JP4531722B2 - ユーザ装置、送信方法及び移動通信システム - Google Patents

Description

本発明は無線通信の技術分野に関連し、特に上りリンクで使用される送信装置及び受信装置に関連する。

現在研究開発が進められている次世代の無線アクセス方式では、従来の方式よりも更に効率的に通信を行うことが求められる。下りリンクでは通信の高速大容量化が特に必要とされ、そのため直交周波数分割多重接続（OFDM）のようなマルチキャリア方式の無線アクセス方式が有望視されている。これに対して上りリンクは下りリンクほど高速大容量化の要請は強くないこと及び移動局の送信電力は基地局のそれに比べて著しく制限されること等の点で、上りリンクは下りリンクと異なる。このため、ピーク電力対平均電力比（PAPR: peak to average power ratio）が大きくなるおそれのあるマルチキャリア方式は上りリンクに適切な方式とは言えない。むしろ、PAPRを抑制し、セルのカバレッジを大きくする観点からは、上りリンクにシングルキャリア方式を採用することが望ましい。

ところで、上りリンクで伝送されるチャネルにはデータチャネル、制御チャネル及びパイロットチャネル等があり、各チャネルの中には役割の異なる様々な種類のチャネルが含まれる。例えばパイロットチャネルは、割当済みの無線リソースに対するチャネル補償用パイロットチャネルに加えて、割り当てられていない無線リソースに対するチャネル補償用のパイロットチャネルもある。また、制御チャネルは上りのデータチャネルを復調するために使用される情報（例えば、変調方式及びチャネル符号化率を示す情報等）に加えて、以前に受信した下りデータチャネルの送達確認情報（ACK/NACK）等のような情報が含まれてもよい。上りリンクチャネルの種類及び性質については例えば特許文献１に記載されている。
3GPP, TR25.814, "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA"

しかしながら上記のような様々な上りリンクチャネルの性質に配慮した適切な上りリンクフレームは未だ確定されていない。更に、次世代の無線アクセス方式では広範なシステム周波数帯域が用意され、その全部又は一部を用いて移動局が通信を行うことが想定されている。しかしながら広狭様々な帯域で使用するのに適した上りリンクフレームも未だ確定されていない。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、様々な上りチャネルを伝送するのに適切な上りリンクフレームを実現するための送信装置及び受信装置を提供することである。

一実施例では、上りリンクでシングルキャリア方式を採用し、かつシステム帯域が複数のリソースブロックによって分割された移動通信システムで使用されるユーザ装置であって、
データチャネル、データチャネルに関連しない第１パイロットチャネル、データチャネルに関連した第２パイロットチャネル、制御チャネルを所定のリソースブロックにマッピングするマッピング部と、
前記マッピング部においてマッピングしたデータチャネル、第１パイロットチャネル、第２パイロットチャネル、制御チャネルを送信する送信部とを備え、
前記マッピング部は、複数のリソースブロックに第１パイロットチャネルをマッピングし、データチャネルがマッピングされたリソースブロックと同一のリソースブロックに第２パイロットチャネルをマッピングするとともに、制御チャネルとデータチャネルとが同一サブフレームにマッピングされているか否かに応じて、制御チャネルをマッピングすべきリソースブロックを変えることを特徴とするユーザ装置である。

本発明によれば、様々な上りチャネルを伝送するのに適切な上りリンクフレームを実現することができる。

本発明の一態様によれば、上りリンクのチャネル状態を受信装置で測定するための第1パイロットチャネルが広帯域で伝送され、上りリンクで伝送されたチャネルを補償するための第２パイロットチャネルはそのユーザ装置に割り当てられたリソースブロックで送信される。このためリソースブロック毎の品質測定を適切に行うことができ、且つ割当済みのリソースブロックのチャネル補償等も適切に行うことができる。

周波数ダイバーシチ効果を得る一方、直交性を簡易に確実に得る観点からは、自局及び他局の制御チャネルが、ディストリビュートFDM方式で互いに直交させられてもよい。

チャネル状態の良いリソースブロックで制御チャネルを伝送する観点からは、自局の制御チャネルも、自局のデータチャネル用に割り当てられたリソースブロック内で送信されることが望ましい。

周波数ダイバーシチ効果を特に期待する観点からは、自局の制御チャネルが、データチャネル用リソースブロックだけでなく、自局のデータチャネル用の割り当てられたリソースブロック以上の広い帯域を用いて送信されてもよい。

各ユーザのチャネル状態の優劣に配慮してスループットを向上させる観点からは、自局の制御チャネルが、１つまたは数個のリソースブロックの周波数帯域で送信されてもよい。

自局及び他局のデータチャネルはFDM方式で、自局及び他局のパイロットチャネルはCDM方式で互いに直交させられてもよい。

本発明の一実施例による装置構成及び動作の説明前に、上りリンクで伝送される各種のチャネルが概説されることは有意義であると思われる。上りリンクチャネルは大別して（Ａ）衝突許容チャネル(contention−based channel)、（Ｂ）衝突非許容チャネル及び（Ｃ）パイロットチャネルに分けられる。衝突許容チャネルは送信前に基地局でスケジューリングされることを要しないチャネルであり、衝突非許容チャネルは送信前に基地局でスケジューリングされていることを要するチャネル（scheduled−channel）である。衝突許容チャネルは、（Ａ１）高速アクセスチャネル、（Ａ２）予約チャネル及び（Ａ３）上り同期チャネルの１以上を含む。衝突非許容チャネルは、（Ｂ１）上り共有データチャネル及び（Ｂ２）上り共有制御チャネルの１以上を含む。

（Ａ）［衝突許容チャネル］
基地局でのスケジューリングなしに移動局から送信される衝突許容チャネルは、移動局（より一般的には固定局も含むユーザ装置（UE: user equipment））がいつでも送信できる。衝突許容チャネルは広い帯域にわたって送信されることが望ましい。そうすることで伝送時間を短くすることができる。また、一部の周波数で信号品質が非常に劣化したとしても、帯域が広いので周波数ダイバーシチ効果が得られ、その劣化を補償するための電力増幅（パワーランピング）等は必須でなくてよい。衝突許容チャネルはユーザ間で競合してしまうおそれがあるが、簡易に高速に通信できる。現行のＵＴＲＡと同様な時分割多重（ＴＤＭ）方式が使用されるが、本実施例では他ユーザとの衝突をなるべく減らす観点から、周波数分割多重（ＦＤＭ）及び／又は符号分割多重（ＣＤＭ）が行われる。但し、他ユーザとの間で衝突が生じてしまった場合には、それらのユーザは必要に応じて衝突許容チャネルを再度送信してもよい。

（Ａ１）高速アクセスチャネル（Fast Access Channel）
高速アクセスチャネルは、小さなデータサイズの制御メッセージを含んでもよいし、小さなデータサイズのトラフィックデータを含んでもよいし、それらの双方を含んでもよい。データサイズを小さく限定する１つの理由は伝送遅延を短くするためである。制御メッセージは例えばレイヤ３のハンドオーバに関する情報を含んでもよい。小さなサイズのトラフィックデータは、例えば情報量の少ない電子メールや、ゲームのコマンド等を含んでもよい。高速アクセスチャネルは何らの予約もなしにユーザ装置が基地局に送信できるので、送信に要する処理時間が少なくて済む。高速アクセスチャネルは、事前に割り当てられた１以上の周波数チャンクで送信される。複数の周波数チャンクの内のどれで送信すべきかは、下りリンクの報知チャネル（ブロードキャストチャネル）で基地局からユーザ装置に通知されてもよい。この通知の内容は、特定の１つの周波数チャンクしか使用できないことを示してもよいし、特定の複数の周波数チャンクの内のどの１つでも（又はいくつでも）使用できることを示してもよい。後者はユーザ間の衝突の確率を前者よりも少なくできる点で有利である。

（Ａ２）予約チャネル（Reservation Channel）
予約チャネルは、衝突非許容チャネルのスケジューリングを要求する情報を含む。その情報は、ユーザ装置を識別する識別情報、トラフィックデータ種別（音声や画像等）、データサイズ、所要品質情報（ＱｏＳ等）、及びユーザ装置の送信電力等を含んでもよい。予約チャネルも、事前に割り当てられた周波数チャンクで送信される。複数の周波数チャンクの内のどれで送信すべきかは、下りリンクの報知チャネル（ブロードキャストチャネル）で基地局からユーザ装置に通知されてもよい。

（Ａ３）上り同期チャネル（Uplink Synchronization Channel）
本実施例ではシングルキャリア方式で上りリンクの信号伝送が行われ、マルチパス干渉を抑制するための等化が行われる。効果的な等化を行うには、様々なユーザから受信される受信タイミングが所定のガードインターバルの期間内に収まるように、同期が維持されることが望ましい。この同期を維持するために、上り同期チャネルが使用される。

なお、同期を維持することは後述のパイロットチャネルでも実現できる。従って、同期チャネルとパイロットチャネルの双方を用意することは必須ではない。

（Ｂ）［衝突非許容チャネル］
衝突非許容チャネルは、基地局でなされたスケジューリングに従ってユーザ装置から送信される。

（Ｂ１）上り共有データチャネル（Uplink Shared Data Channel）
上り共有データチャネルは、トラフィックデータ及びレイヤ３の制御メッセージの双方又は一方を含む。制御メッセージにはハンドオーバに関する情報や、再送制御に必要な情報等が含まれてもよい。上り共有データチャネルには、時間領域又は時間及び周波数双方の領域でのスケジューリングに従って、１以上のリソースブロック（又はチャンク）が割り当てられる。この場合に、時間領域又は時間及び周波数の両方の領域で、より良好な伝搬路（チャネル）に関連するユーザが優先的にパケットを送信できるように、リソース割り当てが基地局で計画される（スケジューリングされる）。割り当てられるリソースブロック数はユーザ装置が送信しようとするデータレートやデータサイズ等に依存して決定される。比較的低いデータレートしか要求しない複数のユーザが存在する場合には、１つのリソースブロックが複数のユーザで共用されてもよい。しかし、あるユーザのトラフィックサイズが所定のサイズを超える場合には、１つのリソースブロック総てを１人のユーザが使用してもよい。また、１人のユーザが複数のリソースブロックを使用してもよい。１つのリソースブロックが複数のユーザで共用される場合には、そのリソースブロック内で複数のユーザのチャネルが互いに直交するように、何らかの多重化が行われる。例えば、その１リソースブロック内でローカルＦＤＭや分散型ＦＤＭが行われてもよい。

（Ｂ２）上り共有制御チャネル（Uplink Shared Control Channel）
上り共有制御チャネルは物理制御メッセージ及びレイヤ２制御メッセージ（ＦＦＳ）を伝送する。上り共有データチャネルについては、より良好な伝搬路（チャネル）に関連するユーザが優先的にパケットを送信できるようにリソース割り当てが基地局で計画される。しかし、上り共有制御チャネルについては、チャネル状態の優劣に依存したスケジューリングは必須ではない（但し、共有制御チャネルについて何らかのリンクアダプテーションが行われてもよい。）。基地局は、各ユーザ装置にリソースブロックを割り当て、共有制御チャネルの競合を回避するようにスケジューリングを行う。上り共有制御チャネルについては、基地局はユーザ数に依存したスケジューリングを行う。パケットエラーレートを低く維持するため、高精度な送信電力制御が行われることが望ましい。また、上り共有制御チャネルを幅広い周波数範囲にわたって送信し、周波数ダイバーシチ効果を得ることで、受信パケットの高品質化を図ることが望ましい。

上り共有制御チャネルは、具体的には、（１）スケジューリング済みの上り共有データチャネルに関連する制御情報、（２）スケジューリング済みの下り共有データチャネルに関連する制御情報、（３）上り共有データチャネルのスケジューリングの内容を変更するための制御情報及び（４）下り共有データチャネルのスケジューリングを行うための制御情報の１以上を含む。これら各種の制御情報のうち、（１）は上り共有データチャネルの復調に必須の制御情報を含み、上り共有データチャネルに付随しなければならない必須制御情報である。これに対して、（２）及び（４）については上り共有データチャネルに付随することは必須ではなく、上り共有データチャネルに付随しなくてもよい制御情報（必須制御情報とは異なる制御情報）である。このような分類法によれば、スケジューリング内容の変更に関連する制御情報（３）は必須制御情報に含められてもよいし、必須制御情報とは異なる制御情報に含められてもよい。

（１）スケジューリング済みの上り共有データチャネルに関連する制御情報（必須制御情報）は、上り共有データチャネルが送信する場合にのみそれに付随して送信される。この制御情報は、付随制御チャネル(associated control channel)とも呼ばれ、共有データチャネルを復調するのに必要な情報（変調方式、チャネル符号化率等）、伝送ブロックサイズ、再送制御に関する情報等を含み、例えば１４ビット程度の情報量で表現されてもよい。再送制御情報には例えば、上り共有データチャネルで伝送されるパケットが再送パケットであるか或いは新規のパケットであるかを示す情報や、再送パケットの使用方法を示す情報等が含まれてもよい。例えば第１の使用方法は、再送パケットのデータが以前に送信したパケットのデータ（例えば初回送信データ）と同じであるが、第２の使用方法では再送パケットのデータが以前に送信したパケットのデータと異なってもよい。後者の場合は誤り訂正符号化の冗長情報と共にパケット合成を行うことができる。

（２）スケジューリング済みの下り共有データチャネルに付随する制御情報は、下りの共有データチャネルが基地局から送信され、ユーザ装置でそれが受信された場合にのみ基地局に送信される。この制御情報は、送達確認情報−即ち下りリンクでパケットが適切に受信できたか否か（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）−を表し、最も簡易な場合には１ビットで表現できる。

（３）上り共有データチャネルのスケジューリングの内容を変更するための制御情報は、ユーザ装置のバッファサイズ及び／又は送信電力を基地局に通知するために送信される。この制御情報は定期的に又は不定期的に送信されてもよい。例えば、バッファサイズ及び／又は送信電力が変わった時点でユーザ装置から送信されてもよい。基地局はユーザ装置のそのような状況変化に応じて、スケジューリング内容を変更してもよい。バッファサイズや送信電力の状況は、例えば１０ビット程度の情報量で表現できるかもしれない。

（４）下り共有データチャネルのスケジューリングを行うための制御情報は下りリンクのチャネル品質情報（CQI: channel quality indicator）を基地局に通知するために送信される。ＣＱＩは例えばユーザ装置で測定された受信ＳＩＲでもよい。この情報は、定期的に又は不定期的に送信されてもよい。例えばチャネル品質が変わった時点で基地局に報告されてもよい。この制御情報は例えば５ビット程度の情報量で表現できるかもしれない。

（Ｃ）［パイロットチャネル］
パイロットチャネルは、時分割多重化（ＴＤＭ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）又はこれらの組み合わせでユーザ装置から送信することができる。但し、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を小さくする観点からはＴＤＭ方式を使用することが望ましい。パイロットチャネルとデータチャネルをＴＤＭ方式で直交させることで、受信側でパイロットチャネルを正確に分離でき、チャネル推定精度の向上に寄与することができる。

パイロットチャネルには、将来自局に割り当てられる可能性のある全てのリソースブロックについてのCQI測定用の第1パイロットチャネルと、現在自局に割り当てられているリソースブロックで伝送されるチャネルのチャネル補償用の第２パイロットチャネルとが含まれる。後述するように第１パイロットチャネルは全リソースブロックを含む広帯域で伝送され、第２パイロットチャネルは自局に割り当てられた特定のリソースブロックだけで送信される。

図１は本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図を示す。図示の送信機は典型的にはユーザ装置に設けられる。図１にはパイロットチャネル生成部２３１、共有制御チャネル生成部２３３、共有データチャネル生成部２３４、多重部２３５、離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）２３６、マッピング部２３７及び高速逆フーリエ変換部２３８が描かれている。

パイロットチャネル生成部２３１は上りリンクで使用されるパイロットチャネルを生成する。パイロットチャネルには少なくとも上記の第１及び第２パイロットチャネルが含まれる。

共有制御チャネル生成部２３３は様々な制御情報を含んでよい共有制御チャネルを生成する。共有制御チャネル生成部２３３については後に図３を参照しながら説明される。

共有データチャネル生成部２３４は上りリンクで送信される共有データチャネルが生成される。

多重部２３５は様々なチャネルの１以上を多重し、出力する。図示の全てのチャネルが多重されることは必須ではなく、必要に応じて１以上のチャネルが多重される。図示の例では多重部２３５で時分割多重化の処理が行われ、マッピング部２３７で周波数成分への割り当て処理が行われる。これら時分割多重された信号は、基地局の指示によりスケジューリングが行われるため、衝突非許容チャネルに分類される。

実際には衝突許容チャネルも生成され、必要に応じて多重されて送信されるが、説明の簡明化を図るためそれは省略されている。

離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）２３６はそこに入力された信号（図示の例では多重化後の信号）をフーリエ変換する。信号処理のこの段階では信号は離散的なディジタル値であるので、離散フーリエ変換が行われる。これにより、時間順に並ぶ一連の信号系列が周波数領域で表現される。

マッピング部２３７はフーリエ変換後の各信号成分を周波数領域上の所定のサブキャリアにマッピングする。この場合における周波数分割多重（ＦＤＭ）方式は、１つの連続的な狭い帯域を１人のユーザに割り当てる局在型又はローカル型ＦＤＭ方式（localized FDM）でもよいし、複数の周波数成分が所定の周波数間隔をあけて分散して並んだスペクトルを与える分散型又はディストリビュート型ＦＤＭＡ（distributed FDM）方式でもよい。所定の周波数間隔は一般的には等間隔であるが、不等間隔でもよい。マッピング部２３７はローカル型ＦＤＭ又はディストリビュート型ＦＤＭで周波数軸上でのマッピングを行う。

高速逆フーリエ変換部２３８はマッピング後の信号成分を高速逆フーリエ変換し、一連の時間順に並ぶ信号系列を出力する。

なお、ディストリビュート型FDMは例えば可変拡散率チップ繰り返しファクタCDM（VSCRF−CDM: Variable Spreading and Chip Repetition Factors−CDM)方式等により実現されてもよい。

図２は本発明の一実施例による受信機の概略ブロック図を示す。図示の受信機は典型的には基地局に設けられる。図２には離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）２４１、マッピング部２４２、高速逆フーリエ変換部２４３及び多重部２４４が描かれている。

離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）２４１はそこに入力された信号（図示の例では受信信号）をフーリエ変換する。これにより、時間順に並ぶ一連の信号系列が周波数領域で表現される。

マッピング部２４２はフーリエ変換後の信号から所定のサブキャリア成分を抽出する。これにより例えばローカル型ＦＤＭやディストリビュート型ＦＤＭで多重された信号が分離される。

高速逆フーリエ変換部２４２は分離後の信号成分を高速逆フーリエ変換し、一連の時間順に並ぶ信号系列を出力する。

分離部２４４は様々なチャネルの１以上を分離し、出力する。図示の例では周波数成分にマッピングされた信号がデマッピング部２４２でマッピング前の信号に復元され、時間多重された信号の分離は分離部２４４で行われる。

図１の各チャネルの生成部で生成された１以上のチャネルは多重部２３５で時間多重され（適切に切り替えられ）、ＤＦＴ２３６に入力され、周波数領域の信号に変換される。変換後の信号はマッピング部２３７により適切に周波数成分にマッピングされ、ＩＦＦＴ２３８に入力され、時系列の信号に変換される。以後、図１のＲＦ部１４のような処理要素を経て無線送信される。この信号は図２の受信機で受信される。受信信号はＤＦＴ２４１に入力され、周波数領域の信号に変換される。変換された信号は周波数成分にマッピングされた信号であるが、デマッピング部２４２によりマッピング前の信号に分離される。分離された信号はＩＦＦＴ２４３で時系列の信号に変換され、時間多重された信号系列は分離部２４４で適切に分離され、不図示の処理要素で更なる復調処理等が行われる。

図３は共有制御チャネル生成部２３３の詳細図を示す。図３にはスイッチ２５１，２５２，２５３、変調及び符号化部２５５，２５６，２５７，２５８及び多重部２５９が描かれている。各スイッチは一方端（図中左側）に入力されている各チャネルを、共有制御チャネルに関する指示信号（図示せず）に従って他方端に与える。指示信号の内容は共有制御チャネルをどのように構成するか、即ち共有制御チャネルにどの制御情報が含められるかを決定する。図示の例では共有制御チャネルに含まれる可能性のある制御情報として、（１）必須制御情報、（２）下りチャネルの送達確認情報（肯定応答（ＡＣＫ）及び否定応答（ＮＡＣＫ）を示す情報）、（３）スケジューリングの内容を変更するための情報、及び（４）下りパイロットチャネルの受信品質を表すチャネル状態情報（ＣＱＩ）が図示されている。

変調及び符号化部の各々はそこに入力されたチャネルを、指示された変調方式でデータ変調し、指示された符号化方式でチャネル符号化する。各チャネルに使用される変調方式及び符号化方式は、チャネル毎に異なってもよいし、２以上のチャネルで同じ方式が使用されてもよい。変調方式又は符号化方式は固定的に不変に設定されていてもよい。

多重部２５９は各チャネルを多重し、共有制御チャネルを作成し、出力する。

従来の共有制御チャネルの伝送では、変調方式及び符号化方式が固定され、送信電力制御を制御することで所要品質を得ることが意図されていた。しかしながらチャネルの高品質化及びリソースの有効利用等の観点からは、共有制御チャネルの伝送に関して更なるリンクアダプテーションを行うことが望ましい。リンクアダプテーションを行う手法としては適応変調符号化(AMC: Adaptive Modulation and Coding)及び送信電力制御(TPC: Transmission Power Control)制御が挙げられる。

図４は或る通信システムで使用される周波数帯域を示す。システムに与えられた周波数帯域（全周波数帯域又はシステムの帯域とも言及される）は、複数のシステム周波数ブロックを含み、ユーザ装置はシステム周波数ブロックに含まれる１以上のリソースブロックを用いて通信を行うことができる。このようなリソースブロックは、チャンク（chunk）又は周波数チャンクとも呼ばれる。一般的には１つのチャンクに１以上のキャリア（又はサブキャリアとも呼ばれる）が含まれてよいが、本発明の一実施例ではシングルキャリア方式が採用され、１つのチャンクに１つのキャリアしか含まれていない。

図４の例ではシステム帯域は１０ＭＨｚであり、システム周波数ブロックは５ＭＨｚであり、システム帯域に２つのシステム周波数ブロックが含まれている。図示の簡明化のためシステム周波数ブロック２は描かれていない。リソースブロックは１．２５ＭＨｚであり、１つのシステム周波数ブロックは４つのリソースブロックを含む。２つのシステム周波数ブロックの内のどれをユーザ装置が使用できるかについては、ユーザ装置の通信可能な帯域幅及びシステムで通信中のユーザ数等によって基地局により決定される。システム周波数ブロックの帯域幅は、システムで通信を行う可能性のある全てのユーザ装置が通信可能な帯域として設計される。言い換えれば、システム周波数ブロックの帯域幅は、想定される最低グレードのユーザ装置に対する最大送信帯域として決定される。従って、５ＭＨｚの帯域でしか通信できないユーザ装置は何れか一方のシステム周波数ブロックしか割り当てられないが、１０ＭＨｚの帯域で通信可能なユーザ装置は双方のシステム周波数ブロックを使用することができるように帯域が割り当てられてもよい。本実施例ではサブフレームは例えば０．５ｍｓのような送信時間間隔（ＴＴＩ）とも呼ばれてよいが、適切な如何なる期間が使用されてもよい。これらの数値例は単なる一例に過ぎず、適切な如何なる数値が使用されてもよい。

ユーザ装置は基地局に上りパイロットチャネルを送信する。基地局は上りパイロットチャネルの受信品質に基づいて、ユーザ装置が共有データチャネルの送信に使用する１以上のリソースブロックをどれにすべきかを決定する（スケジューリングを行う）。スケジューリングの内容（スケジューリング情報）は下り共有制御チャネル又は別のチャネルでユーザ装置に通知される。ユーザ装置は割り当てられたリソースブロックを用いて上り共有データチャネルを送信する。この場合に、上り共有データチャネルに付随する共有制御チャネル（必須制御情報を含む共有制御チャネル）も同じリソースブロックで送信される。上述したように、上り共有制御チャネルには、必須制御情報以外の制御情報が含まれることもある。

或るユーザに割り当てられるリソースブロックは時間経過と共に変化してよい。ユーザに割り当てられるリソースブロックは、或る周波数ホッピングパターンに従ってもよい。ホッピングパターンの内容は基地局及びユーザ装置の間で通信開始前から既知でもよいし、必要に応じて基地局からユーザ装置に通知されてもよい。上りチャネルの平均的な信号品質の維持を図る観点からは、特定のリソースブロックだけでなく、様々なリソースブロックが使用されることが望ましい。

図５Ａ〜５Ｃは１つのサブフレーム内でユーザＡ及びユーザＢの情報がどのように多重されるかの詳細な具体例を示す。図５Ａの例では、パイロットチャネル及びデータチャネルが時間多重されている。ユーザＡ及びユーザＢの情報はディストリビュート型FDMで多重されている。図５Ｂの例では、パイロットチャネル及びデータチャネルが時間多重され、ユーザＡ及びユーザＢのデータチャネルがディストリビュート型FDMで多重されている点は図５Ａと同様であるが、ユーザＡ及びユーザＢのパイロットチャネルはCDMで多重されている。図５Ｃの例ではパイロットチャネル及びデータチャネルは時間多重され、ユーザＡ及びユーザＢのデータチャネルはローカル型FDMで多重されている。

図６Ａは本発明の一実施例による各ユーザの情報のマッピング例を示す。図示の範囲は全周波数帯域及び１サブフレームであるが、周波数軸方向については１つのシステム周波数ブロックの範囲内としてもよい。説明の便宜上サブフレーム中の期間が、時間経過の順に第１〜第４の時間スロットに分けられる。第１の時間スロットでは、全ユーザからの第１パイロットチャネルが多重されて伝送される。全ユーザには、上りデータチャネルを伝送するユーザ及び上り制御チャネルを伝送するユーザに加えて、将来何らかのチャネルを送信する可能性のあるユーザ全員を含む。第１パイロットチャネルとは、上述したように、将来自局に割り当てられる可能性のある全てのリソースブロックについてのCQI測定用のパイロットチャネルである。全ユーザの第１パイロットチャネルの多重化は、FDMで行われてもよいし、CDMで行われてもよいし、それら双方で行われてもよい。

第２の時間スロットでは制御チャネルがマッピングされている。各ユーザの制御チャネルはディストリビュート型FDMで互いに直交される。上述したように共有制御チャネルに含まれる情報は、共有データチャネルの復調に必須の必須制御情報と、それ以外の制御情報（必須制御情報以外の制御情報）とがある。図示の例ではユーザB,C,Dは必須制御情報以外の制御情報を含む制御チャネルを送信する。ユーザB,C,Dは第１パイロットチャネルと同様に全周波数帯域（又はシステム周波数ブロック全体）にわたって、制御チャネルを分散し、基地局に送信する。ユーザB,C,Dはこのサブフレームではどのリソースブロックにおいてもデータチャネルを送信しないものとする。ユーザAには１つのリソースブロックが割り当てられ、そのリソースブロックで第３の時間スロットでデータチャネルを送信する。ユーザAの制御チャネル（必須制御情報及びそれ以外の制御情報を含む）は、ユーザAに割り当てられたリソースブロック中の周波数を用いて送信される。ユーザAの制御チャネルと他のユーザの制御チャネルもディストリビュート型FDMで互いに直交される。

第４の時間スロットでは第２パイロットチャネルがマッピングされている。第２パイロットチャネルとは、上述したように、現在自局に割り当てられているリソースブロックで伝送されるチャネルのチャネル補償用のパイロットチャネルである。この第4の時間スロットにも，CQI測定用の広帯域に伝送される第１パイロットチャネルが複数ユーザによって多重送信されてもよい。この場合においても，広帯域に伝送される第１パイロットチャネルの一部を用いて，現在自局に割り当てられているリソースブロックで伝送されるチャネルのチャネル補償を行うことは可能である。

なお、図示の簡明化のためユーザA以外のユーザのデータチャネルは示されていないが、実際にはユーザＡに割り当てられているリソースブロック以外のリソースブロックにも何らかのユーザ（ユーザB,C,D以外）のデータチャネル等がマッピングされる。

ユーザAから受信した上りチャネルに関し、基地局は、第２パイロットチャネルに基づいてそのリソースブロックのチャネル状態を推定し、制御チャネル及びデータチャネルに施すべき補償内容（位相回転量及び電力等）を決定し、補償する。また、第１パイロットチャネルに基づいて、以後のサブフレームでユーザAにとってどのリソースブロックが高品質になるかを判定する。ユーザB,C,Dから受信した上りチャネル（必須制御情報以外の制御情報）に基づいて、基地局は、再送制御等を行う。また、上りリンクのリソース割当要求がなされていた場合には、基地局は、受信した第１パイロットチャネルに基づいて、ユーザB,C又はDにとってどのリソースブロックが高品質になるかを判定する。

基地局がリソースブロック毎に各ユーザのチャネル状態の優劣を適切に判定する観点からは、第１パイロットチャネルは広帯域で送信されることが望ましい。周波数タイバーシチ効果を高め、基地局での最低限の受信品質を確保する観点からは、特定のリソースブロックの割り当てられていないユーザB,C,Dの制御チャネルは、図示の例のように広帯域に分散されることが望ましい。なるべく良好なチャネル状態で制御チャネルを伝送する観点からは、特定のリソースブロックの割り当てられているユーザAの制御チャネルは、図示の例のように割られたリソースブロックで伝送されることが望ましい。この場合，ユーザAの制御チャネルの復調には，割られたリソースブロックで伝送される第2のパイロットチャネルも利用できる。

図６Ｂは本発明の一実施例による各ユーザの情報のマッピング例を示す。便宜的な時間スロットが第１〜第５の５つに分けられている。第１，２，４，５の時間スロットについては図６Ａの第１〜第４の時間スロットと同様である。しかしながら図６Ｂでは第３の時間スロットにおいて（ユーザＡのデータチャネルが伝送される前に）、ユーザＡの必須制御情報以外の制御情報を含む制御チャネルが送信される。図示の例では、ユーザＡの制御チャネルの内、必須制御情報は第２の時間スロットで送信され、必須制御情報以外の制御情報は第３の時間スロットで送信される。このような方式は、必須制御情報以外の制御情報の情報量が多い場合（例えば、必須制御情報以外の制御情報が、図６Ａの方式で伝送するには困難な程度に多い場合）に有利である。

図７は本発明の一実施例による各ユーザの情報のマッピング例を示す。概して図６Ａに示される例と同様であるが、ユーザB,C,Dの送信する制御チャネル（必須制御情報以外の制御情報のみを含む）が、全周波数帯域に分散せず、１リソースブロックの範疇に収まっている点が異なる。特定のリソースブロックに関するチャネル状態が比較的優良である場合には、図７に示されるように、制御チャネルが特定のリソースブロックで伝送されることが望ましい。

図８は本発明の一実施例による各ユーザの情報のマッピング例を示す。概して図６Ａに示される例と同様であるが、ユーザB,C,Dの送信する制御チャネル（必須制御情報以外の制御情報のみを含む）だけでなく、ユーザAの制御チャネルも全周波数帯域に分散されている点が異なる。

図９は本発明の一実施例による各ユーザの情報のマッピング例を示す。図６A〜図８のマッピング例ではユーザAのデータチャネルしか示されていなかったが、図９では他のユーザのデータチャネルも示されている。図９では２サブフレーム分のマッピング例が示されている。図示されているように時間経過と共にマッピング方法は様々に変化してよい。

本発明の一実施例による送信機の概略ブロック図を示す。 本発明の一実施例による受信機の概略ブロック図を示す。 は共有制御チャネル生成部の詳細図を示す。 システムで使用される帯域の一例を示す図である。 ユーザＡ及びユーザＢの情報がディストリビュート型FDMで多重される様子を示す図である。 ユーザＡ及びユーザＢの情報がCDM及びディストリビュート型FDMで多重される様子を示す図である。 ユーザＡ及びユーザＢの情報がローカルFDMで多重される様子を示す図である。 パイロットチャネル、制御チャネル及びデータチャネルのマッピング例を示す図である。 パイロットチャネル、制御チャネル及びデータチャネルのマッピング例を示す図である。 パイロットチャネル、制御チャネル及びデータチャネルのマッピング例を示す図である。 パイロットチャネル、制御チャネル及びデータチャネルのマッピング例を示す図である。 パイロットチャネル、制御チャネル及びデータチャネルのマッピング例を示す図である。

符号の説明

２３１ パイロットチャネル生成部
２３３ 共有制御チャネル生成部
２３５ 共有データチャネル生成部
２３６，２４１ 離散フーリエ変換部
２３７，２４２ マッピング部
２３８，２４３ 高速逆フーリエ変換部
２４４ 分離部
２５１〜２５３ スイッチ
２５５〜２５８ 変調及び符号化部
２５９ 多重部

Claims (11)

1. 上りリンクでシングルキャリア方式を採用し、かつシステム帯域が複数のリソースブロックによって分割された移動通信システムで使用されるユーザ装置であって、
   データチャネル、データチャネルに関連しない第１パイロットチャネル、データチャネルに関連した第２パイロットチャネル、制御チャネルを所定のリソースブロックにマッピングするマッピング部と、
   前記マッピング部においてマッピングしたデータチャネル、第１パイロットチャネル、第２パイロットチャネル、制御チャネルを送信する送信部とを備え、
   前記マッピング部は、複数のリソースブロックに第１パイロットチャネルをマッピングし、データチャネルがマッピングされたリソースブロックと同一のリソースブロックに第２パイロットチャネルをマッピングするとともに、制御チャネルとデータチャネルとが同一サブフレームにマッピングされているか否かに応じて、制御チャネルをマッピングすべきリソースブロックを変えることを特徴とするユーザ装置。
2. 前記マッピング部は、データチャネルをマッピングしたサブフレームにおいて、データチャネルをマッピングしたリソースブロックに制御チャネルもマッピングし、データチャネルをマッピングしていないサブフレームにおいて、他のユーザ装置のデータチャネルに割り当てたリソースブロック以外のリソースブロックに制御チャネルをマッピングすることを特徴とする請求項１に記載のユーザ装置。
3. 前記マッピング部においてマッピングされる第１パイロットチャネルは、測定のために使用され、第２パイロットチャネルは、データチャネルの復調のために使用されることを特徴とする請求項１または２に記載のユーザ装置。
4. 前記マッピング部は、データチャネル、第１パイロットチャネル、第２パイロットチャネルを時分割多重することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のユーザ装置。
5. 前記マッピング部は、１つまたは数個のリソースブロックに制御チャネルをマッピングすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のユーザ装置。
6. 上りリンクでシングルキャリア方式を採用し、かつシステム帯域が複数のリソースブロックによって分割された移動通信システムのユーザ装置で使用される送信方法であって、
   データチャネル、データチャネルに関連しない第１パイロットチャネル、データチャネルに関連した第２パイロットチャネル、制御チャネルを所定のリソースブロックにマッピングするステップと、
   マッピングしたデータチャネル、第１パイロットチャネル、第２パイロットチャネル、制御チャネルを送信するステップとを備え、
   前記マッピングするステップは、複数のリソースブロックに第１パイロットチャネルをマッピングし、データチャネルがマッピングされたリソースブロックと同一のリソースブロックに第２パイロットチャネルをマッピングするとともに、制御チャネルとデータチャネルとが同一サブフレームにマッピングされているか否かに応じて、制御チャネルをマッピングすべきリソースブロックを変えることを特徴とする送信方法。
7. 前記マッピングするステップは、データチャネルをマッピングしたサブフレームにおいて、データチャネルをマッピングしたリソースブロックに制御チャネルもマッピングし、データチャネルをマッピングしていないサブフレームにおいて、他のユーザ装置のデータチャネルに割り当てたリソースブロック以外のリソースブロックに制御チャネルをマッピングすることを特徴とする請求項６に記載の送信方法。
8. 前記マッピングするステップにおいてマッピングされる第１パイロットチャネルは、測定のために使用され、第２パイロットチャネルは、データチャネルの復調のために使用されることを特徴とする請求項６または７に記載の送信方法。
9. 前記マッピングするステップは、データチャネル、第１パイロットチャネル、第２パイロットチャネルを時分割多重することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の送信方法。
10. 前記マッピングするステップは、１つまたは数個のリソースブロックに制御チャネルをマッピングすることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の送信方法。
11. 上りリンクでシングルキャリア方式を採用し、かつシステム帯域が複数のリソースブロックによって分割された移動通信システムでであって、
    データチャネル、データチャネルに関連しない第１パイロットチャネル、データチャネルに関連した第２パイロットチャネル、制御チャネルを送信するユーザ装置と、
    前記ユーザ装置からのデータチャネル、第１パイロットチャネル、第２パイロットチャネル、制御チャネルを受信する基地局とを備え、
    前記ユーザ装置は、複数のリソースブロックに第１パイロットチャネルをマッピングし、データチャネルがマッピングされたリソースブロックと同一のリソースブロックに第２パイロットチャネルをマッピングするとともに、制御チャネルとデータチャネルとが同一サブフレームにマッピングされているか否かに応じて、制御チャネルをマッピングすべきリソースブロックを変えることを特徴とする移動通信システム。

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