JP5792793B2 - 無線通信システムにおいてリレーノードに制御チャネルを送信する方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、無線通信システムにおいてリレーノードに制御チャネルを送信する方法及びそのための装置に関するものである。

本発明の適用されうる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例として、Ｅ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムで、現在、３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照することができる。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）１２０、基地局（ｅＮｏｄｅ Ｂ；ｅＮＢ）１１０ａ及び１１０ｂ、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の末端に位置して外部ネットワークと接続する接続ゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ；ＡＧ）を含む。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／またはユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に伝送することができる。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、多数の端末に下りまたは上り伝送サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、多数の端末へのデータ送受信を制御する。ダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）データについて、基地局は、ダウンリンクスケジューリング情報を伝送し、該当の端末にデータの伝送される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、アップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）データについて、基地局は、アップリンクスケジューリング情報を該当の端末に伝送し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局の間には、ユーザトラフィックまたは制御トラフィック伝送のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成することができる。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡに基づいてＬＴＥまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求及び期待は増加しつつある。また、他の無線接続技術の開発も相次いでいるため、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの低減、サービス可用性の増大、融通性ある周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適切なパワー消耗などが要求される。

上記の点に鑑みて、以下では、無線通信システムにおいてリレーノードに制御チャネルを送信する方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一様相である、無線通信システムにおいて基地局がリレーノードにリレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）を送信する方法は、前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルのための一つ以上のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を割り当て、前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを、前記一つ以上のリソースブロックにマッピングし、前記一つ以上のリソースブロックを用いて前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを前記リレーノードに伝送すること、を含み、前記マッピングは、前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを、前記一つ以上のリソースブロックにおいて、最下位インデックスのシンボルで周波数方向にマッピングした後、次のインデックスのシンボルで周波数方向にマッピングすることを含む、ことを特徴とする。

本発明の他の様相である、無線通信システムにおける基地局装置は、リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）のための一つ以上のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を割り当て、前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを前記一つ以上のリソースブロックにマッピングするプロセッサと、前記一つ以上のリソースブロックを用いて前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを前記リレーノードに伝送する送信モジュールと、を含み、前記プロセッサは、前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを、前記一つ以上のリソースブロックにおいて、最下位インデックスのシンボルで周波数方向にマッピングした後、次のインデックスのシンボルで周波数方向にマッピングすることを特徴とする。

好ましくは、前記リレーノード専用ダウンリンク物理制御チャネルを、前記割り当てられた一つ以上のリソースブロックの全てにわたって、最下位インデックスの副搬送波から副搬送波インデックスの増加する方向にマッピングすることができる。ここで、前記一つ以上のリソースブロックは、既に設定された個数で集約される（ａｇｇｒｅｇａｔｅｄ）ものでよい。

本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいてリレーノードは基地局から制御チャネルを効果的に受信することができる。

本発明で得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の制御プレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）の構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらチャネルを用いる一般的な信号伝送方法を説明するための図である。 ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムで用いられるダウンリンク無線フレームの構造を例示する図である。 制御チャネルを構成するのに用いられるリソース単位を示す図である。 システム帯域にＣＣＥを分散させる例を示す図である。 ＬＴＥシステムで用いられるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。 無線通信システムにおいてリレーバックホールリンク及びリレーアクセスリンクの構成を示す図である。 リレーノードリソース分割を例示する図である。 本発明の実施例によってセル間干渉緩和のためにＲ−ＰＤＣＣＨのための検索領域を設定する方法を示す図である。 検索領域間の間隔を２個のＲＢＧ単位で構成した例を示す図である。 本発明の第１の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。 本発明の第２の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。 本発明の第２の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。 本発明の第３の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。 本発明の第４の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。 本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

以下に添付の図面を参照して説明される本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解できるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例とする。

本明細書では、ＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは一例に過ぎず、本発明の実施例は、上記の定義に該当するいかなる通信システムに適用されてもよい。また、本明細書は、ＦＤＤ方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示的なもので、本発明の実施例は、Ｈ−ＦＤＤ方式またはＴＤＤ方式にも容易に変形して適用されてもよい。

図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間における無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の制御プレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）の構造を示す図である。制御プレーンは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵE）とネットワークが呼を管理するために用いる制御メッセージが伝送される通路のことを意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データまたはインターネットパケットデータなどが伝送される通路のことを意味する。

第１の層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報伝送サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて接続している。伝送チャネルを通じて媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを通じてデータが移動する。物理チャネルは時間及び周波数を無線リソースとする。特に、物理チャネルは、ダウンリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、アップリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。

第２の層における媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２の層のＲＬＣ層は、信頼性あるデータ伝送を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックにより具現してもよい。第２の層におけるＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースにおいてＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを効率的に伝送するために、不必要な制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を実行する。

第３の層の最下部に位置している無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）層は、制御プレーンでのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラ（Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ；ＲＢ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）と関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ＲＢとは、端末とネットワークとの間におけるデータ伝達のために第２の層により提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末及びネットワークのＲＲＣ層は互いにＲＲＣメッセージを交換する。端末及びネットワークのＲＲＣ層の間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末は、ＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）となる。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を担当する。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末にダウンリンクまたはアップリンク伝送サービスを提供する。それぞれ異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。

ネットワークから端末にデータを伝送する下り伝送チャネルは、システム情報を伝送するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを伝送するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを伝送する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャストまたは放送サービスのトラフィックまたは制御メッセージは、下りＳＣＨを通じて伝送されてもよく、または、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて伝送されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを伝送する上り伝送チャネルには、初期制御メッセージを伝送するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを伝送する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位にあり、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）には、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いる一般的な信号伝送方法を説明するための図である。

端末は、電源がついたり、新しくセルに進入したりした場合、基地局と同期を合わせる等の初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は基地局からプライマリ同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｐ−ＳＣＨ）及びセカンダリ同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を合わせ、セルＩＤなどの情報を獲得することができる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信して、セル内の放送情報を獲得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階においてダウンリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＤＬＲＳ）を受信してダウンリンクチャネル状態を確認することができる。

初期セル探索を終えた端末は、物理ダウンリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）及びＰＤＣＣＨに乗せられた情報に基づいて物理ダウンリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を獲得することができる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したり、信号伝送のための無線リソースがない場合に、端末は、基地局に対してランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；ＲＡＣＨ）を行うことができる（段階Ｓ３０３乃至段階Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＲＡＣＨ）を通じて特定シーケンスをプリアンブルとして伝送し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを通じてプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースＲＡＣＨの場合に、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行うことができる。

上述のような手順を行った端末は、以降、一般的なアップリンク／ダウンリンク信号伝送手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）及び物理アップリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）／物理アップリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）伝送（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末は、ＰＤＣＣＨを通じてダウンリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含み、その使用目的に従って別々のフォーマットを有する。

一方、端末がアップリンクを通じて基地局に伝送する、または端末が基地局から受信する制御情報は、ダウンリンク／アップリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいて、端末は、上記のＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／またはＰＵＣＣＨを通じて伝送することができる。

図４は、ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。

図４を参照すると、無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）は、１０ｍｓ（３２７２００・Ｔ_s）の長さを有し、１０個の均等なサイズのサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）で構成されている。それぞれのサブフレームは、１ｍｓの長さを有し、２個のスロット（ｓｌｏｔ）で構成されている。それぞれのスロットは、０．５ｍｓ（１５３６０・Ｔ_s）の長さを有する。ここで、Ｔ_sは、サンプリング時間を表し、Ｔ_s＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０^-8（約３３ｎｓ）で表示される。スロットは、時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて、一つのリソースブロックは１２個の副搬送波×７（６）個のＯＦＤＭシンボルを含む。データが伝送される単位時間であるＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）は、一つ以上のサブフレーム単位に定めることができる。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は様々に変更可能である。

図５は、ダウンリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図５を参照すると、サブフレームは、１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭１〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残り１３〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。図中、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）またはＰｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌ）を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域によらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳの割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域においてＲＳの割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。

ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルで、サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、１番目のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは、４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）で構成され、それぞれのＲＥＧは、セルＩＤ（Ｃｅｌｌ ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。一つのＲＥＧは、４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、一つの副搬送波×一つのＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースのことを指す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって１乃至３または２乃至４の値を指示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルで、アップリンク伝送に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶのに用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が伝送されるチャネルのことを指す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブル（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）＝２または４で拡散される。同じリソースにマッピングされる複数のＰＨＩＣＨは、ＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／または時間領域でダイバーシティ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。

ＰＤＣＣＨは、物理ダウンリンク制御チャネルで、サブフレームの先頭ｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは、１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨにより指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上のＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）で構成される。ＰＤＣＣＨは、伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割当に関する情報、アップリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを、各端末または端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを通じて伝送される。したがって、基地局と端末は、主に、特定の制御情報または特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを通じてデータをそれぞれ伝送及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つまたは複数の端末）に伝送されるものであり、これら端末が如何にＰＤＳＣＨデータを受信してデコーディング（ｄｅｃｏｄｉｎｇ）をすべきかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて伝送される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが、「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）されており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて伝送されるデータに関する情報が、特定サブフレームを通じて伝送されるとする。この場合、セル内の端末は、自身の持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタリングし、「Ａ」のＲＮＴＩを有している一つ以上の端末があるとすれば、これら端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて「Ｂ」及び「Ｃ」により指示されるＰＤＳＣＨを受信する。

図６は、制御チャネルを構成するのに用いられるリソース単位を示している。特に、図６の（ａ）は、基地局の送信アンテナの個数が１または２である場合を示し、図６の（ｂ）は、基地局の送信アンテナの個数が４である場合を示している。送信アンテナの個数によってＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）パターンが異なるだけで、制御チャネルに関するリソース単位の設定方法は同一である。

図６を参照すると、制御チャネルの基本リソース単位はＲＥＧである。ＲＥＧは、ＲＳを除外した状態で４個の隣接するリソース要素（ＲＥ）で構成される。ＲＥＧは、同図で太線で示されている。ＰＣＦＩＣＨ及びＰＨＩＣＨはそれぞれ、４個のＲＥＧ及び３個のＲＥＧを含む。ＰＤＣＣＨは、ＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）単位で構成され、一つのＣＣＥは９個のＲＥＧを含む。

端末は、自身にＬ個のＣＣＥからなるＰＤＣＣＨが伝送されるかを確認するために、Ｍ^(L)（≧Ｌ）個の連続している、または、特定規則で配置されているＣＣＥを確認するように設定される。端末がＰＤＣＣＨ受信のために考慮すべきＬ値は、複数でよい。端末がＰＤＣＣＨ受信のために確認すべきＣＣＥ集合を検索領域（ｓｅａｒｃｈ ｓｐａｃｅ）と呼ぶ。一例として、ＬＴＥシステムは、検索領域を表１のように定義している。

ここで、ＣＣＥ集約レベルＬは、ＰＤＣＣＨを構成するＣＣＥ個数を表し、Ｓ_k ^(L)は、ＣＣＥ集約レベルＬの検索領域を表し、Ｍ^(L)は、集約レベルＬの検索領域においてモニタリングすべき候補ＰＤＣＣＨの個数を表す。

検索領域は、特定端末にのみ接近を許容する端末特定検索領域（ＵＥ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｅａｒｃｈ ｓｐａｃｅ）と、セル内の全ての端末に接近を許容する共通検索領域（ｃｏｍｍｏｎ ｓｅａｒｃｈ ｓｐａｃｅ）とに区別することができる。端末は、ＣＣＥ集約レベルが４及び８の共通検索領域をモニタし、ＣＣＥ集約レベルが１、２、４及び８の端末−特定検索領域をモニタする。共通検索領域及び端末特定検索領域はオーバーラップしてもよい。

また、各ＣＣＥ集約レベル値に対して任意の端末に付与されるＰＤＣＣＨ検索領域において１番目の（最も小さいインデックスを持つ）ＣＣＥの位置は、端末に従ってサブフレームごとに変化することになる。これをＰＤＣＣＨ検索領域ハッシュ（ｈａｓｈｉｎｇ）という。

図７は、システム帯域にＣＣＥを分散させる例を示している。図７を参照すると、論理的に連続している複数のＣＣＥがインターリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）に入力される。インターリーバは、入力された複数のＣＣＥをＲＥＧ単位に取り混ぜる機能を果たす。そのため、一つのＣＣＥをなす周波数／時間リソースは、物理的にサブフレームの制御領域内で全体周波数／時間領域に散在して分布する。結局として、制御チャネルはＣＣＥ単位で構成されるが、ＲＥＧ単位でインターリービングが行われることから、周波数ダイバーシティ（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）及び干渉ランダム化（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｎｄｏｍｉｚａｔｉｏｎ）利得を最大化することができる。

図８は、ＬＴＥシステムで用いられるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。

図８を参照すると、アップリンクサブフレームを、制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域とに分けることができる。サブフレームの中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域においてデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上に伝送される制御情報は、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ダウンリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯのためのＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、アップリンクリソース割当要請であるＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）などがある。ある端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットにおいて互いに異なる周波数を占める一つのリソースブロックを用いる。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロットを境界に周波数ホッピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）される。特に、図７は、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられる例を示している。

一方、基地局及び端末間におけるチャネル状態が良くない場合は、基地局と端末との間にリレーノード（Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ、ＲＮ）を設けることで、チャネル状態のより良い無線チャネルを端末に提供することができる。また、基地局から、チャネル状態のよくないセル境界地域においてリレーノードを導入して使用することによって、より高速のデータチャネルを提供し、セルサービス領域を拡張させることが可能になる。このように、リレーノードは、無線通信システムにおいて電波陰影地域の解消のために導入された技術で、現在、広く用いられている。

過去の方式が単純に信号を増幅して伝送するリピーター（Ｒｅｐｅａｔｅｒ）の機能に留まっているのに対し、最近のものは、より知能化した形態に発展している。なお、リレーノード技術は、次世代移動通信システムにおいて基地局増設費用とバックホールネットワークの保守費用を軽減すると同時に、サービスカバレッジ拡大及びデータ処理率の向上のためにも必須の技術である。リレーノード技術が発展していくにつれて、従来の無線通信システムで用いるリレーノードを、新しい無線通信システムで支援することが要求されている。

３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システムにおいてリレーノードに基地局と端末間のリンク接続をフォーワーディングする機能を導入することで、それぞれのアップリンク及びダウンリンクキャリア周波数バンドに、属性の異なる２種類のリンクが適用されることになる。基地局及びリレーノードのリンク間に設定される接続リンク部分をバックホールリンク（ｂａｃｋｈａｕｌ ｌｉｎｋ）と定義する。ダウンリンクリソースを用いてＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）あるいはＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送が行われることを、バックホールダウンリンク（ｂａｃｋｈａｕｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ）と表現し、アップリンクリソースを用いてＦＤＤまたはＴＤＤ方式で伝送が行われることを、バックホールアップリンクと表現することができる。

図９は、無線通信システムにおいてリレーバックホールリンク及びリレーアクセスリンクの構成を示す図である。

図９を参照すると、基地局と端末間のリンクの接続をフォーワーディング（ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）する役割を担うものとしてリレーノードが導入されることで、それぞれのアップリンク及びダウンリンクキャリア周波数帯域に、属性の異なる２種類のリンクが適用される。基地局とリレーノード間に設定される接続リンク部分を、リレーバックホールリンク（ｒｅｌａｙ ｂａｃｋｈａｕｌ ｌｉｎｋ）と定義する。バックホールリンクを、ダウンリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）やダウンリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースにより伝送がなされる場合は、バックホールダウンリンク（ｂａｃｋｈａｕｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ）と表現し、アップリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）やアップリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースにより伝送がなされる場合は、バックホールアップリンク（ｂａｃｋｈａｕｌ ｕｐｌｉｎｋ）と表現することができる。

一方、リレーノードと一連の端末との間に設定される接続リンク部分を、リレーアクセスリンク（ｒｅｌａｙ ａｃｃｅｓｓ ｌｉｎｋ）と定義する。リレーアクセスリンクを、ダウンリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）やダウンリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースにより伝送がなされる場合、アクセスダウンリンク（ａｃｃｅｓｓ ｄｏｗｎｌｉｎｋ）と表現し、アップリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）やアップリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースにより伝送がなされる場合、アクセスアップリンク（ａｃｃｅｓｓ ｕｐｌｉｎｋ）と表現することができる。

リレーノード（ＲＮ）は、リレーバックホールダウンリンク（ｒｅｌａｙ ｂａｃｋｈａｕｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ）を通じて基地局から情報を受信し、リレーバックホールアップリンクを通じて基地局に情報を伝送することができる。また、リレーノードは、リレーアクセスダウンリンクを通じて端末に情報を伝送し、リレーアクセスアップリンクを通じて端末から情報を受信することができる。

一方、リレーノードの帯域（またはスペクトル）の使用について、バックホールリンクがアクセスリンクと同じ周波数帯域で動作する場合を「イン−バンド（ｉｎ−ｂａｎｄ）」といい、バックホールリンクとアクセスリンクとが異なる周波数帯域で動作する場合を「アウト−バンド（ｏｕｔ−ｂａｎｄ）」という。イン−バンド及びアウト−バンドのいずれにおいても、既存のＬＴＥシステム（例えば、リリース−８）に従って動作する端末（以下、レガシー（ｌｅｇａｃｙ）端末という。）がドナーセルに接続できるようにしなければならない。

端末がリレーノードを認識するか否かによって、リレーノードを、トランスペアレント（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）リレーノードとノン−トランスペアレント（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）リレーノードとに分類することができる。トランスペアレントは、端末がリレーノードを通じてネットワークと通信するか否かを認知できない場合のことを指し、ノン−トランスペアレントは、端末がリレーノードを通じてネットワークと通信するか否かを認知する場合のことを指す。

リレーノードの制御について、リレーノードは、ドナーセルの一部として構成されるリレーノードと、自分でセルを制御するリレーノードとに区別することができる。

ドナーセルの一部として構成されるリレーノードは、リレーノード識別子（ＩＤ）を有することはできるが、リレーノード自身のセルアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を有しない。ドナーセルの属する基地局によってＲＲＭ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）の少なくとも一部が制御されると（ＲＲＭの残りの部分はリレーノードに位置しても）、ドナーセルの一部として構成されるリレーノードと定義する。好ましくは、このようなリレーノードは、レガシー端末を支援することができ、例えば、スマートリピーター（Ｓｍａｒｔ ｒｅｐｅａｔｅｒｓ）、デコード−アンド−フォワードリレーノード（ｄｅｃｏｄｅ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌａｙｓ）、Ｌ２（第２の層）リレーノードの様々な種類及びタイプ−２リレーノードに相当する。

自分でセルを制御するリレーノードは、一つまたは複数のセルを制御し、リレーノードにより制御されるセルのそれぞれに固有の物理層セルアイデンティティが提供され、同じＲＲＭメカニズムを用いることができる。端末にとっては、リレーノードによって制御されるセルにアクセスすることと、一般基地局により制御されるセルにアクセスすることとに相違がない。好ましくは、このようなリレーノードにより制御されるセルは、レガシー端末を支援することができる。このリレーノードは、例えば、セルフ−バックホーリング（Ｓｅｌｆ−ｂａｃｋｈａｕｌｉｎｇ）リレーノード、Ｌ３（第３の層）リレーノード、タイプ−１リレーノード及びタイプ−１ａリレーノードに相当する。

タイプ−１リレーノードは、イン−バンドリレーノードで、複数個のセルを制御し、これら複数個のセルのそれぞれは、端末にとってはドナーセルと区別される別個のセルと見なされる。また、複数個のセルは固有の物理セルＩＤ（ＬＴＥリリース−８で定義する）を有し、リレーノードは自身の同期化チャネル、参照信号などを伝送することができる。単一セル動作の場合に、端末はリレーノードから直接スケジューリング情報及びＨＡＲＱフィードバックを受信し、リレーノードに自身の制御チャネル（スケジューリング要請（ＳＲ）、ＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫなど）を伝送することができる。また、レガシー端末（ＬＴＥリリース−８システムに従って動作する端末）にとって、タイプ−１リレーノードはレガシー基地局（ＬＴＥリリース−８システムに従って動作する基地局）と見なされる。すなわち、後方互換性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を有する。一方、ＬＴＥ−Ａシステムに従って動作する端末には、タイプ−１リレーノードがレガシー基地局と異なる基地局と見なされ、性能向上を提供することができる。

タイプ−１ａリレーノードは、アウト−バンドで動作する以外は、前述のタイプ−１リレーノードと同じ特徴を有する。タイプ−１ａリレーノードの動作は、Ｌ１（第１の層）動作への影響が最小化するようにまたはないように構成することができる。

タイプ−２リレーノードは、イン−バンドリレーノードで、別途の物理セルＩＤを持たず、よって、新しいセルを形成しない。タイプ−２リレーノードは、レガシー端末に対してトランスペアレントであり、レガシー端末は、タイプ−２リレーノードの存在を認知できない。タイプ−２リレーノードは、ＰＤＳＣＨを伝送することができるが、少なくともＣＲＳ及びＰＤＣＣＨは伝送しない。

一方、リレーノードをイン−バンドで動作させるには、時間−周波数空間での一部リソースをバックホールリンクのために予備していなければならず、また、このリソースはアクセスリンクのために用いられないように設定することができる。これをリソース分割（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）という。

リレーノードにおけるリソース分割の一般的な原理は、次の通りである。バックホールダウンリンク及びアクセスダウンリンクを一つの搬送波周波数上で時間分割多重化（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＴＤＭ）方式で多重化することができる（すなわち、特定時間においてバックホールダウンリンクまたはアクセスダウンリンクのいずれか一方のみを活性化する）。同様に、バックホールアップリンク及びアクセスアップリンクを、一つの搬送波周波数上でＴＤＭ方式で多重化することができる（すなわち、特定時間においてバックホールアップリンクまたはアクセスアップリンクのいずれか一方のみを活性化する）。

ＦＤＤにおけるバックホールリンク多重化は、バックホールダウンリンク伝送はダウンリンク周波数帯域で行われ、バックホールアップリンク伝送はアップリンク周波数帯域で行われるものと説明することができる。ＴＤＤにおけるバックホールリンク多重化は、バックホールダウンリンク伝送は基地局とリレーノードとのダウンリンクサブフレームで行われ、バックホールアップリンク伝送は基地局とリレーノードとのアップリンクサブフレームで行われるものと説明することができる。

イン−バンドリレーノードの場合に、例えば、所定の周波数帯域において基地局からのバックホールダウンリンク受信と端末へのアクセスダウンリンク伝送が同時に行われると、リレーノードの送信端から伝送される信号がリレーノードの受信端に受信されることがあり、そのため、リレーノードのＲＦ前端（ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ）で信号干渉またはＲＦジャミング（ｊａｍｍｉｎｇ）が生じることがある。同様に、所定の周波数帯域において端末からのアクセスアップリンクの受信と基地局へのバックホールアップリンクの伝送が同時に行われると、リレーノードのＲＦ前端で信号干渉が生じることがある。したがって、リレーノードにおける一つの周波数帯域での同時送受信を可能にするためには、受信信号と送信信号との間に充分の分離（例えば、送信アンテナと受信アンテナとを地理的に十分に離隔して（例えば、地上／地下にして）設ける）を提供しなければならない。

このような信号干渉の問題を解決する一案に、リレーノードがドナーセルから信号を受信する間に端末に信号を伝送しないように構成することがある。すなわち、リレーノードから端末への伝送にギャップ（ｇａｐ）を置き、このギャップでは端末（レガシー端末も含む）がリレーノードからのいかなる伝送も期待しないように設定することができる。このギャップは、ＭＢＳＦＮ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サブフレームを構成することによって設定することができる。

図１０は、リレーノードリソース分割の例を示す図である。

図１０では、第１のサブフレームは一般サブフレームであり、リレーノードから端末にダウンリンク（すなわち、アクセスダウンリンク）制御信号及びデータが伝送され、第２のサブフレームはＭＢＳＦＮサブフレームであり、ダウンリンクサブフレームの制御領域ではリレーノードから端末に制御信号が伝送されるが、ダウンリンクサブフレームの残り領域ではリレーノードから端末に何らの伝送も行われない。ここで、レガシー端末の場合は、全てのダウンリンクサブフレームで物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の伝送を期待するようになるので（言い換えると、リレーノードは、自身の領域内のレガシー端末がサブフレームごとにＰＤＣＣＨを受信して測定機能を行うように支援する必要があるので）、レガシー端末の正しい動作のためには全てのダウンリンクサブフレームでＰＤＣＣＨを伝送する必要がある。そのため、基地局からリレーノードへのダウンリンク（すなわち、バックホールダウンリンク）伝送のために設定されたサブフレーム（第２のサブフレーム１０２０）上でも、サブフレームの先頭Ｎ（Ｎ＝１、２または３）個のＯＦＤＭシンボル区間でリレーノードはバックホールダウンリンクを受信せずに、アクセスダウンリンク伝送をする必要がある。これについて、第２のサブフレームの制御領域でＰＤＣＣＨがリレーノードから端末に伝送されるので、リレーノードからサービングするレガシー端末に対する後方互換性を提供することができる。第２のサブフレームの残り領域では、リレーノードから端末に何らの伝送も行われない間に、リレーノードは基地局からの伝送を受信することができる。このようなリソース分割方式により、イン−バンドリレーノードにおいてアクセスダウンリンク伝送とバックホールダウンリンク受信とが同時に行われることを防ぐことができる。

ＭＢＳＦＮサブフレームを用いる第２のサブフレームについて具体的に説明する。第２のサブフレームの制御領域は、リレーノード非−聴取（ｎｏｎ−ｈｅａｒｉｎｇ）区間ということができる。リレーノード非−聴取区間は、リレーノードがバックホールダウンリンク信号を受信せずにアクセスダウンリンク信号を伝送する区間のことを意味する。この区間は、前述したように、１、２または３のＯＦＤＭ長さに設定することができる。リレーノード非−聴取区間において、リレーノードは、端末へのアクセスダウンリンク伝送を行い、残りの領域では基地局からバックホールダウンリンクを受信することができる。この場合、リレーノードは、同じ周波数帯域で同時に送受信を行うことができないから、リレーノードが送信モードから受信モードに切り替わるに時間がかかる。したがって、バックホールダウンリンク受信領域の先頭の一部区間においてリレーノードが送信／受信モード切替を行うようにガード時間（ＧＴ）を設定する必要がある。同様に、リレーノードが基地局からのバックホールダウンリンクを受信し、端末へのアクセスダウンリンクを伝送するように動作する場合にも、リレーノードの受信／送信モード切替のためのガード時間（ＧＴ）を設定することができる。このようなガード時間の長さは、時間領域の値と与えることができ、例えば、ｋ（ｋ≧１）個の時間サンプル（ｔｉｍｅ ｓａｍｐｌｅ、Ｔ_s）値と与えられてもよく、一つ以上のＯＦＤＭシンボル長に設定されてもよい。または、リレーノードバックホールダウンリンクサブフレームが連続して設定されている場合に、または、所定のサブフレームタイミング整列（ｔｉｍｉｎｇ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）関係によって、サブフレームの末尾部分のガード時間は定義または設定されなくてすむ。このようなガード時間は、後方互換性を維持するために、バックホールダウンリンクサブフレーム伝送のために設定されている周波数領域でのみ定義することができる（アクセスダウンリンク区間においてガード時間が設定される場合には、レガシー端末を支援できない）。ガード時間以外のバックホールダウンリンク受信区間においてリレーノードは基地局からＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを受信することができる。これを、リレーノード専用物理チャネルという意味から、Ｒ−ＰＤＣＣＨ（Ｒｅｌａｙ−ＰＤＣＣＨ）及びＲ−ＰＤＳＣＨ（Ｒｅｌａｙ−ＰＤＳＣＨ）と表現することもできる。

ＬＴＥシステムにおけるＰＤＣＣＨとは違い、リレーノード専用物理チャネルであるＲ−ＰＤＣＣＨは、必ずしも全帯域に存在するわけではない。そのため、ブラインドデコーディング複雑度を軽減し、リソース浪費を最小化するために、最小のリソースのみでＲ−ＰＤＣＣＨのための検索領域（Ｓｅａｒｃｈ Ｓｐａｃｅ）を構成することが好ましい。

また、Ｒ−ＰＤＣＣＨのための検索領域は、システム帯域幅に従ってサイズが可変することが好ましい。ここで、システム帯域幅は、リソースブロック（ＲＢ）の数で表現することができる。すなわち、Ｒ−ＰＤＣＣＨのための検索領域は、システム帯域幅が１００ＲＢの場合に、検索領域のサイズが２５ＲＢに設定され、５０ＲＢの場合に、検索領域のサイズが１２ＲＢに設定されることを意味する。

または、システム帯域幅を構成するリソースブロックの個数を特定範囲に区画化し、その範囲によってリソース割当基本単位であるリソースブロックグループ（ＲＢＧ）のサイズを決定することができる。そのため、Ｒ−ＰＤＣＣＨのための検索領域は、上記システム帯域幅に基づくリソースブロックグループ（ＲＢＧ）のサイズによって設定することができる。特に、リソースブロックグループ（ＲＢＧ）のサイズを考慮して、ＲＢＧ当たりＮ個の検索領域を設定する。ここで、Ｎは、ＲＢＧよりも小さいと好ましい。下記の表２は、Ｎが１の場合における検索領域のサイズを示す。

表２を参照すると、Ｎ値は、１，２，３，…、または、逆に０．５，０．２５，…になりうる。もし、Ｎが０．５の場合は、２ＲＢＧ当たり１個のＲＢが検索領域として設定されるということを意味する。

一方、Ｒ−ＰＤＣＣＨのための検索領域は、セル間干渉を回避できるように調整（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）されることが好ましい。すなわち、隣接セル間の相互干渉を最小化できるように、互いに異なる位置にＲ−ＰＤＣＣＨのための検索領域が設定される構成とすることができる。

図１１は、セル間干渉緩和のためにＲ−ＰＤＣＣＨのための検索領域を設定する方法を示す図である。

図１１を参照すると、１１０ＲＢシステム帯域幅においてサイズ４ＲＢのＲＢＧを用い、Ｃｅｌｌ＃１の検索領域の開始位置が、各ＲＢＧの１番目のＲＢ位置であるとすれば、隣接するまたは調整の必要なＣｅｌｌ＃２の検索領域の開始位置は、各ＲＢＧの１番目のＲＢ位置以外のＲＢ位置にする。同様の方法がＣｅｌｌ＃２、Ｃｅｌｌ＃３にも適用される。このように検索領域の開始位置を調整することによって、干渉を誘発しうるセル間Ｒ−ＰＤＣＣＨ衝突を最小化することができる。

図１１で、集約レベル、すなわち、検索領域を構成するＲ−ＣＣＥ（またはＲＢ）の個数は、ＲＢＧサイズを超過しないようにすることが好ましいが、集約レベルがＲＢＧサイズを超過する場合、検索領域の最大サイズの間隔をＲＢＧの特定倍数で増加させることができる。これを、図１２を参照して具体的に説明する。

図１２は、検索領域間の間隔を２個のＲＢＧ単位で構成した例を示す。特に、図１２で、一つのＲＢＧは４個のＲＢで構成されたことを特徴とする。図１２のように検索領域間の間隔を構成する場合では、８個のＲＢで構成された検索領域、すなわち、集約レベルが８であるＲ−ＰＤＣＣＨを検出することが可能である。

一方、図１２で、実際集約レベルよりも少ない数のＲＢで構成された検索領域においてブラインドデコーディングを行った結果、Ｒ−ＰＤＣＣＨがデコーディングされる可能性がある。例えば、４個のＲＢ（またはＲ−ＣＣＥ）で構成されたダウンリンクグラントを、１個のＲＢ（またはＲ−ＣＣＥ）で構成された検索領域においてブラインドデコーディングした結果、デコーディングに成功する恐れがある。このような誤りは、Ｒ−ＰＤＣＣＨが伝送される実際集約レベルがリレーにはわからないことから生じる。このような問題点を解決するために、本発明では、下記のようなＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を提案する。

図１３は、本発明の第１の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。特に、図１３を参照すると、基地局は、リレーノードにＲ−ＰＤＣＣＨを伝送する際に、Ｒ−ＰＤＣＣＨに割り当てられたＲＢ（またはＲ−ＣＣＥ）のインデックスの逆順でＲ−ＰＤＣＣＨをマッピングする。

図１４及び図１５は、本発明の第２の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。

図１４を参照すると、Ｒ−ＰＤＣＣＨマッピング時に、割り当てられたリソース領域において、最下位インデックスのシンボルで周波数方向にまずマッピングを行った後、その次のインデックスのシンボルで周波数方向にマッピングを行う。すなわち、本発明の第２の実施例は、Ｒ−ＰＤＣＣＨの周波数優先マッピング方法（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｉｒｓｔ ｍａｐｐｉｎｇ）と称することができる。ＰＤＣＣＨのマッピング方式が時間優先マッピング方法（Ｔｉｍｅ ｆｉｒｓｔ ｍａｐｐｉｎｇ）である既存のＬＴＥシステムとは対照的である。

図１５は、割り当てられたリソースが２個のＲＢ（または２個のＲ−ＣＣＥ）である場合に、すなわち、集約レベルが２であるＲ−ＰＤＣＣＨをマッピングする例を示している。図１５を参照すると、割り当てられた２個のＲＢ（または２個のＲ−ＣＣＥ）において、最下位インデックスのシンボルで周波数方向に２個のＲＢ（または２個のＲ−ＣＣＥ）全てにわたってマッピングを行った後、その次のインデックスのシンボルでも同様、２個のＲＢ（または２個のＲ−ＣＣＥ）全てにわたって周波数方向にマッピングを行う。

上述したＲ−ＰＤＣＣＨの誤りは、リレーノードが、基地局から伝送された実際Ｒ−ＰＤＣＣＨの集約レベルを正確にわからないことから生じるものであるから、実際Ｒ−ＰＤＣＣＨに割り当てられたＲＢ（Ｒ−ＣＣＥ）に区別点を設定して実際集約レベルを把握できるようにする方法も可能である。

図１６は、本発明の第３の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。図１６も同様、Ｒ−ＰＤＣＣＨのためのリソースとして２個のＲＢが割り当てられたとする。

図１６の特徴は、２個のＲＢ、すなわち、第１のＲＢと第２のＲＢが、互いに反対側の周波数方向にリソースがマッピングされるという点にある。すなわち、第１のＲＢでは、最下位周波数インデックスから昇順でＲ−ＰＤＣＣＨのための周波数優先マッピングが行われ、第２のＲＢでは、最上位周波数インデックスから降順でＲ−ＰＤＣＣＨのための周波数優先マッピングが行われる。

図１７は、本発明の第４の実施例に係るＲ−ＰＤＣＣＨのマッピング方法を示す図である。図１７も同様、Ｒ−ＰＤＣＣＨのためのリソースとして２個のＲＢが割り当てられたとする。

図１７を参照すると、Ｒ−ＰＤＣＣＨのマッピングされるＲＢ別にそれぞれ異なるスクランブリングコードを適用し、実際集約レベルをシグナリングすることも可能である。既存のＬＴＥシステムでは、端末に伝送されるＰＤＣＣＨがマッピングされる全てのＲＢに同一のスクランブリングコードを適用したが、本発明では、Ｒ−ＰＤＣＣＨに限って、Ｒ−ＰＤＣＣＨのマッピングされるそれぞれのＲＢに互いに異なるスクランブリングコードを適用することも可能である。

図１８は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図１８を参照すると、通信装置１８００は、プロセッサ１８１０、メモリー１８２０、ＲＦモジュール１８３０、ディスプレイモジュール１８４０及びユーザインターフェースモジュール１８５０を含む。

通信装置１８００は、説明の便宜のために例示されたもので、一部モジュールを省略してもよい。なお、通信装置１８００は、必要なモジュールをさらに含んでもよい。また、通信装置１８００において一部のモジュールはより細分化したモジュールにしてもよい。プロセッサ１８１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ１８１０の詳細な動作は、図１乃至図１７に記載された内容を参照すればよい。

メモリー１８２０は、プロセッサ１８１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール１８３０は、プロセッサ１８１０に接続し、ベースバンド信号を無線信号に変換したり、無線信号をベースバンド信号に変換する機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール１８３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換、またはこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール１８４０は、プロセッサ１８１０に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール１８４０は、これに制限されるものではないが、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素を使用することができる。ユーザインターフェースモジュール１８５０は、プロセッサ１８１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組み合わせで構成することができる。

以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素または特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／または特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部の構成や特徴は、別の実施例に含まれることもでき、別の実施例の対応する構成または特徴に代えることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりすることができることは明らかである。

本文書で、本発明の実施例は、リレーノードと基地局間のデータ送受信関係を中心に説明された。本文書で基地局により行われるとした特定動作は、場合によっては、その上位ノード（ｕｐｐｅｒ ｎｏｄｅ）により行われてもよい。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外の別のネットワークノードにより行われることは明らかである。基地局は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）などの用語に代替可能である。

本発明による実施例は様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェアまたはそれらの結合などにより具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つまたはそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどにより具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手順、関数などの形態に具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶されて、プロセッサにより駆動されるものでよい。メモリユニットは、プロセッサの内部または外部に設けられ、既に公知の様々な手段によりプロセッサとデータを授受することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということは、当業者にとっては自明である。そのため、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈により決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述したような無線通信システムにおいてリレーノードに制御チャネルを送信する方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他、種々の多重アンテナ無線通信システムにも適用することが可能である。

Claims (6)

1. 無線通信システムの基地局において、リレーノード専用物理ダウンリンク制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）を送信する方法であって、
   前記Ｒ−ＰＤＣＣＨをリソース要素にマッピングするステップと、
   一つ以上の集約されたリソースブロック上で、前記Ｒ−ＰＤＣＣＨをリレーノードに送信するステップと、
   を有し、
   前記一つ以上の集約されたリソースブロックは、前記リソース要素からなり、
   前記リソース要素は、最初に副搬送波インデックスの増加する順序で、続いてシンボルインデックスの増加する順序でマッピングされ、
   前記一つ以上の集約されたリソースブロックは、ダウンリンク帯域幅構成及びリソースブロックサイズに基づき集約される、リレーノード専用物理ダウンリンク制御チャネル送信方法。
2. 物理ダウンリンク制御チャネルを一つ以上の割当てられたリソース要素グループ（ＲＥＧ）のリソース要素にマッピングするステップを更に有し、
   前記一つ以上の割当てられたＲＥＧの前記リソース要素は、最初に前記シンボルインデックスの増加する順序で、続いて前記副搬送波インデックスの増加する順序でマッピングされる、請求項１に記載のリレーノード専用物理ダウンリンク制御チャネル送信方法。
3. 前記一つ以上の集約されたリソースブロックは、サブフレームのデータ領域内に位置し、前記一つ以上の割当てられたＲＥＧは、該サブフレームの制御領域内に位置する、請求項１に記載のリレーノード専用物理ダウンリンク制御チャネル送信方法。
4. リレーノード専用物理ダウンリンク制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）をリソース要素にマッピングするプロセッサと、
   一つ以上の集約されたリソースブロック上で、前記Ｒ−ＰＤＣＣＨをリレーノードに送信する送信モジュールと、
   を有し、
   前記一つ以上の集約されたリソースブロックは、前記リソース要素からなり、
   前記リソース要素は、最初に副搬送波インデックスの増加する順序で、続いてシンボルインデックスの増加する順序でマッピングされ、
   前記一つ以上の集約されたリソースブロックは、ダウンリンク帯域幅構成及びリソースブロックサイズに基づき集約される、基地局。
5. 前記プロセッサは、物理ダウンリンク制御チャネルを一つ以上の割当てられたリソース要素グループ（ＲＥＧ）のリソース要素にマッピングし、
   前記一つ以上の割当てられたＲＥＧの前記リソース要素は、最初に前記シンボルインデックスの増加する順序で、続いて前記副搬送波インデックスの増加する順序でマッピングされる、請求項４に記載の基地局。
6. 前記一つ以上の集約されたリソースブロックは、サブフレームのデータ領域内に位置し、前記一つ以上の割当てられたＲＥＧは、該サブフレームの制御領域内に位置する、請求項４に記載の基地局。

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