KR101345325B1 - 이동통신시스템에서 사용되는 기지국, 유저장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에서 사용되는 기지국은, 각 유저장치에 관한 상향 채널 상태에 따라서, 상향링크의 리소스 블록의 1 이상을 개개의 유저장치에 할당하는 스케줄러와, 리소스 할당의 계획 내용을 나타내는 스케줄링 정보를 유저장치에 통지하는 수단을 갖는다. 어느 유저장치의 상향 제어 채널은, 스케줄링 정보에 따라서, 복수의 리소스 블록을 포함하는 전송 프레임 중에서 소정의 홉핑 패턴을 그리도록 맵핑된다. 상향 제어 채널은, 유저 데이터 채널에 동반하거나 하지 않아도 같은 홉핑 패턴으로 맵핑된다.
Figure R1020087031461
이동통신시스템, 싱글캐리어, 스케줄링, 호핑 패턴, 맵핑

Description

이동통신시스템에서 사용되는 기지국, 유저장치 및 방법{BASE STATION, USER DEVICE AND METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 기술분야에 관련되며, 특히 이동통신시스템에 있어서의 기지국 및 방법에 관한 것이다.
이러한 종류의 기술분야에서는, 차세대 통신 시스템에 관한 연구 개발이 급속으로 추진되고 있다. 현재 상정되고 있는 통신시스템에서는, 피크 전력 대 평균 전력 비(PAPR: Peak-to-Average Power Ratio)를 억제하면서 커버리지(coverage)를 넓게하는 관점에서, 상향링크(uplink)에 싱글캐리어(single carrier) 방식이 사용된다.
상하링크 둘다 무선 리소스는, 복수의 유저 간에 공유되는 채널(shared channel) 형식으로, 각 유저의 채널 상태 등에 따라서 적절히 할당된다. 할당내용을 결정하는 처리는 스케줄링(scheduling)이라 불린다. 상향링크의 스케줄링을 적절히 수행하기 위해서, 각 유저장치(user device)는 파일럿 채널(pilot channel)을 기지국(base station)으로 송신하고, 기지국은 그 수신품질에 의해 상향링크의 채널 상태를 평가한다. 또, 하향링크의 스케줄링을 수행하기 위해서, 기지국은 유저장치로 파일럿 채널을 송신하고, 유저장치는 그 파일럿 채널의 수신품질을 나타내 는 정보(CQI: Channel Quality Indicator)를 기지국으로 보고한다. 각 유저장치로부터 보고된 CQI에 기초하여, 기지국은 하향링크의 채널 상태를 평가한다. 어느 유저장치의 제어 채널에 사용되는 리소스(시간(time) 및 주파수(frequency))가 소정의 홉핑 패턴(hopping pattern)에 따르도록 주파수 스케줄링이 수행되는 기술에 대해서는, 공지된바 있다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
상향 제어 채널에는, 상향 데이터 채널에 부수하여 전송되지 않으면 안 되는 제어정보(필수 제어정보 또는 제1 제어정보)와, 상향 데이터 채널의 유무에 관계없이 전송되는 제어정보(제2 제어정보)가 있다. 제1 제어정보에는, 데이터 채널의 변조방식(modulation scheme), 채널 부호화율(channel coding rate) 등과 같은 데이터 채널의 복조에 불가결한 정보가 포함된다. 제2 제어정보에는, CQI 정보, 하향 데이터 채널의 송달 확인 정보(ACK/NACK), 리소스 할당 요구(resource allocation request) 등의 정보가 포함된다. 종래에는, 어느 유저장치의 제2 제어정보를 포함하는 상향 제어 채널은, 원칙적으로, 소정의 홉핑 패턴에 따라서 다양한 시간 및 주파수에서 전송된다. 그러나, 그 유저장치가 상향 데이터 채널을 전송하는 경우에는, 제1 제어정보를 포함하는 상향 제어 채널은 데이터 채널과 같은 리소스 블록에서 전송된다. 이 경우, 제1 제어정보를 포함하는 제어 채널은 소정의 홉핑 패턴에 따르지 않고, 데이터 채널의 송신에 부수하여 간이하게 송신된다.
그런데, 제1 및 제2 제어정보를 포함하는 제어 채널은, 만일 양호하게 복조(demodulate)되지 못한 경우에 재송(retransmition)을 기대하는 것이 곤란하며, 재송을 기대할 수 있는 데이터 채널과 성격을 달리한다. 고품질로 확실히 전송될 필요성은, 데이터 채널보다도 제어 채널 쪽이 크다고 할 수 있다.
상향 데이터 채널의 스케줄링시에, 그 유저장치에 대해서 어느 리소스 블록이 양호하다고 판정되고, 할당이 이루어졌다고 해도, 이후 실제로 유저장치로부터 송신되었을 때는 통신상황은 달라져 있을지도 모른다. 즉, 상향 제어 채널이 상향 데이터 채널과 같은 리소스 블록에서 전송되었다고 해도, 상향 제어 채널이 기대대로 양호하게 전송될 수 있다고는 한정할 수 없다.
본 발명의 과제는, 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에 있어서, 상향 제어 채널이 소요품질(desired quality)로 전송될 확실성을 향상시키는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에서는, 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에서 사용되는 기지국이 사용된다. 기지국은, 각 유저장치에 관한 상향 채널 상태에 따라서, 상향링크의 리소스 블록의 1 이상을 개개의 유저장치에 할당하는 스케줄러와, 리소스 할당의 계획 내용을 나타내는 스케줄링 정보를 유저장치에 통지하는 수단을 갖는다. 어느 유저장치의 상향 제어 채널은, 상기 스케줄링 정보에 따라서, 복수의 리소스 블록을 포함하는 전송 프레임 중에서 소정의 홉핑 패턴을 그리도록 맵핑된다. 상기 상향 제어 채널은, 유저 데이터 채널에 동반하거나 하지 않아도 같은 홉핑 패턴으로 맵핑된다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에 있어서, 상향 제어 채널이 소요품질(desired quality)로 전송될 확실성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에서 사용되는 유저장치 및 기지국을 나타내는 도이다.
도 2는 이동통신시스템에서 사용되는 대역의 이용 예를 나타내는 도이다.
도 3은 이동통신시스템에서 사용되는 대역의 이용 예를 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의해 전송되는 어느 유저장치의 제어 채널 및 데이터 채널을 나타내는 도이다.
도 5는 리소스 블록 사이즈, 스케줄링 효과, 시그널링 오버헤드 및 리소스 이용효율의 상호관계를 나타내는 도표이다.
도 6은 이동통신시스템에서 사용되는 대역의 이용 예를 나타내는 도이다.
도 7은 이동통신시스템에서 사용되는 대역의 이용 예를 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 기지국의 송신부에 관한 블록도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 유저장치의 블록도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 유저장치의 송신부에 관한 블록도를 나타낸다.
도 11은 이동통신시스템에서 사용되는 대역의 이용 예를 나타내는 도이다.
도 12는 이동통신시스템에서 사용되는 대역의 이용 예를 나타내는 도이다.
도 13은 전송 프레임 예를 나타내는 도이다.
도 14는 상향링크의 프레임 구성 예를 나타내는 도이다.
부호의 설명
21 송신대역폭 결정부
22 송신대역 결정부
23 송신대역 관리부
24 부호 할당부
25 부호 관리부
31 송신버퍼
32 OFDM 송신부
33 스케줄러
34 패턴 결정부
35 메모리
41 OFDM 수신부
42 리소스 동정부
43 배치 패턴 판정부
44 메모리
45 CQI 측정부
46 송신부
131 송신 신호계열 출력부
132 이산 푸리에 변환부
133 데이터 맵핑부
134 역푸리에 변환부
135 송신 프레임 타이밍 조정부
231 파일럿 채널 생성부
233 공유 제어 채널 생성부
234 공유 데이터 채널 생성부
235 다중부
236,241 이산 푸리에 변환부
237,242 맵핑부
238,243 고속 역푸리에 변환부
244 분리부
246 CQI 측정부
247 스케줄러
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하에 설명되는 실시 예에서는, 상향링크에서 다양한 채널이 전송된다. 그 들의 채널은 크게 (A) 상향 공유 데이터 채널, (B) 공유 제어 채널 및 (C) 파일럿 채널로 나누어진다.
(A) [상향 공유 데이터 채널] (Uplink Shared Data Channel)
상향 공유 데이터 채널(또는 상향 데이터 채널)은, 트래픽 데이터(traffic data) 및 레이어 3의 제어 메시지(control message)의 쌍방 또는 일방을 포함한다. 제어 메시지에는 핸드오버(handover)에 관한 정보나, 재송 제어에 필요한 정보 등이 포함되어도 좋다. 상향 공유 데이터 채널에는, 시간 및 주파수 쌍방의 스케줄링에 따라서, 1 이상의 리소스 블록(주파수 청크(frequency chunk)라 불리어도 좋다)이 할당된다. 이 경우에, 시간 영역 또는 시간 및 주파수의 양방의 영역에서, 보다 양호한 전파로(채널)에 관련하는 유저가 우선적으로 패킷을 송신할 수 있도록, 리소스 할당이 기지국에서 계획된다(스케줄링된다).
(B) [상향 공유 제어 채널] (Uplink Shared Control Channel)
상향 공유 제어 채널(또는 상향 제어 채널)은 물리 제어 메시지 및 레이어 2 제어 메시지(FFS)를 전송한다. 때문에, 상향 제어 채널은, L1/L2 제어 채널이라고도 불린다. 기지국은, 각 유저장치에 리소스 블록을 할당하고, 공유 제어 채널의 경합(contention)을 회피하도록 스케줄링을 수행한다. 상향 공유 제어 채널에 대해서는, 기지국은 유저 수에 의존한 스케줄링을 수행한다. 패킷 에러 레이트(packet error rate)를 낮게 유지하기 위해서, 고정밀도의 송신전력 제어가 수행되는 것이 바람직하다. 또, 상향 공유 제어 채널을 폭넓은 주파수 범위에 걸쳐서 송신하고, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 효과를 얻음으로써, 수신 패킷의 고품질 화를 도모하는 것이 바람직하다.
상향 공유 제어 채널은, 구체적으로는, (1) 스케줄링 완료된 상향 공유 데이터 채널에 관련하는 제어정보, (2) 스케줄링 완료된 하향 공유 데이터 채널에 관련하는 제어정보, (3) 상향 공유 데이터 채널의 스케줄링 내용을 변경하기 위한 제어정보 및 (4) 하향 공유 데이터 채널의 스케줄링을 수행하기 위한 제어정보 중 1 이상을 포함한다.
(1) 스케줄링 완료된 상향 공유 데이터 채널에 관련하는 제어정보는, 상향 공유 데이터 채널이 송신하는 경우에만 그것에 부수하여 송신된다. 이 제어정보는, 부수 제어 채널(associated control channel) 또는 필수 제어정보라고도 불리며, 공유 데이터 채널을 복조하는데 필요한 정보(변조방식, 채널 부호화율 등), 전송 블록 사이즈, 재송 제어에 관한 정보 등을 포함하고, 예를 들면 14비트 정도의 정보량으로 표현할 수 있을지도 모른다. 재송 제어정보에는 예를 들면, 상향 공유 데이터 채널로 전송되는 패킷이 재송 패킷인지 혹은 신규 패킷인지를 나타내는 정보나, 재송 패킷의 사용방법을 나타내는 정보 등이 포함되어도 좋다. 예를 들면 제1 사용방법은, 재송 패킷의 데이터가 이전에 송신한 패킷의 데이터(예를 들면 초회 송신 데이터)와 같으나, 제2 사용방법에서는 재송 패킷의 데이터가 이전에 송신한 패킷의 데이터와 달라도 좋다. 후자의 경우는 오류 정정 부호화(error correction coding)의 리던던시 정보(redundant information)와 함께 패킷 합성을 수행할 수 있다.
(2) 스케줄링 완료된 하향 공유 데이터 채널에 부수하는 제어 정보는, 하향 공유 데이터 채널이 기지국으로부터 송신되고, 이동국에서 그것이 수신된 경우에만 기지국으로 송신된다. 이 제어 정보는 하향링크에서 패킷이 적절히 수신되었는지 여부(ACK/NACK)를 나타내며, 가장 간이한 경우에는 1비트로 표현할 수 있다.
(3) 상향 공유 데이터 채널의 스케줄링 내용을 변경하기 위한 제어 정보는, 이동국의 버퍼 사이즈 및/또는 송신전력을 기지국에 통지하기 위해서 송신된다. 이 제어정보는 정기적(reqularly)으로 또는 부정기적(irreqularly)으로 송신되어도 좋다. 예를 들면, 버퍼 사이즈 및/또는 송신전력이 변한 시점에 이동국으로부터 송신되어도 좋다. 기지국은 이동국의 그와 같은 상황 변화에 따라서, 스케줄링 내용을 변경해도 좋다. 버퍼 사이즈나 송신전력의 상황은, 예를 들면 10비트 정도의 정보량으로 표현할 수 있을지도 모른다.
(4) 하향 공유 데이터 채널의 스케줄링을 수행하기 위한 제어 정보는 하향링크의 채널 품질 정보(CQI: channel quality indicator)를 기지국에 통지하기 위해서 송신된다. CQI는 예를 들면 이동국에서 측정된 수신 SIR이어도 좋다. 이 정보는, 정기적으로 또는 부정기적으로 송신되어도 좋다. 예를 들면 채널 품질이 변한 시점에서 기지국에 보고되어도 좋다. 이 제어 정보는 예를 들면 5비트 정도의 정보량으로 표현할 수 있을지도 모른다.
(C) [파일럿 채널]
파일럿 채널은, 시분할 다중화(TDM: time division multiplexing), 주파수 분할 다중화(FDM: frequency division multiplexing), 부호 분할 다중화(CDM: code division multiplexing) 또는 이들의 조합으로 이동국으로부터 송신할 수 있다. 단, 피크 대 평균 전력비(PAPR)를 작게하는 관점에서는 TDM 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 파일럿 채널과 데이터 채널을 TDM 방식으로 직교(orthogonalizing)시킴으로써, 수신측에서 파일럿 채널을 정확하게 분리할 수 있어, 채널 추정 정밀도의 향상에 기여할 수 있다.
이하, 본 발명이 몇 개의 실시 예로 나뉘어 설명되나, 각 실시 예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 2 이상의 실시 예가 필요에 따라서 사용되어도 좋다.
실시 예 1
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유저장치(UE: user equipment) 및 기지국(Node B)의 개략 블록도를 나타낸다. 도 1에는 파일럿 채널 생성부(231), 공유 제어 채널 생성부(233), 공유 데이터 채널 생성부(234), 다중부(235), 이산 푸리에 변환부(DFT)(236), 맵핑부(237) 및 고속 역푸리에 변환부(238)가 도시되어 있다.
파일럿 채널 생성부(231)는 상향링크에서 사용되는 파일럿 채널을 생성한다.
공유 제어 채널 생성부(233)는 다양한 제어정보를 포함해도 좋은 공유 제어 채널을 생성한다. 상술한 바와 같이, 공유 제어 채널에는, (1) 필수 제어 정보, (2) 하향 채널의 수신 정부(正否)- 긍정응답(ACK) 및 부정응답(NACK)-를 나타내는 정보, (3) 스케줄링의 내용을 변경하기 위한 정보, 및 (4) 하향 파일럿 채널의 수신품질을 나타내는 채널 상태 정보(CQI) 등이 포함된다.
공유 데이터 채널 생성부(234)는 상향링크에서 송신되는 공유 데이터 채널이 생성된다. 공유 데이터 채널 및 공유 제어 채널은 지시된 변조방식으로 데이터 변 조되고, 지시된 부호화 방식으로 채널 부호화된다.
다중부(235)는, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보에 따라서, 다양한 채널의 1 이상을 다중하고, 출력한다(스케줄링 정보는, 각 채널을 작성하는 요소(231,233,234)에도 통지된다). 상향링크에서는 다양한 채널 맵핑이 가능하며, 따라서 도시된 모든 채널이 다중되는 것은 필수는 아니며, 필요에 따라서 1 이상의 채널이 다중된다. 대체적으로 도시된 예에서는 다중부(235)에서 시분할 다중화의 처리가 수행되고, 맵핑부(237)에서 주파수 성분에의 할당 처리가 수행된다.
이산 푸리에 변환부(DFT)(236)는 거기에 입력된 신호(도시된 예에서는 다중화 후의 신호)를 푸리에 변환한다. 신호 처리의 이 단계에서는 신호는 이산적인 디지털 값이므로, 이산 푸리에 변환이 수행된다. 이에 따라, 시간순으로 나열하는 일련의 신호계열이 주파수 영역에서 표현된다.
맵핑부(237)는 푸리에 변환 후의 각 신호성분을 주파수 영역상의 소정의 서브캐리어에 맵핑한다. 이에 따라 예를 들면 로컬형 FDM(localized FDM)이나 디스트리뷰트형 FDM(distributed FDM)이 수행된다. 전자는 주파수 축을 따라서 대역을 유저수 만큼으로 분할하는 것이다. 후자의 수법에서는, 서로 등간격으로 빗살모양으로 나열한 다수의 주파수성분이 포함되고 또한 다른 유저가 다른 주파수성분을 갖도록, 각 유저의 신호의 위상이 조정된다. 또한, 이와 같은 신호 처리는, 예를 들면 가변 확산율 칩 반복 팩터 CDMA(VSCRF-CDMA: Variable Spreading Chip Repetition Factor-CDMA) 방식으로 이루어져도 좋으며, 혹은 도시와 같이 푸리에 변환 후에 주파수영역에서의 처리를 수행한 후에 역푸리에 변환하는 것과 같은 다 른 어떠한 수법이 사용되어도 좋다. 어느 쪽이든, 싱글캐리어 방식이어도 다수의 주파수 스펙트럼을 갖는 신호로서 취급할 수 있다.
고속 역푸리에 변환부(238)는 맵핑 후의 신호성분을 고속 역푸리에 변환하고, 일련의 시간순으로 나열하는 신호계열을 출력한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 개략도가 도시되어 있다. 도 1의 기지국에는 이산 푸리에 변환부(DFT)(241), 맵핑부(242), 고속 역푸리에 변환부(243), 다중부(244), CQI 측정부(246) 및 스케줄러(247)가 포함되어 있다.
이산 푸리에 변환부(DFT)(241)는 거기에 입력된 신호(도시된 예에서는 수신신호)를 푸리에 변환한다. 이에 따라, 시간순으로 나열하는 일련의 신호계열이 주파수영역에서 표현된다.
맵핑부(242)는 푸리에 변환 후의 신호로부터 소정의 서브캐리어 성분을 추출한다. 이에 따라 예를 들면 로컬형 FDM이나 디스트리뷰트형 FDM으로 다중된 신호가 분리된다.
고속 역푸리에 변환부(242)는 분리 후의 신호성분을 고속 역푸리에 변환하고, 일련의 시간순으로 나열하는 신호계열을 출력한다.
분리부(244)는 다양한 채널의 1 이상을 분리하고, 출력한다. 도시된 예에서는 주파수 성분에 맵핑된 신호가 디맵핑부(242)에서 맵핑 전의 신호로 복원되고, 시간 다중된 신호의 분리는 분리부(244)에서 수행된다.
CQI 측정부(246)는, 상향 파일럿 채널의 수신 신호 품질(수신 SIR 및/또는 CQI)을 측정하고, 그것에 기초하여 채널 상태를 추정한다.
스케줄러(247)는, 각 유저장치에 관한 채널 상태에 기초하여, 상향링크의 리소스 할당내용을 결정한다(스케줄링을 수행한다). 보다 좋은 채널 상태의 유저장치가 우선적으로, 리소스 할당을 받을 수 있다. 기지국은 하향링크에 관한 스케줄링 등도 수행하나, 설명은 생략된다. 리소스 할당내용을 나타내는 스케줄링 정보는, 유저장치에 통지된다.
유저장치의 각 채널의 생성부에서 생성된 1 이상의 채널은 다중부(235)에서 시간 다중되고(적절히 전환되고), DFT(236)에 입력되며, 주파수영역의 신호로 변환된다. 변환 후의 신호는 맵핑부(237)에 의해 적절히 주파수성분에 맵핑되고, IFFT(238)에 입력되며, 시계열의 신호로 변환된다. 이후, 미도시한 무선부와 같은 처리요소를 거쳐 무선 송신된다. 이 신호는 기지국에서 수신된다. 수신신호는 DFT(241)에 입력되고, 주파수영역의 신호로 변환된다. 변환된 신호는 주파수성분에 맵핑된 신호이나, 디맵핑부(242)에 의해 맵핑 전의 신호로 분리된다. 분리된 신호는 IFFT(243)에서 시계열의 신호로 변환되고, 시간 다중된 신호계열은 분리부(244)에서 적절히 분리되며, 미도시한 처리요소에서 복조 처리 등이 더 수행된다. 수신된 파일럿 채널에 기초하여 상향 채널 상태가 측정되고, 상향링크의 스케줄링이 수행되며, 리소스 할당내용을 나타내는 스케줄링 정보가, 유저장치에 통지된다.
도 2는 어느 이동시스템에서 사용되는 주파수대역을 나타낸다. 시스템에 주어진 주파수대역(전 주파수대역 또는 시스템 대역이라고도 언급된다)은, 복수의 시스템 주파수 블록을 포함하며, 유저장치는 시스템 주파수 블록에 포함되는 1 이상의 리소스 블록을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 도시된 예에서는 시스템 대역 은 10MHz이고, 시스템 주파수 블록은 5MHz이며, 시스템 대역에 2개의 시스템 주파수 블록이 포함되어 있다. 도시의 간명화를 위해 시스템 주파수 블록 2는 도시되어 있지 않다. 리소스 블록은 1.25MHz이며, 하나의 시스템 주파수 블록은 4개의 리소스 블록을 포함한다. 2개의 시스템 주파수 블록 중의 어느 것을 유저장치가 사용할 수 있는지에 대해서는, 유저장치의 통신가능한 대역폭 및 시스템에서 통신중인 유저 수 등에 따라 기지국에 의해 결정된다. 시스템 주파수 블록의 대역폭은, 시스템에서 통신을 수행할 가능성이 있는 모든 유저장치가 통신가능한 대역으로 설계된다. 다시 말하면, 시스템 주파수 블록의 대역폭은, 상정되는 최저 그레이드의 유저장치에 대한 최대 송신대역으로서 결정된다. 따라서, 5MHz의 대역에서밖에 통신할 수 없는 유저장치는 어느 한쪽의 시스템 주파수 블록밖에 할당되지 않으나, 10MHz의 대역에서 통신가능한 유저장치는 쌍방의 시스템 주파수 블록을 사용할 수 있도록 대역이 할당되어도 좋다. 유저장치는 할당된 시스템 주파수 블록에 포함되는 1 이상의 리소스 블록을 이용하여 상향 파일럿 채널을 송신한다. 기지국은 상향 파일럿 채널의 수신 레벨에 기초하여, 유저장치가 공유 데이터 채널의 송신에 사용할 1 이상의 리소스 블록이 무엇인지를 결정한다(스케줄링을 수행한다). 스케줄링의 내용(스케줄링 정보)은 하향 공유 제어 채널 또는 다른 채널로 단말에 통지된다. 유저장치는 할당된 리소스 블록을 이용하여 상향 공유 데이터 채널을 송신한다.
도 3은 어느 유저장치가 공유 제어 채널을 송신하는 리소스 블록이 시간과 함께 변화하는 일 예를 나타낸다. 도면 중, 그림자가 넣어진 리소스 블록 부분에서 그 유저장치의 상향 공유 제어 채널이 송신된다. 이 유저장치가 사용가능한 리소스 블록은, 오른쪽 아래를 향하는 화살표로 나타나는 어느 주파수 홉핑 패턴을 따르며, 홉핑 패턴의 내용은 기지국 및 유저장치 사이에서 통신 개시 전부터 기지이어도 좋으며, 필요에 따라서 기지국으로부터 유저장치에 통지되어도 좋다. 주파수 홉핑이 수행되므로, 특정의 리소스 블록뿐만 아니라, 다양한 리소스 블록이 사용되므로, 상향 공유 제어 채널의 평균적인 신호품질의 유지를 도모할 수 있다. 도시된 주파수 홉핑 패턴은 단순한 일 예에 지나지 않으며, 다양한 패턴이 채용되어도 좋다. 또, 1종류뿐만 아니라 복수 종류의 주파수 홉핑 패턴의 후보가 마련되고, 패턴이 적절히 변경되어도 좋다.
도시된 예에서는 시간순으로 3번째의 제3 서브프레임(단위 송신 시간 간격(TTI)으로 언급되어도 좋다.)을 제외하고, 이 유저장치는 필수 제어정보 이외의 제어정보를 송신하고 있다. 제3 서브프레임에서는, 우단(右端)의 리소스 블록을 이용하여 상향 공유 데이터 채널이 송신되고, 이 리소스 블록에서 공유 제어 채널도 송신된다. 제3 서브프레임에서 주파수 홉핑 패턴과는 다른 리소스 블록이 사용되나, 그와 같은 변경에 관한 정보는 기지국으로부터 공유 제어 채널로 통지된다. 상향 데이터 채널에 리소스 블록이 할당되는지 여부에 따라서, 상향 제어 채널이 전용 리소스 블록에서 전송되는지, 혹은 상향 데이터 채널과 함께 전송되는지가 사전에 결정되어 있어도 좋다.
그런데, 상술한 바와 같이, 필수 제어정보 및 그 이외의 제어정보(제1 및 제2 제어정보)의 제어 채널은, 만일 양호하게 복조되지 못한 경우에 재송을 기대하는 것은 곤란하며, 재송을 기대할 수 있는 데이터 채널과 성격을 달리한다. 고품질로 확실히 전송될 필요성은, 데이터 채널보다도 제어 채널 쪽이 크다고 할 수 있다.
상향 데이터 채널의 스케줄링시에, 그 유저장치에 대해서 어느 리소스 블록이 양호하다고 판정되고, 할당이 이루어졌다고 해도, 이후 실제로 유저장치로부터 송신된 경우에는 통신상황은 달라져 있을지도 모른다. 즉, 상향 제어 채널이 상향 데이터 채널과 같은 리소스 블록에서 전송되었다고 해도, 상향 제어 채널이 기대대로 양호하게 전송될 수 있다고는 한정할 수 없다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의해 전송되는 제어 채널 및 데이터 채널의 상태를 나타낸다. 어느 유저장치의 상향 제어 채널이 소정의 홉핑 패턴에 따라서 전송되는 점은 도 3에 도시된 것과 동일하다. 제3 서브프레임에서 제4 리소스 블록에 데이터 채널이 할당되어 있는 점도 도 3에 도시된 예와 같다. 그러나, 제3 서브프레임에서, 제어 채널이, 홉핑 패턴대로 제3 리소스 블록에서 전송되는 점이 도 3의 예와 다르다. 이 제어 채널은, 제4 리소스 블록에서 전송되는 상향 데이터 채널에 부수하는 필수 제어정보와, 필요에 따라서 그 이외의 제어정보도 포함된다. 본 실시 예에서는, 상향 제어 채널은, 상향 데이터 채널의 유무에 관계없이, 항상 소정의 홉핑 패턴에 따라서 전송된다. 원래 홉핑 패턴은, 다양한 주파수 및 시간에서 제어채널을 전송함으로써, 자 채널이 받는 간섭 및 타 채널에 미치는 간섭을 분리시켜, 제어 채널이 소요품질로 전송되는 것을 확실하게 하도록 결정되어 있다. 본 실시 예와 같이 홉핑 패턴을 견지함으로써, 홉핑에 의해 기대되는 효과(자 채널이 받는 간섭 및 타 채널에 미치는 간섭을 분리시키는 효과)를 확보할 수 있다. 도 4의 제3 서브프레임에 도시된 바와 같이, 제어 채널과 데이터 채널의 전송 기간이 다르다면, 제3 서브프레임 내에서 캐리어 주파수를 제3 리소스 블록의 주파수로부터 제4 리소스 블록의 주파수로 전환함으로써, 유저장치는 그들을 싱글캐리어로 적절히 송신할 수 있다.
실시 예 2
기존의 이동통신시스템에서는 리소스 블록의 사이즈는 하나로 고정된다. 본 발명의 발명자 등은 본 발명의 기초연구에 있어서, 리소스 블록 사이즈, 스케줄링 효과, 시그널링 오버헤드(signaling overhead) 및 리소스 이용효율의 상호관계에 착목하였다.
도 5는 그 상호관계를 나타내는 도표이다. 도표의 제1행에 나타나 있는 바와 같이, 리소스 블록 사이즈가 작으면, 채널 상태의 좋고 나쁨에 맞추어 리소스 블록을 치밀하게 할당할 수 있으며, 시스템 전체로서의 스루풋(throughput)의 향상 효과를 크게 기대할 수 있다. 반대로, 리소스 블록 사이즈가 크면, 리소스 블록을 치밀하게 할당하는 것은 곤란해지며, 시스템 전체로서의 스루풋의 향상 정도는 작아지게 된다. 일반적으로 채널 변동은 시간방향보다도 주파수방향에서 크게 변동하나, 리소스 블록의 사이즈와 스루풋의 관계에 대해서는 어느 방향에서도 동일한 경향이 생긴다.
도표의 제2행에 나타나 있는 바와 같이, 리소스 블록 사이즈가 작은 경우는, 다수의 리소스 블록이 존재하므로, 어느 리소스 블록이 어느 유저에 사용되는지를 나타내는 스케줄링 정보의 정보량이 많아져 버린다. 즉, 시그널링 오버헤드가 많아져 버리는 것이 우려된다. 이에 대해 리소스 블록 사이즈가 큰 경우는, 리소스 블 록 수도 적으므로, 시그널링 오버헤드도 적게 된다.
도표의 제3행에 나타나 있는 바와 같이, 작은 데이터 사이즈의 데이터 전송(예를 들면, 제어 채널의 데이터 전송)이 수행되는 경우, 리소스 블록 사이즈가 크면, 리소스의 낭비가 발생할 우려가 있다. 하나의 리소스 블록은 1 유저에서 사용되기 때문이다. 이 점, 리소스 블록 사이즈가 알맞게 작으면, 그와 같은 낭비도 적게 된다.
예를 들면 도 6에 도시된 바와 같이, 어느 유저장치의 제어 채널이, 그림자가 넣어져 있는 리소스 블록에서 전송되었다고 한다. 제어 채널의 정보량은 일반적으로는 작으므로, 개개의 리소스 블록에서 리소스가 쓸모없이 남아버리는 것이 우려된다. 또한 데이터 채널에 할당할 리소스도 줄어버린다. 그렇다고, 도 7에 도시된 바와 같이, 어느 유저장치의 상향 제어 채널에 할당하는 리소스 블록 수 또는 할당 빈도를 줄이는 것도 유리한 계책은 아니다. 리소스 블록의 할당 빈도가 줄면, 상향 제어 채널을 신속하게 송신하는 것이 방해받아, 송달 확인 정보(ACK/NACK)와 같은 즉시성이 요구되는 제어정보의 송신 타이밍이 지연되어, 데이터 전송효율이 저하되어 버리는 것이 우려된다.
이와 같이 시스템 전체의 스루풋 향상 효과, 시그널링 오버헤드의 적음 및 리소스 이용효율 등의 모든 관점에서 바람직한 리소스 블록 사이즈를 결정하는 것은 곤란하다. 본 발명의 제2 실시 예는 이와 같은 문제점에도 대처한다. 구체적으로는, 사이즈가 다른 리소스 블록을 마련하고, 그것들을 적절히 나누어 사용함으로써, 시그널링 오버헤드를 적게하면서, 대소 다양한 사이즈의 데이터의 전송 효율 향상 및 리소스의 유효 이용을 도모한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 송신부에 관한 블록도를 나타낸다. 도 8에는 송신버퍼(31), OFDM 송신부(32), 스케줄러(33), 패턴 결정부(34) 및 메모리(35)가 도시되어 있다.
송신버퍼(31)는 하향 송신 데이터를 축적하고, 스케줄링 정보에 따라서 출력한다.
OFDM 송신부(32)는, 하향 송신 데이터를 무선 송신하기 위한 송신신호를, 스케줄링 정보에 따라서 작성한다. 보다 구체적으로는 송신 데이터는, 지시된 채널 부호화율로 부호화되고, 예를 들면 지시된 데이터 변조방식으로 변조되고, 고속 역푸리에 변환에 의해 OFDM 방식의 변조가 수행되고, 부여된 가드 인터벌(guard interval)과 함께 안테나(antenna)로부터 송신된다. 하향 송신 데이터에는 적어도 하향 제어 채널 및 하향 데이터 채널이 포함된다. 하향 제어 채널에는, 하향 데이터 채널에 부수하는 제어 채널뿐만 아니라, 상향링크에 관한 정보도 포함되며, 특히 상향링크의 스케줄링 정보가 포함된다.
스케줄러(33)는, 유저장치로부터 보고된 하향링크의 수신 신호 품질(CQI), 기지국에서 측정한 상향링크의 수신 신호 품질, 통지된 리소스 블록 사이즈에 기초하여, 상향링크에 관한 시간 스케줄링 및 주파수 스케줄링을 실행하고, 스케줄링 정보를 출력한다. 스케줄러(33)는 상하 각 링크의 CQI에 기초하여, 보다 좋은 채널 상태의 유저에 리소스 블록을 할당하도록 스케줄링 정보를 결정한다. 스케줄링 정보는, 어느 리소스 블록이 어느 유저에 할당되어 있는지를 나타내는 정보에 더하 여, 변조방식 및 채널 부호화율의 조합(MCS 번호)을 나타내는 정보 등도 포함한다. 스케줄링 정보의 결정시, CQI뿐만 아니라, 송신버퍼에 축적되어 있는 미송신 데이터량이나, 어떠한 공평성을 꾀하는 지표가 고려되어도 좋다.
패턴 결정부(34)는, 송신 데이터의 데이터 사이즈 및 CQI의 쌍방 또는 일방에 기초하여, 리소스 블록의 사이즈를 조정한다. 본 실시 예에서는 대소 2종류 사이즈의 리소스 블록이 마련되어 있으며, 각 유저장치에 어느 하나 또는 쌍방의 리소스 블록이 할당된다.
메모리(35)는 리소스 블록의 배치 패턴을 저장한다. 리소스 블록의 배치 패턴 및 그 사용 예에 대해서는 후술된다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유저장치의 수신부에 관한 블록도를 나타낸다. 도 9에는, OFDM 수신부(41), 리소스 동정부(resource identification unit)(42), 배치 패턴 판정부(43), 메모리(44), CQI 측정부(45) 및 송신부(46)가 도시되어 있다.
OFDM 수신부(41)는, 수신신호로부터 제어 데이터 채널 및 트래픽 데이터 채널을 도출한다. 보다 구체적으로는 OFDM 수신부(41)는, 수신신호로부터 가드 인터벌을 제거하고, 수신신호를 고속 푸리에 변환함으로써 OFDM 방식의 복조를 수행하고, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보에 따라서 데이터 복조 및 채널 복호화를 수행하여, 제어 데이터 채널 및/또는 트래픽 데이터 채널을 도출한다.
리소스 동정부(42)는, 스케줄링 정보 및 리소스 블록의 배치 패턴에 기초하여, 시간축 및 주파수축에 있어서의 리소스 블록의 위치를 지정하는 맵핑 정보를 출력한다.
배치 패턴 판정부(43)는, 기지국으로부터 통지된 패턴 번호에 대응하는 배치 패턴을, 메모리(44)로부터 추출하고, 그 내용을 리소스 동정부(42)에 통지한다.
메모리(44)는, 리소스 블록의 배치 패턴을 패턴 번호와 함께 기억한다.
CQI 측정부(45)는, 수신신호의 CQI를 측정한다. 측정된 하향링크의 CQI는 소정의 빈도로 기지국에 보고된다.
송신부(46)는 안테나로부터 무선 송신되는 상향 채널의 송신신호를 작성한다.
도 10은, 송신부(46)의 상세한 기능 블록도를 나타낸다. 도 10에는 송신 신호계열 출력부(131), 이산 푸리에 변환부(DFT)(132), 데이터 맵핑부(133), 역푸리에 변환부(134) 및 송신 프레임 타이밍 조정부(135)가 도시되어 있다.
송신 신호계열 출력부(131)는, 송신 신호계열을 생성 또는 출력한다. 송신 신호계열에는, 상향링크에서 전송되는 어떠한 채널이 포함되어도 좋다. 특히 본 실시 예에서는 송신 신호계열 출력부(131)는, 상향 제어 채널 및 상향 데이터 채널을 출력한다. 제어 채널에는 상향 데이터 채널에 부수하지 않으면 안되는 제어 채널(필수 제어 채널 또는 제1 제어 채널)과, 상향 데이터 채널의 유무에 관계없이 전송되는 제어 채널(제2 제어 채널)이 포함된다. 도시되어 있는 CQI, ACK/NACK는 제2 제어 채널에 속한다.
이산 푸리에 변환부(DFT)(132)는, 송신신호를 푸리에 변환하고, 시간 영역의 신호를 주파수영역의 신호로 변환한다.
데이터 맵핑부(133)는, 지시 파라미터에 따라서 송신신호가 주파수영역에서 원하는 성분을 갖도록 맵핑을 수행한다. 지시 파라미터에는 송신대역폭(transmission bandwidth), 송신대역(transmission band)(주파수), 반복 계수(repetition factor) 등이 포함된다. 데이터 맵핑부(133)는, 대역폭이 다른 유저장치의 송신신호가 디스트리뷰트 FDM 방식에서 서로 직교하도록, 송신신호 성분을 주파수축 상에 맵핑한다.
역푸리에 변환부(134)는, 원하는 주파수 성분을 갖는 신호를 고속 역푸리에 변환하고, 그것을 시간 영역의 신호로 변환한다.
송신 프레임 타이밍 조정부(135)는, 송신신호의 송신 타이밍을 조정하고, 송신신호를 출력한다. 특히 시분할 다중화(TDM)가 수행되는 경우에는, 이 조정부(135)에 의해 자국의 송신 슬롯에 맞추어 신호 송신이 수행된다.
도 8, 도 9 및 도 10을 참조하면서 동작이 설명된다. 하향 송신 데이터는 송신버퍼(31)에 저장되고, 하향 스케줄링 정보에 따라서 OFDM 송신부에 입력되고, 채널 부호화, 데이터 변조, 리소스 블록에의 맵핑, 고속 역푸리에 변환 등의 처리를 거쳐 무선송신용의 송신신호로 변환되고, 송신된다. 상향링크에 관한 스케줄링의 스케줄링 정보는, 하향 제어 채널을 통해서 유저장치에 통지된다. 상하 어느 링크에 대해서도, 스케줄링 정보는 채널 부호화 방식, 데이터 변조방식 및 리소스 블록 등을 지정한다. 이 경우에 있어서, 본 실시 예에서는 사이즈가 다른 리소스 블록이 필요에 따라서 사용된다.
유저장치는 기지국에서 사용된 배치 패턴에 기초하여, 수신신호를 복원하고 송신신호를 작성한다. 어떠한 리소스 블록의 배치 패턴이 사용되는지는, 도 8의 기지국의 패턴 결정부(34)에서 결정되고, 결정내용은 스케줄러(33)에 통지된다. 그리고 이 정보(구체적으로는, 패턴 번호) 및 스케줄링 정보가 적절한 제어 채널로 유저장치에 통지된다. 유저장치는, 수신한 제어 채널을 복원함으로서, 패턴 번호 및 스케줄링 정보를 추출한다. 패턴 번호는 도 9의 배치 패턴 판정부(43)에 주어진다. 배치 패턴 판정부(43)는, 통지된 패턴 번호에 기초하여, 그 번호에서 지정되어 있는 배치 패턴에 관한 정보를 리소스 동정부(42)에 통지한다. 리소스 동정부(42)는 특정된 하향 배치 패턴 및 하향 스케줄링 정보에 따라서, 자국으로의 데이터가 포함되어 있는 리소스 블록을 특정하고, OFDM 수신부(41)에 통지한다. 또, 리소스 동정부(42)는 특정된 상향 배치 패턴 및 상향 스케줄링 정보에 따라서, 상향링크에서 사용할 리소스 블록을 특정하고, 송신부(46)에 통지한다. OFDM 수신부(41)는 이 정보에 따라서 자국으로의 데이터 채널을 추출하고, 복원한다. 송신부(46)는 상향 스케줄링 정보 및 상향 맵핑 정보에 기초하여, 송신신호를 작성한다.
도 11은 상향링크의 배치 패턴 예를 나타낸다. 도시된 예에서는, 대소 2종류의 데이터 사이즈의 리소스 블록이 마련되어 있다. 보다 큰 쪽의 리소스 블록은 1.25MHz의 대역폭 및 0.5ms의 지속시간을 갖는다. 보다 작은 쪽의 리소스 블록은 375kHz의 대역폭 및 0.5ms의 지속시간을 갖는다. 사이즈가 다른 리소스 블록 수 및 사이즈에 관한 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며, 적절한 어떠한 수가 사용되어도 좋다. 리소스 블록은 주파수축 방향으로 5개 나열하고, 좌우에 작은 리소스 블록이 배치되며, 각 서브프레임 중에서의 배열 패턴은 동일하다. 그러나 사이즈가 다른 리소스 블록의 배치 패턴은 다양하게 설정 가능하며, 송수신단의 쌍방에서 기지이면 된다. 도시된 예에서는, 큰 리소스 블록(제2, 제3 및 제4 리소스 블록) 중의 일부 기간에서, 상향 데이터 채널에 부수하는 제어 채널(제1 제어 채널) 및 필요에 따라서 제2 제어 채널이 전송되며, 작은 리소스 블록(제1 또는 제5 리소스 블록)에서, 상향 데이터 채널의 유무에 관계없이 전송되는 제어 채널(제2 제어 채널)이 전송되도록, 상향링크의 스케줄링이 수행된다. 큰 리소스 블록 중에서의 제어 채널 및 데이터 채널의 시간적 비율은, 모든 유저장치에 같을 것은 필수는 아니며, 개개의 유저장치에 필요한 제어 정보량에 의존하여 적절히 변경되어도 좋다. 또한, 어느 유저장치의 제2 제어 채널은 작은 리소스 블록 2개를 이용하여 전송된다. 도시된 예에서는, 유저장치 A의 제2 제어 채널은, 제2 및 제3 서브프레임에서 제5 및 제1 리소스 블록을 각각 사용하여 전송된다. 마찬가지로 유저장치 B의 제2 제어 채널은, 제3 및 제4 서브프레임에서 제5 및 제1 리소스 블록을 각각 사용하여 전송된다. 이와 같이, 제2 제어 채널이 주파수축 및 시간축 방향으로 홉핑하면서 전송되므로, 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있고, 제2 제어 채널이 기지국에서 적절히 복조될 확실성을 증대시킬 수 있다. 도시된 예에서는, 전형적인 사용 예로서, 큰 리소스 블록에서 제1 제어 채널이 전송되고, 작은 리소스 블록에서 제2 제어 채널이 전송되었으나, 이와 같은 리소스 블록의 구분은 본 발명에 필수는 아니며, 리소스 블록은 어느 제어 채널에 사용되어도 좋다.
도 11에서는 작은 리소스 블록에 관해, '제어 A'와 같이 그 리소스 블록 전부가 유저장치 A에서 독점되는 것처럼 도시되어 있으나, 그와 같은 사용법은 본 발 명에 필수는 아니다. 복수의 유저장치에서 리소스 블록이 공유되어도 좋다. 예를 들면 제2 서브프레임의 제5 리소스 블록이, 유저장치 A 및 C에서 공유되어도 좋다. 전형적으로는, 그와 같은 복수의 유저장치는 주파수 다중방식에서 하나의 리소스 블록을 공유해도 좋다.
실시 예 3
도 12는 상향링크의 다른 배치 패턴 예를 나타낸다. 도 11의 경우와 마찬가지로, 대소 2종류의 데이터 사이즈의 리소스 블록이 마련되어 있다. 본 실시 예에서는, 보다 작은 리소스 블록(제1 및 제5 리소스 블록)에 관해, 서브프레임의 기간 TRB가 더 이분되어, 2개의 세분기간이 설정되어 있다. 도시된 예에서는, 유저장치 A의 제2 제어채널은, 제3 서브프레임의 제1 및 제2 세분기간(서브프레임의 전반 및 후반)에서 제5 및 제1 리소스 블록을 각각 사용하여 전송된다. 유저장치 B의 제2 제어채널은, 제3 서브프레임의 제1 및 제2 세분기간의 제1 및 제5 리소스 블록을 각각 사용하여 전송된다. 이와 같이, 제2 제어채널이 주파수축 및 시간축 방향으로 홉핑하면서 전송되므로, 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있고, 제2 제어채널이 기지국에서 적절히 복조될 확실성을 증대시킬 수 있다. 또한 유저장치 A의 제어채널의 전송은 1 서브프레임의 기간 내에 완료하고, 유저장치 B의 제어채널의 전송도 1 서브프레임의 기간 내에 완료한다. 따라서 본 실시 예는 상향 제어채널의 전송 지연을 단축하는 관점에서 바람직하다.
도 12에 관해서도, 복수의 유저장치에서 리소스 블록이 공유되어도 좋다. 예 를 들면 제3 서브프레임의 제1 세분기간의 제5 리소스 블록이, 유저장치 A 및 C에서 공유되어도 좋다. 전형적으로는, 그와 같은 복수의 유저장치는 주파수 다중방식에서 하나의 리소스 블록을 공유해도 좋다.
하나의 서브프레임에 포함되는 세분기간의 수를 2보다 많게 하는 것도 이론적으로는 생각할 수 있다. 도 12에서 사용되는 프레임은, 전형적으로는 도 13에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다. 제1 및 제2 세분기간의 쌍방에 각각 파일럿 채널이 포함되어 있다. 따라서 어느 세분기간에서 전송된 데이터(제어채널)도, 거기에 포함되는 파일럿 채널을 이용하여 적절히 채널 보상 등을 수행할 수 있다. 그러나, 만일 이 프레임이 3개의 세분기간으로 분할되었다고 하면, 파일럿 채널을 포함하지 않는 세분기간이 생기고, 그 기간에 송신된 채널에 대해서 채널 보상 등을 적절히 수행하는 것은 곤란하다. 따라서 서브프레임당 세분기간의 수는 기껏해야 파일럿 채널의 삽입 수로 억제되는 것이 바람직하다.
실시 예 4
상술한 바와 같이 상향 제어 채널에는, 상향 데이터 채널에 부수하는 제어정보와, 상향 데이터 채널의 유무에 관계없이 전송되는 제어정보가 있다. 후자에는, 데이터 사이즈가 작고 또한 즉시성 및 고신뢰성의 요청이 강하게 요구되는 것과, 그와 같은 요청이 비교적 약한 것이 있다. 전자의 전형 예는 하향 데이터 채널의 송달 확인 정보(ACK/NACK)이다. 후자에는 소정의 빈도로 기지국에 보고되는 CQI 등이 포함된다. 송달 확인 정보는, 재송 제어에서 중심적 역할을 하는 중요한 정보이다. ACK인지 NACK인지에 따라서 패킷의 재송이 수행되기도 수행되지 않기도 하므 로, 송달 확인 정보의 내용은 데이터 스루풋 및 지연 시간에 크게 영향을 미친다. 따라서 특히 신뢰성 높게 전송되는 것이 바람직하다. 한편, 송달 확인 정보는 원리적으로는 1비트로 충분할만한 작은 데이터 사이즈이나, 이것은 오류 정정 부호화에 의한 높은 정정 능력을 기대하기 어렵게 한다. 때문에, 송달 확인 정보가, 데이터 사이즈가 비교적 큰 다른 제어정보와 동일하게 전송되었다고 해도, 그것들과 같은 정도의 고신뢰성을 얻는 것은 반드시 기대할 수는 없다.
이와 같은 관점에서, 본 발명의 제4 실시 예에서는, 도 14에 도시된 바와 같이, 상향 전송 프레임에 있어서, 송달 확인 정보(ACK/NACK)를 포함하는 제어 채널은 다른 채널과 부호 다중되고, 송달 확인 정보 이외의 제어 채널은 주파수 다중 및/또는 시간 다중 방식으로 다중된다. 작은 정보량의 송달 확인 정보(ACK/NACK)는, 큰 확산율로 확산되어서 송신되므로, 확산 이득은 크다, 이것은, 송달 확인 정보를 기지국에 신뢰성 높게 전송하는 관점에서 바람직하다. 또, 유리하게도, 부호 다중되는 다른 채널(예를 들면, 데이터 채널)에 있어서도, 그와 같은 큰 확산율로 확산된 신호는, 작은 노이즈로서밖에 기여하지 않으므로, 부호 다중에 의한 악영향은 극히 적다.
송달 확인 정보의 부호 다중이 수행되는 리소스 블록은, 고정되어 있을 필요는 없으며, 다양한 리소스 블록에서 부호 다중이 이루어져도 좋다. 부호 다중이 수행되는 리소스 블록이 어떠한 홉핑 패턴에 따라서 시시각각 변해도 좋다.
이와 같은 수법은, ACK/NACK에만 한하지 않고, 데이터 사이즈가 작고(예를 들면, 수 비트 미만, 10비트 미만과 같이 적절히 설정 가능하다) 즉시성 및 고신뢰 성이 요구되는 정보와, 그 이외의 정보가 전송되는 경우에, 전자를 타 채널과 부호 다중하고, 후자를 주파수 다중 및/또는 시간 다중하여 전송함으로써, 넓게 확장 가능하다.
실시 예 5
도 3에 도시되는 예에 관해, 상향 제어 채널의 품질 열화를 가능한 억제하는 관점에서, 도 4에 도시되는 실시 예에서는 어느 유저장치의 제2 제어정보를 포함하는 상향 제어 채널은, 상향 데이터 채널에 부수해도 하지 않아도 같은 홉핑 패턴으로 전송되었다. 그러나, 도 3에 도시되는 예에 관한 문제점은, 일정의 조건 하에 데이터 채널용으로 리소스 블록을 할당하는 것을 금지함으로써 대처할 수도 있다.
예를 들면 도 12에 있어서, 어느 유저장치가 상향 데이터 채널을 갖고 있지 않은 경우(또는 리소스가 할당되지 않은 경우), 그 유저장치의 상향 제어 채널(제2 제어정보 - 특히, ACK/NACK나 CQI)은, 작은 데이터 사이즈의 리소스 블록(제1 및 제5 리소스 블록)에서 전송되고, 그 유저장치의 상향 데이터 채널에 제2 내지 제4 리소스 블록의 1 이상이 할당된 경우는, 그 리소스 블록에서 상향 제어 채널이 전송되는 것으로 한다.
본 실시 예에서의 수법을 설명하기 위해서, 예를 들면, 도 12의 제3 서브프레임의 제5 및 제1 리소스 블록에서 어느 유저장치의 상향 제어 채널(제2 제어 채널)을 전송하는 대신에, 제3 서브프레임의 제2 리소스 블록에서(보다 광대역에서 단기간에) 그 제어 채널을 전송하는 것을 고찰한다. 제3 서브프레임의 제5 및 제1 리소스 블록에서 상향 제어 채널이 전송되는 경우, 순시적으로는 대역이 좁은만큼 높은 전력으로 송신할 수 있고, 게다가 제1 및 제5 리소스 블록에서 홉핑이 수행되고 있으므로 주파수 다이버시티 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 기지국에서 어느 정도 이상의 수신 품질을 기대할 수 있다. 그러나, 제2 리소스 블록에서 광대역으로 단기간에 제어 채널이 전송되는 경우에는, 광대역이 된 만큼 순시적인 대역당 전력이 작아지게 되고, 주파수 다이버시티 효과가 줄어, 채널 상태가 충분히 좋지 않은 경우, 제어 채널의 품질 열화가 우려될지도 모른다. 특히, 고속으로 이동하고 있는 유저장치나, 셀 단에 위치하고 있는 유저장치에 대해서, 상향 데이터 채널의 전송을 허가한 것(제2∼제5 리소스 블록을 할당한 것)에 기인하는 제어 채널의 품질 열화가 우려된다. 상술한 바와 같이 제어 채널은 재송할 수 없으므로, 초회부터 고품질화가 요구된다. 특히 하향 데이터 채널에 대한 송달 확인 정보(ACK/NACK)는, 데이터 스루풋에 직결하는 중요한 파라미터이므로, 정확하고 신속하게 기지국에 전송될 것을 요한다.
이와 같은 관점에서, 본 발명의 제5 실시 예에서는, 기지국에서의 상향링크의 스케줄링에 새로운 판단기준이 추가된다. 종래와 마찬가지로, 기지국은 유저장치로부터 송신된 파일럿 채널의 수신품질(CQI)의 좋고 나쁨에 기초하여 상향 채널 상태를 평가한다. 그에 더하여 본 실시 예에서는, 유저장치의 이동도 및 기지국으로부터의 거리가 산출된다. 이동도는, 도플러 주파수(Doppler frequency)를 측정함으로써 산출할 수 있다. 도플러 주파수가 크다는 것은, 그 유저장치가 고속으로 이동하고 있음을 나타낸다. 유저장치의 기지국으로부터의 거리는, 거리변동의 영향을 크게 받는 패스로스 등으로 추정 가능하다. 패스로스가 크다는 것은, 그 유저장치 가 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 기지국의 스케줄러는, 상향링크의 채널 상태(CQI)의 좋고 나쁨으로부터 리소스 할당의 후보가 되는 유저장치를 선별한다. 선별된 유저장치 중, 이동도 및/또는 거리가 비교적 작은 유저장치는, 그것들이 큰 것보다 우선된다. 예를 들면, 2개의 유저장치가 같은 정도의 채널 상태의 좋음(CQI)을 보고하고 있다고 해도, 보다 저속으로 이동하고 있는 유저장치에 우선적으로 데이터 채널용의 리소스가 할당된다. 또, 2개의 유저장치가 같은 정도의 채널 상태의 좋음(CQI)를 보고하고 있다고 해도, 보다 기지국 가까이에 위치하는 유저장치에 우선적으로 데이터 채널용의 리소스가 할당된다. 다시 말하면, 채널 상태가 그다지 좋지 않은 고속 이동중인 유저장치나 셀 단의 유저장치에 대한 데이터 채널용의 리소스 할당은 금지된다. 이에 따라, 상향 데이터 채널의 전송을 허가한 것(제2∼제5 리소스 블록을 할당한 것)에 기인하는 제어 채널의 품질 열화를 회피할 수 있다.
이상 본 발명은 특정의 실시 예를 참조하면서 설명되어 왔으나, 각 실시 예는 단순한 예시에 지나지 않으며, 당업자는 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등을 이해할 것이다. 발명의 이해를 촉진하기 위해 구체적인 수치 예를 이용하여 설명이 이루어졌으나, 특별히 단서가 없는 한, 그들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며 적절한 어떠한 값이 사용되어도 좋다. 각 실시 예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 2 이상의 실시 예가 필요에 따라서 사용되어도 좋다. 설명의 편의상, 본 발명의 실시 예에 따른 장치는 기능적인 블록도를 이용하여 설명되었으나, 그와 같은 장치는 하드웨어로, 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 실현되 어도 좋다. 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신으로부터 일탈하지 않고, 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등이 본 발명에 포함된다.
본 국제출원은 서력 2006년 6월 19일에 출원한 일본국 특허출원 제2006-169427호 및 서력 2006년 8월 22일에 출원한 일본국 특허출원 제2006-225918호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그들의 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims (19)

  1. 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에서 사용되는 유저장치에 있어서,
    상향링크의 시스템 대역의 저주파수측에 제1 대역이 배치되고, 고주파수측에 제2 대역이 배치됨과 동시에, 제1 대역과 제2 대역과의 사이에 복수의 리소스 블록이 배치되어 있으며, 제1 대역 혹은 제2 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하는 맵핑부;
    상기 맵핑부에 있어서 맵핑한 상향 제어 채널을 송신하는 송신부;를 구비하고,
    상기 맵핑부는, 복수의 리소스 블록 중 적어도 하나에 상향 데이터 채널을 맵핑하고,
    상기 송신부는, 상기 맵핑부에 있어서 맵핑한 상향 데이터 채널을 송신하는 것을 특징으로 하는 유저장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 송신부는, 상향 데이터 채널과 동시에 상향 제어 채널을 송신하지 않는 것을 특징으로 하는 유저장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 맵핑부가 상향 데이터 채널을 맵핑하는 경우에 제어정보가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 데이터 채널에 포함되고, 상기 맵핑부가 상향 데이터 채널을 맵핑하지 않는 경우에 제어신호가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 제어 채널에 포함되는 것을 특징으로 하는 유저장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    시간축 상에 복수의 서브프레임이 반복됨과 동시에, 각 서브프레임은 2개의 세분기간으로 분할되어 있으며,
    상기 맵핑부는, 2개의 세분기간의 일방에 있어서, 제1 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하고, 타방에 있어서, 제2 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하는 것을 특징으로 하는 유저장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맵핑부에 있어서 맵핑되는 상향 제어 채널에는, 부호 다중을 위한 처리가 이루어지고 있는 것을 특징으로 하는 유저장치.
  6. 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템의 유저장치에서 사용되는 송신방법에 있어서,
    상향링크의 시스템 대역의 저주파수측에 제1 대역이 배치되고, 고주파수측에 제2 대역이 배치됨과 동시에, 제1 대역과 제2 대역과의 사이에 복수의 리소스 블록이 배치되어 있으며, 제1 대역 혹은 제2 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하는 단계;
    맵핑한 상향 제어 채널을 송신하는 단계;를 구비하고,
    상기 맵핑하는 단계는, 복수의 리소스 블록 중 적어도 하나에 상향 데이터 채널을 맵핑하고,
    상기 송신하는 단계는, 맵핑한 상향 데이터 채널을 송신하는 것을 특징으로 하는 송신방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는, 상향 데이터 채널과 동시에 상향 제어 채널을 송신하지 않는 것을 특징으로 하는 송신방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 맵핑하는 단계가 상향 데이터 채널을 맵핑하는 경우에 제어정보가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 데이터 채널에 포함되고, 상기 맵핑하는 단계가 상향 데이터 채널을 맵핑하지 않는 경우에 제어신호가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 제어 채널에 포함되는 것을 특징으로 하는 송신방법.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    시간축 상에 복수의 서브프레임이 반복됨과 동시에, 각 서브프레임은 2개의 세분기간으로 분할되어 있으며,
    상기 맵핑하는 단계는, 2개의 세분기간의 일방에 있어서, 제1 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하고, 타방에 있어서, 제2 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하는 것을 특징으로 하는 송신방법.
  10. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맵핑하는 단계에 있어서 맵핑되는 상향 제어 채널에는, 부호 다중을 위한 처리가 이루어지고 있는 것을 특징으로 하는 송신방법.
  11. 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에 있어서,
    싱글캐리어 방식의 신호를 송신하는 유저장치;
    상기 유저장치로부터의 신호를 수신하는 기지국장치;를 구비하고,
    상기 유저장치는,
    상향링크의 시스템 대역의 저주파수측에 제1 대역이 배치되고, 고주파수측에 제2 대역이 배치됨과 동시에, 제1 대역과 제2 대역과의 사이에 복수의 리소스 블록이 배치되어 있으며, 제1 대역 혹은 제2 대역에 상향 제어 채널을 맵핑하는 맵핑부;
    상기 맵핑부에 있어서 맵핑한 상향 제어 채널을 송신하는 송신부;를 포함하고,
    상기 맵핑부는, 복수의 리소스 블록 중 적어도 하나에 상향 데이터 채널을 맵핑하고,
    상기 송신부는, 상기 맵핑부에 있어서 맵핑한 상향 데이터 채널을 송신하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템.
  12. 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템에서 사용되는 기지국에 있어서,
    상향링크의 시스템 대역의 저주파수측에 제1 대역이 배치되고, 고주파수측에 제2 대역이 배치됨과 동시에, 제1 대역과 제2 대역과의 사이에 복수의 리소스 블록이 배치되어 있으며, 제1 대역 혹은 제2 대역에 상향 제어 채널을 할당하는 스케줄러;
    상기 스케줄러가 할당한 제1 대역 혹은 제2 대역에 있어서, 상향 제어 채널을 수신하는 수신부;를 구비하고,
    상기 스케줄러는, 복수의 리소스 블록 중 적어도 하나에 상향 데이터 채널을 할당하고,
    상기 수신부는, 상기 스케줄러가 할당한 리소스 블록에 있어서 상향 데이터 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 수신부는, 유저장치로부터 상향 데이터 채널을 수신하고 있지 않은 경우에, 해당 유저장치로부터 상향 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 수신부가 상향 데이터 채널을 수신하는 경우에, 유저장치에 있어서 제어정보가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 데이터 채널에 포함되고, 상기 수신부가 상향 데이터 채널을 수신하지 않는 경우에, 유저장치에 있어서 제어신호가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 제어채널에 포함되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    시간축 상에 복수의 서브프레임이 반복됨과 동시에, 각 서브프레임은 2개의 세분기간으로 분할되어 있으며,
    상기 수신부는, 동일한 유저장치로부터, 2개의 세분기간의 일방에 있어서, 제1 대역에서 상향 제어 채널을 수신하고, 타방에 있어서, 제2 대역에서 상향 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 상향링크에 싱글캐리어 방식을 채용하는 이동통신시스템의 기지국에서 사용되는 수신방법에 있어서,
    상향링크의 시스템 대역의 저주파수측에 제1 대역이 배치되고, 고주파수측에 제2 대역이 배치됨과 동시에, 제1 대역과 제2 대역과의 사이에 복수의 리소스 블록이 배치되어 있으며, 제1 대역 혹은 제2 대역에 상향 제어 채널을 할당하는 단계;
    제1 대역 혹은 제2 대역에 있어서, 상향 제어 채널을 수신하는 단계;를 구비하고,
    상기 할당하는 단계는, 복수의 리소스 블록 중 적어도 하나에 상향 데이터 채널을 할당하고,
    상기 수신하는 단계는, 리소스 블록에 있어서 상향 데이터 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 수신방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는, 유저장치로부터 상향 데이터 채널을 수신하고 있지 않은 경우에, 해당 유저장치로부터 상향 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 수신방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 수신하는 단계가 상향 데이터 채널을 수신하는 경우에, 유저장치에 있어서 제어정보가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 데이터 채널에 포함되고, 상기 수신하는 단계가 상향 데이터 채널을 수신하지 않는 경우에, 유저장치에 있어서 제어신호가 존재하면, 해당 제어정보는 상향 제어채널에 포함되는 것을 특징으로 하는 수신방법.
  19. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    시간축 상에 복수의 서브프레임이 반복됨과 동시에, 각 서브프레임은 2개의 세분기간으로 분할되어 있으며,
    상기 수신하는 단계는, 동일한 유저장치로부터, 2개의 세분기간의 일방에 있어서, 제1 대역에서 상향 제어 채널을 수신하고, 타방에 있어서, 제2 대역에서 상향 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 수신방법.
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