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技術 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法

出願人 株式会社NTTドコモ
発明者 安川真平ムーチンリューリューチンランジャンホイリン
出願日 2013年9月26日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2013-199188
公開日 2015年4月9日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2015-065604
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 最大試行回数 ユーザ端末識別子 利用帯域幅 ビットパディング サイズ差 機器間通信 上位制御 準静的
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (19)

課題

物理下りリンク共有チャネル帯域幅システム帯域幅より狭い通信ステムにおいて、制御信号に係る通信オーバヘッドを低減すること。

解決手段

本発明の無線基地局は、ユーザ端末に対して、下りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に物理下りリンク共有チャネルを割当てるリソース割当て部と、前記ユーザ端末に通知する下り制御情報を生成する下り制御情報生成部と、を有し、前記下り制御情報生成部は、前記物理下りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを、前記物理下りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定することを特徴とする。

概要

背景

MTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さら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)が仕様化された(非特許文献1)。また、LTEからの更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(例えば、LTEアドバンスト(以下、「LTE−A」と表す)、FRA(Future Radio Access)などともいう)も検討されている。

ところで、近年、通信装置低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信M2M:Machine-to-Machine)の技術開発が盛んに行われている。特に、3GPP(Third Generation Partnership Project)は、M2Mの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、MTC(Machine Type Communication)の最適化に関する標準化を進めている(非特許文献1)。MTC端末は、例えば電気ガスメータ自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。

概要

物理下りリンク共有チャネル帯域幅システム帯域幅より狭い通信システムにおいて、制御信号に係る通信オーバヘッドを低減すること。本発明の無線基地局は、ユーザ端末に対して、下りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に物理下りリンク共有チャネルを割当てるリソース割当て部と、前記ユーザ端末に通知する下り制御情報を生成する下り制御情報生成部と、を有し、前記下り制御情報生成部は、前記物理下りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを、前記物理下りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定することを特徴とする。

目的

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)の帯域幅がシステム帯域幅より狭い通信システムにおいて、制御信号に係る通信オーバヘッドを低減することができる無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

ユーザ端末に対して、下りリンクシステム帯域幅のうち所定の狭帯域物理下りリンク共有チャネル割当てるリソース割当て部と、前記ユーザ端末に通知する下り制御情報を生成する下り制御情報生成部と、を有し、前記下り制御情報生成部は、前記物理下りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを、前記物理下りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定することを特徴とする無線基地局

請求項2

前記リソース割当て部が、前記狭帯域の全体に特定のユーザ端末向けのリソースのみを割当て、前記下り制御情報生成部が、前記特定のユーザ端末に通知する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを0とすることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。

請求項3

前記リソース割当て部が、前記ユーザ端末に対して、上りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に物理上りリンク共有チャネルを割当て、前記下り制御情報生成部は、前記物理上りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを、前記物理上りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線基地局。

請求項4

前記物理上りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に関する情報を、前記ユーザ端末に上位レイヤシグナリングを介して通知することを特徴とする請求項3に記載の無線基地局。

請求項5

前記物理上りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域は、前記ユーザ端末が前記通知を受信していない場合には、前記無線基地局及び前記ユーザ端末に共通に認識される規定の帯域であり、前記ユーザ端末が前記通知を受信した場合には、前記通知により示される帯域であることを特徴とする請求項4に記載の無線基地局。

請求項6

前記物理上りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域を、前記ユーザ端末及び前記無線基地局に共通の所定の規則に従って決定することを特徴とする請求項3に記載の無線基地局。

請求項7

前記物理上りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域を、連続した6リソースブロックで構成すると共に、当該6リソースブロックが配置され得る最初のリソースブロックのインデックス番号を、以下の数式9で決定することを特徴とする請求項6に記載の無線基地局。

請求項8

前記ユーザ端末において検出対象となる複数の前記下り制御情報から、サイズ差が最小となる2つの下り制御情報を選択するDCI選択部と、当該2つの下り制御情報のうちサイズが小さい下り制御情報にビットパディングを適用して、当該2つの下り制御情報のサイズを等しくするパディング部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線基地局。

請求項9

物理下りリンク共有チャネル及び物理上りリンク共有チャネルを介して無線基地局と通信するユーザ端末であって、前記物理下りリンク共有チャネルが、前記無線基地局によって、下りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に割当てられ、前記物理上りリンク共有チャネルが、前記無線基地局によって、上りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に割当てられ、前記無線基地局から通知される前記物理下りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズが、前記物理下りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定され、前記無線基地局から通知される前記物理上りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズが、前記物理上りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定されていることを特徴とするユーザ端末。

請求項10

無線基地局が、ユーザ端末に対して、下りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に物理下りリンク共有チャネルを割当てるステップと、前記ユーザ端末に通知する下り制御情報を生成するステップと、を有し、前記物理下りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズが、前記物理下りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定されることを特徴とする無線通信方法

技術分野

0001

本発明は、次世代移動通信システムにおける無線基地局ユーザ端末及び無線通信方法に関する。

背景技術

0002

MTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さら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)が仕様化された(非特許文献1)。また、LTEからの更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(例えば、LTEアドバンスト(以下、「LTE−A」と表す)、FRA(Future Radio Access)などともいう)も検討されている。

0003

ところで、近年、通信装置低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信M2M:Machine-to-Machine)の技術開発が盛んに行われている。特に、3GPP(Third Generation Partnership Project)は、M2Mの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、MTC(Machine Type Communication)の最適化に関する標準化を進めている(非特許文献1)。MTC端末は、例えば電気ガスメータ自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。

先行技術

0004

3GPP TS 36.888“Study on provision of low-cost Machine-Type Communications (MTC) User Equipments (UEs) based onLTE(Release 12)”

発明が解決しようとする課題

0005

MTC端末の中でも、簡易ハードウェア構成で実現可能な低コストMTC端末(low-costMTC UE)が、コスト面及びセルラシステムのカバレッジエリアの改善の面で需要が高まっている。MTC端末の低コスト化については、物理下りリンク共有チャネルPDSCH)の利用帯域幅システム帯域幅より狭くした構成、つまり通常の端末より狭く限定した構成による実現が検討されている。しかしながら、従来の通信システムにおいて、システム帯域幅及び共有チャネル帯域幅が異なる構成は想定されていない。したがって、システム帯域幅及び共有チャネルの帯域幅が同じであることを前提とした従来の制御信号を利用すると、低コストMTC端末においては不要な通信オーバヘッドが生じてしまい、望ましいセルラシステムの構築が困難となるという課題がある。

0006

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)の帯域幅がシステム帯域幅より狭い通信システムにおいて、制御信号に係る通信オーバヘッドを低減することができる無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の無線基地局は、ユーザ端末に対して、下りリンクのシステム帯域幅のうち所定の狭帯域に物理下りリンク共有チャネルを割当てるリソース割当て部と、前記ユーザ端末に通知する下り制御情報を生成する下り制御情報生成部と、を有し、前記下り制御情報生成部は、前記物理下りリンク共有チャネルに関する下り制御情報に含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを、前記物理下りリンク共有チャネルが割当てられる狭帯域に基づいて決定することを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)の帯域幅がシステム帯域幅より狭い通信システムにおいて、通信オーバヘッドを低減することができる。

図面の簡単な説明

0009

無線基地局の送信モードとユーザ端末が検出すべきDCIフォーマットとの対応を示す図である。
ユーザ端末が検出すべきDCIフォーマットのサイズの説明図である。
DCIフォーマット 0/1Aの詳細な構成の説明図である。
低コストMTC端末に割当てられるPDSCH及びPDCCHの帯域幅の一例を示す図である。
リソース割当て情報に関する領域がシステム帯域幅に依存する場合のDCIフォーマットのサイズ及び通信オーバヘッドの一例を示す図である。
本実施の形態の態様1/1’に係るDCIフォーマット 0/1Aの詳細な構成の説明図である。
本実施の形態の態様1/1’に係るゼロパディングの説明図である。
CI0/1Aの典型的な構成の説明図である。
本実施の形態の態様2において、ユーザ端末に割当てられるPUSCH及びPUCCHの帯域幅の一例を示す図である。
本実施の形態の態様2−1/2−1’における無線基地局及びユーザ端末のランダムアクセス手順に係る動作シーケンスの説明図である。
本実施の形態の態様2−2/2−2’における無線基地局及びユーザ端末のランダムアクセス手順に係る動作シーケンスの説明図である。
本実施の形態の態様3の概念説明図である。
本実施の形態の態様3に係るDCIの構成の説明図である。
本実施の形態の各態様に係るDCIフォーマットのサイズを示す説明図である。
本実施の形態の各態様に係るスケジューリングゲインを示す説明図である。
本実施の形態の各態様に係るユーザ端末のDCI復号処理を示す説明図である。
本実施の形態に係る無線基地局の構成例を説明するためのブロック図である。
本実施の形態に係るユーザ端末の構成例を説明するためのブロック図である。

実施例

0010

本実施の形態の説明の前に、本願の解決すべき既存の通信システムにおける課題を説明する。以下、LTEシステムを例に説明するが、LTE−Aシステム、FRAシステムなどであっても同様の課題が存在することは明らかである。

0011

LTEシステムにおいては、ユーザ端末における制御チャネルの簡易かつ効率的な処理を可能とするため、無線リソースエレメントに対するPDCCHのマッピングは所定の構成となる。当該構成は制御チャネル要素(CCE)と呼ばれる36リソースエレメントのセットに基づき、1つ又は複数のCCEで下り制御情報(DCI)を構成する。DCIは、基地局からユーザ端末に通知する内容に応じて複数のフォーマットが規定されている。ユーザ端末は、DCIフォーマットを検出するために、サーチスペースと呼ばれるCCEの組み合わせを監視する必要がある。

0012

低コストMTC端末は簡易な構成であるため、上りリンクMIMO(Multi Input Multi Output)伝送を利用しない。この場合、ユーザ端末が検出すべきDCIフォーマットは、DCIフォーマット0(DCI0)、DCIフォーマット1A(DCI 1A)及び異なる1つのDCIフォーマット(以下、DCI Xと呼ぶ)である。図1に、無線基地局の送信モードとユーザ端末が検出すべきDCIフォーマットの対応を示す。図1に示すように、DCI Xは無線基地局の送信モードに依存している。

0013

また、LTEシステムにおいては、ユーザ端末におけるサブフレーム当たりブラインド検出最大試行回数を抑えるため、DCI0及びDCI 1Aは同一のメッセージサイズとし、1ビットフラグで判別する構成となっている。図2に、ユーザ端末が検出すべきDCIフォーマットのサイズの説明図を示す。図2に示すように、DCI 1AはDCI 0とメッセージサイズを合わせるため、“0”でビットパディングが行われる。

0014

図3に、DCI0/1Aの詳細な構成の説明図を示す。図3の「RA field」(リソース割当て領域)は、DCI 0においては物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)のリソース割当て情報に関する領域、DCI 1AにおいてはPDSCHのリソース割当て情報に関する領域である。具体的には、RA fieldは、RB(リソースブロック)の割当てに関する情報を含む。RA fieldのサイズは、上り/下りリンクのシステム帯域幅に依存して変化し、システム帯域幅の関数として数式1及び2のいずれかで表される。つまり、DCI 0/1Aはシステム帯域幅に依存してサイズが変化する。

0015

0016

ところで、低コストMTC端末において、PDSCHの帯域幅を1.4MHz(6RB)に低減し、下り制御チャネル(PDCCH)及び上りチャネルの帯域幅を通常のLTE端末と同様とする構成が検討されている。図4に、低コストMTC端末に割当てられるPDSCH及びPDCCHの帯域幅の例を示す。PDSCHの帯域幅をシステム帯域幅に比べて狭くする当該構成において、2つの対応が検討されている。

0017

1つ目の対応は、動的構成(Dynamic configuration)である。動的構成においては、RF(Radio Frequency)における低減された帯域幅が配置される周波数、及び当該低減された帯域幅のうちどの帯域にPDSCHが割当てられるかを通知する必要がある。

0018

2つ目の対応は、固定的/準静的/所定の構成(Fixed/semi-static/predefined configuration)である。固定的/準静的/所定の構成において、通知する必要があるのは、低減された帯域幅のうちどの帯域にPDSCHが割当てられるかのみであるため、低コストMTC端末において、より好ましい。しかしながら、固定的/準静的/所定の構成を採用する場合は、上述のようにDCI0/1Aのサイズがシステム帯域幅に依存するという課題がある。

0019

図5は、リソース割当て情報に関する領域がシステム帯域幅に依存する場合のDCIフォーマットのサイズ及び通信オーバヘッドの例を示す。図5において、「Size (6 RBs)」の行は、システム帯域幅が1.4MHz(6RB)の場合の各DCIフォーマットのサイズを示し、「Size (100 RBs)」の行は、システム帯域幅が20MHz(100RB)の場合の各DCIフォーマットのサイズを示す。ここで、システム帯域幅が20MHzであって、実際のPDSCHの帯域幅が1.4MHzであると仮定する。この場合、DCIフォーマットのサイズは、図5の「Size (6 RBs)」の行のサイズで十分であるにも関わらず、「Size (100 RBs)」の行のサイズにする必要があるため、DCIのサイズに不要な通信オーバヘッドが生じる(図5の「Unnecessary overhead」の行)。例えばDCI 1Aの場合、8bitの通信オーバヘッドが生じることになる。この通信オーバヘッドは、端末数の増加に従って、システムに対して大きな負荷となるため、将来的に膨大な数の低コストMTC端末が設置されることを鑑みると、無視できない問題となる。

0020

そこで、本発明者等は、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)の帯域幅がシステム帯域幅より狭い通信システムにおいて、DCIフォーマットのRA fieldを変更することにより、制御信号に係る通信オーバヘッドを低減することができることを着想した(態様1/1’)。

0021

以下に、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ユーザ端末としては低コストMTC端末を想定するが、これに限られない。

0022

図6に、態様1及び1’に係るDCIフォーマット0/1Aの詳細な構成を示す。図6Aは態様1に係るDCI0/1Aの構成である。態様1においては、RA fieldを、システム帯域幅ではなく、PDSCH又はPUSCHに割当てられた帯域幅に基づいて決定する。この場合、図6Aに示されるように、RA fieldのサイズは数式3又は4で表され、数式1又は2で表された元のサイズから低減される。

0023

0024

図6Bは態様1’に係るDCI0/1Aの構成である。態様1’においては、低減された帯域幅全てにPDSCH/PUSCHを割当てる構成として、RA fieldのサイズを0とする。すなわち、RA fieldをDCIフォーマットに含まない(削除する)。この場合においては、図6Bに示されるように、RA fieldは0ビットとなるため、DCIに係る通信オーバヘッドが大きく低減できる。

0025

上述した態様1及び1’の構成では、共有チャネルの送信帯域幅の低減に応じてDCIフォーマットのサイズを大きく低減することができる。一方で、ブラインド復号検出回数を低減するという観点からは、複数のDCIフォーマットのサイズを同一とすることが望ましい。具体的には、DCI1AをDCI 0と同じメッセージサイズとする場合には、PDSCHの帯域幅に応じてRA fieldのサイズが低減されたDCI 1Aに対して、DCI 0のサイズに合わせるために多数のゼロパディングを行う(図7)。このため、態様1及び1’においては、必ずしもDCIフォーマットのサイズを大きく低減できない場合がある。

0026

態様1/1’においてDCIフォーマットのサイズを大きく低減できない場合の例を図8で具体的に説明する。図8A及びBはそれぞれ、LTEシステムで通常用いられるDCI1A(下りリンクスケジューリンググラント、DL grant)及びDCI 0(上りリンクスケジューリンググラント、UL grant)の典型的な構成を示す。図8A及びBのRA fieldのサイズ(ビット単位)は、それぞれ数式5及び6で表される。既存のLTEシステムであれば、上りリンク及び下りリンクのシステム帯域幅は等しいため、数式5及び6は等しくなる。

0027

0028

一方、態様1及び1’を適用すると、DCI1AのRA fieldのサイズは、それぞれ数式5−1及び5−2で表される。

0029

上述したように、低コストMTC端末では、PDSCHの帯域幅のみ1.4MHz(6RB)とすることが検討されている。ここで、例えばPUSCHの帯域幅がシステム帯域幅と同じ20MHz(100RB)である場合、本実施の形態の態様1及び1’を適用した各RA fieldのサイズは、数式5−1、5−2、6に基づいて、数式7及び8で表される。

0030

0031

DCI1Aをブラインド復号のためにDCI 0と同じメッセージサイズにする場合、態様1においては追加で8ビット、態様1’においては追加で13ビットのゼロパディングをDCI 1Aに行う必要があり、効果的にDCIフォーマットのサイズが削減できない。つまり、態様1/1’を適用する場合には、PDSCH及びPUSCHの帯域幅が大きく異なると、DCIフォーマットのサイズが効果的に低減できない。

0032

そこで、本発明者等はさらに、PDSCHの帯域幅に加え、PUSCHの帯域幅も狭くする構成を採用し、DCI0のRA fieldのサイズを低減することで、DCI 0/1Aのサイズを等しくする場合においても通信オーバヘッドが好適に低減できることを着想した(態様2/2’)。

0033

また、本発明者等はさらに、ブラインド復号のために同一サイズとするDCIフォーマットを、DCI0/1Aの組み合わせに限らず、最もパディングが少なくなるDCIの組み合わせで構成することで通信オーバヘッドが好適に低減できることを着想した(態様3/3’)。

0034

なお、態様2及び3は態様1をベースとしており、RA fieldのサイズはPUSCH/PDSCHの帯域幅に基づいて決定される。また、態様2’及び3’は態様1’をベースにしており、RA fieldのサイズは0である。以下に、態様2及び3について図面を参照して詳細に説明するが、態様2’及び3’についても同様である。

0035

(態様2)
態様2は、PDSCHだけでなく、PUSCHの帯域幅もシステム帯域幅より狭く限定する。図9は、ユーザ端末に割当てられるPUSCH及びPUCCHの帯域幅を示している。態様2においては、PUCCHリソースが離れて配置されるため、システム帯域幅自体を狭くする方式に比べると、周波数ダイバーシティゲインが大きい。また、態様2は、低減されたPUSCHの帯域幅に関する情報をユーザ端末が取得する方法によって、さらに2つに分けられる。1つ目は、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング)により無線基地局から通知する方法(態様2−1)である。2つ目は、ユーザ端末が、無線基地局と共通に認識している所定の規則に従って、低減されたPUSCHの帯域幅のリソースを決定する方法(態様2−2)である。なお、以下の説明において、態様2と記載する場合は、態様2−1及び2−2をまとめて示している。

0036

(態様2−1)
図10は、態様2−1における無線基地局及びユーザ端末のランダムアクセス手順に係る動作シーケンスの説明図である。初期状態として、ユーザ端末は、無線基地局との間でRRC接続確立していないため、まず物理ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)を介して、ランダムアクセスプリアンブル(RAプリアンブル)と呼ばれる信号(Msg.1)を無線基地局に送信する(ステップST11)。

0037

無線基地局は、RAプリアンブルを受信したことを検出すると、応答信号(RAレスポンス、Msg.2)をユーザ端末に送信する(ステップST12)。RAレスポンスに含まれる情報としては、検出されたプリアンブルのインデックス番号ユーザ端末識別子としてのC−RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)、送信タイミング情報(TA command)、UL grantなどがある。なお、RAレスポンスに含まれるC−RNTIは、一時的なC−RNTI(Temporary C−RNTI)であっても良い。また、ステップST12の後、ユーザ端末がRAレスポンスを受信できなかった場合は、ステップST11に戻り送信電力を上げてRAプリアンブルを再送しても良い(Power ramping)。

0038

ユーザ端末は、RAレスポンスを受信すると、RAレスポンスで通知された送信タイミングに基づいた無線リソースを使用してC−RNTIなどを含んだ上位レイヤの制御信号(Msg.3)を送信する(ステップST13)。ステップST13においては、事前に規定された帯域をPUSCHの帯域幅として送信に利用する。規定された帯域は、RRC接続確立前の上りリンク信号の送信に用いられる帯域として、無線基地局及びユーザ端末に共通に認識されている帯域であり、例えばシステム帯域幅の中心6RBとしても良い。

0039

無線基地局は、制御情報を受信すると、ユーザ端末に対してRRC接続又は再接続のための制御情報(Msg.4)を通知する(ステップST14)。この際、ユーザ端末が信号衝突を検知可能とするために、無線基地局は、ユーザ端末から送信された制御信号も含めて送信する。その後、ユーザ端末と無線基地局との間でRRC接続又は再接続が確立される(ステップST15)。

0040

RRC接続が確立されると、無線基地局はユーザ端末に対して、低減されたPUSCHの帯域幅に関する情報をRRCシグナリングにより通知する(ステップST16)。ここで、当該通知により示されるPUSCHの帯域幅は、連続した6RBで構成されることが好ましい。また、RRCシグナリングで通知する情報は、PUSCHの帯域幅の先頭RB(PUSCHの帯域幅の上限又は下限が含まれるRB)のインデックス番号のみであることが好ましい。

0041

ユーザ端末は、PUSCHで信号を送信する場合には、通知された帯域幅に関する情報により示されるリソースブロックの全体又は一部に割当てて送信する(ステップST17)。

0042

なお、無線基地局はユーザ端末に対して、低減されたPUSCHの帯域幅に関する情報を適宜RRCシグナリングにより通知して、設定を変更することができる(ステップST18)。

0043

態様2−1の構成により、PUSCHの帯域幅を適切に低減することができるため、態様1/1’で示したDCIのサイズ削減において、不要なパディングをなくすことができ、好適に通信オーバヘッドを低減することができる。

0044

(態様2−2)
図11は、態様2−2における無線基地局及びユーザ端末のランダムアクセス手順に係る動作シーケンスの説明図である。図11のステップST21、22、24、25及び26は図10のステップST11、12、13、14、17と同様の処理を行うため、以降では態様2−2についての態様2−1との差異点のみを説明する。態様2−2については、従来のランダムアクセス手順に比べて、RRCシグナリングは増加しない。

0045

ユーザ端末はRAレスポンスを受信すると、所定の規則に従ってPUSCHのリソースを決定する(ステップST23)。ここで、所定の規則は、無線基地局及びユーザ端末に共通に認識されている。また、所定の規則によって決定されるPUSCHの帯域幅は、連続した6RBで構成されることが好ましい。また、所定の規則によって、PUSCHのRBが配置され得る先頭RBのインデックス番号のみが決定されることが好ましい。例えば、ステップST22のRAレスポンスにC−RNTIが含まれる場合、当該C−RNTIを用いてPUSCHの帯域幅の先頭RBのインデックス番号を数式9のように決定することができる。また、数式10のように、RBのインデックス番号を固定値としても良い。

0046

0047

ユーザ端末は、決定されたPUSCHリソースの全体又は一部を使用して上位レイヤの制御信号を送信する(ステップST24)。また、ユーザ端末は、PUSCHで信号を送信する場合にも、決定された帯域幅に含まれるリソースブロックの全体又は一部に割当てて送信する(ステップST26)。

0048

態様2−2の構成により、PUSCHの帯域幅を適切に低減することができるため、態様1/1’で示したDCIのサイズ削減において、不要なパディングをなくすことができ、好適に通信オーバヘッドを低減することができる。

0049

(態様3)
態様3は、同一サイズとするDCIフォーマットを、DCI0/1Aの組み合わせに限らず、最もパディングするビットが少なくなる組み合わせで構成する。図12に、態様3の概念説明図を示す。図12においては、DCI 1A/Xのサイズ差が、他のDCIの組み合わせより小さいため、DCI 1A/Xを同一サイズとなるように構成する。具体的には、DCI 1A/Xにフラグビット(Flag bit)を追加した上で、2つのうちサイズが小さいDCI 1AをパディングしてDCI Xのサイズと合わせる。ここで、パディングするビットは、“0”でなくても良く、所定の処理のために利用する情報としても良い。例えば、パディングするビットは、DCIのエラー訂正に用いるように構成することができる。

0050

DCI1AのサイズがDCI 0及びDCI Xのサイズより小さい場合、態様3で考えられる構成は図13に示す4通りである。図13Aは、DCI 1A及び0を同一サイズとする場合(ケース1)である。ケース1では、DCI 1Aをパディングする。つまり、ケース1は、既存のDCIフォーマットと同様である。ただし、パディングに用いるビットは上述のように“0”に限られない。ケース1となるパディング前(図13A上部分)のDCIの例としては、DCI 1Aが20ビット(態様1適用済み)、DCI 0が22ビット(上りリンクのシステム帯域幅=6RB)、DCI Xが30ビット(DCI 2C)の場合が挙げられる。

0051

図13Bは、DCI1A及びXを同一サイズとする場合(ケース2)である。ケース2では、DCI 1Aをパディングする。ケース2となるパディング前(図13B上部分)のDCIの例としては、DCI 1Aが20ビット(態様1適用済み)、DCI 0が30ビット(上りリンクのシステム帯域幅=100RB)、DCI Xが22ビット(DCI 1B/1D(送信アンテナ数2))の場合が挙げられる。

0052

図13Cは、DCI0がDCI Xより小さく、かつDCI 0及びXを同一サイズとする場合(ケース3)である。ケース3では、DCI 0をパディングする。ケース3となるパディング前(図13C上部分)のDCIの例としては、DCI 1Aが20ビット(態様1適用済み)、DCI 0が29ビット(上りリンクのシステム帯域幅=75RB)、DCI Xが30ビット(DCI 2C)の場合が挙げられる。

0053

図13Dは、DCI0がDCI Xより大きく、かつDCI 0及びXを同一サイズとする場合(ケース4)である。ケース4では、DCI Xをパディングする。ケース4となるパディング前(図13D上部分)のDCIの例としては、DCI 1Aが20ビット(態様1適用済み)、DCI 0が30ビット(上りリンクのシステム帯域幅=100RB)、DCI Xが28ビット(DCI 2A(送信アンテナ数2))の場合が挙げられる。

0054

態様3の構成により、ブラインド復号可能な2つのDCIを、パディングビットが少なくなるよう決定するため、態様1/1’で示したDCIのサイズ削減において、不要なパディングをなくすことができ、好適に通信オーバヘッドを低減することができる。

0055

なお、本実施の形態の各態様は、PDCCHだけではなく、EPDCCH(拡張PDCCH)についても適用することができる。また、本実施の形態の各態様は、特にMTC端末において、端末固有のサーチスペースのために利用することができる。

0056

以下では、本実施の形態の各態様が奏する効果を具体的に説明する。

0057

図14に、各態様に係るDCIフォーマットのサイズを示す。図14においては、DCIXとしてDCI 2Aを用いた。比較対象として、DCIフォーマットのサイズがシステム帯域幅に依存し、DCI 1Aにゼロパディングが適用される方式(以下、従来方式と呼ぶ)を共に示す。態様1’、2’及び3’は、RA fieldを削除できるため、それぞれ態様1、2及び3に比べてよりサイズを低減できることが分かる。また、態様1/1’のパディングビットは、態様2/2’及び3/3’によって削減できていることが分かる。これにより、所定の符号化率を達成するためのPDCCHのリソース(例えばCCE数)を削減することができる。また、MTC端末で導入が検討されているカバレッジ拡張(coverage enhancement)において、Repetition方式(繰り返し信号を送信することで信号検出確率を向上させる方式)を用いる場合に、所定の符号化率を達成するための繰り返し数を削減することができる。

0058

図15は、各態様に係るPUSCHのスケジューリングゲインの説明図である。図15には、各態様においてPUSCHが割当てられる帯域の時間変動が示されている。図15Aは、態様1/1’及び3/3’の場合を示す。図15Aにおいては、PUSCHに割当てられるリソースはシステム帯域幅の全領域から選択されるため、スケジューリングゲインは大きい。図15Bは、態様2−1/2−1’の場合を示す。図15Bは、RRCシグナリングで通知された領域の中でPUSCHのリソースが選択される。また、図10のステップST18に示したように、低減されたPUSCHの帯域幅が再設定された場合には、PUSCHの割当て可能な領域が変わる。したがって、図15Bにおいては、スケジューリングゲインは中程度である。図15Cは、態様2−2/2−2’の場合を示す。図15Cにおいては、所定の規則に従ってPUSCHの帯域幅が決定されるため、図15Bとは異なり変動することはない。したがって、図15Cのスケジューリングゲインは小さい。

0059

図16に、各態様に係るユーザ端末のDCI復号処理の説明図を示す。図16Aは、態様1/1’に係るDCI復号処理を示す。図16Aにおいて、DCIを受信した場合、DCI 1A/0についてはブラインド復号のためにフラグビットをチェックする必要がある。フラグビットが0の場合には当該DCIはDCI 1Aであるため、ゼロパディングを除去してDCI 1Aを得る。一方フラグビットが1の場合には当該DCIはDCI 0であるため、その後PUSCH送信を実施する。

0060

図16Bは、態様2/2’に係るDCI復号処理を示す。態様2/2’においては、PUSCH送信の際に、通知された又は所定の規則に従って決定したPUSCHの帯域幅の範囲内でリソース割当てを行う必要がある。なお、DCI 1Aのパディングビットを利用してエラー訂正を行う場合には、当該エラー訂正処理が必要になる。

0061

図16Cは、態様3/3’に係るDCI復号処理を示す。ここでは、図13Bに示したケース2の場合の例を示すが、他のケースの場合でも同様である。態様3/3’においては、検出対象のDCIのうち、サイズが等しい2つのDCIを特定する必要がある。なお、DCI 1Aのパディングビットを利用してエラー訂正を行う場合には、当該エラー訂正処理が必要になる。

0062

以上述べたように、低減したいDCIフォーマットや、ユーザ端末の要求性能に応じて、本実施の形態の各態様を選択することが可能である。

0063

(無線基地局及びユーザ端末の構成)
次に、本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末の構成例について説明する。図17は、無線基地局の構成の一例を示すブロック図である。図18は、ユーザ端末の構成の一例を示すブロック図である。なお、図17図18に示す無線基地局及びユーザ端末の構成は、本実施の形態の特徴部分を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の無線基地局及びユーザ端末が具備する構成は備えているものとする。

0064

図17に示すように、無線基地局は、下り制御情報生成部110と、リソース割当て部120と、下り送信データ生成部130と、を有する。

0065

下り制御情報生成部110は、PDCCH又はEPDCCHで伝送されるユーザ端末固有の下り制御情報(DCI)を生成する。下り制御情報生成部110が生成した下り制御情報は、符号化及び変調が適用され、リソース割当て部120へと出力される。下り制御情報生成部110は、サイズ決定部111、ベース情報生成部112、DCI選択部113、フラグビット付与部114、パディング部115を含む。

0066

サイズ決定部111は、リソース割当て部120から入力されたPDSCH/PUSCHの帯域幅又はシステム帯域幅の情報に基づいて、DCIフォーマットに含まれるリソース割当て情報に関する領域のサイズを決定し、ベース情報生成部112及びDCI選択部113に出力する。具体的には、態様1/3の場合、DCI 1A/XについてはPDSCHの帯域幅に基づいて、DCI 0についてはPUSCH又はシステム帯域幅に基づいて、RA fieldのサイズを決定する。また、態様2の場合、DCI 1A/XについてはPDSCHの帯域幅に基づいて、DCI 0については各ユーザ端末に通知するPUSCHの帯域幅(態様2−1)又は所定の規則に従って決定したPUSCHの帯域幅(態様2−2)に基づいて、RA fieldのサイズを決定する。また、態様1’/2’/3’の場合、RA fieldのサイズを0とすることが可能である。

0067

ベース情報生成部112は、下り制御情報に含むベース情報をDCIフォーマットに適合するように生成し、フラグビット付与部114に出力する。具体的には、送信モード、スケジューリング情報及びサイズ決定部111から入力されたRA fieldのサイズに従って、生成すべきDCIを特定して、特定したDCIに含まれるべきベース情報を生成する。なお、ここでのベース情報とは、図8に示されるようなDCIフォーマットのうち、フラグビット、パディングビット、CRC用のビットを除いた情報のことを表す。

0068

DCI選択部113は、送信モードから判断される複数のDCIフォーマットのうち、サイズ差が最小となる2つのDCIを選択し、フラグビット付与部114及びパディング部115に通知する。なお、態様1/1’/2/2’については、当該2つのDCIとしてDCI 0及び1Aを固定的に選択しても良い。

0069

フラグビット付与部114は、ベース情報生成部112から入力されたベース情報について、DCI選択部113で選択された2つのDCIに、2つのDCIを区別するためのフラグビットを付与し、パディング部115に出力する。ただし、態様1/1’/2/2’については、DCI選択部113に依らずDCI 0及び1Aにフラグビットを付与しても良い。また、フラグビット付与部114は、フラグビットを付与する必要のないDCIについては、そのままパディング部115に出力する。なお、フラグビットは1ビットとするが、複数ビットから構成しても良い。また、ベース情報のうち所定のビットをフラグビットとして利用し、フラグビット付与部114では何も付与しない構成としても良い。

0070

パディング部115は、フラグビット付与部114から入力されたフラグビットを含むベース情報のうち、DCI選択部113から通知されたサイズの小さい方のDCIにビットパディングを行い、リソース割当て部120に出力する。ただし、態様1/1’/2/2’については、DCI選択部113に依らずDCI 1Aにビットパディングを行う。なお、パディングするビットは、単純に“0”又は“1”としても良いし、ユーザ端末側でエラー訂正などに利用するために、所定の規則に従って生成されたビットとしても良い。

0071

リソース割当て部120は、下り制御信号生成部110が生成した制御信号や、下り送信データ生成部130が生成したデータ信号などを符号化及び変調した信号を無線リソースに割当てて、送信部に出力する。送信部に出力された信号はチャネル多重され、各種処理を経てユーザ端末に対して下りリンク信号として送信される。また、リソース割当て部120は、PDSCH/PUSCHの無線リソース割当てを管理する。リソース割当ては、PDSCH/PUSCHの帯域幅やシステム帯域幅に基づいて行う。

0072

下り送信データ生成部130は、ユーザ端末に対する下り送信データを生成する。下り送信データ生成部130で生成された下りユーザデータは、上位制御情報と共に、PDSCHで伝送される下り送信データとして符号化及び変調され、リソース割当て部120に出力される。態様2−1/2−1’においては、下り送信データ生成部130が、リソース割当て部120からPUSCHの帯域幅に関する情報を受け取り、ユーザ端末に対してRRCシグナリングによって当該情報を通知するためのデータを生成しても良い。

0073

一方、図18に示すように、ユーザ端末は、下り制御情報受信部200と、リソース割当て部220と、上り送信データ生成部230と、を有する。

0074

ユーザ端末において、無線基地局から送信された下りリンク信号は、各種受信処理を経て下り制御情報、下り送信データ(上位制御情報を含む)などに分離される。下り制御情報は、下り制御情報受信部200に入力される。下り制御情報受信部200は、DCI取得部201、DCI選択部202、フラグビット判定部203、パディング除去部204を含む。

0075

まず、DCI取得部201は、入力された下り制御情報から、DCIを取得し、フラグビット判定部203に出力する。この際、CRCなどを利用して、DCIのペイロードについてエラー訂正を適用しても良い。

0076

DCI選択部202は、送信モードから判断される複数のDCIフォーマットのうち、サイズ差が最小となる2つのDCIを選択する。ここで、選択のために必要となる送信モードやPDSCHの帯域幅などの情報は、無線基地局から通知されていても良い。また、取得したDCIのサイズから学習して、適宜判断する構成としても良い。

0077

フラグビット判定部203は、DCI取得部201から入力されたDCIについて、DCI選択部202で選択されたDCIか否かを判定する。DCI選択部202で選択されたDCIであれば、フラグビットを除去して、パディング除去が必要なDCIはパディング除去部204に出力する。なお、フラグビットにパディング除去の要/不要を暗黙的に関連付ける構成としても良い。例えば、無線基地局において、フラグビットが0であるDCIが常にパディング対象である場合には、パディング除去の要/不要をフラグビット判定部203で判断する必要はない。

0078

パディング除去部204は、フラグビット判定部203から入力されたDCIのベース情報から、パディングビットを除去し、適切な出力先に出力する。ここで、当該DCIが、例えばDCI選択部202で選択されていないDCIであるなど、パディング除去が不要なDCIであれば、そのまま適切な出力先に出力する。なお、パディングビットを利用して、エラー訂正などを適用しても良い。

0079

下り制御情報受信部200によって受信されたDCIがDCI 0である場合、スケジューリング情報に従って、ユーザ端末は適切なタイミングでPUSCHを介して無線基地局にデータを送信する。

0080

リソース割当て部220は、上り送信データ生成部230が生成したデータ信号などを符号化及び変調した信号を無線リソースに割当てて、送信部に出力する。送信部に出力された信号はチャネル多重され、各種処理を経て無線基地局に対して上りリンク信号として送信される。また、リソース割当て部220は、PUSCHの帯域幅やシステム帯域幅に基づいて、PUSCHの無線リソース割当てを管理する。具体的には、態様1/1’/3/3’については、システム帯域幅の中からRBを選択してPUSCH送信に用いる。また、態様2−1/2−1’については、RRCシグナリングの通知により示されたPUSCHの帯域幅の中からRBを選択してPUSCH送信に用いる。ここで、態様2−1/2−1’ではRRC接続が確立されてRRCシグナリングによりPUSCHの帯域幅に関する情報が通知されるまでは、無線基地局及びユーザ端末に共通に認識されている帯域を上りリンク信号の送信に用いる。また、態様2−2/2−2’については、所定の規則に従って、低減されたPUSCHの帯域幅の中からRBを選択してPUSCH送信に用いる。例えば、無線基地局からRAレスポンスによって通知されたC−RNTIを利用してPUSCHの帯域幅を算出して用いても良い。この場合、C−RNTIは無線基地局に既知であるため、無線基地局及びユーザ端末で算出方法を共通化しておくことで、無線基地局がPUSCHの割当て帯域を直接通知することなく、ユーザ端末はPUSCHの帯域幅を算出することができる。

0081

上り送信データ生成部230は、無線基地局に対する上り送信データを生成する。上り送信データ生成部230で生成された上りデータは、上位制御情報と共に、PUSCHで伝送される上り送信データとして符号化及び変調され、リソース割当て部220に出力される。

0082

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明におけるシグナリング方法、処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

0083

110下り制御情報生成部
111 サイズ決定部
112ベース情報生成部
113 DCI選択部
114フラグビット付与部
115パディング部
120リソース割当て部
130下り送信データ生成部
200 下り制御情報受信部
201 DCI取得部
202 DCI選択部
203 フラグビット判定部
204 パディング除去部
220 リソース割当て部
230上り送信データ生成部

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