(57)【要約】【課題】ＵＣＩ信号と同一サブフレームで送信されるＰＵＳＣＨ信号がある場合に、システム帯域の増加や送信レイヤの増加に対応させつつ、ＬＴＥシステムにおける上りリンク制御情報の送信方法の変更を最小限に抑えること。【解決手段】複数のコンポーネントキャリアで構成されるシステム帯域をもつ移動通信システムの基地局装置２０に対してＵＣＩ信号を生成し、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号が送信される全てのコンポーネントキャリアで、ＰＵＳＣＨ信号にＵＣＩ信号を多重して、ＵＣＩ信号が多重されたＰＵＳＣＨ信号を基地局装置２０に送信する構成とした。【選択図】図９
2011166682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基本周波数ブロックで構成されるシステム帯域をもつ移動通信システムの基地局装置に対し、上り制御情報信号を生成する上り制御情報信号生成部と、
前記上り制御情報信号と同一サブフレームで上り共有データチャネル信号が送信される全ての基本周波数ブロックで、前記上り共有データチャネル信号に前記上り制御情報信号を多重する多重部と、
前記上り制御情報信号が多重された前記上り共有データチャネル信号を前記基地局装置に送信する送信部とを備えたことを特徴とする移動端末装置。
【請求項２】
前記多重部は、複数の送信レイヤを用いた送信時に、前記上り制御情報信号と同一サブフレームで前記上り共有データチャネル信号が送信される全ての基本周波数ブロックの全ての送信レイヤで、前記上り共有データチャネル信号に前記上り制御情報信号を多重することを特徴とする請求項１に記載の移動端末装置。
【請求項３】
前記多重部は、複数の送信レイヤを用いた送信時に、前記上り制御情報信号と同一サブフレームで前記上り共有データチャネル信号が送信される全ての基本周波数ブロックの少なくとも１つの送信レイヤで、前記上り共有データチャネル信号に前記上り制御情報信号を多重することを特徴とする請求項１に記載の移動端末装置。
【請求項４】
移動端末装置が、
複数の基本周波数ブロックで構成されるシステム帯域をもつ移動通信システムの基地局装置に対する上り制御情報信号を生成するステップと、
前記上り制御情報信号と同一サブフレームで上り共有データチャネル信号が送信される全ての基本周波数ブロックで、前記上り共有データチャネル信号に前記上り制御情報信号を多重するステップと、
前記上り共有データチャネル信号に多重された前記上り制御情報信号を前記基地局装置に送信するステップとを有することを特徴とする上り制御情報信号の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおける移動端末装置および上り制御情報信号の送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunications  System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High  Speed  Downlink  Packet  Access）やＨＳＵＰＡ（High  Speed  Uplink  Packet  Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、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、多重方式として、下り回線（下りリンク）にＷ−ＣＤＭＡとは異なるＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single  Carrier  Frequency  Division  Multiple  Access）を用いている。
【０００３】
第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥのシステムでは、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。したがって、将来的には、これら複数の移動通信システムが並存することが予想され、これらの複数のシステムに対応できる構成（基地局装置や移動端末装置など）が必要となることが考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP,TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept.2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数の移動通信システムが混在する際において、それぞれの移動通信システムに対応する移動端末装置および上り制御情報信号の送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】
【０００６】
本発明の移動端末装置は、複数の基本周波数ブロックで構成されるシステム帯域をもつ移動通信システムの基地局装置に対し、上り制御情報信号を生成する上り制御情報信号生成部と、前記上り制御情報信号と同一サブフレームで上り共有データチャネル信号が送信される全ての基本周波数ブロックで、前記上り共有データチャネル信号に前記上り制御情報信号を多重する多重部と、前記上り制御情報信号が多重された前記上り共有データチャネル信号を前記基地局装置に送信する送信部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の基本周波数ブロックからなるシステム帯域の移動通信システムでは、上り制御情報信号は、同一サブフレームで上り共有データチャネル信号が送信される全ての基本周波数ブロックで、上り共有データチャネル信号に多重されて送信される。したがって、複数の基本周波数ブロックを一体として広帯域化するキャリアアグリゲーションにおいて、単一の基本周波数ブロックの移動通信システムの上り制御情報信号の送信方法からの変更を最小限に抑え、複数の移動通信システムを混在させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＬＴＥシステムのシステム帯域の説明図である。
【図２】ＬＴＥシステム（Release−8）におけるＵＣＩ信号の送信方法の説明図である。
【図３】ＬＴＥ−ＡシステムにおけるＰＵＳＣＨの非送信時のＵＣＩ信号の送信方法の説明図である。
【図４】移動通信システムの構成の説明図である。
【図５】移動端末装置の全体構成の説明図である。
【図６】基地局装置の全体構成の説明図である。
【図７】移動端末装置が有するベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。
【図８】基地局装置が有するベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。
【図９】ＵＣＩ信号の第１の送信方法の説明図である。
【図１０】ＵＣＩ信号の第２の送信方法の説明図である。
【図１１】ＰＵＳＣＨ信号に多重されたＵＣＩ信号の配置構成である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、下りリンクで移動通信が行われる際の周波数使用状態を説明するための図である。なお、以下の説明では基本周波数ブロックをコンポーネントキャリアとして説明する。図１に示す例は、複数のコンポーネントキャリアで構成される相対的に広い第１システム帯域を持つ第１移動通信システムであるＬＴＥ−Ａシステムと、相対的に狭い（ここでは、一つのコンポーネントキャリアで構成される）第２システム帯域を持つ第２移動通信システムであるＬＴＥシステムが併存する場合の周波数使用状態である。ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、例えば、１００ＭＨｚ以下の可変のシステム帯域幅で無線通信し、ＬＴＥシステムにおいては、２０ＭＨｚ以下の可変のシステム帯域幅で無線通信する。ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする少なくとも一つの基本周波数領域（コンポーネントキャリア：ＣＣ）となっている。このように複数の基本周波数領域を一体として広帯域化することをキャリアアグリゲーションという。
【００１０】
例えば、図１においては、ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（ベース帯域：２０ＭＨｚ）を一つのコンポーネントキャリアとする５つのコンポーネントキャリアの帯域を含むシステム帯域（２０ＭＨｚ×５＝１００ＭＨｚ）となっている。図１においては、移動端末装置ＵＥ（User  Equipment）＃１は、ＬＴＥ−Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）の移動端末装置であり、１００ＭＨｚのシステム帯域を持ち、ＵＥ＃２は、ＬＴＥ−Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）の移動端末装置であり、４０ＭＨｚ（２０ＭＨｚ×２＝４０ＭＨｚ）のシステム帯域を持ち、ＵＥ＃３は、ＬＴＥシステム対応（ＬＴＥ−Ａシステムには対応せず）の移動端末装置であり、２０ＭＨｚ（ベース帯域）のシステム帯域を持つ。
【００１１】
ところで、ＬＴＥシステム（Release−8）では、ＵＣＩ（Uplink  Control  Information）信号（上り制御情報信号）が移動端末装置ＵＥから基地局装置ｅＮＢに送信される。ＵＣＩ信号は、ＣＱＩ（Channel  Quality  Indicator）、ＰＭＩ（Precoding  Matrix  Indicator）、ＲＩ（Rank  Indicator）、ＡＣＫ（Acknowledgement）、ＮＡＣＫ（Negative  Acknowledgement）等の一つ又は任意の組み合わせで構成される。この場合、ＵＣＩ信号は、図２（ａ）に示すように、同一サブフレームで送信されるＰＵＳＣＨ（Physical  Uplink  Shared  Channel）信号（上り共有データチャネル信号）がない場合には、ＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）信号に含めて送信される。一方、ＵＣＩ信号は、図２（ｂ）に示すように、同一サブフレームで送信されるＰＵＳＣＨ信号がある場合には、ＰＵＳＣＨ信号に含めて送信される。
【００１２】
また、ＬＴＥ−ＡシステムにおいてもＵＣＩ信号の送信方法が検討されている。図３（ａ）に示すように、ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とした複数のコンポーネントキャリアによりシステム帯域が構成される他、ＭＩＭＯ多重送信がサポートされており、ＬＴＥシステムにおけるＵＣＩ信号の送信方法をそのまま使用することができない。この場合、ＵＣＩ信号は、図３（ｂ）に示すように、同一サブフレームで送信されるＰＵＳＣＨ信号がない場合には、ユーザ特有（UE-specific）のコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨ信号に含めて送信されることが考えられる。しかしながら、同一サブフレームで送信されるＰＵＳＣＨ信号がある場合のＵＣＩ信号の送信方法が課題として残っている。
【００１３】
そこで、本発明者らは、この問題点を解決するために、本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームで送信されるＰＵＳＣＨ信号がある場合に、システム帯域の増加や送信レイヤの増加に対応させつつ、ＬＴＥシステムにおけるＵＣＩ信号の送信方法の変更を最小限に抑えることである。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明をＬＴＥ−Ａシステムに適用した構成について説明するが、この構成に限定されるものではない。複数の基本周波数ブロックを一体として広帯域化するキャリアアグリゲーションにおいて、上りリンクで上り制御情報信号を送信する移動端末システムであれば、本発明をどのような移動通信システムに適用してもよい。ここでは、主に上りリンクの制御に用いられる上り制御チャネルをＰＵＣＣＨ、主に上りリンクのユーザデータの送信に用いられる上り共有データチャネルをＰＵＳＣＨとするが、この名称に限定されるものではない。
【００１５】
図４を参照しながら、本発明の実施例に係る移動端末装置（ＵＥ）１０及び基地局装置（Ｎｏｄｅ  Ｂ）２０を有する移動通信システム１について説明する。図４は、本実施の形態に係る移動端末装置１０及び基地局装置２０を有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図４に示す移動通信システム１は、上記した通り、ＬＴＥ−Ａシステムが包含されるシステムである。ＬＴＥ−Ａは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
【００１６】
図４に示すように、移動通信システム１は、基地局装置２０と、この基地局装置２０と通信する複数の移動端末装置１０（１０1、１０2、１０3、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。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。移動端末装置１０は、セル５０において基地局装置２０と通信を行っている。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。
【００１７】
各移動端末装置（１０1、１０2、１０3、・・・１０ｎ）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移動端末装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局装置２０と無線通信するのは移動端末装置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（ＵＥ：  User  Equipment）でよい。
【００１８】
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、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。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。
【００１９】
ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動端末装置１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）と、下りリンクの制御チャネルであるＰＤＣＣＨ（Physical  Downlink  Control  Channel）と、ＰＣＦＩＣＨ（Physical  Control  Format  Indicator  Channel)、ＰＨＩＣＨ（Physical  Hybrid-ARQ  Indicator  Channel））とが用いられる。ＰＤＳＣＨは、主に下りのユーザデータや、上位レイヤの制御情報等を含むＰＤＳＣＨ信号の伝送に用いられる。ＰＤＣＣＨは、主に基地局装置２０で移動端末装置１０に割当てたコンポーネントキャリア情報やスケジューリング情報等を含むＰＤＣＣＨ信号の伝送に用いられる。
【００２０】
上りリンクについては、各移動端末装置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とが用いられる。ＰＵＳＣＨは、主に上りのユーザデータや、上位レイヤの制御情報等を含むＰＵＳＣＨ信号（上り共有データチャネル信号）の伝送に用いられる。ＰＵＣＣＨは、主にスケジューリング情報、下りリンクのＣＱＩ、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等を含むＰＵＣＣＨ信号の伝送に用いられる。なお、ＰＵＣＣＨには、各コンポーネントキャリアの両端の無線リソースが割り当てられる。
【００２１】
次に、図５を参照しながら、本実施の形態に係る移動端末装置の全体構成について説明する。図５は、本実施の形態に係る移動端末装置の全体構成図である。移動端末装置１０は、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。
【００２２】
下りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部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で高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast  Fourier  Transform）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。
【００２３】
一方、上りリンクのユーザデータについては、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においては、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid  ARQ））の送信処理や、チャネル符号化、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete  Fourier  Transform）処理、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse  Fast  Fourier  Transform）処理等が行われて送受信部１０３に転送される。送受信部１０３においては、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周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１０２で増幅されて送受信アンテナ１０１より送信される。
【００２４】
図６を参照しながら、本実施の形態に係る基地局装置の全体構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る基地局装置の全体構成図である。基地局装置２０は、送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部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。
【００２５】
下りリンクのユーザデータについては、基地局装置２０の上位に位置する上位局装置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においては、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（Hybrid  Automatic  Repeat  reQuest）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処理、プリコーディング処理が行われる。
【００２６】
また、下りリンク制御チャネルであるＰＤＣＣＨ信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、送受信部２０３に転送される。また、ベースバンド信号処理部２０４は、報知チャネルにより、同一セル５０に接続する移動端末装置１０に対して、各移動端末装置１０が基地局装置２０との無線通信するための制御情報を通知する。送受信部２０３においては、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変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部２０２で増幅されて送受信アンテナ２０１より送信される。
【００２７】
一方、上りリンクのデータについては、送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がアンプ部２０２で増幅され、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においては、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、高速フーリエ変換処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse  Discrete  Fourier  Transform）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、基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
【００２８】
図７を参照して、本実施の形態に係る移動端末装置が有するベースバンド信号処理部の機能構成について説明する。図７は、本実施の形態に係る移動端末装置が有するベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。なお、図７では、移動端末装置から基地局装置に送信信号が送信される上りリンク構成について説明する。また、図７では、コンポーネントキャリア数がＮ個（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｎ）の移動通信システムに対応した移動端末構成が例示し、２送信レイヤを用いて送信される構成について説明する。
【００２９】
図７に示すように、ベースバンド信号処理部１０４は、ＵＣＩ信号生成部３０１と、経路切替部３０２と、ＰＵＣＣＨ信号生成部３０３と、ＤＦＴ部３０４と、ＰＵＣＣＨマッピング部３０５とを備えている。ＵＣＩ信号生成部３０１は、ＵＣＩ信号を生成して経路切替部３０２に入力する。ＵＣＩ信号は、ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩ、ＡＣＫ、ＮＡＣＫ等の一つ又は任意の組み合わせで構成される。
【００３０】
経路切替部３０２は、コンポーネントキャリアのＰＵＳＣＨ信号の有無に応じて、ＵＣＩ信号の信号経路を切り替える。経路切替部３０２は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号が送信されるコンポーネントキャリアがない場合には、ＵＣＩ信号の入力先をＰＵＣＣＨ信号生成部３０３に切り替える。一方、経路切替部３０２は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号が送信されるコンポーネントキャリアがある場合には、ＵＣＩ信号の入力先をＰＵＳＣＨ信号が送信される全てのコンポーネントキャリアのＰＵＳＣＨ信号生成部（多重部）３０７に切り替える。このように、ＵＣＩ信号は、経路切替部３０２によって複数のＰＵＳＣＨ信号生成部３０７に入力先が切り替えられることで、コンポーネントキャリア数（送信レイヤ数）に応じて複製される。
【００３１】
なお、経路切替部３０２は、ＵＣＩ信号の入力先を、全てのコンポーネントキャリアの１送信レイヤのＰＵＳＣＨ信号生成部３０７に切り替えてもよいし、全てのコンポーネントキャリアの全ての送信レイヤのＰＵＳＣＨ信号生成部３０７に切り替えてもよい。
【００３２】
ＰＵＣＣＨ信号生成部３０３は、ＰＵＣＣＨ信号を生成し、ＰＵＣＣＨ信号に誤り訂正符号を付加すると共に、符号化されたＰＵＣＣＨ信号を複数のサブキャリア毎に変調する。また、ＰＵＣＣＨ信号生成部３０３は、経路切替部３０２からＵＣＩ信号が入力される場合には、ＰＵＣＣＨ信号にＵＣＩ信号を多重する。ＰＵＣＣＨ信号生成部３０３は、変調後のＰＵＣＣＨ信号をＤＦＴ部３０４に入力する。ＤＦＴ部３０４は、符号化・変調されたＰＵＣＣＨ信号を離散フーリエ変換して時系列の信号から周波数領域の信号に変換し、変換後のＰＵＣＣＨ信号をＰＵＣＣＨマッピング部３０５に入力する。ＰＵＣＣＨマッピング部３０５は、ＤＦＴ後のＰＵＣＣＨ信号を無線リソースにマッピングする。
【００３３】
また、ベースバンド信号処理部１０４は、コンポーネントキャリア毎に、送信データ信号生成部３０６と、ＰＵＳＣＨ信号生成部３０７と、ＤＦＴ部３０８と、ＰＵＳＣＨマッピング部３０９とを備えている。送信データ信号生成部３０６は、送信レイヤ毎に上位レイヤから渡されるデータを用いてユーザデータ等を含む上り送信データ信号を生成し、送信データ信号をＰＵＳＣＨ信号生成部３０７に入力する。ＰＵＳＣＨ信号生成部３０７は、送信データ信号に基づいて送信レイヤ毎にＰＵＳＣＨ信号を生成し、ＰＵＳＣＨ信号に誤り訂正符号を付加すると共に、符号化されたＰＵＳＣＨ信号を複数のサブキャリア毎に変調する。また、ＰＵＳＣＨ信号生成部３０７は、経路切替部３０２からＵＣＩ信号が入力される場合には、送信データ信号とＵＣＩ信号とを多重してＰＵＳＣＨ信号を生成する。ＰＵＳＣＨ信号生成部３０７は、符号化・変調されたＰＵＣＣＨ信号をＤＦＴ部３０８に入力する。
【００３４】
ＤＦＴ部３０８は、符号化・変調されたＰＵＳＣＨ信号を離散フーリエ変換して時系列の信号から周波数領域の信号に変換し、変換後のＰＵＳＣＨ信号をＰＵＳＣＨマッピング部３０９に入力する。ＰＵＳＣＨマッピング部３０９は、ＤＦＴ後のＰＵＳＣＨ信号を各送信レイヤの無線リソースにマッピングする。
【００３５】
ＰＵＣＣＨマッピング部３０５及びＰＵＳＣＨマッピング部３０９から出力された上りチャネル信号は、ＩＦＦＴ部３１１に入力される。ＩＦＦＴ部３１１は、上りの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し、ＣＰ付加部３１２に入力する。なお、ＩＦＦＴ部３１１は、コンポーネントキャリア毎に独立に設けられる構成としてもよい。ＣＰ付加部３１２は、上りの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上りのチャネル信号は、送受信部１０３に送出される。
【００３６】
このように、移動端末装置１０は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信しない場合に、ＵＣＩ信号を単一のコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨ信号に多重して、ＰＵＣＣＨで基地局装置２０に送信する。また、移動端末装置１０は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合に、ＰＵＳＣＨ信号が送信される全てのコンポーネントキャリアのＰＵＳＣＨ信号にＵＣＩ信号を多重して、ＰＵＳＣＨで基地局装置２０に送信する。
【００３７】
図８を参照して、本実施の形態に係る基地局装置が有するベースバンド信号処理部の機能構成について説明する。図８は、本実施の形態に係る基地局装置が有するベースバンド信号処理部の機能構成図である。なお、図８では、移動端末装置から基地局装置に送信信号が送信される上りリンク構成について説明する。また、図８では、コンポーネントキャリア数がＮ個（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｎ）の移動通信システムに対応した基地局構成を例示し、２送信レイヤを用いて送信される構成について説明する。
【００３８】
図８に示すように、ベースバンド信号処理部２０４は、ＣＰ除去部４０１と、ＦＦＴ部４０２と、ＰＵＣＣＨデマッピング部４０３と、ＩＤＦＴ部４０４と、ＰＵＣＣＨ復調部４０５と、経路切替部４０６と、ＵＣＩ復号部４０７とを備えている。ＣＰ除去部４０１は、上りのチャネル信号からサイクリックプレフィックスを除去し、ＦＦＴ部４０２に入力する。ＦＦＴ部４０２は、ＣＰ除去後の上りのチャネル信号を高速フーリエ変換して時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。なお、ＦＦＴ部４０２は、コンポーネントキャリア毎に独立に設けられる構成としてもよい。
【００３９】
ＰＵＣＣＨデマッピング部４０３は、送信レイヤ毎に無線リソースにマッピングされたＰＵＣＣＨ信号を取り出し、ＩＤＦＴ部４０４に入力する。ＩＤＦＴ部４０４は、ＰＵＣＣＨデマッピング部４０３から入力されたＰＵＣＣＨ信号を逆離散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し、変換後のＰＵＣＣＨ信号をＰＵＣＣＨ復調部４０５に入力する。
【００４０】
ＰＵＣＣＨ復調部４０５は、ＩＤＦＴ部４０４から入力されたＰＵＣＣＨ信号を複数のサブキャリア毎に復調する。このとき、ＰＵＣＣＨ信号には、ＰＵＳＣＨ信号が送信されるコンポーネントキャリアがない場合に、ＵＣＩ信号が多重されている。ＰＵＣＣＨ復調部４０５は、ＰＵＣＣＨ信号にＵＣＩ信号が多重されている場合には、ＵＣＩ信号を経路切替部４０６に入力する。経路切替部４０６は、ＰＵＣＣＨ信号にＵＣＩ信号が多重されている場合に、ＵＣＩ信号をＵＣＩ復号部４０７に入力する。ＵＣＩ復号部４０７は、ＵＣＩ信号を復号化する。
【００４１】
また、ベースバンド信号処理部２０４は、ＰＵＳＣＨデマッピング部４０８と、等化・信号分離処理部４０９と、ＩＤＦＴ部４１１、４１２と、送信データ信号復調・復号部４１３とを備えている。ＰＵＳＣＨデマッピング部４０８は、送信レイヤ毎に無線リソースにマッピングされたＰＵＳＣＨ信号を取り出し、等化・信号分離処理部４０９に入力する。等化・信号分離処理部４０９は、ＰＵＳＣＨ信号から各サブキャリアの位相と振幅のチャネル歪を除去する。また、等化・信号分離処理部４０９は、ＰＵＳＣＨ信号にＵＣＩ信号が多重される場合に、送信データ信号とＵＣＩ信号を分離する。
【００４２】
ＩＤＦＴ部４１１は、等化・信号分離処理部４０９で分離されたＵＣＩ信号を逆離散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し、変換後のＵＣＩ信号を経路切替部４０６を介してＵＣＩ復号部４０７に入力する。ＵＣＩ復号部４０７は、ＵＣＩ信号を復号化する。
【００４３】
ＩＤＦＴ部４１２は、等化・信号分離処理部４０９で分離された送信データ信号を逆離散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し、変換後の送信データ信号を送信データ信号復調・復号部４１３に入力する。送信データ信号復調・復号部４１３は、送信データ信号を複数のサブキャリア毎に復調すると共に、復調された送信データ信号を復号化する。送信データ信号復調・復号部４１３は、復号化された送信データ信号を伝送路インターフェース２０６に入力する。
【００４４】
このように、基地局装置２０は、移動端末装置１０からＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号が送信されない場合に、ＰＵＣＣＨ信号を介してＵＣＩ信号を取得する。また、基地局装置２０は、移動端末装置１０からＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号が送信される場合に、ＰＵＳＣＨ信号を介してＵＣＩ信号を取得する。
【００４５】
図９から図１１を参照して、ＵＣＩ信号の送信方法について説明する。図９は、ＵＣＩ信号の第１の送信方法の説明図である。図１０は、ＵＣＩ信号の第２の送信方法の説明図である。図１１は、ＰＵＳＣＨ信号に多重されたＵＣＩ信号の配置構成である。なお、ＵＣＩ信号とＰＵＳＣＨ信号とが同一サブフレームで送信されない場合のＵＣＩ信号の送信方法は、上述したため説明を省略する（図３（ｂ）参照）。また、図９及び図１０においては、１レイヤ送信及び２レイヤ送信を例示して説明するが、送信レイヤ数は限定されるものではなく、本発明は、３レイヤ以上の複数レイヤ送信時にも適用可能である。
【００４６】
図９（ａ）に示すように、第１の送信方法の１レイヤ送信時では、移動端末装置１０は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、ＰＵＳＣＨ信号を送信する全てのコンポーネントキャリアで、ＵＣＩ信号をＰＵＳＣＨ信号に多重して基地局装置２０に送信する。例えば、移動端末装置１０は、コンポーネントキャリア＃１−＃３でＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、コンポーネントキャリア＃１のＰＵＳＣＨ信号に多重するＵＣＩ信号を複製し、コンポーネントキャリア＃２、＃３のＰＵＳＣＨ信号に多重する。
【００４７】
図１１に示すように、ＰＵＳＣＨ信号に多重されたＵＣＩ信号は、送信データ信号と同一シンボルに多重される。例えば、ＵＣＩ信号として、ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩ、ＡＣＫ、ＮＡＣＫが送信される場合、ＣＱＩ、ＰＭＩは、送信データ信号の低域側に配置され、ＲＩ、ＡＣＫ、ＮＡＣＫは、送信データ信号の高域側に配置される。なお、図１１のＵＣＩ信号の配置構成は、一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。ＰＵＳＣＨ内にＵＣＩ信号が配置されるのであれば、どのような配置構成であってもよい。
【００４８】
なお、移動端末装置１０は、ＵＣＩ信号を単に複製するのではなく、符号化率を下げてマッピングする構成としてもよい。この場合、移動端末装置１０は、符号化率を１／３に下げてＵＣＩ信号を繰り返し符号化することで、コンポーネントキャリア＃１−＃３のＰＵＳＣＨ信号に多重する。
【００４９】
図９（ｂ）に示すように、第１の送信方法の複数レイヤ送信時では、移動端末装置１０は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、ＰＵＳＣＨ信号を送信する全てのコンポーネントキャリアの全ての送信レイヤで、ＵＣＩ信号をＰＵＳＣＨ信号に多重して基地局装置２０に送信する。例えば、移動端末装置１０は、コンポーネントキャリア＃１−＃３のそれぞれ２送信レイヤでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、コンポーネントキャリア＃１の１レイヤ目のＰＵＳＣＨ信号に多重するＵＣＩ信号を複製し、コンポーネントキャリア＃１の２レイヤ目及びコンポーネントキャリア＃２、＃３の２送信レイヤのＰＵＳＣＨ信号に多重する。
【００５０】
なお、複数レイヤ送信時には、送信レイヤ間の送信ダイバーシチを適用してもよい。送信ダイバーシチ法としては、ＰＶＳ（Precoding  Vector  Switching）法やＳＤ−ＣＣＤ（Small  Delay  Cyclic  Delay  Diversity）法等を適用することが考えられる。これにより、各送信レイヤの送受信アンテナ間で送信ダイバーシチを適用し、各送信レイヤで送信されるＵＣＩ信号の受信レベルの品質を高めることが可能となる。
【００５１】
図１０（ａ）に示すように、第２の送信方法の１レイヤ送信時は、上記した第１の送信方法の１レイヤ送信時と同様である。すなわち、移動端末装置１０が、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、ＰＵＳＣＨ信号を送信する全てのコンポーネントキャリアで、ＵＣＩ信号をＰＵＳＣＨ信号に多重して基地局装置２０に送信する。なお、移動端末装置１０は、ＵＣＩ信号を単に複製するのではなく、符号化率を下げてマッピングする構成としてもよい。
【００５２】
図１０（ｂ）に示すように、第２の送信方法の複数レイヤ送信時では、移動端末装置１０が、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、ＰＵＳＣＨ信号を送信する全てのコンポーネントキャリアの１レイヤ目のＰＵＳＣＨ信号に、ＵＣＩ信号を多重して基地局装置２０に送信する。例えば、移動端末装置１０は、コンポーネントキャリア＃１−＃３のそれぞれ２送信レイヤでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合、コンポーネントキャリア＃１の１レイヤ目のＰＵＳＣＨ信号に多重するＵＣＩ信号を複製し、コンポーネントキャリア＃２、＃３の１レイヤ目のＰＵＳＣＨ信号に多重する。すなわち、第２の送信方法の複数レイヤ送信時では、送信レイヤ間におけるＵＣＩ信号の複製が行われない。
【００５３】
なお、第２の送信方法の複数レイヤ送信時には、基地局装置２０においてＵＣＩ信号に対するＭＩＭＯ信号分離処理を行う必要がある。これは、複数送信レイヤのうち１つの送信レイヤでのみＵＣＩ信号が送信されるため、ＵＣＩ信号と他の送信レイヤの送信データ信号等とが空間多重されるからである。一方、第１の送信方法の複数レイヤ送信時には、全ての送信レイヤでＵＣＩ信号が送信されるため、ＵＣＩ信号だけを取り出すことができ、ＵＣＩ信号に対するＭＩＭＯ信号分離処理が不要である。ＭＩＭＯ信号分離処理は、例えば、基地局装置２０の等化・信号分離処理部４０９において行われる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係る移動端末装置１０によれば、複数のコンポーネントキャリアからなるシステム帯域の移動通信システムでは、ＵＣＩ信号は、同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号が送信される全てのコンポーネントキャリアで、ＰＵＳＣＨ信号に多重されて送信される。したがって、複数のコンポーネントキャリアを一体として広帯域化するＬＴＥ−Ａにおいて、ＬＴＥシステムのＵＣＩ信号の送信方法からの変更を最小限に抑えることが可能となる。
【００５５】
なお、上記した実施の形態においては、第２の送信方法の複数レイヤ送信時に、ＵＣＩ信号が１レイヤ目のＰＵＳＣＨ信号に多重される構成としたが、この構成に限定されるものではない。ＵＣＩ信号は、２レイヤ目以降のＰＵＳＣＨ信号に多重される構成としてもよい。また、ＵＣＩ信号は、コンポーネントキャリア毎に異なる送信レイヤのＰＵＳＣＨ信号に多重される構成としてもよい。
【００５６】
また、上記した実施の形態においては、移動端末装置の経路切替部が、ＵＣＩ信号と同一サブフレームにおけるＰＵＳＣＨ信号の有無に基づいてＵＣＩ信号の入力先を切り替えている。この場合、経路切替部は、移動端末装置のいずれかからＰＵＳＣＨ信号の有無を通知される構成であればよく、例えば、ＰＵＳＣＨ信号生成部から通知される構成としてもよい。
【００５７】
また、上記した実施の形態においては、移動端末装置は、ＵＣＩ信号と同一サブフレームでＰＵＳＣＨ信号を送信する場合に、ＰＵＳＣＨ信号だけにＵＣＩ信号を多重する構成としたが、ＰＵＳＣＨ信号及びＰＵＣＣＨ信号の両方にＵＣＩ信号を多重する構成としてもよい。
【００５８】
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、上記説明におけるコンポーネントキャリアの割り当て、処理部の数、処理手順、コンポーネントキャリアの数、コンポーネントキャリアの集合数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で適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  移動通信システム
１０  移動端末装置
２０  基地局装置
１０１  送受信アンテナ
１０２  アンプ部
１０３  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
２０１  送受信アンテナ
２０２  アンプ部
２０３  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
３０１  ＵＣＩ信号生成部（上り制御情報信号生成部）
３０２  経路切替部（多重部）
３０３  ＰＵＣＣＨ信号生成部
３０６  送信データ信号生成部
３０７  ＰＵＳＣＨ信号生成部（多重部）
４０５  ＰＵＣＣＨ復調部
４０６  経路切替部
４０７  ＵＣＩ復号部
４０９  等化・信号分離処理部
４１３  送信データ信号復調・復号部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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