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)などのような様々な無線接続システムに使用することができる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)で具現することができる。TDMAは、GSM(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することができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術で具現することができる。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(longterm evolution)は、E−UTRAを使用するE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であって、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は、3GPP LTEの進展したバージョンである。説明を明確にするために、3GPP 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。
無線通信システムにおいて、端末は基地局から下りリンク(Downlink、DL)を介して情報を受信し、端末は基地局に上りリンク(Uplink、UL)を介して情報を送信する。基地局と端末が送受信する情報はデータ及び多様な制御情報を含み、これらが送受信する情報の種類/用途によって多様な物理チャネルが存在する。
図1は3GPP LTEシステムに用いられる物理チャネル及びこれら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。
電源が切れた状態でまた電源が入るとか、あるいは新たにセルに進入した端末は段階S101で基地局と同期を取るなどの初期セル探索(Initial cell search)作業を行う。このために、端末は基地局から主同期チャネル(Primary Synchronization Channel、P−SCH)及び副同期チャネル(Secondary Synchronization Channel、S−SCH)を受信して基地局と同期を取り、セルID(cell identity)などの情報を取得する。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル(Physical Broadcast Channel、PBCH)を受信してセル内放送情報を取得することができる。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)を受信して下りリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セル探索を終えた端末は段階S102で物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel、PDCCH)及び物理下りリンク制御チャネル情報による物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Control Channel、PDSCH)を受信してより具体的なシステム情報を取得することができる。
その後、端末は、基地局への接続を完了するために、段階S103〜段階S106のような任意接続過程(Random Access Procedure)を行うことができる。このために、端末は、物理任意接続チャネル(Physical Random Access Channel、PRACH)を介してプリアンブル(preamble)を送信し(S103)、物理下りリンク制御チャネル及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネルを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる(S104)。競争に基づいた任意接続(Contention based random access)の場合、追加の物理任意接続チャネルの送信(S105)及び物理下りリンク制御チャネル及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネル受信(S106)のような衝突解決過程(Contention Resolution Procedure)を行うことができる。
上述したような過程を行った端末は、その後、一般的な上り/下りリンク信号送信過程として物理下りリンク制御チャネル/物理下りリンク共有チャネル受信(S107)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(S108)を行うことができる。端末が基地局に送信する制御情報を通称して上りリンク制御情報(Uplink Control Information、UCI)という。UCIはHARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative−ACK)、SR(Scheduling Request)、CSI(Channel State Information)などを含む。CSIはCQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indication)などを含む。UCIは一般的にPUCCHを介して送信されるが、制御情報とトラフィックデータが同時に送信されなければならない場合はPUSCHを介して送信されることができる。また、ネットワークの要請/指示によってPUSCHを介してUCIを非周期的に送信することができる。
図2は無線フレーム(radio frame)の構造を例示する。上りリンク/下りリンクデータパケット送信はサブフレーム単位でなされ、サブフレームは多数のシンボルを含む時間区間と定義される。3GPP LTE標準ではFDD(Frequency Division Duplex)に適用可能なタイプ1無線フレーム(radio frame)構造とTDD(Time Division Duplex)に適用可能なタイプ2無線フレーム構造を支援する。
図2(a)はタイプ1無線フレームの構造を例示する。下りリンク無線フレームは10個のサブフレームで構成され、一つのサブフレームは時間ドメイン(time domain)で二つのスロット(slot)で構成される。一つのサブフレームが送信されるのにかかる時間をTTI(transmission time interval)と言う。例えば、一つのサブフレームの長さは1ms、一つのスロットの長さは0.5msであり得る。一つのスロットは時間領域で複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域で多数のリソースブロック(Resource Block、RB)を含む。3GPP LTEシステムにおいては、下りリンクでOFDMを使うので、OFDMシンボルが一つのシンボル区間を示す。OFDMシンボルはまたSC−FDMAシンボル又はシンボル区間と呼ぶことができる。リソース割当単位としてのリソースブロック(RB)は一つのスロットで複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含むことができる。
スロットに含まれるOFDMシンボルの数はCP(Cyclic Prefix)の構成(configuration)によって変わることができる。CPには拡張CP(extended CP)とノーマルCP(normal CP)がある。例えば、OFDMシンボルがノーマルCPによって構成された場合、一つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数は7個であり得る。OFDMシンボルが拡張したCPによって構成された場合、一つのOFDMシンボルの長さが増えるので、一つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数はノーマルCPの場合より少ない。例えば、拡張CPの場合、一つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数は6個であり得る。端末が高速で移動するなどの場合のようにチャネル状態が不安定な場合、シンボル間の干渉を一層減らすために拡張CPを使うことができる。
ノーマルCPが使われる場合、スロットは7個のOFDMシンボルを含むので、サブフレームは14個のOFDMシンボルを含む。サブフレームにおいて初めの最大で3個のOFDMシンボルはPDCCH(Physical Downlink Control Channel)に割り当てられ、残りのOFDMシンボルはPDSCH(physical downlink shared channel)に割り当てられることができる。
図2(b)はタイプ2無線フレームの構造を例示する。タイプ2無線フレームは二つのハーフフレーム(half frame)で構成される。ハーフフレームは4(5)個の一般サブフレームと1(0)個のスペシャルサブフレームを含む。一般サブフレームはUL−DL構成(Uplink−Downlink Configuration)によって上りリンク又は下りリンクに使われる。サブフレームは二つのスロットで構成される。
表1はUL−DL構成による無線フレーム内のサブフレーム構成を例示する。
表で、Dは下りリンクサブフレームを、Uは上りリンクサブフレームを、Sはスペシャル(special)サブフレームを示す。スペシャルサブフレームはDwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)を含む。DwPTSは端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に使われる。UpPTSは基地局でのチャネル推定と端末の上りリンク送信同期を取るのに使われる。保護区間は上りリンクと下りリンクの間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで発生する干渉を除去するための区間である。
無線フレームの構造は例示に過ぎなく、無線フレームにおいてサブフレームの数、スロットの数、シンボルの数は多様に変更可能である。
図3は下りリンクスロットのリソースグリッドを例示する。
図3を参照すると、下りリンクスロットは時間ドメインで複数のOFDMシンボルを含む。ここで、一つの下りリンクスロットは7個のOFDMシンボルを含み、一つのリソースブロック(RB)は周波数ドメインで12個の副搬送波を含むものとして例示された。しかし、本発明がこれに制限されるのではない。リソースグリッド上でそれぞれの要素はリソース要素(Resource Element、RE)と呼ばれる。一つのRBは12×7REを含む。下りリンクスロットに含まれたRBの個数NDLは下りリンク送信帯域に依存する。上りリンクスロットの構造は下りリンクスロットの構造と同一であっても良い。
図4は下りリンクサブフレームの構造を例示する。
図4を参照すると、サブフレーム内で一番目スロットの前に位置する最大で3(4)個のOFDMシンボルが制御チャネルの割り当てられる制御領域に相当する。残りのOFDMシンボルはPDSCH(physical downlink shared chancel)が割り当てられるデータ領域に相当し、データ領域の基本リソース単位はRBである。LTEで使われる下りリンク制御チャネルの例はPCFICH(physical control format indicator channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)などを含む。PCFICHはサブフレームの一番目OFDMシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの送信に使われるOFDMシンボルの個数についての情報を搬送する。PHICHは上りリンク送信に対する応答であり、HARQ ACK/NACK(acknowledgment/negative−acknowledgment)信号を搬送する。PDCCHを介して送信される制御情報はDCI(downlink control information)と呼ばれる。DCIは上りリンク又は下りリンクスケジューリング情報又は任意の端末グループのための上りリンク送信電力制御命令(Transmit Power Control Command)を含む。
PDCCHを介して送信される制御情報をDCI(Downlink control information)と言う。DCIフォーマット(format)は上りリンク用にフォーマット0、3、3A、4、下りリンク用にフォーマット1、1A、1B、1C、1D、2、2A、2B、2Cなどのフォーマットが定義されている。DCIフォーマットによって情報フィールドの種類、情報フィールドの個数、各情報フィールドのビット数などが変わる。例えば、DCIフォーマットは用途によってホッピングフラグ(hopping flag)、RB割当(assignment)、MCS(modulation coding scheme)、RV(redundancy version)、NDI(new data indicator)、TPC(transmit power control)、HARQプロセス番号、PMI(precoding matrix indicator)確認(confirmation)などの情報を選択的に含む。よって、DCIフォーマットによってDCIフォーマットに整合する制御情報のサイズ(size)が変わる。一方、任意のDCIフォーマットは二種以上の制御情報の送信に使われることができる。例えば、DCIフォーマット0/1AはDCIフォーマット0又はDCIフォーマット1を搬送するのに使われ、これらはフラグフィールド(flag field)によって区分される。
PDCCHはDL−SCH(downlink shared channel)の送信フォーマット及びリソース割当、UL−SCH(uplink shared channel)に対するリソース割当情報、PCH(paging channel)に対するページング情報、DL−SCH上のシステム情報(system information)、PDSCH上で送信されるランダム接続応答のような上位階層制御メッセージのリソース割当情報、任意の端末グループ内で個別端末に対する送信電力制御命令、VoIP(voice over IP)の活性化(activation)などを搬送する。制御領域内で複数のPDCCHが送信されることができる。端末は複数のPDCCHをモニタリングすることができる。PDCCHは一つ又は複数の連続したCCE(consecutive control channel element)のアグリゲーション(aggregation)上で送信される。CCEは無線チャネルの状態によって所定の符号化率(coding rate)のPDCCHを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REG(Resource Element group)に対応する。PDCCHのフォーマット及び可用のPDCCHのビット数はCCEの個数とCCEによって提供される符号化率間の相関関係によって決定される。基地局は端末に送信されるDCIによってPDCCHフォーマットを決定し、CRC(cyclic redundancy check)を制御情報に付け加える。CRCはPDCCHの所有者又は使用用途によって唯一識別子(RNTI(radio network temporary identifier)と呼ばれる)によってマスキングされる。PDCCHが特定の端末のためのものであれば、該当端末の唯一識別子(例えば、C−RNTI(cell−RNTI))がCRCにマスキングされる。他の例として、PDCCHがページングメッセージのためのものであれば、ページング指示識別子(例えば、P−RNTI(paging−RNTI))がCRCにマスキングされる。PDCCHがシステム情報(より具体的に、後述するSIB(system information block))に関するものであれば、システム情報識別子(例えば、SI−RNTI(system information RNTI))がCRCにマスキングされる。端末のランダム接続プリアンブルの送信に対する応答である、ランダム接続応答を指示するために、RA−RNTI(random access−RNTI)がCRCにマスキングされる。
PDCCHはDCI(Downlink Control Information)と知られたメッセージを運搬し、DCIは一つの端末又は端末グループのためのリソース割当及び他の制御情報を含む。一般に、複数のPDCCHが一つのサブフレーム内で送信されることができる。それぞれのPDCCHは一つ以上のCCE(Control Channel Element)によって送信され、それぞれのCCEは9セットの4個のリソース要素に対応する。4個のリソース要素はREG(Resource Element Group)と呼ばれる。4個のQPSKシンボルが一REGにマッピングされる。参照信号に割り当てられたリソース要素はREGに含まれなく、これによって与えられたOFDMシンボル内でREGの総数はセル特定(cell−specific)参照信号の存在有無によって変わる。REG概念(すなわち、グループ単位マッピング、各グループは4個のリソース要素を含む)は他の下りリンク制御チャネル(PCFICH及びPHICH)にも使われる。すなわち、REGは制御領域の基本リソース単位として使われる。4個のPDCCHフォーマットが表2に羅列したように支援される。
CCEは連続的に番号が付けられて使われ、デコーディングプロセスを単純化するために、nCCEsで構成されたフォーマットを有するPDCCHはnの倍数と同数を有するCCEでのみ始まることができる。特定のPDCCHの送信のために使われるCCEの個数はチャネル条件によって基地局によって決定される。例えば、PDCCHが良い下りリンクチャネル(例えば、基地局に近い)を有する端末のためのものである場合、一つのCCEでも十分であることがある。しかし、悪いチャネル(例えば、セル境界に近い)を有する端末の場合、十分なロバスト性(robustness)を得るために8個のCCEを使うことができる。また、PDCCHのパワーレベルがチャネル条件に合わせて調節されることができる。
LTEに導入された方案は、それぞれの端末のためにPDCCHが位置することができる制限されたセットのCCE位置を定義することである。端末が自らのPDCCHを捜すことができる制限されたセットのCCE位置は検索空間(Search Space、SS)と呼ばれることができる。LTEにおいて、検索空間はそれぞれのPDCCHフォーマットによって違うサイズを有する。また、UE特定(UE−specific)及び共通(common)検索空間が別に定義される。UE特定検索空間(UE−Specific Search Space、USS)は各端末のために個別的に設定され、共通検索空間(Common Search Space、CSS)の範囲は全ての端末に知られる。UE特定及び共通検索空間は与えられた端末に対してオーバーラップすることができる。非常に小さな検索空間を有する場合、特定端末のための検索空間で一部CCEの位置が割り当てられた場合は残ったCCEがないから、与えられたサブフレーム内で基地局は可能な全ての端末にPDCCHを送信すべきCCEリソースを捜すことができないことがある。このようなブロッキングが次のサブフレームに繋がる可能性を最小化するために、UE特定検索空間の開始位置に端末特定のホッピングシーケンスが適用される。
表3は共通及びUE特定検索空間のサイズを示す。
ブラインドデコーディング(Blind Decoding、BD)の総回数による計算負荷を統制下に置くために端末は定義された全てのDCIフォーマットを同時に検索するように要求されない。一般に、UE特定検索空間内で端末はいつもフォーマット0と1Aを検索する。フォーマット0と1Aは同じサイズを有し、メッセージ内のフラグによって区分される。また、端末は追加フォーマットを受信するように要求されることができる(例えば、基地局によって設定されたPDSCH送信モードによって1、1B又は2)。共通検索空間で端末はフォーマット1A及び1Cを検索する。また、端末はフォーマット3又は3Aを検索するように設定されることができる。フォーマット3及び3Aはフォーマット0及び1Aと同じサイズを有し、端末特定識別子よりは、互いに異なる(共通)識別子でCRCをスクランブルすることによって区分されることができる。送信モードによるPDSCH送信技法と、DCIフォーマットの情報コンテンツを以下に羅列した。
送信モード(Transmission Mode、TM)
●送信モード1:単一基地局アンテナポートからの送信
●送信モード2:送信ダイバーシティ
●送信モード3:開ループ空間多重化
●送信モード4:閉ループ空間多重化
●送信モード5:多重使用者MIMO
●送信モード6:閉ループランク−1プリコーディング
●送信モード7:単一アンテナポート(ポート5)送信
●送信モード8:二重レイヤー送信(ポート7及び8)又は単一アンテナポート(ポート7又は8)送信
●送信モード9:最大で8個のレイヤー送信(ポート7〜14)又は単一アンテナポート(ポート7又は8)送信
DCIフォーマット
●フォーマット0:PUSCH送信(上りリンク)のためのリソースグラント
●フォーマット1:単一コードワードPDSCH送信(送信モード1、2及び7)のためのリソース割当
●フォーマット1A:単一コードワードPDSCH(全てのモード)のためのリソース割当の コンパクトシグナリング
●フォーマット1B:ランク−1閉ループプリコーディングを用いるPDSCHのためのコンパクトリソース割当(モード6)
●フォーマット1C:PDSCH(例えば、ページング/ブロードキャストシステム情報)のための非常にコンパクトなリソース割当
●フォーマット1D:多重使用者MIMOを用いるPDSCHのためのコンパクトリソース割当(モード5)
●フォーマット2:閉ループMIMO動作のPDSCHのためのリソース割当(モード4)
●フォーマット2A:開ループMIMO動作のPDSCHのためのリソース割当(モード3)
●フォーマット3/3A:PUCCH及びPUSCHのために2ビット/1ビットパワー調整値を有するパワーコントロールコマンド
図5はEPDCCHを例示する。EPDCCHはLTE−Aで追加で導入されたチャネルである。
図5を参照すると、サブフレームの制御領域(図4参照)には既存LTEによるPDCCH(便宜上、Legacy PDCCH、L−PDCCH)が割り当てられることができる。図面で、L−PDCCH領域はL−PDCCHが割り当てられることができる領域を意味する。一方、データ領域(例えば、PDSCHのためのリソース領域)内にPDCCHが追加で割り当てられることができる。データ領域に割り当てられたPDCCHをEPDCCHと呼ぶ。図示のように、EPDCCHを介して制御チャネルリソースを追加で確保することにより、L−PDCCH領域の制限された制御チャネルリソースによるスケジューリング制約を緩和することができる。L−PDCCHと同様に、EPDCCHはDCIを運ぶ。例えば、EPDCCHは下りリンクスケジューリング情報、上りリンクスケジューリング情報を運ぶことができる。例えば、端末はEPDCCHを受信し、EPDCCHに対応するPDSCHを介してデータ/制御情報を受信することができる。また、端末はEPDCCHを受信し、EPDCCHに対応するPUSCHを介してデータ/制御情報を送信することができる。セルタイプによって、EPDCCH/PDSCHはサブフレームの一番目OFDMシンボルから割り当てられることができる。特に区別しない限り、本明細書でPDCCHはL−PDCCH及びEPDCCHの両者を含む。
図6はLTE(−A)で使われる上りリンクサブフレームの構造を例示する。
図6を参照すると、サブフレーム500は二つの0.5msスロット501で構成される。普通(Normal)循環前置(Cyclic Prefix、CP)の長さを仮定すると、各スロットは7個のシンボル502で構成され、一つのシンボルは一つのSC−FDMAシンボルに対応する。リソースブロック(Resource Block、RB)503は周波数領域で12個の副搬送波、そして時間領域で一スロットに相当するリソース割当単位である。LTE(−A)の上りリンクサブフレームの構造は大きくデータ領域504と制御領域505に区分される。データ領域は各端末に送信される音声、パケットなどのデータを送信するのに使われる通信リソースを意味し、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)を含む。制御領域は上りリンク制御信号、例えば各端末からの下りリンクチャネル品質報告、下りリンク信号に対する受信ACK/NACK、上りリンクスケジューリング要請などを送信するのに使われる通信リソースを意味し、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)を含む。サウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)は一サブフレームにおいて時間軸上で最後に位置するSC−FDMAシンボルを介して送信される。同じサブフレームの最後のSC−FDMAに送信される多くの端末のSRSは周波数位置/シーケンスによって区分することができる。SRSは上りリンクチャネル状態を基地局に送信するのに使われ、上位階層(例えば、RRC階層)によって設定されたサブフレーム周期/オフセットによって周期的に送信されるとか、基地局の要請によって非周期的に送信される。
図7は上りリンク−下りリンクフレームタイミング関係を例示する。
図7を参照すると、上りリンク無線フレームiの送信は該当下りリンク無線フレームより(NTA+NTAoffset)*Ts秒以前に始まる。LTEシステムの場合、0≦NTA≦20512であり、FDDでNTAoffset=0であり、TDDでNTAoffset=624である。NTAoffset値は基地局と端末が前もって認知している値である。ランダム接続過程でタイミングアドバンス命令によってNTAが指示されれば、端末はUL信号(例えば、PUCCH/PUSCH/SRS)の送信タイミングを前記数式によって調整する。UL送信タイミングは16Tsの倍数に設定される。タイミングアドバンス命令は現ULタイミングを基準にULタイミングの変化を指示する。ランダム接続応答内のタイミングアドバンス命令(TA)は11ビットであり、TAは0、1、2、…、1282の値を示し、タイミング調整値(NTA)はNTA=TA*16として与えられる。その他の場合、タイミングアドバンス命令(TA)は6ビットであり、TAは0、1、2、…、63の値を示し、タイミング調整値(NTA)はNTA、new=NTA、old+(TA−31)*16として与えられる。サブフレームnで受信されたタイミングアドバンス命令はサブフレームn+6から適用される。FDDの場合、図示のように、ULサブフレームnの送信時点はDLサブフレームnの開始時点を基準に繰り上げられる。一方、TDDの場合、ULサブフレームnの送信時点はDLサブフレームn+1の終了時点を基準として繰り上げられる(図示せず)。
次に、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)について説明する。無線通信システムで上りリンク/下りリンク送信すべきデータがある端末が多数存在するとき、基地局は送信単位時間(Transmission Time Interval:TTI)(例えば、サブフレーム)ごとにデータを送信すべき端末を選択する。多重搬送波及びこれと類似して運営されるシステムにおいて基地局はTTIごとに上りリンク/下りリンクでデータを送信すべき端末を選択し、該当端末がデータ送信のために使用する周波数帯域も一緒に選択する。
上りリンクを基準として説明すると、端末は上りリンクで参照信号(又はパイロット)を送信し、基地局は端末から送信された参照信号を用いて端末のチャネル状態を把握し、TTIごとにそれぞれの単位周波数帯域で上りリンクでデータを送信すべき端末を選択する。基地局はこのような結果を端末に知らせる。すなわち、基地局は特定TTIで上りリンクスケジューリングされた端末に特定周波数帯域を用いてデータを送れという上りリンク割当メッセージ(assignment message)を送信する。上りリンク割当メッセージはULグラント(grant)とも呼ばれる。端末は上りリンク割当メッセージによってデータを上りリンクで送信する。上りリンク割当メッセージは端末ID(UE Identity)、RB割当情報、MCS(Modulation and Coding Scheme)、RV(Redundancy Version)バージョン、新規データ指示子(New Data indication、NDI)などを含むことができる。
同期非適応(Synchronous non−adaptive)HARQ方式の場合、再送信時間はシステム的に約束されている(例えば、NACK受信時点から4サブフレーム後)。よって、基地局が端末に送信するULグラントメッセージは初期送信時にだけ送ればよく、以後の再送信はACK/NACK信号(例えば、PHICH信号)によって行われる。一方、非同期適応(Asynchronous adaptive)HARQ方式の場合、再送信時間が互いに約束されていないので、基地局が端末に再送信要請メッセージを送らなければならない。また、再送信のための周波数リソースやMCSが送信時点ごとに変わるので、再送信要請メッセージは端末ID、RB割当情報、HARQプロセスID/番号、RV、NDI情報を含むことができる。
図8はLTE(−A)システムにおけるUL HARQ動作を例示する。LTE(−A)システムにおいてUL HARQ方式は同期非適応HARQを使う。8チャネルHARQを使う場合、HARQプロセス番号は0〜7として与えられる。TTI(例えば、サブフレーム)ごとに一つのHARQプロセスが動作する。図8を参照すると、基地局110はPDCCHを介してULグラントを端末120に送信する(S600)。端末120は、ULグラントを受信した時点(例えば、サブフレーム0)から4サブフレーム後(例えば、サブフレーム4)にULグラントによって指定されたRB及びMCSを用いて基地局110に上りリンクデータを送信する(S602)。基地局110は、端末120から受信した上りリンクデータを復号した後、ACK/NACKを生成する。上りリンクデータに対する復号が失敗した場合、基地局110は端末120にNACKを送信する(S604)。端末120は、NACKを受信した時点から4サブフレーム後に上りリンクデータを再送信する(S606)。上りリンクデータの初期送信と再送信は同じHARQプロセッサが担当する(例えば、HARQプロセス4)。ACK/NACK情報はPHICHを介して送信されることができる。
図9はキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation、CA)通信システムを例示する。
図9を参照すると、複数の上りリンク/下りリンクコンポーネントキャリア(Component Carrier、CC)を集めてもっと広い上りリンク/下りリンク帯域幅を支援することができる。それぞれのCCは周波数領域で互いに隣接するとか隣接していない。各コンポーネントキャリアの帯域幅は独立的に決定されることができる。UL CCの個数とDL CCの個数が違う非対称キャリアアグリゲーションも可能である。一方、制御情報は特定CCを介してのみ送受信されるように設定することができる。このような特定CCをプライマリーCCと呼び、残りのCCをセカンダリーCCと呼ぶことができる。一例として、クロスキャリアスケジューリング(cross−carrier scheduling)(又はクロスCCスケジューリング)が適用される場合、下りリンク割当のためのPDCCHはDL CC#0に送信され、該当PDSCHはDL CC#2に送信されることができる。用語“コンポーネントキャリア”は等価の他の用語(例えば、キャリア、セルなど)に取り替えることができる。
クロスCCスケジューリングのために、CIF(carrier indicator field)が使われる。PDCCH内にCIFの存在又は不在のための設定が半静的に端末特定(又は端末グループ特定)に上位階層シグナリング(例えば、RRCシグナリング)によってイネーブル(enable)されることができる。PDCCH送信の基本事項は下記のように整理することができる。
■CIFディセーブルド(disabled):DL CC上のPDCCHは同じDL CC上のPDSCHリソース及び単一のリンクされたUL CC上でのPUSCHリソースを割り当てる。
●No CIF
■CIFイネーブルド(enabled):DL CC上のPDCCHはCIFを用いて複数のアグリゲーションされたDL/UL CCの一つのDL/UL CC上のPDSCH又はPUSCHリソースを割り当てることができる。
●CIFを有するように拡張されたLTE DCIフォーマット
−CIF(設定される場合)は固定されたxビットフィールド(例えば、x=3)
−CIF(設定される場合)の位置はDCIフォーマットサイズに関係なく固定される
CIFの存在時、基地局は、端末側でのBD複雑度を低めるために、モニタリングDL CC(セット)を割り当てることができる。PDSCH/PUSCHスケジューリングのために、端末は該当DL CCでのみPDCCHの検出/デコーディングを行うことができる。また、基地局は、モニタリングDL CC(セット)を介してのみPDCCHを送信することができる。モニタリングDL CCセットは端末特定、端末グループ特定又はセル特定の方式でセットされることができる。
図10は複数のキャリアがアグリゲーションされた場合のスケジューリングを例示する。3個のDL CCがアグリゲーションされたと仮定する。DL CC AがPDCCH CCに設定されたと仮定する。DL CC A〜CはサービングCC、サービングキャリア、サービングセルなどと呼ばれることができる。CIFがディセーブルされれば、それぞれのDL CCはLTE PDCCH規則によってCIFなしに自らのPDSCHをスケジューリングするPDCCHのみを送信することができる(ノンクロスCCスケジューリング)。一方、端末特定(又は端末グループ特定又はセル特定)上位階層シグナリングによってCIFがイネーブルされれば、特定CC(例えば、DL CC A)はCIFを用いてDL CC AのPDSCHをスケジューリングするPDCCHだけでなく他のCCのPDSCHをスケジューリングするPDCCHも送信することができる(クロスCCスケジューリング)。一方、DL CC B/CではPDCCHが送信されない。
より多い通信器機がもっと大きな通信容量を要求することになるにつれて次期の無線通信システムで制限された周波数帯域の効率的活用は段々重要な要求となっている。基本的に、周波数スペクトルは免許バンド(licensed band)と非免許バンド(unlicensed band)に分けられる。免許バンドは特定用途のために占有された周波数バンドを含む。例えば、免許バンドはセルラー通信(例えば、LTE周波数バンド)のために政府が割り当てた周波数バンドを含む。非免許バンドは公共用途のために占有された周波数バンドであり、ライセンスフリーバンドとも呼ばれる。非免許バンドは、電波規制に対する条件を満たせば、許可又は申告なしに誰でも使うことができる。非免許バンドは他の無線局の通信を阻害しない出力範囲で特定区域又は建物内などの近距離で誰でも使う目的で分配又は指定されたものであり、無線リモコン、無線電力送信、無線LAN(WiFi)などに多様に使われている。
LTEシステムのようなセルラー通信システムも既存のWiFiシステムが使用する非免許帯域(例えば、2.4GHz、5GHz帯域)をトラフィックオフローディングに活用する方案を検討している。基本的に、非免許帯域は各通信ノード間の競争によって無線送受信を行う方式を仮定するので、各通信ノードが信号を送信する前にチャネルセンシング(Channel Sensing、CS)を行って、他の通信ノードが信号を送信しないことを確認することを要求している。これをCCA(Clear Channel Assessment)と呼び、LTEシステムの基地局又は端末も非免許帯域での信号送信のためにはCCAを行わなければならないことがある。便宜上、LTE−Aシステムに使われる非免許帯域をLTE−Uバンド/帯域と呼ぶ。また、LTE−Aシステムの基地局又は端末が信号を送信するとき、WiFiなどの他の通信ノードもCCAを行って干渉を引き起こしてはいけない。例えば、WiFi標準(801.11ac)でCCA閾値はnon−WiFi信号に対して−62dBm、WiFi信号に対して−82dBmに規定されている。よって、WiFi以外の信号が−62dBm以上の電力で受信されれば、STA(Station)/AP(Access Point)は干渉を引き起こさないために信号送信を行わない。WiFiシステムにおいて、STA/APはCCA閾値以上の信号を4us以上検出しなければCCAを行い、信号送信を行うことができる。
図11は免許バンドと非免許バンドのキャリアアグリゲーションを例示する。図11を参照すると、免許バンド(以下、LTE−Aバンド、L−バンド)と非免許バンド(以下、LTE−Uバンド、Uバンド)のキャリアアグリゲーション状況の下で基地局が端末に信号を送信するとか端末が基地局に信号を送信することができる。ここで、免許帯域の中心搬送波又は周波数リソースはPCC又はPCellと解釈され、非免許帯域の中心搬送波又は周波数リソースはSCC又はSCellと解釈されることができる。
図12及び図13は非免許バンド内でリソースを占有する方法を例示する。LTE−Uバンドで基地局と端末が通信を行うためには、LTE−Aと関係ない他の通信(例えば、WiFi)システムとの競争によって該当帯域を特定時間区間の間に占有/確保することができなければならない。便宜上、LTE−Uバンドにおいてセルラー通信のために占有/確保された時間区間をRRP(Reserved Resource Period)と呼ぶ。RRP区間を確保するために多くの方法が存在することができる。一例として、WiFiなどの他の通信システム装置が無線チャネルがビジー(busy)であると認識することができるようにRRP区間内で特定占有信号を送信することができる。例えば、RRP区間の間に特定電力レベル以上の信号が絶え間なく送信されるようにするために、基地局はRRP区間内でRS及びデータ信号を持続的に送信することができる。基地局がLTE−Uバンド上で占有しようとするRRP区間を予め決定したならば、基地局は端末にこれを予め知らせることにより、端末にとって指示されたRRP区間の間に通信送/受信リンクを維持するようにすることができる。端末にRRP区間情報を知らせる方式としては、キャリアアグリゲーション形態で連結されている他のCC(例えば、LTE−Aバンド)を介してRRP時間区間情報を伝達する方式が可能である。
一例として、M個の連続したSFで構成されたRRP区間を設定することができる。これとは違い、一つのRRP区間は不連続的に存在するSFセットに設定されることもできる(図示せず)。ここで、M値及びM個のSF用途を前もって基地局が端末に上位階層(例えば、RRC又はMAC)シグナリング(using PCell)又は物理制御/データチャネルを介して知らせることができる。RRP区間の開始時点は上位階層(例えば、RRC又はMAC)シグナリングによって周期的に設定されることができる。また、RRP開始地点をSF#nに設定しようとするとき、SF#nで又はSF#(n−k)で物理階層シグナリング(例えば、(E)PDCCH)を介してRRP区間の開始地点が指定されることができる。kは正の整数(例えば、4)である。
RRPはSFバウンダリー及びSF番号/インデックスがPCellと一致するように構成されるとか(以下、aligned−RRP)(図12)、SFバウンダリー又はSF番号/インデックスがPCellと一致しない形態まで支援されるように構成されることができる(以下、フローティング(floating)−RRP)(図13)。本発明において、セル間SFバウンダリーが一致するとは、互いに異なる二つのセルのSFバウンダリー間の間隔が特定時間(例えば、CP長、あるいはX us(X≧0))以下であることを意味することができる。また、本発明において、PCellは時間(及び/又は周波数)同期観点でUCellのSF(及び/又はシンボル)バウンダリーを決定するために参照するセルを意味することができる。
競争に基づいた任意接続方式で動作する非免許帯域での他の動作例として、基地局はデータ送受信に先立ってキャリアセンシングを行うことができる。SCellの現在チャネル状態がアイドルであると判断されれば、基地局はPCell(LTE−Aバンド)又はSCell(LTE−Uバンド)を介してスケジューリンググラント(例えば、(E)PDCCH)を送信し、SCell上でデータ送受信を試みることができる。便宜上、免許バンドで動作するサービングセル(例えば、PCell、SCell)をLCellと定義し、LCellの中心周波数を(DL/UL)LCCと定義する。非免許バンドで動作するサービングセル(例えば、SCell)をUCellと定義し、UCellの中心周波数を(DL/UL)UCCと定義する。また、UCellが同一セルからスケジューリングされる場合とUCellが他のセル(例えば、PCell)からスケジューリングされる場合をそれぞれself−CCスケジューリングとcross−CCスケジューリングと呼ぶ。
実施例:LTE LAA(Licensed Assisted Access)における信号送受信
既存LTEシステムにはそれぞれのDL/ULグラントDCIが単一DL/UL SFを介して送信される一つのDL/ULデータチャネル(例えば、PDSCH/PUSCH)をスケジューリングするsingle−SFスケジューリング方式が適用される。一方、LTE−A以後のシステムでは、データスケジューリングに伴うDCIオーバーヘッドを減らすために、一つのDL/ULグラントDCIが複数のDL/UL SFを介して送信される複数のDL/ULデータチャネルを同時にスケジューリングするmulti−SFスケジューリング方式の適用を考慮することができる。multi−SFスケジューリング方式は非免許バンド(すなわち、Uバンド)上でのシステム動作(例えば、ULスケジューリング)の観点で必要性及び利点がもっと目目立つことができる。これを簡単にまとめると次のようである。
1)UCellに対するself−CCスケジューリングの場合、柔軟なデュプレックシング動作及びDL/ULリソース構成のために、(基地局がUCellに対してCCAに基づいて)一度DL無線チャネルを獲得したときに複数のUL SFをスケジューリングすることができることが有利であり得る。
2)一つの端末の観点で(端末がUCellに対してCCAに基づいて)一度UL無線チャネルを獲得したときに複数のUL SFを占有することができることが有利であり得る。すなわち、一つの端末に対して一つのULグラントDCIで複数の連続したSFをスケジューリングすることが有利であり得る。
3)single−SFスケジューリング方式のみを仮定する場合、基地局が送信するULグラントDCI個数に比べ、CCAに成功してPUSCHを送信する端末個数が少ないことがあるので、UCellに対してDCIオーバーヘッドを減らすことがもっと必要であることがある。
4)UCellがTDD LCellからcross−CCスケジューリングされるように設定された場合にUCellリソースを全てUL SFとして使うことができるようにするために、multi−SFスケジューリング方式を適用することが利点を有することができる。
一方、DL/UL SFが連続的に又は周期的に構成される既存LCellとは違い、UCellは基地局/端末のCCA結果によってDL/UL SFが非周期的/機会的に構成される特性を有する。よって、UCell ULに対しては、PHICHに基づいた非適応的(non−adaptive)自動再送信を支援する同期式(synchronous)HARQ方式ではなく、PHICHの参照なしにULグラントに基づいた適応的再送信のみを行う非同期式(synchronous)HARQ方式が適用されることができる。同期式HARQ方式では、特定(周期の)UL SF集合が一つのUL HARQプロセスを構成し、RV(Redundancy Version)も別途のシグナリングなしに(予め定義されたパターンを持って)SF番号によって自動で決定される。一方、非同期式HARQ方式では、既存LCell DLでと同様に、UL HARQプロセスID及びRVがULグラントDCIを介して直接シグナリングされることができる。
以下、UCell上のULデータ送信に伴うスケジューリング(ULグラント)DCIオーバーヘッドを減らすためのmulti−SFスケジューリング方法を提案する。具体的に、本発明はmulti−SFスケジューリングのためのULグラントDCI内のコンテンツ構成及び該当DCIに対する送信/運用方法を提示し、非同期式HARQ動作を考慮して、既存LCell ULに適用されるULグラントDCIに追加でHARQ IDとRVを含ませることを考慮する。本発明はUCellに対する非同期式HARQに基づいたULデータスケジューリングだけでなく、(動作バンド区分なしにLCell/UCellを含めた)任意のセルに対する非同期式HARQに基づいたDL/ULデータスケジューリング及び同期式HARQに基づいたULデータスケジューリングにも同様に適用されることができる。また、本発明はキャリアセンシングに基づいて非免許バンドで機会的に動作するLTE−Uシステム(又はLTE LAAシステム)に適用されることができる。本発明は、免許バンド(すなわち、Lバンド)で動作するPCellと非免許バンド(すなわち、Uバンド)で動作するSCell間のCA状況を考慮することができる。
表4は既存LCell ULに適用されるULグラントDCI(例えば、DCIフォーマット0)の例である。
フラグフィールドはフォーマット0とフォーマット1Aの区別のための情報フィールドである。すなわち、DCIフォーマット0と1Aは同じペイロードサイズを有し、フラグフィールドによって区分される。リソースブロック割当及びホッピングリソース割当フィールドはホッピングPUSCH又はノンホッピング(non−hoppping)PUSCHによってフィールドのビットサイズが変わることができる。ノンホッピングPUSCHのためのリソースブロック割当及びホッピングリソース割当フィールドは
ビットを上りリンクサブフレーム内の一番目スロットのリソース割当に提供する。N
UL RBは上りリンクスロットに含まれるリソースブロックの数であり、セルで設定された上りリンク伝送帯域幅に従属する。よって、DCIフォーマット0のペイロードサイズは上りリンク帯域幅によって変わることができる。DCIフォーマット1AはPDSCH割当のための情報フィールドを含み、DCIフォーマット1Aのペイロードサイズも下りリンク帯域幅によって変わることができる。DCIフォーマット1AはDCIフォーマット0に対して基準情報ビットサイズを提供する。よって、DCIフォーマット0の情報ビットの数がDCIフォーマット1Aの情報ビットの数より少ない場合、DCIフォーマット0のペイロードサイズがDCIフォーマット1Aのペイロードサイズと同一になるまでDCIフォーマット0に‘0’が付加される。付加された‘0’はDCIフォーマットのパッディングフィールド(padding field)に満たされる。
便宜上、まずULデータ送信のためのDCIコンテンツを下記のように定義する。
1)RA(Resource Allocation):データ(例えば、UL−SCH送信ブロック)送信に使われるリソース(例えば、RB)割当情報(例えば、Nビット)
2)MCS:データ送信に使われる変調/符号方式(例えば、5ビット)
3)DMRS CS:ULデータチャネル(例えば、PUSCH)のDMRSのためのCS及びOCC(orthogonal cover code)情報(例えば、3ビット)
4)TPC:ULデータチャネル(例えば、PUSCH)送信に付加される電力情報(例えば、2ビット)
5)CSI(Channel State Information)要請(request):非周期的CSIフィードバック送信であるかを指示(例えば、1〜3ビット)
6)SRS要請:非周期的SRS信号送信であるかを指示(例えば、1ビット)
7)NDI:新しいデータの送信であるか以前に受信されたデータに対する再送信であるかを指示(例えば、1ビット)
8)HARQ ID:データ送信に対応するHARQプロセスID/番号(例えば、3〜4ビット)
9)RV:データ送信に使われるリダンダンシーバージョン情報(例えば、2ビット)
10)DAI(Downlink Assignment Index):単一UL SFにリンクされた複数のDL SF(便宜上、バンドリングウィンドウ)を介してスケジューリングされた全てのPDSCH(又は、PDCCH)の個数を指示(例えば、2ビット)
以下の説明で、multi−SFは文脈によってmulti−SFスケジューリングが可能な最大サブフレーム区間を意味するとか、multi−SFスケジューリングが行われる最大サブフレーム区間内で実際にmulti−SFスケジューリングが適用されるサブフレーム区間を意味することができる。特に区別しない限り、multi−SFは実際にmulti−SFスケジューリングが適用されるサブフレーム区間を意味することができる。multi−SFは連続したSFであってもよい。
(1)Method1
multi−SFスケジューリング(ULグラント)DCI設計のために、DCIコンテンツを3種のコンテンツタイプに分類することができる。また、multi−SFグラントDCI内に該当DCIによるスケジューリングが適用されるSF個数/区間を指示する情報(以下、Nsf)を追加でシグナリングすることができる。
1)コンテンツタイプ1:multi−SFに共通的に(同一に)適用される情報
A.multi−SFグラントDCI内に一つの値のみがシグナリングされ、一つの該当値がmulti−SFの全てに同一に適用される
B.例えば、RA(Nビット)、MCS(5ビット)、DMRS CS(3ビット)、TPC(2ビット)など
2)コンテンツタイプ2:multi−SFに属する一つの特定SFにだけ(一度)適用される情報
A.multi−SFグラントDCI内に一つの値のみがシグナリングされ、該当値はmulti−SFに属する一つの特定SFにだけ適用される
B.例えば、CSI要請(2ビット)、SRS要請(1ビット)、DAI(2ビット)など
CSI/SRSが一つの特定SFでのみ送信される場合、該当SFでCCAが失敗すれば、端末はCSI/SRS送信機会を失うことになる。よって、multi−SFのそれぞれのSFでCSI/SRSを送信する方案も考慮することができる。しかし、multi−SFのそれぞれのSFでCSI/SRSを送信する場合、複数のSRS送信が必要でないにもかかわらず、端末はmulti−SFの毎SFでSRS送信動作を行うので、ULリソースが浪費されることがある。一方、CSI/SRSが特定SFでのみ送信される場合、該当SFでCCA失敗によってCSI/SRS送信が失敗しても、基地局は端末にCSI/SRS送信を再要請することができるので、multi−SFに属する一つの特定SFでのみCSI/SRSを送信することが好ましい。
3)コンテンツタイプ3:multi−SFに属するそれぞれのSFに個別的に適用される情報
A.multi−SFグラントDCI内にスケジューリング対象SFの個数だけシグナリングされ、multi−SFに属するそれぞれのSFに個別的に適用される
B.例えば、NDI(1ビット)、RV(2ビット)、HARQプロセスID(3ビット)など
一方、multi−SFグラントDCIは、スケジューリング対象SF個数/区間(すなわち、Nsf値)にかかわらず、一つの同じサイズを有するように構成されることができる。すなわち、multi−SFグラントDCIは全てのNsf値に対して同じサイズを有するように構成されることができる。一例として、最小Nsf値(例えば、1)が適用されるときのDCIコンテンツ構成を基準としてmulti−SFグラントDCIサイズが設定されることができる。このような条件の下で、(1)multi−SFグラントDCI内でコンテンツタイプ3に対応するフィールドの個数/サイズはNsf値に比例的に割り当てられることができ(すなわち、Nsf値が大きくなるほど該当フィールド数/サイズが増加)、(2)multi−SFグラントDCI内でコンテンツタイプ1/2に対応するフィールドのサイズはNsf値が大きくなるほど減少するとか該当フィールドそのものが省略されることができる。言い換えれば、(固定サイズを有するmulti−SFグラントDCI内で)Nsf値が大きくなるほどコンテンツタイプ3(例えば、NDI、RV、HARQ ID)に対応するフィールドの個数/サイズは増加する反面、コンテンツタイプ1/2(例えば、RA、MCS、DMRS CS、TPC、CSI要請、SRS要請)に対応するフィールドのサイズは減少するとか該当フィールドが省略されることができる。これに基づき、Nsf値によってコンテンツタイプ1/2値のグラヌリティ(granulity)(情報単位のサイズ)/種類数及び/又は対応するフィールドの有無が変わることができる(Approach1)。
前記過程の一例として、CSI要請とHARQ IDのフィールドサイズをそれぞれ2ビットと3ビットと仮定し、Nsf=1の場合を基準としてmulti−SFグラントDCIサイズを(N+19)ビットに設定した状況を考慮することができる。この場合、コンテンツタイプ3はNDI(1)+RV(2)+HARQ ID(3)=6ビットが割り当てられることができる。括弧内の数字はビット数を意味する。このような状況で、Nsf=2の場合、コンテンツタイプ3はNDI(2)+RV(4)+HARQ ID(5=ceiling(log2(8C2)))=11ビットが割り当てられることができる。ここで、HARQ IDフィールドには全部でN=8個のHARQ IDのうちNsf=2を選択する種類数を表現することができる最小ビット数が割り当てられることができる。Nsf=2の場合のコンテンツタイプ3フィールドサイズはNsf=1の場合より5ビットが増加するので、Nsf=1の場合のコンテンツタイプ1/2=RA(N)+MCS(5)+DMRS CS(3)+TPC(2)+CSI要請(2)+SRS要請(1)=(N+13)ビットから5ビットを差し引いた(N+8)ビットをNsf=2の場合のコンテンツタイプ1/2フィールドサイズに割り当てることができる。例えば、RA(N−2)+MCS(5−1)+DMRS CS(3−1)+TPC(2)+CSI要請(2−1)+SRS要請(1)=(N+8)ビットでNsf=2の場合のコンテンツタイプ1/2フィールドを構成することができる。この場合、RAのグラヌリティが大きくなるとか(coarse)(例えば、RBグループのサイズが大きくなる)、MCS及びDMRS CS値の種類数が減ることができる。CSI要請の場合、CSIフィードバック要請対象として指示可能なDLセル組合せの数が減少することができる。
追加的に、前記のような状況で、Nsf=4の場合、コンテンツタイプ3はNDI(4)+RV(8)+HARQ ID(7=ceiling(log2(8C4)))=19ビットが割り当てられることができる。Nsf=4の場合のコンテンツタイプ3フィールドサイズはNsf=1の場合より13ビットが増加するので、Nsf=1の場合のコンテンツタイプ1/2フィールドサイズ(N+13)ビットから13ビットを差し引いたNビットをNsf=4の場合のコンテンツタイプ1/2フィールドサイズに割り当てることができる。例えば、RA(N−6)+MCS(5−2)+DMRS CS(3−2)+TPC(2)+CSI要請(2−2)+SRS要請(1−1)=NビットでNsf=2の場合のコンテンツタイプ1/2フィールドを構成することができる。この場合、RAのグラヌリティが(Nsf=2の場合よりもっと)大きくなるとか、MCS及びDMRS CS値の種類数が(Nsf=2の場合よりもっと)減ることができる。また、CSI要請及びSRS要請の場合にはフィールドが省略されるので、Nsf=4のmulti−SFグラントDCIを介しては非周期的CSI/SRS送信要請が許容されないこともある。
前記と違う方法として、最大Nsf値(Nsf_max)(例えば、4又は8)が適用されるときのDCIコンテンツ構成を基準としてmulti−SFグラントDCIサイズを設定し、(最大値より小さい)他のNsf値が適用される場合には、multi−SFグラントDCI内にDCIコンテンツを構成してから残った部分を特定ビット(例えば、0)にパッディングする方式でDCIサイズを全てのNsf値に対して同一に設定することができる(Approach2)。すなわち、DCIサイズはNsf_maxに合わせて構成され、(Nsf_maxより小さい)他のNsf値が適用されれば、DCI内でNsf値に対応する情報のみ使われる。multi−SFが連続したSFの場合を考慮すると、Nsf_maxに合わせてmulti−SFグラントDCIサイズを設定することはリソースの浪費であり得るが、Nsf値に無関係に各DCIコンテンツのサイズを一定に維持することによって基地局と端末間のDCIコンテンツサイズの不一致を防止することができる。また、Nsf値に関係なくDCIコンテンツサイズを一定に維持する場合、前記コンテンツタイプ1/2値のグラヌリティ(granulity)(情報単位の大きさ)/種類数及び/又は対応するフィールドの有無が全ての可能なNsf値に対して同一に維持されるので、Nsf値によるスケジューリング制約/非効率性を防止することができる。前記のような状況を仮定すると、例えば全てのNsf値に対してコンテンツタイプ1/2はRA(N)+MCS(5)+DMRS CS(3)+TPC(2)+CSI要請(2)+SRS要請(1)=(N+13)ビットが同一に割り当てられ、最大値であるNsf=4の場合のコンテンツタイプ3はNDI(4)+RV(8)+HARQ ID(7=ceiling(log2(8C4)))=19ビットとなることができる。これを基準として、multi−SFグラントDCIサイズは(N+32=N+13+19)ビットに設定されることができる。このような状況で、Nsf=2の場合、コンテンツタイプ3フィールドサイズはNsf=4の場合より8ビットが減少した11ビットが割り当てられることができ、multi−SFグラントDCI内の該当8ビットはゼロにパッディングされることができる。すなわち、DCIサイズはNsf_maxのときのコンテンツタイプ3フィールドのサイズに基づいて決定され、(Nsf_maxより小さい)他のNsf値が適用される場合には、DCI内でNsfに対応するサイズのコンテンツタイプ3情報が使われる。また、Nsf=1の場合のコンテンツタイプ3フィールドサイズはNsf=4の場合より13ビットが減少した6ビットが割り当てられることができ、multi−SFグラントDCI内の該当13ビットはゼロにパッディングされることができる。
Approach2の他の方法として、最大Nsf値を基準としてDCIサイズを設定し、最大Nsf値に対応するDCIコンテンツを構成した状態で(例えば、Nsf個のSFのそれぞれに個別的にコンテンツタイプ3に対応する情報フィールドが構成されて総Nsf個のコンテンツタイプ3情報フィールドが構成される)、コンテンツタイプ3情報を複数のSFに対して同一に設定することができる。これにより、Nsfを黙示的に(implicit)知らせることにより、multi−SFグラントDCI内にNsfを別にシグナリングしなくても、最大値より小さなNsf値に対応するmulti−SFスケジューリングを適用することができる。すなわち、端末はコンテンツタイプ3情報が同一に設定されたSFの個数に基づいてmulti−SFスケジューリングが適用されるSF個数/区間に決定することができる。
一例として、N(>1)個のSFに対してコンテンツタイプ3情報の全て又は特定の一部(例えば、少なくともHARQ IDを含む)が同一に設定された場合、該当のN個SFのうち一つの特定(例えば、最初)SFに対してだけ該当コンテンツタイプ3情報に基づいたPUSCH送信を行い、残りの(N−1)個のSFに対してはPUSCH送信を省略することができる。追加的な例として、N個のSFに対してNDIが相異なる値に設定されるとともに該当NDIを除いた残りのコンテンツタイプ3情報の全て又は特定の一部(例えば、少なくともHARQ IDを含む)に対しては同一の値が設定された場合、N個の該当SFのうち一つの特定(例えば、最初)SFに対してだけ該当コンテンツタイプ3情報に基づいたPUSCH送信を行い、残りの(N−1)個のSFに対してはPUSCH送信を省略することができる。
他の例として、MCSがコンテンツタイプ3として設定/構成される場合には、特定MCS値又は特定MCS値と特定RV値の組合せに対応するSFを介してはPUSCH送信を省略することができる。追加的な例として、MCSとRAが全てコンテンツタイプ3として設定/構成される場合には、特定MCS値と特定RA(例えば、特定RB(G)の個数及び/又は特定RB(G)インデックス)の組合せ又は特定MCS値と特定RAと特定RV値の組合せに対応するSFを介してPUSCH送信を省略することができる。
さらに他の方法として、特定Nsf値が適用されるときのDCIコンテンツ構成を基準としてmulti−SFグラントDCIサイズを設定し、Nsf値が特定Nsf値より大きな場合にはApproach1を適用し、Nsf値が特定Nsf値よい小さな場合にはApproach2を適用することができる(Approach3)。さらに他の方法として、(Approach1による)DCI減少(reduction)又は(Approach2による)ビットパッディングなしに各Nsf値別に(相異なるサイズを有する)multi−SFグラントDCIを構成した状態で、multi−SFグラントDCIに対するBD(blind decoding)のための(E)PDCCHSS(search space)をNsf値別に違うように割り当てることができる。この場合、Nsf値に対する別途のDCIシグナリングなしに端末はmulti−SFグラントDCIが検出されたSSリソース/領域にリンク/設定されたNsf値を該当DCIに基づいたmulti−SFスケジューリングが適用されるSFの個数/区間と決定することができる。さらに他の方法として、全てのNsf値を複数のセットに分け、各Nsf値セット別にApproach1/2/3を適用して(相異なるサイズを有する)multi−SFグラントDCIを構成した状態で、multi−SFグラントDCIのBDのためのSSをNsf値セット別に違うように割り当てることができる。一例として、Nsf=1に相当する既存single−SFグラントDCIと(これと違うサイズを有する)Nsf>1に相当する(Approach1/2/3を適用した)multi−SFグラントDCIを構成した状態で、single−SFグラントDCIとmulti−SFグラントDCIのBDのためのSSを互いに異なるように割り当てることができる。
追加的に、互いに異なる端末のPUSCH送信間TDM及び一つの端末の(相異なるRB及び/又はMCS及び/又はTBS(Transport Block Size)に基づいた)PUSCH送信間TDMなどを支援するために、(i)multi−SFスケジューリングが適用される最初SF、又は(ii)スケジューリング対象multi−SFに属する最初SF(すなわち、multi−SF内でスケジューリングが適用される最初SF)についての情報がmulti−SFグラントDCIを介してシグナリングされることができる(以下、(i)〜(ii)をfirst−SFと通称する)。もしくは、(first−SFに対する別途のDCIシグナリングなしに)予め指定された各first−SF別にmulti−SFグラントDCIを構成した状態で、multi−SFグラントDCIに対するBDのためのSSをfirst−SF別に違うように割り当てることができる。すなわち、端末はDCIが検出されたSSリソース/領域にリンク/設定されたfirst−SFを該当DCIに基づいたスケジューリングが適用されるmulti−SFの最初SFとして決定することができる。また、互いに異なるfirst−SFに対応する複数のmulti−SFグラントDCIが一つのDL SFを介して同時送信/検出可能となるように設定されることができる。
一方、RAをコンテンツタイプ3として考慮する場合、DCI内のRAフィールド(サイズ)はシステムBW(bandwidth)をNsf値だけ確張したサイズのBWに対するリソース割当情報を含む形態に構成/割り当てられることができる。一例として、システムBWがNのRBであるとともにNsf=Kの場合、総K*N個のRBに相当する拡張したBWに対するリソース割当情報を含むRAフィールド(サイズ)がmulti−SFグラントDCI内に構成/割当されることができる。具体的な一例として、該当RAフィールド上で(k−1)*N+1番目RBからk*N番目RBまでのRB区間内に割り当てられたリソースが、スケジューリングされたmulti−SF内のk番目SFに割り当てられるPUSCHリソースとして決定されることができる。このようにすることにより、N個のRBに相当するBWについてのリソース割当情報を含むRAフィールド(サイズ)がK個構成/割当される場合に比べてRAフィールドサイズを減らすことができる。また、MCSをコンテンツタイプ3と考慮する場合(全てのmulti−SF内で)first−SFにだけ元のグラヌリティのMCSインデックスを割り当て、残りのSFに対してはfirst−SFに割り当てられたMCS情報にインデックスオフセットを適用する方式でDCI内のフィールド(サイズ)を構成/割当することができる。一例として、元のMCSがNビットで構成されるとともにNsf=Kの場合、一つのfirst−SFにだけNビットMCSインデックスが割り当てられ、残りの(K−1)個のSFに対してはLビットインデックスオフセット(L<N)が割り当てられる方式でMCSフィールド(サイズ)がmulti−SFグラントDCI内に構成/割当されることができる。残りの(K−1)個のSFに対して適用されるMCSインデックスは該当NビットMCSインデックスにLビットインデックスオフセット(L<N)を適用することによって得られる。
さらに他の方案として、multi−SFスケジューリング方式によって(以前に受信されたデータに対する再送信ではない)新しいデータの送信に対するスケジューリングのみを行う方案を考慮することができる。再送信は既存single−SFスケジューリング方式で行うことができる。この場合、multi−SFグラントDCIにおいて、NDIはSF別に個別的に構成/指示される反面、RVはフィールド構成(これによるシグナリング)そのものが省略されることができる。これにより、multi−SFグラントDCIに基づいたスケジューリングの場合には、予め設定された特定RV値(例えば、初期値0)が適用されることができる。追加として、NDIをコンテンツタイプ1と考慮してmulti−SFの全てに一つの同じNDI値を指示/適用することも可能である。
(2)Method2
Method1はスケジューリング対象SFの個数/区間の変動を考慮した単一サイズのmulti−SFグラントDCI構成方法を提示し、相異なるSFの個数/区間(すなわち、Nsf値)に対するmulti−SFスケジューリングの支援ができるようにする。しかし、Nsf値によるDCIグラヌリティ変動とビットパッディング処理などによってスケジューリング正確性/オーバーヘッドの側面でちょっと非効率的であることもある。したがって、DCIに対するBDを増やさないながらもスケジューリング正確性/オーバーヘッドを改善させることができる部分(partial)DCI送信に基づいたmulti−SFスケジューリング方法を提案する。
本方法で、multi−SFスケジューリングのためのmulti−SFグラントDCIは基本的に二つの部分DCIで構成される。各部分DCIにはチャネル符号化が個別的に行われ、各部分DCIは互いに異なる制御チャネルリソース(例えば、(E)CCE)を介して送信されることができる。具体的に、一番目部分DCI(以下、部分DCI−1)にはNsf情報、コンテンツタイプ1/2、及び一つのfirst−SFに対するコンテンツタイプ3が含まれることができ、二番目部分DCI(以下、部分DCI−2)には(multi−SF内で)first−SFを除いた残りのSFに対するコンテンツタイプ3が含まれることができる。二つの部分DCIのペイロードサイズは互いに違うように設定されることができる。例えば、部分DCI−1は固定されたペイロードサイズを有する反面、部分DCI−2はNsf値によってペイロードサイズが変わることができる。
一方、それぞれの部分DCIに対してはCRCが個別的に生成/追加されることができる。一例として、部分DCI−1のCRCには既存のようにC−RNTIに基づいたスクランブリング/マスキングが適用される反面、部分DCI−2のCRCには別途のスクランブリング/マスキングが適用されないこともある。この場合、二つの部分DCIのCRC長は互いに違うように設定されることができる(例えば、部分DCI−2のCRCが部分DCI−1のCRCより小さな長さを有する)。また、部分DCI−2の送信リソースについての情報は部分DCI−1検出によって決定されることができる。例えば、部分DCI−2が送信されるリソースについての情報は部分DCI−1を介して直接シグナリングされるとか、部分DCI−1の送信リソースに特定オフセットが加わる方式で決定されることができる。部分DCI−1の送信リソースが複数のリソースユニットで構成された場合、部分DCI−2の送信リソース情報はDCI−1の送信リソースを構成する複数のリソースユニットのうち特定(例えば、一番目)リソースユニットのインデックスにオフセットが加わる方式で決定されることができる。
本方法によって、端末はまずBDによって部分DCI−1の検出を試みることができ、部分DCI−1内の情報(例えば、Nsf)及び/又は部分DCI−1送信に使用されたリソースなどを基にして(部分DCI−2のペイロードサイズ及び/又は送信リソースを決定して)部分DCI−2に対する検出/復号を試みることができる。部分DCI−1とそれに対応する部分DCI−2を全て検出した場合、端末は部分DCI−1/2の情報を結合してmulti−SFに適用することができる。部分DCI−1のみを検出し、部分DCI−2の検出には失敗した場合、端末は1)部分DCI−1をfirst−SFにだけ適用するとか、2)部分DCI−1を無視するように動作することができる。一方、Nsf=1の場合には部分DCI−2に対する送信/検出が省略されることができ、部分DCI−1をfirst−SFに適用するように動作することができる。
図14は本発明によるUL送信過程を例示する。
図14を参照すると、端末は複数のサブフレームについてのULスケジューリング情報を含むDCI(すなわち、multi−SFグラントDCI)を基地局から受信することができる(S1402)。multi−SFグラントDCIはMethod1又は2によって構成されることができる。その後、端末はULスケジューリング情報によって複数のサブフレームで複数のULチャネル(例えば、PUSCH)を送信することができる。ここで、複数のサブフレームはmulti−SFスケジューリングが行われることができる最大サブフレーム区間を意味するとか、multi−SFスケジューリングが行われる最大サブフレーム区間内で実際にmulti−SFスケジューリングが適用されるサブフレーム区間を意味することができる。複数のサブフレームの個数/区間を指示する情報(すなわち、Nsf)はmulti−SFグラントDCI内に含まれることができる。multi−SFグラントDCIはUCell上の複数のサブフレームについてのULスケジューリング情報を含むことができる。また、multi−SFグラントDCIはUCell又はLCell(例えば、PCell)上で受信されることができる。また、無線通信システムはLTE LAAに基づいた無線通信システムを含むことができる。
(3)Other issues
Method1/2又は他の方式によってmulti−SFスケジューリングが適用される場合、multi−SFグラントDCI内の(コンテンツタイプ2に相当することができる)CSI要請及びSRS要請に対応するUL SF時点(例えば、非周期的CSIフィードバックを含むPUSCHの送信時点、又は非周期的SRS信号の送信時点)を設定することが必要である。multi−SFグラントDCI内のCSI要請及び/又はSRS要請に対応するUL SF時点は、1)first−SF(すなわち、UL送信がスケジューリングされた一番目SF)、2)multi−SF内(multi−SFスケジューリングが適用される)最後のSF(例えば、UL送信がスケジューリングされた最後のSF)、又は3)最初にCCAに成功したSF(すなわち、UCell無線チャネルがアイドル(idle)であると判断されたSF)に設定されることができる。3)の場合、CCA結果によってSRS送信時点が変わるので、これによって端末間にSRS送信とPUSCH送信が衝突する可能性が高くなることがある。一方、基地局がmulti−SFでUL SF送信が終わった直後にすぐDL SF送信を構成しようとする場合にはSRS送信によって基地局のCCAが失敗することができるので、2)より1)が好ましいことがある。
図15は本発明によるSRS送信過程を例示する。
図15を参照すると、端末は複数のサブフレームについてのULスケジューリング情報を含むDCI(すなわち、multi−SFグラントDCI)を基地局から受信することができる(S1502)。multi−SFグラントDCIはSRS要請情報をさらに含むことができる。multi−SFグラントDCIはMethod1又は2によって構成されることができる。その後、端末はSRS要請情報の指示に従って、複数のサブフレーム内の既指定のサブフレームを介して1回のみSRSを送信することができる(S1504)。ここで、既指定のサブフレームは複数のサブフレーム内でUL送信がスケジューリングされた最初のサブフレーム又はUL送信がスケジューリングされた最後のサブフレームを含むことができる。ここで、複数のサブフレームはmulti−SFスケジューリングが行われることができる最大サブフレーム区間を意味するとか、multi−SFスケジューリングが行われる最大サブフレーム区間内で実際にmulti−SFスケジューリングが適用されるサブフレーム区間を意味することができる。複数のサブフレームの個数/区間を指示する情報(すなわち、Nsf)はmulti−SFグラントDCI内に含まれることができる。一方、端末は、multi−SFグラントDCI内のULスケジューリング情報に基づき、複数のサブフレームで複数のUL送信(例えば、PUSCH送信)を行うことができる。また、multi−SFグラントDCIはUCell上の複数のサブフレームについてのULスケジューリング情報を含み、SRSはUCell上で送信されることができる。また、multi−SFグラントDCIはUCell又はLCell(例えば、PCell)上で受信されることができる。また、無線通信システムはLTE LAAに基づいた無線通信システムを含むことができる。
また、multi−SFグラントDCI内の(コンテンツタイプ2に当たることができる)DAI値が適用される(例えば、該当DAI値に基づいてPUSCHを介して送信されるHARQ−ACKペイロードサイズが決定される)UL SF時点は、1)first−SFのみに設定されるとか、2)multi−SF内で最初にHARQ−ACK送信が行われるSFのみに設定されることができる。multi−SF内の残りのUL SFでのPUSCHを介して送信されるHARQ−ACKペイロードサイズは最大サイズ(例えば、該当UL SFにリンクされたバンドリングウィンドウ内の総DL SF数)として決定されることができる。さらに他の方法として、DCIオーバーヘッドを減らすために、multi−SFグラントDCI内のDAIフィールド構成及びこれによるDAIシグナリングを省略することができる。これにより、multi−SFグラントDCIを介してスケジューリングされた全てのUL SFでのPUSCHを介して送信されるHARQ−ACKペイロードサイズはいつも最大サイズとして決定されることができる。
一方、multi−SFグラントDCIに含まれたTPCに対しては(受信されたTPCコマンドに対する)累積(accumulation)設定によって、1)累積がイネーブル(enable)された場合には該当TPCをfirst−SFに一度だけ適用するように動作することができ、2)累積がディセーブル(disable)された場合には該当TPCをスケジューリングされたmulti−SFに属する全てのSFに毎度適用するように動作することができる。
(4)UCell scheduling
CCAに基づいて動作するUCellに対するULPUSCHスケジューリング(このためのULグラントDCI送信)を該当UCellで行うself−CCスケジューリング状況を考慮する場合、実際にPDSCHスケジューリングが要求されない状況にもかかわらず、基地局はULグラントDCI送信のためのDL区間を(CCAに基づいて)構成/確保しなければならないことがある。しかし、これにより、UCell上の柔軟で効率的なDL/ULリソース区間(例えば、SF)構成が容易でないことがあり、全体的なシステム性能が低下することがある。
このような問題に鑑み、一つのUCellに対するDLスケジューリング(このためのDLグラント送信)を行うセル(すなわち、DLスケジューリングセル)は、既存と同様に、一つのセルに設定する反面、ULスケジューリング(このためのULグラント送信)を行うセル(すなわち、ULスケジューリングセル)は複数のセルに設定する方案を考慮することができる。これにより、端末はUCell DLスケジューリングに対しては一時点に一つのDLスケジューリングセル上でのみDLグラントDCI検出を行う反面、UCell ULスケジューリングに対しては一時点に複数のULスケジューリングセル上で同時にULグラントDCI検出を行うように動作することができる。例えば、一つのUCellに対して二つのULスケジューリングセルが設定されることができる。この場合、二つのULスケジューリングセルは、1)スケジューリング対象である該当UCellと一つのLCellに設定されるとか、2)互いに異なる二つのLCellに設定されることができる。
このような設定下で、ULグラントDCI検出のためのさらに他の方法として、複数のULスケジューリングセルのうちどのセル上で(スケジューリング対象)UCellに対するULグラントDCI検出を行うかを、該当UCell(又はPCell)上に送信される特定シグナリング(例えば、端末共通PDCCH)を介して端末に指示する方式を考慮することができる。この場合、端末は特定シグナリングを介して指示されたULスケジューリングセル上でのみ該当UCellに対するULグラントDCI検出を行うように動作することができる。端末が特定シグナリング検出に失敗した場合には、1)最近に指示されたULスケジューリングセル上でULグラントDCI検出を行うとか、2)複数のULスケジューリングセルのうち(予め指定された)特定LCell上でULグラントDCI検出を行うように動作することができる。
追加的に、(前記とは反対に)一つのUCellに対して一つのULスケジューリングセルと複数(例えば、二つ)のDLスケジューリングセルを設定する方式も可能である。二つのDLスケジューリングセルを考慮する場合、DLスケジューリングセルは、1)スケジューリング対象である該当UCellと一つのLCellに設定されるとか、2)互いに異なる二つのLCellに設定されることができる。一方、本方法のDL/ULスケジューリングセル設定方式はUCellに対するスケジューリングにだけ限られるが、LCellを含む任意のセルに対するスケジューリングにも一般的に適用されることができる。
図16は本発明に適用可能な基地局及び端末を例示する。
図16を参照すると、無線通信システムは、基地局(BS)110及び端末(UE)120を含む。無線通信システムがリレーを含む場合、基地局又は端末はリレーに取り替えられることができる。
基地局110は、プロセッサ112、メモリ114及び無線周波数(Radio Frequency、RF)ユニット116を含む。プロセッサ112は、本発明で提案した過程及び/又は方法を具現するように構成することができる。メモリ114は、プロセッサ112に接続され、プロセッサ112の動作に関連する様々な情報を格納する。RFユニット116は、プロセッサ112に接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。端末120は、プロセッサ122、メモリ124及びRFユニット126を含む。プロセッサ122は、本発明で提案した過程及び/又は方法を具現するように構成することができる。メモリ124は、プロセッサ122に接続され、プロセッサ122の動作に関連する様々な情報を格納する。RFユニット126は、プロセッサ122に接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。
以上で説明した各実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定の形態で結合されたものである。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されない形態で実施することができる。また、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可能である。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれることができ、又は、他の実施例に対応する構成又は特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係の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ることができるということは自明である。
本文書で、本発明の各実施例は主に端末と基地局間のデータ送受信関係を中心に説明した。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、その上位ノード(upper node)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)からなるネットワークで端末との通信のために行う多様な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行えることは自明である。基地局は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に代替可能である。また、端末は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)などの用語に代替可能である。
本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウエア(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の場合、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。
ファームウエアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、過程、関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納されて、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位置し、既に公示となった多様な手段によりプロセッサとデータを交換することができる。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは、当業者にとって自明である。したがって、上記の詳細な説明は、全ての面において制限的に解釈されてはならず、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しなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。