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)等の下り回線制御チャネル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(下り割当制御情報:DL Assignment(Downlink Control Information:DCIと呼ばれることもある))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。以下、単に「A/N」と表記することもある)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。
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(2,4,8個)のCCEから構成される場合には、そのL1/L2CCHには偶数のインデックスを持つCCEを起点とする連続する複数の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(以下、PUCCHリソースと呼ぶことがある)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の構成リソースを特定し、このリソースを用いて応答信号を基地局へ送信する。ただし、L1/L2CCHが連続する複数のCCEを占有する場合には、端末は、複数のCCEにそれぞれ対応する複数のPUCCH構成リソースのうち一番インデックスが小さいCCEに対応するPUCCH構成リソース(すなわち、偶数番号のCCEインデックスを持つCCEに対応付けられたPUCCH構成リソース)を利用して、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(Walsh)系列、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(W0,W1,W2,W3)は系列長4のウォルシュ系列を表し、(F0,F1,F2)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又は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1SC−FDMAシンボルに対応する周波数成分へ1次拡散される。すなわち、系列長12のZAC系列に対して複素数で表される応答信号成分が乗算される。次いで1次拡散後の応答信号及び参照信号としてのZAC系列がウォルシュ系列(系列長4:W0〜W3。ウォルシュ符号系列(Walsh Code Sequence)と呼ばれることもある)、DFT系列(系列長3:F0〜F2)それぞれに対応させられて2次拡散される。すなわち、系列長12の信号(1次拡散後の応答信号、又は、参照信号としてのZAC系列(Reference Signal Sequence))のそれぞれの成分に対して、直交符号系列(Orthogonal sequence:ウォルシュ系列又はDFT系列)の各成分が乗算される。さらに、2次拡散された信号が、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CP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。
異なる端末からの応答信号同士は、異なる巡回シフト量(Cyclic Shift Index)に対応するZAC系列、又は、異なる系列番号(Orthogonal Cover Index : OC index)に対応する直交符号系列を用いて拡散されている。直交符号系列は、ウォルシュ系列とDFT系列との組である。また、直交符号系列はブロックワイズ拡散コード系列(Block-wise spreading code)と称されることもある。従って、基地局は、従来の逆拡散及び相関処理を用いることにより、これら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)。
ただし、各端末が各サブフレームにおいて自分宛の下り割当制御信号をブラインド判定するので、端末側では、必ずしも下り割当制御信号の受信が成功するとは限らない。端末が或る下り単位バンドにおける自分宛の下り割当制御信号の受信に失敗した場合、端末は、当該下り単位バンドにおいて自分宛の下り回線データが存在するか否かさえも知り得ない。従って、或る下り単位バンドにおける下り割当制御信号の受信に失敗した場合、端末は、当該下り単位バンドにおける下り回線データに対する応答信号も生成しない。このエラーケースは、端末側で応答信号の送信が行われないという意味での、応答信号のDTX(DTX (Discontinuous transmission) of ACK/NACK signals)として定義されている。なお、3GPPでは自分宛の下り割当制御信号を正しく検出する確率が99%(DTX確率が1%)となるように運用がなされる。
ところで、3GPP LTEシステム(以下、「LTEシステム」と呼ばれることがある)では、基地局は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システムでは、上り回線において、端末(つまり、LTEシステム対応の端末(以下、「LTE端末」という))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)を用いて送信される。このように、TDMを用いて応答信号と上り回線データとを同時に送信することで、端末の送信波形のシングルキャリア特性(Single carrier properties)を維持している。
また、図2に示すように、時間多重(TDM)では、端末から送信される応答信号(「A/N」)は、上り回線データ向けに割り当てられたリソース(PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)リソース)の一部(参照信号(RS(Reference Signal))がマッピングされるSC−FDMAシンボルに隣接するSC−FDMAシンボルの一部)を占有して基地局に送信される。ただし、図2における縦軸の「Subcarrier」は「Virtual subcarrier」、又は「Time contiguous signal」と呼ばれることもあり、SC−FDMA送信機においてDFT(Discrete Fourier Transform)回路に纏めて入力される「時間的に連続する信号」を便宜上「subcarrier」として表したものである。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。
また、3GPP LTEよりも更なる通信の高速化を実現する3GPP LTE−Advancedの標準化が行われている。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、LTEシステムを踏襲する。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。
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システムに対する後方互換性(バックワードコンパチビリティー:Backward Compatibility)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。FDD(Frequency Division Duplex)システムでは、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、又は、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、又は、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。なお、「単位バンド」は、3GPP LTE−Advancedにおいて、英語でComponent Carrier(s)又はCellと表記されることがある。また、略称としてCC(s)と表記されることもある。
TDD(Time Division Duplex)システムでは、下り単位バンドと上り単位バンドとが同一周波数帯域であり、時分割で下り回線と上り回線とを切り替えることによって、下り通信と上り通信とを実現する。そのためTDDシステムの場合、下り単位バンドは、「単位バンドにおける下り通信タイミング」とも表現できる。上り単位バンドは、「単位バンドにおける上り通信タイミング」とも表現できる。下り単位バンドと上り単位バンドとの切り替えは、図3に示すように、UL-DL Configurationに基づく。図3に示すUL-DL Configurationでは、1フレーム(10msec)当たりの下り通信(DL:Downlink)と上り通信(UL:Uplink)とのサブフレーム単位(すなわち、1msec単位)のタイミングが設定される。UL-DL Configurationは、下り通信と上り通信とのサブフレーム割合を変更することにより、下り通信に対するスループット及び上り通信に対するスループットの要求に柔軟に対応できる通信システムを構築することができる。例えば、図3は、下り通信と上り通信とのサブフレーム割合が異なるUL-DL Configuration(Config 0〜6)を示す。また、図3において、下り通信サブフレームを「D」で表し、上り通信サブフレームを「U」で表し、スペシャルサブフレームを「S」で表す。ここで、スペシャルサブフレームは、下り通信サブフレームから上り通信サブフレームへの切替時のサブフレームである。また、スペシャルサブフレームでは、下り通信サブフレームと同様、下りデータ通信が行われる場合がある。なお、図3に示す各UL-DL Configurationでは、2フレーム分のサブフレーム(20サブフレーム)を、下り通信に用いられるサブフレーム(上段の「D」及び「S」)と上り通信に用いられるサブフレーム(下段の「U」)とに分けて2段で表している。また、図3に示すように、下りデータに対する誤り検出結果(ACK/NACK)は、当該下りデータが割り当てられたサブフレームの4サブフレーム以上後の上り通信サブフレームで通知される。
LTE−Aシステムでは、単位バンドを幾つか束ねた帯域を用いた通信、所謂Carrier aggregation(CA)がサポートされる。なお、UL-DL Configurationは、単位バンド毎に設定可能であるが、LTE−Aシステム対応の端末(以下、「LTE−A端末」)は、複数の単位バンド間で同じUL-DL Configurationが設定されることを想定して設計されている。
図4は、個別の端末に適用される非対称のCarrier aggregation及びその制御シーケンスの説明に供する図である。
図4Bに示すように、端末1に対しては、2つの下り単位バンドと左側の1つの上り単位バンドを用いてCarrier aggregationを行うような設定(Configuration)が為される。一方、端末2に対しては、端末1と同一の2つの下り単位バンドを用いるような設定が為されるにも拘らず、上り通信では右側の上り単位バンドを利用するような設定が為される。
そして、端末1に着目すると、LTE−Aシステムを構成する基地局(つまり、LTE−Aシステム対応の基地局(以下、「LTE−A基地局」という))とLTE−A端末との間では、図4Aに示すシーケンス図に従って、信号の送受信が行われる。図4Aに示すように、(1)端末1は、基地局との通信開始時に、左側の下り単位バンドと同期を取り、左側の下り単位バンドとペアになっている上り単位バンドの情報をSIB1(System Information Block Type 1)と呼ばれる報知信号から読み取る。(2)端末1は、この上り単位バンドを用いて、例えば、接続要求を基地局に送信することによって基地局との通信を開始する。(3)端末に対し複数の下り単位バンドを割り当てる必要があると判断した場合には、基地局は、端末に下り単位バンドの追加を指示する。ただし、この場合、上り単位バンド数は増えず、個別の端末である端末1において非対称Carrier aggregationが開始される。
また、前述のCarrier aggregationが適用されるLTE−Aでは、端末が一度に複数の下り単位バンドにおいて複数の下り回線データを受信することがある。LTE−Aでは、この複数の下り回線データに対する複数の応答信号の送信方法として、Channel Selection(Multiplexingとも呼ぶ)、Bundling、及び、DFT−S−OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)フォーマットがある。Channel Selectionでは、端末は、複数の下り回線データに関する誤り検出結果のパターンに応じて、応答信号に用いるシンボル点だけでなく、応答信号をマッピングするリソースも変化させる。これに対し、Bundlingでは、端末は、複数の下り回線データに関する誤り検出結果より生成されたACK又はNACK信号をBundlingして(すなわち、ACK=1、NACK=0とし、複数の下り回線データに関する誤り検出結果の論理積(Logical AND)を計算して)、予め決められた一つのリソースを用いて応答信号を送信する。また、DFT−S−OFDMフォーマットを用いた送信時には、端末は、複数の下り回線データに対する応答信号を纏めて符号化(Joint coding)し、当該フォーマットを用いてその符号化データを送信する(非特許文献5参照)。例えば、端末は、誤り検出結果のパターンのビット数に応じて、Channel Selection、Bundling、又は、DFT−S−OFDMのいずれかによる応答信号(ACK/NACK)のフィードバックを行ってもよい。又は、基地局が上記応答信号の送信方法を予め設定してもよい。
Channel Selectionは、図5に示すように、複数の下り単位バンド(最大2つの下り単位バンド)で受信した、下り単位バンド毎の複数の下り回線データに対する誤り検出結果がそれぞれACKかNACKかに基づいて、応答信号の位相点(すなわち、Constellation point)だけではなく、応答信号の送信に用いるリソース(以下、「PUCCHリソース」と表記することもある)も変化させる手法である。これに対し、Bundlingは、複数の下り回線データに対するACK/NACK信号を一つに束ねて、予め決められた一つのリソースから送信する手法である(非特許文献6、7参照)。以下、複数の下り回線データに対するACK/NACK信号を一つに束ねた信号を束ACK/NACK信号と呼ぶことがある。
ここで、端末がPDCCHを介して下り割当制御情報を受信し、下り回線データを受信した場合における上り回線での応答信号の送信方法として、以下の2つの方法が考えられる。
一つは、PDCCHが占有しているCCE(Control Channel Element)と1対1に関連付けられたPUCCHリソースを用いて応答信号を送信する方法(Implicit signalling)である(方法1)。つまり、基地局配下の端末に向けたDCIをPDCCH領域に配置する場合、各PDCCHは、1つ又は連続する複数のCCEで構成されるリソースを占有する。また、PDCCHが占有するCCE数(CCE連結数:CCE aggregation level)としては、例えば、割当制御情報の情報ビット数又は端末の伝搬路状態に応じて、1,2,4,8の中の1つが選択される。
もう一つは、基地局からPUCCH向けのリソースを端末に対して予め通知しておく方法(Explicit signalling)である(方法2)。つまり、方法2では、端末は、基地局から予め通知されたPUCCHリソースを用いて応答信号を送信する。
また、図5に示すように、端末は、2つの単位バンドのうち、1つの単位バンドを用いて、応答信号を送信する。このような応答信号を送信する単位バンドは、PCC(Primary Component Carrier)又はPCell(Primary Cell)と呼ばれる。また、それ以外の単位バンドは、SCC(Secondary Component Carrier)又はSCell(Secondary Cell)と呼ばれる。例えば、PCC(PCell)は、応答信号を送信する単位バンドに関する報知情報(例えば、SIB1(System Information Block type 1))を送信している単位バンドである。
なお、方法2では、複数の端末間で共通のPUCCH向けのリソース(例えば4つのPUCCH向けのリソース)を、基地局から端末に対して予め通知してもよい。例えば、端末は、SCell内のDCIに含まれる2ビットのTPC(Transmit Power Control)コマンド(送信電力制御命令)に基づいて、実際に用いるPUCCH向けのリソースを1つ選択する方法を採ってもよい。その際、当該TPCコマンドは、ARI(Ack/nack Resource Indicator)とも呼ばれる。これにより、Explicit signalling時に、或るサブフレームにおいて、或る端末がexplicit signallingされたPUCCH向けのリソースを使い、別のサブフレームでは、別の端末が、同一のexplicit signallingされたPUCCH向けのリソースを使うことができるようになる。
また、Channel selectionでは、PCC(PCell)内のPDSCHを指示するPDCCHが占有している、CCEの先頭CCEインデックスに1対1に関連付けられて、上り単位バンド内のPUCCHリソース(図5ではPUCCH領域1内のPUCCHリソース)が割り当てられる(Implicit signalling)。
ここで、上記した非対称のCarrier aggregationが端末に適用される場合のChannel SelectionによるARQ制御について、図5、図6を援用して説明する。
例えば、図5では、端末1に対して、単位バンド1(PCell)、単位バンド2(SCell)から成る単位バンドグループ(英語で「Component carrier set」と表記されることがある)が設定される。この場合には、単位バンド1,2のそれぞれのPDCCHを介して下りリソース割当情報が基地局から端末1へ送信された後に、その下りリソース割当情報に対応するリソースで下り回線データが送信される。
また、Channel selectionでは、単位バンド1(PCell)における複数の下りデータに対する誤り検出結果と、単位バンド2(SCell)における複数の下りデータに対する誤り検出結果とを表す応答信号が、PUCCH領域1内又はPUCCH領域2内に含まれるPUCCHリソースにマッピングされる。また、端末は、その応答信号として、2種類の位相点(BPSK(Binary Phase Shift Keying)マッピング)又は4種類の位相点(QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)マッピング)のいずれかを用いる。すなわち、Channel selectionでは、PUCCHリソースと位相点との組み合わせにより、単位バンド1(PCell)における複数の下りデータに対する誤り検出結果、及び、単位バンド2(SCell)における複数の下りデータに対する誤り検出結果のパターンを表すことができる。
ここで、FDDシステムにおいて、単位バンドが2つの場合(PCellが1つ、SCellが1つの場合)の誤り検出結果のパターンのマッピング方法を図6に示す。
なお、図6は、送信モードが以下の(a),(b),(c)のいずれかに設定される場合を想定する。
(a)各単位バンドが、下り1CW(コードワード:codeword)送信のみをサポートする送信モード
(b)一方の単位バンドが、下り1CW送信のみをサポートする送信モードで、他方の単位バンドが、下り2CW送信までをサポートする送信モード
(c)各単位バンドが、下り2CW送信までをサポートする送信モード
図6Aでは、PUCCHリソース0(図6Aではh0)が、PCellのPDSCHを指示するPDCCHが占有している先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に対応付けられたリソースであり、PUCCHリソース1(h1)が、SCellのPDSCHを指示するPDCCHで指示するARIにより選択されるリソースである。
図6Bでは、PCellが下り1CW送信のみをサポートする送信モード(non-MIMO Cell)であり、SCellが下り2CW送信までをサポートする送信モード(MIMO Cell)であるとき、b2がPCellの下りデータに対する誤り検出結果であり、b0およびb1がSCellの下りデータに対する誤り検出結果である。このとき、PUCCHリソース2(h2)が、PCellのPDSCHを指示するPDCCHが占有している先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に対応づけられたリソースであり、PUCCHリソース0およびPUCCHリソース1(h0およびh1)が、SCellのPDSCHを指示するPDCCHで指示するARIにより選択されるリソースである。
また、図6Bでは、PCellが下り2CW送信までをサポートする送信モードであり、SCellが下り1CW送信のみをサポートする送信モードであるとき、b0およびb1がPCellの下りデータに対する誤り検出結果であり、b2がSCellの下りデータに対する誤り検出結果である。このとき、PUCCHリソース0およびPUCCHリソース1(h0およびh1)が、PCellのPDSCHを指示するPDCCHが占有している先頭CCEインデックスおよびその隣(nCCEおよびnCCE+1)に1対1に対応づけられたリソースであり、PUCCHリソース2(h2)が、SCellのPDSCHを指示するPDCCHで指示するARIにより選択されるリソースである。
図6Cでは、PUCCHリソース0およびPUCCHリソース1(h0およびh1)が、PCellのPDSCHを指示するPDCCHが占有している先頭CCEインデックスおよびその隣(nCCEおよびnCCE+1)に1対1に対応づけられたリソースであり、PUCCHリソース2およびPUCCHリソース3(h2およびh3)が、SCellのPDSCHを指示するPDCCHで指示するARIにより選択されるリソースである。
続いて、TDDシステムにおいて、単位バンドが2つの場合(PCellが1つ、SCellが1つの場合)の誤り検出結果のパターンのマッピング方法を図7Aに示す。
なお、図7Aは、図6と同様、送信モードが前記(a),(b),(c)のいずれかに設定される場合を想定する。
更に、図7Aは、単位バンド当たりに、何個分の下り通信サブフレーム(以降、「DL(DownLink)サブフレーム」と記載する。図3に示す「D」又は「S」)の誤り検出結果を、1つの上り通信サブフレーム(以降、「UL(UpLink)サブフレーム」と記載する。図3に示す「U」)で基地局に通知する必要があるか、を表す数Mが、以下の(1)〜(4)のいずれかに設定される場合を想定する。例えば、図3に示すConfig 2では、4個のDLサブフレームの誤り検出結果が1つのULサブフレームで基地局に通知されるので、M=4となる。
(1)M=1
(2)M=2
(3)M=3
(4)M=4
つまり、図7Aは、上記(a)〜(c)及び上記(1)〜(4)のそれぞれを組み合わせた場合の誤り検出結果のパターンのマッピング方法を示す。なお、Mの値は、図3に示すように、UL-DL Configuration(Config 0〜6)、及び、1フレーム内のサブフレーム番号(SF#0〜SF#9)によって異なる。また、図3に示すConfig 5では、サブフレーム(SF)#2においてM=9となる。しかし、この場合、LTE−AのTDDシステムでは、端末は、Channel selectionを適用せずに、例えばDFT−S−OFDMフォーマットを用いて誤り検出結果を通知する。このため、図7Aでは、Config 5(M=9)を、上記組合せに組み入れていない。
(1)の場合、誤り検出結果のパターン数は、(a)、(b)、(c)の順に、22×1=4パターン、23×1=8パターン、24×1=16パターン存在する。(2)の場合、誤り検出結果のパターン数は、(a)、(b)、(c)の順に、22×2=8パターン、23×2=16パターン、24×2=32パターン存在する。(3)、(4)の場合も同様である。
ここで、1つのPUCCHリソースにおいてマッピングする各位相点間の位相差が最小でも90度である場合(すなわち、1つのPUCCHリソースあたり最大4パターンをマッピングする場合)を想定する。この場合、誤り検出結果の全てのパターンをマッピングするために必要なPUCCHリソース数は、誤り検出結果のパターン数が最大の(4)かつ(c)の場合(24×4=64パターン)に、24×4÷4=16個必要になってしまい、現実的ではない。そこで、TDDシステムでは、誤り検出結果を、空間領域、さらに必要であれば、時間領域で束ねる(バンドリング:Bundling)ことで、誤り検出結果の情報量を意図的に欠落させる。これにより、誤り検出結果パターンの通知に必要なPUCCHリソース数を制限している。
LTE−AのTDDシステムでは、(1)の場合、端末は、誤り検出結果をバンドリングせずに、(a)、(b)、(c)の順に、4パターン、8パターン、16パターンの誤り検出結果パターンを、それぞれ2つ、3つ、4つのPUCCHリソースにマッピングする(図7AのStep3)。すなわち、端末は、下り回線で1CW送信のみをサポートする送信モード(non−MIMO)が設定された単位バンドあたり、1ビットの誤り検出結果を通知し、下り回線で2CW送信までをサポートする送信モード(MIMO)が設定された単位バンドあたり、2ビットの誤り検出結果を通知する。
LTE−AのTDDシステムでは、(2)かつ(a)の場合も、端末は、誤り検出結果をバンドリングせずに、8パターンの誤り検出結果パターンを、4つのPUCCHリソースにマッピングする(図7AのStep3)。その際、端末は、1つの下り単位バンドあたり、2ビットの誤り検出結果を通知する。
LTE−AのTDDシステムでは、(2)かつ(b)((2)かつ(c)も同様)の場合、端末は、下り回線で2CW送信までをサポートする送信モードが設定された単位バンドの誤り検出結果を空間領域でバンドリング(空間バンドリング:Spatial bundling)(図7AのStep1)する。空間バンドリングでは、例えば、2CWの誤り検出結果のうち、少なくとも一方のCWに対する誤り検出結果がNACKである場合、空間バンドリング後の誤り検出結果をNACKと判定する。すなわち、空間バンドリングでは、2CWの誤り検出結果に対して論理AND(Logical And)をとる。そして、端末は、空間バンドリング後の誤り検出結果パターン((2)かつ(b)の場合は8パターン、(2)かつ(c)の場合は16パターン)を、4つのPUCCHリソースにマッピングする(図7AのStep3)。その際、端末は、1つの下り単位バンドあたり、2ビットの誤り検出結果を通知する。
LTE−AのTDDシステムでは、(3)又は(4)、かつ、(a)、(b)又は(c)の場合、端末は、空間バンドリング(Step1)後に、時間領域でバンドリング(時間領域バンドリング:Time-domain bundling)する(図7AのStep2)。そして、端末は、時間領域バンドリング後の誤り検出結果パターンを、4つのPUCCHリソースにマッピングする(図7AのStep3)。その際、端末は、1つの下り単位バンドあたり、2ビットの誤り検出結果を通知する。
次に、図7Bを用いて、具体的なマッピング方法の一例を示す。図7Bは、下り単位バンドが2つ(PCellが1つ、SCellが1つ)の場合、かつ、「(c)各単位バンドが、下り2CW送信までをサポートする送信モード」が設定され、かつ、「(4)M=4」の場合の例である。
図7Bでは、PCellの誤り検出結果が、4つのDLサブフレーム(SF1〜4)で、(CW0,CW1)の順に、(ACK(A),ACK)、(ACK,ACK)、(NACK(N),NACK)、(ACK,ACK)となる。図7Bに示すPCellでは、M=4であるので、端末は、図7AのStep1で、これらを空間バンドリングする(図7Bの実線で囲んだ部分)。空間バンドリングの結果、図7Bに示すPCellの4つのDLサブフレームでは、順にACK、ACK、NACK、ACKが得られる。さらに、端末は、図7AのStep2で、Step1で得られた空間バンドリング後の4ビットの誤り検出結果パターン(ACK,ACK,NACK,ACK)に対して、時間領域バンドリングする(図7Bの破線で囲んだ部分)。これにより、図7Bに示すPCellでは、(NACK,ACK)の2ビットの誤り検出結果が得られる。
端末は、図7Bに示すSCellについても同様に、空間バンドリング及び時間領域バンドリングを行うことにより、(NACK,NACK)の2ビットの誤り検出結果が得られる。
そして、端末は、図7AのStep3で、PCell及びSCellの時間領域バンドリング後の各2ビットの誤り検出結果パターンをPCell、SCellの順に組み合わせて、4ビットの誤り検出結果パターン(NACK,ACK,NACK,NACK)にまとめる。端末は、この4ビットの誤り検出結果パターンを、図7AのStep3に示すマッピングテーブルを用いて、PUCCHリソース(この場合、h1)と位相点(この場合、−j)とを決定する。
PUCCHリソースの決定方法は、FDDシステムと同様であり、例えば(c)では、PUCCHリソース0およびPUCCHリソース1(h0およびh1)が、PCellのPDSCHを指示するPDCCHが占有している先頭CCEインデックスおよびその隣(nCCEおよびnCCE+1)に1対1に対応づけられたリソースであり、PUCCHリソース2およびPUCCHリソース3(h2およびh3)が、SCellのPDSCHを指示するPDCCHで指示するARIにより選択されるリソースである。
ところで、FDDシステムであるかTDDシステムであるかによらず、基地局と端末との間において、端末に設定(configuration)されているCC数の認識が異なる期間(uncertainty period、または、misalignment period)が存在する。基地局は、端末に対して、CC数を変更するよう再設定(reconfiguration)するメッセージを通知し、端末はその通知を受けて、CC数が変更されたと認識し、基地局に対してCC数の再設定の完了メッセージを通知する。端末に設定されているCC数の認識が異なる期間は、基地局がその通知を受けて初めて、端末に設定されているCC数が変更されたと認識することに起因する。
例えば、端末は、設定されているCC数が1つであると認識していて、一方、基地局は、端末に設定されているCC数が2つであると認識している場合、端末は、1CCに対応した、誤り検出結果のパターンのマッピングを用いて、端末が受信したデータに対する応答信号を送信する。一方、基地局は、2CCに対応した、誤り検出結果のパターンのマッピングを用いて、端末に送信したデータに対する端末からの応答信号の判定を行う。
1CCの場合、LTEシステムとの後方互換性を担保するために、LTEシステムで用いられる1CC用の誤り検出結果のパターンのマッピングが用いられる(以降、「LTE fallback」と表記することもある)。1CCが1CW処理の場合、ACKを(−1,0)の位相点に、NACKを(1,0)の位相点に、BPSKマッピングする(以降、「Format1aへのfallback」と表記することもある)。1CCが2CW処理の場合、ACK/ACKを(−1,0)の位相点に、ACK/NACKを(0,1)の位相点に、NACK/ACKを(0,−1)の位相点に、NACK/NACKを(1,0)の位相点にQPSKマッピング(以降、「Format1bへのfallback」と表記することもある)する。
より具体的に、端末は、設定されているCC数が1つであると認識していて、一方、基地局は、端末に設定されているCC数が2つであると認識している場合において、基地局が2CCで、かつ、PCellに1CW、SCellに1CWのデータを端末に送信した場合を例に説明する。端末は、設定されているCC数が1つであると認識しているので、PCellのみを受信する。端末は、PCellにおける下りデータの受信に成功した場合、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有している、CCEの先頭CCEインデックスに1対1に関連付けられた(Implicit signallingされた)、上り単位バンド内のPUCCHリソース(PUCCHリソース0)において、位相点(−1,0)を用いる。一方、基地局は、端末に設定されているCC数が2つであると認識しているので、図6Aのマッピングを用いて応答信号の判定を行う。すなわち、基地局は、PUCCHリソース0の位相点(−1,0)より、PCellの1CWがACK、SCellの1CWがNACKまたはDTXと判定することができる。同様に、端末は、PCellにおける下りデータの受信に失敗した場合は、位相点(1,0)にマッピングする必要がある。
端末と基地局の認識が、上記例と逆である場合も同様である。すなわち、端末は、設定されているCC数が2つであると認識していて、一方、基地局は、端末に設定されているCC数が1つであると認識している場合において、基地局が1CCで、かつ、PCellに1CWのデータを端末に送信した場合である。端末は、設定されているCC数が2つであると認識しているので、PCellとSCellを受信する。端末がPCellにおける下りデータの受信に成功した場合、基地局は、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有している、CCEの先頭CCEインデックスに1対1に関連付けられた(Implicit signallingされた)、上り単位バンド内のPUCCHリソース(PUCCHリソース0)に、位相点(−1,0)を受信することを期待する。したがって、端末は、CC数が2つであると認識していたとしても、PCellの1CWがACK、SCellがDTXである場合、図6Aのように、PUCCHリソース0の位相点(−1,0)にマッピングする必要がある。同様に、端末は、PCellにおける下りデータの受信に失敗した場合は、位相点(1,0)にマッピングする必要がある。
このように、基地局と端末との間において、端末に設定(configuration)されているCC数の認識が異なる場合においても、PCellとSCellの応答信号を正しく判定できる(以降、「LTE fallbackをサポートする」と表記することもある)必要があり、FDDのマッピングは、PCellが下り1CW送信のみをサポートする送信モードに設定されているときは、Format1aへのfallbackをサポートし、PCellが下り2CW送信までをサポートする送信モードに設定されているときは、Format1bへのfallbackをサポートする。TDDのマッピングは、常にFormat1aへのfallbackをサポートする。
また、一般に、PCellおよびSCellを端末に設定する場合、端末のモビリティを確保するために、FDDシステムであるかTDDシステムであるかによらず、カバレッジエリアが広い基地局によって用いられる帯域(セル)をPCellとし、カバレッジエリアが狭い基地局によって用いられる帯域(セル)をSCellとする。また、LTE−Advancedでは、カバレッジエリアの広いマクロセル(マクロeNB)同士のCarrier Aggregationが想定されている。そのため、ある端末にとってのSCellが、別の端末ではPCellとして運用できるため、各端末においてPUCCHを常にPCellで送信したとしても、マクロセル間でPUCCHオーバーヘッドのバランスをとることができた。
さらに、LTE−Advancedでは、図8に示すように、マクロeNBがカバーするカバレッジエリアの大きいマクロセルと、ピコeNBがカバーするカバレッジエリアの小さいピコセルとを合わせたHetNet(Heterogeneous Network)環境におけるCarrier Aggregationが想定される。この場合、多くの端末において、カバレッジの広いマクロセルによって用いられる帯域(CC)をPCellとし、カバレッジの狭いピコセルによって用いられる帯域(CC)をSCellとして運用される。すなわち、図8に示すマクロセルをPCellとして運用する端末が多くなるため、端末数の増加または端末における下りデータ通信の増加に伴って、マクロセルにおけるPUCCHオーバーヘッドが大きくなることが懸念される。また、HetNet環境では、一般に端末とマクロeNBとの間の距離よりも、端末とピコeNBとの間の距離の方が小さい。したがって、端末との距離が近いピコeNBにPUCCHを送信する方が、端末における送信電力の低減および他端末に与える干渉の低減の点で有利である。
以上を鑑みると、HetNet環境のCarrier Aggregationにおいて、PUCCH送信をPCellではなく、SCellで行う必要性が生じる可能性が高い。
PUCCH送信をSCellで行うためには、Carrier Aggregationが設定されていることが前提になるため、端末は、まずはPCellで接続し(そのためPCellでPUCCH送信し)、基地局からの指示に基づいて、PUCCHが送信されるCC(PUCCH送信セル)をPCellからSCellに切り替える動作を行うことが想定される。
PUCCH送信セル切替方法としては、2つの方法が考えられる。1つは、設定ベースの方法、もう1つは割当ベースの方法である。
設定ベースの方法は、基地局によるRRCシグナリングによりPUCCH送信セルを切り替える方法である。
割当ベースの方法は、基地局が下りデータチャネル(PDSCH)の割当を行うセルの組合せに応じてPUCCH送信セルを切り替える方法である。そのため、PUCCH送信セルはサブフレーム単位で動的に異なる。例えば、PCellにおけるPDSCHのみ割当時は、端末のモビリティ確保のためにPCellでPUCCHを送信する。一方、SCellにおけるPDSCHのみ割当時は、PCellにおけるPUCCHオーバーヘッド低減、PUCCH送信電力低減および干渉低減のためにSCellでPUCCHを送信する。また、PCellとSCellとで同時にPDSCHを割り当てる時は、目的に応じてPCellまたはSCellでPUCCHを送信する。
以下、本発明の各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、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)
本実施の形態に係る通信システムは、例えば、LTE−Aシステムであり、基地局100と端末200とを有する。基地局100は、例えば、LTE−Aシステムに対応する基地局であり、端末200は、例えば、LTE−Aシステムに対応する端末である。
図10は、本実施の形態に係る端末200の主要構成を示すブロック図である。
図10に示す端末200は、複数のCCを用いて基地局100と通信する。端末200において、応答信号生成部212は、複数のCCで送信された各下り回線データの誤り検出結果を用いて応答信号を生成し、制御部208は、マッピングルールに基づいて応答信号を上り制御チャネルで送信する。
上記マッピングルールでは、誤り検出結果のパターン候補と、応答信号の送信に用いられる上り制御チャネルの複数のリソースおよび各リソース内の位相点とが対応付けられ、上記複数のリソースのうちの第1のリソースには、第1の単位バンドの下り回線データに対する特定の誤り検出結果のパターンが、第1の単位バンドのみを用いて基地局100と通信する場合(つまり、LTEシステムに対応する動作)の誤り検出結果のパターンと同一であり、特定の誤り検出結果以外の誤り検出結果が全てNACKまたはDTXである特定のパターン候補が少なくとも対応付けられ、特定のパターン候補が対応付けられた位相点は、第1の単位バンドのみを用いて基地局100と通信する場合の誤り検出結果のパターンが対応付けられた位相点と同一であり、上記複数のリソースのうち、少なくとも第1のリソースは第1の単位バンド(例えばPCell)内に配置される。
[基地局の構成]
図11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。図11において、基地局100は、制御部101と、制御情報生成部102と、符号化部103と、変調部104と、符号化部105と、データ送信制御部106と、変調部107と、マッピング部108と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部109と、CP付加部110と、無線送信部111と、無線受信部112と、CP除去部113と、PUCCH抽出部114と、逆拡散部115と、系列制御部116と、相関処理部117と、A/N判定部118と、束A/N逆拡散部119と、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部120と、束A/N判定部121と、再送制御信号生成部122とを有する。
制御部101は、リソース割当対象端末(以下「宛先端末」又は単に「端末」ともいう)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、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)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に設定される単位バンドグループに含まれる下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る。また、リソース割当対象端末200が複数有る場合には、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は、1つ又は複数のCCEから構成される。
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、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に出力する。また、制御部101は、下りデータ割当リソース及び下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。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に対する下り制御情報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に関する情報を含む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に生成される。また、リソース割当対象端末200が複数有る場合に、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200の端末IDが含まれる。例えば、宛先端末200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(Control information carrying downlink assignment)」又は「Downlink Control Information(DCI)」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、制御情報を符号化し、符号化され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、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し、データ送信制御部106に出力する。ただし、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共に変調部107へ出力する。符号化後の送信データは、宛先端末200毎に保持される。また、1つの宛先端末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、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、下り単位バンド毎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122から或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対するNACK又はDTXを受け取ると、この下り単位バンドに対応する保持データを変調部107へ出力する。データ送信制御部106は、再送制御信号生成部122から或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対するACKを受け取ると、この下り単位バンドに対応する保持データを削除する。
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の示すリソースに、変調部104から受け取る制御情報の変調信号をマッピングし、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(すなわち、制御情報に含まれる情報)の示すリソース(PDSCH(下りデータチャネル))に、変調部107から受け取る送信データの変調信号をマッピングし、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(Digital to Analog)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。
無線受信部112は、端末200から送信された上り応答信号又は参照信号を、アンテナを介して受信し、上り応答信号又は参照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。
CP除去部113は、受信処理後の上り応答信号又は参照信号に付加されているCPを除去する。
PUCCH抽出部114は、受信信号に含まれるPUCCH信号から、予め端末200に通知してある束ACK/NACKリソースに対応するPUCCH領域の信号を抽出する。ここで、束ACK/NACKリソースとは、前述したように、束ACK/NACK信号が送信されるべきリソースであり、DFT−S−OFDMフォーマット構成を採るリソースである。具体的には、PUCCH抽出部114は、束ACK/NACKリソースに対応するPUCCH領域のデータ部分(すなわち、束ACK/NACK信号が配置されているSC−FDMAシンボル)と参照信号部分(すなわち、束ACK/NACK信号を復調するための参照信号が配置されているSC−FDMAシンボル)を抽出する。PUCCH抽出部114は、抽出したデータ部分を束A/N逆拡散部119に出力し、参照信号部分を逆拡散部115−1に出力する。
また、PUCCH抽出部114は、受信信号に含まれるPUCCH信号から、下り割当制御情報(DCI)の送信に用いられたPDCCHが占有していたCCEに対応付けられているA/Nリソース及び予め端末200に通知してある複数のA/Nリソースに対応する複数のPUCCH領域を抽出する。ここで、A/Nリソースとは、A/Nが送信されるべきリソースである。具体的には、PUCCH抽出部114は、A/Nリソースに対応するPUCCH領域のデータ部分(上り制御信号が配置されているSC−FDMAシンボル)と参照信号部分(上り制御信号を復調するための参照信号が配置されているSC−FDMAシンボル)を抽出する。そして、PUCCH抽出部114は、抽出したデータ部分及び参照信号部分の両方を、逆拡散部115−2に出力する。このようにして、CCEに関連付けられたPUCCHリソース及び端末200に対して通知した特定のPUCCHリソースの中から選択されたリソースで応答信号が受信される。A/Nリソース(PUCCHリソース)の具体的な抽出方法については後述する。
系列制御部116は、端末200から通知されるA/N、A/Nに対する参照信号、及び、束ACK/NACK信号に対する参照信号のそれぞれの拡散に用いられる可能性があるBase sequence(すなわち、系列長12のZAC系列)を生成する。また、系列制御部116は、端末200が用いる可能性のあるPUCCHリソースにおいて、参照信号が配置され得るリソース(以下「参照信号リソース」という)に対応する相関窓をそれぞれ特定する。そして、系列制御部116は、束ACK/NACKリソースにおいて参照信号が配置され得る参照信号リソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを相関処理部117−1に出力する。系列制御部116は、参照信号リソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを、相関処理部117−1に出力する。また、系列制御部116は、A/N及びA/Nに対する参照信号が配置されるA/Nリソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを相関処理部117−2に出力する。
逆拡散部115−1及び相関処理部117−1は、束ACK/NACKリソースに対応するPUCCH領域から抽出された参照信号の処理を行う。
具体的には、逆拡散部115−1は、端末200が束ACK/NACKリソースの参照信号において2次拡散に用いるべきウォルシュ系列で参照信号部分を逆拡散し、逆拡散後の信号を相関処理部117−1に出力する。
相関処理部117−1は、参照信号リソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを用いて、逆拡散部115−1から入力される信号と、端末200において1次拡散に用いられる可能性のあるBase sequenceとの相関値を求める。そして、相関処理部117−1は、相関値を束A/N判定部121に出力する。
逆拡散部115−2及び相関処理部117−2は、複数のA/Nリソースに対応する複数のPUCCH領域から抽出された参照信号及びA/Nの処理を行う。
具体的には、逆拡散部115−2は、端末200が各A/Nリソースのデータ部分及び参照信号部分において2次拡散に用いるべきウォルシュ系列及びDFT系列でデータ部分及び参照信号部分を逆拡散し、逆拡散後の信号を相関処理部117−2に出力する。
相関処理部117−2は、各A/Nリソースに対応する相関窓を示す情報及びBase sequenceを用いて、逆拡散部115−2から入力される信号と、端末200において1次拡散に用いられる可能性のあるBase sequenceとの相関値をそれぞれ求める。そして、相関処理部117−2は、それぞれの相関値をA/N判定部118に出力する。
A/N判定部118は、相関処理部117−2から入力される複数の相関値に基づいて、端末200からどのA/Nリソースを用いて信号が送信されているか、若しくは、いずれのA/Nリソースも用いられていないかを判定する。そして、A/N判定部118は、端末200からいずれかのA/Nリソースを用いて信号が送信されていると判定した場合、参照信号に対応する成分及びA/Nに対応する成分を用いて同期検波を行い、同期検波の結果を再送制御信号生成部122に出力する。一方、A/N判定部118は、端末200がいずれのA/Nリソースも用いていないと判定した場合には、A/Nリソースが用いられていない旨を再送制御信号生成部122に出力する。
束A/N逆拡散部119は、PUCCH抽出部114から入力される束ACK/NACKリソースのデータ部分に対応する束ACK/NACK信号をDFT系列によって逆拡散し、その信号をIDFT部120に出力する。
IDFT部120は、束A/N逆拡散部119から入力される周波数領域上の束ACK/NACK信号を、IDFT処理によって時間領域上の信号に変換し、時間領域上の束ACK/NACK信号を束A/N判定部121に出力する。
束A/N判定部121は、IDFT部120から入力される束ACK/NACKリソースのデータ部分に対応する束ACK/NACK信号を、相関処理部117−1から入力される束ACK/NACK信号の参照信号情報を用いて復調する。また、束A/N判定部121は、復調後の束ACK/NACK信号を復号し、復号結果を束A/N情報として再送制御信号生成部122に出力する。ただし、束A/N判定部121は、相関処理部117−1から入力される相関値が閾値よりも小さく、端末200から束A/Nリソースを用いて信号が送信されていないと判定した場合には、その旨を再送制御信号生成部122に出力する。
再送制御信号生成部122は、束A/N判定部121から入力される情報、A/N判定部118から入力される情報、及び、予め端末200に設定したグループ番号を示す情報に基づいて、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122は、或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対して再送する必要があると判断した場合には、当該下り回線データの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122は、或る下り単位バンドで送信した下り回線データに対して再送する必要が無いと判断した場合には、当該下り単位バンドで送信した下り回線データを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12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。図12において、端末200は、無線受信部201と、CP除去部202と、FFT(Fast Fourier Transform)部203と、抽出部204と、復調部205と、復号部206と、判定部207と、制御部208と、復調部209と、復号部210と、CRC部211と、応答信号生成部212と、符号化・変調部213と、1次拡散部214−1,214−2と、2次拡散部215−1,215−2と、DFT部216と、拡散部217と、IFFT部218−1,218−2,218−3と、CP付加部219−1,219−2,219−3と、時間多重部220と、選択部221と、無線送信部222とを有する。
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内のリソースに割り当てられたPDSCH信号(下り回線データ)又はPDCCH内のリソースに割り当てられたPDCCH信号が含まれる。
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、後述する判定部207から受け取る自装置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。このように、抽出部204は、PDCCHにマッピングされた下り割当制御情報(DCI)を受信し、PDSCHで下り回線データを受信する。
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装置宛の制御情報であるか否かをブラインド判定(モニタ)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、自装置の端末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装置宛の制御情報であると判定する。そして、判定部207は、自装置宛の制御情報に含まれる、自装置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、自装置宛の制御情報(すなわち、下り割当制御情報)を検出した場合、ACK/NACK信号が発生(存在)する旨を制御部208に通知する。また、判定部207は、自装置宛の制御情報をPDCCH信号から検出した場合、当該PDCCHが占有していたCCEに関する情報を制御部208に出力する。
制御部208は、判定部207から入力されるCCEに関する情報から、当該CCEに関連付けられたA/Nリソースを特定する。そして、制御部208は、CCEに関連付けられたA/Nリソース、又は、予め基地局100から通知されているA/Nリソースに対応するBase sequence及び循環シフト量を、1次拡散部214−1へ出力し、当該A/Nリソースに対応するウォルシュ系列及びDFT系列を2次拡散部215−1へ出力する。また、制御部208は、A/Nリソースの周波数リソース情報をIFFT部218−1に出力する。なお、A/Nリソースの具体的な特定方法については後述する。
また、制御部208は、束ACK/NACK信号を束ACK/NACKリソースを用いて送信すると判断した場合、予め基地局100から通知されている束ACK/NACKリソースの参照信号部分(参照信号リソース)に対応するBase sequence及び循環シフト量を、1次拡散部214−2へ出力し、ウォルシュ系列を2次拡散部215−2へ出力する。また、制御部208は、束ACK/NACKリソースの周波数リソース情報をIFFT部218−2に出力する。
また、制御部208は、束ACK/NACKリソースのデータ部分の拡散に用いるDFT系列を拡散部217に出力し、束ACK/NACKリソースの周波数リソース情報をIFFT部218−3に出力する。
また、制御部208は、束ACK/NACKリソース又はA/Nリソースのいずれかを選択し、選択したリソースを無線送信部222に出力するよう選択部221に指示する。更に、制御部208は、選択したリソースに応じて、束ACK/NACK信号又はACK/NACK信号のいずれかを生成するよう応答信号生成部212に指示する。
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、応答信号生成部212へそれぞれ出力する。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。
なお、3GPPでは下り回線データにおいて、CRC=OKとなる確率が90%、CRC=NGとなる確率が10%となるように運用がなされる。ただし、ACKの確率はDTXでない場合かつCRC=OKであるため、0.99×0.90=0.891で約89%となる。同様に、NACKの確率はDTXでない場合かつCRC=NGであるため、0.99×0.10=0.099で約10%となる。
応答信号生成部212は、CRC部211から入力される、各下り単位バンドにおける下り回線データの受信状況(下り回線データの誤り検出結果)、及び、予め設定されたグループ番号を示す情報に基づいて応答信号を生成する。すなわち、応答信号生成部212は、制御部208から束ACK/NACK信号を生成するように指示された場合には、下り単位バンド毎の誤り検出結果の各々が個別データとして含まれている束ACK/NACK信号を生成する。一方、応答信号生成部212は、制御部208からACK/NACK信号を生成するように指示された場合には、1シンボルのACK/NACK信号を生成する。そして、応答信号生成部212は生成した応答信号を符号化・変調部213に出力する。
符号化・変調部213は、束ACK/NACK信号が入力された場合には、入力された束ACK/NACK信号を符号化・変調し、12シンボルの変調信号を生成し、DFT部216へ出力する。また、符号化・変調部213は、1シンボルのACK/NACK信号が入力された場合には、当該ACK/NACK信号を変調し、1次拡散部214−1に出力する。
A/Nリソース、及び、束ACK/NACKリソースの参照信号リソースに対応する1次拡散部214−1及び214−2は、制御部208の指示に従ってACK/NACK信号又は参照信号を、リソースに対応するBase sequenceによって拡散し、拡散した信号を2次拡散部215−1,215−2へ出力する。
2次拡散部215−1,215−2は、制御部208の指示により、入力された1次拡散後の信号をウォルシュ系列又はDFT系列を用いて拡散しIFFT部218−1,218−2に出力する。
DFT部216は、入力される時系列の束ACK/NACK信号を12個纏めてDFT処理を行うことにより、12個の周波数軸上の信号成分を得る。そして、DFT部216は12個の信号成分を拡散部217に出力する。
拡散部217は、制御部208から指示されたDFT系列を用いて、DFT部216から入力された12個の信号成分を拡散し、IFFT部218−3に出力する。
IFFT部218−1,218−2,218−3は、制御部208の指示により、入力された信号を、配置されるべき周波数位置に対応付けてIFFT処理を行う。これにより、IFFT部218−1,218−2,218−3に入力された信号(すなわち、ACK/NACK信号、A/Nリソースの参照信号、束ACK/NACKリソースの参照信号、束ACK/NACK信号)は時間領域の信号に変換される。
CP付加部219−1,219−2,219−3は、IFFT後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。
時間多重部220は、CP付加部219−3から入力される束ACK/NACK信号(すなわち、束ACK/NACKリソースのデータ部分を用いて送信される信号)と、CP付加部219−2から入力される束ACK/NACKリソースの参照信号とを、束ACK/NACKリソースに時間多重し、得られた信号を選択部221へ出力する。
選択部221は、制御部208の指示に従って、時間多重部220から入力される束ACK/NACKリソースとCP付加部219−1から入力されるA/Nリソースのいずれかを選択し、選択したリソースに割り当てられた信号を無線送信部222へ出力する。
無線送信部222は、選択部221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、アンテナから基地局100へ送信する。
[基地局100及び端末200の動作]
以上の構成を有する基地局100及び端末200の動作について説明する。
本実施の形態では、FDDシステムにおいて、端末200に2つの下り単位バンド(PCellとSCell)が設定され、ACK/NACK通知方法としてChannel Selectionが設定される場合について説明する。また、各下り単位バンドにおいて、下り2CW送信までをサポートする送信モードが設定されている場合(図6C(4ビットマッピング)の場合)を一例として説明する。
また、ACKの確率を89%とし、NACKの確率を10%とし、DTXの確率を1%とする。この場合、図6Cにおいて、基地局100がPCellおよびSCellの両方のPDSCHを割り当てる場合におけるACK/NACK/DTXの各組合せの発生確率(Possibility[%])、および、各PUCCHリソースが使われる確率(SUM[%])を図13に示す。
図13に示すように、各PUCCHリソースのうち、PUCCHリソース0(h0)が使われる確率は1.97%と最も低いことがわかる。これは、PUCCHリソース0では、SCellのPDSCHに対する誤り検出結果(b2,b3)が、常に、発生確率の低いNACKまたはDTXとなることに起因している。
また、PUCCHリソース0は、PCell上に配置された場合には、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組み合わせに対応するPUCCHリソースである。つまり、PCellのPDSCHに対する特定のACK/NACKパターンが、LTEシステムに対応する端末(PCellのみを用いて基地局100と通信する場合)のACK/NACKパターンと同一であり、上記特定のACK/NACKパターン以外のACK/NACKが全てNACKまたはDTXであるパターン候補のみが、PUCCHリソース0には対応付けられている。また、PUCCHリソース0では、上記特定のパターン候補が対応付けられた位相点は、LTEシステムに対応する端末(PCellのみを用いて基地局100と通信する場合)のACK/NACKパターンが対応付けられた位相点と同一である。
より具体的には、PUCCHリソース0は、PCell上に配置された場合、PCell内のPDSCHを指示するPDCCH(PCellで受信したPDCCH)が占有しているCCEの先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に関連付けられた、PCellのPUCCHリソースである。
そこで、本実施の形態では、図13に示すように、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せに対応するPUCCHリソース0(h0)のみをPCell上のPUCCHリソースとし、それ以外のACK/NACKの組合せに対応するPUCCHリソース1〜3(h1〜h3)をSCell上のPUCCHリソースとする。言い換えると、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有しているCCEの先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に関連付けられた、PUCCHリソース0のみをPCell上のPUCCHリソースとする。
すなわち、本実施の形態(図13)では、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せであるか否かに応じて、PUCCH送信セルがPCellとSCellとの間で切り替えられる。つまり、端末200(制御部208)は、図13に示すマッピングルールに基づいて、ACK/NACKの送信に用いるPUCCHリソース(A/Nリソース)を特定する。同様に、基地局100(PUCCH抽出部114およびA/N判定部118)は、図13に示すマッピングルールに基づいて、端末200から送信される応答信号に用いられるPUCCHリソース、および、応答信号に示される各単位バンドの誤り検出結果を特定する。
このように、少なくともLTE fallbackをサポートするACK/NACKの組み合わせに対応するPUCCHリソースをPCellに配置することで、LTE fallbackをサポートできる。本実施の形態のようにFDDシステムでは、Format1aまたはFormat1bへのfallbackをサポートできる。すなわち、PCellのPDSCHを指示するPDCCHのみを端末200で検出する場合に、当該PDCCHの先頭CCEインデックスnCCEに1対1に対応づけられたPUCCHリソースを用いて誤り検出結果を基地局100に通知することで、基地局100と端末200との間でCC数の設定の認識が異なる期間においても、少なくともPCellのPDSCHに対する誤り検出結果を、基地局100と端末200との間で不整合なく通知することができる。
または、図13では、SCellの誤り検出結果(b2,b3)が全てNACKまたはDTX(N/D)であるか否かに応じて、PUCCH送信セルがSCellとPCellとの間で切り替えられる、と表現することもできる。具体的には、SCellの誤り検出結果が全てNACKまたはDTXであるACK/NACKパターン候補には、PCell上に配置されたPUCCHリソース0が対応付けられ、SCellの誤り検出結果として少なくとも1つACKを含む場合には、SCell上に配置されたPUCCHリソース1〜3のいずれかが用いられる。
このようにすることで、基地局100において、PCellとSCellとに跨ってACK/NACK検出を行うことによるACK/NACK検出の精度劣化を抑えることができる。
より具体的には、基地局100が端末200に対してPCellおよびSCellの両方のPDSCHを割り当てる場合、PCellのACK/NACKがSCell上のPUCCHリソース1〜3で通知される可能性は98.01%と高いのに対して、PCell上のPUCCHリソース0で通知される可能性は1.97%と極めて低い。これに対して、仮に、PUCCHリソース0および1をPCell上のPUCCHリソースとし、PUCCHリソース2および3をSCell上のPUCCHリソースとした場合、PCell上のPUCCHリソースの使用確率は81.36%であり、SCell上のPUCCHリソースの使用確率は18.62%である。
すなわち、本実施の形態では、使用確率の高いPUCCHリソースがSCellにまとめて配置され、SCell上でACK/NACKが検出される確率が極めて高くなる。つまり、PCell内に配置されたPUCCHリソース0に対応付けられたACK/NACKのパターン候補群の発生確率は、SCell内に配置されたPUCCHリソース1〜3に対応付けられたACK/NACKのパターン候補群の発生確率よりも低い。
したがって、例えば、基地局100は、最初に、使用確率の高いSCell上のPUCCHリソース1〜3でACK/NACK検出を行う。SCell上のPUCCHリソース1〜3においてACK/NACK検出ができない場合(例えばSCell上のPUCCH受信電力が低い場合)、基地局100は、その後、使用確率の低いPCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行う。
つまり、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、PCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行わなくても、SCellのPDSCHに対する誤り検出結果がいずれもNACKまたはDTX(N/D)であると判定することができる。また、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、その後にPCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行って、PCellのPDSCHに対する誤り検出結果を判定することができる。
このように、基地局100においてACK/NACK検出を複数の上り単位バンド(ここではPCellとSCell)で行う可能性を低減することで、単位バンド間のチャネル環境の違いに起因するACK/NACK検出の精度劣化を抑えることができる。
また、基地局100がPCellのPDSCHのみを割り当てる場合、当該PCellのPDSCHに対するACK/NACKは、常にPCell上のPUCCHリソース0で通知される。これにより、端末200の移動に伴って、端末200が小さいカバレッジのSCellから外れた場合であっても、大きいカバレッジのPCellでの通信を継続することができる。すなわち、PCellにおけるモビリティを確保することができる。
以上のように、本実施の形態では、LTE fallbackをサポートするPUCCHリソース0のみをPCell上のPUCCHリソースとし、PUCCHリソース0以外のPUCCHリソース1〜PUCCHリソース3をSCell上のPUCCHリソースとする。こうすることで、使用するPUCCHリソース数を増やすことなく、LTE fallbackをサポートできる。
さらに、本実施の形態によれば、SCellの誤り検出結果(b2,b3)が全てNACKまたはDTXであるACK/NACKの組み合わせに対応するPUCCHリソース0のみをPCell上のPUCCHリソースとする。こうすることで、SCell上のPUCCHリソースの使用確率、つまり、SCellにおいてACK/NACKが検出される確率が高くなる。よって、例えば、基地局が最初にSCellのみでACK/NACK検出を行うことで、PCellでのACK/NACK検出を行うことなく、SCellのPDSCHに対する誤り検出結果を判定することができるので、ACK/NACK検出の精度劣化を低減することができる。
さらに、本実施の形態によれば、PCellのPDSCHのみが割り当てられた場合におけるPCellのACK/NACKは、常にPCell上のPUCCHリソース0で通知されるので、PCellでのモビリティを確保することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、TDDシステムにおいて、端末200に2つの下り単位バンド(PCellとSCell)が設定され、ACK/NACK通知方法としてChannel Selectionが設定される場合について説明する。また、4つのACK/NACKビットが送信されるよう設定されている場合(図7のStep3(4ビットマッピング)の場合)を一例として説明する。
また、実施の形態1と同様、ACKの確率を89%とし、NACKの確率を10%とし、DTXの確率を1%とする。また、図7のStep3において、基地局100がPCellおよびSCellの両方のPDSCHを割り当てる場合におけるACK/NACK/DTXの各組合せの発生確率(Possibility[%])、および、各PUCCHリソースが使われる確率(SUM[%])を図14に示す。
なお、図14では、PUCCHリソース0(h0)に関して、PUCCHリソース0自体の使用確率(8.78%)に併せて、PUCCH Format1aへのfallbackのサポートに必要なACK/NACKの組合せ(すなわち、PCellの1CW目以外のACK/NACKの組合せがNACKまたはDTXになるACK/NACKの組合せ)である、「N,N/D,N/D,N/D」と「A,N/D,N/D,N/D」とを合わせた発生確率(0.13%)、および、それ以外のACK/NACKの組合せの発生確率(8.65%)も記載している。また、図14では、PUCCHリソース1(h1)に関して、PUCCHリソース1自体の使用確率(71.79%)に併せて、SCellのACK/NACKの組合せが常にNACKまたはDTXになるACK/NACKの組合せである、「N/D,A,N/D,N/D」と「A,A,N/D,N/D」とを合わせた発生確率(1.06%)、および、それ以外のACK/NACKの組合せの発生確率(70.73%)も記載している。
本実施の形態では、図15に示すように、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せに対応するPUCCHリソース0のみをPCell上のPUCCHリソースとし、それ以外のACK/NACKの組合せに対応するPUCCHリソース1〜4をSCell上のPUCCHリソースとする。
すなわち、本実施の形態(図15)では、実施の形態1(FDDシステム)と同様、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せであるか否かに応じて、PUCCH送信セルがPCellとSCellとの間で切り替えられる。
言い換えると、「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」のみが、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有しているCCEの先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に関連付けられた、PCell上のPUCCHリソース0にマッピングされ、それ以外のACK/NACKの組合せがSCell上のPUCCHリソースにマッピングされる。
具体的には、図15では、「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」がPCell上のPUCCHリソース0(h0)にマッピングされ、「A,N/D,N/D,A」および「A,A,N/D,A」がSCell上のPUCCHリソース4(h4)にマッピングされる。ここで、図15に示すPUCCHリソース0,4(h0,h4)は、図14および図7のStep3に示すPUCCHリソース0(h0)に対応する。すなわち、図15に示すPUCCHリソース0(h0)は、図7のStep3に示すPUCCHリソース0(h0)の位相点±1に相当し、図15に示すPUCCHリソース4(h4)は、図7のStep3に示すPUCCHリソース0(h0)の位相点±jに相当する。つまり、LTE fallbackをサポートするACK/NACK組合せである「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」は、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有しているCCEの先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に関連付けられた、PCell上のPUCCHリソース0にマッピングされる。一方、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組み合わせ以外の組合せである「A,N/D,N/D,A」および「A,A,N/D,A」は、SCell上のPUCCHリソース4にマッピングされる。また、図15に示すPUCCHリソース1〜3については、図14および図7のStep3と同様である。
このように、実施の形態1と同様、少なくともLTE fallbackをサポートするACK/NACKの組み合わせに対応するPUCCHリソースをPCellに配置することで、LTE fallbackをサポートできる。本実施の形態のようにTDDシステムでは、Format1aへのfallbackをサポートできる。
さらに、実施の形態1と同様、基地局100において、PCellとSCellとに跨ってACK/NACK検出を行うことによるACK/NACK検出の精度劣化を抑えることができる。
より具体的には、基地局100が端末200に対してPCellおよびSCellの両方のPDSCHを割り当てる場合、PCellのACK/NACKがSCell上のPUCCHリソース1〜4で通知される可能性は99.86%と高いのに対して、PCell上のPUCCHリソース0で通知される可能性は0.13%と極めて低い。
すなわち、実施の形態1と同様、PUCCHリソース0,1をPCell上のPUCCHリソース(使用確率:81.36%)とし、PUCCHリソース2,3をSCell上のPUCCHリソース(使用確率は18.62%)とした場合と比較して、本実施の形態では、使用確率の高いPUCCHリソースがSCellにまとめて配置され、SCell上でACK/NACKが検出される確率が極めて高くなる。
したがって、実施の形態1と同様、例えば、基地局100は、最初に、使用確率の高いSCell上のPUCCHリソース1〜4でACK/NACK検出を行い、SCellにおいてACK/NACK検出ができない場合、その後、使用確率の低いPCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行う。
これにより、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、PCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行わなくても、SCellのPDSCHに対する誤り検出結果がいずれもNACKまたはDTX(N/D)であると判定することができる。また、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、その後にPCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行って、PCellのPDSCHに対する誤り検出結果を判定することができる。
このように、基地局100においてACK/NACK検出を複数の上り単位バンドで行う可能性を低減することで、実施の形態1と同様、単位バンド間のチャネル環境の違いに起因するACK/NACK検出の精度劣化を抑えることができる。
以上のように、本実施の形態では、TDDシステムにおいて、実施の形態1(FDDシステム)と同様にして、LTE fallbackをサポートするPUCCHリソース0のみをPCell上のPUCCHリソースとし、PUCCHリソース0以外のPUCCHリソース1〜PUCCHリソース4をSCell上のPUCCHリソースとする。こうすることで、LTE fallbackをサポートできるとともに、ACK/NACK検出精度の劣化を低減することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態2と同様、TDDシステムにおいて、端末200に2つの下り単位バンド(PCellとSCell)が設定され、ACK/NACK通知方法としてChannel Selectionが設定される場合について説明する。また、4つのACK/NACKビットが送信されるよう設定されている場合(図7のStep3(4ビットマッピング)の場合)を一例として説明する。
実施の形態2では、基地局100がPCellのPDSCHのみを割り当てる場合、PCellのACK/NACKが常にPCell上のPUCCHリソース0で通知されるわけではない。つまり、PCellのACK/NACKはSCell上のPUCCHリソース4でも通知され得る。そのため、端末200の移動に伴って、端末200が小さいカバレッジのSCellから外れた場合、大きいカバレッジのPCellでの通信を行えない場合がある。すなわち、実施の形態2では、PCellにおけるモビリティを確保することができない。そこで本実施の形態では、PCellにおけるモビリティを確保する方法について説明する。
PCellにおけるモビリティを確保するためには、SCellの誤り検出結果が全てNACKまたはDTXであるACK/NACKの組み合わせを、PCell上のリソースのみで通知する必要がある。すなわち、LTE fallback(TDDシステムではFormat1aへのfallback)をサポートするACK/NACKの組合せ(「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」)に加えて、「N/D,A,N/D,N/D」および「A,A,N/D,N/D」をPCell上のリソースで通知する必要がある。
そこで、本実施の形態では、図16に示すように、SCellの誤り検出結果が全てNACKまたはDTXになるACK/NACKの組合せに対応するPUCCHリソース0,1(h0,h1)をPCell上のPUCCHリソースとし、それ以外のACK/NACKの組合せに対応するPUCCHリソース2〜5をSCell上のPUCCHリソースとする。
つまり、図16では、SCellの誤り検出結果が全てNACKまたはDTXであるか否かに応じて、PUCCH送信セルがSCellとPCellとの間で切り替えられる。
言い換えると、「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」が、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有しているCCEの先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に関連付けられた、PCell上のPUCCHリソースにマッピングされるのに加えて、「N/D,A,N/D,N/D」および「A,A,N/D,N/D」もPCell上のPUCCHリソースにマッピングされ、それ以外のACK/NACKの組合せがSCell上のPUCCHリソースにマッピングされる。
具体的には、図16では、実施の形態1と同様、「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」がPCell上のPUCCHリソース0(h0)にマッピングされ、「A,N/D,N/D,A」および「A,A,N/D,A」がSCell上のPUCCHリソース4(h4)にマッピングされる。つまり、図16では、実施の形態1と同様、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せ(「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」)がPCell上のリソースにマッピングされる。
これにより、実施の形態1,2と同様、LTE fallbackをサポートできる。
また、図16では、「N/D,A,N/D,N/D」および「A,A,N/D,N/D」がPCell上のPUCCHリソース1(h1)にマッピングされ、「N/D,A,A,A」および「A,A,A,A」がSCell上のPUCCHリソース5(h5)にマッピングされる。ここで、図16に示すPUCCHリソース1,5(h1,h5)は、図14および図7のStep3に示すPUCCHリソース1(h1)に対応する。すなわち、図16に示すPUCCHリソース1(h1)は、図7のStep3に示すPUCCHリソース1(h1)の位相点±jに相当し、図16に示すPUCCHリソース5(h5)は、図7のStep3に示すPUCCHリソース1(h1)の位相点±1に相当する。また、図15に示すPUCCHリソース2,3については、図14および図7のStep3と同様である。
このように、LTE fallbackをサポートし、かつ、SCellの誤り検出結果が全てNACKまたはDTXであるACK/NACKの組み合わせである「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」と、それ以外のSCellの誤り検出結果が全てNACKまたはDTXであるACK/NACKの組み合わせである「N/D,A,N/D,N/D」および「A,A,N/D,N/D」と、をPCell上のPUCCHリソース0,1にそれぞれマッピングし、それ以外のACK/NACKの組合せをSCell上のPUCCHリソース2〜5にそれぞれマッピングする。
これにより、実施の形態1と同様、基地局100において、PCellとSCellとに跨ってACK/NACK検出を行うことによるACK/NACK検出の精度劣化を抑えることができる。
より具体的には、基地局100が端末200に対してPCellおよびSCellの両方のPDSCHを割り当てる場合、PCellのACK/NACKがSCell上のPUCCHリソース2〜5で通知される可能性は98.80%と高いのに対して、PCell上のPUCCHリソース0または1で通知される可能性は1.19%と極めて低い。
すなわち、実施の形態2と同様、仮に、PUCCHリソース0,1をPCell上のPUCCHリソース(使用確率:81.36%)とし、PUCCHリソース2,3をSCell上のPUCCHリソース(使用確率は18.62%)とした場合と比較して、本実施の形態では、使用確率の高いPUCCHリソースがSCellにまとめて配置され、SCell上でACK/NACKが検出される確率が極めて高くなる。
したがって、実施の形態2と同様、例えば、基地局100は、最初に、使用確率の高いSCell上のPUCCHリソース2〜5でACK/NACK検出を行い、SCell上でACK/NACK検出ができない場合、その後、使用確率の低いPCell上のPUCCHリソース0および1でACK/NACK検出を行う。
これにより、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、PCell上のPUCCHリソース0および1でACK/NACK検出を行わなくても、SCellのPDSCHに対する誤り検出結果がいずれもNACKまたはDTX(N/D)であると判定することができる。また、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、その後にPCell上のPUCCHリソース0および1でACK/NACK検出を行って、PCellのPDSCHに対する誤り検出結果を判定することができる。
このように、基地局100においてACK/NACK検出を複数の上り単位バンドで行う可能性を低減することで、実施の形態2と同様、単位バンド間のチャネル環境の違いに起因するACK/NACK検出の精度劣化を抑えることができる。
また、実施の形態1と同様、基地局100がPCellのPDSCHのみを割り当てる場合、PCellのACK/NACKが常にPCell上のPUCCHリソース0で通知される。これにより、端末200の移動に伴って、端末200が小さいカバレッジのSCellから外れた場合であっても、大きいカバレッジのPCellでの通信を継続することができる。すなわち、PCellにおけるモビリティを確保することができる。
以上のように、本実施の形態では、PCellのACK/NACKのみを通知するPUCCHリソース0,1(SCellのACK/NACKがNACKまたはDTXであるリソース)をPCell上のPUCCHリソースとし、それ以外のPUCCHリソース2〜5をSCell上のPUCCHリソースとする。ここで、PCellのACK/NACKのみを通知するPUCCHリソースには、LTE fallbackをサポートするPUCCHリソース0が含まれる。よって、本実施の形態によれば、LTE fallbackをサポートできるとともに、ACK/NACK検出精度の劣化を低減することができる。さらに、本実施の形態によれば、実施の形態1と同様、PCellでのモビリティを確保することができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態2と同様、TDDシステムにおいて、端末200に2つの下り単位バンド(PCellとSCell)が設定され、ACK/NACK通知方法としてChannel Selectionが設定される場合について説明する。また、4つのACK/NACKビットが送信されるよう設定されている場合(図7のStep3(4ビットマッピング)の場合)を一例として説明する。
実施の形態2では、LTE fallbackをサポートするとともに、ACK/NACK検出の精度劣化を抑えるために、合計5つのPUCCHリソースを用いた(図15参照)。これに対して、本実施の形態では、LTE fallbackのサポートと、ACK/NACK検出の精度劣化抑制とを、合計4つのPUCCHリソースを用いて実現する方法について説明する。
本実施の形態では、図17に示すように、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せを含むPUCCHリソース0(h0)をPCell上のPUCCHリソースとし、それ以外のPUCCHリソース1〜3(h1〜h3)をSCell上のPUCCHリソースとする。
言い換えると、PCell内のPDSCHを指示するPDCCHが占有している、CCEの先頭CCEインデックス(nCCE)に1対1に関連付けられた、PUCCHリソース0のみをPCell上のPUCCHリソースとし、PUCCHリソース0以外のPUCCHリソース1〜3をSCell上のPUCCHリソースとする。図17に示すように、PUCCHリソース0には、LTE fallbackをサポートするACK/NACKの組合せ(「N,N/D,N/D,N/D」および「A,N/D,N/D,N/D」)が含まれる。
このようにすることで、実施の形態2(図15参照)と比較して、使用するPUCCHリソース数を増やすことなく、LTE fallbackをサポートできる。
さらに、実施の形態2と同様、基地局100において、PCellとSCellとに跨ってACK/NACK検出を行うことによるACK/NACK検出精度の劣化を抑えることができる。
より具体的には、基地局100が端末200に対してPCellおよびSCellの両方のPDSCHを割り当てる場合、PCellおよびSCellのACK/NACKがSCell上のPUCCHリソース1〜3で通知される可能性は91.21%と高いのに対して、PCell上のPUCCHリソース0で通知される可能性は8.78%と比較的低い。
すなわち、実施の形態2と同様、仮に、PUCCHリソース0,1をPCell上のPUCCHリソース(使用確率:81.36%)とし、PUCCHリソース2,3をSCell上のPUCCHリソース(使用確率は18.62%)とした場合と比較して、本実施の形態では、使用確率の高いPUCCHリソースがSCellにまとめて配置され、SCell上でACK/NACKが検出される確率が極めて高くなる。
したがって、例えば、基地局100は、最初に、使用確率の高いSCell上のPUCCHリソース1〜3でACK/NACK検出を行い、SCell上のPUCCHリソース1〜3においてACK/NACK検出ができない場合、その後、使用確率の低いPCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行う。
これにより、実施の形態2と同様、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、PCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行わなくても、SCellのPDSCHに対する誤り検出結果がいずれもNACKまたはDTX(N/D)であると判定することができる。また、基地局100は、SCell上でACK/NACK検出ができない場合には、その後にPCell上のPUCCHリソース0でACK/NACK検出を行って、PCellのPDSCHに対する誤り検出結果を判定することができる。
以上のように、本実施の形態では、少なくともLTE fallbackをサポートするACK/NACKの組み合わせを含むPUCCHリソース0をPCell上のPUCCHリソースとし、PUCCHリソース0以外のPUCCHリソース1〜3をSCell上のPUCCHリソースとする。こうすることで、使用するPUCCHリソース数を増やすことなく、LTE fallbackをサポートできるとともに、ACK/NACK検出精度の劣化を低減することができる。
以上、本発明に係る各実施の形態について説明した。
なお、上記各実施の形態における、SCell上でのPUCCHリソースの通知方法としては、SCellのPDSCHを指示するPDCCHがSCell上にある場合には、当該PDCCHが占有しているCCEの先頭CCEインデックス(nCCE’)およびその隣(nCCE’+1)に対応づけられたPUCCHリソースを用いてもよく、基地局が予め設定したPUCCHリソースを用いてもよい。または、複数のPUCCHリソースを予め設定して、SCellのPDSCHを指示するPDCCHで通知されるARIを用いて、そのうち1つを選択する方法を採ってもよい。また、実施の形態3におけるLTE fallbackをサポートしないPCell上のPUCCHリソース1(図16参照)については、PCellのPDSCHを指示するPDCCHが占有しているCCEの先頭CCEインデックスの隣(nCCE+1)に対応づけられたPUCCHリソースを用いてもよいし、基地局が予め設定したPUCCHリソースを用いてもよい。さらに、複数のPUCCHリソースを予め設定して、PCellのPDSCHを指示するPDCCHでARIを通知し、そのARIを用いることによって、そのうち1つを選択する方法を採ってもよい。要は、本発明は、LTE fallbackをサポートするPUCCHリソース0以外のPUCCHリソースが、PCell上またはSCell上のどちらのリソースであるかを開示するものであり、その通知方法を限定するものではない。
また、上記実施の形態の説明で用いた各機能ブロックは、コンピュータがプログラムを実行することで機能するソフトウェア、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとの連携により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、一部又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、専用回路又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・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又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。
以上、上記実施の形態に係る端末装置は、複数の単位バンドを用いて基地局装置と通信する端末装置であって、前記複数の単位バンドで送信された各下りデータの誤り検出結果を用いて応答信号を生成する生成手段と、マッピングルールに基づいて前記応答信号を上り制御チャネルで送信する制御手段と、を有し、前記マッピングルールでは、前記誤り検出結果のパターン候補と、前記応答信号の送信に用いられる上り制御チャネルの複数のリソースおよび各リソース内の位相点とが対応付けられ、前記複数のリソースのうちの第1のリソースには、第1の単位バンドの下りデータに対する特定の誤り検出結果のパターンが、前記第1の単位バンドのみを用いて前記基地局装置と通信する場合の誤り検出結果のパターンと同一であり、前記特定の誤り検出結果以外の誤り検出結果が全てNACKまたはDTXである第1のパターン候補が少なくとも対応付けられ、前記第1のパターン候補が対応付けられた位相点は、前記第1の単位バンドのみを用いて前記基地局装置と通信する場合の誤り検出結果のパターンが対応付けられた位相点と同一であり、前記複数のリソースのうち、少なくとも前記第1のリソースは前記第1の単位バンド内に配置される、構成を採る。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、前記第1のリソースには前記第1のパターン候補のみが対応付けられ、前記第1のリソース以外のリソースであって、前記第1のパターン候補以外のパターン候補が対応付けられたリソースは、前記第1の単位バンド以外の第2の単位バンド内に配置される。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、前記第1のリソースと異なるリソースであって、前記第1の単位バンド以外の第2の単位バンドの下りデータに対する誤り検出結果が全てNACKまたはDTXである第2のパターン候補が対応付けられた第2のリソースは、前記第1の単位バンド内に配置され、前記第1のリソースおよび前記第2のリソース以外のリソースは、前記第2の単位バンド内に配置される。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、前記第1のリソース以外のリソースは、前記第1の単位バンド以外の第2の単位バンド内に配置される。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、前記第1の単位バンド内に配置されたリソースに対応付けられたパターン候補群の発生確率は、前記第1の単位バンド以外の第2の単位バンド内に配置されたリソースに対応付けられたパターン候補群の発生確率よりも低い。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、前記第1のリソースは、前記第1の単位バンドで受信された下り制御情報が占有するコントロールチャネルエレメント(CCE)の先頭のインデックスに対応付けられたリソースである。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、FDD(Frequency Division Duplex)システムでは、前記第1のパターン候補のマッピングは、Format1aまたはFormat1bへのフォールバックをサポートする。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、TDD(Time Division Duplex)システムでは、前記第1のパターン候補のマッピングは、Format1aへのフォールバックをサポートする。
また、上記実施の形態に係る端末装置では、前記第1の単位バンドは、カバレッジが広い基地局によって用いられる帯域であり、前記第1の単位バンド以外の第2の単位バンドは、カバレッジが狭い基地局によって用いられる帯域である。
また、上記実施の形態に係る送信方法は、複数の単位バンドを用いて基地局装置と通信する端末装置における送信方法であって、前記複数の単位バンドで送信された各下りデータの誤り検出結果を用いて応答信号を生成し、マッピングルールに基づいて前記応答信号を上り制御チャネルで送信し、前記マッピングルールでは、前記誤り検出結果のパターン候補と、前記応答信号の送信に用いられる上り制御チャネルの複数のリソースおよび各リソース内の位相点とが対応付けられ、前記複数のリソースのうちの第1のリソースには、第1の単位バンドの下りデータに対する特定の誤り検出結果のパターンが、前記第1の単位バンドのみを用いて前記基地局装置と通信する場合の誤り検出結果のパターンと同一であり、前記特定の誤り検出結果以外の誤り検出結果が全てNACKまたはDTXである特定のパターン候補が少なくとも対応付けられ、前記特定のパターン候補が対応付けられた位相点は、前記第1の単位バンドのみを用いて前記基地局装置と通信する場合の誤り検出結果のパターンが対応付けられた位相点と同一であり、前記複数のリソースのうち、少なくとも前記第1のリソースは前記第1の単位バンド内に配置される。
2012年5月23日出願の特願2012−117626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。