WO2012150666A1 - ユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

ユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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和晃 武田
哲士 阿部
祥久 岸山
聡 永田
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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Definitions

  • the present invention relates to a user terminal, a radio base station apparatus, a radio communication system, and a radio communication method in a next generation radio communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • LTE-A LTE advanced or LTE enhancement
  • MIMO Multi Input Multi Output
  • a transmitter / receiver is provided with a plurality of transmission / reception antennas, and different transmission information sequences are transmitted simultaneously from different transmission antennas.
  • LTE successor systems for example, Rel. 9 and Rel. 10.
  • MU-MIMO Multiple User MIMO
  • Hetnet Heterogeneous network
  • CoMP Coordinatd Multi-Point
  • the present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to provide a user terminal, a radio base station apparatus, a radio communication system, and a radio communication method corresponding to an increase in the number of users.
  • the user terminal provides a downlink control signal multiplexed on radio resources from the beginning of a subframe to a predetermined OFDM symbol, and a downlink control frequency-multiplexed with a downlink data signal on radio resources after the predetermined OFDM symbol.
  • a reception unit that receives a signal, a retransmission confirmation unit that performs retransmission confirmation on the downlink data signal based on a frequency-division-multiplexed downlink control signal, and outputs a retransmission response signal; and uplink control used for transmission of the retransmission response signal
  • a selection unit that selects a radio resource of the channel.
  • the radio base station apparatus of the present invention multiplexes a downlink control signal into a radio resource from the beginning of a subframe to a predetermined OFDM symbol, a signal generation unit that generates a downlink control signal and a downlink data signal for a user terminal, and A transmitter that transmits a downlink control signal and a downlink data signal by frequency division multiplexing to a radio resource after a predetermined number of OFDM symbols, and a downlink that has been confirmed to be retransmitted by the user terminal based on the downlink control signal that has been frequency division multiplexed. And a reception unit that receives a retransmission response signal of the data signal.
  • the radio communication method of the present invention transmits a downlink control signal and a downlink data signal generated by a radio base station apparatus to a user terminal, and transmits a retransmission response signal for the downlink data signal received at the user terminal to the radio base station.
  • a wireless communication method for feeding back to a device wherein in the wireless base station device, a downlink control signal is multiplexed on a wireless resource from a head of a subframe to a predetermined OFDM symbol, and a wireless signal after the predetermined number of OFDM symbols is transmitted.
  • Select characterized by having a, and transmitting the retransmission response signal to the radio base station apparatus.
  • the radio communication system of the present invention transmits a downlink control signal and a downlink data signal generated by a radio base station apparatus to a user terminal, and transmits a retransmission response signal for the downlink data signal received at the user terminal to the radio base station.
  • the radio base station apparatus includes a signal generation unit that generates a downlink control signal and a downlink data signal for the user terminal, and a radio resource from a head of a subframe to a predetermined OFDM symbol And a transmitter that multiplexes and transmits a downlink control signal and a downlink data signal to a radio resource after the predetermined number of OFDM symbols, and transmits the downlink control signal and the downlink data signal to the radio resource after the predetermined number of OFDM symbols, The downlink data signal is transmitted to the radio resource after the predetermined OFDM symbol transmitted from the base station apparatus.
  • a reception unit that receives a frequency-division multiplexed downlink control signal, a retransmission confirmation unit that performs retransmission confirmation on the downlink data signal based on the frequency-division multiplexed downlink control signal, and outputs a retransmission response signal; and the retransmission And a selection unit that selects a radio resource of the uplink control channel used for transmission of the response signal.
  • the present invention it is possible to provide a user terminal, a radio base station apparatus, a radio communication system, and a radio communication method that can effectively cope with a shortage of downlink control channel capacity corresponding to an increase in the number of users.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of Hetnet to which MU-MIMO is applied.
  • the system shown in FIG. 1 includes a small base station apparatus RRH (Remote Radio Head) having a local cell in the cell of the base station apparatus eNB (eNodeB), and is configured in a hierarchical manner.
  • RRH Remote Radio Head
  • UE User Equipment
  • eNodeB base station apparatuses
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a subframe in which downlink MU-MIMO transmission is performed.
  • the downlink data signal for the user terminal UE and the downlink control information (DCI) signal for receiving the downlink data are time-division multiplexed and transmitted.
  • DCI downlink control information
  • a predetermined OFDM symbol (1 to 3 OFDM symbols) from the head of the subframe is secured as a radio resource area (PDCCH area) for a downlink control channel (PDCCH).
  • the PDCCH region is composed of up to 3 OFDM symbols from the top of the subframe, and the number of OFDM symbols dynamically changes for each subframe according to traffic information (for example, the number of connected users, etc.) Is selected).
  • a radio resource area (PDSCH area) for a downlink data channel (PDSCH: Physical Downlink Shared Channel) is secured in radio resources after a predetermined number of symbols from the top of the subframe.
  • DCI corresponding to each user terminal is assigned to the PDCCH region.
  • downlink control information cannot be assigned to all user terminals UE only in the PDCCH region configured from a maximum of three OFDM symbols from the top of the subframe.
  • the radio resource allocation method shown in FIG. 2 shows a case where the PDCCH region is insufficient due to an increase in the PDCCH signal transmitted by each user, and allocation resources for downlink control information for the user terminals UE # 5 and # 6 cannot be secured. ing.
  • a shortage of downlink control signal allocation resources is assumed, and the influence on the throughput characteristics of MU-MIMO transmission is a problem.
  • the present inventor newly performs a frequency division multiplexing of a downlink control signal and a downlink data signal on a radio resource after a predetermined number of symbols of a subframe, thereby newly adding a predetermined frequency region of an existing PDSCH region to a PDCCH region (FDM type). It was conceived to be used as PDCCH or UE-PDCCH (see FIG. 3).
  • the downlink control signal (hereinafter, “enhanced PDCCH signal”) of the user terminal that performs transmission using the extended PDCCH region (hereinafter also referred to as “extended PDCCH”). It may be necessary to study feedback control of the retransmission response signal. For example, when transmitting a retransmission response signal of a PDSCH signal that has been retransmitted based on an extended PDCCH signal using an uplink control channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel), the radio resource of the PUCCH allocated to each user terminal is appropriate. Need to choose. In this case, a method of specifying and notifying a specific radio resource from the radio base station apparatus to the user terminal can be considered, but there is a possibility that the radio resource cannot be effectively used.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • a configuration in which communication is performed using a plurality of basic frequency blocks (component carrier (CC: Component Carrier)) is also being studied. It is desirable to provide feedback. Therefore, the present inventor studied feedback control of the retransmission response of the extended PDCCH signal when extending the PDCCH region, and reached the present invention. Hereinafter, feedback control of retransmission response will be described in detail.
  • the signal transmitted in the uplink is multiplexed on a predetermined radio resource and transmitted from the user terminal (UE # 1, UE # 2) to the radio base station apparatus.
  • the data signal of the user terminal is multiplexed on radio resources in the uplink data channel (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) area.
  • the uplink control signal is multiplexed with the radio signal in the PUSCH region when transmitting simultaneously with the data signal, and multiplexed with the radio resource in the uplink control channel (PUCCH) region when transmitting only the uplink control signal. Is done.
  • the uplink control information transmitted in the uplink includes downlink quality information (CQI: Channel Quality Indicator), a retransmission response signal for the downlink data signal, and the like.
  • the retransmission response signal is an acknowledgment (ACK: Acknowledgement) indicating that the transmission signal for the user terminal is properly received from the radio base station apparatus or a negative acknowledgment (NACK: Negative Acknowledgement) indicating that the transmission signal is not properly received. ).
  • the radio base station apparatus detects the successful transmission of the PDSCH signal by ACK, and detects that an error has been detected in the PDSCH signal by NACK. Also, the radio base station apparatus can determine that the received power in the radio resource allocated to the retransmission response signal in the uplink is DTX (Discontinuous Transmission) when the received power is a predetermined value or less.
  • DTX Continuous Transmission
  • DTX is a determination result that “ACK and NACK were not notified from the user terminal”, which means that the user terminal could not receive the downlink control signal (PDCCH signal).
  • the user terminal does not detect that the PDSCH signal is transmitted to the user station, and as a result, neither ACK nor NACK is transmitted.
  • the radio base station apparatus transmits the next new data.
  • the radio base station apparatus performs retransmission control so as to retransmit the transmitted data.
  • the user terminal When transmitting a retransmission response signal using a PUCCH radio resource, the user terminal selects a predetermined radio resource used for transmitting the retransmission response signal from the radio resources and transmits the PUCCH signal.
  • OCC Orthogonal Cover Code
  • CS Cyclic Shift
  • PRB Physical Resource Block indexes are used as radio resources of PUCCH.
  • the ACK / NACK notification format for the downlink data signal is defined (PUCCH Format 1a / 1b).
  • the code word (CW) indicates a coding unit of channel coding (error correction coding), and one or a plurality of code words are transmitted when MIMO multiplexing transmission is applied.
  • CW indicates a coding unit of channel coding (error correction coding), and one or a plurality of code words are transmitted when MIMO multiplexing transmission is applied.
  • LTE Long Term Evolution
  • a maximum of 2 codewords are used in single user MIMO.
  • each layer is an independent codeword, and in the case of four-layer transmission, one codeword is provided for every two layers.
  • mapping table of FIG. 5 “0” indicates that the user terminal does not transmit information to the radio base station apparatus in the subframe, and “1”, “ ⁇ 1”, “j”, “ ⁇ j” "” Represents a specific phase state.
  • “1” and “ ⁇ 1” correspond to “0” and “1”, respectively, and can represent 1-bit information.
  • FIG. 5B “1”, “ ⁇ 1”, “j”, and “ ⁇ j” correspond to data of “00”, “11”, “10”, and “01”, respectively. Information can be represented.
  • a retransmission response signal of up to 2 bits can be transmitted using one radio resource.
  • the user terminal receives the enhanced PDCCH signal, it is necessary to confirm retransmission of the PDSCH signal and control transmission of the retransmission response signal, similarly to the case of receiving the existing PDCCH signal.
  • feedback control of the retransmission response signal of the PDSCH signal confirmed to be retransmitted based on the extended PDCCH signal will be specifically described.
  • the bit field of identification information (ARI: ACK / NACK Resource Indicator) for specifying the PUCCH radio resource for the retransmission response signal in the downlink control information (DCI) transmitted using the extended PDCCH region Is provided.
  • ARI ACK / NACK Resource Indicator
  • a specific radio resource is selected based on the ARI included in the extended PDCCH signal from a plurality of radio resources set in advance for each user terminal using an upper layer signal (upper control signal).
  • upper control signal upper control signal
  • radio resource identifiers R1 to R4 are set for a plurality of user terminals (here, 5 UEs (UE # 1 to UE # 5)).
  • a plurality of radio resources to be set in the user terminal can be notified by RRC signaling from an upper layer, and the radio base station apparatus transmits an extended PDCCH signal including an ARI so that each user terminal can
  • the PUCCH radio resource used for retransmission response signal transmission can be selected based on the ARI included in the extended PDCCH signal, where a plurality of same radio resources are shared and allocated to a plurality of user terminals.
  • different resources may be allocated for each user terminal.
  • a 2-bit (four) radio resource is shared and set, and a 2-bit ARI is used to avoid collision of radio resources between UEs.
  • wireless resource is dynamically allocated to each user terminal is shown.
  • the present invention is not limited to this, and the number of radio resources set for the user may be larger than 2 bits, and the number of user terminals sharing the radio resource is not limited to this.
  • the radio base station apparatus provides an ARI field for designating radio resources in downlink control information (DCI). For example, bits for the ARI field can be added to a DL assignment (eg, DCI format 1A, 2A, etc.) in which downlink scheduling is defined.
  • DCI downlink control information
  • a radio resource of an uplink control channel used for transmission of a retransmission response signal is selected using a CCE (Control Channel Element) index or a VRB (Virtual Resource Block) index corresponding to the extended PDCCH signal.
  • CCE Control Channel Element
  • VRB Virtual Resource Block
  • FIG. 7 shows the case of resource allocation type 0 (Resource allocation type 0).
  • resource allocation type 0 Resource allocation type 0
  • Resource block allocation type 0 There are three different types of resource block allocation types (Resource allocation type 0, 1, 2).
  • Resource block allocation types 0 and 1 support discontinuous frequency allocation in the frequency domain, and type 2 supports only continuous frequency allocation.
  • Resource block allocation type 0 reduces the size of the bitmap by indicating not by individual resource blocks in the frequency domain but by groups of adjacent resource blocks.
  • the size of the resource block group (RBG) is 2.
  • the radio base station apparatus notifies the user terminal of N VRB VRB sets as an extended PDCCH using an upper layer signal.
  • VRBs are numbered in order from the smaller PRB index (RBG index).
  • DL assignment (eg, DCI format 1A, 2A, etc.) is placed in the first half slot (first slot), and UL Grant (eg, DCI format 0, 4) is placed in the second half slot (second slot). It can be set as the structure which arranged. By arranging DL assignment in the first half slot, the downlink data signal can be demodulated quickly. Note that the configuration of the extended PDCCH resource block is not limited to this.
  • each user's downlink control signal is allocated in units of control channel elements (CCE) composed of a plurality of resource element groups (REG), and each user's downlink control signal is PRB.
  • CCE control channel elements
  • REG resource element groups
  • the user terminal performs blind decoding in the search space specified by the CCE index, and in the case of without cross interleaving, the user terminal performs blind decoding in the search space specified by the PRB index.
  • Each format will be specifically described below.
  • Each REGs constituting 1 CCE are continuously allocated in the frequency direction to the PRB radio resources constituting the extended PDCCH.
  • nine REGs (only three REGs are shown) assigned in the frequency direction of successive VRB sets is 1 CCE. That is, 1 CCE is configured across different PRBs.
  • a REG is assigned to a resource element assigned as a reference signal such as CRS except for the resource element.
  • the radio base station apparatus assigns continuous CCEs to the extended PDCCH signal of each user terminal according to the aggregation level of each user terminal.
  • the user terminal Since the user terminal does not know the CCE to which the extended PDCCH signal addressed to itself is assigned and the selected aggregation level, the user terminal performs a composite of the extended PDCCH signal for all the CCEs that may be assigned. Perform (blind decoding).
  • the radio base station apparatus sets a search space for each user terminal so that the user terminal can reduce the number of times that the extended PDCCH signal is subjected to blind combination, and is addressed to each user terminal within the search space for each user terminal.
  • a CCE for an extended PDCCH signal can be assigned.
  • the user terminal performs blind decoding of the extended PDCCH signal in the corresponding search space.
  • the user terminal when performing blind decoding within the search space, can obtain the start position of the search space according to the following expression (1) according to each aggregation level.
  • the downlink PDCCH of each user is allocated to the extended PDCCH in units of VRB, so that the demodulation of the extended PDCCH can be performed using DM-RS (Demodulation-Reference Signal).
  • DM-RS Demodulation-Reference Signal
  • the DM-RS is defined as a UE-specific reference signal and can perform beam forming individually for the UE, so that sufficient reception quality can be obtained. For this reason, the aggregation level can be lowered, which is effective in increasing the capacity.
  • the user terminal Since the user terminal does not know the VRB to which the extended PDCCH signal addressed to itself is assigned and the selected aggregation level, the user terminal performs a composite of the extended PDCCH signal for all the VRBs that may be assigned. Perform (blind decoding).
  • the radio base station apparatus sets a search space for each user terminal so that the user terminal can reduce the number of times that the extended PDCCH blind combination is performed, and an extension addressed to each user terminal within the search space for each user terminal.
  • VRB for PDCCH signal can be allocated.
  • the user terminal performs blind decoding of the extended PDCCH signal in the corresponding search space (see FIG. 9).
  • the user terminal can obtain the search space start position (VRB index (n VRB )) in the extended PDCCH according to each aggregation level using the following equation (2).
  • aggregation level 1 six search spaces are set in VRB # 0- # 5.
  • four search spaces are set in VRRB # 0 to # 7 in units of 2 VRB.
  • two search spaces are set in VRB # 0- # 7 in units of 4VRB.
  • one search space is set for VRB # 0 to # 7 in units of 8 VRB. Note that at aggregation levels 2 and 8, the search space overlaps due to a shortage of VRBs.
  • the search space is blind-decoded according to the aggregation level, and the DCI assigned to the VRB is acquired.
  • the DCI of each user is assigned in PRB units, and is blind-decoded in the search space defined by the VRB index.
  • the user terminal can obtain the CCE index or the VRB index according to the format of the extended PUCCH.
  • each user terminal selects a radio resource to be used for the retransmission response signal using the CCE index or VRB index of the extended PDCCH.
  • the PUCCH format 1a / 1b described above can also be applied in the second mode.
  • the format of the extended PDCCH is “with cross interleaving”, it is possible to determine the radio resource of the PUCCH used for transmission of the retransmission response signal based on the CCE index corresponding to the extended PDCCH signal of the user terminal.
  • the aggregation level is greater than 1, the smallest CCE index can be selected from among a plurality of corresponding CCE indexes.
  • the user terminal determines the radio of the PUCCH from the parameter set by the RRC signaling from the higher layer and the control channel element number (CCE index) of the extended PDCCH. You can ask for resources.
  • CCE index control channel element number
  • OCC Orthogonal Cover Code
  • CS Cyclic Shift
  • PRB Physical Resource Block
  • the user terminal uses the PUCCH used for transmission of the retransmission response signal based on the VRB index. Radio resources can be determined.
  • the aggregation level is greater than 1, the smallest VRB index can be selected from the corresponding VRB indexes.
  • the user terminal uses the parameters set by the RRC signaling from the higher layer and the virtual resource block number (VRB index) of the extended PDCCH, so that the radio resource of the PUCCH Can be requested.
  • VRB index virtual resource block number
  • the user terminal that has received the extended PUCCH signal selects the PUCCH radio resource that transmits the retransmission response signal based on the CCE index or the VRB index, so that the radio base station can Signaling for notifying the radio resource used for the retransmission response signal can be omitted.
  • the radio base station can Signaling for notifying the radio resource used for the retransmission response signal can be omitted.
  • LTE-A As described above, in the LTE-A system (Rel. 10), allocation of frequencies wider than LTE is being studied with the goal of further improving frequency utilization efficiency and peak throughput. For example, in LTE-A, one requirement is to have backward compatibility with LTE, and a basic frequency block (component carrier (CC)) having a bandwidth that LTE can use is used. Employing a plurality of transmission bands has been studied.
  • CC component carrier
  • a retransmission response signal for a PDSCH signal transmitted by a plurality of downlink CCs using a PUCCH of a specific CC In order to maintain the characteristics of uplink single carrier transmission, it has been studied to transmit a retransmission response signal for a PDSCH signal transmitted by a plurality of downlink CCs using a PUCCH of a specific CC. Specifically, a plurality of radio resources are set for PUCCH Format 1a / 1b, and a combination of bit information by phase modulation (for example, QPSK data modulation) and retransmission response signals of multiple CCs by radio resource selection information.
  • the specified mapping table is being considered (Channel selection).
  • PCC Primary Component Carrier
  • SCC Secondary Component Carrier
  • a serving cell in PCC is also called PCell (Primary Cell)
  • SCell Serving Cell
  • FIG. 10 shows an example of a mapping table when channel selection is applied in a system band composed of two basic frequency blocks (PCC and SCC).
  • the mapping table can be determined by the number of CCs assigned by RRC signaling from the higher layer and the transmission mode (that is, the number of transport blocks or the number of codewords).
  • FIG. 10A shows a case where three radio resources (Ch1 to Ch3) are set for PUCCH Format 1b (one of PCC and SCC is 1CW and the other is 2CW).
  • FIG. 10B shows a case where four radio resources (Ch1 to Ch4) are set for PUCCH Format 1b (PCC and SCC are 2CW).
  • ACK (0) and ACK (1) correspond to the PCC (2CW) retransmission response signal and ACK (2) corresponds to the SCC (1 CW) retransmission response signal, or ACK (0) corresponds to the PCC ( 1 CW) retransmission response signal, ACK (1), and ACK (2) correspond to an SCC (2 CW) retransmission response signal.
  • ACK (0) and ACK (1) correspond to the PCC (2CW) retransmission response signal
  • ACK (2) and ACK (3) correspond to the SCC (2 CW) retransmission response signal.
  • PUCCH radio resources for example, Ch1 to Ch4 set in the mapping table
  • OCC Orthogonal Cover Code
  • CS Cyclic Shift
  • PRB Physical Resource Block
  • the user terminal performs retransmission confirmation of the downlink data signal (PDSCH signal) based on the extended PDCCH signal for each of a plurality of CCs, and results of retransmission confirmation (ACK / NACK / DTX of each CC carrier).
  • PUCCH radio resources used for retransmission response signal transmission are determined from the combination) and mapping table.
  • PCC and SCC are 2CW
  • PCC (2CW) retransmission response signals (ACK (0), ACK (1)) are "NACK, ACK”
  • SCC (2CW) retransmission response signals (ACK (2) , ACK (3)) is “ACK, ACK”, referring to the mapping table shown in FIG. 10B, uses “ ⁇ j” of the QPSK modulation symbol in the radio resource (Ch2).
  • the retransmission response signal of the PDSCH signal of a plurality of CCs is transmitted using the PUCCH of a specific CC, the retransmission response signal of a plurality of CCs is appropriately set and transmitted. It can be performed.
  • a plurality of PUCCH radio resources for example, Ch1 to Ch4
  • a plurality of PUCCH radio resources set in the mapping table are specified using an extended PDCCH signal (see FIG. 11). Specifically, based on at least one of the CCE index (or VRB index) corresponding to the extended PDCCH signal and the ARI for specifying the PUCCH radio resource included in the extended PDCCH signal, the radio resource (Ch1) of the mapping table is determined. To Ch4).
  • the radio resource of the mapping table is specified based on the CCE index corresponding to the extended PDCCH signal of the user terminal. can do.
  • PCell is 2CW
  • at least one of Ch1 and Ch2 in the mapping table is specified based on the CCE index corresponding to the extended PDCCH signal of the user terminal.
  • Equation (5) corresponds to Ch1
  • equation (6) corresponds to Ch2.
  • the aggregation level is greater than 1, the smallest CCE index can be selected from among the corresponding CCE indexes.
  • the radio resource of the mapping table may be specified based on the VRB index corresponding to the extended PDCCH signal of the user terminal.
  • the PCell is 2CW
  • at least one of Ch1 and Ch2 in the mapping table is specified based on the VRB index corresponding to the extended PDCCH signal of the user terminal.
  • Equation (7) corresponds to Ch1
  • equation (8) corresponds to Ch2.
  • the aggregation level is greater than 1, the smallest VRB index can be selected from the corresponding VRB indexes.
  • wireless resource set to Ch1 can be designated using the said Formula (5) or Formula (7).
  • one radio resource (for example, Ch1) of Ch1 or Ch2 is designated by the CCE index or the VRB index, and the other radio resource (for example, Ch2) is designated as an upper layer. May be specified by RRC signaling from.
  • the radio base station by specifying the radio resource of the mapping table based on the CCE index or VRB index corresponding to the extended PUCCH signal, the radio base station notifies the radio resource used for the retransmission response signal to the user terminal. Signaling can be omitted. Thereby, it is possible to efficiently use downlink radio resources.
  • both the radio resources of Ch1 and Ch2 may be designated by RRC signaling from an upper layer.
  • a radio resource is designated in an upper layer, a radio resource is shared and set among a plurality of user terminals, and a specific radio resource can be selected using an ARI included in the extended PDCCH signal.
  • the radio resource can be used efficiently, and the PUCCH radio resource designation method can be flexibly set. Is possible.
  • an extended PDCCH signal is transmitted in the SCell
  • a plurality of Ch3 and Ch4 radio resources in the mapping table are specified in the upper layer, and a specific radio resource is selected using the ARI included in the extended PDCCH signal. it can.
  • the CCE index (or VRB index) of the extended PDCCH signal of the PCell and the CCE index (or VRB index) of the extended PDCCH of the SCell are It may overlap. Therefore, when radio resources (for example, Ch1 and Ch2) are specified based on the CCE index (or VRB index) of the extended PDCCH signal of one CC, the ARI included in the extended PDCCH signal is specified for the other CC. It is preferable to use to select a specific radio resource.
  • Ch1 is specified based on the CCE index of the extended PDCCH signal of the PCell, and specific radio resources are selected using ARI included in the extended PDCCH signal for Ch2 to Ch4 The case will be described.
  • the radio base station apparatus notifies the user terminal of four (two bits) combinations of three sets (Ch2 to Ch4) of radio resources (see FIG. 12B). Of course, different sets may contain the same resource.
  • the combination of radio resources can be notified by RRC signaling from an upper layer.
  • the radio base station apparatus transmits the extended PDCCH signal including the ARI, so that the user terminal selects radio resources (Ch2 to Ch4) to be set in the mapping table based on the ARI included in the extended PDCCH signal.
  • the ARI field can be provided by replacing the TPC command field (2 bits) in the extended PDCCH signal of the SCell.
  • the user terminal specifies the radio resource corresponding to Ch1 from the CCE index corresponding to the PCell extended PDCCH signal using the above equation (5).
  • the radio resource corresponding to Ch1 is specified using the above equation (7) from the VRB index corresponding to the extended PDCCH signal of PCell.
  • radio resources corresponding to Ch1 to Ch4 in the mapping table can be specified (see FIG. 12A).
  • the third mode is a case where an extended PDCCH signal used in a plurality of serving cells is transmitted by a serving cell (for example, PCell) of one CC (for example, PCC) (cross carrier scheduling). ).
  • cross carrier scheduling it is possible to select a PUCCH radio resource by applying channel selection using the mapping table described above.
  • the CCE index corresponding to the extended PDCCH signal of each CC. (Or VRB index) will not overlap.
  • radio resources for example, Ch1 to Ch4
  • Ch1 and Ch2 can be specified.
  • Ch3 and Ch4 may be specified using the above formulas (5) and (6) (or formulas (7) and (8)) from the CCE index (or VRB index) corresponding to the extended PDCCH signal of the SCell. it can.
  • some radio resources may be combined with a method of selecting radio resources using the ARI included in the extended PDCCH signal.
  • a PUCCH radio resource is selected by including identification information designating a radio resource for a retransmission response signal in an extended PDCCH signal in a system including a plurality of basic frequency blocks.
  • the fourth aspect can be suitably applied when performing carrier aggregation.
  • FIG. 14 shows a case where a transmission band is composed of four CCs (CC # 1 to CC # 4).
  • FIG. 14 shows a case where CC # 1 constitutes a specific basic frequency block (PCC) for transmitting a PUCCH signal, and CC # 2 to CC # 4 constitute other basic frequency blocks (SCC). ing.
  • PUCCH format 3 can be applied.
  • the radio base station apparatus sets a plurality (for example, four) of radio resources for PUCCH signals by RRC signaling from an upper layer for each user terminal.
  • the TPC field (2 bits) is replaced with the ARI field.
  • one radio resource to be used by the user terminal is specified among a plurality of radio resources allocated by RRC signaling.
  • the radio resource for the retransmission response signal can be obtained by specifying the radio resource specified by the ARI field from among the plurality of radio resources allocated by RRC signaling.
  • the radio base station indicates that the PDSCH signal has been properly received or that the PDSCH has not been properly received. It is possible to notify the station device.
  • the radio base station apparatus can use the TPC field (2 bits) in the DCI format 1A of the SCC for ARI notification.
  • the ARI field may be added to other DCI formats, and the number of radio resources to be set may be larger than 2 bits.
  • FIG. 14 shows a configuration for transmitting an extended PDCCH signal in all CCs, but the present embodiment is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to the case where an extended PDCCH signal is transmitted in some CCs and an existing PDCCH signal (multiplexed in 1 to 3 OFDM symbols from the top of a subframe) is transmitted in other CCs.
  • the mobile communication system 1 including the user terminal 10 and the radio base station apparatus 20 will be described with reference to FIG.
  • the user terminal 10 and the radio base station apparatus 20 support LTE-A.
  • the radio communication system 1 includes a radio base station apparatus 20 and a plurality of user terminals 10 that communicate with the radio base station apparatus 20.
  • the radio base station apparatus 20 is connected to the higher station apparatus 30, and the higher station apparatus 30 is connected to the core network 40.
  • the radio base station devices 20 are connected to each other by wired connection or wireless connection.
  • Each user terminal 10 can communicate with the radio base station apparatus 20 in the cells C1 and C2.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • Each user terminal 10 includes an LTE terminal and an LTE-A terminal. In the following description, the description will proceed as a user terminal unless otherwise specified. For convenience of explanation, it is assumed that each user terminal 10 performs radio communication with the radio base station apparatus 20, but more generally user apparatuses including both mobile terminal apparatuses and fixed terminal apparatuses may be used.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the uplink radio access scheme is not limited to this.
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that reduces interference between terminals by dividing a system band into bands each consisting of one or continuous resource blocks for each terminal, and a plurality of terminals using different bands. .
  • the downlink communication channel includes a PDSCH shared by each user terminal 10, a downlink L1 / L2 control channel (PDCCH, PCFICH, PHICH), and an extended PDCCH.
  • PDSCH downlink L1 / L2 control channel
  • User data and higher control signals are transmitted by the PDSCH.
  • downlink control signals are multiplexed on radio resources from the beginning of a subframe to a predetermined number of OFDM symbols (1 to 3 OFDM symbols), and an extended PDCCH signal and a PDSCH signal are transmitted to radio resources after the predetermined number of OFDM symbols. Frequency division multiplexed.
  • the extended PDCCH is used to support a lack of PDCCH capacity using a resource region to which the PDSCH is allocated.
  • the upper control signal is used when information about a PRB position where the extended PDCCH is set (for example, RBG information), information about a parameter used for a control expression for determining the start position of the search space, and a radio resource is selected using an ARI. Information regarding a plurality of candidate radio resources can be included.
  • the uplink control channel includes a PUSCH shared by the user terminals 10 and a PUCCH that is an uplink control channel. User data is transmitted by this PUSCH.
  • Downlink radio quality information CQI: Channel Quality Indicator
  • ACK / NACK signal retransmission response signal
  • the radio base station apparatus 20 includes a plurality of transmission / reception antennas 201 for MIMO transmission, an amplifier unit 202, a transmission / reception unit (notification unit) 203, a baseband signal processing unit 204, a call processing unit 205, and a transmission path interface. 206.
  • the baseband signal processing unit 204 performs PDCP layer processing, user data division / combination, RLC layer transmission processing such as RLC (Radio Link Control) retransmission control transmission processing, MAC (Medium Access Control) retransmission control, for example, HARQ transmission processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) processing, and precoding processing are performed.
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access Control
  • the baseband signal processing unit 204 notifies the user terminal 10 of control information for wireless communication in the cell through the broadcast channel.
  • Broadcast information for communication in a cell includes, for example, system bandwidth in uplink or downlink, identification information (Root Sequence Index) of root sequence for generating a random access preamble signal in PRACH, and the like.
  • Each transmission / reception unit 203 converts the baseband signal output by precoding from the baseband signal processing unit 204 for each antenna to a radio frequency band.
  • the amplifier unit 202 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits the amplified signal using the transmission / reception antenna 201.
  • the radio frequency signal received by each transmission / reception antenna 201 is amplified by the amplifier unit 202 and frequency-converted by each transmission / reception unit 203. Are converted into baseband signals and input to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs FFT processing, IDFT processing, error correction decoding, MAC retransmission control reception processing, RLC layer, and PDCP layer reception processing on user data included in the input baseband signal.
  • the data is transferred to the higher station apparatus 30 via the transmission path interface 206.
  • the call processing unit 205 performs call processing such as communication channel setting and release, state management of the radio base station apparatus 20, and radio resource management.
  • the user terminal 10 includes a plurality of transmission / reception antennas 101 for MIMO transmission, an amplifier unit 102, a transmission / reception unit 103, a baseband signal processing unit 104, and an application unit 105.
  • radio frequency signals received by a plurality of transmission / reception antennas 101 are respectively amplified by an amplifier unit 102, frequency-converted by a transmission / reception unit 103, and converted into a baseband signal.
  • the baseband signal is subjected to FFT processing, error correction decoding, retransmission control reception processing, and the like by the baseband signal processing unit 104.
  • downlink user data is transferred to the application unit 105.
  • the application unit 105 performs processing related to layers higher than the physical layer and the MAC layer. Also, broadcast information in the downlink data is also transferred to the application unit 105.
  • uplink user data is input from the application unit 105 to the baseband signal processing unit 104.
  • transmission processing of retransmission control H-ARQ (Hybrid ARQ)
  • channel coding precoding
  • DFT processing IFFT processing
  • the baseband signal processing unit 104 performs retransmission confirmation on the PDSCH signal based on the extended PDCCH signal and outputs a retransmission response signal, and the PUCCH used for transmission of the retransmission response signal based on the extended PDCCH signal.
  • a selection unit for selecting a radio resource is included.
  • the transmission / reception unit 103 converts the baseband signal output from the baseband signal processing unit 104 into a radio frequency band. Thereafter, the amplifier unit 102 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits the amplified signal using the transmission / reception antenna 101.
  • FIG. 18 is a functional block diagram of the baseband signal processing unit 204 and some upper layers included in the radio base station apparatus 20 according to the present embodiment. Is shown.
  • FIG. 18 illustrates a base station configuration that can support the maximum number of component carriers (CC # 1 to CC # M). Transmission data for the user terminal 10 under the control of the radio base station apparatus 20 is transferred from the higher station apparatus 30 to the radio base station apparatus 20.
  • CC # 1 to CC # M maximum number of component carriers
  • the control information generation unit 300 generates higher control information for higher layer signaling (for example, RRC signaling) for each user.
  • the upper control information can include a resource block (PRB position) to which an extended PDCCH (FDM type PDCCH) can be mapped in advance. Further, as necessary, information on parameters used in a control expression for determining the start position of the search space, information on a plurality of radio resources that are candidates when radio resources are selected using ARI, and the like are generated.
  • the data generation unit 301 outputs the transmission data transferred from the higher station apparatus 30 as user data for each user.
  • the component carrier selection unit 302 selects a component carrier used for wireless communication with the user terminal 10 for each user.
  • the radio base station apparatus 20 notifies the user terminal 10 of addition / reduction of component carriers by RRC signaling, and receives an application completion message from the user terminal 10.
  • the scheduling unit 310 controls the allocation of component carriers to subordinate user terminals 10 according to the communication quality of the entire system band.
  • a specific component carrier (PCC) is determined from among the component carriers selected for each user terminal.
  • scheduling section 310 controls resource allocation in each component carrier CC # 1-CC # M. Scheduling is performed by distinguishing between LTE terminal users and LTE-A terminal users.
  • the scheduling unit 310 receives transmission data and a retransmission instruction from the higher station apparatus 30 and receives a channel estimation value and a CQI of a resource block from a receiving unit that measures an uplink signal.
  • the scheduling unit 310 performs scheduling of the up / down control information and the up / down shared channel signal while referring to the input retransmission instruction, channel estimation value, and CQI.
  • the propagation path in mobile communication varies depending on the frequency due to frequency selective fading. Therefore, the scheduling unit 310 instructs a resource block (mapping position) with good communication quality for each subframe for user data to each user terminal 10 (referred to as adaptive frequency scheduling).
  • adaptive frequency scheduling a user terminal 10 with good channel quality is selected for each resource block. Therefore, the scheduling unit 310 instructs the resource block (mapping position) using the CQI for each resource block fed back from each user terminal 10.
  • the scheduling unit 310 instructs a resource block (mapping position) with good communication quality for each subframe with respect to control information and the like transmitted on the extended PDCCH by adaptive frequency scheduling. For this reason, the scheduling unit 310 indicates a resource block (mapping position) using the CQI for each resource block fed back from each user terminal 10.
  • the scheduling unit 310 controls the number of aggregations according to the propagation path status with the user terminal 10.
  • the number of CCE aggregation is controlled, and in the case of extended PDCCH, the number of CCE aggregation (with cross interleaving) or the number of VRB aggregation (without cross interleaving) is controlled.
  • the number of CCE aggregation and the number of VRB aggregation will be increased.
  • an MCS coding rate, modulation scheme
  • Parameters satisfying the MCS (coding rate, modulation scheme) determined by the scheduling unit 310 are set in the channel coding units 303, 308, 312 and the modulation units 304, 309, 313.
  • the baseband signal processing unit 204 includes a channel encoding unit 303, a modulation unit 304, and a mapping unit 305 corresponding to the maximum user multiplexing number N within one component carrier.
  • the channel coding unit 303 performs channel coding on the downlink shared data channel (PDSCH) configured by user data (including some higher control signals) output from the data generation unit 301 for each user.
  • the modulation unit 304 modulates channel-coded user data for each user.
  • the mapping unit 305 maps the modulated user data to radio resources.
  • the downlink control information generation unit 306 generates downlink shared data channel control information (DL assignment) for controlling the downlink shared data channel (PDSCH).
  • the downlink shared data channel control information is generated for each user.
  • the downlink shared data channel control information may be configured to include an ARI field for designating a PUCCH radio resource. For example, bits for the ARI field are added to the DCI formats 1A, 2A, etc.
  • the baseband signal processing unit 204 includes a downlink common channel control information generation unit 307 that generates downlink common control channel control information that is downlink control information common to users.
  • the baseband signal processing unit 204 includes an uplink control information generation unit 311, a channel encoding unit 312, and a modulation unit 313.
  • the uplink control information generation unit 311 generates uplink shared data channel control information (UL Grant, etc.) for controlling the uplink shared data channel (PUSCH).
  • the uplink shared data channel control information is generated for each user.
  • the cell-specific reference signal generation unit 318 generates a cell-specific reference signal (CRS) used for various purposes such as channel estimation, symbol synchronization, CQI measurement, and mobility measurement. Also, the user-specific reference signal generation unit 320 generates a DM-RS that is a user-specific downlink demodulation reference signal.
  • CRS cell-specific reference signal
  • DM-RS DM-RS that is a user-specific downlink demodulation reference signal.
  • the control information modulated for each user by the modulation units 309 and 313 is multiplexed by the control channel multiplexing unit 314.
  • the downlink control information for PDCCH is multiplexed into 1 to 3 OFDM symbols from the top of the subframe, and interleaved by interleave section 315.
  • downlink control information for enhanced PDCCH (FRM type PDCCH) is frequency-division multiplexed to radio resources after a predetermined number of symbols in a subframe, and mapped to resource blocks (PRB) by mapping section 319.
  • the mapping unit 319 performs mapping based on an instruction from the scheduling unit 310.
  • the mapping unit 319 may perform mapping by applying not cross interleaving but also with cross interleaving.
  • the precoding weight multiplication unit 321 controls (shifts) the transmission data mapped to the subcarrier and the phase and / or amplitude of the demodulation reference signal (DM-RS) for each user for each of the plurality of antennas.
  • the transmission data and the user-specific demodulation reference signal (DM-RS) shifted in phase and / or amplitude by the precoding weight multiplier 321 are output to the IFFT unit 316.
  • the IFFT unit 316 receives control signals from the interleaving unit 315 and the mapping unit 319 and receives user data from the mapping unit 305.
  • the IFFT unit 316 converts the downlink channel signal from a frequency domain signal to a time-series signal by performing inverse fast Fourier transform.
  • the cyclic prefix insertion unit 317 inserts a cyclic prefix into the time-series signal of the downlink channel signal.
  • the cyclic prefix functions as a guard interval for absorbing a difference in multipath propagation delay.
  • the transmission data to which the cyclic prefix is added is sent to the transmission / reception unit 203.
  • FIG. 19 is a functional block diagram of the baseband signal processing unit 104 of the user terminal 10 and shows functional blocks of the LTE-A terminal that supports LTE-A.
  • the CP is removed by the CP removal unit 401 from the downlink signal received from the radio base station apparatus 20 as reception data.
  • the downlink signal from which the CP is removed is input to the FFT unit 402.
  • the FFT unit 402 performs fast Fourier transform (FFT) on the downlink signal to convert it from a time domain signal to a frequency domain signal, and inputs it to the demapping unit 403.
  • the demapping unit 403 demaps the downlink signal, and extracts multiplex control information, user data, and higher control signal in which a plurality of control information is multiplexed from the downlink signal. Note that the demapping process by the demapping unit 403 is performed based on a higher control signal input from the application unit 105.
  • the multiplex control information output from the demapping unit 403 is deinterleaved by the deinterleaving unit 404. Note that an extended PDCCH signal that has not been interleaved may be input to control information demodulation section 405 without going through deinterleaving section 404.
  • the baseband signal processing unit 104 includes a control information demodulation unit 405 that demodulates control information, a data demodulation unit 406 that demodulates downlink shared data, and a channel estimation unit 407.
  • the control information demodulator 405 includes a common control channel control information demodulator 405a that demodulates downlink common control channel control information from the multiplex control information, and an uplink shared data channel that demodulates uplink shared data channel control information from the multiplex control information. And a downlink shared data channel control information demodulator 405c that demodulates downlink shared data channel control information from the multiplexed control information.
  • the data demodulator 406 includes a downlink shared data demodulator 406a that demodulates user data and higher control signals, and a downlink common channel data demodulator 406b that demodulates downlink common channel data.
  • the common control channel control information demodulator 405a receives common control channel control information, which is common control information for users through blind decoding processing, demodulation processing, channel decoding processing, and the like of the common search space of the downlink control channel (PDCCH). Take out.
  • the common control channel control information includes downlink channel quality information (CQI), is input to the mapping unit 415, and is mapped as part of transmission data to the radio base station apparatus 20.
  • CQI downlink channel quality information
  • the uplink shared data channel control information demodulator 405b performs uplink shared data channel control information (for example, UL Grant) through blind decoding processing, demodulation processing, channel decoding processing, and the like of the user-specific search space of the downlink control channel (PDCCH). ).
  • the demodulated uplink shared data channel control information is input to the mapping unit 415 and used for uplink shared data channel (PUSCH) control.
  • the downlink shared data channel control information demodulator 405c performs user-specific downlink shared data channel control information (for example, a user-specific downlink shared data channel control information by blind decoding processing, demodulation processing, channel decoding processing, etc.) of the downlink control channel (PDCCH). , DL assignment).
  • the demodulated downlink shared data channel control information is input to the downlink shared data demodulation unit 406, used for controlling the downlink shared data channel (PDSCH), and input to the downlink shared data demodulation unit 406a.
  • control information demodulator 405 performs a blind decoding process on a plurality of CCE candidates.
  • blind decoding processing is performed for a plurality of VRB candidates.
  • the downlink shared data demodulator 406a acquires user data and higher control information based on the downlink shared data channel control information input from the downlink shared data channel control information demodulator 405c.
  • the PRB position (VRB position) to which the extended PDCCH included in the higher control information can be mapped is output to the downlink shared data channel control information demodulation section 405c.
  • the downlink common channel data demodulation unit 406b demodulates the downlink common channel data based on the uplink shared data channel control information input from the uplink shared data channel control information demodulation unit 405b.
  • the channel estimation unit 407 performs channel estimation using a user-specific reference signal (DM-RS) or a cell-specific reference signal (CRS).
  • DM-RS user-specific reference signal
  • CRS cell-specific reference signal
  • DM-RS and CRS channel estimation is performed using DM-RS and CRS.
  • the estimated channel fluctuation is output to the common control channel control information demodulator 405a, the uplink shared data channel control information demodulator 405b, the downlink shared data channel control information demodulator 405c, and the downlink shared data demodulator 406a.
  • These demodulation units perform demodulation processing using the estimated channel fluctuation and demodulation reference signal.
  • the baseband signal processing unit 104 includes a data generation unit 411, a channel encoding unit 412, a modulation unit 413, a DFT unit 414, a mapping unit 415, a channel multiplexing unit 416, an IFFT unit 417, and CP insertion as functional blocks of a transmission processing system. Part 418 is provided.
  • the baseband signal processing unit 104 includes a retransmission confirmation unit 421, a resource selection unit 422, a modulation unit 423, a cyclic shift unit 424, a block spreading unit 425, and a mapping unit 426 as functional blocks of a transmission processing system for PUCCH. ing.
  • the data generation unit 411 generates transmission data from the bit data input from the application unit 105.
  • the channel coding unit 412 performs channel coding processing such as error correction on the transmission data, and the modulation unit 413 modulates the channel coded transmission data with QPSK or the like.
  • the DFT unit 414 performs discrete Fourier transform on the modulated transmission data.
  • Mapping section 415 maps each frequency component of the data symbol after DFT to a subcarrier position designated by radio base station apparatus 20. Further, mapping section 415 outputs the mapped signal to channel multiplexing section 416.
  • the retransmission confirmation unit 421 performs retransmission confirmation on the PDSCH signal based on the PDCCH signal or the extended PDCCH signal, and outputs a retransmission response signal.
  • the retransmission confirmation unit 421 outputs a retransmission response signal to the resource selection unit 422.
  • the case where the retransmission response signal is transmitted on the PUCCH (the case where there is no PUSCH signal in the subframe at the time of transmission) is shown.
  • a retransmission response signal is included in a PUSCH and transmitted, it is multiplexed with a data signal.
  • the resource selection unit 422 transmits a retransmission response signal based on the CCE index corresponding to the PDCCH signal or the extended PDCCH signal, the VRB index corresponding to the extended PDCCH signal, the ARI, the mapping table, or the like.
  • the radio resource used for transmission is selected. Information on the selected radio resource is notified to the modulation unit 423, the cyclic shift unit 424, the block spreading unit 425, and the mapping unit 426.
  • the modulation unit 423 performs phase modulation (PSK data modulation) based on the information notified from the resource selection unit 422.
  • the cyclic shift unit 424 performs orthogonal multiplexing using a cyclic shift of a CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto Correlation) code sequence. Note that the cyclic shift amount differs for each user and is associated with a cyclic shift number.
  • Cyclic shift section 424 outputs the signal after cyclic shift to block spreading section (orthogonal code multiplication means) 425.
  • the block spreading unit 425 multiplies the reference signal after the cyclic shift by an orthogonal code (block spreading).
  • Block spreading section 425 outputs the signal after block spreading to mapping section 426.
  • mapping unit 426 maps the block-spread signal to the subcarrier based on the information notified from the resource selection unit 422. Also, mapping section 426 outputs the mapped signal to channel multiplexing section 416.
  • the channel multiplexing unit 416 time-multiplexes the signals from the mapping units 415 and 426 to obtain a transmission signal including an uplink control channel signal.
  • IFFT section 417 performs IFFT on the channel-multiplexed signal and converts it into a time domain signal.
  • IFFT section 417 outputs the signal after IFFT to CP insertion section 418.
  • CP insertion section 418 adds CP to the signal after orthogonal code multiplication. Then, an uplink transmission signal is transmitted to the wireless communication device using the uplink channel.

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Abstract

 ユーザ数の増加に対応したユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供すること。ユーザ端末に、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに多重された下り制御信号と、所定のOFDMシンボルより後の無線リソースに下りデータ信号と周波数分割多重された下り制御信号を受信する受信部と、周波数分割多重された下り制御信号に基づいて前記下りデータ信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する再送確認部と、前記再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを選択する選択部とを設ける。

Description

ユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法
 本発明は、次世代無線通信システムにおけるユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が検討されている(非特許文献1)。LTEではマルチアクセス方式として、下り回線(下りリンク)にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用い、上り回線(上りリンク)にSC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用いている。
 また、LTEからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システムも検討されている(例えば、LTEアドバンスト又はLTEエンハンスメントと呼ぶこともある(以下、「LTE-A」という)。LTE(Rel.8)やLTE-A(Rel.9、Rel.10)においては、複数のアンテナでデータを送受信し、周波数利用効率を向上させる無線通信技術としてMIMO(Multi Input Multi Output)技術が検討されている。MIMOシステムにおいては、送受信機に複数の送信/受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。
 ところで、LTEの後継システム(例えば、Rel.9、Rel.10)では、異なる送信アンテナから同時に異なるユーザに送信情報系列を送信するマルチユーザMIMO(MU-MIMO:Multiple User MIMO)が規定されている。このMU-MIMO伝送は、Hetnet(Heterogeneous network)やCoMP(Coordinated Multi-Point)伝送にも適用されることが検討されている。このため、将来のシステムでは、基地局装置に接続されるユーザ数が増加することが想定され、従来の無線リソースの割当て方法ではMU-MIMO伝送等の将来のシステムの特性を十分に発揮できないおそれがある。
 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザ数の増加に対応したユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
 本発明のユーザ端末は、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに多重された下り制御信号と、所定のOFDMシンボルより後の無線リソースに下りデータ信号と周波数分割多重された下り制御信号を受信する受信部と、周波数分割多重された下り制御信号に基づいて前記下りデータ信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する再送確認部と、前記再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを選択する選択部と、を有することを特徴とする。
 本発明の無線基地局装置は、ユーザ端末に対する下り制御信号及び下りデータ信号を生成する信号生成部と、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに下り制御信号を多重すると共に、前記所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重して送信する送信部と、ユーザ端末において前記周波数分割多重された下り制御信号に基づいて再送確認された下りデータ信号の再送応答信号を受信する受信部と、を有することを特徴とする。
 本発明の無線通信方法は、無線基地局装置で生成された下り制御信号及び下りデータ信号をユーザ端末に対して送信し、前記ユーザ端末において受信した下りデータ信号に対する再送応答信号を前記無線基地局装置にフィードバックする無線通信方法であって、前記無線基地局装置において、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに下り制御信号を多重すると共に、前記所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重して前記ユーザ端末に送信するステップと、前記ユーザ端末において、前記周波数分割多重された下り制御信号に基づいて下りデータ信号に対する再送応答信号を出力し、前記再送応答信号の送信に利用する上り制御チャネルの無線リソースを選択し、前記再送応答信号を前記無線基地局装置に送信するステップと、を有すること特徴とする。
 本発明の無線通信システムは、無線基地局装置で生成された下り制御信号及び下りデータ信号をユーザ端末に対して送信し、前記ユーザ端末において受信した下りデータ信号に対する再送応答信号を前記無線基地局装置にフィードバックする無線通信システムであって、前記無線基地局装置は、前記ユーザ端末に対する下り制御信号及び下りデータ信号を生成する信号生成部と、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに下り制御信号を多重すると共に、前記所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重して送信する送信部とを具備し、前記ユーザ端末は、前記無線基地局装置から送信された所定のOFDMシンボルより後の無線リソースに下りデータ信号と周波数分割多重された下り制御信号を受信する受信部と、周波数分割多重された下り制御信号に基づいて前記下りデータ信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する再送確認部と、前記再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを選択する選択部とを具備することを特徴とする。
 本発明によれば、ユーザ数の増加に対応した下り制御チャネルの容量の不足に効果的に対応したユーザ端末、無線基地局装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することができる。
MU-MIMOが適用されるHetnetの概略図である。 下りリンクのMU-MIMO伝送が行われるサブフレームの一例を示す図である。 拡張PDCCH(FDM型PDCCH)の説明図である。 上りリンクの信号をマッピングするチャネル構成を説明するための図である。 PUCCH Format 1a/1bの再送応答信号のマッピングテーブルを示す図である。 実施の形態に係る無線リソースの選択方法の一例を説明する図である。 システム帯域に対する拡張PDCCHの割当ての一例を示す図である。 拡張PDCCHのフォーマットがwith cross interleavingである場合のサーチスペースの一例を説明する図である。 拡張PDCCHのフォーマットがwithout cross interleavingである場合のサーチスペースの一例を説明する図である。 再送応答信号の送信に適用するマッピングテーブルの一例を示す図である。 実施の形態に係る無線リソースの選択方法の一例を説明する図である。 実施の形態に係る無線リソースの選択方法の一例を説明する図である。 実施の形態に係る無線リソースの選択方法の一例を説明する図である。 実施の形態に係る無線リソースの選択方法の一例を説明する図である。 実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。 実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成の説明図である。 実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。 実施の形態に係る無線基地局装置のベースバンド処理部及び一部の上位レイヤを示す機能ブロック図である。 実施の形態に係るユーザ端末のベースバンド処理部の機能ブロック図である。
 図1は、MU-MIMOが適用されるHetnetの概略図である。図1に示すシステムは、基地局装置eNB(eNodeB)のセル内に局所的なセルを有する小型基地局装置RRH(Remote Radio Head)が設けられ、階層的に構成されている。このようなシステムにおける下りリンクのMU-MIMO伝送では、基地局装置eNBの複数のアンテナから複数のユーザ端末UE(User Equipment)に対するデータを同時に送信するだけでなく、小型基地局装置RRHの複数のアンテナから複数のユーザ端末UEに対するデータを同時に送信することが想定される。この場合、無線リソースに多重される制御信号が増加し、下り制御チャネルの容量が不足する可能性がある。
 上述の構成等のように、MU-MIMOによって周波数利用効率が改善されるものの、基地局装置の下り制御チャネルの容量が不足するといった問題が生じる可能性がある。図2は、下りリンクのMU-MIMO伝送が行なわれるサブフレームの一例を示す図である。サブフレーム内において、ユーザ端末UEに対する下りデータの信号と該下りデータを受信するための下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)の信号とは時分割多重されて送信される。
 また、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボル(1~3OFDMシンボル)は、下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)用の無線リソース領域(PDCCH領域)として確保される。PDCCH領域は、サブフレームの先頭から最大3OFDMシンボルまでで構成され、トラフィック情報(例えば、接続するユーザ数等)に応じてサブフレーム毎にOFDMシンボル数が動的に変化する(1~3OFDMシンボル数のいずれかが選択される)。また、サブフレームの先頭から所定のシンボル数より後の無線リソースに、下りデータチャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)用の無線リソース領域(PDSCH領域)が確保される。
 また、PDCCH領域には、各ユーザ端末に対応したDCIが割り当てられる。この場合、サブフレームの先頭から最大3つのOFDMシンボルから構成されるPDCCH領域のみでは、全てのユーザ端末UEに対して下り制御情報を割り当てることができない場合が考えられる。例えば、図2に示す無線リソースの割当て方法では、各ユーザが送信するPDCCH信号の増加によってPDCCH領域が不足し、ユーザ端末UE#5、#6に対する下り制御情報の割当リソースを確保できない場合を示している。このように、MU-MIMO伝送を適用する無線通信システムにおいては、下り制御信号の割当リソースの不足が想定され、MU-MIMO伝送のスループット特性に対する影響が問題となっている。
 このようなPDCCH領域の不足を解決するために、サブフレームの先頭から最大3OFDMシンボルの領域以外にPDCCHを拡張する(既存のPDSCH領域にPDCCHを拡張する)ことが考えられる。本発明者は、サブフレームの所定のシンボル数目より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重することにより、既存のPDSCH領域の所定の周波数領域を新たにPDCCH領域(FDM型PDCCH、又はUE-PDCCHともいう)として使用することを着想した(図3参照)。
 また、図3に示すようにPDCCH領域を拡張する場合、拡張されたPDCCH領域(以下、「拡張PDCCH」とも記す)を用いて送信を行うユーザ端末の下り制御信号(以下、「拡張PDCCH信号」とも記す)の再送応答信号のフィードバック制御について検討する必要が考えられる。例えば、拡張PDCCH信号に基づいて再送確認を行ったPDSCH信号の再送応答信号を、上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)を用いて送信する場合、各ユーザ端末に割当てるPUCCHの無線リソースを適切に選択する必要がある。この場合、ユーザ端末に対して、無線基地局装置から特定の無線リソースを指定して通知する方法が考えられるが、無線リソースの有効活用を図れないおそれがある。
 特に、LTEシステムにおいては、複数の基本周波数ブロック(コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier))を用いて通信を行う構成(キャリアアグリゲーション)も検討されており、通信環境に応じて最適な再送応答信号のフィードバックを行うことが望まれている。そこで、本発明者は、PDCCH領域を拡張する場合に、拡張PDCCH信号の再送応答のフィードバック制御について検討し、本発明に至った。以下に、再送応答のフィードバック制御について詳細に説明する。
 まず、本実施の形態に適用可能な上りリンク伝送の一例について説明する。
 上りリンクで送信される信号は、図4に示すように、所定の無線リソースに多重されて、ユーザ端末(UE#1,UE#2)から無線基地局装置に送信される。ユーザ端末のデータ信号は、上りデータチャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)領域の無線リソースに多重される。また、上り制御信号は、データ信号と同時に送信する場合にはPUSCH領域の無線リソースにデータ信号と共に多重され、上り制御信号のみを送信する場合には上り制御チャネル(PUCCH)領域の無線リソースに多重される。
 上りリンクで送信される上り制御情報には、下りリンクの品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、下りデータ信号に対する再送応答信号等が含まれる。再送応答信号は、無線基地局装置からユーザ端末に対する送信信号が適切に受信されたことを示す肯定応答(ACK:Acknowledgement)又はそれが適切に受信されなかったことを示す否定応答(NACK:Negative Acknowledgement)で表現される。
 無線基地局装置は、ACKによりPDSCH信号の送信成功を検知し、NACKによりPDSCH信号に誤りが検出されたことを検知する。また、無線基地局装置は、上りリンクにおいて再送応答信号に割り当てた無線リソースでの受信電力が所定値以下である場合にDTX(Discontinuous Transmission)であると判定することができる。
 DTXは、「ACKもNACKもユーザ端末から通知されなかった」という判定結果であり、これはユーザ端末が下り制御信号(PDCCH信号)を受信できなかったことを意味する。この場合、ユーザ端末は、自局宛にPDSCH信号が送信されたことを検知しないため、結果としてACKもNACKも送信しないことになる。無線基地局装置は、ACKを受信すると次の新規データを送信するが、NACKや、応答がないDTX状態の場合は、送信したデータの再送を行うように再送制御を行なう。
 ユーザ端末は、PUCCHの無線リソースを用いて再送応答信号を送信する場合、無線リソースの中から再送応答信号の送信に利用する所定の無線リソースを選択してPUCCH信号の送信を行う。なお、PUCCHの無線リソースとしては、OCC(Orthogonal Cover Code)、CS(Cyclic Shift)やPRB(Physical Resource Block)インデックスが用いられる。
 また、LTE(Rel.8)では、図5に示すように、下りデータ信号(PDSCH信号)に対するACK/NACKの通知フォーマットが規定されている(PUCCH Format 1a/1b)。
 1コードワード(1CW)伝送(1トランスポートブロック数(1TB))の場合は、“ACK”、“NACK”、“DTX”の3状態が規定され(図5A参照)、2コードワード(2CW)伝送(2トランスポートブロック数(2TB))の場合は“ACK、ACK”、“ACK、NACK”、“NACK、ACK”、“NACK、NACK”、“DTX”の5状態が規定されている(図5B参照)。なお、以下の説明において、“ACK”を“A”、“NACK”を“N”、“DTX”を“D”とも表記する。
 コードワード(CW)は、チャネル符号化(誤り訂正符号化)の符号化単位を指しており、MIMO多重伝送適用時は1又は複数コードワードの伝送を行う。LTEではシングルユーザMIMOでは最大2コードワードを用いる。2レイヤ送信の場合は、各レイヤが独立したコードワードとなり、4レイヤ送信の場合は2レイヤ毎に1コードワードとなる。
 図5のマッピングテーブルにおいて、“0”は当該サブフレームで、ユーザ端末が無線基地局装置に対して情報を送信しないことを示し、“1”、“-1”、“j”、“-j”はそれぞれ特定の位相状態を表している。例えば、図5Aにおいて、“1”、“-1”はそれぞれ「0」、「1」に相当し、1ビットの情報を表すことができる。また、図5Bにおいて、“1”、“-1”、“j”、“-j”は、それぞれ「00」、「11」、「10」、「01」のデータに相当し、2ビットの情報を表すことができる。
 このように、上述したPUCCHフォーマット1a/1bを適用する場合には、最大2ビットまでの再送応答信号を1つの無線リソースを用いて送信することが可能となる。なお、ユーザ端末は、拡張PDCCH信号を受信した場合にも、既存のPDCCH信号を受信した場合と同様に、PDSCH信号に対して再送確認し、再送応答信号の送信を制御する必要がある。以下に、拡張PDCCH信号に基づいて再送確認したPDSCH信号の再送応答信号のフィードバック制御について具体的に説明する。
(第1の態様)
 第1の態様では、拡張PDCCH信号に再送応答信号用の無線リソースを指定する識別情報を含めて、PUCCHの無線リソースを選択する場合について説明する。なお、第1の態様は、キャリアアグリゲーションを行わない場合に好適に適用することができる。
 第1の態様では、拡張PDCCH領域を利用して送信する下り制御情報(DCI)に、再送応答信号のためのPUCCHの無線リソースを指定する識別情報(ARI:ACK/NACK Resource Indicator)のビットフィールドを設ける。この場合、あらかじめ上位レイヤ信号(上位制御信号)を用いて各ユーザ端末に設定された複数の無線リソースの中から、拡張PDCCH信号に含まれるARIに基づいて、特定の無線リソースを選択する。これにより、各ユーザ端末に対してダイナミックに再送応答信号のフィードバック用の無線リソースの割当てを行うことができる。なお、第1の態様では、上述したPUCCHフォーマット1a/1bを適用することができる。
 例えば、図6A、Bに示すように、複数のユーザ端末(ここでは、5UE(UE#1~UE#5)に対して4つの無線リソース(ここでは、無線リソース識別子R1~R4)を設定する。ユーザ端末に設定する複数の無線リソースは、上位レイヤからのRRCシグナリングにより通知することができる。そして、無線基地局装置は、拡張PDCCH信号にARIを含めて送信することにより、各ユーザ端末は、拡張PDCCH信号に含まれるARIに基づいて、再送応答信号の送信に用いるPUCCHの無線リソースを選択することができる。なお、ここでは、複数のユーザ端末に複数の同じ無線リソースを共有して割当てる場合を示しているが、もちろん、ユーザ端末毎に異なるリソースを割当ててもよい。
 ここでは、UE#1~UE#5に対して、2ビット(4つ)の無線リソースを共有して設定し、2ビットのARIを用いてUE間で無線リソースの衝突を回避するように、各ユーザ端末にダイナミックに無線リソースを割当てる場合を示している。もちろん、本発明はこれに限られず、ユーザに対して設定する無線リソースの数を2ビットより大きくしてもよいし、無線リソースを共有するユーザ端末の数もこれに限られない。
 また、無線基地局装置は、下り制御情報(DCI)に無線リソースを指定するためのARIフィールドを設ける。例えば、下りのスケジューリング等が規定されたDL assignment(例えば、DCIフォーマット1A、2A等)にARIフィールド用のビットを追加することができる。
 このように、拡張PDCCH信号に再送応答信号用の無線リソースを指定する識別情報を含めて、上り制御チャネルの無線リソースを選択することにより、より多くのユーザ端末が一つのリソースを共有することが可能となり、無線リソースの利用効率を向上することができる。
(第2の態様)
 第2の態様では、拡張PDCCH信号に対応するCCE(Control Channel Element)インデックス又はVRB(Virtual Resource Block)インデックスを用いて、再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを選択する場合について説明する。なお、第2の態様は、キャリアアグリゲーションを行わない場合に好適に適用することができる。
 まず、システム帯域に対する拡張PDCCHの割当ての一例について図7を参照して説明する。なお、図7では、一例として25の物理リソースブロック(PRB:Physical Resource Block)で構成されるセル帯域幅に対して、拡張PDCCHとして8個(NVRB=8)の仮想リソースブロック(VRB:Virtual Resource Block)セットを設定する場合を示している。また、図7では、リソース配置タイプ0(Resource allocation type0)の場合を示している。もちろん、本発明はこれに限定されない。
 リソースブロック配置タイプは、3種類の異なるタイプ(Resource allocation type0,1,2)がある。リソースブロック配置タイプ0と1は周波数領域で非連続周波数配置をサポートし、タイプ2は連続周波数配置のみをサポートする。リソースブロック配置タイプ0は、周波数領域中の個々のリソースブロックでなく、隣接するリソースブロックのグループによって示すことにより、ビットマップのサイズを削減している。図7では、セル帯域幅が25リソースブロックであるため、リソースブロックグループ(RBG)のサイズが2となっている。この場合、8個のVRBセットは、2個単位でPRBに配置(RBG=1、3、7、8)される。
 無線基地局装置は、ユーザ端末に対して、拡張PDCCHとしてNVRB個のVRBセットを上位レイヤ信号で通知する。図7に示すように設定する場合には、ユーザ端末に対して所定のRBG(ここでは、RBG=1、3、7、8)を通知する。また、VRBには、PRBインデックス(RBGインデックス)の小さい方から順番にVRBインデックスがナンバリングされる。
 拡張PDCCHのリソースブロックは、前半スロット(1スロット目)にDL assignment(例えば、DCIフォーマット1A、2A等)を配置し、後半スロット(2スロット目)にUL Grant(例えば、DCIフォーマット0、4)を配置した構成とすることができる。前半スロットにDL assignmentを配置することにより下りデータ信号の復調を早く行うことができる。なお、拡張PDCCHのリソースブロックの構成はこれに限定されない。
 また、拡張PDCCHのフォーマットとして、各ユーザの下り制御信号を複数のリソース要素グループ(REG)からなる制御チャネル要素(CCE)単位で割当てる方法(with cross interleaving)と、各ユーザの下り制御信号をPRB単位で割当てる方法(without cross interleaving)が考えられる。
 ユーザ端末は、with cross interleavingの場合には、CCEインデックスで規定されたサーチスペース内でブラインド復号を行い、without cross interleavingの場合には、PRBインデックスで規定されたサーチスペース内でブラインド復号を行う。以下に各フォーマットについて具体的に説明する。
<with cross interleaving>
 with cross interleavingにおいて、無線基地局装置は、拡張PDCCHに対して、使用可能な無線リソース内の連続するREG(=4リソースエレメント)から構成されるCCEを割当てる。例えば、無線基地局装置は、各ユーザ端末から通知された受信品質に基づいて、連続して割当てるCCE数(aggregation level Λ(=1、2、4、8))を決定する。そして、拡張PDCCHに対して、各ユーザ端末のアグリゲーションレベルに応じたCCE数に対応するREGを設定する。
 例えば、25のPRBで構成されるセル帯域幅に対して、拡張PDCCHとして8個(NVRB=8)のVRBセットを、リソース配置タイプ0で配置する場合には、PRBの無線リソースに対して、図8に示すようにREGが配置される。
 1CCEを構成する9個のREGは、拡張PDCCHを構成するPRBの無線リソースに対して、周波数方向に連続して割当てられる。図8では、連続するVRBセットの周波数方向に割当てられた9個のREG(3個のREGのみを図示)で1CCEとなる。つまり、異なるPRBにわたって1CCEが構成される。なお、PRBの無線リソースにおいて、CRS等の参照信号として割当てられているリソースエレメントに対しては、当該リソースエレメントを除いてREGの割当てを行う。また、無線基地局装置は、各ユーザ端末のアグリゲーションレベルに応じて、各ユーザ端末の拡張PDCCH信号に対して、連続するCCEの割当てを行う。
 ユーザ端末は、自装置宛ての拡張PDCCH信号が割当てられているCCE、選択されているアグリゲーションレベルが分からないため、割当てられている可能性のある全てのCCEについて総当たりで拡張PDCCH信号の複合を行う(ブラインド復号)。
 また、無線基地局装置は、ユーザ端末が拡張PDCCH信号のブラインド複合の施行回数を低減するために、ユーザ端末毎にサーチスペースを設定し、ユーザ端末毎のサーチスペース内で、各ユーザ端末宛ての拡張PDCCH信号用のCCEを割当てることができる。この場合、ユーザ端末は、対応するサーチスペース内で拡張PDCCH信号のブラインド復号を行う。
 また、サーチスペース内でブラインド復号を行う場合、ユーザ端末は、各アグリゲーションレベルに応じてサーチスペースの開始位置を以下の式(1)で求めることができる。なお、各アグリゲーションレベルΛ(=1、2、4、8)に対応したPDCCHの候補数は、それぞれ、6、6、2、2とすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
<without cross interleaving>
 without cross interleavingにおいて、無線基地局装置は、拡張PDCCHに対して、各ユーザの下りリンク制御信号をVRB単位で割当てる。例えば、無線基地局装置は、各ユーザ端末から通知された受信品質に基づいて、連続して割当てるVRB数(aggregation level Λ(=1、2、4、8))を決定する。そして、各ユーザ端末のアグリゲーションレベルに応じた数のVRBを、ユーザ端末の拡張PDCCH信号の無線リソースとして割当てる。
 without cross interleavingでは、拡張PDCCHに対して、各ユーザの下りリンク制御信号をVRB単位で割当てるため、拡張PDCCHの復調をDM-RS(Demodulation-Reference Signal)を用いて行うことができる。DM-RSは、UE個別の参照信号として規定されており、UEに対して個別にビームフォーミングできるので、十分な受信品質が得られる。このため、アグリゲーションレベルを下げることができ、容量の増大に有効となる。
 ユーザ端末は、自装置宛ての拡張PDCCH信号が割当てられているVRB、選択されているアグリゲーションレベルが分からないため、割当てられている可能性のある全てのVRBについて総当たりで拡張PDCCH信号の複合を行う(ブラインド復号)。
 また、無線基地局装置は、ユーザ端末が拡張PDCCHのブラインド複合の施行回数を低減するために、ユーザ端末毎にサーチスペースを設定し、ユーザ端末毎のサーチスペース内で、各ユーザ端末宛ての拡張PDCCH信号用のVRBを割当てることができる。この場合、ユーザ端末は、対応するサーチスペース内で拡張PDCCH信号のブラインド復号を行う(図9参照)。
 サーチスペース内でブラインド復号を行う場合、ユーザ端末は、各アグリゲーションレベルに応じて拡張PDCCHにおけるサーチスペースの開始位置(VRBインデックス(nVRB))を以下の式(2)で求めることができる。なお、各アグリゲーションレベルΛ(=1、2、4、8)に対応したPDCCHの候補数は、それぞれ、6、6、2、2とすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 例えば、図9に示すように、アグリゲーションレベル1では、VRB#0-#5に6つのサーチスペースが設定される。アグリゲーションレベル2では、VRB#0-#7に2VRB単位で4つのサーチスペースが設定される。アグリゲーションレベル4では、VRB#0-#7に4VRB単位で2つのサーチスペースが設定される。アグリゲーションレベル8では、VRB#0-#7に8VRB単位で1つのサーチスペースが設定される。なお、アグリゲーションレベル2、8では、VRB数の不足によってサーチスペースがオーバラップする。
 そして、ユーザ端末において、アグリゲーションレベルに応じてサーチスペースがブラインド復号され、VRBに割り当てられたDCIが取得される。このように、without cross interleavingでは、各ユーザのDCIがPRB単位で割り当てられ、VRBインデックスで規定されたサーチスペースでブラインド復号される。
 上述のように、ユーザ端末は、拡張PUCCHのフォーマットに応じて、CCEインデックス又はVRBインデックスを求めることができる。第2の態様では、各ユーザ端末は、拡張PDCCHのCCEインデックス又はVRBインデックスを用いて、再送応答信号に使用する無線リソースを選択する。なお、第2の態様においても、上述したPUCCHフォーマット1a/1bを適用することができる。
 拡張PDCCHのフォーマットが、with cross interleavingである場合には、ユーザ端末の拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックスに基づいて、再送応答信号の送信に用いるPUCCHの無線リソースを決定することができる。なお、アグリゲーションレベルが1より大きい場合には、対応する複数のCCEインデックスの中で最小のCCEインデックスを選択することができる。
 具体的には、以下の式(3)に示すように、ユーザ端末は、上位レイヤからのRRCシグナリングによって設定されたパタメータと、拡張PDCCHの制御チャネル要素の番号(CCEインデックス)から、PUCCHの無線リソースを求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、PUCCHの無線リソースとしては、OCC(Orthogonal Cover Code)、CS(Cyclic Shift)やPRB(Physical Resource Block)インデックスが用いられる。ユーザ端末は、このようにCCEインデックスに基づいて選択した無線リソースに対して、再送応答信号を多重して、無線基地局装置にフィードバックする。
 拡張PDCCHのフォーマットが、without cross interleavingである場合には、上述したように拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックスがないため、ユーザ端末は、VRBインデックスに基づいて、再送応答信号の送信に用いるPUCCHの無線リソースを決定することができる。なお、アグリゲーションレベルが1より大きい場合には、対応するVRBインデックスの中で最小のVRBインデックスを選択することができる。
 具体的には、以下の式(4)に示すように、ユーザ端末は、上位レイヤからのRRCシグナリングによって設定されたパタメータと、拡張PDCCHの仮想リソースブロック番号(VRBインデックス)から、PUCCHの無線リソースを求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 このように、拡張PUCCH信号を受信したユーザ端末が、CCEインデックス又はVRBインデックスに基づいて、再送応答信号を送信するPUCCHの無線リソースを選択することにより、無線基地局からユーザ端末に対して、当該再送応答信号に用いる無線リソースを通知するためのシグナリングを省略することができる。これにより、下り伝送の無線リソースを効率よく使用することが可能となる。
(第3の態様)
 第3の態様では、複数の基本周波数ブロックで構成されるシステムにおいて、チャネルセレクションを適用する場合について説明する。なお、第3の態様は、キャリアアグリゲーションを行う場合に好適に適用することができる。
 上述したように、LTE-Aシステム(Rel.10)では、更なる周波数利用効率及びピークスループットなどの向上を目標とし、LTEよりも広帯域な周波数の割当てが検討されている。例えば、LTE-Aでは、LTEとの後方互換性(Backward compatibility)を持つことが一つの要求条件となっており、LTEが使用可能な帯域幅を有する基本周波数ブロック(コンポーネントキャリア(CC))を複数有する送信帯域を採用することが検討されている。
 また、LTE-Aシステムにおいては、上りシングルキャリア送信の特性を維持するために、複数の下りCCで送信されたPDSCH信号に対する再送応答信号を特定のCCのPUCCHで送信することが検討されている。具体的には、PUCCH Format 1a/1bに対して複数の無線リソースを設定し、位相変調(例えば、QPSKデータ変調)によるビット情報と、無線リソースの選択情報により複数CCの再送応答信号の組み合わせを規定したマッピングテーブルが検討されている(チャネルセレクション(Channel selection))。
 なお、複数の下りCCで送信されたPDSCH信号に対する再送応答信号の送信に用いられる特定のCCはPCC(Primary Component Carrier)と呼ばれ、PCC以外のCCはSCC(Secondly Component Carrier)と呼ばれる。また、PCCにおけるサービングセルをPCell(Primary Cell)、SCCにおけるサービングセルをSCell(Secondly Cell)とも呼ぶ。
 図10に、2つの基本周波数ブロック(PCC及びSCC)で構成されるシステム帯域において、チャネルセレクションを適用する場合のマッピングテーブルの一例を示す。マッピングテーブルは、上位レイヤからのRRCシグナリングにより割り当てられたCC数および送信モード(つまり、トランスポートブロック数、またはコードワード数)により決定することができる。
 図10Aは、PUCCH Format 1bに対して3つの無線リソース(Ch1~Ch3)を設定する場合(PCC及びSCCの一方が1CW、他方が2CW)を示している。図10Bは、PUCCH Format 1bに対して4つの無線リソース(Ch1~Ch4)を設定する場合(PCC及びSCCが2CW)を示している。図10Aでは、ACK(0)及びACK(1)がPCC(2CW)の再送応答信号、ACK(2)がSCC(1CW)の再送応答信号に相当するか、もしくは、ACK(0)がPCC(1CW)の再送応答信号、ACK(1)及びACK(2)がSCC(2CW)の再送応答信号に相当する。また、図10Bでは、ACK(0)及びACK(1)がPCC(2CW)の再送応答信号に相当し、ACK(2)及びACK(3)がSCC(2CW)の再送応答信号に相当する。
 マッピングテーブルに設定されるPUCCHの無線リソース(例えば、Ch1~Ch4)としては、OCC(Orthogonal Cover Code)、CS(Cyclic Shift)やPRB(Physical Resource Block)インデックスを用いることができる。
 第3の態様では、ユーザ端末は、複数のCC毎の拡張PDCCH信号に基づいて、下りデータ信号(PDSCH信号)の再送確認を行い、各CCキャリアにおける再送確認の結果(ACK/NACK/DTXの組み合わせ)とマッピングテーブルから再送応答信号の送信に使用するPUCCHの無線リソースを決定する。
 例えば、PCCとSCCが2CWで、PCC(2CW)の再送応答信号(ACK(0)、ACK(1))が“NACK、ACK”であり、SCC(2CW)の再送応答信号(ACK(2)、ACK(3))が“ACK、ACK”である場合には、図10Bに示すマッピングテーブルを参照して、無線リソース(Ch2)におけるQPSK変調シンボルの“-j”を用いる。
 このように、チャネルセレクションを適用することにより、複数のCCのPDSCH信号の再送応答信号を特定のCCのPUCCHで送信する場合であっても、複数CCの再送応答信号を適切に設定して送信を行うことができる。一方で、上述したチャネルセレクションを適用して、PUCCHの無線リソースを決定する場合、マッピングテーブルに設定するPUCCHの複数の無線リソース(例えば、Ch1~Ch4)を指定する必要がある。
 第3の態様では、チャネルセレクションの適用において、マッピングテーブルに設定される複数のPUCCHの無線リソースを、拡張PDCCH信号を利用して指定する(図11参照)。具体的には、拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックス(又はVRBインデックス)、拡張PDCCH信号に含まれるPUCCHの無線リソースを指定するためのARIの少なくとも一つに基づいて、マッピングテーブルの無線リソース(Ch1~Ch4)を指定する。
 例えば、PCellにおいて拡張PDCCH信号が送信される場合、拡張PDCCHのフォーマットが、with cross interleavingである場合には、ユーザ端末の拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックスに基づいて、マッピングテーブルの無線リソースを指定することができる。例えば、PCellが2CWである場合には、マッピングテーブルにおけるCh1とCh2の少なくとも一方を、ユーザ端末の拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックスに基づいて指定する。
 Ch1とCh2の双方をCCEインデックスに基づいて指定するには、以下の式(5)、(6)を用いて、上位レイヤからのRRCシグナリングによって設定されるパタメータと、拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックスから求めることができる。なお、以下の式において、式(5)はCh1に対応し、式(6)はCh2に対応している。また、アグリゲーションレベルが1より大きい場合には、対応する複数のCCEインデックスの中で最小のCCEインデックスを選択することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 また、拡張PDCCHのフォーマットが、without cross interleavingである場合には、ユーザ端末の拡張PDCCH信号に対応するVRBインデックスに基づいて、マッピングテーブルの無線リソースを指定すればよい。例えば、PCellが2CWである場合には、マッピングテーブルにおけるCh1とCh2の少なくとも一方を、ユーザ端末の拡張PDCCH信号に対応するVRBインデックスに基づいて指定する。
 Ch1とCh2の双方をVRBインデックスに基づいて指定するには、以下の式(7)、(8)を用いて、上位レイヤからのRRCシグナリングによって設定されるパタメータと、拡張PDCCH信号に対応するVRBインデックスから、無線リソースを求めることができる。なお、以下の式において、式(7)はCh1に対応し、式(8)はCh2に対応している。また、アグリゲーションレベルが1より大きい場合には、対応する複数のVRBインデックスの中で最小のVRBインデックスを選択することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 なお、PCellが1CWである場合には、上記式(5)又は式(7)を用いてCh1に設定する無線リソースを指定することができる。また、PCellが2CWである場合であっても、Ch1又はCh2のうち、一方の無線リソース(例えば、Ch1)をCCEインデックス又はVRBインデックスで指定し、他方の無線リソース(例えば、Ch2)を上位レイヤからのRRCシグナリングで指定してもよい。
 このように、拡張PUCCH信号に対応するCCEインデックス又はVRBインデックスに基づいて、マッピングテーブルの無線リソースを指定することにより、無線基地局からユーザ端末に対して、当該再送応答信号に用いる無線リソースを通知するためのシグナリングを省略することができる。これにより、下り伝送の無線リソースを効率よく使用することが可能となる。
 他にも、Ch1とCh2の双方の無線リソースを上位レイヤからのRRCシグナリングで指定してもよい。上位レイヤで無線リソースを指定する場合には、複数のユーザ端末間で無線リソースを共有して設定し、拡張PDCCH信号に含まれるARIを用いて特定の無線リソースを選択することができる。このように、拡張PDCCHのCCEインデックス(又はVRBインデックス)と、ARIを組み合わせて無線リソースを指定することにより、無線リソースを効率よく使用すると共に、PUCCHの無線リソースの指定方法をフレキシブルに設定することが可能となる。
 また、SCellにおいて拡張PDCCH信号が送信される場合、マッピングテーブルにおけるCh3及びCh4の無線リソースを、上位レイヤで複数指定し、拡張PDCCH信号に含まれるARIを用いて特定の無線リソースを選択することができる。
 同じサブフレームにおいて、PCellとSCellにおいて拡張PDCCH信号が送信される場合が送信される場合、PCellの拡張PDCCH信号のCCEインデックス(又はVRBインデックス)とSCellの拡張PDCCHのCCEインデックス(又はVRBインデックス)が重複する場合がある。したがって、一方のCCの拡張PDCCH信号のCCEインデックス(又はVRBインデックス)に基づいて無線リソース(例えば、Ch1、Ch2)を指定する場合には、他方のCCについては、拡張PDCCH信号に含まれるARIを用いて特定の無線リソースを選択することが好ましい。
 図12に、PCCとSCCが2CWの場合に、Ch1についてPCellの拡張PDCCH信号のCCEインデックスに基づいて指定し、Ch2~4について拡張PDCCH信号に含まれるARIを用いて特定の無線リソースを選択する場合について説明する。
 無線基地局装置は、ユーザ端末に対して、3セット(Ch2~Ch4)の無線リソースの組み合わせを4つ(2ビット分)通知する(図12B参照)。もちろん、異なるセットで同じリソースを含んでいてもよい。無線リソースの組み合わせは、上位レイヤからのRRCシグナリングにより通知することができる。そして、無線基地局装置は、拡張PDCCH信号にARIを含めて送信することにより、ユーザ端末は、拡張PDCCH信号に含まれるARIに基づいて、マッピングテーブルに設定する無線リソース(Ch2~Ch4)を選択する。この場合、例えば、ARIフィールドは、SCellの拡張PDCCH信号におけるTPCコマンドフィールド(2ビット)を置換して設けることができる。
 また、ユーザ端末は、Ch1に対応する無線リソースについて、PCellの拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックスから上記式(5)を用いて指定する。なお、拡張PDCCHのフォーマットが、without cross interleavingである場合には、PCellの拡張PDCCH信号に対応するVRBインデックスから上記式(7)を用いてCh1に対応する無線リソースを指定する。これにより、マッピングテーブルのCh1~Ch4に対応する無線リソースを指定することができる(図12A参照)。
 なお、上記図11では、各CC(PCellとSCell)の帯域に拡張PDCCH信号が多重される場合を示したが、本実施の形態はこれに限られない。他にも、第3の態様は、図13に示すように、複数のサービングセルで用いられる拡張PDCCH信号を一つのCC(例えば、PCC)のサービングセル(例えば、PCell)によって送信する場合(クロスキャリアスケジューリング)にも適用することができる。
 クロスキャリアスケジューリングにおいても、上述したマッピングテーブルを用いたチャネルセレクションを適用して、PUCCHの無線リソースを選択することができる。なお、クロスキャリアスケジューリングの場合には、図13に示すように、各CCの拡張PDCCH信号が特定のCC(ここでは、PCC)に多重されるため、各CCの拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックス(又はVRBインデックス)は重複しないこととなる。
 したがって、クロスキャリアスケジューリングを適用する場合には、双方のCCの拡張PDCCH信号のCCEインデックス(又はVRBインデックス)に基づいて、無線リソース(例えば、Ch1~Ch4)を指定することができる。
 例えば、PCC及びSCCが2CWの場合に、PCellの拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックス(又はVRBインデックス)から上記式(5)及び(6)(又は式(7)及び(8))を用いて、Ch1とCh2を指定することができる。また、SCellの拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックス(又はVRBインデックス)から上記式(5)及び(6)(又は式(7)及び(8))を用いて、Ch3とCh4を指定することができる。もちろん、一部の無線リソースについて、拡張PDCCH信号に含まれるARIを用いて無線リソースを選択する方法と組み合わせてもよい。
(第4の態様)
 第4の態様では、複数の基本周波数ブロックで構成されるシステムにおいて、拡張PDCCH信号に再送応答信号のための無線リソースを指定する識別情報を含めて、PUCCHの無線リソースを選択する場合について説明する。なお、第4の態様は、キャリアアグリゲーションを行う場合に好適に適用することができる。
 第4の態様における再送応答信号の無線リソースの割り当て法について図14を参照して説明する。なお、図14においては、4つのCC(CC#1~CC#4)から送信帯域が構成される場合について示している。また、図14においては、CC#1がPUCCH信号を送信する特定の基本周波数ブロック(PCC)を構成し、CC#2~CC#4が他の基本周波数ブロック(SCC)を構成する場合について示している。なお、第4の態様では、PUCCHフォーマット3を適用することができる。
 まず、無線基地局装置は、各ユーザ端末に対して上位レイヤからのRRCシグナリングにより複数(例えば、4つ)のPUCCH信号用の無線リソースを設定する。また、SCCのPDSCH信号に対する拡張PDCCH信号においては、TPCフィールド(2ビット)がARIフィールドに置換されている。
 ARIフィールドにおいては、RRCシグナリングにより割り当てられた複数の無線リソースのうち、ユーザ端末が利用すべき1つの無線リソースが指定される。ユーザ端末においては、RRCシグナリングにより割り当てられた複数の無線リソースの中から、ARIフィールドで指定された無線リソースを特定することで再送応答信号のための無線リソースを求めることができる。
 また、ARIフィールドにおいては、複数のSCC(図14においては、CC#2~CC#4)で全て同一の無線リソースを指定することが好ましい。これにより、ユーザ端末において、自装置に割り当てられた唯一の無線リソースを特定することができる。このように特定された無線リソースに対して、全CCに対応する再送応答信号をマッピングすることにより、PDSCH信号が適切に受信されたこと、或いは、PDSCHが適切に受信されなかったことを無線基地局装置に通知することが可能となる。
 上述したように、無線基地局装置は、SCCのDCIフォーマット1AにおけるTPCフィールド(2ビット)を、ARIの通知用として用いることができる。もちろん、他のDCIフォーマットにARIフィールドを追加してもよいし、設定する無線リソースの数を2ビットより大きくしてもよい。
 また、図14では、全てのCCにおいて拡張PDCCH信号を送信する構成を示しているが、本実施の形態はこれにかぎられない。一部のCCにおいて拡張PDCCH信号が送信され、他のCCにおいて既存のPDCCH信号(サブフレームの先頭から1~3OFDMシンボルに多重される)が送信される場合にも適用することができる。
 以下、図15を参照しながら、本発明の実施の形態に係るユーザ端末10及び無線基地局装置20を有する移動通信システム1について説明する。ユーザ端末10及び無線基地局装置20は、LTE-Aをサポートしている。
 図15に示すように、無線通信システム1は、無線基地局装置20と、この無線基地局装置20と通信する複数のユーザ端末10とを含んで構成されている。無線基地局装置20は、上位局装置30と接続され、この上位局装置30は、コアネットワーク40と接続される。また、無線基地局装置20は、有線接続又は無線接続により相互に接続されている。各ユーザ端末10は、セルC1、C2において無線基地局装置20と通信を行うことができる。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等が含まれるが、これに限定されない。
 各ユーザ端末10は、LTE端末及びLTE-A端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限りユーザ端末として説明を進める。また、説明の便宜上、無線基地局装置20と無線通信するのは各ユーザ端末10であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置でよい。
 無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(直交周波数分割多元接続)適用され、上りリンクについてはSC-FDMA(シングルキャリア-周波数分割多元接続)が適用される。なお、上りリンクの無線アクセス方式はこれに限定されない。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC-FDMAは、システム帯域を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
 ここで、LTE-Aで規定される通信チャネル構成について説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末10で共有されるPDSCHと、下りL1/L2制御チャネル(PDCCH、PCFICH、PHICH)と、拡張PDCCHとを有する。PDSCHにより、ユーザデータ及び上位制御信号が伝送される。ここでは、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボル数(1~3OFDMシンボル数)までの無線リソースに下り制御信号が多重され、所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに拡張PDCCH信号とPDSCH信号が周波数分割多重される。
 拡張PDCCHにより、PDSCH及びPUSCHのスケジューリング情報等が伝送される。拡張PDCCHは、PDSCHが割り当てられるリソース領域を用いてPDCCHの容量不足をサポートするために使用される。上位制御信号は、拡張PDCCHが設定されるPRB位置に関する情報(例えば、RBGの情報)、サーチスペースの開始位置を決定する制御式に用いるパラメータに関する情報、ARIを用いて無線リソースを選択する場合に候補となる複数の無線リソースに関する情報等を含むことができる。
 上りリンクの制御チャネルは、各ユーザ端末10で共有されるPUSCHと、上りリンクの制御チャネルであるPUCCHとを有する。このPUSCHにより、ユーザデータが伝送される。PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、再送応答信号(ACK/NACK信号)等が伝送される。
 図16を参照しながら、本実施の形態に係る無線基地局装置20の全体構成について説明する。無線基地局装置20は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部(通知部)203と、ベースバンド信号処理部204と、呼処理部205と、伝送路インターフェース206とを備えている。
 無線基地局装置20からユーザ端末10へ送信されるユーザデータは、無線基地局装置20の上位局装置30から伝送路インターフェース206を介してベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204は、PDCPレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御の送信処理などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御、例えば、HARQの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)処理、プリコーディング処理を行う。
 ベースバンド信号処理部204は、報知チャネルにより、ユーザ端末10に対してセルにおける無線通信のための制御情報を通知する。セルにおける通信のための報知情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅、PRACHにおけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報(Root Sequence Index)等が含まれる。
 各送受信部203は、ベースバンド信号処理部204からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部202は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ201により送信する。一方、上りリンクによりユーザ端末10から無線基地局装置20に送信されるデータについては、各送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部202で増幅され、各送受信部203で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部204に入力される。
 ベースバンド信号処理部204では、入力されたベースバンド信号に含まれるユーザデータに対して、FFT処理、IDFT処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース206を介して上位局装置30に転送される。呼処理部205は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局装置20の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
 次に、図17を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成について説明する。LTE端末もLTE-A端末もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。ユーザ端末10は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、アプリケーション部105とを備えている。
 下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部102で増幅され、送受信部103で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部104でFFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部105に転送される。アプリケーション部105は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部105に転送される。
 一方、上りリンクのユーザデータは、アプリケーション部105からベースバンド信号処理部104に入力される。ベースバンド信号処理部104では、再送制御(H-ARQ (Hybrid ARQ))の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、DFT処理、IFFT処理等が行われて各送受信部103に転送される。つまり、ベースバンド信号処理部104に、拡張PDCCH信号に基づいてPDSCH信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する再送確認部と、拡張PDCCH信号に基づいて再送応答信号の送信に用いるPUCCHの無線リソースを選択する選択部が含まれている。
 送受信部103は、ベースバンド信号処理部104から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部102は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ101により送信する。
 図18は、本実施の形態に係る無線基地局装置20が有するベースバンド信号処理部204及び一部の上位レイヤの機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部204の送信処理の機能ブロックを示している。図18には、最大M個(CC#1~CC#M)のコンポーネントキャリア数に対応可能な基地局構成が例示されている。無線基地局装置20の配下となるユーザ端末10に対する送信データが上位局装置30から無線基地局装置20に対して転送される。
 制御情報生成部300は、上位レイヤ・シグナリング(例えばRRCシグナリング)する上位制御情報をユーザ単位で生成する。また、上位制御情報は、予め拡張PDCCH(FDM型PDCCH)をマッピングできるリソースブロック(PRB位置)を含むことができる。また、必要に応じて、サーチスペースの開始位置を決定する制御式に用いるパラメータに関する情報、ARIを用いて無線リソースを選択する場合に候補となる複数の無線リソースに関する情報等を生成する。
 データ生成部301は、上位局装置30から転送された送信データをユーザ別にユーザデータとして出力する。コンポーネントキャリア選択部302は、ユーザ端末10との無線通信に使用されるコンポーネントキャリアをユーザ毎に選択する。無線基地局装置20からユーザ端末10に対してRRCシグナリングによりコンポーネントキャリアの追加/削減を通知し、ユーザ端末10から適用完了メッセージを受信する。
 スケジューリング部310は、システム帯域全体の通信品質に応じて、配下のユーザ端末10に対するコンポーネントキャリアの割当てを制御する。また、ユーザ端末毎に選択されたコンポーネントキャリアの中から特定のコンポーネントキャリア(PCC)が決められる。また、スケジューリング部310は、各コンポーネントキャリアCC#1-CC#Mにおけるリソースの割り当てを制御している。LTE端末ユーザとLTE-A端末ユーザとを区別してスケジューリングを行う。スケジューリング部310は、上位局装置30から送信データ及び再送指示が入力されると共に、上りリンクの信号を測定した受信部からチャネル推定値やリソースブロックのCQIが入力される。
 また、スケジューリング部310は、入力された再送指示、チャネル推定値及びCQIを参照しながら、上下制御情報及び上下共有チャネル信号のスケジューリングを行う。移動通信における伝搬路は、周波数選択性フェージングにより周波数毎に変動が異なる。そこで、スケジューリング部310は、各ユーザ端末10へのユーザデータについて、サブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック(マッピング位置)を指示する(適応周波数スケジューリングと呼ばれる)。適応周波数スケジューリングでは、各リソースブロックに対して伝搬路品質の良好なユーザ端末10を選択する。そのため、スケジューリング部310は、各ユーザ端末10からフィードバックされるリソースブロック毎のCQIを用いてリソースブロック(マッピング位置)を指示する。
 同様に、スケジューリング部310は、適応周波数スケジューリングによって拡張PDCCHで送信される制御情報等について、サブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック(マッピング位置)を指示する。このため、スケジューリング部310は、各ユーザ端末10からフィードバックされるリソースブロック毎のCQIを用いてリソースブロック(マッピング位置)を指示する。
 また、スケジューリング部310は、ユーザ端末10との間の伝搬路状況に応じてアグリゲーション数を制御する。PDCCHの場合にはCCEアグリゲーション数、拡張PDCCHの場合にはCCEアグリゲーション数(with cross interleaving)又はVRBアグリゲーション数(without cross interleaving)を制御する。セル端ユーザに対してはCCEアグリゲーション数及びVRBアグリゲーション数を上げることになる。また、割り当てたリソースブロックで所定のブロック誤り率を満たすMCS(符号化率、変調方式)を決定する。スケジューリング部310が決定したMCS(符号化率、変調方式)を満足するパラメータがチャネル符号化部303、308、312、変調部304、309、313に設定される。
 ベースバンド信号処理部204は、1コンポーネントキャリア内での最大ユーザ多重数Nに対応したチャネル符号化部303、変調部304、マッピング部305を備えている。チャネル符号化部303は、データ生成部301から出力されるユーザデータ(一部の上位制御信号を含む)で構成される下り共有データチャネル(PDSCH)を、ユーザ毎にチャネル符号化する。変調部304は、チャネル符号化されたユーザデータをユーザ毎に変調する。マッピング部305は、変調されたユーザデータを無線リソースにマッピングする。
 下り制御情報生成部306は、下り共有データチャネル(PDSCH)を制御するための下り共有データチャネル用制御情報(DL assignment)を生成する。当該下り共有データチャネル用制御情報は、ユーザ毎に生成される。下り共有データチャネル用制御情報は、PUCCHの無線リソースを指定するためのARIフィールドを含んだ構成とすることができる。例えば、DCIフォーマット1A、2A等にARIフィールド用のビットを追加する。また、ベースバンド信号処理部204は、ユーザ共通の下り制御情報である下り共通制御チャネル用制御情報を生成する下り共通チャネル用制御情報生成部307を備えている。
 また、ベースバンド信号処理部204は、上り制御情報生成部311と、チャネル符号化部312と、変調部313とを備える。上り制御情報生成部311は、上り共有データチャネル(PUSCH)を制御するための上り共有データチャネル用制御情報(UL Grant等)を生成する。当該上り共有データチャネル用制御情報は、ユーザ毎に生成される。
 セル固有参照信号生成部318は、チャネル推定、シンボル同期、CQI測定、モビリティ測定等の様々な目的に使用されるセル固有参照信号(CRS:Cell-specific Reference Signal)を生成する。また、ユーザ個別参照信号生成部320は、ユーザ個別の下りリンク復調用参照信号であるDM-RSを生成する。
 上記変調部309、313でユーザ毎に変調された制御情報は制御チャネル多重部314で多重される。PDCCH用の下り制御情報は、サブフレームの先頭から1~3OFDMシンボルに多重され、インタリーブ部315でインタリーブされる。一方、拡張PDCCH(FRM型PDCCH)用の下り制御情報は、サブフレームの所定のシンボル数より後の無線リソースに周波数分割多重され、マッピング部319でリソースブロック(PRB)にマッピングされる。この場合、マッピング部319は、スケジューリング部310からの指示に基づいてマッピングする。なお、マッピング部319においては、without cross interleavingだけでなく、with cross interleavingを適用してマッピングしてもよい。
 プリコーディングウエイト乗算部321は、複数のアンテナ毎に、サブキャリアにマッピングされた送信データ及びユーザ個別の復調用参照信号(DM-RS)の位相及び/又は振幅を制御(シフト)する。プリコーディングウエイト乗算部321により位相及び/又は振幅シフトされた送信データ及びユーザ個別の復調用参照信号(DM-RS)は、IFFT部316に出力される。
 IFFT部316には、インタリーブ部315及びマッピング部319から制御信号が入力され、マッピング部305からユーザデータが入力される。IFFT部316は、下りチャネル信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時系列の信号に変換する。サイクリックプレフィックス挿入部317は、下りチャネル信号の時系列信号にサイクリックプレフィックスを挿入する。なお、サイクリックプレフィックスは、マルチパス伝搬遅延の差を吸収するためのガードインターバルとして機能する。サイクリックプレフィックスが付加された送信データは、送受信部203に送出される。
 図19は、ユーザ端末10が有するベースバンド信号処理部104の機能ブロック図であり、LTE-AをサポートするLTE-A端末の機能ブロックを示している。
 無線基地局装置20から受信データとして受信された下りリンク信号は、CP除去部401でCPが除去される。CPが除去された下りリンク信号は、FFT部402へ入力される。FFT部402は、下りリンク信号を高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)して時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、デマッピング部403へ入力する。デマッピング部403は、下りリンク信号をデマッピングし、下りリンク信号から複数の制御情報が多重された多重制御情報、ユーザデータ、上位制御信号を取り出す。なお、デマッピング部403によるデマッピング処理は、アプリケーション部105から入力される上位制御信号に基づいて行われる。デマッピング部403から出力された多重制御情報は、デインタリーブ部404でデインタリーブされる。なお、インタリーブされていない拡張PDCCH信号は、デインタリーブ部404を介さずに制御情報復調部405に入力される構成とすることができる。
 また、ベースバンド信号処理部104は、制御情報を復調する制御情報復調部405、下り共有データを復調するデータ復調部406及びチャネル推定部407を備えている。制御情報復調部405は、多重制御情報から下り共通制御チャネル用制御情報を復調する共通制御チャネル用制御情報復調部405aと、多重制御情報から上り共有データチャネル用制御情報を復調する上り共有データチャネル用制御情報復調部405bと、多重制御情報から下り共有データチャネル用制御情報を復調する下り共有データチャネル用制御情報復調部405cとを備えている。データ復調部406は、ユーザデータ及び上位制御信号を復調する下り共有データ復調部406aと、下り共通チャネルデータを復調する下り共通チャネルデータ復調部406bとを備えている。
 共通制御チャネル用制御情報復調部405aは、下りリンク制御チャネル(PDCCH)の共通サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などによりユーザ共通の制御情報である共通制御チャネル用制御情報を取り出す。共通制御チャネル用制御情報は、下りリンクのチャネル品質情報(CQI)を含んでおり、マッピング部415に入力され、無線基地局装置20への送信データの一部としてマッピングされる。
 上り共有データチャネル用制御情報復調部405bは、下りリンク制御チャネル(PDCCH)のユーザ個別サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などにより上り共有データチャネル用制御情報(例えば、UL Grant)を取り出す。復調された上り共有データチャネル用制御情報は、マッピング部415に入力されて、上り共有データチャネル(PUSCH)の制御に使用される。
 下り共有データチャネル用制御情報復調部405cは、下りリンク制御チャネル(PDCCH)のユーザ個別サーチスペースのブラインドデコーディング処理、復調処理、チャネル復号処理などによりユーザ固有の下り共有データチャネル用制御情報(例えば、DL assignment)を取り出す。復調された下り共有データチャネル用制御情報は、下り共有データ復調部406へ入力されて、下り共有データチャネル(PDSCH)の制御に使用され、下り共有データ復調部406aに入力される。
 制御情報復調部405において、通常のPDCCH、with cross interleavingの拡張PDCCHの場合には、複数のCCE候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。また、without cross interleavingの拡張PDCCHの場合には、複数のVRB候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。
 下り共有データ復調部406aは、下り共有データチャネル用制御情報復調部405cから入力された下り共有データチャネル用制御情報に基づいて、ユーザデータや上位制御情報を取得する。上位制御情報に含まれる拡張PDCCHがマッピング可能なPRB位置(VRB位置)は、下り共有データチャネル用制御情報復調部405cに出力される。下り共通チャネルデータ復調部406bは、上り共有データチャネル用制御情報復調部405bから入力された上り共有データチャネル用制御情報に基づいて、下り共通チャネルデータを復調する。
 チャネル推定部407は、ユーザ固有の参照信号(DM-RS)、またはセル固有の参照信号(CRS)を用いてチャネル推定する。通常のPDCCH、with cross interleavingの拡張PDCCHを復調する場合には、セル固有の参照信号を用いてチャネル推定する。一方、without cross interleavingの拡張PDCCH及びユーザデータを復調する場合には、DM-RS及びCRSを用いてチャネル推定する。推定されたチャネル変動を、共通制御チャネル用制御情報復調部405a、上り共有データチャネル用制御情報復調部405b、下り共有データチャネル用制御情報復調部405c及び下り共有データ復調部406aに出力する。これらの復調部においては、推定されたチャネル変動及び復調用の参照信号を用いて復調処理を行う。
 ベースバンド信号処理部104は、送信処理系の機能ブロックとして、データ生成部411、チャネル符号化部412、変調部413、DFT部414、マッピング部415、チャネル多重部416、IFFT部417、CP挿入部418を備えている。また、ベースバンド信号処理部104は、PUCCH用の送信処理系の機能ブロックとして、再送確認部421、リソース選択部422、変調部423、巡回シフト部424、ブロック拡散部425、マッピング部426を備えている。
 データ生成部411は、アプリケーション部105から入力されるビットデータから送信データを生成する。チャネル符号化部412は、送信データに対して誤り訂正等のチャネル符号化処理を施し、変調部413はチャネル符号化された送信データをQPSK等で変調する。DFT部414は、変調された送信データを離散フーリエ変換する。マッピング部415は、DFT後のデータシンボルの各周波数成分を、無線基地局装置20に指示されたサブキャリア位置へマッピングする。また、マッピング部415は、マッピングされた信号をチャネル多重部416に出力する。
 再送確認部421は、PDCCH信号又は拡張PDCCH信号に基づいて、PDSCH信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する。無線基地局装置との通信に複数CCが割り当てられている場合は、CC毎にPDSCH信号が誤りなく受信できたか否かを判定する。再送確認部421は、再送応答信号をリソース選択部422に出力する。なお、ここでは、再送応答信号をPUCCHで送信する場合(送信時のサブフレームにおいて、PUSCH信号がない場合)を示している。再送応答信号をPUSCHに含めて送信する場合には、データ信号と多重される。
 リソース選択部422は、上記実施の形態で示したように、PDCCH信号又は拡張PDCCH信号に対応するCCEインデックス、拡張PDCCH信号に対応するVRBインデックス、ARI、又はマッピングテーブル等に基づいて、再送応答信号の送信に用いる無線リソースを選択する。選択した無線リソースの情報は、変調部423、巡回シフト部424、ブロック拡散部425及びマッピング部426に通知される。
 変調部423は、リソース選択部422から通知された情報に基づいて、位相変調(PSKデータ変調)を行う。巡回シフト部424は、CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)符号系列の巡回シフトを用いて直交多重を行う。なお、巡回シフト量はユーザ毎に異なり、巡回シフト番号に対応づけられている。巡回シフト部424は、巡回シフト後の信号をブロック拡散部(直交符号乗算手段)425に出力する。ブロック拡散部425は、巡回シフト後の参照信号に直交符号を乗算する(ブロック拡散する)。ここで、参照信号に用いるOCC(ブロック拡散符号番号)については、上位レイヤからRRCシグナリングなどで通知しても良く、データシンボルのCSに予め関連付けられたOCCを用いても良い。ブロック拡散部425は、ブロック拡散後の信号をマッピング部426に出力する。
 マッピング部426は、リソース選択部422から通知された情報に基づいて、ブロック拡散後の信号をサブキャリアにマッピングする。また、マッピング部426は、マッピングされた信号をチャネル多重部416に出力する。チャネル多重部416は、マッピング部415、426からの信号を時間多重して、上り制御チャネル信号を含む送信信号とする。IFFT部417は、チャネル多重された信号をIFFTして時間領域の信号に変換する。IFFT部417は、IFFT後の信号をCP挿入部418に出力する。CP挿入部418は、直交符号乗算後の信号にCPを付与する。そして、上りリンクのチャネルを用いて無線通信装置に対して上り送信信号が送信される。
 なお、上記説明においては、ユーザ端末から上りリンクで上りリンク制御情報が送信される場合に、CAZAC符号系列の巡回シフトを用いてユーザ間を直交多重し、再送応答信号をフィードバックする場合について説明したが、これに限られない。
 以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
 本出願は、2011年5月2日出願の特願2011-103172に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (16)

  1.  サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに多重された下り制御信号と、前記サブフレームの所定のOFDMシンボルより後の無線リソースに下りデータ信号と周波数分割多重された下り制御信号と、を受信する受信部と、
     周波数分割多重された前記下り制御信号に基づいて前記下りデータ信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する再送確認部と、
     前記再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを選択する選択部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  2.  前記選択部は、あらかじめ通知された複数の無線リソースの中から、周波数分割多重された下り制御信号のARI(ACK/NACK Resource Indicator)フィールドで指定された無線リソースを選択することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
  3.  前記選択部は、周波数分割多重された下り制御信号用の下り制御チャネルの割当てをCCE単位で行う場合に、前記周波数分割多重された下り制御信号に対応するCCEインデックスに基づいて前記上り制御チャネルの無線リソースを選択することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
  4.  前記選択部は、周波数分割多重された下り制御信号用の下り制御チャネルの割当てを、周波数分割多重された下り制御信号用の無線リソース設定された仮想リソースブロック単位で行う場合に、前記周波数分割多重された下り制御信号に対応する仮想リソースブロックのインデックスに基づいて前記上り制御チャネルの無線リソースを選択することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
  5.  前記受信部は、複数の基本周波数ブロックから周波数分割多重された下り制御信号及び下りデータ信号を受信し、
     前記選択部は、複数の基本周波数ブロックの下りデータ信号に対する再送応答信号の組み合わせが、複数の無線リソースと位相変調方式のビット情報とを用いて規定されたマッピングテーブルを参照して、特定の基本周波数ブロックの上り制御チャネルの無線リソースから前記再送応答信号の送信に利用する無線リソースを選択することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
  6.  前記選択部は、周波数分割多重された下り制御信号用の下り制御チャネルの割当てをCCE単位で行う場合に、前記周波数分割多重された下り制御信号に対応するCCEインデックスに基づいて、前記マッピングテーブルで用いる少なくとも一つの無線リソースを指定することを特徴とする請求項5に記載のユーザ端末。
  7.  前記選択部は、周波数分割多重された下り制御信号用の下り制御チャネルの割当てを、周波数分割多重された下り制御信号用の無線リソース設定された仮想リソースブロック単位で行う場合に、前記周波数分割多重された下り制御信号に対応する仮想リソースブロックのインデックスに基づいて、前記マッピングテーブルで用いる少なくとも一つの無線リソースを指定することを特徴とする請求項5に記載のユーザ端末。
  8.  前記選択部は、あらかじめ通知された複数の無線リソースの中から、周波数分割多重された下り制御信号のARIフィールドで指定された無線リソースを、前記マッピングテーブルで用いる少なくとも一つの無線リソースとして指定することを特徴とする請求項5に記載のユーザ端末。
  9.  前記選択部は、前記特定の基本周波数ブロックの周波数分割多重された下り制御信号に対応するCCEインデックスに基づいて、前記マッピングテーブルで用いる無線リソースの一つとして指定し、且つ他の基本周波数ブロックの下り制御信号のARIフィールドで指定された無線リソースを、前記マッピングテーブルで用いる無線リソースの一つとして指定することを特徴とする請求項5に記載のユーザ端末。
  10.  前記選択部は、クロスキャリアスケジューリングが適用される場合に、各基本周波数ブロックの周波数分割多重された下り制御信号に対応するCCEインデックスに基づいて、前記マッピングテーブルで用いる複数の無線リソースを指定することを特徴とする請求項6に記載のユーザ端末。
  11.  前記選択部は、クロスキャリアスケジューリングが適用される場合に、各基本周波数ブロックの周波数分割多重された下り制御信号に対応する仮想リソースブロックインデックスに基づいて、前記マッピングテーブルで用いる複数の無線リソースを指定することを特徴とする請求項7に記載のユーザ端末。
  12.  前記受信部は、複数の基本周波数ブロックから下り制御信号及び下りデータ信号を受信し、前記選択部は、あらかじめ通知された複数の無線リソースの中から、前記複数の基本周波数ブロックにそれぞれ割り当てられた周波数分割多重された下り制御信号のARIフィールドで指定された無線リソースを選択することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
  13.  ユーザ端末に対する下り制御信号及び下りデータ信号を生成する信号生成部と、
     サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに下り制御信号を多重すると共に、前記サブフレームの前記所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重して送信する送信部と、
     ユーザ端末において前記周波数分割多重された下り制御信号に基づいて再送確認された下りデータ信号の再送応答信号を受信する受信部と、を有することを特徴とする無線基地局装置。
  14.  前記信号生成部は、前記周波数分割多重する下り制御信号に、前記ユーザ端末が前記再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを指定するためのARI(ACK/NACK Resource Indicator)フィールドを含めることを特徴とする請求項13に記載の無線基地局装置。
  15.  無線基地局装置で生成された下り制御信号及び下りデータ信号をユーザ端末に対して送信し、前記ユーザ端末において受信した下りデータ信号に対する再送応答信号を前記無線基地局装置にフィードバックする無線通信方法であって、
     前記無線基地局装置において、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに下り制御信号を多重すると共に、前記サブフレームの前記所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重して前記ユーザ端末に送信するステップと、
     前記ユーザ端末において、前記周波数分割多重された下り制御信号に基づいて下りデータ信号に対する再送応答信号を出力し、前記再送応答信号の送信に利用する上り制御チャネルの無線リソースを選択し、前記再送応答信号を前記無線基地局装置に送信するステップと、を有すること特徴とする無線通信方法。
  16.  無線基地局装置で生成された下り制御信号及び下りデータ信号をユーザ端末に対して送信し、前記ユーザ端末において受信した下りデータ信号に対する再送応答信号を前記無線基地局装置にフィードバックする無線通信システムであって、
     前記無線基地局装置は、前記ユーザ端末に対する下り制御信号及び下りデータ信号を生成する信号生成部と、サブフレームの先頭から所定のOFDMシンボルまでの無線リソースに下り制御信号を多重すると共に、前記所定のOFDMシンボル数より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重して送信する送信部とを具備し、
     前記ユーザ端末は、前記無線基地局装置から送信された所定のOFDMシンボルより後の無線リソースに下りデータ信号と周波数分割多重された下り制御信号を受信する受信部と、周波数分割多重された下り制御信号に基づいて前記下りデータ信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する再送確認部と、前記再送応答信号の送信に用いる上り制御チャネルの無線リソースを選択する選択部とを具備することを特徴とする無線通信システム。
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