JP5396427B2 - 無線基地局装置、ユーザ端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

無線基地局装置、ユーザ端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、セルラーシステム等に適用可能な無線基地局装置、ユーザ端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法に関する。
現在、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）Release 8仕様（以下、LTE又はRel.8という）の発展形無線インターフェースであるＬＴＥ-ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、ＬＴＥ Release 10仕様以降の仕様を総称して「ＬＴＥ−Ａ」という）の標準化が進められている。ＬＴＥ-Ａは、ＬＴＥとのバックワードコンパチビリティを保ちつつ、ＬＴＥよりもさらに高いシステム性能の実現を目指している。
ＬＴＥでは、周波数利用効率を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)技術が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯ技術においては送受信機に複数の送信／受信アンテナが設けられ、異なる送信アンテナから同時に異なる情報系列が送信される。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出する。このように、ＭＩＭＯ技術では、同一周波数及び同一時間で異なる情報系列を送受信することにより、周波数利用効率を向上可能である。
ＭＩＭＯ技術として、複数の送信アンテナから単一のユーザに対する情報系列が同時に送信されるシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ(Single User MIMO)）伝送と、複数の送信アンテナから複数のユーザに対する情報系列が同時に送信されるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ(Multiple User MIMO)）伝送とが規定されている。下りリンクにおけるＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、無線基地局装置に設けられた複数の送信アンテナから複数のユーザ端末装置に対する異なる情報系列が、同一周波数及び同一時間で送信される。このように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、同一の無線リソース（周波数及び時間）に多重されるユーザ端末数を増加させることができるので、無線リソースの利用効率を向上させることができる。
ところで、ＬＴＥの後継システム（例えば、Rel.9、Rel.10）では、上述のＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を、Ｈｅｔｎｅｔ（Heterogeneous network）やＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point）伝送に適用することが検討されている。このため、将来のシステムでは、同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数がさらに増加することが想定される。しかしながら、従来の無線リソースの割当て方法では、同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数を増加させることによる無線リソースの利用効率の向上効果を十分に発揮できないおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数がさらに増加する場合にも無線リソースの利用効率の向上効果を十分に発揮可能な無線基地局装置、ユーザ端末装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の無線基地局装置は、時分割された下り制御チャネル用の第１リソース領域と下りデータチャネル用の第２リソース領域とを用いて通信を行う無線基地局装置であって、前記第１リソース領域のＯＦＤＭシンボル数を通知する第１通知信号、及び前記第２リソース領域の一部を周波数分割して得られる第３リソース領域の時間方向の開始位置を通知する第２通知信号を生成する生成部と、前記第１リソース領域に前記第１通知信号を多重し、前記第３リソース領域に前記第２通知信号を多重する多重部と、を備えたことを特徴とする。
本発明のユーザ端末装置は、時分割された下り制御チャネル用の第１リソース領域と下りデータチャネル用の第２リソース領域とを用いて通信を行うユーザ端末装置であって、前記第１リソース領域のＯＦＤＭシンボル数を通知する第１通知信号、及び前記第２リソース領域の一部を周波数分割して得られる第３リソース領域の時間方向の開始位置を通知する第２通知信号を復調すると共に、復調された前記第１通知信号及び前記第２通知信号に基づいて下り制御信号を復調する復調部を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数がさらに増加する場合にも無線リソースの利用効率の向上効果を十分に発揮可能な無線基地局装置、ユーザ端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供できる。
ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用される無線通信システムを示す概略図である。 ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用されるサブフレームの一例を示す図である。 ＰＤＳＣＨ及びＰＤＣＣＨが時間分割多重及び周波数分割多重される様子を示す図である。 下りリンク物理チャネルにおけるＰＤＣＣＨ領域を説明するための図である。 ＰＤＳＣＨ用の時間領域において周波数分割多重されたＰＤＣＣＨが送信される時間領域（拡張ＰＤＣＣＨ領域）について説明するための図である。 拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置を通知する通知信号（拡張ＰＣＦＩＣＨ）を割り当てる第１態様について説明するための図である。 拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置を通知する通知信号（拡張ＰＣＦＩＣＨ）を割り当てる第２態様について説明するための図である。 拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置を通知する通知信号（拡張ＰＣＦＩＣＨ）を割り当てる第３態様について説明するための図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す模式図である。 本実施の形態に係る無線基地局装置の構成について説明するためのブロック図である。 本実施の形態に係るユーザ端末装置の構成について説明するためのブロック図である。 本実施の形態に係る無線基地局装置が有するベースバンド信号処理部及び一部の上位レイヤの機能ブロック図である。 本実施の形態に係るユーザ端末装置が有するベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。
図１は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用される無線通信システムの概略図である。図１に示す無線通信システムは、無線基地局装置ｅＮＢ（eNodeB）のカバレッジエリア内に、局所的なカバレッジエリアを有する小型基地局装置ＲＲＨ（Remote Radio Head）が設けられた階層型の構成を有している。このような無線通信システムにおける下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、無線基地局装置ｅＮＢの複数のアンテナから複数のユーザ端末装置ＵＥ（User Equipment）＃１及び＃２に対するデータが同一時間及び同一周波数で送信される。さらに、小型基地局装置ＲＲＨの複数のアンテナから複数のユーザ端末装置ＵＥ＃３及び＃４に対するデータを同一時間及び同一周波数で送信することも可能である。
図２は、下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用されるサブフレームの一例を示す図である。図２に示すように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が適用される無線通信システムでは、各サブフレームに下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）用の時間領域（以下、ＰＤＣＣＨ領域）と、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）用の時間領域（以下、ＰＤＳＣＨ領域）とが設けられる。ＰＤＣＣＨ領域に対しては、ＰＤＳＣＨ領域に割り当てられたユーザ端末装置ＵＥ＃１〜＃４に対する下り制御情報（ＤＣＩ）がマッピングされる。
上述のように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、同一時間及び同一周波数で複数のユーザ端末装置ＵＥに対するデータを送信可能である。このため、図２のＰＤＳＣＨ領域において、ユーザ端末装置ＵＥ＃１に対するデータと同一の周波数領域にユーザ端末装置ＵＥ＃５に対するデータを多重することも考えられる。同様に、ユーザ端末装置ＵＥ＃４に対するデータと同一の周波数領域にユーザ端末装置ＵＥ＃６に対するデータを多重することも考えられる。
しかしながら、図２のＰＤＣＣＨ領域には、ユーザ端末装置ＵＥ＃５及び＃６に対する下り制御情報（ＤＣＩ）をマッピング可能な空き領域がない。このため、ＰＤＣＣＨ領域の不足により、ＰＤＳＣＨ領域に多重されるユーザ端末装置ＵＥの数が制限されてしまう。この結果、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送によるスループットの向上効果を十分に得られないことが想定される。そこで、例えば、下り制御情報（ＤＣＩ）を伝送するＰＤＣＣＨの割り当て領域を拡張してＰＤＣＣＨの割り当て領域の不足を解消し、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送によるスループットの向上効果の低下を防止することが考えられる。
ＰＤＣＣＨ領域の拡張方法としては、これまでサブフレーム先頭から最大で３ＯＦＤＭシンボルであったＰＤＣＣＨ領域を、４ＯＦＤＭシンボル以上に拡張する方法（時分割アプローチ）や、ＰＤＳＣＨ領域の一部を周波数分割して新たにＰＤＣＣＨの割り当て領域として用いる方法（周波数分割アプローチ）が考えられる。後者の周波数分割アプローチでは、ユーザ固有の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いて復調を行うことでユーザ毎にビームフォーミングできるので十分な受信品質が得られる。このため、アグリゲーションレベルを下げることができ、ＰＤＣＣＨの領域不足の解消に特に有効である。
ところが、周波数分割アプローチによりＰＤＳＣＨ領域を周波数分割してＰＤＣＣＨの割り当て領域を拡張したとしても、ユーザ端末装置ＵＥは、ＰＤＳＣＨ領域においてＰＤＣＣＨが周波数分割多重された無線リソース（ＯＦＤＭシンボル）を特定できず、当該ＰＤＣＣＨを受信できない。本発明者らは、このように、ＰＤＳＣＨ領域を周波数分割してＰＤＣＣＨの割り当て領域を拡張したとしても、ユーザ端末装置ＵＥは、ＰＤＳＣＨ領域内の無線リソース（ＯＦＤＭシンボル）に周波数分割多重されたＰＤＣＣＨを受信できない点に着目し、本発明をするに至った。
図３は、ＰＤＳＣＨ及びＰＤＣＣＨが時間分割多重及び周波数分割多重される様子を示す図である。本発明に係る無線通信システムおいては、図３に示すように、ＰＤＣＣＨ領域とＰＤＳＣＨ領域とを有するサブフレームが用いられる。無線基地局装置ｅＮＢは、ＰＤＳＣＨ領域の一部のリソース領域において、ＰＤＳＣＨとＰＤＣＣＨとを周波数分割多重する。また、無線基地局装置ｅＮＢは、ＰＤＣＣＨが周波数分割多重される上記一部のリソース領域の時間方向の開始位置をユーザ端末装置ＵＥに通知する。ユーザ端末装置ＵＥは、通知された時間方向の開始位置に基づいて、周波数分割多重されたＰＤＣＣＨを受信する。
本発明に係る無線通信システムにおいては、上記ＰＤＳＣＨ領域においてＰＤＳＣＨとＰＤＣＣＨとが周波数分割多重される。このため、上記ＰＤＣＣＨ領域に加えて、ＰＤＳＣＨ領域の一部のリソース領域において所定の周波数領域にＰＤＣＣＨを割り当てることができる。この結果、同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数がさらに増加する場合にも無線リソースの利用効率の向上効果を十分に発揮可能となる。
このように、所定の周波数領域にＰＤＣＣＨを割り当てた場合、ユーザ端末装置ＵＥが復調できるように多重開始位置をユーザ端末装置ＵＥに通知する必要がある。本発明に係る無線通信システムにおいては、無線基地局装置ｅＮＢが、ＰＤＣＣＨが周波数分割多重される上記一部のリソース領域の時間方向の開始位置を後述するようにしてユーザ端末装置ＵＥに通知する。このため、ユーザ端末装置ＵＥは、ＰＤＳＣＨ領域においてＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨとが周波数分割多重される無線リソース（ＯＦＤＭシンボル）の開始位置を特定できる。これにより、ＰＤＳＣＨ領域を周波数分割してＰＤＣＣＨの割り当て領域を拡張する場合に、ユーザ端末が、ＰＤＳＣＨ領域の無線リソースに周波数分割多重されたＰＤＣＣＨを復調できる。
以下、本発明の無線通信システムについて説明する。
本発明の無線通信システムにおいて、無線基地局装置ｅＮＢは、ＰＤＳＣＨ領域においてＰＤＣＣＨが割り当てられるリソース領域（以下、拡張ＰＤＣＣＨ領域）の時間方向の開始位置をユーザ端末装置に通知する。ユーザ端末装置ＵＥは、通知された開始位置情報を取得し、拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重されるＰＤＣＣＨ（以下、拡張ＰＤＣＣＨ；Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＰＤＣＣＨ、ＵＥ−ＰＤＣＣＨなどと呼んでも良い）を受信する。すなわち、本発明の無線通信システムでは、拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を通知する通知信号として拡張ＰＤＣＣＨ領域用の新たなＣＦＩ（Control Format Indicator）を含む新たなＰＣＦＩＣＨ（以下、拡張ＰＣＦＩＣＨ）（第２通知信号）を定義する。
図４は、下りリンク物理チャネルにおけるＰＤＣＣＨ領域を説明するための図である。図４に示すように、各サブフレームは、１４ＯＦＤＭシンボル（１ｍｓ）で構成されている。ＰＤＣＣＨ用のリソース領域であるＰＤＣＣＨ領域は、各サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルで構成される。ＰＤＳＣＨ用のリソース領域であるＰＤＳＣＨ領域は、ＰＤＣＣＨ領域を構成するＯＦＤＭシンボルを除いた残りのＯＦＤＭシンボルで構成される。
図４に示すように、各サブフレームにおいてＰＤＣＣＨ領域を構成するＯＦＤＭシンボル数は可変となっている。例えば、図４において、サブフレーム＃１のＰＤＣＣＨ領域は先頭１ＯＦＤＭシンボルで構成され、サブフレーム＃２のＰＤＣＣＨ領域は先頭３ＯＦＤＭシンボルで構成され、サブフレーム＃３のＰＤＣＣＨ領域は先頭２ＯＦＤＭシンボルで構成される。各サブフレームにおいてＰＤＣＣＨ領域を構成するＯＦＤＭシンボル数は、ＣＦＩ（Control Format Indicator）によって特定される。ＣＦＩは、制御チャネル領域を構成する先頭ＯＦＤＭシンボル数を示す２ビットの情報（例えば、１〜３を識別可能な２ビットの情報）であり、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）（第１通知信号）で送信される。ＣＦＩを含むＰＣＦＩＣＨは、各サブフレームの先頭ＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。
図５は、拡張ＰＤＣＣＨ領域について説明するための図である。図５Ａは、ＰＤＣＣＨ領域が先頭３ＯＦＤＭシンボルで構成される場合（すなわちＣＦＩ＝３の場合）の拡張ＰＤＣＣＨ領域の例を示し、図５Ｂは、ＰＤＣＣＨ領域が先頭２ＯＦＤＭシンボルで構成される場合（すなわちＣＦＩ＝２の場合）の拡張ＰＤＣＣＨ領域の例を示す。図５Ａ及び図５Ｂは、時間方向に連続する１４ＯＦＤＭシンボルを含む１サブフレーム、周波数方向に連続する１２サブキャリアを含む１リソースブロックを示している。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ＰＤＣＣＨは、ＰＤＣＣＨ領域に加え、ＰＤＳＣＨ領域の周波数方向端から第１番目〜第３番目のサブキャリアで構成される拡張ＰＤＣＣＨ領域にも割り当てられる。すなわち、ＰＤＳＣＨ領域には、ＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨとが周波数分割多重される。
（第１態様）
図６は、下りリンク信号において拡張ＰＤＣＣＨ及び拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てる第１態様について説明するための図である。図６右側のリソース図は、時間方向に連続する１４ＯＦＤＭシンボルを含む１サブフレーム、周波数方向に連続する１２サブキャリアを含む１リソースブロックを示している。
図６に示す拡張ＰＤＣＣＨ領域通知用の新たなＣＦＩ（以下、拡張ＣＦＩ）は、拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置となるＯＦＤＭシンボルを示す２ビットの情報であり、無線基地局装置の拡張ＣＦＩ生成部において生成される。ＰＤＣＣＨ領域が先頭１ＯＦＤＭシンボルで構成される場合、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置はサブフレーム先頭から第２番目のＯＦＤＭシンボル（第２ＯＦＤＭシンボル）となる。この場合、拡張ＣＦＩには第２ＯＦＤＭシンボルを示す値が設定される。ＰＤＣＣＨ領域が先頭２ＯＦＤＭシンボルで構成される場合、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置はサブフレーム先頭から第３番目のＯＦＤＭシンボル（第３ＯＦＤＭシンボル）となる。この場合、拡張ＣＦＩには第３ＯＦＤＭシンボルを示す値が設定される。ＰＤＣＣＨ領域が先頭３ＯＦＤＭシンボルで構成される場合、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置はサブフレーム先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボル（第４ＯＦＤＭシンボル）となる。この場合、拡張ＣＦＩには第４ＯＦＤＭシンボルを示す値が設定される。なお、ここでは、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置がＰＤＣＣＨ領域の直後である場合を例示しているが、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置はＰＤＣＣＨ領域の直後でなくとも良い。また、拡張ＣＦＩの情報量は２ビットより大きくても良い。
図６に示すように、拡張ＣＦＩは、符号化・レピティション（Ｓｉｍｐｌｅｘ ｃｏｄｉｎｇ及びＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）により冗長性を付与され１６シンボル（３２ビット）の系列に変換された後、変調され、サブフレーム先頭から第４番目以降のＯＦＤＭシンボルを含む所定領域（以下、拡張ＰＣＦＩＣＨ領域）に割り当てられる。拡張ＣＦＩを含む拡張ＰＣＦＩＣＨは、１６シンボルの系列を４つのリソースエレメントグループ（ＲＥＧ）に分けたＲＥＧ単位でシステム帯域に配置される。拡張ＰＣＦＩＣＨは、計１６リソースエレメント（ＲＥ）を用いて送信される。各ＲＥＧは、例えば図６に示すように、システム帯域に均等に配置される（図６では６リソースブロックごと）。このように拡張ＰＣＦＩＣＨをシステム帯域に均等に配置することで、周波数ダイバーシティにより大きな信号利得を得ることが可能になる。
拡張ＰＣＦＩＣＨが割り当てられる拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、サブフレームの第４ＯＦＤＭシンボルに設けられている。また、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各ＲＥＧの４つのシンボルは、同一リソースブロック内において時間が同じ（第４ＯＦＤＭシンボル）で周波数が異なる４つのリソースエレメントに割り当てられている。言い換えれば、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各ＲＥＧの４つのシンボルは、同一の単位リソース領域（１サブフレーム、１リソースブロックで示される領域）において時間が同じ（第４ＯＦＤＭシンボル）で周波数が異なる４つのリソースエレメントに割り当てられている。
このように、拡張ＰＣＦＩＣＨ領域をサブフレームの第４ＯＤＦＭシンボルに設けることで、ＰＤＣＣＨの割り当て可能性のある第１〜第３ＯＦＤＭシンボルを避けて拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てることができる。ただし、拡張ＰＣＦＩＣＨ領域の配置はこれに限られない。拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、ＰＤＣＣＨが割り当てられるＯＦＤＭシンボルより後のＯＦＤＭシンボルに設けられれば良い。すなわち、拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、サブフレームの第４ＯＦＤＭシンボル以降に配置されれば良い。
図６右側のリソース図において、ＰＤＣＣＨ領域は先頭２ＯＦＤＭシンボルで構成され、ＰＤＳＣＨ領域は、先頭３ＯＦＤＭシンボル以降の時間領域で構成されている。拡張ＰＤＣＣＨ領域は、ＰＤＳＣＨ領域において周波数方向に連続する６サブキャリアの周波数領域で構成されている。ＰＤＣＣＨは、ＰＤＣＣＨ領域内の参照信号（ＣＲＳ）の割り当て領域、ＰＣＦＩＣＨの割り当て領域などを除く領域に割り当てられている。拡張ＰＤＣＣＨは、拡張ＰＤＣＣＨ領域内の参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ）の割り当て領域、拡張ＰＣＦＩＣＨ領域などを除く領域に割り当てられている。ＰＤＳＣＨは、ＰＤＳＣＨ領域内の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）の割り当て領域、拡張ＰＤＣＣＨ領域などを除く領域に割り当てられている。
なお、拡張ＰＤＣＣＨ領域を設ける場合にも、ＰＤＣＣＨ領域を構成する先頭ＯＦＤＭシンボル数をユーザ端末装置に通知する必要がある。このため、各サブフレームの制御チャネル領域の先頭ＯＦＤＭシンボルにはＣＦＩを含むＰＣＦＩＣＨが割り当てられる。つまり、本発明の無線通信方法では、ＰＣＦＩＣＨ及び拡張ＰＣＦＩＣＨが、共に下りリンクのリソース領域に割り当てられる。
無線基地局装置が上述した下りリンク信号を送信すると、ユーザ端末装置はこれを受信して拡張ＰＣＦＩＣＨを復調する。拡張ＰＣＦＩＣＨに含まれる拡張ＣＦＩは、拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置であるＯＦＤＭシンボルを示している。このため、ユーザ端末装置は、拡張ＰＣＦＩＣＨが含む拡張ＣＦＩから拡張ＰＤＣＣＨの開始位置を特定し、自端末装置宛てのＤＣＩを取得することができる。
上述したように、拡張ＰＣＦＩＣＨはサブフレームの第４ＯＦＤＭシンボル、又はそれ以降のＯＦＤＭシンボルに割り当てられている。このため、例えば図６右側のリソース図に示すように拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置がサブフレームの第３ＯＦＤＭシンボル以前の場合、拡張ＰＣＦＩＣＨを受信するタイミングでは既に拡張ＰＤＣＣＨ領域が開始されている。このため、ユーザ端末装置は、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置が拡張ＰＣＦＩＣＨの受信タイミングより前である場合、拡張ＰＤＣＣＨ領域の開始位置まで遡って拡張ＰＤＣＣＨを読み出す。つまり、ユーザ端末装置は、拡張ＰＣＦＩＣＨの受信タイミングより前のリソース情報を記憶部に記憶している。
（第２態様）
図７は、下りリンク信号において拡張ＰＤＣＣＨ及び拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てる第２態様について説明するための図である。図７右側のリソース図は、時間方向に１４ＯＦＤＭシンボルを含む１サブフレーム、周波数方向に１２サブキャリアを含む１リソースブロックを示している。
図７に示す場合も、拡張ＰＣＦＩＣＨはシステム帯域に分散するよう割り当てられる。具体的には、図７において拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する４つのＲＥＧはシステム帯域の６リソースブロックごとに分散して配置されている。また、各ＲＥＧは、複数のリソースブロックにおいて第４ＯＦＤＭシンボル以降の異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられている。言い換えれば、各ＲＥＧは、複数の単位リソース領域（１サブフレーム、１リソースブロックで示される領域）において、サブフレームの先頭から第４番目以降の異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられている。
より具体的には、第１のＲＥＧに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域はサブフレームの第４ＯＦＤＭシンボルに設けられている。第２のＲＥＧに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域はサブフレームの第５ＯＦＤＭシンボルに設けられている。第３のＲＥＧに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域はサブフレームの第６ＯＦＤＭシンボルに設けられている。第４のＲＥＧに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域はサブフレームの第７ＯＦＤＭシンボルに設けられている。
この場合も、ユーザ端末装置は、拡張ＰＣＦＩＣＨ（拡張ＣＦＩ）から拡張ＰＤＣＣＨの開始位置を特定し、自端末装置宛てのＤＣＩを取得することができる。また、この場合、拡張ＰＣＦＩＣＨを異なる複数のシンボルに跨るように割り当てているため、周波数ダイバーシティ及び時間ダイバーシティによりさらに大きな信号利得を得ることが可能になる。
なお、拡張ＰＣＦＩＣＨの各ＲＥＧは、複数のリソースブロックにおいて第４ＯＦＤＭシンボル以降の異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられていれば、第４〜第７ＯＦＤＭシンボルのように連続するＯＦＤＭシンボルに割り当てられていなくとも良い。また、時間的に異なる２以上のＯＦＤＭシンボルに割り当てられていれば、全てのＲＥＧが時間的に異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられていなくとも良い。
（第３態様）
図８は、下りリンク信号において拡張ＰＤＣＣＨ及び拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てる第３態様について説明するための図である。図８のリソース図は、時間方向に１４ＯＦＤＭシンボルを含む１サブフレーム、周波数方向に１２サブキャリアを含む１リソースブロックを示している。
図８に示す場合も、拡張ＰＣＦＩＣＨはシステム帯域に分散するよう割り当てられる。図８に示す場合、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各ＲＥＧの４つのシンボルは、同一リソースブロック内において時間と周波数とが異なる４つのリソースエレメントに割り当てられている。言い換えれば、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各ＲＥＧの４つのシンボルは、同一の単位リソース領域（１サブフレーム、１リソースブロックで示される領域）において、時間と周波数とが異なる４つのリソースエレメントに割り当てられている。
より具体的には、第１のシンボルに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、第４ＯＦＤＭシンボル、第１サブキャリアに相当するリソースエレメントに設けられている。第２のシンボルに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、第５ＯＦＤＭシンボル、第２サブキャリアに相当するリソースエレメントに設けられている。第３のシンボルに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、第６ＯＦＤＭシンボル、第３サブキャリアに相当するリソースエレメントに設けられている。第４のシンボルに対応する拡張ＰＣＦＩＣＨ領域は、第７ＯＦＤＭシンボル、第４サブキャリアに相当するリソースエレメントに設けられている。
この場合も、ユーザ端末装置は、拡張ＰＣＦＩＣＨ（拡張ＣＦＩ）から拡張ＰＤＣＣＨの開始位置を特定し、自端末装置宛てのＤＣＩを取得することができる。また、この場合、拡張ＰＣＦＩＣＨを異なるシンボル、異なるサブキャリアに跨るように割り当てているため、周波数ダイバーシティ及び時間ダイバーシティによりさらに大きな信号利得を得ることが可能になる。
なお、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各シンボルは、同一リソースブロックにおいて第４ＯＦＤＭシンボル以降の異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられていれば、第４〜第７ＯＦＤＭシンボルのように連続するＯＦＤＭシンボルに割り当てられていなくとも良い。また、２以上の異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられていれば、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する全てのシンボルが異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられていなくとも良い。また、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各シンボルは、異なる２以上のサブキャリアに割り当てられていれば、連続するサブキャリアに割り当てられていなくとも良い。また、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する全てのシンボルが異なるサブキャリアに割り当てられていなくとも良い。
このように、拡張ＰＣＦＩＣＨの割り当ての第１態様では、無線基地局装置の拡張ＣＦＩ生成部において生成された拡張ＣＦＩを含む拡張ＰＣＦＩＣＨが、サブフレームの先頭から第４番目（又はそれ以降）のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ユーザ端末装置は拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して拡張ＰＤＣＣＨの割り当て開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨを復調してＤＣＩを取得する。これにより、下り制御チャネル用の割り当て領域を拡張した拡張ＰＤＣＣＨを用いた通信が可能になる。
また、拡張ＰＣＦＩＣＨの割り当ての第２態様では、拡張ＰＣＦＩＣＨの各ＲＥＧが、複数のリソースブロックにおいて第４番目以降の異なるＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ユーザ端末装置は拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して拡張ＰＤＣＣＨの割り当て開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨを復調してＤＣＩを取得する。これにより、下り制御チャネル用の割り当て領域を拡張した拡張ＰＤＣＣＨを用いた通信が可能になる。
また、拡張ＰＣＦＩＣＨの割り当ての第３態様では、拡張ＰＣＦＩＣＨを構成する各ＲＥＧの複数のシンボルが、同一リソースブロック内において時間と周波数とが異なる複数のリソースエレメント（サブフレームの先頭から第４番目以降）に割り当てられる。ユーザ端末装置は拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して拡張ＰＤＣＣＨの割り当て開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨを復調してＤＣＩを取得する。これにより、下り制御チャネル用の割り当て領域を拡張した拡張ＰＤＣＣＨを用いた通信が可能になる。
なお、上述した第１態様〜第３態様は、適切に組み合わせて用いることが可能である。
以下、本実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図９は、本実施の形態に係る無線通信システム１の構成を示す模式図である。なお、図９に示す無線通信システム１は、ＬＴＥ−Ａをサポートしている。
図９に示すように、移動通信システム１は、無線基地局装置２０と、無線基地局装置２０と通信する複数のユーザ端末装置１０（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。無線基地局装置２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。ユーザ端末装置１０は、セル５０において無線基地局装置２０と通信を行うことができる。
なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。上位局装置３０はコアネットワーク４０に包含されても良い。
各ユーザ端末装置（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ）は、特段の断りがない限りＬＴＥ−Ａ端末装置であるが、ＬＴＥ端末装置を含むこともできる。また、説明の便宜上、無線基地局装置２０と無線通信するのはユーザ端末装置１０であるものとして説明するが、より一般的にはユーザ端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置でよい。
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用される。一方、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）及びクラスタ化ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭが適用される。
ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末装置毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末装置が互いに異なる帯域を用いることで、端末装置間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。クラスタ化ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭは、非連続的なクラスタ化されたサブキャリアのグループ（クラスタ）を１台のユーザ端末装置ＵＥに割り当て、各クラスタに離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭを適用することにより、アップリンクの多元接続を実現する方式である。
ここで、ＬＴＥ−Ａで規定される通信チャネル構成について説明する。下りリンクについては、各ユーザ端末装置１０で共有されるＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ（上位レイヤの制御信号を含む）、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、無線基地局装置２０でユーザ端末装置１０に割り当てた基本周波数ブロック（ＣＣ）やスケジューリング情報は、下りリンク制御チャネルによりユーザ端末装置１０に通知される。
上位制御信号は、キャリアアグリゲーション数の追加／削減、各コンポーネントキャリアにおいて適用される上りリンクの無線アクセス方式（ＳＣ−ＦＤＭＡ／クラスタ化ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭ）をユーザ端末装置１０に対して通知するＲＲＣシグナリングを含む。また、ユーザ端末装置１０において無線基地局装置２０から通知される情報に基づいてサーチスペースの開始位置を制御する場合には、ＲＲＣシグナリングによりユーザ端末装置１０に対してサーチスペースの開始位置を決定する制御式に関する情報（例えば、定数Ｋ等）を通知する構成としてもよい。この際、ＲＲＣシグナリングにより基本周波数ブロック固有のオフセット値ｎＣＣを同時に通知する構成としてもよい。
上りリンクについては、各ユーザ端末装置１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨと、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨとが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。ＰＵＣＣＨにより、下りリンクのＣＳＩ（ＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等が伝送される。また、ＳＣ−ＦＤＭＡにおいてサブフレーム内周波数ホッピングが適用される。
図１０は、本実施の形態に係る無線基地局装置２０の構成について説明するためのブロック図である。無線基地局装置２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂと、アンプ部２０２ａ、２０２ｂと、送受信部２０３ａ、２０３ｂと、ベースバンド信号処理部２０４と、呼処理部２０５と、伝送路インターフェース２０６とを備えている。
無線基地局装置２０からユーザ端末装置１０へ下りリンクで送信されるユーザデータは、無線基地局装置２０の上位局装置３０から伝送路インターフェース２０６を介してベースバンド信号処理部２０４に入力される。
ベースバンド信号処理部２０４は、シーケンス番号付与等のＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理を行う。
ベースバンド信号処理部２０４は、ユーザ端末装置１０に対してセル５０における無線通信のための制御情報を報知チャネルで通知する。セル５０における通信のための報知情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅、ユーザ端末装置１０に割り当てたリソースブロック情報、ユーザ端末装置１０におけるプリコーディングのためのプリコーディング情報、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access CHannel）におけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報（Root Sequence Index）等が含まれる。
送受信部２０３ａ、２０３ｂは、ベースバンド信号処理部２０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に周波数変換処理する。無線周波数信号は、アンプ部２０２ａ、２０２ｂで増幅されて送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂへ出力される。
無線基地局装置２０は、ユーザ端末装置１０が送信した送信波を送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂで受信する。送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂで受信された無線周波数信号がアンプ部２０２ａ、２０２ｂで増幅され、送受信部２０３ａ、２０３ｂで周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。
ベースバンド信号処理部２０４は、上りリンク伝送で受信したベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理を行う。復号された信号は伝送路インターフェース２０６を介して上位局装置３０に転送される。
呼処理部２０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
図１１は、本実施の形態に係るユーザ端末装置１０の構成について説明するためのブロック図である。ユーザ端末装置１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１ａ、１０１ｂと、アンプ部１０２ａ、１０２ｂと、送受信部１０３ａ、１０３ｂと、ベースバンド信号処理部１０４と、アプリケーション部１０５とを備えている。
送受信アンテナ１０１ａ、１０１ｂで受信した無線周波数信号がアンプ部１０２ａ、１０２ｂで増幅され、送受信部１０３ａ、１０３ｂで周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１０５に転送される。アプリケーション部１０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部１０５に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１０５からベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド信号処理部１０４は、再送制御（ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等を行う。送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部１０２ａ、１０２ｂは、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１ａ、１０１ｂより送信する。
図１２は、本実施の形態に係る無線基地局装置２０が有するベースバンド信号処理部２０４及び一部の上位レイヤの機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部２０４は送信処理部の機能ブロックを示している。図１２には、Ｍ個のコンポーネントキャリア（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｍ）数に対応可能な基地局構成が例示されている。無線基地局装置２０の配下となるユーザ端末装置１０に対する送信データが上位局装置３０から無線基地局装置２０に対して転送される。
制御情報生成部３００は、ハイヤーレイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）により送受信される上位制御信号を生成する。上位制御信号には、クロスキャリアスケジューリングにより異なるコンポーネントキャリアに割り当てられた下り共有チャネルの開始位置（例えば、「PDSCH Starting Positon」や「PDSCH-Start」）が含まれる。また、上位制御信号には、拡張ＰＨＩＣＨが適用されているかを識別する識別情報（例えば、「PHICH Duration」）が含まれる。
データ生成部３０１は、上位局装置３０から転送された送信データをユーザ別にユーザデータとして出力する。コンポーネントキャリア選択部３０２は、ユーザ端末装置１０との無線通信に割り当てられるコンポーネントキャリアをユーザ毎に選択する。コンポーネントキャリア選択部３０２においてユーザ毎に設定されたコンポーネントキャリアの割当て情報にしたがって、該当するコンポーネントキャリアのチャネル符号化部３０３へ上位制御信号及び送信データが振り分けられる。
スケジューリング部３１０は、各コンポーネントキャリアにおけるリソース割り当てを制御している。スケジューリング部３１０は、上位局装置３０から送信データ及び再送指示が入力されると共に、上りリンクの受信信号を測定した受信部からチャネル推定値やリソースブロックのＣＱＩが入力される。
また、スケジューリング部３１０は、上位局装置３０から入力された再送指示、チャネル推定値及びＣＱＩを参照しながら、各ユーザ端末装置１０に対する下り制御情報のスケジューリングを行う。移動通信における伝搬路の状態は、周波数選択性フェージングにより周波数ごとに異なる。そこで、データ送信時に、ユーザ端末装置１０に対してサブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロックを割り当てる（適応周波数スケジューリングと呼ばれる）。適応周波数スケジューリングでは、各リソースブロックに対して伝搬路品質の良好なユーザ端末装置１０を選択して割り当てる。そのため、スケジューリング部３１０は、各ユーザ端末装置１０からフィードバックされるリソースブロック毎のＣＱＩを用いてスループットの改善が期待されるリソースブロックを割り当てる。
また、スケジューリング部３１０は、下り制御情報を上記ＰＤＣＣＨ領域で送信するか、上記ＰＤＳＣＨ領域でＰＤＳＣＨと多重して送信するかを決定する。また、スケジューリング部３１０は、ＰＤＳＣＨ領域で送信される下り制御情報について、適応周波数スケジューリングによってサブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック（マッピング位置）を指示する。このため、スケジューリング部３１０は、各ユーザ端末装置１０からフィードバックされるリソースブロック毎のＣＱＩを用いてリソースブロック（マッピング位置）を指示する。
また、スケジューリング部３１０は、ユーザ端末装置１０との間の伝搬路状況に応じてＣＣＥアグリゲーション数を制御する。セル端ユーザに対してはＣＣＥアグリゲーション数を上げることになる。また、割り当てたリソースブロックで所定のブロック誤り率を満たすＭＣＳ（符号化率、変調方式）を決定する。スケジューリング部３１０が決定したＭＣＳ（符号化率、変調方式）を満足するパラメータがチャネル符号化部３０３、３０９、変調部３０４、３１０に設定される。
ベースバンド信号処理部２０４は、１コンポーネントキャリア内での最大ユーザ多重数Ｎに対応したチャネル符号化部３０３、変調部３０４、マッピング部３０５を備えている。チャネル符号化部３０３は、データ生成部３０１から出力されるユーザデータ（一部の上位制御信号を含む）をユーザ毎にチャネル符号化する。変調部３０４は、チャネル符号化されたユーザデータをユーザ毎に変調する。マッピング部３０５は、変調されたユーザデータをＰＤＳＣＨ領域の無線リソースにマッピングする。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、下り制御情報を生成する下り制御情報生成部３０６を備えている。下り制御情報生成部３０６は、ＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報をユーザ端末装置１０毎に生成する。下り制御情報には、ＰＤＳＣＨの割り当て情報（ＤＬグラント）、ＰＵＳＣＨの割り当て情報（ＵＬグラント）などが含まれる。ＰＵＳＣＨの割り当て情報（ＵＬグラント）は、例えば、ＤＣＩフォーマット０／４などのＤＣＩフォーマットを用いて、ＰＤＳＣＨの割り当て情報（ＤＬグラント）は、例えば、ＤＣＩフォーマット１ＡなどのＤＣＩフォーマットを用いて生成される。クロスキャリアスケジューリングが行なわれる場合、各ＤＣＩフォーマットには、クロスキャリアＣＣを識別する識別フィールド（ＣＩＦ）が付加される。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、ＣＦＩを生成するＣＦＩ生成部３０７を備える。上述したように、ＣＦＩは、各サブフレームのＰＤＣＣＨ領域を構成するＯＦＤＭシンボル数を示す。ＣＦＩ値は、ユーザ端末装置１０における下り信号の受信品質等に基づいて、１〜３の間で変更される。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、拡張ＣＦＩを生成する拡張ＣＦＩ生成部３０８を備える。上述したように、拡張ＣＦＩは、拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置となるＯＦＤＭシンボルに対応するよう設定される。拡張ＣＦＩ値は、ユーザ端末装置１０における下り信号の受信品質等に基づいて設定される。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、１コンポーネントキャリア内での最大ユーザ多重数Ｎに対応したチャネル符号化部３０９、変調部３１０を備えている。チャネル符号化部３０９は、下り制御情報生成部３０６で生成された下り制御情報をユーザ端末装置１０毎にチャネル符号化するとともに、ＣＦＩ生成部３０７で生成されるＣＦＩと、拡張ＣＦＩ生成部３０８で生成される拡張ＣＦＩとをチャネル符号化する。変調部３０９は、チャネル符号化された下り制御情報、ＣＦＩ、及び拡張ＣＦＩを変調する。
セル固有参照信号生成部３１１は、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）を生成する。セル固有参照信号（ＣＲＳ）は、上記ＰＤＣＣＨ領域の無線リソースに多重されて送信される。また、ユーザ個別参照信号生成部３１７は、ユーザ個別の下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ：Downlink Modulation Reference Signal）を生成する。ユーザ個別の下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）は、後述のプリコーディングウェイト乗算部３１８に出力され、上記ＰＤＳＣＨ領域の無線リソースに多重されて送信される。
上記変調部３１０でユーザ毎に変調された下り制御情報は、制御チャネル多重部３１２で多重される。上述した第１態様では、図６に示すようにサブフレームの先頭１〜３シンボルにＰＤＣＣＨが多重され、ＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域にＰＤＣＣＨが周波数分割多重されると共に、サブフレームの先頭ＯＦＤＭシンボルにＰＣＦＩＣＨが多重され、サブフレームの先頭から第４番目（又はそれ以降）のＯＦＤＭシンボルに拡張ＰＣＦＩＣＨが多重される。また、第２態様では、図７に示すようにサブフレームの先頭１〜３シンボルにＰＤＣＣＨが多重され、ＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域にＰＤＣＣＨが周波数分割多重されると共に、サブフレームの先頭ＯＦＤＭシンボルにＰＣＦＩＣＨが多重され、複数のリソースブロックにおいて第４番目以降の異なるＯＦＤＭシンボルに拡張ＰＣＦＩＣＨが多重される。また、第３態様では、図８に示すようにサブフレームの先頭１〜３シンボルにＰＤＣＣＨが多重され、ＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域にＰＤＣＣＨが周波数分割多重されると共に、サブフレームの先頭ＯＦＤＭシンボルにＰＣＦＩＣＨが多重され（図示せず）、同一リソースブロック内において時間と周波数とが異なる複数のリソースエレメント（サブフレームの先頭から第４番目以降）に拡張ＰＣＦＩＣＨが多重される。
ＰＤＣＣＨ領域において送信される下り制御情報は、インタリーブ部３１３に出力され、インタリーブ部３１３でインタリーブされる。一方、ＰＤＳＣＨ領域においてユーザデータと周波数分割多重して送信される下り制御情報は、マッピング部３１４に出力される。マッピング部３１４は、変調されたユーザデータをＰＤＳＣＨ領域の無線リソースにマッピングする。
マッピング部３１４から出力される下り制御情報及びマッピング部３０５から出力されるユーザデータは、プリコーディングウェイト乗算部３１８へ入力される。また、ユーザ個別参照信号生成部３１７で生成されたユーザ個別の下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）が、プリコーディングウェイト乗算部３１８へ入力される。プリコーディングウエイト乗算部３１８は、ユーザ個別の下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）に基づいて、複数のアンテナ毎に、サブキャリアにマッピングされた送信信号の位相及び／又は振幅を制御（シフト）する。プリコーディングウエイト乗算部３１８により位相及び／又は振幅シフトされた送信信号は、ＩＦＦＴ部３１５に入力される。
また、インタリーブ部３１３から出力される下り制御情報は、ＩＦＦＴ部３１５に入力される。また、セル固有参照信号生成部３１１で生成されたセル固有参照信号（ＣＲＳ）が、ＩＦＦＴ部３１５に入力される。ＩＦＦＴ部３１５は、入力信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時系列の信号に変換する。サイクリックプレフィックス挿入部３１６は、下りチャネル信号の時系列信号にサイクリックプレフィックスを挿入する。なお、サイクリックプレフィックスは、マルチパス伝搬遅延の差を吸収するためのガードインターバルとして機能する。サイクリックプレフィックスが付加された送信データは、送受信部２０３に送出される。
図１３は、ユーザ端末装置１０が有するベースバンド信号処理部１０４の機能ブロック図である。なお、ユーザ端末装置１０は、異なるコンポーネントキャリア（ＣＣ）の複数のサービングセルを用いて無線通信可能に構成されている。
無線基地局装置２０から受信データとして受信された下り信号は、ＣＰ除去部４０１でＣＰが除去される。ＣＰが除去された下り信号は、ＦＦＴ部４０２へ入力される。ＦＦＴ部４０２は、下り信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、デマッピング部４０３へ入力する。デマッピング部４０３は、下り信号をデマッピングして、ＰＤＣＣＨ領域で送信された下り制御情報（ＰＣＦＩＣＨ及びＰＤＣＣＨ）と、ＰＤＳＣＨ領域で送信されたユーザデータ（ＰＤＳＣＨ）及び下り制御情報（拡張ＰＣＦＩＣＨ及び拡張ＰＤＣＣＨ）を取りだす。デマッピング部４０３で取り出された下り制御情報（ＰＣＦＩＣＨ及びＰＤＣＣＨ）は、デインタリーブ部４０４でデインタリーブされる。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、チャネル推定部４０５と、ＰＣＦＩＣＨを復調するＰＣＦＩＣＨ復調部４０６と、ＰＤＣＣＨを復調するＰＤＣＣＨ復調部４０７と、拡張ＰＣＦＩＣＨを復調する拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８と、ＰＤＳＣＨ領域で送信されたＰＤＣＣＨを復調する拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９と、ＰＤＳＣＨを復調するＰＤＳＣＨ復調部４１０と、を備えている。
チャネル推定部４０５は、セル固有参照信号（ＣＲＳ）又はユーザ固有の下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いてチャネル推定を行う。具体的には、チャネル推定部４０５は、ＰＤＣＣＨ領域に多重されるセル固有参照信号（ＣＲＳ）を用いて当該ＰＤＣＣＨ領域におけるチャネル推定を行い、推定結果をＰＤＣＣＨ復調部４０７に出力する。一方、チャネル推定部４０５は、ＰＤＳＣＨ領域に多重される下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いて当該ＰＤＳＣＨ領域におけるチャネル推定を行い、推定結果を拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９及びＰＤＳＣＨ復調部４１０に出力する。
ＰＣＦＩＣＨ復調部４０６は、各サブフレームの先頭ＯＦＤＭシンボルに多重されているＰＣＦＩＣＨを復調して、ＰＤＣＣＨ領域を構成するＯＦＤＭシンボル数を示すＣＦＩを取得する。ＰＣＦＩＣＨ復調部４０６は、取得したＣＦＩをＰＤＣＣＨ復調部４０７に出力する。
ＰＤＣＣＨ復調部４０７は、ＰＣＦＩＣＨ復調部４０６から出力されたＣＦＩに基づいて、各サブフレームのＰＤＣＣＨ領域を特定し、ＰＤＣＣＨ領域に多重されたＰＤＣＣＨを復調してブラインドデコーディングを行う。また、ＰＤＣＣＨ復調部４０７は、ブラインドデコーディングにより自端末宛ての下り制御情報を取得する。上述のように、下り制御情報には、ＰＤＳＣＨの割り当て情報（ＤＬグラント）が含まれている。ＰＤＣＣＨ復調部４０７は、ＰＤＳＣＨの割り当て情報（ＤＬグラント）をＰＤＳＣＨ復調部４１０に出力する。なお、ＰＤＣＣＨ復調部４０７は、チャネル推定部４０５におけるセル固有参照信号（ＣＲＳ）によるチャネル推定結果を用いて上記復調を行う。
拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８は、サブフレームの拡張ＰＣＦＩＣＨ領域に多重されている拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して、拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置となるＯＦＤＭシンボルを示す拡張ＣＦＩを取得する。すなわち、上述した第１態様で拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てている場合、サブフレームの先頭から第４番目（又はそれ以降）のＯＦＤＭシンボルに多重されている拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して、拡張ＣＦＩを取得する。第２態様で拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てている場合、複数のリソースブロックにおいて第４番目以降の異なるＯＦＤＭシンボルに多重されている拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して、拡張ＣＦＩを取得する。第３態様で拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てている場合、同一リソースブロック内において時間と周波数とが異なる複数のリソースエレメントに多重されている拡張ＰＣＦＩＣＨを復調して、拡張ＣＦＩを取得する。拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８は、取得した拡張ＣＦＩを拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９に出力する。
拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９は、拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８から出力された拡張ＣＦＩによる開始位置に基づいて、拡張ＰＤＳＣＨ領域の時間方向の開始位置を特定する。拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９は、特定された開始位置以降のＯＦＤＭシンボルに周波数分割多重されたＰＤＣＣＨを復調してブラインドデコーディングを行う。また、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９は、ブラインドデコーディングにより自端末宛ての下り制御情報を取得し、ＰＤＳＣＨの割り当て情報（ＤＬグラント）をＰＤＳＣＨ復調部４１０に出力する。
なお、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９は、チャネル推定部４０５における下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）によるチャネル推定結果を用いて上記復調を行う。下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）はユーザ固有の参照信号であり、ビームフォームゲインが得られる。このため、下り復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）を用いた復調は、セル固有参照信号（ＣＲＳ）を用いた復調（ＰＤＣＣＨ復調部４０７における復調）と比べて、１シンボル当たりで送信可能な情報量を多くすることができ、キャパシティの増大に有効である。
ＰＤＳＣＨ復調部４１０は、ＰＤＣＣＨ復調部４０７又は拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９から出力されたＰＤＳＣＨの割り当て情報に基づいて、ＰＤＳＣＨ領域に多重された自端末に対するＰＤＳＣＨを復調する。上述のように、ＰＤＳＣＨには、ユーザデータに加えて上位制御信号が含まれる。
以上のように構成された本実施の形態の無線基地局装置２０は、下り制御情報生成部３０６で生成した下り制御情報を含むＰＤＣＣＨをＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重すると共に、拡張ＣＦＩ生成部３０８において生成した拡張ＣＦＩを含む拡張ＰＣＦＩＣＨを拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重する。ユーザ端末装置１０は、拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重された拡張ＰＣＦＩＣＨを拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８で復調して拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９で拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重されたＰＤＣＣＨを復調して下り制御情報を取得する。
すなわち、上述した第１態様により拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てる場合、無線基地局装置２０は、下り制御情報生成部３０６で生成した下り制御情報を含むＰＤＣＣＨをＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重すると共に、拡張ＣＦＩ生成部３０８において生成した拡張ＣＦＩを含む拡張ＰＣＦＩＣＨを、サブフレームの先頭から第４番目（又はそれ以降）のＯＦＤＭシンボルに多重する。ユーザ端末装置１０は、サブフレームの先頭から第４番目（又はそれ以降）のＯＦＤＭシンボルに多重された拡張ＰＣＦＩＣＨを拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８で復調して拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９で拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重されたＰＤＣＣＨを復調して下り制御情報を取得する。
また、上述した第２態様により拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てる場合、無線基地局装置２０は、下り制御情報生成部３０６で生成した下り制御情報を含むＰＤＣＣＨをＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重すると共に、拡張ＣＦＩ生成部３０８において生成した拡張ＣＦＩを含む拡張ＰＣＦＩＣＨを、複数のリソースブロックにおいて第４番目以降の異なるＯＦＤＭシンボルに多重する。ユーザ端末装置１０は、複数のリソースブロックにおいて第４番目以降の異なるＯＦＤＭシンボルに多重された拡張ＰＣＦＩＣＨを拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８で復調して拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９で拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重されたＰＤＣＣＨを復調して下り制御情報を取得する。
また、上述した第３態様により拡張ＰＣＦＩＣＨを割り当てる場合、無線基地局装置２０は、下り制御情報生成部３０６で生成した下り制御情報を含むＰＤＣＣＨをＰＤＳＣＨ領域の一部である拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重すると共に、拡張ＣＦＩ生成部３０８において生成した拡張ＣＦＩを含む拡張ＰＣＦＩＣＨを、同一リソースブロック内において時間と周波数とが異なる複数のリソースエレメント（サブフレームの先頭から第４番目以降）に多重する。ユーザ端末装置１０は、同一リソースブロック内において時間と周波数とが異なる複数のリソースエレメントに多重された拡張ＰＣＦＩＣＨを拡張ＰＣＦＩＣＨ復調部４０８で復調して拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を特定し、拡張ＰＤＣＣＨ復調部４０９で拡張ＰＤＣＣＨ領域に多重されたＰＤＣＣＨを復調して下り制御情報を取得する。
以上のように、本発明の無線基地局装置２０は、拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置情報を含む拡張ＰＣＦＩＣＨを用いることにより、ＰＤＣＣＨの割り当て領域を拡張した拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を通知できる。また、本発明のユーザ端末装置１０は、拡張ＰＣＦＩＣＨから、ＰＤＣＣＨの下り制御チャネル用の割り当て領域を拡張した拡張ＰＤＣＣＨ領域の時間方向の開始位置を特定できる。すなわち、本発明により、下り制御チャネル用の割り当て領域を拡張した無線通信が実現し、同一の無線リソースに多重されるユーザ端末数がさらに増加する場合にも無線リソースの利用効率の向上効果を十分に発揮可能な無線基地局装置、ユーザ端末装置、無線通信システム、及び無線通信方法が提供される。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態における構成要素の接続関係、機能などは適宜変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態に示す構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。その他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
１０ ユーザ端末装置
２０ 無線基地局装置
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
５０ セル
１０１ａ、１０１ｂ アンテナ
１０２ａ、１０２ｂ アンプ部
１０３ａ、１０３ｂ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ アプリケーション部
２０１ａ、２０１ｂ アンテナ
２０２ａ、２０２ｂ アンプ部
２０３ａ、２０３ｂ 送受信部
２０４ ベースバンド信号処理部
２０５ 呼処理部
２０６ 伝送路インターフェース

Claims (14)

  1. 時分割された下り制御チャネル用の第１リソース領域と下りデータチャネル用の第２リソース領域とを用いて通信を行う無線基地局装置であって、
    前記第１リソース領域のＯＦＤＭシンボル数を通知する第１通知信号、及び前記第２リソース領域の一部を周波数分割して得られる第３リソース領域の時間方向の開始位置を通知する第２通知信号を生成する生成部と、
    前記第１リソース領域に前記第１通知信号を多重し、前記第３リソース領域に前記第２通知信号を多重する多重部と、
    を備えたことを特徴とする無線基地局装置。
  2. 前記多重部は、サブフレームの先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボル以降のＯＦＤＭシンボルに前記第２通知信号を多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  3. 前記多重部は、サブフレームの先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボルに前記第２通知信号を多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  4. 前記多重部は、複数のリソースブロックにおいて異なるＯＦＤＭシンボルに前記第２通知信号を多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  5. 前記多重部は、同一リソースブロック内において時間が同じで周波数が異なる複数のリソースエレメントに前記第２通知信号を多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  6. 前記多重部は、同一リソースブロック内において時間及び周波数が異なる複数のリソースエレメントに前記第２通知信号を多重することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
  7. 時分割された下り制御チャネル用の第１リソース領域と下りデータチャネル用の第２リソース領域とを用いて通信を行うユーザ端末装置であって、
    前記第１リソース領域のＯＦＤＭシンボル数を通知する第１通知信号、及び前記第２リソース領域の一部を周波数分割して得られる第３リソース領域の時間方向の開始位置を通知する第２通知信号を復調すると共に、復調された前記第１通知信号及び前記第２通知信号に基づいて下り制御信号を復調する復調部を備えたことを特徴とするユーザ端末装置。
  8. 前記復調部は、サブフレームの先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボル以降のＯＦＤＭシンボルに多重された前記第２通知信号を復調することを特徴とする請求項７記載のユーザ端末装置。
  9. 前記復調部は、サブフレームの先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボルに多重された前記第２通知信号を復調することを特徴とする請求項７記載のユーザ端末装置。
  10. 前記復調部は、複数のリソースブロックにおいて異なるＯＦＤＭシンボルに多重された前記第２通知信号を復調することを特徴とする請求項７記載のユーザ端末装置。
  11. 前記復調部は、同一リソースブロック内において時間が同じで周波数が異なる複数のリソースエレメントに多重された前記第２通知信号を復調することを特徴とする請求項７記載のユーザ端末装置。
  12. 前記復調部は、同一リソースブロック内において時間及び周波数が異なる複数のリソースエレメントに多重された前記第２通知信号を復調することを特徴とする請求項７記載のユーザ端末装置。
  13. 時分割された下り制御チャネル用の第１リソース領域と下りデータチャネル用の第２リソース領域とを用いて通信を行う無線通信システムであって、
    前記第１リソース領域のＯＦＤＭシンボル数を通知する第１通知信号、及び前記第２リソース領域の一部を周波数分割して得られる第３リソース領域の時間方向の開始位置を通知する第２通知信号を生成する生成部、及び
    前記第１リソース領域に前記第１通知信号を多重し、前記第３リソース領域に前記第２通知信号を多重して下りリンク信号を送信する多重部、
    を備えた無線基地局装置と、
    受信した下りリンク信号から前記第１通知信号、及び前記第２通知信号を復調すると共に、復調された前記第１通知信号及び前記第２通知信号に基づいて下り制御信号を復調する復調部を備えたユーザ端末装置と、
    を備えたことを特徴とする無線通信システム。
  14. 時分割された下り制御チャネル用の第１リソース領域と下りデータチャネル用の第２リソース領域とを用いる無線通信方法であって、
    無線基地局装置において、前記第１リソース領域のＯＦＤＭシンボル数を通知する第１通知信号、及び前記第２リソース領域の一部を周波数分割して得られる第３リソース領域の時間方向の開始位置を通知する第２通知信号を生成するステップと、
    前記第１リソース領域に前記第１通知信号を多重し、前記第３リソース領域に前記第２通知信号を多重して下りリンク信号を送信するステップと、
    ユーザ端末装置において、受信した下りリンク信号から前記第１通知信号、及び前記第２通知信号を復調し、復調された前記第１通知信号及び前記第２通知信号に基づいて下り制御信号を復調するステップと、
    を備えたことを特徴とする無線通信方法。
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