてのSR PUCCH設定情報を受信するようにUERFユニットを制御することができる。UEプロセッサは、SRがトリガーされれば、SR PUCCH設定情報に基づいてSR PUCCHを送信するようにUERFユニットを制御することができる。UEプロセッサはPF3リソース、すなわちPF3 PUCCHリソースについての設定情報を受信するようにUERFユニットを制御し、PF3 PUCCHリソースについての設定情報に基づいてPF3のPUCCHを送信するようにUERFユニットを制御することができる。UEプロセッサは本発明の実施例のいずれか一つによって、少なくともAcell又はPcell上でPUCCHリソースを用いてSR及び/又はACK/NACKを送信するようにUERFユニットを制御することができる。UEプロセッサはPUCCH及びPUSCHのための電力制御に使われるTPCを運ぶPDCCHについての設定情報(以下、TPC PDCCH設定情報)と、PUCCH及びPUSCHに対するTPCの送信に使われるDCIフォーマット3/3Aを受信するようにUERFユニットを制御することができる。UEプロセッサはTPC PDCCH設定情報とDCIフォーマット3又は3Aによって少なくともPUCCH又はPUSCHを送信するようにUERFユニットを制御することができる。
上述したように開示された本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。上記では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明を様々に修正及び変更させることができると言うことは明らかである。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限しようとするものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えようとするものである。