JP5045962B2 - セルラー通信ネットワークにおける制御チャネル通信 - Google Patents

Description

本発明は、セルラー通信ネットワークにおける制御チャネル通信に関し、特に、通信ノード又は基地局と、その通信ノードのセル内の任意のユーザ機器（ＵＥ）間の制御チャネル通信に関する。本発明は、排他的ではないが、ＵＴＲＡＮのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）（次世代汎用無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）と呼ばれる）のためのダウンリンク（ＤＬ）制御チャネルに関連する。

セルラー（移動）通信ネットワークでは、セル内の各ＵＥとダウンリンク制御チャネルを介して通信する通信ノードの能力は、チャネル上の信号対雑音比によって決まり、信号対雑音比は基地局からＵＥのレンジ（範囲）に関連付けられる。

この問題に解決するために、３ＧＰＰでは、層Ｌ１−層Ｌ２制御構造の複数の変調符号化方式（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅｓ）を有すること、及び、ＵＥへのダウンリンク制御チャネルとして通信ノードによって選択されるＭＣＳが、その時点での通信ノードからＵＥのレンジによって決定されるようにすることが提案されている。この詳細な提案では、通信ノードセルは、その通信ノードから順次遠くなるレンジに分布する多数の通信領域に分割され、特定のＵＥのために選択されるＭＣＳがその特定の時点でＵＥが位置する通信領域に依存するように、各通信領域には特定の変調符号化方式が割り当てられる。添付の図面の図４は、ＵＴＲＡＮのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に用いられることになるＭＣＳを示す。この例では、一連の同心円によって画定される４つの通信領域が設けられる。提案されるように、全てのＭＣＳは同じ変調タイプ、ＱＰＳＫ（４相位相変調）を用いるが、異なる符号化率を有する。図４に示される例では、最も内側、すなわち第１の通信領域は２／３の符号化率を有し、次の第２の通信領域は１／３の符号化率を有し、第３の通信領域は１／６の符号化率を有し、第４の、すなわち最も外側の通信領域は１／１２の符号化率を有する。こうして、任意の所与の時点におけるＵＥが存在する通信領域に応じて、通信ノードは、ＵＥのＤＬ制御チャネルに対して適応符号化を用いることができる。

制御チャネルのために利用することができる伝送帯域幅は、多数の制御チャネル要素に分割される。１つの制御チャネルは、１つ又は複数の論理制御チャネル要素（ＣＣＥ：Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）から成り、１つのＣＣＥは、いくつかの、たとえば１２の資源要素又はサブキャリアから成る。こうして、最も小さな制御チャネルは、単一のＣＣＥから成り、複数のＣＣＥを集めることによって、より大きな制御チャネルを形成することができる。

こうして、制御チャネルのために必要とされるペイロードに応じて、ダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）制御チャネルを１〜４又はそれ以上のＣＣＥによって形成することができる。ＭＣＳの符号化率はペイロードに、それゆえ、集合した制御チャネルの必要とされる数に影響を及ぼす。複数のＭＣＳが用いられる場合、制御チャネルを形成するために集合させる制御チャネル要素の数は、通信領域によって異なるであろう。したがって、ＵＥは、基地局からの自らの制御チャネルを見つけるために、集合の全ての異なる組み合わせを探索しなければならない場合がある。

本発明の一態様によれば、セルラー通信ネットワーク内の制御チャネル通信の方法が得られる。具体的には、その方法は、セルラーネットワークの１つのセル内で通信デバイスのレンジに関連するデータを決定すること、決定されたレンジデータに基づいて、その通信デバイスの制御チャネルのために、複数の変調符号化方式（ＭＣＳ）のうちの１つを選択すること、その制御チャネルから、その通信デバイスに対する、選択されたＭＣＳを個別に識別すること、及び選択されたＭＣＳを用いて、その通信デバイスの制御チャネルを提示することを含む。

本発明の別の態様によれば、通信デバイスであって、
セルラーネットワークのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを決定する決定部と、
決定されたレンジデータに基づいて、そのユーザ通信デバイスの制御チャネルのために複数の変調符号化方式のうちの１つを選択する選択部と、
そのユーザ通信デバイスに対する、選択された変調符号化方式を個別に識別する識別部と、
選択された変調符号化方式を用いて、そのユーザ通信デバイスの制御チャネルを与える提示部とを備える、通信デバイスが得られる。

本発明の別の態様によれば、セルラー通信ネットワークにおいて通信する方法であって、該方法は、ユーザ通信デバイスが、
通信ノードから、ユーザ通信デバイスの制御チャネルのために複数の変調符号化方式のうちの１つを識別する識別データを受信すること、及び
制御チャネルのための複数の変調符号化方式のうちの１つの方式を識別する受信した識別データを用いて制御チャネルを識別することを含む、セルラー通信ネットワークにおいて通信する方法が得られる。

本発明の別の態様によれば、セルラー通信ネットワークにおいて用いるためのユーザ通信デバイスであって、
通信ノードから、ユーザ通信デバイスの制御チャネルのために複数の変調符号化方式のうちの１つを識別する識別データを受信する受信部と、
制御チャネルのために複数の変調符号化方式のうちの１つの方式を識別する受信した識別データを用いて制御チャネルを識別する識別部とを備える、セルラー通信ネットワークにおいて用いるためのユーザ通信デバイスが得られる。

本発明の一実施形態によれば、特定のユーザ通信デバイスの制御チャネルのための変調符号化方式をユーザ通信デバイスのレンジに基づいて基地局又は通信ノードが選択できると共に、ユーザ通信デバイスが該ユーザ通信デバイスの制御チャネルを比較的容易に決定できる。対照的に、変調符号化方式がユーザ通信デバイスに知られていない場合、そのユーザ通信デバイスは、該ユーザ通信デバイスの制御チャネルを見つけるためにモニタしているサブキャリアの部分集合に関して、集合した制御チャネル要素のありとあらゆる可能な組み合わせを調べなければならない場合がある（すなわち、ブラインド復号）。このブラインド復号は、ＵＥでの処理を増やし、複雑にする。

選択されたＭＣＳは、上位の通信プロトコル層、たとえば、Ｌ２層を用いて、そのユーザ通信デバイスのものとして識別される。

選択されたＭＣＳは、制御メッセージを通じて、そのユーザ通信デバイスで識別することができる。選択されたＭＣＳは、２ビット符号によって識別することができる。選択されたＭＣＳは、ＭＡＣ制御ブロック内で、又はＭＡＣデータＰＤＵに付加されるデータ内で識別することができる。複数の変調符号化方式はそれぞれ、異なる符号化率を有することができる。

一実施形態では、各ＭＣＳは異なる符号化率を有し、制御チャネルは多数の制御チャネル要素の集合から成り、各制御チャネル要素は多数の資源要素から成り、制御チャネル内の制御要素の集合数はＭＣＳによって決まる。

複数の変調符号化方式はそれぞれ、同じ変調方式を用いることができる。複数の変調符号化方式はそれぞれ、４相位相変調（ＱＰＳＫ）又は２相位相変調（ＢＰＳＫ）のいずれかの変調方式を用いることができる。

一実施形態では、通信デバイスのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを決定することは、通信デバイスから順次離れる多数の通信領域のうちの、ユーザ通信デバイスが存在する通信領域を決定することを含む。一実施形態では、各通信領域は、複数の変調符号化方式のうちのそれぞれ異なる方式に関連付けられる。

一実施形態では、基地局、又はｅＮｏｄｅＢ通信ノードのような通信ノードの形をとる通信デバイスは、そのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに基づいて、そのユーザ通信デバイスの制御チャネルのために複数の変調符号化方式のうちの１つを選択し、その制御チャネルから、そのユーザ通信デバイスに対する選択された変調符号化方式を個別に識別する。一例では、選択された変調符号化方式は、ＭＡＣ制御ブロック内で与えられる場合があるか、又はＭＡＣデータＰＤＵに付加される場合がある２ビット符号によって、そのユーザ通信デバイスのものと特定される。

一実施形態では、ユーザ通信デバイスのレンジは、通信デバイスからのユーザ通信デバイスの実際の距離、平均ＳＮＲ（信号対雑音比）、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のうちの少なくとも１つに基づいて求めることができる。したがって、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）が不良のチャネル条件を指示するか、又は良好のチャネル条件を指示する場合、ユーザ通信デバイスの距離は基地局からの実際の距離よりも遠くなることもあれば、若しくは近くなることもある。

本発明の一実施形態に係る形式の移動通信システムの概略図である。 図１に示されるシステムの通信ノード又は基地局の概略図である。 図１に示されるシステムの移動通信デバイス又はユーザ機器（ＵＥ）の概略図である。 ＵＥの距離による変調符号化方式の変化を説明する図である。 ＵＥによるダウンリンク制御チャネルに関するブラインド復号の一例を示す図である。 ＵＥによるダウンリンク制御チャネルに関するブラインド復号の他の示す図である。 ＵＥによるダウンリンク制御チャネルに関するブラインド復号の更に他の例を示す図である。 ＵＥによるダウンリンク制御チャネルに関するブラインド復号の他の例を示す図である。

ここで、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。当業者が効率的に理解できるようにするために、３Ｇシステムとの関連で説明を行うが、それらの原理は、他のセルラー通信システム、たとえば、必要に応じてシステムの対応する要素を変更しながら、移動デバイス又はユーザ機器（ＵＥ）がいくつかの他のデバイス（ｅＮｏｄｅＢに対応する）のうちの１つと通信する他の通信システム、たとえば他のＣＤＭＡ又は無線システムにも適用することができる。

概説に言えば、図１は、移動（セルラー）通信システム１を概略的に示しており、ユーザ機器（ＵＥ）（移動（セルラー）電話又は他のセルラー通信機能を備えたデバイスとすることができる）３−０、３−１及び３−２のユーザが、基地局又は通信ノード５−１又は５−２及び電話網７を介して、他のユーザ（図示せず）と通信することができる。この実施形態では、基地局５は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法を用いて、各ＵＥ３にダウンリンク（ＤＬ）上でデータを送信し、一方、各ＵＥ３は、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）技法を用いて、基地局５にアップリンク（ＵＬ）上でデータを送信する。基地局５は、ＵＥ３がサポートする帯域幅及びＵＥ３との間で送受信されることになるデータの量に応じて、各ＵＥ３に異なるサブキャリアを割り当てる。

この実施形態では、利用可能な伝送帯域幅は多数の資源ブロックに分割され、資源ブロックのそれぞれは多数の連続したサブキャリアを含む。ＵＥ３がデータを送信するための帯域幅全体の中で、異なるＵＥ３は、異なる資源ブロック（複数可）（サブキャリア）を割り当てられる。

図２は、基地局５、すなわち説明されている３ＧシステムのｅＮｏｄｅＢ通信ノードの主な構成要素を例示するブロック図を示す。図２に示されるように、各基地局５は、１つ又は複数のアンテナ２３を介して（上述したサブキャリアを用いて）各ＵＥ３との間で信号を送受信し、且つネットワークインターフェース２５を介して電話網７に対し信号を送受信するトランシーバ回路２１を備える。トランシーバ回路２１は、メモリ２９に格納されるソフトウエアに従ってコントローラ２７によって制御される。そのソフトウエアは、中でも、オペレーティングシステム３１と、各ＵＥ３と通信しているトランシーバ回路２１によって送信されることになるユーザデータパケットをスケジューリングするダウンリンクスケジューラ３３と、各ＵＥ３が基地局５に自らのアップリンクデータを送信するために用いる周波数資源を割り当てる資源アロケータ３４とを含む。この例では、ソフトウエアは、基地局からのＵＥのレンジを求めるレンジ決定部３５と、用いられることになる変調及び符号化率を求める変調タイプ及び符号化率（ＭＣＳ）決定部３６と、各ＵＥ３に対し、基地局がＵＥ３と通信しようとする際、制御チャネルのＭＣＳを識別するために使用される変調タイプ及び符号化率方式（ＭＣＳ）識別部３７とを含む。

図３は、図１に示されるＵＥ３の主な構成要素を概略的に示す。図３に示されるように、各ＵＥ３は、１つ又は複数のアンテナ７３を介して、基地局５に対し信号を送受信するトランシーバ回路７１を備える。図に示されるように、ＵＥ３は、ＵＥ３の動作を制御するコントローラ７５も備える。コントローラ７５は、一方では、トランシーバ回路７１に接続され、他方では、スピーカ７７、マイクロフォン７９、ディスプレイ８１及びキーパッド８３に接続される。コントローラ７５は、メモリ８５内に格納されるソフトウエア命令に従って動作する。図に示されるように、これらのソフトウエア命令は、中でも、オペレーティングシステム８７と、ダウンリンク（ＤＬ）制御チャネルにおいて復号を実行する復号部を有する通信モジュール８９とを含む。

図２及び図３には明示されないが、基地局５及びＵＥ３は、それらが機能するように設計される特定のシステムにおいて、それぞれ基地局及びＵＥとして動作できるようにするために必要な全ての機能を有することは当然理解されたい。また、図２及び図３は機能ブロック図であること、及び実際には、図２及び図３に示される個々のブロックは、別々の素子として存在する場合があるか、又はそれらの機能は分散される場合があるか若しくは個別には区別できない場合があることも理解されたい。一例として、距離決定部３５、ＭＣＳ決定部３６及びＭＣＳ識別部３７は、別個のソフトウエアモジュールであっても、そうでなくてもよく、資源アロケータ機能の中に設けられてもよい。

図２及び図３の上記の説明は、上記の機能がソフトウエアによって与えられることを示すが、ＵＥ又は基地局の機能は、適切な場合には、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア又はそれらの任意の組み合わせによって与えることができることは理解されたい。一例として、上述したソフトウエアの一部又は全てによって実行される機能は、１つ又は複数の専用ハードウエア回路を用いて実行することができる。しかしながら、ソフトウエアによる実現は、基地局５又はＵＥ３の機能の更新を容易にするために好ましい場合がある。

ソフトウエアモジュールが設けられる場合、それらのモジュールは適宜、コンパイルされた形式又はコンパイルされない形式で与えられる場合があり、場合によって、コンピュータ若しくは通信ネットワークを介する信号として、又はコンピュータ記憶媒体上の信号として、基地局又はＵＥに供給される場合がある。

ここで、本発明の一実施形態の実施態様における基地局５及びＵＥ３の動作を、図２〜図５を用いて説明する。

基地局５及び各ＵＥ３は、層Ｌ１−層Ｌ２制御構造の複数の変調符号化方式（ＭＣＳ）を実施する。この例では、基地局５のセルは、基地局５から順次レンジが離れていく多数の通信領域に分割され、各通信領域は、特定の変調符号化方式（ＭＣＳ）を割り当てられる。この例では、全てのＭＣＳが同じ変調タイプのＱＰＳＫ（４相位相変調）を用いるが、異なる符号化率を有する。

図４は、ＬＴＥのＤＬ制御チャネルのために用いられることになるＭＣＳを示す基地局セルカバレッジの図を示す。図４によって示される例では、順次離隔して設けられた４つの同心の通信領域１００、１０１、１０２及び１０３が設けられ、それらの境界は一連の同心円によって画定される。円形の最も内側の、すなわち第１の通信領域１００は２／３の符号化率を有するＤＬ制御チャネルのためのカバレッジを示し、環状の次の第２の通信領域１０１は１／３の符号化率を有するＤＬ制御チャネルのためのカバレッジを示し、環状の第３の通信領域１０２は１／６の符号化率を有するＤＬ制御チャネルのためのカバレッジを示し、環状の第４の、すなわち最も外側の通信領域１０３は１／１２の符号化率を有するＤＬ制御チャネルのためのカバレッジを示す。

通信ノード又は基地局５は、任意の所与の時点においてそのＵＥ３が存在する通信領域に応じて、ＵＥのＤＬ制御チャネルに適応符号化を適用する。

基地局５の距離決定部機能は、初期ハンドシェーク手順中に、又はその後に、ＵＥ３のレンジを求める。ＵＥ３の実効的なレンジは、たとえば、基地局からＵＥの実際の距離に基づいて、レンジ決定部によって決定されても良いし、又は平均ＳＮＲに基づいて決定されても、又はチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）に基づいて決定されても良い。このため、ＣＱＩが不良のチャネル条件を指示するか若しくは良好のチャネル条件を指示する場合、ＵＥの実効レンジが基地局からの実際の距離よりも遠くなることもあれば、若しくは近くなることもある。

レンジ決定部３５は、ＵＥ３のレンジを決定すると、ＵＥ３がどの通信領域１００〜１０３に存在するのかを判定し、たとえば、通信領域をＭＣＳに関係付けるメモリ内のテーブルに基づいて、ＭＣＳ決定部３６が、用いられることになるＭＣＳを求めることができるようにする。この例では、変調タイプは全てのＭＣＳの場合に同じであるので、そのテーブルは単に、通信領域を、関連付けられる符号化率に関係付けることができる。この例では、通信領域１００、１０１、１０２及び１０３は、図４に示されるように、それぞれ２／３、１／３、１／６及び１／１２の符号化率に関連付けられる。

基地局５は、決定されたＭＣＳを用いて、ＵＥ３へのダウンリンク制御チャネルを提示し、上位の通信プロトコル層、この例ではＬ２層において、決定されたＭＣＳを識別するＭＣＳ識別データをＵＥ３４に通知する。ＵＥ３は、メモリ内に、ダウンリンク制御チャネルのために必要とされるＣＣＥの対応する集合数とともに、ＭＣＳ（又は、この例では、変調タイプが全ての通信領域の場合に同じであるので符号化率）を格納する。こうして、ＵＥ３は、ＭＣＳ識別データから、そのダウンリンク制御チャネルにおいて予期すべきである集合したＣＣＥの数を決定することができ、それにより、以下で説明されるように、基地局５からのダウンリンク制御チャネルのためにＵＥ３によって要求される探索を複雑にしないようにすることができる。

ＭＣＳの変化は、ＵＥ３によってモニタされることになるＣＣＥの部分集合等のような他の制御チャネルパラメータとともに、ＭＡＣ制御ブロックを通じて、基地局によってＵＥに通知されることができる。この場合、ＭＡＣ制御ブロックは、制御ヘッダ、及びＭＡＣ制御ブロック内でＭＡＣ制御メッセージを移送できるようにする制御メッセージコンテンツフィールドから成る。この例では、ＤＬ制御チャネルＭＣＳは、表１に示されるように、制御メッセージ内の２ビットフィールドを用いて符号化することができる。

別の可能性として、ＭＣＳの変化は、ＭＡＣデータＰＤＵ（プロトコルデータユニット）に付加されてもよい。ＤＬ制御チャネルＭＣＳがＭＡＣ ＰＤＵに付加される場合には、ヘッダフィールドが、ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報が付加されていることを示す。

基地局又はｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）５が、ＭＡＣ制御メッセージを搬送するパケットが確実に誤ることなく受信されると共に、ＵＥと基地局との間のＭＡＣの不一致を回避できるようにするために、ＵＥ３は、この例では、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）Ｌ１／Ｌ２手順を用いて、基地局５に応答確認メッセージを送信する。

ここで、複数のＭＣＳが可能である場合に、ＭＣＳをＵＥ３に通知する利点を説明する。

ダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）制御チャネルは、１つ、２つ、３つ、４つ又はそれ以上の論理制御チャネル要素（ＣＣＥ：Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）から形成され、各ＣＣＥは、多数の資源要素、この例では１２の資源要素から成る。ＣＣＥの集合数は、制御チャネル毎に要求されるペイロードによって異なり、ＭＣＳの符号化率はペイロードに、それゆえ、要求されるＣＣＥ数に影響を及ぼす。

以下の表２は、種々のＭＣＳ符号化率の場合に、５ＭＨｚ（メガヘルツ）帯域幅のＤＬ制御チャネル及びＵＬ制御チャネルを規定するためのＣＣＥの集合を示す。

この例では、ダウンリンク制御チャネルは、２／３、１／３、１／６及び１／１２の符号化率の場合に、それぞれ３ＣＣＥ、６ＣＣＥ、１２ＣＣＥ及び２４ＣＣＥが集合して構成され、アップリンク制御チャネルは、２／３、１／３、１／６及び１／１２の符号化率の場合に、それぞれ２ＣＣＥ、４ＣＣＥ、８ＣＣＥ及び１６ＣＣＥが集合して構成される。

上記で説明されたように、ＤＬ制御チャネルのために基地局によって用いられるＭＣＳは、ＵＥ３に（たとえば、Ｌ２層において）個別に通知（ｓｉｇｎａｌ）され、それゆえ、ＵＥ３は通知されたＭＣＳからダウンリンク制御チャネルのＣＣＥ集合を知っているので、ＵＥ３の復号部９０は、そのダウンリンク制御チャネルを比較的容易に特定し、その後、復号することができる。

ＭＣＳをＵＥ３に通知する利点は、ＭＣＳを通知する場合と、ＭＣＳがＵＥ３に知られていないので、ＵＥ３が制御チャネルのブラインド復号を実行しなければならない場合とを対比することによって最も明らかにすることができる。したがって、ここで、ＵＥ３が５ＭＨｚ帯域幅において個別のＤＬ制御チャネル及びＵＬ制御チャネルを予期し、ＵＥによってモニタされることになる制御チャネル要素（ＣＣＥ）の部分集合が、アップリンクの場合に１６であり、ダウンリンクの場合に２４である一例を説明する。

基地局が、ＤＬ及びＵＬ両方の制御チャネルのためにＭＣＳ＝１／３の符号化率を有するＭＣＳを使用している場合について説明する。表２に示されるように、１）ＵＬ制御チャネルの場合に、ＭＣＳがＵＥ３に通知されない（すなわち、ＵＥに知られていない）とき、２／３、１／３、１／６又は１／１２の符号化率にそれぞれ対応して、２ＣＣＥ、４ＣＣＥ、８ＣＣＥ又は１６ＣＣＥの集合が可能であり、一方、ＭＣＳがＵＥ３に通知されるとき、その集合が１／３の符号化率に対応する４ＣＣＥであることがＵＥ３によって知られており、且つ、２）ＤＬ制御チャネルの場合に、ＭＣＳがＵＥに通知されない（すなわち、ＵＥに知られていない）とき、２／３、１／３、１／６又は１／１２の符号化率にそれぞれ対応して、３ＣＣＥ、６ＣＣＥ、１２ＣＣＥ又は２４ＣＣＥの集合が可能であり、一方、ＭＣＳがＵＥ３に通知されるとき、その集合が１／３の符号化率に対応する６ＣＣＥであることがＵＥ３によって知られている。

基地局が、ＤＬ及びＵＬ両方の制御チャネルのためにＭＣＳ＝１／６の符号化率を有するＭＣＳを使用している場合には、表２に示されるように、１）ＵＬ制御チャネルの場合に、ＭＣＳがＵＥに通知されない（すなわち、ＵＥに知られていない）とき、２／３、１／３、１／６又は１／１２の符号化率にそれぞれ対応して、２ＣＣＥ、４ＣＣＥ、８ＣＣＥ又は１６ＣＣＥの集合が可能であり、一方、ＭＣＳがＵＥ３に通知されるとき、その集合が１／６の符号化率に対応する８ＣＣＥであることがＵＥ３によって知られており、且つ、２）ＤＬ制御チャネルの場合に、ＭＣＳがＵＥに通知されない（すなわち、ＵＥに知られていない）とき、２／３、１／３、１／６又は１／１２の符号化率にそれぞれ対応して、３ＣＣＥ、６ＣＣＥ、１２ＣＣＥ又は２４ＣＣＥの集合が可能であり、一方、ＭＣＳがＵＥに通知されるとき、その集合が１／６の符号化率に対応する１２ＣＣＥであることがＵＥ３によって知られている。

図５は、アップリンク制御チャネルの場合のこれらの異なる符号化率のためのＣＣＥ集合を示す。ＣＣＥの集合を示すために、図５では種々の網掛け様式が用いられる。こうして、図５ａは、２／３の符号化率の場合の２ＣＣＥ（ＣＣＥ１及びＣＣＥ２；ＣＣＥ３及びＣＣＥ４；ＣＣＥ５及びＣＣＥ６；ＣＣＥ７及びＣＣＥ８；．．．ＣＣＥ１５及びＣＣＥ１６）の集合を示し、一方、図５ｂは、１／３の符号化率の場合の４ＣＣＥ（ＣＣＥ１、ＣＣＥ２、ＣＣＥ３及びＣＣＥ４；ＣＣＥ５、ＣＣＥ６、ＣＣＥ７及びＣＣＥ８；等）の集合を示し、図５ｃは、１／６の符号化率の場合の８ＣＣＥ（ＣＣＥ１、ＣＣＥ２、ＣＣＥ３、ＣＣＥ４、ＣＣＥ５、ＣＣＥ６、ＣＣＥ７及びＣＣＥ８；等）の集合を示し、図５ｄは、１／１２の符号化率の場合の１６ＣＣＥ（ＣＣＥ１及びＣＣＥ２、ＣＣＥ３及びＣＣＥ４、ＣＣＥ５及びＣＣＥ６、ＣＣＥ７、ＣＣＥ８、．．．ＣＣＥ１５及びＣＣＥ１６）の集合を示す。

異なる符号化率は異なるペイロードを有し、結果として、異なる数のＣＣＥが集合することになるので、ＭＣＳがＵＥ３に知られていない場合、ＵＥ３は、１つずつ、各ＣＣＥの集合可能性を探索又は試験しなければならない。

以下の表３は、１／３及び１／６のＭＣＳ符号化率の場合のアップリンク及びダウンリンク両方の制御チャネルに関し、ＭＣＳが未知である場合に起こり得る復号試行の最大数と、ＭＣＳがＵＥ３に通知される場合に起こり得る復号試行の最大数とを対比する。復号試行（試み又は試験）の最大数は、実際のＤＬ制御チャネルがＵＥ３によって試験されるＣＣＥの最後の集合によって与えられるか、又はＵＥ３がＤＬ制御チャネルを見つけないという最悪の場合のシナリオを表す。

こうして、アップリンク制御チャネルの場合（その場合、ＵＥが１６ＣＣＥの部分集合をモニタする）、ＭＣＳがＵＥ３に知られていない場合には、ＵＥ３は、最悪の場合に、最大で１５回までの試験又は復号試行（すなわち、２／３の符号化率を仮定して、２ＣＣＥ（図５において、ＣＣＥ１及びＣＣＥ２；ＣＣＥ３及びＣＣＥ４；ＣＣＥ５及びＣＣＥ６；等）の８つの集合に関する試験、１／３の符号化率を仮定して、４ＣＣＥ（図５では、ＣＣＥ１、ＣＣＥ２、ＣＣＥ３及びＣＣＥ４；ＣＣＥ５、ＣＣＥ６、ＣＣＥ７及びＣＣＥ８；等）の４つの集合に関する試験、１／６の符号化率を仮定して、８ＣＣＥの２つの集合に関する試験、及び１／１２の符号化率を仮定して、１６ＣＣＥの１つの集合に関する試験）を行なわなければならない。対照的に、ＭＣＳが１／３であるとＵＥに通知される場合、復号部９０が実行しなければならないのは、最悪の場合でも、４ＣＣＥの４つの集合に関する復号試験だけであり、ＭＣＳが１／６であるとＵＥに通知される場合、復号部が探索しなければならないのは８ＣＣＥの２つの集合だけである。

同様に、ダウンリンク制御チャネルの場合（その場合、ＵＥが２４ＣＣＥをモニタする）、ＭＣＳが知られていない場合には、ＵＥ３は、２／３の符号化率を仮定して、３ＣＣＥの８つまでの集合を試験し、１／３の符号化率を仮定して、６ＣＣＥの４つまでの集合を試験し、１／６の符号化率を仮定して、１２ＣＣＥの２つまでの集合を試験し、１／１２の符号化率を仮定して、２４ＣＣＥの１つの集合を試験しなければならない場合がある。対照的に、ＭＣＳがＵＥ３に１／３であると通知される場合には、最悪の場合でも、復号部９０が探索しなければならないのは、６ＣＣＥの４つの集合だけであり、ＭＣＳがＵＥ３に１／６であると通知される場合には、最悪の場合でも、復号部が探索しなければならないのは、１２ＣＣＥの２つの集合だけである。

上位の層、この例ではｅＮＢ ＭＡＣ層を通じてＭＣＳを通知することによって、復号試行の回数が大幅に削減される。対照的に、ブラインド復号は、ＵＥが制御チャネルを求めるために、可能な限りの試行回数が必要とされるものとすると、ＵＥ設計を著しく複雑にするであろう。したがって、ＭＣＳの変化が必要とされるときにいつでもＭＣＳを通知することは、ブラインド復号の複雑さを緩和するので、好都合である。

ＭＣＳが変化するときにのみ、ＭＣＳを通知すればよい。したがって、ＬＴＥ＿Ａｃｔｉｖｅ状態にあるときに、ＵＥ３が静止しているか、又は低速で動いている場合、ＵＥ３は、頻繁な更新を要求することはなく、それゆえ、著しいシグナリングオーバーヘッドを引き起こさないであろう。

変更形態及び代替形態
上記で与えられる符号化率は例示にすぎないこと、及び異なる符号化率が用いられてもよいことは理解されよう。適切な場合には、ＱＰＳＫ又はＢＰＳＫとは異なる変調方式が用いられてもよい。また、上記の実施形態は全てのＭＣＳの場合に同じ変調方式（ＱＰＳＫ）を用いるが、必ずしもそうである必要はない。

上記で与えられた通信領域の数は４であるが、それよりも多くの数又は少ない数の通信領域が用いられてもよく、ＵＥとの通信のセルのエリアにわたる強度及び／又は信頼性に応じて、異なる基地局が、異なる数の通信領域を用いてもよい。上述したように、ＭＣＳを識別するために、２ビット符号が用いられる場合がある。５つ以上の取り得るＭＣＳが存在する場合には、ＭＣＳを識別するために、さらに多くのビットが必要とされる場合があることは理解されよう。通信領域は必ずしも図４に示されるように円形又は円環である必要はない。

アップリンク及び／又はダウンリンク制御チャネルのためにＵＥがモニタするＣＣＥの数は、上記で与えられたものとは異なることがある。

上記の実施形態は例示としてのみ説明されていること、及び請求の範囲で特定される本発明の範囲から逸脱することなく、上記で説明されていない均等物を用いることができることは理解されよう。また、特許請求される本発明の範囲から逸脱することなく、上記で論考されたものに加えて、又はその代わりに、変更を行なうことができる。

本出願は、２００７年５月１日に出願された英国特許出願第０７０８４５６．９号に基づいており、その特許出願からの優先権の利益を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。

Claims (59)

1. セルラー通信ネットワーク内で、制御チャネル通信方法であって、該方法は、
   前記セルラーネットワークのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを決定し、
   前記決定されたレンジデータに基づいて、前記ユーザ通信デバイスにおける制御チャネルの複数の変調方式及び符号化方式のうちの１つを選択し、
   前記ユーザ通信デバイスに対して、前記選択された変調符号化方式を個別に識別して、前記識別された変調符号化方式をあらわす制御メッセージを、前記識別された変調符号化方式に関連した制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合と対応付けて制御チャネルに付加することによって前記ユーザ通信デバイスに通知することを含む、セルラー通信ネットワーク内の制御チャネル通信の方法。
2. 上位の通信プロトコル層を用いて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別する前記制御メーセージを含む、請求項１に記載の方法。
3. Ｌ２層を用いて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別する前記制御メッセージを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記制御メッセージを通じて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別することを含む、請求項１、２又は３に記載の方法。
5. ２ビット符号を用いて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別する前記制御メッセージを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ＭＡＣ制御ブロック内で、又はＭＡＣデータＰＤＵに付加して、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別する前記制御メッセージを通知することを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ、異なる符号化率を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記方法は、前記制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合として前記制御チャネルを与えられ、該制御チャネル要素は、前記選択された変調符号化方式に依存した前記制御チャネル要素の集合数を有する多数の資源要素から成る、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ異なる符号化率を有し、前記制御チャネルは前記制御チャネル要素の集合として与えられており、該制御チャネル要素は、それぞれ前記選択された変調符号化方式に依存した前記制御チャネル要素の集合数を有する資源要素からなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ、同じ変調方式を用いる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ、４相位相変調（ＱＰＳＫ）又は２相位相変調（ＢＰＳＫ）のいずれかの変調方式を用いる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記選択された変調符号化方式の識別を受信したことを指示する応答確認メッセージを前記通信デバイスが受信することをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. ＨＡＲＱ Ｌ１／Ｌ２手順を用いて応答確認メッセージを受信することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記通信デバイスのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを決定することは、前記通信デバイスから順次距離が離れる多数の通信領域のうち、どの通信領域に、前記ユーザ通信デバイスが存在するかを決定することを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 各前記通信領域は、前記変調符号化方式のうちのそれぞれ異なる変調符号化方式に関連付けられている、請求項１４に記載の方法。
16. 前記通信システムの基地局又は通信ノードによって実行される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. セルラーネットワークのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを決定する決定部と、
    前記決定されたレンジデータに基づいて、前記ユーザ通信デバイスの制御チャネルのために、複数の変調符号化方式のうちの１つを選択する選択部と、
    前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を個別に識別する識別部と、
    前記選択された変調符号化方式に関連した制御メッセージを、前記選択された変調符号化方式に関連した制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合と対応付けて制御チャネルに付加することにより、前記ユーザ通信デバイスの制御チャネルを与える提示部を備える、通信デバイス。
18. 前記識別部は、上位の通信プロトコル層を用いて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別するように動作することができる、請求項１７に記載の通信デバイス。
19. 前記識別部は、Ｌ２層を用いて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別するように動作することができる、請求項１７に記載の通信デバイス。
20. 前記識別部は、前記制御メッセージを通じて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別するように動作することができる、請求項１７、１８又は１９に記載の通信デバイス。
21. 前記識別部は、２ビット符号を用いて、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別するように動作することができる、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の通信デバイス。
22. 前記識別部は、ＭＡＣ制御ブロック内で、又はＭＡＣデータＰＤＵに前記制御メッセージを付加して、前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を識別するように動作することができる、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の通信デバイス。
23. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ、異なる符号化率を有する、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
24. 前記提示部は、前記制御チャネル要素の集合として前記制御チャネルを提示するように動作し、該制御チャネル要素は、それぞれ前記選択された変調符号化方式に依存した、該制御チャネル要素の集合数を有する多数の資源要素からなる、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
25. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ異なる符号化率を有し、前記制御チャネルは前記制御チャネル要素の集合であり、該制御チャネル要素はそれぞれ資源要素から成り、前記制御チャネル内の該制御チャネル要素の集合数は、前記選択された変調符号化方式に依存している、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
26. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ、同じ変調方式を用いる、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の通信デバイス。
27. 前記複数の変調符号化方式はそれぞれ、４相位相変調（ＱＰＳＫ）又は２相位相変調（ＢＰＳＫ）のいずれかの変調方式を用いる、請求項２６に記載の通信デバイス。
28. 前記ユーザ通信デバイスが前記選択された変調符号化方式を識別して受信したことを指示する応答確認メッセージを受信する受信部をさらに備える、請求項１７〜２７のいずれか一項に記載の通信デバイス。
29. 前記受信部は、ＨＡＲＱ Ｌ１／Ｌ２手順を用いて応答確認メッセージを受信するように動作することができる、請求項２８に記載の通信デバイス。
30. 前記決定部は、前記通信デバイスから順次距離が遠くなる多数の通信領域のうちの、どの通信領域にユーザ通信デバイスが存在するかを決定することによって、前記通信デバイスの前記セル内の該ユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを求めるように動作することができる、請求項１７〜２９のいずれか一項に記載の通信デバイス。
31. 各前記通信領域は、前記変調符号化方式のうちのそれぞれの異なる変調符号化方式に関連付けられる、請求項３０に記載の通信デバイス。
32. セルラーネットワークのセル内のユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータを決定する、求める手段と、
    前記決定されたレンジデータに基づいて、前記通信デバイスの制御チャネルのために複数の変調方式及び符号化方式のうちの１つを選択する、選択する手段と、
    前記ユーザ通信デバイスに対する、前記選択された変調符号化方式を個別に識別する、識別する手段と、
    前記選択された変調符号化方式に関連した制御メッセージを、前記選択された変調符号化方式に関連した制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合と対応付けて制御チャネルに付加することにより、前記ユーザ通信デバイスの制御チャネルを提示する、提示手段とを含む、通信デバイス。
33. 前記通信デバイスは、前記通信システムの基地局又は通信ノードである、請求項１７〜３２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
34. プロセッサと、通信ノードに請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法を実行させるように該プロセッサをプログラムするプログラム命令を格納するメモリとを備える、通信ノード。
35. セルラー通信ネットワークにおいて通信する方法であって、該方法は、ユーザ通信デバイスは、
    通信ノードから、変調符号化方式を識別し、前記変調符号化方式に関連した制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合と対応付けて付加された識別データを、制御チャネルを通して受信し、
    前記制御チャネルに対して、選択された前記複数の変調符号化方式のうちの１つの方式を識別する前記受信した前記識別データを用いて、前記制御チャネルを識別することを含む、セルラー通信ネットワークにおいて通信する方法。
36. 上位の通信プロトコル層を介して前記識別データを受信することを含む、請求項３５に記載の方法。
37. Ｌ２層を介して前記識別データを受信することを含む、請求項３５に記載の方法。
38. 制御メッセージを介して前記識別データを受信することを含む、請求項３５、３６又は３７に記載の方法。
39. ２ビット符号として前記識別データを受信することを含む、請求項３５、３６、３７又は３８に記載の方法。
40. ＭＡＣ制御ブロック内で、又はＭＡＣデータＰＤＵに付加して、前記識別データを受信することを含む、請求項３５、３６、３７、３８又は３９に記載の方法。
41. 前記識別データを用いて、前記制御チャネルを形成する制御チャネル要素の集合数を決定することを含む、請求項３５〜４０のいずれか一項に記載の方法。
42. 前記識別データを受信する際、応答確認メッセージを送信することを含む、請求項３５〜４１のいずれか一項に記載の方法。
43. ＨＡＲＱ Ｌ１／Ｌ２手順を用いて応答確認メッセージを送信することを含む、請求項４２に記載の方法。
44. 通信ノードから、前記ユーザ通信デバイスの制御チャネルのために選択された複数の変調符号化方式のうちの１つを識別し、前記変調符号化方式に関連した制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合と対応付けて付加された識別データを、制御チャネルを通して受信する受信部と、
    前記制御チャネルのために選択された前記複数の変調符号化方式のうちの１つの方式を識別する前記受信した識別データを用いて前記制御チャネルを識別する識別部を備える、セルラー通信ネットワークにおいて使用されるユーザ通信デバイス。
45. 前記受信部は、上位の通信プロトコル層を介して前記識別データを受信するように動作することができる、請求項４４に記載のユーザ通信デバイス。
46. 前記受信部は、Ｌ２層を介して前記識別データを受信するように動作することができる、請求項４４又は４５に記載のユーザ通信デバイス。
47. 前記受信部は、制御メッセージを介して前記識別データを受信するように動作することができる、請求項４４、４５又は４６に記載のユーザ通信デバイス。
48. 前記受信部は、２ビット符号として前記識別データを受信するように動作することができる、請求項４４〜４７のいずれか一項に記載のユーザ通信デバイス。
49. 前記受信部は、ＭＡＣ制御ブロック内で、又はＭＡＣデータＰＤＵに付加して、前記識別データを受信するように動作することができる、請求項４４〜４８のいずれか一項に記載のユーザ通信デバイス。
50. 前記識別部は、前記識別データを用いて、前記制御チャネルを形成する制御チャネル要素の集合数を決定するように動作することができる、請求項４４〜４９のいずれか一項に記載のユーザ通信デバイス。
51. 前記識別データを受信する際、応答確認メッセージを送信する応答部をさらに備える、請求項４４〜５０のいずれか一項に記載のユーザ通信デバイス。
52. 前記応答部は、ＨＡＲＱ Ｌ１／Ｌ２手順を用いて前記応答確認メッセージを送信するように動作することができる、請求項５１に記載のユーザ通信デバイス。
53. 通信ノードから、前記ユーザ通信デバイスの制御チャネルのために選択された複数の変調符号化方式のうちの１つを識別し、前記変調符号化方式に関連した制御チャネル要素（ＣＣＥ）の集合と対応付けて付加された識別データを、前記制御チャネルを通して受信する手段と、
    前記制御チャネルのために選択された前記複数の変調符号化方式のうちの１つの方式を識別する前記受信した識別データを用いて前記制御チャネルを識別する、識別手段とを備える、ユーザ通信デバイス。
54. プロセッサと、ユーザ通信デバイスに請求項３５〜４３のいずれか一項に記載の方法を実行させるように該プロセッサをプログラムするプログラム命令を格納するメモリとを備える、ユーザ通信デバイス。
55. ３ＧＰＰ移動又はセルラー電話の形をとる、請求項４４〜５４のいずれか一項に記載のユーザ通信デバイス。
56. 前記通信デバイスは、ｅＮｏｄｅＢ通信ノードである、請求項１７〜３３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
57. ユーザ通信デバイスのレンジに関連するデータの決定は、前記通信デバイスからの該ユーザ通信デバイスの実際の距離、平均ＳＮＲ（信号対雑音比）、及びチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）のうちの少なくとも１つに基づいて、前記レンジデータを求めることを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
58. 前記決定部は、ユーザ通信デバイスのレンジを、前記通信デバイスからの該ユーザ通信デバイスの実際の距離、平均ＳＮＲ（信号対雑音比）、及びチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）のうちの少なくとも１つに基づいて決定するように動作することができる、請求項１７〜３３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
59. 請求項１〜１６、３５〜４３及び５７のいずれか一項に記載の方法を実行するために、プログラム可能なコンピュータデバイスのプログラム用コンピュータ実施可能命令を含むコンピュータプログラム。

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