WO2010016273A1 - 基地局、及び、端末 - Google Patents

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WO2010016273A1
WO2010016273A1 PCT/JP2009/003801 JP2009003801W WO2010016273A1 WO 2010016273 A1 WO2010016273 A1 WO 2010016273A1 JP 2009003801 W JP2009003801 W JP 2009003801W WO 2010016273 A1 WO2010016273 A1 WO 2010016273A1
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WO
WIPO (PCT)
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unit
signal
pattern
terminal
band
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/003801
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中尾　正悟
星野　正幸
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signaling, i.e. of overhead other than pilot signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/51—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties

Definitions

  • the present invention relates to a base station and a terminal.
  • SC-FDMA Single-Carrier Frequency Division Multiple Access
  • N symbols on the time axis modulated by a predetermined modulation scheme for example, QPSK
  • QPSK a predetermined modulation scheme
  • An SC-FDMA symbol is formed by adding CP (Cyclic Prefix) after returning to the waveform. That is, one SC-FDMA symbol includes N time continuous signals and CP.
  • a radio communication base station apparatus (hereinafter sometimes simply referred to as “base station”) is connected to a radio communication terminal apparatus (hereinafter also simply referred to as “terminal”) with respect to a physical channel (for example, an uplink data line resource is allocated through PDCCH (Physical Downlink Control Channel).
  • base station a radio communication base station apparatus
  • terminal a radio communication terminal apparatus
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • the terminal When the terminal receives the allocation information of the uplink data line resource from the base station, the terminal transmits the data accumulated in the buffer of the terminal to the base station using the resource.
  • ARQ Automatic Repeat Request
  • the terminal feeds back a response signal indicating an error detection result of downlink data to the base station.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • ACK Acknowledgment
  • NACK Negative Acknowledgment
  • CRC NG
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • FIG. 1 is a diagram showing a PUCCH resource allocation when the system bandwidth in a 3GPP LTE system (hereinafter sometimes referred to as “LTE system”) is 20 MHz.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • FIG. 1 is used for uplink data transmission of the terminal.
  • time is divided into subframe units.
  • Each subframe has two slots.
  • One slot includes seven SC-FDMA symbols.
  • the PUCCH is arranged at both ends of the system band, specifically, resource blocks (RB: Resource Block) at both ends of the system band. PUCCHs arranged at both ends of the system band are interchanged between slots, that is, frequency hopped for each slot.
  • LTE terminal A terminal compatible with 3GPP LTE system (hereinafter sometimes referred to as “LTE terminal”), for example, when PUCCH1 in FIG. 1 is assigned, a response signal or the like is sent to PUCCH1 in which the system band edge arranged for each slot is replaced. Map the control channel signal. At this time, the control channel signal is mapped so as to be temporally continuous at the boundary of two slots included in the same subframe.
  • the LTE terminal matches the center frequency of its own transmission band (that is, transmission RF frequency) with the center frequency of the 20 MHz system band, and can support the entire 20 MHz band.
  • a control channel signal is generated digitally using a circuit. Specifically, in the IFFT circuit of the LTE terminal, in the previous slot in a certain subframe, the control channel signal is input only to the RB having the frequency at the upper end of the system band, and 0 is input to the other frequency components. . In the IFFT circuit of the LTE terminal, in the subsequent slot in the same subframe, the control channel signal is input only to the RB having the lower frequency of the system band, and 0 is input to the other frequency components.
  • a terminal having an RF circuit corresponding to a 20 MHz bandwidth can continuously create a control channel signal for frequency hopping.
  • Non-Patent Document 2 standardization of 3GPP LTE-advanced, which realizes higher communication speed than 3GPP LTE, has started (see Non-Patent Document 2).
  • the 3GPP LTE-advanced system (hereinafter sometimes referred to as “LTE + system”) follows the LTE system.
  • LTE + system it is expected that base stations and terminals capable of communicating at a broadband frequency of 20 MHz or higher will be introduced in order to realize a downlink transmission speed of 1 Gbps or higher.
  • terminal capability (capability) related to frequency band support will be defined on the terminal side. In the terminal capability, for example, it is defined that the minimum value of the support bandwidth is 20 MHz.
  • an LTE + system compatible base station (hereinafter sometimes referred to as “LTE + base station”) is configured to be able to communicate in a frequency band including a plurality of “unit bands”.
  • the “unit band” in the downlink is a band having a maximum width of 20 MHz and including SCH (Synchronization Channel) near the center, and is defined as a basic unit of the communication band. Further, it may be defined as a band defined by downlink frequency band information in BCH (Broadcast Channel) broadcast from a base station, or a band defined by a dispersion width when PDCCHs are dispersedly arranged. is there.
  • BCH Broadcast Channel
  • the “unit band” in the uplink is a band delimited by the uplink frequency band information in the BCH broadcast from the base station, or a frequency base of 20 MHz or less including PUSCH near the center and including PUCCH at both ends. Defined as a unit. Furthermore, the LTE terminal can receive only one “unit band” at a time and can transmit only one “unit band” at a time. In addition, the “unit band” may be expressed as “Component Carrier (s)” in English in 3GPP LTE-Advanced.
  • the LTE + base station needs to support not only the LTE terminal but also an LTE + system compatible terminal (hereinafter also referred to as “LTE + terminal”).
  • LTE + terminal includes a terminal capable of accommodating only one unit band with communicable bandwidth and a plurality of unit bands with communicable bandwidth. Possible terminals.
  • an integrated communication system including an LTE system that assigns an independent single communication for each unit band and an LTE + system that follows the LTE system and can assign a plurality of unit bands to a single communication is actually operated. Will be. *
  • the LTE terminal and the LTE + terminal need to transmit a control channel signal to the base station.
  • the uplink system band is divided into two unit bands of 20 MHz, and PUCCH is frequency hopped within each unit band. That is, the terminals are divided into two groups, and terminals belonging to one group transmit response signals in the high frequency side unit band, and terminals belonging to the other group transmit response signals in the low frequency side unit band. To do. By doing so, PUCCH for response signal transmission can be secured while coexisting LTE terminals and LTE + terminals that support only 20 MHz and LTE + terminals that support 40 MHz.
  • the 40 MHz uplink system band is divided by the PUCCH. That is, PUSCH is divided by PUCCH. Therefore, it is impossible to apply to two PUSCHs in which the SC-FDMA scheme that can transmit signals only in the continuous band is divided. Therefore, even a terminal that can support 40 MHz cannot exhibit a transmission rate according to the terminal capability.
  • An object of the present invention is to provide a base station and a terminal that realize a control channel arrangement method in a frame that can be used by terminals having various terminal capabilities while realizing broadband uplink data communication. is there.
  • the base station of the present invention is a base station capable of assigning a plurality of unit bands to a single communication, and has a configuration pattern of an uplink subframe composed of 2 slots, and control channels at both ends of each unit band.
  • a control channel is arranged at both ends of the extension band composed of a first pattern and a plurality of unit bands, and the control channels arranged at both ends of each unit band are exchanged between slots.
  • the structure which comprises is taken.
  • a terminal is a terminal that is assigned by a base station that can assign a plurality of unit bands to a single communication and that transmits an SC-FDMA symbol in an uplink subframe consisting of two slots.
  • the configuration pattern of the subframe is a first pattern in which control channels are arranged at both ends of each unit band, or a control channel is arranged at both ends of an extension band composed of a plurality of unit bands.
  • a control channel signal is mapped to a frequency position corresponding to the pattern information in the SC-FDMA symbol.
  • the forming means including mapping means for ping, and the acquired pattern information indicates the second pattern, and the basic bandwidth of the configuration pattern corresponding to the pattern information is larger than the communicable bandwidth of the own device
  • the front slot includes a control unit that adjusts the transmission band to one end of the extension band
  • the rear slot includes a control unit that moves the transmission band to the other end of the extension band.
  • the present invention it is possible to provide a base station and a terminal that realize a control channel arrangement method in a frame that can be used by terminals having various terminal capabilities while realizing broadband uplink data communication. it can.
  • the figure which shows the condition of the uplink frame based on the scheduling of the sub-frame structure pattern by a base station The figure which uses for description of the transmission operation
  • the block diagram which shows the structure of the terminal which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • the figure which shows the condition of the uplink frame based on the scheduling of the sub-frame structure pattern by a base station The block diagram which shows the structure of the terminal which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of terminal 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • terminal 100 includes reception RF section 105, OFDM signal demodulation section 110, separation section 115, broadcast signal reception section 120, PDCCH reception section 125, PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) reception section 130, , Control unit 135, reception error determination unit 140, response signal generation unit 145, modulation unit 150, modulation unit 155, response signal spreading unit 160, switching unit 165, SC-FDMA (Single-Carrier Frequency) (Division Multiple Access) signal forming section 170 and transmission RF section 175.
  • SC-FDMA Single-Carrier Frequency
  • the reception RF unit 105 performs reception radio processing (down-conversion, analog digital (A / D) conversion, etc.) on the reception radio signal received via the antenna, and the obtained reception signal is sent to the OFDM signal demodulation unit 110. Output.
  • reception radio processing down-conversion, analog digital (A / D) conversion, etc.
  • the OFDM signal demodulation unit 110 includes a CP (Cyclic Prefix) removal unit 111 and a fast Fourier transform (FFT) unit 112.
  • the OFDM signal demodulation unit 110 receives the received OFDM signal from the reception RF unit 105.
  • CP removing section 111 removes CP from the received OFDM signal
  • FFT section 112 converts the received OFDM signal after CP removal into a frequency domain signal. This frequency domain signal is output to separation section 115.
  • the separating unit 115 separates the frequency domain signal received from the OFDM signal demodulating unit 110 into a broadcast signal, a control signal (that is, a PDCCH signal), and a data signal (that is, a PDSCH signal) included therein.
  • the broadcast signal is output to broadcast signal receiver 120
  • the PDCCH signal is output to PDCCH receiver 125
  • the PDSCH signal is output to PDSCH receiver 130.
  • the notification signal receiving unit 120 extracts the PUCCH arrangement information included in the notification signal received from the separation unit 115, and outputs the extracted PUCCH arrangement information to the control unit 135.
  • the PDCCH receiving unit 125 extracts uplink allocation information and downlink allocation information included in the control signal received from the demultiplexing unit 115, outputs the obtained uplink allocation information to the control unit 135, and transmits the downlink allocation information to the PDSCH receiving unit 130. Output to.
  • the PDSCH receiving unit 130 extracts the downlink data signal addressed to the own device based on the downlink assignment information received from the PDCCH receiving unit 125 (that is, the frequency position information to which the downlink data signal addressed to the own device is mapped).
  • the received data signal is subjected to reception processing (demodulation processing and decoding processing), and the obtained decoding result is output to the reception error determination unit 140.
  • control unit 135 Based on the uplink allocation information received from PDCCH receiving unit 125 and the PUCCH arrangement information received from broadcast signal receiving unit 120, control unit 135 maps the response signal in the spreading pattern applied to the response signal and the SC-FDMA signal. The frequency position to be transmitted and the transmission band are controlled.
  • PUCCH arrangement information includes uplink subframe configuration pattern information.
  • the configuration pattern of the uplink subframe includes a first pattern in which control channels are arranged at both ends of each unit band, and a second pattern in which control channels are arranged at both ends of an extension band composed of a plurality of unit bands. There is.
  • the unit bandwidth is the “basic bandwidth”
  • the extension bandwidth is the basic bandwidth.
  • control unit 135 outputs a mapping control signal for mapping the PUCCH signal (that is, the response signal) to the frequency position corresponding to the configuration pattern of the uplink subframe to the SC-FDMA signal forming unit 170.
  • the control unit 135 maps the response signal to one end of the IFFT frequency band in the SC-FDMA signal forming unit 170 in the previous slot of the same subframe. In the rear slot, the response signal is mapped to the other end.
  • the control unit 135 determines whether or not the configuration pattern of the uplink subframe to which the own device is allocated is the second pattern. When the second pattern is indicated, the control unit 135 determines the communicable bandwidth of the own device (terminal capability (Capability)). Is compared with the basic bandwidth of the second pattern.
  • the control unit 135 sets the spreading code used in the response signal spreading unit 160 to the normal code A spreading code for the format (Normal format) is used. At this time, the control unit 135 does not move the transmission band of the transmission RF unit 175 while keeping the transmission band matched with the extension band.
  • the control unit 135 converts the spreading code used in the response signal spreading unit 160 to a shortened format.
  • the spreading code of the control unit 135 further adjusts the transmission band of the transmission RF unit 175 so that the response signal is transmitted at one end of the extension band in the previous slot of the same subframe, and the response signal is transmitted to the other end in the rear slot.
  • the transmission band of the transmission RF unit 175 is adjusted so that the signal is transmitted by the unit. The adjustment of the transmission band is performed based on the center frequency instruction output from the control unit 135.
  • the reception error determination unit 140 determines the success or failure of the decoding by the CRC check, and outputs the result to the response signal generation unit 145.
  • the response signal generation unit 145 generates a response signal (ACK or NACK) based on the signal indicating the reception success / failure received from the reception error determination unit 140 and outputs the response signal to the modulation unit 150.
  • ACK response signal
  • NACK response signal
  • the modulation unit 150 modulates the response signal received from the response signal generation unit 145 by a predetermined modulation method (BPSK, QPSK, etc.), and outputs the modulated response signal to the response signal spreading unit 160.
  • a predetermined modulation method BPSK, QPSK, etc.
  • Modulation section 155 modulates the input transmission data based on an instruction from control section 135 and outputs the obtained modulated data signal to switching section 165.
  • the response signal spreading unit 160 spreads the modulated response signal using the spreading code according to the instruction of the control unit 135 and outputs the spread response signal to the switching unit 165.
  • the switching unit 165 selects either the modulated data signal or the spread response signal based on an instruction from the control unit 135 and outputs the selection signal to the SC-FDMA signal forming unit 170.
  • the SC-FDMA signal forming unit 170 forms an SC-FDMA signal in which the output signal of the switching unit 165 is mapped to a frequency position according to an instruction from the control unit 135, and outputs the SC-FDMA signal to the transmission RF unit 175.
  • the DFT unit 171 separates the input signal into a plurality of frequency components.
  • the frequency mapping unit 172 maps the signal obtained by the DFT unit 171 to the frequency position according to the instruction from the control unit 135.
  • the CP adding unit 174 adds CP (Cyclic Prefix).
  • the transmission RF unit 175 is configured to be able to change the transmission band.
  • the transmission RF unit 175 receives the center frequency instruction from the control unit 135 and moves the transmission band by moving the RF center frequency based on the center frequency instruction.
  • the transmission RF unit 175 performs transmission radio processing on the SC-FDMA signal formed by the SC-FDMA signal formation unit 170 and transmits the signal via the antenna.
  • the center frequency of the transmission band is used as the reference frequency, any frequency included in the transmission band can be used as the reference frequency.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of base station 200 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the base station 200 includes a modulation unit 205, a retransmission control unit 210, a modulation unit 215, a broadcast signal generation unit 220, a modulation unit 225, a multiplexing unit 230, an OFDM signal formation unit 235, and a transmission.
  • An RF unit 240, a reception RF unit 245, an SC-FDMA signal demodulation unit 250, a separation unit 255, a data reception unit 260, a response signal reception unit 265, and a control unit 270 are included.
  • the modulation unit 205 modulates uplink allocation information and downlink allocation information received from the control unit 270 and outputs a modulated signal to the multiplexing unit 230.
  • the retransmission control unit 210 receives new transmission data, holds the new transmission data, and outputs the ACK signal related to the previous transmission data to the modulation unit 215 as a trigger. Further, when receiving a NACK signal from response signal receiving section 265, retransmission control section 210 outputs the held transmission data to modulating section 215 for retransmission.
  • Modulation section 215 modulates transmission data received from retransmission control section 210 and outputs the modulated signal to multiplexing section 230.
  • the notification signal generation unit 220 generates a notification signal including information indicating the configuration pattern selected by the control unit 270 and outputs the notification signal to the modulation unit 225.
  • the modulation unit 225 modulates the notification signal received from the notification signal generation unit 220 and outputs the modulation signal to the multiplexing unit 230.
  • the multiplexing unit 230 performs time multiplexing or frequency modulation on the transmission signal modulated signal received from the modulation unit 215, the uplink allocation information and the downlink allocation information modulation signal received from the modulation unit 205, and the broadcast signal modulation signal received from the modulation unit 225. Multiplex to form a multiplexed signal.
  • the modulation signal of the transmission data is arranged in a resource corresponding to the PDSCH.
  • the modulation signals for uplink allocation information and downlink allocation information are arranged in resources corresponding to PDCCH.
  • the modulated signal of the broadcast signal is arranged in a resource corresponding to BCH (Broadcast channel).
  • the IFFT unit 236 serial-parallel converts the multiplexed signal formed by the multiplexing unit 230, and then performs inverse fast Fourier transform to obtain a time waveform.
  • the CP adding unit 237 adds a CP to this time waveform to obtain an OFDM signal.
  • the transmission RF unit 240 performs transmission radio processing on the OFDM signal formed by the OFDM signal forming unit 235, and transmits it through the antenna.
  • the reception RF unit 245 performs reception radio processing (down-conversion, analog digital (A / D) conversion, etc.) on the reception radio signal received via the antenna, and the obtained reception signal is an SC-FDMA signal demodulation unit. Output to 250.
  • the SC-FDMA signal demodulation unit 250 demodulates the received SC-FDMA signal received from the reception RF unit 245. Specifically, CP removing section 251 removes CP from the received SC-FDMA signal, and FFT section 252 converts the received SC-FDMA signal after CP removal into a frequency domain signal. Then, the signal extraction unit 253 extracts a frequency component corresponding to the frequency allocation information received from the control unit 270 from the frequency domain signal, and the IDFT unit 254 extracts the extracted frequency component as a single carrier signal on the time axis. Convert to
  • Separating section 255 separates the single carrier signal received from SC-FDMA signal demodulating section 250 into a received data signal and a response signal, outputs the received data signal to data receiving section 260, and outputs the response signal to the response signal receiving section.
  • the data receiving unit 260 decodes the received data signal received from the separating unit 255 and transfers the obtained decoded data to an upper layer such as a MAC.
  • the response signal receiving unit 265 first performs a despreading process corresponding to the spreading process in the response signal spreading unit 160 of the terminal 100 on the response signal received from the demultiplexing unit 255, thereby transmitting the response transmitted from the terminal 100. Retrieve the signal. Furthermore, the response signal receiving unit 265 combines (for example, maximum ratio combining) response signals that are repeated twice while performing frequency hopping within one subframe. Then, the response signal receiving unit 265 determines whether the response signal indicates ACK or NACK based on the composite signal, and outputs an ACK signal or a NACK signal to the retransmission control unit 210 according to the determination result. To do.
  • the control unit 270 allocates uplink resources and downlink resources to the terminal 100. That is, the control unit 270 performs scheduling of uplink resources and downlink resources. Then, the control unit 270 outputs uplink allocation information and downlink allocation information, which are scheduling results, to the modulation unit 205. Control section 270 also outputs uplink allocation information (here, frequency allocation information) to SC-FDMA signal demodulation section 250.
  • uplink allocation information here, frequency allocation information
  • control unit 270 uses the first pattern in which the control channel is arranged at both ends of each unit band and the control channel arranged at both ends of each unit band is switched between slots.
  • a control channel is arranged at both ends of an extension band composed of a plurality of unit bands, and the control channel arranged at both ends of the extension band is selected from the second pattern in which it is switched between slots.
  • Information indicating the selected configuration pattern is output to the notification signal generation unit 220.
  • the uplink subframe configuration pattern is such that the control channels are arranged at both ends of each unit band, and the control channels arranged at both ends of each unit band are switched between slots.
  • a control channel is arranged at both ends of an expansion band composed of a pattern and a plurality of unit bands, and a control channel arranged at both ends of the expansion band is selected for each subframe from the second pattern in which the control channels are exchanged between slots. The That is, base station 200 schedules subframe configuration patterns.
  • FIG. 5 shows the state of the uplink frame based on the scheduling of the subframe configuration pattern by the base station.
  • the base station 200 alternately selects the first pattern and the second pattern.
  • the unit band has a bandwidth of 20 MHz.
  • the extension band has a bandwidth corresponding to two unit bands, that is, a bandwidth of 40 MHz. That is, in the first pattern, 20 MHz is the basic bandwidth, and in the second pattern, 40 MHz is the basic bandwidth.
  • Information indicating the selected configuration pattern is included in the broadcast information by the broadcast signal generation unit 220 and broadcast.
  • the base station 200 basically performs the following subframe allocation according to the terminal capability related to the allocation target terminal of the subframe. That is, base station 200 assigns to each terminal an uplink subframe in which a configuration pattern having a basic bandwidth equal to or smaller than the transmittable bandwidth of each terminal is selected.
  • subframes having a basic bandwidth of 20 MHz that is, the first and third subframes in FIG. 5.
  • a subframe whose basic bandwidth is 40 MHz is allocated to a terminal whose transmittable bandwidth is 40 MHz or more.
  • an uplink subframe in which a configuration pattern having a basic bandwidth wider than the transmittable bandwidth is selected is assigned to the terminal 100 that can use the shortened format (Shortened format) and can change the transmission bandwidth. Also good. That is, even the terminal 100 having only a 20 MHz transmittable bandwidth may be assigned to the second subframe in FIG. In FIG. 5, a shortened format (PUCCH) is represented in the second subframe.
  • a shortened format PUCCH
  • a separation distance between the terminal 100 to be allocated and the base station 200 may be used as an allocation reference.
  • the shortened format (Shortened format) is a format in which the response signal is punctured by one SC-FDMA symbol as will be described later. is there. Accordingly, since the reception quality may be poor even when the separation distance from the base station 200 is large, the basic bandwidth wider than the transmittable bandwidth is large for the terminal 100 having a large separation distance from the base station 200.
  • the uplink subframe in which the configuration pattern having the above is selected may not be assigned.
  • the separation distance between terminal 100 and base station 200 may be obtained from a position obtained from GPS. Further, the received power of the pilot signal transmitted from terminal 100 at base station 200 may be used as an index of the separation distance.
  • the base station 200 assigns an uplink subframe in which a configuration pattern having a base bandwidth as wide as possible is selected to a terminal having a broadband terminal transmission capability.
  • the allocation target terminal can transmit an uplink data signal at high speed on the PUSCH to which a central frequency region other than the PUCCHs at both ends (a continuous frequency band of about 30 MHz in FIG. 5) is allocated. .
  • control section 135 performs (1) a response signal based on uplink allocation information addressed to itself and transmitted from base station 200 and PUCCH arrangement information broadcast from base station 200. It controls the spreading pattern, (2) the frequency position where the response signal is mapped in the SC-FDMA signal, and (3) the transmission band.
  • control unit 135 first determines whether the configuration pattern of the uplink subframe to which the own apparatus is assigned is the first pattern or the second pattern.
  • control unit 135 compares the communicable bandwidth of the own device with the basic bandwidth of the second pattern.
  • the control unit 135 sets the spreading code used in the response signal spreading unit 160 as a spreading code for a normal format. (2) The control unit 135 maps the response signal to the frequency position according to the configuration pattern of the uplink subframe. (3) The control unit 135 does not move the transmission band of the transmission RF unit 175 while keeping the transmission band matched with the extension band. That is, the control unit 135 matches the center frequency of the transmission band of the transmission RF unit 175 with the center frequency of the extension band assigned by the base station 200.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the response signal transmission operation by the terminal 100 when the communicable bandwidth and the basic bandwidth of the second pattern are equal.
  • terminal 100 having a transmittable bandwidth of 40 MHz and an IFFT frequency band corresponding thereto is assigned to a subframe having a basic bandwidth of 40 MHz.
  • RS indicates a reference signal (Reference (Signal) arranged together when a response signal is transmitted on PUCCH
  • ACK indicates an SC-FDMA symbol in which a spread response signal is arranged.
  • the response signal is spread in two stages.
  • Response signal spreading section 160 spreads so that the response signal of one symbol occupies the entire 1SC-FDMA symbol in the first stage of spreading. That is, since one SC-FDMA symbol is formed by 12 Time-continuous signals, a spreading code having a sequence length of 12 is used in the first stage spreading.
  • the response signal spreading section 160 converts the response signal having a length corresponding to one SC-FDMA symbol obtained in the first stage into a spreading code (for example, Walsh code) having a sequence length of four. (1,1,1,1), (1, -1,1, -1), (1,1, -1, -1), or (1, -1, -1,1)) Spread.
  • Response signals having a length corresponding to the 4SC-FDMA symbols obtained in this way are arranged in four SC-FDMA symbols in one slot.
  • FIG. 6 shows this arrangement state. Note that response signals from other terminals are spread with different spreading codes. Therefore, the receiving-side base station 200 can separate the response signals from the terminals by performing despreading in the CDMA technique on the received response signals.
  • frequency mapping unit 172 matches the response signal after DFT processing to the frequency position according to the configuration pattern of the uplink subframe. Map. In FIG. 6, the case where PUCCH1 of FIG.
  • the transmission RF unit 175 does not move while keeping the center frequency of the transmission band matched to the center frequency of the extension band.
  • the control unit 135 sets the spreading code used in the response signal spreading unit 160 as a spreading code for a shortened format. (2) The control unit 135 maps the response signal to the frequency position according to the configuration pattern of the uplink subframe. (3) The control unit 135 adjusts the transmission band of the transmission RF unit 175 so that the response signal is transmitted at one end of the extension band in the previous slot of the subframe, and the response signal is transmitted at the other end in the subsequent slot. Thus, the transmission band of the transmission RF unit 175 is adjusted.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the response signal transmission operation by the terminal 100 when the communicable bandwidth of the own device is smaller than the basic bandwidth of the second pattern.
  • terminal 100 having a transmittable bandwidth of 20 MHz and an IFFT frequency band corresponding thereto is allocated to a subframe having a basic bandwidth of 40 MHz.
  • RS indicates a reference signal (Reference ⁇ Signal) arranged together when a response signal is transmitted on PUCCH
  • ACK indicates an SC-FDMA symbol on which a spread response signal is arranged.
  • the response signal spread by the above-described normal format spreading code is arranged in four SC-FDMA symbols.
  • the response signal spread with the spreading code for the shortened format is arranged in three SC-FDMA symbols excluding the first SC-FDMA symbol in the slot.
  • Response signal spreading section 160 spreads so that the response signal of one symbol occupies the entire 1SC-FDMA symbol in the first stage of spreading. That is, since one SC-FDMA symbol is formed by 12 Time-continuous signals, a spreading code having a sequence length of 12 is used in the first stage spreading.
  • response signal spreading section 160 spreads the response signal obtained in the first stage and having a length corresponding to one SC-FDMA symbol with a spreading code having a sequence length of 3.
  • a spreading code with a sequence length of 3 needs to be an orthogonal sequence because the response signal is code division multiplexed with other terminals. Therefore, in the present embodiment, (1,1,1), (1, e j2 ⁇ / 3 , e j4 ⁇ / 3 ), (1, e, which are DFT codes formed from 3 ⁇ 3 DFT matrix components. Either j4 ⁇ / 3 or e j2 ⁇ / 3 ) is used as a spreading code.
  • the response signal having a length corresponding to the 3SC-FDMA symbol obtained in this way is arranged in three SC-FDMA symbols in one slot.
  • FIG. 7 shows this arrangement state. That is, in the previous slot, response signals are arranged in four SC-FDMA symbols, while in the subsequent slot, the response signal of the first SC-FDMA symbol is thinned out and arranged in the other three SC-FDMA symbols.
  • the control unit 135 matches one end of the transmission band with one end of the expansion band in the previous slot and expands the other end of the transmission band in the rear slot. Align with the other end of the band. By using two slots in this way, terminal 100 can cover the entire extension band having a bandwidth that exceeds the transmittable bandwidth of the terminal 100 itself.
  • the frequency is not stable for a while after the change (that is, the frequency transition period), so that the transmission operation becomes unstable. Therefore, as described above, by setting the first SC-FDMA symbol in the subsequent slot as a non-transmission period in which no signal is transmitted, useless transmission operations can be prevented.
  • the frequency mapping unit 172 maps the response signal after the DFT processing to the frequency position according to the configuration pattern of the uplink subframe. However, since the IFFT frequency bandwidth in the IFFT unit 173 does not match the bandwidth of the extension band, the frequency mapping unit 172 matches the IFFT after adjusting the frequency position and the transmission band according to the configuration pattern of the uplink subframe. The response signal after DFT processing is mapped to the frequency position. In FIG. 7, the case where PUCCH1 of FIG.
  • control unit 270 assigns each uplink subframe configuration pattern configured by 2 slots to each A control channel is arranged at both ends of the unit band, and a control channel is arranged at both ends of the extension band composed of a first pattern and a plurality of unit bands in which the control channels arranged at both ends of each unit band are interchanged between slots. And a control channel arranged at both ends of the extension band is selected from the second pattern in which the control channels are exchanged between the slots. Information on the selected configuration pattern is transmitted to the allocation target terminal to which the uplink subframe is allocated.
  • a wide frequency region can be prepared between the control channels.
  • a wide frequency region between the control channels is used as a channel (PUSCH) used for uplink data transmission, and by assigning this frequency region to a terminal capable of broadband communication, uplink high-speed data communication can be realized.
  • PUSCH channel
  • SC-FDMA uplink high-speed data communication by SC-FDMA can be realized.
  • broadcast signal receiving section 120 is configured such that the configuration pattern of the uplink subframe assigned to the own apparatus is the first and the control channel is arranged at both ends of each unit band. Pattern information indicating whether it is a pattern or a second pattern in which control channels are arranged at both ends of an extension band composed of a plurality of unit bands is acquired. Then, frequency mapping section 172 of SC-FDMA signal forming section 170 maps the control channel signal to the frequency position in the SC-FDMA symbol corresponding to the pattern information acquired by broadcast signal receiving section 120.
  • the control unit 135 indicates that the pattern information acquired by the notification signal receiving unit 120 indicates the second pattern, and the basic bandwidth of the configuration pattern corresponding to the pattern information is more than the communicable bandwidth of the own device.
  • the transmission band of the transmission RF unit 175 is adjusted to one end of the extension band in the previous slot, and the transmission band is moved to the other end of the extension band in the rear slot.
  • the terminal 100 that covers the entire basic bandwidth is realized by moving the transmission bandwidth between slots. be able to.
  • the terminal 100 when the basic bandwidth of the second pattern is smaller than the communicable bandwidth of the own device, or when both are equal, the terminal 100 is in the normal format (Normal format). A response signal is transmitted.
  • the terminal 100 even when the basic bandwidth of the second pattern is smaller than the communicable bandwidth of the own device or when both are equal, the terminal 100 responds in a shortened format. A signal may be transmitted. By doing so, the response signal transmitted from the terminal 100 whose basic bandwidth of the second pattern is smaller than the communicable bandwidth of the own device, and the basic bandwidth of the second pattern than the communicable bandwidth Can be orthogonalized with the response signal transmitted from the terminal 100 when both are small or equal.
  • a shortened format is applied to the rear slot.
  • a shortened format may be applied to the previous slot.
  • the transmission band is adjusted by the tail SC-FDMA symbol of the previous slot, and the tail SC-FDMA symbol is set as the non-transmission section of the response signal.
  • the first SC-FDMA symbol of the next subframe may be a response signal non-transmission period.
  • the uplink signal may be transmitted using the adjusted transmission band. This eliminates the need for the first SC-FDMA symbol of the next subframe as a non-transmission period.
  • Embodiment 2 In Embodiment 2, the terminal frequency-hops the PUCCH between slots of the same subframe, and switches the weighting vector used for precoding between the slots.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of terminal 300 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • terminal 300 includes signal combining section 310, control section 320, and SC-FDMA signal forming section 330. Further, since terminal 300 has two antennas, it has two reception RF sections 105, two OFDM signal demodulation sections 110, and two transmission RF sections 175. That is, since the terminal 300 includes two transmission RF units 175, the terminal 300 includes two power amplifiers (PA).
  • PA power amplifiers
  • the signal synthesis unit 310 synthesizes the frequency domain signals obtained by the OFDM signal demodulation units 110-1 and 2 for each frequency component, and outputs the synthesized frequency domain signal to the separation unit 115.
  • the control unit 320 basically has the same function as the control unit 135 in the terminal 100 of the first embodiment. However, the control unit 320 switches the weighting vector used in the SC-FDMA signal forming unit 330 between the previous slot and the subsequent slot of the same subframe according to the precoding information.
  • the SC-FDMA signal forming unit 330 includes a precoding unit 331.
  • the precoding unit 331 receives precoding information from the control unit 320.
  • the precoding unit 331 performs precoding processing according to precoding information on the frequency domain signal in which the response signal is mapped to a predetermined frequency position by the frequency mapping unit 172.
  • the precoding unit 331 precodes the frequency domain signal arranged in the previous slot of the same subframe with the first weighting vector. That is, the precoding unit 331 outputs the frequency domain signal weighted with the first element of the first weighting vector to the IFFT unit 173-1 and the frequency domain signal weighted with the second element of the first weighting vector. The data is output to the IFFT unit 173-2. Also, the precoding unit 331 precodes the frequency domain signal arranged in the subsequent slot of the same subframe with a second weighting vector orthogonal to the first weighting vector.
  • the precoding unit 331 outputs the frequency domain signal weighted with the first element of the second weighting vector to the IFFT unit 173-1 and also outputs the frequency domain signal weighted with the second element of the second weighting vector to the IFFT unit. Output to 173-2.
  • the precoding unit 331 switches the weighting vector used for the precoding of the frequency domain signal received from the frequency mapping unit 172 between the front slot and the rear slot of the same subframe.
  • the control unit 320 switches the weighting vector used in the SC-FDMA signal forming unit 330 between the front slot and the rear slot of the same subframe. That is, the controller 320 performs a spatial hopping process between the front slot and the rear slot of the same subframe. Furthermore, an ideal space diversity effect can be obtained by orthogonalizing the weighting vector used in the previous slot and the weighting vector used in the subsequent slot.
  • the switching timing of the weighting vector is the boundary between the previous slot and the subsequent slot.
  • precoding section 331 of SC-FDMA signal forming section 330 performs signal mapping obtained by frequency mapping section 172.
  • the weighting vector used for precoding is switched between the previous slot and the rear slot.
  • the spatial diversity effect can be obtained in addition to the effect of improving the frequency fading resistance by frequency hopping, the communication quality of the uplink control channel can be further improved.
  • the precoding unit 331 is arranged in front of the IFFT unit 173, but the arrangement of the precoding unit is not limited to this.
  • one IFFT unit may be arranged for the signal output from the frequency mapping unit 172, and the precoding unit may be arranged immediately after the IFFT unit.
  • a precoding unit may be arranged after the CP adding unit.
  • the precoding unit 173 may be arranged in front of the DFT unit 171 and may include a plurality of DFT units 171 and frequency mapping units 172.
  • Embodiment 3 the terminal frequency-hops the PUCCH between slots of the same subframe, and switches the transmission antenna between the slots.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of terminal 400 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the terminal 400 includes a control unit 410 and antenna changeover switches 420 and 430.
  • the terminal 400 has two antennas. Since the terminal 400 includes one transmission RF unit 175, the terminal 400 includes one power amplifier (PA).
  • PA power amplifier
  • the control unit 410 basically has the same function as the control unit 135 in the terminal 100 of the first embodiment. However, the control unit 410 switches the transmission antenna between the front slot and the rear slot of the same subframe. Specifically, control unit 410 switches the transmission antenna by switching the output destination antenna of antenna switching switch 420 using the transmission antenna switching signal.
  • the control unit 410 switches the transmission antenna between the front slot and the rear slot of the same subframe. That is, the control unit 410 performs spatial hopping processing between the front slot and the rear slot of the same subframe by switching the transmission antenna.
  • the transmission antenna switching timing is the boundary between the front slot and the rear slot.
  • the spreading pattern applied to the response signal is a response even when the basic bandwidth of the second pattern is smaller than the communicable bandwidth of the own device or when both are equal as a result of comparison.
  • the spreading code used in the signal spreading unit 160 is a spreading code for a shortened format. By doing so, the transmission signal is not stabilized for a while when the transmission antenna is switched, but useless transmission operation can be prevented by setting the first SC-FDMA symbol in the subsequent slot as the non-transmission period.
  • control section 410 sets transmission antennas for transmitting SC-FDMA signals formed by SC-FDMA signal forming section 170 as front antennas. Change between slot and rear slot.
  • the spatial diversity effect can be obtained in addition to the effect of improving the frequency fading resistance by frequency hopping, the communication quality of the uplink control channel can be further improved.
  • terminal 400 transmits in the front slot and the rear slot.
  • the antenna was changed.
  • the terminal 400 uses only one antenna without performing transmission antenna switching. It is good.
  • the normal format Normal format
  • each functional block used in the description of the above embodiment is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.
  • the name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • the base station and terminal of the present invention are useful for realizing a control channel arrangement method in a frame that can be used by terminals having various terminal capabilities while realizing wideband uplink data communication.

Abstract

　広帯域の上りデータ通信を実現しつつ、種々の端末能力を持つ端末が利用可能な、フレームにおけるコントロールチャネルの配置方法を実現する、基地局、及び、端末。基地局（２００）において、制御部（２７０）が、２スロットで構成される上りサブフレームの構成パタンを、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記各単位バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第１パタン及び複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ拡張バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第２パタンから選択する。割り当て対象端末が、サブフレームの構成パタン情報に応じたコントロールチャネルの周波数位置に、応答信号をマッピングした上り信号を形成する。

Description

基地局、及び、端末
　本発明は、基地局、及び、端末に関する。
　３ＧＰＰ　ＬＴＥでは、上り回線の通信方式としてＳＣ－ＦＤＭＡ(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている（非特許文献１参照）。ＳＣ－ＦＤＭＡでは、所定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ）によって変調された時間軸上のＮシンボルがそれぞれ複数の周波数成分に分離され、周波数成分ごとに異なるサブキャリアにマッピングされ、さらに時間軸上の波形に戻した後にＣＰ(Cyclic Prefix)を付加されることにより、ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルが形成される。すなわち、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルにはＮ個の時間連続信号（Time continuous signal）及びＣＰが含まれる。
　また、３ＧＰＰ　ＬＴＥでは、無線通信基地局装置（以下、単に「基地局」と呼ばれることがある）が無線通信端末装置（以下、単に「端末」と呼ばれることがある）に対して、物理チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel））を通して上りデータ回線用リソースを割り当てる。
　端末は、上りデータ回線用リソースの割当情報を基地局から受けると、その基地局に対し、端末のバッファに溜まっているデータをそのリソースを用いて送信する。
　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（Cyclic Redundancy Check）を行って、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）であればＡＣＫ（Acknowledgment）を、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）であればＮＡＣＫ（Negative Acknowledgment）を応答信号として基地局へフィードバックする。この応答信号(つまり、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号)のフィードバックには、ＰＵＣＣＨ(Physical Uplink Control Channel)が用いられる。
　図１は、３ＧＰＰ　ＬＴＥシステム（以下、「ＬＴＥシステム」と呼ばれることがある）におけるシステム帯域幅が２０ＭＨｚである場合の、ＰＵＣＣＨのリソース配置を示す図である。図１に示されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）は、端末の上りデータ送信に用いられる。
　図１に示すように、３ＧＰＰ　ＬＴＥシステムでは、時間がサブフレーム単位に分割される。各サブフレームは、２つのスロットを有している。１つのスロットには、７つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルが含まれる。また、ＰＵＣＣＨは、システム帯域の両端部、具体的には、システム帯域の両端のリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）に配置される。システム帯域の両端部に配置されたＰＵＣＣＨは、スロット間で入れ替わる、つまり、スロットごとに周波数ホッピングされる。
　３ＧＰＰ　ＬＴＥシステム対応の端末（以下、「ＬＴＥ端末」と呼ばれることがある）は、例えば、図１におけるＰＵＣＣＨ１が割り当てられると、スロットごとに配置されるシステム帯域端部が入れ替わるＰＵＣＣＨ１に応答信号などのコントロールチャネル信号をマッピングする。このときコントロールチャネル信号は、同一サブフレームに含まれる２スロットの境界で時間的に連続するようにマッピングされる。
　このようにコントロールチャネル信号をマッピングするために、ＬＴＥ端末は、自機の送信帯域（つまり、送信ＲＦ周波数）の中心周波数を、２０ＭＨｚのシステム帯域の中心周波数に合わせ、２０ＭＨｚ帯域全体をサポートできるＩＦＦＴ回路を用いてデジタル的に、コントロールチャネル信号を作成する。具体的には、ＬＴＥ端末のＩＦＦＴ回路は、或るサブフレームにおける前スロットでは、システム帯域の上端の周波数を持つＲＢのみにコントロールチャネル信号が入力され、その他の周波数成分には０を入力される。また、ＬＴＥ端末のＩＦＦＴ回路は、同じサブフレームにおける後スロットでは、システム帯域の下端の周波数を持つＲＢのみにコントロールチャネル信号が入力され、その他の周波数成分には０が入力される。こうして、２０ＭＨｚ帯域幅に対応するＲＦ回路を有する端末は、周波数ホッピングするコントロールチャネル信号を連続的に作成できる。
　また、３ＧＰＰ　ＬＴＥよりも更なる通信の高速化を実現する３ＧＰＰ　ＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄの標準化が開始された（非特許文献２参照）。３ＧＰＰ　ＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄシステム（以下、「ＬＴＥ＋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、２０ＭＨｚ以上の広帯域周波数で通信可能な基地局及び端末が導入される見込みである。ただし、端末の不必要な複雑化を防ぐため、端末側には、周波数帯域のサポートに関する端末能力（Capability）が規定される見込みである。その端末能力では、例えば、サポート帯域幅の最低値が２０ＭＨｚであること等が規定される。
　すなわち、ＬＴＥ＋システム対応の基地局（以下、「ＬＴＥ＋基地局」と呼ばれることがある）は、複数の「単位バンド」を含む周波数帯で通信できるように構成されている。下りにおける「単位バンド」は、ここでは、最大２０ＭＨｚの幅を持ち、中心付近にＳＣＨ(Synchronization Channel)を含む帯域であって、通信帯域の基本単位として定義される。さらに、基地局から報知されるＢＣＨ(Broadcast Channel)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、ＰＤＣＣＨが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も定義されることがある。また、上りにおける「単位バンド」は、基地局から報知されるＢＣＨの中の上り周波数帯域情報によって区切られた帯域、または、中心付近にＰＵＳＣＨを含み、両端部にＰＵＣＣＨを含む２０ＭＨｚ以下の周波数基本単位として定義される。更に言えば、ＬＴＥ端末は一つの「単位バンド」のみを一度に受信可能であり、一つの「単位バンド」のみを一度に送信可能である。また、「単位バンド」は、３ＧＰＰ　ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて、英語でＣｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｃａｒｒｉｅｒ（ｓ）と表記されることがある。
　ＬＴＥ＋基地局は、上記ＬＴＥ端末だけでなく、ＬＴＥ＋システム対応端末（以下、「ＬＴＥ＋端末」と呼ばれることがある）もサポートする必要がある。また、ＬＴＥ＋システム対応の端末（以下、「ＬＴＥ＋端末」と呼ばれることがある）には、通信可能帯域幅が単位バンドを１つだけ収容可能な端末と、通信可能帯域幅が単位バンドを複数収容可能な端末とが含まれる。
　すなわち、実際上、単位バンドごとに独立した単一の通信を割り当てるＬＴＥシステムと、ＬＴＥシステムを踏襲すると共に、単一の通信に単位バンドを複数割り当て可能なＬＴＥ＋システムとを含む統合通信システムが運用されることになる。　
　上記統合システムにおいても、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ＋端末は、基地局に対してコントロールチャネル信号を送信する必要がある。
　ここで、単位バンドのバンド幅が２０ＭＨｚであり、上りシステム帯域が４０ＭＨｚである場合のＰＵＣＣＨのリソース配置方法としては、図２に示すものが考えられる。
　図２においては、上りシステム帯域が２０ＭＨｚの２つの単位バンドに分割され、各単位バンド内でＰＵＣＣＨが周波数ホッピングされる。すなわち、端末を２つのグループに分け、一方のグループに属する端末は、高周波数側の単位バンドで応答信号を送信し、他方のグループに属する端末は、低周波数側の単位バンドで応答信号を送信する。こうすることにより、２０ＭＨｚしかサポートしないＬＴＥ端末及びＬＴＥ＋端末と、４０ＭＨｚをサポートするＬＴＥ＋端末とを共存させつつ、応答信号送信のためのＰＵＣＣＨを確保することができる。
　しかしながら、図２に示すリソース配置方法では、上り４０ＭＨｚのシステム帯域が、ＰＵＣＣＨによって分断されてしまう。すなわち、ＰＵＳＣＨが、ＰＵＣＣＨによって分断されてしまう。従って、連続帯域でしか信号を送信できないＳＣ－ＦＤＭＡ方式が分断されている２つのＰＵＳＣＨに対して適用されることは不可能である。よって、４０ＭＨｚをサポートできる端末であっても、その端末能力に応じた伝送レートを発揮することができない。
　本発明の目的は、広帯域の上りデータ通信を実現しつつ、種々の端末能力を持つ端末が利用可能な、フレームにおけるコントロールチャネルの配置方法を実現する、基地局、及び、端末を提供することである。
　本発明の基地局は、単一の通信に複数の単位バンドを割り当て可能な基地局であって、２スロットで構成される上りサブフレームの構成パタンを、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記各単位バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第１パタン及び複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記拡張バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第２パタンから選択する選択手段と、前記上りサブフレームが割り当てられる割り当て対象端末に対して、前記選択された構成パタンに関する情報を送信する送信手段とを具備する構成を採る。
　本発明の端末は、単一の通信に複数の単位バンドを割り当て可能な基地局によって割り当てられ且つ２スロットからなる上りサブフレームでＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを送信する端末であって、前記割り当てられた上りサブフレームの構成パタンが、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第１パタンであるか、又は、複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第２パタンであるかを示すパタン情報を取得する取得手段と、送信帯域を変更可能に構成され、前記ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを送信する送信手段と、前記ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを形成する手段であって、コントロールチャネル信号を前記ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルにおける前記パタン情報に応じた周波数位置にマッピングするマッピング手段を含む形成手段と、前記取得したパタン情報が前記第２パタンを示し、且つ、自機の通信可能帯域幅よりも前記パタン情報に対応する構成パタンの基本帯域幅の方が大きいときに、前スロットでは前記送信帯域を前記拡張バンドの一端部に合わせ、後スロットでは前記送信帯域を前記拡張バンドの他端部に移動させる制御手段とを具備する構成を採る。
　本発明によれば、広帯域の上りデータ通信を実現しつつ、種々の端末能力を持つ端末が利用可能な、フレームにおけるコントロールチャネルの配置方法を実現する、基地局、及び、端末を提供することができる。
３ＧＰＰ　ＬＴＥシステムにおけるシステム帯域幅が２０ＭＨｚである場合の、ＰＵＣＣＨのリソース配置を示す図 単位バンドのバンド幅が２０ＭＨｚであり、上りシステム帯域が４０ＭＨｚである場合のＰＵＣＣＨのリソース配置方法（関連技術）の説明に供する図 本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 基地局によるサブフレーム構成パタンのスケジューリングに基づいた上りフレームの状況を示す図 通信可能帯域幅と第２パタンの基本帯域幅とが等しいときの端末による応答信号の送信動作の説明に供する図 自機の通信可能帯域幅が第２パタンの基本帯域幅よりも小さいときの端末による応答信号の送信動作の説明に供する図 本発明の実施の形態２に係る端末の構成を示すブロック図 基地局によるサブフレーム構成パタンのスケジューリングに基づいた上りフレームの状況を示す図 本発明の実施の形態３に係る端末の構成を示すブロック図 自機の通信可能帯域幅が第２パタンの基本帯域幅よりも小さいときの端末による応答信号の送信動作の説明に供する図
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、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）
　［端末の構成］
　図３は、本発明の実施の形態１に係る端末１００の構成を示すブロック図である。図３において、端末１００は、受信ＲＦ部１０５と、ＯＦＤＭ信号復調部１１０と、分離部１１５と、報知信号受信部１２０と、ＰＤＣＣＨ受信部１２５と、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）受信部１３０と、制御部１３５と、受信エラー判定部１４０と、応答信号生成部１４５と、変調部１５０と、変調部１５５と、応答信号拡散部１６０と、切替部１６５と、ＳＣ－ＦＤＭＡ(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）信号形成部１７０と、送信ＲＦ部１７５とを有する。
　受信ＲＦ部１０５は、アンテナを介して受信した受信無線信号に対して受信無線処理（ダウンコンバート、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換など）を施し、得られた受信信号をＯＦＤＭ信号復調部１１０に出力する。
　ＯＦＤＭ信号復調部１１０は、ＣＰ（Cyclic Prefix）除去部１１１と、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部１１２とを有する。ＯＦＤＭ信号復調部１１０は、受信ＲＦ部１０５から受信ＯＦＤＭ信号を受け取る。ＯＦＤＭ信号復調部１１０において、ＣＰ除去部１１１が受信ＯＦＤＭ信号からＣＰを除去し、ＦＦＴ部１１２がＣＰ除去後の受信ＯＦＤＭ信号を周波数領域信号に変換する。この周波数領域信号は、分離部１１５に出力される。
　分離部１１５は、ＯＦＤＭ信号復調部１１０から受け取る周波数領域信号を、これに含まれる報知信号と制御信号（つまり、ＰＤＣＣＨ信号）とデータ信号（つまり、ＰＤＳＣＨ信号）とに分離する。報知信号は報知信号受信部１２０に出力され、ＰＤＣＣＨ信号はＰＤＣＣＨ受信部１２５に出力され、ＰＤＳＣＨ信号はＰＤＳＣＨ受信部１３０に出力される。
　報知信号受信部１２０は、分離部１１５から受け取る報知信号に含まれるＰＵＣＣＨ配置情報を抽出し、抽出されたＰＵＣＣＨ配置情報を制御部１３５に出力する。
　ＰＤＣＣＨ受信部１２５は、分離部１１５から受け取る制御信号に含まれる上り割り当て情報及び下り割り当て情報を抽出し、得られた上り割り当て情報を制御部１３５に出力するとともに、下り割り当て情報をＰＤＳＣＨ受信部１３０に出力する。
　ＰＤＳＣＨ受信部１３０は、ＰＤＣＣＨ受信部１２５から受け取る、下り割り当て情報（つまり、自機宛の下りデータ信号がマッピングされた周波数位置情報）に基づいて、自機宛の下りデータ信号を抽出し、得られたデータ信号に対して受信処理（復調処理、復号処理）を施し、得られた復号結果を受信エラー判定部１４０に出力する。
　制御部１３５は、ＰＤＣＣＨ受信部１２５から受け取る上り割り当て情報、及び、報知信号受信部１２０から受け取るＰＵＣＣＨ配置情報に基づいて、応答信号に対して施す拡散のパタン、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号において応答信号をマッピングする周波数位置、及び、送信帯域を制御する。ここで、ＰＵＣＣＨ配置情報には、上りサブフレームの構成パタン情報が含まれている。上りサブフレームの構成パタンには、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第１パタンと、複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第２パタンとがある。第１パタンでは、単位バンド幅が「基本帯域幅」であり、第２パタンでは、拡張バンド幅が基本帯域幅である。
　具体的には、制御部１３５は、上りサブフレームの構成パタンに応じた周波数位置にＰＵＣＣＨ信号（つまり、応答信号）をマッピングさせるためのマッピング制御信号をＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０に出力する。ここでは、上記第１パタン及び第２パタンのいずれの場合でも、制御部１３５は、同じサブフレームの前スロットでは、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０におけるＩＦＦＴ周波数帯域の一端部に応答信号をマッピングし、後スロットでは、他端部に応答信号をマッピングさせる。
　制御部１３５は、自機が割り当てられた上りサブフレームの構成パタンが第２パタンであるか否かを判断し、第２パタンを示すときには、自機の通信可能帯域幅（端末能力（Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）により定まる帯域幅）と、第２パタンの基本帯域幅とを比較する。
　比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき、又は両者が等しいときには、制御部１３５は、応答信号拡散部１６０で用いられる拡散符号を、ノーマル形式（Normal format）用の拡散符号とする。このとき、制御部１３５は、送信ＲＦ部１７５の送信帯域を拡張バンドに合わせたまま移動させない。
　一方、比較の結果、自機の通信可能帯域幅が第２パタンの基本帯域幅よりも小さいときには、制御部１３５は、応答信号拡散部１６０で用いられる拡散符号を、短縮形式（Shortened format）用の拡散符号とする。このとき、制御部１３５は、さらに、同じサブフレームの前スロットでは応答信号が拡張バンドの一端部で送信されるように送信ＲＦ部１７５の送信帯域を調整し、後スロットでは応答信号が他端部で送信されるように送信ＲＦ部１７５の送信帯域を調整する。この送信帯域の調整は、制御部１３５から出力される中心周波数指示に基づいて行われる。
　受信エラー判定部１４０は、ＣＲＣチェックによって復号の成否を判定し、その結果を応答信号生成部１４５に出力する。
　応答信号生成部１４５は、受信エラー判定部１４０から受け取る受信成否を示す信号に基づいて応答信号(ＡＣＫ又はＮＡＣＫ)を生成し、変調部１５０に出力する。
　変調部１５０は、応答信号生成部１４５から受け取る応答信号を所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ等）により変調し、変調後の応答信号を応答信号拡散部１６０に出力する。
　変調部１５５は、制御部１３５からの指示に基づいて入力送信データを変調し、得られた変調データ信号を切替部１６５に出力する。
　応答信号拡散部１６０は、制御部１３５の指示に応じた拡散符号を用いて、変調後の応答信号を拡散し、拡散後の応答信号を切替部１６５に出力する。
　切替部１６５は、制御部１３５からの指示に基づいて、変調データ信号又は拡散後の応答信号のいずれかを選択し、選択信号をＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０に出力する。
　ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０は、切替部１６５の出力信号を制御部１３５からの指示に応じた周波数位置にマッピングしたＳＣ－ＦＤＭＡ信号を形成し、送信ＲＦ部１７５に出力する。ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０において、ＤＦＴ部１７１が、入力信号を複数の周波数成分に分離する。そして、周波数マッピング部１７２が、ＤＦＴ部１７１で得られた信号を制御部１３５からの指示に応じた周波数位置にマッピングする。そして、ＩＦＦＴ部１７３が周波数マッピング部１７２で得られた信号を時間軸上の波形に戻した後に、ＣＰ付加部１７４がＣＰ(Cyclic Prefix)を付加する。
　送信ＲＦ部１７５は、送信帯域を変更可能に構成されている。送信ＲＦ部１７５は制御部１３５から中心周波数指示を受け取り、当該中心周波数指示に基づいてＲＦ中心周波数を移動することにより、送信帯域を移動する。送信ＲＦ部１７５は、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０で形成されたＳＣ－ＦＤＭＡ信号に送信無線処理を施してアンテナを介して送信する。なお、ここでは、送信帯域の中心周波数を基準周波数としているが、送信帯域に含まれる任意の周波数を基準周波数とすることができる。
　［基地局の構成］
　図４は、本発明の実施の形態１に係る基地局２００の構成を示すブロック図である。図４において、基地局２００は、変調部２０５と、再送制御部２１０と、変調部２１５と、報知信号生成部２２０と、変調部２２５と、多重部２３０と、ＯＦＤＭ信号形成部２３５と、送信ＲＦ部２４０と、受信ＲＦ部２４５と、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号復調部２５０と、分離部２５５と、データ受信部２６０と、応答信号受信部２６５と、制御部２７０とを有する。
　変調部２０５は、制御部２７０から受け取る上り割り当て情報及び下り割り当て情報を変調し、変調信号を多重部２３０に出力する。
　再送制御部２１０は、新規の送信データを入力とし、新規送信データを保持すると共に、前の送信データに係るＡＣＫ信号をトリガとして変調部２１５に出力する。また、再送制御部２１０は、応答信号受信部２６５からＮＡＣＫ信号を受け取ると、保持しておいた送信データを再送のために変調部２１５に出力する。
　変調部２１５は、再送制御部２１０から受け取る送信データを変調し、変調信号を多重部２３０に出力する。
　報知信号生成部２２０は、制御部２７０で選択された構成パタンを示す情報を含めた報知信号を生成して変調部２２５に出力する。
　変調部２２５は、報知信号生成部２２０から受け取る報知信号を変調し、変調信号を多重部２３０に出力する。
　多重部２３０は、変調部２１５から受け取る送信データの変調信号、変調部２０５から受け取る上り割り当て情報及び下り割り当て情報の変調信号、並びに、変調部２２５から受け取る報知信号の変調信号を、時間多重又は周波数多重して、多重信号を形成する。このとき、送信データの変調信号は、ＰＤＳＣＨに対応するリソースに配置される。また、上り割り当て情報及び下り割り当て情報の変調信号は、ＰＤＣＣＨに対応するリソースに配置される。さらに、報知信号の変調信号は、ＢＣＨ（Broad cast Channel）に対応するリソースに配置される。
　ＯＦＤＭ信号形成部２３５において、ＩＦＦＴ部２３６が多重部２３０で形成された多重信号をシリアルパラレル変換した後に逆高速フーリエ変換して時間波形を得る。この時間波形にＣＰ付加部２３７がＣＰを付加することにより、ＯＦＤＭ信号が得られる。
　送信ＲＦ部２４０は、ＯＦＤＭ信号形成部２３５で形成されたＯＦＤＭ信号に対して送信無線処理を施し、アンテナを介して送信する。
　受信ＲＦ部２４５は、アンテナを介して受信した受信無線信号に対して受信無線処理（ダウンコンバート、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換など）を施し、得られた受信信号をＳＣ－ＦＤＭＡ信号復調部２５０に出力する。
　ＳＣ－ＦＤＭＡ信号復調部２５０は、受信ＲＦ部２４５から受け取る受信ＳＣ－ＦＤＭＡ信号を復調する。具体的には、ＣＰ除去部２５１が受信ＳＣ－ＦＤＭＡ信号からＣＰを除去し、ＦＦＴ部２５２がＣＰ除去後の受信ＳＣ－ＦＤＭＡ信号を周波数領域信号に変換する。そして、信号抽出部２５３が、その周波数領域信号のうち、制御部２７０から受け取る周波数割り当て情報に対応する周波数成分を抽出し、ＩＤＦＴ部２５４が、抽出された周波数成分を時間軸上のシングルキャリア信号に変換する。
　分離部２５５は、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号復調部２５０から受け取るシングルキャリア信号を、受信データ信号と応答信号とに分離し、受信データ信号をデータ受信部２６０に出力するとともに、応答信号を応答信号受信部２６５に出力する。
　データ受信部２６０は、分離部２５５から受け取る受信データ信号を復号し、得られた復号データを例えばＭＡＣ等の上位レイヤーに転送する。
　応答信号受信部２６５は、まず、分離部２５５から受け取る応答信号に対して、端末１００の応答信号拡散部１６０での拡散処理に対応する逆拡散処理を行うことにより、端末１００から送信された応答信号を取り出す。さらに、応答信号受信部２６５は、１サブフレーム内で周波数ホッピングしつつ２回繰り返される応答信号を合成（例えば、最大比合成）する。そして、応答信号受信部２６５は、合成信号に基づいて、応答信号がＡＣＫを示しているのかＮＡＣＫを示しているのか判定し、判定結果に応じてＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号を再送制御部２１０に出力する。
　制御部２７０は、上りリソース及び下りリソースを端末１００に対して割り当てる。すなわち、制御部２７０は、上りリソース及び下りリソースのスケジューリングを行う。そして、制御部２７０は、スケジューリング結果である上り割り当て情報及び下り割り当て情報を変調部２０５に出力する。また、制御部２７０は、上り割り当て情報（ここでは、周波数割り当て情報）をＳＣ－ＦＤＭＡ信号復調部２５０に出力する。
　また、制御部２７０は、各上りサブフレームの構成パタンを、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ各単位バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第１パタン及び複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記拡張バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第２パタンから選択する。選択された構成パタンを示す情報は、報知信号生成部２２０に出力される。
　［端末１００及び基地局２００の動作］
　（上りサブフレームの構成パタンの報知）
　基地局２００の制御部２７０において、上りサブフレームの構成パタンが、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記各単位バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第１パタン及び複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記拡張バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第２パタンから、サブフレームごとに選択される。すなわち、基地局２００は、サブフレームの構成パタンをスケジューリングする。
　図５は、基地局によるサブフレーム構成パタンのスケジューリングに基づいた上りフレームの状況が示されている。図５において、基地局２００は、第１パタンと、第２パタンとを交互に選択している。ここでは、単位バンドは２０ＭＨｚの帯域幅を持つ。また、拡張バンドは、単位バンド２つ分の帯域幅、つまり、４０ＭＨｚの帯域幅を持つ。すなわち、第１パタンでは、２０ＭＨｚが基本帯域幅であり、第２パタンでは、４０ＭＨｚが基本帯域幅である。
　そして、選択された構成パタンを示す情報は、報知信号生成部２２０で報知情報に含められて、ブロードキャストされる。
　（基地局２００による端末へのサブフレーム割り当て）
　基地局２００は、基本的には、サブフレームの割り当て対象端末に係る端末能力に応じて、次のようなサブフレーム割り当てを行う。すなわち、基地局２００は、各端末に対して、各端末の送信可能帯域幅以下の基本帯域幅を持つ構成パタンが選択された上りサブフレームを割り当てる。
　図５を用いて具体的に説明すると、送信可能帯域幅が２０ＭＨｚである端末に対しては、基本帯域幅が２０ＭＨｚであるサブフレーム（つまり、図５における１番目及び３番目のサブフレーム）が割り当てられる。また、送信可能帯域幅が４０ＭＨｚ以上である端末に対しては、基本帯域幅が４０ＭＨｚであるサブフレーム（つまり、図５における２番目のサブフレーム）が割り当てられる。
　ただし、上記短縮形式（Shortened format）を利用可能で且つ送信帯域を変更可能な端末１００に対しては、送信可能帯域幅より広い基本帯域幅を持つ構成パタンが選択された上りサブフレームを割り当ててもよい。すなわち、２０ＭＨｚの送信可能帯域幅しか持たない端末１００であっても、図５における２番目のサブフレームに割り当てられることがある。図５において、２番目のサブフレームには、短縮形式（Shortened format）のＰＵＣＣＨが表されている。
　また、送信可能帯域幅より広い基本帯域幅を持つ構成パタンが選択された上りサブフレームの端末１００に対する割り当てに関しては、割り当て対象である端末１００と基地局２００との離間距離を割り当て基準としてもよい。すなわち、短縮形式（Shortened format）は、後述するように応答信号を１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルだけパンクチャする形式であるため、受信側（つまり、基地局２００）におけるＰＵＣＣＨの受信ＳＮＲの低下を引き起こす可能性がある。従って、基地局２００との離間距離が大きいときには只でさえ受信品質が悪い可能性があるので、基地局２００との離間距離が大きい端末１００に対しては、送信可能帯域幅より広い基本帯域幅を持つ構成パタンが選択された上りサブフレームを割り当てないことにしてもよい。なお、端末１００と基地局２００との離間距離は、ＧＰＳから求まる位置から求めてもよい。また、端末１００から送信したパイロット信号の基地局２００における受信電力などを離間距離の指標として用いてもよい。
　また、基地局２００は、広帯域の端末送信能力を持つ端末に対しては、できるだけ広い基本帯域幅を持つ構成パタンが選択された上りサブフレームを割り当てる。こうすることで、割り当て対象端末は、両端のＰＵＣＣＨ以外の中央の周波数領域（図５では、３０ＭＨｚ程度の連続した周波数帯域）が割り当てられているＰＵＳＣＨで、上りデータ信号を高速送信することができる。
　（端末１００による応答信号の送信動作）
　端末１００において、制御部１３５は、基地局２００から送信された、自機宛の上り割り当て情報、及び、基地局２００からブロードキャストされたＰＵＣＣＨ配置情報に基づいて、（１）応答信号に対して施す拡散のパタン、（２）ＳＣ－ＦＤＭＡ信号において応答信号をマッピングする周波数位置、及び、（３）送信帯域を制御する。
　具体的には、制御部１３５は、まず、自機が割り当てられた上りサブフレームの構成パタンが第１パタンであるか第２パタンであるかを判断する。
　そして、自機が割り当てられた上りサブフレームの構成パタンが第２パタンであるときには、制御部１３５は、自機の通信可能帯域幅と、第２パタンの基本帯域幅とを比較する。
　〈比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき、又は両者が等しいとき〉
　（１）制御部１３５は、応答信号拡散部１６０で用いられる拡散符号を、ノーマル形式（Normal format）用の拡散符号とする。
　（２）制御部１３５は、上りサブフレームの構成パタンに応じた周波数位置に応答信号をマッピングさせる。
　（３）制御部１３５は、送信ＲＦ部１７５の送信帯域を拡張バンドに合わせたまま移動させない。すなわち、制御部１３５は、送信ＲＦ部１７５の送信帯域の中心周波数と、基地局２００により割り当てられた拡張バンドの中心周波数とを一致させる。
　図６は、通信可能帯域幅と第２パタンの基本帯域幅とが等しいときの端末１００による応答信号の送信動作の説明に供する図である。ここでは、特に、４０ＭＨｚの送信可能帯域幅及びこれに対応するＩＦＦＴ周波数帯域を持つ端末１００が、４０ＭＨｚの基本帯域幅を持つサブフレームに割り当てられている。図６において、ＲＳは、ＰＵＣＣＨにて応答信号が送信される際に一緒に配置されるリファレンスシグナル（Reference Signal）を示し、ＡＣＫは、拡散された応答信号が配置されるＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを示す。
　図６においては、１つのサブフレームに含まれる、前スロット及び後スロットのいずれにおいても、ノーマル形式（Normal format）用の拡散符号で拡散された応答信号が４つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置されている。
　ここで、応答信号の拡散は、２段階で行われる。応答信号拡散部１６０は、１段階目の拡散では、１シンボルの応答信号が１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルの全体を占有するように拡散する。すなわち、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルは１２個のTime-continuous signalで形成されるため、１段階目の拡散では、系列長１２の拡散符号が用いられる。
　そして、応答信号拡散部１６０は、２段階目の拡散では、１段階目で得られた、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに対応する長さを持つ応答信号を、系列長４の拡散符号(例えば、Ｗａｌｓｈ符号(1,1,1,1)、(1,-1,1,-1)、(1,1,-1,-1)、(1,-1,-1,1)のいずれか)で拡散する。こうして得られた４ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに対応する長さを持つ応答信号は、１スロットのうちの４つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置される。図６には、この配置状況が示されている。なお、他の端末からの応答信号は異なる拡散符号で拡散されている。従って、受信側の基地局２００は、受信応答信号に対してＣＤＭＡ技術における逆拡散を行うことによって、各端末からの応答信号を分離できる。
　また、周波数マッピング部１７２は、ＩＦＦＴ部１７３におけるＩＦＦＴ周波数帯域幅と、拡張バンドの帯域幅とがマッチしているので、上りサブフレームの構成パタンに応じた周波数位置にＤＦＴ処理後の応答信号をマッピングする。図６では、端末１００に対して図５のＰＵＣＣＨ１が割り当てられている場合が示されている。
　また、送信ＲＦ部１７５は、送信帯域幅と、拡張バンドの帯域幅とがマッチしているので、送信帯域の中心周波数を拡張バンドの中心周波数に合わせたまま動かさない。
　〈比較の結果、自機の通信可能帯域幅が第２パタンの基本帯域幅よりも小さいとき〉
　（１）制御部１３５は、応答信号拡散部１６０で用いられる拡散符号を、短縮形式（Shortened format）用の拡散符号とする。
　（２）制御部１３５は、上りサブフレームの構成パタンに応じた周波数位置に応答信号をマッピングさせる。
　（３）制御部１３５は、サブフレームの前スロットでは応答信号が拡張バンドの一端部で送信されるように送信ＲＦ部１７５の送信帯域を調整し、後スロットでは応答信号が他端部で送信されるように送信ＲＦ部１７５の送信帯域を調整する。
　図７は、自機の通信可能帯域幅が第２パタンの基本帯域幅よりも小さいときの端末１００による応答信号の送信動作の説明に供する図である。ここでは、特に、２０ＭＨｚの送信可能帯域幅及びこれに対応するＩＦＦＴ周波数帯域を持つ端末１００が、４０ＭＨｚの基本帯域幅を持つサブフレームに割り当てられている。図７において、ＲＳは、ＰＵＣＣＨにて応答信号が送信される際に一緒に配置されるリファレンスシグナル（Reference Signal）を示し、ＡＣＫは、拡散された応答信号が配置されるＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを示す。
　図７においては、１つのサブフレームに含まれる前スロットでは、上述したノーマル形式（Normal format）用の拡散符号で拡散された応答信号が４つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置されている。しかし、後スロットでは、短縮形式（Shortened format）用の拡散符号で拡散された応答信号が、そのスロットにおける最初のＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを除いた３つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置されている。
　ここで、応答信号に対する短縮形式の拡散も、２段階で行われる。応答信号拡散部１６０は、１段階目の拡散では、１シンボルの応答信号が１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルの全体を占有するように拡散する。すなわち、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルは１２個のTime-continuous signalで形成されるため、１段階目の拡散では、系列長１２の拡散符号が用いられる。
　そして、応答信号拡散部１６０は、２段階目の拡散では、１段階目で得られた、１ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに対応する長さを持つ応答信号を、系列長３の拡散符号で拡散する。系列長３の拡散符号は、応答信号が他の端末との間で符号分割多重されるので、直交系列である必要がある。従って、本実施の形態では、３×３のＤＦＴ行列成分から形成されたＤＦＴ符号である、(1,1,1)、(1,ej2π/3, ej4π/3)、(1,ej4π/3, ej2π/3)のいずれかが拡散符号として用いられる。こうして得られた３ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに対応する長さを持つ応答信号は、１スロットのうちの３つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置される。図７には、この配置状況が示されている。すなわち、前スロットでは、４つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに応答信号が配置される一方、後スロットでは、最初のＳＣ－ＦＤＭＡシンボルの応答信号が間引きされ他の３つのＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置される。
　また、制御部１３５は、送信帯域幅と、拡張バンドの帯域幅とがマッチしていないので、前スロットでは送信帯域の一端を拡張バンドの一端に合わせ、後スロットでは送信帯域の他端を拡張バンドの他端に合わせる。このように２スロットを使うことにより、端末１００は、自機の送信可能帯域幅を超える帯域幅を持つ拡張バンド全体をカバーすることができる。
　ここで、送信ＲＦ部１７５の送信帯域を変更すると変更後暫くの間（つまり、周波数遷移期間）は周波数が安定しないため、送信動作が不安定となる。従って、上述のように、後スロットの最初のＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを、信号を送信しない無送信区間とすることにより、無駄な送信動作を防止できる。
　また、周波数マッピング部１７２は、上りサブフレームの構成パタンに応じた周波数位置にＤＦＴ処理後の応答信号をマッピングする。しかし、ＩＦＦＴ部１７３におけるＩＦＦＴ周波数帯域幅と拡張バンドの帯域幅とがマッチしていないので、周波数マッピング部１７２は、上りサブフレームの構成パタンに応じた周波数位置と送信帯域の調整後に一致するＩＦＦＴ周波数位置に、ＤＦＴ処理後の応答信号をマッピングする。図７では、端末１００に対して図５のＰＵＣＣＨ１が割り当てられている場合が示されている。
　以上のように本実施の形態によれば、単一の通信に複数の単位バンドを割り当て可能な基地局２００において、制御部２７０が、２スロットで構成される上りサブフレームの構成パタンを、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記各単位バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第１パタン及び複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ拡張バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第２パタンから選択する。そして、選択された構成パタンに関する情報は、上りサブフレームが割り当てられる割り当て対象端末に対して送信される。
　こうして上りサブフレームに第２パタンを設けたことにより、コントロールチャネル間に広い周波数領域を用意することができる。そして、コントロールチャネル間の広い周波数領域を上りデータ送信に用いるチャネル（ＰＵＳＣＨ）とし、この周波数領域を広帯域通信の可能な端末に対して割り当てることにより、上り高速データ通信を実現することができる。特に、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号を上り回線で送信し且つ送信帯域が広い端末に対して連続した広帯域を割り当てることにより、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号のＳｉｎｇｌｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ特性(つまり、ＰＡＰＲが低い特性)を維持することができ、結果として、ＳＣ－ＦＤＭＡによる上り高速データ通信を実現することができる。
　また、本実施の形態によれば、端末１００において、報知信号受信部１２０が、自機に割り当てられた上りサブフレームの構成パタンが、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第１パタンであるか、又は、複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第２パタンであるかを示すパタン情報を取得する。そして、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０の周波数マッピング部１７２が、コントロールチャネル信号を、報知信号受信部１２０で取得されたパタン情報に応じたＳＣ－ＦＤＭＡシンボルにおける周波数位置にマッピングする。そして、制御部１３５が、報知信号受信部１２０で取得されたパタン情報が第２パタンを示し、且つ、自機の通信可能帯域幅よりもパタン情報に対応する構成パタンの基本帯域幅の方が大きいときに、前スロットでは送信ＲＦ部１７５の送信帯域を拡張バンドの一端部に合わせ、後スロットでは送信帯域を拡張バンドの他端部に移動させる。
　こうすることで、自機の送信可能帯域よりも広い基本帯域幅を持つサブフレームが割り当てられても、送信帯域をスロット間で移動させることにより基本帯域幅の全体をカバーする端末１００を実現することができる。換言すれば、コントロールチャネルに自機の送信可能帯域よりも広帯域の周波数ホッピングを要求されるサブフレームに対しても割り当て可能な端末１００を実現することができる。よって、異なる構成パタンのサブフレームが混在したフレームに対して端末をバランス良く割り当てることができるので、周波数利用効率の高い通信システムを実現することができる。
　なお、以上の説明では、比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき、又は両者が等しいとき、端末１００は、ノーマル形式（Normal format）で応答信号を送信するものとした。しかしながら、比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき、又は両者が等しいときであっても、端末１００が、短縮形式（Shortened format）で応答信号を送信するようにしてもよい。こうすることで、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さい端末１００から送信される応答信号と、通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき又は両者が等しい端末１００から送信される応答信号とを直交化させることができる。
　また、以上の説明では、後スロットの先頭ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルで送信帯域の調整を行うため、後スロットに短縮形式（Shortened format）を適用した。しかしながら、前スロットに短縮形式（Shortened format）を適用してもよい。この場合、前スロットの末尾ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルで送信帯域の調整を行うとともに、その末尾ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを応答信号の無送信区間とする。
　またなお、後スロットの初めに送信帯域を調整した場合、次のサブフレームでその調整前の送信帯域に戻すためには、そのサブフレームの初めに送信帯域調整期間が必要となる。従って、次のサブフレームの先頭ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルも応答信号の無送信区間としてもよい。又は、次のサブフレームでは、調整後の送信帯域のままで上り信号を送信するようにしてもよい。こうすることで、次のサブフレームの先頭ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを無送信区間とする必要がなくなる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２では、端末がＰＵＣＣＨを同一サブフレームのスロット間で周波数ホッピングさせるとともに、該スロット間でプレコーディングに用いる重み付けベクトルを切り替える。
　［端末の構成］
　図８は、本発明の実施の形態２に係る端末３００の構成を示すブロック図である。図８において、端末３００は、信号合成部３１０と、制御部３２０と、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部３３０とを有している。また、端末３００は、アンテナを２つ有しているため、受信ＲＦ部１０５、ＯＦＤＭ信号復調部１１０、及び送信ＲＦ部１７５をそれぞれ２つずつ具備している。すなわち、端末３００は、送信ＲＦ部１７５を２つ有しているので、２つのパワーアンプ（ＰＡ）を具備している。
　信号合成部３１０は、ＯＦＤＭ信号復調部１１０－１、２で得られた周波数領域信号を周波数成分ごとに合成し、合成後の周波数領域信号を分離部１１５に出力する。
　制御部３２０は、基本的には、実施の形態１の端末１００における制御部１３５と同様の機能を有する。ただし、制御部３２０は、プレコーディング情報によって、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部３３０で用いられる重み付けベクトルを、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで切り替える。
　ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部３３０は、プレコーディング部３３１を有する。プレコーディング部３３１は、制御部３２０からプレコーディング情報を受け取る。プレコーディング部３３１は、周波数マッピング部１７２で応答信号が所定の周波数位置にマッピングされた周波数領域信号に対して、プレコーディング情報に応じたプレコーディング処理を施す。
　具体的には、プレコーディング部３３１は、同一サブフレームの前スロットに配置される周波数領域信号に対して第１の重み付けベクトルでプレコーディングする。すなわち、プレコーディング部３３１は、第１の重み付けベクトルの第１要素で重み付けした周波数領域信号をＩＦＦＴ部１７３－１に出力するとともに、第１の重み付けベクトルの第２要素で重み付けした周波数領域信号をＩＦＦＴ部１７３－２に出力する。また、プレコーディング部３３１は、同一サブフレームの後スロットに配置される周波数領域信号に対して、第１の重み付けベクトルと直交する第２の重み付けベクトルでプレコーディングする。プレコーディング部３３１は、第２の重み付けベクトルの第１要素で重み付けした周波数領域信号をＩＦＦＴ部１７３－１に出力するとともに、第２の重み付けベクトルの第２要素で重み付けした周波数領域信号をＩＦＦＴ部１７３－２に出力する。
　すなわち、プレコーディング部３３１は、周波数マッピング部１７２から受け取る周波数領域信号のプレコーディングに用いる重み付けベクトルを、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで切り替える。
　［端末３００による応答信号の送信動作］
　自機宛の上り割り当て情報、及び、基地局２００からブロードキャストされたＰＵＣＣＨ配置情報に基づく、（１）応答信号に対して施す拡散のパタン、（２）ＳＣ－ＦＤＭＡ信号において応答信号をマッピングする周波数位置、及び、（３）送信帯域の制御に関しては、制御部３２０は、実施の形態１の制御部１３５と同じである。
　ただし、制御部３２０は、実施の形態１の制御部１３５と異なり、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部３３０で用いられる重み付けベクトルを、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで切り替える。すなわち、制御部３２０は、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで空間ホッピング処理を行う。さらに、前スロットで用いられる重み付けベクトルと、後スロットで用いられる重み付けベクトルとを直交させることにより、理想的な空間ダイバーシチ効果を得ることができる。ここでは、図９に示すように、重み付けベクトルの切り替えタイミングは、前スロットと後スロットとの境界としている。
　以上のように本実施の形態によれば、送信ＲＦ部１７５－１、２を有する端末３００において、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部３３０のプレコーディング部３３１が、周波数マッピング部１７２で得られた信号のプレコーディングに用いる重み付けベクトルを、前スロットと後スロットとで切り替える。
　こうすることで、周波数ホッピングによる周波数フェージング耐性向上効果の他に、空間ダイバーシチ効果が得られるので、上りコントロールチャネルの通信品質をさらに向上することができる。
　なお、本実施の形態ではプレコーディング部３３１をＩＦＦＴ部１７３の前に配置するとしているが、プレコーディング部の配置はこれに限定されない。例えば、周波数マッピング部１７２から出力される信号に対して一つのＩＦＦＴ部を配置し、そのＩＦＦＴ部の直後にプレコーディング部を配置してもよい。また、ＣＰ付加部の後にプレコーディング部を配置してもよい。さらに、プレコーディング部１７３をＤＦＴ部１７１の前に配置し、ＤＦＴ部１７１及び周波数マッピング部１７２を複数備える構成を取ってもよい。
　（実施の形態３）
　実施の形態３では、端末がＰＵＣＣＨを同一サブフレームのスロット間で周波数ホッピングさせるとともに、該スロット間で送信アンテナを切り替える。
　［端末の構成］
　図１０は、本発明の実施の形態３に係る端末４００の構成を示すブロック図である。図１０において、端末４００は、制御部４１０と、アンテナ切り替えスイッチ４２０、４３０とを有する。端末４００は、アンテナを２つ有している。端末４００は、送信ＲＦ部１７５を１つ有しているので、１つのパワーアンプ（ＰＡ）を具備している。
　制御部４１０は、基本的には、実施の形態１の端末１００における制御部１３５と同様の機能を有する。ただし、制御部４１０は、送信アンテナを、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで切り替える。具体的には、制御部４１０は、送信アンテナ切り替え信号を用いてアンテナ切り替えスイッチ４２０の出力先アンテナを切り替えることにより、送信アンテナを切り替える。
　［端末４００による応答信号の送信動作］
　自機宛の上り割り当て情報、及び、基地局２００からブロードキャストされたＰＵＣＣＨ配置情報に基づく、（２）ＳＣ－ＦＤＭＡ信号において応答信号をマッピングする周波数位置、及び、（３）送信帯域の制御に関しては、制御部４１０は、実施の形態１の制御部１３５と同じである（図１１参照）。
　ただし、制御部４１０は、実施の形態１の制御部１３５と異なり、送信アンテナを、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで切り替える。すなわち、制御部４１０は、送信アンテナを切り替えることにより、同一サブフレームの前スロットと後スロットとで空間ホッピング処理を行う。ここでは、図１１に示すように、送信アンテナの切り替えタイミングは、前スロットと後スロットとの境界としている。
　また、（１）応答信号に対して施す拡散のパタンについては、比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき又は両者が等しいときも、応答信号拡散部１６０で用いられる拡散符号を、短縮形式（Shortened format）用の拡散符号とする。こうすることで、送信アンテナを切り替えると暫くの間は送信信号が安定しないが、後スロットの最初のＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを無送信区間とすることにより、無駄な送信動作を防止できる。
　以上のように本実施の形態によれば、複数の送信アンテナを有する端末４００において、制御部４１０は、ＳＣ－ＦＤＭＡ信号形成部１７０で形成されたＳＣ－ＦＤＭＡ信号を送信する送信アンテナを、前スロットと後スロットとで変更する。
　こうすることで、周波数ホッピングによる周波数フェージング耐性向上効果の他に、空間ダイバーシチ効果が得られるので、上りコントロールチャネルの通信品質をさらに向上することができる。
　なお、以上の説明では、比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき又は両者が等しいとき、端末４００は、前スロットと後スロットとで送信アンテナを変更するものとした。しかしながら、比較の結果、自機の通信可能帯域幅よりも第２パタンの基本帯域幅の方が小さいとき、又は両者が等しいときには、端末４００が、送信アンテナ切り替えを行わず一方のアンテナだけ用いる構成としてもよい。この場合には、後スロットには、ノーマル形式（Normal format）が適用される。
　また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
　また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
　２００８年８月８日出願の特願２００８－２０５６４１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明の基地局、及び、端末は、広帯域の上りデータ通信を実現しつつ、種々の端末能力を持つ端末が利用可能な、フレームにおけるコントロールチャネルの配置方法を実現するものとして有用である。

Claims (5)

  1. 　単一の通信に複数の単位バンドを割り当て可能な基地局であって、
    　２スロットで構成される上りサブフレームの構成パタンを、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記各単位バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第１パタン及び複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置され且つ前記拡張バンドの両端部に配置されたコントロールチャネルがスロット間で入れ替わる第２パタンから選択する選択手段と、
    　前記上りサブフレームが割り当てられる割り当て対象端末に対して、前記選択された構成パタンに関する情報を送信する送信手段と、
    　を具備する基地局。
  2. 　単一の通信に複数の単位バンドを割り当て可能な基地局によって割り当てられ且つ２スロットからなる上りサブフレームでＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを送信する端末であって、
    　前記割り当てられた上りサブフレームの構成パタンが、各単位バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第１パタンであるか、又は、複数の単位バンドから構成される拡張バンドの両端部にコントロールチャネルが配置される第２パタンであるかを示すパタン情報を取得する取得手段と、
    　送信帯域を変更可能に構成され、前記ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを送信する送信手段と、
    　前記ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを形成する手段であって、コントロールチャネル信号を前記ＳＣ－ＦＤＭＡシンボルにおける前記パタン情報に応じた周波数位置にマッピングするマッピング手段を含む形成手段と、
    　前記取得したパタン情報が前記第２パタンを示し、且つ、自機の通信可能帯域幅よりも前記パタン情報に対応する構成パタンの基本帯域幅の方が大きいときに、前スロットでは前記送信帯域を前記拡張バンドの一端部に合わせ、後スロットでは前記送信帯域を前記拡張バンドの他端部に移動させる制御手段と、
    　を具備する端末。
  3. 　前記送信手段は、複数の送信ＲＦ部を具備し、
    　前記形成手段は、前記マッピング手段で得られた信号を重み付けベクトルでプレコーディングする手段であって、前記重み付けベクトルを前記前スロットと前記後スロットとで切り替えるプレコーディング手段、をさらに含む、
    　請求項２に記載の端末。
  4. 　複数の送信アンテナを有し、
    　前記制御手段は、前記形成手段で形成されたＳＣ－ＦＤＭＡシンボルが送信される送信アンテナを、前スロットと後スロットとで変更する、
    　請求項２に記載の端末。
  5. 　前記制御手段は、前記コントロールチャネル信号を、前記後スロットを構成するＳＣ－ＦＤＭＡシンボル群のうち最初のＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを除くＳＣ－ＦＤＭＡシンボルに配置させる、
    　請求項２に記載の端末。
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