HetNetは、図6に示すように、既存のマクロセルC1(大規模セル)に加え、マイクロセルC2(小規模セル:ピコセル、フェムトセル、RRHセル等)の様々な形態のセルをオーバレイした階層型ネットワークである。このHetNetにおいては、相対的に広いエリアをカバーするマクロセルC1のマクロ基地局B1は、相対的に狭いエリアをカバーするマイクロセルC2のマイクロ基地局B2よりも下り送信電力が大きく設定されている。
このように、HetNetは、送信電力(及びセルエリア)の大きいマクロ基地局B1の配下に、送信電力(及びセルエリア)の小さいマイクロ基地局B2が存在する階層型ネットワークである。階層型ネットワークでは、マイクロセルC2のセルエッジにいるUEは、マイクロ基地局B2と近い位置にいるにも関わらず、マイクロセルC2に接続できないといった問題が生じる。マイクロセルC2のセルエッジは、マイクロ基地局B2の送信電力よりもマクロ基地局B1の送信電力が大きい。その結果、マイクロセルC2のセルエッジにいるUEは、ピコセルC1のマイクロ基地局B2からの無線フレームを捕えることができず、より送信電力が大きいマクロ基地局B1からの無線フレームを捕えてマクロセルC1に接続する。これは、マイクロセルC2の本来のエリアがマクロ基地局B1によって浸食されて縮小していることを意味する。
図1は、送信電力の大きいマクロ基地局B1からマイクロ基地局B2への干渉を低減するための干渉コーディネーションの概念図を示している。LTEでは、MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network)サブフレームが仕様化されている。MBSFNサブフレームとは、制御チャネル以外をブランク期間にすることが可能なサブフレームである。MBSFNサブフレームを利用して、マクロ基地局B1が送信する無線フレームに、無送信区間となるサブフレーム(ABS:Almost Blank Subframe)を設け、マイクロセルC2のセルエッジ付近にいるマイクロUEに対してABS区間の無線リソースを割り当てる。ABS区間では、参照信号(Cell specific Reference Signal (CRS),positioning reference signal)および,同期信号,報知チャネル,ページングについては送信可能であるが、その他(データチャネル等)は無送信である。
マイクロセルC2のセルエッジ付近にいるマイクロUEに対してABS区間の無線リソースを割り当てれば、UEはABS区間ではマクロ基地局B1からの送信電力の影響を受けないでマイクロセルC2に接続することが可能になる。一方、マイクロセルC2のセル央付近にいるUEに対してABS区間以外の無線リソースを割り当てても、マクロ基地局B1からの送信電力よりもマイクロ基地局B2からの送信電力の方が大きいので、UEはマイクロセルC2に接続することが可能になる。
図1Aはマクロ基地局B1における下りリンク物理制御チャネル及び下りリンク物理共有データチャネルの構成を示す。図1Bはマイクロ基地局B2における下りリンク物理制御チャネル及び下りリンク物理共有データチャネルの構成を示す。マクロ基地局B1とマイクロ基地局B2の送信時間単位(サブフレーム)を同期させた上で、マクロ基地局B1は特定のサブフレーム#4ではCRS以外の信号送信を停止するABSを適用することでマイクロセルC2への干渉を低減し、特定のサブフレーム#1,2,6,7,8ではデータ領域のCSRを無くしたMBSFNサブフレームを適用することでマイクロセルC2への干渉をさらに低減できる。
ところで、マイクロセルC2のセルエッジ付近においては、マクロ基地局B1からの送信電力の影響が大きいので干渉が大きいが、マイクロセルC2のセル央付近はマクロ基地局B1からの干渉が小さい。このため、マイクロセルC2のセルエッジ付近において、ABS区間では受信SINRが大きくなるが、ABS区間以外では受信SINRが小さくなる。以下の説明では、マイクロセル−サブフレーム(ピコセル、フェムトセル、RRHセル等の小さいセルでのTTI)において、小電力送信ノードの送信する信号がマクロの干渉から保護される区間をプロテクトサブフレーム(Protected subframe)と呼び、小電力送信ノードの送信する信号をマクロの干渉から保護する特別な対策が取られていないサブフレームをノンプロテクトサブフレーム(Non-protected subframe)又はノーマルサブフレーム(Normal subframe)と呼ぶこととする。
図2Aはマクロ基地局がマクロ基地局配下のユーザ端末(マクロUE)に対して無線送信するノンプロテクトサブフレームの状態を示している。ノンプロテクトサブフレームは、例えば、図1に示すマクロセル-サブフレーム#0、マイクロセル-サブフレーム#8である。マクロ基地局B1は、ノンプロテクトサブフレームで、大きな送信電力でマクロUEに対して無線送信している。このため、マイクロ基地局B2及びマイクロUEに大きな干渉を与える。
図2Bはマクロ基地局B1がマクロ基地局配下のユーザ端末(マクロUE)に対する無線送信を停止するプロテクトサブフレームの状態を示している。プロテクトサブフレームは、例えば、図1に示すマクロセル-サブフレーム#1、マイクロセル-サブフレーム#9である。マクロ基地局B1は、プロテクトサブフレームで、PDSCHの送信を停止し(ABS)、先頭OFDMシンボルを除いてCRSの送信を停止(MBSFN)している。このため、マイクロ基地局B2及びマイクロUEへの干渉が低減される。マイクロ基地局B2は、プロテクトサブフレームで、マイクロ基地局配下のマイクロUEに対して無線送信することにより、マクロ基地局B1からの干渉を回避した無線通信が可能になると期待される。
ところで、マクロ基地局が特定サブフレームにABS/MBSFNサブフレームを適用したとしても、マクロ基地局からマイクロ基地局である小送信電力ノードへの干渉は依然として残存する。例えば、図1Aに示すように、ABS/MBSFNサブフレームの先頭OFDMシンボルに配置されたCRSが、マイクロセルにおける対応するサブフレームの先頭1-3OFDMシンボルに干渉し、マイクロセルでのサブフレームの先頭1-3OFDMシンボルに配置される物理下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)の復調を劣化させる。また、マクロ基地局が、例えばマクロセル-サブフレーム#0で上り割当て(UL grant)のPDCCHを送信した場合、そのPDCCHを受けたマクロUEが4サブフレーム後に上りデータを送信する。マクロ基地局は、上りデータに対するAck/Nackをさらに4サブフレーム後のマクロセル-サブフレーム#8における先頭OFDMシンボルに配置したPHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel)でマクロUEへ送信する。図1Aに示すように、ABSサブフレーム(サブフレーム#8)とPHICHが衝突する可能性がある。ABSサブフレームとPHICHが衝突した場合、PHICHがピコセルへ干渉する。
本発明の第1の側面は、マクロセルの特定サブフレームでは先頭シンボルに少なくとも下り参照信号を配置するが、マイクロセルの同期した特定サブフレームでは物理下り制御チャネル(例えば、LTEでサポートするPDCCH)のシンボル開始位置を先頭シンボルからずらして配置する。特定サブフレームは、プロテクトサブフレーム又はノンプロテクトサブフレームである。
これにより、マクロセルの特定サブフレーム(例えば、ABS/MBSFNサブフレーム)の先頭OFDMシンボルに配置されたCRS(又はCRS及びPHICH)と、マイクロセルの当該特定サブフレームの先頭1-3OFDMシンボルに配置する物理下り制御チャネルとの衝突を回避でき、物理下り制御チャネルの復調劣化を防止できる。
図3は、マイクロセルのサブフレームでのPDCCH開始位置をずらした概念図である。なお、マイクロセルを形成する小送信電力ノードとしてRRH/ピコ基地局を例示しているが、その他の小送信電力ノードでも同様に適用できる。マクロセルのサブフレーム構成から説明する。図3の上段に示すように、ノンプロテクトサブフレームは、先頭1-3OFDMシンボル(制御領域)にPDCCHが配置され、残りのデータ領域にPDSCHが配置される。サブフレームの全体(時間ドメイン及び周波数ドメイン)にCRSが配置される。CRSはセルIDによってサブキャリア位置がシフトする。同期信号(PSS、SSS)は中心の6RB(1.08MHz)に多重されている。一方、プロテクトサブフレームは、ABS+MBSFNサブフレームの場合、先頭OFDMシンボルにのみCRSが配置されるが、データ領域にCSRは配置されない。図3に示す例では、2番目のサブフレームの先頭OFDMシンボルにPHICHが多重されている。PHICHは、UL-SCH(Uplink Shared Channel)送信への応答であるハイブリッドARQ確認応答の送信に用いられる。ハイブリッドARQプロトコルの適正な動作にために、PHICHの誤り率は十分低くする必要がある。通常、PHICHはサブフレームの先頭OFDMシンボルのみで送信されるので、ユーザ端末はたとえPCFICHの復号に失敗してもPHICHの復号を試みることができる。なお、PHICHは、ULグラントを送信したサブフレーム#nから8サブフレーム後のサブフレーム#n+8に配置される。
次に、マイクロセルのサブフレーム構成を説明する。図3下段に示すように、ノンプロテクトサブフレームは、PDCCHの開始シンボルが、サブフレームの先頭から2OFDMシンボル目に変更されている。PDCCHは、先頭OFDMシンボルから1シンボルだけずれた第2OFDMシンボル(最大第3OFDMシンボルまで)に配置され、残りのデータ領域にPDSCHが配置される。したがって、マイクロセル−サブフレームに配置されたPDCCHは、マクロセル−サブフレームの先頭OFDMシンボルに配置されるCRS及びPHICHの干渉から保護される。CRSは、先頭OFDMシンボルに配置されている。マイクロセル−サブフレームに配置されているCRSは、マクロセルとマイクロセルとのセルIDが異なるため、マイクロセル−サブフレームに配置されているCRSとはサブキャリア位置が異なっている。したがって、マイクロUEは、マイクロセル−サブフレームに配置されているCRSを正しく復号できる。
なお、マイクロセルにおいてPDCCHの開始シンボルを先頭OFDMシンボルからずらすPDCCH変更が適用されるサブフレームは、全てのプロテクトサブフレームでなくてもよい。図3に示す例では、3サブフレームのうちの中間に配置されたサブフレームだけにPDCCH変更が適用されている。PDCCH変更が適用されるサブフレームは、全てのノンプロテクトサブフレームでも良い。
マイクロ基地局は、マイクロセル配下のマイクロUEに対して、PDCCH変更が適用される特定サブフレームにおけるPDCCHの開始位置を通知する。PDCCH開始位置の通知方法は種々の方法が適用可能である。例えば、PDCCH変更が適用されるサブフレーム番号及びPDCCH開始位置を仕様にて固定的に定めておき、当該仕様をサポートするユーザ端末がサブフレーム番号(例えば、偶数番号)に応じて、PDCCH開始位置を変更して復号する。または、PDCCH変更が適用されるサブフレーム番号及びPDCCH開始位置を、マイクロ基地局からマイクロUEに対してハイヤレイヤシグナリングで通知するようにしてもよい。ハイヤレイヤシグナリングを用いることにより、準静的に切り替えることができる。
マイクロUEは、PDCCH変更が適用される特定サブフレームを受信した場合、先頭から2番目のOFDMシンボルを、PDCCHの開始シンボルと扱って復号する。これにより、マクロセル−サブフレームの先頭OFDMシンボルにCRS、PHICHが多重されていても、マイクロセル−サブフレームのPDCCHを正しく復号できる。
本発明の第2の側面は、特定サブフレーム(プロテクトサブフレーム又はノンプロテクトサブフレーム)に同期したマクロセル-サブフレームでは先頭シンボルに少なくとも下り参照信号を配置するが、特定サブフレームに同期したマイクロセル-サブフレームでは制御領域(先頭1−3シンボル)とは重複しないデータ領域に物理下り制御チャネルを配置し、制御領域にはデータチャネルを拡張する。
これにより、マクロセルの特定サブフレーム(例えば、ABS/MBSFNサブフレーム)の先頭OFDMシンボルに配置されたCRS(又はCRS及びPHICH)と、当該特定サブフレームと同期したマイクロセル−サブフレームのデータ領域(先頭第3OFDMシンボル以降の領域)に配置する物理下り制御チャネルとの衝突を回避でき、マイクロセルでの物理下り制御チャネルの復調劣化を防止できる。また、PDCCHが配置されていた制御領域の空きリソースにデータチャネルを割り当てるので、リソースの有効活用が図られる。
図4は、マイクロセル−サブフレームにおいて、データ領域に下り制御チャネルを定義し、PDCCHが定義されていた制御領域にデータチャネルの一部を配置した概念図である。なお、マイクロセルを形成する小送信電力ノードとしてRRHを例示しているが、その他の小送信電力ノードでも同様に適用できる。
図4Aは、マイクロセル−サブフレームの先頭OFDMシンボルからデータチャネル(PDSCH)を配置した例を示しており、図4Bは、マイクロセル−サブフレームの第2OFDMシンボルからデータチャネル(PDSCH)を配置した例を示している。図4Aの上段に示すマクロセルのサブフレーム構成は、上記した図3上段に示すマクロセルのサブフレーム構成と基本的に変わらない。
図4Aの下段に示すマイクロセルのサブフレーム構成は、プロテクトサブフレームに同期したマイクロセル-サブフレームに関して、新たに物理チャネルが定義されている。新たに定義した物理チャネルの詳細について説明する。既存サブフレームのデータ領域(第2又は第3OFDMシンボル以降のシンボル領域)に、新たに物理下り制御チャネル(X-PDCCHと呼ぶこととする)を定義している。X-PDCCHは、時間ドメインでは既存サブフレームの制御領域の終わりから当該サブフレームの最終シンボルまでのリソースが割り当てられている。また、X-PDCCHは、周波数ドメインではシステム帯域の中央付近の複数サブキャリアに割り当てられている。システム帯域の全体にわたり、下り参照信号の1つである下りリンク復調用参照信号(DM-RS:Demodulation Reference Signal)が配置されている。PDCCHは、ユーザ個別の制御チャネルであるので、ユーザ個別の下り参照信号であるDM−RSはX-PDCCH復調用の参照信号として親和性が高い。ただし、X-PDCCHを復調できれば、その他の下り参照信号(CRS等)を用いることもできる。
既存サブフレームの制御領域(第1OFDMシンボルから最大で第3OFDMシンボルまでの領域)にまで、データチャネル(PDSCH)を割り当てている。データ領域がサブフレームの第1OFDMシンボルまで拡張されていると言うことができる。マクロセルとマイクロセルとでセルIDが異なれば、CRSが配置されるサブキャリア位置がずれるが、その空きリソースエレメントにデータチャネルを配置すると、マクロセル−サブフレームで送信しているCRSと干渉する。そのため、マクロセル−サブフレーム(第1OFDMシンボル)で送信しているCRSと衝突するリソースエレメントはミューティングする。データチャネルを割り当て可能な容量は、ミューティングするリソースエレメントの数だけ減少する。そこで、RRH(マイクロ基地局)は、ミューティングするリソースエレメントをレートマッチングし、データチャネル送信用に確保されている容量に相当するデータ量にデータチャネルを符号化する。
RRH(マイクロ基地局)は、マイクロセル配下のマイクロUEに対して、X−PDCCHが適用される特定サブフレーム及びミューティングリソースエレメントを通知する。レートマッチング方式の識別情報はX−PDCCHで送信することができる。X−PDCCHが適用される特定サブフレームの通知方法は種々の方法が適用可能である。例えば、X−PDCCHが適用されるサブフレーム番号を仕様にて固定的に定めておき、当該仕様をサポートするユーザ端末がサブフレーム番号(例えば、偶数番号)に応じて、X−PDCCHを復号し、データチャネルのレートマッチング方法を切り替えてデータチャネルを復号(デレートマッチング)する。または、X−PDCCHが適用されるサブフレーム番号を、RRH(マイクロ基地局)からマイクロセルUEに対してハイヤレイヤシグナリングで通知するようにしてもよい。ハイヤレイヤシグナリングを用いることにより、準静的に切り替えることができる。
マイクロセルUEは、X−PDCCHが適用される特定サブフレームを受信した場合、データ領域の先頭シンボル(第3又は第4OFDMシンボル)からX−PDCCHを受信して復号する。X−PDCCHに含まれたレートマッチング方法(識別情報)を取得して、レートマッチング方法に対応したデレートマッチングを適用してデータチャネルを復調する。
図4Bは、マイクロセル−サブフレームの第2OFDMシンボルからデータチャネル(PDSCH)を配置した例を示している。図4Bの上段に示すマクロセルのサブフレーム構成は、上記した図3上段に示すマクロセルのサブフレーム構成と同じである。
図4Bの下段に示すマイクロセルのサブフレーム構成は、プロテクトサブフレームに同期したマイクロセル-サブフレームに関して、新たに物理チャネルであるX-PDCCHが定義されている。図4Aを参照して説明したように、X-PDCCHは、時間ドメインでは既存サブフレームの制御領域の終わりから当該サブフレームの最終シンボルまでのリソースが割り当てられている。また、X-PDCCHは、周波数ドメインではシステム帯域の中央付近の複数サブキャリアに割り当てられている。
一方、データチャネル(PDSCH)は、既存サブフレームにおける制御領域となる第2OFDMシンボルにまで割り当てている。データ領域がサブフレームの第2OFDMシンボルまで拡張されていると言うことができる。図4Bに示すように、マクロセルにおける特定サブフレームには、第1OFDMシンボルにPHICHが配置される可能性がある。かかる特定サブフレームは、第1OFDMシンボルにCRSとPHICHが多重されるので、マイクロセル-サブフレームの第1OFDMシンボルへの干渉が大きい。そこで、マクロセル−サブフレームの第1OFDMシンボルにCRS及びPHICHが配置される特定サブフレーム(本例ではプロテクトサブフレーム)では、データチャネル(PDSCH)を第2OFDMシンボルまで拡張するのが望ましい。
データチャネルを割り当て可能な容量は、第1OFDMシンボルのリソースエレメントの数だけ減少する。そこで、RRH(マクロ基地局)は、第1OFDMシンボルをすべてレートマッチングし、データチャネル送信用に確保されている容量相当にデータチャネルを符号化する。
RRH(マイクロ基地局)は、マイクロセル配下のマイクロUEに対して、X−PDCCHが適用される特定サブフレームを通知する。レートマッチング方式の識別情報はX−PDCCHで送信することができる。X−PDCCHが適用される特定サブフレームの通知方法は種々の方法が適用可能である。
マイクロセルUEは、X−PDCCHが適用される特定サブフレームを受信した場合、データ領域の先頭シンボル(第2OFDMシンボル)からX−PDCCHを受信して復号する。X−PDCCHに含まれたレートマッチング方法(識別情報)を取得して、レートマッチング方法に対応したデレートマッチングを適用してデータチャネルを復調する。
図4Aに示す干渉コディネーションに対応したレートマッチングを第1のレートマッチング方法と呼び、図4Bに示す干渉コディネーションに対応したレートマッチングを第2のレートマッチング方法と呼ぶこととする。マクロ基地局は、RRHから送信される物理チャネル信号のベースバンド処理を当該マクロ基地局内でハンドリングしているので、図4Aに示す干渉コディネーションと図4Bに示す干渉コディネーションとをダイナミックに選択できる。この場合、干渉コディネーションの選択に伴って、レートマッチング方法に切り替えが必要だが、マクロ基地局がハンドリングすれば、第1のレートマッチング方法と第2のレートマッチング方法とを高速にダイナミックに切り替えることができる。なお、小送信電力ノードであるピコ基地局はマクロ基地局とX2インターフェースを介して接続されるので、レートマッチングを切り替えることは可能である。
図5は、データ領域に下り制御チャネルを定義し、制御領域にデータチャネルの一部を配置した概念図であって、マクロセルとマイクロセルが同一セルIDを用いる場合の例が示されている。マクロセルとマイクロセルが同一セルIDを用いる場合、マイクロセルは、マクロセルと同一のCRS及びPDCCHを送信する。ただし、本発明は、同一セルIDを用いる場合に限定されず、異なるセルIDを用いる場合にも適用できる。
図5Aは、特定サブフレーム(本例ではプロテクトサブフレーム)において、マクロセルでは第1OFDMシンボルでCRSを送信しているが、マイクロセルにおいてもマクロセルと同一リソースにCRSを配置している。RRHは、マイクロセル−サブフレームのデータ領域にX−PDCCHを配置すると共に、第1OFDMシンボルまでデータチャネル(PDSCH)を拡張するようにスケジューリングしている。この場合、CRSが配置されるリソースエレメントがマクロセルと同一であるので、マイクロセル−サブフレームの制御領域においてミューティングするリソースエレメントはCRSだけである。このときレートマッチングは制御領域のCRSだけである。
図5Bは、特定サブフレーム(本例ではプロテクトサブフレーム)において、マクロセルでは第1OFDMシンボルでCRSを送信し、かつPDCCHを送信しているが、マイクロセルにおいてもマクロセルと同一リソースにCRS及びPDCCHを配置している。マクロ基地局は、例えば、プロテクトサブフレームでPDCCHを送信しないが、完全に禁止するのではなく、図5Bのマクロセル−サブフレームに示すように、必要に応じてプロテクトサブフレームでPDCCHを送信できることが望ましい。RRHは、マイクロセル−サブフレームのデータ領域にX−PDCCHを配置すると共に、最大第3OFDMシンボルまでの本来の制御領域にCRS及びPDCCHを配置し、PDCCHの終端から開始するデータ領域の先頭からデータチャネル(PDSCH)をスケジューリングしている。この場合、PDCCHが配置されるリソースエレメントだけデータチャネルの基準容量よりも容量が少なくなる。したがって、図5Bに示すようにPDCCHの終端からデータチャネルを開始する場合、PDCCH配置領域の全てをレートマッチングする。すなわち、RRH(マイクロ基地局)は、第PDCCHの配置領域のすべてレートマッチングし、データチャネル送信用に確保されている容量に合わせるようにデータチャネルを符号化する。
図5Aに示す干渉コーディネーションに対応したレートマッチングを第3のレートマッチング方法と呼び、図5Bに示す干渉コーディネーションに対応したレートマッチングを第4のレートマッチング方法と呼ぶこととする。マクロ基地局は、RRHから送信される物理チャネル信号のベースバンド処理を当該マクロ基地局内でハンドリングしているので、図5Aに示す干渉コディネーションと図5Bに示す干渉コディネーションとをダイナミックに選択でき、第3のレートマッチング方法と第4のレートマッチング方法とを高速に切り替えることができる。なお、小送信電力ノードであるピコ基地局はマクロ基地局とX2インターフェースを介して接続されるので、レートマッチングを切り替えることは可能である。
また、上記のX−PDCCHは、プロテクトサブフレームに同期したマイクロセル-サブフレームのみならず、ノンプロテクトサブフレームに同期したマイクロセル-サブフレームでも適用可能である。
本発明は、次世代移動通信システムの1つであるLTE/LTE-Aシステムに適用可能である。最初に、LTE/LTE-Aシステムの概要について説明する。以下の説明では基本周波数ブロックをコンポーネントキャリアとして説明する。
本システムは、複数のコンポーネントキャリアで構成される相対的に広い第1システム帯域を持つ第1通信システムであるLTE−Aシステムと、相対的に狭い(ここでは、一つのコンポーネントキャリアで構成される)第2システム帯域を持つ第2通信システムであるLTEシステムが併存する。LTE−Aシステムにおいては、最大100MHzの可変のシステム帯域幅で無線通信し、LTEシステムにおいては、最大20MHzの可変のシステム帯域幅で無線通信する。LTE−Aシステムのシステム帯域は、LTEシステムのシステム帯域を一単位とする少なくとも一つの基本周波数領域(コンポーネントキャリア:CC)となっている。このように複数の基本周波数領域を一体として広帯域化することをキャリアアグリゲーションという。
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、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)が適用されるが、上りリンクの無線アクセス方式はこれに限定されない。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、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
ここで、LTEシステムにおけるチャネル構成について説明する。
下りリンクチャネル構成を説明する。セル内のユーザ端末で共有される下りデータチャネルとしてのPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)と、下りL1/L2制御チャネル(PDCCH、PCFICH、PHICH)とを有する。PDSCHにより、送信データ及び上位制御情報が伝送される。PDCCH(Physical Downlink Control Channel)により、PDSCHおよびPUSCHのスケジューリング情報等が伝送される。PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)により、PDCCHに用いるOFDMシンボル数が伝送される。PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)により、PUSCHに対するHARQのACK/NACKが伝送される。
上りリンクチャネル構成を説明する。セル内のユーザ端末で共有される上りデータチャネルとしてのPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)と、上りリンクの制御チャネルであるPUCCH(Physical Uplink Control Channel)とを有する。このPUSCHにより、送信データや上位制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下り参照信号(CSI−RS,CRS)から測定される受信品質情報であるCSI、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、ACK/NACK等が伝送される。
図6を参照して、本発明の実施例に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図6に示す無線通信システムは、HetNet構成を有しており、LTEシステム或いは、SUPER 3Gが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、LTEシステムのシステム帯域を一単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、IMT−Advancedと呼ばれても良いし、4Gと呼ばれても良い。
マクロ基地局B1は、上位局装置と接続され、この上位局装置は、コアネットワークと接続される。マクロ基地局B1の配下のマクロUEは、マクロ基地局B1と通信を行うことができ、マイクロ基地局B2の配下のマイクロUEは、マイクロ基地局B2と通信を行うことができるようにチャネルが制御される。なお、上位局装置には、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。ユーザ端末(マクロUE/マイクロUE)は、特段の断りがない限り、LTE/LTE−Aをサポートする。
図7を参照しながら、本実施例におけるマクロ基地局およびマイクロ基地局(RRH)の全体構成について説明する。マクロ基地局B1は、マクロセル配下のユーザ端末と通信するためのマクロ基地局部20と、マクロ基地局B1に光ファイバ等のケーブルL1、L2で接続されるRRH30,31(図6に示すマイクロ基地局B2、B3等)の一部の機能要素(無線部機能を除く機能部)が含まれる。
マクロ基地局部20は、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、スケジューラ205と、伝送路インターフェース206とを備えている。マクロ基地局部20からユーザ端末に送信される送信データは、上位局装置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、下りデータチャネル信号に対して次の処理を加える。PDCPレイヤの処理、送信データの分割・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が行われる。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われる。
また、ベースバンド信号処理部204は、報知チャネルにより、同一セルに接続するユーザ端末に対して、各ユーザ端末がマクロ基地局部と無線通信するための制御情報を通知する。当該マクロセル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や、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する。アンプ部202a,202bは周波数変換された送信信号を増幅して送受信アンテナ201a,201bへ出力する。
一方、上りリンクによりユーザ端末からマクロ基地局部20に送信される信号については、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、上りリンクで受信したベースバンド信号に含まれる送信データに対して、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に転送される。なお、音声通話に関連する機能要素として呼処理部を含む。呼処理部は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、マクロ基地局部20の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
マイクロ基地局B2は、マクロ基地局B1から離れたホットスポット等に設置されたRRH30と、RRH30をマクロ基地局B1に接続する光ケーブル等のケーブルL1と、マクロ基地局B1の内部に設置された制御・ベースバンド部32と、で構成されている。制御・ベースバンド部32は、基本的にはマクロ基地局部20の無線部を除いた機能部と同等の機能部を構成しており、ベースバンド信号処理部33、マイクロセル配下のマイクロUEのリソース割り当てを制御すると共にマクロ基地局B1のスケジューラ205とも連携するスケジューラ34とを有する。他のマイクロ基地局B3も、マイクロ基地局B2と同じ構成を有する。
図8は、マクロ基地局部20が有するベースバンド信号処理部204の機能ブロック図である。ベースバンド信号処理部204は、送信部と、受信部とを備えている。ベースバンド信号処理部204の送信部は、下り物理チャネルのチャネル信号を生成するチャネル信号生成部301と、チャネル信号生成部301で生成された下り物理チャネルのチャネル信号をOFDM変調するOFDM変調部302とを有する。
チャネル信号生成部301は、参照信号生成部311と、PDCCH生成部312と、PHICH生成部313と、PDSCH生成部314とを有する。参照信号生成部311は、下り参照信号(CRS,UE個別RS、DM-RS,CSI-RS等)を生成する。参照信号生成部311は、スケジューラ205からMBSFNサブフレーム情報が与えられ、MBSFNサブフレームではデータ領域に配置されるCRSを生成しない。PDCCH生成部312は、下り制御情報であるDCI(ダウンリンクスケジューリングアサイメント、アップリンクスケジューリンググラント)を生成する。PHICH生成部313は、上りリンクで受信したユーザデータに対するACK/NACKを生成する。PDSCH生成部314は、下りユーザデータとなるデータチャネル信号を生成する。なお、PHICH生成部313は、ACK/NACK判定部315から、上りリンクで受信したユーザデータに対するACK/NACK判定結果が与えられる。スケジューラ205は、上位局装置から入力された再送指示の内容に基づいて、これらのチャネル推定値及びCQIを参照しながら上下制御信号及び上下共有チャネル信号のスケジューリングを行う。
OFDM変調部302は、他の下りリンクチャネル信号及び上りリソース割り当て情報信号を含む下りリンク信号をサブキャリアにマッピングし、逆高速フーリエ変換(IFFT)し、CPを付加することにより、下り送信信号を生成する。図9はOFDM変調部302の機能ブロックを示している。OFDM変調部302は、CRC付加部101と、チャネル符号化部102と、インターリーバ103と、レートマッチング部104と、変調部105と、サブキャリアマッピング部106とを含んで構成されている。CRC付加部101は、入力される情報ビットにパケットデータ単位のエラー検査のためのCRCビットを付加する。情報ビットには、24ビット長のCRCビットが付加されることができる。また、CRC付加部101は、コードブロック分割後のコードブロック毎にCRCビットを付加する。チャネル符号化部102は、CRCビットを含むパケットデータを所定の符号化方式を利用して所定の符号率で符号化する。具体的には、チャネル符号化部102は、符号化率1/3のターボ符号化を行い、符号化ビットを得る。パケットデータは、システマティックビットと、このシステマティックビットのエラー制御ビットであるパリティビットに符号化される。符号化率はスケジューラ205から指示される。ここでは、符号化率1/3のターボ符号化を用いる場合について説明するが、他の符号化率や他の符号化方式を利用することも可能である。インターリーバ103は、チャネル符号化後の符号化ビットの順序をランダムに再配置する(インターリーブ処理)。インターリーブ処理は、バーストエラーによるデータ伝送損失を最小化するために行われる。レートマッチング部104は、符号化ビットに対して反復(Repetition)及び穿孔(Puncturing)を行うことによって、符号化ビットのレートマッチングを行う。例えば、レートマッチング部104は、チャネル符号化後の符号化ビット長KWが、レートマッチング後の符号化ビット長Eより大きい場合にパンクチャリングし、チャネル符号化後の符号化ビット長KWが、レートマッチング後の符号化ビット長Eより小さい場合に反復を行う。変調部105は、レートマッチング部104から入力された符号化ビットを所定の変調方式によって変調する。なお、変調部105で使用される変調方式は、スケジューラ205から与えられる。変調方式には、例えば、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、8PSK、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAMなどが含まれる。変調部105により変調された符号化ビットは、送信データとして下りリンクで移動端末装置UEに送信される。
スケジューラ205は、現在の無線チャネル状態に応じてチャネル符号化部102の符号化率及び変調部105の変調方式を決定する。また、スケジューラ205は、ユーザ端末から送信される応答信号(ACK/NACK)に応じて再送制御する。応答信号ACK(Acknowledge)を受信した場合には、バッファメモリ内の対応する送信パケットを削除する。一方、応答信号NACK(Non−Acknowledge)を受信した場合には、バッファメモリ内の対応する送信パケットの一部又は全部を抽出し、変調部105を介してユーザ端末に再送する。
ベースバンド信号処理部204の受信部は、受信信号からCPを除去するCP除去部321と、受信信号を高速フーリエ変換(FFT)するFFT部322と、FFT後の信号をデマッピングするサブキャリアデマッピング部323と、サブキャリアデマッピング後の信号に対してブロック拡散符号(OCC)で逆拡散するブロック逆拡散部324と、逆拡散後に信号から巡回シフトを除去して対象とするユーザの信号を分離する巡回シフト分離部325と、ユーザ分離後のデマッピング後の信号についてチャネル推定を行うチャネル推定部326と、チャネル推定値を用いてサブキャリアデマッピング後の信号をデータ復調するデータ復調部327と、データ復調後の信号をデータ復号するデータ復号部328とを有する。
CP除去部321は、CPに相当する部分を除去して有効な信号部分を抽出する。FFT部322は、受信信号をFFTして周波数領域の信号に変換する。FFT部322は、FFT後の信号をサブキャリアデマッピング部323に出力する。サブキャリアデマッピング部323は、リソースマッピング情報を用いて周波数領域の信号から上り制御チャネル信号であるACK/NACK信号を抽出する。サブキャリアデマッピング部323は、抽出されたACK/NACK信号をデータ復調部327へ出力する。サブキャリアデマッピング部323は、抽出された参照信号をブロック逆拡散部324へ出力する。ブロック逆拡散部324では、直交符号(OCC)(ブロック拡散符号)を用いて直交多重された受信信号を、ユーザ端末で用いた直交符号で逆拡散する。ブロック逆拡散部324は、逆拡散後の信号を巡回シフト分離部325へ出力する。巡回シフト分離部325は、巡回シフトを用いて直交多重された制御信号を、巡回シフト番号を用いて分離する。ユーザ端末からの上り制御チャネル信号には、ユーザ毎に異なる巡回シフト量で巡回シフトが行われている。したがって、ユーザ端末で行われた巡回シフト量と同じ巡回シフト量だけ逆方向に巡回シフトを行うことにより、受信処理の対象とするユーザの制御信号を分離することができる。チャネル推定部326は、巡回シフト及び直交符号を用いて直交多重された参照信号を、巡回シフト番号及び必要に応じてOCC番号を用いて分離する。チャネル推定部326においては、巡回シフト番号に対応した巡回シフト量を用いて逆方向に巡回シフトを行う。また、OCC番号に対応した直交符号を用いて逆拡散する。これにより、ユーザの信号(参照信号)を分離することが可能となる。また、チャネル推定部326は、リソースマッピング情報を用いて周波数領域の信号から受信した参照信号を抽出する。そして、CAZAC番号に対応するCAZAC符号系列と受信したCAZAC符号系列との相関をとることにより、チャネル推定を行う。データ復調部327は、チャネル推定部326からのチャネル推定値に基づいてデータ復調する。また、データ復号部328は、復調後のACK/NACK信号をデータ復号してACK/NACK情報として出力する。
マクロ基地局部20においては、このACK/NACK情報に基づいて、ユーザ端末に対する新規のPDSCHの送信、或いは、送信したPDSCHの再送を判断する。
次に、マイクロ基地局B2の機能ブロックについて説明する。
マイクロ基地局B2を構成する構成要素の1つであるRRH30は、マクロ基地局部20の無線部を構成する、アンテナ201a,201b、アンプ部202a,202b、送受信部203a,203bと同様の構成を有する。
マイクロ基地局B2のベースバンド信号処理部33は、マクロ基地局部20のベースバンド信号処理部204と機能構成は基本的に同じである。以後の説明では、マイクロ基地局B2のベースバンド信号処理部33の機能ブロックに、マクロ基地局部20のベースバンド信号処理部204の機能ブロックに付されている符号と同じ符号を付すが、マクロ基地局部20と区別するため符号の後に“(B2)”を付すこととする。すなわち、マイクロ基地局B2のベースバンド信号処理部33の送信部は、下り物理チャネルのチャネル信号を生成するチャネル信号生成部301(B2)と、チャネル信号生成部301(B2)で生成された下り物理チャネルのチャネル信号をOFDM変調するOFDM変調部302(B2)とを有する。
チャネル信号生成部301(B2)は、参照信号生成部311(B2)と、PDCCH生成部312(B2)と、PHICH生成部313(B2)と、PDSCH生成部314(B2)とを有する。また、PDSCH生成部314(B2)は、スケジューラ34からの指示を受けてPDCCH開始位置に関する情報をハイヤレイヤシグナリングする。また、PDCCH生成部312(B2)は、スケジューラ34からの指示によって特定サブフレームにX-PDCCHを適用する。このとき、上記した通り、いくつかのレートマッチング方法をダイナミックに切り替えるため、下り制御情報に適用されるレートマッチング方法の識別情報を付加する。PDCCH生成部312(B2)は、スケジューラ34からの指示によってPDCCH開始位置をずらす(図3)。OFDM変調部302(B2)は、レートマッチング部104の動作がマクロ基地局B1のOFDM変調部302と異なる。OFDM変調部302(B2)は、図9に点線で示すように、レートマッチング部104(B2)に対して、スケジューラ205がレートマッチング方法(図4、図5)を指示する。レートマッチング部104(B2)は、スケジューラ205からの指示によってレートマッチング方法をダイナミックに切り替える。レートマッチング方法の指示はマクロ基地局B1のスケジューラ205からマイクロ基地局B2のスケジューラ34に伝えられる。スケジューラ205とスケジューラ34はマクロ基地局B1の同一サイトに組み込まれた要素であるので、ダイナミックな連携が可能である。
次に、図10を参照しながら、本実施例におけるユーザ端末の全体構成について説明する。マイクロUEを構成するユーザ端末40は、複数の送受信アンテナ401a、401bと、アンプ部402a、402bと、送受信部403a、403bと、ベースバンド信号処理部404と、アプリケーション部405とを備えている。
送受信アンテナ401a、401bで受信した無線周波数信号がアンプ部402a、402bで増幅され、送受信部403a、403b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404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405に転送される。アプリケーション部405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405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405からベースバンド信号処理部404に入力される。ベースバンド信号処理部404は、再送制御(HARQ)の送信処理や、チャネル符号化、DFT処理、IFFT処理を行う。送受信部403は、ベースバンド信号処理部404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402a、402bで増幅されて送受信アンテナ401a、401bより送信される。
図11は、ユーザ端末の詳細な機能ブロックを示している。
以下の説明においては、ユーザ端末から上りリンクで上りリンク制御情報が送信される場合に、CAZAC符号系列の巡回シフトを用いて複数ユーザ間を直交多重し、フィードバック制御情報である再送応答信号を送信する場合について説明する。なお、以下の説明においては、2つのCCから受信した下りリンク共有チャネルに対する再送応答信号を送信する場合を示すが、CC数はこれに限定されない。
ユーザ端末40は、送信部と、受信部とを備えている。ユーザ端末40の受信部は、受信信号を制御情報とデータ信号に分離するチャネル分離部1400と、OFDM信号を復調するデータ情報復調部1401と、下りリンク共有チャネル信号に対して再送確認して再送応答信号を出力する再送確認部1402と、下りリンク制御情報を復調する下りリンク制御情報復調部1403と、受信した下りリンク共有チャネル信号に関するレートマッチング方法を判定して、デレートマッチング方法を決定するデレートマッチング方法決定部1404とを有している。一方、ユーザ端末40の送信部は、制御情報送信チャネル選択部1201と、上りリンク共有チャネル(PUSCH)処理部1000と、上りACK/NACKチャネル(PUCCH)処理部1100と、SRS処理部1300と、チャネル多重部1202と、IFFT部1203と、CP付与部1204とを有している。
データ情報復調部1401は、下りOFDM信号を受信し復調する。すなわち、下りOFDM信号からCPを除去し、高速フーリエ変換し、BCH信号あるいは下り制御信号が割り当てられたサブキャリアを取り出し、データ復調する。複数のCCから下りOFDM信号を受信した場合には、CC毎にデータ復調する。データ情報復調部1401は、データ復調後の下り信号を再送確認部1402に出力する。
再送確認部1402は、受信した下りリンク共有チャネル信号(PDSCH信号)が誤りなく受信できたか否かを判定し、下りリンク共有チャネル信号が誤りなく受信できていればACK、誤りが検出されればNACK、下りリンク共有チャネル信号が検出されなければDTXの各状態を再送確認して再送応答信号を出力する。基地局との通信に複数CCが割り当てられている場合は、CC毎に下りリンク共有チャネル信号が誤りなく受信できたか否かを判定する。また、再送確認部1402は、コードワード毎に上記3状態を判定する。2コードワード伝送時はコードワード毎に上記3状態を判定する。再送確認部1402は、判定結果を送信部(ここでは、制御情報送信チャネル選択部1201)に出力する。
下りリンク制御情報復調部1403は、無線基地局装置からの下りリンク制御情報を復調してトランスポートブロック数及びレートマッチング方法を検出する。基地局との通信に複数CCが割り当てられている場合は、CC毎に設定されたトランスポートブロック数を検出する。下りリンク制御情報復調部1403は、トランスポートブロック数の検出結果をチャネル選択制御部1101に出力し、レートマッチング方法をデレートマッチング方法決定部1404へ出力する。デレートマッチング方法決定部1404は、PDCCHから検出されたPDSCHのレートマッチング方法に対応したデレートマッチング方法をPDSCHのデレートマッチング方法として決定する。
制御情報送信チャネル選択部1201は、フィードバック制御情報である再送応答信号を送信するチャネルを選択する。具体的には、上りリンク共有チャネル(PUSCH)に含めて送信するか、上りリンク制御チャネル(PUCCH)で送信するかを決定する。例えば、送信時のサブフレームにおいて、PUSCH信号がある場合には、上りリンク共有チャネル処理部1000に出力し、PUSCHに再送応答信号をマッピングして送信する。一方、当該サブフレームにおいて、PUSCH信号がない場合には、上りACK/NACKチャネル(PUCCH)処理部1100に出力し、PUCCHの無線リソースを用いて再送応答信号を送信する。
上りリンク共有チャネル処理部1000は、再送確認部1402の判定結果に基づいて、再送応答信号のビットを決定する制御情報ビット決定部1006と、ACK/NACKビット系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部1007、送信すべきデータ系列を誤り訂正符号化するチャネル符号化部1001と、符号化後のデータ信号をデータ変調するデータ変調部1002、1008と、変調されたデータ信号と再送応答信号を時間多重する時間多重部1003と、時間多重した信号にDFT(Discrete Fourier Transform)するDFT部1004と、DFT後の信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部1005とを有している。
上りACK/NACKチャネル(PUCCH)処理部1100は、再送応答信号の送信に用いるPUCCHの無線リソースを制御するチャネル選択制御部1101と、PSKデータ変調を行うPSKデータ変調部1102と、PSKデータ変調部1102で変調されたデータに巡回シフトを付与する巡回シフト部1103と、巡回シフト後の信号にブロック拡散符号でブロック拡散するブロック拡散部1104と、ブロック拡散後の信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部1105とを有している。
チャネル選択制御部1101は、マッピングテーブルを参照して、PCCの上りリンク制御チャネルの無線リソースから再送応答信号の送信に利用する無線リソースを決定する。チャネル選択制御部1101が利用するマッピングテーブルは、複数の無線リソースと位相変調のビット情報を用いてPCC及びSCCの下りリンク共有チャネル信号に対する再送応答信号の組み合わせが規定されている。チャネル選択制御部1101は、下りリンク制御情報復調部1403において、基地局からの下りリンク制御情報を復調して得られたトランスポートブロック数に応じて、マッピングテーブルの内容を適宜変更して適用する。具体的には、PCC及びSCCのトランスポートブロック数に応じて、マッピングテーブルの所定の部分を選択した内容を適用することができる。選択情報は、PSKデータ変調部1102、巡回シフト部1103、ブロック拡散部1104及びサブキャリアマッピング部1105に通知する。
PSKデータ変調部1102は、チャネル選択制御部1101から通知された情報に基づいて、位相変調(PSKデータ変調)を行う。例えば、PSKデータ変調部1102において、QPSKデータ変調による2ビットのビット情報に変調する。
巡回シフト部1103は、CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)符号系列の巡回シフトを用いて直交多重を行う。具体的には、時間領域の信号を所定の巡回シフト量だけシフトする。なお、巡回シフト量はユーザ毎に異なり、巡回シフト番号に対応づけられている。巡回シフト部1103は、巡回シフト後の信号をブロック拡散部1104に出力する。ブロック拡散部(直交符号乗算手段)1104は、巡回シフト後の参照信号に直交符号を乗算する(ブロック拡散する)。ここで、参照信号に用いるOCC(ブロック拡散符号番号)については、上位レイヤからRRCシグナリングなどで通知しても良く、データシンボルのCSに予め関連付けられたOCCを用いても良い。ブロック拡散部1104は、ブロック拡散後の信号をサブキャリアマッピング部1105に出力する。
サブキャリアマッピング部1105は、チャネル選択制御部1101から通知された情報に基づいて、ブロック拡散後の信号をサブキャリアにマッピングする。また、サブキャリアマッピング部1105は、マッピングされた信号をチャネル多重部1202に出力する。
SRS処理部1300は、SRS信号(Sounding RS)を生成するSRS信号生成部1301と、生成されたSRS信号をサブキャリアにマッピングするサブキャリアマッピング部1302とを有している。サブキャリアマッピング1302は、マッピングされた信号をチャネル多重部1202に出力する。
チャネル多重部1202は、上りリンク共有チャネル処理部1000又は上りACK/NACKチャネル(PUCCH)処理部からの信号と、SRS信号処理部1300からの参照信号を時間多重して、上り制御チャネル信号を含む送信信号とする。
IFFT部1203は、チャネル多重された信号をIFFTして時間領域の信号に変換する。IFFT部1203は、IFFT後の信号をCP付与部1204に出力する。CP付与部1204は、直交符号乗算後の信号にCPを付与する。そして、PCCの上りリンクのチャネルを用いて上り送信信号が無線通信装置に対して送信される。
次に、以上のように構成された本実施例における干渉コーディネーションについて、具体的に説明する。
図3に示す干渉コーディネーションに関連する動作について説明する。
マクロ基地局B1は、特定サブフレーム(例えば、図3に示す2番目のマクロセル−サブフレーム)でABS及びMBSFNフレームを適用し、当該マクロセル−サブフレームの第1OFDMシンボルのみにCRS及びPHICHを配置して、マクロUEへ下りリンクチャネル信号を送信する。マクロ基地局部20では、当該特定サブフレームでは、参照信号生成部311が先頭OFDMシンボルに多重するCRSだけを生成し、PHICH生成部313が8サブフレーム前のULグラントに関するACK/NACK信号を生成する。そして、当該特定サブフレームでは、PDCCH生成部312及びPDSCH生成部314がチャネル信号を生成しないで、送信停止区間となる。
マイクロ基地局B2は、マクロ基地局B1から特定サブフレームに関する情報が通知される。マクロ基地局B1からマイクロ基地局B2への特定サブフレーム情報の通知はスケジューラ205とスケジューラ34との連携によって通知されてもよいし、固定的に決められていてもよい。
マイクロ基地局B2では、通知された特定サブフレームにおいてPDCCH及びPDSCHを送信する。このとき、当該マイクロセル−サブフレームの先頭1OFDMシンボルにはPDCCHを送らないように、PDCCH開始位置を1OFDMずらして配置するように送信シンボルが制御される。PDCCHの開始位置の制御は、スケジューラ205から指示を受けたPDCCH生成部312(B2)において行われる。
マイクロ基地局B2は、マイクロUEが正しくPDCCHを復調できるようにするため、事前にPDCCH開始位置がずらされる特定サブフレームに関する情報を、マイクロUEへ通知しておく。特定サブフレームに関する情報はハイヤレイヤシグナリングによってマイクロUEへ通知することができる。
マイクロUEとなるユーザ端末30は、ハイヤレイヤシグナリングによって特定サブフレームに関する情報を受信した場合は、当該特定サブフレーム情報を保存する。ユーザ端末30では、チャネル分離部1400が下り受信信号を下り制御情報とデータ信号に分離する。下りリンク制御情報復調部1403は、通常はサブフレームの先頭OFDMシンボルから下りリンク制御情報の受信を開始してPDCCHを復調する。そして、事前に通知された特定サブフレームを受信する場合は、サブフレームの第2OFDMシンボルからPDCCHの受信を開始する。特定サブフレームにおけるPDCCHの開始位置は、第2OFDMシンボルに限定されないが、特定サブフレームとPDCCH開始位置とがリンクしていることがオーバーヘッド削減の観点から望ましい。
これにより、マイクロ基地局B2によってPDCCHの開始位置を1シンボルずらして送信しても、ユーザ端末30は特定サブフレームでのPDCCHの開始位置を認識しているので、PDCCHを正しく復調できる。したがって、マクロ基地局B1において第1OFDMシンボルでCRS、PHICHを送信していたとしても、マイクロセルではPDCCHを正しく復調することができる。
次に、図4に示す干渉コーディネーションに関連する動作について説明する。
マクロ基地局B1は、特定サブフレーム(図4に示す2番目のマクロセル−サブフレーム)でABS及びMBSFNフレームを適用し、当該マクロセル−サブフレームの第1OFDMシンボルのみにCRSを配置して、マクロUEへ下りリンク信号を送信する。マクロ基地局部20では、当該特定サブフレームではPDCCH生成部312及びPDSCH生成部314がチャネル信号を生成しないで、送信停止区間となる。
マイクロ基地局B2は、マクロ基地局B1から特定サブフレームに関する情報が通知される。マクロ基地局B1からマイクロ基地局B2への特定サブフレーム情報の通知(図4Aに示す干渉コーディネーション方法の通知)はスケジューラ205とスケジューラ34との連携によって通知されてもよいし、固定的に決められていてもよい。
マイクロ基地局B2では、通知された特定サブフレームにおいて、X−PDCCH及びPDSCHを送信し、システム帯域全体にDM-RSを送信する。特定サブフレームでは、データ領域の中にX−PDCCHが定義される。特定サブフレームの先頭数OFDMシンボル(最大3OFDMシンボル)を制御領域とし、残りのシンボル領域をデータ領域とすると、データ領域における特定のサブキャリアでX−PDCCHを送信する。X−PDCCHのデータ領域への時間多重及びサブキャリアマッピングはOFDM変調部302で行われる。マクロセルでは制御領域のみでCSR、PHICH、PCFICHを送信するので、マイクロセルにおいて特定サブフレームのデータ領域で送られるX−PDCCHへの干渉は回避される。
マイクロ基地局B2では、PDSCH生成部314(B2)が生成するチャネル信号(ユーザデータ)を、特定サブフレームの制御領域まで拡張している。特定サブフレ−ムの先頭OFDMシンボルにはマイクロセルのCRSが配置されるので、制御領域においてマイクロセルCRSと重ならないリソースにPDSCHを配置する。ただし、マイクロセルにマクロセルと異なるセルIDが適用される場合、マクロセルのCRSから干渉を受けるので、図4Aに示すように、マイクロセルではマクロセルCRSに対応するリソースエレメントはミューティングする。マイクロセル-サブフレームにおいて制御領域の中でミューティングするリソースエレメントをレートマッチングする(第1のレートマッチング方法)。PDCCH生成部312(B2)は、第1のレートマッチング方法を付加した下り制御情報(DCI)を生成する。
また、図4Bに示す干渉コーディネーションが選択された場合は、マクロセルの特定サブフレームにおいて、PHICHが送信される場合がある。PHICHは先頭OFDMでCRSと重ならないリソースエレメントに多重される。このため、マイクロセルの特定サブフレームでは、PHICHと衝突するリソースエレメントでもPDSCHが干渉を受ける。そこで、PHICH及びCRSが配置される先頭OFDMシンボルには、マイクロセルのPDSCHを配置しないで、特定サブフレームの第2OFDMシンボルからPDSCHを送信開始する方がシンプルな設計が実現できる。この場合、マイクロセル-サブフレームにおいて制御領域の1番目のOFDMシンボル全部をレートマッチングする(第2のレートマッチング方法)。PDCCH生成部312(B2)は、第2のレートマッチング方法を付加した下り制御情報(DCI)を生成する。
マクロ基地局部20のスケジューラ205が、特定サブフレームにおけるPHICH送信の有無によって干渉コーディネーション方法を選択し、マイクロ基地局B2のスケジューラ34に選択した干渉コーディネーション方法(レートマッチング方法とリンクする)を指示し、スケジューラ34がレートマッチング方法を切り替える。OFDM変調部302(B2)のレートマッチング部104(B2)が指示されたレートマッチング方法を適用する。また、マクロ基地局部20のスケジューラ205は、特定サブフレームにおけるPHICH送信の有無以外の要素で干渉コーディネーション方法を選択してもよい。
マイクロ基地局B2は、マイクロUEが正しくPDCCHを復調できるようにするため、事前にX−PDCCHが適用される特定サブフレームに関する情報を、マイクロUEへ通知しておく。特定サブフレームに関する情報はハイヤレイヤシグナリングによってマイクロUEへ通知することができる。
マイクロUEとなるユーザ端末30は、ハイヤレイヤシグナリングによって特定サブフレームに関する情報を受信した場合は、当該特定サブフレーム情報を保存する。ユーザ端末30では、チャネル分離部1400が下り受信信号を下り制御情報とデータ信号に分離する。下りリンク制御情報復調部1403は、通常はサブフレームの先頭OFDMシンボルから下りリンク制御情報の受信を開始してPDCCHを復調する。そして、事前に通知された特定サブフレームを受信する場合は、サブフレームのデータ領域からX−PDCCHの受信を開始して復調する。復調されたX−PDCCHに付加されたレートマッチング方法はデレートマッチング方法決定部1404へ渡される。デレートマッチング方法決定部1404は、特定サブフレームで送信されるPDSCHのレートマッチング方法を認識して、PDSCHのデレートマッチング方法をデータ情報復調部1401へ通知する。データ情報復調部1401は、通知されたデレートマッチング方法に基づいてPDSCHを復調する。したがって、マイクロ基地局B2でのPDSCHのレートマッチング方法が適用的に切り替えられていたとしても、適切にPDSCHをデレートマッチングでき、正しく復調できる。
次に、図5に示す干渉コーディネーションに関連する動作について説明する。
マクロセルとマイクロセルのセルIDが同一の場合、マクロセルとマイクロセルとで同じCRSが同一リソースエレメントに割り当てられる。特定サブフレーム(図5に示す2番目のマクロセル−サブフレーム)でABS及びMBSFNフレームを適用しているが、図5Bではマクロセル−サブフレームの制御領域にPDCCHが割り当てられている。言いかえれば、プロテクトサブフレームであっても、マクロセルでPDCCHを送れるようにデザインされている。
マイクロ基地局B2は、図5Aの干渉コーディネーションを選択する場合、マクロ基地局部20のスケジューラ205から図5Aの干渉コーディネーションの選択が指示される。マイクロ基地局B2では、図5Aの干渉コーディネーションが選択された特定サブフレームにおいて、X−PDCCH及びPDSCHを送信し、システム帯域全体にDM-RSを送信する。特定サブフレ−ムの先頭OFDMシンボルにはマイクロセルのCRSが配置されるので、制御領域においてマイクロセルCRSと重ならないリソースにPDSCHを配置する。CRS以外のリソースエレメントにPDSCHを配置できるので、レートマッチングする必要はない(レートマッチング不要なケースを第3のレートマッチング方法と呼んでいる)。PDCCH生成部312(B2)は、第3のレートマッチング方法を付加した下り制御情報(DCI)を生成する。
マイクロ基地局B2は、図5Bの干渉コーディネーションを選択する場合、マクロ基地局部20のスケジューラ205から図5Bの干渉コーディネーションの選択が指示される。マイクロ基地局B2では、図5Bの干渉コーディネーションが選択された特定サブフレームにおいて、X−PDCCH及びPDSCHを送信し、システム帯域全体にDM-RSを送信する。特定サブフレ−ムの先頭OFDMシンボルにはマイクロセルのCRS及びPDCCHが配置されるので、制御領域にはPDSCHを配置しないで、データ領域の先頭リソースにPDSCHを配置する。したがって、レートマッチング部104(B2)はスケジューラ34からの指示にしたがって制御領域のすべてをレートマッチングする(第4のレートマッチング方法)。PDCCH生成部312(B2)は、第4のレートマッチング方法を付加した下り制御情報(DCI)を生成する。
マクロ基地局部20のスケジューラ205が、プロテクトサブフレームにおけるPDCCH送信の有無によってレートマッチング方法を決定し、マイクロ基地局B2のスケジューラ34に決定したレートマッチング方法を指示し、スケジューラ34がダイナミックにレートマッチング方法を切り替える。
マイクロUEとなるユーザ端末30における動作は、上記同様の動作となる。
以上の説明では、小送信電力ノードとしてRRH30を例に説明したが、ピコ基地局、フェムト基地局であっても、同様に適用可能である。図12はRRHに代えて、ピコ基地局(又はフェムト基地局)がマクロ基地局B1と連携するシステム構成図を示している。同図に示すように、マクロ基地局B1とピコ基地局(又はフェムト基地局)とは基本的に同じ機能ブロックで構成されている。すなわち、ピコ基地局(フェムト基地局)は、送受信アンテナ2201a,2201bと、アンプ部2202a,2202bと、送受信部2203a,2203bと、ベースバンド信号処理部2204と、スケジューラ2205と、伝送路インターフェース2206とを備えている。マクロ基地局B1とピコ基地局との間は、例えばX2インターフェースを介して通信可能に接続される。
また、以上の説明では、特定サブフレームは、マクロ基地局が最小限の品質測定用信号を残したまま信号送信を停止する送信停止区間を例にしたが、送信停止区間以外のサブフレームにも適用できる。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の実施形態において、ユーザ数や装置における処理部数については、これに限定されず、装置構成に応じて適宜変更することが可能である。また、本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。