JPWO2009028095A1 - 制御情報通信方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信方法において、制御情報を多重するフォーマットに応じて前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンを変更して送信し、受信した前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンから送信された制御情報を多重したフォーマットを検出し、前記検出したフォーマットに応じて各制御情報を分離する。

Description

本発明は、制御情報通信方法及びその装置に関し、互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信方法及びその装置に関する。

移動通信システムにおける高速データ通信の仕様として、標準化機関である３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐｅｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれる標準化が進められている。ＬＴＥにおいて、下りの制御チャネルにはＵＬ ｇｒａｎｔ及びＤＬ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎの２種類がある。

ＵＬ ｇｒａｎｔは上りデータの送信許可及びパラメータの指定に用いられ、移動局（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）がＵＬ ｇｒａｎｔを受信すると上りデータの送信を行う。また、ＤＬ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎは直後に送信される下りデータのパラメータの指定に用いられ、移動局がＤＬ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを受信すると下りデータの受信を行い、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）チェック結果によってＡｃｋ又はＮａｃｋ（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ）を上りの制御チャネルを用いて送信する。

図１（Ａ）に、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを送信する上り制御チャネルフォーマットの一例を示す。ここで、１サブフレームは例えば１．０ｍｓｅｃで２つのスロットからなり、各スロットは７つのブロックからなる。リファレンス信号（ＲＳ：ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）は既知のパイロット信号である。

また、ＬＴＥにおいて、上りの制御チャネルはＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを送信するためにも用いられる。ＣＱＩは下りリンクの伝搬路状態を表わす指標で、通常は下りリンクのＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）に依存し、通常ある一定の周期で基地局から送信される。図１（Ｂ）に、ＣＱＩを送信する上り制御チャネルフォーマットの一例を示す。

Ａｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを同時に送信する場合、ＬＴＥ上りリンクの特徴であるシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を保持するため、同じチャネルに多重されて送信される（例えば非特許文献１，２，３参照）。

図２は、従来の上り制御チャネルフォーマットの一例を示す。ここでは、Ａｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを単純に時分割多重している。

図３は、従来の上り制御チャネルフォーマットの他の一例を示す。図３（Ａ）ではスロット毎にリファレンス信号を｛１，１｝で変調することでＡｃｋを多重し、図３（Ｂ）ではスロット毎にリファレンス信号を｛１，−１｝で変調することでＮａｃｋを多重している。

図４は、従来の上り制御チャネルフォーマットの別の一例を示す。図４ではＡｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩをまとめて符号化し、各スロットの５ブロックに収容している。
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＃４９−ｂｉｓ Ｒ１−０７２７０６ Ｏｒｌａｎｄ，ＵＳＡ Ｊｕｎｅ ２５−２９，２００７ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４９ｂｉｓ Ｒ１−０７２７５５ ２５ｔｈ−２９ｔｈ Ｊｕｎｅ ２００７ Ｏｒｌａｎｄ，ＵＳＡ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃４９ｂｉｓ Ｒ１−０７３００３ Ｏｒｌａｎｄ，ＵＳＡ Ｊｕｎｅ ２５−２９，２００７

Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号は基地局（ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢとも呼ぶ）において受信し判定される。しかし、下りリンクにおいてＤＬ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを受信できなかった場合、移動局はＡｃｋ／Ｎａｃｋを送信しない（ＤＴＸ送信）。このため、基地局においては、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸの３値判定をする必要がある。

図２乃至図４に示す従来の多重方法は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸの３値判定が容易なフォーマットとなっていなかった。基地局でＤＴＸをＡｃｋと誤判定してしまうと、レイヤ１における再送が動作せず、パケットの抜けが生じてしまい、結果としてスループットの大幅な劣化を招いてしまうという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸの３値判定を容易に行うことができる制御情報通信方法及びその装置を提供することを総括的な目的とする。

この目的を達成するため、本発明の制御情報通信方法は、互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信方法において、制御情報を多重するフォーマットに応じて前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンを変更して送信し、受信した前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンから送信された制御情報を多重したフォーマットを検出し、受信した前記制御チャネルから検出したフォーマットに応じて各制御情報を分離する。

このような制御情報通信方法によれば、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸの３値判定を容易に行うことができ、ＤＴＸをＡｃｋ／Ｎａｃｋと誤判定してしまうことによるスループットの大幅な劣化を防ぐことができる。

従来のＡｃｋ／Ｎａｃｋ，ＣＱＩを送信する上り制御チャネルフォーマットの一例を示す図である。 従来の上り制御チャネルフォーマットの一例を示す図である。 従来の上り制御チャネルフォーマットの他の一例を示す図である。 従来の上り制御チャネルフォーマットの別の一例を示す図である。 ＬＴＥ上りリンクのチャネル構成を示す図である。 本発明の上り制御チャネルフォーマットの第１実施形態を示す図である。 本発明の第１実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図である。 本発明の第１実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図である。 従来の移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図である。 従来の基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図である。 本発明の上り制御チャネルフォーマットの第１実施形態の変形例を示す図である。 本発明の上り制御チャネルフォーマットの第２実施形態を示す図である。 本発明の第２実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図である。 本発明の第２実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図である。 本発明の上り制御チャネルフォーマットの第３実施形態を示す図である。 本発明の第３実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図である。 本発明の第３実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図である。 本発明の上り制御チャネルフォーマットの第４実施形態を示す図である。 本発明の第４実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図である。 本発明の第４実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図である。

符号の説明

１１，１４，５１，７１ 符号化部
１２，１５，５２，７２ 変調部
１３ 切り替え部
１８ ＺＣ系列部
１９ Ｓ／Ｐ部
２０ 乗算部
２１ サブキャリアマッピング部
２２ ＩＦＦＴ部
２３ ＣＰ付加部
２４ 送信機
３１ 受信機
３２ ＣＰ除去部
３３ ＦＦＴ部
３４ サブキャリアデマッピング部
３５，４５ ＳＷ部
３６，４１ ＺＣ系列キャンセル部
３７，４２ 周波数平均部
３８ 位相補償部
４３ フォーマット判定部
４４ スロット内平均部
４６，４７，５３，５４，７３ チャネル復号部
６２ 選択部

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

ＬＴＥ上りリンクではシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）が採用されている。ＳＣ−ＦＤＭＡにおいてはサブフレーム毎に送信周波数帯域は変化するが、一度に送信する周波数帯域は１つであるという制約がある。このため、例えば、データ信号と制御情報を異なる周波数帯域で同時に送信することはできない。そのため、ＬＴＥにおいては制御情報を送信する場合にデータ信号も同時に送信する必要があるときには、制御情報をデータ信号と同じ帯域幅に時間多重する。一方でデータと同時送信しない場合は後述するように通常データ信号を送信する帯域とは異なる帯域で送信する。

図５に、ＬＴＥ上りリンクのチャネル構成を示す。ここで、横軸は時間軸、縦軸は周波数軸である。ＬＴＥ上りリンクにおける制御チャネルは、例えばシステム帯域の両側に割り当てられる。データチャネルと同様に１サブフレーム（１．０ｍｓｅｃ）単位で送信されるが、周波数ダイバーシティゲインを得るためにスロット（０．５ｍｓｅｃ）毎に周波数ホッピングする。

図５に示すようにＡｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩには別の帯域幅が割り当てられる。ＣＱＩは移動局が下りリンクの受信品質（ＳＩＲなど）を測定し、それを量子化して、予め決められた固定の周期で定期的に送信される。

Ａｃｋ／Ｎａｃｋは移動局が下りの受信信号を受信した場合に復号後のＣＲＣチェック結果に応じて送信されるが、予め送信タイミングが決められてはいない。このため、場合によってはＣＱＩを送信するべきタイミングで同時にＡｃｋ／Ｎａｃｋを送信する必要がある。このとき、ＣＱＩを送信する帯域にＣＱＩとＡｃｋ／Ｎａｃｋを多重して送信する。

<第１実施形態>
図６は、本発明の上り制御チャネルフォーマットの第１実施形態を示す。図６（Ａ），（Ｂ）において、１サブフレームは例えば１．０ｍｓｅｃで２つのスロットからなり、各スロットは７つのブロックからなる。図６（Ａ）は、ＣＱＩのみの場合（つまりＣＱＩにＤＴＸを多重した場合）を示しており、この場合は同一スロット内の２ブロックのリファレンス信号は同じ位相で変調（つまり｛１，１｝で変調）されている。

図６（Ｂ）は、Ａｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを時分割多重した場合を示しており、この場合は同一スロット内の２ブロックのリファレンス信号は逆位相で変調（つまり｛１，−１｝で変調）されている。なお、左右のスロットにはＣＱＩとＡｃｋ／Ｎａｃｋとが共に割り当て配置されている。

このため、基地局では受信した同一スロット内のリファレンス信号の位相を判定することにより、どちらのフォーマットで送信されているかをまず判定することができ、その結果を受けてＡｃｋ／ＮａｃｋとＤＴＸを復調することが可能となる。結果として、ＤＴＸをＡｃｋ／Ｎａｃｋと誤判定してしまうことによるスループットの大幅な劣化を防ぐことができる。

図７は、本発明の第１実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図を示す。同図中、例えば１ビット又は２ビットのＡｃｋ／Ｎａｃｋは符号化部１１で例えば繰り返し符号を行われ、変調部１２で変調されて切り替え部１３に供給される。一方、例えば５ビット又は４ビットのＣＱＩは符号化部１４で例えば畳み込み符号等の符号化を行われ、変調部１５で変調されて切り替え部１３に供給される。更に、端子１６から＋１又は−１のリファレンス信号が切り替え部１３に供給される。

切り替え部１３は図６（Ａ）に示すブロック単位で上記ＣＱＩ，＋１，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ＣＱＩ，＋１，ＣＱＩを順に切り替え選択し、また、図６（Ｂ）に示すブロック単位で上記ＣＱＩ，＋１，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ，ＣＱＩ，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ，−１，ＣＱＩを順に切り替え選択して乗算部２０に供給する。

ＺＣ系列部１８は例えば１２シンボルのＺＣ系列を生成し、このＺＣ系列はＳ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部１９でパラレルにされて乗算部２０に供給される。乗算部２０はＺＣ系列に切り替え部１３から供給される信号を乗算して、パラレルにサブキャリアマッピング部２１に供給する。

サブキャリアマッピング部２１は、乗算部２０からの信号を図５に示す制御チャネル用のサブキャリアの周波数帯域にマッピングする。ここまでは周波数領域の信号を処理しているため、次に、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２２で逆フーリエ変換処理を行って時間領域の信号に変換し、ＣＰ付加部２３でＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）を付加したのち、送信機２４から送信する。

図８は、本発明の第１実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図を示す。同図中、受信機３１で受信した信号はＣＰ除去部３２に供給されＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）を除去される。次に、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部３３でブロック毎に周波数領域の信号に変換する。

次に、サブキャリアデマッピング部３４でサブキャリアデマッピングを行い、ＳＷ（スイッチ）部３５で図６（Ａ），（Ｂ）に示すフォーマットに従って制御情報（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ，ＣＱＩ）とリファレンス信号に分離する。

制御情報は、ＺＣ系列キャンセル部３６でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部３７にて周波数軸上で平均を求めて位相補償部３８に供給される。

リファレンス信号は、ＺＣ系列キャンセル部４１でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部４２にて周波数軸上で平均を求めてフォーマット判定部４３及びスロット内平均部４４に供給される。

フォーマット判定部４３は、周波数平均されたリファレンス信号を｛＋１，＋１｝のパターンと｛＋１，−１｝のパターンでそれぞれ相関をとり、相関値が大きい方が実際に送信されたリファレンス信号のパターン、すなわち送信されたフォーマットであると判定する。つまり、スロット内でリファレンス信号が同位相であるか逆位相であるかにより、図６（Ａ）のＣＱＩのみ（つまりＤＴＸの多重）のフォーマットであるか、図６（Ｂ）のＡｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを多重したフォーマットであるかを判定し、その判定結果をスロット内平均部４４，ＳＷ部４５，チャネル復号部４６，４７に供給すると共に、ＣＱＩのみの場合にＤＴＸを出力する。

スロット内平均部４４は、スロット内のリファレンス信号をフォーマット判定結果に従って同位相（｛＋１，＋１｝のパターンの場合）又は逆位相（｛＋１，−１｝のパターンの場合）で平均して位相補償部３８に供給する。位相補償部３８はリファレンス信号の位相情報に応じて制御情報の位相補償を行う。

この後、制御情報はＳＷ部４５でフォーマットに従ってＡｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩに分離され、Ａｃｋ／Ｎａｃｋはチャネル復号部４６にてチャネル復号されて出力され、ＣＱＩはチャネル復号部４７にてチャネル復号されて出力される。

ところで、ＣＱＩのマッピングされるシンボル数が減ると、ＣＱＩの受信品質が劣化する懸念がある。このため、Ａｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを送信する場合にはＣＱＩの精度を落とす構成としても良い。

例えば、ＣＱＩのみを図６（Ａ）のフォーマットで送信するとき、３２通りのＣＱＩを送信する場合、３２通りを表す５ビットをサブフレーム（５ブロック）当たり２０ビット（ＱＰＳＫの場合）で符号化すると、符号化率は０．２５である。

図６（Ｂ）のフォーマットでＡｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩを送信するとき、３２通りのＣＱＩを送信する場合、ＣＱＩの送信に割り当てられるビット数は、サブフレーム（３ブロック）当たり１２ビットであるため、符号化率は０．４２となってしまう。このとき、符号化部１４とチャネル復号部４７において、ＣＱＩを４ビット（１６通り）に精度を落とせば、符号化率を０．３３とすることができ、特性の劣化を抑えることができる。

なお、比較のために、従来の図２に示すフォーマットを用いた場合の移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成を図９に示し、基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成を図１０に示す。図９及び図１０で図７及び図８と同一部分には同一符号を付す。図９においては切り替え部１３には端子１６から＋１だけが供給されている。すなわち、Ａｃｋ／Ｎａｃｋが多重される場合もＤＴＸが多重される場合もリファレンス信号が供給される。図７の切り替え部１３は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋが多重される場合とＤＴＸが多重される場合で異なるリファレンス信号が供給される。図１０においてはフォーマット判定部４３を有していない。

<ＺＣ系列>
シングルキャリア伝送において受信側で周波数等化を行う場合、周波数領域でチャネル推定を精度良く行うためには、リファレンス信号が周波数領域において一定振幅である（つまり、任意の周期的時間シフトの自己相関が０である）ことが望ましい。一方で、ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）の観点から時間領域においても一定振幅であることが望ましい。

これらの特性を実現する系列の例として、ＺＣ（Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ）系列が提案されている。その計算式を以下に示す。ここで、ｋはシンボル番号、ｎは時間方向のインデックスを表す。整数ｋとＬが互いに素であれば、系列長はＬとなる。

<第１実施形態の変形例>
図１１は、本発明の上り制御チャネルフォーマットの第１実施形態の変形例を示す。図１１（Ａ）は、ＣＱＩのみの場合（つまりＣＱＩにＤＴＸを多重した場合）を示しており、この場合は同一スロット内の２ブロックのリファレンス信号は同じ位相で変調（つまり｛１，１｝で変調）されている。これは図６（Ａ）と同一である。

図１１（Ｂ）は、Ａｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを時分割多重した場合を示しており、この場合は同一スロット内の２ブロックのリファレンス信号は逆位相で変調（つまり｛１，−１｝で変調）されている。図１１（Ｂ）では左側のスロットにＣＱＩが割り当て配置され、右側のスロットにＡｃｋ／Ｎａｃｋが割り当て配置されている。

このように、Ａｃｋ／Ｎａｃｋのシンボル位置は一例であり、本発明ではＡｃｋ／Ｎａｃｋやその他のシンボル位置が限定されるものではない。

<第２実施形態>
図１２は、本発明の上り制御チャネルフォーマットの第２実施形態を示す。図１２（Ａ）は、ＣＱＩのみの場合（つまりＣＱＩにＤＴＸを多重した場合）を示しており、この場合は同一スロット内の２ブロックのリファレンス信号は同じ位相で変調（つまり｛１，１｝で変調）されている。これは図６（Ａ）と同一である。

図１２（Ｂ）は、ＡｃｋとＣＱＩ、又は、ＮａｃｋとＣＱＩを合わせて符号化し（Ａｃｋ／ＮａｃｋとＣＱＩを同時符号化）多重した場合を示しており、この場合は同一スロット内の２ブロックのリファレンス信号は逆位相で変調（つまり｛１，−１｝で変調）されている。

このため、基地局では受信した同一スロット内のリファレンス信号の位相を判定することにより、どちらのフォーマットで送信されているかをまず判定することができ、その結果を受けてＡｃｋ／ＮａｃｋとＤＴＸを復調することが可能となる。結果として、ＤＴＸをＡｃｋ／Ｎａｃｋと誤判定してしまうことによるスループットの大幅な劣化を防ぐことができる。

図１３は、本発明の第２実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図を示す。同図中、例えば１ビット又は２ビットのＡｃｋ／Ｎａｃｋと例えば５ビットのＣＱＩの合計６ビット又は７ビット（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ）は符号化部５１で符号化を行われ、変調部５２で変調されて切り替え部１３に供給される。更に、端子１６から＋１又は−１のリファレンス信号が切り替え部１３に供給される。

切り替え部１３は図１２（Ａ）に示すブロック単位で上記ＣＱＩ，＋１，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ＣＱＩ，＋１，ＣＱＩを順に切り替え選択し、また、図１２（Ｂ）に示すブロック単位で上記Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ，＋１，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ，−１，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩを順に切り替え選択して乗算部２０に供給する。

ＺＣ系列部１８は例えば１２シンボルのＺＣ系列を生成し、このＺＣ系列はＳ／Ｐ部１９でパラレルにされて乗算部２０に供給される。乗算部２０はＺＣ系列に切り替え部１３から供給される信号を乗算してパラレルにサブキャリアマッピング部２１に供給する。

サブキャリアマッピング部２１は、乗算部２０からの信号を図５に示す制御チャネル用のサブキャリアの周波数帯域にマッピングする。ここまでは周波数領域の信号を処理しているため、次に、ＩＦＦＴ部２２で時間領域の信号に変換し、ＣＰ付加部２３でＣＰを付加したのち、送信機２４から送信する。

図１４は、本発明の第２実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図を示す。同図中、受信機３１で受信した信号はＣＰ除去部３２に供給されＣＰを除去される。次に、ＦＦＴ部３３でブロック毎に周波数領域の信号に変換する。

次に、サブキャリアデマッピング部３４でサブキャリアデマッピングを行い、ＳＷ部３５で図１２（Ａ），（Ｂ）に示すフォーマットに従って制御情報（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ，ＣＱＩ）とリファレンス信号に分離する。

制御情報は、ＺＣ系列キャンセル部３６でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部３７にて周波数軸上で平均を求めて位相補償部３８に供給される。

リファレンス信号は、ＺＣ系列キャンセル部４１でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部４２にて周波数軸上で平均を求めてフォーマット判定部４３及びスロット内平均部４４に供給される。

フォーマット判定部４３は、周波数平均されたリファレンス信号を｛＋１，＋１｝のパターンと｛＋１，−１｝のパターンでそれぞれ相関をとり、相関値が大きい方が実際に送信されたリファレンス信号のパターン、すなわち送信されたフォーマットであると判定する。つまり、スロット内でリファレンス信号が同位相であるか逆位相であるかにより、図１２（Ａ）のＣＱＩのみ（つまりＤＴＸの多重）のフォーマットであるか、図１２（Ｂ）のＡｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩのフォーマットであるかを判定し、その判定結果をスロット内平均部４４，ＳＷ部４５に供給すると共に、ＣＱＩのみの場合にＤＴＸを出力する。

スロット内平均部４４は、スロット内のリファレンス信号をフォーマット判定結果に従って同位相（｛＋１，＋１｝のパターンの場合）又は逆位相（｛＋１，−１｝のパターンの場合）で平均して位相補償部３８に供給する。位相補償部３８はリファレンス信号の位相情報に応じて制御情報の位相補償を行う。

この後、制御情報はＳＷ部４５でフォーマットに従ってＡｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩとＣＱＩとに分離され、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ＋ＣＱＩはチャネル復号部５３にてチャネル復号されてＡｃｋ／Ｎａｃｋ／ＣＱＩが出力される。また、ＣＱＩはチャネル復号部５４にてチャネル復号されて出力される。

<第３実施形態>
図１５は、本発明の上り制御チャネルフォーマットの第３実施形態を示す。図１５（Ａ）は、Ａｃｋ＋ＣＱＩのフォーマットを示しており、この場合は同一スロット内の第２ブロックのリファレンス信号の位相を基準（位相０）として、第６ブロックのリファレンス信号を２π／３だけ移相して変調（つまり｛１，ｅｘｐ［２π／３］｝で変調）する。

図１５（Ｂ）は、Ｎａｃｋ＋ＣＱＩのフォーマットを示しており、この場合は同一スロット内の第２ブロックのリファレンス信号の位相を基準（位相０）として、第６ブロックのリファレンス信号を４π／３だけ移相して変調（つまり｛１，ｅｘｐ［４π／３］｝で変調）する。

図１５（Ｃ）は、ＤＴＸ＋ＣＱＩのフォーマットを示しており、この場合は同一スロット内の第２ブロック及び第６ブロックのリファレンス信号の位相を基準（位相０）として変調（つまり｛１，１｝で変調）する。

このため、基地局では受信した同一スロット内のリファレンス信号の位相を判定することにより、どのフォーマットで送信されているかをまず判定することができ、その結果を受けてＡｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸを復調することが可能となる。結果として、ＤＴＸをＡｃｋ／Ｎａｃｋと誤判定してしまうことによるスループットの大幅な劣化を防ぐことができる。

図１６は、本発明の第３実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図を示す。同図中、例えば５ビットのＣＱＩは符号化部１４で例えば繰り返し符号等の符号化を行われ、変調部１５で変調されて切り替え部１３に供給される。

選択部６２には、１，ｅｘｐ［２π／３］，ｅｘｐ［４π／３］の３種類のリファレンス信号が切り替え部１３に供給されると共に、端子６１から例えば２ビットのＤＴＸ／Ａｃｋ／Ｎａｃｋが供給される。選択部６２は、スロット内の第２ブロックでは１のリファレンス信号を選択する。これと共に、スロット内の第６ブロックではＤＴＸのとき１のリファレンス信号を選択し、Ａｃｋのときｅｘｐ［２π／３］のリファレンス信号を選択し、Ｎａｃｋのときｅｘｐ［４π／３］のリファレンス信号を選択して切り替え部１３に供給する。

切り替え部１３はＡｃｋのとき図１５（Ａ）に示すブロック単位で上記ＣＱＩ，ｅｘｐ［２π／３］，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ｅｘｐ［２π／３］，ＣＱＩを順に切り替え選択し、また、Ｎａｃｋのとき図１５（Ｂ）に示すブロック単位で上記上記ＣＱＩ，ｅｘｐ［４π／３］，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ｅｘｐ［４π／３］，ＣＱＩを順に切り替え選択して乗算部２０に供給し、ＤＴＸのとき図１５（Ｃ）に示すブロック単位で上記上記ＣＱＩ，＋１，ＣＱＩ，ＣＱＩ，ＣＱＩ，＋１，ＣＱＩを順に切り替え選択して乗算部２０に供給する。

ＺＣ系列部１８は例えば１２シンボルのＺＣ系列を生成し、このＺＣ系列はＳ／Ｐ部１９でパラレルにされて乗算部２０に供給される。乗算部２０はＺＣ系列に切り替え部１３から供給される信号を乗算してパラレルにサブキャリアマッピング部２１に供給する。

サブキャリアマッピング部２１は、乗算部２０からの信号を図５に示す制御チャネル用のサブキャリアの周波数帯域にマッピングする。ここまでは周波数領域の信号を処理しているため、次に、ＩＦＦＴ部２２で時間領域の信号に変換し、ＣＰ付加部２３でＣＰを付加したのち、送信機２４から送信する。

図１７は、本発明の第３実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図を示す。同図中、受信機３１で受信した信号はＣＰ除去部３２に供給されＣＰを除去される。次に、ＦＦＴ部３３でブロック毎に周波数領域の信号に変換する。

次に、サブキャリアデマッピング部３４でサブキャリアデマッピングを行い、ＳＷ部３５で図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すフォーマットに従って制御情報（ＣＱＩ）とリファレンス信号に分離する。

制御情報は、ＺＣ系列キャンセル部３６でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部３７にて周波数軸上で平均を求めて位相補償部３８に供給される。

リファレンス信号は、ＺＣ系列キャンセル部４１でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部４２にて周波数軸上で平均を求めてフォーマット判定部６３及びスロット内平均部４４に供給される。

フォーマット判定部６３は、周波数平均されたリファレンス信号を｛１，１｝、｛１，ｅｘｐ（２π／３）｝及び｛１，ｅｘｐ（４π／３）｝の３つのパターンでそれぞれ相関をとり、相関値が最も大きいものが実際に送信されたリファレンス信号のパターン、すなわち送信されたフォーマットであると判定する。つまり、スロット内でリファレンス信号が同位相であるか逆位相であるかにより、図１５（Ａ）のＡｃｋ＋ＣＱＩのフォーマットであるか、図１５（Ｂ）のＮａｃｋ＋ＣＱＩのフォーマットであるか、図１５（Ｃ）のＤＴＸ＋ＣＱＩのフォーマットであるかを判定し、その判定結果（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ）をスロット内平均部４４に供給すると共に、外部に出力する。

スロット内平均部４４は、スロット内のリファレンス信号をフォーマット判定結果に従って同位相（例えば位相０）としたのち平均して位相補償部３８に供給する。位相補償部３８はリファレンス信号の位相情報に応じて制御情報の位相補償を行う。この後、制御情報のＣＱＩは図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のフォーマットに拘わらず、チャネル復号部５４にて同様の方法でチャネル復号されて出力される。

なお、上記実施形態では、リファレンス信号を｛１，１｝、｛１，ｅｘｐ（２π／３）｝及び｛１，ｅｘｐ（４π／３）｝の３つのパターンとしているが、多重する制御情報が４種類であれば、リファレンス信号を｛１，１｝、｛１，ｅｘｐ（π／４）｝、｛１，ｅｘｐ（π／２）｝及び｛１，ｅｘｐ（３π／４）｝の４つのパターンとしても良く、同様にして４つのパターンとしても良い。

<第４実施形態>
図１８は、本発明の上り制御チャネルフォーマットの第４実施形態を示す。ここで、各スロットの第２，第６ブロックにリファレンス信号が配置され、各スロットの第１，第３〜第５，第７ブロックに、ＡｃｋとＣＱＩ、又は、ＮａｃｋとＣＱＩ、又は、ＤＴＸとＣＱＩを合わせて符号化した制御情報が配置されている。なお、上記制御情報をＡｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩの同時符号化と表す。また、ＤＴＸはＡｃｋ／Ｎａｃｋの多重有無情報である。

このため、基地局では受信した同一スロット内の第１，第３〜第５，第７ブロックを復号することにより、どちらのフォーマットで送信されているかをまず判定することができ、その結果を受けてＡｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸを復調することが可能となる。結果として、ＤＴＸをＡｃｋ／Ｎａｃｋと誤判定してしまうことによるスループットの大幅な劣化を防ぐことができる。

図１９は、本発明の第４実施形態における移動局の上り制御チャネル送信部のブロック構成図を示す。同図中、例えば２ビットのＡｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸと例えば４ビット又は５ビットのＣＱＩの合計６ビット又は７ビット（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ）は符号化部７１で符号化を行われ、変調部７２で変調されて切り替え部１３に供給される。更に、端子１６から＋１のリファレンス信号が切り替え部１３に供給される。

切り替え部１３は図１８に示すブロック単位で上記Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ，＋１，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ，＋１，Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩを順に切り替え選択して乗算部２０に供給する。

ＺＣ系列部１８は例えば１２シンボルのＺＣ系列を生成し、このＺＣ系列はＳ／Ｐ部１９でパラレルにされて乗算部２０に供給される。乗算部２０はＺＣ系列に切り替え部１３から供給される信号を乗算してパラレルにサブキャリアマッピング部２１に供給する。

サブキャリアマッピング部２１は、乗算部２０からの信号を図５に示す制御チャネル用のサブキャリアの周波数帯域にマッピングする。ここまでは周波数領域の信号を処理しているため、次に、ＩＦＦＴ部２２で時間領域の信号に変換し、ＣＰ付加部２３でＣＰを付加したのち、送信機２４から送信する。

図２０は、本発明の第４実施形態における基地局の上り制御チャネル受信部のブロック構成図を示す。同図中、受信機３１で受信した信号はＣＰ除去部３２に供給されＣＰを除去される。次に、ＦＦＴ部３３でブロック毎に周波数領域の信号に変換する。

次に、サブキャリアデマッピング部３４でサブキャリアデマッピングを行い、ＳＷ部３５で図１８に示すフォーマットに従って制御情報（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ）とリファレンス信号に分離する。

制御情報は、ＺＣ系列キャンセル部３６でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部３７にて周波数軸上で平均を求めて位相補償部３８に供給される。

リファレンス信号は、ＺＣ系列キャンセル部４１でＺＣ系列と複素共役な系列を乗算することによりＺＣ系列を除去されたのち、周波数平均部４２にて周波数軸上で平均を求めてスロット内平均部４４に供給される。

スロット内平均部４４は、スロット内のリファレンス信号を同位相で平均して位相補償部３８に供給する。位相補償部３８はリファレンス信号の位相情報に応じて制御情報の位相補償を行う。

この後、制御情報（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸ＋ＣＱＩ）はチャネル復号部７３にてチャネル復号されてＡｃｋ／Ｎａｃｋ／ＤＴＸとＣＱＩが出力される。

ところで、ＣＱＩが５ビット（３２通り）あるとすると、Ａｃｋ＋ＣＱＩ，Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ，ＤＴＸ＋ＣＱＩがそれぞれ３２通りなので、合わせて９６通りについて符号化を行うこととなる。この９６通り（７ビット）をサブフレーム（５ブロック）当たり２０ビット（ＱＰＳＫの場合）で符号化することになる。

このため、Ａｃｋ／Ｎａｃｋと組み合わせる場合にＣＱＩの精度を１ｂｉｔ下げて１６通りにすることも可能である。この場合は、Ａｃｋ＋ＣＱＩ（１６通り）、Ｎａｃｋ＋ＣＱＩ（１６通り），ＤＴＸ＋ＣＱＩ（３２通り）となるため、合わせて６４通りを符号化すれば良いことになる。この６４通り（６ビット）をサブフレーム（５ブロック）当たり２０ビット（ＱＰＳＫの場合）で符号化することになり、ＣＱＩの受信品質の劣化を抑えることができる。これは、符号化部７１とチャネル復号部７３の構成を変更することにより実現できる。

上記実施形態では、多重手段の一例として符号化部１１，１４，変調部１２，１５，切り替え部１３を用い、パターン変更手段の一例として切り替え部１３を用い、フォーマット検出手段の一例としてフォーマット判定部４３を用い、分離手段の一例としてＳＷ部３５，４５，チャネル復号部４６，４７を用い、符号化手段の一例として符号化部７１，変調部７２を用い、符号化情報多重手段の一例として切り替え部１３を用い、符号化情報分離手段の一例としてＳＷ部３５を用い、復号手段の一例としてチャネル復号部７３を用いている。

Claims (20)

1. 互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信方法において、
   制御情報を多重するフォーマットに応じて前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンを変更して送信し、
   受信した前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンから送信された制御情報を多重したフォーマットを検出し、
   前記検出したフォーマットに応じて各制御情報を分離する
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
2. 請求項１記載の制御情報通信方法において、
   前記リファレンス信号のパターンの変更は、前記制御チャネルの各スロットに含まれる複数のリファレンス信号の位相に基づく
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
3. 請求項２記載の制御情報通信方法において、
   前記各スロットに含まれる複数のリファレンス信号の位相を複数とする
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
4. 請求項１記載の制御情報通信方法において、
   多重した複数種類の制御情報を前記制御チャネルの同一スロットに割り当てる
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
5. 請求項１記載の制御情報通信方法において、
   多重した複数種類の制御情報を前記制御チャネルの異なるスロットに割り当て配置する
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
6. 請求項１記載の制御情報通信方法において、
   前記多重する複数種類の制御情報をまとめて符号化し、
   受信した前記制御チャネルから分離される符号化情報を復号して前記複数種類の制御情報を得る
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
7. 互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信方法において、
   前記複数種類の制御情報と任意の制御情報の多重有無情報をまとめて符号化して多重し、
   受信した前記制御チャネルから符号化情報を分離して復号し前記複数種類の制御情報と任意の制御情報の多重有無情報を得る
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
8. 請求項１又は７記載の制御情報通信方法において、
   前記多重する制御情報の種類の増加に伴い、多重する制御情報の少なくとも１つの精度を低下させる
   ことを特徴とする制御情報通信方法。
9. 互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信システムを構成する送信装置において、
   互いに独立した複数種類の制御情報を多重する多重手段と、
   制御情報を多重するフォーマットに応じて前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンを変更するパターン変更手段と、
   を有することを特徴とする送信装置。
10. 互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信システムを構成する受信装置において、
    受信した前記制御チャネルに含まれるリファレンス信号のパターンから送信された制御情報を多重したフォーマットを検出するフォーマット検出手段と、
    受信した前記制御チャネルから検出したフォーマットに応じて各制御情報を分離する分離手段と、
    を有することを特徴とする受信装置。
11. 請求項９記載の送信装置において、
    前記パターン変更手段は、前記制御チャネルの各スロットに含まれる複数のリファレンス信号の位相を異ならせて前記リファレンス信号のパターンを変更する
    ことを特徴とする送信装置。
12. 請求項１０記載の受信装置において、
    前記フォーマット検出手段は、前記制御チャネルの各スロットに含まれる複数のリファレンス信号の位相から前記送信された制御情報を多重したフォーマットを検出する
    ことを特徴とする受信装置。
13. 請求項１２記載の送信装置において、
    前記パターン変更手段は、前記各スロットに含まれる複数のリファレンス信号の位相を複数とする
    ことを特徴とする送信装置。
14. 請求項９記載の送信装置において、
    前記多重手段は、前記多重する制御情報の種類の増加に伴い、多重する制御情報の少なくとも１つの精度を低下させる
    ことを特徴とする送信装置。
15. 請求項９記載の送信装置において、
    前記多重手段は、多重した複数種類の制御情報を前記制御チャネルの同一スロットに割り当てる
    ことを特徴とする送信装置。
16. 請求項１０記載の送信装置において、
    前記多重手段は、多重した複数種類の制御情報を前記制御チャネルの異なるスロットに割り当てる
    ことを特徴とする送信装置。
17. 請求項９記載の送信装置において、
    前記多重手段は、前記多重する複数種類の制御情報をまとめて符号化する
    ことを特徴とする送信装置。
18. 請求項１０記載の受信装置において、
    前記分離手段は、受信した前記制御チャネルから分離される複数種類の制御情報をまとめて符号化した符号化情報を復号して前記複数種類の制御情報を得る
    ことを特徴とする受信装置。
19. 互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信システムを構成する送信装置において、
    前記複数種類の制御情報と任意の制御情報の多重有無情報をまとめて符号化する符号化手段と、
    前記符号化手段で得た符号化情報を多重する符号化情報多重手段を
    有することを特徴とする送信装置。
20. 互いに独立した複数種類の制御情報を多重し制御チャネルを用いて送信し、受信した制御チャネルから各制御情報を分離する制御情報通信システムを構成する受信装置において、
    受信した前記制御チャネルから前記複数種類の制御情報と任意の制御情報の多重有無情報をまとめて符号化した符号化情報を分離する符号化情報分離手段と、
    前記分離手段で得た符号化情報を復号して前記複数種類の制御情報と任意の制御情報の多重有無情報を得る復号手段を
    有することを特徴とする受信装置。

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