以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)などのような多様な多重接続方式(multiple access scheme)に使われることができる。
図1は、無線通信システムを示すブロック図である。無線通信システム10は、少なくとも一つの基地局(Base Station;BS)11を含む。各基地局11は、特定の地理的領域(一般的にセルという)15a、15b、15cに対して通信サービスを提供する。また、セルは複数の領域(セクターという)に分けられることができ、場合によってはセクター自体がセルを意味することもする。端末(User Equipment;UE)12は、固定されたり、或いは移動性を有することができ、MS(mobile station)、UT(user terminal)、SS(subscriber station)、無線機器(wireless device)、PDA(personal digital assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)等、他の用語で呼ばれることができる。基地局11は、一般的に端末12と通信する固定局(fixed station)をいい、eNB(evolved−NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、アクセスポイント(Access Point)等、他の用語で呼ばれることができる。
無線通信システムは、アップリンク及び/またはダウンリンクHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)をサポートすることができる。また、AMC(Adaptive Modulation and Coding)をサポートするために、CQI(channel quality indicator)を使用することができる。
CQIは、ダウンリンクチャネル状態を示すためのものであり、コーディング率と変調方式の組合せで構成される複数の個体を含むMCS(Modulation and Coding Scheme)テーブルの各個体を示すCQIインデックス及び/またはコードブック上のプリコーディング行列のインデックスであるPMI(Precoding Matrix Index)を含むことができる。CQIは、全体帯域に対するチャネル状態及び/または全体帯域のうち一部帯域に対するチャネル状態を示すことができる。
図2は、3GPP LTEにおける無線フレーム(radio frame)の構造を示す。無線フレームは、10個のサブフレーム(subframe)で構成され、一つのサブフレームは、2個のスロット(slot)で構成される。無線フレーム内のスロットは、#0から#19までのスロット番号が付けられる。一つのサブフレームの送信にかかる時間をTTI(transmission time interval)という。TTIは、データ送信のためのスケジューリング単位を意味する。例えば、一つの無線フレームの長さは10msであり、一つのサブフレームの長さは1msであり、一つのスロットの長さは0.5msである。
図3は、3GPP LTEにおける一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッド(resource grid)を示す例示図である。アップリンクスロットは、時間領域(time domain)で複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含み、周波数領域(frequency domain)で複数の副搬送波を含む。OFDMシンボルは、時間領域で一つのシンボル区間(symbolp eriod)を表現するためのものである。OFDMシンボルは、多重接続方式によって、SC−FDMAシンボル、OFDMAシンボルまたはシンボル区間で呼ばれることができる。
リソースブロック(resource block)は、一つのスロットで複数の副搬送波を含む。アップリンクスロットに含まれるリソースブロックの数NULは、セルで設定されるアップリンク送信帯域幅(bandwidth)に従属する。
リソースグリッド上の各要素(element)をリソース要素(resource element)という。リソースグリッド上のリソース要素は、スロット内のインデックス対(pair)(k,l)により識別されることができる。ここで、k(k=0,...,NUL×12−1)は周波数領域内の副搬送波インデックスであり、l(l=0,...,6)は時間領域内のシンボルインデックスである。
ここで、一つのスロットは時間領域で7OFDMシンボルを含み、リソースブロックは周波数領域で12副搬送波を含み、一つのリソースブロックは7×12リソース要素を含むことを例示的に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。3GPP LTEdでは、ノーマル(normal)CP(Cyclic Prefix)で一つのスロットは7個のOFDMシンボルを含み、拡張(extended)CPで一つのスロットは6個のOFDMシンボルを含む。
図4は、3GPP LTEにおけるアップリンクサブフレームの一例を示す。アップリンクサブフレームは、アップリンク制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink Control Channel)が割り当てられる制御領域とアップリンクデータを運ぶPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)が割り当てられるデータ領域とに分けられる。一つの端末に対するPUCCHはサブフレームでリソースブロック対(pair)で割当される。リソースブロック対に属するリソースブロックは、第1のスロットと第2のスロットの各々で互いに異なる副搬送波を占める。mは、サブフレーム内でPUCCHに割り当てられたリソースブロック対の論理的な周波数領域位置を示す位置インデックスである。同一のm値を有するリソースブロックが2個のスロットで互いに異なる副搬送波を占めていることを示す。
3GPP TS 36.211 V8.5.0(2008−12)によると、PUCCHは多重フォーマットをサポートする。PUCCHフォーマットに従属された変調方式(modulation scheme)によって、サブフレーム当たり互いに異なるビット数を有するPUCCHを使用することができる。次の表は、PUCCHフォーマットによる変調方式及びサブフレーム当たりビット数の例を示す。
PUCCHフォーマット1はSR(Scheduling Request)の送信に使われ、PUCCHフォーマット1a/1bはHARQのためのACK/NACK信号の送信に使われ、PUCCHフォーマット2はCQIの送信に使われ、PUCCHフォーマット2a/2bはCQI及びACK/NACK信号の同時(simultaneous)送信に使われる。サブフレームで、ACK/NACK信号のみを送信する時、PUCCHフォーマット1a/1bが使われ、SRが単独に送信される時、PUCCHフォーマット1が使われる。SRとACK/NACKを同時に送信する時にはPUCCHフォーマット1が使われ、SRに割り当てられたリソースにACK/NACK信号を変調して送信する。
全てのPUCCHフォーマットは、各OFDMシンボルでシーケンスの循環シフト(cyclic shift;CS)を使用する。循環シフトされたシーケンスは、基本シーケンス(base sequence)を特定CS量(cyclic shift amount)ほど循環シフトさせて生成される。特定CS量は、循環シフトインデックス(CS index)により指示される。多様な種類のシーケンスが基本シーケンスとして使われることができる。例えば、PN(pseudo−random)シーケンス、CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto−Correlation)シーケンスのようなよく知られたシーケンスが使われることができる。ZC(Zadoff−Chu)シーケンスはCAZACシーケンスの一種である。
基本シーケンスru(n)を定義した一例は、次の式のようである。
ここで、uはルートインデックス(root index)、nは要素インデックスであり、0≦n≦N−1、Nは基本シーケンスの長さである。シーケンスの長さはシーケンスに含まれる要素(element)の個数と同一である。uは、セルID(identifier)、無線フレーム内のスロット番号などにより定められることができる。基本シーケンスが周波数領域で一つのリソースブロックにマッピングされるとする時、一つのリソースブロックが12副搬送波を含むため、基本シーケンスの長さNは12になる。異なるルートインデックスによって異なる基本シーケンスが定義される。
3GPP TS 36.211 V8.5.0(2008−12)で、N=12であり、u∈{0,...,29}の時、b(n)は、次の表のように定義されている。
基本シーケンスr(n)を次の数式のように循環シフトさせ、循環シフトされたシーケンスr(n,Ics)を生成することができる。
ここで、IcsはCS量を示す循環シフトインデックスである(0≦Ics≦N−1)。
以下、基本シーケンスの可用(available)循環シフトインデックスはCS間隔(CS interval)によって基本シーケンスから得る(derive)ことができる循環シフトインデックスを意味する。例えば、基本シーケンスの長さが12であり、CS間隔が1の場合、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスの総個数は12になる。または、基本シーケンスの長さが12であり、CS間隔が2の場合、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスの総数は6になる。
まず、PUCCHフォーマット1におけるHARQ ACK/NACK信号の送信に対して記述する。
図5は、3GPP LTEにおけるノーマルCPでPUCCHフォーマット1を示し、図6は、3GPP LTEにおける拡張CPでPUCCHフォーマット1を示す。ノーマルCPと拡張CPは、スロット当たり含まれるOFDMシンボルの個数が異なるため、基準信号(RS)の位置と個数のみが異なり、ACK/NACK送信の構造は同一である。
2ビットのACK/NACK信号は、QPSK(Qudrature Phase Shift Keying)変調されて一つの変調シンボルd(0)が生成される。ノーマルCPまたは拡張CPで一つのスロットにACK/NACK信号の送信のために5個のOFDMシンボルがあため、一つのサブフレームにはACK/NACK信号の送信のために総10個のOFDMシンボルがある。変調シンボルd(0)は循環シフトされたシーケンスr(n,Ics)に拡散される。サブフレームで(i+1)番目のOFDMシンボルに対応する一次元拡散されたシーケンスをm(i)とする時、{m(0),m(1),...,m(9)}={d(0)r(n,Ics),d(0)r(n,Ics),...,d(0)r(n,Ics)}に示すことができる。
端末容量を増加させるために、一次元拡散されたシーケンスは直交シーケンスを用いて拡散されることができる。拡散係数(spreading factor)K=4の直交シーケンスwi(k)(iはシーケンスインデックス、0≦k≦K−1)として次のようなシーケンスを使用する。
拡散係数K=3の直交シーケンスwi(k)(iはシーケンスインデックス、0≦k≦K−1)として次のようなシーケンスを使用する。
スロット毎に異なる拡散係数を使用することができる。3GPP LTEではSRS(sounding reference signal)の送信のためにサブフレーム内の最後のOFDMシンボルを使用する。この時、PUCCHでは、第1のスロットは拡散係数K=4を使用し、第2のスロットは拡散係数K=3を使用する。
従って、任意の直交シーケンスインデックスが与えられる時、2次元拡散されたシーケンスs(0),s(1),...,s(9)は、次のように示すことができる。
{s(0),s(1),...,s(9)}={w(0)m(0),w(1)m(1),w(2)m(2),w(3)m(3),w(4)m(4),w(0)m(5),w(1)m(7),w(2)m(8),w(3)m(9)}
循環シフトインデックスIcsは、無線フレーム内のスロット番号(ns)及び/またはスロット内のシンボルインデックス(l)によって変わることができる。最初の循環シフトインデックスを0に設定し、OFDMシンボル毎に循環シフトインデックスの値が一つずつ増加するとする時、図5及び図6に示すように、{s(0),s(1),...,s(9)}={w(0)d(0)r(n,0),w(1)d(1)r(n,1),...,w(3)d(9)r(n,9)}に示すことができる。
2次元拡散されたシーケンス{s(0),s(1),...,s(9)}は、IFFTが実行された後、対応するリソースブロックを介して送信される。これにより、ACK/NACK信号がPUCCH上に送信されることである。
以下、PUCCHフォーマット2におけるCQI送信に対して記述する。以下、CQIはPUCCHフォーマット2を介して送信されるアップリンク制御信号の一例に過ぎず、全帯域(wideband)CQI、サブバンド(subband)CQI、プリコーディング行列のインデックスを指示するPMI(precoding matrix indication)及び/またはランクを指示するRI(rank indication)を含むことができる。
図7は、3GPP LTEにおけるノーマルCPでPUCCHフォーマット2を示し、図8は、3GPP LTEにおける拡張CPでPUCCHフォーマット2を示す。ノーマルCPと拡張CPは、スロット当たり含まれるOFDMシンボルの個数が異なるため、基準信号(RS)の位置と個数のみが異なり、CQIの構造は同一である。
CQI情報ビット{a0,a1,...,aA−1}にチャネルコーディングを実行してエンコーディングされたCQIが生成する。3GPP LTEではCQIのチャネルコーディングとして次の表のような(20,A)ブロックコードが使われる。
ここで、Mi,nは基本シーケンスであり(0≦n≦12、nは整数)、AはCQI情報ビットの大きさ(これはPUCCHフォーマット2のペイロードになる)であり、最大12である。これは3GPP LTEではPUCCHフォーマット2のペイロード(payload)は最大13ビットであり、使われるペイロードの大きさに関係なしに常に20ビットのエンコーディングされたCQIが生成されることを意味する。
エンコーディングされたCQI{b0,b1,...,b19}は、次の式のように示すことができる。
図7及び図8には示していないが、20ビットのエンコーディングされたCQIビットは端末特定スクランブリングシーケンス(UE−specific scramblingsequence)またはセル特定(cell−specific)スクランブリングシーケンスによりスクランブルされることができる。
20ビットのエンコーディングされたCQIからQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調によって10個の変調シンボルd(0),...,d(9)が生成される。ノーマルCPまたは拡張CPで、一つのスロットにCQI送信のために5個のOFDMシンボルがあるため、一つのサブフレームにはCQI送信のために総10個のOFDMシンボルがある。従って、一つの変調シンボルが各々一つのOFDMシンボルに対応するように10個の変調シンボルが生成される。
各OFDMシンボルに対応する変調シンボルは循環シフトされたシーケンスr(n,Ics)に拡散される。サブフレームで(i+1)番目のOFDMシンボルに対応する拡散されたシーケンスをs(i)とする時、{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics),d(1)r(n,Ics),...,d(9)r(n,Ics)}に示すことができる。
循環シフトインデックスIcsは、無線フレーム内のスロット番号(ns)及び/またはスロット内のシンボルインデックス(l)によって変わることができる。最初の循環シフトインデックスを0に設定し、OFDMシンボル毎に循環シフトインデックスの値が一つずつ増加するとする時、図7及び8に示すように、{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,0),d(1)r(n,1),...,d(9)r(n,9)}に示すことができる。
拡散されたシーケンス{s(0),s(1),...,s(9)}は、対応するリソースブロックを介してIFFTが実行された後、対応するリソースブロックを介して送信される。これにより、CQIがPUCCH上に送信される。
3GPP LTEのPUCCHでは同じ、或いは互いに異なるリソースブロックで互いに異なる循環シフト及び/または直交シーケンスを介して基地局が各端末から受信されるPUCCHを区分する。例えば、第1の端末は第1の循環シフトされたシーケンスに基づいてCQIを送信し、第2端末は第2の循環シフトされたシーケンスに基づいてCQIを送信することによって、同一のリソースブロック内で複数の端末のPUCCHが多重化される。可用循環シフトの個数が12の場合、総12個の端末が一つのリソースブロックに多重化されることができる。可用循環シフトの個数が12であり、3個の直交シーケンスを使用すると、総36個の端末が一つのリソースブロックに多重化されることができる。
端末がPUCCHフォーマット1を構成するためには、直交シーケンスインデックス、循環シフトインデックスIcs、及びリソースブロックインデックスmを知らなければならない。また、端末がPUCCHフォーマット2を構成するためには、循環シフトインデックスIcsとリソースブロックインデックスmを知らなければならない。3GPP TS 36.211 V8.4.0(2008−09)によると、一つのリソースインデックスnPUCCH (2)を基地局が端末に知らせ、リソースインデックスnPUCCH (2)に基づいて端末が循環シフトインデックスIcsとリソースブロックインデックスmを獲得するようにする。
以下、リソース選択によって制御チャネルのペイロード(payload)を増加させる方法に対して記述する。
説明を明確にするために、最大ペイロードが13ビットであるPUCCHフォーマット2でペイロードを増加させる技法を例示的に記述するが、制御信号の種類やPUCCHフォーマットの構造に本発明の技術的思想が制限されるものではない。
K個(I>1)のリソースが割り当てられると、リソースの使用(または選択)可否によってビットを示すことができる。例えば、K個のリソースが割り当てられ、Kビット{b0,b1,...,bK−1}を示すために、ビットbiの‘0’または‘1’をi番目のリソースの選択可否(これをON/OFFで表示)によって示すことができる。リソースの‘ON’は、該当するリソースを選択する(または、一定レベル以上に送信)ことを意味し、‘OFF’は、該当するリソースを選択しない(または、一定レベル以下に送信)ことを意味する。
図9は、2個のリソースが割り当てられた場合、ビットの表現を示す。リソース#0とリソース#1が割り当てられた時、リソース#0またはリソース#1のON/OFFによって‘0’または‘1’の情報ビットを示すことができる。ここで、ビット‘0’は、リソース#0のON、リソース#1のOFFで表し、ビット‘1’は、リソース#0のOFF、リソース#1のONで表しているが、ビット値やリソースの順序は例示にすぎない。同様に、図10は、3個のリソースが割り当てられた場合、ビットの表現を示す。図11は、4個のリソースが割り当てられた場合、ビットの表現を示す。
リソースのON/OFFと情報ビットとの間の関係は、予め決定されたり、或いはシグナリングを介して基地局が端末に知らせることができる。基地局は、システム情報、PDCCH及び/またはRRCメッセージを介して関係を端末に知らせることができる。または、リソースインデックスを降順に整列し、リソースインデックスによって関係が定義されることができる。
基地局は、多様な方式に端末に複数のリソースを割り当てることができる。2個のリソースが使われると、端末は、第1のリソースを既存の割当方式により決定し、残りの第2のリソースをRRCシグナリングまたは予め決定されたマッピングにより決定することができる。例えば、第2のリソースは、第1のリソースに基づいて予め指定された間隔ほど割り当てられる。RRCシグナリングは、セル−共用(cell−common)、セル−特定(cell−specific)、及び端末−特定メッセージであり、RRC階層だけでなく、物理階層メッセージ、MAC階層メッセージを含むことができる。
以下、リソース選択を用いた技法を多重アンテナシステムにおけるPUCCHフォーマット2に適用する例を具体的に開示する。
説明を明確にするために、リソースを循環シフトにし、リソースインデックスを循環シフトインデックスにする。しかし、当業者であれば、直交シーケンス、リソースブロック、周波数領域リソース、時間領域リソース、コード領域リソース、これらの組合せなど、制御チャネルを構成するために使われるどんなリソースにも本発明の技術的思想を適用することができる。
PUCCHフォーマット2を構成するためには、一つの循環シフトインデックスIcs1課リソースブロックインデックスmが必要である。提案された実施例は、追加的な循環シフトインデックスIcs2を用いてPUCCHフォーマット2のペイロードを増加させる。2個の循環シフトインデックスをビットによって選択的に使用することをリソース選択といい、2個の循環シフトインデックスは例示に過ぎず、複数の循環シフトインデックスが割り当てられることができる。
追加的な循環シフトインデックスIcs2は、基地局が端末に多様な方式に知らせることができる。基地局は、システム情報、PDCCH及び/またはRRCシグナリングを用いることができる。または、既存のリソースインデックスnPUCCH (2)に基づいて循環シフトインデックスIcs1、循環シフトインデックスIcs2、及びリソースブロックインデックスmを端末が獲得可能にすることができる。または、追加的な循環シフトインデックスIcs2は、循環シフトインデックスIcs1から一定のオフセットを有するようにすることができる。オフセット値は、予め指定されたり、或いは基地局が端末に知らせることができる。
以下、第1の循環シフトインデックスIcs1と第2の循環シフトインデックスIcs2が同一のリソースブロックインデックスmを使用することを考慮する。同一のリソースブロックインデックスを用いると、既存に定義されたリソースブロック対をそのまま適用することができる。しかし、複数の循環シフトインデックスは、互いに異なるリソースブロックインデックスを使用することもできる。
説明を明確にするために、以下、ただ2個のリソースと2個の送信アンテナを考慮するが、これは例示に過ぎず、当業者であれば複数のリソースと複数の送信アンテナにも本発明の技術的思想を適用することができる。
図12は、空間直交リソース(spatial orthogonal resource;以下、SORという)送信方式を具現する送信機のブロック図である。送信機400は、エンコーダ(encoder)410、マッパ(mapper)420、第1の拡散部(spreadig unit)440、第2の拡散部450、及び2個の送信アンテナ492、494を含む。
エンコーダ510は、情報ビットの入力を受けてエンコーディングされたビット(encoded bits)を生成する。マッパ520は、リソース選択を用いてエンコーディングされたビットをコンステレーション上にマッピングして変調シンボルを生成する。以下、変調シンボルは、対応するエンコーディングされたビットのコンステレーション上の位置を示す複素値(complex−valued)シンボルにするが、具現方式によって変調シンボルは多様な形態に表現されることができる。マッパ520は、コンステレーション上で前記m個のエンコーディングされたビットのうちn個(n≧1)のビットに対応する複数のリソース及び(m−n)個のビットに対応する2(m−n)次数のPSK(Phase Shift Keying)または2(m−n)次数のQAM(quadrature amplitude modulation)に基づいて前記変調シンボルを生成することができる。より詳細な例は後述する。
変調シンボルは、対応するリソースによって、各々、第1の拡散部440と第2の拡散部450に入力される。即ち、変調シンボルは、その自体が属する循環シフトインデックスによって、第1の循環シフトインデックスIcs1に対応すると第1の拡散部440に入力され、第2の循環シフトインデックスIcs2に対応すると第2の拡散部450に入力される。第1の拡散部440は、第1の循環シフトインデックスによる循環シフトされたシーケンスに拡散させ、第2の拡散部450は、第2の循環シフトインデックスによる循環シフトされたシーケンスに拡散させる。第1の拡散部440により生成される拡散されたシーケンスは第1の送信アンテナ492を介して送信され、第2の拡散部450により生成される拡散されたシーケンスは第2の送信アンテナ494を介して送信される。
変調シンボルは、その自体が属する直交リソース、ここでは循環シフトインデックスによって互いに異なるアンテナを介して送信される。従って、アンテナ毎に割り当てられた直交リソースを介してPUCCHが送信されるため、SOR方式という。
図13は、SCBC(Space−Code Block Code)を具現する送信機のブロック図である。送信機500は、エンコーダ510、マッパ520、空間処理部(Spatial Processor)530、第1の拡散部540、第2の拡散部550、及び2個の送信アンテナ592、594を含む。
エンコーダ510は、情報ビットの入力を受けてエンコーディングされたビット(encoded bits)を生成する。マッパ520は、リソース選択を用いてエンコーディングされたビットをコンステレーション上にマッピングして変調シンボルを生成する。マッパ520は、コンステレーション上で前記m個のエンコーディングされたビットのうちn個(n≧1)のビットに対応する複数のリソース及び(m−n)個のビットに対応する2(m−n)次数のPSK(Phase Shift Keying)または2(m−n)次数のQAMに基づいて前記変調シンボルを生成することができる。
空間処理部530は、変調シンボルにSCBCを処理して送信シンボルを生成し、これを第1の拡散部540と第2の拡散部550に送る。第1の拡散部540と第2の拡散部550は、送信シンボルに該当する循環シフトインデックスによる循環シフトされたインデックスにより送信シンボルを拡散させる。第1の拡散部540により生成される拡散されたシーケンスは第1の送信アンテナ592を介して送信され、第2の拡散部550により生成される拡散されたシーケンスは第2の送信アンテナ594を介して送信される。
SCBCの構成及び動作は、以下の PUCCHフォーマット2の適用例により具体的に記述する。
<第1の実施例>
まず、既存LTEとの下位互換性(backward compatibility)を考慮する。
表5に示すように、既存PUCCHフォーマット2でペイロードの最大大きさは13ビットである。従って、CQI情報ビットの大きさが13ビット以下の場合、既存PUCCHフォーマット2をそのまま使用し、CQI情報ビットの大きさが13ビットより大きい場合、13ビットより大きいビットに対してリソース選択技法を適用することができる。
以下、提案されたリソース選択技法及びSOR/SCBCへの適用のより具体的な例を挙げて記述する。ペイロードの大きさ、割り当てられた循環シフトインデックスの数及びエンコーディングされたビット数は例示にすぎない。
送信されるCQI情報ビットの大きさを18ビットにし、2個の循環シフトインデックスIcs1、Ics2が割り当てられていると仮定する。13ビットはブロックコーディングを介してエンコーディングし、残りの5ビットはリソース選択を用いる。
具体的に次の18ビットのCQI情報ビットを仮定する。
<0,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0>
便宜上、順次に前方部の13ビット<0,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,0,1>はブロックコーディング、残りの5ビット<1,1,1,1,0>はリソース選択を用いると仮定する。
表5のブロックコーディングを用いる時、エンコーディングされたビットは次のようである。
<0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,0>
図9のリソース選択を用いる時、ビットが‘0’の場合、第1の循環シフトIcs1がON、第2の循環シフトIcs2はOFFであり、ビットが‘1’の場合、第1の循環シフトIcs1がOFF、第2の循環シフトIcs2はONである。残りの5ビット<1,1,1,1,0>のために選択されたリソースインデックスは次のようである。
<Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics1>
前方部の13ビットのエンコーディングされたビットのために次の表6のQPSKマッピングを使用すると仮定する。
前記エンコーディングされたビットにQPSK変調を実行すると、マッピングされた変調シンボルd(0),...,d(9)は次の表のようである。
5個の選択されたリソースインデックスを第1のスロットに含まれる5個のOFDMシンボルに各々対応させ、第2のスロットには第1の循環シフトインデックスIcs1を割り当てると仮定すると、シングルアンテナ送信のための拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)は次のように示すことができる。
第1の例題:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics2),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics1),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
または、5個の選択されたリソースインデックスを第2のスロットに繰り返して適用することができる。これは次のように示すことができる。
第2の例題:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics2),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics2),d(8)r(n,Ics2),d(9)r(n,Ics1)}
また、他の例として、シンボルレベルでリソース選択を繰り返して適用することができる。この時、拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)は次のように示すことができる。
第3の例題:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics2),d(4)r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics2),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
即ち、<Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics1>をシンボル単位に繰り返して<Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics1,Ics1>を使用する。
前述した例は組合せて使われることができる。リソース選択が使われるビット数やチャネル状態によって、端末は予め指定された類型を使用することができる。または、基地局が類型を選択し、これをシグナリングを介して端末に知らせることができる。
チャネルの必要なペイロードの大きさによってリソース選択の適用可否を決定することができる。例えば、要求されるペイロードの大きさが13ビット以下の場合、既存PUCCHフォーマット2をそのまま使用し、要求されるペイロードの大きさが13ビットより大きい場合、提案されたリソース選択を用いたコンステレーションマッピングを適用することができる。
チャネルに割り当てられたリソースの数によってリソース選択の適用可否を決定することができる。割り当てられたリソースが一つの場合、既存PUCCHフォーマット2をそのまま使用し、割り当てられたリソースが2個以上の場合、提案されたリソース選択を用いたコンステレーションマッピングを適用することができる。第2のリソースが第1のリソースに基づいて決定されると仮定すると、第2のリソースが第1のリソースと同一の場合、既存PUCCHフォーマット2をそのまま使用する。第2のリソースが第1のリソースと同一でない場合、提案されたリソース選択を用いたコンステレーションマッピングを適用することができる。
基地局は、リソース選択技法の適用可否をRRCシグナリングを介して端末に知らせることができる。
循環シフトインデックスIcs1、Ics2は、シンボルレベルホッピング(hopping)及び/またはスロットレベルホッピングを使用することができる。これは割り当てられた循環シフトインデックスに基づいてシンボル単位及び/またはスロット単位に変わって循環シフトインデックスを使用することができるとのことである。例えば、前述した例で選択された<Ics2,Ics2,Ics2,Ics2,Ics1>はシンボルレベルホッピングを実行して<Ics2(0),Ics2(1),Ics2(2),Ics2(3),Ics1(4)>のように使用することができる。Ics2(m)は、Ics2に基づいてm番目のOFDMシンボルに対して得られた循環シフトインデックスを意味する。これは以下の実施例にも適用されることができる。
以下、説明を明確にするために循環シフトインデックスのシンボル/スロットレベルホッピングは省略する。
図14は、前記第1の例題をSORへの適用を示す。第1の循環シフトインデックスIcs1を使用する拡散されたシーケンスs(4)、s(5)、s(6)、s(7)、s(8)、s(9)は第1のアンテナを介して送信され、第2の循環シフトインデックスIcs2を使用する拡散されたシーケンスs(0)、s(1)、s(2)、s(3)は第2のアンテナを介して送信される。
以下、SCBCへの適用に対して記述する。アラムーティ(Alamouti)行列に基づいて次の表のようなSCBCのうち少なくともいずれか一つを使用する。
図15は、SCBCの意味を記述するための例示図である。SCBC行列の各行(row)はリソース(即ち、循環シフトインデックス)を示し、各列(column)はアンテナを示す。
アンテナはアンテナポート(antenna port)とも呼び、物理的アンテナを意味することができるが、論理的アンテナまたは階層(layer)を意味することもできる。階層は、情報の論理的経路(path)であり、階層の個数はランク(rank)の値に対応する。
本例題で、一番目の列は第1のアンテナ、二番目の列は第2のアンテナを示す。一番目の列のs1は第1のアンテナで第1の循環シフトインデックスに対応する送信シンボルを示し、一番目の列のs2は第1のアンテナで第2の循環シフトインデックスに対応する送信シンボルを示す。二番目の列でs1とs2は順序が変わり、これは第1のアンテナでの循環シフトインデックスと第2のアンテナでの循環シフトインデックスが互いに変わることを意味する。()*は複素共役(complex conjugate)を意味する。従って、第2のアンテナで第1の循環シフトインデックスに対応するシンボルはその複素共役に負の符号がつく。
SCBCは、第1のアンテナの送信シンボルに対応するリソースと第2のアンテナの変調シンボルに対応するリソースが互いに変わり、また、第1のアンテナと第2のアンテナとの間で変調シンボルは、複素共役または負の複素共役の関係になるように処理して送信シンボルを生成する。
図16は、SCBC行列の処理の一例を示す。前述した第1の例題で、第2の循環シフトインデックスIcs2を使用するd(0)を例に挙げて記述する。
表8のSCBC(6)によると、第1のアンテナを介してはd(0)r(n,Ics2)の拡散されたシーケンスが送信され、第2のアンテナを介しては−d(0)*r(n,Ics1)の拡散されたシーケンスが送信される。第1のアンテナで変調シンボルd(0)と送信シンボルd(0)は同じであるが、第2のアンテナで送信シンボルは−d(0)*であり、第1のアンテナの送信シンボルと負の複素共役の関係を有する。
表8のSCBC(1)によると、第1のアンテナを介しては複素共役に負の符号のついた−d(0)*r(n,Ics2)の拡散されたシーケンスが送信され、第2のアンテナを介しては第1の循環シフトインデックスを使用するd(0)r(n,Ics1)の拡散されたシーケンスが送信される。
表8のSCBC(1)を適用する時、前記第1の例題の拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={−d(0)*r(n,Ics2),−d(1)*r(n,Ics2),−d(2)*r(n,Ics2),−d(3)*r(n,Ics2),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics1),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics1),d(2)r(n,Ics1),d(3)r(n,Ics1),d(4)*r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics2),d(8)r(n,Ics2),d(9)r(n,Ics2)}
前記のように構成すると、第2のスロットでは第1及び第2の循環シフトインデックスが互いに異なるアンテナに送信されるSORと同じ動作をするようになる。
表8のSCBC(6)を適用する時、前記第1の例題の拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics2),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics1),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={−d(0)*r(n,Ics1),−d(1)*r(n,Ics1),−d(2)*r(n,Ics1),−d(3)*r(n,Ics1),d(4)*r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics2),d(8)r(n,Ics2),d(9)r(n,Ics2)}
次の表は、使用可能なSCBCの他の例を示す。これはSCBC行列の一部要素を0に設定したものである。即ち、割り当てられた2個のリソースのうち該当するリソース別にSCBCを処理するものである。
s1は第1のリソースを使用するシンボルであり、s2は第1のリソースを使用するシンボルである。第1のリソースを使用することと選択されたシンボルs1は前記SCBC行列(1)〜(6)のうちいずれか一つで処理され、第2のリソースを使用することと選択されたシンボルs2は前記SCBC行列(7)〜(12)のうちいずれか一つで処理される。
表9でSCBC行列は対(pair)で使われることができる。SCBC行列(1)は、SCBC行列(7)、(8)、(9)及び(10)のうちいずれか一つと対で使われることができる。SCBC行列(2)は、SCBC行列(7)、(8)、(9)及び(10)のうちいずれか一つと対で使われることができる。SCBC行列(11)は、SCBC行列(3)、(4)、(5)及び(6)のうちいずれか一つと対で使われることができる。SCBC行列(12)は、SCBC行列(3)、(4)、(5)及び(6)のうちいずれか一つと対で使われることができる。
一つのシンボルs1が第1の循環シフトインデックスを使用すると、第1のアンテナを介して第1の循環シフトインデックスを用いて送り、第2のアンテナを介して第2の循環シフトインデックスを用いて送る。例えば、表9のSCBC(10)によると、d(0)r(n,Ics1)を第1のアンテナを介して送り、−d(0)*r(n,Ics2)を第2のアンテナを介して送る。
PUCCHフォーマット2では10個のOFDMシンボルがCQI送信に使われる。従って、2個の循環シフトが割り当てられると、リソース選択によって10ビットの追加的なペイロードの送信が可能である。従って、提案された構造によるPUCCHフォーマット2は、最大23ビット(既存13ビット+追加的な10ビット)のペイロードの送信が可能である。また、複数の循環シフトされたシーケンスのうち一つを選択して活用することによって既存の低いPAPR/CM特性を維持することができる。
併せて、リソース選択をSOR及び/またはSCBCに適用する技法を提案することによって多重アンテナシステムの利点を活用することができる。PUCCH送信においてシングルアンテナを使用する端末と互換性を維持することができる。
一方、前述した例では13ビットは既存ブロックコーディングを使用し、残りの5ビットに対してリソース選択を適用しているが、送信されるペイロードがKビットとする時、このうち10ビットをリソース選択に使用し、残りのK−10ビットに対して既存のブロックコーディングを適用することができる。
また、次の18ビットのCQI情報ビットを仮定する。
<0,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0>
前方部の10ビット<0,1,1,0,1,0,0,1,1,1>はリソース選択を使用し、残りの8ビット<1,0,1,1,1,1,1,0>は既存ブロックコーディングを使用すると仮定する。
図9のリソース選択を用いる時、<0,1,1,0,1,0,0,1,1,1>に対応する選択されたリソースインデックスは次のようである。
<Ics1,Ics2,Ics2,Ics1,Ics2,Ics1,Ics1,Ics2,Ics2,Ics2>
表5のブロックコーディングを用いる時、エンコーディングされたビットは次のようである。
<1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1>
エンコーディングされたビットに表6のQPSK変調を実行すると、マッピングされた変調シンボルd(0),...,d(9)は次の表のようである。
5個の選択されたリソースインデックスを第1のスロットに含まれる5個のOFDMシンボルに各々対応させ、第2のスロットには第1の循環シフトインデックスIcs1を割り当てると仮定すると、シングルアンテナ送信のための拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)は次のように示すことができる。
{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics1),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics2),d(8)r(n,Ics2),d(9)r(n,Ics2)}
図17は、SORへの適用を示す。第1の循環シフトインデックスIcs1を使用する拡散されたシーケンスs(0)、s(3)、s(5)、s(6)は第1のアンテナを介して送信され、第2の循環シフトインデックスIcs2を使用する拡散されたシーケンスs(1)、s(2)、s(4)、s(7)、s(8)、s(9)は第2のアンテナを介して送信される。
表8のSCBC(1)または表9のSCBC(1)と(7)を適用する時、拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),−d(1)*r(n,Ics2),−d(2)*r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),−d(4)*r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics1),d(6)r(n,Ics1),−d(7)*r(n,Ics2),−d(8)*r(n,Ics2),−d(9)*r(n,Ics2)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)*r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics1),d(2)r(n,Ics1),d(3)*r(n,Ics2),d(4)r(n,Ics1),d(5)*r(n,Ics2),d(6)*r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
表8のSCBC(6)または表9のSCBC(1)と(10)を適用する時、拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics1),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics2),d(8)r(n,Ics2),d(9)r(n,Ics2)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)*r(n,Ics2),−d(1)*r(n,Ics1),−d(2)*r(n,Ics1),d(3)*r(n,Ics2),−d(4)*r(n,Ics1),d(5)*r(n,Ics2),d(6)*r(n,Ics2),−d(7)*r(n,Ics1),−d(8)*r(n,Ics1),−d(9)*r(n,Ics1)}
<第2の実施例>
以下、新しいマッピングルールを用いたリソース選択を多重アンテナ送信に適用する技法に対して記述する。
図18は、マッピングルールの適用を示すブロック図である。ペイロードは、エンコーダによりエンコーディングされ、エンコーディングされたビットになる(810)。エンコーディング方式には制限がなく、ブロックコーディング、コンボリューションコーディング(convolutional coding)、TBCC(tail−biting convolutional coding)、ターボコードなどよく知られた方式を使用することができる。
エンコーディングされたビットは、割り当てられた複数の循環シフトインデックスを用いたリソース選択及び変調方式が結合されたマッピングルールが適用されて変調シンボルに変換される(820)。エンコーディングされたビットがm個のビットの場合、m個のビットのうちn個(n≧1)のビットに対応する複数の循環シフトインデックス及び(m−n)個のビットに対応する2(m−n)次数のPSK(Phase Shift Keying)または2(m−n)次数のQAMを適用することができる。
一つの変調シンボルにマッピングされるエンコーディングされたビットを(b0,b1,...,bM)と仮定する。2個の循環シフトインデックスが割り当てられると、リソース選択によって1ビットを表現することができる。従って、(b0)は選択された循環シフトインデックスを示し、残りの(b1,...,bM)ビットは、M変調次数(modulation order)を有する変調方式(例えば、2M−PSK)を適用する。より詳細な事項は後述する。
変調シンボルは、該当する循環シフトインデックスによって空間処理(spatial processing)が実行される(830)。空間処理は、SORまたはSCBCが適用されることができる。
空間処理された変調シンボルは、該当する循環シフトインデックスに対応するシーケンスに拡散され、拡散されたシーケンスを生成する。拡散されたシーケンスは、変調シンボルに循環シフトされたシーケンスがかけられて複素値シンボルを要素として有するシーケンスである。拡散されたシーケンスは物理的リソースにマッピングされて送信される(850)。例えば、0≦n≦11の時、拡散されたシーケンスs(i)=d(i)r(n,Ics)={d(i)r(0,Ics),d(i)r(1,Ics),...,d(i)r(11,Ics)}になり、拡散されたシーケンスの各要素d(i)r(n,Ics)は対応するリソースブロックの副搬送波の各々にマッピングされて送信される。
次の表は、2個の循環シフトインデックス(Ics1、Ics2)が割り当てられ、表6のQPSKマッピングを使用する時、エンコーディングされたビットと変調シンボルとの間のマッピングの一例を示す。
または、次の表は、エンコーディングされたビットと変調シンボルとの間のマッピングの他の例を示す。
前記表12は、ユークリッド距離(Eucledian distance)を互いに考慮して設計されたものである。図19は、表12のマッピングによるコンステレーション(constellation)を示す。ユークリッド距離は、対角線上に位置したシンボル間が最も大きい。ユークリッド距離が大きいほど相互間にエラが発生する確率が少ないため、ハミング距離(Hamming distance)が最も大きいビットを配置することである。
以下、より具体的な例を挙げて記述する。
次の14ビットのCQI情報ビットを仮定する。
<1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0>
前記情報ビットにTBCCを適用し、次のような30ビットのエンコーディングされたビットを生成することができる。
<1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,1>
前記表8によるマッピングを実行すると、循環シフトインデックスによって次の表のような変調シンボルd(0),...,d(9)を得ることができる。
前記変調シンボルを用いて、シングルアンテナでのPUCCHフォーマット2のための拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)で表すと、次のようである。
{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
前記表13の変調シンボルに表8のSCBC(6)を適用すると、次の表のようなシンボルを得ることができる。
表14のシンボルから、拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics2),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)*r(n,Ics2),−d(1)*r(n,Ics1),−d(2)*r(n,Ics1),d(3)*r(n,Ics2),d(4)*r(n,Ics2),−d(5)*r(n,Ics1),−d(6)*r(n,Ics1),d(7)*r(n,Ics2),d(8)*r(n,Ics2),d(9)*r(n,Ics2)}
図20は、CQI BLER(Block Error Rate)性能を示すグラフである。従来PUCCHフォーマット2(‘Rel−8(1Tx)’で表示)よりシングルアンテナは約1.5dBのSNR(Signal−to−Noise Ratio)利得(gain)を示し、2個のアンテナは約3.5dBのSNR利得を示す。
前記表11及び表12のマッピングは選択された循環シフトインデックスにQPSK変調を実行することであるが、変調方式に制限があるものてはない。M−QAM、M−PSKなど、多様な変調方式が適用されることができる。
以下、2個の循環シフトインデックス(Ics1,Ics2)が割り当てられ、8−PSKマッピングを使用する時、エンコーディングされたビットと変調シンボルとの間のマッピングに対して記述する。この時一つの変調シンボルには4ビットのエンコーディングされたビットがマッピングされる。次の表は、マッピングの一例を示す。
図21は、表15のマッピングによるコンステレーションを示す。一つの循環シフトインデックスに属する隣接する変調シンボルに対応するエンコーディングされたビットは、1個のビット位置(bit position)でビット値が異なる。例えば、Ics1に属して隣接する変調シンボルに対応するエンコーディングされたビット‘0111’と‘0101’は、一つのビット位置(三番目のビット位置)でビット値が異なる。これは最適のユークリッド距離を確保するためである。
具体的な例を記述するために、次の14ビットのCQI情報ビットを仮定する。
<1,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1>
前記情報ビットにTBCCを適用し、次のような40ビットのエンコーディングされたビットを生成することができる。
<1,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,1,0,1>
前記表15によるマッピングを実行すると、循環シフトインデックスによって次の表のような変調シンボルd(0),...,d(9)を得ることができる。
前記変調シンボルを用いて、シングルアンテナでPUCCHフォーマット2のための拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)で表すと、次のようである。
{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics1),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
前記表16の変調シンボルに表8のSCBC(6)を適用すると、次の表のようなシンボルを得ることができる。
表17のシンボルから、拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics1),d(1)r(n,Ics1),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics1),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics1)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)*r(n,Ics2),d(1)*r(n,Ics2),−d(2)*r(n,Ics1),d(3)*r(n,Ics2),d(4)*r(n,Ics2),−d(5)*r(n,Ics1),d(6)*r(n,Ics2),d(7)*r(n,Ics2),d(8)*r(n,Ics2),d(9)*r(n,Ics2)}
<第3の実施例>
リソース選択とともにプリコーディングを適用すると、ペイロードの容量をより増加させつつ、相対的に低いCMを有するようにすることができる。
図22は、プリコーディングを用いたリソース選択を示すブロック図である。ペイロードは、エンコーダによりエンコーディングされ、エンコーディングされたビットになる(910)。エンコーディングされたビットは、予め定められた変調方式によってマッピングされて変調シンボルに変換される(920)。変調シンボルは、循環シフトインデックスに対応するプリコーディング行列(またはプリコーディングベクトル)でプリコーディングされる(930)。プリコーディング行列の各行(row)は循環シフトインデックスに対応する。プリコーディングされた変調シンボルは、該当する循環シフトインデックスによって空間処理(spatial processing)が実行される(940)。空間処理は、SORまたはSCBCが適用されることができる。
空間処理されたシンボルは、該当する循環シフトインデックスに対応するシーケンスに拡散される。拡散されたシーケンスは、物理的リソースにマッピングされて送信される(950)。
具体的な例のために、図23の8−PSKコンステレーションを考慮する。これは一般的なグレーマッピング(gray mapping)に基づいたものである。これを表で表すと、次のようである。
第1の循環シフトインデックスIcs1に[+1 +1]のプリコーディングベクトルを使用し、第2の循環シフトインデックスIcs2に[+1 −1]のプリコーディングベクトルを使用すると仮定する。これは次の式のように示すことができる。
例えば、前記表18でビット(001)に対応する変調シンボル(−1,0)とビット(010)に対応する変調シンボル(0,1)に[+1 +1]のプリコーディングを適用すると、シンボル(−1,1)になり、このシンボルが第1の循環シフトインデックスIcs1に使われる。また、ビット(001)に対応するシンボル(−1,0)とビット(010)に対応するシンボル(0,1)に[+1 −1]のプリコーディングを適用すると、シンボル(−1,−1)になり、このシンボルが第2の循環シフトインデックスIcs2に使われる。
プリコーディングを使用し、2個の循環シフトインデックスを使用すると、既存3ビットのエンコーディングされたビットを拡張して一つの変調シンボルに6ビットのエンコーディングされたビットがマッピングされるように使用することができる。次の表は、2個の循環シフトインデックス(Ics1,Ics2)が割り当てられ、前記プリコーディングと表12の8−PSKマッピングを使用する時、エンコーディングされたビットと変調シンボルとの間のマッピングの一例を示す。
前記表で一つの変調シンボル(この時、変調シンボルは、2個の循環シフトインデックスに対して各々変調された2個のシンボルの集合を意味)にマッピングされるエンコーディングされたビットのビット数は6である。このうち一部低いPAPR/CMを有する数個の変調シンボルのみを選択して(即ち、ただ一つの循環シフトでのみ信号が存在し、残りの循環シフトでは0が送信されるように変調シンボルを選択して)使用することができる。
選択された変調シンボルに対応されるエンコーディングされたビットを4ビットに設定し、正規化(normalization)を実行すると、次の表のような新しいマッピングルールを定義することができる。
具体的な例を記述するために、次の14ビットのCQI情報ビットを仮定する。
<1,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1>
前記情報ビットにTBCCを適用し、次のような40ビットのエンコーディングされたビットを生成することができる。
<1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,1,0,1>
前記表20によるマッピングを実行すると、循環シフトインデックスによって次の表のような変調シンボルd(0),...,d(9)を得ることができる。
前記変調シンボルを用いて、PUCCHフォーマット2のための拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)で表すと、次のようである。
{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics2)}
前記表21の変調シンボルに表8のSCBC(6)を適用すると、次の表のようなシンボルを得ることができる。
表22のシンボルから、拡散されたシーケンスs(0),...,s(9)はアンテナ別に次のように示すことができる。
第1のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={d(0)r(n,Ics2),d(1)r(n,Ics2),d(2)r(n,Ics2),d(3)r(n,Ics1),d(4)r(n,Ics2),d(5)r(n,Ics2),d(6)r(n,Ics1),d(7)r(n,Ics1),d(8)r(n,Ics1),d(9)r(n,Ics2)}
第2のアンテナ:{s(0),s(1),...,s(9)}={−d(0)*r(n,Ics1),−d(1)*r(n,Ics1),−d(2)*r(n,Ics1),d(3)*r(n,Ics2),−d(4)*r(n,Ics1),−d(5)*r(n,Ics1),d(6)*r(n,Ics2),d(7)*r(n,Ics2),d(8)*r(n,Ics2),−d(9)*r(n,Ics1)}
提案された多様なマッピングルールでコンステレーション上の位置を示す変調シンボルは絶対的ではなく、コンステレーション上でその位置が回転することができる。例えば、表10のマッピング表で各エンコーディングされたビットに対応する変調シンボルの行(row)は、一つまたはその以上の間隔に上のまたは下にシフトされることができる。
以上、PUCCHフォーマット2/2a/2bへの適用に対して記述しているが、PUCCHフォーマット1/1a/1bに提案された方法をそのまま適用することができる。端末がPUCCHフォーマット1を構成するためには、直交シーケンスインデックス、循環シフトインデックス、及びリソースブロックインデックスを知らなければならない。ACK/NACKリソースは、直交シーケンスインデックス、循環シフトインデックス、リソースブロックインデックス、及びこれらの組合せのうち一つになる。
3GPP LTEでは1ビットACK/NACK信号をBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調したり、或いは2ビットACK/NACK信号をQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調して変調シンボルd(0)が生成される。次の表は、3GPP LTEにおける1ビットまたは2ビットACK/NACK信号のコンステレーションマッピングを示す。
第1及び第2のACK/NACKリソースが割り当てられるとする時、リソース選択によって3ビットのACK/NACK信号を一つの変調シンボルでマッピングすることができる。表23のQPSK変調を使用する時、次の表は、リソース選択を用いたコンステレーションマッピングを示す。
3ビットのうち2ビットはQPSK変調を示し、残りの1ビットは選択されたACK/NACKリソースを示す。変調シンボルd(0)は、表8または表9のSCBCが処理され、多重アンテナを介して送信されることができる。
3GPP TS 36.211 V8.5.0(2008−12)によると、PUCCHフォーマット1/1a/1bのためのACK/NACKリソースは、対応するPDCCHのリソースから得られる。PDCCHの一番目のCCE個数またはインデックスに基づいてACK/NACKリソース(第1のACK/NACKリソース)が決定されることである。リソース選択のための追加的な第2のACK/NACKリソースは、RRCシグナリングを介して基地局が端末に知らせることができる。または、第2のACK/NACKリソースは対応するPDCCHの一番目のCCEでない他のCCE(例えば、二番目のCCEまたは最後のCCE)の個数またはインデックスに基づいて決定されることができる。または、第2のACK/NACKリソースは、第1のACK/NACKリソースに基づいて決定されることができる。例えば、第2のACK/NACKリソースは、前記第1のACK/NACKリソースから一定のオフセットを有することができる。前記オフセットは、予め指定されたり、或いは基地局が端末に知らせることができる。
図24は、本発明の実施例が具現される端末を示すブロック図である。端末1200は、プロセッサ(processor)1210、メモリ(memory)1220、ディスプレイ部(display unit)1230、及びRF部(Radio Frequency unit)1240を含む。RF部1240は、プロセッサ1210と連結され、無線信号(radio signal)を送信及び/または受信する。メモリ1220は、プロセッサ1210と連結され、動作に必要な情報を格納する。ディスプレイ部1230は、端末1200の多様な情報をディスプレイし、LCD(Liquid Crystal Display)、OLED(Organic Light Emitting Diodes)等、よく知られた要素を使用することができる。プロセッサ1210は、提案されたリソース選択を用いたマッピング及び空間処理を具現する。プロセッサ1210は、表8または表9のSCBCを具現することができる。プロセッサ1210は、3GPP LTE/LTE−A標準に基づいた物理階層を具現することができ、また、割り当てられた複数のリソースを用いて提案されたPUCCHフォーマットを具現することができる。
プロセッサ1210は、ASIC(application−specific integrated circuit)、他のチップセット、論理回路及び/またはデータ処理装置を含むことができる。メモリ1220は、ROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び/または他の格納装置を含むことができる。RF部1240は、無線信号を処理するためのベースバンド回路を含むことができる。実施例がソフトウェアで具現される時、前述した技法は前述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現されることができる。モジュールは、メモリ1220に格納され、プロセッサ1210により実行されることができる。メモリ1220は、プロセッサ1210内部または外部にあり、よく知られた多様な手段によりプロセッサ1210と連結されることができる。
以下、本発明の実施例が具現されることができる送信方式に対して記述する。
サブブロック(subblock)は、時間領域シンボル及び/または周波数領域シンボルを無線リソースでマッピングするためのリソース単位であり、例えば、12個の副搬送波を含むことができる。各サブブロックは、互いに隣接してもよく、隣接しなくてもよい。各サブブロックに含まれるリソースの量(または大きさ)は全部同一であってもよく、異なってもよい。例えば、サブブロック#1は12副搬送波を含むが、サブブロック#2は24副搬送波を含むことができる。サブブロックは、クラスタ(cluster)、リソースブロック(resource block)、サブチャネル(subchannel)等、他の名称で呼ばれることもできる。または、一つまたはその以上のサブブロックは、一つの搬送波(carrier)に対応されることができる。搬送波は、中心周波数と帯域幅により定義される。
図25は、SC−FDMAを実行する信号処理装置を示すブロック図である。DFT拡散(spreading)後、IFFTが実行される送信方式をSC−FDMAという。SC−FDMAは、DFT−s(DFT−spread)OFDMとも呼ばれる。信号処理装置2110は、DFT(Discrete Fourier Transform)部2111、副搬送波マッパ2112、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部2113、及びCP挿入部2114を含む。DFT部2111は入力される複素シンボル(complex−valued symbols)にDFTを実行してDFTシンボルを出力する。副搬送波マッパ2112は、DFTシンボルを周波数領域の各副搬送波にマッピングさせる。IFFT部2113は、周波数領域でマッピングされたシンボルに対してIFFTを実行して時間領域信号を出力する。CP挿入部2114は、時間領域信号にCPを挿入する。CPの挿入された時間領域信号がOFDMシンボルになる。使われるシーケンスが既にDFT拡散された周波数領域シーケンスの場合、別途にDFTを実行しなくてもよく、直ちにIFFTが実行されてもよい。
図26は、副搬送波マッピングの一例を示す。DFT部から出力されたDFTシンボルが周波数領域で隣接する(contiguous)副搬送波にマッピングされる。これを局部的マッピング(localized mapping)という。
図27は、副搬送波マッピングの他の例を示す。DFT部から出力されたDFTシンボルは隣接しない副搬送波にマッピングされる。DFTシンボルは、周波数領域から等間隔に分散された副搬送波にマッピングされることができる。これを分散されたマッピング(distributed mapping)という。
図28は、クラスタされたSC−FDMAを実行する信号処理装置を示すブロック図である。DFTされたシンボルがサブブロック単位に分けられて処理される方式をクラスタされた(clustered)SC−FDMAまたはクラスタされたDFT−s OFDMという。信号処理装置2210は、DFT部2211、副搬送波マッパ2212、IFFT部2213、及びCP挿入部2214を含む。
DFT部2211から出力されるDFTシンボルは、N個のサブブロックに分けられる(Nは自然数)。ここで、N個のサブブロックは、サブブロック#1,サブブロック#2,...,サブブロック#Nに示すことができる。副搬送波マッパ2212は、N個のサブブロックをサブブロック単位に周波数領域の副搬送波でマッピングする。副搬送波マッパ2212は、サブブロック単位に局部的マッピングまたは分散的マッピングを実行することができる。IFFT部2213は、周波数領域でマッピングされたサブブロックに対してIFFTを実行して時間領域信号を出力する。CP挿入部2214は時間領域信号にCPを挿入する。
信号処理装置2210は、単一搬送波(single carrier)または多重搬送波(multi−carrier)をサポートすることができる。単一搬送波のみをサポートする時、N個のサブブロックが全部一つの搬送波に対応される。多重搬送波をサポートする時、N個のサブブロックのうち少なくとも一つのサブブロックが各搬送波に対応されることができる。
図29は、多重搬送波をサポートする信号処理装置の他の例を示すブロック図である。信号処理装置2310は、DFT部2311、副搬送波マッパ2312、複数のIFFT部2313−1,2313−2,...,2313−N、及びCP挿入部2214を含む(Nは自然数)。DFT部2311から出力されるDFTシンボルはN個のサブブロックに分けられる。副搬送波マッパ2312は、N個のサブブロックをサブブロック単位に周波数領域の副搬送波でマッピングする。副搬送波マッパ2312は、サブブロック単位に局部的マッピングまたは分散的マッピングを実行することができる。周波数領域でマッピングされた各サブブロックに対して独立的にIFFTが実行される。CP挿入部2314は、時間領域信号にCPを挿入する。第nのIFFT部(2313−n)は、サブブロック#nにIFFTを実行し、第nの時間領域信号を出力する(n=1,2,...,N)。第nの時間領域信号には第nの搬送波(fn)信号がかけられて第nの無線信号が生成される。N個のサブブロックから生成されたN個の無線信号は結合された後、CP挿入部2314によりCPが挿入される。
各サブブロックは各搬送波に対応することができる。各サブブロックは、互いに隣接する搬送波に対応することもでき、隣接しない搬送波に対応することもできる。
図30は、多重搬送波をサポートする信号処理装置の他の例を示すブロック図である。信号処理装置2410は、コードブロック分割部2411、チャンク(chunk)分割部2412、複数のチャネルコーディング部2413−1,...,2413−N、複数の変調器2414−1,...,2414−N、複数のDFT部2415−1,...,2415−N、複数の副搬送波マッパ2416−1,...,2416−N、複数のIFFT部2417−1,...,2417−N、及びCP挿入部2418を含む(Nは自然数)。ここで、Nは、多重搬送波送信機が使用する多重搬送波の個数である。
コードブロック分割部2411は、送信ブロックを複数のコードブロックに分割する。チャンク分割部2412は、コードブロックを複数のチャンクに分割する。ここで、コードブロックは、多重搬送波送信機から送信されるデータを意味し、チャンクは、 多重搬送波のうち一つの搬送波を介して送信されるデータセグメント(segment)を意味する。チャンク単位にDFTが実行される。チャンク単位にDFTが実行される送信方式をチャンク特定(chunk specific)DFT−sOFDMまたはNx SC−FDMAという。これは隣接する搬送波割当または非隣接する搬送波割当で使われることができる。分割されたチャンクは、複数のチャネルコーディング部2413−1,...,2413−Nの各々と複数の変調器2414−1,...,2414−Nの各々を順次に経て複素シンボルになる。複素シンボルは、複数のDFT部2415−1,...,2415−Nは、各々、複数の副搬送波マッパ2416−1,...,2416−Nの各々、複数のIFFT部2417−1,...,2417−Nの各々を経た後に結合され、CP挿入部2418でCPを加える。
OFDMシンボルは、OFDMA、DFT−s OFDM、クラスタされたDFT−s OFDM及び/またはチャンク特定DFT−s OFDMなどような多重接続方式が適用された時間領域シンボルであり、必ず特定の多重接続方式に限定されたことを意味するものではない。
前述した例示的なシステムで、方法は、一連の段階またはブロックで順序図に基づいて説明されているが、本発明は、段階の順序に限定されるものではなく、ある段階は前述と異なる段階、異なる順序にまたは同時に発生することができる。また、当業者であれば、順序図に示す段階が排他的でなく、他の段階が含まれたり、或いは順序図の一つまたはその以上の段階が本発明の範囲に影響を及ぼさずに削除可能であることを理解することができる。
前述した実施例は、多様な態様の例示を含む。多様な態様を示すための全ての可能な組合せを記述することはできないが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、他の組合せが可能であることを認識することができる。従って、本発明は、特許請求の範囲に属する全ての交替、修正及び変更を含む。