JP5815442B2 - 制御局装置、無線通信システム、割り当て方法およびプログラム - Google Patents

制御局装置、無線通信システム、割り当て方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、制御局装置、無線通信システム、割り当て方法およびプログラムに関する。
標準化団体の1つである3GPP(The Third Generation Partnership Project)では、第4世代の移動通信システムの1つである3GPP LTE(Long Term Evolution) Rel−10(これ以降のシステムはLTE−A(LTE Advanced)と称されることもある。)の標準化がほぼ完了し、現在、それを拡張したLTE Rel−11の標準化が行われている。
LTE Rel−11の上りリンク(移動局装置(UE:User Equipment)から基地局装置への通信)では、現在比較的広範囲をカバーするマクロ基地局(eNB:enhanced Node B)と、マクロ基地局がカバーするエリア(マクロエリアとも称される)内で狭範囲をカバーするLPN(Low power node、RRH:Radio Remote Head)などとを設置するヘテロジーニアスネットワークが検討されている。
ヘテロジーニアスネットワークにおいては、それぞれが別々の基地局として制御を行うことで得られるセルスプリッティングゲインだけでなく、協調することでマクロ基地局とLPN間もしくはLPNとLPN間の干渉の影響を低減することができる。このような技術をCoMP(Coordinated Multi-Point transmission and reception)と呼び、様々な検討が行われている。
さらに、上下リンクで異なるカバレッジをサポートすることも検討されており、これらを同時に実現するために移動局装置固有の参照信号パラメータを用いることが検討されている(非特許文献1)。
3GPP R1−120882
しかしながら、非特許文献1では、移動局装置固有の参照信号の系列を独立に設定することに触れられているが具体的な方法が書かれておらず、非特許文献1のみで実際に構成する方法は難しいという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、移動局装置固有の参照信号を構成する手段を提供する。
本発明の一観点によれば、第1の移動局装置に参照信号を生成するパラメータ群を通知する制御局装置であって、RRC層で、参照信号を生成するパラメータ群を複数具備するパラメータセットを構成し、物理層でそのうち1つのパラメータ群を選択して移動局装置に通知することを特徴とする制御局装置が提供される。
前記パラメータセットは、参照信号の系列番号とサイクリックシフトホッピングパターンをそれぞれ構成する複数のパラメータ群から構成され、前記第1の移動局装置と異なる第2の移動局装置と同じ参照信号を生成するパラメータ群を含むことが好ましい。
前記パラメータセットは、前記第2の移動局装置と同じサイクリックシフトホッピングパターンを設定する初期値を含み、レガシー(旧来)の移動局装置と同時に通信が発生した場合にはそれを前記第1の移動局装置に通知することが好ましい。
前記パラメータセットは、協調する複数の送受信ポイントで同一の参照信号とサイクリックシフトホッピングパターンを生成するパラメータを含むことが好ましい。
前記パラメータセットは、複数の系列番号を決定するパラメータ群のみから構成され、参照信号の系列番号を決定するヴァーチャルセルIDでサイクリックシフトホッピングパターンを決定することが好ましい。
前記パラメータセットは、第2の移動局装置と同じ参照信号の系列番号を設定するパラメータ群を含むことが好ましい。
また、本発明は、制御局装置と移動局装置を有する無線通信システムであって、前記制御局装置は、第1の移動局装置に参照信号を生成するパラメータ群を通知する制御局装置であって、RRC層で、参照信号を生成するパラメータ群を複数具備するパラメータセットを構成し、物理層でそのうち1つのパラメータ群を選択して第1の移動局装置に通知し、前記移動局装置は、前記第1の移動局装置と、前記第1の移動局装置と異なる第2の移動局装置とを含み、前記パラメータセットは、参照信号の系列番号とサイクリックシフトホッピングパターンをそれぞれ構成する複数のパラメータ群から構成され、前記第1の移動局装置と異なる第2の移動局装置と同じ参照信号を生成するパラメータ群であることを特徴とする無線通信システムである。
本発明の他の観点によれば、第1の移動局装置に参照信号を生成するパラメータ群を通知する制御局装置における制御方法であって、RRC層で、参照信号を生成するパラメータ群を複数具備するパラメータセットを構成し、物理層でそのうち1つのパラメータ群を選択して移動局装置に通知するステップを有することを特徴とする制御方法が提供される。
本発明は、上記制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であっても良い。
本発明の大の実施形態における移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 移動局装置のリソースの最小単位であるサブフレームを示す図である。 基地局装置の構成例を示す機能ブロック図である。
[第1の実施形態]
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本実施形態における移動局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。移動局装置Aは、アンテナ10で受信された制御情報は無線部11によりA/D(Analog to Digital)変換、ダウンコンバージョンなどの無線信号をベースバンド信号に変換する処理が行われ、制御情報検出部12により制御情報が検出される。検出された制御情報は、割当情報検出部13に入力され周波数リソースの割当周波数位置が検出され、周波数割当部5へ入力される。次に、参照信号系列情報検出部14において参照信号を生成するために必要な情報が検出され、この情報が参照信号生成部16に入力され、参照信号生成部16で参照信号が生成される。また、MCS情報検出部15では、変調方式と符号化率の情報を示すMCS(Modulation and Coding Schemes)が検出され、符号部1及び変調部2に入力される。
符号部1では、通知された符号化率に基づいて誤り訂正符号化を行い、変調部2においてQPSK(Quaternary Phase Shift Keying)や16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などの変調が行われ、DFT部3において離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)により時間周波数変換が行われる。次に、参照信号多重部4において参照信号生成部16で生成された復調用参照信号(DMRS:DeModulation Reference Signal)が多重され、周波数割当部5に入力される。周波数割当部5では、割当情報に基づいて周波数領域で送信信号が割り当てられ、IFFT部6において逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)を用いて時間信号に変換し、CP挿入部7において時間波形の後方を前方にコピーする処理であるサイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)の挿入が行われ、無線部8によりD/A変換やアップコンバージョンなどの無線信号にする処理が行われ、アンテナ9から送信される。
次に、本発明の特徴を表す参照信号系列情報検出部14と参照信号生成部16について説明する。本実施形態では、3GPP LTE Rel−11システムにおけるデータチャネルであるPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)を例に説明する。図2に、移動局装置のリソースの最小単位であるサブフレームを示す。1msecからなるサブフレームは、14シンボルのDFTブロックから構成され、7シンボル毎に2つのスロットが定義されている。各スロットの中央に時間多重される21、22がDMRSであり、サブフレーム内に2つ、即ち各スロット内に1つ定義されている。
Rel−11システムにおいてDMRSは、Zadoff−Chu系列の系列グループ番号、系列グループホッピング、サイクリックシフトホッピングパターンの3つのパラメータから生成される。Zadoff−Chu系列は、一定振幅かつ自己相関及び相互相関に優れた30種の系列を選択可能であり、系列番号毎に周波数領域の複素振幅が異なる。系列グループホッピングは、スロット毎に異なる系列を選択する処理を表しており、どのようなパターンでZadoff−Chu系列を変更するかを決定することができる。なお、スロット毎に異なるZadoff−Chu系列とするか、同じZadoff−Chu系列とするかを選択することができる。また、サイクリックシフトとは、各スロットにおけるZadoff−Chu系列に、さらに周波数領域でサブキャリア毎に一定間隔の位相回転を与えることを表しており、8種類の位相回転量の中から1つを適用可能である。また、サイクリックシフトホッピングとは、各スロットのZadoff−Chu系列に対してスロット間で異なる位相回転量を与えることであり、これによってセル間干渉のランダム化を実現することができる。このサイクリックシフトホッピングを適用する際に第1のスロットと第2のスロットでそれぞれどのような位相回転量にするかを決定するパラメータをサイクリックシフトホッピングパラメータと定義している。
参照信号系列情報検出部14では、入力される制御情報の中から{NID BSI、ΔSS BSI、cinit CSH}という3つのパラメータを検出する。このパラメータを基に参照信号生成部16で参照信号が生成される。まず、式(1)のようにZadoff−Chu系列番号uを設定する。
Figure 0005815442
式(1)において、fgh(n)は式(2)で表される系列グループホッピングをするかどうかに応じて定義された式であり、以下で与えられる。
Figure 0005815442
ただし、nはスロット番号(0か1)を表し、c(x)は、仕様書に開示されたM系列に基づく乱数生成器(TS36.211 v10.4.0、第7.2節)を用いるものとし、その初期値の結線を表すcinitは次式で決定される。
Figure 0005815442
式(3)は、参照信号系列情報検出部14から入力されたNID BSIを使用していることが分かる。次に、式(1)におけるfSSについて説明する。fSSは、式(4)のように制御チャネル(PUCCH)か共有チャネル(PUSCH)かにより異なる値で定義されている。
Figure 0005815442
Figure 0005815442
式(4)は制御チャネルの場合におけるfSSというパラメータを表し、式(5)が、本実施例で対象とする共有チャネルのfSSである。このように、式(2)と式(5)を用いてZadoff−Chu系列番号が決定され、これを決定するのにNID BSI、ΔSS BSIが使用されていることが分かる。
次に、サイクリックシフトホッピングについて述べる。n番目のスロットにおける隣接サブキャリア間の位相回転量を決定する位相の傾きは、式(6)で表される。
Figure 0005815442
ただし、nDMRS(1)は、上位レイヤで設定される値(TS36.211 v10.4.0、表5.5.2.1.1−2で開示されている)、nDMRS(1)は下りリンクの制御チャネルによって通知された値(TS36.211 v10.4.0、表5.5.2.1.1−1で開示されている)、nPN(n)は式(7)で定義されるスロット間でサイクリックシフト量を変えるパラメータである。
Figure 0005815442
ただし、Nsymb ULは1スロットに含まれるDFTブロック数(本実施例では7)、c(x)は同様に仕様書に開示されたM系列に基づく乱数生成器(TS36.211 v10.4.0、第7.2節)を用いるものとするが、その初期値はcinit CSHである。
このように、{NID BSI、ΔSS BSI、cinit CSH}というパラメータを移動局固有の値として独立に設定することで系列番号とサイクリックシフトホッピングを独立に設定することができる。なお、Zadoff−Chu系列番号を決定するパラメータがNID BSI、ΔSS BSIであり、サイクリックシフトホッピングパターンを決定するパラメータがcinit CSHである。
次に、これら3つのパラメータをどのように移動局装置に通知するかについて説明する。図3に、基地局装置Bの構成例を示す。同図は、上位レイヤ(本明細書では、特に断りのない限りデータリンク層(レイヤ2)を制御し、ネットワーク層(レイヤ3)に属するRRC(Radio Resource Control)層を指すが、物理層(レイヤ1)より上位層(データリンク層、ネットワーク層に含まれるプロトコルを実現するレイヤ)であれば本明細書に記載の発明に含まれる。)で{NID BSI、ΔSS BSI、cinit CSH}に関するパラメータセット(複数の{NID BSI、ΔSS BSI、cinit CSH}の組)をパラメータセット設定部31で予め指定しておき、下位の物理層でいずれか1つの組をパラメータセット選択部32で選択する。ここで、物理層とは、物理的な無線チャネルを用いて通信を行うOSI(Open Systems Interconnection)基本参照モデルのレイヤ1に該当し、無線信号の送受信を行うレイヤである。このように選択されたパラメータセットの1つ(本明細書ではパラメータ群と定義する。)を制御情報生成部33においてDCI(Downlink Control Information)などの下りの制御信号とし、無線部34において制御信号を無線信号に変換し、アンテナ35から移動局装置に送信する。ここで、本明細書でパラメータと称した場合には、パラメータ群のいずれか1つと定義する。
Figure 0005815442
次に、具体的なRRCでのパラメータセットの設定方法について述べる。表1に、RRCでの具体的なパラメータセットの例を示す。同表では、4種類のパラメータセットをRRCで予め用意しており、2ビットで通知することができる。ここで、Index3の{Nr10、Δr10、cr10}は従来のRel-10までの参照信号の構成と同じものを含めており、このように設定することで、従来のRel−10の移動局装置がエリア内に存在したとしてもDMRSを直交させることができる。ここで、Rel−10以前の移動局装置とは、各マクロ基地局あるいはLPNの物理セルIDから自動的に決定される参照信号を適用する、即ちパラメータ群が通知されない移動局装置を指し、レガシーの移動局装置とも称される。そのため、基本的に本発明で対象とする移動局装置固有の参照信号を構成する場合とは系列が異なる。なお、ここでは全てのパラメータをレガシーの移動局装置と同じとなるよう設定したが、具体的にはどれか1つ、特に、サイクリックシフトパターンが同一となるパラメータcr10が同じであればレガシーの移動局装置が存在しても直交カバーコード(OCC:Orthogonal Cover Code)と呼ばれる直交符号で直交化することが可能である。なお、ここではRRCで構成されるパラメータセットが考えられ得る全ての組み合わせの中から予め制限されている例で示しているが、全ての組み合わせを可能としたい場合には、RRCでNID BSIの各値に対する{ΔSS BSI、cinit CSH}を別々にパラメータセットとしてもよい。
例えば、NID BSI=0に関して取り得る{ΔSS BSI、cinit CSH}をRRCで1つのパラメータセットとしておき、同様にNID BSI=1,2,3,・・・といったようにそれらを基準に別々のパラメータセットとしておき、どのパラメータセットかをRRCで通知し、その中から1つのパラメータ群を選択する構成にしてもよい。
Figure 0005815442
また、協調するエリア、制御局装置で共通のパラメータ群をパラメータセットに含めるものを表2に示す。ここでは、Index0に示される{N、Δ、c}が本発明の特徴とする例であり、これは協調通信をする場合に複数の基地局で同じパラメータを設定する。これは、協調通信されるエリア内の全てのマクロ基地局、LPN(送受信ポイントと称してもよい、本明細書では制御局装置と称する)で同じ系列番号、サイクリックシフトホッピングが適用できる例である。このように、RRCである程度のパラメータセットを構成しておき、いずれか1つを移動局装置に動的に通知することで、協調通信における適切な参照信号の構成が可能となり、協調通信によるスループットの利得が高まる。なお、ここでは物理層の制御チャネルとして動的に通知しているが、RRCのまま1つを選択して移動局に通知してもよい。
また、表1に示したようにレガシーの移動局装置と同じとなるパラメータをパラメータセットの中のいずれか1つに含むことで、レガシーの移動局装置との参照信号の直交化がOCCにより可能となる。また、少なくとも協調通信をするエリア内で同一の参照信号系列を構成するパラメータをパラメータセットに含むことも本発明に含まれる。さらに、直交化のみを目的とするのであれば、cinit CSHのみをレガシーの移動局装置または協調通信を行うエリアまたは協調する基地局間で同一にすることで実現できるため、このようなもの本発明に含まれる。また、ここでは4種類のパラメータセットの例を示したが、2種類のパラメータセットとし、一方をレガシーの移動局装置と同じになるよう設定すれば、Rel−10以前の参照信号と移動局装置固有の参照信号を1ビットで切り替えることも本発明に含まれる。勿論、ΔSS BSIは必ずしも移動局装置固有にする必要はなく、式(5)でΔSS BSI=0としたものを使用してもよい。この場合任意の参照信号系列はNID BSのみで実現可能である。これを表3に示す。ここでは、レガシーの移動局装置と同じ系列番号の参照信号を生成する場合を示している。
Figure 0005815442
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、ヴァーチャルセルIDのみを使った例を示す。第1の実施形態との違いは、サイクリックシフトホッピングを決定する点である。具体的には、式(7)のサイクリックシフトホッピングの位相回転量を決定する際、cinit CSHという移動局装置固有の初期値を使用したが、ここでは式(8)のように、ヴァーチャルセルIDから決定される。
Figure 0005815442
Figure 0005815442
したがって、{NID BSI、ΔSS BSI}という2つのパラメータをRRCで設定し、移動局装置にその中から1つを通知すればよい。表4に、具体的な例を示す。ここでは、Rel−10以前の移動局装置と同一のサイクリックシフトホッピングを設定するためには、式(8)が同一である必要があるため、Rel−10以前の移動局装置と同一のヴァーチャルセルIDを適用する。それが表4におけるNr10とΔr10である。このように設定することで、Rel−10以前の移動局装置が存在した場合でも協調通信のための参照信号の直交化が可能である。第1の実施形態と同様に、協調通信するエリア、もしくは協調通信をするマクロ基地局およびLPN間で同一のパラメータを設定できるようパラメータセットを定義し、その中から1つを動的に移動局装置に通知する。RRCである程度のパラメータセットを構成しておき、いずれか1つを移動局装置に動的に通知することで、協調通信における適切な参照信号の構成が可能となり、協調通信によるスループットの利得が高まる。
また、上述した各実施形態における移動局装置及び制御局装置各々の一部、または全部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置および基地局装置を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した各実施形態における移動局装置Aおよび基地局装置B各々の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。移動局装置Aおよび基地局装置Bの各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。一部をチップ化し、一部をソフトウェアで実現しても良い。
また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明は、携帯電話装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
A…移動局装置、1…符号部、2…変調部、3…DFT部、4…参照信号多重部、5…周波数割当部、6…IFFT部、7…CP挿入部、8…無線部、9…アンテナ、10…アンテナ、11…無線部、12…制御情報検出部、13…割当情報検出部、14…参照信号系列情報検出部、15…MCS情報検出部、16…参照信号生成部、B…基地局装置、31…パラメータセット設定部、32…パラメータセット選択部、33…制御信号生成部、34…無線部、35…アンテナ。

Claims (9)

  1. 第1の移動局装置に参照信号を生成するパラメータ群を通知する制御局装置であって、
    RRC層で、参照信号を生成するパラメータ群を複数具備するパラメータセットを構成し、
    物理層でそのうち1つのパラメータ群を選択して移動局装置に通知することを特徴とする制御局装置。
  2. 前記パラメータセットは、参照信号の系列番号とサイクリックシフトホッピングパターンをそれぞれ構成する複数のパラメータ群から構成され、前記第1の移動局装置と異なる第2の移動局装置と同じ参照信号を生成するパラメータ群を含むことを特徴とする請求項1記載の制御局装置。
  3. 前記パラメータセットは、前記第2の移動局装置と同じサイクリックシフトホッピングパターンを設定する初期値を含み、レガシーの移動局装置と同時に通信が発生した場合にはそれを前記第1の移動局装置に通知することを特徴とする請求項2記載の制御装置。
  4. 前記パラメータセットは、協調する複数の送受信ポイントで同一の参照信号とサイクリックシフトホッピングパターンを生成するパラメータを含むことを特徴とする請求項1記載の制御局装置。
  5. 前記パラメータセットは、複数の系列番号を決定するパラメータ群のみから構成され、参照信号の系列番号を決定するヴァーチャルセルIDでサイクリックシフトホッピングパターンを決定することを特徴とする請求項1記載の制御局装置。
  6. 前記パラメータセットは、第2の移動局装置と同じ参照信号の系列番号を設定するパラメータ群を含むことを特徴とする請求項5記載の制御局装置。
  7. 制御局装置と移動局装置を有する無線通信システムであって、
    前記制御局装置は、
    第1の移動局装置に参照信号を生成するパラメータ群を通知する制御局装置であって、
    RRC層で、参照信号を生成するパラメータ群を複数具備するパラメータセットを構成し、
    物理層でそのうち1つのパラメータ群を選択して第1の移動局装置に通知し、
    前記移動局装置は、
    前記第1の移動局装置と、
    前記第1の移動局装置と異なる第2の移動局装置とを含み、
    前記パラメータセットは、参照信号の系列番号とサイクリックシフトホッピングパターンをそれぞれ構成する複数のパラメータ群から構成され、前記第1の移動局装置と異なる第2の移動局装置と同じ参照信号を生成するパラメータ群であることを特徴とする無線通信システム。
  8. 第1の移動局装置に参照信号を生成するパラメータ群を通知する制御局装置における制御方法であって、
    RRC層で、参照信号を生成するパラメータ群を複数具備するパラメータセットを構成し、
    物理層でそのうち1つのパラメータ群を選択して移動局装置に通知するステップを有することを特徴とする制御方法。
  9. 請求項8に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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