JP5475927B2 - 制御情報が複数のサブフレームに分配される制御チャネル構造 - Google Patents

Description

関連出願

本願は、本願と同時に出願された、事件整理番号ＴＵＴＬ００１９２ＰＣの「異なるキャリア上の複数のサブフレームに制御情報が分配される制御チャネル構造」と題する国際特許出願シリアル番号 号に関連し、ここに引用することによりその全てが含まれるものとする。

本発明は、概して無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおける制御信号に関する。

セルラ通信システムの基地局は、地理的セル内に在圏する無線通信装置に対して通信サービスを提供し、各基地局は対応するセル内において無線通信装置との間で信号を送受信する。各セルの大きさや形状、ひいては、基地局のカバーエリアは、いくつかの要素によって決定され、少なくとも部分的に基地局の設計パラメータに基づく。セルラ通信システムの中には、比較的大きな地理的エリア内の多くの装置にサービスを提供する大きなマクロセルの他に、より小さなセルを使用することで、効率を上げ、カバー範囲を改善し、サービスの質を高め、追加的なサービスを提供するものが増えている。より小さなセルは、マイクロセル、ピコセル及びフェムトセルと通常呼ばれる様々な大きさを含み得る。マイクロセル及びピコセルは、オフィスビル、ショッピングセンター及び市街地で導入されることが多く、追加的なセキュリティや、そのエリアのユーザ容量増加や、追加的サービス機能及び／又はサービスの質の向上を提供している。フェムトセルは、比較的小さい地理的エリアをカバーし、通常、住宅又は小さなオフィスで導入される。一般的なセルラバックホールリソースがこれらの場所では利用できないことがあり、フェムトセルはＤＳＬ又はケーブルモデムを介してセルラ基盤に接続されることもある。フェムトセルはセルラネットワークの一部であり、それ故、マクロセルによって用いられる技術と同じ技術を用いて無線装置と通信する。基地局と無線通信装置との間では、データ情報に加えて制御信号が送受信される。状況によっては、制御情報が基地局から移動通信への下りリンク制御チャネル内で送信される。制御情報は、復調や復号などに関する情報など、どのようすればデータ通信が受信できるのかを示す。通信リソースは、サブフレームを含むフレームに分割されてもよい。従来のシステムにおいては、サブフレームにおけるデータの受信に関する制御情報は、当該データと同じサブフレームにおいて送信される。

１サブフレーム内のデータの受信に関連する制御情報は、基地局によって、複数のサブフレームで送信される。移動無線通信装置の制御部は、第１のサブフレーム内の第１の物理制御チャネルにおける少なくとも一部の制御情報及び第２のサブフレーム内の第２の物理制御通チャネルにおける少なくとも一部の他の制御情報に基づいて、複数のサブフレームで受信された制御情報を再構築する。

図１は、本発明の例示的実施形態に係る通信システムのブロック図である。 図２は、複数のリソースエレメントを有するフレームの説明図である。 図３は、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）の通信仕様に係るサブフレームの説明図である。 図４は、基地局で行われる方法のフローチャートである。 図５は、移動無線通信装置で行われる方法のフローチャートである。

図１は、本発明の例示的実施形態に係る通信システム１００のブロック図である。通信システム１００は、数多くの技術及び通信規格のいずれかに従って実施されてもよい。以下に説明する例に関しては、システム１００は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）規格に従って動作する。通信システム１００に関して説明する様々なブロックの機能及び動作は、任意の数の装置、回路及び／又は構成素子並びにソフトウェア及びファームウェア等の実行可能なコードの様々な形式において実施してもよい。さらに、「第１の」や「第２の」構成要素に対する参照は、識別目的になされるものであり、相対的なタイミング情報を必ずしも示すものではない。例えば、第２の信号を送信するのは、第１の信号の前でも後でも同時でもよい。

システム１００は、少なくとも１つの基地局１０２及び少なくとも１つの無線通信装置１０４を含む。多くの場合、複数の無線通信装置に対して無線通信サービスを提供するために、いくつかの基地局がネットワーク基盤を介してネットワーク制御装置に接続される。基地局１０２は、無線通信装置１０４における無線送受信機１１０と無線信号１０８を交換する無線送受信機１０６を含む。従って、基地局１０２は、信号を受信する受信機を含む無線通信装置１０４に対して無線信号を送信する送信機を含む。基地局１０２及び無線通信装置１０４からの送信は、通信シグナリング、プロトコル及び送信のパラメータを規定する通信仕様によって規律される。通信仕様は、通信に対する厳密な仕様を提供してもよいし、また、通信仕様を遵守しつつ多様な個々の実装が可能な一般的な要件を提供してもよい。以下の説明は、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＥＴ）通信仕様に関するが、状況によっては、他の通信仕様を用いてもよい。通信仕様は、上りリンク及び下りリンクの送信に対して少なくともデータチャネル及び制御チャネルを規定し、基地局から無線通信装置への物理下りリンク制御チャネルに対して少なくともタイミング及び周波数のパラメータを特定する。制御チャネルは、特定の無線通信装置に予定された制御チャネル、及びブロードキャスト制御チャネルを含む。ＯＦＤＭに基づくシステムでは、物理チャネルは、特定の周波数・時間リソースを割り当てることで規定することができる。これらのリソースの粒度は、システムの仕様及び設計による。以下にさらに詳細に説明するように、リソースエレメントとも呼ばれる周波数・時間リソースの送信は、いくつかのサブフレーム１１４，１１６を含むフレーム１１２内において規定される。各サブフレーム１１４，１１６は、物理制御チャネル１１８，１２０及び物理データチャネル１２２，１２４を含む。個別の実施においては、各基地局及び／又は無線通信装置に対して、周波数、タイミング及び符号化パラメータがさらに特定されることもあるが、従来のシステムは、無線通信装置１０４に対する制御情報及び関連するデータを、同じサブフレームのみにて送信する。

しかしながら、本明細書で説明する例では、サブフレーム１１６におけるデータ１２８に関する制御情報１２６は、少なくとも１つの他のサブフレーム１１４に分配される。１つの例では、制御情報の少なくとも第１の部分１３０は、第１のサブフレーム１１４の第１の物理制御チャネル１３２上で送信され、制御情報１２６の少なくとも第２の部分１３２は、第２のサブフレーム１１６の第２の物理制御チャネル１２０上で送信され、制御情報１２６は第２のサブフレーム１１６の物理データチャネル１２４におけるデータ１２８の受信を促進する。無線通信装置１０４における送受信機１１０は、サブフレーム１１２，１１４を受信し、制御部１３４は、第１のサブフレームにおける制御情報１３０の少なくとも一部及び第２のサブフレーム１１６における制御情報１３２の少なくとも一部から制御情報１２６を再構築する。制御情報１２６は、送受信機１１０の受信機によって、第２のサブフレーム１１６における物理データチャネル１２４のデータ１２８を受信するために用いられる。例では、２つのサブフレームのみを説明しているが、本技術は、２つよりも多いサブフレームに適用してもよい。状況によっては、制御情報１２６は、制御情報１２６が対応するデータ１２８を含むサブフレーム１１６以外の１又は複数のサブフレームの物理制御チャネルを介して送信される。

そのため、本明細書に説明するように、制御情報１２６は、制御情報１２６が対応するデータ１２８を受信するために、無線通信装置１０４が受信しなければならない完全な制御情報である。制御情報１２６は、エラーを低減するために、送信の前に符号化されるか別の方法で処理されてもよい。その結果、一部の情報の冗長性がサブフレーム間及び／又はサブフレーム内で生じる。状況によっては、無線通信装置１０４は、各サブフレーム内で送信された制御情報の一部を正確に受信することのみ可能であることもあるが、データ１２８を受信するために必要な制御情報１２６の全てを再構築することができる。制御情報１２６は、複数の部分に分割される前又は分割された後でスクランブルされてもよい。

そのため、基地局１０２における制御部１３６は、制御情報１２６を第１の部分１３０及び第２の部分１３０に分割し、これらの部分を２つ以上のサブフレームに割り当てる。分割は、通常、制御情報の誤り符号化後に、誤り符号化された制御情報を複数のサブフレームにわたってマッピングすることで行われる。マッピングの結果、制御情報の第１の部分１０３は第１のサブフレーム１１４の第１の物理制御チャネル１１８にマッピングされ、制御情報の第２の部分１３２は第２のサブフレーム１１６の第２の物理制御チャネル１２０にマッピングされる。第２のサブフレーム１１６は、データチャネル１２４内のデータ１２８も含む。サブフレーム１１４，１１６に分配された制御情報を有するフレーム１１２は、無線通信装置１０４に送信される。無線通信装置１０４の制御部１３４は、制御情報１３０，１３２の２つ以上の部分の少なくとも一部の受信した情報に基づいて、制御情報１２６を再構築する。受信されて復号された制御情報は、データ１２８を受信するために用いられる。

説明したように、制御情報１２６は、基地局１０２と無線通信装置１０４との間の通信に関連する情報又はデータである。制御情報１２６は、制御チャネル内で送信される。従って、従来のシステムでは、制御チャネルは、複数のサブフレームで規定されてもよいが、本実施例は、複数の制御チャネル又は複数のサブフレームで規定される単一の制御チャネルのどちらか一方を用いて、複数のサブフレームで情報を送信するものである。

図２は、周波数・時間リソースエレメント２０２を示す周波数・時間グラフ２００におけるフレーム１１２のブロック図である。グラフ２００は、必ずしも縮尺通りである必要はなく、例示的視覚表示を提供するだけのものである。制御情報１２６及びデータ１３２を送信するために、リソースエレメントの多くの他の組み合わせを用いてもよい。

フレーム１１２は、少なくとも第１のサブフレーム（Ｋ）１１４及び第２のサブフレーム（Ｋ＋１）１１６を含む複数のサブフレームを含む。送信に用いられる周波数キャリアは、複数のサブキャリアに分割される。また、送信は時間で分割されて複数の時間スロットが規定され、時間スロットは、さらにシンボル時間に分割される。ＬＴＥ通信仕様では、各時間スロットは、７つのシンボル時間を含む。シンボル時間及びサブキャリアの組み合わせは、リソースエレメント２０２を規定する。従って、１つのサブキャリアで送信される１つのシンボルは、１つのリソースエレメントである。サブフレームにおいて送信される制御情報１３０，１３２の各部分は、１又は複数のリソースエレメントを用いて送信される。関連情報の送信に用いられるリソースエレメントは、連続的であってもなくてもよい。図２の例について、制御情報の第１の部分１３０は、第１のサブキャリア２０６上の第１のシンボル２０４を用いて、及び第１のサブフレーム１１４における第２のサブキャリア２１０上の第２のシンボル２０８を用いて、送信される。制御情報の第２の部分１３２は、第２のサブフレーム１１６における第２のサブキャリア２１０及び第３のサブキャリア２１４上の第３のシンボル２１２を用いて送信される。データ１２８は、第２のサブフレーム１１６における第２のサブキャリア２１０上の第４のシンボル２１６を用いて送信される。上述したように、制御情報１２６を再構築するためには、第１の部分１３０の制御情報の少なくとも一部及び第２の部分１３２の制御情報の少なくとも一部が必要である。例えば、無線通信装置１０４における制御部１３４は、第２のサブキャリア及び第３のサブキャリアで送信された情報のみを首尾よく受信してから制御情報１２６を再構築することが可能であってもよい。そのような場合、第１のサブキャリア２０６で送信された第１のシンボル２０４の破損があっても、無線通信装置が制御情報１２６を受信してデータ１３２を正しく受信することが妨げられることがない。

図３は、３ＧＰＰのＬＴＥ通信仕様に従ったサブフレーム３００の説明図である。サブフレーム３００は、２つのスロット３０２，３０４を含み、各スロットは、７つのシンボル時間３０６を含む。第１のスロット３０２におけるシンボル時間０，１，２は、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）３０８である物理制御チャネル１１８，１２０を形成する。パイロット信号（または、参照信号）３１０は、シンボル時間０，４に挿入される。サブフレーム３００は、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）３１２であるブロードキャストチャネルを含む。当該ブロードキャストチャネルは、第１のスロット３０２のシンボル時間３，４の部分と第２のスロット３０４のシンボル時間０，１の部分とにまたがる。データチャネル１２２，１２４は、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）３１４であり、第１のスロット３０２のシンボル時間３〜６及び第２のスロット３０４のシンボル時間１〜６の残りによってカバーされる。サブフレーム３００は、また、一次同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ）３１６及び二次同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）３１８を含む。

制御情報１２６が３ＧＰＰのＬＴＥ通信仕様に従って送信される例においては、制御情報の第１の部分１３０は、第１及び第２のサブフレーム内のシンボル時間１及び／又はシンボル時間２内で送信される。上述したように、リソースエレメントは、サブフレーム内で連続的であっても非連続的であってもよい。第２のサブフレーム内で送信されるデータ１２８は、第１のスロット３０２のシンボル時間３，４，５及び／又は６で、及び／又は、第２のスロット３０４のシンボル時間１，２，３，５及び／又は６で送信される。

図４は、基地局１０２で行われる方法のフローチャートである。方法は、コード及び／又はハードウェアの任意の組み合わせを用いて行ってもよいが、本例示的実施形態においては、制御部１３６上でコードを実行することによって行われる。

ステップ４００において、制御情報は、複数の部分に分割され、複数のサブフレームに割り当てられる。分割は、下りリンク物理チャネル処理の周知の技術に従った処理、スクランブル、符号化及びマッピングを含んでもよい。図４の例において、ステップ４００は、ステップ４０２における制御情報の処理、及びステップ４０４における制御情報の複数のサブフレームへのマッピングを含む。マッピングは、（ＭＩＭＯ／ＳＤＭＡに関する）アンテナポート処理、及び周波数・時間スペース内のリソースエレメントマッピングや他の処理を含んでもよい。処理及びマッピングにより、制御情報が誤り符号化され、複数のサブフレームに制御情報１２６が分配される。例えば、上述したように、第１の部分１３０は、第１のサブフレーム１１４の第１の物理制御チャネル１１８にマッピングされ、第２の部分１３２は、第２のサブフレーム１１６の第２の物理制御チャネル１２０にマッピングされ、制御情報１２６が対応するデータ１２８は、第２のサブフレーム１１６の物理データチャネル１２４内にある。また、処理は、制御情報１２６が部分に分割される前及び／又は後で制御情報１２６をスクランブルすることを含んでもよい。

ステップ４０６において、制御情報は、複数のサブフレームで送信される。マッピング及び処理に基づいて、下りリンクＯＦＤＭ信号１０８が生成され、基地局から無線通信装置１０４に送信される。上述したように、信号１０８は、複数のサブフレームに配置された複数の時間・周波数リソースエレメントを有するフレーム１１２を有する。サブフレームは、少なくとも第１のサブフレーム及び第２のサブフレームを含む。

ステップ４０８において、データ１２８は、第２のサブフレーム１１６内で送信される。第２の部分１３２及びデータ１２８は、同一のサブフレーム内で送信されるので、ステップ４０６及びステップ４０８は、同時に行われる。

図５は、無線通信装置１０４で行われる方法のフローチャートである。方法は、コード及び／又はハードウェアの任意の組み合わせを用いて行ってもよいが、本例示的実施形態においては、無線通信装置１０４の制御部１３４上でコードを実行することによって行われる。

ステップ５０２において、制御情報の第１の部分１３０は、第１のサブフレーム１１４内で受信される。無線通信装置１０４内の受信機は、無線チャネルを介してＯＦＤＭ信号１０８を受信し、当該信号は、第１のサブフレーム１１４を含むフレーム１１２を含む。

ステップ５０４において、制御情報の第２の部分１３２は、第２のサブフレーム１１６内で受信される。受信機は、ＯＦＤＭ信号で送信されるフレーム内の第２のサブフレームを受信する。当該信号は、制御情報１２６の第１の部分１３０及び第２の部分１３２を受信するために、復調され、復号され、更に別の方法で処理される。

ステップ５０６において、制御情報１２６は、第１の部分１３０の少なくとも一部及び第２の部分１３２の少なくとも一部から再構築される。状況によっては、当該部分は、制御情報を再構築するために追加の処理が必要となることがある。制御情報が、誤り符号化され、或いはサブフレームでスクランブルがかけられていれば、制御情報を導出するために、受信した部分にスクランブル解除及び誤り復号を適用する。上述したように、状況によっては、制御情報１２６は、第１の部分１３０の一部及び第２の部分１３２の一部の情報のみによって導出される。制御情報１２６にスクランブルがかけられている場合、受信機及び／又は制御部によってスクランブル解除される。

ステップ５０８において、データ１２８は制御情報１２６を用いて受信される。受信機及び制御部１３４は、制御情報１２６を適用して、第２のサブフレーム１１６におけるデータ１２８を正確に復号し、復調し、若しくはデータ１２８に他の処理を施す。

明らかに、本発明の他の実施形態及び変形例は、これらの技術に鑑み当業者にとっては容易に思いつくことである。上記の説明は、例示するものであり限定するものではない。本発明は、上記の明細書及び添付の図面の参照を併せた実施形態及び変形例の全てを含む以下の請求項によってのみ限定される。従って、本発明の範囲は、上記の説明によって判断されるべきではなく、等価物の全範囲とともに添付の請求項を参照することで判断されるべきである。

Claims (14)

1. 移動無線通信装置において、
   無線通信路を介してフレームを受信するように構成されている受信機であって、
   前記フレームは、第１の物理制御チャネルを有する第１のサブフレームと、第２の物理制御チャネル及び物理データチャネルを有する第２のサブフレームと、を含む複数のサブフレームに配置された複数の時間・周波数リソースエレメントを含んでおり、
   前記物理データチャネル内のデータの受信に対応する制御情報は、少なくとも一部の制御情報が前記第１の物理制御チャネルに分配され、かつ、少なくとも他の部分の制御情報が前記第２の物理制御チャネルに分配されている、
   受信機と、
   前記第１の物理制御チャネルにおける前記少なくとも一部の制御情報及び前記第２の物理制御チャネルにおける前記少なくとも他の部分の制御情報に基づいて、前記物理データチャネル内のデータの受信に対応する前記制御情報を再構築するように構成されている制御部と、
   を含む移動無線通信装置。
2. 前記フレームは、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様に準拠し、
   前記物理制御チャネルは、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様により規定される物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨｓ）であり、
   前記物理データチャネルは、前記３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様により規定される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）である、
   請求項１に記載の移動無線通信装置。
3. 前記制御情報は、前記移動無線通信装置への送信の前に誤り符号化されており、
   前記制御部は、前記誤り符号化に対する復号を行うようにさらに構成されている、
   請求項１に記載の移動無線通信装置。
4. 前記制御情報は、前記移動無線通信装置への送信の前にスクランブルされており、
   前記制御部は、当該制御情報をスクランブル解除するようにさらに構成されている、
   請求項１に記載の移動無線通信装置。
5. 前記データを受信するために前記制御情報を適用することをさらに含む、
   請求項１に記載の移動無線通信装置。
6. 基地局において、
   第１の物理制御チャネルを有する第１のサブフレームと、第２の物理制御チャネル及び物理データチャネルを有する第２のサブフレームと、を含む複数のサブフレームに配置された複数の時間・周波数リソースエレメントを含むフレームを、無線通信路を介して送信するように構成されている送信機と、
   １つの移動無線通信装置による前記物理データチャネル内のデータの受信に対応する制御情報を、制御情報の第１の部分及び制御情報の第２の部分に分割し、前記制御情報の第１の部分を前記第１の物理制御チャネルにマッピングし、前記制御情報の第２の部分を前記第２の物理制御チャネルにマッピングするように構成されている制御部と、
   を含む基地局。
7. 前記フレームは、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様に準拠し、
   前記物理制御チャネルは、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様により規定される物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨｓ）であり、
   前記物理データチャネルは、前記３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様により規定される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）である、
   請求項６に記載の基地局。
8. 前記制御部は、前記制御情報の第１の部分の一部及び前記制御情報の第２の部分の一部のみで前記制御情報の受信を可能とするように、前記制御情報を誤り符号化するようにさらに構成されている、
   請求項６に記載の基地局。
9. 前記制御部は、前記制御情報を分割する前に当該制御情報をスクランブルするようにさらに構成されている、
   請求項６に記載の基地局。
10. 無線通信路を介して移動無線通信装置においてフレームを受信し、
    前記フレームは、第１の物理制御チャネルを有する第１のサブフレームと、第２の物理制御チャネル及び物理データチャネルを有する第２のサブフレームと、を含む複数のサブフレームに配置された複数の時間・周波数リソースエレメントを含んでおり、
    前記物理データチャネル内のデータの受信に対応する制御情報は、少なくとも一部の制御情報が前記第１の物理制御チャネルに分配され、かつ、少なくとも他の部分の制御情報が前記第２の物理制御チャネルに分配されており、
    前記第１の物理制御チャネルにおける前記少なくとも一部の制御情報及び前記第２の物理制御チャネルにおける前記少なくとも他の部分の制御情報に基づいて、前記物理データチャネル内のデータの受信に対応する前記制御情報を再構築する、
    ことを含む方法。
11. 基地局において前記制御情報を制御情報の第１の部分及び制御情報の第２の部分に分割し、
    前記制御情報の第１の部分を前記第１の物理制御チャネルにマッピングし、前記制御情報の第２の部分を第２の物理制御チャネルにマッピングし、
    前記基地局から前記無線通信路を介して前記フレームを送信する、
    ことをさらに含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記基地局において前記制御情報を誤り符号化し、
    前記制御情報の第１の部分の一部のみ及び前記制御情報の第２の部分の一部のみを用いて前記制御情報を受信するように、前記移動無線通信装置において誤り復号を適用する、
    ことをさらに含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記基地局において前記制御情報を分割する前に当該制御情報をスクランブルし、
    前記移動無線通信装置において制御情報をスクランブル解除する、
    ことをさらに含む請求項１１に記載の方法。
14. 前記フレームは、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様に準拠し、
    前記物理制御チャネルは、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様により規定される物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨｓ）であり、
    前記物理データチャネルは、前記３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信仕様により規定される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）である、
    請求項１０に記載の方法。

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