JPWO2017026513A1 - ユーザ端末、無線基地局、無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents
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Abstract
使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限されるユーザ端末であっても、適切に通信を行うこと。本発明の一態様に係るユーザ端末は、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルを受信する受信部と、前記下り共有チャネルに基づいて、上り制御チャネルの無線リソースを決定する制御部と、前記無線リソースで前記上り制御チャネルを送信する送信部と、を有し、前記制御部は、前記上り制御チャネルの無線リソースを、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなるように決定する。
Description
本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ端末、無線基地局、無線通信方法及び無線通信システムに関する。
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が仕様化された(非特許文献1)。また、LTEからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システム(例えば、LTE−A(LTE-Advanced)、FRA(Future Radio Access)、5G(5th generation mobile communication system)などと呼ばれる)も検討されている。
ところで、近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信(M2M:Machine-to-Machine)の技術開発が盛んに行われている。特に、3GPP(Third Generation Partnership Project)は、M2Mの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、MTC(Machine Type Communication)の最適化に関する標準化を進めている(非特許文献2)。MTC端末(MTC UE(User Equipment))は、例えば電気メータ、ガスメータ、自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。
コストの低減及びセルラシステムにおけるカバレッジエリアの改善の観点から、MTC端末の中でも、簡易なハードウェア構成で実現可能な低コストMTC端末(LC(Low-Cost)−MTC UE)の需要が高まっている。低コストMTC端末は、上りリンク(UL)及び下りリンク(DL)の使用帯域を、システム帯域の一部の狭帯域(NB:Narrow Band)に制限することで実現される。システム帯域は、例えば、既存のLTE帯域(20MHzなど)、コンポーネントキャリア(CC)などに相当する。
しかしながら、MTC端末の上り制御チャネル(例えば、PUCCH(Physical Uplink Control Channel))のリソース割り当てに、システム帯域を基準に設計された既存のリソース割り当て方式を利用すると、周波数利用効率の低下やスループットの低下などが生じ、適切に通信を行えなくなるおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限されるユーザ端末であっても、適切に通信を行うことができるユーザ端末、無線基地局、無線通信方法及び無線通信システムを提供することを目的の1つとする。
本発明の一態様に係るユーザ端末は、システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルを受信する受信部と、前記下り共有チャネルに基づいて、上り制御チャネルの無線リソースを決定する制御部と、前記無線リソースで前記上り制御チャネルを送信する送信部と、を有し、前記制御部は、前記上り制御チャネルの無線リソースを、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなるように決定する。
本発明によれば、使用帯域がシステム帯域の一部の狭帯域に制限されるユーザ端末であっても、適切に通信を行うことができる。
低コストMTC端末では、処理能力の低下を許容して、ハードウェア構成を簡略化することが検討されている。例えば、低コストMTC端末では、既存のユーザ端末(LTE端末)に比べて、ピークレートの減少、トランスポートブロックサイズの制限、リソースブロック(RB(Resource Block)、PRB(Physical Resource Block)ともいう)の制限、受信RFの制限などを適用することが検討されている。
低コストMTC端末は、単にMTC端末と呼ばれてもよい。また、既存のユーザ端末は、ノーマルUE又はnon−MTC UEなどと呼ばれてもよい。
使用帯域の上限がシステム帯域(例えば、20MHz(100RB)、1コンポーネントキャリアなど)に設定される既存のユーザ端末とは異なり、MTC端末の使用帯域の上限は所定の狭帯域(例えば、1.4MHz(6RB))に制限される。帯域が制限されたMTC端末は、既存のユーザ端末との関係を考慮してLTE/LTE−Aのシステム帯域内で動作させることが検討されている。
例えば、LTE/LTE−Aのシステム帯域において、帯域が制限されたMTC端末と帯域が制限されない既存のユーザ端末との間で、周波数多重がサポートされる。したがって、MTC端末は、サポートする最大の帯域がシステム帯域の一部の狭帯域である端末と表されてもよいし、LTE/LTE−Aのシステム帯域よりも狭帯域の送受信性能を有する端末と表されてもよい。
図1は、システム帯域内における狭帯域の配置例を示す図である。図1では、LTEのシステム帯域(例えば、20MHz)に比べて狭い所定の狭帯域(例えば、1.4MHz)が、システム帯域の一部に設定されている。当該狭帯域は、MTC端末によって検出可能な周波数帯域に相当する。
なお、MTC端末の使用帯域となる狭帯域の周波数位置は、システム帯域内で変化可能な構成とすることが好ましい。例えば、MTC端末は、所定の期間(例えば、サブフレーム)毎に異なる周波数リソースを用いて通信することが好ましい。これにより、MTC端末に対するトラヒックオフロードや、周波数ダイバーシチ効果が実現でき、周波数利用効率の低下を抑制することができる。したがって、MTC端末は、周波数ホッピングや周波数スケジューリングの適用を考慮して、RFの再調整(retuning)機能を有することが好ましい。
なお、下りリンクの送受信に用いられる狭帯域(DL NB:Downlink Narrow Band)と上りリンクの送受信に用いられる狭帯域(UL NB:Uplink Narrow Band)とは異なる周波数帯を用いてもよい。また、DL NBは下り狭帯域と呼ばれてもよいし、UL NBは上り狭帯域と呼ばれてもよい。
MTC端末は、狭帯域に配置される下り制御チャネルを用いて下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)を受信するが、当該下り制御チャネルは、EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel)と呼ばれてもよいし、MPDCCH(MTC PDCCH)と呼ばれてもよい。
また、MTC端末は、狭帯域に配置される下り共有チャネル(下りデータチャネル)を用いて下りデータを受信するが、当該下り共有チャネルは、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)と呼ばれてもよいし、MPDSCH(MTC PDSCH)と呼ばれてもよい。以下では、MTC端末が用いる下り制御チャネルをMPDCCH、下り共有チャネルをPDSCHとして説明するが、これに限られない。
また、MTC端末向けの上り制御チャネル(例えば、PUCCH(Physical Uplink Control Channel))及び上り共有チャネル(例えば、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel))はそれぞれ、MPUCCH(MTC PUCCH)、MPUSCH(MTC PUSCH)などと呼ばれてもよい。以上のチャネルに限られず、MTC端末が利用するチャネルは、同じ用途に用いられる従来のチャネルにMTCを示す「M」を付して表されてもよい。
また、MTC端末向けのSIB(System Information Block)が規定されてもよく、当該SIBはMTC−SIBと呼ばれてもよい。
ところで、MTC端末は、1.4MHzの狭帯域のみしかサポートしていないため、広帯域のPDCCHで送信される下り制御情報(DCI)を検出できない。そこで、MTC端末に対しては、MPDCCHを用いて、下り(PDSCH)と上り(PUSCH)のリソース割り当てを行うと考えられる。
図2は、MTC端末におけるPDSCHの割り当ての一例を示す図である。図2のように、まず、MPDCCHが所定の狭帯域に割り当てられる。MPDCCHが割り当てられる周波数位置に関する情報は、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知信号)で通知されてもよいし、予めユーザ端末に設定されていてもよい。
MPDCCHの送信方法としては、分散送信(distributed transmission)と局所送信(localized transmission)の2種類が想定される。MPDCCHが割り当てられる下り無線リソースは、分散送信では非連続に分散して配置されるが、局所送信では連続的に配置される。また、MPDCCHが割り当てられるリソースは、利用可能なリソースエレメントのセット(拡張制御チャネル要素(ECCE:Enhanced Control Channel Element))から選択される。
MPDCCHはPDSCHの割り当てリソースに関するDCIを含む。ユーザ端末に対しては、PDSCHを割り当て可能な無線リソースの候補(PDSCHセット)が上位レイヤシグナリングで通知され、DCIに基づいてPDSCHセットの1つが動的に指定される。例えば、図2では、ユーザ端末は、MPDCCHが送信された次のサブフレームで、DCIに基づいて受信すべきPDSCHセットを把握し、PDSCHの受信を行う。なお、PDSCHの受信はMPDCCHの受信と同じサブフレームでされてもよい。
ユーザ端末は、MPDCCHによって特定された割り当てリソースでPDSCHを受信し、当該PDSCHに対してPUCCH(Physical Uplink Control Channel)を用いてHARQ−ACKを送信する。
従来のLTEにおいては、PUCCHが割り当てられるリソースは、MPDCCHの送信方法が上記2種類のいずれであっても、ECCEインデックスに関連付けられて決定される。また、PUCCHが割り当てられるリソースは、下り制御情報(DCI)で通知されるARO(ACK/NACK Resource Offset)フィールドに基づいて、ECCEインデックスをシフトすることができる。
上述のように、PUCCHはECCEに関連してリソースが決定される。つまり、利用可能なECCE数に応じて、確保すべきPUCCHリソース(PUCCH送信に用いるリソース)数が変動する。例えば、局所送信の場合、1PRB(1MPDCCH)あたりのECCE数を4とすると、2PRBでは8、3PRBでは12のPUCCHリソースが必要となる。
しかしながら、使用帯域が狭帯域に限定されたMTC端末では、このように多くのPUCCHリソースは不要である。また、PUCCHリソースとして決定されたPRBでは、制御信号への干渉低減などのために、PUCCH以外のUL信号(PDSCHなど)を送信することができない。このため、従来のPUCCHリソース決定法を用いると、無駄なPUCCHリソースが存在することにより上りリンクの周波数利用効率が劣化することが考えられる。
そこで、本発明者らは、MTC端末においては、実際に利用可能なPRB数が、従来のLTEで設定されるECCE数よりも少ないことに着目した。当該着目に基づいて、本発明者らは、PUCCHのリソース位置を、PRBに基づいて決定することを着想した。
以下、本発明の各実施形態を説明する。ここでは、使用帯域が狭帯域に制限されたユーザ端末としてMTC端末を例示するが、本発明の適用はMTC端末に限定されない。また、狭帯域を6PRB(1.4MHz)として説明するが、他の狭帯域であっても、本明細書に基づいて本発明を適用することができる。
(無線通信方法)
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態は、下り狭帯域(DL NB)に関する情報を用いて、上り制御チャネルの無線リソースを特定する。具体的には、下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネル(例えば、PDSCH)のPRBを示すPRBインデックス(例えば、0−5)を用いて、上り狭帯域(UL NB)におけるPUCCHリソースを特定する。MTC端末において、PRBインデックスの数は、従来のPUCCHリソースの決定に用いられるECCEインデックスの数より少ないことが想定されるため、本実施形態では、無駄なPUCCHリソースの確保を抑制することができる。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態は、下り狭帯域(DL NB)に関する情報を用いて、上り制御チャネルの無線リソースを特定する。具体的には、下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネル(例えば、PDSCH)のPRBを示すPRBインデックス(例えば、0−5)を用いて、上り狭帯域(UL NB)におけるPUCCHリソースを特定する。MTC端末において、PRBインデックスの数は、従来のPUCCHリソースの決定に用いられるECCEインデックスの数より少ないことが想定されるため、本実施形態では、無駄なPUCCHリソースの確保を抑制することができる。
例えば、使用帯域が6PRB(1.4MHz)に制限されるMTC端末を想定すると、PDSCHの割り当てを1UEあたり1PRBとしても、最大で3PRB分のPDSCH割り当てしか行わなくてよい。図3は、3PRBの局所送信の場合のMPDCCH/PDSCH割り当ての一例を示す図である。
図3において、MPDCCHはPDSCHのスケジューリング割り当てのための情報(scheduling assignment)を含む。当該スケジューリング割り当てのための情報には、例えばPDSCHのリソース位置を示す情報を含んでもよい。PDSCHのリソース位置を示す情報は、例えば、所定の狭帯域(例えば、6RB)の中のPRBインデックス(例えば、0−5)であってもよいし、MPDCCHのリソース位置からの相対的な周波数オフセットであってもよい。なお、ユーザ端末は、PDSCHのリソース位置は、MPDCCHのリソース位置に基づいて暗黙的に把握してもよい。例えば、PDSCHのリソース位置は、検出したMPDCCHのリソース位置に1PRB分の周波数を加えた位置と判断されてもよい。
MTC端末は、所定の狭帯域(PDSCHセット)で受信したPDSCHのPRBを特定する。PRBの特定には、例えば、PRBインデックスを用いることができる。また、PDSCHに対するACK/NACK送信用のPUCCHリソースを、PDSCHのPRBインデックスに関連して特定することができる。例えば、PUCCHリソースは、PDSCHのPRBインデックスの関数として決定されてもよい。
なお、複数のPRBがスケジューリングされる場合には、PRBインデックスとして、当該複数のPRBのいずれかを示すインデックスを用いてもよい。例えば、UEは、PUCCHリソースを決定するためのPRBインデックスとして、複数のPRBの最小のPRBを示すインデックス、最大のPRBを示すインデックス、又はそれ以外のPRBを示すインデックスの少なくとも1つを用いてもよい。
本実施形態では、PDSCHを受信した下りリンク狭帯域と、当該PDSCHに対するPUCCHを送信する上りリンク狭帯域の対応関係については、予め定められているものとする。ただし、後述の第2の実施形態で述べるように、当該対応関係に関する情報がMTC端末に通知されてもよい。
本実施形態では、MTC端末のPUCCHリソースは6で足りるため、PUCCHリソースは1PRBで収まると想定される。図4は、第1の実施形態に係るPUCCHリソース割り当ての一例を示す図である。なお、PUCCHリソースを割り当てない無線リソースは、PUSCHリソースとして利用することができる。
図4Aは、狭帯域の一端の1PRBに、ACK/NACK用のPUCCHフォーマット1/1Aを割り当てる例を示す。既存のユーザ端末はシステム帯域の所定の領域(例えば、システム帯域の両端)で、ECCEに基づいてPUCCHリソースを決定していたのに対し、本実施形態のユーザ端末は、受信したPDSCHを特定するPRBインデックスに基づいて容易にリソースを決定することができる。
ACK/NACK用のPUCCHリソースは、狭帯域の一端の1PRB以外に割り当てられてもよい。図4Bは、狭帯域の一端の1PRBに、CSI(Channel State Information)用のPUCCHフォーマット2を割り当て、当該PRBに隣接する1PRBにPUCCHフォーマット1/1Aを割り当てる例を示す。
また、ACK/NACK用のPUCCHリソースは、他の信号と同じリソースに多重されてもよい。図4Cは、狭帯域の一端の1PRBに、ACK/NACK用のPUCCHリソース及びCSI用のPUCCHリソースを、サイクリックシフトを用いて多重する例を示す。このような場合、CSIのためのサイクリックシフトに多くのリソースを確保する必要があるため、本実施形態によりACK/NACKのPUCCHのリソースを低減することが好ましい。なお、多重する方法は、サイクリックシフトに限られず、例えば直交系列(orthogonal sequences)を用いてもよい。
また、ACK/NACK用のPUCCHリソース及び/又はCSI用のPUCCHリソースは、狭帯域内で周波数ホッピングされてもよい。図4Dは、狭帯域の両端の1PRBに、PUCCHリソースをホッピングして割り当てる例を示す。ホッピングは、スロット単位でもよいし、サブフレーム単位でもよい。
なお、ユーザ端末は、PUCCHの送信タイミングでPUSCH送信を行うように指示されている場合には、PUCCHの内容(ACK/NACK、CSIなど)をPUSCHで送信してもよい。
以上、第1の実施形態によれば、MPDCCHのECCEインデックスの代わりに、PDSCHのPRBインデックスを用いることで、ACK/NACKに係るPUCCHのリソースを低減することができる。例えば、図3の3PRBの場合、従来のLTEではPUCCHリソースを12個確保する必要があった(1PRBあたりのECCE数が4の場合)が、本実施形態によれば、PUCCHリソースは6PBであっても最大で6個確保すればよい。
<第2の実施形態>
第2の実施形態では、PUCCHリソースの特定方法について、さらに詳細に説明する。第2の実施形態では、UEは、下り狭帯域(DL NB)と、上り狭帯域(UL NB)との対応関係に基づいて、PUCCHリソースを決定する。
第2の実施形態では、PUCCHリソースの特定方法について、さらに詳細に説明する。第2の実施形態では、UEは、下り狭帯域(DL NB)と、上り狭帯域(UL NB)との対応関係に基づいて、PUCCHリソースを決定する。
図5は、下り狭帯域と上り狭帯域との対応関係の一例を示す図である。図5では、複数のUL NBが無線基地局から上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング)で設定されるものとするが、複数のUL NBは予めUEによって記憶されていてもよい。
図5Aでは、UE(又はUEグループ)が、少なくとも1つのUL NBをPUCCH用のUL NBとして用いるように設定される。PUCCH用のUL NBに関する情報は、例えば上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング)、下りL1/L2シグナリング(例えば、DCI)又はこれらの組み合わせによって通知されてもよい。
図5Aでは、UE#1がUL NB#1を用いて、UE#2がUL NB#2を用いてPUCCHを送信するように設定されている。この場合、UE#1は、DL NB#1及びDL NB#2のいずれかで受信したPDSCHに対して、UL NB#1でHARQ−ACKをフィードバックする。また、UE#2は、DL NB#1及びDL NB#2のいずれかで受信したPDSCHに対して、UL NB#2でHARQ−ACKをフィードバックする。つまり、上述のPUCCH用のUL NBに関する情報は、全ての下り狭帯域と1つの上り狭帯域との対応関係を示す情報であると言える。
なお、所定のUEに対して、PUCCH用のUL NBが複数設定されてもよい。この場合、当該所定のUEは、上位レイヤシグナリング、L1/L2シグナリング、チャネル状態などのいずれか又はこれらの組み合わせに基づいて、設定された複数のUL NBの中からPUCCH送信するUL NBを決定してもよい。
図5Aのように、UE(又はUEグループ)が指定されたPUCCHを用いてフィードバックを行う構成によれば、周波数利用効率を向上することが可能となる。
また、図5Bでは、UE(又はUEグループ)は、PUCCH用のUL NBを、下りリンク(例えば、PDSCH)を受信したDL NBに基づいて決定する。当該決定は、下り狭帯域と上り狭帯域との対応関係に関する情報に基づいてなされてもよく、UEは、当該情報を、上位レイヤシグナリング、L1/L2シグナリングなどのいずれか又はこれらの組み合わせに基づいて通知されてもよい。当該対応関係に関する情報は、例えば、無線基地局からユーザ端末に対して、報知信号によりセル固有に通知されてもよい。
図5Bでは、UL NB#1がDL NB#1に対応し、UL NB#2がDL NB#2に対応するように設定されている。この場合、各UEは、DL NB#1で受信したPDSCHに対して、UL NB#1でHARQ−ACKをフィードバックする。また、各UEは、DL NB#2で受信したPDSCHに対して、UL NB#2でHARQ−ACKをフィードバックする。
なお、図5Bでは、1つのUL NBが1つのDL NBに対応する例を示したが、これに限られない。例えば、1つのUL NBが複数のDL NBに対応してもよい。また、DL NBの数とUL NBの数は異なってもよい(DL/ULの比率が異なってもよい)。
以上、第2の実施形態によれば、UEは、受信したDL NB(DL NBの周波数位置)に基づいて、当該DL NBに対応するUL NBを適切に判断することができる。
<第3の実施形態>
第3の実施形態は、PUCCHリソースの衝突を抑制する方法に関する。まず、狭帯域を利用する場合において、従来法でPUCCHリソースを決定する際に生じる問題について説明する。
第3の実施形態は、PUCCHリソースの衝突を抑制する方法に関する。まず、狭帯域を利用する場合において、従来法でPUCCHリソースを決定する際に生じる問題について説明する。
1PRBあたり多重出来るPUCCHの数は12であるのに対し、1NBあたり多重できるPDSCHの数は6である。つまり、1PRBのPUCCHで複数のNBのACK/NACKをフィードバックすることができる。
第1の実施形態で述べたように、PDSCHに対するACK/NACK送信用のPUCCHリソースは、PDSCHのPRBインデックスnPRBに関連して特定することができる。例えば、PUCCHリソースインデックスnPUCCHは以下の式1で求めることができる。
(式1)
nPUCCH=nPRB+N(1)
ここで、N(1)は、例えばMTC−SIBによって通知されるセル固有の値である。
(式1)
nPUCCH=nPRB+N(1)
ここで、N(1)は、例えばMTC−SIBによって通知されるセル固有の値である。
このような式を用いる場合には、複数のNB間でPUCCHリソースが衝突するおそれがある。例えば、PRBインデックスとして、例えばPDSCHが割り当てられた最小のPRBインデックス(例えば、0−5)を用いる場合について、図6を例に説明する。
図6は、複数のNB間のPUCCHリソース衝突の一例を示す図である。ここでは、UE#1にはDL NB#1の1PRB(PRBインデックス=0)でPDSCHが割り当てられ、UE#2にはDL NB#2の3PRB(PRBインデックス=0−2)でPDSCHが割り当てられる例が示されている。また、DL NB#1及びDL NB#2のPDSCHに対するHARQフィードバックは、UL NB#1で行うように設定されている。
図6において、DL NB#1及びDL NB#2両方で、PDSCHが割り当てられた最小のPRBインデックスは0であるため、各PDSCHに対するHARQ−ACKはUL NB#1の同じPUCCHリソースで送信されることとなり、複数のUEのPUCCHリソースの衝突が生じる。この場合、下りHARQ再送を適切に行うことができず、下りスループットが低下する。
本発明者らは、上述したような衝突を抑制することを検討した結果、DL NBごとに異なるオフセットを適用して、対応するPUCCHリソースを決定することを着想した。本発明の第3の実施形態では、下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルに対応する上り制御チャネル(例えば、PDSCHに対するHARQ−ACKをフィードバックするPUCCH)の無線リソースを、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなる(リソースが重複しない)ように決定する。
第3の実施形態の方法1では、PDSCHをスケジューリングする下り制御情報(DCI)で通知されるAROフィールドに基づいて、PUCCHリソースインデックスをシフトする。AROフィールドが示す値は、PUCCHリソースインデックスのシフト量に関連付けられている。AROフィールドとPUCCHリソースインデックスのシフト量の対応関係に関する情報は、例えば、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知信号(MTC−SIB))で通知されてもよいし、予めユーザ端末に保持されてもよい。
例えば、PUCCHリソースインデックスnPUCCHは以下の式2で求めることができる。
(式2)
nPUCCH=nPRB+ARO+N(1)
(式2)
nPUCCH=nPRB+ARO+N(1)
方法1では、UEが受信するAROフィールド(及びAROフィールドから求められるシフト量)は、DL NBごとに異なる値となるように構成される。
第3の実施形態の方法2では、下りNB固有オフセット(NB固有オフセット)に基づいて、PUCCHリソースインデックスをシフトする。例えば、PUCCHリソースインデックスnPUCCHは以下の式3で求めることができる。
(式3)
nPUCCH=nPRB+NB固有オフセット
なお、式3に、DCIで通知されるAROをさらに加えてPUCCHリソースインデックスとしてもよい。
nPUCCH=nPRB+NB固有オフセット
なお、式3に、DCIで通知されるAROをさらに加えてPUCCHリソースインデックスとしてもよい。
NB固有オフセットは、例えば、DL NBの周波数リソースに関連付けられたオフセットであってもよいし、DL NBの周波数ホッピングパターン(NBパターンと呼ばれてもよい)に関連付けられたオフセット(ホッピングパターン固有オフセット、NBパターン固有オフセットなどと呼ばれてもよい)であってもよい。ここで、NBの周波数ホッピングは、例えばカバレッジ拡張(CE:Coverage Enhancement)のため、同一の信号(トランスポートブロック)を繰り返し送信(repetition)する場合に用いられることが検討されている。
第3の実施形態の方法3では、PUCCHリソースインデックスに関する情報を直接通知し、当該情報及びARI(ACK/NACK Resource Indicator)により、動的にPUCCHリソースインデックスの設定を行う。なお、ARIは、DCIに含まれる送信電力制御(TPC:Transmit Power Control)フィールドを読み替えて用いてもよい。
なお、方法3では、PUCCHリソースインデックスは、PRBインデックスと関連してもよいし、関連しなくてもよい。
図7は、第3の実施形態に係るPUCCHリソース割り当ての一例を示す図である。図7にはDL NBのPDSCHのPRBインデックスと、所定のUL NBに割り当てるPUCCHリソースとの関係が示されている。図7Aは方法1、図7Bは方法2にそれぞれ対応する。
図7Aにおいて、DL NB#1のPDSCH(PRBインデックス=0)をスケジューリングしたPDCCHには、ARO=0を示すDCIが含まれ、DL NB#2のPDSCH(PRBインデックス=0)をスケジューリングしたPDCCHには、ARO=1を示すDCIが含まれる。式2に従うと、DL NB#1及び#2のPDSCHのPRBインデックスはいずれも0であるものの、DL NB#2のPDSCHに対するPUCCHリソースインデックスを1シフトすることができるため、リソースの衝突を回避することができる。
また、図7Bにおいて、DL NB#1固有のオフセット(DL NB #1-specific offset)とDL NB#2固有のオフセット(DL NB #2-specific offset)とは、6異なる値が設定されている。式3に従うと、DL NB#1及び#2のPDSCHのPRBインデックスはいずれも0であるものの、DL NB#2のPDSCHに対するPUCCHリソースインデックスを6シフトすることができるため、リソースの衝突を回避することができる。
なお、第3の実施形態では、図7Bで示したように、下り狭帯域ごとに全PUCCHリソースが異なるように(PUCCHリソースが完全に重複しないように)決定してもよいし、図7Aで示したように、下り狭帯域ごとに少なくとも一部のPUCCHリソースが異なるように(PUCCHリソースが少なくとも一部重複しないように)決定してもよい。後者の場合、同じPRBインデックスに対応する上り制御チャネルの無線リソースが1PRB以上異なるように決定する。
また、PUCCHリソースインデックスのDL NB間のシフト量をNBのPRB数(例えば、6)より大きな値とすることにより、PRBインデックスの値によらず2つのDL NBのPDSCHに対するPUCCHリソースの衝突を回避することができる。つまり、AROフィールドから求められるシフト量(方法1)、NB固有オフセット(方法2)、PUCCHリソースインデックスに関する情報及び/又はARI(方法3)は、複数のDL NBの下り共有チャネルについて、同じPRBインデックスに対応する上り制御チャネルの無線リソースが6PRB以上異なるように設定されることが好ましい。
図8は、第3の実施形態の方法1におけるAROの値の一例を示す図である。ここではAROを2ビットで表現しているが、これに限られず、AROは3ビット以上で通知されてもよい。上述のようにAROが示す値として、NBのPRB数に相当する値(例えば、6)を含むことが好ましく、図8のいずれの設定にも“+6”に対応するAROが含まれている。
図8Aでは、NBのPRB数に相当する値より小さい値(“+1”、“+2”など)が比較的多く含まれている。このように構成することで、PUCCHリソースを細かく制御できる。図8Bでは、NBのPRB数に相当する値より大きな値(“+7”)が含まれている。このように構成することで、将来的にPUCCHリソースが増えた場合にも対応できる。図8Cでは、負の値(“−1”)が含まれている。このように構成することで、PUCCHリソースを更に低減できる。
図9は、第3の実施形態の方法2に係るPUCCHリソース割り当ての一例を示す図である。本例では、上り/下り共に繰り返し送信(例えば、4回、8回、12回、16回など)が適用されている。図9Aは、繰り返し送信適用時のDL NBのホッピングパターンの一例を示す。図9Bは、図9Aに対応するPUCCHリソース割り当ての一例を示す図である。
図9Aでは、PDSCHが割り当てられる狭帯域が、複数の狭帯域間(DL NB#0−#3)において所定の数のサブフレーム毎(4サブフレーム毎)に変更される周波数ホッピングパターンが示されている。図9AのFHパターン#1では、NB#0→NB#2→NB#1→NB#3のように、4サブフレーム毎に、PDSCHが異なるNBに割り当てられる(マッピングされる)。
図9Aでは、周波数ホッピング用の狭帯域として、4NB(DL NB#0−#3)がMTC端末に設定される。また、周波数ホッピング(FH)パターン#1−#4が予め定められ、MTC端末に設定される。ホッピングパターン用のDL NBに関する情報や、DL NBのホッピングパターンに関する情報は、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知信号(MTC−SIB))で通知されてもよいし、予めユーザ端末に保持されてもよい。
なお、FHパターンは、例えば、セル固有の情報などに基づいて定められてもよい。また、PDSCHを割り当て可能なNBの数や上記所定の数、狭帯域の構成については、図9Aの例に限られない。
図9Aにおいて、MTC端末は、PDSCHの割り当てが開始されるNBを示す開始インデックスをMPDCCHで受信し、FHパターン#1−#4の中からPDSCHに適用される周波数ホッピングパターンを上記開始インデックスによって特定する。具体的には、MTC端末は、MPDCCHを介して、当該開始インデックスを含むDCIを受信する。例えば、図9Aにおいて、MTC端末が、図示される一番左端のサブフレームにおける開始インデックス#1(NB#1)を含むDCIを受信する場合、MTC端末は、当該開始インデックス#1に基づいてFHパターン#2を特定する。
図9Bでは、2つのPUCCH NB領域が設定されており、その中の2PRB(PUCCH PRB #1、#2)が図9AのDL NBに対応するPUCCHリソースとして示されている。ここで、PUCCH用リソース(例えば、NB及び/又はPRB)がMTC端末に設定される。PUCCH用リソースに関する情報は上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知信号(MTC−SIB))で通知されてもよいし、予めユーザ端末に保持されてもよい。なお、PUCCH用リソースは、複数設定されてもよい。
図9Bにおいて、各PUCCH PRBで6つのサイクリックシフト及び3つのOCC(Orthogonal Cover Code)が利用できるとすると、2PRBでは計36PUCCHリソースを利用することができる。この場合、上記式3におけるNB固有オフセット(NBパターン固有オフセット)として、パターン#1−#4(又はDL NB#0−#3)に対して、それぞれ0、9、18及び27を設定してもよい。
つまり、利用可能なPUCCHリソース数(最大数)と、DL NBの数と、に基づいて、NBパターン固有オフセットを決定してもよい。当該設定によれば、図9BのPUCCH PRB#1はDL NB#0及び#1に対応付けられ、PUCCH PRB#2はDL NB#2及び#3に対応付けられる。このようにすることで、異なるDL NBホッピングパターンに対応するPUCCH(例えば、HARQ−ACKを送信するPUCCH)のリソース衝突を抑制することができる。
なお、上記式3におけるNB固有オフセットは、繰り返し送信されたPDSCHを最初又は最後に受信したDL NBに基づいて決定されてもよい。
なお、上り制御チャネルの無線リソースの決定に用いるパラメータ(例えば、N(1)、NB固有オフセット、NBパターン固有オフセット、PUCCHリソースインデックスなど)に関する情報は、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知信号(MTC−SIB))で通知されてもよいし、予めユーザ端末に保持されてもよい。また、上り制御チャネルの無線リソースの決定に用いるパラメータ(例えば、PRBインデックス、N(1)、NB固有オフセット、NBパターン固有オフセット、PUCCHリソースインデックスなど)のデフォルト値(初期値)は、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知信号(MTC−SIB))で通知されてもよいし、予めユーザ端末に保持されてもよい。
以上、第3の実施形態によれば、UEは、狭帯域を利用する場合であっても、PUCCHリソースの衝突を抑制することができ、下りHARQ再送に係る下りスループットの低下を抑制することができる。
なお、上述の各実施形態ではPDSCHのPRBインデックスを用いてPUCCHリソースを特定する例を示したが、これに限られない。例えば、MPDCCHのECCEインデックスを用いてPUCCHリソースを特定してもよく、この場合に第2の実施形態で示したDL NBに基づくUL NBの特定や、第3の実施形態で示したPUCCHリソースのシフトを適用してもよい。
(無線通信システム)
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述した本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてMTC端末を例示するが、MTC端末に限定されるものではない。
以下、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述した本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される。なお、上記の各実施形態に係る無線通信方法は、それぞれ単独で適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてMTC端末を例示するが、MTC端末に限定されるものではない。
図10は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図10に示す無線通信システム1は、マシン通信システムのネットワークドメインにLTEシステムを採用した一例である。当該無線通信システム1では、LTEシステムのシステム帯域幅を1単位とする複数の基本周波数ブロック(コンポーネントキャリア)を一体としたキャリアアグリゲーション(CA)及び/又はデュアルコネクティビティ(DC)を適用することができる。また、LTEシステムが下りリンク及び上りリンク共に最大20MHzのシステム帯域に設定されるものとするが、この構成に限られない。なお、無線通信システム1は、SUPER 3G、LTE−A(LTE-Advanced)、IMT−Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)などと呼ばれてもよい。
無線通信システム1は、無線基地局10と、無線基地局10に無線接続する複数のユーザ端末20A、20B及び20Cとを含んで構成されている。無線基地局10は、上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)などが含まれるが、これに限定されるものではない。
複数のユーザ端末20A、20B及び20Cは、セル50において無線基地局10と通信を行うことができる。例えば、ユーザ端末20Aは、LTE(Rel−10まで)又はLTE−Advanced(Rel−10以降も含む)をサポートするユーザ端末(以下、LTE端末)であり、他のユーザ端末20B、20Cは、マシン通信システムにおける通信デバイスとなるMTC端末である。以下、特に区別を要しない場合は、ユーザ端末20A、20B及び20Cは単にユーザ端末20と呼ぶ。
なお、MTC端末20B、20Cは、LTE、LTE−Aなどの各種通信方式に対応した端末であり、電気メータ、ガスメータ、自動販売機などの固定通信端末に限らず、車両などの移動通信端末でもよい。また、ユーザ端末20は、他のユーザ端末20と直接通信してもよいし、無線基地局10を介して通信してもよい。
無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が適用され、上りリンクにシングルキャリア−周波数分割多元接続(SC−FDMA:Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)が適用される。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC−FDMAは、システム帯域幅を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限られない。
無線通信システム1では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される下り共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)、報知チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)、下りL1/L2制御チャネルなどが用いられる。PDSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のSIB(System Information Block)が伝送される。また、PBCHにより、MIB(Master Information Block)が伝送される。
下りL1/L2制御チャネルは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などを含む。PDCCHにより、PDSCH及びPUSCHのスケジューリング情報を含む下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)などが伝送される。PCFICHにより、PDCCHに用いるOFDMシンボル数が伝送される。PHICHにより、PUSCHに対するHARQの送達確認情報(ACK/NACK)が伝送される。MPDCCHは、PDSCHと周波数分割多重され、PDCCHと同様にDCIなどの伝送に用いられる。
無線通信システム1では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末20で共有される上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)、上りL1/L2制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)、ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)などが用いられる。PUSCHは、上りデータチャネルと呼ばれてもよい。PUSCHにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、送達確認情報(ACK/NACK)などが伝送される。PRACHにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。
なお、MTC端末向けのチャネルは、「M」を付して表されてもよく、例えば、MTC端末向けのMPDCCH、PDSCH、PUCCH、PUSCHはそれぞれ、MPDCCH、MPDSCH、MPUCCH、MPUSCHなどと呼ばれてもよい。
無線通信システム1では、下り参照信号として、セル固有参照信号(CRS:Cell-specific Reference Signal)、チャネル状態情報参照信号(CSI−RS:Channel State Information-Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS:DeModulation Reference Signal)などが伝送される。また、無線通信システム1では、上り参照信号として、測定用参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)、復調用参照信号(DMRS)などが伝送される。なお、DMRSはユーザ端末固有参照信号(UE-specific Reference Signal)と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。
(無線基地局)
図11は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局10は、複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106と、を少なくとも備えている。
図11は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局10は、複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106と、を少なくとも備えている。
下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30から伝送路インターフェース106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、ユーザデータに関して、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御(例えば、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の送信処理)、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)処理、プリコーディング処理などの送信処理が行われて各送受信部103に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、各送受信部103に転送される。
各送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部103は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部103は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
送受信部103で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部102により増幅され、送受信アンテナ101から送信される。送受信部103は、システム帯域幅(例えば、1コンポーネントキャリア)より制限された狭帯域幅(例えば、1.4MHz)で、各種信号を送受信することができる。
一方、上り信号については、各送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部102で増幅される。各送受信部103はアンプ部102で増幅された上り信号を受信する。送受信部103は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部104に出力する。
ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理、逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース106を介して上位局装置30に転送される。呼処理部105は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局10の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
伝送路インターフェース106は、所定のインターフェースを介して、上位局装置30と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース106は、基地局間インターフェース(例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)に準拠した光ファイバ、X2インターフェース)を介して他の無線基地局10と信号を送受信(バックホールシグナリング)してもよい。
送受信部103は、ユーザ端末20に対して、DL NBでスケジューリングしたPDSCHや、DCIを含むMPDCCHを送信する。また、送受信部103は、AROフィールドとPUCCHリソースインデックスのシフト量の対応関係、下り狭帯域固有オフセット、PUCCHリソースインデックス、PUCCHリソースの決定に用いるパラメータのデフォルト値に関する情報などを送信する。また、送受信部103は、ユーザ端末20から、PDSCHに関するHARQ−ACKをPUCCHで受信する。
図12は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図12では、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局10は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図12に示すように、ベースバンド信号処理部104は、制御部(スケジューラ)301と、送信信号生成部(生成部)302と、マッピング部303と、受信信号処理部304と、測定部305と、を少なくとも備えている。
制御部(スケジューラ)301は、無線基地局10全体の制御を実施する。制御部301は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部301は、例えば、送信信号生成部302による信号の生成や、マッピング部303による信号の割り当てを制御する。また、制御部301は、受信信号処理部304による信号の受信処理や、測定部305による信号の測定を制御する。
制御部301は、システム情報、PDSCHで送信される下りデータ信号、PDCCH及び/又はMPDCCHで伝送される下り制御信号のスケジューリング(例えば、リソース割り当て)を制御する。また、同期信号(例えば、PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal))や、CRS、CSI−RS、DM−RSなどの下り参照信号のスケジューリングの制御を行う。
また、制御部301は、PUSCHで送信される上りデータ信号、PUCCH及び/又はPUSCHで送信される上り制御信号(例えば、送達確認情報(HARQ−ACK))、PRACHで送信されるランダムアクセスプリアンブルや、上り参照信号などのスケジューリングを制御する。
制御部301は、各種信号を狭帯域に割り当ててユーザ端末20に対して送信するように、送信信号生成部302及びマッピング部303を制御する。制御部301は、例えば、下りリンクの報知情報(MIB、SIB(MTC−SIB))や、MPDCCH、PDSCHなどを狭帯域で送信するように制御する。
また、制御部301は、所定の狭帯域でPDSCHをユーザ端末20に送信する。なお、無線基地局10がカバレッジ拡張を適用されている場合には、制御部301は、所定のユーザ端末20へのDL信号の繰り返し数を設定し、当該繰り返し数に従ってDL信号を繰り返し送信してもよい。また、制御部301は、ユーザ端末20に対して、当該繰り返し数に関する情報をMPDCCHの制御信号(DCI)、上位レイヤシグナリング(例えば、RRCシグナリング、報知情報)などで通知するように制御してもよい。
また、制御部301は、下り狭帯域と上り狭帯域との対応関係に関する情報を生成してユーザ端末20に通知するように制御してもよい。また、制御部301は、DL NBのHARQ−ACKフィードバックに用いるPUCCHリソースが、各DL NBごとに異なるように、ユーザ端末20の利用するAROフィールドとPUCCHリソースインデックスのシフト量の対応関係に関する情報、下り狭帯域固有オフセットに関する情報、PUCCHリソースインデックスに関する情報などを生成し、ユーザ端末20に通知するように制御してもよい。
送信信号生成部(生成部)302は、制御部301からの指示に基づいて、下り信号(下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など)を生成して、マッピング部303に出力する。送信信号生成部302は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部302は、例えば、制御部301からの指示に基づいて、下り信号の割り当て情報を通知するDLアサインメント及び上り信号の割り当て情報を通知するULグラントを生成する。また、下りデータ信号には、各ユーザ端末20からのチャネル状態情報(CSI)などに基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。
また、送信信号生成部302は、下り信号の繰り返し送信(例えば、MPDCCH、PDSCHの繰り返し送信)を設定されている場合、複数のサブフレームに渡って同じ下り信号を生成してマッピング部303に出力する。
マッピング部303は、制御部301からの指示に基づいて、送信信号生成部302で生成された下り信号を、所定の狭帯域の無線リソース(例えば、最大6リソースブロック)にマッピングして、送受信部103に出力する。マッピング部303は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、送受信部103から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号など)を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末20から送信される上り信号(上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など)である。受信信号処理部304は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部304は、繰り返し信号を送信するユーザ端末20からの受信信号に対して、繰り返し信号向けの受信処理を適用する。受信信号処理部304は、受信処理により復号された情報を制御部301に出力する。また、受信信号処理部304は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部305に出力する。
測定部305は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部305は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部305は、信号の受信電力(例えば、RSRP(Reference Signal Received Power))、受信品質(例えば、RSRQ(Reference Signal Received Quality))やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部301に出力されてもよい。
(ユーザ端末)
図13は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のLTE端末がMTC端末としてふるまうように動作してもよい。ユーザ端末20は、送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を少なくとも備えている。また、ユーザ端末20は、送受信アンテナ201、アンプ部202、送受信部203などを複数備えてもよい。
図13は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のLTE端末がMTC端末としてふるまうように動作してもよい。ユーザ端末20は、送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205と、を少なくとも備えている。また、ユーザ端末20は、送受信アンテナ201、アンプ部202、送受信部203などを複数備えてもよい。
送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号は、アンプ部202で増幅される。送受信部203は、アンプ部202で増幅された下り信号を受信する。
送受信部203は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部204に出力する。送受信部203は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター/レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部203は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
ベースバンド信号処理部204は、入力されたベースバンド信号に対して、FFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部205に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部205からベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、再送制御の送信処理(例えば、HARQの送信処理)や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)処理、IFFT処理などが行われて送受信部203に転送される。
送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部203で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部202により増幅され、送受信アンテナ201から送信される。
送受信部203は、無線基地局10に対して、受信したPDSCHに関するHARQ−ACKをPUCCHで送信する。また、送受信部203は、無線基地局10から、DL NBでスケジューリングされたPDSCHや、DCIを含むMPDCCHを受信する。また、送受信部203は、AROフィールドとPUCCHリソースインデックスのシフト量の対応関係に関する情報、下り狭帯域固有オフセットに関する情報、PUCCHリソースインデックスに関する情報、PUCCHリソースの決定に用いるパラメータのデフォルト値に関する情報などを受信する。
図14は、本発明の一実施形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図14においては、本実施形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末20は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図14に示すように、ユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204は、制御部401と、送信信号生成部(生成部)402と、マッピング部403と、受信信号処理部404と、測定部405と、を少なくとも備えている。
制御部401は、ユーザ端末20全体の制御を実施する。制御部401は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部401は、例えば、送信信号生成部402による信号の生成や、マッピング部403による信号の割り当てを制御する。また、制御部401は、受信信号処理部404による信号の受信処理や、測定部405による信号の測定を制御する。
制御部401は、無線基地局10から送信された下り制御信号(PDCCH/MPDCCHで送信された信号)及び下りデータ信号(PDSCHで送信された信号)を、受信信号処理部404から取得する。制御部401は、下り制御信号や、下りデータ信号に対する再送制御の要否を判定した結果などに基づいて、上り制御信号(例えば、送達確認情報(HARQ−ACK)など)や上りデータ信号の生成を制御する。
また、制御部401は、ユーザ端末20が上り信号(例えば、PUCCH及び/又はPUSCH)の繰り返し数を設定されている場合には、所定の信号の繰り返しレベルに関する情報に基づいて、同一情報を含む信号を複数のサブフレームに渡って繰り返し送信するように制御を実施することができる。
制御部401は、受信信号処理部404から通常カバレッジモード又はカバレッジ拡張モードで動作することを示す情報が入力された場合、当該情報に基づいて自端末のモードを判断することができる。また、制御部401は、繰り返しレベルに関する情報に基づいて当該モードを判断してもよい。
また、制御部401は、PUCCHリソースの決定を制御する。具体的には、制御部401は、PDSCHのPRBインデックスを用いて、PUCCHリソースを制御する(第1の実施形態)。例えば、制御部401は、PDSCHのPRBインデックスと、PUCCHリソース(例えば、PUCCHのPRBインデックス)と、を1対1に対応させる所定の規則に基づいて、受信信号処理部404で受信されたPDSCHに対してACK/NACKの送信に用いるPUCCHリソースを決定する。
また、制御部401は、PUCCH用のUL NBを、PDSCHを受信したDL NBに基づいて決定する(第2の実施形態)。制御部401は、下り狭帯域と上り狭帯域との対応関係に関する情報に基づいて、PUCCH用のUL NBを決定してもよい。
また、制御部401は、PDSCHを受信したDL NBごとに、PUCCHリソースが異なるように制御する(第3の実施形態)。例えば、制御部401は、受信信号処理部404から入力されたDCIに含まれるAROフィールドに基づいてPUCCHリソースを周波数シフトしてもよい。また、制御部401は、NB固有オフセットに基づいてPUCCHリソースを周波数シフトしてもよい。また、制御部401は、受信信号処理部404から入力されたPUCCHリソースインデックスに関する情報と、DCIに含まれるARIフィールドと、に基づいて、PUCCHリソースを周波数シフトしてもよい。
なお、制御部401は、異なるDL NBについて、同じPRBインデックスを用いて規定されるPDSCHに対応するPUCCHリソースが、6PRB以上異なるように制御を行ってもよい。
送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて、上り信号(上り制御信号、上りデータ信号、上り参照信号など)を生成して、マッピング部403に出力する。送信信号生成部402は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部402は、例えば、制御部401からの指示に基づいて、送達確認情報(HARQ−ACK)やチャネル状態情報(CSI)に関する上り制御信号を生成する。また、送信信号生成部402は、制御部401からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。例えば、送信信号生成部402は、無線基地局10から通知される下り制御信号にULグラントが含まれている場合に、制御部401から上りデータ信号の生成を指示される。
また、送信信号生成部402は、ユーザ端末20に所定の上り信号の繰り返し送信が設定されている場合、複数のサブフレームに渡って同じ上り信号を生成してマッピング部403に出力する。繰り返し数については、制御部401からの指示に基づいて、設定されてもよい。
マッピング部403は、制御部401からの指示に基づいて、送信信号生成部402で生成された上り信号を無線リソース(例えば、最大6リソースブロック)にマッピングして、送受信部203へ出力する。マッピング部403は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部404は、送受信部203から入力された受信信号に対して、受信処理(例えば、デマッピング、復調、復号など)を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局10から送信される下り信号(下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など)である。受信信号処理部404は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部404は、繰り返し信号を送信する無線基地局10からの受信信号に対して、繰り返し信号向けの受信処理を適用する。例えば、受信信号処理部404は、制御部401からの指示に基づいて、所定の識別子を用いてDCI(MPDCCH)の復号処理を行ってもよい。
受信信号処理部404は、受信処理により復号された情報を制御部401に出力する。受信信号処理部404は、例えば、報知情報、システム情報、RRCシグナリング、DCIなどを、制御部401に出力する。また、受信信号処理部404は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部405に出力する。
測定部405は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部405は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部405は、例えば、受信した信号の受信電力(例えば、RSRP)、受信品質(例えば、RSRQ)やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部401に出力されてもよい。
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した2つ以上の装置を有線又は無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、無線基地局10やユーザ端末20の各機能の一部又は全ては、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線基地局10やユーザ端末20は、プロセッサ(CPU:Central Processing Unit)と、ネットワーク接続用の通信インターフェースと、メモリと、プログラムを保持したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、を含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。つまり、本発明の一実施形態に係る無線基地局、ユーザ端末などは、本発明に係る無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。
ここで、プロセッサやメモリなどは情報を通信するためのバスで接続される。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、CD−ROM(Compact Disc−ROM)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスクなどの記憶媒体である。また、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。また、無線基地局10やユーザ端末20は、入力キーなどの入力装置や、ディスプレイなどの出力装置を含んでいてもよい。
無線基地局10及びユーザ端末20の機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを動作させてユーザ端末の全体を制御する。また、プロセッサは、記憶媒体からプログラム、ソフトウェアモジュールやデータをメモリに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。
ここで、当該プログラムは、上記の各実施形態で説明した各動作を、コンピュータに実行させるプログラムであればよい。例えば、ユーザ端末20の制御部401は、メモリに格納され、プロセッサで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC)は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に(例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって)行われてもよい。
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRCConnectionSetup)メッセージ、RRC接続再構成(RRCConnectionReconfiguration)メッセージなどであってもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
本出願は、2015年8月13日出願の特願2015−159997に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
Claims (10)
- システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末であって、
下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルを受信する受信部と、
前記下り共有チャネルに基づいて、上り制御チャネルの無線リソースを決定する制御部と、
前記無線リソースで前記上り制御チャネルを送信する送信部と、を有し、
前記制御部は、前記上り制御チャネルの無線リソースを、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなるように決定することを特徴とするユーザ端末。 - 前記制御部は、前記下り共有チャネルのPRB(Physical Resource Block)を示すPRBインデックスに基づいて、前記上り制御チャネルの無線リソースを決定することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
- 前記受信部は、ARO(ACK/NACK Resource Offset)フィールドを含む下り制御情報を受信し、
前記制御部は、前記AROフィールドに基づいて、前記上り制御チャネルの無線リソースをシフトすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のユーザ端末。 - 前記制御部は、下り狭帯域固有オフセットに基づいて、前記上り制御チャネルの無線リソースをシフトすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のユーザ端末。
- 前記受信部は、PUCCHリソースインデックスに関する情報と、ARI(ACK/NACK Resource Indicator)フィールドを含む下り制御情報と、を受信し、
前記制御部は、前記PUCCHリソースインデックスに関する情報及び前記ARIフィールドに基づいて、前記上り制御チャネルの無線リソースを決定することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。 - 前記制御部は、前記上り制御チャネルの無線リソースを、複数の下り狭帯域について、同じPRBインデックスに対応する前記上り制御チャネルの無線リソースが6PRB以上異なるように決定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のユーザ端末。
- 前記受信部は、前記上り制御チャネルの無線リソースの決定に用いるパラメータの初期値に関する情報を報知信号により受信することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のユーザ端末。
- システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末と通信する無線基地局であって、
下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルを送信する送信部と、
前記下り共有チャネルに基づいて決定された無線リソースで、上り制御チャネルを受信する受信部と、を有し、
前記上り制御チャネルの無線リソースは、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなるように決定されたことを特徴とする無線基地局。 - システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末の無線通信方法であって、
下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルを受信する工程と、
前記下り共有チャネルに基づいて、上り制御チャネルの無線リソースを決定する工程と、
前記無線リソースで前記上り制御チャネルを送信する工程と、を有し、
前記上り制御チャネルの無線リソースを、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなるように決定することを特徴とする無線通信方法。 - システム帯域の一部の狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末を含む無線通信システムであって、
前記ユーザ端末は、下り狭帯域内でスケジューリングされた下り共有チャネルを受信する受信部と、
前記下り共有チャネルに基づいて、上り制御チャネルの無線リソースを決定する制御部と、
前記無線リソースで前記上り制御チャネルを送信する送信部と、を有し、
前記制御部は、前記上り制御チャネルの無線リソースを、下り狭帯域ごとに異なる無線リソースとなるように決定することを特徴とする無線通信システム。
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