JP4932879B2 - 基地局、移動局、通信方法、通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信の技術分野に関し、特にマルチキャリア伝送が行われる通信システムに使用される基地局、移動局及び通信方法に関する。

この種の分野では、高速大容量の通信を効率的に行う広帯域の無線アクセスを実現することが益々重要になっている。特に下りチャネルではマルチパスフェージングを効果的に抑制しつつ高速大容量の通信を行う等の観点からマルチキャリア方式−より具体的には直行周波数分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式−が有望視されている。

図１に示されるように、システムで使用可能な周波数帯域は、複数のリソースブロックに分割され（図示の例では３つに分割され）、リソースブロックの各々は１以上のサブキャリアを含む。リソースブロックは周波数チャンク（chunk）又は周波数ブロックとも呼ばれる。移動局には１以上のリソースブロックが割り当てられる。周波数帯域を複数のリソースブロックに分ける技術については、例えば非特許文献１に記載されている。

P.Chow,J.Cioffi,J.Bingham,"A Practical Discrete Multitone Transceiver Loading Algorithm for Data Transmission over Spectrally Shaped Channel",IEEE Trans.Commun.vol.43,No.2/3/4,February/March/April 1995

上記のように周波数領域を複数のリソースブロックに分ける場合について検討する。図２に示すように、共有データチャネルが送信されることを前提に、サブフレームの一部にＬ１／Ｌ２（Layer1/Layer2）制御チャネルが多重されている。共有データチャネルを送信する際に、下記の制御情報がＬ１／Ｌ２制御チャネルで送信される。
・共有制御情報：送信割り当て情報（どの移動局宛てのデータであるかの情報及びデータが送信される共有データチャネルの無線リソースを示す情報）
・個別制御情報：共有データチャネルの変調方式・符号化率に関する情報、Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat request）用の制御情報等
一方、報知チャネル（ＢＣＨ：Broadcast Channel）は、待受中を含む全ての移動局（ＵＥ：User Equipment）が受信する共通制御チャネルであり、典型的には固定の無線リソース（リソースブロック）を用いて、固定の変調方式・符号化率で送信される。また、報知チャネルにＨ−ＡＲＱは適用されない。

このため、図３に示すように報知チャネルを従来の共有データチャネル用のリソースブロックに割り当てるときに、そのサブフレームでは報知チャネル用のＬ１／Ｌ２制御チャネルが無駄に送信されるという問題が生じる。例えば、図２に示すように、８のリソースブロックの全てが共有データチャネルに用いられる場合には、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルはこれらの８の共有データチャネル用の制御情報に用いられるため、無駄が生じない。その一方で、図３に示すように、８のリソースブロックのうち３のリソースブロックが報知チャネルに用いられる場合には、８ユーザ分のＬ１／Ｌ２制御チャネルのうち３ユーザ分は無駄になる。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、報知チャネルをリソースブロックに割り当てるときに制御チャネルを有効に使うことを目的とする。

共有データチャネルを送信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを送信する基地局であって、
共有データチャネルを生成する共有データチャネル生成部と、
報知すべき情報が配置されたチャネルを生成する報知チャネル生成部と、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報である制御情報を、前記報知すべき情報が配置されたチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するとともに、前記共有データチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルも生成するＬ１／Ｌ２制御チャネル生成部と、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重する多重部と、
周波数方向に間隔を空けて前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てるマッピング部と、
を有する基地局、により解決することができる。

また、本発明の前記の目的は、共有データチャネルを受信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを受信する移動局であって、
無線フレームをＬ１／Ｌ２制御チャネルと共有データチャネルと報知すべき情報が配置されたチャネルとに分離する分離部と、
分離されたＬ１／Ｌ２制御チャネルを参照して、前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報を抽出するとともに、前記共有データチャネルに関する情報を抽出するＬ１／Ｌ２制御チャネル処理部と、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報の内容にしたがって、無線フレームから、前記報知すべき情報が配置されたチャネルを抽出して処理する報知チャネル処理部と、
前記共有データチャネルに関する情報をもとに、自局宛の共有データチャネルを処理する共有データチャネル処理部とを有し、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルは、周波数方向に間隔を空けて割り当てられている移動局、によっても解決することができる。

また、本発明の前記の目的は、共有データチャネルを送信するために基地局がサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルを多重して無線フレームを送信する通信方法であって、
共有データチャネルを生成するステップと、
報知すべき情報が配置されたチャネルを生成するステップと、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報である制御情報を、前記報知すべき情報が配置されたチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するとともに、前記共有データチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルも生成するステップと、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重するステップと、
周波数方向に間隔を空けて前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てるステップと、
を有する通信方法、によっても解決することができる。
また、本発明の前記の目的は、共有データチャネルを送信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを送信する基地局と、
前記基地局からの無線フレームを受信する移動局とを備え、
前記基地局は、
報知すべき情報が配置されたチャネルを生成する報知チャネル生成部と、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報である制御情報を、前記報知すべき情報が配置されたチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するＬ１／Ｌ２制御チャネル生成部と、
前記報知すべき情報が配置されたチャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重する多重部と、
周波数方向に間隔を空けて前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てるマッピング部と、
を有する通信システム、によっても解決することができる。

本発明の実施例によれば、報知チャネルを無線リソースに割り当てるときに制御チャネルを有効に使うことができる。

周波数帯域を複数のリソースブロックに分割することを示す例 共有データチャネルとＬ１／Ｌ２制御チャネルとが多重されたサブフレームを示す図 報知チャネルと共有データチャネルとＬ１／Ｌ２制御チャネルとが多重されたサブフレームを示す図 図３のサブフレームでＬ１／Ｌ２制御チャネルに多重される報知チャネル用制御情報を示す図 本発明の実施例に係る基地局の構成図 本発明の実施例に係るＬ１／Ｌ２制御チャネルを生成する方法のフローチャート 本発明の実施例に係る移動局の構成図 本発明の実施例に係る報知チャネルを処理する方法のフローチャート プライマリＢＣＨとセカンダリＢＣＨとの双方を用いる場合の無線フレームを示す図

本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図３に示すように、ＢＣＨが多重されるサブフレームについては、共有データチャネルの最大多重ユーザ数は、ＢＣＨが多重されないサブフレームよりも少ない。すなわち、ＢＣＨが多重されるサブフレームでは、共有データチャネルに割り当てられる無線リソースが少なくなる。このようなサブフレームに対しては、最大多重ユーザ数を少なくし、１ユーザあたりに割り当てられる無線リソースが他のサブフレームよりも小さくなることを防ぐ必要がある。同様に、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの最大多重ユーザ数も少なくなり、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの無線リソースに空きが生じる。図４に示すように、このＢＣＨのリソースブロックに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルでＢＣＨ用制御情報を通知し、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの無駄を低減することについて説明する。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルで送信されるＢＣＨ用制御情報として、以下の情報が考えられる。

（１）ＢＣＨで通知されている情報に変更があるか否かを通知する更新フラグ
ＢＣＨで通知されている情報は、頻繁に変更されない場合がある。ＢＣＨの情報に変更がない場合には、移動局がＢＣＨを受信する毎に、ＢＣＨで通知されている情報を処理する必要がない。従って、ＢＣＨで通知されている情報に変更があるか否かを通知する更新フラグをＢＣＨに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルで送信する。

更新フラグの一例として、基地局はｍｏｄｕｌｏＮのカウンタを用い、ＢＣＨ情報が更新されたときにカウンタをカウントアップする。こうすることで、移動局はカウンタを参照するだけで、ＢＣＨ情報が変更されたか否かを知ることができる。

（２）ＢＣＨのリソースブロックを固定的ではなくダイナミックに割り当てる場合に、ＢＣＨの無線リソースを示す割り当て情報（共有データチャネルのときのＬ１／Ｌ２制御チャネルで送信される情報の一部）。

前記のように、典型的にはＢＣＨは固定のリソースブロックを用いる。しかし、固定のリソースブロックの代わりに、ＢＣＨにダイナミックにリソースブロックを割り当ててもよい。この場合には、ＢＣＨに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルでＢＣＨの無線リソースを示す割り当て情報を送信する。

ＢＣＨにリソースブロックをダイナミックに割り当てるときに、まず共有データチャネルに無線リソースを割り当て、余った無線リソースをＢＣＨに割り当ててもよい。ＢＣＨはセル全域内の移動局で受信される必要があるため、適切なリソースブロックを割り当てるというスケジューリングの必要性が低く、どの無線リソースが割り当てられてもよい。

一方で、ＢＣＨに複数のリソースブロックを割り当てる場合には、周波数ダイバーシチ効果が得られるように、周波数方向に間隔を空けてリソースブロックを割り当てることが好ましい。そのため、ＢＣＨの周波数ダイバーシチ効果を優先する目的で、まず無線リソースをＢＣＨに割り当て、余った無線リソースを共有データチャネルに割り当ててもよい。また、所望の周波数ダイバーシチ効果を得ることができるように、無線リソースを共有データチャネルに一定の制限を加えて割り当て、余った無線リソースをＢＣＨに割り当ててもよい。

上記のように、共有データチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルの共有制御情報部分では、無線リソースを割り当てるユーザＩＤを通知する。ＢＣＨの無線リソースをダイナミックに割り当てる場合には、ＢＣＨのユーザＩＤに未使用のＩＤ（例えば＃０）を通知するというように予め決めてもよい。こうすることで、ＢＣＨのＬ１／Ｌ２制御チャネルを通常のＬ１／Ｌ２制御チャネルの共有制御情報部分と共通化したフォーマットとすることができる。

（３）ＢＣＨで通知するＬ３制御情報の一部
Ｌ１／Ｌ２制御チャネルでＬ３制御情報を送信できるようにして、ＢＣＨの実質的なフィールドを拡張することに相当する。

以上のように、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルで送信されるＢＣＨ用制御情報として、更新フラグ、割り当て情報又はＬ３制御情報が考えられる。なお、これらの情報を組み合わせてＢＣＨ制御情報としてもよい。

ＢＣＨのリソースブロックに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルで上記の（１）〜（３）を送信する代わりに、基地局はこのＢＣＨのリソースブロックに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルで、単に何も送信しなくてもよい。例えば、その部分の電波を止めてもよい。このようにすることで、制御チャネルの電力を低減し、他セルへの干渉の影響を低減することができる。

＜基地局の構成＞
本発明の実施例に係る基地局１０の構成を図５に示す。基地局１０は、報知チャネル生成部１０１と、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部１０３と、共有データチャネル生成部１０５と、マッピング部１０７と、多重部１０９と、送信部１１１とを有する。

報知チャネル生成部１０１は、報知チャネルを生成し、報知チャネル用制御情報（報知チャネルの情報に変更がある場合の更新フラグ、報知チャネルの割り当て情報又は報知チャネルのＬ３制御情報）をＬ１／Ｌ２制御チャネル生成部１０３に通知する。Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部は、これらの報知チャネル用制御情報を用いて報知チャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルを生成すると共に、共有データチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルを生成する。

マッピング部１０７は、報知チャネル生成部１０１で生成された報知チャネルと、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部１０３で生成されたＬ１／Ｌ２制御チャネルと、共有データチャネル生成部１０５で生成された共有データチャネルとを無線リソースにマッピングする。マッピング部１０７は、共有データチャネルを優先的に割り当ててもよく、報知チャネルのダイバーシチ効果を目的として報知チャネルを優先的に割り当ててもよい。

多重部１０９は、報知チャネルとＬ１／Ｌ２制御チャネルと共有データチャネルとをサブフレームに多重し、送信部１１１が無線フレームを移動局に送信する。

基地局がＬ１／Ｌ２制御チャネルで通知する報知チャネル用制御情報として更新フラグと割り当て情報とを生成する方法について、図６を参照して説明する。まず、報知チャネル生成部１０１で報知チャネルを生成する（Ｓ１０１）。報知チャネルに変更がある場合には（Ｓ１０３）、更新フラグとしてのカウンタがカウントアップされる（Ｓ１０５）。変更がない場合には、カウンタはカウントアップしない。また、マッピング部１０７は、報知チャネルをリソースブロックに割り当てる（Ｓ１０７）。これらのカウンタ値と割り当て情報とを用いて、報知チャネル用制御情報が生成される（Ｓ１０９）。一方、共有データチャネル生成部１０５で共有データチャネル情報が生成され（Ｓ１１１）、これに対する共有制御情報及び個別制御情報が共有データチャネル用Ｌ１／Ｌ２制御チャネル情報として生成される（Ｓ１１３）。Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部１０３は、報知チャネル用制御情報と共有データチャネル用Ｌ１／Ｌ２制御チャネル情報とを組み合わせてＬ１／Ｌ２制御チャネルを生成する（Ｓ１１５）。

＜移動局の構成＞
本発明の実施例に係る移動局２０の構成を図７に示す。移動局２０は、受信部２０１と、分離部２０３と、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル処理部２０５と、共有データチャネル処理部２０７と、報知チャネル処理部２０９とを有する。

分離部２０３は、受信部２０１で受信した無線フレームからＬ１／Ｌ２制御チャネルと共有データチャネルと報知チャネルとを分離する。Ｌ１／Ｌ２制御チャネルに含まれる更新フラグ、割り当て情報又はＬ３制御情報を抽出し、これらの情報に基づいて報知チャネル処理部２０９で報知チャネルを処理する。共有制御チャネルは、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを確認して、自局宛のデータを共有データチャネル処理部２０７で処理する。

Ｌ１／Ｌ２制御チャネルで受信する報知チャネル用制御情報として更新フラグと割り当て情報とを受信して、報知チャネルを処理する方法について、図８を参照して説明する。まず、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを検出し（Ｓ２０１）、更新フラグとしてのカウンタに変更があるか否かを確認する（Ｓ２０３）。変更がない場合には報知チャネルを処理する必要がないため、終了する。変更がある場合、割り当て情報を抽出する（Ｓ２０５）。この割り当て情報の内容に従って無線フレームから報知チャネルを抽出して処理する（Ｓ２０７）。

上記の本発明の実施例は、図９に示すように、プライマリＢＣＨとセカンダリＢＣＨとの双方を用いる場合にも適用可能である。図９では３つのプライマリＢＣＨが無線リソースに割り当てられているため、３ユーザ分のＬ１／Ｌ２制御チャネルをプライマリＢＣＨ用制御情報として有効に使うことができる。プライマリＢＣＨ用制御情報としては、前述の更新フラグ、割り当て情報又はＬ３制御情報を用いることができる。

以上のように本発明の実施例によれば、報知チャネルをリソースブロックに割り当てるときにＬ１／Ｌ２制御チャネルを有効に使うことが可能になる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に、以下の項目を開示する。

（１）共有データチャネルを送信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを送信する基地局であって：
報知チャネルを生成する報知チャネル生成部；
前記報知チャネルの情報に変更があるか否かを通知する更新フラグと、前記報知チャネルの割り当て情報と、前記報知チャネルのＬ３制御情報とのうち少なくとも１つの報知チャネル用制御情報を、前記報知チャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するＬ１／Ｌ２制御チャネル生成部；及び
前記報知チャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重する多重部；
を有する基地局。

（２）前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部がＬ１／Ｌ２制御チャネルとして前記報知チャネルの割り当て情報を生成する場合に、
共有データチャネルに割り当てたリソースブロック以外のところに前記報知チャネルを割り当てるマッピング部を更に有する、（１）に記載の基地局。

（３）前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部がＬ１／Ｌ２制御チャネルとして前記報知チャネルの割り当て情報を生成する場合に、
周波数方向に間隔を空けて前記報知チャネルを割り当てるマッピング部を更に有する、（１）に記載の基地局。

（４）共有データチャネルを受信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを受信する移動局であって：
無線フレームをＬ１／Ｌ２制御チャネルと共有データチャネルと報知チャネルとに分離する分離部；
分離されたＬ１／Ｌ２制御チャネルを参照して、前記報知チャネルの情報に変更があるか否かを確認するＬ１／Ｌ２制御チャネル処理部；及び
前記報知チャネルの情報に変更がある場合に、前記報知チャネルを処理する報知チャネル処理部；
を有する移動局。

（５）共有データチャネルを送信するために基地局がサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルを多重して無線フレームを送信する通信方法であって：
報知チャネルを生成するステップ；
前記報知チャネルの情報に変更があるか否かを通知する更新フラグと、前記報知チャネルの割り当て情報と、前記報知チャネルのＬ３制御情報とのうち少なくとも１つの報知チャネル用制御情報を、前記報知チャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するステップ；及び
前記報知チャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとを多重するステップ；
を有する通信方法。

１０ 基地局
１０１ 報知チャネル生成部
１０３ Ｌ１／Ｌ２制御チャネル生成部
１０５ 共有データチャネル生成部
１０７ マッピング部
１０９ 多重部
１１１ 送信部
２０ 移動局
２０１ 受信部
２０３ 分離部
２０５ Ｌ１／Ｌ２制御チャネル処理部
２０７ 共有データチャネル処理部
２０９ 報知チャネル処理部

Claims (5)

1. 共有データチャネルを送信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを送信する基地局であって、
   共有データチャネルを生成する共有データチャネル生成部と、
   報知すべき情報が配置されたチャネルを生成する報知チャネル生成部と、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報である制御情報を、前記報知すべき情報が配置されたチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するとともに、前記共有データチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルも生成するＬ１／Ｌ２制御チャネル生成部と、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重する多重部と、
   周波数方向に間隔を空けて前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てるマッピング部と、
   を有する基地局。
2. 前記マッピング部は、共有データチャネルに割り当てたリソースブロック以外のところに前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てる、請求項１に記載の基地局。
3. 共有データチャネルを受信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを受信する移動局であって、
   無線フレームをＬ１／Ｌ２制御チャネルと共有データチャネルと報知すべき情報が配置されたチャネルとに分離する分離部と、
   分離されたＬ１／Ｌ２制御チャネルを参照して、前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報を抽出するとともに、前記共有データチャネルに関する情報を抽出するＬ１／Ｌ２制御チャネル処理部と、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報の内容にしたがって、無線フレームから、前記報知すべき情報が配置されたチャネルを抽出して処理する報知チャネル処理部と、
   前記共有データチャネルに関する情報をもとに、自局宛の共有データチャネルを処理する共有データチャネル処理部とを有し、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルは、周波数方向に間隔を空けて割り当てられている移動局。
4. 共有データチャネルを送信するために基地局がサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルを多重して無線フレームを送信する通信方法であって、
   共有データチャネルを生成するステップと、
   報知すべき情報が配置されたチャネルを生成するステップと、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報である制御情報を、前記報知すべき情報が配置されたチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するとともに、前記共有データチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルも生成するステップと、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重するステップと、
   周波数方向に間隔を空けて前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てるステップと、
   を有する通信方法。
5. 共有データチャネルを送信するためにサブフレームの一部にＬ１／Ｌ２制御チャネルが多重された無線フレームを送信する基地局と、
   前記基地局からの無線フレームを受信する移動局とを備え、
   前記基地局は、
   報知すべき情報が配置されたチャネルを生成する報知チャネル生成部と、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルの割り当て情報である制御情報を、前記報知すべき情報が配置されたチャネルに対応するＬ１／Ｌ２制御チャネルとして生成するＬ１／Ｌ２制御チャネル生成部と、
   前記報知すべき情報が配置されたチャネルと前記共有データチャネルと前記Ｌ１／Ｌ２制御チャネルとをサブフレームに多重する多重部と、
   周波数方向に間隔を空けて前記報知すべき情報が配置されたチャネルを割り当てるマッピング部と、
   を有する通信システム。

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