JP5859683B2 - 無線通信システムにおけるアップリンク制御情報転送方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおけるアップリンク制御情報転送方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は無線通信に関し、より詳しくは、無線通信システムにおけるアップリンク制御情報転送方法及び装置に関する。
広帯域無線通信システムの場合、限定された無線資源の効率性を極大化するために効果的な送受信技法及び活用方案が提案されてきた。次世代の無線通信システムで考慮されているシステムのうちの1つが低い複雑度でシンボル間干渉(ISI:Inter−Symbol Interference)効果を減殺させることができる直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムである。OFDMは直列に入力されるデータシンボルをN個の並列データシンボルに変換して、各々分離されたN個の副搬送波(subcarrier)に乗せて転送する。副搬送波は、周波数次元で直交性を維持するようにする。各々の直交チャンネルは相互独立的な周波数選択的フェーディング(frequency selective fading)を経験するようになり、これによって受信端での複雑度が減少し、転送されるシンボルの間隔が長くなって、シンボル間干渉が最小化できる。
直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:以下、OFDMA)は、OFDMを変調方式に使用するシステムにおいて、利用可能な副搬送波の一部を各ユーザに独立的に提供して多重接続を実現する多重接続方法をいう。OFDMAは副搬送波という周波数資源を各ユーザに提供し、各々の周波数資源は多数のユーザに独立的に提供されて互いに重畳しないことが一般的である。結局、周波数資源はユーザ毎に相互排他的に割り当てられる。OFDMAシステムにおいて周波数選択的スケジューリング(frequency selective scheduling)を通じて多重ユーザに対する周波数ダイバーシティ(frequency diversity)を得ることができ、副搬送波に対する順列(permutation)方式によって副搬送波を多様な形態に割り当てることができる。そして、多重アンテナ(multiple antenna)を用いた空間多重化技法により空間領域の効率性を高めることができる。
MIMO(Multiple−Input Multiple−Output)技術は、多重送信アンテナ及び多重受信アンテナを使用してデータの送受信効率を向上させる。MIMOシステムにおいて、ダイバーシティを具現するための技法にはSFBC(Space Frequency Block Code)、STBC(Space Time Block Code)、CDD(Cyclic Delay Diversity)、FSTD(frequency switched transmit diversity)、TSTD(time switched transmit diversity)、PVS(Precoding Vector Switching)、空間多重化(SM:Spatial Multiplexing)などがある。受信アンテナ数と送信アンテナ数に従うMIMOチャンネル行列は多数の独立チャンネルに分解できる。各々の独立チャンネルはレイヤ(layer)またはストリーム(stream)という。レイヤの個数はランク(rank)という。
アップリンク制御チャンネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)を介してアップリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)が転送できる。アップリンク制御情報は、スケジューリング要請(SR:Scheduling Request)、HARQ(Hybrid ARQ)のためのACK/NACK(Acknowledgement/Non−Acknowledgement)信号、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indicator)などの多様な種類の情報を含むことができる。PUCCHは、フォーマット(format)に従って多様な種類の制御情報を運ぶ。
最近、搬送波集成システム(carrier aggregation system)が注目されている。搬送波集成システムは、無線通信システムが広帯域をサポートしようとする時、目標とする広帯域より小さい帯域幅を有する1つ以上の搬送波を集めて広帯域を構成するシステムを意味する。
搬送波集成システムにおいて、多様な種類のアップリンク制御情報を効率的で、かつ信頼性あるように転送するための方法が必要である。 特に、周期的CSI(例えば、CQI)とACK/NACKとが同一サブフレームのPUCCHを介して同時に転送される場合、如何なる方式でその転送電力を決定することかが問題になることがある。
本発明の技術的課題は、無線通信システムにおけるアップリンク制御情報転送方法及び装置を提供することにある。
一態様によれば、無線通信システムにおいて、端末がアップリンク制御チャンネル(physical uplink control channel:PUCCH)を介してアップリンク制御情報(Uplink Control Information:UCI)を転送する方法を提供する。上記方法は、変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によって区分されるPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて上記サブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定し、及び上記アップリンク制御チャンネルで上記決定された転送電力で少なくとも1種類のUCIを転送し、かつ
上記PUCCHフォーマットが上記変調方式にQPSK(quadrature phase shift keying)を使用し、上記サブフレーム内で転送されるビット数が48ビットであるPUCCHフォーマット3であり、上記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)及び周期的チャンネル状態情報(channel state information:CSI)を含めば、上記PUCCHフォーマットに従属的な値は上記ACK/NACKのビット数及び上記周期的CSIのビット数に基づいて決定されることを特徴とする。
他の態様によれば、提供される端末は無線信号を転送または受信するRF(Radio Frequency)部、及び上記RF部と連結されるプロセッサを含み、かつ上記プロセッサは変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によって区分されるPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて上記サブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定し、及び上記アップリンク制御チャンネルで上記決定された転送電力で少なくとも1種類のUCIを転送し、かつ上記PUCCHフォーマットが上記変調方式にQPSK(quadrature phase shift keying)を使用し、上記サブフレーム内で転送されるビット数が48ビットであるPUCCHフォーマット3であり、上記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)及び周期的チャンネル状態情報(channel state information:CSI)を含めば、上記PUCCHフォーマットに従属的な値は上記ACK/NACKのビット数及び上記周期的CSIのビット数に基づいて決定されることを特徴とする。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
無線通信システムにおける端末がアップリンク制御チャンネル(physical uplink control channel:PUCCH)を介してアップリンク制御情報(Uplink Control Information:UCI)を転送する方法であって、
変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によって区分されるPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて前記サブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定し、及び
前記アップリンク制御チャンネルで前記決定された転送電力で少なくとも1種類のUCIを転送し、かつ、
前記PUCCHフォーマットが前記変調方式でQPSK(quadrature phase shift keying)を使用し、前記サブフレーム内で転送されるビット数が48ビットであるPUCCHフォーマット3であり、前記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)及び周期的チャンネル状態情報(channel state information:CSI)を含めば、
前記PUCCHフォーマットに従属的な値は前記ACK/NACKのビット数及び前記周期的CSIのビット数に基づいて決定されることを特徴とする、方法。
(項目2)
前記端末が動作するサービングセルが前記端末が基地局との最初連結確立過程(initial connection establishment procedure)または連結再確立過程を遂行するプライマリセルの場合、
前記転送電力は、前記サブフレームで設定された端末の最大出力電力と前記PUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて決定された電力のうち、最小値に決定されることを特徴とする、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記少なくとも1種類のUCIが単一アンテナポートで転送され、総合が11ビットより大きいか、または、
2つのアンテナポートを介して前記PUCCHフォーマット3を転送するように設定された場合、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は次の<数式1>のように決定され、
前記少なくとも1種類のUCIが単一アンテナポートで転送され、総合が11ビット以下の場合には、<数式2>のように決定されることを特徴とする、項目1に記載の方法。
(数1)
h(n CQI 、n HARQ 、n SR )=(n HARQ +n SR +n CQI −1)/3
(数2)
h(n CQI 、n HARQ 、n SR )=(n HARQ +n SR +n CQI −1)/2
但し、前記<数式1>及び<数式2>で、h(n CQI 、n HARQ 、n SR )は前記PUCCHフォーマットに従属的な値を表し、n HARQ は前記ACK/NACKのビット数、n CQI は前記周期的CSIのビット数、n SR は前記サブフレームがスケジューリング要請(scheduling request:SR)のために設定されれば1であり、その以外の場合には0である。
(項目4)
前記ACK/NACKが前記PUCCHフォーマット3に含まれる参照信号シンボルの変調を通じて転送される場合、前記参照信号シンボルの変調を通じて転送されるACK/NACKのビット数は前記n HARQ に含まれないことを特徴とする、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記少なくとも1種類のUCIが前記周期的CSI無しで前記ACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)またはスケジューリング要請(scheduling request:SR)のみ含み、総合が11ビットより大きい場合、または2つのアンテナポートを介して前記PUCCHフォーマット3を転送するように設定された場合、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は次の<数式3>のように決定され、その以外の場合には<数式4>のように決定されることを特徴とする、項目1に記載の方法。
(数3)
h(n CQI 、n HARQ 、n SR )=(n HARQ +n SR −1)/3
(数4)
h(n CQI 、n HARQ 、n SR )=(n HARQ +n SR −1)/2
但し、前記<数式3>及び<数式4>で、h(n CQI 、n HARQ 、n SR )は前記PUCCHフォーマットに従属的な値を表し、n HARQ は前記ACK/NACKのビット数、n SR は前記サブフレームがスケジューリング要請(scheduling request:SR)のために設定されれば1であり、その以外の場合には0である。
(項目6)
前記少なくとも1種類のUCIはジョイントコーディングされることを特徴とする、項目1に記載の方法。
(項目7)
無線信号を転送または受信するRF(Radio Frequency)部、及び
前記RF部と連結されるプロセッサを含み、かつ、
前記プロセッサは変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によって区分されるPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて前記サブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定し、及び
前記アップリンク制御チャンネルで前記決定された転送電力で少なくとも1種類のUCIを転送し、かつ、
前記PUCCHフォーマットが前記変調方式にQPSK(quadrature phase shift keying)を使用し、前記サブフレーム内で転送されるビット数が48ビットであるPUCCHフォーマット3であり、前記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)及び周期的チャンネル状態情報(channel state information:CSI)を含めば、
前記PUCCHフォーマットに従属的な値は前記ACK/NACKのビット数及び前記周期的CSIのビット数に基づいて決定されることを特徴とする、端末。
互いに異なる種類のアップリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)を同一サブフレーム(subframe)で転送する必要がある時、転送電力を効率的に決定することができる。特に、PUCCHを介して周期的CSIとACK/NACKとが同時に転送される場合、周期的CSIとACK/NACKのビット数を考慮して、その転送電力を決定するので、従来の技術に比べて信頼性あるようにUCIを転送することができる。
3GPP LTEにおける無線フレーム(radio frame)の構造を示す。 1つのダウンリンクスロットに対する資源グリッド(resource grid)の一例を示す。 ダウンリンクサブフレームの構造を示す。 アップリンクサブフレームの構造を示す。 単一搬送波システムと搬送波集成システムとの比較例である。 ノーマルCPで1つのスロットに対するPUCCHフォーマット2/2a/2bのチャンネル構造を示す。 ノーマルCPでの1つのスロットに対するPUCCHフォーマット1a/1bを示す。 ノーマルCP、PUCCHフォーマット2a/2bでACK/NACKの星状マッピングの例を示す。 拡張CPでACK/NACKとCQIとのジョイントコーディングの例を示す。 ACK/NACKとSRとが多重化する方法を示す。 ACK/NACKとSRとが同時転送される場合の星状マッピングを示す。 チャンネルコーディングされたビットがコード−時間−周波数資源にマッピングされる例を示す。 PUCCHフォーマット3のチャンネル構造を例示する。 二重RMコーディング過程を例示する。 端末のPUCCHを介してのUCI転送過程を示す。 本発明の一実施形態に従う端末のPUCCHに対する転送電力決定方法を示す。 本発明の実施形態が具現される基地局及び端末を示すブロック図である。
以下の技術は、CDMA(Code Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、TDMA(Time Division Multiple Access)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)などのような多様な無線通信システムに使用できる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)で具現できる。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)のような無線技術で具現できる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などの無線技術で具現できる。IEEE 802.16mは、IEEE 802.16eの進化で、IEEE 802.16eに基盤したシステムとの下位互換性(backward compatibility)を提供する。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution)は、E−UTRA(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access)を使用するE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であって、ダウンリンクでOFDMAを採用し、アップリンクでSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は、3GPP LTEの進化である。説明を明確にするために、LTE/LTE−Aを中心に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
無線通信システムは、少なくとも1つの基地局(Base Station:BS)を含む。各基地局は、特定の地理的領域に対して通信サービスを提供する。端末(User Equipment:UE)は固定されるか、または移動性を有することができ、MS(Mobile Station)、MT(Mobile Terminal)、UT(User Terminal)、SS(Subscriber Station)、無線機器(wireless device)、PDA(Personal Digital Assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)など、他の用語と呼ばれることができる。基地局は、一般的に端末と通信する固定された地点(fixed station)をいい、eNB(evolved−NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、アクセスポイント(Access Point)など、他の用語と呼ばれることができる。
端末は、通常的に1つのセルに属するが、端末が属したセルをサービングセル(serving cell)という。サービングセルに対して通信サービスを提供する基地局をサービング基地局(serving BS)という。サービング基地局は1つまたは複数のサービングセルを提供することができる。
この技術はダウンリンク(downlink)またはアップリンク(uplink)に使用できる。一般的に、ダウンリンクは基地局から端末への通信を意味し、アップリンクは端末から基地局への通信を意味する。
端末と基地局との間の無線インターフェースプロトコル(radio interface protocol)の階層は通信システムで広く知られた開放型システム間の相互接続(Open System Interconnection:OSI)モデルの下位3個階層に基づいてL1(第1階層)、L2(第2階層)、及びL3(第3階層)に区分できる。
第1階層である物理階層(Physical Layer)は、上位にある媒体連結制御(Medium Access Control:MAC)階層とは転送チャンネル(transport channel)を介して連結されており、この転送チャンネルを介してMACと物理階層との間のデータが移動する。そして、互いに異なる物理階層間、即ち転送側と受信側の物理階層の間は物理チャンネル(Physical Channel)を介してデータが移動する。
第2階層である無線データリンク階層は、MAC階層、RLC階層、及びPDCP階層から構成される。MAC階層は、論理チャンネルと転送チャンネルとの間のマッピングを担当する階層であって、RLC階層から伝達されたデータを転送するために適切な転送チャンネルを選択し、必要な制御情報をMAC PDU(Protocol Data Unit)のヘッダ(header)に追加する。
RLC階層は、MACの上位に位置してデータの信頼性ある転送をサポートする。また、RLC階層は無線区間に合う適切なサイズのデータを構成するために上位階層から伝達されたRLC SDU(Service Data Unit)を分割(Segmentation)し、連結(Concatenation)する。受信機のRLC階層は、受信したRLC PDUから元のRLC SDUを復旧するためにデータの再結合(Reassemble)機能をサポートする。
PDCP階層はパケット交換領域のみで使われ、無線チャンネルでパケットデータの転送効率を高めることができるようにIPパケットのヘッダを圧縮して転送することができる。
第3階層であるRRC階層は、下位階層を制御する役割と共に、端末とネットワークとの間で無線資源制御情報を交換する。端末の通信状態によって休止モード(Idle Mode)、RRC連結モード(Connected Mode)など、多様なRRC状態が定義され、必要によってRRC状態間の転移が可能である。RRC階層では、システム情報放送、RRC接続管理手続、多重要素搬送波設定手続、無線ベアラー(Radio Bearer)制御手続、保安手続、測定手続、移動性管理手続(ハンドオーバー)など、無線資源管理と関連した多様な手続が定義される。
無線通信システムは、MIMO(Multiple−Input Multiple−Output)システム、MISO(Multiple−Input Single−Output)システム、SISO(Single−Input Single−Output)システム、及びSIMO(Single−Input Multiple−Output)システムのうち、いずれか1つでありうる。MIMOシステムは、多数の転送アンテナ(transmit antenna)及び多数の受信アンテナ(receive antenna)を使用する。MISOシステムは、多数の転送アンテナ及び1つの受信アンテナを使用する。SISOシステムは、1つの転送アンテナ及び1つの受信アンテナを使用する。SIMOシステムは、1つの転送アンテナ及び多数の受信アンテナを使用する。以下、転送アンテナは1つの信号またはストリームを転送することに使われる物理的または論理的アンテナを意味し、受信アンテナは1つの信号またはストリームを受信することに使われる物理的または論理的アンテナを意味する。
図1は、3GPP LTEにおける無線フレーム(radio frame)の構造を示す。
これは、3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008−03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E−UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"の5節を参照することができる。図1を参照すると、無線フレームは10個のサブフレーム(subframe)から構成され、1つのサブフレームは2つのスロット(slot)から構成される。無線フレーム内のスロットは#0から#19までスロット番号が付けられる。1つのサブフレームの転送にかかる時間をTTI(Transmission Time Interval)という。TTIは、データ転送のためのスケジューリング単位ということができる。例えば、1つの無線フレームの長さは10msであり、1つのサブフレームの長さは1msであり、1つのスロットの長さは0.5msでありうる。
1つのスロットは時間領域(time domain)で複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルを含み、周波数領域で複数の副搬送波(subcarrier)を含む。OFDMシンボルは、3GPP LTEがダウンリンクでOFDMAを使用するので、1つのシンボル区間(symbol period)を表現するためのものであって、多重接続方式によって他の名称として呼ばれることができる。例えば、アップリンク多重接続方式にSC−FDMAが使われる場合、SC−FDMAシンボルということができる。資源ブロック(RB:Resource Block)は資源割当単位であって、1つのスロットで複数の連続する副搬送波を含む。上記無線フレームの構造は一例に過ぎないものである。したがって、無線フレームに含まれるサブフレームの個数やサブフレームに含まれるスロットの個数、またはスロットに含まれるOFDMシンボルの個数は多様に変更できる。
3GPP LTEは、ノーマル(normal)サイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)で1つのスロットは7個のOFDMシンボルを含み、拡張(extended)CPで1つのスロットは6個のOFDMシンボルを含むことと定義している。
無線通信システムは、FDD(Frequency Division Duplex)方式とTDD (Time Division Duplex)方式とに大別できる。FDD方式によれば、アップリンク 転送とダウンリンク転送とが互いに異なる周波数帯域を占めながらなされる。TDD方式によれば、アップリンク転送とダウンリンク転送とが同一な周波数帯域を占めながら互いに異なる時間になされる。TDD方式のチャンネル応答は実質的に相互的(reciprocal)である。これは、与えられた周波数領域でダウンリンクチャンネル応答とアップリンクチャンネル応答とがほとんど同一であるということである。したがって、TDDに基盤した無線通信システムにおいて、ダウンリンクチャンネル応答はアップリンクチャンネル応答から得られる長所がある。TDD方式は、全体周波数帯域をアップリンク転送とダウンリンク転送とが時分割されるので、基地局によるダウンリンク転送と端末によるアップリンク転送とが同時に遂行されることはできない。アップリンク転送とダウンリンク転送とがサブフレーム単位で区分されるTDDシステムにおいて、アップリンク転送とダウンリンク転送とは互いに異なるサブフレームで遂行される。 TDD方式では1つのフレーム内にアップリンクサブフレーム及びダウンリンクサブフレームが共存し、その設定がUL−DL設定(uplink−downlink configuration)により決定される。UL−DL設定は3GPP TS36.211 V10.0.0のテーブル4.2.2を参照することができる。
図2は、1つのダウンリンクスロットに対する資源グリッド(resource grid)の一例を示す。
ダウンリンクスロットは、時間領域で複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域でNRB個の資源ブロックを含む。ダウンリンクスロットに含まれる資源ブロックの数NRBはセルで設定されるダウンリンク転送帯域幅(bandwidth:NDL)に従属する。例えば、LTEシステムでNRBは6から110のうち、いずれか1つでありうる。1つの資源ブロックは、周波数領域で複数の副搬送波を含む。アップリンクスロットの構造も上記ダウンリンクスロットの構造と同一でありうる。
資源グリッド上の各要素(element)を資源要素(resource element)という。資源グリッド上の資源要素はスロット内のインデックス対(pair)(k、l)により識別できる。ここで、k(k=0,...,NRB×12−1)は周波数領域内の副搬送波インデックスであり、l(l=0,...,6)は時間領域内のOFDMシンボルインデックスである。
ここで、1つの資源ブロックは時間領域で7OFDMシンボル、周波数領域で12副搬送波から構成される7×12資源要素を含むことを例示的に記述するが、資源ブロック内のOFDMシンボルの数と副搬送波の数はこれに制限されるものではない。OFDMシンボルの数と副搬送波の数はCPの長さ、周波数間隔(frequency spacing)などによって多様に変更できる。例えば、ノーマルCP(normal cyclic prefix)の場合、OFDMシンボルの数は7であり、拡張CP(extended cyclic prefix)の場合、OFDMシンボルの数は6である。1つのOFDMシンボルで副搬送波の数は128、256、512、1024、1536、及び2048のうち、1つを選定して使用することができる。
図3は、ダウンリンクサブフレームの構造を示す。
ダウンリンクサブフレームは、時間領域で2つのスロットを含み、各スロットはノーマルCPで7個のOFDMシンボルを含む。サブフレーム内の最初のスロットの先の最大3OFDMシンボル(1.4Mhz帯域幅に対しては最大4OFDMシンボル)が制御チャンネルが割り当てられる制御領域(control region)であり、残りのOFDMシンボルはPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)が割り当てられるデータ領域となる。
PDCCHは、DL−SCH(Downlink−Shared Channel)の資源割当及び転送フォーマット、UL−SCH(Uplink Shared Channel)の資源割当情報、PCH上のページング情報、DL−SCH上のシステム情報、PDSCH上に転送されるランダムアクセス応答のような上位階層制御メッセージの資源割当、任意のUEグループ内の個別UEに対する転送パワー制御命令の集合及びVoIP(Voice over Internet Protocol)の活性化などを運ぶことができる。複数のPDCCHが制御領域内で転送されることができ、端末は複数のPDCCHをモニターリングすることができる。PDCCHは、1つまたは幾つかの連続的なCCE(Control Channel Elements)の集合(aggregation)の上に転送される。CCEは、無線チャンネルの状態に従う符号化率をPDCCHに提供するために使われる論理的割当単位である。CCEは、複数の資源要素グループ(resource element group)に対応する。CCEの数とCCEにより提供される符号化率の関連関係によって、PDCCHのフォーマット及び可能なPDCCHのビット数が決定される。
基地局は端末に送ろうとするダウンリンク制御情報(downlink control information:DCI)によってPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付ける。CRCにはPDCCHの所有者(owner)や用途によって固有な識別子(RNTI:Radio Network Temporary Identifier)がマスキングされる。特定端末のためのPDCCHであれば、端末の固有識別子、例えばC−RNTI(Cell−RNTI)がCRCにマスキングできる。または、ページングメッセージのためのPDCCHであれば、ページング指示識別子、例えばP−RNTI(Paging−RNTI)がCRCにマスキングできる。システム情報(SIB:System Information Block)のためのPDCCHであれば、システム情報識別子、SI−RNTI(System Information−RNTI)がCRCにマスキングできる。端末のランダムアクセスプリアンブルの転送に対する応答であるランダムアクセス応答を指示するためにRA−RNTI(Random Access−RNTI)がCRCにマスキングできる。
図4は、アップリンクサブフレームの構造を示す。
アップリンクサブフレームは、周波数領域で制御領域とデータ領域とに分けられる。上記制御領域は、アップリンク制御情報が転送されるためのPUCCH(Physical Uplink Control Channel)が割り当てられる。上記データ領域は、データが転送されるためのPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)が割り当てられる。
上位階層で指示される場合、端末はPUSCHとPUCCHとの同時転送をサポートすることができる。
1つの端末に対するPUCCHは、サブフレームで資源ブロック対(RB pair)に割り当てられる。資源ブロック対に属する資源ブロックは第1スロットと第2スロットの各々で互いに異なる副搬送波を占める。PUCCHに割り当てられる資源ブロック対に属する資源ブロックが占める周波数はスロット境界(slot boundary)を基準に変更される。これをPUCCHに割り当てられるRB対がスロット境界で周波数がホッピング(frequency−hopped)されたという。端末がアップリンク制御情報を時間に従って互いに異なる副搬送波を通じて転送することによって、周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。
PUSCHは、転送チャンネル(transport channel)であるUL−SCH(Uplink Shared Channel)にマッピングされる。PUSCHの上に転送されるアップリンクデータはTTIの間転送されるUL−SCHのためのデータブロックである転送ブロック(transport block)でありうる。上記転送ブロックは、ユーザ情報でありうる。または、アップリンクデータは多重化した(multiplexed)データでありうる。多重化したデータは、UL−SCHのための転送ブロックとアップリンク制御情報(uplink control information:UCI)とが多重化したものでありうる。例えば、データに多重化するアップリンク制御情報にはCQI(channel quality indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、HARQ−ACK/NACK(hybrid automatic repeat request acknowledgement/non−acknowledgement、HARQ−ACKと表示するか、または単純にA/Nと表示することができる)、RI(Rank Indicator)などがありうる。または、アップリンクデータはアップリンク制御情報のみで構成されることもできる。
一方、無線通信システムは搬送波集成(carrier aggregation:CA)をサポートすることができる。ここで、搬送波集成とは、小さい帯域幅を有する複数の搬送波を集めて広帯域を構成することを意味する。搬送波集成システムは、無線通信システムが広帯域をサポートしようとする時、目標とする広帯域より小さい帯域幅を有する1つ以上の搬送波を集めて広帯域を構成するシステムを意味する。
図5は、単一搬送波システムと搬送波集成システムとの比較例である。
図5を参照すると、単一搬送波システムではアップリンクとダウンリンクに1つの搬送波のみを端末にサポートする。搬送波の帯域幅は多様でありうるが、端末に割り当てられる搬送波は1つである。一方、搬送波集成システムでは端末に複数の要素搬送波(component carrier:CC)が割当てできる。例えば、端末に60MHzの帯域幅を割り当てるために3個の20MHzの要素搬送波が割当てできる。要素搬送波にはダウンリンク要素搬送波(downlink CC:DL CC)及びアップリンク要素搬送波(uplink CC:UL CC)がある。
搬送波集成システムは、各搬送波が連続した連続(contiguous)搬送波集成システムと各搬送波が互いに離れている不連続(non−contiguous)搬送波集成システムとに区分できる。以下、単純に搬送波集成システムという時、これは要素搬送波が連続の場合と不連続の場合とを全て含むことと理解されるべきである。
1つ以上の要素搬送波を集める時、対象となる要素搬送波は既存システムとの下位互換性(backward compatibility)のために既存システムで使用する帯域幅をそのまま使用することができる。例えば、3GPP LTEシステムでは1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、及び20MHzの帯域幅をサポートし、3GPP LTE−Aシステムでは上記3GPP LTEシステムの帯域幅のみを用いて20MHz以上の広帯域を構成することができる。または、既存システムの帯域幅をそのまま使用せず、新たな帯域幅を定義して広帯域を構成することもできる。
無線通信システムのシステム周波数帯域は、複数の搬送波周波数(Carrier−frequency)に区分される。ここで、搬送波周波数はセルの中心周波数(Center frequency of a cell)を意味する。以下、セル(cell)はダウンリンク周波数資源及びアップリンク周波数資源を意味することができる。または、セルはダウンリンク周波数資源と選択的な(optional)アップリンク周波数資源との組合(combination)を意味することができる。また、一般的に搬送波集成(CA)を考慮しない場合、1つのセル(cell)はアップリンク及びダウンリンク周波数資源が常に対に存在することができる。
特定セルを通じてパケットデータの送受信がなされるためには、端末は先に特定セルに対して設定(configuration)を完了しなければならない。ここで、設定(configuration)とは、該当セルに対するデータ送受信に必要とするシステム情報受信を完了した状態を意味する。例えば、設定(configuration)はデータ送受信に必要とする共通物理階層パラメータ、またはMAC階層パラメータ、またはRRC階層で特定動作に必要とするパラメータを受信する全般の過程を含むことができる。設定完了したセルは、パケットデータが転送できるという情報を受信しさえすれば、直ちにパケットの送受信が可能になる状態である。
設定完了状態のセルは、活性化(Activation)または不活性化(Deactivation)状態で存在することができる。ここで、活性化はデータの送信または受信が行なわれるか、または準備状態(ready state)にあることをいう。端末は自身に割り当てられた資源(周波数、時間など)を確認するために、活性化したセルの制御チャンネル(PDCCH)及びデータチャンネル(PDSCH)をモニターリングまたは受信することができる。
不活性化は、トラフィックデータの送信または受信が不可能であり、測定や最小情報の送信/受信が可能であることをいう。端末は、不活性化セルからパケット受信のために必要なシステム情報(SI)を受信することができる。一方、端末は自身に割り当てられた資源(周波数、時間などのこともある)を確認するために不活性化したセルの制御チャンネル(PDCCH)及びデータチャンネル(PDSCH)をモニターリングまたは受信しない。
セルは、プライマリセル(primary cell:PCell)とセカンダリセル(secondary cell:SCell)、及びサービングセル(serving cell)に区分できる。
プライマリセルは、プライマリ周波数で動作するセルを意味し、端末が基地局との最初連結確立過程(initial connection establishment procedure)または連結再確立過程を遂行するセル、またはハンドオーバー過程でプライマリセルとして指示されたセルを意味する。
セカンダリセルは、セカンダリ周波数で動作するセルを意味し、一旦RRC連結が確立されれば設定され、追加的な無線資源を提供することに使われる。
サービングセルは、CAが設定されなかったり、CAを提供できなかったりする端末の場合にはプライマリセルで構成される。CAが設定された場合、サービングセルという用語はプライマリセル及び全てのセカンダリセルのうちの1つまたは複数のセルで構成された集合を示すことに使われる。
即ち、プライマリセルはRRC連結(establishment)または再連結(re−establishment)状態で、保安入力(security input)とNAS移動情報(mobility information)を提供する1つのサービングセルを意味する。端末の性能(capabilities)によって、少なくとも1つのセルがプライマリセルと共にサービングセル集合を形成するように構成できるが、上記少なくとも1つのセルをセカンダリセルという。
したがって、1つの端末に対して設定されたサービングセルとは、1つのプライマリセルのみで構成されるか、または1つのプライマリセルと少なくとも1つのセカンダリセルで構成されることができ、複数のサービングセルが端末に設定できる。
PCC(primary component carrier)は、プライマリセルに対応するCCを意味する。PCCは、端末が多数のCCのうち、初期に基地局と接続(ConnectionまたはRRC Connection)をなすようになるCCである。PCCは、多数のCCに関するシグナリングのための連結(ConnectionまたはRRC Connection)を担い、端末と関連した連結情報である端末文脈情報(UE Context)を管理する特別なCCである。また、PCCは端末と接続をなすようになってRRC連結状態(RRC Connected Mode)の場合には常に活性化状態に存在する。
SCC(secondary component carrier)は、セカンダリセルに対応するCCを意味する。即ち、SCCはPCCの以外に端末に割り当てられたCCであって、SCCは端末がPCCの以外に追加的な資源割当などのために拡張された搬送波(Extended Carrier)であり、活性化(activated)または不活性化(deactivated)状態に分けられる。
プライマリセルに対応するダウンリンク要素搬送波をダウンリンク主要素搬送波(DownLink Primary Component Carrier:DL PCC)といい、プライマリセルに対応するアップリンク要素搬送波をアップリンク主要素搬送波(UL PCC)という。また、ダウンリンクにおいて、セカンダリセルに対応する要素搬送波をダウンリンク副要素搬送波(DL Secondary CC:DL SCC)といい、アップリンクにおいて、セカンダリセルに対応する要素搬送波をアップリンク副要素搬送波(UL SCC)という。
プライマリセル及びセカンダリセルは、次のような特徴を有する。
第1に、プライマリセルはPUCCHの転送のために使われる。
第2に、プライマリセルは常に活性化している一方、セカンダリセルは特定条件によって活性化/不活性化する搬送波である。
第3に、プライマリセルが無線リンク失敗(Radio Link Failure:以下、RLF)を経験する時、RRC再連結がトリガーリング(triggering)されるが、セカンダリセルがRLFを経験する時は、RRC再連結がトリガーリングされない。
第4に、プライマリセルは保安キー(security key)変更やRACH(Random Access CHannel)手続に伴うハンドオーバー手続によって変更できる。
第5に、NAS(non−access stratum)情報はプライマリセルを通じて受信する。
第6に、いつもプライマリセルはDL PCCとUL PCCとが対(pair)で構成される。
第7に、各端末毎に異なる要素搬送波(CC)がプライマリセルに設定できる。
第8に、プライマリセルの再設定(reconfiguration)、追加(adding)、及び除去(removal)のような手続は、RRC階層により遂行できる。新規セカンダリセルの追加において、専用(dedicated)セカンダリセルのシステム情報を転送することにRRCシグナリングが使用できる。
ダウンリンク要素搬送波が1つのサービングセルを構成することもでき、ダウンリンク要素搬送波とアップリンク要素搬送波とが連結設定されて1つのサービングセルを構成することができる。しかしながら、1つのアップリンク要素搬送波のみではサービングセルが構成されない。
要素搬送波の活性化/不活性化は、サービングセルの活性化/不活性化の概念と同等である。例えば、サービングセル1がDL CC1で構成されていると仮定する時、サービングセル1の活性化はDL CC1の活性化を意味する。仮に、サービングセル2がDL CC2とUL CC2とが連結設定されて構成されていると仮定する時、サービングセル2の活性化はDL CC2とUL CC2の活性化を意味する。このような意味で、各要素搬送波はセル(cell)に対応できる。
ダウンリンクとアップリンクとの間に集成される要素搬送波の数は異なるように設定できる。ダウンリンクCC数とアップリンクCC数が同一な場合を対称的(symmetric)集成といい、その数が異なる場合を非対称的(asymmetric)集成という。また、CCのサイズ(即ち、帯域幅)は互いに異なることがある。例えば、70MHz帯域の構成のために5個のCCが使われるとする時、5MHz CC(carrier #0)+20MHz CC(carrier #1)+20MHz CC(carrier #2)+20MHz CC(carrier #3)+5MHz CC(carrier #4)のように構成されることもできる。
前述したように、搬送波集成システムでは単一搬送波システムとは異なり、複数の要素搬送波(component carrier:CC)をサポートすることができる。即ち、1つの端末が複数のDL CCを通じて複数のPDSCHを受信することができる。また、端末は1つのUL CC、例えばUL PCCを通じて上記複数のPDSCHに対するACK/NACKを転送することができる。即ち、従来の単一搬送波システムでは1つのサブフレームで1つのPDSCHのみを受信するので、最大2つのHARQ ACK/NACK(以下、便宜上、ACK/NACKと略称)情報を転送すればよかった。しかしながら、搬送波集成システムでは複数のPDSCHに対するACK/NACKを1つのUL CCを通じて転送できるため、これに対するACK/NACK転送方法が要求される。
端末は、複数のDL CCでPDCCHをモニターリングし、複数のDL CCを通じて同時にダウンリンク転送ブロックを受信することができる。端末は、複数のUL CCを通じて同時に複数のアップリンク転送ブロックを転送することができる。
多重搬送波システムにおいて、CCスケジューリングは2つの方法が可能である。
第1は、1つのCCでPDCCH−PDSCH対が転送されるものである。このCCを自己−スケジューリング(self−scheduling)という。また、これはPUSCHが転送されるUL CCは該当するPDCCHが転送されるDL CCにリンクされたCCになることを意味する。即ち、PDCCHは同一なCC上でPDSCH資源を割り当てるか、またはリンクされたUL CC上でPUSCH資源を割り当てるものである。
第2は、PDCCHが転送されるDL CCに関わらず、PDSCHが転送されるDL CCまたはPUSCHが転送されるUL CCが定まるものである。即ち、PDCCHとPDSCHとが互いに異なるDL CCで転送されるか、またはPDCCHが転送されたDL CCとリンケージされていないUL CCを通じてPUSCHが転送されるものである。これを交差−搬送波(cross−carrier)スケジューリングという。PDCCHが転送されるCCをPDCCH搬送波、モニターリング搬送波、またはスケジューリング(scheduling)搬送波といい、PDSCH/PUSCHが転送されるCCをPDSCH/PUSCH搬送波またはスケジューリングされた(scheduled)搬送波という。
ここに、既存のPUCCHフォーマット(PUCCH format)について説明する。
PUCCHは、フォーマット(format)によって多様な種類の制御情報を運ぶ。PUCCHフォーマット1は、スケジューリング要請(SR:Scheduling Request)を運ぶ。この際、OOK(On−Off Keying)方式が適用できる。PUCCHフォーマット1aは、1つのコードワード(codeword)に対してBPSK(Binary Phase Shift Keying)方式により変調されたACK/NACK(Acknowledgement/Non−Acknowledgement)を運ぶ。PUCCHフォーマット1bは、2つのコードワードに対してQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式により変調されたACK/NACKを運ぶ。PUCCHフォーマット2は、QPSK方式により変調されたCQI(Channel Quality Indicator)を運ぶ。PUCCHフォーマット2a及び2bは、CQI及びACK/NACKを運ぶ。
PUCCHフォーマットは、変調方式とサブフレーム内のビットの個数によって区分できる。<表1>は、PUCCHフォーマットに従う変調方式とサブフレーム内のビットの個数を示す。
図6はノーマルCPで1つのスロットに対するPUCCHフォーマット2/2a/2bのチャンネル構造を示す。上述したように、PUCCHフォーマット2/2a/2bはCQIの転送に使われる。
図6を参照すると、ノーマルCPでSC−FDMAシンボル1、5はアップリンク参照信号であるDM RS(demodulation reference symbol)のために使われる。拡張CPの場合には、SC−FDMAシンボル3がDM RSのために使われる。
10個のCQI情報ビットが、例えば1/2割合でチャンネルコーディング(channel coding)されて20個のコーディングされたビットとなる。チャンネルコーディングにはリードミュラー(Reed−Muller:RM)コードが使用できる。そして、スクランブリング(PUSCHデータが長さ31のゴールドシーケンスにスクランブリングされることと類似するように)された後、QPSK星状マッピング(constellation mapping)されてQPSK変調シンボルが生成される(スロット0でdからd)。各QPSK変調シンボルは長さ12の基本RSシーケンスの循環シフトに変調され、OFDM変調された後、サブフレーム内の10個のSC−FDMAシンボルの各々で転送される。均一に離隔した12個の循環シフトは12個の互いに異なる端末が同一なPUCCH資源ブロックで直交するように多重化できるようにする。SC−FDMAシンボル1、5に適用されるDM RSシーケンスは長さ12の基本RSシーケンスが使用できる。
図7は、ノーマルCPでの1つのスロットに対するPUCCHフォーマット1a/1bを示す。3番目から5番目のSC−FDMAシンボルでアップリンク参照信号が転送される。図7で、w、w、w、及びwは、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)変調の以後に時間領域で変調されるか、またはIFFT変調の以前に周波数領域で変調できる。
LTEにおいて、ACK/NACKとCQIとは同一サブフレームで同時に転送されることもでき、同時転送が許容されないこともある。その時のACK/NACKは単一セルに対するACK/NACKである。ACK/NACKとCQIとの同時転送が許容されない場合において、端末がCQIフィードバックが設定されたサブフレームのPUCCHでACK/NACKを転送することが必要でありうる。このような場合、CQIはドロップ(drop)され、ACK/NACKのみPUCCHフォーマット1a/1bを通じて転送される。
ACK/NACKとCQIとの同一サブフレームでの同時転送は、端末の特定的な上位階層(RRC)シグナリングを通じて設定できる。例えば、ACK/NACKとCQIとが同一サブフレームで同時に転送できるか否かはRRC(radio resource control)メッセージに含まれた‘simultaneousAckNackAndCQI’というパラメータにより設定できる。即ち、‘simultaneousAckNackAndCQI’がTRUEに設定されれば同時転送が許容され、FALSEに設定されれば同時転送が許容されないことがある。同時転送が可能な場合、基地局スケジューラがCQIとACK/NACKとの同時転送を許容したサブフレームでCQIと1ビットまたは2ビットのACK/NACK情報が同一なPUCCH資源ブロックに多重化できる。この際、低いCM(cubic metric)を有する単一搬送波特性を維持することが必要である。単一搬送波特性を維持しながらCQIとACK/NACKとを多重化する方法はノーマルCPと拡張CPで互いに異なる。
まず、ノーマルCPでPUCCHフォーマット2a/2bを通じて1ビットまたは2ビットのACK/NACKとCQIとを共に転送する場合、ACK/NACKビットはスクランブルされず、BPSK(1ビットの場合)/QPSK(2ビットの場合)変調されて1つのACK/NACK変調シンボル(dHARQ)となる。ACKは2進数‘1’にエンコーディングされ、NACKは2進数‘0’にエンコーディングされる。1つのACK/NACK変調シンボル(dHARQ)は各スロットで2番目のRSシンボルを変調することに使われる。即ち、ACK/NACKはRSを用いてシグナリングされる。
図8は、ノーマルCP、PUCCHフォーマット2a/2bでACK/NACKの星状マッピングの例を示す。
図8を参照すると、NACK(2つのダウンリンクコードワード転送の場合にはNACK、NACK)は+1にマッピングされる。端末がPDCCHでダウンリンクグラントの検出に失敗した場合を意味するDTX(discontinuous transmission)はACKまたはNACKを全て転送せず、このような場合、デフォルトNACKとなる。DTXは基地局によりNACKと解釈され、ダウンリンク再転送を引き起こす。
次に、スロット当たり1つのRSシンボルが使われる拡張CPでは1または2ビットのACK/NACKがCQIとジョイントコーディング(joint coding)される。
図9は、拡張CPでACK/NACKとCQIとのジョイントコーディングの例を示す。
図9を参照すると、RMコードによりサポートされる情報ビットの最大ビット数は13でありうる。この場合、CQI情報ビット(Kcqi)は11ビットであり、ACK/NACK情報ビット(KACK/NACK)は2ビットでありうる。CQI情報ビットとACK/NACK情報ビットとは連接してビット列を生成した後、RMコードによりチャンネルコーディングできる。このような場合、CQI情報ビットとACK/NACK情報ビットとはジョイントコーディングされると表現する。即ち、CQI情報ビットとACK/NACK情報ビットとは、RMコードによりジョイントコーディングされて20ビットのコーディングされたビットとなる。このような過程を通じて生成された20ビットのコードワードは、図6で説明したチャンネル構造(拡張CPの場合、図6とは異なり、スロット当たり1つのRSシンボルが使われる差はある)を有するPUCCHフォーマット2で転送される。
LTEでは、PUCCHフォーマット1a/1bを通じてACK/NACKとSRとが多重化して同時転送できる。
図10は、ACK/NACKとSRとが多重化する方法を示す。
図10を参照すると、ACK/NACKとSRとが同一サブフレームで同時転送される場合、端末はACK/NACKを割り当てられたSR資源で転送するが、このような場合、正(positive)のSRを意味する。正のSRが受信されれば、基地局は端末がスケジューリングを要請することが分かる。また、端末はACK/NACKを割り当てられたACK/NACK資源で転送できるが、このような場合、負(negative)のSRを意味する。即ち、基地局はACK/NACKとSRとが同時転送されるサブフレームではACK/NACKがどの資源を通じて転送されるかを通じてACK/NACKだけでなく、SRが正のSRか、でなければ負のSRかを識別することができる。
図11は、ACK/NACKとSRとが同時転送される場合の星状マッピングを示す。
図11を参照すると、DTX/NACKと正のSRが星状マップ(constellation map)の+1にマッピングされ、ACKは−1にマッピングされる。星状マップは信号の位相を示すものでありうる。
一方、LTE TDDシステムにおいて、端末は複数のPDSCHに対する複数のACK/NACKを基地局にフィードバックすることができる。なぜならば、端末は複数のサブフレームで複数のPDSCHを受信し、1つのサブフレームで上記複数のPDSCHに対するACK/NACKを転送できるためである。この際、2つのACK/NACK転送方法がある。
第1に、ACK/NACKバンドリング(bundling)である。ACK/NACKバンドリングは、複数のデータユニットに対するACK/NACKビットを論理的AND演算を通じて結合するものである。例えば、端末が複数のデータユニット全体を成功的にデコーディングした場合には1つのACKビットのみを転送する。一方、端末が複数のデータユニットのうちのいずれか1つでもデコーディングや検出に失敗する場合、端末はNACKビットを転送するか、または何にも転送しない。
バンドリングには、空間バンドリング(spatial bundling)、時間領域でのバンドリング、周波数領域でのバンドリングなどがある。空間バンドリングは、1つのPDSCH内で複数のコードワードを受信した場合、各コードワードに対するA/Nを圧縮する技法である。時間領域でのバンドリングは互いに異なるサブフレームで受信したデータユニットに対するA/Nを圧縮する技法である。周波数領域でのバンドリングは互いに異なるセル(即ち、CC)から受信したデータユニットに対するA/Nを圧縮する技法である。
第2に、ACK/NACKの多重化(multiplexing)である。ACK/NACK多重化方法において、複数のデータユニットに対するACK/NACKの内容または意味は、実際ACK/NACK転送に使われるPUCCH資源とQPSK変調シンボルの組合により識別できる。これは、チャンネル選択(channel selection)と称することもある。チャンネル選択は、使われるPUCCHによってPUCCH1a/1bチャンネル選択と称することができる。
例えば、最大2つのデータユニットが転送されることができ、1つのPUCCH資源が2ビットを運ぶことができると仮定する。この際、各データユニットに対するHARQ動作は1つのACK/NACKビットにより管理できると仮定する。このような場合、ACK/NACKはデータユニットを転送した転送ノード(例えば、基地局)で次の表のように識別できる。
<表2>で、HARQ−ACK(i)はデータユニットiに対するACK/NACK結果を指示する。上記の例では、データユニット0、データユニット1の2つのデータユニットがありうる。<表2>で、DTXは該当HARQ−ACK(i)に対するデータユニットの転送がなかったということを意味する。または、受信端(例えば、端末)でHARQ−ACK(i)に対するデータユニットを検出できなかったということを意味する。n(1) PUCCH,Xは、ACK/NACKの実際転送に使われるPUCCH資源を表すが、最大2つのPUCCH資源がある。即ち、n(1) PUCCH,0、n(1) PUCCH,1である。b(0)、b(1)は選択されたPUCCH資源により伝達される2ビットを示す。PUCCH資源を通じて転送される変調シンボルはb(0)、b(1)によって決定される。
例えば、受信端が2つのデータユニットを成功的に受信し、デコーディングしたとすれば、受信端はPUCCH資源n(1) PUCCH,1を用いて2つのビット(b(0)、b(1))を(1,1)で転送しなければならない。他の例に、受信端が2つのデータユニットを受信して、1番目のデータユニットのデコーディングに失敗し、2番目のデータユニットのデコーディングは成功したと仮定する。このような場合、受信端は(0,0)をn(1) PUCCH,1を用いて転送しなければならない。
このようにACK/NACKの内容(または、意味)を、PUCCH資源と該当PUCCH資源で転送される実際ビットの内容の組合とリンクする方法により単一PUCCH資源を用いて複数のデータユニットに対するACK/NACK転送が可能である。
ACK/NACK多重化方法では、仮に全てのデータユニットに対して少なくとも1つのACKが存在すれば、基本的にNACKとDTXはNACK/DTXのようにカップルで表示されている。これは、PUCCH資源とQPSKシンボルの組合だけではNACKとDTXとを区別して全てのACK/NACK組合をカバーするには足りないためである。
前述したACK/NACKバンドリングやACK/NACK多重化方法では、端末が転送するACK/NACKの対象となるPDSCHの総個数が重要である。端末が複数のPDSCHをスケジューリングする複数のPDCCHのうちの一部PDCCHを受信できない場合、ACK/NACKの対象となる総PDSCHの個数に対して誤りが発生するので、誤ったACK/NACKを転送することがある。このような誤りを解決するために、TDDシステムではDAI(downlink assignment index)をPDCCHに含んで転送する。DAIにはPDSCHをスケジューリングするPDCCHの数をカウンティングしてカウンティング値を知らせる。
以下、PUCCHフォーマット2のためのアップリンクチャンネルコーディング方法について説明する。
次の<表3>は、PUCCHフォーマット2のチャンネルコーディングに使われる(20,A)RMコードの一例である。ここで、AはCQI情報ビットとACK/NACK情報ビットとが連接された(concatenated)ビット列のビット数(即ち、Kcqi+KACK/NACK)でありうる。上記ビット列をa,a,a,...,aA−1とすれば、上記ビット列(bit stream)が(20,A)のRMコードを用いたチャンネルコーディングブロックの入力に使用できる。
RMコードによりチャンネルコーディングされたビット列b,b,b,...,bB−1は、次の<数式1>のように生成できる。
上記<数式1>で、i=0,1,2,...,B−1であり、B=20である。
チャンネルコーディングされたビットはコード−時間−周波数資源にマッピングされる。
図12は、チャンネルコーディングされたビットがコード−時間−周波数資源にマッピングされる例を示す。
図12を参照すると、チャンネルコーディングされた20ビットのうち、最初の10ビットと最後の10ビットは互いに異なるコード−時間−周波数資源にマッピングされるが、特に最初の10ビットと最後の10ビットは周波数ダイバーシティ(diversity)のために周波数領域で大きく分離されて転送される。
ここに、LTE−Aでのアップリンクチャンネルコーディング方法の一例を説明する。
前述したように、LTEではUCIがPUCCHフォーマット2で転送される場合、最大13ビットのCSIを<表3>の(20,A)RMコードを通じてRMコーディングする。一方、UCIがPUSCHで転送される場合には最大11ビットのCQIを以下の<表4>の(32,A)RMコードを通じてRMコーディングし、PUSCHで転送されるコード率を合せるために切断(truncation)または循環反復(circular repetition)を遂行する。
一方、LTE−Aでは最大21ビット(これは、情報ビットで、チャンネルコーディング前のビット数であり、SRが含まれる場合、最大22ビット)のUCI(ACK/NACKとSR)を転送するためにPUCCHフォーマット3が導入された。PUCCHフォーマット3は、変調方式にQPSKを使用し、サブフレームで転送可能なビット数は48ビット(これは、情報ビットをチャンネルコーディングした後、転送されるビット数)である。
PUCCHフォーマット3は、ブロックスプレッディング(block spreading)基盤転送を遂行する。即ち、ブロックスプレッディングコードを用いてマルチビットACK/NACKを変調した変調シンボルシーケンスを時間領域で拡散した後、転送する。
図13は、PUCCHフォーマット3のチャンネル構造を例示する。
図13を参照すると、変調シンボルシーケンス{d1,d2,...}は、ブロックスプレッディングコードが適用されて時間領域で拡散される。ブロックスプレッディングコードは、直交カバーコード(orthogonal cover code:OCC)でありうる。ここで、変調シンボルシーケンスは、マルチビットであるACK/NACK情報ビットがチャンネルコーディング(RMコード、TBCC、パンクチャリングされたRMコードなどを用いた)されてACK/NACK codedビットが生成され、上記ACK/NACK codedビットが変調(例えば、QPSK)された変調シンボルのシーケンスでありうる。変調シンボルのシーケンスはFFT(fast Fourier transform)、IFFT(inverse fast Fourier transform)を経てスロットのデータシンボルにマッピングされた後、転送される。図13では、1つのスロットに2つのRSシンボルが存在する場合を例示したが、3個のRSシンボルが存在することができ、このような場合、長さ4のブロックスプレッディングコードが使用できる。
このようなPUCCHフォーマット3は、ノーマルCPで48ビットのチャンネルコーディングされたビットを転送することができる。UCIビット(情報ビット)が11ビット以下の時は、<表4>の(32,A)RMコーディングを使用し、PUCCHフォーマット3のコーディングされたビット数に合せるために循環反復を使用する。<表4>で見るように、(32,A)RMコードはベーシスシーケンスが11個だけであるので、UCIビットが11ビットより大きければ、2つの(32,A)RMコードを用いた二重RMコーディング(dual RM coding)を遂行する。
図14は、二重RMコーディング過程を例示する。
図14を参照すると、UCIビット列(情報ビット)が11ビットを超過する場合、分割(segmentation)を通じて分割されたビット列(これをセグメントと称する)を生成する。この際、セグメント1、セグメント2は、各々11ビット以下となる。セグメント1、2は、各々(32,A)RMコーディングを経てインターリービングまたは連接される。その後、PUCCHフォーマット3のコーディングされたビット数に合せるために切断または循環反復された後、転送される。
(無線通信システムにおけるチャンネル状態情報転送方法)
無線通信システムで与えられたチャンネル容量(channel capacity)を最大限活用するためにリンク適応(link adaptation)を使用して、与えられたチャンネルによってMCS(modulation and coding scheme)と転送電力(Transmission Power)を調節する。このようなリンク適応を基地局で遂行するためには、端末のチャンネル状態情報フィードバックが必要である。
1.チャンネル状態情報(channel status information:CSI)
効率的な通信のためにはチャンネル情報をフィードバックすることが必要であるが、一般的にダウンリンクのチャンネル情報はアップリンクを通じて転送され、アップリンクのチャンネル情報はダウンリンクを通じて転送される。チャンネルの状態を示すチャンネル情報をチャンネル状態情報といい、チャンネル状態情報にはPMI(precoding matrix index)、RI(rank indicator)、CQI(channel quality indicator)などがある。
2.ダウンリンク転送モード
ダウンリンク転送モードは、後述する9種類に区分できる。
転送モード1:単一アンテナポート、ポート0
転送モード2:転送ダイバーシティ(transmit diversity)
転送モード3:開放ループ(open loop)空間多重化(spatial multiplexing):RIフィードバックに基盤したランク適応が可能な開放ループモードである。ランクが1の場合、転送ダイバーシティが適用できる。ランクが1より大きい場合、大きい遅延(large delay)CDDが使用できる。
転送モード4:閉ループ(closed loop)空間多重化または転送ダイバーシティ
転送モード5:転送ダイバーシティまたはマルチユーザMIMO
転送モード6:転送ダイバーシティまたは単一転送レイヤを有する閉ループ空間多重化
転送モード7:PBCH(physical broadcast channel)アンテナポートの個数が1であれば、単一アンテナポート(ポート0)を使用し、でなければ、転送ダイバーシティ使用。または、単一アンテナ転送(ポート5)。
転送モード8:PBCHアンテナポート個数が1つであれば、単一アンテナポート(ポート0)が使われ、でなければ、転送ダイバーシティ。または、アンテナポート7及び8を用いたデュアルレイヤ転送またはポート7またはポート8を用いた単一アンテナポート転送。
転送モード9:最大8レイヤ転送(ポート7から14)。
MBSFN(multicast−broadcast single frequency network)サブフレームでない場合、PBCHアンテナポート個数が1つであれば、単一アンテナポート転送(ポート0)が使われ、でなければ、転送ダイバーシティ。
MBSFNサブフレームの場合には、単一アンテナポート転送(ポート7)。
3.CSIの周期的転送。
CSIは上位階層で定めた周期によって周期的にPUCCHを介して転送できる。端末はPUCCHを介して周期的に差分(differential)CSI(CQI、PMI、RI)をフィードバックするように上位階層信号により半静的に設定できる。この際、端末は次の表のように定義されたモードによって該当CSIを転送する。
上述した各転送モード別に次のようなPUCCHでの周期的CSIレポーティングモードがサポートされる。
一方、CSIレポートの衝突とは、第1のCSIを転送するように設定されたサブフレームと第2のCSIを転送するように設定されたサブフレームとが同一な場合をいう。CSIレポートの衝突が発生する場合、第1のCSIと第2のCSIとを同時に転送するか、または第1のCSIと第2のCSIの優先順位(priority)によって優先順位の低いCSIの転送を放棄(これをドロップ(drop)という)し、優先順位の高いCSIを転送することができる。
PUCCHを介してのCSIレポートは、CQI/PMI/RIの転送組合によって次のように多様なレポートタイプが存在することができ、各レポートタイプ(以下、タイプと略称)によって区分される周期及びオフセット値がサポートされる。
タイプ1:端末が選択したサブバンドに対するCQIフィードバックをサポートする。
タイプ1a:サブバンドCQI及び第2のPMIフィードバックをサポートする。
タイプ2、2b、2c:広帯域CQIとPMIフィードバックをサポートする。
タイプ2a:広帯域PMIフィードバックをサポートする。
タイプ3:RIフィードバックをサポートする。
タイプ4:広帯域CQIを転送する。
タイプ5:RIと広帯域PMIフィードバックをサポートする。
タイプ6:RIとPTIフィードバックをサポートする。
各サービングセルに対し、CQI/PMIレポーティングに対してサブフレーム単位の周期であるNpd及びオフセットNoffset,CQIがパラメータ‘cqi−pmi−ConfigIndex’(ICQI/PMI)に基づいて決定される。また、各サービングセルに対してRIレポーティングに対して周期MRI及び相対的オフセット(relative offset)Noffset,RIがパラメータ‘ri−ConfigIndex’(IRI)に基づいて決定される。‘cqi−pmi−ConfigIndex’及び‘ri−ConfigIndex’は、RRCメッセージのような上位階層信号により設定される。RIのための相対的オフセットNoffset,RIは集合{0,−1,...,−(Npd−1)}のうちで値を有する。
端末がCSIをレポーティングするサブフレームをCSIサブフレームというが、端末には複数のCSIサブフレームで構成されたCSIサブフレーム集合が設定できる。仮に、端末に2つ以上のCSIサブフレーム集合でレポーティングが設定される場合であれば、各CSIサブフレーム集合に対応する‘cqi−pmi−ConfigIndex’及び‘ri−ConfigIndex’が与えられる。例えば、2つのCSIサブフレーム集合でCSIレポーティングが設定される場合、‘cqi−pmi−ConfigIndex’及び‘ri−ConfigIndex’は第1のCSIサブフレーム集合に対するものであり、‘cqi−pmi−ConfigIndex2’及び‘ri−ConfigIndex2’は第2のCSIサブフレーム集合に対するものである。
1つのサービングセルに対するCSIタイプ3、5、または6のCSIレポートと上記1つのサービングセルに対するCSIタイプ1、1a、2、2a、2b、2c、または4のCSIレポートとが衝突する場合、CSIタイプ1、1a、2、2a、2b、2c、または4のCSIレポートが優先順位が低いし、ドロップされる。
端末に2つ以上のサービングセルが設定された場合、端末は与えられたサブフレームでただ1つのサービングセルに対するCSIレポーティングのみを遂行する。与えられたサブフレームで第1セルのCSIタイプ3、5、6、または2aのCSIレポートと第2セルのCSIタイプ1、1a、2、2b、2c、または4のCSIレポートとが衝突することがある。この場合、CSIタイプ1、1a、2、2b、2c、または4のCSIレポートが優先順位が低いし、ドロップされる。
与えられたサブフレームで、第1セルのCSIタイプ2、2b、2c、または4のCSIレポートと第2セルのCSIタイプ1または1aのCSIレポートとが衝突することがある。この場合、CSIタイプ1または1aのCSIレポートが優先順位が低いし、ドロップされる。上記第1セルと第2セルとは互いに異なるセルである。
与えられたサブフレームで、互いに異なるサービングセルの同一な優先順位を有するCSIタイプのCSIレポートが衝突することがある。この場合には、最も低いサービングセルインデックス(ServCellIndex)を有するサービングセルのCSIがレポートされ、他の全てのサービングセルのCSIはドロップされる。
ここに、本発明に対して説明する。
図15は、端末のPUCCHを介してのUCI転送過程を示す。
図15を参照すると、基地局は端末にPUCCHフォーマットを設定する(S100)。PUCCHフォーマットは、例えばPUCCHフォーマット3でありうる。
基地局は、参照信号及びデータを端末に転送する(S110)。端末は、UCIを生成し、転送電力を決定する(S120)。例えば、端末は参照信号を用いて周期的CSIを生成し、データをデコーディングして受信成功か否かによってACK/NACKを生成することができる。
端末は、設定されたPUCCHフォーマット、決定された転送電力でUCIを基地局に転送する(S130)。サブフレーム別にUCIは変わることがあり、周期的CSIとACK/NACKとが同一サブフレームで転送される衝突状況が発生することがある。
(PUCCHのための電力制御)
既存LTE−AではPUCCHの効率的な転送のために次のような電力制御方法を使用する。
サービングセルcがプライマリセルであれば、サブフレームiでPUCCH転送のための転送電力(transmit power)PPUCCHは次の数式のように定義される。
[dBm]
仮に、端末がプライマリセルでPUCCHを転送しなければ、DCIフォーマット3/3Aで受信したTPC命令の蓄積のために、端末はサブフレームiでPUCCH転送のための転送電力PPUCCHを次の数式のように仮定する。
上記数式において、PCMAX,c(i)はサブフレームiでサービングセルcのために設定された端末の転送電力である。
ΔF_PUCCH(F)は上位階層信号に与えられるパラメータである。各ΔF_PUCCH(F)値はPUCCHフォーマット1aを基準にして相対的にPUCCHフォーマット(F)に対して与えられる値である。Fは1、1a、1b、2、2a、2b、または3でありうる。
仮に、端末が2つのアンテナポートを介してPUCCHを転送するように上位階層により設定されれば、ΔTxD(F’)の値は上位階層により与えられ、でなければΔTxD(F’)=0である。
h(nCQI、nHARQ、nSR)はPUCCHフォーマットに従属的な値であり、nCQIはCQIの情報ビットの個数に対応する。仮に、サブフレームiがUL−SCHのための転送ブロック(transport block)を1つも持たない端末のためのSRのために設定されればnSRは1であり、でなければ、nSRは0である。端末に1つのサービングセルが設定されればnHARQはサブフレームiで転送されるA/Nビットの個数であり、でなければ、nHARQは“3GPP TS36.213 V10、Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E−UTRA):Physical layer procedures(Release 10)”の10.1節で定義される。
即ち、FDDで端末に2つのサービングセルが設定され、PUCCHフォーマット1bチャンネル選択が設定されるか、または端末に2つ以上のサービングセルが設定され、PUCCHフォーマット3が設定された場合、nHARQは次の数式のように決定される。


上記数式において、NDL cellsは設定されたセルの個数であり、Nreceived はサービングセルcのサブフレームn−4で受信した転送ブロックまたはSPS解除PDCCHの個数である。
TDDにおいて、1)端末に2つのサービングセルが設定され、PUCCHフォーマット1bチャンネル選択が設定され、M=1のサブフレームn、または2)端末にUL−DL設定0が設定され、PUCCHフォーマット3が設定された場合、nHARQは次の数式のように決定される。


上記<数式5>において、Nreceived k、cはサービングセルcのサブフレームn−4で受信した転送ブロックまたはSPS解除PDCCHの個数である。k∈Kであり、Kは3GPP TS36.213.V10、Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E−UTRA):physical layer procedures(Release 10)のテーブル10.1.3.1−1に定義され、M個の要素、即ち、{k,k,...,kM−1}で構成された集合である(以下、同一)。
TDD UL−DL設定1〜6に対し、PUCCHフォーマット3が設定されるか、TDDで2つのサービングセルが設定され、PUCCHフォーマット1bチャンネル選択が設定され、M=2の場合にnHARQは次の数式のように決定される。


上記<数式6>で、VDL DAI、cはサービングセルcでのVDL DAIである。UDAI、cはサービングセルcでのUDAIである。nACK はサービングセルcで設定されたダウンリンク転送モードに対応するHARQ−ACKビットの個数である。サービングセルcに空間HARQ−ACKバンドリングが適用される場合、nACK =1であり、Nreceived k、cはサービングセルcのサブフレームn−kで対応するPDCCH無しで受信したPDSCHまたはPDCCHの個数を示す。
サービングセルcに空間HARQ−ACKバンドリングが適用されない場合、Nreceived k、cはサービングセルcのサブフレームn−kで受信した転送ブロックの個数またはSPS解除PDCCHの個数を示す。
仮に、転送ブロックやSPS解除PDCCHが上記サブフレームn−kで検出されなければ、VDL DAI、cは0である。
2つのサービングセルが設定されたTDDでPUCCHフォーマット1bチャンネル選択が設定され、M=3または4の場合に、端末が1つのサービングセルのサブフレームn−kのみでPDSCHやダウンリンクSPS解除を指示するPDCCH(SPS解除PDCCH)を受信すれば、nHARQは2であり、でなければ、nHARQは4である。
PUCCHフォーマット1、1a、及び1bに対し、h(nCQI、nHARQ、nSR)=0である。
PUCCHフォーマット1bチャンネル選択に対し、端末が2つ以上のサービングセルが設定されれば、h(nCQI、nHARQ、nSR)=(nHARQ−1)/2であり、でなければ、h(nCQI、nHARQ、nSR)=0である。
PUCCHフォーマット2、2a、2bであり、ノーマルCPであれば、h(nCQI、nHARQ、nSR)は次の数式の通りである。


PUCCHフォーマット2、2a、2bであり、拡張CPであれば、h(nCQI、nHARQ、nSR)は次の数式の通りである。


PUCCHフォーマット3に対し、端末が上位階層により2つのアンテナポートを介してPUCCHを転送するように設定されるか、または端末が11ビットより多いHARQ−ACK/SRを転送すれば、h(nCQI、nHARQ、nSR)は次の数式の通りである。
でなければ、h(nCQI、nHARQ、nSR)は次の数式の通りである。


O_PUCCHは上位階層により提供されるPO_NOMINAL_PUCCHパラメータ及びPO_UE_PUCCHの和で構成されるパラメータである。
δpucchは端末特定的な補正値であり、プライマリセルに対するDCIフォーマット1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2Cを含むPDCCHまたはCRCパリティビットがTPC−PUCCH−RNTIでスクランブリングされたDCIフォーマット3/3Aを含むPDCCHで他の端末特定的PUCCH補正値とジョイントコーディングされて転送されたTPC命令に関連する。
端末はDRXを除外した全てのサブフレームでTPC−PUCCH−RNTIにDCIフォーマット3/3Aを有するPDCCHをデコーディング試み、C−RNTIまたはSPS C−RNTIにDCIフォーマット1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2Cを有する1つまたは複数のPDCCHをデコーディング試みる。
仮に、端末がプライマリセルに対するDCIフォーマット1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2Cを含むPDCCHをデコーディングし、対応する検出されたRNTIが上記端末のC−RNTIまたはSPS C−RNTIと同一であり、上記DCIフォーマットに含まれたTPCフィールドがPUCCH資源決定に使われなければ、端末は上記PDCCHで提供されるδpucchを使用する。
そうでなくて、仮に端末がDCIフォーマット3/3Aを含むPDCCHをデコーディングすれば、端末は上記PDCCHで提供されるδpucchを使用し、でなければ、δpucchは0dBに設定される。
g(i)は現在PUCCH電力制御調整状態(power control adjustment state)であり、g(0)はリセット後の最初値である。g(i)は次の数式のように示すことができる。


FDDで、M=1、k=4である。
TDDで、Mは1つのULサブフレームに対応するDLサブフレームの個数であり、kの値は該当ULサブフレームに対応するサブフレーム、即ちサブフレームn−kを示す。
DCIフォーマット1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2Cを有するPDCCHを介してシグナリングされるδpucch値は次の表のように与えられる。
仮に、DCIフォーマット1/1A/2/2A/2B/2Cを有するPDCCHがSPS活性化PDCCHに認証されるか、またはDCIフォーマット1Aを有するPDCCHがSPS活性化PDCCHに認証されれば、δpucchは0dBとなる。
DCIフォーマット3/3Aを有するPDCCHを介してシグナリングされるδpucch値は、上記<表7>または次の<表8>のように与えられる。<表7>、<表8>のうち、どれを使用するかは上位階層により半静的に設定される。
仮に、PO_UE_PUCCH値が上位階層により変更されれば、g(0)=0であり、でなければ、次の式のように与えられる。


上記<数式12>で、δmsg2はランダムアクセス応答で指示されるTPC命令であり、ΔPrampupは上位階層により提供される最初のプリアンブルから最後のプリアンブルまでの総電力増加を示す。
仮に、端末がプライマリセルに対してPCMAX、c(i)に到達すれば、プライマリセルに対する正のTPC命令は蓄積(accumulation)されない。
仮に、端末が最小電力に到達すれば、負のTPC命令は蓄積されない。
端末は、1)PO_UE_PUCCH値が上位階層により変更された時、2)ランダムアクセス応答メッセージを受信した時には蓄積をリセットする。
仮に、サブフレームiがTDDでアップリンクサブフレームでなければ、g(i)=g(i−1)である。
LTE Rel−8では、PUSCH転送がないサブフレームで周期的CQI転送が設定され、周期的CQI転送とHARQ ACK/NACK(A/N、HARQ−ACK、ACK/NACKと表示することができる)転送が衝突することがある。この場合、A/Nと周期的CQIとの同時転送が可能に設定されれば、A/Nは周期的CQIが転送されるPUCCHフォーマット2の2番目の参照信号シンボルの位相を変調する方式を用いて多重化される。
LTE−Aでは、1つのサブフレームで複数セルのPDSCHまたはPDCCHに対する複数のA/Nの転送が要求され、上記サブフレームでPUSCH転送がなければ、UL制御チャンネル(即ち、PUCCH)を介してCSIとA/Nとを多重化して転送する方法が必要となる。
一方、LTE−A Rel−10では複数セルのPDSCH/PDCCHに対するA/Nを転送する場合のために新たなPUCCHフォーマットであるPUCCHフォーマット3を導入したが、PUCCHフォーマット3は複数セルのPDSCH/PDCCHに対するA/Nの転送のみのために使われ、複数セルのPDSCH/PDCCHに対するA/N転送とCSI転送とが衝突する場合、CSIはドロップされた。
しかしながら、将来のrelease(即ち、LTE−A Rel−11以上)では、頻繁なCSIドロップによる性能低下を減らすために、1つのアップリンク制御チャンネル(e.g.PUCCHフォーマット3)に複数セルのPDSCH/PDCCHに対するA/Nと(複数のダウンリンクセルに対する)CSIとの同時転送が考慮されている。
本発明では、周期的CSIとA/N(及び/又はSR)とが多重化して同一アップリンク制御チャンネルへの同時転送が設定された時のUCI構成とビット数に従う上記アップリンク制御チャンネルの電力制御方法を提案する。
以下、CSIは非周期的CSIを除外した周期的CSIに限定できる。また、以下では説明の便宜上、チャンネルコーディング方式にRMコーディングを使用することを例示したが、他のコーディング方式が適用できることは自明である。また、複数のRMコーディングが使われる場合、2つのRMコーディングブロックが使われる二重RMを例示にしたが、2つ以上のRMコーディングブロックが使われる場合にも本発明は拡張適用できる。また、コーディングされた制御情報が転送されるULチャンネルにPUCCHフォーマット3を例示するが、本発明はこれに限定されず、スプレッディングファクターを減らしたPUCCHフォーマット3、PUSCHなどを介して制御情報を転送する場合にも適用できる。
アップリンクで転送されるUCIはA/N、SR、CSIなどがあり、一般的にダウンリンクシステム性能(DL system throughput)に直接的な影響を及ぼすA/Nと端末がアップリンクのデータ転送のためのULデータチャンネルのスケジューリングを要求するSRなどの転送優先順位(priority)/性能要求事項を高く設定し、CSIは転送優先順位/性能要求事項を低く設定する。例えば、A/Nの許容受信誤り率は10−3に設定される一方、CQIの許容受信誤り率は10−1として知られている。
また、PUCCHフォーマットで転送されるUCIは各々UCI別に個別コーディング(separate coding)されて各コーディングされたビットがレートマッチングされてPUCCHフォーマットにマッピングされて転送できる。または、全てのUCIがジョイントコーディング(joint coding)されて、コーディングされたビットがレートマッチングされてPUCCHフォーマットにマッピングされて転送できる。
前述したように、<数式13>はPUCCHでの転送電力を決定する式であり、 h(nCQI、nHARQ、nSR)はPUCCHフォーマットに従属的な値で、該当フォーマットで転送されるUCIのビット数によって決定される。
ジョイントコーディング時には既存PUCCHフォーマット3に設定されたΔF_PUCCH(F)を適用することができ、個別コーディング時にはPUCCHフォーマット3が変形された形態または新たなPUCCHフォーマット(例えば、PUCCHフォーマット4)に設定されたΔF_PUCCH(F)を適用することができる。
h(nCQI、nHARQ、nSR)の設定方法を説明する。説明の便宜上、以下、エンコーダでコーディングされる以前の入力UCIをUCI_rawと表示し、コーディング結果、生成された出力UCIをUCI_codedと表示する。
A.全てのUCIがジョイントコーディングされて転送される場合、優先順位が最も高いUCIに従う電力制御方法。
UCI転送にジョイントコーディングが使われる場合、受信側のデコーディング時にUCI_rawの種類別にエラー率(error rate)を調節することが容易でない。特に、UCI_rawに前処理過程(例えば、優先順位の高いUCIに対してプリエンコーディングを遂行)を遂行した場合でない場合にそうである。したがって、CSIのエラー要求条件が低くてもA/N(または、SR)と同一なエラー要求条件を合せるように転送電力を上向き調節することができる。
即ち、優先順位が異なる多種のUCI(A/N、SR、CQIなど)がジョイントコーディングされて転送される場合、優先順位の高いUCI(A/N及び/又はSR)に合せて転送電力を設定することができる。これを数式で表現すれば、次の数式のように示すことができる。




PUCCHフォーマット3が適用される時、上記<数式14>はA/N、SR、及びCSIの総和が11ビットより大きい場合(二重RMコーディングを行う場合)h(nCQI、nHARQ、nSR)を表し、<数式15>はその以外の場合、h(nCQI、nHARQ、nSR)を示す。即ち、既存のA/N(+SR)のみ転送される場合の転送電力式にCSIのペイロードビット数を含んで適用することができる。ここでは、単一アンテナポートに転送するケースに該当し、複数のアンテナポートへの転送ダイバーシティが適用された場合には別途に定義できる。
即ち、従来PUCCHフォーマット3では複数のセルに対するACK/NACKと周期的CSIとが同一サブフレームで衝突する場合、周期的CSIをドロップしたので、PUCCHの転送電力決定のために前述した<数式9>、<数式10>を使用しても構わない。しかしながら、LTE−A release 11の以後では複数のセルに対するACK/NACKと周期的CSIとを同一サブフレームに多重化して転送することをサポートすることができる。したがって、前述した<数式9>、<数式10>の代わりに<数式14>、<数式15>によりPUCCHの転送電力を決定することが必要でありうる。
図16は、本発明の一実施形態に係る端末のPUCCHに対する転送電力決定方法を示す。
端末はPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいてPUCCHに適用する転送電力を決定する(S121)。PUCCHフォーマットは、変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によってPUCCHフォーマット1/1a/1b/2/2a/2b/3などに区分できる。PUCCHフォーマットに従属的な値は前述したh(nCQI、nHARQ、nSR)でありうる。端末は、この値に基づいてサブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定する。
端末は、アップリンク制御チャンネルで決定された転送電力で、少なくとも1種類のUCIを転送する(S122)。PUCCHフォーマットがPUCCHフォーマット3であり、上記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)及び周期的チャンネル状態情報(channel state information:CSI)を含めば、上記PUCCHフォーマットに従属的な値は上記ACK/NACKのビット数及び上記周期的CSIのビット数に基づいて決定される。即ち、単一アンテナポート転送時、UCIの総合が11ビットより大きいか、または2つのアンテナポートを介して上記PUCCHフォーマット3を転送するように設定された場合、上記PUCCHフォーマットに従属的な値h(nCQI、nHARQ、nSR)=(nHARQ+nSR+nCQI−1)/3のように決定され、その以外の場合(例えば、単一アンテナポート転送時、UCIの総合が11ビット以下より小さい場合)には、h(nCQI、nHARQ、nSR)=(nHARQ+nSR+nCQI−1)/2のように決定できる。nHARQは上記ACK/NACKのビット数、nCQIは上記周期的CSIのビット数、nSRは上記サブフレームがスケジューリング要請(schedulingrequest:SR)のために設定されれば1であり、その以外の場合には0である。
また、PUCCHフォーマット3が設定され、上記少なくとも1種類のUCIが周期的CSI無しでACK/NACK(acknowledgement/non−acknowledgement)またはスケジューリング要請(schedulingrequest:SR)のみ含み、UCIの総合が11ビットより大きい場合、または2つのアンテナポートを介してPUCCHを転送するもので、上位階層により設定された場合、上記PUCCHフォーマットに従属的な値(h(nCQI、nHARQ、nSR))はh(nCQI、nHARQ、nSR)=(nHARQ+nSR−1)/3のように決定され、その以外の場合(例えば、単一アンテナポート転送時、UCIの総合が11ビット以下より小さい場合)にはh(nCQI、nHARQ、nSR)=(nHARQ+nSR−1)/2のように決定できる。
ACK/NACKがPUCCHフォーマット3に含まれる参照信号シンボルの変調を通じて転送される場合、上記参照信号シンボルの変調を通じて転送されるACK/NACKのビット数は上記nHARQに含まれないことがある。上記ACK/NACK(SRがある場合、SRも含み)は周期的CSIと共にジョイントコーディングされて転送されるACK/NACKを意味し、参照信号シンボル変調により転送されるACK/NACKは除外するものでありうる。
上記<数式14>、<数式15>は、CSIをA/N(及びSR)と同一なエラー要求条件に合せた転送電力で転送するものであって、A/N(及びSR)が存在する場合(即ち、nHARQ+nSR>0の場合)のみに適用することができる。
A/N(及びSR)が存在せず、CSIのみ存在する場合(即ち、nHARQ+nSR=0の場合や、またはSRのエラー要求条件をCSIと同一に設定してCSIとSRとを同時転送する場合であれば、nHARQ=0)、CSIのエラー要求条件に合せた別途の方式が適用できる。
または、上記<数式14>、<数式15>は、nHARQ+nSR+nRI系列>0の場合のみに適用されることもできる。または、SRのエラー要求条件をCSIと同一に設定してCSIとSRとを同時転送すれば、nHARQ+nRI系列>0の場合のみに適用されることもできる。
上述した方法はARIにより指示されるPUCCHフォーマット3資源を使用する場合のみに適用することができる。即ち、ARIの指示無しでRRCに指定された1つの資源を使用するPUCCHフォーマット3の場合、他の方式を適用することができる。または、上述した方法は具現の単純化のためにA/N(+SR)の存在有無に関わらず適用することができる。
A−1.優先順位の低いUCIのみ転送される場合の電力制御設定方法。
従来、上記<数式13>で、ΔF_PUCCH(F)及びh(nCQI、nHARQ、nSR)はA/Nのエラー要求条件に合せて適用されるオフセット値ということができ、‘deltaF−PUCCH−Format3−r10’というパラメータにより決定された。上記方法AもA/Nのエラー要求条件に合せてA/N及びCSIの転送電力を決定するものであるので、ΔF_PUCCH(F)はA/Nのみ転送する時に適用される値を適用することが好ましい。
仮に、CSIのみ転送する場合(例えば、nHARQ+nSR=0の場合や、またはSRのエラー要求条件をCSIと同一に設定してCSIとSRとを同時転送する場合であれば、nHARQ=0)、CSIのエラー要求条件を超える不要な電力割当を避けるために、次のような方法のうちの1つを使用することができる。
1)A/Nのみ転送する場合と異なるΔF_PUCCH(FCQI_only)を使用し、A/Nのみ転送する場合と同一なh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。例えば、CQIのみを特定PUCCHフォーマットで転送する場合、上記パラメータをΔF_PUCCH(FCQI_only)と表示し、A/Nのみ転送する場合、上記パラメータをΔF_PUCCH(F)とすれば、ΔF_PUCCH(FCQI_only)<ΔF_PUCCH(F)に設定することができる。
2)A/Nのみ転送する場合と同一なΔF_PUCCH(F)、A/Nのみ転送する場合と異なる別途の電力オフセット(δCQI_only)が定義されたh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。
例えば、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式16>に変形されることができ、その以外の場合には<数式17>に変形できる。<数式16>は二重RM、<数式17>は単一RMを使用することができる。




上記<数式16>、<数式17>で、δCQI_only>0である。
3)A/Nのみ転送する場合と同一なΔF_PUCCH(F)、A/Nのみ転送する場合と異なる別途の重み付け値ファクター(wCQI_only)が定義されたh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。
例えば、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式18>に変形されることが でき、その以外の場合には<数式19>に変形できる。<数式18>は二重RM、<数式19>は単一RMを使用することができる。


上記<数式18>、<数式19>で、0<wCQI_only<1である。
4)A/Nのみ転送する場合と同一なΔF_PUCCH(F)、A/Nのみ転送する場合と異なる別途の電力オフセット(δCQI_only)及び重み付け値ファクター(wCQI_only)が定義されたh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。
例えば、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式20>に変形されることができ、その以外の場合には<数式21>に変形できる。<数式20>は二重RM、<数式21>は単一RMを使用することができる。
上記<数式20>、<数式21>で、0<wCQI_only<1であり、δCQI_onlyは実数値であり、例えば、−1または0でありうる。
上述した1)から4)で、ΔF_PUCCH(FCQI_only)、wCQI_only、δCQI_onlyはnCQI値が特定値(nCQI_threshold)より大きいか等しい場合のみに適用することもできる。仮に、nCQI値が上記特定値(nCQI_threshold)より小さければΔF_PUCCH(FCQI_only)=ΔF_PUCCH(F)、wCQI_only=1、δCQI_only=0に設定することができる。
または、上述した1)から4)はnHARQ+nSR+nRI系列=0の場合のみに適用することもできる。RI系列の情報はCQIより相対的に重要度が高く、追って転送されるCSIのビット数にも影響を及ぼすことがあるので、RI系列の情報に対するエラー要求条件をA/Nと同一な水準にするためである。
CQI_thresholdはRI系列の情報の最大ビット数が3の場合は4、RI系列の情報の最大ビット数が5の場合は6に設定できる。wCQI_only、δCQI_onlyはRI系列の情報でない場合のみに適用することもできる。
ΔF_PUCCH(FCQI_only)、wCQI_only、δCQI_onlyはUCIの組合によって適用できる。
UCIの組合は、後述するCCI(contents combination indicator)により与えられることができる。
A−2.A/NがPUCCHフォーマット3の参照信号シンボル変調により転送される場合のnHARQの定義。
PDCCHからARIを受信できなかった場合、A/N(及び/又はSR)はCSIを転送するために留保されたPUCCHフォーマット3の参照信号シンボルを変調して転送できる。即ち、PUCCHフォーマット3を通じてA/Nが転送される方法は、1)CSIとジョイントコーディングされて転送される方法、2)PUCCHフォーマット3で転送される参照信号を変調して転送される方法がありうる。このように2つの方法が存在することを電力制御に反映する必要がある。
例えば、A/Nが上記1)の方法により転送されれば、その時のA/N(及び/又はSR)はnHARQに反映し、A/Nが上記2)の方法により転送されれば、その時のA/N(及び/又はSR)はnHARQに反映しない。A/Nを参照信号変調により転送する場合、ΔF_PUCCH(F)またはΔF_PUCCH(FCQI_only)にA/Nビット数を反映できるためである。
A/Nが上記2)のように参照信号変調により転送される場合、転送電力の最低保障値を設定することができる。例えば、A/NがPUCCHフォーマット3の参照信号シンボル変調により転送され、PUCCHフォーマット3のデータシンボルではCSIのみ転送される場合を仮定する。この際、CSIのエラー要求条件のみに合せて転送電力を決定すれば、A/Nのエラー要求条件を満たさない場合が発生することがある。したがって、CSIのみPUCCHフォーマット3を通じて転送される場合とは異なり、A/Nが参照信号シンボル変調によりCSIと共に転送される場合には、上記最低保障値以上に転送電力を決定するものである。
このために、上述したA、A−1で説明した数式で、nCQIをmax(nCQI、nCQI_threshold)に取り替えるすることができる。または、上述したA、A−1で説明した数式でhの最低保障値(hthreshold)を設定してhの代わりに次の式のようなh’を適用することもできる。
(数22)
h’=max(h、hthreshold
A−3.内容組合指示子(contents combination indicator:CCI)が存在する場合の電力制御設定。
端末はPUCCHフォーマット3で転送されるUCIの組合を知らせるために、CCIをUCIとジョイントコーディングして転送することができる。この場合、CCIのビット数が情報ビットに追加されるので、情報ビットの個数によって決定される転送電力方法にCCIのビット数を反映する必要がある。
CCIのビット数をNCCIとする。すると、前述したAからA−2の数式でnHARQはnHARQ+NCCIに取替できる。但し、CCIは参照信号変調により転送できるが、このような場合にはnHARQがnHARQ+NCCIに取替できない。また、CCIの転送電力の最低保障値を設定することができる。例えば、CCIがPUCCHフォーマット3の参照信号シンボル変調により転送され、PUCCHフォーマット3のデータシンボルではCSIのみ転送される場合を仮定する。この際、CSIのみPUCCHフォーマット3を通じて転送される場合とは異なり、CCIが参照信号シンボル変調によりCSIと共に転送される場合には、上記最低保障値以上に転送電力を決定するものである。
A−4.A/NがPUCCHフォーマット3の参照信号変調により転送される場合に対するオフセット適用。
端末は、PUCCHフォーマット3が設定された状態でPUCCHフォーマット3の資源を指示するARIを受信できないことがある。この場合、端末が該当サブフレームでA/Nを転送しなければならないと、PUCCHフォーマット3の参照信号シンボルの位相を変調して転送し、転送するA/Nが発生しなくてA/Nを転送する必要がなければ、CSIのみ転送することもできる。即ち、PUCCHフォーマット3が設定された状態でPUCCHフォーマット3の資源を指示するARIを受信できなかった場合、CSIのみ転送するか、またはCSIとA/Nとを同時に転送する2つの場合が存在することができる。2つの場合を区分して転送電力を設定する必要がある。
1)A/Nのみ転送する場合と異なるΔF_PUCCH(FCQI_only)を使用し、A/Nのみ転送する場合と同一なh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。例えば、CQIのみを特定PUCCHフォーマットで転送する場合、上記パラメータをΔF_PUCCH(FCQI_only)と表示し、A/Nのみ転送する場合、上記パラメータをΔF_PUCCH(F)とすれば、ΔF_PUCCH(FCQI_only)<ΔF_PUCCH(F)に設定することができる。
2)A/Nのみ転送する場合と同一なΔF_PUCCH(F)、A/Nのみ転送する場合と異なる別途の電力オフセット(δANonRS)が定義されたh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。
例えば、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式23>に変形されることができ、その以外の場合には<数式24>に変形できる。<数式23>は二重RM、<数式24>は単一RMを使用することができる。




上記<数式23>、<数式24>で、δCQI_only>0である。
3)A/Nのみ転送する場合と同一なΔF_PUCCH(F)、A/Nのみ転送する場合と異なる別途の重み付け値ファクター(wANonRS)が定義されたh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。
例えば、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式25>に変形されることができ、その以外の場合には<数式26>に変形できる。<数式25>は二重RM、<数式26>は単一RMを使用することができる。




上記<数式25>、<数式26>で、wANonRSは定数(例えば、−1)でありうる。
4)A/Nのみ転送する場合と同一なΔF_PUCCH(F)、A/Nのみ転送する場合と異なる別途の電力オフセット(δANonRS)及び重み付け値ファクター(wANonRS)が定義されたh(nCQI、nHARQ、nSR)を使用する方法。
例えば、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式27>に変形されることができ、その以外の場合には<数式28>に変形できる。<数式27>は二重RM、<数式28>は単一RMを使用することができる。
上記<数式27>、<数式28>で、wANonRSは定数(例えば、−1)でありうる。
B.全てのUCIがジョイントコーディングされて転送される時、優先順位(エラー要求条件)別にUCIに重み付け値を与えて転送電力を制御する方法。
全てのUCIにジョイントコーディングが使われる場合、UCI_rawに前処理過程(例えば、優先順位の高いUCIに対してプリエンコーディングを遂行)を遂行した場合、または、UCI構成比に従う平均的なエラー要求条件を合せる場合、優先順位の高いUCIのペイロード(payload)には高い重み付け値を適用し、優先順位の低いUCIのペイロードには低い重み付け値を適用して転送電力を決定することができる。
例えば、A/N(+SR)に適用する重み付け値(wHARQ)はCSIに適用する重み付け値(wCQI)より高い重み付け値を適用することができる。PUCCHフォーマット3でビット数によって単一RM、二重RMが選択的に適用される場合、h(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式29>、<数式30>によって決定できる。A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式29>に変形されることができ、その以外の場合には<数式30>に変形できる。<数式29>は二重RM、<数式30>は単一RMを使用することができる。




仮に、A/Nのエラー要求条件を合せないでCSI多重化に従うエラー率増加を許容すれば、wHARQ=1、wCQI≦1に重み付け値を設定することができる。これは、前処理過程でのA/Nビットがマッピングされる資源個数の増加によって、正常受信に必要な単位資源当たり電力必要量が減る場合に適用することができる。また、wCQI≦1によってCSI転送に不要に消耗される電力を低めることができる。
C.各UCIが個別コーディングされて転送される時、優先順位(エラー要求条件)別にUCIに重み付け値を設定して転送電力を設定する方法。
UCIグループ別に個別コーディングが適用される場合、各UCIグループ別に要求されるエラー要求条件によってPUCCHの資源要素(RE)の割当を調節することができる。この場合、UCI_rawビット数が各UCIグループ別に同一であっても転送電力を異なるように制御する必要がある。
例えば、UCI_rawがA/N 10ビットで構成された場合とCSI 10ビットで構成された場合を仮定する。各場合に対し、転送電力制御を異なるようにする必要がある。なぜならば、各UCIのエラー要求条件が異なるためである。
h(nCQI、nHARQ、nSR)が次の<数式31>のように与えられる場合、wHARQ≧wCQIに重み付け値を調節することができる。
仮に、nCQI=0であり、nHARQ+nSR≦11であれば、上記<数式31>は次の<数式32>のように構成できる。これは、A/Nのみ転送する時と同一な転送電力を有するようにするためである。


上記<数式31>、<数式32>で、重み付け値はコーディング技法がビット数によって変更される場合、コーディング技法別に設定されることもできる。
上記<数式31>、<数式32>で、優先順位の高いUCIグループをグループ1、その次に優先順位の高いUCIグループをグループ2とする時、グループ1、グループ2は次の通り区分できる。
1)グループ1={A/N、SR}、グループ2={RI、PTI、W1、W2、CQI}
2)グループ1={A/N、SR、RI、PTI、W1}、グループ2={W2、CQI}、この場合、グループ1に適用される重み付け値wGroup1はグループ2に適用される重み付け値wGroup2より大きいことがある。この際、h(nGroup1、nGroup2)=wGroup1Group1+wGroup2 Group2+Cで与えられることができる。即ち、CSIのうち、次の情報転送に影響を及ぼすRI、TPI、W1などをA/Nと同一な優先順位を与えるものである。
3)グループ1={A/N、SR}、グループ2={RI、PTI、W1}、グループ3={W2、CQI}、この場合、グループ1に適用される重み付け値wGroup1、グループ2に適用される重み付け値wGroup2、グループ3に適用される重み付け値wGroup3は、wGroup1>wGroup2>wGroup3でありうる。CSIのうち、次の情報転送に影響を及ぼすRI、TPI、W1などをA/Nよりは低い優先順位及びCQIよりは高い優先順位を与えるものである。グループ2及び3がジョイントコーディングされれば、前述したA、Bの方法を使用することができる。
D.各UCIが個別コーディングされて転送される時、優先順位(エラー要求条件)が最も高いUCIのコーディングされたビットが転送されるPUCCH資源の割当比によって転送電力を制御する方法。
PUCCHフォーマット3の場合、総48個の資源要素(RE)が使用可能である。即ち、スロット当たりPUCCH使用可能資源要素個数を示すNPUCCH RE=24である。1つのREでは1つの変調シンボル(modulation symbol)が転送できる。仮に、UCIが個別コーディングされて、UCI別にUCI_codedが転送されるRE個数がエラー要求条件によって決定されれば、A/N(+SR)は既存A/N(+SR)のみ転送されていた状況に比べて減った個数のREのみを割り当てられるようになる。なぜならば、CSIに一部PUCCH REが割り当てられるためである。既存の転送電力数式はA/N(+SR)のみ転送される時のRE個数を前提に決定されたものであるが、A/N(+SR)が減った個数のREの割当を受ける時、既存の転送電力数式を同一に使用すれば、エラー要求条件を満たさないことがある。
このような問題を解決するために、最も優先順位の高いUCIグループが割当を受けたRE個数(これをnGroup1 REと表示、これは1つのスロットを基準にすることができる、A/Nの場合、nA/N REと表示)とPUCCHフォーマット全体の使用可能RE個数(これをNPUCCH REと表示、1つのスロット基準)の比を考慮して転送電力を決定することができる。例えば、最優先順位を有するUCIグループに割り当てられたRE個数が減れば、その減ったRE個数とPUCCHフォーマット全体の使用可能RE個数の比によって上記最優先順位を有するUCIグループの転送電力を増加させる。
または、PUCCHの全体使用可能資源(例えば、ビット数)と割当資源(ビット数)の比で転送電力を補償することもできる。これは、次の<数式33>、<数式34>のように示すことができる。即ち、A/N、SR、及びCSIの総ビット数が11ビットを超過する場合、上記<数式13>のh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式33>に変形されることができ、その以外の場合には<数式34> に変形できる。<数式33>は二重RM、<数式34>は単一RMを使用することができる。




UCIをグループ化し、UCIグループ1が{A/N、SR、RI、PTI、W1}で構成されれば、上記<数式33>、<数式34>は順次に次の<数式35>、<数式36>のように一般化できる。




<数式33>、<数式34>は1つの数式でhを表したものであるが、既存の<数式13>のようにhを求めた後、NPUCCH RE/nGroup1 REのような割合を関数として有するオフセットを与えて転送電力を決定することもできる。即ち、上記<数式33>、<数式34>は順次に次の<数式37>、<数式38>のように示すことができる。




特定UCIグループ(例:UCIグループ1)のUCI_codedが割り当てられるREが減少する場合、上記特定UCIグループに対するコード率が増加するようになる。増加したコード率を補償するための補正値を転送電力制御に適用することもできる。次の<数式39>はこのような補正値(b、c、d)を適用した例である。この例において、UCIグループ1のUCIがなければ、UCIグループ2に下記の数式は変更できる。


また、上記<数式39>で、特定UCIグループに割り当てられるREの個数は最低保障値(Nthreshold RE)以上のみに設定されるように制限できる。即ち、上記<数式39>は次の<数式40>のように変形されることもできる。


また、上記<数式39>、<数式40>で、hはh’に設定できるが、h’はmax(h、hthreshold)でありうる。即ち、特定UCIグループの最小転送電力を保障するようにhが設定される。
E.A/NがCSIと共にPUCCHフォーマット2/2a/2bで転送される時のnHARQの定義。
端末に2つのセルが設定された状況で、プライマリセル(具体的に、DL PCC)に対するA/NはPUCCHフォーマット2/2a/2bを通じて転送できる。より具体的に、PUCCHフォーマット2/2a/2bの2番目の参照信号シンボル変調を通じてA/Nが転送できる。そして、セカンダリセル(DL SCC)に対するA/NはCSIとジョイントコーディングされて転送できる。
この場合、既存PUCCHフォーマット2/2a/2b(ノーマルCP)に対する転送電力制御方法は、次の<数式41>のように変更できる。


上記<数式41>で、nHARQはプライマリセルに対するA/Nのビット数は考慮せず、セカンダリセルに対するA/Nのビット数となる。A/Nが参照信号変調を通じて転送される場合にはnHARQにA/Nのビット数を反映しない。これは、ΔF_PUCCH(F)に反映できるためである。
端末に2つのセルが設定された状況で、プライマリセルに対するA/Nとセカンダリセルに対するA/NをCSIとジョイントコーディングして転送することもできる。この場合、各セル別に空間バンドリングが適用されたA/Nが転送できる。その時も既存の転送電力制御方法を変更する必要がある。即ち、nHARQはジョイントコーディングされて転送される実際の最終A/Nのビット数でありうる。
例えば、プライマリセルのみで2つのコードワードを端末が受信した場合、端末は空間バンドリングにより1ビットのプライマリセルに対するA/Nを転送し、セカンダリセルに対するA/NフィールドはNACKと同一に詰めて転送することができる。この際、プライマリセルのバンドリングされたA/N1ビットによってnHARQ=1となる。仮に、端末がセカンダリセルでもコードワードを受信したならば、nHARQ=2となる。PUCCHフォーマット2/2a/2b(ノーマルCP)で転送電力の決定に必要なh(nCQI、nHARQ、nSR)は次の<数式42>のように示すことができる。


F.PUCCHフォーマット3が使われる時、ΔF_PUCCH(X)のためのPUCCHフォーマットの分類。
既存LTE−A Rel−10では、端末がPUCCHフォーマット3を使用してA/Nを転送することは多重セルに対するA/Nを転送する場合だけであった。したがって、この場合ΔF_PUCCH(F)はΔF_PUCCH(PUCCHフォーマット3)を適用すればよかった。
しかしながら、LTE−A Rel−11ではPUCCHフォーマット3を通じて多重セルに対するA/NとCSIとを多重化して転送することもサポートすることができる。したがって、従来のΔF_PUCCH(PUCCHフォーマット3)をそのまま使用することが非効率的な場合も発生することがある。したがって、ΔF_PUCCH(X)を適用するPUCCHフォーマットXを次の表のように細分することができる。
上記<表9>で、インデックス{1}、{2、3、4}は端末が動作するバージョン(Release)に従って許容されるUCI組合が変わるため、互いに異なるフォーマットに区分できる。A/Nと同一なエラー要求条件を合せるという点では{1}、{2、3、4}が同一なオフセット値を適用することが好ましいが、互いに異なる値が適用されることもできる。
上記<表9>で、インデックス{4}、{5}はCSI内容によって区分できる。{4}に適用される場合にはRIと共に以後のCSI転送に影響を及ぼす相対的にエラー要求条件の高いUCIが含まれることができる。
一方、上記<表9>で、{4}と{5}はCSIのみ存在する時、エラー要求条件をどこで反映するかによって区分されるものである。オフセットで{1、2、3}と異に別途に反映することが好ましいが、同一なフォーマットで別途の条件でhを異に反映することもできる。
または、上記<表9>で具現の単純化のためにフォーマット3B0はフォーマット3B1と統合されることもできる。
上記<表9>で、同一なフォーマットは同一なΔF_PUCCH(F)を使用することを意味する。UCI組合によってフォーマット名称が変わっても同一なフォーマット名称の場合、同一なΔF_PUCCH(F)を使用する。
G.PUCCHフォーマットでA/NとCSIとが多重化される時、設定されたセルに基づいてCQIビットフィールドの長さ(ビット数)が決定される場合、PUCCHの転送電力制御に適用されるnCQI値の設定。
既存のLTE−Aでは、PUCCHフォーマット2でCSIが転送される場合、CSI転送は活性化されたセル(Activated Cell)に対してのみ転送される。活性化された複数のセルに対するCSIがCSI転送サブフレームで衝突する場合、CSIレポーティングタイプと搬送波インデックス値に従う予め定まった優先順位規則によって優先順位の高い1つのセルに対するCSIのみ転送され、残りのセルに対するCSIはドロップされる。
ここで、端末がPUCCHフォーマット2のチャンネルコーディングに使用するRMエンコーダの入力CSIビットフィールドの長さは選択された実際転送されるCSIレポーティングタイプによって決定される。
一方、上記例示したように、A/NとCSIとがPUCCHフォーマットで(例えば、PUCCHフォーマット3)多重化されて転送される場合、チャンネルコーディングに使われるRMエンコーダの入力CSIビットフィールドの長さはPUCCHフォーマット2でCSIのみ転送される場合とは異なり、設定されたセル基準に選ばれ、これに基づいてコーディング技法選択(即ち、単一RMまたは二重RM)、A/NとCSIレートマッチング割合設定などを遂行することができる。ここで、不活性化されたセルに対するCSI情報は有用性がないので、該当CSIビットフィールドに実際転送されるCSI内容(CSIレポーティングタイプ)はPUCCHフォーマット2のように活性化されたセル基準に選ばれた値になることができ、残りのビットは0(または、1)で詰められる。即ち、CSIビットフィールドの長さは実際転送されるCSIレポーティングタイプのビット数より大きいか、等しいことがある。
上述したように設定されたセルを基準にCSIビットフィールドの長さを決定する理由は、活性化されたセルを基準にCSIビットフィールドの長さを設定する場合、端末と基地局との間のセル活性化/不活性化に対する不一致(misalignment)が発生すれば、優先順位規則によってCSIビットフィールドの長さが変わることがあり、その結果、コーディング技法の選択やA/NとCSIとのレートマッチング割合設定が変わるようになって、CSIだけでなくA/Nのデコーディングにも影響を及ぼすことがあるためである。
したがって、CSIビットフィールドの長さとCSIビットフィールドで転送されるCSIレポーティングタイプのビット数が異なる時、PUCCH電力制御に適用されるnCQIは次のような2つ方法のうち、1つを使用することができる。
1)nCQI値を実際転送されるCSIレポーティングタイプのビット数に設定する方法:端末と基地局との間のセル活性化/不活性化に不一致が発生しなくてCSI内容に対する不一致も発生しない場合、基地局は実際転送されるCSI内容の長さに対する情報を知ることができるので、基地局のデコーダーはCSIビットフィールド全体の組合に対して全体検索(full search)を行う必要無しで実際転送されるCSI内容に対する全体検索のみをして見ればよい。したがって、転送電力を実際転送されるCSIレポーティングタイプのビット数(例えば、活性化されたセル基準に選ばれたCSIレポーティングタイプのビット数)に従って割り当てても充分である。したがって、セル活性化/不活性化誤りが小さく発生する場合、端末の転送電力の効率的な管理のためにnCQI値をCSIビットフィールドの長さの代わりに実際転送されるCSIレポーティングタイプのビット数に設定することが有用である。
2)nCQI値をCSIビットフィールドの長さに設定する方法:端末と基地局との間のセル活性化/不活性化に不一致が発生してCSI内容にも不一致が発生することがある。この場合、端末が転送したCSI内容に基地局が期待しない基本シーケンス(basis sequence)が含まれるようになることができる。例えば、誤り無しで活性化されたセル基準に選択されたCSI内容より多いCSI内容が誤りにより選択される場合、超過するCSIビットがマッピングされる基本シーケンスが含まれることができる。これを考慮せず、デコーディングを試みる場合、A/Nを含んだ全体のエンコーディングされたビットのデコーディング性能が低下することがある。したがって、セル活性化/不活性化誤りが大いに発生する場合、基地局のデコーダはCSIビットフィールド全体の組合に対して全体検索を行ってデコーディングを試みても性能低下がないようにnCQI値をCSIビットフィールドの長さ(例えば、設定されたセルを基準に選択されたビット数)に設定して転送電力を余裕あるように割り当てることが有用である。
図17は、本発明の実施形態が具現される基地局及び端末を示すブロック図である。
基地局100は、プロセッサ110(processor)、メモリ120(memory)、及びRF部130(Radio Frequencyunit)を含む。プロセッサ110は、提案された機能、過程及び/又は方法を具現する。無線インターフェースプロトコルの階層はプロセッサ110により具現できる。プロセッサ110はRRCメッセージのような上位階層信号を通じて端末がUCIを転送するPUCCHフォーマットを設定し、参照信号及びデータを転送し、端末からUCIを受信する。メモリ120はプロセッサ110と連結されて、プロセッサ110を駆動するための多様な情報を格納する。RF部130はプロセッサ110と連結されて、無線信号を転送及び/又は受信する。
端末200は、プロセッサ210、メモリ220、及びRF部230を含む。プロセッサ210は提案された機能、過程及び/又は方法を具現する。無線インターフェースプロトコルの階層はプロセッサ210により具現できる。プロセッサ210は、上位階層信号を通じてPUCCHフォーマットの設定を受けて、サービングセルの設定を受ける。PUCCHフォーマットに従属的な値に基づいてPUCCHに適用する転送電力を決定した後、少なくとも1種類のUCIを上記転送電力でPUCCHを介して転送する。メモリ220はプロセッサ210と連結されて、プロセッサ210を駆動するための多様な情報を格納する。RF部230はプロセッサ210と連結されて、無線信号を転送及び/又は受信する。
プロセッサ110、210は、ASIC(application−specific integrated circuit)、他のチップセット、論理回路及び/又はデータ処理装置を含むことができる。メモリ120、220は、ROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体、及び/又は他の格納装置を含むことができる。RF部130、230は、無線信号を処理するためのベースバンド回路を含むことができる。実施形態がソフトウェアで具現される時、上述した技法は上述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現できる。モジュールはメモリ120、220に格納され、プロセッサ110、210により実行できる。メモリ120、220は、プロセッサ110、210の内部または外部にあることがあり、よく知られた多様な手段でプロセッサ110、210と連結できる。

Claims (6)

  1. 無線通信システムにおいて端末によりPUCCHhysical plink ontrol hannel)を介してUCI(Uplink Control Information)を転送する方法であって、前記方法は、
    変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によって区分されるPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて前記サブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定することと、
    前記アップリンク制御チャンネルで前記決定された転送電力で少なくとも1種類のUCIを転送することと
    を含み、
    前記PUCCHフォーマットが前記変調方式QPSK(uadrature hase hift eying)を使用し、48ビットが転送可能であるPUCCHフォーマット3である場合及び、前記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(cknowledgement/cknowledgement)及び周期的CSIhannel tate nformation)を含む場合に
    前記PUCCHフォーマットに従属的な値は前記ACK/NACKのビット数及び前記周期的CSIのビット数に基づいて決定され
    前記少なくとも1種類のUCIが単一アンテナポートで転送され、総合が11ビットより大きいか、または、2つのアンテナポートを介してPUCCHフォーマット3が転送されるように設定された場合には、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は次の<数式1>のように決定され、
    前記少なくとも1種類のUCIが単一アンテナポートで転送され、総合が11ビット以下の場合には、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は<数式2>のように決定され、
    <数式1>
    h(n CQI ,n HARQ ,n SR )=(n HARQ +n SR +n CQI −1)/3
    <数式2>
    h(n CQI ,n HARQ ,n SR )=(n HARQ +n SR +n CQI −1)/2
    ここで、<数式1>及び<数式2>で、h(n CQI ,n HARQ ,n SR )は前記PUCCHフォーマットに従属的な値を表し、n HARQ は前記ACK/NACKのビット数を表し、n CQI は前記周期的CSIのビット数を表し、n SR は、前記サブフレームがSR(Scheduling Request)のために設定される場合には1であり、それ以外の場合には0である、方法。
  2. 前記端末が動作するサービングセルが前記端末が基地局との最初連結確立過程または連結再確立過程を遂行するプライマリセルである場合、
    前記転送電力は、前記サブフレームで設定された端末の最大出力電力と前記PUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて決定された電力のうち、最小値に決定される請求項1に記載の方法。
  3. 前記ACK/NACKが前記PUCCHフォーマット3に含まれる参照信号シンボルの変調を通じて転送される場合、前記参照信号シンボルの変調を通じて転送されるACK/NACKのビット数はn HARQに含まれない請求項に記載の方法。
  4. 前記少なくとも1種類のUCIが前記ACK/NACK(cknowledgement/cknowledgement)またはSRcheduling equest)のみ含み、総合が11ビットより大きい場合、または2つのアンテナポートを介して前記PUCCHフォーマット3転送されるように設定された場合には、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は次の<数式3>のように決定され、それ以外の場合には、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は<数式4>のように決定され
    <数式
    h(nCQI HARQ SR)=(nHARQ+nSR−1)/3
    <数式
    h(nCQI HARQ SR)=(nHARQ+nSR−1)/2
    ここで、<数式3>及び<数式4>で、h(nCQI HARQ SR)は前記PUCCHフォーマットに従属的な値を表し、nHARQは前記ACK/NACKのビット数を表し、nSR前記サブフレームがSRcheduling equest)のために設定される場合には1であり、それ以外の場合には0である、請求項1に記載の方法
  5. 前記少なくとも1種類のUCIはジョイントコーディングされる請求項1に記載の方法。
  6. 無線信号を転送または受信するRF(Radio Frequency)部と、
    前記RF部と連結されるプロセッサ
    を含む端末であって
    前記プロセッサは
    変調方式及びサブフレーム内で転送されるビット数によって区分されるPUCCHフォーマットに従属的な値に基づいて前記サブフレームのアップリンク制御チャンネルに適用する転送電力を決定することと、
    前記アップリンク制御チャンネルで前記決定された転送電力で少なくとも1種類のUCIを転送することと
    を実行するように構成され、
    前記PUCCHフォーマットが前記変調方式にQPSK(uadrature hase hift eying)を使用し、48ビットが転送可能であるPUCCHフォーマット3である場合及び、前記少なくとも1種類のUCIがACK/NACK(cknowledgement/cknowledgement)及び周期的CSIhannel tate nformation)を含む場合に
    前記PUCCHフォーマットに従属的な値は前記ACK/NACKのビット数及び前記周期的CSIのビット数に基づいて決定され
    前記少なくとも1種類のUCIが単一アンテナポートで転送され、総合が11ビットより大きいか、または、2つのアンテナポートを介してPUCCHフォーマット3が転送されるように設定された場合には、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は次の<数式1>のように決定され、
    前記少なくとも1種類のUCIが単一アンテナポートで転送され、総合が11ビット以下の場合には、前記PUCCHフォーマットに従属的な値は<数式2>のように決定され、
    <数式1>
    h(n CQI ,n HARQ ,n SR )=(n HARQ +n SR +n CQI −1)/3
    <数式2>
    h(n CQI ,n HARQ ,n SR )=(n HARQ +n SR +n CQI −1)/2
    ここで、<数式1>及び<数式2>で、h(n CQI ,n HARQ ,n SR )は前記PUCCHフォーマットに従属的な値を表し、n HARQ は前記ACK/NACKのビット数を表し、n CQI は前記周期的CSIのビット数を表し、n SR は、前記サブフレームがSR(Scheduling Request)のために設定される場合には1であり、それ以外の場合には0である、端末。
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