JP6062742B2 - 基地局及び無線リソース割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局及び無線リソース割当方法に関する。

3GPP（3rd Generation Partnership Project）において標準化されているLTE（Long Term Evolution）システムでは、下りリンク無線アクセス方式として、OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されており、上りリンク無線アクセス方式として、SC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。

下りリンクでは、周波数帯域は複数の狭帯域幅のサブキャリアに分割され、各サブキャリア上にデータを載せて伝送が行われる。また、狭帯域幅のサブキャリア信号が用いられるため、サブキャリア数を変更することにより、様々な周波数帯域幅に対応することができる。

上りリンクでは、周波数帯域が分割され、複数の移動機が異なる周波数帯域を用いて伝送することで、移動機間の干渉を低減することができる。シングルキャリアの性質を維持するため、連続する周波数帯域が各移動機に割り当てられる必要がある。

LTEシステムでは、上りリンク及び下りリンクにおいて、物理チャネルが複数の移動機で共有される。複数の移動機で共有されるチャネルは、一般に共有チャネルと呼ばれ、LTEシステムでは物理上りリンク共有チャネル（PUSCH：Physical Uplink Shared Channel）により上りリンクの通信が行われ、物理下りリンク共有チャネル（PDSCH：Physical Downlink Shared Channel）により下りリンクの通信が行われる。

これらの共有チャネルを用いた通信システムでは、サブフレーム毎に、どの移動機に対して共有チャネルを割り当てるかをシグナリングする必要がある。このシグナリングに用いられる制御チャネルは、物理下りリンク制御チャネル（PDCCH：Physical Downlink Control Channel）と呼ばれる。

また、下りリンクでは、各サブフレームの先頭の何個のシンボルが下りリンク制御情報を送信可能な領域として確保されるかを通知するための物理制御フォーマット指示チャネル（PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel）が用いられる。更に、PUSCHに対する送達確認情報（ACK/NACK）を送信するための物理ハイブリッドARQ指示チャネル（PHICH：Physical HARQ Indicator Channel）が用いられる。

また、上りリンクでは、PDSCHに対する送達確認情報（ACK/NACK）、下りリンクの受信品質、スケジューリング割り当て要求信号等を送信するための物理上りリンク制御チャネル（PUCCH：Physical Uplink Control Channel）が用いられる。なお、これらの信号の送信には、PUSCHが移動機に割り当てられている場合、PUSCHが用いられることもある（例えば、非特許文献１参照）。

3GPP TS36.211 V10.5.0 (2012-06)

上記のように、ネットワーク運用帯域幅の中で各種のチャネルが用いられるため、通信を実現するためには、移動機は、ネットワーク運用帯域幅以上の帯域幅に対応する必要がある。LTEシステムでは、PCFICH、PDCCH及びPHICHは、ネットワーク運用帯域幅の全体に割り当てられる可能性があるため、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、当該移動機は通信できない可能性がある。また、LTEシステムでは、PUCCHは、ネットワーク運用帯域幅の両端に配置されるため、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、当該移動機は通信できない可能性がある。このように、現状の通信システムでは、ネットワーク運用帯域幅以上の帯域幅で送受信可能な移動機しか、通信を行うことができない。

一方、移動機のコストの観点からは、移動機が対応可能な帯域幅は狭い方が望ましい。

本発明は、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合であっても、当該移動機が通信できる手法を提案する。

本発明の一形態による基地局は、
移動機が対応可能な帯域幅を示す対応帯域幅情報を受信する受信部と、
対応帯域幅情報に基づいて、物理チャネルの無線リソースを当該移動機に割り当てる無線リソース割当部と、
を有し、
前記無線リソース割当部は、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、ネットワーク運用帯域幅の両端に配置された物理上りリンク制御チャネルの無線リソースのうち片端の無線リソースを当該移動機に割り当てることを特徴とする。

本発明の一形態による無線リソース割当方法は、
基地局における無線リソース割当方法であって、
移動機が対応可能な帯域幅を示す対応帯域幅情報を受信するステップと、
対応帯域幅情報に基づいて、物理チャネルの無線リソースを当該移動機に割り当てるステップと、
を有し、
前記割り当てるステップにおいて、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、ネットワーク運用帯域幅の両端に配置された物理上りリンク制御チャネルの無線リソースのうち片端の無線リソースを当該移動機に割り当てることを特徴とする。

本発明によれば、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合であっても、当該移動機による通信が可能になる。

LTEシステムにおける下りリンクのチャネル構成を示す図 本発明の実施例に従って移動機に割り当てられる無線リソースを示す図 本発明の実施例に係る基地局の機能ブロック図 本発明の実施例に係る基地局の動作を示すフローチャート 本発明の実施例に係る基地局及び移動機の動作を示すシーケンス図 LTEシステムにおける上りリンクのチャネル構成を示す図 本発明の実施例に従って移動機に割り当てられる無線リソースを示す図 本発明の実施例に係る基地局の動作を示すフローチャート 本発明の実施例に係る基地局及び移動機の動作を示すシーケンス図

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

本発明の実施例では、LTEシステムにおいて通信する基地局及び移動機を例に挙げて説明する。本発明の実施例において、移動機が対応可能な帯域幅は、ネットワーク運用帯域幅より狭くてもよい。なお、ネットワーク運用帯域幅は、システム帯域幅と呼ばれてもよい。基地局は、移動機が対応可能な帯域幅を認識するために、対応帯域幅情報を移動機から受信する。基地局は、対応帯域幅情報に基づいて、物理チャネルの無線リソースを移動機に割り当てる。具体的には、基地局は、移動機が対応可能な帯域幅の範囲内で、物理チャネルの無線リソースを移動機に割り当てる。

具体的な無線リソースの割り当て方法については、（１）下りリンクの場合及び（２）上りリンクの場合に分けて以下に説明する。

（１）下りリンクの場合
上記のように、LTEシステムの下りリンクでは、物理下りリンク共有チャネル（PDSCH：Physical Downlink Shared Channel）、物理下りリンク制御チャネル（PDCCH：Physical Downlink Control Channel）、物理制御フォーマット指示チャネル（PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel）及び物理ハイブリッドARQ指示チャネル（PHICH：Physical HARQ Indicator Channel）が用いられる。更に、移動機がセルサーチをするために用いられる同期信号（SS：Synchronization Signal）と、移動機がセルサーチ後に最初に取得すべき最低限のシステム情報（システム帯域幅、システムフレーム番号、送信アンテナ数等）を送信するための物理報知チャネル（PBCH：Physical Broadcast Channel）とが用いられる。

図１に、LTEシステムにおける下りリンクのチャネル構成を示す。SS及びPBCHは、移動機がシステムに使用されている帯域幅を意識せずに受信できるように、LTEの最小帯域幅に対応する中心の６個のリソースブロック（RB：Resource Block）に割り当てられる。一方、PDCCH及びPDSCHは、ネットワーク運用帯域幅の全体のリソースブロックの中から、いずれかのリソースブロックに割り当てられる。なお、PCFICH及びPHICHは、予め決められたリソースブロックに割り当てられる。

このように、PDCCH及びPDSCHは、必ずしも中心の６個のリソースブロックに割り当てられるとは限らず、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、移動機は通信できなくなる。例えば、中心の６個のリソースブロックのみで送受信可能な移動機に対して、PDCCH及びPDSCHがそれ以外のリソースブロックに割り当てられた場合、移動機は通信できなくなる。

このため、本発明の実施例では、図２に示すように、中心の６個のリソースブロックのみで送受信可能な移動機に対して、基地局は、中心の６個のリソースブロックの範囲内でPDCCH及びPDSCHの無線リソースを割り当てる。同様に、中心の６個のリソースブロックよりも多いリソースブロックで送受信可能な移動機に対して、移動機が送受信可能なリソースブロックの範囲内でPDCCH及びPDSCHの無線リソースを割り当てる。すなわち、基地局は、移動機が対応可能な帯域幅の範囲内でPDCCH及びPDSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。このようにすることにより、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合であっても、移動機による通信が可能になる。

なお、SS及びPBCHは、移動機にとって必要な情報であるため、移動機が対応可能な帯域幅には、SS及びPBCHの帯域幅（中心の６個のリソースブロック）が含まれている必要がある。

次に、本発明の実施例に係る基地局の構成について説明する。図３に、本発明の実施例に係る基地局１０の機能ブロック図を示す。

基地局１０は、送信部１０１と、受信部１０３と、対応帯域幅判定部１０５と、無線リソース割当部としてのチャネル設定部１０７とを有する。

送信部１０１は、１つ又は複数のアンテナを介して移動機に無線信号を送信する。例えば、移動機へのデータはPDSCHで送信され、PDSCHを復号化するために必要な制御情報はPDCCHで送信される。

受信部１０３は、１つ又は複数のアンテナを介して移動機から無線信号を受信する。例えば、移動機からのデータはPUSCHで受信され、PDSCHに対する送達確認情報（ACK/NACK）、下りリンクの受信品質、スケジューリング割り当て要求信号等はPUCCH又はPUSCHで受信される。本発明の実施例では、受信部１０３は、移動機が対応可能な帯域幅を示す対応帯域幅情報を受信する。

対応帯域幅判定部１０５は、移動機から受信した対応帯域幅情報から、移動機が対応可能な帯域幅を判定し、帯域幅に関する情報を保持する。対応帯域幅判定部１０５は、移動機の識別情報と移動機が対応可能な帯域幅とをテーブルに関連付けて保持してもよい。

チャネル設定部１０７は、対応帯域幅判定部１０５で判定された帯域幅の範囲内で、PDCCH及びPDSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。

基地局１０は、移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を指示する指示部（図示せず）を更に有してもよい。基地局は、PDCCH及びPDSCH又はPUCCH及びPUSCHを移動機に割り当てる前に対応帯域幅情報を取得する必要があるため、指示部は、PBCHを介して、移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を指示してもよい。例えば、PBCHの中のシステム情報において、移動機が対応帯域幅情報を送信する際に使用するメッセージを指定してもよい。また、移動機が対応帯域幅情報を送信する際に使用するメッセージは、基地局との接続に使用されるRRCシグナリング（例えば、RRC Connection Request）でもよく、他の如何なるメッセージでもよい。なお、移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法は、基地局１０から移動機に指示した送信方法ではなく、基地局１０と移動機との間で予め決められた送信方法でもよい。

次に、本発明の実施例に係る基地局の動作について説明する。図４に、本発明の実施例に係る基地局１０の動作を示すフローチャートを示す。

ステップＳ１０１において、受信部１０３は、所定のメッセージを確認して、対応帯域幅情報を取得する。この対応帯域幅情報は、対応帯域幅判定部１０５において保持される。

ステップＳ１０３において、対応帯域幅判定部１０５は、移動機から受信した対応帯域幅情報から、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭いか否かを判定する。

ステップＳ１０５において、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、チャネル設定部１０７は、PDCCH及びPDSCHの無線リソースの割り当て範囲を、移動機が対応可能な帯域幅の範囲内に制限する。一方、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅以上である場合、チャネル設定部１０７は、PDCCH及びPDSCHの無線リソースの割り当て範囲を制限する必要はない。

ステップＳ１０７において、チャネル設定部１０７は、PDCCH及びPDSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。

図５に、本発明の実施例に係る基地局及び移動機の動作を示すシーケンス図を示す。

ステップＳ２０１において、基地局１０は、移動機にPBCHでシステム情報を送信する。このときに、基地局１０の指示部は、移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を指示してもよい。

ステップＳ２０３において、移動機は、所定のメッセージを使用して対応帯域幅情報を送信する。

ステップＳ２０５において、図４を参照して説明したとおり、基地局１０は、対応帯域幅情報を受信し、対応帯域幅情報に基づいてPDCCH及びPDSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。

特に図示しないが、移動機は、基地局により指示された対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を受信する受信部と、指示された送信方法に従って対応帯域幅情報を送信する送信部とを含む。移動機は、対応帯域幅の範囲内でPDCCH及びPDSCHを受信できるため、移動機は対応帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭いことを意識することなく、通常通り下りリンクの通信を行うことができる。

（２）上りリンクの場合
上記のように、LTEシステムの上りリンクでは、物理上りリンク共有チャネル（PUSCH：Physical Uplink Shared Channel）及び物理上りリンク制御チャネル（PUCCH：Physical Uplink Control Channel）が用いられる。

図６に、LTEシステムにおける上りリンクのチャネル構成を示す。上りリンクにおいてはシングルキャリア方式が採用されるため、PUSCHは、連続するリソースブロックに割り当てられる。一方、PUCCHは、ネットワーク運用帯域幅の両端のリソースブロックに割り当てられる。ネットワーク運用帯域幅の両端のPUCCHの領域において、１サブフレームを２分割することによって構成された前半スロットと後半スロットとで周波数ホッピングが適用される。すなわち、１つの移動機には、１サブフレーム内で周波数をホッピングさせたPUCCHの無線リソースが割り当てられる。

このように、PUCCHは、ネットワーク運用帯域幅の両端のリソースブロックに割り当てられるため、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、移動機は通信できなくなる。

このため、本発明の実施例では、図７に示すように、ネットワーク運用帯域幅より狭いリソースブロックで送受信可能な移動機に対して、基地局は、移動機が送受信可能なリソースブロックの範囲内でPUCCH及びPUSCHの無線リソースを割り当てる。すなわち、基地局は、移動機が対応可能な帯域幅の範囲内でPUCCH及びPUSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。このようにすることにより、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合であっても、移動機による通信が可能になる。

図７（Ａ）は、移動機に１サブフレーム内で周波数をホッピングさせたPUCCHの無線リソースを割り当てる場合を示している。LTEシステムでは片端の所定数のリソースブロックがPUCCHに利用できるため、片端の所定数のリソースブロックを使用して、１サブフレーム内の前半スロットと後半スロットとで周波数ホッピングを適用することができる。図７（Ａ）では片端の２個のリソースブロックを使用した周波数ホッピングを示しているが、ネットワーク運用帯域幅の片端に設定されるPUCCHのリソースブロックの数は２個に限定されない。ネットワーク運用帯域幅の片端に設定されるPUCCHのリソースブロックの数は、基地局から移動機に報知情報で通知される。周波数ホッピングにより、前半スロットで使用するリソースブロックと後半ブロックで使用するリソースブロックとを変えることが可能になる。図７（Ｂ）は、周波数ホッピングを適用しない場合を示している。この場合には、１サブフレーム内の前半スロットで使用されるリソースブロックと、後半スロットで使用されるリソースブロックとは同じである。

なお、PUCCHは、ネットワーク運用帯域幅の両端のリソースブロックに割り当てられるため、移動機が対応可能な帯域幅には、ネットワーク運用帯域幅のいずれか片端の帯域幅（片端の所定数のリソースブロック）が含まれている必要がある。

次に、本発明の実施例に係る基地局の構成について説明する。基地局は、図３と同様に構成される。送信部１０１、受信部１０３及び対応帯域幅判定部１０５は、図３を参照して説明したため、重複する記載は省略する。

チャネル設定部１０７は、対応帯域幅判定部１０５で判定された帯域幅の範囲内で、PUCCH及びPUSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。上記のように、PUCCHは、ネットワーク運用帯域幅の両端に配置されるため、チャネル設定部１０７は、PUCCHの無線リソースを割り当てる範囲をネットワーク運用帯域幅の片端に制限する。

基地局１０は、移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を指示する指示部（図示せず）を更に有してもよい。指示部は、図３を参照して説明した通りに構成される。

次に、本発明の実施例に係る基地局の動作について説明する。図８に、本発明の実施例に係る基地局１０の動作を示すフローチャートを示す。

ステップＳ１５１において、受信部１０３は、所定のメッセージを確認して、対応帯域幅情報を取得する。この対応帯域幅情報は、対応帯域幅判定部１０５において保持される。

ステップＳ１５３において、対応帯域幅判定部１０５は、移動機から受信した対応帯域幅情報から、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭いか否かを判定する。

ステップＳ１５５において、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、チャネル設定部１０７は、PUCCHの無線リソースの割り当て範囲を、移動機が対応可能なネットワーク運用帯域幅の片端に制限する。また、チャネル設定部１０７は、PUSCHの無線リソースの割り当て範囲を、移動機が対応可能な帯域幅の範囲内に制限する。一方、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅以上である場合、チャネル設定部１０７は、PUCCH及びPUSCHの無線リソースの割り当て範囲を制限する必要はない。

ステップＳ１５７において、チャネル設定部１０７は、PUCCH及びPUSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。

図９に、本発明の実施例に係る基地局及び移動機の動作を示すシーケンス図を示す。

ステップＳ２５１において、基地局１０は、移動機にPBCHでシステム情報を送信する。このときに、基地局１０の指示部は、移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を指示してもよい。

ステップＳ２５３において、移動機は、所定のメッセージを使用して対応帯域幅情報を送信する。

ステップＳ２５５において、図８を参照して説明したとおり、基地局１０は、対応帯域幅情報を受信し、対応帯域幅情報に基づいてPUCCH及びPUSCHの無線リソースを移動機に割り当てる。

下りリンクの場合と同様に、移動機は、基地局により指示された対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を受信する受信部と、指示された送信方法に従って対応帯域幅情報を送信する送信部とを含む。移動機は、対応帯域幅の範囲内でPUCCH及びPUSCHを送信でき、上りリンクの通信を行うことができる。

（３）実施例の効果
本発明の実施例によれば、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合であっても、当該移動機による通信が可能になる。これにより、移動機が対応可能な帯域幅を狭めることができ、移動機のコストを削減できる。

下りリンクの通信においては、基地局が移動機の対応帯域幅の範囲内でPDCCH及びPDSCHの無線リソースを割り当てるため、移動機は対応帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭いことを意識することなく、通常通り下りリンクの通信を行うことができる。

上りリンクの通信においては、PUCCHの制約に従って、上りリンクの通信を行うことができる。LTEシステムでは片端の所定数のリソースブロックがPUCCHに利用できるため、必要に応じて片端の所定数のリソースブロックの間で周波数ホッピングを行うことができる。

なお、本発明の実施例では、LTEシステムを例に挙げて説明したが、本発明はLTEシステムに限定されることなく、LTE Advancedシステムのような他のシステムにも適用可能である。一般的には、本発明は、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合の通信に適用できる。

説明の便宜上、本発明の実施例に係る基地局は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施例に係る基地局は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施例に係る方法は処理の流れを示すフローチャートを用いて説明しているが、本発明の実施例に係る方法は、実施例に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。

以上、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合であっても、当該移動機が通信できる手法について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。

１０ 基地局
１０１ 送信部
１０３ 受信部
１０５ 対応帯域幅判定部
１０７ チャネル設定部

Claims (5)

1. 移動機が対応可能な帯域幅を示す対応帯域幅情報を受信する受信部と、
   対応帯域幅情報に基づいて、物理チャネルの無線リソースを当該移動機に割り当てる無線リソース割当部と、
   を有し、
   前記無線リソース割当部は、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、ネットワーク運用帯域幅の両端に配置された物理上りリンク制御チャネルの無線リソースのうち片端の無線リソースを当該移動機に割り当てる基地局。
2. 前記無線リソース割当部は、移動機が対応可能な帯域幅の範囲内で、物理下りリンク制御チャネル及び物理下りリンク共有チャネルの無線リソースを当該移動機に割り当てる、請求項１に記載の基地局。
3. 前記無線リソース割当部は、ネットワーク運用帯域幅の片端において、１サブフレーム内で周波数をホッピングさせた物理上りリンク制御チャネルの無線リソースを当該移動機に割り当てる、請求項１に記載の基地局。
4. 移動機が対応帯域幅情報を送信する際の送信方法を指示する指示部を更に有する、請求項１に記載の基地局。
5. 基地局における無線リソース割当方法であって、
   移動機が対応可能な帯域幅を示す対応帯域幅情報を受信するステップと、
   対応帯域幅情報に基づいて、物理チャネルの無線リソースを当該移動機に割り当てるステップと、
   を有し、
   前記割り当てるステップにおいて、移動機が対応可能な帯域幅がネットワーク運用帯域幅より狭い場合、ネットワーク運用帯域幅の両端に配置された物理上りリンク制御チャネルの無線リソースのうち片端の無線リソースを当該移動機に割り当てる無線リソース割当方法。

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