(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詳しく説明する。
まず、本発明の物理チャネルについて説明する。
図1は、本発明の無線通信システムの概念図である。図1において、無線通信システムは、移動局装置1A〜1C、および基地局装置3を具備する。図1は、基地局装置3から移動局装置1A〜1Cへの下りリンクの無線通信では、同期信号(Synchronization signal: SS)、下りリンク参照信号(Downlink Reference Signal: DL RS)、物理報知チャネル(Physical Broadcast Channel: PBCH)、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel: PDCCH)、物理下りリンク共用チャネル(Physical Downlink Shared Channel: PDSCH)、物理マルチキャストチャネル(Physical Multicast Channel: PMCH)、物理制御フォーマットインディケータチャネル(Physical Control Format Indicator Channel: PCFICH)、物理HARQインディケータチャネル(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel: PHICH)が用いられることを示す。
また、図1は、移動局装置1A〜1Cから基地局装置3への上りリンクの無線通信では、上りリンク参照信号(Uplink Reference Signal: UL RS)、物理上りリンク制御チャネル(Physical Uplink Control Channel: PUCCH)、物理上りリンク共用チャネル(Physical Uplink Shared Channel: PUSCH)、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel: PRACH)が用いられることを示す。以下、移動局装置1A〜1Cを移動局装置1という。
同期信号は、移動局装置1が下りリンクの周波数領域および時間領域の同期をとるために用いられる信号である。下りリンク参照信号は、移動局装置1が下りリンクの周波数領域および時間領域の同期をとるために用いられたり、移動局装置1が下りリンクの受信品質を測定するために用いられたり、移動局装置1がPDSCHやPDCCHの伝搬路補正を行なうために用いられる信号である。PBCHは、移動局装置1で共通に用いられる制御パラメータ(システム情報)(Broadcast Channel: BCH)を報知するために用いられる物理チャネルである。PBCHは、40ms間隔で送信される。40ms間隔のタイミングは、移動局装置1においてブラインド検出(blind detection)される。
PDCCHは、下りリンクアサインメント(downlink assignment、またはdownlink grantとも称する。)や上りリンクグラント(uplink grant)などの下りリンク制御情報(Downlink Control Information: DCI)を送信するために用いられる物理チャネルである。下りリンクアサインメントは、PDSCHに対する変調方式および符号化率に関する情報(Modulation and Coding Scheme: MCS)、無線リソースの割り当てを示す情報などから構成される。上りリンクグラントは、PUSCHに対する変調方式および符号化率に関する情報、無線リソースの割り当てを示す情報などから構成される。
下りリンク制御情報には複数のフォーマットが用いられる。下りリンク制御情報のフォーマットをDCIフォーマット(DCI format)と呼ぶ。例えば、上りリンクグラントのDCIフォーマットは、移動局装置1がPUSCHを1つの送信アンテナポートで送信する場合に用いられるDCIフォーマット0、移動局装置1がPUSCHにMIMO SM(Multiple Input Multiple Output Spatial Multiplexing)を用いて複数の上りリンクデータを送信する場合に用いられるDCIフォーマット4などが用意される。移動局装置1は、PDCCHに対してDCIフォーマット0とDCIフォーマット4を同時に監視し、DCIフォーマット0を検出した場合はPUSCHを1つの送信アンテナポートを用いて送信し、DCIフォーマット4を検出した場合はPUSCHを複数の送信アンテナポート(MIMO SM)を用いてPUSCHを送信する。
MIMO SMとは、複数の送信アンテナポートおよび複数の受信アンテナポートにより実現される複数の空間次元のチャネルに対して複数の信号が多重されて送受信が行なわれる技術である。ここで、アンテナポートとは信号処理に用いられる論理的なアンテナのことを示す、1つのアンテナポートは1つの物理的なアンテナにより構成されてもよいし、複数の物理的なアンテナにより構成されてもよい。MIMO SMを用いた送信側では、複数の信号系列(レイヤ)に対して適切な空間チャネルを形成するための処理(プリコーディング(precoding)と称す)が行われて、プリコーディングの処理が行なわれた複数の信号を複数の送信アンテナを用いて送信する。MIMO SMを用いた受信側では、複数の受信アンテナを用いて受信された複数の信号に対して空間次元のチャネルで多重された信号系列(レイヤ)を適切に分離するための処理が行なわれる。
例えば、DCIフォーマット4には、PUSCHの無線リソースの割り当てを示す情報(Resource block assignment)と、PUSCHの送信電力制御に用いられるTPC(Transmission Power Control)コマンドと、PUSCHと時間多重される上りリンク参照信号に用いられるサイクリックシフトを決定するために用いられる情報(以下、サイクリックシフト情報と称する。)(Cyclic shift for demodulation reference signal)と、空間多重される系列の数と、この系列に対して行なうプリコーディングを指示する情報(precoding information)、変調方式と符号化方式とリダンダンシーバージョンに関する情報(Modulation and Coding Scheme and Redundancy version: MCS&RV)と、上りリンクデータの初期送信(initial transmission)または再送信(retransmission)を示す情報(New Data Indicator: NDI)が含まれる。リダンダンシーバージョンは、移動局装置1が、上りリンクデータが符号化されたビット系列のうち、どの部分をPUSCHで送信するかを示す情報である。
DCIフォーマット4に含まれるMCS&RVとNDIは、DCIフォーマット4によって制御される複数の上りリンクデータ毎に用意される。つまり、基地局装置3は、DCIフォーマット4を用いることで、同一のPUSCHで送信される上りリンクデータ毎にトランスポートブロックサイズ、変調方式、符号化率を設定することができ、上りリンクデータ毎に初期送信か再送信かを移動局装置1に指示することができる。
下りリンク制御情報の符号化方法について説明する。まず基地局装置3は、下りリンク制御情報を基に生成した巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check: CRC)符号をRNTI(Radio Network Temporary Identifier)でスクランブル(scramble)した系列を下りリンク制御情報に付加する。移動局装置1は、巡回冗長検査符号がいずれのRNTIでスクランブルされているかによって下りリンク制御情報の解釈を変更する。
例えば、移動局装置1は、自装置が基地局装置3から割り当てられたC−RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)で巡回冗長検査符号がスクランブルされていた場合は、下りリンク制御情報が自装置宛の無線リソースを示していると判断し、自装置が基地局装置3から割り当てられたSPS(Semi Persistent Scheduling)C−RNTIで巡回冗長検査符号がスクランブルされていた場合は、下りリンク制御情報が自装置宛の永続的(周期的)な無線リソースの割り当て、または永続的な無線リソースのリリース、または永続的な無線リソースで送信したPUSCHの再送を示していると判断する。
移動局装置1は、ランダムアクセスメッセージ2で自装置が送信したランダムアクセスプリアンブルに対して割り当てられたTemporary C−RNTIで巡回冗長検査符号がスクランブルされていた場合は、下りリンク制御情報が自装置送信したランダムアクセスメッセージ3の再送用の無線リソースを示していると判断する。ランダムアクセスの詳細は後述する。
以下、下りリンク制御情報にRNTIでスクランブルされた巡回冗長検査符号が付加されていることを、単に下りリンク制御情報にRNTIが含まれている、またはPDCCHにRNTIが含まれていると表現する。
移動局装置1は、PDCCHをデコード処理し、RNTIでスクランブルされた巡回冗長検査符号に相当する系列を自装置が記憶するRNTIでデスクランブル(descramble)し、デスクランブルした巡回冗長検査符号に基づき誤りがないことを検出した場合にPDCCHの取得に成功したと判断する。この処理をブラインドデコーディング(blind decoding)と呼ぶ。
PDSCHは、ページング情報(Paging Channel: PCH)やPBCHで報知されない、つまりBCH以外のシステム情報や下りリンクデータ(Downlink Shared Channel: DL-SCH)を送信するために用いられる物理チャネルである。PMCHは、MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service)に関する情報(Multicast Channel: MCH)を送信するために用いられる物理チャネルである。PCFICHは、PDCCHが配置される領域を示す情報を送信するために用いられる物理チャネルである。
PHICHは、基地局装置3が受信した上りリンクデータの復号の成否を示すHARQインディケータを送信するために用いられる物理チャネルである。HARQインディケータは、ACK(acknowledgement)またはNACK(negative-acknowledgement)を示す。尚、同一のPUSCHに含まれる複数の上りリンクデータのそれぞれに対するHARQインディケータが、複数のPHICHで送信される。移動局装置1は、上りリンクデータに対するNACKを示すHARQインディケータを受信した場合には、該上りリンクデータに対する最近の上りリンクグラント(最後に受信した上りリンクグラント)に基づいて該上りリンクデータをPUSCHで再送信する。尚、移動局装置1が、HARQインディケータと上りリンクグラントを同時に受信した場合には、上りリンクグラントに従って上りリンクデータをPUSCHで送信する。
PUCCHは、下りリンクのチャネル品質を示すチャネル品質情報(Channel Quality Information)、上りリンクの無線リソースの割り当ての要求を示すスケジューリング要求(Scheduling Request: SR)、移動局装置1が受信した下りリンクデータの復号の成否を示すACK/NACKなど、通信の制御に用いられる情報である上りリンク制御情報(Uplink Control Information: UCI)を送信するために用いられる物理チャネルである。
PUSCHは、上りリンクデータや上りリンク制御情報を送信するために用いられる物理チャネルである。PRACHは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために使用される物理チャネルである。PRACHは、移動局装置1が基地局装置3と時間領域の同期をとることを最大の目的とし、その他に、初期アクセス、ハンドオーバ、再接続要求、および上りリンクの無線リソースの割り当ての要求に用いられる。
上りリンク参照信号は、基地局装置3が上りリンクの時間領域の同期をとるために用いられたり、基地局装置3が上りリンクの受信品質を測定するために用いられたり、基地局装置3がPUSCHやPUCCHの伝搬路補正を行なうために用いられる信号である。上りリンク参照信号には、PUSCHまたはPUCCHと時間多重されて送信される復調参照信号(Demodulation Reference Signal: DMRS)と、PUSCHおよびPUCCHとは独立して送信されるサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal: SRS)がある。
上りリンク参照信号は、CAZAC(Constant Amplitude and Zero Auto-Correlation)系列を用いた符号拡散が行われる。CAZAC系列とは、時間領域および周波数領域において一定振幅かつ自己相関特性に優れた系列のことである。時間領域で一定振幅であることからPAPR(Peak to Average Power Ratio)を低く抑えることが可能である。以下、CAZAC系列をベースシーケンス(base sequence)と称する。上りリンク参照信号には、時間領域において巡回遅延が適用される。この時間領域における巡回遅延のことをサイクリックシフトと称する。周波数領域においてベースシーケンスをサブキャリア単位で位相回転することにより、時間領域でサイクリックシフトされた信号を得ることができる。尚、周波数領域における位相回転量のことを、サイクリックシフト量、または単にサイクリックシフトとも称する。
DMRSの生成には、サイクリックシフトだけでなくOCC(Orthogonal Cover Code)が用いられる。OCCは、DMRSを時間領域のSC−FDMAシンボル単位で符号拡散をする系列(拡散符号)である。本発明では、OCCは、[+1,+1]と[+1,−1]の2つを用いる。DMRSに用いるOCCは、上りリンクグラントに含まれるサイクリックシフト情報を用いて決定される。DMRSの生成に用いるサイクリックシフトの位相回転量は、上りリンクグラントに含まれるサイクリックシフト情報と、基地局装置3から通知される基地局装置固有(セル固有または受信ポイント固有)のパラメータと、基地局装置3が管理するセルがネットワークから割り当てられた物理セル識別子(physical cell identity)などを入力とする乱数から決定される。
移動局装置1間でDMRSのベースシーケンスが同じになった場合、各セルの基地局装置3は、隣接セルに属した移動局装置1からの送信信号が干渉となる。そこで、移動局装置1間でDMRSのベースシーケンスが連続して同じなることを回避するために、スロット間で異なるシーケンスグループ番号およびベースシーケンス番号となるようにシーケンスグループホッピング(sequence group hopping)とシーケンスホッピング(sequence hopping)が適用される。
上りリンクデータ(UL−SCH)および下りリンクデータ(DL−SCH)などは、トランスポートチャネルである。上りリンクデータをPUSCHで送信する単位および下りリンクデータをPDSCHで送信する単位は、トランスポートブロック(transport block)と呼ばれる。トランスポートブロックは、MAC(Media Access Control)層で取り扱われる単位であり、トランスポートブロック毎にHARQ(再送信)の制御が行なわれる。
物理層ではトランスポートブロックはコードワードに対応付けられ、コードワード毎に符号化などの信号処理が行なわれる。トランスポートブロックサイズは、トランスポートブロックのビット数である。移動局装置1は上りリンクグラントや下りリンクアサインメントに含まれる無線リソース割り当てを示す情報によって示される物理リソースブロック(Physical Resource Block; PRB)の数とMCS(MCS&RV)からトランスポートブロックサイズを認識する。
以下、本発明の装置構成について説明する。
図2は、本発明の移動局装置1の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、移動局装置1は、上位層処理部101、制御部103、受信部105、送信部107および、送受信アンテナ109を含んで構成される。また、上位層処理部101は、無線リソース制御部1011、スケジューリング情報解釈部1013を含んで構成される。また、受信部105は、復号化部1051、復調部1053、多重分離部1055、無線受信部1057とチャネル測定部1059を含んで構成される。また、送信部107は、符号化部1071、変調部1073、多重部1075、無線送信部1077と上りリンク参照信号生成部1079を含んで構成される。
上位層処理部101は、ユーザの操作等により生成された上りリンクデータ(トランスポートブロック)を、送信部107に出力する。また、上位層処理部101は、媒体アクセス制御(MAC: Medium Access Control)層、パケットデータ統合プロトコル(Packet Data Convergence Protocol: PDCP)層、無線リンク制御(Radio Link Control: RLC)層、無線リソース制御(Radio Resource Control: RRC)層の処理を行なう。
上位層処理部101が備える無線リソース制御部1011は、自装置の各種設定情報の管理を行なう。例えば、無線リソース制御部1011は、C−RNTIなどのRNTIの管理やPUSCHに対するDMRSシーケンスの生成に用いられるパラメータの管理を行なう。また、無線リソース制御部1011は、上りリンクの各チャネルに配置される情報を生成し、送信部107に出力する。
上位層処理部101が備えるスケジューリング情報解釈部1013は、受信部105を介して受信した物理チャネル(PUSCHやPDSCHなど)のスケジューリングに用いられる情報の解釈をし、前記情報を解釈した結果に基づき、受信部105、および送信部107の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部103に出力する。
制御部103は、上位層処理部101からの制御情報に基づいて、受信部105、および送信部107の制御を行なう制御信号を生成する。制御部103は、生成した制御信号を受信部105、および送信部107に出力して受信部105、および送信部107の制御を行なう。
受信部105は、制御部103から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ109を介して基地局装置3から受信した受信信号を、分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部101に出力する。
無線受信部1057は、送受信アンテナ109を介して受信した下りリンクの信号を、中間周波数に変換し(ダウンコンバート: down covert)、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信した信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。無線受信部1057は、変換したディジタル信号からガードインターバル(Guard Interval: GI)に相当する部分を除去し、ガードインターバルを除去した信号に対して高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform: FFT)を行い、周波数領域の信号を抽出する。
多重分離部1055は、抽出した信号をPHICH、PDCCH、PDSCH、および下りリンク参照信号に、それぞれ分離する。尚、この分離は、下りリンク制御情報で通知された無線リソースの割り当て情報などに基づいて行われる。また、多重分離部1055は、チャネル測定部1059から入力された伝搬路の推定値から、PHICHとPDCCHとPDSCHの伝搬路の補償を行なう。また、多重分離部1055は、分離した下りリンク参照信号をチャネル測定部1059に出力する。
復調部1053は、PHICHに対して対応する符号を乗算して合成し、合成した信号に対してBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調方式の復調を行ない、復号化部1051へ出力する。復号化部1051は、自装置宛てのPHICHを復号し、復号したHARQインディケータを上位層処理部101に出力する。復調部1053は、PDCCHに対して、QPSK変調方式の復調を行ない、復号化部1051へ出力する。復号化部1051は、PDCCHのブラインドデコーディングを試み、ブラインドデコーディングに成功した場合、復号した下りリンク制御情報と下りリンク制御情報に含まれていたRNTIを上位層処理部101に出力する。
復調部1053は、PDSCHに対して、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM等の下りリンクアサインメントで通知された変調方式の復調を行ない、復号化部1051へ出力する。復号化部1051は、下りリンク制御情報で通知された符号化率に関する情報に基づいて復号を行い、復号した下りリンクデータ(トランスポートブロック)を上位層処理部101へ出力する。
チャネル測定部1059は、多重分離部1055から入力された下りリンク参照信号から下りリンクのパスロスやチャネルの状態を測定し、測定したパスロスやチャネルの状態を上位層処理部101へ出力する。また、チャネル測定部1059は、下りリンク参照信号から下りリンクの伝搬路の推定値を算出し、多重分離部1055へ出力する。
送信部107は、制御部103から入力された制御信号に従って、上りリンク参照信号を生成し、上位層処理部101から入力された上りリンクデータ(トランスポートブロック)を符号化および変調し、PUCCH、PUSCH、および生成した上りリンク参照信号を多重し、送受信アンテナ109を介して基地局装置3に送信する。
符号化部1071は、上位層処理部101から入力された上りリンク制御情報を畳込み符号化、ブロック符号化等の符号化を行う。また、符号化部1071は、PUSCHのスケジューリングに用いられる情報に基づきターボ符号化を行なう。
変調部1073は、符号化部1071から入力された符号化ビットをBPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の下りリンク制御情報で通知された変調方式または、チャネル毎に予め定められた変調方式で変調する。変調部1073は、PUSCHのスケジューリングに用いられる情報に基づき、空間多重されるデータの系列の数を決定し、MIMO SMを用いることにより同一のPUSCHで送信される複数の上りリンクデータを、複数の系列にマッピングし、この系列に対してプレコーディング(precoding)を行なう。
上りリンク参照信号生成部1079は、基地局装置3を識別するための物理セル識別子(physical cell identity: PCI、Cell IDなどと称する。)、上りリンク参照信号を配置する帯域幅、上りリンクグラントで通知されたサイクリックシフト、DMRSシーケンスの生成に対するパラメータの値などを基に、予め定められた規則で求まる系列を生成する。多重部1075は、制御部103から入力された制御信号に従って、PUSCHの変調シンボルを並列に並び替えてから離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform: DFT)し、PUCCHとPUSCHの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎に多重する。
無線送信部1077は、多重された信号を逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)して、SC−FDMA方式の変調を行い、SC−FDMA変調されたSC−FDMAシンボルにガードインターバルを付加し、ベースバンドのディジタル信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号から中間周波数の同相成分および直交成分を生成し、中間周波数帯域に対する余分な周波数成分を除去し、中間周波数の信号を高周波数の信号に変換(アップコンバート: up convert)し、余分な周波数成分を除去し、電力増幅し、送受信アンテナ109に出力して送信する。
図3は、本発明の基地局装置3の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、基地局装置3は、上位層処理部301、制御部303、受信部305、送信部307、および、送受信アンテナ309、を含んで構成される。また、上位層処理部301は、無線リソース制御部3011、スケジューリング部3013と制御情報生成部3015とを含んで構成される。また、受信部305は、復号化部3051、復調部3053、多重分離部3055、無線受信部3057とチャネル測定部3059を含んで構成される。また、送信部307は、符号化部3071、変調部3073、多重部3075、無線送信部3077と下りリンク参照信号生成部3079を含んで構成される。
上位層処理部301は、媒体アクセス制御(MAC: Medium Access Control)層、パケットデータ統合プロトコル(Packet Data Convergence Protocol: PDCP)層、無線リンク制御(Radio Link Control: RLC)層、無線リソース制御(Radio Resource Control: RRC)層の処理を行なう。また、上位層処理部301は、受信部305、および送信部307の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部303に出力する。
上位層処理部301が備える無線リソース制御部3011は、下りリンクのPDSCHに配置される下りリンクデータ(トランスポートブロック)、RRCシグナル、MAC CE(Control Element)を生成し、又は上位ノードから取得し、送信部307に出力する。また、無線リソース制御部3011は、移動局装置1各々の各種設定情報の管理をする。例えば、無線リソース制御部3011は、移動局装置1にC−RNTIを割り当てるなどRNTIの管理や移動局装置1に通知するPUSCHに対するDMRSシーケンスの生成に用いられるパラメータの管理などを行なう。
上位層処理部301が備えるスケジューリング部3013は、チャネル測定部3059から入力された伝搬路の推定値やチャネルの品質などから、物理チャネルを割り当てる周波数およびサブフレーム、物理チャネルの符号化率および変調方式および送信電力などを決定する。スケジューリング部3013は、スケジューリング結果に基づき、受信部305、および送信部307の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部303に出力する。また、スケジューリング部3013は、物理チャネル(PDSCH、PUSCH)のスケジューリング結果を制御情報生成部3015へ出力する。
制御情報生成部3015は、スケジューリング部3013から入力されたスケジューリング結果に基づき、物理チャネル(PDSCH、PUSCH)のスケジューリングに用いられる情報を生成し、送信部へ出力する。
制御部303は、上位層処理部301からの制御情報に基づいて、受信部305、および送信部307の制御を行なう制御信号を生成する。制御部303は、生成した制御信号を受信部305、および送信部307に出力して受信部305、および送信部307の制御を行なう。
受信部305は、制御部303から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ309を介して移動局装置1から受信した受信信号を分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部301に出力する。無線受信部3057は、送受信アンテナ309を介して受信された上りリンクの信号を、中間周波数に変換し(ダウンコンバート: down covert)、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信された信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。
無線受信部3057は、変換したディジタル信号からガードインターバル(Guard Interval: GI)に相当する部分を除去する。無線受信部3057は、ガードインターバルを除去した信号に対して高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform: FFT)を行い、周波数領域の信号を抽出し多重分離部3055に出力する。
多重分離部1055は、無線受信部3057から入力された信号をPUCCH、PUSCH、上りリンク参照信号などの信号に分離する。尚、この分離は、予め基地局装置3が無線リソース制御部3011で決定し、各移動局装置1に通知した上りリンクグラントに含まれる無線リソースの割り当て情報に基づいて行なわれる。また、多重分離部3055は、チャネル測定部3059から入力された伝搬路の推定値から、PUCCHとPUSCHの伝搬路の補償を行なう。また、多重分離部3055は、分離した上りリンク参照信号をチャネル測定部3059に出力する。
復調部3053は、PUSCHを逆離散フーリエ変換(Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT)し、変調シンボルを取得し、PUCCHとPUSCHの変調シンボルそれぞれに対して、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK、16QAM、64QAM等の予め定められた、または自装置が移動局装置1各々に上りリンクグラントで予め通知した変調方式を用いて受信信号の復調を行なう。復調部3053は、移動局装置1各々に上りリンクグラントで予め通知した空間多重される系列の数と、この系列に対して行なうプリコーディングを指示する情報に基づいて、MIMO SMを用いることにより同一のPUSCHで送信された複数の上りリンクデータの変調シンボルを分離する。
復号化部3051は、復調されたPUCCHとPUSCHの符号化ビットを、予め定められた符号化方式の、予め定められた、又は自装置が移動局装置1に上りリンクグラントで予め通知した符号化率で復号を行ない、復号した上りリンクデータと、上りリンク制御情報を上位層処理部101へ出力する。PUSCHが再送信の場合は、復号化部3051は、上位層処理部301から入力されるHARQバッファに保持している符号化ビットと、復調された符号化ビットを用いて復号を行なう。チャネル測定部309は、多重分離部3055から入力された上りリンク参照信号から伝搬路の推定値、チャネルの品質などを測定し、多重分離部3055および上位層処理部301に出力する。
送信部307は、制御部303から入力された制御信号に従って、下りリンク参照信号を生成し、上位層処理部301から入力されたHARQインディケータ、下りリンク制御情報、下りリンクデータを符号化、および変調し、PHICH、PDCCH、PDSCH、および下りリンク参照信号を多重して、送受信アンテナ309を介して移動局装置1に信号を送信する。
符号化部3071は、上位層処理部301から入力されたHARQインディケータ、下りリンク制御情報、および下りリンクデータを、ブロック符号化、畳込み符号化、ターボ符号化等の予め定められた符号化方式を用いて符号化を行なう、または無線リソース制御部3011が決定した符号化方式を用いて符号化を行なう。変調部3073は、符号化部3071から入力された符号化ビットをBPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の予め定められた、または無線リソース制御部3011が決定した変調方式で変調する。
下りリンク参照信号生成部3079は、基地局装置3を識別するための物理セル識別子(PCI)などを基に予め定められた規則で求まる、移動局装置1が既知の系列を下りリンク参照信号として生成する。多重部3075は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号を多重する。
無線送信部3077は、多重された変調シンボルなどを逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)して、OFDM方式の変調を行い、OFDM変調されたOFDMシンボルにガードインターバルを付加し、ベースバンドのディジタル信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号から中間周波数の同相成分および直交成分を生成し、中間周波数帯域に対する余分な周波数成分を除去し、中間周波数の信号を高周波数の信号に変換(アップコンバート: up convert)し、余分な周波数成分を除去し、電力増幅し、送受信アンテナ309に出力して送信する。
以下、本発明の無線フレームの構成について説明する。
図4は、本発明の下りリンクの無線フレームの構成の一例を示す概略図である。図4において、横軸は時間領域、縦軸は周波数領域である。図4に示すように、下りリンクの無線フレームは、複数の下りリンクの物理リソースブロック(Physical Resource Block; PRB)ペア(例えば、図4の破線で囲まれた領域)から構成されている。この下りリンクの物理リソースブロックペアは、無線リソースの割り当てなどの単位であり、予め決められた幅の周波数帯(PRB帯域幅;180kHz)および時間帯(2個のスロット=1個のサブフレーム;1ms)からなる。
1個の下りリンクの物理リソースブロックペアは、時間領域で連続する2個の下りリンクの物理リソースブロック(PRB帯域幅×スロット)から構成される。1個の下りリンクの物理リソースブロック(図4において、太線で囲まれている単位)は、周波数領域において12個のサブキャリア(15kHz)から構成され、時間領域において7個のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル(71μs)から構成される。周波数領域において1つのサブキャリアと、時間領域において1つのOFDMシンボルとによって定義される1つのグリッドを下りリンクリソースエレメントと称する。ゆえに、1つの下りリンクの物理リソースブロックは “12×7”の下りリンクリソースエレメントによって構成される。
時間領域においては、7個のOFDMシンボル(71μs)から構成されるスロット(0.5ms)、2個のスロットから構成されるサブフレーム(1ms)、10個のサブフレームから構成される無線フレーム(10ms)がある。サブフレームと同じ時間間隔である1msのことを、送信時間間隔(Transmit Time Interval: TTI)とも称する。周波数領域においては、下りリンクの帯域幅に応じて複数の下りリンクの物理リソースブロックが配置される。
以下、下りリンクに割り当てられる物理チャネルの配置について説明する。下りリンクの各サブフレームには、PDCCH、PCFICH、PHICH、PDSCH、および下りリンク参照信号などが配置される。PDCCHはサブフレームの先頭のOFDMシンボルから(図4において、右下から左上への斜線でハッチングがされた領域)配置される。PDCCHが配置されるOFDMシンボルの数はサブフレーム毎に異なり、PDCCHが配置されるOFDMシンボルの数を示す情報はPCFICHで報知される。各サブフレームでは、複数のPDCCHが周波数多重および時間多重される。
PCFICHはサブフレームの先頭のOFDMシンボルに配置され、PDCCHと周波数多重される。PHICHは、PDCCHと同一のOFDMシンボル内で周波数多重される(図4において、斜めの格子状の線でハッチングがされた領域)。PHICHは、サブフレームの先頭のOFDMシンボルのみに配置されてもよいし、PDCCHが配置される複数のOFDMシンボルに分散して配置されてもよい。各サブフレームでは、複数のPHICHが周波数多重および符号多重される。
移動局装置1は、PUSCHを送信してから所定の時間後(例えば、4ms後、4サブフレーム後、4TTI後)の下りリンクのサブフレームのPHICHで、このPUSCHに対するHARQフィードバックを受信する。PUSCHに対するHARQインディケータが下りリンクのサブフレーム内のいずれのPHICHに配置されるかは、このPUSCHに割り当てられた物理リソースブロックのうち、最も番号の小さい(最も低い周波数領域の)物理リソースブロックの番号および、上りリンクグラントに含まれる、PUSCHと時間多重される上りリンク参照信号に用いられるサイクリックシフトを決定するために用いられる情報から決定される。
PDSCHは、サブフレームのPDCCHおよびPCFICHおよびPHICHが配置されるOFDMシンボル以外のOFDMシンボル(図4において、ハッチングがされない領域)に配置される。PDSCHの無線リソースは、下りリンクアサインメントを用いて割り当てられる。PDSCHの無線リソースは、時間領域において、このPDSCHの割り当てに用いられた下りリンクアサインメントを含むPDCCHと同一の下りリンクのサブフレームに配置される。各サブフレームでは、複数のPDSCHが周波数多重および空間多重される。下りリンク参照信号については、説明の簡略化のため図4において図示を省略するが、下りリンク参照信号は周波数領域と時間領域において分散して配置される。
図5は、本発明の上りリンクの無線フレームの構成の一例を示す概略図である。図5において、横軸は時間領域、縦軸は周波数領域である。図5に示すように、上りリンクの無線フレームは、複数の上りリンクの物理リソースブロックペア(例えば、図5の破線で囲まれた領域)から構成されている。この上りリンクの物理リソースブロックペアは、無線リソースの割り当てなどの単位であり、予め決められた幅の周波数帯(PRB帯域幅;180kHz)および時間帯(2個のスロット=1個のサブフレーム;1ms)からなる。
1個の上りリンクの物理リソースブロックペアは、時間領域で連続する2個の上りリンクの物理リソースブロック(PRB帯域幅×スロット)から構成される。1個の上りリンクの物理リソースブロック(図5において、太線で囲まれている単位)は、周波数領域において12個のサブキャリア(15kHz)から構成され、時間領域において7個のSC−FDMAシンボル(71μs)から構成される。尚、周波数領域において1つのサブキャリアと、時間領域において1つのSC−FDMAシンボルとによって定義される1つのグリッドを上りリンクリソースエレメントと称する。ゆえに、1つの上りリンクの物理リソースブロックは “12×7”の上りリンクリソースエレメントによって構成される。
時間領域においては、7個のSC−FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)シンボル(71μs)から構成されるスロット(0.5ms)、2個のスロットから構成されるサブフレーム(1ms)、10個のサブフレームから構成される無線フレーム(10ms)がある。サブフレームと同じ時間間隔である1msのことを、送信時間間隔(Transmit Time Interval: TTI)とも称する。周波数領域においては、上りリンクの帯域幅に応じて複数の上りリンクの物理リソースブロックが配置される。
以下、上りリンクの無線フレーム内に割り当てられる物理チャネルについて説明する。上りリンクの各サブフレームには、PUCCH、PUSCH、PRACHおよび上りリンク参照信号などが配置される。PUCCHは、上りリンクの帯域の両端の上りリンクの物理リソースブロック(右下から左上への斜線でハッチングがされた領域)に配置される。各サブフレームでは、複数のPUCCHが周波数多重および符号多重される。
PUSCHは、PUCCHが配置される上りリンクの物理リソースブロック以外の上りリンクの物理リソースブロックペア(ハッチングがされない領域)に配置される。PUSCHの無線リソースは、上りリンクグラントを用いて割り当てられ、この上りリンクグラントを含むPDCCHが配置された下りリンクのサブフレームから所定の時間後(例えば、4ms後、4サブフレーム後、4TTI後)の上りリンクのサブフレームに配置される。各サブフレームでは、複数のPUSCHが周波数多重および空間多重される。
PRACHが配置されるサブフレームおよび上りリンクの物理リソースブロックを示す情報は、基地局装置によって報知される。上りリンク参照信号は、PUCCHやPUSCHと時間多重される。例えば、PUSCHと時間多重されるDMRSは、サブフレーム内の4番目と11番目のSC−FDMAシンボルに配置される。
以下、本発明のDMRSの送信方法について説明する。
図6は、本発明のPUSCHとDMRSを物理リソースにマップする方法の一例を示す図である。図6において、横軸は時間領域、縦軸は周波数領域である。MPUSCH SCは、PUSCH送信のためにスケジュールされた帯域幅に含まれるサブキャリアの数である。図6において、左上から右下への斜辺でハッチングされた四角はDMRSシーケンスがマップされるリソースエレメントであり、ドットでハッチングされた四角はPUSCHの変調シンボル(複素シンボル)がマップされるリソースエレメントである。図6では、時間領域において1つのサブフレームを示す。
図6に示すように、PUSCHのDMRSシーケンスr(λ) PUSCH(・)は、周波数領域において対応するPUSCHの送信と同一の物理リソースブロック(リソースエレメント)にマップされる。また、PUSCHのDMRSシーケンスr(λ) PUSCH(・)は、時間領域において各スロットの第3のSC−FDMAシンボルにマップされる。つまり、移動局装置1は、PUSCHとPUSCHのDMRSシーケンスを時間多重して送信する。つまり、移動局装置1は、PUSCHのSC−FDMAシンボルとDMRSシーケンスのSC−FMDAシンボルを時間多重して送信する。λは、単一のPUSCH内において空間多重されるレイヤの番号である。すなわち、PUSCHのDMRSシーケンスr(λ) PUSCH(・)は空間多重されるレイヤのそれぞれに対して生成される。PUSCHのDMRSシーケンスr(λ) PUSCH(・)は、RS(reference signal)シーケンスr(αλ) u,ν(・)にOCC[w(λ)(0), w(λ)(1)]を乗算することによって生成される。RSシーケンスr(αλ) u,ν(・)は、ベースシーケンスr’u,ν(・)にサイクリックシフトejαλnを乗算することによって生成される。
以下、本発明のDMRSの生成方法について説明する。
レイヤλに関連するPUSCHのDMRSシーケンスr(λ) PUSCH(・)は、数式(1)によって定義される。MRS SCは、DMRSシーケンスの長さである。MRS SCとMPUSCH SCとは等しい。
レイヤλに関連するRSシーケンスr(αλ) u,ν(n)は、数式(2)に応じてベースシーケンスr’u,ν(・)とサイクリックシフトαによって定義される。異なる値のαによって、単一のベースシーケンスから複数のRSシーケンスが定義される。同じ移動局装置1のレイヤλそれぞれに対するαλは異なる値を持つ。
ベースシーケンスr’u,ν(n)は、複数のグループに分割される。uはシーケンスグループ番号であり、νは該グループ内のベースシーケンス番号である。ベースシーケンスの長さが60以下の場合には、該グループそれぞれは1つのベースシーケンス(ν=0)を含む。ベースシーケンスの長さが61以上の場合には、該グループそれぞれは2つのベースシーケンス(ν=0,1)を含む。シーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νは、シーケンスグループホッピングとシーケンスホッピングを用いることで時間によって変化させることができる。シーケンスグループホッピングおよびシーケンスホッピングの詳細は後述する。ベースシーケンスr’u,ν(0),…, r’u,ν(MRS SC -1)の定義はDMRSシーケンスの長さMRS SCによって決まる。
DMRSシーケンスの長さが36以上の場合には、ベースシーケンスr’u,ν(・)は、数式(3)によって定義される。
xq(・)は、q番目のルートZadoff-Chuシーケンスであり、数式(4)によって定義される。NRS ZCは、Zadoff-Chuシーケンスの長さである。Zadoff-Chuシーケンスの長さNRS ZCは、DMRSシーケンスの長さMRS SCよりも小さい、最大の素数である。[X] mod [Y]は、[X]を[Y]で割った場合の余りを求める関数である。
qは、数式(5)と数式(6)とに応じてシーケンスグループ番号uと該グループ内のベースシーケンス番号νから算出される。floor(X)は、X以下の最大の整数を出力する関数である。
DMRSシーケンスの長さが12と24との場合には、ベースシーケンスr’u,ν(・)は、数式(7)によって定義される。φ(・)は、DMRSシーケンスの長さが12と24とのそれぞれに対して図7に示す表と図8に示す表とで定義される。
複数のDMRSシーケンスが同じシーケンスグループ番号とベースシーケンス番号とから生成され、同じ長さであり、同じ帯域で送信される場合には、該複数のDMRSシーケンスは異なるサイクリックシフトを用いることで直交する。複数のDMRSシーケンスが、シーケンスグループ番号とベースシーケンス番号との異なる組合せから生成される、または複数のDMRSシーケンスの長さが異なる、または複数のDMRSシーケンスが一部重複する帯域で送信される場合には、該複数のDMRSシーケンスは異なるサイクリックシフトを用いたとしても直交しない。
複数のDMRSシーケンスが、シーケンスグループ番号とベースシーケンス番号との異なる組合せから生成される場合には、複数のDMRSシーケンスが同じシーケンスグループ番号とベースシーケンス番号とから生成される場合と比較して、該複数のDMRSシーケンスは相互相関が低くなる。
また、DMRSシーケンスのシーケンスグループ番号とベースシーケンス番号およびDMRSが送信される帯域が重複しているかに関わらず、複数のDMRSシーケンスは異なるOCCを用いることで直交する。しかしながら、移動局装置1の移動に伴うドップラ周波数の影響により、OCCによるDMRSシーケンス間の直交が崩れてしまうことがある。
そこで、異なるOCCによって直交している複数のDMRSシーケンスが、同じシーケンスグループ番号とベースシーケンス番号とから生成され、同じ長さであり、同じ帯域で送信される場合には、該複数のDMRSシーケンスに対して異なるサイクリックシフトを用いることが好ましい。これにより、移動局装置1の移動に伴うドップラ周波数の影響によりOCCによるDMRSシーケンス間の直交が崩れた場合にも、サイクリックシフトによってDMRSシーケンス間の直交を保つことができる。
また、異なるOCCによって直交している複数のDMRSシーケンスが、シーケンスグループ番号とベースシーケンス番号との異なる組合せから生成される場合には、移動局装置1の移動に伴うドップラ周波数の影響によりOCCによるDMRSシーケンス間の直交が崩れたとしても、複数のDMRSシーケンスが同じシーケンスグループ番号とベースシーケンス番号とから生成される場合と比較して、該複数のDMRSシーケンスは相互相関が低くなる。
以下、本発明のシーケンスグループホッピングについて説明する。
スロットnsにおけるシーケンスグループ番号は、数式(8)に応じてグループホッピングパターンfgh(ns)とシーケンスシフトパターンfssとPDCCHで送信される情報から決定される移動局装置固有のパラメータf(1) DMRSと上位層によって設定される移動局装置固有のパラメータf(2) DMRSとによって定義される。
移動局装置1は、上位層によって与えられるセル固有のパラメータGroup-hopping-enabledに応じてシーケンスグループホッピングの有効(enabled)または無効(disabled)を決定する。Group-hopping-enabledに応じてシーケンスグループホッピングを有効(enabled)としていたとしても、移動局装置1は上位層によって与えられる移動局装置固有のパラメータDisable-sequence-group-hoppingに応じてPUSCHに対するシーケンスグループホッピングを無効(disabled)とすることができる。グループホッピングパターンfgh(ns)は、数式(9)によって定義される。
c(・)は、擬似乱数シーケンス(Pseudo-random sequence)である。擬似乱数シーケンスは、長さ31のゴールドシーケンスによって定義される。グループホッピングパターンfgh(ns)の擬似乱数シーケンスc(・)は、数式(10)によって算出されるcinitによって無線フレームそれぞれの始まりに初期化される。Ncell IDは、物理セル識別子である。擬似乱数シーケンスの生成方法は後述する。
シーケンスシフトパターンfssの定義は、PUSCHとPUCCH間で異なる。PUCCHに対して、シーケンスシフトパターンfssは、数式(11)によって与えられる。
PUSCHに対して、シーケンスシフトパターンfssは、数式(12)によって与えられる。Δssは、上位層によって設定されるセル固有のパラメータであり、0から29の範囲内の整数である。
パラメータf(1) DMRSに関する情報は、PUSCHのスケジューリングに用いられる上りリンクグラント(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)を用いて基地局装置3から移動局装置1へ送信される。尚、上りリンクグラント(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)を用いて、DMRSに対するサイクリックシフトに関するパラメータとf(1) DMRS関するパラメータとを示す情報が送信されてもよい。パラメータf(2) DMRSに関する情報は、上位層(無線リソース制御層)のメッセージとしてPDSCHを用いて基地局装置3から移動局装置1へ送信される。基地局装置3(セル、ポイント)間は、自局装置が選択したf(1) DMRSとf(2) DMRSとを示す情報を隣接する基地局装置3(セル、ポイント)へ通知する。これにより、基地局装置3が隣接するセルから通知された該情報および移動局装置1に対するPUSCHのスケジューリングなどに応じてf(1) DMRSとf(2) DMRSとを適切に選択することで、隣接する基地局装置3(セル、ポイント)とDMRSの干渉コーディネーションを行なうことができる。
尚、数式(8)と数式(11)の代わりに数式(13)と数式(14)を用いてもよい。また、数式(8)と数式(12)の代わりに数式(13)と数式(15)を用いてもよい。
数式(8)と数式(11)との代わりに数式(13)と数式(14)とを用いる場合には、f(1) DMRSとf(2) DMRSとに基づいてPUCCHとPUSCHに対するDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号が算出される。数式(8)と数式(12)との代わりに数式(13)と数式(15)とを用いる場合には、f(1) DMRSとf(2) DMRSとに基づいてPUSCHに対するDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号が算出される。
以下、本発明のシーケンスホッピングについて説明する。
シーケンスホッピングは、長さが72以上のDMRSシーケンスに対してのみ適用する。長さが72よりも小さいDMRSシーケンスに対して、スロットnsにおけるベースシーケンスグループ内のベースシーケンス番号νは0である。長さが72以上のDMRSシーケンスに対して、スロットnsにおけるベースシーケンスグループ内のベースシーケンス番号νは、数式(16)に応じて擬似乱数シーケンスc(・)とPDCCHで送信される情報から決定される移動局装置固有のパラメータf(1) SHと上位層によって設定される移動局装置固有のパラメータf(2) SHとによって定義される。
移動局装置1は、上位層によって与えられるセル固有のパラメータSequence-hopping-enabledに応じてシーケンスホッピングの有効(enabled)または無効(disabled)を決定する。Sequence-hopping-enabledに応じてシーケンスグループホッピングを有効(enabled)としていたとしても、移動局装置1は上位層によって与えられる移動局装置固有のパラメータDisable-sequence-group-hoppingに応じてPUSCHに対するシーケンスホッピングを無効(disabled)とすることができる。
ベースシーケンス番号の擬似乱数シーケンスc(・)は、数式(17)によって算出されるcinitによって無線フレームそれぞれの始まりに初期化される。
パラメータf(1) SHに関する情報は、PUSCHのスケジューリングに用いられる上りリンクグラント(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)を用いて基地局装置3から移動局装置1へ送信される。尚、上りリンクグラント(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)を用いて、DMRSに対するサイクリックシフトに関するパラメータとf(1) DMRS関するパラメータとの内少なくとも1つとf(1) SHとを示す情報が送信されてもよい。
パラメータf(2) SHに関する情報は、上位層(無線リソース制御層)のメッセージとしてPDSCHを用いて基地局装置3から移動局装置1へ送信される。基地局装置3(セル、ポイント)間は、自局装置が選択したf(1) SHとf(2) SHとを示す情報を隣接する基地局装置3(セル、ポイント)へ通知する。これにより、基地局装置3が隣接するセルから通知された該情報および移動局装置1に対するPUSCHのスケジューリングなどに応じてf(1) SHとf(2) SHとを適切に選択することで、隣接する基地局装置3(セル、ポイント)とDMRSの干渉コーディネーションを行なうことができる。
尚、PUCCHは常に1つの物理リソースブロックにマップされ、PUCCHに対するDMRSシーケンスの長さは常に同じであるため、サイクリックシフトによる直交を適用することができる。ゆえに、PUCCHに対するシーケンスグループ番号を算出する際には、数式(8)と数式(14)とにおいてf(1) DMRSとf(2) DMRSとを0にし、数式(16)においてf(1) SHとf(2) SHとを0にしてもよい。尚、f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SHのデフォルトの値は0である。尚、f(1) DMRSとf(2) DMRSとは0から29の範囲内の整数であり、f(1) SHとf(2) SHとは0または1の整数である。
尚、数式(8)と数式(14)と数式(15)とにおいて、f(1) DMRSとf(2) DMRSのうちいずれか一方のみを用いてもよい。尚、数式(16)において、f(1) SHとf(2) SHのうちいずれか一方のみを用いてもよい。尚、数式(8)と数式(14)と数式(15)と数式(16)とにおいて、f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SHのうち少なくとも1つのみを用いてもよい。つまり、移動局装置1は、移動局装置固有のパラメータを用いて、シーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νのいずれか一方を決定してもよい。
f(1) DMRSの値とf(1) SHの値とは、上りリンクグラント(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)を用いて基地局装置3から移動局装置1へ送信されるため、サブフレーム単位でダイナミックに変更するこができるが、基地局装置3から移動局装置1への信号のオーバーヘッドが増加してしまう。f(2) DMRSの値とf(2) SHの値とは、上位層のメッセージとしてPDSCHを用いて基地局装置3から移動局装置1へ送信されるため、サブフレーム単位でダイナミックに変更することはできないが、上りリンクグラント(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)を用いてf(1) DMRSの値とf(1) SHの値とを通知する方法よりも基地局装置3から移動局装置1への信号のオーバーヘッドの増加は少ない。
以下、擬似乱数シーケンスc(・)の生成方法について説明する。長さMPNの出力系列c(n)(n=0, 1,…, MPN−1)は、数式(18)で定義される。
Nc=1600である。第1のmシーケンスx1は、x1(0)=1、x1 (n)=1(n=1, 2,…, 30)に初期化される。第2のmシーケンスx2は、数式(19)によって初期化される。移動局装置1は、数式(19)を成立させるx2の値をx2の初期値とする。
移動局装置1は、数式(20)と数式(21)を用いて、nの値が31以上のx1とx2の値をそれぞれ算出する。
以下、本発明のランダムアクセスについて説明する。
ランダムアクセスには、Contention based Random Accessと、Non-contention based Random Accessの2つのアクセス方法がある。Contention based Random Accessは、移動局装置1間で衝突する可能性のあるアクセス方法であり、通常行なわれるランダムアクセスである。Non-contention based Random Accessは、移動局装置1間で衝突が発生しないアクセス方法であり、迅速に移動局装置1と基地局装置3間の同期をとるためにハンドオーバ等の特別な場合に基地局装置3主導で行なわれるランダムアクセスである。
以下、本発明のContention based Random Accessについて説明する。Non-contention based Random Accessの説明は省略する。
ランダムアクセスでは、同期をとるために移動局装置1はプリアンブルのみ送信する。プリアンブルは、情報を表す信号パターンであるシグネチャが含まれ、数十種類のシグネチャを用意して数ビットの情報を表現することができる。移動局装置1は、プリアンブルを用いて6ビットの情報を送信するので、64種類のシグネチャが用意される。
基地局装置3は、移動局装置1から送信されたプリアンブルを受信すると、プリアンブルから移動局装置1と基地局装置3間の同期タイミングのずれを算出し、移動局装置1がメッセージ3を送信するためのスケジューリングを行なう。そして、基地局装置3はプリアンブルを送信した移動局装置1にTemporary C−RNTIを割り当て、プリアンブルを受信したPRACHに対応するRA−RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)をPDCCHに含めて配置し、このPDCCHに含まれる無線リソース割り当てが示すPDSCHに同期タイミングのずれ情報、PUSCHのスケジューリング情報、Temporary C−RNTIおよび受信したプリアンブルのシグネチャの番号(ランダムID、またはプリアンブルIDとも呼称する。)を含んだランダムアクセスレスポンス(メッセージ2)を送信する。ランダムアクセスレスポンスに含まれるPUSCHのスケジューリング情報をランダムアクセスレスポンスグラント(random access response grant)と称する。
移動局装置1は、検出したPDCCHにRA−RNTIが含まれていることを確認すると、PDCCHに含まれる無線リソース割り当てが示すPDSCHに配置されたランダムアクセスレスポンスの中身を確認する。移動局装置1は自装置が送信したプリアンブルのシグネチャの番号が含まれる応答を抽出し、同期タイミングのずれを補正し、割り当てられたPUSCHの無線リソースと送信フォーマットで予め基地局装置3から通知されたC−RNTI、または接続要求のメッセージ(RRCConnectionRequest message)、または接続再設定要求のメッセージ(RRCConnectionReestablishmentRequestmessage)を含むメッセージ3を送信する。
基地局装置3は、移動局装置1からのメッセージ3を受信すると、受信したメッセージ3に含まれるC−RNTIまたは、接続要求のメッセージまたは接続再設定要求のメッセージに含まれる移動局装置1を識別する情報を含むコンテンションレゾリューション(メッセージ4)を移動局装置1に送信する。
基地局装置3は、メッセージ3の復号に失敗した場合は、復号に失敗したメッセージ3が対応するTemporary C−RNTIを含むDCIフォーマット0またはNACKを示すHARQインディケータを用いて移動局装置1にメッセージ3の再送を指示する。移動局装置1は、NACKを示すHARQインディケータによってメッセージ3の再送信を指示された場合には、メッセージ3に対するPUSCHのスケジューリングに用いられる最後に受信した情報(ランダムアクセスレスポンスグラントおよび/またはDCIフォーマット0)に従ってメッセージ3の再送信を行なう。
図9は、本発明のメッセージ3の初期送信および再送信の手順の一例を説明する図である。図9において、横軸は時間領域であり、灰色でハッチングされた四角は、PDSCHで送信され、ランダムアクセスレスポンスグラントを含むランダムアクセスレスポンスを示し、ドットでハッチングされた四角は、PHICHで送信され、NACKを示すHARQインディケータを示し、右上から左下への斜線でハッチングされた四角は、PDCCHを用いて送信され、Temporary C−RNTIを含み、メッセージ3の再送信を指示するDCIフォーマット0を示し、右下から左上への斜線でハッチングされた四角は、PUSCHで送信されるメッセージ3のトランスポートブロックを示し、角括弧を付けた番号はサブフレームの番号を示す。
図9において、サブフレームnにおいて、移動局装置1はランダムアクセスレスポンスグラントを含むランダムアクセスレスポンスを受信する。サブフレームn+4において、移動局装置1はサブフレームnで受信したランダムアクセスレスポンスに含まれるランダムアクセスレスポンスグラントに従ってメッセージ3のトランスポートブロックをPUSCHで初期送信する(T701)。サブフレームn+8において、移動局装置1はサブフレームn+4で初期送信をしたPUSCHに対応するトランスポートブロックに対するHARQインディケータを受信する。サブフレームn+8で受信したHARQインディケータがNACKを示している場合に、移動局装置1は、サブフレームn+12において、サブフレームnで受信したランダムアクセスレスポンスに含まれるランダムアクセスレスポンスグラントに従って、サブフレームn+4で初期送信をしたPUSCHに対応するメッセージ3のトランスポートブロックと同じトランスポートブロックを再送信する(T703)。
サブフレームn+16において、移動局装置1はサブフレームn+4において初期送信をしたPUSCHに対応するトランスポートブロックに対する再送信を指示するDCIフォーマット0を受信する。サブフレームn+20において、移動局装置1はサブフレームn+16で受信したDCIフォーマット0に従って、サブフレームn+4で初期送信をしたPUSCHに対応するメッセージ3のトランスポートブロックと同じトランスポートブロックを再送信する(T705)。サブフレームn+24において、移動局装置1はサブフレームn+4で初期送信をしたPUSCHに対応するトランスポートブロックに対するHARQインディケータを受信する。サブフレームn+24で受信したHARQインディケータがNACKを示している場合に、移動局装置1は、サブフレームn+28において、サブフレームn+16で受信したDCIフォーマット0に従って、サブフレームn+4で初期送信をしたPUSCHに対応するメッセージ3のトランスポートブロックと同じトランスポートブロックを再送信する(T707)。
基地局装置3は、いずれの移動局装置1が、Contention based Random Accessの一環としてランダムアクセスレスポンスグラントでスケジューリングされたPUSCHの送信、および該PUSCHで送信されたトランスポートブロックと同じトランスポートブロックに対するPUSCHの送信を行なったのかを知らない。つまり、基地局装置3は、いずれの移動局装置1が、Contention based Random Accessの一環としてメッセージ3の初期送信および再送信をしたのかを知らない。
従って、移動局装置1が、Contention based Random Accessの一環としてメッセージ3の初期送信および再送信をPUSCHで行なう際に、移動局装置固有のパラメータであるf(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SHとのうち少なくとも1つを用いてDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νとのうち少なくとも1つを決定すると、基地局装置3は、移動局装置1が送信するDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νを知ることができないため、メッセージ3の送信に対応するPUSCHのDMRSから伝搬路を推定することができず、該PUSCHの伝搬路の補償をすることができないという問題がある。
そこで、本発明では、移動局装置1は、基地局装置3から移動局装置固有のパラメータであるf(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SHとのうち少なくとも1つを通知されていたとしても、Contention based Random Accessの一環としてメッセージ3の初期送信および再送信をPUSCHで行う際には、f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SHとを0としてPUSCHのDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νとを決定する。
つまり、移動局装置1は、PUSCHに対するDMRSシーケンスの生成に用いられるパラメータ(f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SH)に関連する情報を物理下りリンクチャネル(PDSCHまたはPDCCH)で受信し、Contention based Random Accessと関係なくトランスポートブロックの送信をPUSCHで行う際には、前記パラメータに関連する前記情報を用いて前記パラメータの値を決定し、Contention based Random Accessの一環としてトランスポートブロックの送信を物理上りリンク共用チャネルで行う際には、前記パラメータの値を0とし、前記パラメータの値を用いて、DMRSシーケンスを生成する。
より具体的には、移動局装置1は、PUSCHに対するDMRSシーケンスの生成に用いられるパラメータ(f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SH)に関連する情報を物理下りリンクチャネル(PDCCHまたはPDSCH)で受信し、前記PUSCHのスケジューリングに用いられる下りリンク制御情報(DCIフォーマット0および/またはDCIフォーマット4)をPDCCHで受信し、前記PUSCHの送信に対応するトランスポートブロックに対する、最後に受信した下りリンク制御情報の送信にtemporary C-RNTIが用いられた際には、前記パラメータの値を0とし、前記PUSCHの送信に対応するトランスポートブロックに対する、最後に受信した下りリンク制御情報の送信にC-RNTIが用いられた際には、前記パラメータに関連する前記情報を用いて前記パラメータの値を決定し、前記パラメータの値を用いて、前記DMRSシーケンスを生成する。
また、移動局装置1は、PUSCHのスケジューリングに用いられるランダムアクセスレスポンスグラントを含むランダムアクセスレスポンスをPDSCHで受信し、前記PUSCHの初期送信が前記ランダムアクセスレスポンスグラントによってスケジューリングされ、前記ランダムアクセスレスポンスグラントによってスケジューリングされた前記PUSCHの送信に対応するトランスポートブロックに対する前記下りリンク制御情報(DCIフォーマット0)をPDCCHで受信していない場合には、前記パラメータ(f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SH)の値を0とする。
つまり、移動局装置1は、Contention based Random Accessの一環として、PDSCHで受信したランダムアクセスレスポンスに含まれるランダムアクセスレスポンスグラントに基づいてメッセージ3の送信をPUSCHで行なう場合(すなわち、図9のT701とT703の場合)には、前記パラメータ(f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SH)の値を0とする。また、移動局装置1は、Contention based Random Accessの一環として、PDCCHで受信した下りリンク制御情報(DCIフォーマット0)に基づいてメッセージ3の再送信をPUSCHで行なう場合(すなわち、図9のT705とT707の場合)には、前記パラメータ(f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SH)の値を0とする。
尚、移動局装置1は、Contention based Random Accessの一環としてトランスポートブロックの送信をPUSCHで行う際に、セル固有のパラメータΔssの値を0にしない。
以下、以下本発明の移動局装置の動作について説明する。
図10は、本発明の移動局装置1によるDMRSシーケンスの送信に関する処理の一例を示すフローチャート図である。まず、移動局装置1は、PUSCHに対するDMRSシーケンスの生成に用いられるパラメータ(f(1) DMRSとf(2) DMRSとf(1) SHとf(2) SH)に関連する情報を物理下りリンクチャネル(PDSCHまたはPDCCH)で受信する(ステップS800)。移動局装置1は、PUSCHのスケジューリングに用いられる情報(ランダムアクセスレスポンスグラント、上りリンクグラント)を物理下りリンクチャネル(PDSCH、PDCCH)で受信する(ステップS801)。
ステップS801で受信した情報に基づいて、Contention based Random Accessの一環としてPUSCHでトランスポートブロックの送信を行なう場合には(ステップS802−Yes)、移動局装置1はPUSCHに対するDMRSシーケンスの生成に用いられるパラメータの値を0とする(ステップS803)。ステップS801で受信した情報に基づいて、Contention based Random Accessとは関係なくPUSCHでトランスポートブロックの送信を行なう場合には(ステップS803−No)、ステップS800で受信したパラメータに関連する情報を用いて、前記パラメータの値を決定する。
移動局装置1は、ステップS803またはステップS804において決定されたパラメータの値を用いてシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νを決定し、決定したシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νを用いてDMRSシーケンスを生成する(ステップS805)。移動局装置1は、ステップS805で生成したDMRSシーケンスをPUSCHとともに送信する(ステップS806)。つまり、ステップS805で生成したDMRSシーケンスをSC−FDMA変調して得られるSC−FDMAシンボルとPUSCHのSC−FDMAシンボルを時間多重して送信する。
これにより、基地局装置3は、移動局装置1が送信するメッセージ3に対応するPUSCHのDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νを推定でき、メッセージ3の送信に対応するPUSCHのDMRSから伝搬路を推定することができ、該メッセージ3の送信に対応するPUSCHの伝搬路の補償をすることができる。また、これにより、基地局装置3は、メッセージ3に対応していないPUSCHのDMRSシーケンスのシーケンスグループ番号uとベースシーケンス番号νを移動局装置1のそれぞれに対して個別に制御することができる。
本発明に関わる基地局装置3、および移動局装置1で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU(Central Processing Unit)等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)であっても良い。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAM(Random Access Memory)に蓄積され、その後、Flash ROM(Read Only Memory)などの各種ROMやHDD(Hard Disk Drive)に格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行われる。
尚、上述した実施形態における移動局装置1、基地局装置3の一部、をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータが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、実行することによって実現しても良い。
尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、移動局装置1、又は基地局装置3に内蔵されたコンピュータシステムであって、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、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んでも良い。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、上述した実施形態における移動局装置1、基地局装置3の一部、又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し、チップセットとして実現してもよい。移動局装置1、基地局装置3の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、又は全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又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、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。