JP5576372B2 - 無線通信システムにおける制御信号の送信方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおける制御信号の送信方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、無線通信システムにおける制御信号の送信方法及び装置に関する。
最近、活発に研究されている次世代マルチメディア無線通信システムは、初期の音声中心のサービスを超え、映像、無線データなどの多様な情報を処理して送信することができるシステムが要求されている。無線通信システムの目的は、複数のユーザが位置及び移動性と関係なしに信頼できる通信を可能にすることである。しかし、無線チャネルには、経路損失、雑音、多重経路によるフェージング現象、シンボル間干渉(ＩＳＩ)又は端末の移動性によるドップラ効果などの非理想的な特性がある。無線チャネルの非理想的特性を克服し、無線通信の信頼度を高めるために多様な技術が開発されている。
信頼できる高速のデータサービスをサポートするための技術として、多入力多出力（ＭＩＭＯ）がある。ＭＩＭＯ技術は、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用してデータの送受信効率を向上させる。ＭＩＭＯ技術には、空間多重化、送信ダイバーシチ、ビーム形成などがある。受信アンテナ数及び送信アンテナ数によるＭＩＭＯチャネル行列は、複数の独立チャネルに分解できる。各々の独立チャネルは、空間階層又はストリームと呼ばれる。ストリームの個数は、ランクという。
国際電気通信連合（ＩＴＵ）では第３世代以降の次世代移動通信システムとして、ダウンリンク１Ｇｂｐｓ及びアップリンク５００Ｍｂｐｓである高速の送信速度を提供してＩＰベースのマルチメディアシームレスサービスをサポートすることを目標とする高度国際移動体通信（ＩＭＴ-Ａ）システムの標準化を進めている。第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）ではＩＭＴ-Ａシステムのための候補技術として３ＧＰＰ ＬＴＥ-Ａ（高度長期進化）システムが考慮されている。ＬＴＥ-Ａシステムは、ＬＴＥシステムの完成度を高める方向に進化し、ＬＴＥシステムと下位互換性を維持すると予想されている。ＬＴＥ-ＡシステムとＬＴＥシステムとの間に互換性を提供する理由は、ユーザにとって便利であり、事業者にとっても既存装備のリサイクルを図ることができるためである。
一般的に、無線通信システムは、一つの搬送波をサポートする単一搬送波システムである。送信速度は送信帯域幅に比例するため、高速の送信速度をサポートするためには送信帯域幅を増加しなければならない。しかし、全世界的に一部地域を除いては広い帯域幅の周波数割当が容易でない。断片的な狭い帯域を効率的に使用するために、スペクトラム集約(又は、帯域幅集約、搬送波集約とも呼ぶ)技術が開発されている。スペクトラム集約技術は、周波数領域で物理的に非連続的な複数個の帯域を集約して論理的に広い帯域を使用するような効果を得る技術である。スペクトラム集約技術によって無線通信システムで多重搬送波をサポートすることができる。多重搬送波がサポートされる無線通信システムを多重搬送波システムと呼ぶ。搬送波は、無線周波数(ＲＦ）、コンポーネント搬送波等、他の用語で呼ばれることもある。
一方、多様なアップリンク制御情報がアップリンク制御チャネルを介して送信される。アップリンク制御情報としては、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）に使われるＡＣＫ/ＮＡＣＫ、ダウンリンクチャネル状態を示すチャネル品質指示子（ＣＱＩ）、アップリンク送信のための無線リソース割当を要求するスケジュール要求（ＳＲ）等、多様な種類がある。
しかし、次世代無線通信システムで高速の送信速度を提供するためには、既存システムにない制御情報の送信が可能でなければならない。したがって、既存システムと互換性を維持しながら、効率的に追加的な制御情報を送信する方法及び装置を提供する必要がある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、無線通信システムにおける制御信号の送信方法及び装置を提供することである。
無線通信システムにおける端末によって実行される制御信号の送信方法を提供する。前記方法は、第１の制御情報を第１のリソースインデックスに基づいて処理して第１の制御信号を生成する段階、第２の制御情報を第２のリソースインデックスに基づいて処理して第２の制御信号を生成する段階、並びに前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を基地局に送信する段階、を含む。
好ましくは、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を前記基地局に送信する段階は、前記第２の制御信号を位相変換して第３の制御信号を生成する段階、前記第１の制御信号と前記第３の制御信号を結合して第４の制御信号を生成する段階、及び前記第４の制御信号を送信する段階、を含む。
好ましくは、前記第１の制御情報は、第１のダウンリンク搬送波に対する制御情報であり、前記第２の制御情報は、第２のダウンリンク搬送波に対する制御情報である。
好ましくは、前記第１の制御情報及び前記第２の制御情報は、同一アップリンク搬送波を介して送信される。
好ましくは、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、同時に送信される。
好ましくは、前記第１のリソースインデックスと前記第２のリソースインデックスは、互いに異なる。
好ましくは、前記第１のリソースインデックスは、第１の循環シフトインデックス及び第１のリソースブロックを指示し、前記第２のリソースインデックスは、第２の循環シフトインデックス及び第２のリソースブロックを指示する。
好ましくは、前記第１の制御信号を生成する段階は、前記第１の循環シフトインデックスから得た第１の循環シフト量だけ基本シーケンスを循環シフトさせることによって第１の循環シフトされたシーケンスを生成する段階、前記第１の循環シフトされたシーケンス及び前記第１の制御情報に対する第１の変調シンボルに基づいて第１の変調されたシーケンスを生成する段階、及び前記第１の変調されたシーケンスを前記第１のリソースブロックにマッピングした後、前記第１の制御信号を生成する段階、を含み、前記第２の制御信号を生成する段階は、前記第２の循環シフトインデックスから得た第２の循環シフト量だけ前記基本シーケンスを循環シフトさせることによって第２の循環シフトされたシーケンスを生成する段階、前記第２の循環シフトされたシーケンス及び前記第２の制御情報に対する第２の変調シンボルに基づいて第２の変調されたシーケンスを生成する段階、及び前記第２の変調されたシーケンスを前記第２のリソースブロックにマッピングした後、前記第２の制御信号を生成する段階、を含む。
好ましくは、前記第１の制御情報は、第１のダウンリンク搬送波を介して受信された第１のデータに対する第１のＡＣＫ/ＮＡＣＫであり、前記第２の制御情報は、第２のダウンリンク搬送波を介して受信された第２のデータに対する第２のＡＣＫ/ＮＡＣＫである。
前記方法は、前記第１のダウンリンク搬送波を介して前記第１のデータを受信する段階、前記第２のダウンリンク搬送波を介して前記第２のデータを受信する段階、を更に含む。
他の態様では、無線信号を生成及び伝送するＲＦ部、及び前記ＲＦ部と接続され、第１の制御情報を第１のリソースインデックスに基づいて処理して第１の制御信号を生成し、第２の制御情報を第２のリソースインデックスに基づいて処理して第２の制御信号を生成し、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を送信するプロセッサ、を含む無線通信のための装置を提供する。
無線通信システムにおける効率的な制御信号の送信方法及び装置を提供する。したがって、全体のシステム性能を向上させることができる。
無線通信システムを示すブロック図である。 ＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫ及びＣＱＩ送信を示す。 アップリンク送信を示す。 第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＬＴＥにおける無線フレームの構造を示す。 ３ＧＰＰ ＬＴＥにおける一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッドを示す例示図である。 ３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるダウンリンクサブフレームの構造の例を示す。 ３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるアップリンクサブフレームの構造の例を示す。 ノーマル循環プレフィクス（ＣＰ）における、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）フォーマット１/１ａ/１ｂ送信の例を示す。 拡張されたＣＰにおける、ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂ送信の例を示す。 ノーマルＣＰにおける、ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂ送信の例を示す。 拡張されたＣＰにおける、ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂ送信の例を示す。 情報送信方法の一例を示す図である。 情報送信方法の他の例を示す図である。 情報送信方法の他の例を示す図である。 リソースインデックスに基づく情報処理方法の一例を示すフローチャートである。 リソースインデックスに基づく情報処理方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る制御信号の送信方法を示すフローチャートである。 送信機構造の例を示すブロック図である。 ｒ番目の拡散されたシーケンスがマッピングされる一つのリソースブロックの例を示す。 ｒ番目の変調されたシーケンスがマッピングされるサブフレームの例を示す。 無線通信のための装置を示すブロック図である。 基地局の例を示すブロック図である。
以下の技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ-ＦＤＭＡ）などのような多様な多元接続方式に用いることができる。ＳＣ-ＦＤＭＡは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）拡散された複素数シンボルに逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）が実行される方式であり、ＤＦＴ拡散（ＤＦＴＳ）-ＯＦＤＭとも呼ぶ。また、以下の技術は、ＳＣ-ＦＤＭＡの変形であるクラスタされたＳＣ-ＦＤＭＡ、Ｎ×ＳＣ-ＦＤＭＡなどの多元接続方式に用いることもできる。クラスタされたＳＣ-ＦＤＭＡは、ＤＦＴ拡散された複素数シンボルが複数のサブブロックに分かれ、前記複数のサブブロックが周波数領域で分散されて副搬送波にマッピングされる方式であり、クラスタされたＤＦＴＳ-ＯＦＤＭとも呼ぶ。Ｎ×ＳＣ-ＦＤＭＡは、符号ブロックが複数のチャンクに分かれ、チャンク単位にＤＦＴとＩＦＦＴが実行される方式であり、チャンク特定ＤＦＴＳ-ＯＦＤＭとも呼ぶ。
ＣＤＭＡは、はん用地上無線接続（ＵＴＲＡ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術で具現することができる。ＴＤＭＡは、世界移動体通信システム（ＧＳＭ）/一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）/進化ＧＳＭ高速データ速度（ＥＤＧＥ）のような無線技術で具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ８０２.１１(Ｗｉ-Ｆｉ)、ＩＥＥＥ８０２.１６(ＷｉＭＡＸ)、ＩＥＥＥ８０２-２０、Ｅ-ＵＴＲＡ（進化 ＵＴＲＡ）などのような無線技術で具現することができる。ＵＴＲＡは、はん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰ ＬＴＥは、Ｅ-ＵＴＲＡを使用するＥ-ＵＭＴＳ（進化 ＵＭＴＳ）の一部であり、ダウンリンクでＯＦＤＭＡを採用し、アップリンクでＳＣ-ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ-Ａは３ＧＰＰ ＬＴＥの進化形である。
説明を明確にするために、３ＧＰＰ ＬＴＥ/ＬＴＥ-Ａを中心に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
図１は、無線通信システムを示すブロック図である。
図１を参照すると、無線通信システム１０は、少なくとも一つの基地局（ＢＳ）１１を含む。各基地局１１は、特定の地理的領域(一般的にセルという)１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対して通信サービスを提供する。また、セルは、複数の領域(セクタという)に分けることができる。端末（ＵＥ）１２は、固定されたものでも、移動性を有するものでもよく、移動機（ＭＳ）、利用者端末（ＵＴ）、加入者局（ＳＳ）、無線機器、ＰＤＡ(ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ)、無線モデム、携帯機器等、他の用語で呼ばれることもある。基地局１１は、一般に端末１２と通信する固定局をいい、ｅＮＢ(進化ノードＢ)、基地局システム（ＢＴＳ）、アクセスポイント等、他の用語で呼ばれることもある。
以下、ダウンリンク（ＤＬ）は、基地局から端末への通信を意味し、アップリンク（ＵＬ）は、端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクで、送信器は基地局の一部分であり、受信器は端末の一部分である。アップリンクで、送信器は端末の一部分であり、受信器は基地局の一部分である。
異種ネットワークとは、中継局、フェムトセル及び/又はピコセルなどが配置されたネットワークを意味する。異種ネットワークにおいて、ダウンリンクは、基地局から中継局、フェムトセル又はピコセルへの通信を意味する。また、ダウンリンクは、中継局から端末への通信を意味する。また、多段中継の場合、ダウンリンクは、第１の中継局から第２の中継局への通信を意味する。異種ネットワークにおいて、アップリンクは、中継局、フェムトセル又はピコセルから基地局への通信を意味する。また、アップリンクは、端末から中継局への通信を意味する。なお多段中継の場合、アップリンクは、第２の中継局から第１の中継局への通信を意味する。
無線通信システムは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム、多入力１出力（ＭＩＳＯ）システム、１入力１出力（ＳＩＳＯ）システム、及び１入力多出力（ＳＩＭＯ）システムのうちいずれか一つである。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用する。ＭＩＳＯシステムは、複数の送信アンテナ及び一つの受信アンテナを使用する。ＳＩＳＯシステムは、一つの送信アンテナ及び一つの受信アンテナを使用する。ＳＩＭＯシステムは、一つの送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用する。
以下、送信アンテナは、一つの信号又はストリームの送信に使われる物理的又は論理的アンテナを意味し、受信アンテナは、一つの信号又はストリームの受信に使われる物理的又は論理的アンテナを意味する。
無線通信システムではアップリンク及び/又はダウンリンクＨＡＲＱがサポートされる。また、リンク適応のためにＣＱＩを使うことができる。
図２は、ＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫ及びＣＱＩ送信を示す。
図２を参照すると、基地局からダウンリンクデータを受信した端末は、一定時間が経過した後にＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫを送信する。ダウンリンクデータは、ＰＤＣＣＨによって指示される物理ダウンリンク共通チャネル（ＰＤＳＣＨ）上で送信することができる。ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫは、前記ダウンリンクデータの復号に成功すると、ＡＣＫとなり、前記ダウンリンクデータの復号に失敗すると、ＮＡＣＫとなる。基地局は、ＮＡＣＫが受信されると、ＡＣＫが受信されるときまで、又は最大再送信回数まで前記ダウンリンクデータを再送信することができる。
ダウンリンクデータに対するＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫの送信時点、ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ送信のためのリソース割当情報などは、基地局が信号によって動的に知らせることができる。又は、ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫの送信時点、リソース割当情報などは、前記ダウンリンクデータの送信時点又は前記ダウンリンクデータ送信に使われたリソースに応じて予め合意されている場合もある。例えば、周波数分割２重通信（ＦＤＤ）システムで、ＰＤＳＣＨがｎ番目のサブフレームを介して受信されると、前記ＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫは、ｎ＋４番目のサブフレーム内のＰＵＣＣＨを介して送信することができる。
端末は、ダウンリンクチャネル状態を測定し、周期的及び/又は非周期的にＣＱＩを基地局に報告することができる。基地局は、ＣＱＩを用いてダウンリンクスケジューリングに使用することができる。基地局は、端末から受信されるＣＱＩを用いて送信に使われる変調符号化方式（ＭＣＳ）を決定することができる。ＣＱＩを用いてチャネル状態が良いと判断されると、基地局は、変調次数を高めたり、又は符号化率を高めたりして送信速度を高めることができる。ＣＱＩを用いてチャネル状態がよくないと判断されると、基地局は、変調次数を低めたり、又は符号化率を低めたりして送信速度を低めることができる。送信速度が低くなると、受信エラー率が減少することがある。ＣＱＩは、全体帯域に対するチャネル状態及び/又は全体帯域のうち一部帯域に対するチャネル状態を示すことができる。基地局は、端末にＣＱＩの送信時点又はＣＱＩ送信のためのリソース割当情報を知らせることができる。
端末は、ＣＱＩの以外にプリコーディング行列指示子（ＰＭＩ）、ランク指示子（ＲＩ）などを報告することができる。ＰＭＩは、符号表から選択されたプリコーディング行列のインデックスを指示し、ＲＩは、有用な送信階層の個数を指示する。以下、ＣＱＩは、ＣＱＩのほか、ＰＭＩ及びＲＩまでも含む概念である。
図３は、アップリンク送信を示す。
図３を参照すると、アップリンク送信のために、まず、端末は、基地局にスケジュール要求（ＳＲ）を送信する。ＳＲは、端末がアップリンク無線リソースの割当を基地局に要求することである。ＳＲは、帯域幅要求と呼ばれることもある。ＳＲは、データ交換のための事前情報交換の一種である。端末が基地局にアップリンクデータを送信するためには、まず、ＳＲを介して無線リソースの割当を要求する。基地局は、端末にＳＲの送信時点又はＳＲ送信のためのリソース割当情報を知らせることができる。ＳＲは、周期的に送信することができる。基地局は、端末にＳＲの送信周期を知らせることができる。
基地局は、ＳＲに対する応答としてアップリンクグラント(ＵＬ ｇｒａｎｔ)を端末に送信する。アップリンクグラントは、ＰＤＣＣＨ上で送信することができる。アップリンクグラントは、アップリンク無線リソース割当に対する情報を含む。端末は、割り当てられたアップリンク無線リソースを介してアップリンクデータを送信する。
図２及び図３に示すように、端末は、ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ、ＣＱＩ及びＳＲのようなアップリンク制御情報を与えられた送信時点で送信することができる。アップリンク制御情報の種類及び大きさは、システムによって変えてもよく、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
図４は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおける無線フレームの構造を示す。
図４を参照すると、無線フレームは、１０個のサブフレームで構成され、一つのサブフレームは、２個のスロットで構成される。無線フレーム内のスロットは、０から１９までのスロット番号が付けられる。一つのサブフレームの送信にかかる時間を送信時間間隔（ＴＴＩ）という。ＴＴＩは、データ送信のためのスケジュール単位ということができる。例えば、一つの無線フレームの長さは１０ｍｓであり、一つのサブフレームの長さは１ｍｓであり、一つのスロットの長さは０.５ｍｓである。
無線フレームの構造は、例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数又はサブフレームに含まれるスロットの数等は多様に変更してもよい。
図５は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおける一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッドを示す例示図である。
図５を参照すると、アップリンクスロットは、時間領域で複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域でＮULリソースブロック（ＲＢ）を含む。ＯＦＤＭシンボルは、一つのシンボル区間を表現するためのものである。ＯＦＤＭシンボルは、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ-ＦＤＭＡ、クラスタされたＳＣ-ＦＤＭＡ又はＮ×ＳＣ-ＦＤＭＡなどの多元接続方式に適用することができる。また、ＯＦＤＭシンボルは、システムによって、ＳＣ-ＦＤＭＡシンボル、ＯＦＤＭＡシンボル又はシンボル区間と呼ぶこともある。
リソースブロックは、周波数領域で複数の副搬送波を含む。アップリンクスロットに含まれるリソースブロックの数ＮULは、セルで設定されるアップリンク送信帯域幅に依存する。
リソースグリッド上の各要素をリソース要素という。リソースグリッド上のリソース要素は、スロット内のインデックス対（ｋ,l)によって識別することができる。ここで、ｋ(ｋ＝０,...,ＮUL×１２-１)は、周波数領域内の副搬送波インデックスであり、l(l＝０,...,６)は、時間領域内のシンボルインデックスである。
ここで、一つのリソースブロックは、時間領域で７ＯＦＤＭシンボル、周波数領域で１２副搬送波で構成される７×１２リソース要素を含むことを例示的に記述するが、リソースブロック内の副搬送波の数及びＯＦＤＭシンボルの数はこれに制限されるものではない。リソースブロックの含むＯＦＤＭシンボルの数又は副搬送波の数は、多様に変更することができる。以下、リソースブロックは、一般的な周波数リソースを意味する。すなわち、リソースブロックが異なると、周波数リソースが異なる。ＯＦＤＭシンボルの数は、循環プレフィックス（以下、ＣＰという）の長さによって変更することができる。例えば、ノーマルＣＰの場合、ＯＦＤＭシンボルの数は７であり、拡張されたＣＰの場合、ＯＦＤＭシンボルの数は６である。
図５の３ＧＰＰ ＬＴＥにおける一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッドは、ダウンリンクスロットに対するリソースグリッドにも適用することができる。
図６は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるダウンリンクサブフレームの構造の例を示す。
図６を参照すると、ダウンリンクサブフレームは、２個の連続するスロットを含む。ダウンリンクサブフレーム内の第１のスロットの前方部の最大３ＯＦＤＭシンボルは制御領域であり、残りのＯＦＤＭシンボルはデータ領域である。
データ領域にはＰＤＳＣＨを割り当てることができる。ＰＤＳＣＨ上にはダウンリンクデータが送信される。ダウンリンクデータは、ＴＴＩ中に送信される伝送チャネルであるダウンリンク共通チャネル（ＤＬ-ＳＣＨ）のためのデータブロックである伝送ブロックである。基地局は、端末に一つのアンテナ又は多重アンテナを介してダウンリンクデータを送信することができる。３ＧＰＰ ＬＴＥで、基地局は端末に一つのアンテナ又は多重アンテナを介して１符号語を送信することができ、多重アンテナを介して２符号語を送信することができる。すなわち、３ＧＰＰ ＬＴＥでは２符号語までサポートされる。符号語とは、情報に該当する情報ビットに伝送路符号化が行われた、符号化されたビットを意味する。符号語ごとに変調を行うことができる。
制御領域には物理制御形式指示子チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ＨＡＲＱ指示子チャネル（ＰＨＩＣＨ）、ＰＤＣＣＨなどの制御チャネルを割り当てることができる。
ＰＣＦＩＣＨは、サブフレーム内でＰＤＣＣＨの送信に使われるＯＦＤＭシンボルの個数に関する情報を伝送する。ここで、制御領域が３ＯＦＤＭシンボルを含むのは例示にすぎない。ＰＨＩＣＨは、アップリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫを伝送する。
制御領域は、複数の制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合で構成される。ダウンリンクサブフレームで、ＣＣＥ集合を構成するＣＣＥの総数がＮ(ＣＣＥ)である場合、ＣＣＥは、０からＮ(ＣＣＥ)-１までＣＣＥインデックスが付けられる。ＣＣＥは、複数のリソース要素グループに対応する。リソース要素グループは、リソース要素への制御チャネルマッピングを定義するために使われる。一つのリソース要素グループは、複数のリソース要素で構成される。ＰＤＣＣＨは、一つ又は複数の連続的なＣＣＥの集合上で送信される。制御領域内で複数のＰＤＣＣＨを送信することができる。
ＰＤＣＣＨは、ダウンリンクスケジュール情報、アップリンクスケジュール情報又はアップリンク電力制御命令などのダウンリンク制御情報を伝送する。基地局が端末にサブフレーム内のＰＤＳＣＨ上でダウンリンクデータを送信する場合、基地局は、前記サブフレーム内のＰＤＣＣＨ上で前記ＰＤＳＣＨのスケジュールのために使われるダウンリンク制御情報を伝送する。端末は、前記ダウンリンク制御情報を復号してＰＤＳＣＨ上で送信されるダウンリンクデータを読み込むことができる。
図７は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるアップリンクサブフレームの構造の例を示す。
図７を参照すると、アップリンクサブフレームは、アップリンク制御情報を伝送するＰＵＣＣＨが割り当てられる制御領域と、アップリンクデータを伝送するＰＵＳＣＨが割り当てられるデータ領域とに分けることができる。３ＧＰＰ ＬＴＥ(Ｒｅｌｅａｓｅ ８)では単一搬送波特性を維持するために、一つの端末に割り当てられるリソースブロックは周波数領域で連続している。一つの端末は、ＰＵＣＣＨ及びＰＵＳＣＨを同時に送信することができない。ＬＴＥ-Ａ(Ｒｅｌｅａｓｅ １０)ではＰＵＣＣＨ及びＰＵＳＣＨの同時送信を考慮中である。
一つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレームでリソースブロック対に割り当てられる。リソースブロック対に属するリソースブロックは、第１のスロット及び第２のスロットの各々で互いに異なる副搬送波を用いる。ＰＵＣＣＨに割り当てられるリソースブロック対に属するリソースブロックの用いる周波数は、スロット境界を基準に変更される。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられたリソースブロックは、スロットレベルでホップする。以下、スロットレベルのリソースブロックホップを周波数ホップという。端末がアップリンク制御情報を時間によって互いに異なる位置の周波数を介して送信することによって、周波数ダイバーシチ利得が得られる。ｍは、サブフレーム内でＰＵＣＣＨに割り当てられたリソースブロック対の論理的な周波数領域位置を示す位置インデックスである。
ＰＵＳＣＨは、伝送チャネルであるアップリンク共通チャネル（ＵＬ-ＳＣＨ）にマッピングされる。ＰＵＣＣＨ上に送信されるアップリンク制御情報にはＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ、ダウンリンクチャネル状態を示すＣＱＩ、アップリンク無線リソース割当要求であるＳＲなどがある。
ＰＵＣＣＨは、多重フォーマットをサポートすることができる。すなわち、ＰＵＣＣＨフォーマットに依存する変調方式によってサブフレーム当たり互いに異なるビット数を有するアップリンク制御情報を送信することができる。次の表は、ＰＵＣＣＨフォーマットによる変調方式及びサブフレーム当たりビット数の例を示す。
Figure 0005576372
ＰＵＣＣＨフォーマット１は、ＳＲの送信に使われ、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａ/１ｂは、ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫの送信に使われ、ＰＵＣＣＨフォーマット２は、ＣＱＩの送信に使われ、ＰＵＣＣＨフォーマット２ａ/２ｂは、ＣＱＩ及びＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫの送信に使われる。
任意のサブフレームでＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫが単独に送信される場合にはＰＵＣＣＨフォーマット１ａ/１ｂを使い、ＳＲが単独に送信される場合にはＰＵＣＣＨフォーマット１を使用する。端末は、ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ及びＳＲを同一サブフレームで同時に送信することができる。肯定的なＳＲ送信のために、端末は、ＳＲのために割り当てられたＰＵＣＣＨリソースを介してＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫを送信し、否定的なＳＲ送信のために、端末は、ＡＣＫ/ＮＡＣＫのために割り当てられたＰＵＣＣＨリソースを介してＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫを送信する。
ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報は、循環シフト（ＣＳ）されたシーケンスを用いることができる。循環シフトされたシーケンスは、基本シーケンスを特定ＣＳ量だけ循環シフトさせて生成することができる。特定ＣＳ量は、循環シフトインデックスによって指示される。多様な種類のシーケンスを基本シーケンスとして使うことができる。例えば、疑似ランダム（ＰＮ）シーケンス、Ｚａｄｏｆｆ-Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスのようなよく知られたシーケンスを基本シーケンスとして使用することができる。又は、コンピュータによって生成されるＣＡＺＡＣ(Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ-Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ)系列を使用することができる。次の数式は、基本シーケンスの例である。
Figure 0005576372
ここで、ｉ∈｛０,１,...,２９｝はルートインデックスであり、ｎは要素インデックスであり、０≦ｎ≦Ｎ-１、Ｎは基本シーケンスの長さである。ｉは、セルＩＤ、無線フレーム内のスロット番号などによって決まる。一つのリソースブロックが１２副搬送波を含むとき、Ｎは１２に設定することができる。異なるルートインデックスによって異なる基本シーケンスが定義される。Ｎ＝１２のとき、ｂ(ｎ)は、次の表のように定義することができる。
Figure 0005576372
基本シーケンスｒ(ｎ)を次の数式のように循環シフトさせ、循環シフトされたシーケンスｒ(ｎ,Ｉｃｓ)を生成することができる。
Figure 0005576372
ここで、Ｉｃｓは、ＣＳ量を示す循環シフトインデックスである(０≦Ｉｃｓ≦Ｎ-１、Ｉｃｓは整数)。
以下、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスは、ＣＳ間隔で基本シーケンスから得られる循環シフトインデックスを意味する。例えば、基本シーケンスの長さが１２であり、ＣＳ間隔が１である場合、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスの総数は１２となる。又は、基本シーケンスの長さが１２であり、ＣＳ間隔が２である場合、基本シーケンスの可用循環シフトインデックスの総数は６となる。ＣＳ間隔は、遅延拡散を考慮して決定することができる。
図８は、ノーマルＣＰの場合、ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂ送信の例を示す。これは一つのサブフレーム内の第１のスロット及び第２のスロットに割り当てられたリソースブロック対を示す。ここでは、リソースブロック対に属するリソースブロックが第１のスロット及び第２のスロットで同一の周波数帯域を占めるように示したが、図７で説明したように、リソースブロックは、スロットレベルでホップすることができる。
図８を参照すると、第１のスロットと第２のスロットの各々は、７ＯＦＤＭシンボルを含む。各スロットの７ＯＦＤＭシンボルのうち３ＯＦＤＭシンボルには参照信号（ＲＳ）が載せられ、残りの４ＯＦＤＭシンボルには制御情報が載せられる。ＲＳは、各スロット中間の３個の連続するＯＦＤＭシンボルに載せられる。このとき、ＲＳに使われるシンボルの個数及び位置は変えてもよく、制御情報に使われるシンボルの個数及び位置もそれに応じて変更してよい。
ＰＵＣＣＨフォーマット１、１ａ及び１ｂの各々は、一つの複素シンボルｄ(０)を使用する。基地局は、ＳＲを端末からのＰＵＣＣＨフォーマット１の送信の存在又は不存在だけで認識できる。すなわち、ＳＲ送信には２値振幅変調（ＯＯＫ）方式を使うことができる。したがって、ＰＵＣＣＨフォーマット１のための複素シンボルｄ(０)の値としては、任意の複素数を使用することができる。例えば、ｄ(０)＝１を使用することができる。ＰＵＣＣＨフォーマット１ａのための複素シンボルｄ(０)は、１ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報が２相位相変調（ＢＰＳＫ）されて生成される変調シンボルである。ＰＵＣＣＨフォーマット１ｂのための複素シンボルｄ(０)は、２ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報が４相位相変調（ＱＰＳＫ）されて生成される変調シンボルである。ＰＵＣＣＨフォーマット１ａは、１符号語に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報のためのものであり、ＰＵＣＣＨフォーマット１ｂは、２符号語に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報のためのものである。
次の表は、変調方式によってＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報ビットがマッピングされる変調シンボルの例を示す。
Figure 0005576372
ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂのための複素シンボルｄ(０)及び循環シフトされたシーケンスｒ(ｎ,Ｉｃｓ)を用いて変調されたシーケンスｓ(ｎ)を生成する。次の数式のように、循環シフトされたシーケンスｒ(ｎ,Ｉｃｓ)に複素シンボルｄ(０)を乗じて変調されたシーケンスｓ(ｎ)を生成することができる。
Figure 0005576372
循環シフトされたシーケンスｒ(ｎ,Ｉｃｓ)の循環シフトインデックスであるＩｃｓは、割り当てられたリソースから始めてシンボルレベルでホップすることができる。以下、シンボルレベルの循環シフトインデックスのホップをＣＳホップという。ＣＳホップは、無線フレーム内のスロット番号(ｎs)及びスロット内のシンボルインデックス(l)によって実行することができる。したがって、循環シフトインデックスＩｃｓは、Ｉｃｓ(ｎs,l)で表現することができる。ＣＳホップは、セル間干渉をランダム化するようにセル特定して実行することができる。ここでは、第１のスロットのスロット番号は０に設定し、第２のスロットのスロット番号は１に設定し、Ｉｃｓ(０,０)＝０、Ｉｃｓ(０,１)＝１、Ｉｃｓ(０,５)＝２、Ｉｃｓ(０,６)＝３、Ｉｃｓ(１,０)＝４、Ｉｃｓ(１,１)＝５、Ｉｃｓ(１,５)＝６、及びＩｃｓ(１,６)＝７に設定しているが、これは例示にすぎない。
端末多重化容量を増加させるために、変調されたシーケンスｓ(ｎ)は、直交シーケンスを用いて拡散することができる。端末多重化容量とは、同一のリソースブロックに多重化することができる端末の個数を意味する。
ここでは、一つのスロット内の制御情報が載せられる４ＯＦＤＭシンボルに対して拡散係数Ｋ＝４である直交シーケンスｗ(ｋ)を介して変調されたシーケンスｓ(ｎ)を拡散させることを示している。拡散係数Ｋ＝４である直交シーケンスｗIos(ｋ)(Ｉｏｓは直交シーケンスインデックス、ｋは直交シーケンスの要素インデックス、０≦ｋ≦Ｋ-１)であり、次の表のようなシーケンスを使用することができる。
Figure 0005576372
直交シーケンスを構成する要素は、順番に、制御情報が載せられるＯＦＤＭシンボルに１:１に対応させられる。直交シーケンスを構成する要素の各々は、対応するＯＦＤＭシンボルに載せられた変調されたシーケンスｓ(ｎ)が乗じられて拡散されたシーケンスが生成される。拡散されたシーケンスは、サブフレーム内のＰＵＣＣＨに割り当てられるリソースブロック対にマッピングされる。拡散されたシーケンスがリソースブロック対にマッピングされた後、前記サブフレームのＯＦＤＭシンボル毎にＩＦＦＴが実行され、制御情報に対する時間領域信号が出力される。ここでは、ＩＦＦＴ実行前に直交シーケンスが乗じられるが、変調されたシーケンスｓ(ｎ)に対するＩＦＦＴ実行後に直交シーケンスが乗じられても同一結果が得られる。
又は、拡散係数Ｋ＝３である直交シーケンスｗIos(ｋ)(Ｉｏｓは直交シーケンスインデックス、ｋは直交シーケンスの要素インデックス、０≦ｋ≦Ｋ-１)であり、次の表のようなシーケンスを使用することができる。
Figure 0005576372
測定参照信号（ＳＲＳ）及びＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂが一つのサブフレームで同時に送信される場合、ＰＵＣＣＨ上の一つのＯＦＤＭシンボルがパンクチャされる。例えば、サブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルをパンクチャすることができる。この場合、前記サブフレームの第１のスロットでは制御情報が４ＯＦＤＭシンボルに載せられ、前記サブフレームの第２のスロットでは制御情報が３ＯＦＤＭシンボルに載せられる。したがって、第１のスロットに対しては拡散係数Ｋ＝４である直交シーケンスが用いられ、第２のスロットに対しては拡散係数Ｋ＝３である直交シーケンスが用いられる。
直交シーケンスインデックスＩｏｓは、割り当てられたリソースから始めてスロットレベルでホップすることができる。以下、スロットレベルの直交シーケンスインデックスのホップを直交シーケンスリマップという。直交シーケンスリマップは、無線フレーム内のスロット番号(ｎs)によって実行することができる。したがって、直交シーケンスインデックスＩｏｓは、Ｉｏｓ(ｎs)で表現することができる。直交シーケンスリマップは、セル間干渉のランダム化のために実行することができる。
また、変調されたシーケンスｓ(ｎ)は、直交シーケンスを用いた拡散以外にもスクランブルすることができる。例えば、変調されたシーケンスｓ(ｎ)に特定パラメータによって１又はｊが乗じられる。
ＲＳは、制御情報と同一な基本シーケンスから生成された循環シフトされたシーケンス及び直交シーケンスを用いて生成することができる。循環シフトされたシーケンスを拡散係数Ｋ＝３である直交シーケンスｗ(ｋ)を介して拡散させてＲＳとして使用することができる。したがって、端末が制御情報を送信するために、制御情報のための循環シフトインデックス及び直交シーケンスインデックスのほか、ＲＳのための循環シフトインデックス及び直交シーケンスインデックスも必要である。
図９は、拡張されたＣＰにおける、ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂ送信の例を示す。ここでは、リソースブロック対に属するリソースブロックが第１のスロット及び第２のスロットで同一の周波数帯域を占めるように示したが、図７で説明したように、リソースブロックは、スロットレベルでホップすることができる。
図９を参照すると、第１のスロット及び第２のスロットはそれぞれ６ＯＦＤＭシンボルを含む。各スロットの６ＯＦＤＭシンボルのうち２ＯＦＤＭシンボルにはＲＳが載せられ、残りの４ＯＦＤＭシンボルには制御情報が載せられる。これを除くと、図８のノーマルＣＰの場合の例がそのまま適用される。ただし、ＲＳは、循環シフトされたシーケンスを拡散係数Ｋ＝２である直交シーケンスｗ(ｋ)によって拡散させてＲＳとして使用することができる。
拡散係数Ｋ＝２である直交シーケンスｗIos(ｋ)(Ｉｏｓは直交シーケンスインデックス、ｋは直交シーケンスの要素インデックス、０≦ｋ≦Ｋ-１)であり、次の表のようなシーケンスを使用することができる。
Figure 0005576372
前述したように、ノーマルＣＰの場合及び拡張されたＣＰの場合双方ともＰＵＣＣＨフォーマット１/１/ａ/１ｂ送信のために、次の情報が必要である。制御情報が送信される副搬送波(又はリソースブロック)、制御情報のための循環シフトインデックスＩｃｓ及び直交シーケンスインデックスＩｏｓ、ＲＳのための循環シフトインデックスＩ′ｃｓ及び直交シーケンスインデックスＩ′ｏｓが必要である。例えば、拡張されたＣＰでＣＳ間隔が２の場合、端末多重化容量は次の通りである。制御情報のためのＩｃｓの個数は６であり、Ｉｏｓの個数は３であるため、一つのリソースブロック当たり１８個の端末を多重化することができる。しかし、ＲＳのためのＩ′ｃｓの個数は６であり、Ｉ′ｏｓの個数は２であるため、一つのリソースブロック当たり１２個の端末を多重化することができる。したがって、端末多重化容量は、制御情報部分よりもＲＳ部分によって制限される。
図１０は、ノーマルＣＰにおける、ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂ送信の例を示す。ここでは、リソースブロック対に属するリソースブロックが第１のスロット及び第２のスロットで同一の周波数帯域を占めるように示したが、図７で説明したように、リソースブロックはスロットレベルでホップすることができる。
図１０を参照すると、各スロットに含まれる７ＯＦＤＭシンボルのうち２ＯＦＤＭシンボルにはＲＳが載せられ、残りの５ＯＦＤＭシンボルにはＣＱＩが載せられる。このとき、ＲＳに使われるシンボルの個数及び位置は変えてもよく、ＣＱＩに使われるシンボルの個数及び位置もそれに応じて変更してよい。
端末は、ＣＱＩ情報ビットに伝送路符号化を行って符号化されたＣＱＩビットを生成する。このとき、ブロック符号を使うことができる。ブロック符号の例として、リードマラー（Ｒｅｅｄ-Ｍｕｌｌｅｒ）符号ファミリがある。３ＧＰＰ ＬＴＥでは（２０，Ａ）ブロック符号が使われる。ここで、Ａは、ＣＱＩ情報ビットの長さである。すなわち、３ＧＰＰ ＬＴＥではＣＱＩ情報ビットの長さに関係なしに常に２０ビットの符号化されたＣＱＩビットが生成される。
次の表は、（２０，Ａ）ブロック符号のための１３基底シーケンスの例を示す。
Figure 0005576372
ここで、Ｍi,nは基底シーケンスである(０≦ｎ≦１２、ｎは整数)。符号化されたＣＱＩビットを１３基底シーケンスの線形結合によって生成される。次の数式は、符号化されたＣＱＩビットｂiの例を示す(０≦ｉ≦１９、ｉは整数)。
Figure 0005576372
ここで、ａ0,ａ1,...,ａA-1はＣＱＩ情報ビットであり、ＡはＣＱＩ情報ビットの長さである(Ａは自然数)。
ＣＱＩ情報ビットは一つ以上のフィールドを含むことができる。例えば、ＭＣＳを決定するＣＱＩインデックスを指示するＣＱＩフィールド、符号表から選択されたプリコーディング行列のインデックスを指示するＰＭＩフィールド、ランクを指示するＲＩフィールドなどがＣＱＩ情報ビットに含まれる。
次の表は、ＣＱＩ情報ビットが含むフィールド及び前記フィールドのビット長の一例を示す。
Figure 0005576372
ＣＱＩ情報ビットは、長さ４ビットの広帯域ＣＱＩフィールドだけを含むことができる。このとき、ＣＱＩ情報ビットの長さＡは４である。広帯域ＣＱＩフィールドは、全体帯域に対するＣＱＩインデックスを指示する。
次の表は、ＣＱＩ情報ビットが含むフィールド及び前記フィールドのビット長さの他の例を示す。
Figure 0005576372
ＣＱＩ情報ビットは、広帯域ＣＱＩフィールド、空間差異ＣＱＩフィールド、ＰＭＩフィールドを含むことができる。空間差異ＣＱＩフィールドは、第１の符号語のための全体帯域に対するＣＱＩインデックス及び第２の符号語のための全体帯域に対するＣＱＩインデックスの差を指示する。各フィールドの長さは、基地局の送信アンテナの個数及びランクによって変えてもよい。例えば、基地局が４送信アンテナを使用し、ランクが１より大きい場合、ＣＱＩ情報ビットは、４ビットの広帯域ＣＱＩフィールド、３ビットの空間差異ＣＱＩフィールド、及び４ビットのＰＭＩフィールドを含む(Ａ＝１１)。
次の表は、ＣＱＩ情報ビットが含むフィールド及び前記フィールドのビット長の他の例を示す。
Figure 0005576372
２０ビットの符号化されたＣＱＩビットは、端末特定スクランブルシーケンスによってスクランブルされ、２０ビットのスクランブルされたビットを生成することができる。２０ビットのスクランブルされたビットは、ＱＰＳＫによって１０個の変調シンボルｄ(０),...,ｄ(９)にマッピングされる。ＰＵＣＣＨフォーマット２ａでは１ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報がＢＰＳＫによって１個の変調シンボルｄ(１０)にマッピングされる。ＰＵＣＣＨフォーマット２ｂでは２ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報がＱＰＳＫによって１個の変調シンボルｄ(１０)にマッピングされる。すなわち、ＰＵＣＣＨフォーマット２ａではＣＱＩ及び１ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報が同時に送信され、ＰＵＣＣＨフォーマット２ｂではＣＱＩ及び２ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報が同時に送信される。ここで、ｄ(１０)はＲＳの生成に使われる。ｄ(１０)は、各スロット内のＲＳが載せる２ＯＦＤＭシンボル間の一つのＯＦＤＭシンボルに対応する。すなわち、各スロット内の前記一つのＯＦＤＭシンボルに載せられるＲＳには該当するｄ(１０)によって位相変調が実行される。ＰＵＣＣＨフォーマット２ａ/２ｂは、ノーマルＣＰの場合にだけサポートされる。このように、ＰＵＳＣＨフォーマット２ａ及び２ｂの各々で一つの変調シンボルがＲＳ生成に使われる。
変調シンボルｄ(０),...,ｄ(９)及び基本シーケンスから生成された循環シフトされたシーケンスｒ(ｎ,Ｉｃｓ)に基づいて変調されたシーケンスを生成する。循環シフトされたシーケンスｒ(ｎ,Ｉｃｓ)の循環シフトインデックスＩｃｓは、無線フレーム内のスロット番号(ｎs)及びスロット内のシンボルインデックス(l)によって変わる。したがって、循環シフトインデックスＩｃｓは、Ｉｃｓ(ｎs,l)で表現される。ここでは、第１のスロットのスロット番号は０に設定し、第２のスロットのスロット番号は１に設定し、Ｉｃｓ(０,０)＝０、Ｉｃｓ(０,２)＝１、Ｉｃｓ(０,３)＝２、Ｉｃｓ(０,４)＝３、Ｉｃｓ(０,６)＝４、Ｉｃｓ(１,０)＝５、Ｉｃｓ(１,２)＝６、Ｉｃｓ(１,３)＝７、Ｉｃｓ(１,４)＝８、及びＩｃｓ(１,６)＝９に設定しているが、これは例示にすぎない。ＲＳは、制御情報と同一の基本シーケンスから生成された循環シフトされたシーケンスを用いることができる。
ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂは、ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂとは異なって直交シーケンスを使用しない。
図１１は、拡張されたＣＰにおける、ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂ送信の例を示す。ここでは、リソースブロック対に属するリソースブロックが第１のスロット及び第２のスロットで同一の周波数帯域を占めるように示したが、図７で説明したように、リソースブロックはスロットレベルでホップすることができる。
図１１を参照すると、第１のスロット及び第２のスロットはそれぞれ６ＯＦＤＭシンボルを含む。各スロットの６ＯＦＤＭシンボルのうち１ＯＦＤＭシンボルにはＲＳが載せられ、残りの５ＯＦＤＭシンボルには制御情報が載せられる。これを除くと、図１０のノーマルＣＰの場合の例がそのまま適用される。
前述したように、ノーマルＣＰの場合及び拡張されたＣＰの場合双方ともＰＵＣＣＨフォーマット２/２/ａ/２ｂ送信のために、次の情報が必要である。制御情報が送信される副搬送波(又はリソースブロック)、制御情報のための循環シフトインデックスＩｃｓ、ＲＳのための循環シフトインデックスＩ′ｃｓが必要である。ＣＳ間隔が１の場合、制御情報のためのＩｃｓの個数及びＲＳのためのＩ′ｃｓの個数は各々１２であり、一つのリソースブロック当たり１２個の端末を多重化することができる。ＣＳ間隔が２の場合、制御情報のためのＩｃｓの個数及びＲＳのためのＩ′ｃｓの個数は各々６であり、一つのリソースブロック当たり６個の端末を多重化することができる。
図１２は、情報送信方法の一例を示す図である。
図１２を参照すると、端末はリソースインデックスを取得する(Ｓ１１)。端末はリソースインデックスに基づいて情報を処理する(Ｓ１２)。端末は基地局に情報を送信する(Ｓ１３)。
セル内の複数の端末は、基地局に同時に各々の情報を送信することができる。このとき、各端末が互いに異なるリソースを使用する場合、基地局は、各端末の情報を区別することができる。情報とは、制御情報、ユーザデータ、多様な制御情報が混合された情報又は制御情報とユーザデータが多重化された情報などを意味する。
リソースは、リソースブロック、周波数領域シーケンス、及び時間領域シーケンスのうち少なくとも一つ以上を含むことができる。リソースブロックは、情報が送信される周波数リソースである。周波数領域シーケンスは、情報に対応するシンボルを周波数領域に拡散させるために使われる。時間領域シーケンスは、前記シンボルを時間領域に拡散させるために使われる。リソースが周波数領域シーケンス及び時間領域シーケンスを含む場合、周波数領域シーケンス及び時間領域シーケンスは、シンボルを２次元の時間-周波数領域(周波数領域及び時間領域)に拡散させるために使われる。
リソースインデックスは、情報送信に使われるリソースを識別する。リソースに応じてリソースインデックスは、リソースブロック情報、周波数領域シーケンスインデックス、及び時間領域シーケンスインデックスのうち少なくとも一つ以上を含むことができる。リソースブロック情報はリソースブロックを指示し、周波数領域シーケンスインデックスは周波数領域シーケンスを指示し、時間領域シーケンスインデックスは時間領域シーケンスを指示する。例えば、リソースがリソースブロック及び周波数領域シーケンスを含む場合、リソースインデックスは、リソースブロック情報及び周波数領域シーケンスインデックスを含むことができる。
以下、周波数領域シーケンス及び/又は時間領域シーケンスとして使われるシーケンスについて詳述する。シーケンスは、複数のシーケンスを要素とするシーケンス集合から選択することができる。シーケンス集合に含まれる複数のシーケンスは、互いに直交するものでもよいし、又は互いに低い相関度を有するものでもよい。
リソースがシーケンスを含む場合、リソースインデックスは、シーケンスインデックスを含むことができる。シーケンスは、シーケンスインデックスに基づいて生成される。以下、シーケンスは、周波数領域シーケンス及び/又は時間領域シーケンスである。
一例として、シーケンスインデックスは、シーケンス集合から選択された一つのシーケンスを指示することができる。シーケンス集合に属するシーケンスはそれぞれ、一つのシーケンスインデックスに一対一に対応する。
他の例として、シーケンスインデックスは、循環シフト量を指示し、シーケンスは、基本シーケンスを前記循環シフト量だけ循環シフトさせることによって生成される。
以下、時間領域シーケンスは、直交シーケンスの集合から選択された一つの直交シーケンスであり、周波数領域シーケンスは、基本シーケンスを循環シフト量だけ循環シフトさせることによって生成された循環シフトされたシーケンスである場合を仮定する。この場合、時間領域シーケンスインデックスは、直交シーケンスを指示する直交シーケンスインデックスであり、周波数領域シーケンスインデックスは、循環シフト量を指示する循環シフトインデックスである。ただし、これは例示に過ぎず、時間領域シーケンス及び/又は周波数領域シーケンスを制限するものではない。
ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂの場合、リソースは、(１)ＣＳ量、(２)直交シーケンス、及び(３)リソースブロックの組合せで構成される。リソースインデックスは、循環シフトインデックス、直交シーケンスインデックス、及びリソースブロックを指示する。例えば、循環シフトインデックスの個数が６、直交シーケンスインデックスの個数が３、リソースブロックの個数が３の場合、リソースの総数は５４(＝６×３×３)である。５４個のリソースは、０から５３までのリソースインデックスを付けることができる。５４個のリソースの各々は、互いに異なる端末に割り当てることができる。
ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂの場合、リソースは、(１)ＣＳ量、(２)リソースブロックの組合せで構成される。リソースインデックスは、循環シフトインデックス及びリソースブロックを指示する。例えば、循環シフトインデックスの個数が６、リソースブロックの個数が２の場合、リソースの総数は１２(＝６×２)である。１２個のリソースは、０から１１までのリソースインデックスを付けることができる。１２個のリソースはそれぞれ、互いに異なる端末に割り当てることができる。
このように、リソースインデックスから循環シフトインデックス及びリソースブロックが決定される。また、ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂの場合にはリソースインデックスから直交シーケンスインデックスも決定される。例えば、サブフレーム内でＰＵＣＣＨに割り当てられたリソースブロック対の論理的な周波数領域位置を示す位置インデックスｍは、リソースインデックスから決定することができる。
図１３は、情報送信方法の他の例を示す図である。
図１３を参照すると、基地局は端末にリソースインデックスを送信する(Ｓ２１)。端末はリソースインデックスに基づいて情報を処理する(Ｓ２２)。端末は基地局に情報を送信する(２３)。このように、基地局は、端末にリソースインデックスを明示的に知らせることができる。リソースインデックスは、上位階層の信号によって設定することができる。例えば、物理階層の上位階層は、端末とネットワークとの間に無線リソースを制御する無線リソース制御層（ＲＲＣ）であり、この場合、端末が送信する情報は、ＳＲ、半永続スケジュール（ＳＰＳ）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ、ＣＱＩ等である。ＳＰＳ ＡＣＫ/ＮＡＣＫは、ＳＰＳによって送信されたダウンリンクデータに対するＡＣＫ/ＮＡＣＫである。ダウンリンクデータがＰＤＳＣＨを介して送信されると、前記ＰＤＳＣＨに対応するＰＤＣＣＨが存在しない場合もある。
図１４は、情報送信方法の他の例を示す図である。
図１４を参照すると、基地局は端末にダウンリンクデータを送信する(Ｓ３１)。端末はリソースインデックスを獲得する(Ｓ３２)。このとき、リソースインデックスは、ダウンリンクデータ受信のための制御チャネルが送信される無線リソースから得ることができる。端末はリソースインデックスに基づいて情報を処理する(Ｓ３３)。端末は基地局に情報を送信する(Ｓ３４)。このように、基地局は、端末にリソースインデックスを暗示的に知らせることができる。この場合、端末の送信する情報は、動的ＡＣＫ/ＮＡＣＫである。動的ＡＣＫ/ＮＡＣＫは、動的スケジュールによって送信されたダウンリンクデータに対するＡＣＫ/ＮＡＣＫである。動的スケジュールとは、基地局がＰＤＳＣＨを介するダウンリンクデータを送信するごとに端末にＰＤＣＣＨを介してダウンリンクグラントを送信することである。
次の数式は、動的ＡＣＫ/ＮＡＣＫ送信のためのリソースインデックス(Ｉｎ)を決定する例である。
Figure 0005576372
ここで、ｎ(ＣＣＥ)は、ＰＤＳＣＨに対するＰＤＣＣＨ送信に使われた１番目のＣＣＥインデックスであり、Ｎ(1) PUCCHは、ＳＲとＳＰＳ ＡＣＫ/ＮＡＣＫのために割り当てられるリソースインデックスの個数である。Ｎ(1) PUCCHは、ＲＲＣのような上位階層によって設定することができる。
したがって、基地局は、ＰＤＣＣＨ送信に使われる１番目のＣＣＥインデックスを調整してＡＣＫ/ＮＡＣＫ送信のためのリソースを調整することができる。
図１５は、リソースインデックスに基づく情報処理方法の一例を示すフローチャートである。
図１５を参照すると、端末はリソースインデックスに基づいて循環シフトインデックスを決定する(Ｓ４１)。端末は循環シフトインデックスに基づいて循環シフトされたシーケンスを生成する(Ｓ４２)。循環シフトされたシーケンスは、循環シフトインデックスから得た循環シフト量ほど基本シーケンスを循環シフトさせることによって生成することができる。端末は循環シフトされたシーケンス及び情報のためのシンボルに基づいて変調されたシーケンスを生成する(Ｓ４３)。端末は変調されたシーケンスをリソースブロックにマッピングする(Ｓ４４)。リソースブロックは、リソースインデックスに基づいて決定することができる。端末は、変調されたシーケンスを送信する。このとき、端末の送信する情報はＣＱＩである。
図１６は、リソースインデックスに基づく情報処理方法の他の例を示すフローチャートである。
図１６を参照すると、端末はリソースインデックスに基づいて直交シーケンスインデックス及び循環シフトインデックスを決定する(Ｓ５１)。端末は循環シフトインデックスに基づいて循環シフトされたシーケンスを生成する(Ｓ５２)。端末は循環シフトされたシーケンス及び情報のためのシンボルに基づいて変調されたシーケンスを生成する(Ｓ５３)。端末は直交シーケンスインデックスに基づいて変調されたシーケンスから拡散されたシーケンスを生成する(Ｓ５４)。端末は拡散されたシーケンスをリソースブロックにマッピングする(Ｓ５５)。リソースブロックは、リソースインデックスに基づいて決定することができる。端末は拡散されたシーケンスを送信する。このとき、端末の送信する情報は、ＳＲ、ＡＣＫ/ＮＡＣＫなどである。
以上、説明された制御情報の送信方法を用いる場合、２符号語に対応する２ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報、又は２０ビットの符号化されたＣＱＩビットを送信することができる。しかし、３ＧＰＰ ＬＴＥとの互換性を維持しながら、追加的な制御情報を送信することができる方法が必要である。例えば、符号語の個数を増加させたり、又は多重搬送波システムの場合、追加的な制御情報を送信したりしなければならない。例えば、符号語の個数が４個である場合、４ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報を送信する方法が必要である。また、他の例として、２ダウンリンク及び１アップリンク(２ＤＬ-１ＵＬ)で構成された搬送波集約システムの場合にも４ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報を送信する方法が必要である。
まず、追加的な制御情報の送信のために変調次数を高める方法を考慮することができる。例えば、２ビットの制御情報がＱＰＳＫ変調されて１変調シンボルが生成された場合、４ビットの制御情報は、１６ＱＡＭ変調されて１変調シンボルを生成することができる。しかし、１６ＱＡＭを使用する場合、受信器で正確な送信電力を知らなければならない。また、１６ＱＡＭは、ＱＰＳＫに比べて性能が劣る。１６ＱＡＭは、信号コンステレーションごとに検出性能が互いに同じではない。
図１７は、本発明の一実施例に係る制御信号の送信方法を示すフローチャートである。
図１７を参照すると、端末は、第１の制御情報を第１のリソースインデックスに基づいて処理して第１の制御信号を生成する(Ｓ１１０)。端末は、第２の制御情報を第２のリソースインデックスに基づいて処理して第２の制御信号を生成する(Ｓ１２０)。第１のリソースインデックスと第２のリソースインデックスは、互いに異なる場合がある。端末は、基地局に第１の制御信号及び第２の制御信号を送信する(Ｓ１３０)。第１の制御信号及び第２の制御信号は、同時に送信することができる。このように、追加的な制御情報は、追加的なリソースインデックスの割当を受けて送信することができる。
ここで、端末が第１の制御信号及び第２の制御信号を基地局に送信する段階は、第２の制御信号を位相変換して第３の制御信号を生成し、第１の制御信号と前記第３の制御信号を結合して第４の制御信号を生成し、第４の制御信号を送信するように構成することができる。
第１の制御情報は、第１のダウンリンク搬送波に対する制御情報であり、第２の制御情報は、第２のダウンリンク搬送波に対する制御情報である。第１の制御情報及び第２の制御情報は、同一アップリンク搬送波を介して送信することができる。第１の制御情報は、端末が第１のダウンリンク搬送波を介して受信した第１のデータに対する第１のＡＣＫ/ＮＡＣＫであり、第２の制御情報は、端末が第２のダウンリンク搬送波を介して受信した第２のデータに対する第２のＡＣＫ/ＮＡＣＫである。又は、第１の制御情報は、第１のダウンリンク搬送波に対する第１のＣＱＩであり、第２の制御情報は、第２のダウンリンク搬送波に対する第２のＣＱＩである。すなわち、第１のダウンリンク搬送波に対しては第１のリソースインデックスの割当を受け、第２のダウンリンク搬送波に対しては第２のリソースインデックスの割当を受けることができる。この場合、第１のダウンリンク搬送波及び第２のダウンリンク搬送波の各々に対する制御情報を一つのアップリンク搬送波を介して送信することができる。したがって、図１７の制御信号の送信方法は、ダウンリンク搬送波の数がアップリンク搬送波の数より多い非対称多重搬送波システムで用いることができる。例えば、ダウンリンク搬送波の数対アップリンク搬送波の数の比が２対１である多重搬送波システムで用いることができる。
又は、第１の制御情報及び第２の制御情報は、各々、代表制御情報である。代表制御情報とは、複数の制御情報を代表する一つの制御情報と意味する。複数の制御情報を一つの代表制御情報で表すことを制御情報バンドリングという。代表制御情報には、代表ＣＱＩ、代表ＡＣＫ/ＮＡＣＫ、代表ＰＭＩなどがある。代表ＣＱＩは、複数のダウンリンク搬送波全体に対する一つのＣＱＩであり。例えば、代表ＣＱＩは、複数のダウンリンク搬送波に対する各々のＣＱＩの平均ＣＱＩである。又は、代表ＣＱＩは、複数のコードワードに対する各々のＣＱＩを代表する一つのＣＱＩである。
代表ＡＣＫ/ＮＡＣＫは、複数のダウンリンク搬送波を介して送信された各々のデータに対する一つのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫである。例えば、複数のダウンリンク搬送波を介して送信された各々のデータに対する復号が全部成功した場合、代表ＡＣＫ/ＮＡＣＫはＡＣＫとなり、その他の場合、代表ＡＣＫ/ＮＡＣＫはＮＡＣＫとなる。又は、代表ＡＣＫ/ＮＡＣＫは、複数の符号語に対する各々のＡＣＫ/ＮＡＣＫを代表する一つのＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫである。
例えば、第１の制御情報は、第１のダウンリンク搬送波及び第２のダウンリンク搬送波に対する第１の代表制御情報であり、第２の制御情報は、第３のダウンリンク搬送波及び第４のダウンリンク搬送波に対する第２の代表制御情報である。他の例として、第１の制御情報は、複数の符号語に対する第１の代表制御情報であり、第２の制御情報は、他の符号語に対する第２の代表制御情報である。
第一に、各リソースインデックスは、循環シフトインデックス及びリソースブロックを指示することができる。この場合、第１のリソースインデックスは、第１の循環シフトインデックス及び第１のリソースブロックを指示し、第２のリソースインデックスは、第２の循環シフトインデックス及び第２のリソースブロックを指示する。各制御情報は、各リソースインデックスを用いてＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂのように処理することができる。端末は、第１の循環シフトインデックスから得た第１の循環シフト量だけ基本シーケンスを循環シフトさせることによって第１の循環シフトされたシーケンスを生成し、第１の循環シフトされたシーケンス及び第１の制御情報に対する第１の変調シンボルを用いて第１の変調されたシーケンスを生成し、第１の変調されたシーケンスを第１のリソースブロックにマッピングする。第１の制御信号は、第１の変調されたシーケンス又は第１のリソースブロックにマッピングした後、ＩＦＦＴされた第１の時間領域信号を意味する。また、端末は、第２の循環シフトインデックスから得た第２の循環シフト量だけ基本シーケンスを循環シフトさせることによって第２の循環シフトされたシーケンスを生成し、第２の循環シフトされたシーケンス及び第２の制御情報に対する第２の変調シンボルを用いて第２の変調されたシーケンスを生成し、第２の変調されたシーケンスを第２のリソースブロックにマッピングする。第２の制御信号は、第２の変調されたシーケンス又は第２のリソースブロックにマッピングした後、ＩＦＦＴされた第２の時間領域信号を意味する。このとき、第１の制御信号及び第２の制御信号は同時に送信することができる。
端末は、第１のリソースインデックス及び第２のリソースインデックスを基地局から受信することができる。例えば、第１のリソースインデックスは０、第２のリソースインデックスは２のように、複数のリソースインデックスの各々を直接通知することができる。又は、端末は、第１のリソースインデックスを基地局から受信し、第２のリソースインデックスを第１のリソースインデックスから取得することができる。この場合、第２のリソースインデックスは、第１のリソースインデックスによって予め決定されている。例えば、第１のリソースインデックスが０の場合、第２のリソースインデックスは５であり、第１のリソースインデックスが１の場合、第２のリソースインデックスは６であると予め定めることができる。基地局は第１のリソースインデックスとして０又は１だけを通知し、端末は第１のリソースインデックスから第２のリソースインデックス５又は６を取得することができる。
第１のリソースインデックスと第２のリソースインデックスは、循環シフトインデックス及びリソースブロックのうち少なくとも一つ以上が異なる場合がある。又は、ＣＭを低めるために、基地局のスケジューラは、次のような場合にリソースインデックスを制限することもできる。(１)第１及び第２の循環シフトインデックスが互いに異なり、第１及び第２のリソースブロックが同一の場合、(２)第１及び第２の循環シフトインデックスが同一であり、第１及び第２のリソースブロックが互いに異なる場合、(３)前記(１)及び(２)の場合のうち一つの場合。
第二に、各リソースインデックスは、循環シフトインデックス、直交シーケンスインデックス、及びリソースブロックを指示することができる。この場合、第１のリソースインデックスは、第１の循環シフトインデックス、第１の直交シーケンスインデックス、及び第１のリソースブロックを指示し、第２のリソースインデックスは、第２の循環シフトインデックス、第２の直交シーケンスインデックス、及び第２のリソースブロックを指示する。各制御情報は、各リソースインデックスを用いてＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂのように処理することができる。端末は、第１の循環シフトインデックスから得た第１の循環シフト量だけ基本シーケンスを循環シフトさせることによって第１の循環シフトされたシーケンスを生成し、第１の循環シフトされたシーケンス及び第１の制御情報に対する第１の変調シンボルを用いて第１の変調されたシーケンスを生成し、第１の直交シーケンスインデックスを用いて第１の変調されたシーケンスから第１の拡散されたシーケンスを生成し、第１の拡散されたシーケンスを第１のリソースブロックにマッピングする。第１の制御信号は、第１の拡散されたシーケンス又は第１のリソースブロックにマッピングした後、ＩＦＦＴされた第１の時間領域信号を意味する。また、端末は、第２の循環シフトインデックスから得た第２の循環シフト量だけ上記基本シーケンスを循環シフトさせることによって第２の循環シフトされたシーケンスを生成し、第２の循環シフトされたシーケンス及び第２の制御情報に対する第２の変調シンボルを用いて第２の変調されたシーケンスを生成し、第２の直交シーケンスインデックスを用いて第２の変調されたシーケンスから第２の拡散されたシーケンスを生成し、第２の拡散されたシーケンスを第２のリソースブロックにマッピングする。第２の制御信号は、第２拡散されたシーケンス又は第２のリソースブロックにマッピングした後、ＩＦＦＴされた第２の時間領域信号を意味する。このとき、第１の制御信号及び第２の制御信号は同時に送信することができる。
各制御情報は、ＨＡＲＱ ＡＣＫ/ＮＡＣＫであり、端末は、基地局から各ダウンリンクデータを受信する段階を更に含むことができる。第１のリソースインデックスは、第１のダウンリンクデータを受信するための物理的制御チャネルに対する無線リソースから取得され、第２のリソースインデックスは、第２のダウンリンクデータを受信するための物理的制御チャネルに対する無線リソースから取得される。
第１のリソースインデックスと第２のリソースインデックスは、循環シフトインデックス、直交シーケンスインデックス、及びリソースブロックのうち少なくとも一つ以上が異なる場合がある。又は、ＣＭを低くするために、基地局のスケジューラは、次のように循環シフトインデックス、直交シーケンスインデックス、及びリソースブロックのうち一つだけが異なる場合にリソースインデックスを制限することもできる。(１)第１及び第２の直交シーケンスインデックスが同一で、第１及び第２のリソースブロックが同一で、第１及び第２の循環シフトインデックスだけが異なる場合、(２)第１及び第２の循環シフトインデックスが同一で、第１及び第２のリソースブロックが同一で、第１及び第２の直交シーケンスインデックスだけが異なる場合、(３)第１及び第２の循環シフトインデックスが同一で、第１及び第２の直交シーケンスインデックスが同一で、第１及び第２のリソースブロックだけが異なる場合、(４)前記(１)及び(２)の場合のうち一つの場合、(５)前記(１)及び(３)の場合のうち一つの場合、(６)前記(２)及び(３)の場合のうち一つの場合、(７)前記(１)、(２)及び(３)の場合のうち一つの場合。
以上、各制御情報が各リソースインデックスを用いてＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂ又はＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂのように処理される方法について説明したが、これは全てのＣＤＭベースの送信方式に適用することができる。
図１７の制御情報の送信方法は、３個以上の送信アンテナに対しても拡張適用することができる。端末がＲ個の送信アンテナを介してＲ個の制御情報を送信しようとする場合、Ｒ個の送信アンテナはそれぞれ、互いに異なるＲ個のリソースインデックスの割当を受けることができる(Ｒは、２以上の自然数)。端末は、Ｒ個の制御情報の各々を各リソースインデックスを用いて各送信アンテナを介して基地局に送信することができる。
図１８は、送信器構造の例を示すブロック図である。ここで、送信器は、端末又は基地局の一部分である。
図１８を参照すると、送信器１００は、Ｒ個の変調器１１０、Ｒ個の情報処理部１２０-１,...,１２０-Ｒ(Ｒは、２以上の自然数)、及び送信アンテナ１９０を含む。ｒ番目の情報処理部１２０-ｒは、ｒ番目の変調器１２０-ｒと接続される(ｒ＝１,...,Ｒ)。Ｒ個の制御情報ごとにリソースインデックスが割り当てられる。すなわち、ｒ番目の制御情報はｒ番目のリソースインデックスの割当を受ける。ｒ番目の変調器１１０は、ｒ番目の制御情報を変調してｒ番目の変調シンボルを生成する。ｒ番目の変調シンボルは、一つであってもよく、複数であってもよい。ｒ番目の変調シンボルはｒ番目の情報処理部１２０-ｒに入力される。ｒ番目の情報処理部１２０-ｒは、ｒ番目のリソースインデックスを用いてｒ番目の変調シンボルを処理してｒ番目の制御信号を生成する。Ｒ個の制御信号は結合されて一つの送信アンテナ１９０を介して送信される。このとき、ｒ番目の制御信号は、ｒ番目の位相だけ位相変換される。Ｒ＝２の場合を例に説明する。第２の制御信号で第２の位相だけ位相変換された第３の制御信号と前記第１の制御信号を結合して第４の制御信号が送信される。ＢＰＳＫの場合、第２の位相は９０度であり、ＱＰＳＫの場合、第２の位相は４５度である。
このように、Ｒ個のリソースインデックスを用いてＲ個の制御情報を送信することができる。ここでは送信器が一つの送信アンテナだけを含む場合を図示したが、送信器が複数の送信アンテナを含む場合にも適用可能である。すなわち、送信アンテナごとに複数のリソースインデックスを適用することができる。
まず、ＰＵＣＣＨフォーマット１/１ａ/１ｂのように、制御情報の送信に一つの変調シンボルを使用する場合を説明する。第１の制御情報に対する第１の変調シンボルをｄ1（０）、第２の制御情報に対する第２の変調シンボルをｄ2（０）で示す。一般に、ｒ番目の制御情報に対するｒ番目の変調シンボルはｄr（０）である（ｒは、自然数）。
一例として、２ビットの制御情報‘１０’が１ビットの第１の制御情報‘１’と１ビットの第２の制御情報‘０’とに分離されて送信される場合を説明する。第１の制御情報‘１’はＢＰＳＫ変調されて第１の変調シンボル‘-１’が生成され、第２の制御情報‘０’はＢＰＳＫ変調されて第２の変調シンボル‘１’が生成される（ｄ1(０）＝−１、ｄ2（０）＝１）。
他の例として、４ビットの制御情報‘０１１０’が２ビットの第１の制御情報‘０１’と２ビットの第２の制御情報‘１０’とに分離されて送信される場合を説明する。第１の制御情報‘０１’はＱＰＳＫ変調されて第１の変調シンボル‘-ｊ’が生成され、第２の制御情報‘１０’はＱＰＳＫ変調されて第２の変調シンボル‘ｊ’が生成される（ｄ1（０）＝−ｊ、ｄ2（０）＝ｊ）。
（１）第１の実施例
第１の実施例は、制御情報の送信に使われるリソースが直交シーケンスだけで構成された場合である。この場合、リソースインデックスは、直交シーケンスインデックスだけを指示する。
ｒ番目のリソースインデックスが指示する拡散係数Ｋ＝Ｎであるｒ番目の直交シーケンスを[ｗr(０),ｗr(１),...,ｗr(Ｎ-１)]で示す(Ｎは、自然数、ｒ＝１,...,Ｒ)。ｒ番目の直交シーケンスによってｒ番目の変調シンボルｄr(０)を拡散させて生成されたｒ番目の拡散されたシーケンスを［ｚr（０），ｚr（１）,...,ｚr（Ｎ−１）］で示す。拡散されたシーケンスは、次の数式のように生成される。
Figure 0005576372
ｒ番目の拡散されたシーケンスは、時間領域又は周波数領域にマッピングすることができる。周波数領域にマッピングされる場合、ｒ番目の拡散されたシーケンスは、Ｎ個の副搬送波にマッピングすることができる。時間領域にマッピングされる場合、ｒ番目の拡散されたシーケンスは、Ｎ個のタイムサンプル、Ｎ個のチップ又はＮ個のＯＦＤＭシンボルにマッピングすることができる。
Ｒ個のリソースインデックスの各々を用いて生成されたＲ個の拡散されたシーケンスは、同一の送信区間で送信することができる。例えば、一つのサブフレーム中に各々の拡散されたシーケンスが送信することができる。このとき、各々の拡散されたシーケンスは、全部同一のリソースブロックを介して送信したり、又は互いに異なるリソースブロックを介して送信したりすることもできる。
受信信号をｙ＝[ｙ(０),ｙ(１),...,ｙ(Ｎ-１)]で示す。各受信信号は、次の数式のように示すことができる。このとき、送信区間中にチャネルの特性は静的(ｓｔａｔｉｃ)であると仮定する。すなわち、送信区間中にチャネルの特性は変わらない。
Figure 0005576372
ここで、ｈは送信区間中のチャネルであり、ｎ(ｋ)は雑音のｋ番目の要素である。
受信信号からＲ個のリソースインデックスの各々に対して逆拡散(ｄｅｓｐｒｅａｄｉｎｇ)を実行してＲ個の推定シンボルの各々を推定することができる。ｒ番目の変調シンボルｄr(０)に対するｒ番目の推定シンボルをｄ′r(０)とするとき、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
ここで、Ｎは直交シーケンスの長さであり、ｗr(ｋ)はｒ番目の直交シーケンスのｋ番目の要素である。
直交シーケンスは、ウォルシュアダマール行列を用いて生成することができる。次の数式は、４×４ウォルシュアダマール行列を示す。
Figure 0005576372
ウォルシュアダマール行列の４行の各々は、相互に直交する直交シーケンスを構成する。すなわち、[１,１,１,１]、[１,-１,１,-１]、[１,１,-１,-１]及び[１,-１,-１,１]のように４個の直交シーケンスを定義することができる。３ＧＰＰ ＬＴＥでは[１,１,-１,-１]を除いた３個の直交シーケンスを使用するが(表３参照)、[１,１,-１,-１]も使用可能である。
以下、Ｒ＝２であり、第１の直交シーケンスは[１,１,１,１]であり、第２の直交シーケンスは[１,-１,１,-１]である場合を例に説明する。第１のリソースインデックスは直交シーケンスインデックス０を指示し、第２のリソースインデックスは直交シーケンスインデックス１を指示する(表３参照)。
第１の拡散されたシーケンスは[ｄ1(０),ｄ1(０),ｄ1(０),ｄ1(０)]であり、第２の拡散されたシーケンスは[ｄ2(０),-ｄ2(０),ｄ2(０),-ｄ2(０)]である。受信信号をｙ＝[ｙ(０),ｙ(１),ｙ(２),ｙ(３)]とするとき、各受信信号は、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
受信信号から第１の直交シーケンスを用いて逆拡散された第１の推定シンボルをｄ′1(０)とし、受信信号から第２の直交シーケンスを用いて逆拡散された第２の推定シンボルをｄ′2(０)とするとき、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
（２）第２の実施例
第２の実施例は、制御情報の送信に使われるリソースが直交シーケンス及びＣＳ量で構成された場合である。この場合、リソースインデックスは、直交シーケンスインデックス及び循環インデックスを指示する。
ｒ番目のリソースインデックスを用いて生成されたｒ番目の拡散されたシーケンスは、次の数式のように時間-周波数の２次元領域で示すことができる。
Figure 0005576372
ここで、各行は副搬送波に対応し、各列はＯＦＤＭシンボルに対応する。行列の各要素は、制御情報の送信に使われるリソースブロックのリソース要素にマッピングされる。ここでは、行列が１２個の行と４個の列で構成されるが、これは例示に過ぎず、行の数及び列の数を制限するものではない。
図１９は、ｒ番目の拡散されたシーケンスがマッピングされる一つのリソースブロックの例を示す。
図１９を参照すると、リソースブロックは、時間領域でスロット(７ＯＦＤＭシンボル)、周波数領域で１２副搬送波で構成される。７ＯＦＤＭシンボルのうち３ＯＦＤＭシンボルが載せられ、残りの４ＯＦＤＭシンボルに制御情報が載せられる(図８参照)。
端末は、ｒ番目のリソースインデックスを用いてｒ番目の直交シーケンスインデックス及びｒ番目の循環シフトインデックスを決定する。端末は、ｒ番目の循環シフトインデックスを用いてｒ番目の循環シフトされたシーケンスを生成する。端末は、ｒ番目の循環シフトされたシーケンス及びｒ番目の制御情報に対するｒ番目の変調シンボルｄr（０）を用いてｒ番目の変調されたシーケンスを生成する。端末は、ｒ番目の直交シーケンスインデックスを用いてｒ番目の変調されたシーケンスからｒ番目の拡散されたシーケンスを生成する。ｒ番目の拡散されたシーケンスの要素は、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
ここで、ｎ＝０,...,１１であり、ｋ＝０,１,２,３であり、ｗr（ｋ）はｒ番目のリソースインデックスが指示するｒ番目の直交シーケンスのｋ番目の要素であり、Ｉｃｓrはｒ番目の循環シフトインデックスであり、ｒ(ｎ,Ｉｃｓr)はｒ番目の循環シフトされたシーケンスである。
Ｒ=２の場合、受信信号は、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
受信信号から第１の直交シーケンスを用いて逆拡散された第１の推定シンボルをｄ′1(０)とし、受信信号から第２の直交シーケンスを用いて逆拡散された第２の推定シンボルをｄ′2(０)とするとき、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
（３）第３の実施例
第３の実施例は、制御情報の送信に使われるリソースが直交シーケンス、ＣＳ量、及びリソースブロックで構成された場合である。この場合、リソースインデックスは、直交シーケンスインデックス、循環インデックス、及びリソースブロックを指示する。
ｒ番目の拡散されたシーケンスは、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
ここで、ｋは、ｒ番目のリソースブロック内のＯＦＤＭシンボルのシンボルインデックスである。ＲＳが載せられるＯＦＤＭシンボルを除くと、ｋ＝０,１,２,３である。Ｒrはｒ番目のリソースブロックの周波数位置オフセットであり、ｎはｒ番目のリソースブロック内の副搬送波インデックスである(ｎ＝０,１,...,１１)。ｗr(ｋ)はｒ番目の直交シーケンスインデックスのｋ番目の要素であり、ｄr(０)はｒ番目の制御情報に対するｒ番目の変調シンボルであり、Ｉｃｓrはｒ番目の循環シフトインデックスであり、ｒ(ｎ,Ｉｃｓr)はｒ番目の循環シフトされたシーケンスである。
次に、ＰＵＣＣＨフォーマット２/２ａ/２ｂのように、制御情報の送信に複数の変調シンボルを使用する場合を説明する。制御情報の送信に使われるリソースは、循環シフトシーケンス及びリソースブロックで構成される。この場合、リソースインデックスは、循環シフトインデックス及びリソースブロックを指示する。
端末は、ｒ番目のリソースインデックスを用いてｒ番目の循環シフトインデックス及びｒ番目のリソースブロックを決定する。端末は、ｒ番目の循環シフトインデックスを用いてｒ番目の循環シフトされたシーケンスを生成する。端末は、ｒ番目の循環シフトされたシーケンス及ｒ番目の制御情報に対する複数のｒ番目の変調シンボルを用いてｒ番目の変調されたシーケンスを生成する。端末は、ｒ番目の変調されたシーケンスをｒ番目のリソースブロックにマッピングする。
ｒ番目の変調されたシーケンスの要素は、次の数式のように示すことができる。
Figure 0005576372
ここで、ｋはｒ番目のリソースブロックのＯＦＤＭシンボルのシンボルインデックスである。ＲＳが載せられるＯＦＤＭシンボルを除くと、ｋ＝０,１,...,９である。Ｒrはｒ番目のリソースブロックの周波数位置オフセットであり、ｎはｒ番目のリソースブロック内の副搬送波インデックスである(ｎ＝０,１,...,１１)。ｄr(ｋ)はｒ番目の制御情報に対するｒ番目の変調シンボルであり、Ｉｃｓrはｒ番目の循環シフトインデックスであり、ｒ(ｎ,Ｉｃｓr)はｒ番目の循環シフトされたシーケンスである。
図２０は、ｒ番目の変調されたシーケンスがマッピングされるサブフレームの例を示す。ここでは、リソースブロック対に属するリソースブロックが第１のスロット及び第２のスロットで同一の周波数帯域を占めるように示したが、図７で説明したように、リソースブロックはスロットレベルでホップすることができる。
図２０を参照すると、各スロットに含まれる７ＯＦＤＭシンボルのうち２ＯＦＤＭシンボルにはＲＳが載せられ、残りの５ＯＦＤＭシンボルには制御情報が載せられる(図１０参照)。
図２１は、無線通信のための装置を示すブロック図である。無線通信のための装置５０は端末の一部である。無線通信のための装置５０は、プロセッサ５１、メモリ５２、ＲＦ部５３、ディスプレイ部５４、ユーザインタフェース部５５を含む。ＲＦ部５３は、プロセッサ５１と接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。メモリ５２は、プロセッサ５１と接続され、駆動システム、アプリケーション及び一般的なファイルを記憶する。ディスプレイ部５４は、端末の多様な情報を表示し、ＬＣＤ、有機ＬＥＤ等、よく知られた素子を使用することができる。ユーザインタフェース部５５は、キーパッドやタッチスクリーンなど、よく知られたユーザインタフェースの組合せで構成することができる。プロセッサ５１は、前述した情報処理及び送信に関するすべての方法を実行する。
図２２は、基地局の例を示すブロック図である。基地局６０は、プロセッサ６１、メモリ６２、スケジューラ６３、及びＲＦ部６４を含む。ＲＦ部６４は、プロセッサ６１と接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。プロセッサ６１は、前述した情報の送信に関するすべての方法を実行することができる。メモリ６２は、プロセッサ６１と接続され、プロセッサ６１で処理された情報を記憶する。スケジューラ６３は、プロセッサ６１と接続され、前述したリソースインデックス割当のような情報の送信のためのスケジュールに関するすべての方法を実行することができる。
このように、無線通信システムにおける効率的な制御信号の送信方法及び装置を提供することができる。多重搬送波システムで単一搬送波システムと互換性を維持しながら、効率的に追加的な制御情報を送信する方法が提供できる。特に、ダウンリンク搬送波の数とアップリンク搬送波の数が異なる非対称多重搬送波システムで効率的に制御情報を送信することができる。また、２符号語までがサポートされる３ＧＰＰ ＬＴＥと下位互換性を充たしながら、２符号語以上をサポートするシステムで効率的に追加的な制御情報を送信することができる。これによって、無線通信の信頼度を高めることができ、システム全体の性能を向上させることができる。
以上、アップリンク情報の送信を基準に説明したが、前述した内容は、ダウンリンク情報の送信にもそのまま適用することができる。また、前述した内容は、制御情報送信だけでなく、データ情報送信など、一般的な情報送信にも適用することができる。
前述したすべての機能は、上記機能を遂行するように記述されたソフトウェア及びプログラムコードなどによって、マイクロプロセッサ、制御器、マイクロ制御器、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）などのようなプロセッサを用いて遂行することができる。上記コードの設計、開発、及び具現は、本発明の説明に基づいて当業者に自明であるといえる。
以上、本発明に対して実施例を参照して説明したが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させて実施できることを理解することができるであろう。したがって、前述した実施例に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての実施例を含むものである。

Claims (11)

  1. 無線通信システムにおいて端末がアップリンク制御信号を送信する方法であって，
    第１セルの第１物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）によって示される第１物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を介して第１伝送ブロックを受信するステップと，
    第２セルの第２ＰＤＣＣＨによって示される第２ＰＤＳＣＨを介して第２伝送ブロックを受信するステップと，
    前記第１ＰＤＣＣＨに基づいて第１リソースを取得するステップと，
    前記第２ＰＤＣＣＨに基づいて第２リソースを取得するステップと，
    前記第１伝送ブロック及び前記第２伝送ブロックに関する肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）に基づいて，前記第１リソース及び前記第２リソースのうち少なくとも一つを用いて前記アップリンク制御信号を送信するステップと，
    を有する方法。
  2. 前記第１リソース及び前記第２リソースは互いに異なる，請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１リソースは，前記第１ＰＤＣＣＨに用いられた第１制御チャネル要素（ＣＣＥ）の数に基づいて取得される，請求項１に記載の方法。
  4. 前記第１伝送ブロックは複数の第１符号語を含む，請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１伝送ブロックに関する前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答は，前記複数の第１符号語に関する代表ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答である，請求項４に記載の方法。
  6. 前記第２伝送ブロックは複数の第２符号語を含む，請求項１に記載の方法。
  7. 前記第２伝送ブロックに関する前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答は，前記複数の第２符号語に関する代表ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答である，請求項６に記載の方法。
  8. 無線通信システムにおいてアップリンク制御信号を送信する端末であって，
    無線信号を送信又は受信する無線周波（ＲＦ）部と，
    前記ＲＦ部と接続されたプロセッサであって，
    第１セルの第１物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）によって示される第１物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を介して第１伝送ブロックを受信するステップと，
    第２セルの第２ＰＤＣＣＨによって示される第２ＰＤＳＣＨを介して第２伝送ブロックを受信するステップと，
    前記第１ＰＤＣＣＨに基づいて第１リソースを取得するステップと，
    前記第２ＰＤＣＣＨに基づいて第２リソースを取得するステップと，
    前記第１伝送ブロック及び前記第２伝送ブロックに関する肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）に基づいて，前記第１リソース及び前記第２リソースのうち少なくとも一つを用いて前記アップリンク制御信号を送信するステップと，
    を実行するように構成されたプロセッサと，
    を備える端末。
  9. 前記第１リソースは，前記第１ＰＤＣＣＨに用いられた第１制御チャネル要素（ＣＣＥ）の数に基づいて取得される，請求項８に記載の端末。
  10. 前記第１伝送ブロックは，複数の第１符号語を含み，
    前記第１伝送ブロックに関する前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答は，前記複数の第１符号語に関する代表ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答である，請求項８に記載の端末。
  11. 前記第２伝送ブロックは，複数の第２符号語を含み，
    前記第２伝送ブロックに関する前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答は，前記複数の第２符号語に関する代表ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答である，請求項８に記載の端末。
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