通信システム、基地局装置、移動端末装置及び通信方法
【課題】能力が異なる複数の移動端末装置が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用すること。
【解決手段】基本キャリアと基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置（１０）と基地局装置（２０）とが通信する通信システムであって、基地局装置は、能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な既存キャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な追加キャリアタイプのサブフレームとを拡張キャリアに設定する設定部（３１０）と、基本キャリア及び拡張キャリアを移動端末装置に送信する送信部（２０３）とを備え、移動端末装置は、基本キャリア及び拡張キャリアを基地局装置から受信する受信部（１０３）を備えたことを特徴とする。
【解決手段】基本キャリアと基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置（１０）と基地局装置（２０）とが通信する通信システムであって、基地局装置は、能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な既存キャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な追加キャリアタイプのサブフレームとを拡張キャリアに設定する設定部（３１０）と、基本キャリア及び拡張キャリアを移動端末装置に送信する送信部（２０３）とを備え、移動端末装置は、基本キャリア及び拡張キャリアを基地局装置から受信する受信部（１０３）を備えたことを特徴とする。
【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基地局装置、移動端末装置、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、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。
【０００３】
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−Ａ（Rel-10）においては、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数のコンポーネントキャリア（CC: Component Carrier）を束ねて広帯域化するキャリアアグリゲーションが用いられる。また、ＬＴＥ−Ａでは、干渉コーディネーション技術（eICIC: enhanced Inter-Cell Interference Coordination）を用いたＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）構成が検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP TR 25.913“Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、将来のシステム（Rel-11以降）では、周波数利用効率の向上や、ＨｅｔＮｅｔにおける与干渉の低減を考慮したキャリアアグリゲーションが想定される。これらを実現するためには、Ｒｅｌ−１１以降の移動端末装置に対応したキャリアを新たに定義することが有効である。しかしながら、システム内に新たなキャリアに未対応のＲｅｌ−１０以前の移動端末装置が多い状況だと、この新たなキャリアが有効活用されないという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、能力が異なる複数の移動端末装置が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用できる通信システム、基地局装置、移動端末装置及び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】
本発明の通信システムは、基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と基地局装置とが通信する通信システムであって、前記基地局装置は、能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定する設定部と、前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信する送信部とを備え、前記移動端末装置は、前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記基地局装置から受信する受信部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、拡張キャリアに対して一部の移動端末装置でサポートされる第２のキャリアタイプのサブフレームだけでなく、能力の異なる移動端末装置でサポートされる第１のキャリアタイプのサブフレームも設定される。よって、第２のキャリアタイプに未対応の移動端末装置に拡張キャリアを利用させることができ、能力の異なる複数の移動端末装置が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域の説明図である。
【図２】キャリアタイプの説明図である。
【図３】追加キャリアタイプを利用したシステム構成の一例を示す図である。
【図４】基地局装置のサブフレーム構成の説明図である。
【図５】各サブフレームのキャリアタイプのシグナリング方法の説明図である。
【図６】無線通信システムのシステム構成の説明図である。
【図７】基地局装置の全体構成の説明図である。
【図８】移動端末装置の全体構成の説明図である。
【図９】基地局装置が有するベースバンド信号処理部及び一部の上位レイヤの機能ブロック図である。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、ＬＴＥ−Ａで定められた階層型帯域幅構成を示す図である。図１に示す例は、複数の基本周波数ブロック（以下、コンポーネントキャリアとする）で構成される第１システム帯域を持つＬＴＥ−Ａシステムと、１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ＬＴＥシステムとが併存する場合の階層型帯域幅構成である。ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、例えば、１００ＭＨｚ以下の可変システム帯域幅で無線通信し、ＬＴＥシステムでは、２０ＭＨｚ以下の可変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１単位とする少なくとも１つのコンポーネントキャリアとなっている。このように、複数のコンポーネントキャリアを集め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。
【００１１】
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１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までのシステム帯域に対応可能である。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）までのシステム帯域に対応可能である。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）までのシステム帯域に対応可能である。
【００１２】
将来（Rel-11以降）のシステムでは、Ｈｅｔｎｅｔに特化したキャリアアグリゲーションの拡張が想定される。この場合、既存のキャリアアグリゲーションのコンポーネントキャリアとの互換性を有さないキャリアの導入が有効である。既存のコンポーネントキャリアとの互換性を有さないキャリアとは、既存の移動端末装置の機種（能力）でサポートされていない追加キャリアタイプ（Additional carrier type）が設定されたキャリアである。
【００１３】
図２は、キャリアタイプの説明図である。図２において紙面左側には、既存キャリアタイプ（第１のキャリアタイプ）、紙面中央には、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプ、紙面右側には、追加キャリアタイプ（第２のキャリアタイプ）をそれぞれ示す。なお、図２においては、説明の便宜上、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）のみ図示している。
【００１４】
図２に示すように、既存キャリアタイプ（Legacy carrier type）には、ＬＴＥで規定される１リソースブロックの先頭から３シンボルにＰＤＣＣＨが設定されている。また、既存キャリアタイプには、１リソースブロックにおいてユーザデータやＤＭ−ＲＳ（Demodulation − Reference Signal）等の他の参照信号と重ならないようにＣＲＳが設定されている。このＣＲＳは、ユーザデータの復調に用いられる他、スケジューリングや適応制御のための下りリンクのチャネル品質（CQI：Channel Quality Indicator）測定、並びに、セルサーチやハンドオーバのための下りの平均的な伝搬路状態の測定（モビリティ測定）に用いられる。既存キャリアタイプは、既存（Rel-10以前）及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥにサポートされる。
【００１５】
Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプには、ＰＤＣＣＨ及びＣＲＳ用のリソースにブランクが設定される。ブランクリソースは、例えば、送信電力を０にして設定される。このＺｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプは、新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥだけでなく、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置ＵＥの機能を用いても実現可能である。しかしながら、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置ＵＥは、複数のキャリアが周波数方向に離れたアグリゲーション（inter-band CA）において同期を捕らえられないから、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプを用いたキャリアアグリゲーションへの対応は困難であると考えられる。よって、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプは、周波数方向に離間したキャリアに用いられる場合には、Ｒｅｌ−１０で未対応の追加キャリアタイプに含まれる。また、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプでは、ＰＤＣＣＨのシンボル数を固定することで、既存キャリアタイプとレートマッチングを同じにすることができる。
【００１６】
一方、追加キャリアタイプには、ＰＤＣＣＨ及びＣＲＳ用のリソースにユーザデータが割り当てられる。この追加キャリアタイプは、既存（Rel-10以前）の移動端末装置にはサポートされず、新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥにのみサポートされる。また、追加キャリアタイプは、下り制御チャネル（PHICH、PCFICH）の無送信、報知情報（PBCH、Rel-8 SIB、Paging）の無送信とすることもできる。この場合、追加キャリアタイプは、制御チャネル及び報知情報用のリソースにユーザデータを割り当てることもできる。また、追加キャリアタイプでは、制御情報やＣＲＳ用のリソースにもユーザデータが割り当てられるため、既存キャリアタイプとレートマッチングを一致させることはできない。また、追加キャリアタイプは、主にＳＣｅｌｌ（Secondary Cell）で使用されることが想定されている。
【００１７】
追加キャリアタイプは、ＣＲＳを無送信とするため、例えば、データ復調にはＤＭ−ＲＳが用いられ、ＣＳＩ測定にはＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information − Reference Signal）が用いられる。また、追加キャリアタイプは、ＰＤＣＣＨを無送信とする場合には、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨを送信してもよい。ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨは、下りデータ信号用のＰＤＳＣＨ領域の所定の周波数帯域を拡張ＰＤＣＣＨ領域として使用する。この拡張ＰＤＣＣＨ領域に割り当てられたＦＤＭ型ＰＤＣＣＨは、ＤＭ−ＲＳを用いて復調される。なお、拡張ＰＤＣＣＨは、ＵＥ−ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよい。
【００１８】
追加キャリアタイプは、ＰＤＣＣＨを無送信とする場合には、クロスキャリアスケジューリング（Cross-carrier scheduling）を利用することもできる。クロスキャリアスケジューリングとは、自キャリアの下り制御チャネルを別キャリアで送信する方法である。例えば、追加キャリアタイプのキャリアで下り制御チャネルを送信する代わりに、既存キャリアタイプのキャリアで下り制御チャネルを送信するようにする。
【００１９】
追加キャリアタイプは、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）を無送信とする場合には、下り制御情報（DCI：Downlink Control Information）で再送制御してもよい。追加キャリアタイプは、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）を無送信とする場合には、上位レイヤ・シグナリングによりＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数を通知してもよい。追加キャリアタイプは、報知情報を無送信とする場合には、既存キャリアタイプのキャリアから報知情報を送信してもよい。
【００２０】
なお、本実施の形態における追加キャリアタイプとして、ＣＲＳ、下り制御チャネル、報知情報の無送信を例示したが、この構成に限定されない。追加キャリアタイプは、新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥと互換性があり、既存（Rel-10以前）の移動端末装置ＵＥと互換性がなければよい。例えば、追加キャリアタイプとしては、ＣＲＳ、下り制御チャネル、報知情報の少なくとも１つを無送信とする構成としてもよい。また、追加キャリアタイプの帯域幅は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（ベース帯域：２０ＭＨｚ）を１単位とする必要はなく、適宜変更可能である。
【００２１】
図３は、追加キャリアタイプを利用したシステム構成について説明する。図３は、追加キャリアタイプを利用したシステム構成の一例を示す図である。なお、図３の移動端末装置は、新規（Rel-11以降）の機種である。
【００２２】
図３Ａに示すシステムは、マクロ基地局装置Ｍ（Macro eNodeB）とピコ基地局装置Ｐ（Pico eNodeB）及び小型基地局装置ＲＲＨ（Remote Radio Head）とにより階層的に構成されている。マクロ基地局装置Ｍのセル内には、ピコ基地局装置Ｐ及び小型基地局装置ＲＲＨにより局所的に小型セルが形成されている。マクロ基地局装置Ｍには移動端末装置ＵＥ＃１が接続され、ピコ基地局装置Ｐには移動端末装置ＵＥ＃２が接続されている。マクロ基地局装置Ｍ及び小型基地局装置ＲＲＨには、移動端末装置ＵＥ＃３が接続されている。移動端末装置ＵＥ＃１−＃３は、それぞれ基地局装置とキャリアアグリゲーションにより通信している。
【００２３】
移動端末装置ＵＥ＃２は、ピコ基地局装置Ｐのセル内に位置しており、マクロ基地局装置Ｍからの受信電力よりもピコ基地局装置Ｐからの受信電力が大きい。このため、移動端末装置ＵＥ＃２では、ピコ基地局装置Ｐの下りデータに対して、マクロ基地局装置Ｍの下りデータによる干渉は問題とならない。しかしながら、マクロ基地局装置Ｍからは、マクロ基地局装置Ｍのセル全体にＣＲＳが送信されており、ピコ基地局装置Ｐの下りデータに対してこのＣＲＳによる干渉が問題となる。
【００２４】
本システムでは、図３Ｂに示すように、マクロ基地局装置Ｍが既存キャリアタイプと追加キャリアタイプを用いたキャリアアグリゲーションを行うことでＣＲＳによる干渉が低減されている。すなわち、追加キャリアタイプではＣＲＳが無送信であるため、ピコ基地局装置Ｐの下りデータに対するＣＲＳの与干渉が抑えられて伝送品質が改善される。なお、追加キャリアタイプとしては、ＣＲＳを無送信とするキャリアタイプであればよい。また、ＣＲＳ及びＰＤＣＣＨのリソースに下りデータを送信する構成とすれば、周波数利用効率を改善できる。
【００２５】
移動端末装置ＵＥ＃３は、マクロからの追加キャリアタイプの送信電力を小さくする、あるいは停めることにより、マクロ基地局Ｍにつながったまま小型基地局装置ＲＲＨとの間で追加キャリアタイプを用いたキャリアアグリゲーションを行うことができる。
【００２６】
例えば、図３Ｃに示すように、移動端末装置ＵＥ＃３は、既存キャリアタイプのコンポーネントキャリアＣＣ１によって、マクロ基地局装置Ｍから下りデータと共にＰＤＣＣＨやＣＲＳを受信する。また、移動端末装置ＵＥ＃３は、追加キャリアタイプのコンポーネントキャリアＣＣ２によって、小型基地局装置ＲＲＨから下りデータを受信する。なお、追加キャリアタイプとして、ＣＲＳ及びＰＤＣＣＨのリソースに下りデータを送信する構成とすれば、周波数利用効率を改善できる。
【００２７】
このように規定された追加キャリアタイプは、上記したように既存キャリアタイプにのみ対応した既存（Rel-10以前）の移動端末装置とは互換性が得られない。よって、基本キャリアに拡張キャリアを追加してキャリアアグリゲーションが行われる場合、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置は、追加キャリアタイプの拡張キャリアをＳＣｅｌｌとして使用できない。特に、基本キャリアと拡張キャリアとが周波数方向に離れたキャリアアグリゲーション（inter-band CA）では同期がとれないので、追加キャリアタイプのキャリアをＳＣｅｌｌに使用することが困難である。
【００２８】
このため、追加キャリアタイプに未対応の移動端末装置が中心にシステム運用されている場合には、追加キャリアタイプの導入が困難である。すなわち、システム内に既存（Rel-10以前）の移動端末装置が多い状況だと、追加キャリアタイプを設定した拡張キャリアが有効活用されない。そこで、本発明者らは、システム内に能力が異なる複数の移動端末装置が混在する場合であっても、周波数リソースを有効活用するために、本発明に至った。すなわち、本発明の骨子は、基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアに、既存キャリアタイプのサブフレームと追加キャリアタイプのサブフレームを設定することである。これにより、拡張キャリアを既存の移動端末装置に利用させることができ、周波数リソースを有効活用できる。
【００２９】
図４を参照して、本実施の形態におけるサブフレーム構成について説明する。図４は、本実施の形態に係るサブフレーム構成の説明図である。
【００３０】
図４Ａに示すように、基本キャリアには既存キャリアタイプのサブフレームが設定され、拡張キャリアには既存キャリアタイプ及び追加キャリアタイプのサブフレームが設定されている。拡張キャリアには、追加キャリアタイプのサブフレームだけでなく、既存キャリアタイプのサブフレームも部分的に設定されるため、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＳＣｅｌｌとして使用させることができる。また、拡張キャリアに対してＣＲＳ測定可能な既存キャリアタイプのサブフレームが設定されるため、拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＰＣｅｌｌとして使用させることもできる。
【００３１】
具体的には、基本キャリア及び拡張キャリアが既存キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃０、＃２、＃４では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いた通信が可能である。拡張キャリアが追加キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃１、＃３では、追加キャリアタイプをサポートする新規の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いて通信可能である。なお、サブフレーム＃１、＃３では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置でもキャリアアグリゲーションを用いない通信が可能である。この場合、後述するスケジューリング部が、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に対してサブフレーム＃１、＃３にキャリアアグリゲーションを割り当てないように制御する。
【００３２】
このように、本実施の形態に係るサブフレーム構成では、既存の移動端末装置に対しても拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＳＣｅｌｌとして使用させることができる。この場合、スケジューリング部は、追加キャリアタイプのサブフレームには既存の移動端末装置を割り当てないようにする。この構成により、システム内に既存の移動端末装置が多い状況であっても、拡張キャリアの周波数リソースを有効活用することができ、システム内に追加キャリアタイプを導入することができる。
【００３３】
また、図４Ｂに示すように、基本キャリアに対しても既存キャリアタイプ及び追加キャリアタイプのサブフレームが設定されてもよい。この場合、基本キャリア及び拡張キャリアに既存キャリアタイプのサブフレームが設定されることで、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＳＣｅｌｌとして使用させることができる。また、拡張キャリアに対して既存キャリアタイプのサブフレームが設定されるため、拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＰＣｅｌｌとして使用させることもできる。
【００３４】
具体的には、基本キャリア及び拡張キャリアが既存キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃０、＃４では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いた通信が可能である。拡張キャリアが追加キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃１では、追加キャリアタイプをサポートする新規の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いた通信可能である。なお、サブフレーム＃１では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置でもキャリアアグリゲーションを用いない通信が可能である。この場合、スケジューリング部が、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に対してサブフレーム＃１にキャリアアグリゲーションを割り当てないように制御する。
【００３５】
基本キャリアに追加キャリアタイプが設定されたサブフレーム＃２、＃３では、新規の移動端末装置の通信が確立された状況でキャリアアグリゲーションを用いた通信可能である。この場合、新規の移動端末装置は、報知情報が無送信の追加キャリアタイプのサブフレームでは通信が確立しないため、例えば、前段のサブフレームによって基地局装置との通信を確立する。これにより、新規の移動端末装置は、基本キャリア（ＰＣｅｌｌ）に追加キャリアタイプのサブフレームが設定される場合であっても、キャリアアグリゲーションを用いた通信が可能である。
【００３６】
ところで、追加キャリアタイプでは、既存キャリアタイプと異なり下り制御チャネルやＣＲＳのリソースにユーザデータが送信されることから、サブフレームのキャリアタイプを移動端末装置に対して通知する必要がある。これは、基地局装置が既存キャリアタイプと追加キャリアタイプとを区別してレートマッチングするため、移動端末装置がキャリアタイプを認識してデレートマッチングする必要があるためである。移動端末装置がキャリアタイプを認識しないと、適切なリソースに復調処理が行われないため、復調精度が劣化する。
【００３７】
ここで、各サブフレームのキャリアタイプのシグナリング方法について説明する。図５は、各サブフレームのキャリアタイプのシグナリング方法の説明図である。なお、以下の説明では、拡張キャリアを例示して説明するが、基本キャリアについても同様である。また、基本キャリアに既存キャリアタイプのサブフレームのみが設定される場合にはキャリアタイプのシグナリングは不要である。
【００３８】
図５Ａを参照して、第１のシグナリング方法について説明する。第１のシグナリグ方法は、subframe restriction用のシグナリングを利用して参照信号の測定位置と各サブフレームのキャリアタイプとを重畳して通知する方法である。subframe restrictionとは、一部のサブフレームに限定して参照信号を測定する方法である。Ｒｅｌ−１０では、ＰＣｅｌｌにしか定義されていない。このシグナリングがＲｅｌ−１１でＳＣｅｌｌにおいても規定された場合、この第１のシグナリング方法では、既存キャリアタイプのサブフレームを参照信号の測定位置とし、各サブフレームのキャリアタイプの通知によって参照信号の測定位置を移動端末装置に認識させる。例えば、各サブフレームのキャリアタイプとして、subframe restriction用のシグナリングによりサブフレーム＃０−＃７に対応させて８ビットのビットマップ情報［１１０１００１０］が通知される。これにより、既存キャリアタイプのサブフレーム＃０、＃１、＃３、＃６で参照信号が測定される。このように、参照信号の測定位置と各サブフレームのキャリアタイプとを重畳して通知することで、シグナリング量を低減できる。
【００３９】
図５Ｂを参照して、第２のシグナリング方法について説明する。第２のシグナリング方法は、subframe restriction用のシグナリングにより参照信号の測定位置を通知し、これとは別に、上位レイヤ・シグナリング（ＲＲＣシグナリング）により各サブフレームのキャリアタイプを通知する方法である。例えば、参照信号の測定位置として、subframe restriction用のシグナリングによりサブフレーム＃０−＃７に対応させて８ビットのビットマップ情報［１０００００１０］が通知される。また、各サブフレームのキャリアタイプとして、上位レイヤ・シグナリングによりサブフレーム＃０−＃７に対応させて８ビットのビットマップ情報［１１０１００１０］が通知される。このように、上位レイヤ・シグナリングを用いることで、各サブフレームのキャリアタイプを容易に通知できる。
【００４０】
第１及び第２のシグナリング方法による各サブフレームのキャリアタイプの通知により、移動端末装置がキャリアタイプを認識して復調処理を行うため、下りデータの復調精度が劣化することがない。なお、図５においては、２種類のシグナリング方法について説明したが、このシグナリング方法に限定されるものではない。シグナリング方法は、各サブフレームのキャリアタイプを通知可能であればどのような方法でもよい。
【００４１】
ここで、本実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図６は、本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。なお、図６に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、その後継システムが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
【００４２】
図６に示すように、無線通信システム１は、ＨｅｔＮｅｔであり、マクロセルＣ１とピコセルＣ２とにより、階層型ネットワークが構築されている。マクロセルＣ１の基地局装置２０Ａには、移動端末装置１０Ａが接続されている。ピコセルＣ２の基地局装置２０Ｂには、移動端末装置１０Ｂが接続されている。また、基地局装置２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ不図示の上位局装置に接続され、上位局装置を介してコアネットワーク４０と接続される。上位局装置には、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。
【００４３】
また、基地局装置２０Ａ、２０Ｂについてはハードウエアの主要部構成が同一であるため、以下の説明では基地局装置２０として説明する。同様に、移動端末装置２０Ａ、２０Ｂについてはハードウエアの主要部構成が同一であるため、以下の説明では移動端末装置１０として説明する。各移動端末装置１０は、既存（Rel-10以前）の移動端末装置及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置を含むが、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各移動端末装置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。
【００４４】
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）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）が適用されるが、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。
【００４５】
ここで、通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各移動端末装置１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCH、PCFICH、PHICH）とが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。
【００４６】
上りリンクの通信チャネルは、各移動端末装置で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（CQI：Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。
【００４７】
図７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。基地局装置２０は、ＭＩＭＯ伝送のための送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（送信部）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。
【００４８】
下りリンクにより基地局装置２０から移動端末装置１０に送信されるユーザデータは、基地局装置２０の上位に位置する上位局装置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。
【００４９】
ベースバンド信号処理部２０４において、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が行われる。また、下りリンクの制御チャネルの信号に関しても、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。
【００５０】
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。当該セルにおける通信のための情報には、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や、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）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。
【００５１】
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により送信される。
【００５２】
一方、上りリンクにより移動端末装置１０から基地局装置２０に送信されるデータについては、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。
【００５３】
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、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る。ベースバンド信号は伝送路インターフェース２０６を介して上位局装置に転送される。
【００５４】
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。
【００５５】
次に、図８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。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（受信部）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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ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。
【００５８】
図９は、本実施の形態に係る基地局装置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。基地局装置２０の配下となる移動端末装置１０に対する送信データが上位局装置から基地局装置２０に対して転送される。
【００５９】
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。上位制御情報は、各サブフレームのキャリアタイプを通知するためのシグナリングを含むことができる。
【００６０】
データ生成部３０１は、上位局装置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、移動端末装置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。図９には、最大Ｍ個（ＣＣ＃０−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。コンポーネントキャリアＣＣ＃０−ＣＣ＃Ｍには、基本キャリアと基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアとが含まれる。
【００６１】
スケジューリング部３１０（設定部、通知部）は、システム帯域全体の通信品質に応じて、配下の移動端末装置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。スケジューリング部３１０は、クロスキャリアスケジューリングを行う場合には、下り制御情報生成部３０６に対して制御情報の通知に使用するキャリアを指示する。
【００６２】
また、スケジューリング部３１０は、コンポーネントキャリアのキャリアタイプを設定する。スケジューリング部３１０は、システム内に残存する既存（Rel-10以前）の移動端末装置の数に応じて、拡張キャリアに割り当てるキャリアタイプを設定する。例えば、システム内に既存（Rel-10以前）の移動端末装置１０が多い状況では、拡張キャリアに対して追加キャリアタイプのサブフレームよりも既存キャリアタイプのサブフレームを多く設定する。また、システム内に既存の移動端末装置１０が少ない状況では、拡張キャリアに対して既存キャリアタイプのサブフレームよりも追加キャリアタイプのサブフレームを多く設定する。
【００６３】
この場合、スケジューリング部３１０は、システム内の移動端末装置１０から能力情報（機種情報）を取得して、拡張キャリアに割り当てるキャリアタイプを設定する。なお、スケジューリング部３１０は、システム内の移動端末装置１０から能力情報を取得する代わりに、既存の移動端末装置１０の契約数等に応じて定期的にキャリアタイプを設定してもよい。また、スケジューリング部３１０は、システム内で既存の移動端末装置１０が極端に減少した場合には基本キャリアに対しても追加キャリアタイプのサブフレームを設定してもよい。
【００６４】
また、スケジューリング部３１０は、キャリアタイプに応じてシグナリングビットを制御する。例えば、既存キャリアタイプのサブフレームに対しては“１”を設定し、追加キャリアタイプのサブフレームに対しては“０”を設定するように制御する。なお、各キャリアのキャリアタイプのシグナリング情報は、上位制御情報で通知される場合には制御情報生成部３００によって生成され、下り制御情報で通知される場合には下り制御情報生成部３０６（後述する）で生成され、下り共通チャネル用制御情報で通知される場合には下り共通チャネル用制御情報生成部３０７（後述する）で生成される。
【００６５】
スケジューリング部３１０は、各キャリアにおけるリソースの割り当てを制御しており、既存の移動端末装置１０と新規の移動端末装置１０を区別してスケジューリングを行う。このとき、スケジューリング部３１０は、上り／下り共有制御チャネルのリソース割り当てにおいてキャリアタイプを考慮する。すなわち、図４に示すように、追加キャリアタイプのサブフレームには、既存の移動端末装置１０を割り当てないようにする。また、スケジューリング部３１０は、上位局装置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。
【００６６】
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。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、各移動端末装置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移動端末装置１０を選択する。そのため、スケジューリング部３１０は、各移動端末装置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、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。
【００６７】
また、スケジューリング部３１０は、追加キャリアタイプのサブフレームに対しては、ＰＤＣＣＨやＣＲＳ用の確保されたリソースにもユーザデータの割り当てを指示することが可能である。また、スケジューリング部３１０は、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨにより制御情報を送信する場合には、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨについて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、各移動端末装置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。なお、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨのマッピング位置は、上記した上位制御情報に含めて移動端末装置１０に通知される。
【００６８】
ベースバンド信号処理部２０４は、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んでもよい）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。
【００６９】
また、ベースバンド信号処理部２０４は、ユーザ固有の下り制御情報である下り共有データチャネル用制御情報を生成する下り制御情報生成部３０６と、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とを備えている。下り制御情報生成部３０６は、下り共有データチャネル用制御情報として下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）を制御するための下り制御情報（DCI）を生成する。下り制御情報生成部３０６は、移動端末装置１０の能力（機種）に応じて制御情報を生成する。
【００７０】
下り制御情報生成部３０６は、追加キャリアタイプのサブフレームに対しては下り制御情報を無送信とすることもできる。この場合、上記したＦＤＭ型ＰＤＣＣＨやクロスキャリアスケジューリングを用いて、追加キャリアタイプのサブフレームの制御情報が通知される。クロスキャリアスケジューリングが行われる場合には、基本キャリア（ＰＣｅｌｌ）の下り制御情報にＣＩＦ（Carrier Indicator Field）が付加される。これにより、例えば、移動端末装置は、既存キャリアタイプの基本キャリアから追加キャリアタイプの拡張キャリアの下り制御情報を受信することが可能となる。
【００７１】
また、下り制御情報生成部３０６は、追加キャリアタイプのサブフレームに対してはＨＡＲＱ用のＡＣＫ／ＮＡＣＫを無送信とすることもできる。この場合、下り制御情報を用いて再送制御を行うようにする。さらに、下り制御情報生成部３０６は、追加キャリアタイプのサブフレームに対してはＰＤＣＣＨ用のＯＦＤＭシンボル数を無送信とすることもできる。この場合、上位レイヤ・シグナリングによりＯＦＤＭシンボル数を通知するようにする。
【００７２】
ベースバンド信号処理部２０４は、チャネル符号化部３０８、変調部３０９を備えている。チャネル符号化部３０８は、下り制御情報生成部３０６及び下り共通チャネル用制御情報生成部３０７で生成される制御情報をユーザ毎にチャネル符号化する。変調部３０９は、チャネル符号化された下り制御情報を変調する。
【００７３】
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をユーザ毎に生成する。上り制御情報生成部３１１は、移動端末装置１０の能力（機種）に応じて制御情報を生成する。チャネル符号化部３１２は、上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎にチャネル符号化する。変調部３１３は、チャネル符号化した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に変調する。
【００７４】
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。なお、追加キャリアタイプのサブフレームにおいてＦＤＭ型ＰＤＣＣＨにより制御情報が送信される場合には、下り制御情報はサブフレームのデータ領域に多重され、マッピング部３１９でマッピングされる。
【００７５】
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ＣＲＳを生成する。また、参照信号生成部３１８は、ユーザ個別の下りリンク復調用参照信号であるＤＭ−ＲＳやＣＳＩ測定専用のＣＳＩ-ＲＳを生成する。ＤＭ−ＲＳは、ユーザデータの復調だけでなく、拡張ＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報の復調に用いられる。
【００７６】
参照信号生成部３１８は、追加キャリアタイプのサブフレームに対してはＣＲＳを無送信とすることもできる。この場合、ユーザデータの復調はＤＭ−ＲＳが用いられ、ＣＱＩ測定はＣＳＩ−ＲＳが用いられる。
【００７７】
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、参照信号生成部３１８から参照信号が入力される。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。
【００７８】
図１０は、移動端末装置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る。ここでは、Ｒｅｌ−１１以降の新規の移動端末装置の機能ブロックについて説明する。まず、移動端末装置１０の下りリンク構成について説明する。
【００７９】
ベースバンド信号処理部１０４は、受信処理系の機能ブロックとして、ＣＰ除去部４０１、ＦＦＴ部４０２、デマッピング部４０３、デインタリーブ部４０４、制御情報復調部４０５、データ復調部４０６、チャネル推定部４０７を備えている。ＣＰ除去部４０１は、送受信部１０３で受信された受信信号からガードインターバルであるサイクリックプレフィックスを除去する。ＦＦＴ部４０２は、サイクリックプレフィックスが除去された受信信号（OFDM信号）を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して時間成分の波形から周波数成分の信号に変換する。
【００８０】
デマッピング部４０３は、受信信号をデマッピングし、受信信号から複数の制御情報、ユーザデータ、上位制御情報を取り出す。デインタリーブ部４０４は、送信側で施されたインタリーブと逆に並び変えて制御情報を元の順番に戻す。なお、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨで制御情報が通知される場合には、デインタリーブ部４０４を介さずに制御情報復調部４０５に入力される。
【００８１】
制御情報復調部４０５は、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、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、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。共通制御チャネル用制御情報及び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は、下り共有データ復調部４０６ａへ入力されて、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）の制御に使用される。
【００８２】
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。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。この場合、データ復調部４０６は、各サブフレームのキャリアタイプに応じてレートマッチングパターンを切り替えてデレートマッチングする。これにより、追加キャリアタイプのサブフレームについても、ＣＲＳやＰＤＣＣＨ用のリソースに割り当てられたユーザデータを考慮して適切に復調処理が行われる。なお、各サブフレームのキャリアタイプは、例えば、上位制御情報、下り共有データチャネル用制御情報、共通制御チャネル用制御情報で通知される。
【００８３】
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。既存キャリアタイプのサブフレームを復調する場合には、ＣＲＳまたはＤＭ−ＲＳを用いてチャネル推定する。一方、追加キャリアタイプのサブフレームを復調する場合には、ＤＭ−ＲＳを用いてチャネル推定する。チャネル推定部４０７は、推定結果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、推定結果を用いて復調処理を行う。
【００８４】
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、ＩＦＦＴ部４１６、ＣＰ挿入部４１７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。
【００８５】
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、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。ＩＦＦＴ部４１６は、システム帯域に相当する入力データを逆高速フーリエ変換して時系列データに変換し、ＣＰ挿入部４１７は時系列データに対してデータ区切りでサイクリックプレフィックスを挿入する。
【００８６】
次に、基地局装置２０での拡張キャリアに対する追加キャリアタイプのサブフレームの割り当て及び各キャリアタイプのシグナリングについて説明する。ここでは、基本キャリアには既存キャリアタイプのサブフレーム、拡張キャリアには既存キャリアタイプと追加キャリアタイプのサブフレームが割り当てられた一例について説明する。また、Ｒｅｌ−１０とＲｅｌ−１１の移動端末装置が混在しているものとする。
【００８７】
基地局装置２０は、システム内の移動端末装置から能力情報を取得する。スケジューリング部３１０は、システム内に残存するＲｅｌ−１０の移動端末装置１０の数に応じて拡張キャリアに割り当てるキャリアタイプを設定する。スケジューリング部３１０は、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０の数が多い場合には、既存キャリアタイプのサブフレームの割合を追加キャリアタイプのサブフレームの割合よりも多くする。また、スケジューリング部３１０は、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０の数が少ない場合には、既存キャリアタイプのサブフレームの割合を追加キャリアタイプのサブフレームの割合よりも多くする。
【００８８】
また、スケジューリング部３１０は、サブフレーム毎に決定したキャリアタイプを移動端末装置１０に通知するために、キャリアタイプのシグナリングを制御する。キャリアタイプのシグナリング情報は、図５に示すような８ビットのビットマップ情報であり、例えば、制御情報生成部３００、下り制御情報生成部３０６、下り共通チャネル用制御情報生成部３０７で生成される。スケジューリング部３１０は、拡張キャリアに対しては、既存キャリアタイプのサブフレームにＲｅｌ−１０及びＲｅｌ−１１の移動端末装置１０を割り当て、追加キャリアタイプのサブフレームにＲｅｌ−１１の移動端末装置１０を割り当てる。
【００８９】
基本キャリアの下り制御情報生成部３０６は、ユーザ毎に下り制御情報（DCI）を生成する。拡張キャリアの下り制御情報生成部３０６は、スケジューリング部３１０で設定されたサブフレーム毎のキャリアタイプに応じて処理を切り替える。すなわち、下り制御情報生成部３０６は、既存キャリアタイプのサブフレームではユーザ毎に下り制御情報を生成し、追加キャリアタイプのサブフレームでは下り制御情報を生成しない。この場合、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨやクロスキャリアスケジューリングを用いて、追加キャリアタイプのサブフレームの下り制御情報が通知される。
【００９０】
基本キャリアの参照信号生成部３１８は、ＣＲＳ、ＤＭ−ＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳを生成する。拡張キャリアの参照信号生成部３１８は、スケジューリング部３１０で設定されたサブフレーム毎のキャリアタイプに応じて処理を切り替える。すなわち、参照信号生成部３１８は、既存キャリアタイプのサブフレームではＣＲＳを生成し、追加キャリアタイプのサブフレームではＣＲＳを生成しない。この場合、移動端末装置１０ではＤＭ−ＲＳやＣＳＩ−ＲＳにより復調やＣＱＩ測定が行われる。
【００９１】
Ｒｅｌ−１１の移動端末装置１０は、基地局装置２０からのキャリアタイプのシグナリングに応じて、拡張キャリアの各サブフレームのキャリアタイプを認識する。移動端末装置１０のデータ復調部４０６は、基本キャリアについては、既存キャリアタイプのレートマッチングパターンに応じてデレートマッチングする。データ復調部４０６は、拡張キャリアについては、キャリアタイプに応じてレートマッチングパターンを切り替えてデレートマッチングする。これにより、追加キャリアタイプのサブフレームについてもＣＲＳやＰＤＣＣＨ用のリソースに割り当てられたユーザデータを考慮して適切に復調処理が行われる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態に係る通信システムによれば、拡張キャリアに対してＲｅｌ−１１以降の移動端末装置１０でサポートされる追加キャリアタイプのサブフレームだけでなく、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０にサポートされる既存キャリアタイプのサブフレームも設定される。よって、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０に拡張キャリアを利用させることができ、能力が異なる数種類の移動端末装置１０が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用できる。
【００９３】
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、上記説明におけるキャリア数、キャリアの帯域幅、シグナリング方法、追加キャリアタイプの種類、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で適宜変更して実施することが可能である。
【００９４】
また、本実施の形態では、新規（Rel-11以降）の移動端末装置と既存（Rel-10以前）の移動端末装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。例えば、新規（Rel-11以降）の移動端末装置であっても、追加キャリアタイプをサポートしない移動端末装置と追加キャリアタイプをサポートする移動端末装置とであれば、本システムが適用される。この場合、既存キャリアタイプは、上記内容に限定されず、Ｒｅｌ−１１以降の複数機種の移動端末装置でサポートされるキャリアタイプであればよい。また、追加キャリアタイプも、上記内容に限定されず、Ｒｅｌ−１１以降の一部の移動端末装置のみでサポートされるキャリアタイプであればよい。
【符号の説明】
【００９５】
１ 無線通信システム
１０ 移動端末装置
２０ 基地局装置
４０ コアネットワーク
１０３ 送受信部（受信部）
１０４ ベースバンド信号処理部
２０３ 送受信部（送信部）
２０４ ベースバンド信号処理部
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
３０６ 下り制御情報生成部
３０７ 下り共通チャネル用制御情報生成部
３１０ スケジューリング部（設定部、通知部）
３１１ 上り制御情報生成部
３１８ 参照信号生成部
４０５ 制御情報復調部
４０６ データ復調部
４０７ チャネル推定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおける基地局装置、移動端末装置、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、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。
【０００３】
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−Ａ（Rel-10）においては、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数のコンポーネントキャリア（CC: Component Carrier）を束ねて広帯域化するキャリアアグリゲーションが用いられる。また、ＬＴＥ−Ａでは、干渉コーディネーション技術（eICIC: enhanced Inter-Cell Interference Coordination）を用いたＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）構成が検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP TR 25.913“Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、将来のシステム（Rel-11以降）では、周波数利用効率の向上や、ＨｅｔＮｅｔにおける与干渉の低減を考慮したキャリアアグリゲーションが想定される。これらを実現するためには、Ｒｅｌ−１１以降の移動端末装置に対応したキャリアを新たに定義することが有効である。しかしながら、システム内に新たなキャリアに未対応のＲｅｌ−１０以前の移動端末装置が多い状況だと、この新たなキャリアが有効活用されないという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、能力が異なる複数の移動端末装置が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用できる通信システム、基地局装置、移動端末装置及び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】
本発明の通信システムは、基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と基地局装置とが通信する通信システムであって、前記基地局装置は、能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定する設定部と、前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信する送信部とを備え、前記移動端末装置は、前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記基地局装置から受信する受信部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、拡張キャリアに対して一部の移動端末装置でサポートされる第２のキャリアタイプのサブフレームだけでなく、能力の異なる移動端末装置でサポートされる第１のキャリアタイプのサブフレームも設定される。よって、第２のキャリアタイプに未対応の移動端末装置に拡張キャリアを利用させることができ、能力の異なる複数の移動端末装置が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域の説明図である。
【図２】キャリアタイプの説明図である。
【図３】追加キャリアタイプを利用したシステム構成の一例を示す図である。
【図４】基地局装置のサブフレーム構成の説明図である。
【図５】各サブフレームのキャリアタイプのシグナリング方法の説明図である。
【図６】無線通信システムのシステム構成の説明図である。
【図７】基地局装置の全体構成の説明図である。
【図８】移動端末装置の全体構成の説明図である。
【図９】基地局装置が有するベースバンド信号処理部及び一部の上位レイヤの機能ブロック図である。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、ＬＴＥ−Ａで定められた階層型帯域幅構成を示す図である。図１に示す例は、複数の基本周波数ブロック（以下、コンポーネントキャリアとする）で構成される第１システム帯域を持つＬＴＥ−Ａシステムと、１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ＬＴＥシステムとが併存する場合の階層型帯域幅構成である。ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、例えば、１００ＭＨｚ以下の可変システム帯域幅で無線通信し、ＬＴＥシステムでは、２０ＭＨｚ以下の可変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１単位とする少なくとも１つのコンポーネントキャリアとなっている。このように、複数のコンポーネントキャリアを集め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。
【００１１】
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１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までのシステム帯域に対応可能である。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）までのシステム帯域に対応可能である。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）までのシステム帯域に対応可能である。
【００１２】
将来（Rel-11以降）のシステムでは、Ｈｅｔｎｅｔに特化したキャリアアグリゲーションの拡張が想定される。この場合、既存のキャリアアグリゲーションのコンポーネントキャリアとの互換性を有さないキャリアの導入が有効である。既存のコンポーネントキャリアとの互換性を有さないキャリアとは、既存の移動端末装置の機種（能力）でサポートされていない追加キャリアタイプ（Additional carrier type）が設定されたキャリアである。
【００１３】
図２は、キャリアタイプの説明図である。図２において紙面左側には、既存キャリアタイプ（第１のキャリアタイプ）、紙面中央には、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプ、紙面右側には、追加キャリアタイプ（第２のキャリアタイプ）をそれぞれ示す。なお、図２においては、説明の便宜上、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）のみ図示している。
【００１４】
図２に示すように、既存キャリアタイプ（Legacy carrier type）には、ＬＴＥで規定される１リソースブロックの先頭から３シンボルにＰＤＣＣＨが設定されている。また、既存キャリアタイプには、１リソースブロックにおいてユーザデータやＤＭ−ＲＳ（Demodulation − Reference Signal）等の他の参照信号と重ならないようにＣＲＳが設定されている。このＣＲＳは、ユーザデータの復調に用いられる他、スケジューリングや適応制御のための下りリンクのチャネル品質（CQI：Channel Quality Indicator）測定、並びに、セルサーチやハンドオーバのための下りの平均的な伝搬路状態の測定（モビリティ測定）に用いられる。既存キャリアタイプは、既存（Rel-10以前）及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥにサポートされる。
【００１５】
Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプには、ＰＤＣＣＨ及びＣＲＳ用のリソースにブランクが設定される。ブランクリソースは、例えば、送信電力を０にして設定される。このＺｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプは、新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥだけでなく、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置ＵＥの機能を用いても実現可能である。しかしながら、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置ＵＥは、複数のキャリアが周波数方向に離れたアグリゲーション（inter-band CA）において同期を捕らえられないから、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプを用いたキャリアアグリゲーションへの対応は困難であると考えられる。よって、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプは、周波数方向に離間したキャリアに用いられる場合には、Ｒｅｌ−１０で未対応の追加キャリアタイプに含まれる。また、Ｚｅｒｏ−ＣＲＳキャリアタイプでは、ＰＤＣＣＨのシンボル数を固定することで、既存キャリアタイプとレートマッチングを同じにすることができる。
【００１６】
一方、追加キャリアタイプには、ＰＤＣＣＨ及びＣＲＳ用のリソースにユーザデータが割り当てられる。この追加キャリアタイプは、既存（Rel-10以前）の移動端末装置にはサポートされず、新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥにのみサポートされる。また、追加キャリアタイプは、下り制御チャネル（PHICH、PCFICH）の無送信、報知情報（PBCH、Rel-8 SIB、Paging）の無送信とすることもできる。この場合、追加キャリアタイプは、制御チャネル及び報知情報用のリソースにユーザデータを割り当てることもできる。また、追加キャリアタイプでは、制御情報やＣＲＳ用のリソースにもユーザデータが割り当てられるため、既存キャリアタイプとレートマッチングを一致させることはできない。また、追加キャリアタイプは、主にＳＣｅｌｌ（Secondary Cell）で使用されることが想定されている。
【００１７】
追加キャリアタイプは、ＣＲＳを無送信とするため、例えば、データ復調にはＤＭ−ＲＳが用いられ、ＣＳＩ測定にはＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information − Reference Signal）が用いられる。また、追加キャリアタイプは、ＰＤＣＣＨを無送信とする場合には、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨを送信してもよい。ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨは、下りデータ信号用のＰＤＳＣＨ領域の所定の周波数帯域を拡張ＰＤＣＣＨ領域として使用する。この拡張ＰＤＣＣＨ領域に割り当てられたＦＤＭ型ＰＤＣＣＨは、ＤＭ−ＲＳを用いて復調される。なお、拡張ＰＤＣＣＨは、ＵＥ−ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよい。
【００１８】
追加キャリアタイプは、ＰＤＣＣＨを無送信とする場合には、クロスキャリアスケジューリング（Cross-carrier scheduling）を利用することもできる。クロスキャリアスケジューリングとは、自キャリアの下り制御チャネルを別キャリアで送信する方法である。例えば、追加キャリアタイプのキャリアで下り制御チャネルを送信する代わりに、既存キャリアタイプのキャリアで下り制御チャネルを送信するようにする。
【００１９】
追加キャリアタイプは、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）を無送信とする場合には、下り制御情報（DCI：Downlink Control Information）で再送制御してもよい。追加キャリアタイプは、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）を無送信とする場合には、上位レイヤ・シグナリングによりＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数を通知してもよい。追加キャリアタイプは、報知情報を無送信とする場合には、既存キャリアタイプのキャリアから報知情報を送信してもよい。
【００２０】
なお、本実施の形態における追加キャリアタイプとして、ＣＲＳ、下り制御チャネル、報知情報の無送信を例示したが、この構成に限定されない。追加キャリアタイプは、新規（Rel-11以降）の移動端末装置ＵＥと互換性があり、既存（Rel-10以前）の移動端末装置ＵＥと互換性がなければよい。例えば、追加キャリアタイプとしては、ＣＲＳ、下り制御チャネル、報知情報の少なくとも１つを無送信とする構成としてもよい。また、追加キャリアタイプの帯域幅は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（ベース帯域：２０ＭＨｚ）を１単位とする必要はなく、適宜変更可能である。
【００２１】
図３は、追加キャリアタイプを利用したシステム構成について説明する。図３は、追加キャリアタイプを利用したシステム構成の一例を示す図である。なお、図３の移動端末装置は、新規（Rel-11以降）の機種である。
【００２２】
図３Ａに示すシステムは、マクロ基地局装置Ｍ（Macro eNodeB）とピコ基地局装置Ｐ（Pico eNodeB）及び小型基地局装置ＲＲＨ（Remote Radio Head）とにより階層的に構成されている。マクロ基地局装置Ｍのセル内には、ピコ基地局装置Ｐ及び小型基地局装置ＲＲＨにより局所的に小型セルが形成されている。マクロ基地局装置Ｍには移動端末装置ＵＥ＃１が接続され、ピコ基地局装置Ｐには移動端末装置ＵＥ＃２が接続されている。マクロ基地局装置Ｍ及び小型基地局装置ＲＲＨには、移動端末装置ＵＥ＃３が接続されている。移動端末装置ＵＥ＃１−＃３は、それぞれ基地局装置とキャリアアグリゲーションにより通信している。
【００２３】
移動端末装置ＵＥ＃２は、ピコ基地局装置Ｐのセル内に位置しており、マクロ基地局装置Ｍからの受信電力よりもピコ基地局装置Ｐからの受信電力が大きい。このため、移動端末装置ＵＥ＃２では、ピコ基地局装置Ｐの下りデータに対して、マクロ基地局装置Ｍの下りデータによる干渉は問題とならない。しかしながら、マクロ基地局装置Ｍからは、マクロ基地局装置Ｍのセル全体にＣＲＳが送信されており、ピコ基地局装置Ｐの下りデータに対してこのＣＲＳによる干渉が問題となる。
【００２４】
本システムでは、図３Ｂに示すように、マクロ基地局装置Ｍが既存キャリアタイプと追加キャリアタイプを用いたキャリアアグリゲーションを行うことでＣＲＳによる干渉が低減されている。すなわち、追加キャリアタイプではＣＲＳが無送信であるため、ピコ基地局装置Ｐの下りデータに対するＣＲＳの与干渉が抑えられて伝送品質が改善される。なお、追加キャリアタイプとしては、ＣＲＳを無送信とするキャリアタイプであればよい。また、ＣＲＳ及びＰＤＣＣＨのリソースに下りデータを送信する構成とすれば、周波数利用効率を改善できる。
【００２５】
移動端末装置ＵＥ＃３は、マクロからの追加キャリアタイプの送信電力を小さくする、あるいは停めることにより、マクロ基地局Ｍにつながったまま小型基地局装置ＲＲＨとの間で追加キャリアタイプを用いたキャリアアグリゲーションを行うことができる。
【００２６】
例えば、図３Ｃに示すように、移動端末装置ＵＥ＃３は、既存キャリアタイプのコンポーネントキャリアＣＣ１によって、マクロ基地局装置Ｍから下りデータと共にＰＤＣＣＨやＣＲＳを受信する。また、移動端末装置ＵＥ＃３は、追加キャリアタイプのコンポーネントキャリアＣＣ２によって、小型基地局装置ＲＲＨから下りデータを受信する。なお、追加キャリアタイプとして、ＣＲＳ及びＰＤＣＣＨのリソースに下りデータを送信する構成とすれば、周波数利用効率を改善できる。
【００２７】
このように規定された追加キャリアタイプは、上記したように既存キャリアタイプにのみ対応した既存（Rel-10以前）の移動端末装置とは互換性が得られない。よって、基本キャリアに拡張キャリアを追加してキャリアアグリゲーションが行われる場合、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置は、追加キャリアタイプの拡張キャリアをＳＣｅｌｌとして使用できない。特に、基本キャリアと拡張キャリアとが周波数方向に離れたキャリアアグリゲーション（inter-band CA）では同期がとれないので、追加キャリアタイプのキャリアをＳＣｅｌｌに使用することが困難である。
【００２８】
このため、追加キャリアタイプに未対応の移動端末装置が中心にシステム運用されている場合には、追加キャリアタイプの導入が困難である。すなわち、システム内に既存（Rel-10以前）の移動端末装置が多い状況だと、追加キャリアタイプを設定した拡張キャリアが有効活用されない。そこで、本発明者らは、システム内に能力が異なる複数の移動端末装置が混在する場合であっても、周波数リソースを有効活用するために、本発明に至った。すなわち、本発明の骨子は、基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアに、既存キャリアタイプのサブフレームと追加キャリアタイプのサブフレームを設定することである。これにより、拡張キャリアを既存の移動端末装置に利用させることができ、周波数リソースを有効活用できる。
【００２９】
図４を参照して、本実施の形態におけるサブフレーム構成について説明する。図４は、本実施の形態に係るサブフレーム構成の説明図である。
【００３０】
図４Ａに示すように、基本キャリアには既存キャリアタイプのサブフレームが設定され、拡張キャリアには既存キャリアタイプ及び追加キャリアタイプのサブフレームが設定されている。拡張キャリアには、追加キャリアタイプのサブフレームだけでなく、既存キャリアタイプのサブフレームも部分的に設定されるため、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＳＣｅｌｌとして使用させることができる。また、拡張キャリアに対してＣＲＳ測定可能な既存キャリアタイプのサブフレームが設定されるため、拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＰＣｅｌｌとして使用させることもできる。
【００３１】
具体的には、基本キャリア及び拡張キャリアが既存キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃０、＃２、＃４では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いた通信が可能である。拡張キャリアが追加キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃１、＃３では、追加キャリアタイプをサポートする新規の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いて通信可能である。なお、サブフレーム＃１、＃３では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置でもキャリアアグリゲーションを用いない通信が可能である。この場合、後述するスケジューリング部が、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に対してサブフレーム＃１、＃３にキャリアアグリゲーションを割り当てないように制御する。
【００３２】
このように、本実施の形態に係るサブフレーム構成では、既存の移動端末装置に対しても拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＳＣｅｌｌとして使用させることができる。この場合、スケジューリング部は、追加キャリアタイプのサブフレームには既存の移動端末装置を割り当てないようにする。この構成により、システム内に既存の移動端末装置が多い状況であっても、拡張キャリアの周波数リソースを有効活用することができ、システム内に追加キャリアタイプを導入することができる。
【００３３】
また、図４Ｂに示すように、基本キャリアに対しても既存キャリアタイプ及び追加キャリアタイプのサブフレームが設定されてもよい。この場合、基本キャリア及び拡張キャリアに既存キャリアタイプのサブフレームが設定されることで、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＳＣｅｌｌとして使用させることができる。また、拡張キャリアに対して既存キャリアタイプのサブフレームが設定されるため、拡張キャリアをキャリアアグリゲーションのＰＣｅｌｌとして使用させることもできる。
【００３４】
具体的には、基本キャリア及び拡張キャリアが既存キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃０、＃４では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いた通信が可能である。拡張キャリアが追加キャリアタイプに設定されたサブフレーム＃１では、追加キャリアタイプをサポートする新規の移動端末装置がキャリアアグリゲーションを用いた通信可能である。なお、サブフレーム＃１では、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置でもキャリアアグリゲーションを用いない通信が可能である。この場合、スケジューリング部が、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置に対してサブフレーム＃１にキャリアアグリゲーションを割り当てないように制御する。
【００３５】
基本キャリアに追加キャリアタイプが設定されたサブフレーム＃２、＃３では、新規の移動端末装置の通信が確立された状況でキャリアアグリゲーションを用いた通信可能である。この場合、新規の移動端末装置は、報知情報が無送信の追加キャリアタイプのサブフレームでは通信が確立しないため、例えば、前段のサブフレームによって基地局装置との通信を確立する。これにより、新規の移動端末装置は、基本キャリア（ＰＣｅｌｌ）に追加キャリアタイプのサブフレームが設定される場合であっても、キャリアアグリゲーションを用いた通信が可能である。
【００３６】
ところで、追加キャリアタイプでは、既存キャリアタイプと異なり下り制御チャネルやＣＲＳのリソースにユーザデータが送信されることから、サブフレームのキャリアタイプを移動端末装置に対して通知する必要がある。これは、基地局装置が既存キャリアタイプと追加キャリアタイプとを区別してレートマッチングするため、移動端末装置がキャリアタイプを認識してデレートマッチングする必要があるためである。移動端末装置がキャリアタイプを認識しないと、適切なリソースに復調処理が行われないため、復調精度が劣化する。
【００３７】
ここで、各サブフレームのキャリアタイプのシグナリング方法について説明する。図５は、各サブフレームのキャリアタイプのシグナリング方法の説明図である。なお、以下の説明では、拡張キャリアを例示して説明するが、基本キャリアについても同様である。また、基本キャリアに既存キャリアタイプのサブフレームのみが設定される場合にはキャリアタイプのシグナリングは不要である。
【００３８】
図５Ａを参照して、第１のシグナリング方法について説明する。第１のシグナリグ方法は、subframe restriction用のシグナリングを利用して参照信号の測定位置と各サブフレームのキャリアタイプとを重畳して通知する方法である。subframe restrictionとは、一部のサブフレームに限定して参照信号を測定する方法である。Ｒｅｌ−１０では、ＰＣｅｌｌにしか定義されていない。このシグナリングがＲｅｌ−１１でＳＣｅｌｌにおいても規定された場合、この第１のシグナリング方法では、既存キャリアタイプのサブフレームを参照信号の測定位置とし、各サブフレームのキャリアタイプの通知によって参照信号の測定位置を移動端末装置に認識させる。例えば、各サブフレームのキャリアタイプとして、subframe restriction用のシグナリングによりサブフレーム＃０−＃７に対応させて８ビットのビットマップ情報［１１０１００１０］が通知される。これにより、既存キャリアタイプのサブフレーム＃０、＃１、＃３、＃６で参照信号が測定される。このように、参照信号の測定位置と各サブフレームのキャリアタイプとを重畳して通知することで、シグナリング量を低減できる。
【００３９】
図５Ｂを参照して、第２のシグナリング方法について説明する。第２のシグナリング方法は、subframe restriction用のシグナリングにより参照信号の測定位置を通知し、これとは別に、上位レイヤ・シグナリング（ＲＲＣシグナリング）により各サブフレームのキャリアタイプを通知する方法である。例えば、参照信号の測定位置として、subframe restriction用のシグナリングによりサブフレーム＃０−＃７に対応させて８ビットのビットマップ情報［１０００００１０］が通知される。また、各サブフレームのキャリアタイプとして、上位レイヤ・シグナリングによりサブフレーム＃０−＃７に対応させて８ビットのビットマップ情報［１１０１００１０］が通知される。このように、上位レイヤ・シグナリングを用いることで、各サブフレームのキャリアタイプを容易に通知できる。
【００４０】
第１及び第２のシグナリング方法による各サブフレームのキャリアタイプの通知により、移動端末装置がキャリアタイプを認識して復調処理を行うため、下りデータの復調精度が劣化することがない。なお、図５においては、２種類のシグナリング方法について説明したが、このシグナリング方法に限定されるものではない。シグナリング方法は、各サブフレームのキャリアタイプを通知可能であればどのような方法でもよい。
【００４１】
ここで、本実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図６は、本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。なお、図６に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、その後継システムが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
【００４２】
図６に示すように、無線通信システム１は、ＨｅｔＮｅｔであり、マクロセルＣ１とピコセルＣ２とにより、階層型ネットワークが構築されている。マクロセルＣ１の基地局装置２０Ａには、移動端末装置１０Ａが接続されている。ピコセルＣ２の基地局装置２０Ｂには、移動端末装置１０Ｂが接続されている。また、基地局装置２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ不図示の上位局装置に接続され、上位局装置を介してコアネットワーク４０と接続される。上位局装置には、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。
【００４３】
また、基地局装置２０Ａ、２０Ｂについてはハードウエアの主要部構成が同一であるため、以下の説明では基地局装置２０として説明する。同様に、移動端末装置２０Ａ、２０Ｂについてはハードウエアの主要部構成が同一であるため、以下の説明では移動端末装置１０として説明する。各移動端末装置１０は、既存（Rel-10以前）の移動端末装置及び新規（Rel-11以降）の移動端末装置を含むが、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各移動端末装置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。
【００４４】
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）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）が適用されるが、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。
【００４５】
ここで、通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各移動端末装置１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCH、PCFICH、PHICH）とが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。
【００４６】
上りリンクの通信チャネルは、各移動端末装置で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（CQI：Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。
【００４７】
図７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。基地局装置２０は、ＭＩＭＯ伝送のための送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（送信部）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。
【００４８】
下りリンクにより基地局装置２０から移動端末装置１０に送信されるユーザデータは、基地局装置２０の上位に位置する上位局装置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。
【００４９】
ベースバンド信号処理部２０４において、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が行われる。また、下りリンクの制御チャネルの信号に関しても、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。
【００５０】
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。当該セルにおける通信のための情報には、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や、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）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。
【００５１】
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により送信される。
【００５２】
一方、上りリンクにより移動端末装置１０から基地局装置２０に送信されるデータについては、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。
【００５３】
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、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る。ベースバンド信号は伝送路インターフェース２０６を介して上位局装置に転送される。
【００５４】
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。
【００５５】
次に、図８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。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（受信部）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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ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。
【００５８】
図９は、本実施の形態に係る基地局装置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。基地局装置２０の配下となる移動端末装置１０に対する送信データが上位局装置から基地局装置２０に対して転送される。
【００５９】
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。上位制御情報は、各サブフレームのキャリアタイプを通知するためのシグナリングを含むことができる。
【００６０】
データ生成部３０１は、上位局装置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、移動端末装置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。図９には、最大Ｍ個（ＣＣ＃０−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。コンポーネントキャリアＣＣ＃０−ＣＣ＃Ｍには、基本キャリアと基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアとが含まれる。
【００６１】
スケジューリング部３１０（設定部、通知部）は、システム帯域全体の通信品質に応じて、配下の移動端末装置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。スケジューリング部３１０は、クロスキャリアスケジューリングを行う場合には、下り制御情報生成部３０６に対して制御情報の通知に使用するキャリアを指示する。
【００６２】
また、スケジューリング部３１０は、コンポーネントキャリアのキャリアタイプを設定する。スケジューリング部３１０は、システム内に残存する既存（Rel-10以前）の移動端末装置の数に応じて、拡張キャリアに割り当てるキャリアタイプを設定する。例えば、システム内に既存（Rel-10以前）の移動端末装置１０が多い状況では、拡張キャリアに対して追加キャリアタイプのサブフレームよりも既存キャリアタイプのサブフレームを多く設定する。また、システム内に既存の移動端末装置１０が少ない状況では、拡張キャリアに対して既存キャリアタイプのサブフレームよりも追加キャリアタイプのサブフレームを多く設定する。
【００６３】
この場合、スケジューリング部３１０は、システム内の移動端末装置１０から能力情報（機種情報）を取得して、拡張キャリアに割り当てるキャリアタイプを設定する。なお、スケジューリング部３１０は、システム内の移動端末装置１０から能力情報を取得する代わりに、既存の移動端末装置１０の契約数等に応じて定期的にキャリアタイプを設定してもよい。また、スケジューリング部３１０は、システム内で既存の移動端末装置１０が極端に減少した場合には基本キャリアに対しても追加キャリアタイプのサブフレームを設定してもよい。
【００６４】
また、スケジューリング部３１０は、キャリアタイプに応じてシグナリングビットを制御する。例えば、既存キャリアタイプのサブフレームに対しては“１”を設定し、追加キャリアタイプのサブフレームに対しては“０”を設定するように制御する。なお、各キャリアのキャリアタイプのシグナリング情報は、上位制御情報で通知される場合には制御情報生成部３００によって生成され、下り制御情報で通知される場合には下り制御情報生成部３０６（後述する）で生成され、下り共通チャネル用制御情報で通知される場合には下り共通チャネル用制御情報生成部３０７（後述する）で生成される。
【００６５】
スケジューリング部３１０は、各キャリアにおけるリソースの割り当てを制御しており、既存の移動端末装置１０と新規の移動端末装置１０を区別してスケジューリングを行う。このとき、スケジューリング部３１０は、上り／下り共有制御チャネルのリソース割り当てにおいてキャリアタイプを考慮する。すなわち、図４に示すように、追加キャリアタイプのサブフレームには、既存の移動端末装置１０を割り当てないようにする。また、スケジューリング部３１０は、上位局装置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。
【００６６】
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。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、各移動端末装置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移動端末装置１０を選択する。そのため、スケジューリング部３１０は、各移動端末装置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、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。
【００６７】
また、スケジューリング部３１０は、追加キャリアタイプのサブフレームに対しては、ＰＤＣＣＨやＣＲＳ用の確保されたリソースにもユーザデータの割り当てを指示することが可能である。また、スケジューリング部３１０は、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨにより制御情報を送信する場合には、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨについて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、各移動端末装置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。なお、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨのマッピング位置は、上記した上位制御情報に含めて移動端末装置１０に通知される。
【００６８】
ベースバンド信号処理部２０４は、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んでもよい）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。
【００６９】
また、ベースバンド信号処理部２０４は、ユーザ固有の下り制御情報である下り共有データチャネル用制御情報を生成する下り制御情報生成部３０６と、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とを備えている。下り制御情報生成部３０６は、下り共有データチャネル用制御情報として下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）を制御するための下り制御情報（DCI）を生成する。下り制御情報生成部３０６は、移動端末装置１０の能力（機種）に応じて制御情報を生成する。
【００７０】
下り制御情報生成部３０６は、追加キャリアタイプのサブフレームに対しては下り制御情報を無送信とすることもできる。この場合、上記したＦＤＭ型ＰＤＣＣＨやクロスキャリアスケジューリングを用いて、追加キャリアタイプのサブフレームの制御情報が通知される。クロスキャリアスケジューリングが行われる場合には、基本キャリア（ＰＣｅｌｌ）の下り制御情報にＣＩＦ（Carrier Indicator Field）が付加される。これにより、例えば、移動端末装置は、既存キャリアタイプの基本キャリアから追加キャリアタイプの拡張キャリアの下り制御情報を受信することが可能となる。
【００７１】
また、下り制御情報生成部３０６は、追加キャリアタイプのサブフレームに対してはＨＡＲＱ用のＡＣＫ／ＮＡＣＫを無送信とすることもできる。この場合、下り制御情報を用いて再送制御を行うようにする。さらに、下り制御情報生成部３０６は、追加キャリアタイプのサブフレームに対してはＰＤＣＣＨ用のＯＦＤＭシンボル数を無送信とすることもできる。この場合、上位レイヤ・シグナリングによりＯＦＤＭシンボル数を通知するようにする。
【００７２】
ベースバンド信号処理部２０４は、チャネル符号化部３０８、変調部３０９を備えている。チャネル符号化部３０８は、下り制御情報生成部３０６及び下り共通チャネル用制御情報生成部３０７で生成される制御情報をユーザ毎にチャネル符号化する。変調部３０９は、チャネル符号化された下り制御情報を変調する。
【００７３】
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をユーザ毎に生成する。上り制御情報生成部３１１は、移動端末装置１０の能力（機種）に応じて制御情報を生成する。チャネル符号化部３１２は、上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎にチャネル符号化する。変調部３１３は、チャネル符号化した上り共有データチャネル用制御情報をユーザ毎に変調する。
【００７４】
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。なお、追加キャリアタイプのサブフレームにおいてＦＤＭ型ＰＤＣＣＨにより制御情報が送信される場合には、下り制御情報はサブフレームのデータ領域に多重され、マッピング部３１９でマッピングされる。
【００７５】
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ＣＲＳを生成する。また、参照信号生成部３１８は、ユーザ個別の下りリンク復調用参照信号であるＤＭ−ＲＳやＣＳＩ測定専用のＣＳＩ-ＲＳを生成する。ＤＭ−ＲＳは、ユーザデータの復調だけでなく、拡張ＰＤＣＣＨで送信される下り制御情報の復調に用いられる。
【００７６】
参照信号生成部３１８は、追加キャリアタイプのサブフレームに対してはＣＲＳを無送信とすることもできる。この場合、ユーザデータの復調はＤＭ−ＲＳが用いられ、ＣＱＩ測定はＣＳＩ−ＲＳが用いられる。
【００７７】
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、参照信号生成部３１８から参照信号が入力される。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。
【００７８】
図１０は、移動端末装置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る。ここでは、Ｒｅｌ−１１以降の新規の移動端末装置の機能ブロックについて説明する。まず、移動端末装置１０の下りリンク構成について説明する。
【００７９】
ベースバンド信号処理部１０４は、受信処理系の機能ブロックとして、ＣＰ除去部４０１、ＦＦＴ部４０２、デマッピング部４０３、デインタリーブ部４０４、制御情報復調部４０５、データ復調部４０６、チャネル推定部４０７を備えている。ＣＰ除去部４０１は、送受信部１０３で受信された受信信号からガードインターバルであるサイクリックプレフィックスを除去する。ＦＦＴ部４０２は、サイクリックプレフィックスが除去された受信信号（OFDM信号）を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して時間成分の波形から周波数成分の信号に変換する。
【００８０】
デマッピング部４０３は、受信信号をデマッピングし、受信信号から複数の制御情報、ユーザデータ、上位制御情報を取り出す。デインタリーブ部４０４は、送信側で施されたインタリーブと逆に並び変えて制御情報を元の順番に戻す。なお、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨで制御情報が通知される場合には、デインタリーブ部４０４を介さずに制御情報復調部４０５に入力される。
【００８１】
制御情報復調部４０５は、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、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、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。共通制御チャネル用制御情報及び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は、下り共有データ復調部４０６ａへ入力されて、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）の制御に使用される。
【００８２】
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。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。この場合、データ復調部４０６は、各サブフレームのキャリアタイプに応じてレートマッチングパターンを切り替えてデレートマッチングする。これにより、追加キャリアタイプのサブフレームについても、ＣＲＳやＰＤＣＣＨ用のリソースに割り当てられたユーザデータを考慮して適切に復調処理が行われる。なお、各サブフレームのキャリアタイプは、例えば、上位制御情報、下り共有データチャネル用制御情報、共通制御チャネル用制御情報で通知される。
【００８３】
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。既存キャリアタイプのサブフレームを復調する場合には、ＣＲＳまたはＤＭ−ＲＳを用いてチャネル推定する。一方、追加キャリアタイプのサブフレームを復調する場合には、ＤＭ−ＲＳを用いてチャネル推定する。チャネル推定部４０７は、推定結果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、推定結果を用いて復調処理を行う。
【００８４】
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、ＩＦＦＴ部４１６、ＣＰ挿入部４１７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。
【００８５】
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、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。ＩＦＦＴ部４１６は、システム帯域に相当する入力データを逆高速フーリエ変換して時系列データに変換し、ＣＰ挿入部４１７は時系列データに対してデータ区切りでサイクリックプレフィックスを挿入する。
【００８６】
次に、基地局装置２０での拡張キャリアに対する追加キャリアタイプのサブフレームの割り当て及び各キャリアタイプのシグナリングについて説明する。ここでは、基本キャリアには既存キャリアタイプのサブフレーム、拡張キャリアには既存キャリアタイプと追加キャリアタイプのサブフレームが割り当てられた一例について説明する。また、Ｒｅｌ−１０とＲｅｌ−１１の移動端末装置が混在しているものとする。
【００８７】
基地局装置２０は、システム内の移動端末装置から能力情報を取得する。スケジューリング部３１０は、システム内に残存するＲｅｌ−１０の移動端末装置１０の数に応じて拡張キャリアに割り当てるキャリアタイプを設定する。スケジューリング部３１０は、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０の数が多い場合には、既存キャリアタイプのサブフレームの割合を追加キャリアタイプのサブフレームの割合よりも多くする。また、スケジューリング部３１０は、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０の数が少ない場合には、既存キャリアタイプのサブフレームの割合を追加キャリアタイプのサブフレームの割合よりも多くする。
【００８８】
また、スケジューリング部３１０は、サブフレーム毎に決定したキャリアタイプを移動端末装置１０に通知するために、キャリアタイプのシグナリングを制御する。キャリアタイプのシグナリング情報は、図５に示すような８ビットのビットマップ情報であり、例えば、制御情報生成部３００、下り制御情報生成部３０６、下り共通チャネル用制御情報生成部３０７で生成される。スケジューリング部３１０は、拡張キャリアに対しては、既存キャリアタイプのサブフレームにＲｅｌ−１０及びＲｅｌ−１１の移動端末装置１０を割り当て、追加キャリアタイプのサブフレームにＲｅｌ−１１の移動端末装置１０を割り当てる。
【００８９】
基本キャリアの下り制御情報生成部３０６は、ユーザ毎に下り制御情報（DCI）を生成する。拡張キャリアの下り制御情報生成部３０６は、スケジューリング部３１０で設定されたサブフレーム毎のキャリアタイプに応じて処理を切り替える。すなわち、下り制御情報生成部３０６は、既存キャリアタイプのサブフレームではユーザ毎に下り制御情報を生成し、追加キャリアタイプのサブフレームでは下り制御情報を生成しない。この場合、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨやクロスキャリアスケジューリングを用いて、追加キャリアタイプのサブフレームの下り制御情報が通知される。
【００９０】
基本キャリアの参照信号生成部３１８は、ＣＲＳ、ＤＭ−ＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳを生成する。拡張キャリアの参照信号生成部３１８は、スケジューリング部３１０で設定されたサブフレーム毎のキャリアタイプに応じて処理を切り替える。すなわち、参照信号生成部３１８は、既存キャリアタイプのサブフレームではＣＲＳを生成し、追加キャリアタイプのサブフレームではＣＲＳを生成しない。この場合、移動端末装置１０ではＤＭ−ＲＳやＣＳＩ−ＲＳにより復調やＣＱＩ測定が行われる。
【００９１】
Ｒｅｌ−１１の移動端末装置１０は、基地局装置２０からのキャリアタイプのシグナリングに応じて、拡張キャリアの各サブフレームのキャリアタイプを認識する。移動端末装置１０のデータ復調部４０６は、基本キャリアについては、既存キャリアタイプのレートマッチングパターンに応じてデレートマッチングする。データ復調部４０６は、拡張キャリアについては、キャリアタイプに応じてレートマッチングパターンを切り替えてデレートマッチングする。これにより、追加キャリアタイプのサブフレームについてもＣＲＳやＰＤＣＣＨ用のリソースに割り当てられたユーザデータを考慮して適切に復調処理が行われる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態に係る通信システムによれば、拡張キャリアに対してＲｅｌ−１１以降の移動端末装置１０でサポートされる追加キャリアタイプのサブフレームだけでなく、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０にサポートされる既存キャリアタイプのサブフレームも設定される。よって、Ｒｅｌ−１０の移動端末装置１０に拡張キャリアを利用させることができ、能力が異なる数種類の移動端末装置１０が混在する状況に関わらず、周波数リソースを有効活用できる。
【００９３】
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、上記説明におけるキャリア数、キャリアの帯域幅、シグナリング方法、追加キャリアタイプの種類、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で適宜変更して実施することが可能である。
【００９４】
また、本実施の形態では、新規（Rel-11以降）の移動端末装置と既存（Rel-10以前）の移動端末装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。例えば、新規（Rel-11以降）の移動端末装置であっても、追加キャリアタイプをサポートしない移動端末装置と追加キャリアタイプをサポートする移動端末装置とであれば、本システムが適用される。この場合、既存キャリアタイプは、上記内容に限定されず、Ｒｅｌ−１１以降の複数機種の移動端末装置でサポートされるキャリアタイプであればよい。また、追加キャリアタイプも、上記内容に限定されず、Ｒｅｌ−１１以降の一部の移動端末装置のみでサポートされるキャリアタイプであればよい。
【符号の説明】
【００９５】
１ 無線通信システム
１０ 移動端末装置
２０ 基地局装置
４０ コアネットワーク
１０３ 送受信部（受信部）
１０４ ベースバンド信号処理部
２０３ 送受信部（送信部）
２０４ ベースバンド信号処理部
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
３０６ 下り制御情報生成部
３０７ 下り共通チャネル用制御情報生成部
３１０ スケジューリング部（設定部、通知部）
３１１ 上り制御情報生成部
３１８ 参照信号生成部
４０５ 制御情報復調部
４０６ データ復調部
４０７ チャネル推定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と基地局装置とが通信する通信システムであって、
前記基地局装置は、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定する設定部と、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信する送信部とを備え、
前記移動端末装置は、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記基地局装置から受信する受信部を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記設定部は、前記第１のキャリアタイプのサブフレームと前記第２のキャリアタイプのサブフレームとを、前記基本キャリアに設定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記設定部は、前記第１のキャリアタイプのサブフレームだけを受信可能な移動端末装置に、前記第２のキャリアタイプのサブフレームを割り当てることを禁止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記基地局装置は、各サブフレームのキャリアタイプを通知する通知部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
前記通知部は、前記移動端末装置に参照信号を測定させるサブフレームを示すビットマップ情報を用いて前記各サブフレームのキャリアタイプを通知することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と通信する基地局装置であって、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定する設定部と、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信する送信部とを備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、基地局装置と通信する移動端末装置であって、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとが設定された拡張キャリアを、前記基地局装置から受信する受信部を備えたことを特徴とする移動端末装置。
【請求項８】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と基地局装置とが通信する通信方法であって、
前記基地局装置は、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定するステップと、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信するステップとを備え、
前記移動端末装置は、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記基地局装置から受信するステップを備えたことを特徴とする通信方法。
【請求項１】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と基地局装置とが通信する通信システムであって、
前記基地局装置は、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定する設定部と、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信する送信部とを備え、
前記移動端末装置は、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記基地局装置から受信する受信部を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記設定部は、前記第１のキャリアタイプのサブフレームと前記第２のキャリアタイプのサブフレームとを、前記基本キャリアに設定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記設定部は、前記第１のキャリアタイプのサブフレームだけを受信可能な移動端末装置に、前記第２のキャリアタイプのサブフレームを割り当てることを禁止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記基地局装置は、各サブフレームのキャリアタイプを通知する通知部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
前記通知部は、前記移動端末装置に参照信号を測定させるサブフレームを示すビットマップ情報を用いて前記各サブフレームのキャリアタイプを通知することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と通信する基地局装置であって、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定する設定部と、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信する送信部とを備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、基地局装置と通信する移動端末装置であって、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとが設定された拡張キャリアを、前記基地局装置から受信する受信部を備えたことを特徴とする移動端末装置。
【請求項８】
基本キャリアと前記基本キャリアに追加して割り当てられる拡張キャリアを用いて、移動端末装置と基地局装置とが通信する通信方法であって、
前記基地局装置は、
能力が異なる複数の移動端末装置でそれぞれ受信可能な第１のキャリアタイプのサブフレームと当該複数の移動端末装置の一部で受信可能な第２のキャリアタイプのサブフレームとを前記拡張キャリアに設定するステップと、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記移動端末装置に送信するステップとを備え、
前記移動端末装置は、
前記基本キャリア及び前記拡張キャリアを前記基地局装置から受信するステップを備えたことを特徴とする通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４２３３９（Ｐ２０１３−４２３３９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７６０３（Ｐ２０１１−１７７６０３）
【出願日】平成２３年８月１５日（２０１１．８．１５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１５日（２０１１．８．１５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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