JP6082481B2 - 無線通信システムにおいて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法及びそのための装置 - Google Patents

無線通信システムにおいて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法及びそのための装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法及びそのための装置に関する。
本発明を適用できる無線通信システムの一例として、3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution;以下、「LTE」という。)通信システムについて概略的に説明する。
図1は、無線通信システムの一例としてE−UMTSネットワーク構造を概略的に示す図である。E−UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)は、既存のUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)から進展したシステムであり、現在3GPPで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、E−UMTSをLTE(Long Term Evolution)システムと呼ぶこともできる。UMTS及びE−UMTSの技術規格(technical specification)の詳細な内容はそれぞれ、「3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network」のRelease 7及びRelease 8を参照すればよい。
図1を参照すると、E−UMTSは、端末(User Equipment;UE)、基地局(eNodeB;eNB)、及びネットワーク(E−UTRAN)の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ(Access Gateway;AG)を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び/又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。
一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、1.44、3、5、10、15、20MHzなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定されればよい。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク(Downlink;DL)データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間/周波数領域、符号化、データサイズ、HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest)関連情報などを知らせる。また、上りリンク(Uplink;UL)データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間/周波数領域、符号化、データサイズ、HARQ関連情報などを知らせる。基地局同士の間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク(Core Network;CN)は、AG、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。AGは、複数のセルで構成されるTA(Tracking Area)単位に端末の移動性を管理する。
無線通信技術は、WCDMA(登録商標)に基づいてLTEにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。
上述したような議論に基づき、以下では、無線通信システムにおいて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法及びそのための装置を提案する。
本発明の一様相である、無線通信システムにおいて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法は、共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを時分割多重化技法及び周波数分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化するステップと、前記多重化された前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを前記端末に送信するステップとを有し、前記端末のための端末特定制御チャネルは一つ以上の他の端末のための端末特定制御チャネルと前記時分割多重化技法、前記周波数分割多重化技法、空間分割多重化技法及びコード分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化されることを特徴とする。
好適には、前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルは同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化されることを特徴とする。或いは、前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルが、同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化されなくてもよい。
より好適には、前記方法が、前記共通制御チャネルに送信ダイバーシチのためのプリコーダを適用するステップと、前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用するステップとをさらに有することができ、この場合、前記送信ダイバーシチのためのプリコーダは、単位行列であることを特徴とする。特徴的に、前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は、前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と異なることを特徴とする。
或いは、前記方法が、前記共通制御チャネル及び前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用するステップをさらに有し、前記ビームフォーミングのためのプリコーダが単位行列であってもよい。ただし、前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と同一であることを特徴とする。
一方、本発明の他の様相である、無線通信システムにおける基地局装置は、端末と信号を送受信するための無線通信モジュールと、共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを、時分割多重化技法及び周波数分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化し、前記多重化された前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを前記端末に送信するように前記無線通信モジュールを制御するプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記端末のための端末特定制御チャネルを一つ以上の他の端末のための端末特定制御チャネルと前記時分割多重化技法、前記周波数分割多重化技法、空間分割多重化技法及びコード分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化することを特徴とする。
好適には、前記プロセッサが前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化することを特徴とする。或いは、前記プロセッサが前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化しないことを特徴とする。
より好適には、前記プロセッサは、前記共通制御チャネルに送信ダイバーシチのためのプリコーダを適用し、前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用することができ、この場合、前記送信ダイバーシチのためのプリコーダは単位行列であることを特徴とする。勿論、前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と異なることが好ましい。
或いは、前記プロセッサが、前記共通制御チャネル及び前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用し、前記ビームフォーミングのためのプリコーダは単位行列であってもよい。勿論、前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と同一であることが好ましい。
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いて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法であって、
共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを、時分割多重化技法及び周波数分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化するステップと、
前記多重化された前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを、前記端末に送信するステップと、
を有し、
前記端末のための端末特定制御チャネルは一つ以上の他の端末のための端末特定制御チャネルと前記時分割多重化技法、前記周波数分割多重化技法、空間分割多重化技法及びコード分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化されることを特徴とする、制御チャネル送信方法。
(項目2)
前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルは、同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化されることを特徴とする、項目1に記載の制御チャネル送信方法。
(項目3)
前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルは、同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化されないことを特徴とする、項目1に記載の制御チャネル送信方法。
(項目4)
前記共通制御チャネルに送信ダイバーシチのためのプリコーダを適用するステップと、
前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用するステップと、
をさらに有することを特徴とする、項目1に記載の制御チャネル送信方法。
(項目5)
前記送信ダイバーシチのためのプリコーダは、単位行列であることを特徴とする、項目4に記載の制御チャネル送信方法。
(項目6)
前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は、前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と異なることを特徴とする、項目4に記載の制御チャネル送信方法。
(項目7)
前記共通制御チャネル及び前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用するステップをさらに有し、
前記ビームフォーミングのためのプリコーダは、単位行列であることを特徴とする、項目1に記載の制御チャネル送信方法。
(項目8)
前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は、前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と同一であることを特徴とする、項目7に記載の制御チャネル送信方法。
(項目9)
無線通信システムにおける基地局装置であって、
端末と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを、時分割多重化技法及び周波数分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化し、前記多重化された前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを前記端末に送信するように前記無線通信モジュールを制御するプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記端末のための端末特定制御チャネルを一つ以上の他の端末のための端末特定制御チャネルと前記時分割多重化技法、前記周波数分割多重化技法、空間分割多重化技法及びコード分割多重化技法のうち少なくとも一つを用いて多重化することを特徴とする、基地局装置。
(項目10)
前記プロセッサは、
前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化することを特徴とする、項目9に記載の基地局装置。
(項目11)
前記プロセッサは、
前記共通制御チャネルと前記端末のための端末特定制御チャネルを同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化又は空間多重化しないことを特徴とする、項目9に記載の基地局装置。
(項目12)
前記プロセッサは、
前記共通制御チャネルに送信ダイバーシチのためのプリコーダを適用し、前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用することを特徴とする、項目9に記載の基地局装置。
(項目13)
前記送信ダイバーシチのためのプリコーダは、単位行列であることを特徴とする、項目12に記載の基地局装置。
(項目14)
前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は、前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と異なることを特徴とする、項目12に記載の基地局装置。
(項目15)
前記プロセッサは、
前記共通制御チャネル及び前記端末のための端末特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用し、
前記ビームフォーミングのためのプリコーダは、単位行列であることを特徴とする、項目9に記載の基地局装置。
(項目16)
前記共通制御チャネルを推定するための参照信号の構造は、前記端末特定制御チャネルを推定するための参照信号の構造と同一であることを特徴とする、項目15に記載の基地局装置。
本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいて基地局は高周波帯域で効率的に下りリンク制御チャネルを端末に送信することができる。
本発明で得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。
本明細書に添付される図面は、本発明に関する理解を提供するためのもので、本発明の様々な実施の形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明するためのものである。
各図は次のとおりである。
図1は、無線通信システムの一例としてE−UMTSネットワーク構造を概略的に示す図である。 図2は、3GPP無線接続ネットワーク規格に基づく端末とE−UTRAN間の無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)のコントロールプレーン(Control Plane)及びユーザプレーン(User Plane)構造を示す図である。 図3は、3GPPシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。 図4は、多重アンテナ通信システムの構成図である 図5は、LTEシステムで用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。 図6は、LTEシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である 図7及び図8は、4個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するLTEシステムにおける下りリンク参照信号の構造を示す図である。 図7及び図8は、4個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するLTEシステムにおける下りリンク参照信号の構造を示す図である。 図9は、現在3GPP標準文書で定義している下りリンクDM−RS割り当て例を示す図である。 図10は、現在3GPP標準文書で定義している下りリンクCSI−RS設定のうち、一般CPの場合におけるCSI−RS設定#0を例示する図である。 図11は、将来LTEシステムに導入されることが予想される小型セル(small−cell)概念を例示する図である。 図12は、LTEシステムにおいてPBCHとPDCCHの物理領域構造を示す図である。 図13は、既存LTEシステムにおいてPBCH及びPDCCHの物理領域割り当て及び送信の概念を示す図である。 図14は、本発明の第1実施例に係る、共通制御チャネルと端末別制御チャネルを同じ物理チャネル構造で構成した例を示す図である。 図15は、本発明の第1実施例に適用できる、共通制御チャネルのための送信ダイバーシチ技法を例示する図である。 図16は、本発明の第2実施例によって一部の時間領域で構成される共通制御チャネルと端末別制御チャネルの例を示す図である。 図17は、本発明の第3実施例によって共通制御チャネルと端末別制御チャネルを多重化する例であって、共通制御チャネルを端末別制御チャネルと併せて多重化しない例を示す図である。 図18は、本発明の第3実施例によって共通制御チャネルと端末別制御チャネルを多重化する例であって、共通制御チャネルも端末別制御チャネルと併せて多重化する例を示す図である。 図19は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
以下に添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が3GPPシステムに適用された例である。
本明細書ではLTEシステム及びLTE−Aシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、FDD方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、H−FDD方式又はTDD方式にも容易に変形されて適用されてもよい。
図2は、3GPP無線接続網規格に基づく端末とE−UTRANとの間の無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末(UE)とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。
第1層である物理層は、物理チャネル(Physical Channel)を用いて上位層に情報送信サービス(Information Transfer Service)を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御(Medium Access Control)層とは伝送チャネル(Transport Channel)を介して接続されている。該伝送チャネルを通じて媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを通じてデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で変調され、上りリンクにおいてSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式で変調される。
第2層の媒体接続制御(Medium Access Control;MAC)層は、論理チャネル(Logical Channel)を通じて、上位層である無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)層にサービスを提供する。第2層のRLC層は、信頼できるデータ送信を支援する。RLC層の機能は、MAC内部の機能ブロックとしてもよい。第2層のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでIPv4やIPv6のようなIPパケットを効率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮(Header Compression)機能を果たす。
第3層の最下部に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層は、コントロールプレーンにのみ定義される。RRC層は、無線ベアラー(Radio Bearer)の設定(Configuration)、再設定(Re−configuration)及び解除(Release)に関連して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー(RB)とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第2層により提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のRRC層とネットワークのRRC層とはRRCメッセージを互いに交換する。端末のRRC層とネットワークのRRC層間にRRC接続(RRC Connected)がある場合に、端末はRRC接続状態(Connected Mode)にあり、そうでない場合は、RRC休止状態(Idle Mode)にあるようになる。RRC層の上位にあるNAS(Non−Access Stratum)層は、セッション管理(Session Management)と移動性管理(Mobility Management)などの機能を果たす。
基地局(eNB)を構成する一つのセルは、1.4、3、5、10、15、20MHzなどの帯域幅のいずれか一つとして設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。
ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するBCH(Broadcast Channel)、ページングメッセージを送信するPCH(Paging Channel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りSCH(Shared Channel)などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りSCHを通じて送信されてもよく、別の下りMCH(Multicast Channel)を通じて送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するRACH(Random Access Channel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りSCH(Shared Channel)がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル(Logical Channel)としては、BCCH(Broadcast Control Channel)、PCCH(Paging Control Channel)、CCCH(Common Control Channel)、MCCH(Multicast Control Channel)、MTCH(Multicast Traffic Channel)などがある。
図3は、3GPPシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。
端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索(Initial cell search)作業を行う(S301)。そのために、端末は、基地局から1次同期チャネル(Primary Synchronization Channel;P−SCH)及び2次同期チャネル(Secondary Synchronization Channel;S−SCH)を受信して基地局と同期を取り、セルIDなどの情報を取得すればよい。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル(Physical Broadcast Channel)を受信し、セル内放送情報を取得できる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号(Downlink Reference Signal;DL RS)を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。
初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel;PDCCH)、及び該PDCCHに載せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Control Channel;PDSCH)を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる(S302)。
一方、基地局に最初に接続したり信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順(Random Access Procedure;RACH)を行ってよい(S303乃至S306)。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel;PRACH)を通じて特定シーケンスをプリアンブルとして送信し(S303及びS305)、PDCCH及び対応するPDSCHを通じて、プリアンブルに対する応答メッセージを受信すればよい(S304及びS306)。競合ベースのRACHについては、衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)をさらに行ってもよい。
上述の手順を行った端末は、以降、一般的な上りリンク/下りリンク信号送信手順として、PDCCH/PDSCH受信(S307)、及び物理上りリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared Channel;PUSCH)/物理上りリンク制御チャネル(Physical Uplink Control Channel;PUCCH)送信(S308)を行えばよい。特に、端末はPDCCHを通じて下りリンク制御情報(Downlink Control Information;DCI)を受信する。ここで、DCIは、端末に対するリソース割り当て情報のような制御情報を含んでおり、その使用目的によってフォーマットが異なっている。
一方、端末が上りリンクを通じて基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク/上りリンクACK/NACK信号、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)、RI(Rank Indicator)などを含む。3GPP LTEシステムでは、端末は、これらのCQI/PMI/RIなどの制御情報をPUSCH及び/又はPUCCHを通じて送信してもよい。
以下、MIMOシステムについて説明する。MIMO(Multiple−Input Multiple−Output)は、複数個の送信アンテナと複数個の受信アンテナを使用する方法で、この方法によりデータの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムの送信端あるいは受信端で複数個のアンテナを使用することによって容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、本文献ではMIMOを「多重アンテナ」と呼ぶこともできる。
多重アンテナ技術では、一つの全体メッセージを受信するに単一のアンテナ経路に依存せず、複数のアンテナに受信されたデータ断片(fragment)をまとめて併合することによってデータを完成する。多重アンテナ技術を用いると、特定のサイズのセル領域内でデータ伝送速度を向上させたり、又は特定のデータ伝送速度を保障しながらシステムカバレッジ(coverage)を増加させることができる。また、この技術は、移動通信端末と中継機などに幅広く使用可能である。多重アンテナ技術によれば、単一のアンテナを使用した従来技術による移動通信における伝送量の限界を克服することが可能になる。
本発明で説明する多重アンテナ(MIMO)通信システムの構成図が、図4に示されている。送信端では送信アンテナがN個設けられており、受信端では受信アンテナがN個が設けられている。このように送信端及び受信端の両方とも複数個のアンテナを使用する場合は、送信端又は受信端のいずれか一方のみ複数個のアンテナを使用する場合に比べて、理論的なチャネル伝送容量がより増加する。チャネル伝送容量の増加はアンテナの数に比例する。これにより、伝送レートが向上し、周波数効率が向上する。1個のアンテナを使用する場合の最大伝送レートをRとすれば、多重アンテナを使用する場合の伝送レートは、理論的に、下記の数式1のように、最大伝送レートRにレート増加率Rを掛けた分だけ増加可能となる。ここで、Rは、NとNのうちの小さい値を表す。
例えば、4個の送信アンテナと4個の受信アンテナを用いるMIMO通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上、4倍の伝送レートを取得できる。このような多重アンテナシステムの理論的容量増加が90年代半ばに証明されて以来、これを実質的なデータ伝送率の向上へと導くための種々の技術が現在まで活発に研究されている。それらのいくつかの技術は既に3世代移動通信と次世代無線LANなどの様々な無線通信の標準に反映されている。
現在までの多重アンテナ関連研究動向をみると、様々なチャネル環境及び多重接続環境における多重アンテナ通信容量計算などと関連した情報理論側面の研究、多重アンテナシステムの無線チャネル測定及び模型導出の研究、及び伝送信頼度の向上及び伝送率の向上のための時空間信号処理技術の研究などを含め、様々な観点で活発に研究が進行されている。
多重アンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するべく、それを数学的にモデリングすると、次のように示すことができる。図7に示すように、N個の送信アンテナとN個の受信アンテナが存在するとする。まず、送信信号について説明すると、N個の送信アンテナがある場合に、送信可能な最大情報はN個であるから、送信情報を下記の数式2のようなベクトルで表現できる。
一方、それぞれの送信情報
において送信電力を別々にしてもよい。それぞれの送信電力を
とする場合、送信電力の調整された送信情報をベクトルで示すと、下記の数式3のとおりである。
また、
を送信電力の対角行列
を用いて示すと、下記の数式4のとおりである。
一方、送信電力の調整された情報ベクトル
に重み行列
が適用され、実際に送信されるN個の送信信号(Transmitted signal)
が構成される場合を考慮してみる。重み行列
は、送信情報を伝送チャネル状況などに応じて各アンテナに適切に分配する役割を果たす。このように送信信号
は、ベクトル
を用いて下記の数式5のように表現できる。ここで、
は、i番目の送信アンテナとj番目の情報間の重み値を意味する。
は、重み行列(Weight Matrix)又はプリコーディング行列(Precoding Matrix)と呼ばれる。
一般に、チャネル行列のランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なった情報を送信できる最大数を意味する。したがって、チャネル行列のランク(rank)は、互いに独立した(independent)行(row)又は列(column)の個数のうち、最小個数と定義され、よって、行列のランクは、行(row)又は列(column)の個数より大きくなることはない。数式的に例を挙げると、チャネル行列Hのランク(rank(H))は、数式6のように制限される。
また、多重アンテナ技術を用いて送る互いに異なった情報のそれぞれを「送信ストリーム(Stream)」、又は簡単に「ストリーム」と定義するものとする。このような「ストリーム」は、「レイヤー(Layer)」と呼ぶこともできる。そのため、送信ストリームの個数は当然ながら、互いに異なった情報を送信できる最大数であるチャネルのランクより大きくなることがない。したがって、チャネル行列Hは、下記の数式7のように表すことができる。
ここで、「# of streams」は、ストリームの数を表す。一方、ここで、1個のストリームは1個以上のアンテナから送信可能であるということに留意されたい。
1個以上のストリームを複数のアンテナに対応させる様々な方法が存在する。この方法を、多重アンテナ技術の種類によって次のように説明できる。1個のストリームが複数のアンテナから送信される場合は空間ダイバーシチ方式といえ、複数のストリームが複数のアンテナから送信される場合は空間マルチプレクシング方式といえる。勿論、これらの中間方式である、空間ダイバーシチと空間マルチプレクシングとの混合(Hybrid)した形態も可能である。
図5は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。
図5を参照すると、サブフレームは14個のOFDMシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭における1個〜3個のOFDMシンボルは制御領域として用いられ、残りの13個〜11個のOFDMシンボルはデータ領域として用いられる。同図で、R1乃至R4は、アンテナ0乃至3に対する参照信号(Reference Signal(RS)又はパイロット信号(Pilot Signal))を表す。RSは、制御領域及びデータ領域にかかわらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてRSが割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域においてRSが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)、PHICH(Physical Hybrid−ARQ Indicator CHannel)、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)などがある。
PCFICHは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、毎サブフレームごとにPDCCHに用いられるOFDMシンボルの個数を端末に知らせる。PCFICHは、最初のOFDMシンボルに位置し、PHICH及びPDCCHに優先して設定される。PCFICHは4個のREG(Resource Element Group)で構成され、それぞれのREGはセルID(Cell IDentity)に基づいて制御領域内に分散される。1個のREGは4個のRE(Resource Element)で構成される。REは、1個の副搬送波×1個のOFDMシンボルで定義される最小物理リソースを表す。PCFICH値は、帯域幅によって、1乃至3、又は2乃至4の値を示し、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)で変調される。
PHICHは、物理HARQ(Hybrid−Automatic Repeat and request)指示子チャネルであり、上りリンク送信に対するHARQ ACK/NACKを運ぶために用いられる。すなわち、PHICHは、UL HARQのためのDL ACK/NACK情報が送信されるチャネルを表す。PHICHは、1個のREGで構成され、セル特定(cell−specific)にスクランブルされる。ACK/NACKは、1ビットで指示され、BPSK(Binary phase shift keying)で変調する。変調されたACK/NACKは、拡散因子(Spreading Factor;SF)=2又は4で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のPHICHはPHICHグループを構成する。PHICHグループに多重化されるPHICHの個数は、拡散コードの個数によって決定される。PHICH(グループ)は、周波数領域及び/又は時間領域においてダイバーシチ利得を得るために3回反復(repetition)される。
PDCCHは、物理下りリンク制御チャネルであり、サブフレームの先頭におけるn個のOFDMシンボルに割り当てられる。ここで、nは1以上の整数であり、PCFICHによって指示される。PDCCHは、一つ以上のCCEで構成される。PDCCHは、伝送チャネルであるPCH(Paging channel)及びDL−SCH(Downlink−shared channel)のリソース割り当てに関する情報、上りリンクスケジューリンググラント(Uplink Scheduling Grant)、HARQ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。PCH及びDL−SCHは、PDSCHを介して送信される。そのため、基地局と端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、PDSCHを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。
PDSCHのデータがいずれの端末(一つ又は複数の端末)に送信されるか、それらの端末がどのようにPDSCHデータを受信してデコードしなければならないかに関する情報などは、PDCCHに含まれて送信される。例えば、特定PDCCHが「A」というRNTI(Radio Network Temporary Identity)でCRCマスクされており、「B」という無線リソース(例、周波数位置)及び「C」という伝送形式情報(例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など)を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が持っているRNTI情報を用いてPDCCHをモニタし、「A」のRNTIを持っている一つ以上の端末があると、当該端末はPDCCHを受信し、受信したPDCCHの情報に基づいて、「B」と「C」が示すPDSCHを受信する。
図6は、LTEシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である
図6を参照すると、上りリンクサブフレームは制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)が割り当てられる領域とに区別される。サブフレームにおいて周波数領域の中間部分がPUSCHに割り当てられ、周波数領域でデータ領域の両側部分がPUCCHに割り当てられる。PUCCH上で送信される制御情報には、HARQに用いられるACK/NACK、下りリンクチャネル状態を示すCQI(Channel Quality Indicator)、MIMOのためのRI(Rank Indicator)、上りリンクリソース割り当て要請であるSR(Scheduling Request)などがある。一つの端末に対するPUCCHは、サブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。すなわち、PUCCHに割り当てられる2個のリソースブロックは、スロット境界で周波数ホッピング(frequency hopping)される。特に、図6は、m=0のPUCCH、m=1のPUCCH、m=2のPUCCH、m=3のPUCCHがサブフレームに割り当てられることを例示する。
以下では、参照信号についてより詳しく説明する。
一般に、チャネル測定のためにデータと共に送信側と受信側の両方で既に知っている参照信号が送信側から受信側に送信される。このような参照信号は、チャネル測定に加え、変調技法を知らせて復調過程が行われるようにする役割を持つ。参照信号は、基地局と特定端末のための専用参照信号(dedicated RS;DRS)、すなわち、端末特定参照信号と、セル内の全端末のためのセル特定参照信号である共通参照信号(common RS又はCell specific RS;CRS)とに区別される。また、セル特定参照信号は、端末でCQI/PMI/RIを測定して基地局に報告するための参照信号を含み、これをCSI−RS(Channel State Information−RS)と称する。
図7及び図8は、4個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するLTEシステムにおける参照信号の構造を示す図である。特に、図7は一般(normal)CP(Cyclic Prefix)の場合を示し、図8は拡張(extended)CPの場合を示す。
図7及び図8を参照すると、格子に記載された0乃至3は、アンテナポート0乃至3のそれぞれに対応してチャネル測定とデータ復調のために送信されるセル特定参照信号であるCRS(Common Reference Signal)を意味し、セル特定参照信号のCRSは、データ情報領域の他、制御情報領域全般にわたっても端末に送信されている。
また、格子に記載された「D」は、端末特定RSである下りリンクDM−RS(Demodulation−RS)を意味し、DM−RSは、データ領域、すなわち、PDSCHを通じて単一アンテナポート送信を支援する。端末特定RSであるDM−RS存在の有無は上位層を通じて端末にシグナルされる。図7及び図8は、アンテナポート5に対応するDM−RSを例示しており、3GPP標準文書36.211ではアンテナポート7乃至14、すなわち、総8個のアンテナポートに対するDM−RSも定義している。
図9は、現在3GPP標準文書で定義している下りリンクDM−RS割り当て例を示す図である。
図9を参照すると、DM−RSグループ1にはアンテナポート{#7、#8、#11、#13}に該当するDM−RSがアンテナポート別シーケンスを用いてマップされ、DM−RSグループ2にはアンテナポート{#9、#10、#12、#14}に該当するDM−RSが同様に、アンテナポート別シーケンスを用いてマップされる。
一方、上述したCSI−RSは、CRSとは別にPDSCHに対するチャネル測定を目的に提案されたし、CRSとは違い、CSI−RSは、多重セル環境でセル間干渉(inter−cell interference;ICI)を減らすために、最大32通りの異なったCSI−RS設定(configuration)が定義されてもよい。
CSI−RS設定は、アンテナポートの個数によってそれぞれ異なり、隣接セル間には、できるだけ、異なったCSI−RS設定と定義されたCSI−RSが送信されるように構成される。CSI−RSは、CRSとは違い、最大8個のアンテナポートまで支援し、3GPP標準文書では、アンテナポート15乃至22までの総8個のアンテナポートを、CSI−RSのためのアンテナポートとして割り当てる。下記の表1及び表2は、3GPP標準文書で定義しているCSI−RS設定を示すものであり、特に、表1は、一般CP(Normal CP)である場合を、表2は、拡張CP(Extended CP)である場合を示している。
表1及び表2で、
は、REインデックスを表し、
は、副搬送波インデックスを、
は、OFDMシンボルインデックスを表す。図10は、現在3GPP標準文書で定義されたCSI−RS設定のうち、一般CPの場合におけるCSI−RS設定#0を例示する。
また、CSI−RSサブフレーム設定を定義することができ、これは、サブフレーム単位で表現される周期
とサブフレームオフセット
で構成される。下記の表3は、3GPP標準文書で定義しているCSI−RSサブフレーム設定を示すものである。
将来、LTEシステムは、ローカル領域(Local Area)の導入を検討している。すなわち、ユーザ別サービス支援をより強化するために、ローカル領域アクセス(Local Area Access)という概念の新しいセル構築(deployment)が導入されると予想される。
図11は、将来、LTEシステムに導入されると予想される小型セル(small−cell)概念を例示する図である。
図11を参照すると、既存のLTEシステムに運用される周波数帯域ではなく、より高い中心周波数を有する帯域に、より広いシステム帯域を設定して運用することを予想することができる。また、既存のセルラー帯域ではシステム情報(system information)のような制御信号に基づいて基本的なセルカバレッジを支援し、高周波の小型セルでは、より広い周波数帯域を用いて送信効率を極大化するデータ伝送を行うことができる。このため、ローカル領域アクセスは、より狭い地域に位置している低〜高移動性(low−to−medium mobility)の端末をその対象とし、端末と基地局間の距離は既存km単位のセルよりも小さい100m単位の小さいセルになるはずである。
このようなセルでは、端末と基地局間の距離が短くなり、高周波帯域を用いることから、次のようなチャネル特性を予想することができる。
まず、遅延拡散の側面では、基地局と端末間の距離が短くなるため、信号の遅延も短くなりうる。また、副搬送波間隔(Subcarrier spacing)の側面では、LTEシステムと同一のOFDMベースのフレームを適用する場合、割り当てられた周波数帯域が相対的に大きいため、既存の15kHzより極端に大きい値に設定されうる。最後に、ドップラー周波数(Doppler’s frequency)の側面では、高周波帯域を用いることから、同一の端末速度の低周波帯域に比べて高いドップラー周波数が現れ、コヒーレンス時間(coherent time)が極端に短くなりうる。ここで、コヒーレンス時間とは、時間的にチャネルが静的な特性又は均一な特性を示す時間区間を意味する。コヒーレンス帯域幅(coherent bandwidth)は、時間的にチャネルが静的な特性又は均一な特性を示す帯域幅を意味する。
以下、既存のLTEシステムにおける制御チャネルに関してより詳しく説明する。
LTEシステムでは、端末に送信される制御チャネルを、送信される情報の内容によって、図12のように2種類に分けて送信する。
図12には、LTEシステムにおいてPBCH(Physical Broadcast Channel)とPDCCHの物理領域構造を示す。特に、図12は、システム帯域幅(BW)が10MHzである場合を仮定する。
図12を参照すると、基地局から端末に送信されるシステム情報は、最も基本的な情報であり、PBCHにて受信する。このようなPBCHに含まれるシステム情報としては、端末がネットワークに初期接続する時に必ず取得すべき情報であって、端末の下りリンク帯域幅(DL BW)、初期接続パラメータ(Initial Access parameter)、SFN(System Frame Number)などの情報を挙げることができ、PBCHは、下りリンク同期信号であるPSS(Primary Synchronization Signal)、SSS(Secondary Synchronization Signal)の後に40ms単位で送信される。
しかし、10msごとに取得した情報によってもセルフデコーディング(Self decoding)が可能なため、結局、2ビットサイズのSFN情報がPBCH取得によって暗黙的(implicit)形態で提供される。その他のシステム情報は、端末のPDCCH領域で受信される。
図12のPDCCH領域は論理的に共通検索領域(Common search space)とUE特定検索領域(UE−specific search space)とに区分され、共通検索領域に該当するPDCCHは、システム情報を有するデータチャネルのスケジューリング情報を含んでいる。
また、端末の個別スケジューリング情報は、PDCCHのUE特定検索領域部分に割り当てられ、端末は当該情報を、与えられた自身の所定の識別子を用いてブラインドデコーディング(Blind−decoding)を行って取得する。
一方、上述した既存の制御チャネルは、高周波帯域における送信時に、その適用に困難がありうる。
まず、PBCH及びPDCCH送信を完了した端末のみが共通制御チャネル情報の取得を完了し、端末の個別スケジューリング情報の取得のためには、PDCCHの他のブラインドデコーディングを行わなければならない。また、送信される物理チャネルの形態がそれぞれ異なるため、個別のチャネル推定アルゴリズムを具備しなければならない。図面を参照してさらに詳しく説明する。
図13は、既存のLTEシステムにおいてPBCH及びPDCCHの物理領域の割り当て及び送信の概念を示す図である。
図13を参照すると、PBCHは、全体帯域の一部でのみ送信され、さらに符号率(coding−rate)が1/48と低く、小さいサイズの情報のみを含むことから、端末の受信頻度対比効率が低下しうる。参考として、上記の符号率は、PBCHに含まれる情報ビットとして14ビット、スペアビットとして10ビット、及びCRC(Cyclic Redundancy Check)ビットとして16ビットを結合し、これらを符号化することによって、1920ビットが生成され、1/48の符号率が算出される。
また、PDCCHは、図13に示すように、PBCHとは違い、全体送信帯域にわたって周波数ダイバーシチが最大限に得られる送信形態を有する。このため、端末は、全体送信帯域に対するチャネル推定を常に行わなければならない。しかし、高周波帯域では送信帯域が、既存LTEシステムで各搬送波の最大送信帯域である20MHzではなく、数百MHzを単一帯域として用いるように設計されるため、その分、端末のチャネル推定複雑度及び負荷が増加し、基地局にとっては送信電力の制限によって副搬送波(Subcarrier)当たり送信電力が低くなり、端末の検出性能を低下させうる。万一基地局の最大送信電力が既存のマクロ(Macro)に比べてより低くなる場合には、その端末の検出性能はより一層低下しうる。
さらに、実際にLTE−A標準化では、既存の制御チャネルであるPDCCHの効率性を向上させるための議論が行われている。このような制御チャネルをEPDCCH(Enhanced PDCCH)と呼ぶ。これによれば、制御情報を受信する端末の周波数ダイバーシチは制約されるが、リソース効率性を向上させ、且つ制御チャネル間のセル間干渉制御を容易にすることができる。
以下では、このような議論に基づき、既存の制御チャネルと異なる単一タイプの物理制御チャネル構造を導入し、同じ高周波広帯域送信に適した制御チャネル構造の設計方案を提示する。
すなわち、システム情報と端末個別スケジューリング制御情報を同じ形態の物理チャネルで送信し、セル別状況に適した多重化技法を適用し、結果としては周波数リソース活用度を極大化する方案を提案する。
以下、共通制御チャネルと端末別制御チャネルを下記のように定義する。
1)共通制御チャネル:基地局が端末に共通に送信するシステム情報
2)端末別制御チャネル:基地局が端末別に伝達するスケジューリング関連情報
上記の共通制御チャネルは、送信帯域、ランダムアクセス(Random access)、上りリンク構成情報、RRC情報、ハンドオーバー情報関連システム情報などを含むことができる。また、上記の共通制御チャネルは、端末のリソース割り当て情報、多重アンテナ技法の適用のための情報、及びフィードバックのための測定関連情報などを含むことができる。
<第1実施例>
まず、本発明の第1実施例では、共通制御チャネルと端末別制御チャネルを同一の物理チャネル構造で設計することを提案する。すなわち、端末共通情報であるシステム情報が送信される物理チャネル構造を、端末別の個別制御情報(assignment、scheduling情報)が送信される物理チャネル構造と同一に構成する。
図14には、本発明の第1実施例に係る、共通制御チャネルと端末別制御チャネルを同一の物理チャネル構造で構成した例を示す。図14を参照すると、共通制御チャネルと端末別制御チャネルは、同じ物理チャネル構造を有し、周波数分割多重化されている。
また、端末の制御チャネル取得においては検出確認のために固有のIDを与えることができ、これをCRCの形態で制御情報生成時に反映し、各端末が自身のための制御チャネルのみを検出するように具現することができる。ただし、共通制御チャネルは、全端末が受信及び検出すべき制御情報であるから、セル内の全端末に同一又は固定のIDを与える形態で具現することができる。
一方、本発明の第1実施例によれば、両制御チャネルの物理チャネル構造が同一であり、同じ参照信号構造を適用することができる。このため、端末が単一のチャネル推定器を具備さえすれば、全てのデータチャネルを検出することができる。
さらに、本発明の第1実施例に係る共通制御チャネルと端末別制御チャネルを送信するとき、端末のチャネル推定の正確度によって参照信号の構造を別々にすることもできる。
すなわち、全端末が共通に受信すべき共通制御チャネルでは、送信ダイバーシチ(Transmit diversity)技法を適用すると、端末の受信検出正確度を向上させることができる。一方、端末別制御チャネルでは、ビームフォーミング(Beamforming)技法を適用してビーム利得を極大化することができる。このような場合では、制御チャネル別に参照信号構造が異なってもよい。
OFDMフレーム構造で適用可能な送信ダイバーシチ技法には、SFBC(Space Frequency Block Code)、SFBC+FSTD(frequency switching transmit diversity)などがある。図15に、本発明の第1実施例に適用できる、共通制御チャネルのための送信ダイバーシチ技法を例示する。特に、図15の(a)はSFBCを例示し、図15の(b)はSFBC+FSTDを例示している。
また、共通制御チャネルと端末別制御チャネル送信にビームフォーミングを適用するとき、参照信号の構造を同一の構造にすることもできる。例えば、全ての制御チャネルをビームフォーミング技法によって送信する場合、共通制御チャネルは端末の位置にかかわらずに全端末において受信されるべきであり、このため、共通制御チャネルと端末別制御チャネルが同じ参照信号構造を有する場合、共通制御チャネルはビームフォーミングの適用時に単位行列(Identity matrix)形態でビームを形成することができる。
例えば、2個の参照信号アンテナポートを用いる場合、次式8のプリコーディング行列は共通制御チャネルの送信に、次式9のプリコーディング行列は端末別制御チャネルの送信に適用することができる。特に、式8のプリコーディング行列は単位行列となっていることがわかる。
<第2実施例>
本発明の第2実施例では、高周波帯域における制御チャネルは全体送信帯域の一部の帯域のみを占有し、さらにTTI(Transmission time interval)の一部のみを占有することを提案する。
図16に、本発明の第2実施例に係る、一部の時間領域で構成される共通制御チャネルと端末別制御チャネルの例を示す。
図16を参照すると、共通制御チャネルと端末別制御チャネルには、TTI又はサブフレームを所定の個数、例えば、N個の区間に分割して割り当てることもできる。これによって、単一リソースに多重化される制御チャネルの個数を増加させ、周波数効率性を向上させることができる。
<第3実施例>
本発明の第3実施例では、共通制御チャネルと端末別制御チャネルを同一の物理領域で多重化することを提案する。
共通制御チャネルと端末別制御チャネルは同一の物理チャネル構造を有することから、同じリソース領域で多重化されてもよい。多重化方法には、OFDMAベースの多重化、空間領域多重化、コード領域多重化、電力領域多重化、インターリーバ領域多重化などがある。
本発明で提案する制御チャネルの多重化方案は、2種類に大別できる。その第一は、共通制御チャネルを一般端末別制御チャネルと併せて多重化しない方案であり、その第二は、共通制御チャネルも一般端末別制御チャネルと併せて多重化する方案である。
図17は、本発明の第3実施例によって共通制御チャネルと端末別制御チャネルを多重化するが、共通制御チャネルは端末別制御チャネルと併せて多重化しない例を示す。特に、図17の(a)は、複数の端末別制御チャネルを空間多重化技法で多重化した例であり、図17の(b)は、複数の端末別制御チャネルを、OFDMベースの単一空間多重化方法、すなわち、時分割多重化及び周波数分割多重化を同時に適用する技法で多重化した例である。
図18は、本発明の第3実施例によって共通制御チャネルと端末別制御チャネルを多重化するが、共通制御チャネルも端末別制御チャネルと併せて多重化する例を示す。同様に、特に、図18の(a)は、複数の端末別制御チャネルを空間多重化技法で多重化した例であり、図18の(b)は、複数の端末別制御チャネルを、OFDMベースの単一空間多重化方法、すなわち、時分割多重化及び周波数分割多重化を同時に適用する技法で多重化した例である。
さらに、多重化方法によるチャネル推定方法は、直交参照信号割り当てを用いたチャネル推定と同一参照信号割り当てを用いたチャネル推定とに区別できる。
具体的に、多重化された制御チャネルを検出する時、多重化された制御チャネル別に互いに直交する参照信号の割り当てによってチャネル推定が可能でなければならない。例えば、OFDMA、IDMAベースの空間多重化技法の適用時に、直交参照信号の割り当てによってチャネル推定を可能にする。
また、同一参照信号割り当てを用いたチャネル推定は、コード分割多重化技法適用時に適用可能である。すなわち、同一参照信号で多重化された全体制御チャネルを検出した後、デスプレッディング(Despreading)によって個別制御チャネルを検出することができる。
一方、多重化される制御チャネルの個数Nは、ネットワークが設定して端末に知らせることができる。特に、共通制御チャネル領域のためのNを1に設定する場合、該当の物理領域は1個の共通制御チャネルのみを送信することができる。
本発明では、高周波帯域で広帯域を使用する通信環境に適した制御チャネルの設計及び送信方法について説明した。一般に、制御チャネルは、端末の初期下りリンク同期取得後に全ての端末が受信する共通制御チャネルと、端末の同期取得後にスケジューリング制御情報を個別に受信する個別制御チャネルとに分類できる。しかし、高周波帯域の送信では、既存と違い、広い送信帯域と相対的に低い送信電力下でサービスカバレッジ確保及び周波数効率性の向上のために、端末の初期接続及び接続維持端末に適した新しい制御チャネルの設計が必要である。したがって、本発明で提案する制御チャネル構造は、高周波広帯域通信状況に適合し、さらには、既存のマクロセルだけでなく小型セルにも適用可能であることはいうまでもない。
図19は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
図19を参照すると、通信装置1900は、プロセッサ1910、メモリ1920、RFモジュール1930、ディスプレイモジュール1940、及びユーザインターフェースモジュール1950を備えている。
通信装置1900は説明の便宜のために示されたもので、一部のモジュールは省略されてもよい。また、通信装置1900は必要なモジュールをさらに備えてもよい。また、通信装置1900において一部のモジュールはより細分化したモジュールにしてもよい。プロセッサ1910は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ1910の詳細な動作は、図1乃至図18に記載された内容を参照すればよい。
メモリ1920は、プロセッサ1910に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。RFモジュール1930は、プロセッサ1910に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。そのために、RFモジュール1930は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップコンバート又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール1940は、プロセッサ1910に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール1940は、これに制限されるものではないが、LCD(Liquid Crystal Display)、LED(Light Emitting Diode)、OLED(Organic Light Emitting Diode)のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール1950は、プロセッサ1910に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組合せで構成可能である。
以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。
基地局によって行われると説明された特定動作は、基地局の上位ノードによって行われてもよい。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network nodes)で構成されるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は基地局又は基地局以外のネットワークノードによって行われる。ここで、‘基地局’は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、又はアクセスポイント(access point:AP)などの用語に代えてもよい。
本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態で具現されてもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。
上述したような無線通信システムにおいて基地局が端末に制御チャネルを送信する方法及びそのための装置は、3GPP LTEシステムに適用される例を中心に説明したが、3GPP LTEシステム以外の様々な無線通信システムにも適用可能である。
本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

Claims (12)

  1. 無線通信システムにおける基地局(BS)から端末(UE)への制御チャネル上のデータ送信のための方法であって、前記方法は、
    共通制御チャネルと前記UEのためのUE特定制御チャネルを、時分割多重化および周波数分割多重化のうちの少なくとも一つを用いて多重化することであって、前記共通制御チャネルと前記UE特定制御チャネルとは、同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化または空間多重化される、ことと、
    前記UEへの前記多重化された共通制御チャネルおよび前記UE特定制御チャネル上のデータ送信を実行することと
    を含み、
    前記UE特定制御チャネルは他のUEのための一つ以上のUE特定制御チャネルと時分割多重化周波数分割多重化、間多重化およびコード分割多重化のうちの少なくとも一つを用いて多重化される方法。
  2. 前記共通制御チャネルに送信ダイバーシチのためのプリコーダを適用することと、
    前記UE特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用することと
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記送信ダイバーシチのためのプリコーダは、単位行列を用いる、請求項に記載の方法。
  4. 前記共通制御チャネルを推定するための参照信号(RS)の構造は、前記UE特定制御チャネルを推定するためのRSの構造と異なる請求項に記載の方法。
  5. 前記共通制御チャネルおよび前記UE特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用することをさらに含み
    前記ビームフォーミングのためのプリコーダは、単位行列を用いる、請求項1に記載の方法。
  6. 前記共通制御チャネルを推定するためのRSの構造は、前記UE特定制御チャネルを推定するためのRSの構造と同一である、請求項に記載の方法。
  7. 無線通信システムにおける基地局(BS)装置であって、前記装置は、
    端末(UE)と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
    前記無線通信モジュールを制御するように構成されたプロセッサと
    を備え、
    前記プロセッサは、さらに、
    共通制御チャネルと前記UEのためのUE特定制御チャネルを、時分割多重化および周波数分割多重化のうちの少なくとも一つを用いて多重化することであって、前記共通制御チャネルと前記UE特定制御チャネルとは、同一の時間−周波数リソース上でコード分割多重化または空間多重化される、ことと、
    前記UEへの前記多重化された共通制御チャネルおよび前記UE特定制御チャネル上のデータ送信を実行するように前記無線通信モジュールを制御することと
    を実行するように構成され、
    前記UE特定制御チャネルは、他のUEのための一つ以上のUE特定制御チャネルと時分割多重化周波数分割多重化間多重化およびコード分割多重化のうちの少なくとも一つを用いて多重化されるBS装置。
  8. 前記プロセッサは、
    前記共通制御チャネルに送信ダイバーシチのためのプリコーダを適用し、前記UE特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用する請求項に記載のBS装置。
  9. 前記送信ダイバーシチのためのプリコーダは、単位行列を用いる、請求項に記載のBS装置。
  10. 前記共通制御チャネルを推定するための参照信号(RS)の構造は、前記UE特定制御チャネルを推定するためのRSの構造と異なる請求項に記載のBS装置。
  11. 前記プロセッサは、
    前記共通制御チャネルおよび前記UE特定制御チャネルにビームフォーミングのためのプリコーダを適用し、
    前記ビームフォーミングのためのプリコーダは、単位行列を用いる、請求項に記載のBS装置。
  12. 前記共通制御チャネルを推定するためのRSの構造は、前記UE特定制御チャネルを推定するためのRSの構造と同一である請求項11に記載のBS装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10862634B2 (en) 2014-03-07 2020-12-08 Huawei Technologies Co., Ltd. Systems and methods for OFDM with flexible sub-carrier spacing and symbol duration
US9681256B2 (en) * 2014-03-15 2017-06-13 Sierra Wireless, Inc. Abbreviated blind detection in wireless communication systems including LTE
WO2016067690A1 (ja) 2014-10-28 2016-05-06 ソニー株式会社 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法、無線通信方法及びプログラム
US9693330B1 (en) * 2015-07-30 2017-06-27 Rockwell Collins, Inc. Wideband high frequency based precision time transfer
EP4002746A1 (en) 2016-01-07 2022-05-25 Nokia Solutions and Networks Oy Method and apparatus for allocating acknowledgement resources
US11582727B2 (en) 2017-08-09 2023-02-14 Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. Method and apparatus for transmitting control information
US11632271B1 (en) 2022-02-24 2023-04-18 T-Mobile Usa, Inc. Location-based channel estimation in wireless communication systems

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7024166B2 (en) * 2002-12-18 2006-04-04 Qualcomm, Incorporated Transmission diversity systems
US8391249B2 (en) * 2003-02-18 2013-03-05 Qualcomm Incorporated Code division multiplexing commands on a code division multiplexed channel
JP4237668B2 (ja) * 2004-04-27 2009-03-11 京セラ株式会社 無線通信システム、基地局装置及び送信電力制御方法
JP5106796B2 (ja) * 2006-06-19 2012-12-26 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 基地局、送信方法
WO2008041110A2 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Nokia Corporation Method for symbol multiplexing control and data channel
KR100913473B1 (ko) 2008-03-20 2009-08-25 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 pdcch 모니터링 방법
US8675515B2 (en) * 2009-11-24 2014-03-18 Qualcomm Incorporated Elastic multiplexing for shared control channels
AU2011230149B2 (en) * 2010-03-22 2014-04-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiplexing control and data information from a User Equipment in a Physical data channel
KR101673906B1 (ko) * 2010-04-29 2016-11-22 삼성전자주식회사 Ofdm 시스템에서 공간 다중화 제어 채널 지원을 위한 상향 링크 ack/nack 채널의 맵핑 방법 및 장치
US9160486B2 (en) * 2010-05-13 2015-10-13 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for multiplexing control information and data, and for transmitting the multiplexed control information and data in a MIMO wireless communication system
KR101849107B1 (ko) * 2011-02-17 2018-04-16 삼성전자주식회사 진화된 다운링크 물리 제어 채널에 대응하는 데이터 패킷들의 성공적 수신 여부를 피드백하기 위한 업링크 피드백 채널 할당 방법 및 장치
WO2012115427A2 (ko) * 2011-02-23 2012-08-30 엘지전자 주식회사 다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치
KR101790040B1 (ko) * 2011-05-25 2017-11-20 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 전용 기준 신호를 위한 제어 채널 전송 방법 및 장치
KR102031031B1 (ko) * 2011-06-20 2019-10-15 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 시분할 복식 프레임 구성 정보 송수신 방법 및 장치
EP2731283B1 (en) 2011-06-30 2018-10-10 LG Electronics Inc. Method and apparatus for allocating a downlink control channel in a wireless communication system
US9900131B2 (en) * 2011-08-15 2018-02-20 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Flexible transmission of messages in a wireless communication system with multiple transmit antennas
US8842628B2 (en) 2011-09-12 2014-09-23 Blackberry Limited Enhanced PDCCH with transmit diversity in LTE systems
KR101892688B1 (ko) * 2011-11-07 2018-10-05 삼성전자 주식회사 다중 안테나를 위한 제어 채널 검색 방법 및 장치
JP2013197891A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Ntt Docomo Inc 無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線リソース割当て方法
JP5726819B2 (ja) 2012-05-11 2015-06-03 株式会社Nttドコモ 復号方法、無線基地局、ユーザ端末及び無線通信システム
KR20140067780A (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 mimo 전송 방법 및 장치

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