JP7041711B2 - Uplink control signaling in cellular telephone communication systems - Google Patents
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Description
本発明は、セルラー無線電話通信の分野、特にアップリンクシグナリングに関する。 The present invention relates to the field of cellular radiotelephone communication, especially uplink signaling.
進化したUMTS(ユニバーサル移動電話通信システム)地上無線アクセスネットワーク(E-UTRAN、その長期進化の理由からUTRAN-LTE又は高度長期進化LTE-Aとも呼ばれる)として公知の通信システムは、3GPP範囲で現在開発下にある。このシステムでは、ダウンリンク無線アクセス技術は、OFDMA(直交周波数分割多重アクセス)であることになり、アップリンク無線アクセス技術は、線形に事前符号化されたOFDMAの一種である「単一搬送波FDMA」(SC-FDMA)であることになる。アップリンクシステム帯域は、アップリンク制御メッセージを転送するために「物理アップリンク制御チャンネル」(PUCCH)が使用され、アップリンクユーザトラフィックの送信のために「物理アップリンク共有チャンネル」(PUSCH)が使用される構造を有する。最初にPUSCHに割り当てられたリソース内で付加的な制御メッセージを送信することができる。PUCCHは、ACK/NACKメッセージ、チャンネル品質インジケータ(CQI)、スケジューリング要求インジケータ(SRI)、チャンネルランクインジケータ、ダウンリンク事前符号化情報などのようなアップリンク制御情報を搬送する。 The communication system known as the evolved UMTS (Universal Mobile Telephone Communication System) terrestrial radio access network (E-UTRAN, also called UTRAN-LTE or advanced long-term evolution LTE-A for its long-term evolution) is currently being developed within the 3GPP range. Below. In this system, the downlink radio access technology will be OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), and the uplink radio access technology will be "single carrier FDMA" which is a kind of linearly pre-encoded OFDMA. It will be (SC-FDMA). Uplink system bandwidth is used by the "Physical Uplink Control Channel" (PUCCH) to forward uplink control messages and by the "Physical Uplink Shared Channel" (PUSCH) to send uplink user traffic. Has a structure that is Additional control messages can be sent within the resources initially assigned to the PUSCH. The PUCCH carries uplink control information such as ACK / NACK messages, channel quality indicators (CQIs), scheduling request indicators (SRIs), channel rank indicators, downlink pre-encoded information, and the like.
本発明の態様により、請求項1に指定する方法を提供する。 According to an aspect of the present invention, the method specified in claim 1 is provided.
本発明の別の態様により、請求項14に指定する装置を提供する。 According to another aspect of the present invention, the apparatus specified in claim 14 is provided.
本発明の別の態様により、請求項26に定めるセルラー電話通信システムの基地局を提供する。 According to another aspect of the present invention, the base station of the cellular telephone communication system according to claim 26 is provided.
本発明の別の態様により、請求項27に定めるセルラー電話通信システムのユーザ端末を提供する。 According to another aspect of the present invention, the user terminal of the cellular telephone communication system according to claim 27 is provided.
本発明の別の態様により、請求項28に指定する装置を提供する。 According to another aspect of the present invention, the apparatus specified in claim 28 is provided.
本発明の更に別の態様により、請求項29に指定するコンピュータ可読配信媒体上に具現化されたコンピュータプログラム製品を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a computer program product embodied on the computer-readable distribution medium specified in claim 29.
本発明の実施形態を従属請求項に定める。 The embodiments of the present invention are defined in the dependent claims.
単なる例として添付図面を参照して本発明の実施形態を以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings as a mere example.
以下の実施形態は、例示的である。本明細書は、いくつかの位置で「an」、「1つ」、又は「一部」の実施形態を参照する場合があるが、これは、各そのような参照が同じ実施形態へのものであるか、又は特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを必ずしも意味しない。異なる実施形態の単一の特徴は、他の実施形態をもたらすように組み合わせることもできる。 The following embodiments are exemplary. The present specification may refer to "an", "one", or "partial" embodiments in several positions, wherein each such reference is to the same embodiment. Or does not necessarily mean that the feature applies only to a single embodiment. Single features of different embodiments can also be combined to result in other embodiments.
図1A及び図1Bには、移動端末に音声及びデータ転送サービスを提供するセルラー電話通信システムの一般的なアーキテクチャを示している。図1Aは、基地局100がユーザ端末110から122にセル102の範囲で無線通信サービスを提供するセルラー通信の一般的なシナリオを示している。基地局100は、3GPP(第3世代共同プロジェクト)内に指定されたUMTS(ユニバーサル移動電話通信システム)の長期進化(LTE)又は高度LTE(LTE-A)の無線アクセスネットワークに属することができ、したがって、ダウンリンク及びアップリンクそれぞれのための無線アクセス方式として少なくともOFDMA及びSC-FDMAをサポートすることができる。基地局は、ユーザ端末の移動を制御する移動管理体(MME)、データがルーティングされる際に通過する1つ又はそれよりも多くのゲートウェイノード、及び当業技術で公知のある一定の通信パラメータを制御するように構成された運用及び保守サーバのようなセルラー電話通信システムの他の部分に接続される。
1A and 1B show the general architecture of a cellular telephone communication system that provides voice and data transfer services to mobile terminals. FIG. 1A shows a general scenario of cellular communication in which
図1Bは、LTEリリース8及び9に従ってアップリンク通信サービスを提供するためにネットワークオペレータに割り当てられたアップリンクシステム帯域の一般的な構造を示している。システム帯域は、トラフィックチャンネル、すなわち、物理アップリンク共有チャンネル(PUSCH)がシステム帯域の中央に割り当てられ、制御チャンネル、すなわち、物理アップリンク制御チャンネル(PUCCH)が、トラフィックチャンネル帯域の両方の縁部に割り当てられるように構造化される。PUCCHのサイズは、基地局100によって設定可能であり、ある一定のネットワーク配備では、基地局100は、システム帯域の縁部における周波数リソースがブランクのままに残されるように帯域の利用を設定することができる。LTEシステムの現在のシナリオでは、アップリンクL1/L2制御シグナリングは、PUCCH上で発生する、ULデータの不在時の制御シグナリング、及びPUSCH上で発生するULデータの存在時の制御シグナリングというLTEシステム内の2つのクラスに分割される。PUCCHは、L1/L2制御信号しか送信しないユーザ端末専用に予約された共有周波数/時間リソースである。本明細書は、データ送信に対してUEがスケジューリングされた場合に、PUSCHがアップリンクL1/L2制御信号を搬送するPUSCHに着目する。
FIG. 1B shows the general structure of the uplink system bandwidth allocated to network operators to provide uplink communication services in accordance with
図2は、SC-FDMA送信機(ブロック200から212)及びSC-FDMA受信機(ブロック214から226)の非常に基本的な構造を示している。LTEシステムの今後のリリースは、アップリンク方向においてもOFDMを利用するように考えている。この構造は、最新の電話通信システムの分野の当業者には公知であり、したがって、図2に対しては一般的なレベルで以下に説明する。SC-FDMA送信機では、送信される変調記号は、最初にブロック200において直列形式から並列形式に転換され、ブロック202において離散フーリエ変換(DFT)を通じて周波数領域に変換される。リソース要素マッピングブロック204において、制御記号及びトラフィックデータ記号が、対応する周波数リソース要素に所定の基準に従って割り当てられる。リソース要素は、SC-FDMA送信の状況で広く使用されている用語である副搬送波又は仮想副搬送波とすることができる。次に、ブロック206において逆DFTが計算され、ブロック208において信号は並列形式から直列形式に変換され、ブロック210において循環接頭辞が追加され、ブロック212において信号はアナログ形式に変換され、送信機の無線周波数(RF)部分を通じて送信される。受信機では、ブロック214において無線信号がアンテナ及び受信機のRF部分を通じて受信され、受信信号はデジタル領域に変換される。ブロック216において循環接頭辞が削除され、ブロック220におけるDFTの前にブロック218において直列から並列への変換が実施される。ブロック224における逆DFT及びブロック226における並列から直列への変換の前に、ブロック222において制御記号及びトラフィックデータ記号が、これらのリソース要素から抽出される。
FIG. 2 shows a very basic structure of SC-FDMA transmitters (
今後のLTEバージョンは、アップリンクにおいてもOFDMをサポートするように考えている。そのような場合には、SC-FDMA送信機及び受信機の構造を修正するのは単純であり、送信機におけるDFTブロック202及び受信機における逆DFTブロックを単純に短絡してOFDM送信機及び受信機が得られる。それに応じて、送信機は、DFTブロック202の短絡を制御するコントローラを含むことができ、受信機は、逆DFTブロック224の短絡を制御する対応するコントローラを含むことができる。更に、今後のユーザ端末には、アップリンクにおいて単一ユーザ複数入力複数出力送信(SU-MIMO)をサポートする機能が装備されることになり、アップリンク送信が空間的に多重化されてより高いデータ速度及びより良いスペクトル効率が得られる。この目的のために、図2の送信機及び受信機の構造は、各送信/受信アンテナにおいて1つの信号ブランチ(図2は1つのブランチを示している)を含み、選択された多重アンテナ送信方式に従って信号処理を実施する信号プロセッサを含むように修正されることになる。信号プロセッサは、送信/受信チェーンのデジタル領域内の事実上いかなる位置にも設置することができ、これは当業者には明らかである。OFDM送信又はSC-FDMA送信のいずれかと共に、SU-MIMO送信を利用することができる。
Future LTE versions are expected to support OFDM in the uplink as well. In such a case, it is simple to modify the structure of the SC-FDMA transmitter and receiver, and simply short-circuit the
表記の目的のために及び複数の符号化記号を搬送するOFDM記号又はSC-FDMA記号から各リソース要素にマップされた符号化記号を区別するために、OFDM記号とSC-FDMA記号の両方は、情報要素として複数の(変調され、チャンネル符号化された)記号を搬送する記号ブロックと見なすことができる。 Both the OFDM symbol and the SC-FDMA symbol are used for notational purposes and to distinguish the coded symbol mapped to each resource element from the OFDM symbol or SC-FDMA symbol carrying multiple coded symbols. It can be thought of as a symbol block that carries multiple (modulated, channel-encoded) symbols as information elements.
図3は、現在のアップリンクPUSCHサブフレーム構造、及びPUSCHリソース、すなわち、循環接頭辞が通常の長さを有するように考えられる場合に所定のユーザ端末に割り当てられた周波数リソースブロックへの制御メッセージフィールドの割り当てを示している。時間スロットは、7つのSC-FDMA記号を含み、サブフレームは、2つの時間スロットを含む。拡張循環接頭辞では、時間スロットは、6つのSC-FDMA記号を含む。異なるL1/L2制御信号の実際の組合せとそれらのサイズは、サブフレーム毎に異なる。後に説明するように、ユーザ端末と基地局の両方は、制御部分によって予約された記号数に関する情報を有する。時間スロットの最も中心にある記号の全ての副搬送波上では、基準信号(RS)が送信される。RSを伝達するもの隣のSC-FDMA記号上には、ダウンリンクデータパケットの正しい(ACK)受信又は不正な(NACK)受信を示す確認応答メッセージ(ACK/NACK)が位置し、それによって重要なACK/NACKメッセージの受信品質が改善される。ACK/NACKメッセージに割り当てられたリソース要素は、SC-FDMA記号の一端に位置する。ACK/NACKと同じ副搬送波であるが、ACK/NAKのものに隣接するSC-FDMA記号上には、ダウンリンクチャンネルランクを示すランクインジケータを割り当てることができる。(仮想)副搬送波毎にACK/NACKシグナリングに割り当てられたスロット毎に最大で2つのSC-FDMA記号が存在する。同じことがランクインジケータにも適用される。リソース要素の他端には、チャンネル品質インジケータ(CQI)メッセージフィールドが割り当てられ、このフィールドは、複数のSC-FDMA記号を用いて送信することができる。 FIG. 3 shows the current uplink PUSCH subframe structure and control messages to the PUSCH resource, i.e., the frequency resource block assigned to a given user terminal if the circular prefix is considered to have a normal length. Shows field assignments. The time slot contains 7 SC-FDMA symbols and the subframe contains 2 time slots. In the extended circular prefix, the time slot contains 6 SC-FDMA symbols. The actual combinations of different L1 / L2 control signals and their sizes will vary from subframe to subframe. As will be described later, both the user terminal and the base station have information about the number of symbols reserved by the control portion. A reference signal (RS) is transmitted on all subcarriers of the symbol at the center of the time slot. An acknowledgment message (ACK / NACK) indicating correct (ACK) or incorrect (NACK) reception of the downlink data packet is located on the SC-FDMA symbol next to the RS carrier, which is important. The reception quality of ACK / NACK messages is improved. The resource element assigned to the ACK / NACK message is located at one end of the SC-FDMA symbol. A rank indicator indicating the downlink channel rank can be assigned on the SC-FDMA symbol which is the same subcarrier as ACK / NACK but is adjacent to that of ACK / NAK. There are at most two SC-FDMA symbols for each slot assigned to ACK / NACK signaling for each (virtual) subcarrier. The same applies to the rank indicator. A channel quality indicator (CQI) message field is assigned to the other end of the resource element, and this field can be transmitted using a plurality of SC-FDMA symbols.
この段階で、「副搬送波」という用語は、ブロック204で作動される副搬送波を指すが、送信無線信号が多重搬送波信号の形態を持たないという意味では最適ではない場合があることに注意されたい。したがって、SC-FDMA送信の状況で同じく「仮想副搬送波」という用語を用いている。
At this stage, note that the term "subcarrier" refers to an subcarrier operated in
DFT作動は、各副搬送波の内容を周波数領域にわたって有効に拡散させるので、図3に例示している構造は、SC-FDMA送信に適している。しかし、OFDM送信ではDFT作動は省略され、その結果、図3の構造は、固定されて局在化された制御メッセージフィールドの位置に起因して準最適になる。実際には、これは、副搬送波が周波数リソースブロックにわたって拡散されず、周波数選択性フェーディングを受け易くなることを意味する。ACK/NACKメッセージを搬送する副搬送波の周波数がフェーディングの理由から大幅に減衰する場合には、全体のACK/NACKメッセージが損失する見込みが高い。追加的又は代替的に、アップリンク送信における重要な制御メッセージの送信性能を改善するために、SU-MIMO送信方式を有効に利用すべきである。 Since the DFT operation effectively spreads the contents of each subcarrier over the frequency domain, the structure illustrated in FIG. 3 is suitable for SC-FDMA transmission. However, in OFDM transmission, the DFT operation is omitted, and as a result, the structure of FIG. 3 is suboptimal due to the position of the fixed and localized control message field. In practice, this means that the subcarriers are not spread across frequency resource blocks and are susceptible to frequency selective fading. If the frequency of the subcarrier carrying the ACK / NACK message is significantly attenuated for fading reasons, the entire ACK / NACK message is likely to be lost. In addition or alternatives, the SU-MIMO transmission method should be effectively utilized in order to improve the transmission performance of important control messages in uplink transmission.
図4は、本発明の実施形態による制御メッセージを送信するためにPUSCHリソースを利用するための処理を示している。以下により詳細に説明するように、処理は、送信機又は受信機内、すなわち、ユーザ端末又は基地局内に実施することができる。処理はブロック400で始まる。ブロック402では、ユーザ端末におけるアップリンク送信方式が選択される。ブロック404では、ユーザ端末におけるPUSCHリソースが判断される。ブロック406では、ブロック404で判断されたPUSCHリソースに、ブロック402で選択された送信方式に従って制御メッセージフィールドが割り当てられる。 FIG. 4 shows a process for utilizing a PUSCH resource for transmitting a control message according to an embodiment of the present invention. As will be described in more detail below, the process can be performed within the transmitter or receiver, i.e., within the user terminal or base station. Processing begins at block 400. At block 402, the uplink transmission method in the user terminal is selected. In block 404, the PUSCH resource in the user terminal is determined. In block 406, the PUSCH resource determined in block 404 is assigned a control message field according to the transmission method selected in block 402.
送信方式の選択は、OFDM送信とSC-FDMA送信との間、及び単一ストリーム送信と多重ストリーム送信の間の選択を含むことができる。選択は、多重アンテナ送信法及び多重アクセス方式(又はアップリンク波形)を自動的に定めることができるチャンネルランクの選択によって実施することができる。アップリンク送信方式の選択は、基地局が実施することができ、この送信方式をダウンリンクシグナリングにおいてユーザ端末にシグナリングすることができる。単一アンテナ送信方式と多重アンテナ送信方式の間の選択は、ユーザ端末から送信されたチャンネルランクインジケータに基づくとすることができる。チャンネルランクは、利用可能な空間MIMOチャンネルの数を示している。それに応じて、ブロック402は、処理が基地局内に実施される時のアップリンク送信方式の選択及びユーザ端末に対するこの送信方式の指示を含む。同様にブロック404は、ユーザ端末へのアップリンクPUSCHリソースのスケジューリング段階、割り当てられたPUSCHリソースをユーザ端末にシグナリングする段階、及び割り当てられたPUSCHリソースからユーザ端末のアップリンク送信を受信するように基地局の受信機を構成する段階を含む。ブロック406は、割り当てられたPUSCHリソース内のデータフィールド及び制御メッセージフィールドにおけるパターンを判断する段階、及びそれに応じてデータ及び制御メッセージを受信するように受信機を構成する段階を含む。 Selection of transmission method can include selection between OFDM transmission and SC-FDMA transmission, and between single stream transmission and multiple stream transmission. The selection can be performed by selecting a channel rank that can automatically determine the multiple antenna transmission method and the multiple access method (or uplink waveform). The selection of the uplink transmission method can be performed by the base station, and this transmission method can be signaled to the user terminal in downlink signaling. The choice between the single-antenna transmission method and the multiple-antenna transmission method can be based on the channel rank indicator transmitted from the user terminal. The channel rank indicates the number of spatial MIMO channels available. Accordingly, the block 402 includes selection of an uplink transmission method when the processing is carried out in the base station and instructions of this transmission method to the user terminal. Similarly, block 404 bases to schedule the uplink PUSCH resource to the user terminal, signal the allocated PUSCH resource to the user terminal, and receive the uplink transmission of the user terminal from the allocated PUSCH resource. Including the steps to configure the receiver of the station. Block 406 includes determining patterns in the data and control message fields within the allocated PUSCH resource, and configuring the receiver to receive data and control messages accordingly.
ユーザ端末内に実施される場合には、ブロック402は、基地局から受信した制御メッセージからのアップリンク送信方式の演繹を含み、ブロック404は、基地局から受信した制御メッセージからのユーザ端末に割り当てられたアップリンクPUSCHリソースの演繹を含み、ブロック406は、割り当てられたPUSCHリソース内のデータフィールド及び制御メッセージフィールドにおけるパターンを判断し、それに応じてデータ及び制御メッセージを送信するように送信機を構成する段階を含む。 When implemented within the user terminal, block 402 includes an uplink transmission deduction from the control message received from the base station, and block 404 is assigned to the user terminal from the control message received from the base station. Containing the deduction of the uplink PUSCH resource, block 406 determines the pattern in the data and control message fields in the allocated PUSCH resource and configures the transmitter to send data and control messages accordingly. Including the stage to do.
選択されたアップリンク送信方式がSC-FDMAである時には、図3に例示しているように、制御メッセージフィールドは従来方式で割り当てることができる。言い換えれば、制御メッセージフィールドの副搬送波マッピングは、制御メッセージフィールドが、割り当てられたPUSCHリソースに関して局在化されるように実施することができる。次に、DFTが、割り当てられた周波数リソースにわたって副搬送波を拡散させる。一方、選択されたアップリンク送信方式がOFDMである時には、各制御メッセージフィールドの記号が、ユーザ端末のPUSCH周波数リソースにわたって配分される。それに応じて、各制御メッセージフィールドは、ユーザ端末に割り当てられた周波数スペクトルに沿って配分されることになり、それによってOFDM送信において図3の構造を使用するものと比較して周波数選択性フェーディングに対するより良好な許容誤差がもたらされる。 When the selected uplink transmission method is SC-FDMA, the control message field can be assigned by the conventional method as illustrated in FIG. In other words, the subcarrier mapping of the control message field can be performed so that the control message field is localized with respect to the assigned PUSCH resource. The DFT then spreads the subcarrier over the allocated frequency resource. On the other hand, when the selected uplink transmission method is OFDM, the symbols in each control message field are distributed across the PUSCH frequency resources of the user terminal. Accordingly, each control message field will be allocated along the frequency spectrum assigned to the user terminal, thereby frequency selectivity fading compared to those using the structure of FIG. 3 in OFDM transmission. Better tolerance for.
一般的に、送信方式は、基地局によって選択される。最初に基地局は、適用する多重アンテナ送信方式、すなわち、複数の空間的に並列の送信ストリームを通じた空間多重化、又は単一のストリームを通じたビーム形成又は送信ダイバーシティ送信(単一入力複数出力、SIMO)を選択することができる。選択は、アップリンクチャンネルランク、すなわち、無相関アップリンク空間サブチャンネルの数に基づいて行うことができる。基地局が、多重アンテナ送信方式として空間多重化を選択する場合には、基地局は、空間的に並列のアップリンクサブストリームの数も選択する。次に、選択した多重アンテナ送信方式に基づいてOFDMとSC-FDMAの間の選択、すなわち、空間多重化に対してOFDM、単一ストリームビーム形成又はSIMOに対してSC-FDMAという選択を行うことができる。しかし、以下に説明する本発明の実施形態は、送信方式のこの種の選択に限定されず、全ての多重アンテナ送信方式においてSC-FDMA(又はOFDM)を使用することができる。ユーザ端末では、送信方式(多重アンテナ方式及び多重アクセス方式)は、ダウンリンクシグナリングにおいて基地局からユーザ端末にシグナリングされた動的スケジューリング許容情報、例えば、ダウンリンク制御情報(DCI)フォーマット0)によって判断することができる。シグナリングは、空間多重化を使用するか否かを示す少なくとも1つのシグナリングビットを使用することによって指定的に実施することができる。次に、ユーザ端末は、OFDMによる空間多重化又はSC-FDMAによるビーム形成のいずれかを実施する。代替的に、基地局は、アップリンクランクインジケータを送信することによって送信方式を示唆的にシグナリングすることができる。ランクインジケータが1よりも大きいチャンネルランクを示す場合には、ユーザ端末は、OFDMによるあらゆる空間多重化を実施する。そうでなければユーザ端末は、SC-FDMAによるビーム形成を実施する。更に別の実施形態では、送信方式は、より高い層(L3)のシグナリングを通じて、ユーザ端末特定又はセル特定のパラメータとしてシグナリングすることができる。ユーザ端末が固定送信方式のみをサポートする場合には、いかなる指定的なシグナリングも必要ではなく、送信方式は、ユーザ端末の機能に従って適用される。 Generally, the transmission method is selected by the base station. First, the base station applies a multiple antenna transmission scheme, namely spatial multiplexing through multiple spatially parallel transmit streams, or beam formation or transmit diversity transmission through a single stream (single input, multiple outputs, SIMO) can be selected. The selection can be made based on the uplink channel rank, i.e., the number of uncorrelated uplink spatial subchannels. If the base station chooses spatial multiplexing as the multiplex antenna transmission scheme, the base station also chooses the number of spatially parallel uplink substreams. Next, the selection between OFDM and SC-FDMA based on the selected multiple antenna transmission method, that is, the selection of OFDM for spatial multiplexing, single stream beam formation or SC-FDMA for SIMO. Can be done. However, the embodiments of the present invention described below are not limited to this type of selection of transmission method, and SC-FDMA (or OFDM) can be used in all multiple antenna transmission methods. In the user terminal, the transmission method (multiple antenna method and multiple access method) is determined by the dynamic scheduling allowable information signaled from the base station to the user terminal in downlink signaling, for example, downlink control information (DCI) format 0). can do. Signaling can be specified by using at least one signaling bit indicating whether to use spatial multiplexing. Next, the user terminal implements either spatial multiplexing by OFDM or beam formation by SC-FDMA. Alternatively, the base station can implicitly signal the transmission scheme by transmitting an uplink rank indicator. If the rank indicator indicates a channel rank greater than 1, the user terminal performs any spatial multiplexing with OFDM. Otherwise, the user terminal performs beam formation by SC-FDMA. In yet another embodiment, the transmission scheme can be signaled as a user terminal specific or cell specific parameter through higher layer (L3) signaling. If the user terminal supports only the fixed transmission method, no specified signaling is required, and the transmission method is applied according to the function of the user terminal.
図5A及び図5Bは、周波数リソースにわたる制御メッセージフィールドの配分の2つの例を示している。図5Aと図5Bの両方において、制御メッセージフィールドは、副搬送波にわたって均等に配分される(又は「インターリーブ」される。 「インターリーブ」は、OFDM送信におけるこの状況で一般的に使用される用語である)。言い換えれば、制御メッセージフィールドの制御記号は、これらの制御記号の間の周波数間隔により副搬送波にマップされ、この間隔は、制御メッセージフィールドの制御記号の間に制御メッセージフィールドの制御記号以外のいくつかの記号を定めるために、各制御メッセージフィールドに対して選択された反復係数によって定められる。同じ制御メッセージフィールドの制御記号の間の周波数間隔は、着目している制御メッセージフィールドの全ての制御記号に対して等しいとすることができる。図5Aは、2という反復係数を有するマッピングを示している、すなわち、制御メッセージフィールドの記号は、第2の副搬送波毎にマップされる。図5Bは、4という反復係数を有するマッピングを示しており、すなわち、制御メッセージフィールドの記号は、4番目の副搬送波毎にマップされる。ユーザ端末に割り当てられたリソースブロックのサイズ、制御フィールドのサイズ等に従って異なる反復係数を判断することができる。当然ながら、制御メッセージフィールドの記号は、マッピングされる制御記号がそれ以上存在しなくなる限度の反復係数を用いてマップされる。 5A and 5B show two examples of the allocation of control message fields over frequency resources. In both FIGS. 5A and 5B, control message fields are evenly distributed (or "interleaved" across subcarriers. "Interleave" is a commonly used term in OFDM transmissions in this context. ). In other words, the control symbols in the control message field are mapped to the subcarrier by the frequency spacing between these control symbols, and this spacing is some other than the control symbols in the control message field between the control symbols in the control message field. To determine the symbol of, it is determined by the iteration factor selected for each control message field. The frequency spacing between the control symbols in the same control message field can be equal for all control symbols in the control message field of interest. FIG. 5A shows a mapping with an iteration factor of 2, i.e., the symbols in the control message field are mapped for each second subcarrier. FIG. 5B shows a mapping with an iteration factor of 4, i.e., the symbols in the control message field are mapped for each fourth subcarrier. Different iteration coefficients can be determined according to the size of the resource block assigned to the user terminal, the size of the control field, and the like. Of course, the symbols in the control message field are mapped using the iteration factor to the extent that there are no more control symbols to be mapped.
割り当てられたリソースへの所定の制御メッセージフィールドの配分は、最初に制御メッセージフィールドのサイズを計寸する段階、次に、反復係数及び開始位置副搬送波インデックスを判断する段階、その後に、制御メッセージの記号を対応する副搬送波にマップする段階を含むことができる。これをブロック404の実施形態を示す図6に例示している。図6の流れ図は、割り当てられたPUSCHリソースへの制御メッセージフィールドのマッピングを示している。図6の処理は、2つの制御チャンネルフィールド(CQI及びACK/NACK)のマッピングを説明しているが、下記の説明から明らかなように、この処理は、他の制御メッセージフィールドを対象とするように容易に拡張することができる。ブロック502では、各制御チャンネルフィールド(Nx)に割り当てられた記号の数が、次式に従って判断される。
ここで、
は、プラスの無限大の方向の最も近いサポートする整数への四捨五入演算を表し、Oは、送信されるビット数、例えば、CQIワード長であり、
は、割り当てられた周波数リソース内にPUSCHを搬送する副搬送波(基地局から物理ダウンリンク制御チャンネルであるPDCCH上で受信した)の数であり、
は、サブフレーム毎にPUSCHを搬送する多重搬送波記号(OFDM記号)(基地局からPDCCH上で受信した)の数であり、
は、PUSCH上で送信されたビットの合計数である。「オフセット」という用語は、トラフィックデータの望ましい受信品質と、制御メッセージフィールド内で転送される制御データの間のオフセットを定める品質オフセットである。オフセットは、異なる制御メッセージフィールドにおいて異なるとすることができるが、選択された送信方式に依存するように作成することができる。例えば、送信方式として空間多重化が選択された場合には、「オフセット」は、単一ストリームビーム形成送信又は空間送信ダイバーシティの場合よりも大きい値を有するように設定することができ、この場合、本質的に、より高い送信信頼性が得られる。トラフィックデータの送信の品質は、転送されるデータのサービス形式に従って判断され、変調及び符号化の方式、並びにPUSCHの他のパラメータは、これらの要件を満たすように設定される。実際には、変調方式は、LTE-Aの現在の仕様におけるものと同様に、PUSCH上で送信される全ての記号に対して同じとすることができるが、制御メッセージフィールドのチャンネル符号化方式は、「オフセット」を基準にして選択することができる。一般的に、ACK/NACKメッセージのようなある一定の制御メッセージは、エラーに対して耐性が低く、例えば、ブロックエラー率(BLER)に関してより高い受信品質を必要とし、PUSCHパラメータは、これらの要求を自動的には満たさない。式(1)では、「オフセット」という用語は、制御メッセージフィールドに対して選択された変調及び符号化の方式が望ましい高い受信品質を保証し、「オフセット」の実際の値が、トラフィックデータの品質(BLER)と制御メッセージ形式の要求品質(BLER)の間の差分に従って判断することを保証するように使用される。「オフセット」のこれらの値は、一般的に事前に判断され、選択されたアップリンク送信方式に依存するものとして記憶される。「オフセット」の値が大きくなる程、すなわち、トラフィックデータの要求品質と制御データの要求品質の間の差分が大きい程、より多くの記号が制御メッセージフィールドに割り当てられ、より堅固なチャンネル符号化が制御メッセージフィールドに適用される(その逆も同様である)。したがって、式(1)の計算は、制御メッセージビットの変調及びチャンネル符号化の前に実施される。上述のように、式(1)は、各制御メッセージ形式(この例ではCQI及びACK/NACK)に対して計算される。実際には式(1)は、現在の3GPP仕様に定められた式の修正であり、この修正は、「オフセット」という用語である。
The allocation of a given control message field to the allocated resources is the first step in measuring the size of the control message field, then the step of determining the iteration factor and the start position subcarrier index, and then the control message. It can include a step of mapping the symbol to the corresponding subcarrier. This is illustrated in FIG. 6, which shows an embodiment of the block 404. The flow chart of FIG. 6 shows the mapping of control message fields to allocated PUSCH resources. The process of FIG. 6 illustrates the mapping of two control channel fields (CQI and ACK / NACK), but as will be apparent from the description below, this process should target other control message fields. Can be easily expanded to. In
here,
Represents a rounding operation to the nearest supporting integer in the direction of plus infinity, where O is the number of bits transmitted, eg, the CQI word length.
Is the number of subcarriers (received from the base station on the physical downlink control channel PDCCH) carrying the PUSCH within the allocated frequency resource.
Is the number of multiple carrier symbols (OFDM symbols) (received from the base station on the PDCCH) that carry the PUSCH for each subframe.
Is the total number of bits transmitted on the PUSCH. The term "offset" is a quality offset that defines the offset between the desired received quality of traffic data and the control data transferred within the control message field. The offset can be different for different control message fields, but can be created to depend on the transmission method selected. For example, if spatial multiplexing is selected as the transmission method, the "offset" can be set to have a higher value than for single stream beam forming transmissions or spatial transmission diversity, in this case. In essence, higher transmission reliability is obtained. The quality of transmission of traffic data is determined according to the service format of the data being transferred, and the modulation and coding schemes, as well as other parameters of PUSCH, are set to meet these requirements. In practice, the modulation scheme can be the same for all symbols transmitted over the PUSCH, similar to that in LTE-A's current specifications, but the channel coding scheme for control message fields is , Can be selected based on "offset". In general, certain control messages, such as ACK / NACK messages, are less tolerant of errors and require higher receive quality, for example with respect to block error rate (BLER), and PUSCH parameters are these requirements. Is not automatically satisfied. In equation (1), the term "offset" guarantees the desired high reception quality for the modulation and coding scheme selected for the control message field, and the actual value of "offset" is the quality of the traffic data. It is used to ensure that the judgment is made according to the difference between (BLER) and the required quality (BLER) of the control message format. These values of "offset" are generally pre-determined and stored as dependent on the uplink transmission method selected. The higher the value of "offset", that is, the greater the difference between the required quality of traffic data and the required quality of control data, the more symbols are assigned to the control message field and the more robust the channel coding. Applies to control message fields and vice versa. Therefore, the calculation of equation (1) is performed before the modulation and channel coding of the control message bits. As described above, equation (1) is calculated for each control message format (CQI and ACK / NACK in this example). In practice, equation (1) is a modification of the equation defined in the current 3GPP specification, which is the term "offset".
ブロック504では、CQIメッセージフィールドに対して、反復係数RPFが次式に従って計算される。
ここで、Nは、サブフレーム内のユーザ端末に割り当てられた副搬送波の合計数であり、NCQIは、サブフレーム内の送信されるCQI記号の数である。
は、切り捨て演算、すなわち、マイナス無限大の方向の最も近い整数への四捨五入である。反復係数の計算及び利用は、CQIが、割り当てられた周波数スペクトルにわたって配分される(又はインターリーブされる)ことになることを保証する。次に、ACK/NACKメッセージフィールドに対して、反復係数RPFが次式に従って計算される。
ここで、NANは、サブフレーム内の送信されるACK/NACK記号の数である。送信されるCQIリソース要素(又は記号)の数は、リソース要素の合計数から減らされるので、反復係数RPFANは、CQIの後に論理的に利用可能なリソース要素に対処することによって計算される。このようにして、着目している特定の制御メッセージフィールドに対して使用するべき記号又はリソース要素の数による割算の前に、リソース要素Nの合計数から、割り当てられたリソース要素の数を低減することにより、更に別の制御メッセージフィールド(ランクインジケータ、事前符号化行列インジケータ等)に対する反復係数を計算することができる。ブロック508では、リソース要素マッピングが、割り当てられた反復係数を使用することによって異なるリソース要素から開始されるように、異なる制御メッセージフィールドに対して異なる開始位置リソース要素が選択される。反復係数は、0とRPF-1との間で変化することができる。ブロック510では、制御メッセージフィールドの制御記号が、ブロック508おいて選択された開始位置、ブロック504においてCQIに対して計算された反復係数、及びブロック506においてACK/NACKに対して計算された反復係数を用いてリソース要素にマップされる。
In block 504, the iteration factor RPF is calculated for the CQI message field according to the following equation.
Here, N is the total number of subcarriers assigned to the user terminal in the subframe, and N CQI is the number of CQI symbols transmitted in the subframe.
Is a truncation operation, that is, rounding to the nearest integer in the direction of minus infinity. The calculation and utilization of the iteration factor ensures that the CQI will be distributed (or interleaved) over the assigned frequency spectrum. Next, for the ACK / NACK message field, the iteration coefficient RPF is calculated according to the following equation.
Here, N AN is the number of ACK / NACK symbols transmitted in the subframe. Since the number of CQI resource elements (or symbols) transmitted is decremented from the total number of resource elements, the iteration factor RPF AN is calculated by addressing the resource elements that are logically available after the CQI. In this way, the number of allocated resource elements is reduced from the total number of resource elements N before dividing by the number of symbols or resource elements to be used for the particular control message field of interest. By doing so, it is possible to calculate the iteration coefficient for yet another control message field (rank indicator, precoded matrix indicator, etc.). At block 508, different start position resource elements are selected for different control message fields so that the resource element mapping starts from different resource elements by using the assigned iteration coefficients. The iteration factor can vary between 0 and RPF-1. In block 510, the control symbol of the control message field is the start position selected in block 508, the iteration factor calculated for CQI in block 504, and the iteration coefficient calculated for ACK / NACK in block 506. Is mapped to a resource element using.
図6は、N=36、NCQI=7、及びNAN=4の場合の図5の処理の結果を示している。それに応じて、反復係数RCQIは、式(2)に従って5になり(36/7=5.143~5)、RANは7になる((36-7)/4=7.25~7)。CQIの開始位置は0であるように選択され、ACK/NACKの開始位置は2であるように選択される(副搬送波インデックス)。この場合、副搬送波0から始まって5番目の副搬送波毎にCQI記号がマップされ、副搬送波2から始まって7番目の非CQI副搬送波毎にACK/NACK記号がマップされる。CQI記号の数は式(3)において除外されており、したがって、これらの記号は、実際のマッピングを実施する時に除外される。結局、決して重なり合うことにはならない反復係数を求めるのは困難であり、この手法は、ACK/NACKが、主に以前にマップされたCQI記号を潰すのを回避することになるのを保証する。潰される場合があるデータ記号の減損の場合には、ACK/NACKメッセージの信頼性の高い送信が、CQIメッセージの送信よりも優先されるので、ACK/NACKはCQI記号も潰す可能性がある。一般的に、その後にマップされたいかなる制御メッセージ記号も、以前にマップされた制御記号と同じ副搬送波にはマップされないことになり、これは、マップされたリソース要素が更に別のマッピングから除外されるからである。マッピングは、送信機のリソース要素マッピングブロック204において実施することができ、マッピング解除が正しく実施されるように、受信機のリソース要素マッピング除去ブロック222において類似の作動が実施される。
FIG. 6 shows the result of the processing of FIG. 5 in the case of N = 36, NCQI = 7, and N AN = 4. Accordingly, the iteration factor R CQI becomes 5 (36/7 = 5.143-5 ) and RAN becomes 7 ((36-7) / 4 = 7.25-7) according to equation (2). ). The CQI start position is selected to be 0 and the ACK / NACK start position is selected to be 2 (subcarrier index). In this case, the CQI symbol is mapped for each fifth subcarrier starting from subcarrier 0, and the ACK / NACK symbol is mapped for each seventh non-CQI subcarrier starting from subcarrier 2. The number of CQI symbols is excluded in equation (3) and therefore these symbols are excluded when performing the actual mapping. After all, it is difficult to find iteration coefficients that never overlap, and this technique ensures that ACK / NACK avoids predominantly crushing previously mapped CQI symbols. In the case of impairment of the data symbol that may be crushed, ACK / NACK may also crush the CQI symbol, as the reliable transmission of the ACK / NACK message takes precedence over the transmission of the CQI message. In general, any subsequent control message symbol will not be mapped to the same subcarrier as the previously mapped control symbol, which excludes the mapped resource element from yet another mapping. This is because that. Mapping can be performed in the resource
実際のマッピングは、いくつかの手法で実施することができる。全てのOFDM記号に対して同じマッピングパターンを繰り返すことができる、すなわち、同じ制御フィールドが、1つのOFDM記号から別のものに同じ副搬送波を占有することができる。所定の制御メッセージフィールドのサイズ及び制御メッセージフィールドの全体のサイズは、記号毎に可変的にすることができる。別の実施形態では、連続するOFDM記号において制御メッセージフィールドのずらしマッピングを得るように、連続するOFDM記号マッピングに対して異なる開始位置が選択される。それによって制御メッセージフィールドが、異なるOFDM記号において異なる周波数位置を占有するので、連続するOFDM記号間の周波数ダイバーシティが改善される。代替的に、全ての副搬送波及び複数のOFDM記号にわたって、例えば、時間スロット又は部分フレーム内の記号にわたってインターリーブを実施することができる。この時、所定の制御メッセージフィールドをマップする場合に、その後の記号の副搬送波をマップし始める時に、最後にマップされた前のOFDM記号の副搬送波が考慮される。例えば、図6にあるように、副搬送波の数が36であった場合には、最後にマップされた副搬送波のインデックスは34であり、反復係数は6であり、その後のOFDM記号においてマップされる最初の副搬送波はインデックス4を有する。この場合、副搬送波数及び反復係数に基づいて、異なる制御メッセージフィールドが、連続するOFDM記号における異なる副搬送波を占有することができる。 The actual mapping can be performed by several methods. The same mapping pattern can be repeated for all OFDM symbols, i.e., the same control field can occupy the same subcarrier from one OFDM symbol to another. The size of a given control message field and the overall size of the control message field can be variable for each symbol. In another embodiment, different starting positions are selected for successive OFDM symbol mappings to obtain staggered mappings of control message fields in consecutive OFDM symbols. This causes the control message field to occupy different frequency positions in different OFDM symbols, thus improving frequency diversity between consecutive OFDM symbols. Alternatively, interleaving can be performed across all subcarriers and multiple OFDM symbols, eg, across symbols within a time slot or subframe. At this time, when mapping a predetermined control message field, the subcarrier of the previous OFDM symbol that was last mapped is taken into account when starting to map the subcarrier of the subsequent symbol. For example, as shown in FIG. 6, if the number of subcarriers was 36, the index of the last mapped subcarrier is 34, the iteration factor is 6, and it is mapped in the subsequent OFDM symbol. The first subcarrier has an index of 4. In this case, different control message fields can occupy different subcarriers in consecutive OFDM symbols, based on the number of subcarriers and the iteration factor.
更に別の実施形態では、異なる空間ストリームにわたってインターリーブを実施することができる。上述のように、ユーザ端末にSU-MIMOをサポートする機能が装備されることが期待され、この場合、複数の空間送信ストリームをユーザ端末に割り当てることができる。そのような場合には、送信を複数の空間的に並列した信号ストリームに多重化することができる。この場合、インターリーブを複数のストリームに拡張することができる。インターリーブは、例えば、最初に制御記号を最初のストリームのサブフレームにマップし、次に、このマッピングを第2のストリーム、更にその後のものに対して続けることによって実施することができる。副搬送波数及び反復係数に基づいて、異なる制御メッセージフィールドが、空間的に並列のストリーム内の異なる副搬送波を占有することができるように、マッピングの続行は、連続するOFDM記号の間のものと類似の方式に実施することができる。代替的に、開始位置が両方のストリームで同じであるように、その後の空間ストリームのマッピングは、第1の空間ストリームのマッピングに対応するように初期化することができる。式(1)及び反復係数を計算する時には、明らかに、付加的な信号ストリームの使用に起因して利用可能な付加的な記号の数に対処することができる。式(1)は、後に説明するように、空間多重化の使用を受け入れるように修正することができる。 In yet another embodiment, interleaving can be performed across different spatial streams. As described above, it is expected that the user terminal will be equipped with a function to support SU-MIMO, in which case a plurality of spatial transmission streams can be assigned to the user terminal. In such cases, the transmission can be multiplexed into a plurality of spatially parallel signal streams. In this case, the interleave can be extended to multiple streams. Interleaving can be performed, for example, by first mapping the control symbol to a subframe of the first stream, and then continuing this mapping to the second stream, and so on. The continuation of the mapping is between consecutive OFDM symbols so that different control message fields can occupy different subcarriers in a spatially parallel stream, based on the number of subcarriers and the iteration factor. It can be implemented in a similar manner. Alternatively, subsequent spatial stream mappings can be initialized to correspond to the mapping of the first spatial stream so that the starting position is the same for both streams. When calculating equation (1) and the iteration factor, it is clearly possible to deal with the number of additional symbols available due to the use of the additional signal stream. Equation (1) can be modified to accept the use of spatial multiplexing, as described below.
実施形態では、ACK/NACKがデータ記号を潰すことになるように、ACK/NACKをマップする前に、データ記号をリソース要素にマップすることができる。この実施形態では、最初に各制御メッセージフィールドに対して式(1)、反復係数、及び開始位置を計算することにより、各制御メッセージフィールドに関するインターリーブパターンが判断される。次に、図5の処理に従ってCQI記号及びランクインジケータ記号が、最初にリソース要素にマップされる。その後に、残りのリソース要素に対してデータ記号をマップすることができる。次に、ACK/NACK記号がデータ記号を潰す、すなわち、データ記号に取って代わるように、ACK/NACKをその判断された位置に割り当てることができる。ACK/NACKがデータを潰す理由は、ユーザ端末がダウンリンクデータパケットの受信を逃した場合に、アップリンクサブフレーム内のACK/NACKメッセージフィールドの存在を認識せずに、それに応じて、スケジュール化されたACK/NACKメッセージを送信することができないことである。代替的に、ユーザ端末は、これらのリソース要素内のデータを送信する。 In an embodiment, the data symbol can be mapped to the resource element before ACK / NACK is mapped so that ACK / NACK will crush the data symbol. In this embodiment, the interleave pattern for each control message field is determined by first calculating equation (1), iteration coefficient, and start position for each control message field. The CQI symbol and rank indicator symbol are then first mapped to the resource element according to the process of FIG. You can then map the data symbols to the remaining resource elements. The ACK / NACK symbol can then be assigned to its determined position so that the ACK / NACK symbol crushes the data symbol, i.e. replaces the data symbol. The reason why ACK / NACK crushes data is that if the user terminal misses the reception of the downlink data packet, it does not recognize the existence of the ACK / NACK message field in the uplink subframe and schedules accordingly. It is not possible to send the ACK / NACK message. Alternatively, the user terminal sends the data in these resource elements.
更に別の実施形態では、周波数リソースブロックの縁部で所定の数の副搬送波を制御記号のマッピングから除外することができる。一般的に、周波数リソースの縁部にある副搬送波はより干渉を受け易く、したがって、好ましくは、重要な制御データを周波数リソースの中心周波数の近くの副搬送波にマップすることができる。実際には、これは、開始位置を十分に高く設定し、判断されられた閾値よりも高いインデックスを有する副搬送波のマッピングを省略する(マッピングは次の記号に飛ぶ)ことによって実施することができる。マッピングが、前のOFDM記号においてマッピングが終了した副搬送波からその後のOFDM記号において続く場合には、別の閾値よりも低いインデックスを有する副搬送波のマッピングを省略することができる。 In yet another embodiment, a predetermined number of subcarriers can be excluded from the control symbol mapping at the edges of the frequency resource block. In general, subcarriers at the edge of the frequency resource are more susceptible to interference, and therefore important control data can preferably be mapped to subcarriers near the center frequency of the frequency resource. In practice, this can be done by setting the start position high enough and omitting the mapping of subcarriers with an index higher than the determined threshold (mapping jumps to the next symbol). .. If the mapping continues from a subcarrier that has been mapped in the previous OFDM symbol to a subsequent OFDM symbol, the mapping of subcarriers with an index lower than another threshold can be omitted.
リソース要素は、SC-FDMAにおけるものと同様に周波数スペクトルにわたって拡散することにはならないので、OFDMの利用は、異なるリソース要素に対する異なる送信電力値の割り当てを可能にする。一部の実施形態では、制御メッセージフィールドを搬送するリソース要素と、OFDM記号内にデータトラフィックフィールドを搬送するリソース要素とに対して異なる送信電力オフセット値が割り当てられる。受信機における少なくとも一部の制御メッセージフィールドの正しい受信を保証するために、送信機においてこれらの制御メッセージフィールドにより高い送信電力を割り当てることができる。当然ながら、これらの制御メッセージフィールドが如何に重要なシグナリング情報を搬送するかに基づいて、異なる制御メッセージフィールドに異なる付加的な送信電力オフセットを割り当てることができる。より重要な制御メッセージには、より高い送信電力を割り当てることができる。制御メッセージフィールドに割り当てられる付加的な送信電力は、PUSCH上で現在使用中の変調及び符号化方式に依存するものとことができる。変調次数が低い程、更に使用中の符号化方式が堅固である程、干渉に対して耐性を有する変調及び符号化方式が、より強い送信電力への要求を補償すると考えられるので、制御メッセージフィールドに割り当てられる送信電力オフセットは小さい。 Since resource elements do not spread over the frequency spectrum as in SC-FDMA, the use of OFDM allows the allocation of different transmit power values to different resource elements. In some embodiments, different transmit power offset values are assigned to the resource element carrying the control message field and the resource element carrying the data traffic field within the OFDM symbol. In order to ensure correct reception of at least some of the control message fields in the receiver, the transmitter can allocate higher transmission power to these control message fields. Of course, different control message fields can be assigned different additional transmit power offsets based on how important these control message fields carry important signaling information. Higher transmission power can be assigned to more important control messages. The additional transmit power assigned to the control message field can depend on the modulation and coding scheme currently in use on the PUSCH. The lower the modulation order and the more robust the coding scheme in use, the more interference-tolerant modulation and coding schemes are likely to compensate for the demand for stronger transmit power. The transmit power offset assigned to is small.
送信方式として空間多重化を利用する時には、上述のように、付加的な信号ストリームにおいてインターリーブパターンに対処することができる。制御メッセージフィールドは、異なる空間ストリームに均等に配分することができ、又は各空間ストリームに対して制御メッセージフィールドのサイズを別々に定めることができる。これは、ユーザ端末からのCQIの指示に依存する。ユーザ端末が、各空間ストリームに対して別々のCQIを送信した場合には、基地局は、異なる空間ストリームに対して異なる変調及び符号化方式を定めることができ、したがって、異なるビット数を異なる空間ストリーム内で送信することができる。一般的にこれは、異なるSU-MIMO空間ストリームが異なる拡散(又はスクランブル)コードで符号化される場合に有効にされる。そうでなければ、全てのストリームに対して同じ変調及び符号化方式が使用され、異なる空間ストリームに等しい量の制御データを割り当てることができる。一般的にこれは、異なるSU-MIMO空間ストリームが、同じ拡散(又はスクランブル)コードで符号化される場合に有効にされる。 When spatial multiplexing is used as the transmission method, interleaving patterns can be addressed in the additional signal stream, as described above. The control message fields can be evenly distributed among the different spatial streams, or the control message fields can be sized separately for each spatial stream. This depends on the CQI instruction from the user terminal. If the user terminal transmits a different CQI for each spatial stream, the base station can define different modulation and coding schemes for different spatial streams, and thus different spatial numbers with different bit numbers. Can be sent within a stream. Generally this is enabled when different SU-MIMO spatial streams are encoded with different spreading (or scrambled) codes. Otherwise, the same modulation and coding scheme is used for all streams and equal amounts of control data can be assigned to different spatial streams. Generally this is enabled when different SU-MIMO spatial streams are encoded with the same diffusion (or scramble) code.
SU-MIMOアップリンク送信は、送信信号が、最高の信号対ノイズ特性を与える空間チャンネルにもたらされる場合に、空間多重化によるデータ速度を改善するか又はビーム形成送信による送信の信頼性を改善するのに利用することができる。更に、空間多重化をビーム形成と組み合わせることができる。別の変形は、あらゆる事前符号化によって基本的に同じデータが全てのアンテナから送信される場合に、開ループ送信ダイバーシティ送信を使用することである。上述のように、SU-MIMO送信は、OFDM送信とSC-FDMA送信の両方に適用することができ、OFDM送信の場合の式(1)、反復係数、及び副搬送波マッピングの適用を上述した。SC-FDMA送信の場合には、図3に例示している現在のSC-FDMA PUSCH構造を全ての空間ストリームに対して利用することができる。前の段落で上述のように、制御メッセージフィールドは、異なる空間ストリームに均等に配分することができ、又は使用中の変調及び符号化方式に基づいて各空間ストリームに対して制御メッセージフィールドのサイズを別々に定めることができる。所定の制御メッセージフィールドに対して使用するべき記号数は、式(1)を用いて計算され、副搬送波マッピングは、図3に例示しているパターンに従って実施される。 SU-MIMO uplink transmission improves the data rate by spatial multiplexing or improves the reliability of transmission by beam forming transmission when the transmitted signal is brought to a spatial channel that provides the best signal-to-noise characteristics. Can be used for. In addition, spatial multiplexing can be combined with beam formation. Another variant is to use open-loop transmit diversity transmission when essentially the same data is transmitted from all antennas by any precoding. As mentioned above, SU-MIMO transmission can be applied to both OFDM transmission and SC-FDMA transmission, and the application of equation (1), iteration coefficient, and subcarrier mapping in the case of OFDM transmission is described above. In the case of SC-FDMA transmission, the current SC-FDMA PUSCH structure exemplified in FIG. 3 can be used for all spatial streams. As mentioned above in the previous paragraph, the control message fields can be evenly distributed across different spatial streams, or the size of the control message fields for each spatial stream based on the modulation and encoding scheme in use. Can be determined separately. The number of symbols to be used for a given control message field is calculated using equation (1) and the subcarrier mapping is performed according to the pattern illustrated in FIG.
本発明の実施形態により、制御データの少なくとも一部、例えば、ACK/NACKメッセージは、ビーム形成又は送信ダイバーシティ送信を使用することによって送信することができ、一方、データトラフィックは、空間多重化を用いて送信することができる。実際、これは、チャンネルランクが1であるという仮定の上でACK/NACKが送信され、チャンネルランクが1よりも高いという仮定の上でデータトラフィックが送信されることを意味する。式(1)は、制御メッセージ形式及びトラフィックデータに対して異なるランクが判断される場合に空間多重化に対処するように修正することができる。式(1)は、トラフィックデータのランク数と着目している制御メッセージフィールドの間の比を定めるアップリンクランク特定のパラメータΔRD-Cを追加することによって修正することができる。例えば、トラフィックデータのランクが2である(2つの空間ストリーム)場合はACK/NACKメッセージのランクは1であり(ビーム形成又は送信ダイバーシティ)、ΔRD-Cは2であり(2/1)、式(1)は、この修正の後に次式の形態を有する。
修正なしでは、異なるランクの理由から、制御メッセージフィールドには正しい数の記号又は副搬送波が割り当てられないことになる。制御メッセージフィールドに対してビーム形成又は送信ダイバーシティを利用するためには、同じ制御メッセージ記号が、全ての空間ストリーム内で同じ副搬送波を占有するように、好ましくは、同じ副搬送波が、空間ストリーム内の制御メッセージフィールドに割り当てられる。次に、送信機内でビーム形成を実施する信号プロセッサは、ビームの望ましい方向に基づいて判断された係数で記号を乗算する。当然ながら、記号の受信を可能にするために、受信機内で逆作動が実施される、すなわち、受信機内でビーム形成を実施する信号プロセッサは、判断された空間重み付けに基づいて判断された係数により、複数のアンテナから受信した信号ストリームを乗算し、異なるストリームの同じ副搬送波上で送信された記号が組み合わされる。
According to embodiments of the present invention, at least a portion of control data, eg, ACK / NACK messages, can be transmitted by using beam forming or transmit diversity transmission, while data traffic uses spatial multiplexing. Can be sent. In fact, this means that the ACK / NACK is transmitted on the assumption that the channel rank is 1, and the data traffic is transmitted on the assumption that the channel rank is higher than 1. Equation (1) can be modified to address spatial multiplexing when different ranks are determined for the control message format and traffic data. Equation (1) can be modified by adding the uplink rank specific parameter ΔR DC , which determines the ratio between the number of ranks of traffic data and the control message field of interest. For example, if the traffic data rank is 2 (two spatial streams), the ACK / NACK message rank is 1 (beam formation or transmit diversity), ΔRD-C is 2 (2/1), and the equation. (1) has the form of the following equation after this modification.
Without modification, the control message field would not be assigned the correct number of symbols or subcarriers for different rank reasons. In order to take advantage of beam formation or transmit diversity for a control message field, preferably the same subcarrier occupies the same subcarrier in all spatial streams so that the same subcarrier occupies the same subcarrier in the spatial stream. Assigned to the control message field of. The signal processor that performs beam formation within the transmitter then multiplies the symbol by a factor determined based on the desired direction of the beam. Of course, in order to enable reception of the symbol, a reverse operation is performed in the receiver, i.e. the signal processor performing beam formation in the receiver is by a coefficient determined based on the determined spatial weighting. , Multiply the signal streams received from multiple antennas and combine the symbols transmitted on the same subcarrier of different streams.
図7は、ストリームを望ましい空間チャンネルに導くように、ビーム形成技術を使用することによってACK/NACKメッセージが送信機から単一の空間送信ストリームを通じて受信機に送信される上述の実施形態を示している。言い換えれば、送信機の両方のアンテナ要素から同じACK/NACKメッセージが送信され、当業技術で公知のように、異なるアンテナから送信される信号を位相調節することによって方向が制御される。受信信号を重み付けし、それによってACK/NACKが主に受信された空間方向を増幅するように、対応する位相調節が受信機内に実施される。より高いデータ速度を得るために、データトラフィックは空間多重化を使用することによって送信され、異なる送信/受信ブランチ及びアンテナを通じて異なるデータが送信/受信される。送信機及び受信機では、多重アンテナ送信は、制御目的で設計されたデジタル信号プロセッサ700及び702によって制御される。
FIG. 7 shows the above embodiment in which an ACK / NACK message is transmitted from a transmitter to a receiver through a single spatial transmit stream by using beam forming techniques to direct the stream to the desired spatial channel. There is. In other words, the same ACK / NACK message is transmitted from both antenna elements of the transmitter, and the direction is controlled by phase adjusting the signals transmitted from different antennas, as is known in the art. Corresponding phase adjustments are made within the receiver so that the received signal is weighted so that the ACK / NACK primarily amplifies the received spatial direction. To obtain higher data rates, data traffic is transmitted by using spatial multiplexing, and different data is transmitted / received through different transmit / receive branches and antennas. In transmitters and receivers, multiple antenna transmissions are controlled by
アップリンク送信方式がOFDMである時には、ビーム形成、送信ダイバーシティ、及び空間多重化の間の選択は、副搬送波レベルで行うことができる。そのような場合には、上述のように、同じ記号が送信機内の各送信ブランチ内の同じ搬送波にマップされることが好ましい。アップリンク送信方式がSC-FDMAである時には、各副搬送波が全体の周波数スペクトルを占有するので、ビーム形成と送信ダイバーシティと空間多重化の間の選択は、SC-FDMA記号レベル上で行うことができる。ビーム形成と送信ダイバーシティと空間多重化の間の選択の解決は、各SC-FDMA記号に対して、又は一度に複数のSC-FDMA記号、例えば、時間スロット又は部分フレームに対して行うことができる。SC-FDMA記号が、高い信頼性を必要とする制御メッセージを搬送する場合には、SC-FDMA記号は、ビーム形成又は送信ダイバーシティを使用することによって送信することができ、同じデータが、送信機内の全てのアンテナブランチから送信され、受信機内の全てのアンテナブランチを通じて受信される。次に、インターリーブパターン判断及び副搬送波への記号のマッピングが、全ての送信/受信ブランチに対して均等に行われる。一方、SC-FDMA記号が、高い信頼性を必要としない情報を搬送する場合には、SC-FDMA記号は、空間多重化を使用することによって送信することができる、すなわち、異なる情報を搬送する複数のSC-FDMA記号を異なる空間ストリームを通じて同時に送信することができる。 When the uplink transmission scheme is OFDM, the choice between beam formation, transmission diversity, and spatial multiplexing can be made at the subcarrier level. In such cases, it is preferred that the same symbol be mapped to the same carrier wave within each transmit branch within the transmitter, as described above. When the uplink transmission method is SC-FDMA, the choice between beam formation and transmission diversity and spatial multiplexing can be made on the SC-FDMA symbol level, as each subcarrier occupies the entire frequency spectrum. can. Resolving the choice between beam formation and transmit diversity and spatial multiplexing can be done for each SC-FDMA symbol, or for multiple SC-FDMA symbols at once, such as time slots or partial frames. .. If the SC-FDMA symbol carries a control message that requires high reliability, the SC-FDMA symbol can be transmitted by using beam forming or transmission diversity, and the same data can be obtained in the transmitter. It is transmitted from all antenna branches of, and is received through all antenna branches in the receiver. Next, the interleave pattern determination and the mapping of symbols to the subcarriers are performed evenly for all transmit / receive branches. On the other hand, if the SC-FDMA symbol carries information that does not require high reliability, the SC-FDMA symbol can be transmitted by using spatial multiplexing, i.e., carrying different information. Multiple SC-FDMA symbols can be transmitted simultaneously through different spatial streams.
制御メッセージの送信におけるビーム形成の利用は、一般的に、チャンネル特性に関する受信機からのフィードバック情報を必要とする。フィードバック情報が利用可能ではない場合には、本発明の実施形態は、重要な制御情報の送信の信頼性を改善するために、開ループ多重アンテナ送信ダイバーシティ方式、例えば、空間-時間ブロック符号化、事前符号化ベクトル切り換え、周波数選択送信ダイバーシティ、又は大きいか又は小さいリターデーションを使用する循環リターデーションダイバーシティを使用することにより、制御メッセージフィールドの少なくとも一部を送信する。上記に列記した開ループ送信ダイバーシティ方式の実施は当業者には明らかであり、上述の実施形態への実質的な修正を必要としない。データトラフィックをより高速で送信するために、データトラフィックは、空間多重化を使用することによって送信することができる。 The use of beam formation in the transmission of control messages generally requires feedback information from the receiver regarding channel characteristics. When feedback information is not available, embodiments of the invention include open-loop multiple antenna transmission diversity schemes, such as space-time block coding, to improve the reliability of transmission of critical control information. Send at least part of the control message field by using pre-coded vector switching, frequency selective transmission diversity, or cyclic retardation diversity that uses large or small feedback. Implementation of the open-loop transmission diversity schemes listed above is obvious to those of skill in the art and does not require substantial modifications to the embodiments described above. To send data traffic faster, data traffic can be sent by using spatial multiplexing.
上述のように、本発明の実施形態は、送信機(ユーザ端末)及び受信機(基地局)において実施することができる。実際、これらの実施形態は、一般的に、ユーザ端末又は基地局に含まれるプロセッサ又は対応する装置によって実施される。プロセッサは、選択されたアップリンク送信方式における制御メッセージの送信性能を最適化するように、選択されたアップリンク送信方式に従って制御メッセージフィールドをPUSCHリソースに割り当てるように構成される。装置は、図7に例示しているプロセッサ700、702とすることができる。アップリンク送信においていかなる多重アンテナ送信も利用されない場合には、ユーザ端末のプロセッサ700は、多重アンテナ信号処理を実施しないという意味で簡素化される。プロセッサは、複数の物理信号処理ユニットによって実施される論理構成要素とすることができる。「プロセッサ」という用語は、データを処理することができるデバイスを意味する。プロセッサは、必要とされる機能を実施する電子回路、及び/又は必要とされる機能を実施するコンピュータプログラムを作動させるマイクロプロセッサを含むことができる。実施を設計する場合には、当業者は、例えば、装置のサイズ及び電力消費、必要な処理機能、製造コスト、並びに製造量に関する要件設定を考慮することになる。プロセッサは、論理構成要素、標準の集積回路、マイクロプロセッサ、及び/又は特定用途向け集積回路(ASIC)を含むことができる。
As described above, the embodiment of the present invention can be implemented in a transmitter (user terminal) and a receiver (base station). In fact, these embodiments are generally implemented by a processor or corresponding device included in a user terminal or base station. The processor is configured to allocate control message fields to PUSCH resources according to the selected uplink transmission method so as to optimize the transmission performance of the control message in the selected uplink transmission method. The device can be the
マイクロプロセッサは、集積回路上に中央演算処理装置(CPU)の機能を実施する。CPUは、プログラム命令を含むコンピュータプログラムを実行する論理マシンである。プログラム命令は、C、Java(登録商標)のような高レベルプログラミング言葉、又はマシン語又はアセンブラのような低レベルプログラミング言語とすることができるプログラミング言語を使用するコンピュータプログラムとして符号化することができる。CPUは、1組のレジスタ、演算論理ユニット(ALU)、及び制御ユニットを含むことができる。制御ユニットは、プログラムメモリからCPUに転送される一連のプログラム命令によって制御される。制御ユニットは、基本演算のための複数のマイクロ命令を含むことができる。マイクロ命令の実施は、CPU設計に依存して異なるとすることができる。マイクロプロセッサは、システムサービスを有するコンピュータプログラムを提供することができるオペレーティングシステム(埋め込みシステムの専用オペレーティングシステム、又は実時間オペレーティングシステム)を有することができる。 The microprocessor implements the function of a central processing unit (CPU) on an integrated circuit. The CPU is a logical machine that executes a computer program including program instructions. Program instructions can be encoded as computer programs that use high-level programming words such as C, Java®, or programming languages that can be low-level programming languages such as machine language or assembler. .. The CPU can include a set of registers, an arithmetic logic unit (ALU), and a control unit. The control unit is controlled by a series of program instructions transferred from the program memory to the CPU. The control unit can include multiple microinstructions for basic operations. The implementation of microinstructions can be different depending on the CPU design. The microprocessor can have an operating system (a dedicated operating system for embedded systems, or a real-time operating system) that can provide computer programs with system services.
本発明は、上記に定めたセルラー又は移動電話通信システムに適用可能であるが、他の適切な電話通信システムにも適用可能である。使用されるプロトコル、移動電話通信システムの仕様、これらのネットワーク要素、及び加入者端末は急速に発展している。そのような発展は、説明した実施形態への追加の変更を必要とする可能性がある。したがって、全ての用語及び表現は、広義に解釈すべきであり、上述の実施形態を制限するのではなく、例示するように考えられているものである。当業者には、技術が進歩する時に本発明の概念を様々な手法で実施することができることが明らかであろう。本発明及びその実施形態は、上述の実施例に限定されず、特許請求の範囲内で変更することができる。 The present invention is applicable to the cellular or mobile telephone communication systems defined above, but is also applicable to other suitable telephone communication systems. The protocols used, the specifications of mobile telephone communication systems, these network elements, and subscriber terminals are evolving rapidly. Such developments may require additional changes to the embodiments described. Therefore, all terms and expressions should be construed broadly and are intended to exemplify rather than limit the embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that the concepts of the invention can be implemented in various ways as technology advances. The present invention and embodiments thereof are not limited to the above-described embodiments, and can be modified within the scope of the claims.
400 開始
402 アップリンク送信方式の選択
406 制御メッセージフィールドの割り当て
400 Start 402 Uplink transmission method selection 406 Control message field assignment
Claims (16)
第1の拡散コードで制御情報を拡散して第1の符号化された制御情報を発生し、
前記第1の拡散コードとは異なる第2の拡散コードで前記制御情報を拡散して第2の符号化された制御情報を発生し、
前記第1の符号化された制御情報を基地局へ少なくとも第1のアンテナを介して第1の空間ストリームを介して送信し、前記第2の符号化された制御情報を前記第1のアンテナとは異なる少なくとも第2のアンテナを介して第2の空間ストリームを介して同時に送信し、前記第1の空間ストリームと前記第2の空間ストリームは、単一搬送波周波数分割多重アクセス(SC-FDMA)を用いて送信される、ことを特徴とする方法。 A method of multiple input multiple output (MIMO) uplink transmission performed by a user terminal.
The control information is spread by the first spreading code to generate the first coded control information.
The control information is diffused by a second spreading code different from the first spreading code to generate a second coded control information.
The first coded control information is transmitted to the base station via at least the first antenna and the first spatial stream, and the second coded control information is referred to as the first antenna. Simultaneously transmit over a second spatial stream via different at least a second antenna, and the first spatial stream and the second spatial stream have single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA). A method characterized by being transmitted using.
第1の拡散コードで制御情報を拡散して第1の符号化された制御情報を発生し、
前記第1の拡散コードとは異なる第2の拡散コードで前記制御情報を拡散して第2の符号化された制御情報を発生する、
ように構成されたプロセッサと、
前記第1の符号化された制御情報を基地局へ少なくとも第1のアンテナを介して第1の空間ストリームを介して送信し、前記第2の符号化された制御情報を前記第1のアンテナとは異なる少なくとも第2のアンテナを介して第2の空間ストリームを介して同時に送信するように構成された送信機であって、前記第1の空間ストリームと前記第2の空間ストリームは、単一搬送波周波数分割多重アクセス(SC-FDMA)を用いて送信される、送信機と、
を備えることを特徴とするユーザ端末。 A user terminal capable of performing multiple input and multiple output (MIMO) uplink transmission, and the user terminal is a user terminal.
The control information is spread by the first spreading code to generate the first coded control information.
A second spreading code different from the first spreading code spreads the control information to generate a second coded control information.
With a processor configured to
The first coded control information is transmitted to the base station via at least the first antenna and the first spatial stream, and the second coded control information is referred to as the first antenna. Is a transmitter configured to simultaneously transmit through a second spatial stream via different at least a second antenna , wherein the first spatial stream and the second spatial stream are single carrier waves. Transmitters transmitted using frequency split multiplex access (SC-FDMA),
A user terminal characterized by being provided with.
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