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JP5097279B2 - 無線基地局装置、無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

無線基地局装置、無線通信方法及び無線通信システム Download PDF

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Description

本発明は、次世代無線通信システムにおける無線基地局装置、ユーザ端末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。
ＬＴＥシステムでは、上りリンクで送信される信号は適切な無線リソースにマッピングされてユーザ端末から無線基地局装置に送信される。この場合、ユーザデータは、上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）に割当てられる。また、制御情報は、ユーザデータと同時に送信する場合はＰＵＳＣＨに割当てられ、制御情報のみを送信する場合は、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）に割当てられる。この上りリンクで送信される制御情報には、下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel））信号に対する再送応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）、スケジューリング要求、チャネル状態通知（ＣＳＩ）等が含まれる。チャネル状態通知には、チャネル品質情報（ＣＱＩ）、プリコーディングマトリックス指標（ＰＭＩ）、ランク指標（ＲＩ）の情報が含まれている。
チャネル状態通知は、ＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩを通知するもので、周期的又は非周期的に行われる。任意のタイミングで送信機会（トリガ）を与える非周期的チャネル状態通知（Aperiodic CQI/PMI/RI Reporting）のトリガは、上りリンクスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０）に含まれている。そのため、ユーザ端末はＰＵＳＣＨを使用して非周期的ＣＳＩ（ＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩ）（以下、Ａ−ＣＳＩという）の通知を行う。
また、下りリンクにおいては、ユーザデータはＰＤＳＣＨに割当てられ、制御情報は下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）に割当てられる。ＰＤＣＣＨを介して送信される下りリンク制御情報（ＤＣＩ：Downlink control information）は、用途やＤＣＩメッセージサイズ（ＤＣＩフォーマットのサイズ）に応じて複数のＤＣＩフォーマットに分類されている。無線基地局装置は、通信環境に応じて所定のＤＣＩフォーマットを使用して下りリンク制御情報を生成し、ユーザ端末に送信する。
ＬＴＥシステム（Ｒｅｌ−８）においては、ＰＵＳＣＨ信号を送信するための上りリンクスケジューリンググラント（Uplink scheduling grant）を内容とするＤＣＩフォーマット０と、下りリンクスケジューリング割当（Downlink scheduling assignment）を内容とするＤＣＩフォーマット１／１Ａ〜１Ｄ／２／２Ａ／２B等がサポートされている（例えば、非特許文献２参照）。
上りリンクスケジューリンググラントには、上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）リソース指示、伝送フォーマット、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）関連情報等が含まれている。また、下りリンクスケジューリング割当には、下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）リソース指示、伝送フォーマット、ＨＡＲＱ情報、空間多重に関する制御情報（使用可能である場合）等が含まれている。また、上りリンクスケジューリンググラントには、ＰＵＳＣＨ用の電力制御コマンドも含まれている。
3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006 3GPP, TR36.212 ()(V.9.3.0), "Multiplexing and channel coding"， Nov．2010
ところで、３ＧＰＰにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−８）の後継のシステム（例えば、LTE-Advanced（ＬＴＥ−Ａ）システム）も検討されている。
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:Component Carrier）)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。
この場合、上述した非周期チャネル状態通知を行う場合には、全てのＣＣのＡ−ＣＳＩを通知するのでなく、複数の下りＣＣの中から所定の下りＣＣに対応するＣＳＩを選択して送信することが望ましい。したがって、Ａ−ＣＳＩのトリガに加えて、所定のＣＣを選択するビット情報をＤＣＩフォーマット０に追加することが考えられる。
また、上りリンクマルチアンテナ伝送をサポートするＬＴＥ−Ａでは、上りチャネル品質測定用参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）の頻度・必要性が高まることが想定されている。そのため、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−８）で採用されている周期的ＳＲＳに加えて、任意のタイミングで送信機会（トリガ）を与える非周期的ＳＲＳ（以下、Ａ−ＳＲＳという）の採用が検討されている。Ａ−ＳＲＳを送信するか否かは無線基地局装置がユーザ端末毎に選択可能であり、Ａ−ＳＲＳのトリガとして上りリンクスケジューリンクグラント（例えば、ＤＣＩフォーマット０／４）に１ビット追加することが検討されている。
このように、ＬＴＥ−Ａシステム（Ｒｅｌ−１０）では、上述したような通信環境の変化に応じて上りリンクスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０／４）のＤＣＩフォーマットのサイズが変更されることが考えられる。
一方で、ＰＤＣＣＨ信号を受信したユーザ端末は、ＤＣＩのフォーマットのサイズで各ＤＣＩフォーマットの検出を行う。ＤＣＩフォーマットのサイズが同一である場合には、ユーザ端末は１回のブラインド復号で同時に複数のＤＣＩフォーマットをチェックできる。したがって、通信環境に応じて所定のＤＣＩフォーマットのサイズが変化した場合には、ブラインド検出の回数が増加してしまう問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、通信環境に応じて所定のＤＣＩフォーマットのサイズが変更される場合であっても、ブラインド検出の回数の増加を抑制すると共に無線リソースを効率的に使用することができる無線基地局装置、ユーザ端末及び無線通信方法を提供することを目的の一とする。
本発明の無線基地局装置の一態様は、上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット及び下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットを含む複数のＤＣＩフォーマットの中から所定のＤＣＩフォーマットを使用して制御情報を生成する制御情報生成部と、前記制御情報を下りリンク制御チャネルを介してユーザ端末に通知する送信部と、を有し、前記制御情報生成部は、前記第１のＤＣＩフォーマットに、追加的に上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報が付加される場合に、前記第２のＤＣＩフォーマットに対して当該トリガに関する情報を追加するための拡張フィールドを設けて、前記第１のＤＣＩフォーマットと前記第２のＤＣＩフォーマットのサイズを同一とすることを特徴とする。
本発明の無線通信システムの一態様は、制御情報を生成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置から送信される制御情報を受信して復号するユーザ端末とを有する無線通信システムであって、前記無線基地局装置は、上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット及び下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットを含む複数のＤＣＩフォーマットの中から所定のＤＣＩフォーマットを使用して制御情報を生成する制御情報生成部と、前記制御情報を下りリンク制御チャネルを介してユーザ端末に通知する送信部と、を有し、前記制御情報生成部は、前記第１のＤＣＩフォーマットに、追加的に上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報が付加される場合に、前記第２のＤＣＩフォーマットに対して当該トリガに関する情報を追加するための拡張フィールドを設けて、前記第１のＤＣＩフォーマットと前記第２のＤＣＩフォーマットのサイズを同一とすることを特徴とする。
本発明の無線通信方法の一態様は、上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット及び下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットを含む複数のＤＣＩフォーマットの中から選択された所定のＤＣＩフォーマットを使用して生成された制御情報を無線基地局装置からユーザ端末に送信する無線通信方法であって、前記無線基地局装置は、前記第１のＤＣＩフォーマットに、追加的に上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報が付加される場合に、前記第２のＤＣＩフォーマットに対して当該トリガに関する情報を追加するための拡張フィールドを設けて、前記第１のＤＣＩフォーマットと前記第２のＤＣＩフォーマットのサイズを同一とすることを特徴とする。
本発明によれば、通信環境に応じて所定のＤＣＩフォーマットのサイズが変更される場合であっても、ブラインド検出の回数の増加を抑制すると共に無線リソースを効率的に使用することができる。
ＬＴＥ（Ｒｅｌ−８）システムにおける上りリンク制御情報の送信方法の一例を示す図である。 ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０）システムにおける上りリンク制御情報の送信方法の一例を示す図である。 ＵＬスケジューリンググラントにＡ−ＣＳＩトリガの有無に関する情報と所定のＣＳＩに対応するＣＣ指示に関する情報をジョイントコーディングした場合のマッピングテーブルを示す図である。 Ａ−ＳＲＳの送信方法の一例を示す図である。 ＤＣＩフォーマットに情報フィールドを追加する場合の概念図である。 ＤＣＩフォーマットに情報フィールドを追加する場合の概念図である。 ＤＣＩフォーマットにＤＡＩフィールドを追加する場合を説明する図である。 ＬＴＥ−Ａシステムにおける再送応答信号のための無線リソースを説明するための模式図である。 上り送信電力制御の一例を示す概念図である。 下りリンクスケジューリング割当にＳＲＳトリガの有無に関する１ビット情報を含めた場合を示す図である。 下りリンクスケジューリング割当にＳＲＳトリガの有無に関する２ビット情報を含めた場合を示す図である。 本発明の実施の形態に係る移動通信システムの構成の説明図である。 本発明の実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るユーザ端末の全体構成を示す機能ブロック図である。 本発明の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。 本発明の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、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−８）システムにおける上りリンク制御情報の送信方法の一例を示している。上述したように、上りリンク制御情報（ＵＣＩ）は上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介して送信される（図１（Ａ）参照）。
一方で、上りリンクスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０）でメッセージが送信された場合には、上りリンク制御情報はユーザデータと同時に上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を介して送信される（図１（Ｂ）参照）。例えば、Ａ−ＣＳＩは、Ａ−ＣＳＩトリガが上りリンクスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０）に含まれているため、Ａ−ＣＳＩの送信はＰＵＳＣＨを介して行われる。
図２は、ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０）システムにおける上りリンク制御情報の送信方法の一例を示している。ＬＴＥ−Ａでは、複数の基本周波数ブロック（ＣＣ）を有するシステム構成が採用される。一方で、ＬＴＥ−Ａシステムの上りリンク伝送においては、ＳＣ−ＦＤＭＡの無線アクセス方式の適用が検討されている。このため、上りリンク伝送においても、上りシングルキャリア送信の特性を維持するために単一のＣＣのみから送信することが望ましい。
上りリンク伝送を単一のＣＣで行う場合には、上りリンク制御情報を送信する特定の基本周波数ブロックを選択する必要がある。例えば、上りリンク制御情報が上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介して送信される場合には、ＰＣＣ（Primary Component Carrier）を介して送信する。一方で、ＰＵＳＣＨを介してユーザデータと同時に送信する場合は、所定のＣＣを介して送信される。例えば、Ａ−ＣＳＩのトリガされる場合には、上りリンクスケジューリンググラントが指し示すＣＣを選択して送信する（図２（Ａ）参照）。Ａ−ＣＳＩのトリガされない場合には、所定のＣＣ（例えば、ＰＣＣ）を選択して送信することが検討されている（図２（Ｂ）参照）。
また、複数の基本周波数ブロックを有するシステム構成とする場合の非周期チャネル状態通知（Ａ−ＣＳＩ）は、上述したように複数の下りＣＣの中から所定の下りＣＣに対応するＣＳＩを選択することが好ましい。この場合、Ａ−ＣＳＩのトリガに加えて、所定のＣＣを選択するビット情報をＤＣＩフォーマット０／４に追加する方法が考えられる。例えば、１ビットの既存のＡ−ＣＳＩトリガフィールドに、所定のＣＣを指定する１ビットの情報を追加（ジョイントコーディング）することが検討されている（図３参照）。
図３に示す例では、Ａ−ＣＳＩトリガフィールドに記入される２ビットデータが“００”であれば“Ａ−ＣＳＩを送信しない”、２ビットデータが“０１”であれば“ＣＳＩを送信すべき上りＣＣとシステム情報により関連付けられたＤＬ ＣＣに対してＡ−ＣＳＩを送信する”、２ビットデータが“１０”であれば“上位レイヤ信号により予めＵＥに通知された単数あるいは複数ＤＬ ＣＣからなるセット1に対してＡ−ＣＳＩを送信する”、２ビットデータが“１１”であれば“上位レイヤ信号により予めＵＥに通知された単数あるいは複数ＤＬ ＣＣのセット２に対してＡ−ＣＳＩを送信する”ことを表している。この場合、上りリンクスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０／４）のＤＣＩサイズが変更（１ビット追加）されることとなる。
図４は、Ａ−ＳＲＳの送信方法を示す説明図である。Ａ−ＳＲＳは、下位レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩフォーマット０）によるトリガによってユーザ端末が非周期的に送信するＳＲＳである。ＬＴＥ−Ａでは、ユーザ端末の複数アンテナ分の上りチャネルの状態を無線基地局装置で推定するため、効率的にＳＲＳを送信する観点から用いられる。Ａ−ＳＲＳは、周期的なＳＲＳと同様、サブフレームの最終ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに多重される。また、Ａ−ＳＲＳとＳＲＳは同時に適用することが可能である。図４（Ａ）は、Ａ−ＳＲＳがサブフレーム＃２、＃４、＃８の最終シンボルに多重され、ＳＲＳが送信周期を４ｍｓｅｃとしてサブフレーム＃０、＃５の最終シンボルに多重されて送信される場合を示している。
図４（Ｂ）は、ＵＬスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０）にＳＲＳトリガに関する１ビット情報を含める場合のマッピングテーブルを示す図である。Ａ-ＳＲＳがトリガされる場合、ＤＣＩフォーマット０に１ビットの情報フィールドが追加され、追加された情報フィールドにＳＲＳ送信内容を示すビットデータが配置される。図４（Ｂ）に示す例では、追加される情報フィールドに記入される１ビットデータが“０”であれば“ＳＲＳを送信しない”、１ビットデータが“１”であれば“Ａ-ＳＲＳを送信する”ことを表している。この場合も、上りリンクスケジューリンググラント（ＤＣＩフォーマット０／４）のＤＣＩサイズが変更（１ビット追加）されることとなる。
このように、ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０）システムにおいては、通信状況に応じて上りリンクスケジューリンググラントを内容とするＤＣＩフォーマットのサイズが拡張されることが考えられる。また、上述したように、ＰＤＣＣＨ信号を受信したユーザ端末は、ＤＣＩフォーマットのサイズで各ＤＣＩフォーマットの検出を行う。ＤＣＩフォーマットのサイズが同一である場合には、ユーザ端末は１回のブラインド復号で同時に複数のＤＣＩフォーマットをチェックできる。このため、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−８）システムでは、ＤＣＩフォーマット０に調整用の空きビット（padding bit）を追加して、ＤＣＩフォーマット１ＡとＤＣＩサイズを同一にしている（図５（Ａ）参照）。
したがって、上述したようにＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０）システムにおいて、通信環境の変化に応じてＤＣＩフォーマット０のビット数が増加する場合には、ＤＣＩフォーマット１Ａとサイズが異なってしまい、ブラインド検出の回数が増加してしまう問題がある（図５（Ｂ）参照）。
本発明者は、通信環境の変化に応じて上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット０）のサイズが増加する場合に、下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａ）に対して情報ビットを追加して両者のサイズを同一とすることを着想した。また、第２のＤＣＩフォーマットに追加した情報フィールドを調整用の空きビットとするのでなく、適切な下りリンク制御情報を付加することにより、既存機能を拡張すること及び／又は新規機能を追加することを見出した（図６参照）。
例えば、通信環境に応じてＤＣＩフォーマット０のサイズが拡張される場合に、拡張後のＤＣＩフォーマット０とサイズが同一となるように、ＤＣＩフォーマット１Ａに対して情報フィールドを追加する。そして、ＤＣＩフォーマット１Ａに追加する情報フィールドに当該ＤＣＩフォーマット１Ａの既存機能を拡張する情報及び／又は新規機能を追加する情報を付加して下りリンク制御情報とする。
これにより、通信環境に応じてＤＣＩフォーマット０のＤＣＩサイズが増加する場合であっても、ＤＣＩフォーマット０とＤＣＩフォーマット１Ａのサイズを同一とすることができるため、ブラインド検出の回数が増加することを抑制することができる。また、ＤＣＩフォーマット１Ａに調整用のビットを追加するのでなく、ＤＣＩフォーマット１Ａの既存機能を拡張する情報及び／又は新規機能を追加する情報を追加する構成とすることにより無線リソースを効率的に使用することが可能となる。
以下に、通信環境に応じて上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマットのサイズが増加する場合に、下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに付加する情報の一例について説明する。
なお、以下の説明においては、第２のＤＣＩフォーマットに１ビット又は２ビットの情報フィールドを追加する場合を示すが、追加するビット数はこれに限られず、第１のＤＣＩフォーマットのサイズの拡張に応じて適宜設定することができる。また、以下の説明においては、通信環境の変化として、ユーザ端末に対して複数の基本周波数ブロックを用いて制御情報を通知する場合、上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号を設定する場合を示すが、通信環境の変化はこれらに限られない。
また、以下の説明においては、上りリンクスケジューリンググラントであるＤＣＩフォーマット０と、下りリンクスケジューリンググラントであるＤＣＩフォーマット１Ａを例に挙げて説明するが本発明はこれに限られない。また、本発明は、通信環境に応じて下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットのサイズが増加した場合に、上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマットに対してサイズが同一となるように既存機能を拡張する及び／又は新規機能を追加する情報フィールドを追加する構成とすることも可能である。
＜ＤＡＩフィールドの拡張＞
ＬＴＥシステムにおいて適用される複信（デュプレックス）方式として、周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplexing）方式と、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplexing）方式がある。ＦＤＤ方式は、上りの通信と下りの通信を互いに異なる周波数（ペアバンド）で行い、ＴＤＤ方式は、上りの通信と下りの通信を同一の周波数を用いて、上りと下りを時間で分離する。
ＦＤＤ方式では、１０ｍｓの無線フレームは１０個のサブフレームに分けられている。また、１サブフレームに２つのスロットが含まれ、各スロットの長さは０．５ｍｓとなっている。一方、ＴＤＤ方式では、１０ｍｓの無線フレームごとに５ｍｓのハーフフレームが２つ含まれている。また、各ハーフフレームは、長さ１ｍｓの一般サブフレーム４つと、１つの特別サブフレームから構成されている。
ＴＤＤ方式では、上りリンク／下りリンクの時間比を１：１に限らず、用途に応じて上りリンク／下りリンクのサブフレームの割当比率を調整することができる。ＬＴＥシステムのＴＤＤ方式においては、７つの異なる非対称の上りリンク／下りリンクサブフレームの割当てに対応するフレーム構成が定められている。
また、上りリンク伝送と下りリンク伝送に用いるサブフレームの数量は、ＴＤＤ上りリンク／下りリンク構成値によって異なる。下りリンクサブフレームの数量が上りリンクサブフレームの数量より大きい場合、複数の下りリンク伝送のフィードバック信号を、対応する上りリンクサブフレームにおいて通知する必要がある。例えば、ＨＡＲＱをサポートするために、ユーザ端末は対応する上りリンクサブフレームにおいて、受信したＰＤＳＣＨに対応する複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する必要がある。
この場合、上りリンクサブフレームで送信するビット数を減らすために、ＡＣＫ／ＮＡＣＫバンドリングが採用されている。ＡＣＫ／ＮＡＣＫバンドリングは、ＡＣＫ又はＮＡＣＫ信号１つで複数の下りリンクパケットのＨＡＲＱフィードバックを実行する。具体的には、ＡＣＫ又はＮＡＣＫ信号を伝送する上りリンクサブフレームに対応する１組の下りリンクサブフレームの全てがＡＣＫである場合にはＡＣＫを送信する（図７（Ａ）参照）。一方で、１組の下りリンクサブフレームの内一つでもＮＡＣＫである場合にはＮＡＣＫを送信し、１組の下りリンクサブフレームについてＰＤＳＣＨを再送するように要求する。
ところで、ユーザ端末は、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）信号を受信できなかった場合には、自局宛にＰＤＳＣＨ信号が送信されたことを検知できない。この場合、上りリンクにおいて伝送されるフィードバック信号は、受信したＰＤＳＣＨ信号に対するフィードバック信号だけで生成されるので、ＡＣＫ／ＮＡＣＫバンドリング内で受信エラー以外に正しく受信したＰＤＳＣＨが存在する場合、無線基地局装置ではユーザ端末がＰＤＣＣＨの受信エラーを検出することができなくなる（図７（Ｂ）参照）。
この問題を解決するために、ＬＴＥシステムにおいてはＰＤＣＣＨのスケジューリング割当てにおいて下りリンク割当てインデックス（ＤＡＩ：Downlink Assignment Index）を用いる。ＤＡＩは、受信すべきＰＤＳＣＨのサブフレーム数の累積値をユーザ端末に通知し、ユーザ装置においてＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を正確に返送する（図７（Ｃ）参照）。
ＤＡＩに関する情報は、ＴＤＤ方式を適用する際に下りリンクスケジューリング割当を内容とするＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａ）にＤＡＩフィールドが付加される。ＬＴＥシステムにおいては、ＴＤＤ方式を適用する際に、ＤＣＩフォーマット１Ａに２ビットのＤＡＩフィールドが含まれる。
しかし、この場合にはＤＡＩの値として４値しか表せないため、ＰＤＳＣＨのサブフレームの累積数が４以上となる場合には、１つのＤＡＩ値で複数のＰＤＳＣＨの累積数を示さなければならない（図７（Ｄ）参照）。そのため、下りリンクサブフレームの数量を上りリンクサブフレームの数量より大きくする場合には、ユーザ端末から通知されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を正確に特定することが困難となる。
そこで、本実施の形態においては、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、下りリンク共有チャネル伝送の累積値を示す情報を付加する。例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａに含まれる既存ＤＡＩフィールドの２ビット（４値）と、追加する情報フィールド（１ビット又は２ビット）とを足し合わせて拡張した情報フィールド（３ビット（８値）又は４ビット（１６値））を、ＤＡＩ値の通知に利用する。
これにより、ＴＤＤ方式を適用する無線通信において、ＡＣＫ／ＮＡＣＫバンドリングを適用する場合に下りリンクサブフレームの数量が上りリンクサブフレームの数量より大きくても、ユーザ端末から通知されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を正確に特定することが可能となる。
なお、第２のＤＣＩフォーマットに２ビット以上の情報フィールドを追加する場合には、１ビットの情報フィールドを用いてＤＡＩフィールドを拡張し、その他の追加情報フィールドに対して、別の下りリンク制御情報を付加する構成とすることができる。
＜ＡＲＩフィールドの拡張＞
次に、下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、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付加する場合について説明する。
ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、複数の下りＣＣで送信されたＰＤＳＣＨ信号に対するフィードバック制御情報を送信する際のＰＵＣＣＨフォーマットが検討されている（ＰＵＣＣＨフォーマット３）。ここで、ＰＵＣＣＨフォーマット３は、ＰＤＳＣＨと同様に、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）ベースのプリコーディングにより生成され、ＯＣＣにより異なるＵＥを多重することを特徴とする。このＰＵＣＣＨフォーマット３における再送応答信号の無線リソースは、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）に設けられたＡＲＩ（ACK/NACK Resource Indicator）のためのフィールド（以下、「ＡＲＩフィールド」という）を利用してユーザ端末で求めることが可能となっている。ここで、ＡＲＩとは、再送応答信号のための無線リソースを指定するための識別情報である。
ＬＴＥ−Ａシステム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８を参照して説明する。なお、図８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８においては、ＣＣ＃１が送信対象となるユーザ端末の第１の基本周波数ブロック（ＰＣＣ）を構成し、ＣＣ＃２〜ＣＣ＃４が第２の基本周波数ブロック（ＳＣＣ：Secondly Component Carrier）を構成する場合について示している。
ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、再送応答信号の無線リソースを割り当てる場合、まず、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）の無線リソースが割り当てられる。また、ＳＣＣのＰＤＳＣＨに対するＰＤＣＣＨ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。
ここで、ＡＲＩフィールドにおいては、複数のＳＣＣ（図８においては、ＣＣ＃２〜ＣＣ＃４）で全て同一の無線リソースが指定される。これにより、ユーザ端末においては、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。
上述した構成においては、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。より多くのユーザ端末が１つのリソースを共有して無線リソースを有効に活用する観点からは、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割当てる無線リソースの数を増やすことが必要となる。
そこで、本実施の形態の別の態様では、この既存ＡＲＩフィールドの２ビットと、追加する情報フィールド（１ビット又は２ビット）とを足し合わせて拡張した情報フィールド（３ビット又は４ビット）を、ＡＲＩの通知に利用する。例えば、各ユーザ端末に対してＲＲＣシグナリングで割当てるリソース数を８又は１６とすると共に、ＤＣＩフォーマット１Ａに追加する情報フィールドにＡＲＩに関する情報を付加し、ＡＲＩフィールドを既存の２ビット（４値）から３ビット（８値）又は４ビット（１６値）に拡張する。これにより、より多くのＵＥ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。
なお、第２のＤＣＩフォーマットに２ビット以上の情報フィールドを追加する場合には、１ビットの情報フィールドを用いてＡＲＩフィールドを拡張し、その他の追加情報フィールドに対して、別の下りリンク制御情報を付加する構成とすることができる。
＜ＴＰＣフィールドの拡張＞
本実施の形態の別の態様は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、上り送信電力制御情報を付加することを特徴とする。ここで、上り送信電力制御情報とは、例えば、第２のＤＣＩフォーマットを構成する上り送信電力制御コマンド用フィールドを拡張する情報をいう。
ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、複数のアンテナを備えたユーザ端末によるＵＬマルチアンテナ伝送が検討されている。ＤＣＩフォーマット１Ａには、ＰＵＣＣＨの送信電力制御コマンド用として既存ＴＰＣフィールド（２ビット）が割り当てられている。
したがって、この既存ＴＰＣフィールドの２ビットと、追加する情報フィールド（１ビット又は２ビット）とを足し合わせた情報フィールド（３ビット又は４ビット）を、上り送信電力制御に利用することができる。
図９（Ａ）は、上り送信電力制御の一例を示す概念図である。無線基地局装置は、第２のＤＣＩフォーマットに情報フィールドを追加する場合に、３ビット又は４ビットからなるシングルアンテナ用の送信電力制御コマンドを生成する。無線基地局装置は、生成したシングルアンテナ用の送信電力制御コマンドを、ＤＣＩフォーマット１Ａ上の既存ＴＰＣフィールドの２ビットと追加情報フィールドの２ビットにセットする。そして、無線基地局装置は、シングルアンテナ用の送信電力制御コマンド（３ビット又は４ビット）がセットされたＤＣＩフォーマット１Ａを介してユーザ端末へシングルアンテナ用の送信電力制御コマンドをシグナリングする。
これにより、シングルアンテナ用の送信電力制御コマンドに割り当てられるビット数を増大させることができるため、より柔軟かつ詳細な送信電力制御を実現できる。
既存ＴＰＣフィールドには２ビットデータで表現されたＰＵＣＣＨ用送信電力制御コマンド（内容は｛−１，０，１，３｝ｄＢのいずれかを示すのみ)がセットされる。本実施の形態では、シングルアンテナ用の送信電力制御コマンドが１ビット又は２ビット拡張されるので、シングルアンテナ用の送信電力制御コマンドを３ビット又は４ビットを用いて指示できる。
例えば、送信電力制御コマンドを１ビット拡張して３ビットのＴＰＣフィールドとする場合には、１ｄＢステップで表現する（｛−３,−２,−１，０，１，２,３,４｝ｄＢ）ことにより送信電力の範囲を拡大することができる。また、送信電力制御コマンドを２ビット拡張して４ビットのＴＰＣフィールドとする場合には、より広い範囲の送信電力範囲を表現でき、柔軟かつ詳細な送信電力制御を実現できる。なお、送信電力制御コマンドの内容は上記に限られず、適宜設定することが可能である。
また、送信電力制御コマンドを２ビット拡張して４ビットのＴＰＣフィールドとする場合には、複数のアンテナ毎に対して送信電力制御コマンドを生成する構成としてもよい（図９（Ｂ）参照）。図９（Ｂ）において、無線基地局装置は、ＬＴＥ−Ａをサポートするユーザ端末に対して、第２のＤＣＩフォーマットに情報フィールドを追加する場合に、アンテナ毎（２アンテナ）にアンテナ固有の２ビット送信電力制御コマンドを生成する。
無線基地局装置は、一方のアンテナに関して生成したアンテナ固有の送信電力制御コマンドを、ＤＣＩフォーマット１Ａ上の既存ＴＰＣフィールド（２ビット）にセットし、他方のアンテナに関して生成したアンテナ固有の送信電力制御コマンドを、同じＤＣＩフォーマット１Ａ上の追加される情報フィールドにセットする。そして、無線基地局装置は、２アンテナに対応したアンテナ固有の送信電力制御コマンド（２ビット＋２ビット）がセットされたＤＣＩフォーマット１Ａを介してユーザ端末へアンテナ固有の送信電力制御コマンドをシグナリングする。
これにより、２つのアンテナに対してアンテナ固有の送信電力制御コマンドをそれぞれ２ビットでシグナリングできる。その結果、既存のシングルアンテナ用の送信電力制御コマンド（２ビット）と同等の分解能（｛−１，０，１，３｝ｄＢのいずれか）で、アンテナ毎にアンテナ固有の送信電力制御コマンドを指示でき、アンテナ毎の細かい送信電力制御が可能になる。
＜ＳＲＳトリガフィールドの追加＞
本実施の形態の別の態様は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、上りチャネル品質の推定に利用する非周期参照信号の送信指示に関する情報を付加することを特徴とする。これにより、ＤＣＩフォーマット１ＡにＳＲＳトリガフィールドが新たに設けられ、新規機能（ＳＲＳトリガ）が追加される。
上述したように、ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０）においては、任意のタイミングで送信機会（トリガ）を与える非周期的ＳＲＳ（以下、Ａ−ＳＲＳという）の採用が検討されている。また、ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０）においては、上りリンクスケジューリンググラントを内容とするＤＣＩフォーマット０／４にＡ−ＳＲＳトリガフィールドを含めることが検討されている。
そこで、本実施の形態では、下りリンクスケジューリング割当を内容とするＤＣＩフォーマット１Ａに追加する情報フィールド（１ビット又は２ビット）を、Ａ−ＳＲＳのトリガに利用する。
図１０は、Ａ−ＳＲＳがトリガされる場合に、ＤＣＩフォーマット１Ａに１ビットのＡ−ＳＲＳトリガフィールドを含める場合を示している。図１０に示す例では、追加１ビットフィールドに記入される１ビットデータが“０”であれば“Ａ−ＳＲＳを送信しない”、１ビットデータが“１”であれば“ＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”ことを表している。このように、ＤＣＩフォーマット１Ａに１ビットのＡ−ＳＲＳトリガフィールドを含める場合には、ＤＣＩフォーマット０に含めるＡ−ＳＲＳトリガフィールド（図４（Ｂ）参照）と同様にすることができる。
ＳＲＳ送信パラメータは、Ａ−ＳＲＳを送信する場合の具体的な送信条件を制御するパラメータであり、Ｃｏｍｂ、周波数位置、サイクリックシフト（Cyclic shift）番号、帯域幅等で規定される。ＳＲＳ送信パラメータ＃０は、ＤＣＩフォーマット０と同じＳＲＳ送信パラメータを利用してもよいし、ＤＣＩフォーマット１Ａで独自にＳＲＳ送信パラメータを定義してもよい。
図１１は、Ａ−ＳＲＳがトリガされる場合に、ＤＣＩフォーマット１Ａに２ビットのＡ−ＳＲＳトリガフィールドを含める場合を示している。図１１（Ａ）に示す例では、追加２ビットフィールドに記入される２ビットデータが“００”であれば“Ａ−ＳＲＳを送信しない”、２ビットデータが“０１”であれば“ＳＲＳ送信パラメータ＃１でＡ−ＳＲＳを送信する”、２ビットデータが“１０”であれば“ＳＲＳ送信パラメータ＃２でＡ−ＳＲＳを送信する”、２ビットデータが“１１”であれば“ＳＲＳ送信パラメータ＃３でＡ-Ａ−ＳＲＳを送信する”ことを表している。
図１１（Ａ）に示すように、ＤＣＩフォーマット１Ａに２ビットのＡ−ＳＲＳトリガフィールドを含める場合には、ＤＣＩフォーマット４に含めるトリガフィールドと同様にすることができる。なお、ＳＲＳ送信パラメータ＃１〜＃３は、ＤＣＩフォーマット４と同じＳＲＳ送信パラメータを利用してもよいし、ＤＣＩフォーマット１Ａで独自にＳＲＳ送信パラメータを定義してもよい。
図１１（Ｂ）に示す例では、２ビットのＡ−ＳＲＳトリガフィールドをＡ−ＳＲＳトリガに利用すると共にＡ−ＳＲＳを送信するＣＣの指定に利用する場合を示している。図１１（Ｂ）に示す例では、追加２ビットフィールドに記入される２ビットデータが“００”であれば“Ａ−ＳＲＳを送信しない”、２ビットデータが“０１”であれば“ＣＣ＃１を介してＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”、２ビットデータが“１０”であれば“ＣＣ＃２を介してＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”、２ビットデータが“１１”であれば“ＣＣ＃３を介してＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”ことを表している。
このように、Ａ−ＳＲＳトリガに関する情報とＡ−ＳＲＳを送信するＣＣの指定の情報をジョイントコーディングすることにより無線リソースを有効に利用することができる。なお、ＳＲＳ送信パラメータ＃０は、ＤＣＩフォーマット０と同じＳＲＳ送信パラメータを利用してもよいし、ＤＣＩフォーマット１Ａで独自にＳＲＳ送信パラメータを定義してもよい。
図１１（Ｃ）に示す例では、２ビットのＡ−ＳＲＳトリガフィールドをＡ−ＳＲＳトリガに利用すると共にＡ−ＳＲＳの送信を行うＰＵＳＣＨ用の送信電力制御コマンドに利用する場合を示している。図１１（Ｃ）に示す例では、追加２ビットフィールドに記入される２ビットデータが“００”であれば“Ａ−ＳＲＳを送信しない”、２ビットデータが“０１”であれば“ＴＰＣコマンド＝−１ｄＢを適用してＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”、２ビットデータが“１０”であれば“ＴＰＣコマンド＝０ｄＢを適用してＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”、２ビットデータが“１１”であれば“ＴＰＣコマンド＝１ｄＢを適用してＳＲＳ送信パラメータ＃０でＡ−ＳＲＳを送信する”ことを表している。なお、適用するＴＰＣコマンドの内容は上記内容に限られず適宜設定することが可能である。
このように、Ａ−ＳＲＳトリガに関する情報とＰＵＳＣＨ用の送信電力制御コマンドに関する情報をジョイントコーディングすることにより無線リソースを有効に利用することができる。なお、ＳＲＳ送信パラメータ＃０は、ＤＣＩフォーマット０と同じＳＲＳ送信パラメータを利用してもよいし、ＤＣＩフォーマット１Ａで独自にＳＲＳ送信パラメータを定義してもよい。
以下、図１２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１２に示すように、移動通信システム１は、無線基地局装置２０と、無線基地局装置２０と通信する複数のユーザ端末１０（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）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。ユーザ端末１０は、セル５０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、これに限定されるものではない。上位局装置３０はコアネットワーク４０に包含されても良い。
各ユーザ端末（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ）は、特段の断りがない限りＬＴＥ−Ａ端末であるが、ＬＴＥ端末を含むこともできる。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も固定端末も含むユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）でよい。
移動通信システム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）が適用される。一方、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）及びクラスタ化ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭが適用される。
ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に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。クラスタ化ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭは、非連続的なクラスタ化されたサブキャリアのグループ（クラスタ）を１台のユーザ端末ＵＥに割り当て、各クラスタに離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭを適用することにより、アップリンクの多元接続を実現する方式である。
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。下りリンクについては、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）とが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ（上位レイヤの制御信号を含む）、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、無線基地局装置２０でユーザ端末１０に割り当てた基本周波数ブロック（ＣＣ）やスケジューリング情報は、下りリンク制御チャネルによりユーザ端末１０に通知される。
上位レイヤ制御信号は、キャリアアグリゲーション数の追加／削減、各コンポーネントキャリアにおいて適用される上りリンクの無線アクセス方式（ＳＣ−ＦＤＭＡ／クラスタ化ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭ）をユーザ端末１０に対して通知するＲＲＣシグナリングを含む。また、ユーザ端末１０において無線基地局装置２０から通知される情報に基づいてサーチスペースの開始位置を制御する場合には、ＲＲＣシグナリングによりユーザ端末１０に対してサーチスペースの開始位置を決定する制御式に関する情報（例えば、定数Ｋ等）を通知する構成としてもよい。この際、ＲＲＣシグナリングにより基本周波数ブロック固有のオフセット値ｎＣＣを同時に通知する構成としてもよい。
上りリンクについては、各ユーザ端末１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨと、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨとが用いられる。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ＣＳＩ（ＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等が伝送される。また、ＳＣ−ＦＤＭＡにおいてサブフレーム内周波数ホッピングが適用される。
図１３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、送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂと、アンプ部２０２ａ、２０２ｂと、送受信部２０３ａ、２０３ｂ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へ下りリンクで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、シーケンス番号付与等の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、さらにユーザ端末１０に対してセル５０における無線通信のための制御情報を報知チャネルで通知する。セル５０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や、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。
送受信部２０３ａ、２０３ｂは、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に周波数変換処する。ＲＦ信号は、アンプ部２０２で増幅されて送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂへ出力される。
無線基地局装置２０は、ユーザ端末１０が送信した送信波を送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂで受信する。送受信アンテナ２０１ａ、２０１ｂで受信された無線周波数信号がアンプ部２０２ａ、２０２ｂで増幅され、送受信部２０３ａ、２０３ｂ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は、上りリンク伝送で受信し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レイヤの受信処理を行う。復号された信号は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１４を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末１０の全体構成について説明する。ユーザ端末１０は、複数の送受信アンテナ１０１ａ、１０１ｂと、アンプ部１０２ａ、１０２ｂと、送受信部１０３ａ、１０３ｂ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。
送受信アンテナ１０１ａ、１０１ｂで受信した無線周波数信号がアンプ部１０２ａ、１０２ｂで増幅され、送受信部１０３ａ、１０３ｂ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は、再送制御（ＨＡＲＱ）の送信処理や、チャネル符号化、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理を行う。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１０２ａ、１０２ｂで増幅されて送受信アンテナ１０１ａ、１０１ｂより送信される。
図１５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は送信処理部の機能ブロックを示している。図１５には、Ｍ個のコンポーネントキャリア（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｍ）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、ハイヤーレイヤシグナリング（ＲＲＣシグナリング）する上位制御信号をユーザ単位で生成する。上位制御信号は、コンポーネントキャリアＣＣの追加／削減を要求するコマンドを含むことができる。
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との無線通信に割り当てられるコンポーネントキャリアをユーザ毎に選択する。上記した通り、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。この適用完了メッセージの受信によって当該ユーザに対してコンポーネントキャリアの割当て（追加／削除）が確定し、確定したコンポーネントキャリアの割当てがコンポーネントキャリア選択部３０２にコンポーネントキャリアの割当て情報として設定される。コンポーネントキャリア選択部３０２にユーザ毎に設定されたコンポーネントキャリアの割当て情報にしたがって、該当するコンポーネントキャリアのチャネル符号化部３０３へ上位制御信号及び送信データが振り分けられる。
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。スケジューリング部３１０がユーザ端末１０との通信に割当てるコンポーネントキャリアの追加／削除を判断する。コンポーネントキャリアの追加／削除に関する判断結果が制御情報生成部３００へ通知される。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プライマリコンポーネントキャリア（ＰＣＣ）が決められる。ＰＣＣはダイナミックに切り替えても良いし、準静的に切り替えても良い。
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におけるリソース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、上りリンクの受信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、上位局装置３０から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、下りリンク割当て情報、上りリンク割当て情報、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ごとに変動が異なる。そこで、ユーザデータ送信時に、ユーザ端末１０に対し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を割り当てる（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を選択して割り当てる。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を用いてスループットの改善が期待されるリソースブロックを割り当てる。
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ＣＣＥアグリゲーション数を制御する。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。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、複数のＤＣＩフォーマットの中から所定のＤＣＩフォーマットを使用して制御情報を生成する制御情報生成部を備えている。複数のＤＣＩフォーマットには、上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット０）、下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａ）が含まれている。
下りリンクスケジューリング割当を内容とするＤＣＩフォーマットは、ユーザ固有の下り制御情報である下り共有データチャネル用制御情報を生成する下り制御情報生成部３０６で使用される。また、上りリンクスケジューリンググラントを内容とするＤＣＩフォーマットは、上りリンク共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ）を制御する上りリンク共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に生成する上り制御情報生成部３１１で使用される。
制御情報生成部（下り制御情報生成部３０６）は、通信環境の変化に応じて第１のＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット０）のサイズが拡張される場合に、拡張後の第１のＤＣＩフォーマットのサイズと同一となるように第２のＤＣＩフォーマット（例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａ）に情報フィールドを追加すると共に、情報フィールドに第２のＤＣＩフォーマットの既存機能を拡張する情報及び／又は新規機能を追加する情報を付加して制御情報を生成する。
例えば、下り制御情報生成部３０６は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、下りリンク共有チャネル伝送の累積値を示す情報を付加することにより、第２のＤＣＩフォーマットに含まれる既存のＤＡＩフィールドを拡張する。また、下り制御情報生成部３０６は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、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付加することにより、第２のＤＣＩフォーマットに含まれる既存のＡＲＩフィールドを拡張する。また、下り制御情報生成部３０６は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、上り送信電力制御情報を付加することにより、第２のＤＣＩフォーマットに含まれる既存の上り送信電力制御コマンド用フィールドを拡張する。
また、下り制御情報生成部３０６は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報を付加することにより第２のＤＣＩフォーマットに新規機能を追加する。また、下り制御情報生成部３０６は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報とＡ−ＳＲＳを送信する基本周波数ブロックに関する情報をジョイントコーティングして付加することにより第２のＤＣＩフォーマットに新規機能を追加する。また、下り制御情報生成部３０６は、第２のＤＣＩフォーマットに追加する情報フィールドに、上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報とＡ−ＳＲＳを送信する基本周波数ブロックに関する情報をジョイントコーティングして付加することにより第２のＤＣＩフォーマットに新規機能を追加する。
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。
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３０８、変調部３０９を備えている。チャネル符号化部３０８は、下り制御情報生成部３０６及び下り共通チャネル用制御情報生成部３０７で生成される制御情報をユーザ毎にチャネル符号化する。変調部３０９は、チャネル符号化された下り制御情報を変調する。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、生成した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎にチャネル符号化するチャネル符号化部３１２と、チャネル符号化した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に変調する変調部３１３とを備える。
上り共有データチャネル用制御情報は、ＤＣＩフォーマット０／４を介してユーザ端末へ通知される上りリンク制御情報である。上り制御情報生成部３１１は、ＲＡフラグ、ユーザ端末毎に決定したリソースブロック数及びリソースブロック位置を示す割り当て情報、変調方式、符号化率及び冗長化バージョン、新規データか再生データ化を区別する識別子、ＰＵＳＣＨ用の送信電力制御コマンド、復調用リファレンスシグナルのサイクリックシフト（ＣＳ for ＤＭＲＳ）、ＣＱＩリクエスト、Ａ−ＳＲＳＦ、ＰＭＩ／ＲＩ等から上りリンク制御情報を生成する。
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)をリソースブロック（ＲＢ）内にＦＤＭ／ＴＤＭで多重して送信する。また、参照信号生成部３１８は、下りリンク復調用参照信号(UE specific RS)を送信する。
上記変調部３０９、３１３でユーザ毎に変調された下り／上り制御情報は、制御チャネル多重部３１４で多重され、さらにインタリーブ部３１５でインタリーブされる。インタリーブ部３１５から出力される制御信号及びマッピング部３０５から出力されるユーザデータは下りチャネル信号としてＩＦＦＴ部３１６へ入力される。また、下り参照信号がＩＦＦＴ部３１６へ入力される。ＩＦＦＴ部３１６は、下りチャネル信号及び下り参照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１６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。まず、ユーザ端末１０の下りリンク構成について説明する。
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。
また、ベースバンド信号処理部１０４は、下り／上り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、下り制御チャネル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、下り制御チャネルからサーチスペースをブラインドデコーディングして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、下り制御チャネルからサーチスペースをブラインドデコーディングして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、下り共有チャネルデータを復調する下り共有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ユーザ固有の上りリンク制御情報を取り出す。
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制御信号である下り共有データチャネル用制御情報を取り出す。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）の制御に使用される。
下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃは、通信環境の変化に応じてサイズが拡張された上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマットと、拡張後の第１のＤＣＩフォーマットのサイズと同一となるように情報フィールドが追加された下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットとを１回のブラインド復号で検出する。
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（モード情報を含む）は、チャネル推定部４０７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、上り共通チャネルデータを復調する。
チャネル推定部４０７は、ユーザ端末固有の参照信号，または共通参照信号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参照信号を用いて下りリンク割当て情報を復調する。
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、ＩＦＦＴ部４１６、ＣＰ挿入部４１７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。ＩＦＦＴ部４１６は、システム帯域に相当する入力データを逆高速フーリエ変換して時系列データに変換し、ＣＰ挿入部４１７は時系列データに対してデータ区切りでサイクリックプレフィックスを挿入する。
上り参照信号生成部４１８は、ＣＳＩ（ＣＱＩ，ＰＭＩ，Ｒａｎｋ数）の測定のみに用いられるＣＳＩ-ＲＳを生成する。ＣＳＩ-ＲＳは、共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ）内に多重して送信される。また、上り参照信号生成部４１８は、ＰＵＳＣＨ，ＰＵＣＣＨを復調するためのチャネル推定に用いるＤＭＲＳを生成する。ＤＭＲＳは、上記した通りサイクリックシフトとＯＣＣとを組み合わせて直交化され、ＰＵＳＣＨ，ＰＵＣＣＨを送信するＲＢに多重して送信される。
また、上り参照信号生成部４１８は、周波数領域スケジューリングを適用するため受信ＳＩＮＲの測定に用いられるＳＲＳを周期的に送信する。ＳＲＳはＰＵＳＣＨ，ＰＵＣＣＨとは独立に周期的、全帯域に渡り送信される。Ａ−ＳＲＳのトリガフィールドを含むＤＣＩフォーマットによってＡ−ＳＲＳがトリガされた場合、上り参照信号生成部４１８は、ＳＲＳがトリガされたサブフレームから所定周期後にＡ−ＳＲＳを送信する。
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１ 移動通信システム
１０ ユーザ端末
２０ 無線基地局装置
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
１０１ａ、１０１ｂ 送受信アンテナ
１０２ａ、１０２ｂ アンプ部
１０３ａ、１０３ｂ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ アプリケーション部
２０１ａ、２０１ｂ 送受信アンテナ
２０２ａ、２０２ｂ アンプ部
２０３ａ、２０３ｂ 送受信部
２０４ ベースバンド信号処理部
２０５ 呼処理部
２０６ 伝送路インターフェース
３００ 制御情報生成部
３０１ データ生成部
３０２ コンポーネントキャリア選択部
３０３、３０８、３１２ チャネル符号化部
３０４、３０９、３１３ 変調部
３０５ マッピング部
３０６ 下り制御情報生成部
３０７ 下り共通チャネル用制御情報生成部
３１０ スケジューリング部
３１１ 上り制御情報生成部
３１４ 制御チャネル多重部
３１５ インタリーブ部
３１６ ＩＦＦＴ部
３１７ ＣＰ挿入部
３１８ 参照信号生成部
４０１ ＣＰ除去部
４０２ ＦＦＴ部
４０３ デマッピング部
４０４ デインタリーブ部
４０５ 制御情報復調部
４０５ａ 共通制御チャネル用制御情報復調部
４０５ｂ 上り共有データチャネル用制御情報復調部
４０５ｃ 下り共有データチャネル用制御情報復調部
４０６ データ復調部
４０６ａ 下り共有データ復調部
４０６ｂ 下り共有チャネルデータ復調部
４０７ チャネル推定部
４１１ データ生成部
４１２ チャネル符号化部
４１３ 変調部
４１４ ＤＦＴ部
４１５ マッピング部
４１６ ＩＦＦＴ部
４１７ ＣＰ挿入部
４１８ 上り参照信号生成部

Claims (5)

  1. 上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット及び下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットを含む複数のＤＣＩフォーマットの中から所定のＤＣＩフォーマットを使用して制御情報を生成する制御情報生成部と、前記制御情報を下りリンク制御チャネルを介してユーザ端末に通知する送信部と、を有し、
    前記制御情報生成部は、前記第１のＤＣＩフォーマットに、追加的に上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報が付加される場合に、前記第２のＤＣＩフォーマットに対して当該トリガに関する情報を追加するための拡張フィールドを設けて、前記第１のＤＣＩフォーマットと前記第２のＤＣＩフォーマットのサイズを同一とすることを特徴とする無線基地局装置。
  2. 前記制御情報生成部は、前記拡張フィールドに上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報とＡ−ＳＲＳを送信する基本周波数ブロックに関する情報をジョイントコーティングして付加することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
  3. 前記制御情報生成部は、前記拡張フィールドに上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報と上りリンク共有チャネル用の送信電力制御情報をジョイントコーティングして付加することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線基地局装置。
  4. 上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット及び下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットを含む複数のＤＣＩフォーマットの中から選択された所定のＤＣＩフォーマットを使用して生成された制御情報を無線基地局装置からユーザ端末に送信する無線通信方法であって、
    前記無線基地局装置は、前記第１のＤＣＩフォーマットに、追加的に上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報が付加される場合に、前記第２のＤＣＩフォーマットに対して当該トリガに関する情報を追加するための拡張フィールドを設けて、前記第１のＤＣＩフォーマットと前記第２のＤＣＩフォーマットのサイズを同一とすることを特徴とする無線通信方法。
  5. 制御情報を生成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置から送信される制御情報を受信して復号するユーザ端末とを有する無線通信システムであって、
    前記無線基地局装置は、上りリンクスケジューリンググラントを内容とする第１のＤＣＩフォーマット及び下りリンクスケジューリング割当を内容とする第２のＤＣＩフォーマットを含む複数のＤＣＩフォーマットの中から所定のＤＣＩフォーマットを使用して制御情報を生成する制御情報生成部と、前記制御情報を下りリンク制御チャネルを介してユーザ端末に通知する送信部と、を有し、
    前記制御情報生成部は、前記第１のＤＣＩフォーマットに、追加的に上りチャネル品質測定用の非周期的参照信号のトリガに関する情報が付加される場合に、前記第２のＤＣＩフォーマットに対して当該トリガに関する情報を追加するための拡張フィールドを設けて、前記第１のＤＣＩフォーマットと前記第２のＤＣＩフォーマットのサイズを同一とすることを特徴とする無線通信システム。
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