(57)【要約】【課題】  従来の無線制御チャネルの割当てでは平均的に必要な無線リソースに加え、マージン分の無線リソースを制御チャネルに割当てておく必要があった。本来ならばデータ通信用に割当て可能であった周波数×時間のリソースを未使用状態として、利用することができなかった。【解決手段】  無線制御チャネルに割当てるリソースを、スーパーフレーム毎に定める基本部分と、基本部分で必要に応じて再割当てされる拡張部分に分割し、基本部分は、必要最小限のリソース割当てしか行わないことによって、上記のマージン分による無線リソースの割当てを排除する。基本部分には、基本部分だけで無線制御情報の伝送容量が足りない場合に、追加の無線リソースを割当てる拡張部分へのインデックスが記載される。このように２段階の無線制御チャネル割当てをもつこと。【選択図】  図８
2008047993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭセルラ無線通信システムにおけるＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、無線制御チャネルに割当てるリソースを、スーパーフレーム毎に定める基本部分と、必要に応じて割当てる拡張部分に分割することを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。
【請求項２】
請求項１記載のＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、上記基本部分の割当てをスーパーフレームの先頭で行い、上記拡張部分の割当てを上記基本部分で行うことを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。
【請求項３】
請求項１に記載されるＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、上記基本部分のリソースの大きさは毎回送る必要がある情報の情報量から算出されることを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。
【請求項４】
請求項３記載のＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、上記毎回送る必要のある情報には、送信電力制御、送信タイミング制御、チャネル品質報告、または送信パケット変調情報のうち少なくともいずれか一つを含まれることを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。
【請求項５】
ＯＦＤＭセルラ無線通信システムにおけるＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、スーパーフレームの先頭において割当てられる無線制御用のリソースが、複数からなるパートに分割され、かつ優先順位がつけられており、上記無線制御チャネルは、優先順位の高いリソースから利用し、送信する制御情報が無いために利用されない優先順位の低いリソースは、ユーザデータ伝送用のチャネルとしてリソース再配分することを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。  
【請求項６】
請求項５に記載されるＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、上記スーパーフレームの先頭において割当てられる無線制御用のリソースの大きさは、毎回送る必要がある情報の情報量から算出することを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。
【請求項７】
請求項６に記載のＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法において、上記毎回送る必要のある情報には、送信電力制御、送信タイミング制御、チャネル品質報告、または送信パケット変調情報のうち少なくともいずれか一つを含まれることを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線制御チャネル割当て方法。
【請求項８】
ＯＦＤＭセルラ無線通信に用いる基地局であって、
無線制御チャネルにリソースを割当てる制御部と、
該制御部によって割当てられたリソースを報知するための制御データを送信する送信部とを有し、
上記制御部は、
上記無線制御チャネルに割当てるリソースをスーパーフレーム毎に定める基本部分と必要に応じて割当てる拡張部分に分割することを特徴とする基地局。
【請求項９】
請求項８記載の基地局であって、
上記基本部分の割当てリソースの報知をスーパーフレームの先頭で行い、上記拡張部分の割当てリソースの報知を上記基本部分で行うことを特徴とする基地局。
【請求項１０】
請求項８記載の基地局であって、
上記基本部分のリソースの大きさは毎回送る必要のある情報の情報量から算出することを特徴とする基地局。
【請求項１１】
請求項１０記載の基地局であって、
上記毎回送る必要のある情報には、送信電力制御、送信タイミング制御、チャネル品質報告、または送信パケット変調情報のうち少なくともいずれか一つが含まれることを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信において、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Domain Mulplex）を採用する無線通信方式であって、セルラ通信を実現する方式にかかわる。本技術によれば、データを送信する際に必要となる制御チャネルのオーバーヘッドを従来に比べ削減することができる。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭを採用する無線通信方式の研究開発が進んでいる。ＯＦＤＭは、伝送するデータを周波数領域で作り、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）により時間領域の信号に変換して無線信号として送信する。受信側では、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）により、時間領域から周波数領域の信号に変換して元の情報を取り出す。通信を行う際には、データ伝送を行うためのデータチャネル以外に、上り回線のリンクを確立するためのアクセスチャネル、下り回線および上り回線の制御情報を伝送する無線制御チャネル、チャネル割り当てやシステムの情報を通知するためのブロードキャストチャネルなどの制御チャネルが必要となる。
【０００３】
標準化団体であるＩＥＥＥ８０２．２０では、ＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献１では、上記の下り無線制御チャネルが定義されている。
標準化団体である３ＧＰＰでは、ＬＴＥ(Long Term Evolution)として、ＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献２では、上記の下り無線制御チャネルが定義されている。
【０００４】
標準化団体である３ＧＰＰ２では、ＬＢＣ（Loosely Backward Compatible）として、ＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献３では、上記の下り無線制御チャネルが定義されている。
【０００５】
ＣＤＭＡ方式およびそれ以前の無線通信方式における無線制御チャネルは、時間分割、周波数分割、コード分割のいずれかにより、恒常的にデータチャネルと分離されていた。例えばＣＤＭＡ通信方式では、拡散符号によって複数のチャネルを同時に送信し、受信側では、特定符号による逆拡散演算により、必要な情報を取り出すことができるが、制御チャネルに割当てる拡散符号は、予め定められている。他方、第３世代型の移動通信が発展してきており、あらゆる情報をＩＰの上に載せて通信する方向に変わってきている。この流れにのり、ＯＦＤＭを利用する次世代通信では広帯域化が一般的となり、様々な形式の情報をやり取りする必要が出てきている。例えばベストエフォート型のデータ通信であり、例えば、ＶｏＩＰのような音声通信であり、例えば映像などのストリーミング情報である。
【０００６】
このため、特別に設けた無線制御チャネル専用の回線を設けるのではなく、通常のデータチャネルと同様に、無線制御チャネルもＯＦＤＭで構成されるチャネルの一部を使い、接続する無線端末の数やそれぞれの端末が必要とする無線チャネル数、伝搬路の状況などに応じて、適応的に無線制御チャネルのリソース割当てを制御することで、マージン設計から発生していた無線制御チャネルによるオーバーヘッドを削減する方法が提案されている。
【０００７】
例えば、非特許文献１では、下りの制御チャネルであるＦ−ＳＳＣＨなどの無線制御チャネルをＯＦＤＭで構成されるチャネルのいくつかを使って送る方法が記載されている。この無線制御チャネルは、スーパーフレームの先頭において、割当て量および配置が宣言されている。該当基地局に接続する端末は、図１２に示す様に、以下の手順で無線制御チャネルを受信する。
【０００８】
ステップ１０１：スーパーフレーム先頭のプリアンブルに記載されている制御チャネルの割当てに関する情報を取得する。ここで、スーパーフレームとは、いくつかのPHYフレームから構成される単位で、先頭にはプリアンブルが送信されている。
ステップ１０２：該当する PHYフレームを受信信号から取り出し、決められた復調方法に基づき無線制御チャネルの復調処理を行う。
【０００９】
非特許文献１に似た方式である非特許文献３においては、下りの無線制御チャネルに対して電力制御を実施し、時間×周波数だけでなく、送信する電力においてリソースを最適化することで、他セルへの干渉を低減する方法が記載されている。
【００１０】
上記の説明にあるＰＨＹフレームとは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成される無線領域での最小分割単位である。ＰＨＹフレーム単位で、チャネル符号化などの処理が行われる。非特許文献１あるいは非特許文献３では、図２においてＰＨＹフレームが記載されている。また、ＰＨＹフレームは、標準化によって呼び名が異なる場合があり、サブフレームと呼ばれる場合もある。
【００１１】
【非特許文献１】IEEE C802.20-06/04.
【非特許文献２】3GPP TR 25.814 V7.0.0 (2006-06).
【非特許文献３】3GPP2 C30-20060626-054R1.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来技術で説明したような様々な形式のデータ転送を想定するシステムでは、固定的にリソースを割り当てられた制御チャネルによる無線制御は望ましくない。何故なら、固定のリソースを割当てる場合、無線制御チャネルのリソースとして、無線制御チャネルのリソースを大量に利用するサービスを想定した容量を確保する必要が出てくるためである。この場合、無線制御チャネルによるオーバーヘッドの増加が課題になる。
【００１３】
これに対し非特許文献１のように、無線制御チャネルに固定的に特定のリソースに割当てられるのではなく、他のデータチャネルと同様で、フレキシブルにアサインできる構成も提案されている。しかしながら、こうした従来例においても、無線制御チャネルのリソース割当ては、最頻の場合でもスーパーフレーム単位（いくつかのＰＨＹフレームの集合体）で制御されており、チャネルの最小単位であるＰＨＹフレーム（あるいはサブフレームというシステムもある）での制御はできていない。そのためにこの従来例ではスーパーフレーム内で発生する無線制御チャネルで送る必要のある情報量の変動に対しての適応性に乏しい。従ってこの従来例では、スーパーフレーム内で発生する制御用の伝送しなければならない情報の変動に対応するために、平均的に必要な無線リソースに加え、マージン分の無線リソースを制御チャネルに割当てておく必要があった。その結果、本来ならばデータ通信用に割当て可能であった周波数×時間のリソースが未使用状態のままとなり、有効に利用することができなかった。
【００１４】
また、上記の非特許文献３で紹介されている下り無線制御チャネルの電力制御による他セルへの干渉を低減する方法は、他セルへの干渉低減にはつながる有効な方法ではあるが、自セル内で不足する時間×周波数というリソースを増加させるということはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、無線制御チャネルに割当てるリソースを、スーパーフレーム毎に定める基本部分と、必要に応じて再割当てされる拡張部分に分割する。基本部分には、必要最小限のリソース割当てしか行わないことによって、上記のマージン分による不要な無線リソースの割当てを排除する。基本部分には、基本部分だけで無線制御情報の伝送容量が足りない場合に、追加の無線リソースを割当てる拡張部分へのインデックスが記載されている。拡張部分へのインデックスを示すメッセージを受信した場合に、端末は拡張部分の無線リソースの受信動作も実施する。このように２段階の無線制御チャネル割当てをもつことで、本発明を利用した無線システムでは、無線制御チャネルのリソース過剰割当てによるデータ通信用のリソース不足の問題は回避される。よって課題は解決される。
【００１６】
さらには、情報の種類を整理し、基本部分に割当てるべき情報と、拡張部分でも不都合がない情報に分別することで、効果はいっそう高くなる。電力制御やタイミング制御、チャネル品質報告など、周期的制御情報は、周期的に伝送される基本部分に配置し、チャネルの割当て情報やアクセスチャネルへの応答など、非周期的制御情報は、不定期に送信される拡張部分に配置してもよい。
【００１７】
上記課題を解決するために、無線制御用のリソースとして割当てられていても、そこが何も情報を送らないパッディングであるならば、データ通信用に割当てることができる仕組みを持つことで課題を解決することができる。そのためには、無線制御用に割当てられたリソースを複数のパートに分割しておく必要がある。そして分割された無線リソースにはプライマリーやセカンダリなどの優先順位がつけられておき、プライマリーなど優先度が上位のリソースから受信を行うように手順を定めておく。端末は、例えばプライマリーなどの優先順位の高い情報を受信し、その中に記載されているリソース割当て情報から、無線制御チャネルに割当てられていたリソースもデータ通信用に再割当てされたことを知ることができる。このように無線制御チャネル割当てリソースを分割し、優先順位をもたせることで、本発明を利用した無線システムでは、無線制御チャネルのリソース過剰割当てによるデータ通信用のリソース不足の問題は回避される。よって課題は解決される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スーパーフレームなど、まとまった時間単位で定義される無線制御用に割当てられたリソースにフレキシビリティを持たせることが可能となり、利用しない無線制御用のリソースの発生を抑え、スループットの向上を図ることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ＯＦＤＭセルラ無線通信システムは、一般には、図１に示すように、複数の基地局装置と複数の端末装置から構成される。基地局装置２０１は、有線回線によってネットワーク２０２に接続する。端末装置２０３は無線によって基地局装置２０１に接続し、ネットワーク２０２との通信できる仕組みになっている。
【００２０】
ＯＦＤＭセルラ基地局２０１からは、例えば図２の上側の図に示すようなフレームフォーマットの無線信号が送信されている。フレームは、ＰＨＹフレームから構成されるスーパーフレーム構成となっている。ＰＨＹフレームは[0..23]の２４のＰＨＹフレームが束となってスーパーフレームとなる。スーパーフレームの先頭にはスーパーフレームプリアンブルが配置されている。スーパーフレームプリアンブルは、図２の下側の図にあるように、ＣＰ長やガードサブキャリヤなど、ＯＦＤＭシンボルを受信するための基本的な情報が格納されたＦ−ｐＢＣＨ０と、ＰＨＹフレームの構成やページング（端末に対する呼接続要求）の情報が格納されたＦ−ｐＢＣＨ１と、フレーム同期や基地局を識別するためのプリアンブルであるＴＤＭ１、２、３から構成される。本発明でポイントとなる無線制御チャネルの割当てに関する情報は、Ｆ−ｐＢＣＨ１に格納されている。該当基地局に接続する端末は、図１２に示す様に、以下の手順で無線制御チャネルを受信する。
【００２１】
ステップ１０１：
スーパーフレーム先頭のプリアンブルに記載されている制御チャネルの割当てに関する情報（Ｆ−ｐＢＣＨ１）を取得する。
【００２２】
ステップ１０２：
該当する PHYフレームを受信信号から取り出し、決められた復調方法に基づき無線制御チャネルの復調処理を行う。
【００２３】
図３はＰＨＹフレームの構成を説明する図である。図３の最下部の図は１ＯＦＤＭシンボルを説明している。ＯＦＤＭシンボルは、本来の信号の部分にＣＰ（Cyclic Prefix）が付加されている。ＣＰはＯＦＤＭ通信の特徴とも言える技術であり、上記本来の信号部分の先頭からＣＰ長シンボル分をコピーし、そのまま上記本来の信号部分の最後にペーストしたものである。ＣＰ長をマルチパスで発生した遅延スプレッド（マルチパス遅延の広がり）を全て取り込む長さを取ることでマルチパスによる影響を緩和することができる。
【００２４】
１つのＰＨＹフレームは、８つのＯＦＤＭシンボルで構成される。図３の中段の図のように１６のトーン（別名サブキャリヤ）から構成される１つのチャネルブロックが無線チャネルの基本単位になっている。（チャネルブロックは、標準化では別名としてサブチャネルとも呼ばれている。）１つのチャネルブロックは（１６トーン）×（８ＯＦＤＭシンボル）のリソースが割当てられている。このうち、いくつかのシンボルは個別パイロットチャネル（Dedicated Pilots）として割当てられている。図３の中段の図で、ハッチの掛かった部分が個別パイロットである。パイロット信号は検波や伝搬路の状況推定に利用される。図３の上段の図は、複数のチャネルブロックが集合してできるＰＨＹフレームの構成を示している。図２で説明したように、１つのスーパーフレームには、２４のＰＨＹフレームからなる。１つのＰＨＹフレームは周波数方向に複数のブロックを持つ。例えば図３の上段の図の場合、ＦＦＴサイズが５１２を想定し、３２個のチャネルブロックが周波数方向に並んだ場合を示している。１つのチャネルブロックは１６トーンで構成されるから、１６×３２＝５１２トーンとなり、ＦＦＴサイズに一致する。実際には、ガードサブキャリヤと呼ばれる無送信サブキャリヤを周波数帯域の両端に設けるのが一般的である。本図では、説明の簡単さから、そうしたガードサブキャリヤは無視している。
【００２５】
図４は、無線制御チャネルの割当てについて説明する図である。スーパーフレーム先頭のスーパーフレームプリアンブルには、シーケンス番号が割り振られており、そのシーケンス番号が奇数か偶数によって、Ｆ−ｐＢＣＨ１の部分の内容が変化する。奇数のシーケンス番号の際には、ホッピングの構造や、パイロットの構造、制御チャネルの構造などのチャネル構造に関する情報が送信される。偶数のシーケンス番号の際には、クイックページングが送信される。したがって、制御チャネルの割当て状況は、奇数番のスーパーフレーム先頭で更新されることとなり、２スーパーフレーム毎に切り替えられることとなる。図４中段の図は、ＳＰ＃１で割当てられた無線制御チャネルの構造が及ぶ範囲を示している。ＳＰ＃１において割当てられた無線制御チャネルの情報は、次の割当て情報更新ができるＳＰ＃３を送るまではできない。
【００２６】
図５は、無線制御チャネルのチャネル割当ての例を示す図である。無線制御チャネルには、アクセスチャネルへの応答であるグラントや、上り下り回線のチャネル割当て情報を流すＦ−ＳＳＣＨ、上りチャネルのデータ伝送に対応して、伝送の成功／失敗を通知するＡＣＫを伝送するＦ−ＡＣＫＣＨ、端末の電力制御の制御情報を流すＦ−ＰＣＣＨ、適応制御のために上り回線の信号品質を通知するＦ−ＰＱＩＣＨ、セルの干渉情報を通知するＦ−ＦＯＳＩＣＨがある。それぞれのチャネルは周波数あるいは時間多重により配置されているが、周波数ダイバーシチ利得を得るために複数のチャネルブロックに分割されて送信されている。
【００２７】
図６にはＦ−ＳＳＣＨで送信される情報をさらに詳しく説明したものである。表の縦軸には、送信される情報の種類が書かれている。種類としては、７種が定義されている。
第１行のメッセージはアクセスグラント情報で、端末がアクセスチャネルを使ってアクセスしていることを認識したときにグラントとしてＭＡＣＩＤを返す目的の情報である。
第２〜７行のメッセージは上り回線あるいは下り回線のチャネル割当てに利用する情報である。これらの情報は、Ｂｌｏｃｋ  Ｔｙｐｅと呼ばれるメッセージ識別子で区別される。それぞれのメッセージの大きさは、ほぼ２０ビット前後となるように設定されており、メッセージ毎に畳込み符号化されて２０〜４０ビットの符号化情報となる。符号化された情報はＱＰＳＫ変調されて送信される。このＦ−ＳＳＣＨの部分は、端末からのアクセス要求に対する応答のメッセージが殆どであるため、アクセス数に依存して必要なチャネルリソースが変化してしまう。
【００２８】
図５に示す無線制御チャネルを合成するための仕組みを図７に示す。まず、Ｆ−ＳＳＣＨはいくつかのメッセージからなるため、メッセージに対応した信号を作成する機能ブロック６０１がメッセージを作成する。実際にはＤＳＰなどが作成することもあるため、図７では、機能ブロックを複数に分けているが、１つの機能ブロックで行ってもよい。Ｆ−ＳＳＣＨ生成の機能ブロックが生成した情報は、畳込み符号化器６０２を経由して、チャネル符号化された情報に変換される。複数のＦ−ＳＳＣＨメッセージを送る場合には、情報はＴＤＭ（６０３）により順番に並べられる。順番に並べられたＦ−ＳＳＣＨ、その他の情報（Ｆ−ＡＣＫＣＨ、Ｆ−ＰＣＣＨ、Ｆ−ＰＱＩＣＨ、Ｆ−ＦＯＳＩＣＨ）は、ＴＤＭ（６０４）において予め定められた順に並べられる。マッピング６１０では、別途生成された個別パイロット（６０９）と伴に下り無線制御チャネルが図５の例に示すように周波数と時間で構成される２次元空間にマッピングされる。
【実施例１】
【００２９】
本発明からなる第１の実施例を、図８、９、１３、１６を使って説明する。
第１の実施例では、無線制御チャネルに割当てるリソースを、スーパーフレーム毎に定める基本部分と、基本部分で必要に応じて再割当てされる拡張部分に分割する。基本部分は、必要最小限のリソース割当てしか行わないことによって、上記のマージン分による不要な無線リソースの割当てを排除する。基本部分には、基本部分だけで無線制御情報の伝送容量が足りない場合に、追加の無線リソースを割当てる拡張部分へのインデックスが記載されている。拡張部分へのインデックスを示すメッセージを受信した場合に、端末は拡張部分の無線リソースも受信動作を実施する。ここで、端末が同時に別周波数で送信されている拡張部分の情報を受信可能であるかの疑問が生ずるが、ＯＦＤＭではＦＦＴを実施する際に、ＦＦＴサイズの情報は受信しなければならないため、その情報を一次的にメモリに記憶しておくことで、上記のように基本部分を受信して、拡張部分の情報の復調が必要なことが後ほどわかっても、その情報を復調することは可能である。このように２段階の無線制御チャネル割当てをもつことで、本発明を利用した無線システムでは、無線制御チャネルのリソース過剰割当てによるデータ通信用のリソース不足の問題は回避される。さらには、情報の種類を整理し、基本部分に割当てるべき情報と、拡張部分でも不都合がない情報に分別することで、効果はいっそう高くなる。電力制御やタイミング制御、チャネル品質報告などの周期的に伝送しなければならない情報は基本部分に配置し、チャネルの割当て情報やアクセスチャネルへの応答など不定期に送信する情報は拡張部分に配置してもよい。
【００３０】
図８は本発明からなる第１の実施例の方法を示す無線制御チャネル割当ての結果を示す図である。図８は図４とほぼ同じ図であるが、ＰＨＹフレームの第２フレームに新たな無線制御用のチャネル３０１が拡張部分として割当てられているところが従来技術と異なる。スーパーフレーム先頭のスーパーフレームプリアンブルにより、制御チャネルの割当て状況は、奇数番のスーパーフレーム先頭で更新されることとなり、２スーパーフレーム毎に切り替えられるところは従来の技術と同じである。図８中段の図は、ＳＰ＃１で割当てられた無線制御チャネル構造の影響が及ぶ範囲を示している。ＳＰ＃１において割当てられた無線制御チャネルの情報は、次の割当て情報更新ができるＳＰ＃３を送るまではできない。
【００３１】
しかしながら、本実施例によれば、ＰＨＹフレームの第２フレームにおいて新たな無線制御用のチャネル３０１を拡張部分として割当てている。これは、ハッチが掛かったスーパーフレームプリアンブルにおいて割当てられた無線制御チャネル（図８で、ＢＬ０、ＢＬ１５、ＢＬ３０）において、新たに無線制御チャネル３０１を拡張部分として割当てたからである。
【００３２】
図９を使って割当ての仕組みを説明する。図９は、図６で示したＦ−ＳＳＣＨの対応表に第８行のＥｘｔ．ＣＣＨ（４０１）のメッセージを加えたものである。このメッセージは、無線制御用のチャネルを新たに割当てることを端末に通知するためのもので、Ｓｔｉｃｋｙであるかないか（次のスーパーフレームプリアンブルで指示するまでの連続するチャネルブロックを無線制御チャネルに割当てるのか、単発チャネルブロックを無線制御チャネル割当てなのか）の指示を含めて指定できる形となっている。本メッセージで割当てられるチャネルの番号はＣｈａｎＩＤで指定される。
【００３３】
無線制御チャネルは複数のチャネルブロックを用いており、情報はそのチャネルブロックをまたがるように配置されている。これによって、チャネルブロック毎に異なる周波数選択性からダイバーシチ利得を得ることができるように考慮されている。本発明では、単純にチャネル拡張してしまうと、追加される情報が全て単一のチャネルブロックに配置されることとなる。しかし、図１６に示すように、Ｆ−ＳＳＣＨは無線制御チャネルの先頭に配置されていることから、Ｅｘｔ．ＣＣＨ（５０１）のメッセージをチャネルの先頭に配置することで、Ｆ−ＳＳＣＨの受信が追加されるチャネルブロックをすぐに判定することができる。よって、図１６内に矢印で示すように（1）（2）．．の順で受信することができる。このようにすれば、本発明からなる実施例１では、周波数ダイバーシチ効果を得た上での無線制御チャネルの拡張が行うことができる。しかしながら、上記の例では、畳込み符号をビタビ復号するまでの時間、次の信号再生ができないことになるため、特に即時性を要求されるＰＣＣＨやＡＣＫＣＨなどの伝送には適さない。
【００３４】
別の実施例では、無線制御チャネルの種類によって、基本部分に配置するものと、拡張部分に配置するものを分ける方法もある。例えば、無線制御チャネルは、Ｆ−ＳＳＣＨと、その他の情報（Ｆ−ＡＣＫＣＨ、Ｆ−ＰＣＣＨ、Ｆ−ＰＱＩＣＨ、Ｆ−ＦＯＳＩＣＨ）に分けることができる。Ｆ−ＳＳＣＨはアクセスチャネルへのグラントやデータチャネルのチャネル割当てなど、不定期に送信する情報が集まっている。他方、その他の情報は、定期的に送らなければならない情報が集まっている。したがって、最低限のＦ−ＳＳＣＨとその他の情報（Ｆ−ＡＣＫＣＨ、Ｆ−ＰＣＣＨ、Ｆ−ＰＱＩＣＨ、Ｆ−ＦＯＳＩＣＨ）を基本部分に配置し、Ｆ−ＳＳＣＨの不定な部分は拡張部分に配置することで、効率を上げることができる。
【００３５】
本発明からなる第１の実施例に従う端末の動作は、図１３に示すフロー図で説明される。ステップ１０１および１０２は従来の技術からなるフローと全く同じである。
【００３６】
ステップ１０１：
スーパーフレーム先頭のプリアンブルに記載されている制御チャネルの割当てに関する情報（Ｆ−ｐＢＣＨ１）を取得する。
【００３７】
ステップ１０２：
該当する PHYフレームを受信信号から取り出し、決められた復調方法に基づき無線制御チャネルの復調処理を行う。
【００３８】
ステップ１０３：
復調した結果がＥｘｔ．ＣＣＨのメッセージを含むかをチェックする。もし、Ｅｘｔ．ＣＣＨメッセージが含まれていたなら、ステップ１０４に進む。
【００３９】
ステップ１０４：
受信信号から指定された拡張無線制御チャネル用ＰＨＹフレームを取り出し、予め定められた復調方法に基づき無線制御チャネルの復調処理を行う。
【００４０】
このように、Ｅｘｔ．ＣＣＨメッセージを使うことで、無線制御チャネルに割当てるリソースを、スーパーフレーム毎に定める基本部分と、基本部分で必要に応じて再割当てされる拡張部分に分割することができる。基本部分だけでは足りない場合に拡張部分を割当てることができる。
【００４１】
本実施例では、３ＧＰＰ２のＬＢＣを中心に説明したが、他の同様な方式でも本特許の効果は変わらない。
【００４２】
本実施例では、図３を用いてチャネルブロックを説明したが、ＯＦＤＭセルラでは、図３のように連続するサブキャリヤをブロックとするローカライズと、非連続のサブキャリヤを特定のルールでまとめてブロックとするディストリビュートの２種類がある。上記説明では、説明の簡易さからローカライズの場合しか説明していないが、ディストリビュートの場合においても本特許の効果が変わらないことは明らかである。
【実施例２】
【００４３】
本発明からなる第２の実施例を、図１０、１１、１４、１５を用いて説明する。
図１０は、従来例の図４に対応するものである。本発明からなる実施例２のポイントは、スーパーフレームプリアンブルにおいて、無線制御チャネルに割当てられていたリソース５０１がデータ伝送用のチャネルに再割当てされている点である。
【００４４】
無線制御用のリソースとして割当てられていても、そこが何も情報を送らないパッディングであるならば、データ通信用に割当てられる仕組みを持つことで課題を解決することができる。そのためには、無線制御用に割当てられたリソースを複数のパートに分割しておく必要がある。そして分割された無線リソースにはプライマリーやセカンダリなどの優先順位がつけられてあり、プライマリーなど優先度が上位のリソースから受信を行うように手順を定めておく。端末は、例えばプライマリーなどの優先順位の高い情報を受信し、その中に記載されているリソース割当て情報から、無線制御チャネルに割当てられていたリソースもデータ通信用に再割当てされたことを知ることができる。このように無線制御チャネル割当てリソースを分割し、優先順位をもたせることで、本発明を利用した無線システムでは、無線制御チャネルのリソース過剰割当てによるデータ通信用のリソース不足の問題は回避される。  上記で、リソースを分割しておかなければならない理由は、周波数ダイバーシチにある。既に図５で説明したように、無線制御チャネルは、ダイバーシチ効果を得るために、複数のチャネルブロックにまたがって送信されている。よって、予めチャネル割当てを分割しておかないと、端末はチャネルブロック＃１５（ＢＬ１５）を制御チャネルが割当てられたリソースと思って受信してしまい、符号化の順序が崩れてしまう。こうなるとビタビ復号しても元の情報を取り出すことはできず、ＣＲＣ（冗長符号）によるパリティチェックをしても必ず誤りとなってしまう。これを防ぐためには、２つの手がある。
【００４５】
１つの手は、図１１にあるように、チャネルブロックを予めプライマリーとセカンダリーに分割しておく方法である。セカンダリには、実施例１で説明したように、定期的に送るべき情報と不定期な情報に分割し、不定期な情報であるＦ−ＳＳＣＨの殆どをセカンダリにするものである。セカンダリは必要となった場合にだけ送信され、通常はデータチャネルに割当てることが可能なため、Ｆ−ＳＳＣＨとして送るべき情報が少ない場合に無線リソースの不足が発生しにくくなる。
【００４６】
図１４はデータチャネルの割当てに関する従来例のフローを説明したものである。
【００４７】
ステップ１１１：
既にデータチャネルや無線制御チャネルとして割当てられていないリソースに対して新たなデータのチャネルを割当てる。
【００４８】
従来技術では、割当てるリソースがない場合には、次の機会まで送信が待たされることになる。本特許からなる実施例２では、図１５に示すように、新たにステップ１１２が追加されている。
【００４９】
ステップ１１２：
割当てるリソースがない場合には、無線制御チャネルに空きチャネルがないかを確認する。もし、このＰＨＹフレームで利用されない無線制御チャネルがあれば、ＮｏｎＳｔｉｃｋｙ（連続した割当てではなく、１回だけのパケット割当て）として、この無線制御チャネルをデータチャネルとして割当てる。
【００５０】
本実施例２によれば、一旦無線制御チャネルとして割当てたリソースを、その利用率に応じてデータチャネルとして利用することが可能となり、課題は解決される。尚、当該チャネルブロックが、一般のデータチャネルとして利用されていることを端末は知る必要がある。そのため、セカンダリリソースがデータチャネルとして利用されていることを示すメッセージがＦ−ＳＳＣＨで送られていることが望ましい。あるいは、データチャネルと無線制御チャネルのＣＲＣの系列を変えておき、データチャネルとして割当てられた信号を受信できても、制御チャネルとして復調するとＣＲＣで必ずエラーになるようにしてもよい。
【００５１】
図１７には、本発明を実施するための機器構成例が示されている。アンテナ７０１は、無線信号を捕らえ、電気信号に変換する。ＲＦ部７０２は、受信では、アンテナ７０１が受信したＲＦ周波数の信号をベースバンド周波数の信号にダウンコンバートし、アナログ信号をデジタル信号に変換する。変換された信号はベースバンド部７０３に送られる。送信ではベースバンド部７０３から送られてきたデジタル信号をアナログ信号に変換し、ベースバンド周波数の信号をＲＦ信号にアップコンバートする。アップコンバートされた信号は適当な送信電力にまで増幅された後にアンテナ７０１から送信される。ベースバンド部は、ＯＦＤＭの信号処理の殆どを行うブロックで、ＣＰ挿入／除去、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理、マッピング／デマッピング、伝搬路推定、変調／復調、チャネル符号化／復号化などの処理を行う。ベースバンド部では、ＤＳＰ７０４の指示に従い、定められたチャネルブロックの処理や制御チャネルの変復調処理を行う。ベースバンド部７０３が復調したデジタル信号は、ＤＳＰ７０４経由、あるいは図には記載していないが、直接ネットワークインターフェース部７０５に渡され、ネットワークに受信情報が送られる。また、ネットワークから送られてきた情報は、ネットワークインターフェース部７０５で受け取られ、ＤＳＰ７０４経由あるいは、図には記載されていないが、直接ベースバンド部７０３に渡され、ベースバンド部７０３においてＤＳＰ７０４が指定する変調方式に基づき、ＤＳＰ７０４が指定するチャネルブロックにマッピングされてベースバンドに変換される。ＭＰＵ７０６は、無線装置全体の状態や情報を管理しているユニットであり、それぞれのユニットと接続し、管理情報の収集やパラメータの設定などの制御を行っている。
【００５２】
図１２あるいは図１３のフローは無線制御チャネルの割当て方法について説明しているが、図１７では、ＤＳＰ７０４がこのフローを実施する主体となる。ＤＳＰ７０４は制御情報をベースバンド部７０３、ＲＦ部７０２、およびネットワークインターフェース部７０５から取得し、取得した情報から制御情報を作成し、作成した制御情報をベースバンド部７０３に渡して、同時にチャネルブロックを指定する。本特許の実施例では、チャネルブロックを指定する際に図１３のフローに従ってチャネルブロックを決定する。
【００５３】
図１４あるいは図１５のフローは、データチャネルの割当て方法について説明しているが、これについても、ＤＳＰ７０４が実施の主体である。ＤＳＰ７０４は制御情報をベースバンド部７０３、ＲＦ部７０２、およびネットワークインターフェース部７０５から取得し、ネットワークインターフェース部７０５から得た送信予定の情報をベースバンド部７０３に渡して、同時にチャネルブロックを指定する。本特許の実施例では、チャネルブロックを指定する際に図１５のフローに従ってチャネルブロックを決定する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、特にＯＦＤＭＡをベースとするセルラ通信において、無線制御用に確保される無線のリソースのオーバーヘッドを最適化して、システムのキャパシティ低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ＯＦＤＭセルラシステムの構成を示す図。
【図２】従来技術からなるＯＦＤＭセルラシステムのフレームフォーマットを示す図。特にスーパーフレーム構成とスーパーフレーム先頭にあるプリアンブルを説明する図。
【図３】従来技術からなるＯＦＤＭセルラシステムのフレームフォーマットを示す図。特にＰＨＹフレームとチャネルブロック、ＯＦＤＭシンボルについて説明する図。
【図４】スーパーフレームプリアンブルによって割当てられる従来技術からなる無線制御チャネルの構成を示す図。
【図５】従来技術からなる複数の無線制御チャネル上に配置される下り制御チャネルの配置例を示す図。
【図６】従来技術からなるＦ−ＳＳＣＨのメッセージを説明する図。
【図７】従来技術からなる下り無線制御チャネルを生成する機能ブロック図。
【図８】本発明の第１の実施例からなる無線制御チャネルの構成を示す図。
【図９】本発明の第１の実施例からなるＦ−ＳＳＣＨのメッセージを説明する図。
【図１０】本発明の第２の実施例からなる無線制御チャネルの構成を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施例からなる複数の無線制御チャネル上に配置される下り制御チャネルの配置例を示す図。
【図１２】従来技術において、端末が無線制御チャネルを受信するまでのフロー図。
【図１３】本発明の第１の実施例において、端末が無線制御チャネルを受信するまでのフロー図。
【図１４】従来技術において、基地局がデータチャネルを割当てるチャネルブロックを決める際のフロー図。
【図１５】本発明からなる第２の実施例において、基地局がデータチャネルを割当てるチャネルブロックを決める際のフロー図。
【図１６】本発明からなる第１の実施例において、複数の無線制御チャネル上に配置される下り制御チャネルの配置例を示す図。
【図１７】本発明を実施するための機器構成例を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
２０１...基地局装置
２０２...ネットワーク
２０３...端末装置
３０１...実施例１で新たに割当てられた無線制御チャネル
４０１...新たに加えられたＦ−ＳＳＣＨメッセージ
５０１...実施例２でデータチャネルに再割当てとなった無線制御チャネル
６０１...Ｆ−ＳＳＣＨ生成ブロック
６０２...畳込み符号化ブロック
６０３...ＴＤＭ処理ブロック
６０４...Ｆ−ＡＣＫＣＨ生成ブロック
６０５...Ｆ−ＰＣＣＨ生成ブロック
６０６...Ｆ−ＰＱＩＣＨ生成ブロック
６０７...Ｆ−ＦＯＳＩＣＨ生成ブロック
６０８...ＴＤＭ処理ブロック
６０９...個別パイロット生成ブロック
６１０...マッピングブロック
７０１...アンテナ
７０２...ＲＦ部
７０３...ベースバンド部
７０４...デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
７０５...ネットワークインターフェース部
７０６...制御部（ＭＰＵ）
ＳＰ＃ｎ...スーパーフレームプリアンブルのシーケンス番号＃ｎ
ＰＨＹｎ...第ｎＰＨＹフレーム。
【図１】
2008047993.tif 000003
【図２】
2008047993.tif 000004
【図３】
2008047993.tif 000005
【図４】
2008047993.tif 000006
【図５】
2008047993.tif 000007
【図６】
2008047993.tif 000008
【図７】
2008047993.tif 000009
【図８】
2008047993.tif 000010
【図９】
2008047993.tif 000011
【図１０】
2008047993.tif 000012
【図１１】
2008047993.tif 000013
【図１２】
2008047993.tif 000014
【図１３】
2008047993.tif 000015
【図１４】
2008047993.tif 000016
【図１５】
2008047993.tif 000017
【図１６】
2008047993.tif 000018
【図１７】
2008047993.tif 000019