JPWO2010143419A1 - 端末装置及び信号多重制御方法 - Google Patents

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Abstract

Carrier aggregation時に上り回線データと応答信号とを同時に送信する場合でも、端末の消費電力を抑えつつ、上り回線データの品質を向上させることができる端末装置。N個(Nは、2以上の自然数)の下り単位バンドと上り単位バンドとからなる単位バンドグループを用いて基地局装置と通信する端末装置(200)であって、制御部(208)は、上りデータと応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンドにおいて上り割当制御情報のみを受信し、第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンドにおいて下り割当制御情報のみを受信した場合、第1の下り単位バンドで受信した上り割当制御情報が示す上りデータチャネルにおいて、上りデータ、及び、第2の下り単位バンドで受信した下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下りデータに対する応答信号を時間多重して送信する。

Description

本発明は、端末装置及び信号多重制御方法に関する。
3GPP LTEでは、下り回線の通信方式としてOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が採用されている。3GPP LTEが適用された無線通信システムでは、基地局が予め定められた通信リソースを用いて同期信号(Synchronization Channel:SCH)及び報知信号(Broadcast Channel:BCH)を送信する。そして、端末は、まず、SCHを捕まえることによって基地局との同期を確保する。その後、端末は、BCH情報を読むことにより基地局独自のパラメータ(例えば、周波数帯域幅など)を取得する(非特許文献1、2、3参照)。
また、端末は、基地局独自のパラメータの取得が完了した後、基地局に対して接続要求を行うことにより、基地局との通信を確立する。基地局は、通信が確立された端末に対して、必要に応じてPDCCH(Physical Downlink Control CHannel)を介して制御情報を送信する。
そして、端末は、受信したPDCCH信号に含まれる複数の制御情報をそれぞれ「ブラインド判定」する。すなわち、制御情報は、CRC(Cyclic Redundancy Check)部分を含み、このCRC部分は、基地局において、送信対象端末の端末IDによってマスクされる。従って、端末は、受信した制御情報のCRC部分を自機の端末IDでデマスクしてみるまでは、自機宛の制御情報であるか否かを判定できない。このブラインド判定では、デマスクした結果、CRC演算がOKとなれば、その制御情報が自機宛であると判定される。
また、3GPP LTEでは、基地局から端末への下り回線データに対してARQ(Automatic Repeat Request)が適用される。つまり、端末は下り回線データの誤り検出結果を示す応答信号を基地局へフィードバックする。端末は下り回線データに対しCRCを行って、CRC=OK(誤り無し)であればACK(Acknowledgment)を、CRC=NG(誤り有り)であればNACK(Negative Acknowledgment)を応答信号として基地局へフィードバックする。この応答信号(つまり、ACK/NACK信号)のフィードバックには、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)等の上り回線制御チャネルが用いられる。そして、受信した応答信号がNACKを示す場合には、基地局は、端末に対して再送データを送信する。
ここで、基地局から送信される上記制御情報には、基地局が端末に対して割り当てたリソース情報等を含むリソース割当情報が含まれる。この制御情報の送信には、前述の通りPDCCHが用いられる。このPDCCHは、1つ又は複数のL1/L2CCH(L1/L2 Control Channel)から構成される。各L1/L2CCHは、1つ又は複数のCCE(Control Channel Element)から構成される。すなわち、CCEは、制御情報をPDCCHにマッピングするときの基本単位である。また、1つのL1/L2CCHが複数のCCEから構成される場合には、そのL1/L2CCHには連続する複数のCCEが割り当てられる。基地局は、リソース割当対象端末に対する制御情報の通知に必要なCCE数に従って、そのリソース割当対象端末に対してL1/L2CCHを割り当てる。そして、基地局は、このL1/L2CCHのCCEに対応する物理リソースにマッピングして制御情報を送信する。
またここで、各CCEは、PUCCHの構成リソースと1対1に対応付けられている。従って、L1/L2CCHを受信した端末は、このL1/L2CCHを構成するCCEに対応するPUCCHの構成リソースを暗黙的(Implicit)に特定することができ、この特定されたリソースを用いて応答信号を基地局へ送信する。こうして下り回線の通信リソースが効率良く使用される。
複数の端末から送信される複数の応答信号は、図1に示すように、時間軸上でZero Auto-correlation特性を持つZAC(Zero Auto-correlation)系列、ウォルシュ符号系列(Walsh code sequence)、及び、DFT(Discrete Fourier Transform)系列によって拡散され、PUCCH内でコード多重されている。図1において(W,W,W,W)は系列長4のウォルシュ符号系列を表わし、(F,F,F)は系列長3のDFT系列を表す。図1に示すように、端末では、ACKまたはNACKの応答信号が、まず周波数軸上でZAC系列(系列長12)によって1次拡散される。次いで1次拡散後の応答信号、及び、参照信号としてのZAC系列がウォルシュ符号系列(系列長4:W〜W)、DFT系列(系列長3:F〜F)それぞれに対応させられて2次拡散される。そして、2次拡散後の信号がさらにIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)によって時間軸上の系列長12の信号に変換される。そして、IFFT後の信号それぞれに対してCP(Cyclic Prefix)が付加され、7つのSC−FDMAシンボルからなる1スロットの信号が形成される。
ここで、異なる端末からそれぞれ送信される応答信号間では、異なる巡回シフト量(Cyclic shift Index)または異なる直交符号系列(Orthogonal cover Index:OC Index)(すなわち、ウォルシュ符号系列とDFT系列の組)を用いて拡散されている。よって、基地局では、従来の逆拡散処理及び相関処理を用いることにより、これらのコード多重された複数の応答信号を分離することができる(非特許文献4参照)。
また、3GPP LTEよりも更なる通信の高速化を実現する3GPP LTE−Advancedの標準化が開始された。3GPP LTE−Advancedシステム(以下、「LTE−Aシステム」と呼ばれることがある)は、3GPP LTEシステム(以下、「LTEシステム」と呼ばれることがある)を踏襲する。3GPP LTE−Advancedでは、最大1Gbps以上の下り伝送速度を実現するために、40MHz以上の広帯域周波数で通信可能な基地局及び端末が導入される見込みである。
LTE−Aシステムにおいては、LTEシステムにおける伝送速度の数倍もの超高速伝送速度による通信、及び、LTEシステムに対するバックワードコンパチビリティーを同時に実現するために、LTE−Aシステム向けの帯域が、LTEシステムのサポート帯域幅である20MHz以下の「単位バンド」に区切られる。すなわち、「単位バンド」は、ここでは、最大20MHzの幅を持つ帯域であって、通信帯域の基本単位として定義される。さらに、下り回線における「単位バンド」(以下、「下り単位バンド」という)は基地局から報知されるBCHの中の下り周波数帯域情報によって区切られた帯域、または、下り制御チャネル(PDCCH)が周波数領域に分散配置される場合の分散幅によって定義される帯域として定義されることもある。また、上り回線における「単位バンド」(以下、「上り単位バンド」という)は、基地局から報知されるBCHの中の上り周波数帯域情報によって区切られた帯域、または、中心付近にPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)領域を含み、両端部にLTE向けのPUCCHを含む20MHz以下の通信帯域の基本単位として定義されることもある。また、「単位バンド」は、3GPP LTE−Advancedにおいて、英語でComponent Carrier(s)と表記されることがある。
そして、LTE−Aシステムでは、その単位バンドを幾つか束ねた帯域を用いた通信、所謂Carrier aggregationがサポートされる。LTE−Aシステムでは、任意のLTE−Aシステム対応の端末(以下、「LTE−A端末」という)に対して設定される単位バンドの数が上りと下りで等しいCarrier aggregation、所謂Symmetric carrier aggregationと、任意のLTE−A端末に対して設定される単位バンドの数が上りと下りで異なるCarrier aggregation、所謂Asymmetric carrier aggregationが検討されている。後者は、上りに対するスループット要求と下りに対するスループット要求が異なる場合に有用である。さらに、上りと下りで単位バンド数が非対称であり、且つ、各単位バンドの周波数帯域幅がそれぞれ異なる場合も、サポートされる見込みである。
ところで、LTEシステム及びLTE−Aシステムでは、基地局が上り回線データ及び下り回線データに対してそれぞれ独立にリソース割当を行う。そのため、LTEシステム及びLTE−Aシステムでは、上り回線において、LTE端末及びLTE−A端末が、下り回線データに対する応答信号と、上り回線データとを同時に送信しなければならない状況が発生する。この状況では、端末からの応答信号及び上り回線データは、時間多重(Time Division Multiplexing:TDM)または周波数多重(Frequency Division Multiplexing:FDM)を用いて送信される。なお、LTEシステムでは、端末からの信号における送信波形のシングルキャリア特性(Single carrier properties)を維持するため、TDMのみが採択されている。
時間多重(TDM)では、端末から送信される応答信号は、上り回線データ向けに割り当てられたリソース(PUSCHリソース)の一部を占有して基地局に送信される。すなわち、PUSCHリソースでは、応答信号によって、上り回線データのうちの任意のデータがパンクチャ(puncture)される。このため、符号化後の上り回線データの任意のビットがパンクチャされることで、上り回線データの品質(例えば符号化利得)が大幅に劣化する。そのため、基地局は、例えば、端末に対して非常に低い符号化率を指示したり、非常に大きな送信電力を指示したりすることで、パンクチャによる上り回線データの品質劣化を補償する。
これに対して、周波数多重(FDM)では、端末から送信される応答信号は、下り回線データ向けのリソースを示す下り割当制御情報の送信に用いられたL1/L2CCHが占有するCCEに対応付けられた、応答信号向けのリソース(PUCCHリソース)を用いて基地局に送信され、上り回線データはPUSCHリソースに割り当てられて基地局に送信される。すなわち、端末は、応答信号及び上り回線データをPUSCHリソースとPUCCHリソースとにそれぞれ割り当てることにより、応答信号及び上り回線データを周波数多重する。周波数多重(FDM)の場合、端末から送信される信号のシングルキャリア特性が劣化するものの、PUSCHリソースにおいて、応答信号による上り回線データのパンクチャが発生しないため、上り回線データの品質を維持することができる。
更に、LTE−Aでは、応答信号の送信モードとして、次の2つのモードが検討されている。すなわち、第1のモードは、複数の下り単位バンドにおいて送信された複数の下り回線データに対して個別に応答信号を送信する、所謂Non-bundlingモードである。所謂Non-bundlingモードでは、複数の応答信号は、周波数又は符号の少なくとも一つが異なるリソースを割り当てられ、同時に送信される。Non-bundlingモードは、Multi-code送信モードと呼ばれることもある。また、第2のモードは、複数の下り単位バンドにおいて送信された複数の下り回線データに対する複数の応答信号を一つにまとめて(Bundlingして)送信する、所謂ACK/NACK Bundling(以下、単に「Bundling」と記す)である。Bundlingでは、端末が送信すべき複数のACK/NACK信号の論理積(つまり、Logical AND)を計算し、その計算結果を「束ACK/NACK信号(Bundled ACK/NACK信号、または束応答信号とも呼ぶ)」として基地局にフィードバックする。
上記したCarrier aggregationが端末に適用される場合には、ARQは以下のように制御される。ここでは、例えば、端末に対して、下り単位バンド1,2及び上り単位バンド1,2から成る単位バンドグループが設定される場合について説明する。つまり、或る端末に設定された単位バンドグループを構成する下り単位バンドと上り単位バンドとが同数である、Symmetric carrier aggregation時について説明する。この場合、下り単位バンド1,2のそれぞれのPDCCHで下り割当制御情報が基地局から端末へ送信された後に、その下り割当制御情報が示すリソースで下り回線データが送信される。
そして、Bundlingモードでは、例えば、下り単位バンド1で送信された下り回線データに対するACK/NACK信号だけでなく、下り単位バンド2で送信された下り回線データに対するACK/NACK信号も、下り単位バンド1に対応する上り単位バンド1のPUCCHで送信される。
具体的には、端末が2つの下り回線データの両方の受信に成功した場合(CRC=OK)、端末は下り単位バンド1に対するACK(=1)と、下り単位バンド2に対するACK(=1)との論理積を計算し、その結果として「1」(つまりACK)を束ACK/NACK信号として基地局に送信する。また、端末が下り単位バンド1における下り回線データの受信に成功し、且つ、下り単位バンド2における下り回線データの受信に失敗した場合には、端末は、下り単位バンドに対するACK(=1)と、下り単位バンド2に対するNACK(=0)との論理積を計算し、「0」(つまり、NACK)を束ACK/NACK信号として基地局に送信する。同様に、端末が下り回線データを2つとも受信に失敗した場合には、端末は、NACK(=0)とNACK(=0)との論理積を計算し、「0」(つまり、NACK)を束ACK/NACK信号として基地局に送信する。
このように、Bundlingモードでは、端末は、自機に対して送信された複数の下り回線データの全ての受信に成功した場合のみ、ACKを一つだけ束ACK/NACK信号として基地局に送信する。これに対して、端末は、一つでも受信に失敗した場合には、NACKを一つだけ束ACK/NACK信号として基地局に送信することで、上り制御チャネルにおけるオーバーヘッドを削減できる。なお、端末側では、受信した複数の下り割当制御信号が占有していた複数のCCEに対応するそれぞれのPUCCHリソースのうち、例えば、最も周波数や識別番号(Index)が小さいPUCCHリソースを用いて、束ACK/NACK信号を送信する。しかし、端末で一つでも下り回線データの受信に失敗すれば端末はNACKを基地局に返すため、基地局は全てのデータを再送せざるを得ない。すなわち、Bundlingモードでは、上り制御チャネルにおけるオーバーヘッドを削減できるが、再送制御の柔軟性が低下してしまう。
これに対し、Non-bundlingモードでは、複数の下り単位バンドでそれぞれ送信された下り回線データに対するACK/NACK信号は、個別に送信される。そのため、Non-bundlingモードでは、基地局は、端末が受信に失敗した下り回線データのみを再送すればよいため、下り回線データの再送効率を向上することができる。しかし、Non-bundlingモードでは、再送制御の柔軟性は高いものの、上り単位バンド毎にACK/NACK信号を送信するため、上り制御チャネルにおけるオーバーヘッドがBundlingモードと比較して大きくなってしまう。
よって、基地局は、例えば、通信環境の状況に応じて、BundlingモードとNon-bundlingモードとを切り替え、フィードバックに要するオーバーヘッドの削減効果と、下り回線データの再送効率の向上効果との間のトレードオフを制御する。
3GPP TS 36.211 V8.6.0, "Physical Channels and Modulation (Release 8)," March 2009 3GPP TS 36.212 V8.6.0, "Multiplexing and channel coding (Release 8)," March 2009 3GPP TS 36.213 V8.6.0, "Physical layer procedures (Release 8),"March 2009 Seigo Nakao, Tomofumi Takata, Daichi Imamura, and Katsuhiko Hiramatsu, "Performance enhancement of E-UTRA uplink control channel in fast fading environments," Proceeding of IEEE VTC 2009 spring, April. 2009
上述したように、Carrier aggregation時にBundlingモードが適用される場合、図2に示すように、基地局は、各下り単位バンドにおいて、PDCCHに含まれるL1/L2CCHを用いて下り割当制御情報を送信するとともに、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)を用いて下り回線データを送信する。そして、端末は、図2に示すように、各下り割当制御情報が占有していたCCEにそれぞれ対応付けられた複数のPUCCHリソースのうち一つのPUCCHリソースを用いて(図2ではPUCCH1及びPUCCH2のうちPUCCH1に含まれるPUCCHリソースを用いて)、束ACK/NACK信号を送信する。
しかしながら、基地局から複数の下り割当制御情報が送信されても、端末では全ての下り割当制御情報の受信に成功するとは限らない。すなわち、端末での下り割当制御情報の受信成否に応じて、端末が応答信号の送信に使用すべきPUCCHリソースは、例えば、図3A〜図3Dに示すように変化する。ここでは、端末に対して、図2に示す下り単位バンド1,2及び上り単位バンド1,2からなる単位バンドグループが設定される。また、基地局は、図2に示す下り単位バンド1,2において、PDCCHを用いて下り割当制御情報を送信する。また、基地局は、上り単位バンド1を用いて束ACK/NACK信号を送信するように端末に予め指示する。
図3Aは、端末が下り単位バンド1,2の双方の下り割当制御情報の受信に成功した場合(以下、正常ケースという)の上り単位バンド1及び2を示す。図3Aに示すように、端末は、各下り単位バンドの下り割当制御情報が示す下りデータチャネル(PDSCH)で受信した下り回線データに対する応答信号をBundlingして、上り単位バンド1で束ACK/NACK信号を送信する。
図3Bは、端末が下り単位バンド1の下り割当制御情報の受信に成功し、下り単位バンド2の下り割当制御情報の受信に失敗した場合(以下、エラーケース1という)の上り単位バンド1及び2を示す。図3Bに示すように、端末は、上り単位バンド1で束ACK/NACK信号を送信する。なお、端末は、図2に示す下り単位バンド1で送信された下り割当制御情報に含まれる、各下り単位バンドにおける下り割当制御情報の配置情報(Downlink Assignment Indicator:DAI)に基づいて、下り単位バンド2で送信された下り割当制御情報の受信失敗を認識する。よって、図3Bに示すエラーケース1では、端末は、下り単位バンド1で送信された下り回線データに対する誤り検出結果に依らず、束ACK/NACK信号としてNACKを送信する。
図3Cは、端末が下り単位バンド1の下り割当制御情報の受信に失敗し、下り単位バンド2の下り割当制御情報の受信に成功した場合(以下、エラーケース2という)の上り単位バンド1及び2を示す。図3Cに示すように、端末は、上り単位バンド2で束ACK/NACK信号を送信する。なお、端末は、エラーケース1(図3B)と同様、下り単位バンド2で送信された下り割当制御情報に含まれるDAIに基づいて、下り単位バンド1で送信された下り割当制御情報の受信失敗を認識し、束ACK/NACK信号としてNACKを送信する。
図3Dは、端末が下り単位バンド1,2の全ての下り割当制御情報の受信に失敗した場合(以下、エラーケース3という)の上り単位バンド1及び2を示す。この場合、端末は、自機向けの下り回線データの存在を把握できず、結果として、束ACK/NACK信号を送信しない。
また、図3A〜図3Dでは、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1)が使用されるか否かに基づいて、基地局は、下り単位バンド1で送信された制御情報が端末に受信されたか否かを判定(つまり、下り単位バンド1における制御情報のDTX判定)することができる。例えば、図3A及び図3B(つまり、端末が下り単位バンド1の制御情報(下り割当制御情報)の受信に成功した場合)では、端末は上り単位バンド1のPUCCH1を用いて束ACK/NACK信号を送信する。一方、図3C及び図3D(つまり、端末が下り単位バンド1の制御情報(下り割当制御情報)の受信に失敗した場合)では、端末は上り単位バンド1のPUCCH1を用いない。そこで、基地局は、上り単位バンド1のPUCCH1が用いられているか否かに応じて、上り単位バンド1で送信された下り割当制御情報が端末に正常に受信されたか否かを判定する。これにより、基地局は、図3Cに示すエラーケース2(つまり、端末が上り単位バンド1から送信された下り割当制御情報の受信に失敗したこと)を判別することができる。
ここで、上述したように、基地局が上り回線データ及び下り回線データに対してそれぞれ独立にリソース割当を行うため、図4に示すように、端末が、下り回線データに対する応答信号と、上り回線データとを同一サブフレーム(すなわち、同一の送信単位時間内)で同時に送信する場合がある。この場合、端末は、上り回線データ及び応答信号を、上述した時間多重(TDM)または周波数多重(FDM)を用いて多重することが考えられる。
時間多重(TDM)を用いる場合には、図5A〜図5Cに示すように、束ACK/NACK信号が送信されるいずれのケースにおいても、端末側では、束ACK/NACK信号によって、上り回線データ(図5A〜図5Cに示すUL data)がパンクチャされるため、上り回線データの品質が劣化してしまう。また、図5A〜図5Cに示すように、端末は、上り回線データと束ACK/NACK信号とを同一サブフレームで送信する際、PUCCHリソースを用いずに、PUSCHリソースを用いて束ACK/NACK信号を送信する。このため、基地局は、図4に示す下り単位バンド1における下り割当制御情報に対するDTX判定を行うことができなくなる。
一方、周波数多重(FDM)を用いる場合には、図6Cに示すエラーケース2では、端末は、上り回線データ(図6Cに示すUL data)を上り単位バンド1で送信するのに対し、束ACK/NACK信号を、上り単位バンド2(PUCCH2)で送信する。つまり、図6Cに示すエラーケース2では、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を同一サブフレームで送信するためには、端末は、2つの上り単位バンド(例えば40MHz)を用いて信号を送信しなければならないため、端末の消費電力が増加してしまう。
このように、Carrier aggregation時に上り回線データと応答信号とを同一サブフレームで送信する際、時間多重(TDM)を用いると上り回線データの品質が劣化してしまい、周波数多重(FDM)を用いると端末の消費電力が増加してしまう。
本発明の目的は、Carrier aggregation時に上り回線データとACK/NACK信号とを同時に送信する場合でも、端末の消費電力を抑えつつ、上り回線データの品質を向上させることができる端末装置及び信号多重制御方法を提供することである。
本発明の端末装置は、N個(Nは、2以上の自然数)の下り単位バンドと上り単位バンドとからなる単位バンドグループを用いて基地局装置と通信し、且つ、下り単位バンドに配置される下りデータの誤り検出結果に基づく応答信号を前記下り単位バンドに対応する上り単位バンドの上り制御チャネルで送信する端末装置であって、前記N個の下り単位バンドの下り制御チャネルで送信された、上り割当制御情報及び下り割当制御情報を受信する制御情報受信手段と、前記下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下りデータを受信する下りデータ受信手段と、前記上り割当制御情報が示す上りデータチャネルで上りデータを送信する上りデータ送信手段と、前記上り割当制御情報及び前記下り割当制御情報に基づいて、前記応答信号の送信を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記上りデータと前記応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、前記単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンドにおいて前記上り割当制御情報のみを受信し、前記第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンドにおいて前記下り割当制御情報のみを受信した場合、前記第1の下り単位バンドで受信した前記上り割当制御情報が示す前記上りデータチャネルにおいて、前記上りデータ、及び、前記第2の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記下りデータチャネルで送信された前記下りデータに対する前記応答信号を時間多重して送信する構成を採る。
本発明の信号多重制御方法は、単位バンドグループに含まれるN個(Nは、2以上の自然数)の下り単位バンドの下り制御チャネルで送信された、上り割当制御情報及び下り割当制御情報を受信する制御情報受信ステップと、前記下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下りデータを受信する下りデータ受信ステップと、前記上り割当制御情報が示す上りデータチャネルで上りデータを送信する上りデータ送信ステップと、前記上り割当制御情報及び前記下り割当制御情報に基づいて、前記応答信号の送信を制御する制御ステップと、を具備し、前記制御ステップは、前記上りデータと前記応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、前記単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンドにおいて前記上り割当制御情報のみを受信し、前記第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンドにおいて前記下り割当制御情報のみを受信した場合、前記第1の下り単位バンドで受信した前記上り割当制御情報が示す前記上りデータチャネルにおいて、前記上りデータ、及び、前記第2の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記下りデータチャネルで送信された前記下りデータに対する前記応答信号が時間多重して送信されるようにする。
本発明によれば、Carrier aggregation時に上り回線データと応答信号とを同時に送信する場合でも、端末の消費電力を抑えつつ、上り回線データの品質を向上させることができる端末装置及び信号送信制御方法を提供することできる。
応答信号及び参照信号の拡散方法を示す図 個別の端末に適用される対称のCarrier aggregationを示す図 Carrier aggregationが端末に適用される場合のARQ制御処理を示す図 個別の端末に適用される対称のCarrier aggregationを示す図 時間多重を用いた際のARQ制御処理を示す図 周波数多重を用いた際のARQ制御処理を示す図 本発明の実施の形態1に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る端末の構成を示すブロック図 本発明に実施の形態1に係る端末の動作を示す図 本発明の実施の形態1に係るその他の個別の端末に適用される対称のCarrier aggregationを示す図 本発明の実施の形態1に係るその他の端末の動作を示す図 本発明の実施の形態2に係る個別の端末に適用される対称のCarrier aggregationを示す図 本発明に実施の形態2に係る端末の動作を示す図
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
(実施の形態1)
[通信システムの概要]
後述する基地局100及び端末200を含む通信システムでは、N(Nは、2以上の自然数)個の上り単位バンド及び当該N個の上り単位バンドと対応づけられたN個の下り単位バンドを使用した通信、つまり、端末200独自の対称Carrier aggregationによる通信が行われる。このN個の上り単位バンド及びN個の下り単位バンドは、端末200に対して設定された「単位バンドグループ」である。また、この通信システムには、端末200と異なり、Carrier aggregationによる通信を行う能力が無く、1つの下り単位バンドとこれに対応づけられた1つの上り単位バンドによる通信(つまり、Carrier aggregationによらない通信)を行う端末も含まれている。
従って、基地局100は、対称Carrier aggregationによる通信及びCarrier aggregationによらない通信の両方をサポートできるように構成されている。
また、基地局100と端末200との間でも、基地局100による端末200に対するリソース割当によっては、Carrier aggregationによらない通信が行われることも可能である。
また、この通信システムでは、Carrier aggregationによらない通信が行われる場合には、従来通りのARQが行われる一方、Carrier aggregationによる通信が行われる場合には、ARQにおいて応答信号のBundlingが採用される。すなわち、この通信システムは、例えば、LTE−Aシステムであり、基地局100は、例えば、LTE−A基地局であり、端末200は、例えば、LTE−A端末である。また、Carrier aggregationによる通信を行う能力の無い端末は、例えば、LTE端末である。
以下では、次の事項を前提として説明する。すなわち、基地局100と端末200の間で、端末200独自の対称Carrier aggregationが予め構成されており、端末200が用いるべき下り単位バンド及び上り単位バンドの情報が、基地局100と端末200との間で共有されている。
[基地局の構成]
図7は、本実施の形態に係る基地局100の構成を示すブロック図である。基地局100は、N個の下り単位バンドと上り単位バンドとからなる単位バンドグループを用いて端末と通信する。
図7に示す基地局100において、制御部101は、リソース割当対象端末200に対して、制御情報を送信するための下りリソース(つまり、下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソース)、及び、当該制御情報に含まれる、下り回線データを送信するための下りリソース(つまり、下りデータ割当リソース)及び上り回線データを送信するための上りリソース(つまり、上りデータ割当リソース)を割り当てる(Assignする)。このリソース割当は、リソース割当対象端末200に設定(Configure)される単位バンドグループに含まれる下り単位バンド及び上り単位バンドにおいて行われる。また、下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソースは、各下り単位バンドにおける下り制御チャネル(PDCCH)に対応するリソース内で選択される。また、下りデータ割当リソースは、各下り単位バンドにおける下りデータチャネル(PDSCH)に対応するリソース内で選択され、上りデータ割当リソースは、各上り単位バンドにおける上りデータチャネル(PUSCH)に対応するリソース内で選択される。また、リソース割当対象端末200が複数存在する場合には、制御部101は、リソース割当対象端末200のそれぞれに異なるリソースを割り当てる。
下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソースは、上記したL1/L2CCHと同等である。すなわち、下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソースは、1つ又は複数のCCEから構成される。また、下り制御情報割当リソースに含まれる各CCEは、上り制御チャネル(PUCCH)の構成リソースと1対1に対応づけられている。ただし、CCEとPUCCH構成リソースとの関連付けは、LTEシステム向けに報知された下り単位バンドと上り単位バンドの関連付けにおいてなされる。
また、制御部101は、リソース割当対象端末200に対して制御情報を送信する際に用いる符号化率を決定する。この符号化率に応じて制御情報のデータ量が異なるので、このデータ量の制御情報をマッピング可能な数のCCEを持つ下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソースが、制御部101によって割り当てられる。
そして、制御部101は、制御情報生成部102に対して、下りデータ割当リソース及び上りデータ割当リソースに関する情報を出力する。また、制御部101は、符号化部103に対して、制御情報を送信する際に用いる符号化率に関する情報を出力する。また、制御部101は、送信データ(つまり、下り回線データ)の符号化率を決定し、符号化部105に出力し、受信データ(つまり、上り回線データ)の符号化率を決定し、復調/復号部121に出力する。また、制御部101は、下りデータ割当リソース、下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソースに関する情報をマッピング部108に対して出力する。また、制御部101は、上りデータ割当リソースに関する情報、及び、下り制御情報割当リソースが占有するCCEと関連付けられたPUCCHリソースに関する情報を、PUCCH/PUSCH分離部114及び系列制御部116に出力する。また、制御部101は、端末が応答信号を送信すべき物理チャネルに関する情報(つまり、端末からの応答信号がPUSCHまたはPUCCHに含まれる可能性があるか否かを示す情報)を応答信号分離部119及び判定部122に出力する。ただし、制御部101は下り回線データと、当該下り回線データが用いる下りデータ割当リソースを通知する下り割当制御情報とを同一の下り単位バンドにマッピングするよう制御する。
制御情報生成部102は、下りデータ割当リソースを通知する制御情報及び上りデータ割当リソースを通知する制御情報を生成して符号化部103へ出力する。この制御情報は下り単位バンド毎、上り単位バンド毎に生成される。また、リソース割当対象端末200が複数存在する場合には、リソース割当対象端末200同士を区別するために、制御情報には、宛先端末の端末IDが含まれる。例えば、宛先端末の端末IDでマスキングされたCRCビットが制御情報に含まれる。この制御情報は、「下り割当制御情報」及び「上り割当制御情報」と呼ばれることがある。
符号化部103は、制御部101から受け取る符号化率に従って、制御情報生成部102から入力される制御情報を符号化し、符号化した制御情報を変調部104へ出力する。
変調部104は、符号化後の制御情報を変調し、得られた変調信号をマッピング部108へ出力する。
符号化部105は、送信宛先端末200毎の送信データ(つまり、下り回線データ)及び制御部101からの符号化率情報を入力として、送信データを符号化率情報の示す符号化率で符号化し、データ送信制御部106に出力する。ただし、送信宛先端末200に対して複数の下り単位バンドが割り当てられる場合には、符号化部105は、各下り単位バンドで送信される送信データをそれぞれ符号化し、符号化後の送信データをデータ送信制御部106へ出力する。
データ送信制御部106は、初回送信時には、符号化後の送信データを保持するとともに符号化後の送信データを変調部107へ出力する。なお、符号化後の送信データは、送信宛先端末200毎に保持される。また、1つの送信宛先端末200への送信データは、送信される下り単位バンド毎に保持される。これにより、送信宛先端末200に送信されるデータ全体の再送制御だけでなく、下り単位バンドごとの再送制御も可能になる。
また、データ送信制御部106は、再送制御信号生成部123から受け取る再送制御信号が再送命令を示す場合には、当該再送制御信号に対応する保持データを、変調部107へ出力する。また、データ送信制御部106は、再送制御信号生成部123から受け取る再送制御信号が再送しないことを示す場合には、当該再送制御信号に対応する保持データを削除する。この場合には、データ送信制御部106は、次の初回送信データを変調部107へ出力する。なお、端末200からは、複数の送信データに関わる束ACK/NACK信号が送信されてくるので、再送命令を示す再送制御信号を受け取ると、データ送信制御部106は、その束ACK/NACK信号に関わる複数の保持データを全て変調部107へ出力する。
変調部107は、データ送信制御部106から受け取る符号化後の送信データを変調し、変調信号をマッピング部108へ出力する。
マッピング部108は、制御部101から受け取る下り制御情報割当リソース及び上り制御情報割当リソースの示すリソース(PDCCH内のリソース)に、変調部104から受け取る制御情報の変調信号(下り割当制御情報または上り割当制御情報)をマッピングし、IFFT部109へ出力する。
また、マッピング部108は、制御部101から受け取る下りデータ割当リソースの示すリソース(PDSCH内のリソース)に、変調部107から受け取る送信データの変調信号(下り回線データ)をマッピングし、IFFT部109へ出力する。
マッピング部108にて複数の下り単位バンドにおける複数のサブキャリアにマッピングされた制御情報及び送信データ(下り回線データ)は、IFFT部109で周波数領域信号から時間領域信号に変換され、CP付加部110にてCPが付加されてOFDM信号とされた後に、無線送信部111にてD/A変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理が施され、アンテナを介して端末200へ送信される。これにより、N個の下り単位バンドの下り制御チャネルで、上り割当制御情報及び下り割当制御情報が送信され、かつ、下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで下り回線データが送信される。
無線受信部112は、端末200から送信された、上り制御チャネル信号(PUCCH信号)または上りデータチャネル信号(PUSCH信号)を含む信号をアンテナを介して受信し、受信信号に対しダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を行う。なお、PUCCH信号には、応答信号のみが含まれる。また、PUSCH信号には、上り回線データが含まれる。ただし、端末200で応答信号と上り回線データとが時間多重(TDM)される際には、PUSCH信号には、上り回線データ及び応答信号の双方が含まれる。
CP除去部113は、受信処理後の受信信号に付加されているCPを除去する。
PUCCH/PUSCH分離部114は、制御部101からの指示に従って、FFT(Fast Fourier Transform)処理により、受信信号に含まれるPUSCH信号とPUCCH信号とを周波数軸上で分離する。そして、PUCCH/PUSCH分離部114は、抽出したPUCCH信号(応答信号のみを含む信号)の周波数成分を逆拡散部115に出力し、抽出したPUSCH信号(上り回線データのみを含む信号、または、上り回線データ及び応答信号の双方を含む信号)の周波数成分をIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部118に出力する。
逆拡散部115及び相関処理部117は、端末200が用いた上り単位バンドから抽出されたPUCCH信号に対して処理を行う。
具体的には、逆拡散部115は、端末200からの応答信号向けのPUCCHリソースに対応する直交符号系列を用いて、PUCCH/PUSCH分離部114から入力される、PUCCH信号に対応する周波数軸上の信号(Frequency domain signal)を逆拡散し、逆拡散後の信号を相関処理部117に出力する。
系列制御部116は、制御部101からの指示に従って、端末200から送信される応答信号向けのPUCCHリソースに対応するZAC系列を生成する。また、系列制御部116は、生成したZAC系列に基づいて、端末200からの応答信号成分が含まれる相関窓を特定する。そして、系列制御部116は、特定した相関窓を示す情報及び生成したZAC系列を相関処理部117に出力する。
相関処理部117は、系列制御部116から入力される相関窓を示す情報及びZAC系列を用いて、逆拡散部115から入力される逆拡散後の信号と、ZAC系列との相関値を周波数軸上で求めて判定部122に出力する。すなわち、相関処理部117は、PUCCH信号に含まれる、端末200からの応答信号向けのPUCCHリソースに対応する信号成分を抽出して判定部122に出力する。
IDFT部118は、PUCCH/PUSCH分離部114から入力されるPUSCH信号の周波数成分に対してIDFT処理を施すことにより、PUSCH信号を時間軸上の信号に変換する。
応答信号分離部119は、制御部101からの指示に従って、IDFT部118から入力される時間軸上のPUSCH信号から、応答信号が含まれる可能性がある信号成分と、上り回線データが含まれる信号成分とを時間軸上で分離する。そして、応答信号分離部119は、応答信号が含まれる信号成分を逆拡散部120に出力し、上り回線データが含まれる信号成分を復調/復号部121に出力する。
逆拡散部120は、応答信号分離部119から入力される、応答信号に対応する信号成分を、予め決められた系列で逆拡散して、逆拡散後の信号(すなわち、応答信号に対応する信号成分と、予め決められた系列との相関値)を判定部122に出力する。
復調/復号部121は、制御部101から入力される上り回線データに対応する符号化率を用いて、応答信号分離部119から入力される、上り回線データが含まれる信号成分を復調・復号し、受信データとして出力する。
判定部122は、制御部101からの指示に従って、下り回線データの誤り検出結果に基づく応答信号が、下り割当制御情報が送信された下り単位バンドに対応する上り単位バンドの上り制御チャネル(PUCCHリソース)、または、上り割当制御情報が示す上りデータチャネル(PUSCHリソース)に含まれるか否かを判定する。
具体的には、判定部122は、相関処理部117から入力される相関値に基づいて、端末200からPUCCHリソースを用いて応答信号が送信されているか否かを判定する。すなわち、判定部122は、相関処理部117から入力される相関値の大きさがある一定の閾値以下であれば、端末200はPUCCHリソースを用いて応答信号を送信していないと判定する。この場合、判定部122は、「PUCCHリソースの応答信号に対するDTX」を示す情報を再送制御信号生成部123に出力する。一方、判定部122は、相関処理部117から入力される相関値の大きさがある一定の閾値より大きい場合、端末200はPUCCHリソースを用いて応答信号を送信していると判定する。この場合、判定部122は、更に応答信号がACKまたはNACKのいずれを示しているかを、例えば同期検波によって判定する。そして、判定部122は、判定結果(ACKまたはNACK)を再送制御信号生成部123へ出力する。
また、判定部122は、逆拡散部120から入力される逆拡散後の信号に基づいて、端末200からPUSCHリソースを用いて応答信号が送信されているか否かを判定する。すなわち、判定部122は、逆拡散部120から入力される逆拡散後の信号の大きさが、ある一定の閾値以下であれば、端末200はPUSCHリソースを用いて応答信号を送信していないと判定する。この場合、判定部122は、「PUSCHリソースの応答信号に対するDTX」を示す情報を再送制御信号生成部123に出力する。一方、判定部122は、逆拡散部120から入力される信号の大きさがある一定の閾値より大きい場合、端末200はPUSCHリソースを用いて応答信号を送信していると判定する。この場合、判定部122は、更に応答信号がACKまたはNACKのいずれを示しているかを、例えば同期検波によって判定する。そして、判定部122は、判定結果(ACKまたはNACK)を再送制御信号生成部123へ出力する。
再送制御信号生成部123は、判定部122から入力される応答信号に関する判定結果(ACKまたはNACK)またはDTXを示す情報に基づいて、各下り単位バンドで送信したデータ(下り回線データ)を再送すべきか否かを判定し、判定結果に基づいて再送制御信号を生成する。具体的には、再送制御信号生成部123は、NACKを示す応答信号またはDTXを受け取る場合には、再送命令を示す再送制御信号を生成して、再送制御信号をデータ送信制御部106へ出力する。また、再送制御信号生成部123は、ACKを示す応答信号を受け取る場合には、再送しないことを示す再送制御信号を生成して、再送制御信号をデータ送信制御部106へ出力する。
[端末の構成]
図8は、本実施の形態に係る端末200の構成を示すブロック図である。端末200は、N個の下り単位バンドと上り単位バンドとからなる単位バンドグループを用いて基地局100と通信し、且つ、下り単位バンドに配置される下り回線データの誤り検出結果に基づく応答信号を下り単位バンドに対応する上り単位バンドの上り制御チャネルで送信する。
図8に示す端末200において、無線受信部201は、基地局100から送信されたOFDM信号をアンテナを介して受信し、受信OFDM信号に対しダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を行う。なお、受信OFDM信号には、PDSCH信号またはPDCCH信号が含まれる。すなわち、N個の下り単位バンドの下り制御チャネルで送信された、上り割当制御情報及び下り割当制御情報が受信され、下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下り回線データが受信される。
CP除去部202は、受信処理後のOFDM信号に付加されているCPを除去する。
FFT部203は、受信OFDM信号をFFTして周波数領域信号に変換し、得られた受信信号を抽出部204へ出力する。
抽出部204は、入力される符号化率情報に従って、FFT部203から受け取る受信信号から下り制御チャネル信号(PDCCH信号)を抽出する。すなわち、符号化率に応じて下り制御情報割当リソースを構成するCCEの数が変わるので、抽出部204は、その符号化率に対応する個数のCCEを抽出単位として、下り制御チャネル信号を抽出する。また、下り制御チャネル信号は、下り単位バンドごとに抽出される。抽出された下り制御チャネル信号は、復調部205へ出力される。
また、抽出部204は、判定部207から受け取る自機宛の下りデータ割当リソースに関する情報に基づいて、受信信号から下り回線データ(下りデータチャネル信号(PDSCH信号))を抽出し、復調部209へ出力する。
復調部205は、抽出部204から受け取る下り制御チャネル信号を復調し、得られた復調結果を復号部206に出力する。
復号部206は、入力される符号化率情報に従って、復調部205から受け取る復調結果を復号して、得られた復号結果を判定部207に出力する。
判定部207は、復号部206から受け取る復号結果に含まれる制御情報が自機宛の制御情報であるか否かをブラインド判定する。この判定は、上記した抽出単位に対応する復号結果を単位として行われる。例えば、判定部207は、自機の端末IDでCRCビットをデマスキングし、CRC=OK(誤り無し)となった制御情報を自機宛の制御情報であると判定する。そして、判定部207は、自機宛の下り割当制御情報に含まれる、自機に対する下りデータ割当リソースに関する情報を抽出部204へ出力する。また、判定部207は、自機宛ての上り割当制御情報を制御部208へ出力する。
また、判定部207は、自機宛の下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド、及び、当該下り単位バンドにおいて自機宛の下り割当制御情報がマッピングされていたCCEを特定し、特定した下り単位バンドの識別情報及びCCEの識別情報を制御部208へ出力する。
制御部208は、判定部207から受け取る下り単位バンドの識別情報が示す下り単位バンドのペアとなる上り単位バンド、及び、CCEの識別情報が示すCCEに対応するPUCCHリソース(周波数・符号)を特定する。また、制御部208は、判定部207から受け取る上り割当制御情報に含まれる、自機に対する上りデータ割当リソースに関する情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるPUSCHリソース(上り単位バンド番号及び単位バンドにおける周波数位置)を特定する。そして、制御部208は、特定したPUSCHリソースをPUCCH/PUSCH多重部222に出力する。また、制御部208は、上り割当制御情報に基づいて、上り回線データの符号化率及び変調方式を特定し、特定した符号化率及び変調方式を符号化/変調部219に出力する。
また、制御部208は、上り回線データの送信に用いるPUSCHリソース、及び、下り回線データに対する応答信号の送信に用いるPUCCHリソースが同一サブフレームの同一上り単位バンド内に存在する場合には、上り回線データ及び応答信号を周波数軸上で多重(FDM)するように、応答信号/データ多重部220及びPUCCH/PUSCH多重部222に指示する。一方、制御部208は、上り回線データの送信に用いるPUSCHリソース、及び、下り回線データに対する応答信号の送信に用いるPUCCHリソースが同一サブフレームの同一上り単位バンド内に存在しない場合には、PUCCHリソースを用いずに、PUSCHリソースにおいて、上り回線データ及び応答信号を時間軸上で多重(TDM)するように、応答信号/データ多重部220及びPUCCH/PUSCH多重部222に指示する。
そして、制御部208は、PUCCHリソースが用いられる上り単位バンドにおいて、PUCCHリソースに対応するZAC系列及び循環シフト量を、上り制御チャネル信号生成部213の1次拡散部215へ出力し、周波数リソース情報をPUCCH/PUSCH多重部222に出力する。また、制御部208は、PUCCHリソースに対応する2次拡散に用いるべき直交符号系列(すなわち、ウォルシュ符号系列及びDFT系列)を上り制御チャネル信号生成部213の2次拡散部216へ出力する。また、制御部208は、自機宛ての制御情報がマッピングされていた下り単位バンドの識別情報を、ACK/NACK制御部212に出力する。
復調部209は、抽出部204から受け取る下り回線データを復調し、復調後の下り回線データを復号部210へ出力する。
復号部210は、復調部209から受け取る下り回線データを復号し、復号後の下り回線データをCRC部211へ出力する。
CRC部211は、復号部210から受け取る復号後の下り回線データを生成し、CRCを用いて下り単位バンド毎に誤り検出し、CRC=OK(誤り無し)の場合にはACKを、CRC=NG(誤り有り)の場合にはNACKを、ACK/NACK制御部212へ出力する。また、CRC部211は、CRC=OK(誤り無し)の場合には、復号後の下り回線データを受信データとして出力する。
ACK/NACK制御部212は、自機に設定された単位バンドグループに含まれる各下り単位バンドで送信された下り回線データの受信状況に基づいて、自機が基地局100へ送信すべき応答信号を生成する。
具体的には、ACK/NACK制御部212は、制御部208から入力される下り単位バンドの識別情報、及び、下り回線データの受信成否に基づいて、応答信号として束ACK/NACK信号を生成する。より詳細には、基地局100が送信した複数の下り回線データに対応する下り割当制御情報を全て受信した場合には、ACK/NACK制御部212は、複数の下り回線データに対する応答信号の論理積を求めることにより束ACK/NACK信号を生成する。また、基地局100が送信した複数の下り回線データに対する下り割当制御情報のいずれか一つでも受信していない場合には、ACK/NACK制御部212は、束ACK/NACK信号として、受信した下り回線データに対する応答信号と、下り割当制御情報の受信失敗を示すNACKとの論理積、すなわち、NACKを生成する。ACK/NACK制御部212は、この束ACK/NACK信号を、上り制御チャネル信号生成部213の変調部214、及び、変調部217へ出力する。
上り制御チャネル信号生成部213は、ACK/NACK制御部212から受け取る応答信号(束ACK/NACK信号)を用いて、上り単位バンドで送信される上り制御チャネル信号を生成する。具体的には、上り制御チャネル信号生成部213は、変調部214、1次拡散部215及び2次拡散部216を有する。
変調部214は、ACK/NACK制御部212から入力される応答信号(束ACK/NACK信号)を変調して1次拡散部215へ出力する。
1次拡散部215は、制御部208によって設定されたZAC系列及び循環シフト量に基づいて応答信号を1次拡散し、1次拡散後の応答信号を2次拡散部216へ出力する。すなわち、1次拡散部215は、制御部208からの指示に従って、応答信号を1次拡散する。
2次拡散部216は、制御部208によって設定された直交符号系列を用いて応答信号を2次拡散し、2次拡散後の応答信号を周波数軸上の波形(Frequency domain signal)として、PUCCH/PUSCH多重部222に出力する。つまり、2次拡散部216は、1次拡散後の応答信号を制御部208で選択されたリソースに対応する直交符号系列を用いて2次拡散し、周波数軸上のPUCCH成分(すなわち、周波数軸上のPUCCH信号)をPUCCH/PUSCH多重部222に出力する。
一方、変調部217は、ACK/NACK制御部212から入力される応答信号(束ACK/NACK信号)を変調して拡散部218へ出力する。
拡散部218は、変調部217から入力される変調後の応答信号を拡散し、拡散後の応答信号を時間軸上の波形(Time domain signal)として、応答信号/データ多重部220に出力する。
符号化/変調部219は、制御部208から指示される符号化率及び変調方式を用いて、送信データ(すなわち、上り回線データ)の符号化処理及び変調処理を行い、変調後の信号を時間軸上の波形として、応答信号/データ多重部220に出力する。
応答信号/データ多重部220は、制御部208からの指示に従って、符号化/変調部219から入力される上り回線データと、拡散部218から入力される応答信号とを時間軸上で多重するか否かを決定する。具体的には、応答信号/データ多重部220は、上り回線データと応答信号とを時間軸上で多重するように、制御部208から指示された場合、符号化/変調部219から入力される上り回線データと、拡散部218から入力される応答信号を時間軸上で多重し、多重後の信号をDFT部221へ出力する。また、応答信号/データ多重部220は、上り回線データと応答信号とを時間軸上で多重しないように、制御部208から指示された場合には、符号化/変調部219から入力される上り回線データのみをDFT部221へ出力する(すなわち、上り回線データと応答信号とを時間軸上で多重しない)。
DFT部221は、応答信号/データ多重部220から入力される時間軸上の信号(すなわち、時間軸上のPUSCH信号)を、DFT処理により、周波数軸上の信号(すなわち、周波数軸上のPUSCH信号)に変換し、周波数軸上のPUSCH信号をPUCCH/PUSCH多重部222に出力する。
PUCCH/PUSCH多重部222は、2次拡散部216から入力されるPUCCH信号とDFT部221から入力されるPUSCH信号とを周波数軸上で多重するか否かを決定する。具体的には、PUCCH/PUSCH多重部222は、PUCCH信号とPUSCH信号とを周波数軸上で多重するように、制御部208から指示された場合、PUCCH信号及びPUSCH信号に対してまとめてIFFT処理を施して(すなわち、周波数軸上で多重して)、IFFT処理後の信号をCP付加部223に出力する。一方、PUCCH/PUSCH多重部222は、PUCCH信号とPUSCH信号とを周波数軸上で多重しないように、制御部208から指示された場合、PUSCH信号のみにIFFT処理を施して(すなわち、PUCCH信号とPUSCH信号とを周波数軸上で多重せずに)、IFFT処理後のPUSCH信号(時間軸上のPUSCH信号)をCP付加部223に出力する。
なお、PUCCH/PUSCH多重部222は、制御部208からの指示がない場合(つまり、PUCCH信号とPUSCH信号とが同一フレームで同時に送信されない場合)には、PUCCH信号またはPUSCH信号を、制御部208から入力されるリソース情報に基づいて周波数軸上に配置してIFFT処理を施す。
CP付加部223は、IFFT後の時間軸上の信号の後尾部分と同じ信号をCPとしてその信号の先頭に付加する。
無線送信部224は、CP付加部223から受け取る信号に対しD/A変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を行い、送信処理後の信号をアンテナから基地局100へ送信する。これにより、上り割当制御情報が示す上りデータチャネルで上り回線データが送信される。
次に、端末200の動作について説明する。以下の説明では、図4に示すように、端末200に対しては、下り単位バンド1及び2の2つの下り単位バンド、及び、上り単位バンド1及び2の2つの上り単位バンドから構成される、対称の単位バンドグループが設定されている。そして、基地局100は、下り単位バンド1及び2において上り割当制御情報、下り割当制御情報及び下り回線データをそれぞれ送信する。ここでは、端末200は、図4に示す下り単位バンドのPDCCH1内のリソースを用いて送信された上り割当制御情報を正常に受信する。つまり、端末200は、上り回線データ(図4に示すUL data)を含むPUSCH信号の送信に用いる上りデータチャネル(図4に示す上り単位バンド1のPUSCHリソース)を特定している。また、端末200が2つの下り単位バンド1及び2で下り割当制御情報を受信した場合(つまり、正常ケース)の束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、図4に示す上り単位バンド1が設定されている。また、図4に示す下り単位バンド1のPDCCH1を構成する複数のCCEは、上り単位バンド1のPUCCH1の構成リソースとそれぞれ対応付けられており、図4に示す下り単位バンド2のPDCCH2を構成する複数のCCEは、上り単位バンド2のPUCCH2の構成リソースとそれぞれ対応付けられている。
以下、図4に示す下り単位バンド1のPDCCH1及び下り単位バンド2のPDCCH2でそれぞれ送信された、下り割当制御情報の受信成否に応じた端末200における応答信号多重制御処理の詳細な動作について、図3A〜図3Dと同様、正常ケース及びエラーケース1〜3を示す図9A〜図9Dを用いて説明する。
以下の説明では、図9A〜図9Dに示すように、端末200の制御部208は、図4に示す下り単位バンド1のPDCCH1で正常に受信した上り割当制御情報に含まれる、自機に対する上りデータ割当リソースに関する情報に基づいて、上り単位バンド1のPUSCH内のリソースを、上り回線データの送信に用いるリソースとして特定する。
<正常ケース(図9A):端末200が2つの下り単位バンドで送信された下り割当制御情報を受信した場合>
端末200において、ACK/NACK制御部212は、CRC部211から入力される、下り単位バンド1及び2で受信した下り回線データに対する各誤り検出結果(「ACK」または「NACK」)に基づいて、束ACK/NACK信号(下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号と、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号との論理積)を生成する。
また、制御部208は、図4に示す単位バンドグループにおいて自機宛ての下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド1及び2とそれぞれペアを構成する上り単位バンド1及び2、及び、下り割当制御情報がマッピングされていたCCEに対応するPUCCHリソースを特定する。また、図9Aでは、自機が2つの下り単位バンド1及び2で下り回線データを受信したため、制御部208は、特定したPUCCH1及びPUCCH2の構成リソースうち、束ACK/NACK信号の送信用に予め設定された上り単位バンド1のPUCCH1の構成リソースを、束ACK/NACK信号の送信に用いるべきPUCCHリソースとして特定する。
すなわち、図9Aでは、端末200は、まず、上り割当制御情報及び下り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定する。つまり、図9Aでは、端末200が上り回線データと束ACK/NACK信号とを同一サブフレームで送信する際、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと、束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとが同一(上り単位バンド1)となる。
そこで、制御部208は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信するように制御する。
具体的には、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと束ACK/NACK信号とを時間多重(TDM)しないように指示する。これにより、PUCCH/PUSCH多重部222には、束ACK/NACK信号を含まないで、上り回線データのみを含むPUSCH信号が入力される。
また、制御部208は、上り制御チャネル信号生成部213の1次拡散部215及び2次拡散部216に対して、下り単位バンド1で受信した下り割当制御情報が占有していたCCEと関連付けられたPUCCHリソース(PUCCH1の構成リソース)に対応する、ZAC系列及び直交符号系列をそれぞれ指示する。
そして、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、2次拡散部216から入力されるPUCCH信号(束ACK/NACK信号を含む信号)及びDFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データを含む信号)を周波数多重(FDM)するように指示する。
これにより、図9Aに示すように、端末200は、上り回線データを含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信し、束ACK/NACK信号を含むPUCCH信号を、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1の構成リソース)で送信する。つまり、端末200は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を、上り単位バンド1のPUCCH1及び上り単位バンド1のPUSCHにおいて、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信する。
よって、端末200は、1つの上り単位バンド(図9Aでは上り単位バンド1)のみを用いて、上り回線データのパンクチャを行うことなく、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を同一サブフレームで送信することが可能となる。
<エラーケース1(図9B):端末200が下り単位バンド1で送信された下り割当制御情報のみを受信した場合>
端末200において、ACK/NACK制御部212は、CRC部211から入力される、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する誤り検出結果(「ACK」または「NACK」)と、下り単位バンド2での下り割当制御情報の受信失敗を示す「NACK」との論理積、つまり、「NACK」を、束ACK/NACK信号として生成する。
また、制御部208は、図4に示す単位バンドグループにおいて自機宛ての下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド1とそれぞれペアを構成する上り単位バンド1、及び、下り割当制御情報がマッピングされていたCCEに対応するPUCCHリソースを特定する。つまり、制御部208は、上り単位バンド1のPUCCH1の構成リソースを、束ACK/NACK信号(「NACK」)の送信に用いるべきPUCCHリソースとして特定する。
すなわち、図9Bでは、図9A(正常ケース)と同様、端末200は、まず、上り割当制御情報及び下り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定する。つまり、図9Bでは、端末200が上り回線データと束ACK/NACK信号とを同一サブフレームで送信する際、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと、束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとが同一(上り単位バンド1)となる。
そこで、制御部208は、正常ケースと同様にして、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信するように制御する。
具体的には、制御部208は、正常ケース(図9A)と同様の処理を行う。すなわち、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと束ACK/NACK信号とを時間多重(TDM)しないように指示する。また、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、2次拡散部216から入力されるPUCCH信号(束ACK/NACK信号を含む信号)及びDFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データを含む信号)を周波数多重(FDM)するように指示する。
また、制御部208は、上り制御チャネル信号生成部213の1次拡散部215及び2次拡散部216に対して、下り単位バンド1で受信した下り割当制御情報が占有したCCEと関連付けられたPUCCHリソース(PUCCH1の構成リソース)に対応する、ZAC系列及び直交符号系列をそれぞれ指示する。
これにより、図9Bに示すように、端末200は、上り回線データを含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信し、束ACK/NACK信号を含むPUCCH信号を、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1)で送信する。つまり、端末200は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を、上り単位バンド1のPUCCH1及び上り単位バンドのPUSCHにおいて、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信する。
よって、端末200は、1つの上り単位バンド(図9Bでは上り単位バンド1)のみを用いて、上り回線データのパンクチャを行うことなく、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を同一サブフレームで送信することが可能となる。
なお、図9Bに示す端末200の動作は、エラーケース1(図9Bでは下り単位バンド2の下り割当制御情報の受信に失敗する場合)のみでなく、基地局100が端末200に対して下り単位バンド1のみで下り割当制御情報を送信する場合にも適用することができる。すなわち、端末200は、基地局100が実際にいくつの下り単位バンドにおいて下り割当制御情報を送信したかに関わらず、実際に自機が受信した下り割当制御情報の数、及び、受信した下り割当制御情報がマッピングされた下り単位バンドの位置に応じて、上り回線データ及びACK/NACK信号の多重方法(TDMまたはFDM)を決定する。
<エラーケース2(図9C):端末200が下り単位バンド2で送信された下り割当制御情報のみを受信した場合>
端末200において、ACK/NACK制御部212は、CRC部211から入力される、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する誤り検出結果(「ACK」または「NACK」)と、下り単位バンド1での下り割当制御情報の受信失敗を示す「NACK」との論理積、つまり、「NACK」を、束ACK/NACK信号として生成する。
また、制御部208は、図4に示す単位バンドグループにおいて自機宛ての下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド2とそれぞれペアを構成する上り単位バンド2、及び、下り割当制御情報がマッピングされていたCCEに対応するPUCCHリソースを特定する。つまり、制御部208は、上り単位バンド2のPUCCH2の構成リソースを、束ACK/NACK信号(「NACK」)の送信に用いるべきPUCCHリソースとして特定する。
すなわち、図9Cでは、端末200は、まず、上り割当制御情報及び下り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド2を特定する。つまり、図9Cでは、端末200が上り回線データと束ACK/NACK信号とを同一サブフレームで送信する際、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンド(上り単位バンド1)と、束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンド(上り単位バンド2)とが異なる。
そこで、制御部208は、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドのPUSCHリソースにおいて、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を時間軸上で多重(TDM)して送信するように制御する。
具体的には、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと束ACK/NACK信号とを時間多重(TDM)するように指示する。よって、応答信号/データ多重部220は、束ACK/NACK信号によって、上り回線データをパンクチャすることにより、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を時間多重する。これにより、PUCCH/PUSCH多重部222には、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を含むPUSCH信号が入力される。
また、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、DFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データ及び束ACK/NACK信号を含む信号)のみに対してIFFT処理を行うように指示する。換言すると、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、DFT部221から入力されるPUSCH信号と2次拡散部216から入力されるPUCCH信号とを周波数多重(FDM)しないように指示する。
これにより、図9Cに示すように、端末200は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信する。つまり、端末200は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を、上り単位バンド2のPUCCH2を用いずに、上り単位バンド1のPUSCHにおいて、時間軸上で多重(TDM)して同一サブフレームで送信する。
よって、端末200は、1つの上り単位バンド(図9Cでは上り単位バンド1)のみを用いて、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を同一サブフレームで送信することが可能となる。
ここで、図9Cでは上り単位バンド1のPUSCHリソースにマッピングされた上り回線データは、束ACK/NACK信号によってパンクチャされるため、上り回線データの品質が劣化してしまう。しかしながら、LTE−Aシステムでは、下り割当制御情報のエラー率(つまり、PDCCH信号のTarget Block error rate(Target BLER))は1%程度で運用されるため、エラーケース2(図9C)が発生する状況は極めて少ない(エラーケース2の発生頻度:1%程度)。よって、図9Cに示すようなエラーケース2においてのみ、端末200が上り回線データ及び束ACK/NACK信号を時間多重しても(つまり、上り回線データがパンクチャされても)、システム全体に及ぼす影響は極めて少ない。
なお、図9Cに示す端末200の動作は、エラーケース2(図9Cでは下り単位バンド1の下り割当制御情報の受信に失敗する場合)のみでなく、基地局100が端末200に対して下り単位バンド2のみで下り割当制御情報を送信する場合にも適用することができる。例えば、基地局100は、下り単位バンド2にのみ下り回線データ(つまり、下り割り当て制御情報)を割り当て、上り単位バンド1にのみ上り回線データ(すなわち、上り割当制御情報)を割り当てる場合である。ただし、この場合、端末200が全ての割当情報(下り単位バンド1で送信される上り割当制御情報及び下り単位バンド2で送信される下り割当制御情報)を正常に受信した場合(つまり、正常ケース)においても、図9Cに示すように、下り単位バンド2で送信された下り回線データに対する応答信号によって、上り単位バンドで送信される上り回線データがパンクチャされてしまう。したがって、一般的に、基地局100は、端末200に対して、一方の下り単位バンド(図9Cでは下り単位バンド2)にのみ下り回線データを割り当てると同時に、他方の上り単位バンド(図9Cでは上り単位バンド1)にのみ上り回線データを割り当てる運用を行わない。
<エラーケース3(図9D):端末200が下り単位バンド1及び2で送信された下り割当制御情報のいずれも受信しなかった場合>
図9Dに示すエラーケース3では、端末200は、基地局100が下り単位バンド1及び2で送信した下り割当制御情報の存在を知らず、下り回線データを受信できないため、送信すべきACK/NACK信号は存在しない。よって、端末200は、図9Dに示すように、上り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定する。
そこで、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと応答信号とを時間多重(TDM)しないように指示する。また、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、DFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データ信号を含む信号)のみに対してIFFT処理を行うように指示する。
これにより、図9Dに示すように、端末200は、上り回線データを含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信する。
以上、下り割当制御情報を含むPDCCH信号の受信成否に応じた端末200における動作について説明した。
一方、基地局100の判定部122は、相関処理部117から入力される相関値に基づいて、端末200に設定された単位バンドグループにおける上り単位バンド1及び2のPUCCHリソースに応答信号(束ACK/NACK信号)が含まれるか否かを判定する。さらに、判定部122は、逆拡散部120から入力される逆拡散後の信号に基づいて、端末200に設定された単位バンドグループにおける上り単位バンド1及び2のPUSCHリソースに応答信号(束ACK/NACK信号)が含まれるか否かを判定する。
つまり、図4において、判定部122は、下り単位バンド1及び2の各下り割当制御情報が示すPDSCHリソースで送信した下り回線データに対する応答信号(束ACK/NACK信号)が、下り割当制御情報の送信に用いた下り単位バンド1及び2に対応する上り単位バンド1及び2のPUCCHリソース(PUCCH1及び2の構成リソース)、または、下り単位バンド1の上り割当制御情報が示すPUSCHリソースに含まれるか否かを判定する。
例えば、図9A及び図9Bでは、基地局100の判定部122は、下り単位バンド1で送信された上り割当制御情報が示すPUSCHリソースが設けられた上り単位バンド1のPUCCH1を構成するPUCCHリソースに、束ACK/NACK信号が含まれていると判定する。一方、図9Cでは、基地局100の判定部122は、下り単位バンド1で送信された上り割当制御情報が示すPUSCHリソースに、束ACK/NACK信号が含まれていると判定する。つまり、基地局100の判定部122では、上り回線データと応答信号(束ACK/NACK信号)とを同一サブフレームで受信する際には、上り回線データ及び応答信号の双方は、同一の上り単位バンド(図9A〜図9Cでは上り単位バンド1)で受信される。
このようにして、端末200は、上り割当制御情報が示す上りデータチャネル(PUSCH)が設けられた上り単位バンド(つまり、上り回線データの送信に用いる上り単位バンド)と、下り割当制御情報が占有していたCCEと対応付けられたPUCCHリソースが設けられた上り単位バンド(つまり、下り回線データに対する応答信号の送信に用いる上り単位バンド)とが異なる場合、上り回線データの送信に用いる上りデータチャネル(PUSCH)において、上り回線データ及び応答信号を時間多重して送信する。
換言すると、端末200は、上り割当制御情報が送信された下り制御チャネル(エラーケース2(図9C)では、図4に示すPDCCH1)が設けられた下り単位バンドと、下り割当制御情報が送信された下り制御チャネル(エラーケース2(図9C)では、図4に示すPDCCH2)が設けられた下り単位バンドとが異なる場合、上り回線データの送信に用いる上りデータチャネル(エラーケース2(図9C)では上り単位バンド1のPUSCH)において、上り回線データ及び応答信号を時間多重して送信する。すなわち、上り回線データと応答信号とが同時に送信されるサブフレームにおいて、端末200は、上り割当制御情報がマッピングされていない下り単位バンド(つまり、上り回線データの割当が無い上り単位バンドとペアの下り単位バンド、若しくは、下り割当制御情報のみがマッピングされている下り単位バンド)で受信した下り回線データに対する応答信号を、他の下り単位バンドで受信した上り割当制御情報が示す上りデータチャネルにおいて、上り回線データと時間多重して送信する。
つまり、端末200は、上り回線データと応答信号とを同一のサブフレーム内で送信する際、自機に設定された単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンド(例えば、図4に示す下り単位バンド1)において上り割当制御情報のみを受信し、第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンド(例えば、図4に示す下り単位バンド2)において下り割当制御情報のみを受信した場合には、第1の下り単位バンドで受信した前記上り割当制御情報が示す前記上りデータチャネル(図4に示す上り単位バンド1のPUSCH)において、上り回線データ、及び、第2の下り単位バンド(図4に示す下り単位バンド2)で受信した下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下り回線データに対する応答信号を時間多重して送信する。
一方、端末200は、上り割当制御情報が示す上りデータチャネル(PUSCH)が設けられた上り単位バンド(つまり、上り回線データの送信に用いる上り単位バンド)と、下り割当制御情報が占有していたCCEと対応付けられたPUCCHリソースが設けられた上り単位バンド(つまり、下り回線データに対する応答信号の送信に用いる上り単位バンド)とが同一の場合、上りデータチャネル(PUSCH)及び上り制御チャネル(PUCCH)を用いて、上り回線データ及び応答信号を周波数多重して送信する。
換言すると、端末200は、上り割当制御情報が送信された下り制御チャネル(正常ケース(図9A)、エラーケース1(図9B)では、図4に示すPDCCH1)が設けられた下り単位バンドと、下り割当制御情報が送信された下り制御チャネル(正常ケース(図9A)、エラーケース2(図9B)では、図4に示すPDCCH1)が設けられた下り単位バンドとが同一の場合、上りデータチャネル(PUSCH)及び上り制御チャネル(PUCCH)を用いて、上り回線データ及び応答信号を周波数多重して送信する。
このように、端末200は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を同一サブフレーム(同一の送信単位時間内)で送信する際、束ACK/NACK信号が送信されるべき上り単位バンドが、上り回線データが送信されるべき上り単位バンドと同一であるか否かに応じて、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を時間多重するか周波数多重するかを決定する。
ここで、時間多重(TDM)を用いる場合には、図9Cに示すように、応答信号によって上り回線データがパンクチャされるため、上り回線データの品質が劣化してしまう。一方、上り回線データ及び応答信号の多重方法として周波数多重(FDM)を用いる場合には、端末からの信号における送信波形のシングルキャリア特性が劣化(またはCM(Cubic Metric)特性が劣化)してしまう。しかしながら、図9A〜図9Dのように、Carrier aggregationによる通信は、回線品質が良好であるセル中心の端末(Cell center UE)に設定される可能性が高い。そのため、Carrier aggregationによる通信を行う端末200(Cell center UE)では、上り回線データ及び応答信号が周波数多重(FDM)されて送信されても、端末200の送信信号が、シングルキャリア特性の劣化により受ける影響は極めて少ない。よって、端末200では、上り回線データ及び応答信号を多重して送信する際には時間多重(TDM)の使用(すなわち、上り回線データがパンクチャされる頻度)を最小限に抑え、周波数多重(FDM)を使用することが好ましい。
9A〜図9Dに示すように、本実施の形態では、エラーケース2(図9C)のみ時間多重(TDM)が使用され、エラーケース2以外のケース(図9A,B)では、端末200は、周波数多重(FDM)を使用する。また、図9Cに示すエラーケース2が発生する確率(PDCCH信号のTarget BLER)は、上述したように1%程度である。従って、端末200では、時間多重(TDM)の使用(すなわち、束ACK/NACK信号によって上り回線データがパンクチャされる頻度)を最小限に抑えることができる。このため、端末200では、上り回線データの品質劣化をほぼ抑えることができる。
さらに、図9A〜図9Cに示すように、上り回線データ及び応答信号を同一サブフレームで送信する際には、端末200は、常に1つの上り単位バンド(図9A〜図9Cでは上り単位バンド1)のみを使用する。すなわち、端末200は、上り回線データ及び応答信号を同一サブフレームで送信する場合でも、上り回線で使用する帯域を、上り回線データ(PUSCH信号)の送信に必要最低限の上り単位バンドのみに抑えることができる。これにより、端末200では、上り回線データ及び応答信号の送信時の消費電力を抑えることができる。
また、図9A〜図9Dに示すように、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1)が使用されるか否かに基づいて、基地局100は、下り単位バンド1における下り割当制御情報のDTX判定(つまり、エラーケース2(図9C)の特定)を行うことができる。これにより、下り割当制御情報の受信成否を通知するためのシグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、基地局側で下り割当制御情報の符号化率等の最適化を行うことができる。
このように、本実施の形態によれば、Carrier aggregation時に上り回線データと応答信号とを同時に送信する場合でも、端末の消費電力を抑えつつ、上り回線データの品質を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、例えば、図4において、端末が2つの下り単位バンド1及び2で下り割当制御情報を受信した場合の束ACK/NACK信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、基地局と端末との間で、下り単位バンド1に対応する上り単位バンド1が予め設定されている場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定されない。例えば、ある端末に対して、複数の下り単位バンド1及び2、及び、複数の上り単位バンド1及び2が単位バンドグループとして設定される場合について説明する。この場合、端末がいずれかの上り単位バンドに対応する上り割当制御情報を受信した場合には、端末は、下り単位バンド1及び2の双方の下り割当制御情報の受信に成功した場合(正常ケース)の束ACK/NACK信号を、上り割当制御情報が示すPUSCHリソースが設けられた上り単位バンドで送信してもよい。つまり、端末は、上り回線データと応答信号とを同一サブフレーム内で送信する際、自機に設定された単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンド(例えば、図4では下り単位バンド1、図10では下り単位バンド2)において、上り割当制御情報及び下り割当制御情報を受信し、第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンド(例えば、図4では下り単位バンド2、図10では下り単位バンド1)において、下り割当制御情報のみを受信した場合、第1の下り単位バンド及び第2の下り単位バンドでそれぞれ送信された複数の下りデータに対して生成された1つの束ACK/NACK信号を、第1の下り単位バンドで受信した下り割当制御情報が送信された下り制御チャネルと対応付けられた上り制御チャネルを用いて送信する。
以下、具体的に説明する。図4に示すように、基地局が上り単位バンド1に上り回線データを割り当てた場合(つまり、端末が上り単位バンド1で上り割当制御情報を受信した場合)、端末の動作は、上述した図9A〜図9Dと同様である。一方、図10に示すように、基地局が上り単位バンド2に上り回線データを割り当てた場合(つまり、端末が上り単位バンド2で上り割当制御情報を受信した場合)、端末は、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号と下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号との論理積である束ACK/NACK信号を、上り回線データが送信される上り単位バンド2で送信する。具体的には、図11A(正常ケース)及び図11C(エラーケース2)の場合、つまり、上り回線データが送信される上り単位バンドと、束ACK/NACK信号が送信される上り単位バンドが同一(上り単位バンド2)の場合には、端末は、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を周波数軸上で多重(FDM)する。一方、図11B(エラーケース1)の場合、すなわち、上り回線データが送信される上り単位バンドと、束ACK/NACK信号が送信される上り単位バンドが異なる場合には、端末は、上り回線データが送信される上り単位バンド2のPUSCHリソースにおいて、上り回線データ及び束ACK/NACK信号を、時間軸で多重(TDM)する。つまり、図10に示すように上り単位バンド2に上り回線データが割り当てられた場合には、端末は、上り回線データとACK/NACK信号とが同一サブフレームで送信される場合でも、常に1つの上り単位バンド2のみを使用する。このようにして、上り回線データとACK/NACK信号とが同一時刻で送信される場合、端末は、上り回線データを送信すべき上り単位バンドに応じて、束ACK/NACK信号を送信すべき上り単位バンドを変化させることで、基地局における上りデータチャネル(PUSCHリソース)のスケジューリングの自由度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、1つの端末に対して、下り回線データが割り当てられる下り単位バンドの数が2つの場合について説明した。しかし、1つの端末に対して下り回線データが割り当てられる下り単位バンドの数は3つ以上でも、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、端末が1つの上り単位バンドのみで上り回線データを送信する場合について説明した。しかし、上り回線データが送信される上り単位バンド数は1つに限らず、端末が2つ以上の上り単位バンドで複数の上り回線データを送信するように指示された場合にも本発明を適用することができる。例えば、複数の上り単位バンドで複数の上り回線データを送信する場合でも、端末は、上り回線データを送信すべき上り単位バンドと同一の上り単位バンドに設けられたPUCCHリソースで送信すべき応答信号(束ACK/NACK信号)に対して周波数多重(FDM)を適用する。一方、上り回線データを送信すべき上り単位バンドと異なる上り単位バンドに設けられたPUCCHリソースで送信すべき応答信号(束ACK/NACK信号)に対して時間多重(TDM)を適用する。
また、本実施の形態では、応答信号の送信モードとしてBundlingモードを適用する場合について説明した。しかし、応答信号の送信モードは、Bundlingモードに限らず、端末から送信される応答信号が常に1つに限定される設定が用いられる場合にも本発明を適用することができる。例えば、応答信号の送信モードとして、複数のPUCCHリソース群から1つのPUCCHリソースを選択して応答信号を送信するモード(Channel selectionまたはACK/NACK Multiplexing)についても本発明を適用することができる。
(実施の形態2)
実施の形態1では応答信号の送信モードとしてBundlingモードを適用した場合について説明したのに対し、本実施の形態では応答信号の送信モードとしてNon-bundlingモードを適用する場合について説明する。
以下、具体的に説明する。本実施の形態における基地局及び端末の構成は実施の形態1と同様であるので、図7及び図8を援用して説明する。
ただし、本実施の形態に係る通信システムでは、Carrier aggregationによる通信が行われる場合には、ARQにおいて応答信号のNon-bundlingが採用される点が実施の形態1と相違する。
以下、本実施の形態に係る端末200の動作について説明する。以下の説明では、図12に示すように、端末200に対しては、実施の形態1(図4)と同様、下り単位バンド1及び2の2つの下り単位バンド、及び、上り単位バンド1及び2の2つの上り単位バンドから構成される、対称の単位バンドグループが設定されている。そして、基地局100は、下り単位バンド1及び2において上り割当制御情報、下り割当制御情報及び下り回線データをそれぞれ送信する。ここでは、端末200は、図12に示す下り単位バンドのPDCCH1で送信されたPDCCH信号に含まれる上り割当制御情報を正常に受信する。つまり、端末200は、上り回線データ(図12に示すUL data)を含むPUSCH信号の送信に用いる上りデータチャネル(図12に示す上り単位バンド1のPUSCH)を特定している。また、実施の形態1(図4)と同様、図12に示す下り単位バンド1のPDCCH1を構成する複数のCCEは、上り単位バンド1のPUCCHの構成リソースとそれぞれ対応付けられており、図12示す下り単位バンド2のPDCCH2を構成する複数のCCEは、上り単位バンド2のPUCCHの構成リソースとそれぞれ対応付けられている。また、端末200は、下り単位バンド1及び2でそれぞれ受信した下り回線データに対する応答信号を、個別に送信する(すなわち、Non-bundlingモードを適用)。
以下、図12に示す下り単位バンド1のPDCCH1及び下り単位バンド2のPDCCH2でそれぞれ送信された、下り割当制御情報の受信成否に応じた端末200における応答信号多重制御処理の詳細な動作について、実施の形態1(図9A〜図9D)と同様、正常ケース及びエラーケース1〜3を示す図13A〜図13Dを用いて説明する。
以下の説明では、図13A〜図13Dに示すように、端末200の制御部208は、図12に示す下り単位バンド1のPDCCH1で正常に受信した上り割当制御情報に含まれる、自機に対する上りデータ割当リソースに関する情報に基づいて、上り単位バンド1のPUSCHを、上り回線データの送信に用いるPUSCHリソースとして特定する。
また、ACK/NACK制御部212は、制御部208からの指示に従って、CRC部211から入力される、複数の下り単位バンド1でそれぞれ受信した下り回線データに対する各誤り検出結果(「ACK」または「NACK」)を、上り制御チャネル信号生成部213の変調部214、または、変調部217に出力する。
<正常ケース(図13A):端末200が2つの下り単位バンドで送信された下り割当制御情報を受信した場合>
端末200において、制御部208は、図12に示す単位バンドグループにおいて自機宛ての下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド1及び2とそれぞれペアを構成する上り単位バンド1及び2、及び、下り割当制御情報がマッピングされていたCCEに対応するPUCCHリソースを特定する。
すなわち、図13Aでは、端末200は、まず、上り割当制御情報及び下り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド2を特定する。つまり、図13Aでは、端末200が上り回線データと応答信号とを同一サブフレームで送信する際、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとが同一となる。これに対し、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとは異なる。
そこで、制御部208は、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと同一の上り単位バンドを用いて送信すべき応答信号に対しては、上り回線データ及び応答信号を、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信するように制御する。一方、制御部208は、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと異なる上り単位バンドを用いて送信すべき応答信号に対しては、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドのPUSCHリソースにおいて、上り回線データ及び応答信号を、時間軸上で多重(TDM)して送信するように制御する。
具体的には、制御部208は、ACK/NACK制御部212に対して、図12に示す下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号(すなわち、上り単位バンド1のPUCCHリソースで送信すべき応答信号)を上り制御チャネル信号生成部213の変調部214に出力するように指示する。また、制御部208は、ACK/NACK制御部212に対して、図12に示す下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号(すなわち、上り単位バンド2のPUCCHリソースで送信すべき応答信号)を変調部217に出力するように指示する。
制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと応答信号(すなわち、上り単位バンド2のPUCCHリソースで送信すべき応答信号)とを時間多重(TDM)するように指示する。これにより、PUCCH/PUSCH多重部222には、上り回線データ及び下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号を含むPUSCH信号が入力される。
また、制御部208は、上り制御チャネル信号生成部213の1次拡散部215及び2次拡散部216に対して、下り単位バンド1で受信した下り割当制御情報が占有していたCCEと対応付けられたPUCCHリソース(PUCCH1の構成リソース)に対応する、ZAC系列及び直交符号系列をそれぞれ指示する。
そして、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、2次拡散部216から入力されるPUCCH信号(下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号を含む信号)及びDFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データ及び下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号を含む信号)を周波数多重(FDM)するように指示する。
このようにして、上り回線データと応答信号とを同一サブフレーム内で送信する際、自機に設定された単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンド(例えば、図12に示す下り単位バンド1)において、上り割当制御情報及び下り割当制御情報を受信し、第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンド(図12では下り単位バンド2)において、下り割当制御情報のみを受信した場合、端末200は、第1の下り単位バンドで受信した上り割当制御情報が示す上りデータチャネルにおいて、上り回線データ、及び、第2の下り単位バンドで受信した下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下り回線データに対する応答信号を時間多重して送信する。また、端末200は、第1の下り単位バンドで受信した下り割当制御情報が送信された下り制御チャネルと対応付けられた上り制御チャネル、及び、第1の下り単位バンドで受信した下り割当制御情報が示す上りデータチャネルを用いて、上り回線データ、及び、第1の下り単位バンドで受信した下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下り回線データに対する応答信号を周波数多重して送信する。
これにより、図13Aに示すように、端末200は、上り回線データ及び下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号を含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信し、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号を含むPUCCH信号を、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1)で送信する。
つまり、端末200は、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号(送信すべき上り単位バンドが上り回線データを送信すべき上り単位バンドと同一である応答信号)に対しては、上り単位バンド1のPUCCH1及び上り単位バンド1のPUSCHを用いて、上り回線データと周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信する。一方、端末200は、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号(送信すべき上り単位バンドが上り回線データを送信すべき上り単位バンドと異なる応答信号)に対しては、上り単位バンド1のPUSCHにおいて、上り回線データと時間軸上で多重(TDM)して同一サブフレームで送信する。これにより、端末200は、1つの上り単位バンド1のみを用いて、上り回線データ及びNon-bundlingモードにおける複数の応答信号を、同一サブフレームで送信することができる。
図13Aに示すように、端末200では、2つの応答信号が送信されるにも関わらず、上り回線データをパンクチャする応答信号は1つ(下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号)だけである。換言すると、端末200では、上り回線データは、複数の応答信号のうち、上り回線データを送信すべき上り単位バンドと同一の上り単位バンドで送信すべき応答信号によってパンクチャされない。よって、端末200では、パンクチャによる上り回線データの品質劣化を最小限に抑えることができる。
このようにして、端末200は、上り回線データのパンクチャを最小限に抑えつつ、1つの上り単位バンド(図13Aでは上り単位バンド1)のみを用いて、上り回線データ及び複数の応答信号を同一サブフレームで送信することが可能となる。
<エラーケース1(図13B):端末200が下り単位バンド1で送信された下り割当制御情報のみを受信した場合>
端末200において、制御部208は、図12に示す単位バンドグループにおいて自機宛ての下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド1とそれぞれペアを構成する上り単位バンド1、及び、下り割当制御情報がマッピングされていたCCEに対応するPUCCHリソースを特定する。
すなわち、図13Bでは、端末200は、まず、上り割当制御情報及び下り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定する。つまり、図13Bでは、端末200が上り回線データと応答信号とを同一サブフレームで送信する際、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドと、応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとが同一(上り単位バンド1)となる。
そこで、制御部208は、実施の形態1のエラーケース1(図9B)と同様にして、上り回線データを含むPUSCH信号、及び、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号を含むPUCCH信号を、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信するように制御する。
具体的には、制御部208は、ACK/NACK制御部212に対して、図12に示す下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号を、上り制御チャネル信号生成部213の変調部214に出力するように指示する。また、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと応答信号とを時間多重(TDM)しないように指示し、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、2次拡散部216から入力されるPUCCH信号(応答信号を含む信号)及びDFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データを含む信号)を周波数多重(FDM)するように指示する。
また、制御部208は、上り制御チャネル信号生成部213の1次拡散部215及び2次拡散部216に対して、下り単位バンド1で受信した下り割当制御情報が占有したCCEと対応付けられたPUCCHリソース(PUCCH1の構成リソース)に対応する、ZAC系列及び直交符号系列をそれぞれ指示する。
これにより、図13Bに示すように、端末200は、上り回線データを含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信し、下り単位バンド1で受信した下り回線データに対する応答信号を含むPUCCH信号を、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1)で送信する。つまり、端末200は、実施の形態1のエラーケース1(図9B)と同様、上り回線データ及び応答信号を、上り単位バンド1のPUCCH1及び上り単位バンドのPUSCHを用いて、周波数軸上で多重(FDM)して同一サブフレームで送信する。
よって、端末200は、1つの上り単位バンド(図13Bでは上り単位バンド1)のみを用いて、上り回線データのパンクチャを行うことなく、上り回線データ及び応答信号を同一サブフレームで送信することが可能となる。
なお、図13Bに示す端末200の動作は、エラーケース1(図13Bでは下り単位バンド2の下り割当制御情報の受信に失敗する場合)のみでなく、基地局100が端末200に対して下り単位バンド1のみで下り割当制御情報を送信する場合にも適用することができる。すなわち、端末200は、基地局100が実際にいくつの下り単位バンドにおいて下り割当制御情報を送信したかに関わらず、実際に自機が受信した下り割当制御情報の数、及び、受信した下り割当制御情報がマッピングされた下り単位バンドの位置に応じて、上り回線データ及びACK/NACK信号の多重方法(ここでは、時間多重(TDM)または周波数多重(FDM))を決定する。
<エラーケース2(図13C):端末200が下り単位バンド2で送信された下り割当制御情報のみを受信した場合>
端末200において、制御部208は、図12に示す単位バンドグループにおいて自機宛ての下り割当制御情報がマッピングされていた下り単位バンド2とそれぞれペアを構成する上り単位バンド2、及び、下り割当制御情報がマッピングされていたCCEに対応するPUCCHリソースを特定する。
すなわち、図13Cでは、端末200は、まず、上り割当制御情報及び下り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定し、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド2を特定する。つまり、図13Cでは、端末200が上り回線データと応答信号とを同一サブフレームで送信する際、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンド(上り単位バンド1)と、下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号の送信に用いるべき上り単位バンド(上り単位バンド2)とは異なる。
そこで、制御部208は、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドのPUSCHリソースにおいて、上り回線データ及び応答信号を、時間軸上で多重(TDM)して送信するように制御する。
具体的には、制御部208は、ACK/NACK制御部212に対して、図12に示す下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号を変調部217に出力するように指示する。また、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと応答信号とを時間多重(TDM)するように指示する。よって、応答信号/データ多重部220は、応答信号によって、上り回線データをパンクチャすることにより、上り回線データ及び応答信号を時間多重する。これにより、PUCCH/PUSCH多重部222には、上り回線データ及び応答信号を含むPUSCH信号が入力される。
また、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、DFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データ及び応答信号を含む信号)のみに対してIFFT処理を行うように指示する。
これにより、図13Cに示すように、端末200は、上り回線データ及び下り単位バンド2で受信した下り回線データに対する応答信号を含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信する。つまり、端末200は、上り回線データ及び応答信号を、上り単位バンド2のPUCCH2を用いずに、上り単位バンド1のPUSCHにおいて、時間軸上で多重(TDM)して同一サブフレームで送信する。
よって、端末200は、1つの上り単位バンド(図13Cでは上り単位バンド1)のみを用いて、上り回線データ及び応答信号を同一サブフレームで送信することが可能となる。
ここで、図13Cでは上り単位バンド1のPUSCHリソースにマッピングされた上り回線データは、応答信号によってパンクチャされるため、上り回線データの品質が劣化してしまう。しかしながら、LTE−Aシステムでは、下り割当制御情報のエラー率(つまり、PDCCHのTarget BLER)は1%程度で運用されるため、エラーケース2(図13C)が発生する状況は極めて少ない(エラーケース2の発生頻度:1%程度)。よって、実施の形態1と同様(図9C)、図13Cに示すようなエラーケース2においてのみ、端末200が上り回線データ及び応答信号を時間多重しても(つまり、上り回線データがパンクチャされても)、システム全体に及ぼす影響は極めて少ない。
なお、図13Cに示す端末200の動作は、エラーケース2(図13Cでは下り単位バンド1の下り割当制御情報の受信に失敗する場合)のみでなく、基地局100が端末200に対して下り単位バンド2のみで下り割当制御情報を送信する場合にも適用することができる。例えば、基地局100は、下り単位バンド2にのみ下り回線データ(つまり、下り割り当て制御情報)を割り当て、上り単位バンド1にのみ上り回線データ(すなわち、上り割当制御情報)を割り当てる場合である。ただし、この場合、端末200が全ての割当情報(下り単位バンド1で送信される上り割当制御情報及び下り単位バンド2で送信される下り割当制御情報)を正常に受信した場合、つまり、正常ケースにおいても、図13Cに示すように、下り単位バンド2で送信された下り回線データに対する応答信号によって、上り単位バンドで送信される上り回線データがパンクチャされてしまう。したがって、一般的に、基地局100は、端末200に対して、一方の下り単位バンド(図13Cでは下り単位バンド2)にのみ下り回線データを割り当てると同時に、他方の上り単位バンド(図13Cでは上り単位バンド1)にのみ上り回線データを割り当てる運用を行わない。
<エラーケース3(図13D):端末200が下り単位バンド1及び2で送信された下り割当制御情報のいずれも受信しなかった場合>
図13Dに示すエラーケース3では、端末200は、基地局100が下り単位バンド1及び2で送信した下り割当制御情報の存在を知らず、下り回線データを受信できないため、送信すべきACK/NACK信号は存在しない。よって、端末200は、実施の形態1(図9D)と同様、図13Dに示すように、上り割当制御情報に基づいて、上り回線データの送信に用いるべき上り単位バンドとして、上り単位バンド1を特定する。
そこで、制御部208は、応答信号/データ多重部220に対して、上り回線データと応答信号とを時間多重(TDM)しないように指示する。また、制御部208は、PUCCH/PUSCH多重部222に対して、DFT部221から入力されるPUSCH信号(上り回線データ信号を含む信号)のみに対してIFFT処理を行うように指示する。
これにより、図13Dに示すように、端末200は、上り回線データを含むPUSCH信号を、上り単位バンド1のPUSCHリソースで送信する。
以上、下り割当制御情報を含むPDCCH信号の受信成否に応じた端末200における動作について説明した。
一方、基地局100の判定部122は、実施の形態1と同様にして、図12において、下り単位バンド1及び2の各下り割当制御情報が示すPDSCHリソースで送信した下り回線データに対する応答信号が、下り割当制御情報の送信に用いた下り単位バンド1及び2に対応する上り単位バンド1及び2のPUCCHリソース(PUCCH1及び2の構成リソース)、または、下り単位バンド1の上り割当制御情報が示すPUSCHリソースに含まれるか否かを判定する。
例えば、図13Aでは、基地局100の判定部122は、下り単位バンド1で送信された上り割当制御情報が示すPUSCHリソースが設けられた上り単位バンド1のPUCCH1に、下り単位バンド1で送信された下り回線データに対する応答信号が含まれていると判定する。また、図13Aでは、判定部122は、下り単位バンド1で送信された上り割当制御情報が示すPUSCHリソースに、下り単位バンド2で送信された下り回線データに対する応答信号が含まれていると判定する。
また、図13Bでは、基地局100の判定部122は、下り単位バンド1で送信された上り割当制御情報が示すPUSCHリソースが設けられた上り単位バンド1のPUCCH1に、下り単位バンド1で送信された下り回線データに対する応答信号が含まれていると判定する。一方、図13Cでは、基地局100の判定部122は、下り単位バンド1で送信された上り割当制御情報が示すPUSCHリソースに、下り単位バンド2で送信された下り回線データに対する応答信号が含まれていると判定する。
つまり、基地局100の判定部122では、実施の形態1と同様、上り回線データと応答信号とを同一サブフレームで受信する際には、上り回線データ及び複数の下り単位バンドで送信された下り回線データに対する各応答信号の双方は、同一の上り単位バンド(図13A〜図13Cでは上り単位バンド1)で受信される。
このようにして、端末200は、複数の下り単位バンドで送信された下り回線データに対する各応答信号が送信されるべき上り単位バンドが、上り回線データが送信されるべき上り単位バンドと同一であるか否かに応じて、上り回線データ及び各応答信号を時間多重するか周波数多重するかを決定する。
これにより、複数の応答信号が送信される場合(例えば、正常ケース(図13A))でも、端末200は、応答信号によって上り回線データがパンクチャされる頻度を低減することができる。また、実施の形態1と同様、図13Cに示すエラーケース2が発生する確率(PDCCHのTarget BLER)は、上述したように1%程度である。従って、13A〜図13Dに示すように、本実施の形態では、正常ケース(図13A)の一部の応答信号、及び、エラーケース2(図13C)のみで時間多重(TDM)が使用される。そのため、時間多重(TDM)の使用を最小限に抑えることができる。このため、端末200では、上り回線データの品質劣化をほぼ抑えることができる。
さらに、図13A〜図13Cに示すように、上り回線データ及び複数の応答信号を同一サブフレームで送信する際には、端末200は、常に1つの上り単位バンド(図13A〜図13Cでは上り単位バンド1)のみを使用する。すなわち、端末200は、上り回線データ及び応答信号を同一サブフレームで送信する場合でも、上り回線で使用する帯域を、上り回線データ(PUSCH信号)の送信に必要最低限の上り単位バンドのみに抑えることができる。これにより、端末200では、実施の形態1と同様、上り回線データ及び応答信号の送信時の消費電力を抑えることができる。
また、図13A〜図13Dに示すように、上り単位バンド1のPUCCHリソース(PUCCH1の構成リソース)が使用されるか否かに基づいて、基地局100は、下り単位バンド1における下り割当制御情報のDTX判定(つまり、エラーケース2(図13C)の特定)を行うことができる。これにより、下り割当制御情報の受信成否を通知するためのシグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、基地局側で下り割当制御情報の符号化率等の最適化を行うことができる。
このように、本実施の形態によれば、応答信号の送信モードとしてNon-bundlingモードを適用した際に、Carrier aggregation時に上り回線データと、応答信号とを同時に送信する場合でも、端末の消費電力を抑えつつ、上り回線データの品質を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、1つの端末に対して、下り回線データが割り当てられる下り単位バンドの数が2つの場合について説明した。しかし、1つの端末に対して下り回線データが割り当てられる下り単位バンドの数が3つ以上であり、応答信号の送信モードとしてNon-bundlingモードが適用されている場合にも、本発明を適用することができる。さらに、端末は、下り単位バンドが3つ以上の場合、応答信号による上り回線データのパンクチャの頻度を低減するために、上り回線データと時間多重される複数の応答信号(つまり、上り回線データが送信される上り単位バンドと異なる上り単位バンドで送信されるべき応答信号)をBundlingして、Bundling後の応答信号(束ACK/NACK信号)によって上り回線データをパンクチャしてもよい。
また、本実施の形態では、端末が1つの上り単位バンドのみで上り回線データを送信する場合について説明した。しかし、上り回線データが送信される上り単位バンド数は1つに限らず、端末が2つ以上の上り単位バンドで複数の上り回線データを送信するように指示された場合にも本発明を適用することができる。例えば、複数の上り単位バンドで複数の上り回線データを送信する場合でも、端末は、上り回線データを送信すべき上り単位バンドと同一の上り単位バンドに設けられたPUCCHリソースで送信すべき応答信号に対して周波数多重(FDM)を適用する。一方、端末は、上り回線データを送信すべき上り単位バンドと異なる上り単位バンドに設けられたPUCCHリソースで送信すべき応答信号に対して時間多重(TDM)を適用する。
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では、上り回線データと応答信号とが多重される場合について説明した。しかし、多重される信号は応答信号に限らず、上り回線データと他の上り制御信号とを多重する際にも、本発明を適用することができる。具体的には、応答信号以外の上り制御信号としては、例えば基地局と端末との間の下り伝搬路の品質を示すCQI(Channel Quality Indicator)、または、端末側で新たな上り回線データを送信する必要が発生した場合に、端末が基地局に対して上り回線リソースの割当を要求するためのSR(Scheduling Request)等が挙げられる。
また、上記実施の形態では、PUCCHリソースにおける1次拡散にZAC系列を用い、2次拡散に直交符号系列を用いる場合について説明した。しかし、本発明では、1次拡散には、ZAC系列以外の、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な系列を用いてもよい。例えば、GCL(Generalized Chirp like)系列、CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)系列、ZC(Zadoff-Chu)系列、M系列や直交ゴールド符号系列等のPN系列、または、コンピュータによってランダムに生成された時間軸上での自己相関特性が急峻な系列等を1次拡散に用いてもよい。また、2次拡散には、互いに直交する系列、または、互いにほぼ直交すると見なせる系列であればいかなる系列を直交符号系列として用いてもよい。以上の説明では、ZAC系列の循環シフト量と直交符号系列の系列番号とによって応答信号のリソース(例えば、PUCCHリソース)が定義されている。
また、上記実施の形態におけるZAC系列は、循環シフト処理を施すベースとなる系列という意味で、Base sequenceと称されることもある。
また、上記実施の形態では、端末側の処理の順番として、1次拡散、2次拡散の後に、IFFT変換を行う場合について説明した。しかし、これらの処理の順番はこれに限定されない。すなわち、1次拡散及び2次拡散は共に乗算の処理であるので、1次拡散処理の後段にIFFT処理がある限り、2次拡散処理の場所はどこにあっても等価な結果が得られる。
また、上記実施の形態における拡散部(1次拡散部、2次拡散部)は、或る信号に系列を乗算する処理を行うので、乗算部と称されることもある。
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2009年6月9日出願の特願2009−138610の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。
100 基地局
200 端末
101,208 制御部
102 制御情報生成部
103,105 符号化部
104,107,214,217 変調部
106 データ送信制御部
108 マッピング部
109 IFFT部
110,223 CP付加部
111,224 無線送信部
112,201 無線受信部
113,202 CP除去部
114 PUCCH/PUSCH分離部
115,120 逆拡散部
116 系列制御部
117 相関処理部
118 IDFT部
119 応答信号分離部
121 復調/復号部
122,207 判定部
123 再送制御信号生成部
203 FFT部
204 抽出部
205,209 復調部
206,210 復号部
211 CRC部
212 ACK/NACK制御部
213 上り制御チャネル信号生成部
215 1次拡散部
216 2次拡散部
218 拡散部
219 符号化/変調部
220 多重部
221 DFT部
222 PUCCH/PUSCH多重部

Claims (4)

  1. N個(Nは、2以上の自然数)の下り単位バンドと上り単位バンドとからなる単位バンドグループを用いて基地局装置と通信し、且つ、下り単位バンドに配置される下りデータの誤り検出結果に基づく応答信号を前記下り単位バンドに対応する上り単位バンドの上り制御チャネルで送信する端末装置であって、
    前記N個の下り単位バンドの下り制御チャネルで送信された、上り割当制御情報及び下り割当制御情報を受信する制御情報受信手段と、
    前記下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下りデータを受信する下りデータ受信手段と、
    前記上り割当制御情報が示す上りデータチャネルで上りデータを送信する上りデータ送信手段と、
    前記上り割当制御情報及び前記下り割当制御情報に基づいて、前記応答信号の送信を制御する制御手段と、を具備し、
    前記制御手段は、前記上りデータと前記応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、前記単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンドにおいて前記上り割当制御情報のみを受信し、前記第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンドにおいて前記下り割当制御情報のみを受信した場合、前記第1の下り単位バンドで受信した前記上り割当制御情報が示す前記上りデータチャネルにおいて、前記上りデータ、及び、前記第2の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記下りデータチャネルで送信された前記下りデータに対する前記応答信号を時間多重して送信する、
    端末装置。
  2. 前記制御手段は、さらに、前記上りデータと前記応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、前記単位バンドグループのうち、前記第1の下り単位バンドにおいて、前記上り割当制御情報及び前記下り割当制御情報を受信し、前記第2の下り単位バンドにおいて、前記下り割当制御情報のみを受信した場合、前記第1の下り単位バンド及び前記第2の下り単位バンドでそれぞれ送信された複数の前記下りデータに対して生成された1つの束応答信号を、前記第1の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が送信された前記下り制御チャネルと対応付けられた上り制御チャネルを用いて送信する、
    請求項1記載の端末装置。
  3. 前記制御手段は、さらに、前記上りデータと前記応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、前記単位バンドグループのうち、前記第1の下り単位バンドにおいて、前記上り割当制御情報及び前記下り割当制御情報を受信し、前記第2の下り単位バンドにおいて、前記下り割当制御情報のみを受信した場合、
    前記第1の下り単位バンドで受信した前記上り割当制御情報が示す前記上りデータチャネルにおいて、前記上りデータ、及び、前記第2の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記下りデータチャネルで送信された前記下りデータに対する前記応答信号を時間多重して送信し、
    前記第1の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が送信された前記下り制御チャネルと対応付けられた上り制御チャネル、及び、前記第1の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記上りデータチャネルを用いて、前記上りデータ、及び、前記第1の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記下りデータチャネルで送信された前記下りデータに対する前記応答信号を周波数多重して送信する、
    請求項1記載の端末装置。
  4. 単位バンドグループに含まれるN個(Nは、2以上の自然数)の下り単位バンドの下り制御チャネルで送信された、上り割当制御情報及び下り割当制御情報を受信する制御情報受信ステップと、
    前記下り割当制御情報が示す下りデータチャネルで送信された下りデータを受信する下りデータ受信ステップと、
    前記上り割当制御情報が示す上りデータチャネルで上りデータを送信する上りデータ送信ステップと、
    前記上り割当制御情報及び前記下り割当制御情報に基づいて、前記応答信号の送信を制御する制御ステップと、を具備し、
    前記制御ステップは、前記上りデータと前記応答信号とを同一の送信単位時間内で送信する際、前記単位バンドグループのうち、第1の下り単位バンドにおいて前記上り割当制御情報のみを受信し、前記第1の下り単位バンドと異なる第2の下り単位バンドにおいて前記下り割当制御情報のみを受信した場合、前記第1の下り単位バンドで受信した前記上り割当制御情報が示す前記上りデータチャネルにおいて、前記上りデータ、及び、前記第2の下り単位バンドで受信した前記下り割当制御情報が示す前記下りデータチャネルで送信された前記下りデータに対する前記応答信号が時間多重して送信される、
    信号多重制御方法。
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