JP2013197891A

JP2013197891A - 無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線リソース割当て方法

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Publication number: JP2013197891A
Application number: JP2012062822A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Takeda; 和晃武田; Satoshi Nagata; 聡永田; Yoshihisa Kishiyama; 祥久岸山; Ryu Ryu; 柳劉; Arashi Chin; 嵐陳
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-09-30
Also published as: KR20140135983A; US20150043476A1; WO2013141214A1; EP2830377A1; EP2830377A4; CA2867306A1; CN104205973A

Abstract

【課題】ユーザ数の増加に対応した無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線リソース割当て方法を提供する。
【解決手段】無線基地局装置に、サブフレームの制御領域に多重されるＰＤＣＣＨ及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される拡張ＰＤＣＣＨに対応するＰＵＣＣＨ用の無線リソースを選択するスケジューリング部３１０と、このスケジューリング部３１０で選択されたＰＵＣＣＨ用の無線リソースを識別可能な情報と共にＰＤＣＣＨ信号、拡張ＰＤＣＣＨ信号をユーザ端末に送信する送信部と、を備える。スケジューリング部３１０は、拡張ＰＤＣＣＨ信号に対応するＰＵＣＣＨ用の無線リソースとして、ＰＤＣＣＨ信号に対応するＰＵＣＣＨ用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、次世代無線通信システムにおける無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線リソース割当て方法に関する。

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。

また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という）。ＬＴＥ（Rel.8）やＬＴＥ−Ａ（Rel.9、Rel.10）においては、複数のアンテナでデータを送受信し、周波数利用効率を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)技術が検討されている。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。

3GPP TR 25.913"Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN"

ところで、ＬＴＥの後継システム（例えば、Rel.9、Rel.10）では、異なる送信アンテナから同時に異なるユーザに送信情報系列を送信するマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ：Multiple User MIMO）が規定されている。このＭＵ−ＭＩＭＯ伝送は、Ｈｅｔｎｅｔ（Heterogeneous network）やＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point）伝送にも適用されることが検討されている。このため、将来のシステムでは、基地局装置に接続されるユーザ数が増加することが想定され、従来の無線リソースの割当て方法ではＭＵ−ＭＩＭＯ伝送等の将来のシステムの特性を十分に発揮できないおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザ数の増加に対応した無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線リソース割当て方法を提供することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報と共に前記第１、第２の下り制御信号をユーザ端末に送信する送信部と、を備えた無線基地局装置と、前記第１、第２の下り制御信号と前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報とを受信する受信部と、前記受信部で受信した前記第１、第２の下り制御信号を復調する復調部と、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報から求められる無線リソースを用いて上り制御信号を無線基地局装置に送信する送信部と、を備えたユーザ端末とを有し、前記選択部は、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして、前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択することを特徴とする。

本発明の無線基地局装置は、サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報と共に前記第１、第２の下り制御信号をユーザ端末に送信する送信部と、を備え、前記選択部は、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして、前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択することを特徴とする。

本発明のユーザ端末は、サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号と、前記第１、第２の制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報とを受信する受信部と、前記受信部で受信した前記第１、第２の下り制御信号を復調する復調部と、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報から求められる無線リソースを用いて上り制御信号を無線基地局装置に送信する送信部と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線リソース割当て方法は、無線基地局装置において、サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを選択するステップと、選択された前記上り制御信号用の無線リソースの識別情報と共に前記第１、第２の下り制御信号をユーザ端末に送信するステップと、ユーザ端末において、前記第１、第２の下り制御信号と、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報とを受信するステップと、受信した前記第１、第２の下り制御信号を復調するステップと、無線基地局装置において、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報から求められる無線リソースを用いて上り制御信号を無線基地局装置に送信するステップと、を備え、前記上り制御信号用の無線リソースを選択する際、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして、前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザ数の増加に対応した下り制御チャネルの容量の不足に効果的に対応した無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線リソース割当て方法を提供することができる。

ＭＵ−ＭＩＭＯが適用されるＨｅｔｎｅｔの概略図である。下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が行われるサブフレームの一例を示す図である。拡張ＰＤＣＣＨ（ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨ）の説明図である。上りリンクの信号をマッピングするチャネル構成を説明するための図である。ＰＵＣＣＨＦｏｒｍａｔ１ａ／１ｂの再送応答信号のマッピングテーブルを示す図である。システム帯域に対する拡張ＰＤＣＣＨの割当ての一例を示す図である。拡張ＰＤＣＣＨに対する拡張用チャネル制御要素（ｅＣＣＥ）の関係を示す図である。ＰＣＦＩＣＨで指定される既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数に基づいて求められる拡張ＰＵＣＣＨリソースの説明図である。第２の態様に係る無線リソース割り当て方法により割り当てられる拡張ＰＵＣＣＨリソースの説明図である。拡張ＰＤＣＣＨに対して符号分割多重が行われる場合のｅＣＣＥインデックスの説明図である。実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成の説明図である。実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。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。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、ＭＵ−ＭＩＭＯが適用されるＨｅｔｎｅｔの概略図である。図１に示すシステムは、基地局装置ｅＮＢ（eNodeB）のセル内に局所的なセルを有する小型基地局装置ＲＲＨ（Remote Radio Head）が設けられ、階層的に構成されている。このようなシステムにおける下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、基地局装置ｅＮＢの複数のアンテナから複数のユーザ端末ＵＥ（User Equipment）に対するデータを同時に送信するだけでなく、小型基地局装置ＲＲＨの複数のアンテナから複数のユーザ端末ＵＥに対するデータを同時に送信することが想定される。この場合、無線リソースに多重される制御信号が増加し、下り制御チャネルの容量が不足する可能性がある。

上述の構成等のように、ＭＵ−ＭＩＭＯによって周波数利用効率が改善されるものの、基地局装置の下り制御チャネルの容量が不足するといった問題が生じる可能性がある。図２は、下りリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が行なわれるサブフレームの一例を示す図である。サブフレーム内において、ユーザ端末ＵＥに対する下りデータの信号と該下りデータを受信するための下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）の信号とは時分割多重されて送信される。

また、サブフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボル（１〜３ＯＦＤＭシンボル）は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）用の無線リソース領域（ＰＤＣＣＨ領域）として確保される。ＰＤＣＣＨ領域は、サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルまでで構成され、トラフィック情報（例えば、接続するユーザ数等）に応じてサブフレーム毎にＯＦＤＭシンボル数が動的に変化する（１〜３ＯＦＤＭシンボル数のいずれかが選択される）。また、サブフレームの先頭から所定のシンボル数より後の無線リソースに、下りデータチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）用の無線リソース領域（ＰＤＳＣＨ領域）が確保される。

また、ＰＤＣＣＨ領域には、各ユーザ端末に対応したＤＣＩが割り当てられる。この場合、サブフレームの先頭から最大３つのＯＦＤＭシンボルから構成されるＰＤＣＣＨ領域のみでは、全てのユーザ端末ＵＥに対して下り制御情報を割り当てることができない場合が考えられる。例えば、図２に示す無線リソースの割当て方法では、各ユーザが送信するＰＤＣＣＨ信号の増加によってＰＤＣＣＨ領域が不足し、ユーザ端末ＵＥ＃５、＃６に対する下り制御情報の割当リソースを確保できない場合を示している。このように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を適用する無線通信システムにおいては、下り制御信号の割当リソースの不足が想定され、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送のスループット特性に対する影響が問題となっている。

このようなＰＤＣＣＨ領域の不足を解決するために、サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルの領域以外にＰＤＣＣＨを拡張する（既存のＰＤＳＣＨ領域にＰＤＣＣＨを拡張する）ことが考えられる。本発明者は、サブフレームの所定のシンボル数目より後の無線リソースに下り制御信号と下りデータ信号を周波数分割多重することにより、既存のＰＤＳＣＨ領域の所定の周波数領域を新たにＰＤＣＣＨ領域（ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨ、又はＵＥ−ＰＤＣＣＨともいう）として使用することを着想した（図３参照）。

また、図３に示すようにＰＤＣＣＨ領域を拡張する場合、拡張されたＰＤＣＣＨ領域（以下、「拡張ＰＤＣＣＨ」とも記す）を用いて送信を行うユーザ端末の下り制御信号（以下、「拡張ＰＤＣＣＨ信号」とも記す）の再送応答信号のフィードバック制御について検討する必要が考えられる。例えば、拡張ＰＤＣＣＨ信号に基づいて再送確認を行ったＰＤＳＣＨ信号の再送応答信号を、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）を用いて送信する場合、各ユーザ端末に割当てるＰＵＣＣＨの無線リソースを適切に選択する必要がある。

特に、ＬＴＥシステムにおいては、複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア(ＣＣ:Component Carrier））を用いて通信を行う構成（キャリアアグリゲーション）も検討されており、通信環境に応じて最適な再送応答信号のフィードバックを行うことが望まれている。

ここで、本実施の形態に適用可能な上りリンク伝送の一例について説明する。上りリンクで送信される信号は、図４に示すように、所定の無線リソースに多重されて、ユーザ端末（ＵＥ＃１，ＵＥ＃２）から無線基地局装置に送信される。ユーザ端末のデータ信号は、上りデータチャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）領域の無線リソースに多重される。また、上り制御信号は、データ信号と同時に送信する場合にはＰＵＳＣＨ領域の無線リソースにデータ信号と共に多重され、上り制御信号のみを送信する場合には上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）領域の無線リソースに多重される。

上りリンクで送信される上り制御情報には、下りリンクの品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、下りデータ信号に対する再送応答信号等が含まれる。再送応答信号は、無線基地局装置からユーザ端末に対する送信信号が適切に受信されたことを示す肯定応答（ＡＣＫ:Acknowledgement）又はそれが適切に受信されなかったことを示す否定応答（ＮＡＣＫ：Negative Acknowledgement）で表現される。

無線基地局装置は、ＡＣＫによりＰＤＳＣＨ信号の送信成功を検知し、ＮＡＣＫによりＰＤＳＣＨ信号に誤りが検出されたことを検知する。また、無線基地局装置は、上りリンクにおいて再送応答信号に割り当てた無線リソースでの受信電力が所定値以下である場合にＤＴＸ（Discontinuous Transmission）であると判定することができる。

ＤＴＸは、「ＡＣＫもＮＡＣＫもユーザ端末から通知されなかった」という判定結果であり、これはユーザ端末が下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）を受信できなかったことを意味する。この場合、ユーザ端末は、自局宛にＰＤＳＣＨ信号が送信されたことを検知しないため、結果としてＡＣＫもＮＡＣＫも送信しないことになる。無線基地局装置は、ＡＣＫを受信すると次の新規データを送信するが、ＮＡＣＫや、応答がないＤＴＸ状態の場合は、送信したデータの再送を行うように再送制御を行なう。

ユーザ端末は、ＰＵＣＣＨの無線リソースを用いて再送応答信号を送信する場合、無線リソースの中から再送応答信号の送信に利用する所定の無線リソースを選択してＰＵＣＣＨ信号の送信を行う。なお、ＰＵＣＣＨの無線リソースとしては、ＯＣＣ（Orthogonal Cover Code）、ＣＳ（Cyclic Shift）やＰＲＢ（Physical Resource Block）インデックスが用いられる。

ここで、ユーザ端末におけるＰＵＣＣＨの無線リソースの選択方法について説明する。ＬＴＥ（Rel.8）やＬＴＥ−Ａ（Rel.9、Rel.10）において、ユーザ端末は、ユーザ端末宛てのＰＤＣＣＨ信号に対応するＣＣＥインデックスに基づいて、再送応答信号の送信に用いるＰＵＣＣＨの無線リソースを決定することができる。なお、アグリゲーションレベルが１より大きい場合には、対応する複数のＣＣＥインデックスの中で最小のＣＣＥインデックスを選択することができる。

具体的には、以下の式（１）に示すように、ユーザ端末は、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されたパラメータと、ＰＤＣＣＨの制御チャネル要素の番号（ＣＣＥインデックス）とから、ＰＵＣＣＨの無線リソースを求めることができる。ユーザ端末は、このようにＣＣＥインデックスに基づいて選択した無線リソースに対して、再送応答信号を多重して、無線基地局装置にフィードバックする。

また、ＬＴＥ（Rel.8）では、図５に示すように、下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ信号）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫの通知フォーマットが規定されている（PUCCH Format 1a/1b）。

１コードワード（１ＣＷ）伝送（１トランスポートブロック数（１ＴＢ））の場合は、“ＡＣＫ”、“ＮＡＣＫ”、“ＤＴＸ”の３状態が規定され（図５Ａ参照）、２コードワード（２ＣＷ）伝送（２トランスポートブロック数（２ＴＢ））の場合は“ＡＣＫ、ＡＣＫ”、“ＡＣＫ、ＮＡＣＫ”、“ＮＡＣＫ、ＡＣＫ”、“ＮＡＣＫ、ＮＡＣＫ”、“ＤＴＸ”の５状態が規定されている（図５Ｂ参照）。なお、以下の説明において、“ＡＣＫ”を“Ａ”、“ＮＡＣＫ”を“Ｎ”、“ＤＴＸ”を“Ｄ”とも表記する。

コードワード（ＣＷ）は、チャネル符号化（誤り訂正符号化）の符号化単位を指しており、ＭＩＭＯ多重伝送適用時は１又は複数コードワードの伝送を行う。ＬＴＥではシングルユーザＭＩＭＯでは最大２コードワードを用いる。２レイヤ送信の場合は、各レイヤが独立したコードワードとなり、４レイヤ送信の場合は２レイヤ毎に１コードワードとなる。

図５のマッピングテーブルにおいて、“０”は当該サブフレームで、ユーザ端末が無線基地局装置に対して情報を送信しないことを示し、“１”、“−１”、“ｊ”、“−ｊ”はそれぞれ特定の位相状態を表している。例えば、図５Ａにおいて、“１”、“−１”はそれぞれ「０」、「１」に相当し、１ビットの情報を表すことができる。また、図５Ｂにおいて、“１”、“−１”、“ｊ”、“−ｊ”は、それぞれ「００」、「１１」、「１０」、「０１」のデータに相当し、２ビットの情報を表すことができる。

このように、上述したＰＵＣＣＨフォーマット１ａ／１ｂを適用する場合には、最大２ビットまでの再送応答信号を１つの無線リソースを用いて送信することが可能となる。なお、ユーザ端末は、上述した拡張ＰＤＣＣＨ信号を受信した場合にも、既存のＰＤＣＣＨ信号を受信した場合と同様に、ＰＤＳＣＨ信号に対して再送確認し、再送応答信号の送信を制御する必要がある。

一方で、既存のＰＤＳＣＨ領域の所定の周波数領域を新たにＰＤＣＣＨ領域として利用する場合、複数の拡張ＰＤＣＣＨは不連続の周波数帯域に割り当てられることが想定される。このため、拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割り当て方法が重要となる。以下に、図６を参照して拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割り当て方法の一例について説明する。

図６では、複数の拡張ＰＤＣＣＨに対して複数の仮想リソースをマッピングし、この仮想リソースに対して下り制御信号を割当てる場合を示している。なお、図６では、２５個の物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）で構成される帯域幅に対して、８個のＰＲＢが拡張ＰＤＣＣＨとして適用される場合を示している。この場合、各拡張ＰＤＣＣＨに対応する８個の仮想リソースブロック（ＶＲＢ：Virtual Resource Block）セットが設定される。

また、ＰＲＢには、リソース配置タイプ（Resource allocation type 0,1,2）に基づいてＮ_VRB個のＶＲＢセットが設定される。リソース配置タイプ０と１は、周波数領域で非連続周波数配置をサポートする。一方、リソース配置タイプ２は、周波数領域で連続周波数配置のみをサポートする。リソース配置タイプ０は、周波数領域中の個々のリソースブロック単位ではなく、隣接するリソースブロックのグループ単位によって示される。図６では、リソースブロックグループ（ＲＢＧ）のサイズが２となっている。８個のＶＲＢは、２個単位でＰＲＢにマッピングされる。

Ｎ_ＶＲＢ個のＶＲＢは、上位レイヤシグナリングにより無線基地局装置からユーザ端末に対して通知される。図６の場合には、無線基地局からユーザ端末に対して、所定のＲＢＧ（ＲＢＧ＝１、３、７、８）が通知される。また、ＶＲＢには、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックス（ＲＢＧインデックス）の小さい方から順番にＶＲＢインデックスがナンバリングされる。

拡張ＰＤＣＣＨのリソースブロック（ＶＲＢセット）においては、前半スロットにDL assignmentを配置し、後半スロットにUL Grantを配置した構成とすることができる。このような構成とすることにより、ユーザ端末にて下りデータ信号の復調を早く行うことができる。なお、拡張ＰＤＣＣＨのリソースブロックの構成については、これに限定されない。

また、ＤＭ−ＲＳを用いて拡張ＰＤＣＣＨの復調を行う場合、拡張ＰＤＣＣＨに対する下り制御信号の割り当て方法として、各ユーザの下り制御信号をＰＲＢ単位で割り当てる方法（without cross interleaving）が考えられる。この場合、無線基地局装置は、拡張ＰＤＣＣＨに対して、各ユーザ端末の下りリンク制御信号をＰＲＢ単位で割り当てると共に、拡張ＰＤＣＣＨが配置される可能性のある無線リソースにはユーザ個別の下り参照信号であるＤＭ−ＲＳが配置される。一方、ユーザ端末は、ＶＲＢインデックスで規定されたサーチスペース内でブラインドデコーディングを行う。これにより、ＰＲＢ単位でのチャネル推定が可能となり、各ユーザ端末に対して効果的にビームフォーミングを形成できる。

さらに、拡張ＰＤＣＣＨに対して、各ユーザの下り制御信号をＰＲＢ単位で割り当てる場合、既存のＰＤＣＣＨに適用される下り制御情報の割当て単位である制御チャネル要素（ＣＣＥ）と同様に、１個のＰＲＢに複数の制御チャネル要素を用意することが考えられる。この場合には、既存のＰＤＣＣＨを構成するＣＣＥと同様に、その制御チャネル要素を基本単位としてサーチスペースを定義することができる。以下の説明においては、拡張用ＰＤＣＣＨに適用する制御チャネル要素を、既存のＰＤＣＣＨに適用する制御チャネル要素と区別するために、拡張用制御チャネル要素（ｅＣＣＥ：enhanced Control Channel Element）と記す。

図７は、１１個のＰＲＢ（ＰＲＢ＃０〜＃１０）の中から４個のＰＲＢ（ＰＲＢ＃１、＃４、＃８、＃１０）が、拡張ＰＤＣＣＨとして割り当てられる場合を示している。図７においては、１個のＰＲＢに２個の制御チャネル要素（ｅＣＣＥ）が含まれる場合を示している。なお、１個のＰＲＢを構成するｅＣＣＥの数は２個に限定されず、その他の数（例えば、４個）としてもよい。

図７に示すように、４個のＰＲＢを拡張ＰＤＣＣＨとして利用すると共に、１個のＰＲＢが２個のｅＣＣＥで構成される場合、拡張ＰＤＣＣＨ領域は合計８個のｅＣＣＥで構成される。なお、図７においては、周波数方向に沿ってＰＲＢインデックスの小さい方から順番にｅＣＣＥにインデックス番号をナンバリングしている。

このように規定される拡張ＰＤＣＣＨ信号を利用する場合、既存のＰＤＣＣＨ信号を受信した場合と同様に、ユーザ端末にＰＵＣＣＨの無線リソースを割り当てる必要がある。この場合において、拡張ＰＤＣＣＨ信号に対するＰＵＣＣＨの無線リソース（以下、「拡張ＰＵＣＣＨリソース」とも記す）が、既存のＰＤＣＣＨ信号に対するＰＵＣＣＨの無線リソース（以下、「既存ＰＵＣＣＨリソース」とも記す）と同一の無線リソースに割り当てられると、いずれかのＰＵＣＣＨに含まれる再送応答やＣＱＩを無線基地局装置で受信できず、システム全体のスループット特性が低下し得る。そこで、本発明者は、既存ＰＵＣＣＨリソースの割当てに影響を与えることなく、拡張ＰＵＣＣＨリソースを割り当てる方法について検討し、本発明に至った。

すなわち、本発明の骨子は、既存ＰＵＣＣＨリソースと重複しない無線リソースを、拡張ＰＵＣＣＨリソースとして割り当てるものである。これにより、拡張ＰＵＣＣＨリソースが、既存ＰＵＣＣＨリソースの割り当てに影響を与える事態を防止でき、システム全体のスループット特性が低下する事態を防止することが可能となる。以下、既存ＰＵＣＣＨリソースと異なる無線リソースを、拡張ＰＵＣＣＨリソースとして割当てる具体的態様について説明する。

（第１の態様）
第１の態様では、既存のＰＤＣＣＨにおける制御チャネル要素（ＣＣＥ）の総数に基づいて既存ＰＵＣＣＨリソースを求め、この既存ＰＵＣＣＨリソースと重複しない無線リソースを拡張ＰＵＣＣＨリソースに割当てる。例えば、第１の態様では、既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルの制御チャネル要素（ＣＣＥ）数と、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されるパラメータと、拡張ＰＤＣＣＨの制御チャネル要素の番号（ｅＣＣＥインデックス）とから求められる無線リソースを、拡張ＰＵＣＣＨリソースとして割り当てる。

具体的には、以下の式（２）に示すように、既存ＰＵＣＣＨリソースに関し、ユーザ端末は、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されるパラメータと、ＰＤＣＣＨのＣＣＥインデックスとから求める。一方、拡張ＰＵＣＣＨリソースに関し、ユーザ端末は、既存のＰＤＣＣＨの制御チャネル要素（ＣＣＥ）の総数と、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されるパラメータと、拡張ＰＤＣＣＨのｅＣＣＥインデックスとから求めることができる。

ここで、既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルのＣＣＥ数については、例えば、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングで通知される、拡張ＰＤＣＣＨの先頭のＯＦＤＭシンボルから求めることができる。すなわち、ＲＲＣシグナリングで拡張ＰＤＣＣＨの先頭のＯＦＤＭシンボルＮが通知された場合、そのＯＦＤＭシンボルの直前のＯＦＤＭシンボル（Ｎ−１）までは、既存のＰＤＣＣＨに割り当てられていると推定できる。このため、ＯＦＤＭシンボル（Ｎ−１）までに割り当て可能なＣＣＥ数を、既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルのＣＣＥ数と推定する。

また、ＰＣＦＩＣＨを復号して得られる既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数と帯域幅（より具体的には、帯域を構成するリソースブロック数）とから既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルのＣＣＥ数を求めることもできる。すなわち、ＰＣＦＩＣＨでは、既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数（１〜３ＯＦＤＭシンボル）が指定される。このようにＰＣＦＩＣＨで指定されたＯＦＤＭシンボル数と、帯域幅（リソースブロック数）とから既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルのＣＣＥ数を求めることができる。

図８は、ＰＣＦＩＣＨで指定される既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数に基づいて求められる拡張ＰＵＣＣＨリソースの説明図である。図８Ａにおいては、既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数として１ＯＦＤＭシンボルが指定される場合を示し、図８Ｂにおいては、既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数として２ＯＦＤＭシンボルが指定される場合を示している。なお、拡張ＰＤＣＣＨ信号（Ｅ−ＰＤＣＣＨ）は、図８Ａ及び図８Ｂに示すＰＤＳＣＨ領域における同一の周波数帯域に割り当てられているものとする。

図８Ａに示すように、既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数として１ＯＦＤＭシンボルが指定される場合、既存ＰＵＣＣＨリソースは、相対的に狭い周波数帯域に割り当てられる。一方、図８Ｂに示すように、既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数として２ＯＦＤＭシンボルが指定される場合、既存ＰＵＣＣＨリソースは、相対的に広い周波数帯域に割り当てられる。拡張ＰＵＣＣＨリソースは、いずれも既存ＰＵＣＣＨリソースの内側の周波数帯域であって、これらと重複しない周波数帯域に割り当てられる。

このようにＰＣＦＩＣＨで指定される既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数に基づいて、既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルのＣＣＥ数を算出する場合には、既存のＰＤＣＣＨのＯＦＤＭシンボル数に応じて既存ＰＵＣＣＨリソース及び拡張ＰＵＣＣＨリソースを調整できるので、上りリンクにおけるオーバーヘッドを低減することが可能となる。

（第２の態様）
第１の態様では、既存ＰＵＣＣＨリソースと重複しない無線リソースを、拡張ＰＵＣＣＨリソースとして割当てることにより、拡張ＰＵＣＣＨリソースが、既存ＰＵＣＣＨリソースの割当てに影響を与える事態を防止でき、システム全体のスループット特性が低下する事態を防止できる。

一方、上述した拡張ＰＤＣＣＨにおいては、各ユーザ端末に個別に指定されるＤＭ−ＲＳを用いて復調されることから、ユーザ端末に個別にプリコーディングウェイトを乗算することができる。このため、同一の無線リソース（ｅＣＣＥ）を用いて異なる下り制御情報（ＤＣＩ）を空間分割多重することが可能となる（ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送）。

しかしながら、このように拡張ＰＤＣＣＨに対して空間分割多重を行う場合には、異なる下り制御情報が同一の無線リソースを共有することとなる。このため、異なるユーザ端末宛ての拡張ＰＤＣＣＨに対する拡張ＰＵＣＣＨリソース間で重複した無線リソースが割り当てられることが想定される。

第２の態様では、既存のＰＤＣＣＨにおける制御チャネル要素（ＣＣＥ）の総数から既存ＰＵＣＣＨリソースを求め、この既存ＰＵＣＣＨリソースと重複しない無線リソースを拡張ＰＵＣＣＨリソースに割当てると共に、拡張ＰＵＣＣＨリソース間でユーザ端末毎に指定されるアンテナポートに関連付けられるオフセット値により調整した無線リソースを割り当てる。例えば、第２の態様では、既存のＰＤＣＣＨにおけるトータルのＣＣＥ数と、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されるパラメータと、拡張ＰＤＣＣＨの制御チャネル要素の番号（ｅＣＣＥインデックス）と、ユーザ端末毎に指定されるアンテナポートに関連付けられるオフセット値とから求められる無線リソースを、拡張ＰＵＣＣＨリソースとして割り当てる。

具体的には、以下の式（３）に示すように、既存ＰＵＣＣＨリソースに関し、ユーザ端末は、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されるパラメータと、ＰＤＣＣＨのＣＣＥインデックスとから求める。一方、拡張ＰＵＣＣＨリソースに関し、ユーザ端末は、既存のＰＤＣＣＨのＣＣＥの総数と、上位レイヤからのＲＲＣシグナリングによって設定されるパラメータと、拡張ＰＤＣＣＨのｅＣＣＥインデックスと、ユーザ端末毎に指定されるアンテナポートに対応するオフセット値とから求めることができる。

なお、式（３）においては、拡張ＰＵＣＣＨリソースが、第１の拡張ＰＤＣＣＨ（Ｅ−ＰＤＣＣＨ１）に対応するＰＵＣＣＨリソースと、第２の拡張ＰＤＣＣＨ（Ｅ−ＰＤＣＣＨ２）に対応するＰＵＣＣＨリソースとで構成される場合について示している。拡張ＰＵＣＣＨリソースを、３つ以上の拡張ＰＤＣＣＨに対応するＰＵＣＣＨリソースで構成することもできる。

図９は、第２の態様に係る無線リソース割り当て方法により割り当てられる拡張ＰＵＣＣＨリソースの説明図である。なお、図９においては、ユーザ端末ＵＥ＃１宛ての拡張ＰＤＣＣＨ（Ｅ−ＰＤＣＣＨ１）と、ユーザ端末ＵＥ＃２宛ての拡張ＰＤＣＣＨ（Ｅ−ＰＤＣＣＨ２）とが空間分割多重され、異なる下り制御情報が同一の無線リソースを共有した場合について示している。ここで、ユーザ端末ＵＥ＃１に対する拡張ＰＤＣＣＨには、アンテナポート＃７が割り当てられる一方、ユーザ端末ＵＥ＃２に対する拡張ＰＤＣＣＨには、アンテナポート＃８が割り当てられるものとする。

拡張ＰＤＣＣＨを受信すると、ユーザ端末ＵＥ＃１は、当該拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックスと、アンテナポート＃７に関連付けられたオフセット値Δ１とから拡張ＰＵＣＣＨリソースを求めることができる。一方、拡張ＰＤＣＣＨを受信すると、ユーザ端末ＵＥ＃２は、当該拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックスと、アンテナポート＃８に関連付けられたオフセット値Δ２とから拡張ＰＵＣＣＨリソースを求めることができる。

なお、拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックスは、例えば、ＲＲＣシグナリングで通知される拡張ＰＤＣＣＨの先頭のＯＦＤＭシンボルから求めることができる。一方、ユーザ端末毎に指定されるアンテナポート、並びに、アンテナポートに関連付けられたオフセット値は、例えば、ＲＲＣシグナリングで通知することができる。なお、ユーザ端末毎に指定されるアンテナポートについては、ＲＲＣシグナリングによる通知に限定されるものではなく、拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックスと予め関連付けておくことで、ユーザ端末で特定できるようにしてもよい。

第２の態様に係る無線リソース割り当て方法によれば、ユーザ端末ＵＥ＃１及びユーザ端末ＵＥ＃２に対する異なる下り制御情報が同一の無線リソースを共有する場合においても、ＲＲＣシグナリングで通知されるアンテナポート番号に応じて異なるオフセット値で拡張ＰＵＣＣＨリソースを調整できるので、拡張ＰＵＣＣＨリソース間で重複した無線リソースが割り当てられる事態を防止でき、システム全体のスループット特性が改善することが可能となる。

例えば、第２の態様に係る無線リソース割り当て方法においては、式（３）において異なるオフセット値Δ１、Δ２を設定することにより、拡張ＰＵＣＣＨリソース間で重複した無線リソースが割り当てられる事態を防止することができる。なお、シグナリング量を低減させる観点から、一方のオフセット値のみを通知することも可能である。例えば、アンテナポート＃７に関連付けられたオフセット値Δ１を予め０とする一方、アンテナポート＃８に関連付けられたオフセット値Δ２のみを通知することが考えられる。この場合には、オフセット値Δ１を通知するためのシグナリングを省略することができるので、シグナリング量を低減しつつ、拡張ＰＵＣＣＨリソース間で重複した無線リソースが割り当てられる事態を防止することが可能となる。

なお、図９の説明においては、説明の便宜上、上記（式３）で用いられる既存のＰＤＣＣＨにおける制御チャネル要素（ＣＣＥ）の総数を省略している。しかしながら、既存のＰＤＣＣＨにおける制御チャネル要素（ＣＣＥ）の総数を用いる場合（すなわち、既存ＰＤＣＣＨ信号と、拡張ＰＤＣＣＨ信号とが併存する場合）にも当然に適用できる。この場合には、既存ＰＵＣＣＨリソースとの重複を回避しつつ、拡張ＰＵＣＣＨリソース間の重複を回避することが可能となる。

なお、Rel.11以降のＬＴＥシステムにおいては、フレーム構成として、サブフレームにおいて既存のＰＤＣＣＨ領域を持たないキャリアタイプ（Additional carrier）が検討されている。このAdditional carrierタイプにおいては、拡張ＰＤＣＣＨのみが割り当てられることが想定される。このように拡張ＰＤＣＣＨのみが割り当てられる場合でも、第２の態様に係る無線リソース割当て方法においては、ＲＲＣシグナリングで通知されるアンテナポート番号に応じて異なるオフセット値でＣＣＥインデックスを調整できるので、拡張ＰＵＣＣＨリソース間で重複した無線リソースが割り当てられる事態を防止することが可能となる。

また、上記（式２）、（式３）で用いられる拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックス（ｎ_ｅＣＣＥ）については、拡張ＰＤＣＣＨに対して符号分割多重が行われる場合には、拡散率（Spreading Factor）に応じて適宜変更が可能である。このように拡張ＰＤＣＣＨに対して符号分割多重が行われる場合の拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックス（以下、「符号分割多重時のｅＣＣＥインデックス」とも記す）は、以下の（式４）に示すように、拡張ＰＤＣＣＨのｅＣＣＥインデックスと、拡散率（ＳＦ）と、拡散符号番号（ｃ）とから求めることができる。

図１０は、拡張ＰＤＣＣＨに対して符号分割多重が行われる場合のｅＣＣＥインデックス（符号分割多重時のｅＣＣＥインデックス）の説明図である。なお、図１０においては、４つの拡散符号（ｃｏｄｅ＃０〜＃３）を用いた符号分割多重が行われる場合（すなわち、拡散率（ＳＦ）が４である場合）について示している。また、図１０においては、拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックスが０〜３であるものとする。

図１０Ａに示すように、拡張ＰＤＣＣＨに対して符号分割多重が行われる場合、拡張ＰＤＣＣＨのｅＣＣＥインデックス（０〜３）で指定される無線リソースは、４つの拡散符号（Ｃｏｄｅ＃０〜＃３）により４つの異なる無線リソースに分割することができる。このため、符号分割多重時のｅＣＣＥインデックスは、これらの分割された無線リソースにそれぞれ割り当てることができる。

例えば、拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックス（ｎ_ｅＣＣＥ）が１であり、拡散符号番号ｃが１である場合、図１０Ｂに示すように、ｎ_ｅＣＣＥ＝１に含まれる無線リソースのうち、下方側から２番目の無線リソースが符号分割多重時のｅＣＣＥインデックスとして指定されることとなる。

同様に、拡張ＰＤＣＣＨに対して空間分割多重が行われる場合、上記（式２）、（式３）で用いられる拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックス（ｎ_ｅＣＣＥ）については、最大の空間多重数に応じて適宜変更が可能である。このように拡張ＰＤＣＣＨに対して空間分割多重が行われる場合の拡張ＰＤＣＣＨに対応するｅＣＣＥインデックス（以下、「空間分割多重時のｅＣＣＥインデックス」とも記す）は、以下の（式５）に示すように、拡張ＰＤＣＣＨのｅＣＣＥインデックスと、最大空間多重数（Ｌ）と、送信レイヤ番号（ｌ）とから求めることができる。

符号分割多重が行われる場合と同様に、拡張ＰＤＣＣＨに対して空間分割多重が行われる場合、拡張ＰＤＣＣＨのｅＣＣＥインデックスで指定される無線リソースは、最大空間多重数（例えば、４レイヤ）により複数の異なる無線リソースに分割することができる。このため、空間分割多重時のｅＣＣＥインデックスは、これらの分割された無線リソースにそれぞれ割り当てることができる。

以下、図１１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１１に示すように、無線通信システム１は、無線基地局装置２０と、この無線基地局装置２０と通信する複数のユーザ端末１０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。また、無線基地局装置２０は、有線接続又は無線接続により相互に接続されている。各ユーザ端末１０は、セルＣ１、Ｃ２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、これに限定されない。

各ユーザ端末１０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ユーザ端末として説明を進める。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各ユーザ端末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装置も固定端末装置も含むユーザ装置でよい。

無線通信システム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）適用され、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。なお、上りリンクの無線アクセス方式はこれに限定されない。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。

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。下りリンクの通信チャネルは、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、拡張ＰＤＣＣＨとを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御信号が伝送される。ここでは、サブフレームの先頭から所定のＯＦＤＭシンボル数（１〜３ＯＦＤＭシンボル数）までの無線リソース（制御領域）に下り制御信号が多重され、所定のＯＦＤＭシンボル数より後の無線リソース（データ領域）に拡張ＰＤＣＣＨ信号とＰＤＳＣＨ信号が周波数分割多重される。

拡張ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。拡張ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨが割り当てられるリソース領域を用いてＰＤＣＣＨの容量不足をサポートするために使用される。上位制御信号は、拡張ＰＤＣＣＨが設定されるＰＲＢ位置に関する情報（例えば、ＲＢＧの情報）、サーチスペースの開始位置を決定する制御式に用いるパラメータ、アンテナポート及びアンテナポートに関連付けられるオフセット値に関する情報等を含むことができる。

上りリンクの制御チャネルは、各ユーザ端末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とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、再送応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号）等が伝送される。

図１２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、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（通知部）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。

無線基地局装置２０からユーザ端末１０へ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、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、報知チャネルにより、ユーザ端末１０に対してセルにおける無線通信のための制御情報を通知する。セル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、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。

各送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４からアンテナ毎にプリコーディングして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。アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。一方、上りリンクによりユーザ端末１０から無線基地局装置２０に送信されるデータについては、各送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、各送受信部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では、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、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、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１３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。ＬＴＥ端末もＬＴＥ-Ａ端末もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。ユーザ端末１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ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。

下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部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では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ（ＨｙｂｒｉｄＡＲＱ））の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて各送受信部１０３に転送される。

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１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。

図１４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の送信処理の機能ブロックを示している。図１４には、最大Ｍ個（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃Ｍ）のコンポーネントキャリア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、上位レイヤ・シグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）する上位制御情報をユーザ単位で生成する。また、上位制御情報は、予め拡張ＰＤＣＣＨ（ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨ）をマッピングできるリソースブロック（ＰＲＢ位置）を含むことができる。また、必要に応じて、サーチスペースの開始位置を決定する制御式に用いるパラメータ、アンテナポート及びアンテナポートに関連付けられるオフセット値に関する情報等を生成する。なお、これらの情報は、ＰＵＣＣＨ用の無線リソースを識別可能な情報を構成する。

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との無線通信に使用されるコンポーネントキャリアをユーザ毎に選択する。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。

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。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特定のコンポーネントキャリア（ＰＣＣ）が決められる。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ＣＣ＃１−ＣＣ＃Ｍにおけるリソースの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、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、上下制御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。すなわち、スケジューリング部３１０は、ＰＤＣＣＨ信号及び拡張ＰＤＣＣＨ信号に対応するＰＵＣＣＨ用の無線リソースを選択する選択部を構成する。ＰＤＣＣＨ信号及び拡張ＰＤＣＣＨ信号が併存する場合、スケジューリング部３１０は、第１の態様に示すように、拡張ＰＵＣＣＨリソースとして、既存ＰＵＣＣＨリソースと重複しない無線リソースを選択する。特に、拡張ＰＤＣＣＨに対して空間分割多重が行われる場合には、第２の態様に示すように、既存ＰＵＣＣＨリソースとの重複を前提として、拡張ＰＵＣＣＨリソース間でも重複しない無線リソースを選択する。

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毎に変動が異なる。そこで、スケジューリング部３１０は、各ユーザ端末１０へのユーザデータについて、サブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック（マッピング位置）を指示する（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を選択する。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を用いてリソースブロック（マッピング位置）を指示する。

同様に、スケジューリング部３１０は、適応周波数スケジューリングによって拡張ＰＤＣＣＨで送信される制御情報等について、サブフレーム毎に通信品質の良好なリソースブロック（マッピング位置）を指示する。このため、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を用いてリソースブロック（マッピング位置）を指示する。

また、スケジューリング部３１０は、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）で構成される下り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。

下り制御情報生成部３０６は、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）を制御するための下り共有データチャネル用制御情報（DL assignment）を生成する。当該下り共有データチャネル用制御情報は、ユーザ毎に生成される。また、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。

また、ベースバンド信号処理部２０４は、上り制御情報生成部３１１と、チャネル符号化部３１２と、変調部３１３とを備える。上り制御情報生成部３１１は、上り共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ)を制御するための上り共有データチャネル用制御情報（UL Grant等）を生成する。当該上り共有データチャネル用制御情報は、ユーザ毎に生成される。

セル固有参照信号生成部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)を生成する。また、ユーザ個別参照信号生成部３２０は、ユーザ個別の下りリンク復調用参照信号であるＤＭ−ＲＳを生成する。

上記変調部３０９、３１３でユーザ毎に変調された制御情報は制御チャネル多重部３１４で多重される。ＰＤＣＣＨ用の下り制御情報は、サブフレームの先頭から１〜３ＯＦＤＭシンボルに多重され、インタリーブ部３１５でインタリーブされる。一方、拡張ＰＤＣＣＨ（ＦＲＭ型ＰＤＣＣＨ）用の下り制御情報は、サブフレームの所定のシンボル数より後の無線リソースに周波数分割多重され、マッピング部３１９でリソースブロック（ＰＲＢ）にマッピングされる。この場合、マッピング部３１９は、スケジューリング部３１０からの指示に基づいてマッピングする。

プリコーディングウェイト乗算部３２１は、複数のアンテナ毎に、サブキャリアにマッピングされた送信データ及びユーザ個別の復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）の位相及び／又は振幅を制御（シフト）する。プリコーディングウェイト乗算部３２１により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ及びユーザ個別の復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）は、ＩＦＦＴ部３１６に出力される。

ＩＦＦＴ部３１６には、インタリーブ部３１５及びマッピング部３１９から制御信号が入力され、マッピング部３０５からユーザデータが入力される。ＩＦＦＴ部３１６は、下り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ックスは、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１５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。

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、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、多重制御情報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、多重制御情報から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、多重制御情報から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、下り共通チャネルデータを復調する下り共通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、下りリンク制御チャネル（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上り共有データチャネル用制御情報（例えば、UL Grant）を取り出す。復調された上り共有データチャネル用制御情報は、マッピング部４１５に入力されて、上り共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ）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、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共有データチャネル用制御情報（例えば、DL assignment）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、下り共有データ復調部４０６ａに入力される。

通常のＰＤＣＣＨ又は拡張ＰＤＣＣＨの場合には、制御情報復調部４０５において、複数のＣＣＥ候補についてブラインドデコーディング処理が行われる。

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。上位制御情報に含まれる拡張ＰＤＣＣＨがマッピング可能なＰＲＢ位置は、下り共有データチャネル用制御情報復調部４０５ｃ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、下り共通チャネルデータを復調する。

チャネル推定部４０７は、ユーザ固有の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、またはセル固有の参照信号（ＣＲＳ）を用いてチャネル推定する。通常のＰＤＣＣＨを復調する場合には、セル固有の参照信号を用いてチャネル推定する。一方、拡張ＰＤＣＣＨ及びユーザデータを復調する場合には、ＤＭ−ＲＳ及びＣＲＳ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の参照信号を用いて復調処理を行う。

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、チャネル多重部４１６、ＩＦＦＴ部４１７、ＣＰ挿入部４１８を備えている。また、ベースバンド信号処理部１０４は、ＰＵＣＣＨ用の送信処理系の機能ブロックとして、再送確認部４２１、リソース選択部４２２、変調部４２３、巡回シフト部４２４、ブロック拡散部４２５、マッピング部４２６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。また、マッピング部４１５は、マッピングされた信号をチャネル多重部４１６に出力する。

再送確認部４２１は、ＰＤＣＣＨ信号又は拡張ＰＤＣＣＨ信号に基づいて、ＰＤＳＣＨ信号に対する再送確認を行い、再送応答信号を出力する。無線基地局装置との通信に複数ＣＣが割り当てられている場合は、ＣＣ毎にＰＤＳＣＨ信号が誤りなく受信できたか否かを判定する。再送確認部４２１は、再送応答信号をリソース選択部４２２に出力する。なお、ここでは、再送応答信号をＰＵＣＣＨで送信する場合（送信時のサブフレームにおいて、ＰＵＳＣＨ信号がない場合）を示している。再送応答信号をＰＵＳＣＨに含めて送信する場合には、データ信号と多重される。

リソース選択部４２２は、上記実施の形態で示したように、ＰＤＣＣＨ信号又は拡張ＰＤＣＣＨ信号に対応するＣＣＥインデックス（ｅＣＣＥインデックス）、アンテナポート及びアンテナポートに関連付けられるオフセット値等に基づいて、再送応答信号の送信に用いる無線リソースを選択する。選択した無線リソースの情報は、変調部４２３、巡回シフト部４２４、ブロック拡散部４２５及びマッピング部４２６に通知される。

変調部４２３は、リソース選択部４２２から通知された情報に基づいて、位相変調（ＰＳＫデータ変調）を行う。巡回シフト部４２４は、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto Correlation）符号系列の巡回シフトを用いて直交多重を行う。なお、巡回シフト量はユーザ端末１０毎に異なり、巡回シフト番号に対応づけられている。巡回シフト部４２４は、巡回シフト後の信号をブロック拡散部（直交符号乗算手段）４２５に出力する。ブロック拡散部４２５は、巡回シフト後の参照信号に直交符号を乗算する（ブロック拡散する）。ここで、参照信号に用いるＯＣＣ（ブロック拡散符号番号）については、上位レイヤからＲＲＣシグナリングなどで通知しても良く、データシンボルのＣＳに予め関連付けられたＯＣＣを用いても良い。ブロック拡散部４２５は、ブロック拡散後の信号をマッピング部４２６に出力する。

マッピング部４２６は、リソース選択部４２２から通知された情報に基づいて、ブロック拡散後の信号をサブキャリアにマッピングする。また、マッピング部４２６は、マッピングされた信号をチャネル多重部４１６に出力する。チャネル多重部４１６は、マッピング部４１５、４２６からの信号を時間多重して、上り制御チャネル信号を含む送信信号とする。ＩＦＦＴ部４１７は、チャネル多重された信号をＩＦＦＴして時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部４１７は、ＩＦＦＴ後の信号をＣＰ挿入部４１８に出力する。ＣＰ挿入部４１８は、直交符号乗算後の信号にＣＰを付与する。そして、上りリンクのチャネルを用いて無線通信装置に対して上り送信信号が送信される。

なお、上記説明においては、ユーザ端末１０から上りリンクで上りリンク制御情報が送信される場合に、ＣＡＺＡＣ符号系列の巡回シフトを用いてユーザ間を直交多重し、再送応答信号をフィードバックする場合について説明したが、これに限られない。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

例えば、上記実施の形態の拡張ＰＤＣＣＨにおいては、ＰＤＳＣＨ領域に対する割当て単位として、既存のＰＤＣＣＨに対するＣＣＥに相当する拡張用制御チャネル要素（ｅＣＣＥ）を利用して説明している。しかしながら、ＰＤＳＣＨ領域に対する拡張ＰＤＣＣＨの割当て単位に関しては、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。既存のＰＤＣＣＨに対するＲＥＧ（Resource Element Group）に相当する拡張用ＲＥＧ（ｅＲＥＧ）をＰＤＳＣＨ領域に対する割当て単位に用いることもできる。

１無線通信システム
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
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
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チャネル符号化部
３０４変調部
３０５マッピング部
３０６下り制御情報生成部
３０７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
３１２チャネル符号化部
３１３変調部
３１４制御チャネル多重部
３１５インタリーブ部
３１６ＩＦＦＴ部
３１７サイクリックプレフィックス挿入部
３１８セル固有参照信号生成部
３１９マッピング部
３２０ユーザ個別参照信号生成部
３２１プリコーディングウェイト乗算部
４０１ＣＰ除去部
４０２ＦＦＴ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共有データチャネル用制御情報復調部
４０５ｃ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共有データ復調部
４０６ｂ共通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
４１４ＤＦＴ部
４１５マッピング部
４１６チャネル多重部
４１７ＩＦＦＴ部
４１８ＣＰ挿入部
４２１再送確認部
４２２リソース選択部
４２３変調部
４２４巡回シフト部
４２５ブロック拡散部
４２６マッピング部

Claims

サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報と共に前記第１、第２の下り制御信号をユーザ端末に送信する送信部と、を備えた無線基地局装置と、
前記第１、第２の下り制御信号と前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報とを受信する受信部と、前記受信部で受信した前記第１、第２の下り制御信号を復調する復調部と、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報から求められる無線リソースを用いて上り制御信号を無線基地局装置に送信する送信部と、を備えたユーザ端末とを有し、
前記選択部は、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして、前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択することを特徴とする無線通信システム。
前記選択部は、前記制御領域に対する前記第１の下り制御信号の割当て単位となる制御チャネル要素の総数に基づいて求められる前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと異なる無線リソースを、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして選択することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
前記選択部は、前記制御領域を構成するＯＦＤＭシンボル数に応じて前記第１の下り制御信号の割当て単位となる制御チャネル要素の総数を調節することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
前記送信部は、前記第２の下り制御信号に対して空間分割多重が行われる場合にユーザ端末に個別に割り当てられるアンテナポートに関連付けられたオフセット値を、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報としてユーザ端末に送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
前記送信部は、前記第２の下り制御信号に対して空間分割多重が行われる場合にユーザ端末に個別に割り当てられるアンテナポート及び当該アンテナポートに関連付けられたオフセット値を、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報としてユーザ端末に送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報と共に前記第１、第２の下り制御信号をユーザ端末に送信する送信部と、を備え、
前記選択部は、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして、前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択することを特徴とする無線基地局装置。
サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号と、前記第１、第２の制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報とを受信する受信部と、前記受信部で受信した前記第１、第２の下り制御信号を復調する復調部と、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報から求められる無線リソースを用いて上り制御信号を無線基地局装置に送信する送信部と、を具備することを特徴とするユーザ端末。
無線基地局装置において、サブフレームの制御領域に多重される第１の下り制御信号及びサブフレームのデータ領域に下りデータ信号と周波数分割多重される第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースを選択するステップと、選択された前記上り制御信号用の無線リソースの識別情報と共に前記第１、第２の下り制御信号をユーザ端末に送信するステップと、
ユーザ端末において、前記第１、第２の下り制御信号と、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報とを受信するステップと、受信した前記第１、第２の下り制御信号を復調するステップと、前記上り制御信号用の無線リソースを識別可能な情報から求められる無線リソースを用いて上り制御信号を無線基地局装置に送信するステップと、を備え、
無線基地局装置において、前記上り制御信号用の無線リソースを選択する際、前記第２の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースとして、前記第１の下り制御信号に対応する上り制御信号用の無線リソースと重複しない無線リソースを選択することを特徴とする無線リソース割当て方法。