JP5091895B2 - 送信装置、および受信装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
実施形態に係る送信装置、受信装置を含む通信システムについて図1、図2を参照して説明する。図1は、本実施形態における、通信システム構成を示す図である。
本通信システムは、基地局105と複数の端末101〜104からなり、端末から基地局への通信を上りリンク106、基地局から端末への通信を下りリンク107と呼ぶ。下りリンク107では、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)通信を用いている。実施形態では、基地局105が送信装置であり、各端末101〜104が受信装置に対応する。基地局105は、サービスエリア108を提供している。
本実施形態では、1フレームは、10msecであるものとし、1フレームは1個あたり1msecの、10個のサブフレームに分割されているものとする。データを伝送する際に割り当てるサブバンドは、サブフレーム毎に変更可能であるとする。このサブフレームはさらに、0.5msecの2つのスロットに分割されているものとする。この1スロットの中に、全部で7つのOFDMシンボルが入っているものとする。1つのOFDMシンボルは、シンボル後半の信号をコピーしてシンボル前半に付与した、サイクリックプレフィックスと呼ばれる部分を含んでいるものとする。
ユーザデータは、メインバンド中のすべてのサブバンドを使わなくてもよく、一部のサブバンドを用いて伝送されるものとする。たとえば図5では、ユーザデータが第1メインバンドの第3および第4サブバンドを用いて送られている。このような第1メインバンドで送られるユーザデータを第1データと呼ぶこととする。第2メインバンドにて送られるデータは、第1スロットでは第2および3サブバンドを、第2スロットでは第4および5サブバンドを利用している。このように、第1スロットと第2スロットでは、利用するサブバンドが異なるように切り替えてもよい。第1メインバンドの第1データと同様に、第2メインバンドにて伝送されるユーザデータを第2データと呼ぶ。以下同様に、第Qメインバンドの第Qデータまでのそれぞれで、ユーザデータが伝送される。
1つ目の制御情報は、下りリンクにおいて単一のメインバンドのみを利用する場合に、利用するメインバンド中のどのサブバンドにて第1データが送信されているかを示す情報である配置サブバンド情報、すなわち単一メインバンド用DLデータ配置情報である。単一メインバンド用DLデータ配置情報を送信する際に用いられる制御情報フォーマットを、第1制御情報フォーマットとする。
2つ目の制御情報は、同様に全メインバンドの中で、いずれのサブバンドにユーザへの下りリンクデータが送信されているかを示す複数メインバンド用DLデータ配置情報である。例えばメインバンドが5つある場合、単純には配置サブバンド情報を示すためのデータ量は、単一メインバンド用DLデータ配置情報に比べ、5倍必要になる。従って、複数メインバンド用DLデータ配置情報を送信する際に用いられる第2制御情報フォーマットは、第1制御情報フォーマットに比べ大幅に大きいデータ長となる。
3つ目の制御情報は、上りリンクのいずれのサブバンドでデータを送信すべきかの指示を示すULデータ配置情報であり、ULデータ配置情報を送信する際に用いられるのが、第3制御情報フォーマットである。
4つ目の制御情報は、上りリンクの送信電力を上げるか下げるかといった情報を示す送信電力情報であり、第4制御情報フォーマットを用いて送信される。
上述した4つの制御情報は、それぞれの内容によりデータ長が異なる。また、それぞれ誤り検出用の誤り検査符号が各データの末尾に付されているものとする。この誤り検査符号としては、例えばCRC符号を利用することができる。これらの情報は、1ユーザに対するものであり、複数ユーザへこれらの情報を送るためには、複数の制御情報を、制御チャネル物理領域にて送らなければならない。
以上の制御情報は、無線伝送における雑音や歪みへの対策として、誤り訂正符号化が施される。例えば畳み込み符号化などの誤り訂正符号化を経て冗長化され、データ長が大きくなる。また、スクランブル系列によりスクランブルを施すことで、このスクランブル系列を共有する端末のみが制御情報を得られるようにする。以上の処理により加工された制御情報を後述する論理的な制御チャネルリソースへと配置し、変調及び物理的な制御チャネルリソースへの配置を施すことで、制御チャネルを生成する。
本実施形態が前提とするシステムでは、基地局105とユーザ(端末102など)との距離は、ユーザごとに異なる。したがって、距離が短いユーザに対しては、制御チャネル生成の際の誤り訂正符号化の冗長度を低く抑え、伝送誤りを生じない程度に小さなデータ長とすることで、リソースの無駄遣いを減らしたい。一方、基地局と端末の距離が長い場合には、伝送誤りを防ぐために冗長化の度合いを大きくし、確実に伝送できるようにある程度大きなデータ長としなければならない。
以上のように制御チャネルを伝送する際には、基地局とユーザとの距離に応じて、誤り訂正符号化の冗長度を変えることが望ましい。そこで、制御チャネルリソースには複数のデータ長を設定するものとする。ここでは、サイズ1と書かれた制御チャネルリソースのデータ長を基準とし、その2倍のデータ長のサイズ2、4倍のデータ長のサイズ4、そして8倍のデータ長のサイズ8の、4種類のサイズを用意するものとする。ただし、サイズ8のような大きいデータ長の制御チャネルリソースを多く確保すると、制御チャネル物理領域が不足する可能性があるので、制御チャネルリソースはサイズ1のものを6個、サイズ2のものを6個、サイズ4のものを2個、そしてサイズ8のものを2個だけ設定するものとする。よって基地局101は制御情報を、合計16個のいずれかの制御チャネルリソースに配置する。このとき、制御チャネル物理領域において、同一の種類の制御情報は1ユーザに対して1つである。また複数のユーザへ制御チャネルを送る際には、同一の制御チャネルリソースを重複して利用しないようにしなければならない。
サイズ1の制御チャネルリソースを例に詳細に説明したものが図8である。上述したように、制御情報フォーマットのデータ長は4種類ある。したがって、これらの異なる制御情報フォーマットをもつ制御情報を、サイズ1の制御チャネルリソースに配置する際には、制御情報フォーマットごとに異なる4種類の符号化率を用いることになる。したがって端末はサイズ1の制御チャネルリソースに対して、4種類の誤り訂正符号化率での復調を試さなければならない。16個の制御チャネルリソースに対して同様に4種類の誤り訂正符号化率を前提に復調を施すことになるので、最大64回の誤り訂正復号を試みることになる。
はじめに、分割した第2制御情報フォーマットを図9に示す。ここで、分割された一方の情報フォーマットをプライマリ第2制御情報フォーマット、他方の情報フォーマットをセカンダリ第2制御情報フォーマットと定義する。
セカンダリ第2制御情報フォーマットは、プライマリ第2制御情報フォーマットに入りきらなかった複数メインバンド用下りリンクデータ配置情報と、誤り検査符号を送信するための制御情報フォーマットであるものとする。
以上のように第2制御情報フォーマットを分割した際の、制御情報フォーマットのラインアップを図10に示す。上述の通り、第1制御情報フォーマットとプライマリ第2制御情報フォーマットは同じデータ長である。ここで留意したいのは、プライマリ第2制御情報フォーマットには、セカンダリ第2制御情報フォーマットの制御情報が配置された制御チャネルリソースを示すポインタが入っている点である。つまり、プライマリ第2制御情報フォーマットに含まれるポインタが得られれば、セカンダリ第2制御情報フォーマットの制御情報が配置された制御チャネルリソースを知ることが可能である。さらに、セカンダリ第2制御情報フォーマットのデータ長と、配置された制御チャネルリソースのデータ長から、符号化率を知ることができる。従って、複数の制御チャネルリソースや符号化率を試すブラインド検出を実行しなくとも、セカンダリ第2制御情報フォーマットで送られたデータを復調することができる。セカンダリ第2制御情報フォーマットがブラインド検出の候補から外れるとなると、制御情報フォーマットのデータ長は、全部で3種類となる。そうすると、第1制御情報フォーマットとプライマリ第2制御情報フォーマットが1つの誤り訂正符号化率で済むため、これらを1つの制御チャネルリソースに配置する際の誤り訂正符号化率も3種類となるため、全16制御チャネルリソースに対してブラインド検出する際の、誤り訂正復号は、3×16=48回に減る。
本実施形態に係る送信装置105は、データリソース管理部1101、第1データ生成部1102、第1データ配置部1103、第2データ生成部1102、第2データ配置部1103、第Qデータ生成部1102、第Qデータ配置部1103、制御情報生成部1104、制御チャネルリソース決定部1105、制御情報配置部1106、送信信号選択部1107、OFDM変調部1108、送信RF部1109、制御情報分割部1110、CRC付与部1111、スクランブラ1112を含む。ここで、Qは3以上の自然数を示し、Qの数だけ生成部および配置部があることを示す。例えばQが5であれば、第1から第5まで5つの生成部および配置部を含むことを示す。
CRC付与部1111は、制御情報分割部1110から受け取った制御情報に対し、誤り検査符号を付与する。ここではCRC符号を用いるものとする。CRC符号が付与された制御情報は、スクランブラ1112へと送られる。
はじめに、制御チャネル生成部1104においてデータリソース管理部1101より受け取った配置サブバンド情報より制御情報を生成する(S1201)。
もし、Noの場合、つまり複数メインバンド用の制御情報フォーマットであった場合は、制御情報分割部1110において制御情報をプライマリ第2制御情報フォーマットと、セカンダリ第2制御情報フォーマットに合わせて分割する(S1206)。続いて、セカンダリ第2制御情報フォーマットに対応した制御情報の配置範囲を示すポインタを、プライマリ第2制御情報フォーマットに対応した制御情報に付与する(S1207)。その後、CRC付与部1111でプライマリおよびセカンダリ第2制御情報フォーマットに対応する双方の制御情報にCRC符号の付与をおこない(S1208)、スクランブラ1112でスクランブリングして(S1209)、S1210に進む。
最後に、S1204からの第2制御情報フォーマット以外の制御情報フォーマットとS1209からの分割した第2制御情報フォーマットのそれぞれの制御情報に対し、制御情報配置部1106において変調をおこない制御情報をサブキャリアに配置する(S1210)。以上により送信装置における制御チャネル生成の処理を終了する。
本実施形態に係る受信装置は、受信RF部1301、OFDM復調部1302、受信処理選択部1303、制御チャネル復調部1304、第1データおよび第2データから第Qデータ復調部1305を含む。ここで、無線通信装置の場合と同様にQは3以上の自然数を示し、Qの数だけ復調部があることを示す。例えばQが5であれば、第1から第5まで5つの復調部を含むことを示す。
各データ復調部は、受信シンボルを物理的な制御チャネルリソースから論理的な制御チャネルリソースへと変換する。そして、制御チャネル論理領域におけるブラインド検出、すなわち制御チャネル論理領域に含まれる16個の論理的な制御チャネルリソース、および3種類の誤り訂正符号化率を順次復調し、誤り検出符号が正しく復号できるものを探す処理をおこなう。ここで正しく復号できるとは、自らに割り当てられたスクランブル系列を用いてデスクランブルし、そしてCRC検査の上で、誤りが無いと判定された場合を指す。
このスクランブル系列は、送信側のスクランブル処理と同様に、第1制御情報フォーマットと、プライマリ第2制御情報フォーマットでは異なるものを使う。もし制御情報フォーマットが第1制御情報フォーマットだった場合、プライマリ第2制御情報フォーマット用のスクランブル系列でデスクランブルすると、後続のCRC検査で誤りと判断される。このように、双方のデスクランブルとCRC検査を行うことで、第1制御情報フォーマットとプライマリ第2制御情報フォーマットを区別することができる。もし仮に、双方の制御情報フォーマットとも同じスクランブル系列を使って送信してしまうと、制御情報フォーマットが同じデータ長であるため、誤り訂正復号とCRC検査だけでは第1制御情報フォーマットの制御情報か、第2制御情報フォーマットの制御情報かの区別を付けることができなくなってしまう。以上の処理だと、誤り訂正符号化率は3種類だが、デスクランブルは最大4回試す必要がある。しかし、一般的には、誤り訂正復号の処理量のほうがデスクランブルの処理量よりもかなり煩雑であることから、1回だけデスクランブラ処理が増えたとしても、1回の誤り訂正復号の処理回数を減ったことで、大幅な計算量の低減およびブラインド検出時間の短縮が望める。もし正しく復号できるものが見つかった場合は、それが自分宛ての制御情報であるとみなす。制御情報に記載されているサブバンドの情報を、各データ復調部へ送る。
まず、受信装置は、制御チャネルリソースを示すkを1に設定する(S1401)。
最後に全16個の制御チャネルリソースを検査し処理を完了したかどうかを判断して(S1414)、全て処理済みであれば処理完了となる。全て処理済みでなければ、kをインクリメントして、第1制御情報フォーマットを前提とした復調に戻る(S1415)。そして全処理を終了するまでkをインクリメントし、全て処理済みとなれば受信装置の復調までの処理を終了する。
第2の実施形態では、第1の実施形態の第2制御情報フォーマットを2分割ではなくさらに複数に分割する点で第1の実施形態と異なる。そのほかの送信装置及び受信装置の動作は第1の実施形態と同様であるためここでの詳細な説明は省略する。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
Claims (7)
- データ長が異なる第1及び第2情報フォーマットのいずれか一つに従って生成した制御情報を送信する送信装置であって、
前記第1情報フォーマットに従い第1制御情報を生成する生成手段と、
前記第1情報フォーマットを分割しポインタ領域を設けた分割情報フォーマットに従い、前記第1制御情報を分割して複数の分割制御情報を得る分割手段と、
前記分割制御情報のポインタ領域に、他の分割制御情報のいずれか1つの送信に利用する無線通信リソースを示すポインタを付与する付与手段と、
前記ポインタが付与された前記分割制御情報を送信する送信手段と、を具備し、
前記分割情報フォーマットと前記第2情報フォーマットのデータ長が同一であることを特徴とする送信装置。 - 前記送信手段は、複数の情報フォーマットのいずれかに従って生成した制御情報を送信し、前記第2情報フォーマットは、前記複数の情報フォーマットの中で最小のデータ長を有することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
- 前記複数の分割制御情報に対し、異なるスクランブル系列を掛け合わせるスクランブル手段をさらに具備することを特徴とする請求項1または2に記載の送信装置。
- 前記付与手段は、前記複数の分割情報フォーマットのポインタ領域に他の分割制御情報の送信に利用する無線通信リソースを示すポインタを付与する第1手順を、残りの分割情報フォーマットのポインタ領域に対して、重複した分割情報フォーマットを選択しないように該第1手順を順次適用し、最後に該第1手順を適用した分割情報フォーマットのポインタ領域に対しては、最初に該第1手順を適用した分割制御情報が利用する無線通信リソースを示すポインタを付与する第2手順を適用することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の送信装置。
- 前記第1及び第2情報フォーマットは、単一メインバンド用下りリンクデータの配置情報を示す第1情報に用いられる第1制御情報フォーマットと、複数メインバンド用下りリンクデータの配置情報を示す第2情報に用いられる第2制御情報フォーマットと、上りリンクの配置情報を示す第3情報に用いられる第3制御情報フォーマットと、および送信電力の情報を示す第4情報に用いられる第4制御情報フォーマットのいずれか1つであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の送信装置。
- 前記第1情報フォーマットは、複数メインバンド用下りリンクデータの配置情報を示す第2情報に用いられる第2制御情報フォーマットであり、前記第2情報フォーマットは、単一メインバンド用下りリンクデータの配置情報を示す第1情報に用いられる第1制御情報フォーマットであり、前記分割手段は、前記第1情報フォーマットを2分割してポインタ領域を設けた第2情報フォーマットに従い前記複数の分割制御情報を得ることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
- 請求項1に記載の前記分割制御情報を受信する受信装置において、
受信信号に対し順次ブラインド検出を用いて復調し復調信号を得る復調手段と、
復調に用いた情報フォーマットに対応する対応情報フォーマットが1つである場合は対応する前記スクランブル系列を用い、該対応する情報フォーマットが複数ある場合はそれぞれに対応するスクランブル系列を用いて前記復調信号をデスクランブルした信号であるデスクランブル信号を得るデスクランブル手段と、
前記デスクランブル信号について誤り訂正符号を用いて誤り検出を行い正しいか否かを検出する検出手段と、を具備し、
前記復調手段は、前記誤り検出が誤りであれば、次のチャネルリソースまたは誤り訂正符号化率を変更して復調し、前記誤り検出が正しければ情報フォーマットのポインタが指し示す配置位置にある情報をさらに復調することを特徴とする受信装置。
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