JP2012235521A - キャリアアグリゲーションのためのダウンリンク制御構造を検出する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ伝送が物理ダウンリンク制御チャンネル（ＰＤＣＣＨ）によってスケジュールされる通信ネットワークにおけるキャリアアグリゲーションのためのダウンリンク制御構造を検出する。
【解決手段】ＵＥは、該ＵＥに対するキャリアアグリゲーションを可能にする上位層信号伝達を受信する。ＵＥは成分キャリア（ＣＣ）のＰＤＣＣＨを読み取り、そこにおいて各ＣＣのＰＤＣＣＨにおけるダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）は前記上位層信号伝達から得られる複数の予め定義されたフォーマットのうちの１つに従って読み取られる。
【選択図】図１

Description

本発明は通信ネットワークにおけるキャリアアグリゲーションのためのダウンリンク制御構造を検出する方法に関する。

ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は３ＧＰＰに基づいた携帯ネットワーク技術の標準規格である。ＬＴＥはＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の拡張の組であり、携帯無線ユーザのためのデータ速度を高め、ユーザのスループットを向上させ、無線周波数スペクトルをより効率的に活用するために意図されたものである。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄは現在、ＬＴＥの拡張として３ＧＰＰによって規格化されつつある。

図１は異機種ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ又はＬＴＥ Ｒｅｌ−１０携帯通信ネットワーク１０の構成を示している。システム１０において、基地局１２、１４はｅＮｏｄｅＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）としても知られており、例えば、携帯電話、ノートパソコン、電子手帳などの複数のユーザ装置（ＵＥ）１６、１８の通信をサポートする。基地局１２、１４は固定されており、各々、特定の地理的領域に対する通信有効範囲を提供する。基地局１２はブロードバンドを介してサービスプロバイダのネットワークに接続するフェムトセルであり、成分キャリアＣＣ＃０及びＣＣ＃１を介して有効範囲を提供する。基地局１４は成分キャリアＣＣ＃０及びＣＣ＃１を介して無線有効範囲を提供するマクロセルであり、各成分キャリアに対して異なる距離の無線範囲を提供する。

基地局１２、１４からＵＥ１６、１８へのダウンリンクチャンネルにおいて、ＬＴＥ標準規格は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭは、データを伝送するために密に分布した多数の直交サブキャリアを使用するデジタルマルチキャリア変調方法である。ＬＴＥのダウンリンクにおいては、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）が多重方法として利用されている。ＯＦＤＭＡにおいて、個々のＵＥには所定の長さの期間、サブキャリアが割り当てられる。これにより、複数のユーザにからの同時データ伝送が可能になる。

ダウンリンクチャンネルは、ＬＴＥ階層における上位層から情報を運ぶ物理チャンネルをサポートする。２つの物理ダウンリンクチャンネルがあり、それらはデータ伝送のために使用される物理ダウンリンク共有チャンネル（ＰＤＳＣＨ）と制御情報を送信するために使用される物理ダウンリンク制御チャンネル（ＰＤＣＣＨ）である。ＵＥに対する（ＰＤＳＨＣにおける）ダウンリンクデータ受信又は物理アップリンク共有チャンネル（ＰＵＳＣＨ）におけるアップリンクデータ送信のスケジューリングは通常、ＰＤＣＣＨを用いたダウンリンク制御信号伝達を介して行われる。

ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに導入される主要な特徴はキャリアアグリゲーションである。周波数において隣接する又は隣接しない複数の成分キャリア（ＣＣ）を統合することができる。ＵＥはアップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）において、異なった帯域幅であってもよい、異なる数のＣＣを統合するように構成されてもよい。キャリアアグリゲーションはＵＥに固有なものであり、同一セル内の各ＵＥは異なるキャリアアグリゲーションの構成を有してもよい。

ＵＥがキャリアアグリゲーションとともに構成されると、そのＵＥは統合された全てのＣＣ上で同時受信又は同時送信することが可能になる。したがって、ＵＥは複数のＣＣに対して同時にスケジュールされてもよい。各ＣＣに対するダウンリンク割り当て及びアップリンク許可のスケジューリングは単一のＣＣに対するＤＣＩフォーマットにおける０〜３個のビットから成る付加的なキャリアインジケータフィールドを介して行われてもよい。０個のビットの場合、キャリアインジケータは存在しないことになる。

図２及び図３にはそれぞれ、５個のＣＣのキャリアアグリゲーション及びＰＤＣＣＨに対する対応するキャリアインジケータインデックスとＣＣインデックスとのマッピングが示されている。また、キャリアインジケータフィールドはＣＣ＃２にある。

ＰＤＣＣＨにおけるキャリアインジケータの使用はある程度の代償を伴う。ＰＤＣＣＨキャリアインジケータを有することによるデメリットは次のものを含む。
・スケジューリングが複数のＣＣに対して一緒に実行されなければならないことによるＰＤＣＣＨスケジューリングにおける複雑性の増大。
・キャリアインジケータが明示的に信号伝達される場合、ＤＣＩフォーマットに対して最大で３ビット分のペイロードサイズの増大。
・ＵＥがＤＣＩフォーマットに非ゼロビットのキャリアインジケータフィールドが存在するか否かを盲目的に検出することを求められ、かつＣＣが異なる帯域幅の大きさを有することが可能な場合、ＣＣ１個当たりの盲目的な復号化の試みの回数の潜在的な増大。

ＵＥ側から見た場合、特にＵＥが常に余分な盲目的検出を実行することを要求されるにもかかわらず設定可能な結合を有するＰＤＣＣＨのメリットが特定のシナリオに限定されてしまう場合、１つのＣＣに対する盲目的な復号化の試みの増大はＰＤＣＣＨ処理の待ち時間の増大及び消費電力の増大の理由により望ましくない。

それゆえ、各ＣＣに対してＵＥが実行することが必要なＰＤＣＣＨの盲目的復号化の試みの回数を最小化するキャリアアグリゲーション検出方法が望まれる。

上述の背景技術の検討は本発明の背景を説明するためになされたものである。参照される文献又は他の資料が本出願の請求項のいずれかの優先日において公開されていた、周知であって、又は一般的な知識の一部であったとの自認であるとして捉えられるべきではない。

１つの態様において、本発明は、データ伝送が物理ダウンリンク制御チャンネル（ＰＤＣＣＨ）によってスケジュールされる通信ネットワークにおけるキャリアアグリゲーションのためのダウンリンク制御構造を検出する方法であって、ＵＥにおいて、
該ＵＥに対するキャリアアグリゲーションを可能にする上位層信号伝達を受信することと、
成分キャリア（ＣＣ）のＰＤＣＣＨを読み取ることと、の工程を含み、
各ＣＣのＰＤＣＣＨにおけるダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）が前記上位層信号伝達から得られる複数の予め定義されたフォーマットのうちの１つに従って読み取られる、ダウンリンク制御構造を検出する方法を提供する。

上位層信号伝達はキャリアアグリゲーションがオン又はオフされることを可能にし、かつ（展開シナリオ又はネットワークオペレータの設定にも依るが）キャリア間制御が必要でない場合に盲目的復号化の試み及びＤＣＩフォーマットのペイロードサイズが最小に保たれることを可能にする。上位層信号伝達はキャリアアグリゲーション機能を備えたＵＥのみに送信される。上位層信号伝達が送られる前のｅＮｏｄｅＢ及びＵＥの両方によるデフォルト設定は非キャリア間制御である。すなわち、全てのＤＣＩフォーマットはキャリアインジケータフィールドのビットを有さない。

ＵＥに信号伝達された所定のＤＣＩフォーマットに従って各ＣＣのＰＤＣＣＨが読み取られると、該ＵＥのＣＣ１個当たりのＰＤＣＣＨ処理に対する電力及び待ち時間割当量が減らされてもよい。

上位層信号伝達はＣＣがクライアントＣＣのＰＤＣＣＨを送信することができるホストＣＣ、すなわち非ゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するホストＣＣに対するＰＤＣＣＨにおけるＤＣＩに対する予め定義されたフォーマットであることを示してもよい。

このように、キャリアインジケータを含むＰＤＣＣＨはホストＣＣと呼ばれるＣＣのサブセット（例えば、Ｋ、ここでＫ＝１，...，Ｍであり、ＭはＵＥに対して統合されるＣＣの合計数）上のみで送信される。

上位層信号伝達はＣＣが他のＣＣのＰＤＣＣＨを送信しないクライアントＣＣ、すなわちゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するクライアントＣＣに対するＰＤＣＣＨにおけるＤＣＩに対する予め定義されたフォーマットであることを示してもよい。

クライアントＣＣのＰＤＣＣＨはホストＣＣ上で送信することができる。１つのＣＣは同時にホストＣＣ及びクライアントＣＣとなることができる。この場合、該ＣＣは他のＣＣのＰＤＣＣＨを送信することができ、かつ他のＣＣ上で自身のＰＤＣＣＨを送信することができる。

上位層信号伝達は、ＵＥがクライアントＣＣ上のＰＤＣＣＨを検出する必要がないことを示してもよい。その代わりとして、そのクライアントＣＣに対するＰＤＣＣＨはホストＣＣによって送信される。前記方法はさらに、ＵＥがクライアントＣＣ上のＰＤＣＣＨを検出しないように該ＣＣのＰＤＣＣＨを選択的に読み取る工程を含んでもよい。

このように、クライアントＣＣは、ＵＥに対する（ゼロビットのキャリアインジケータを有する）全てのＰＤＣＣＨがＣＣ上で送信されないように構成するこができる。これにより、ＵＥはクライアントＣＣ上のいずれのＰＤＣＣＨも検出する必要がない。しかしながら、クライアントＣＣ上が同時にホストＣＣである場合には、そのような構成を適用することはできない。

この構成は、制御チャンネルを確実に送信することができないくらいにクライアントＣＣの干渉レベルが高い異機種ネットワーク展開に対して有利である。クライアントＣＣに対するＰＤＣＣＨ検出が必要でないので、ＵＥにおける電力削減を達成することができる。

しかしながら、周波数ダイバーシティー利得がより重要である同機種ネットワーク等の他の展開シナリオに対しては、ダイバーシティー利得は、やはりクライアントＣＣ上のＰＤＣＣＨを検出しているＵＥによって利用されることができる。

上位層信号伝達はＣＣがクライアントＣＣ又はホストＣＣであることを示さなくてもよい。この場合、ＣＣはそれ自身の全てのＰＤＣＣＨかつそれ自身のＰＤＣＣＨだけを送信するために使用される通常のＣＣ、すなわちゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有する通常のＣＣに対するＰＤＣＣＨにおけるＤＣＩに対する予め定義されたフォーマットであるとして捉えてもよい。

このように、上位層信号伝達を使用することによって、ｅＮｏｄｅＢはＣＣを下記の種類の１つ又は複数として設定することができる。
・ホストＣＣ：クライアントＣＣ及びそれ自身のＰＤＣＣＨの送信のために使用することができるＣＣ。
・クライアントＣＣ：それのＰＤＣＣＨをホストＣＣ上で送信することができるＣＣ。クライアントＣＣはまた、構成によっては、それ自身のＰＤＣＣＨを送信するために使用することもできる。
・通常ＣＣ：それ自身の全てのＰＤＣＣＨかつそれ自身のＰＤＣＣＨだけを送信するために使用されるＣＣ（ＬＴＥ Ｒｅｌ−８と同じ）。

ホストＣＣ上で送信される全てのＰＤＣＣＨは、ホストＣＣに対応するＰＤＣＣＨに対する場合であっても、常に非ゼロビットのキャリアインジケータを含む。キャリアインジケータフィールドの実際のビットの数は、そのＵＥに対して統合された実際のキャリアの数の関数とすることができる（すなわち、ｃｅｉｌ（ｌｏｇ２ Ｍ））。クライアントＣＣ又は通常ＣＣ上で送信されるＰＤＣＣＨは非ゼロビットのキャリアインジケータを含まない。

上位層信号伝達は必要に応じて、又はネットワークの無線チャンネル特性の変化に応じて、ＣＣを半静的にホストＣＣ、クライアントＣＣ、及び通常ＣＣとして設定するために使用されてもよい。例えば、非秩序的にフェムトセルが展開されている異機種ネットワークの場合、各ＣＣの干渉特性は１日に数回変化する可能性がある。

上位層信号伝達はＵＥに固有なものであってもよく、いくつかのＵＥはキャリアアグリゲーション機能を有さなくてもよい。さらに、異機種ネットワークの場合、ＵＥが受ける各ＣＣに対する干渉特性はＵＥ毎に異なる可能性がある。図１に示されているように、ＵＥ１６及びＵＥ１８はＣＣ＃０とＣＣ＃１に対して明らかに異なる無線特性を持つ。

ホストＣＣは、それがＰＤＣＣＨを送信しているクライアントＣＣと同じＣＣ帯域幅を有してもよい。この場合、キャリアアグリゲーションの一部を成すＣＣは、それがホスト又はクライアントＣＣに対する候補ＣＣとして適格となるために、キャリアアグリゲーション内の少なくとも他の１つのＣＣと同じ帯域幅の大きさを有さなければならない。

本発明の長所は、ホストＣＣに対してＵＥが実行しなければならないＰＤＣＣＨの盲目的復号化の試みの回数が、ＣＣ帯域幅の違いの結果として同一のＤＣＩフォーマットに対する２つの異なるペイロードサイズのために２倍になることがないことである。上述したような予め定義されたフォーマットの使用との併用で、ＵＥによって実行されなければならない盲目的復号化の試みの回数を通常ＣＣに対して必要な回数と等しく保つことができる。

図１は異機種ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ又はＬＴＥ Ｒｅｌ−１０携帯通信ネットワーク１０の構成を図示している。 図２は５個のＣＣのキャリアアグリゲーションの概略図である。 図３は３ビットのキャリアインジケータフィールドの例を示している表である。 図４Ａは２個のＣＣに対するＰＤＣＣＨ−ＰＤＳＣＨ結合シナリオの概略図である。 図４Ｂは２個のＣＣに対するＰＤＣＣＨ−ＰＤＳＣＨ結合シナリオの概略図である。 図４Ｃは２個のＣＣに対するＰＤＣＣＨ−ＰＤＳＣＨ結合シナリオの概略図である。 図５は本発明の実施形態に従った方法を示しているフローチャートである。

図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは２個のＣＣの例に対する可能なＰＤＣＣＨ−ＰＤＳＣＨ結合シナリオを示している。図４Ａにおいて、ＰＤＣＣＨ２０、２２はそれらがスケジュールするＰＤＳＣＨ２８、３０と同じＣＣ２４、２６にある。図４Ｂにおいて、ＰＤＣＣＨ３２、３４はそれらがスケジュールするＰＤＳＣＨ４２、４０とは異なる成分キャリア３６、３８にある。図４Ｃにおいて、ＰＤＣＣＨ４４、４６は成分キャリア４８、５４でＰＤＳＣＨ５０、５２をスケジュールするが、ＰＤＣＣＨ４４、４６は両方とも単一の成分キャリア４８にある。

本発明で使用される制御構造に従うと、ＣＣ２４及び２６は通常ＣＣであり、ＣＣ３６、３８は両方ともホストかつクライアントＣＣであり、そしてＣＣ４８、５４はそれぞれホストＣＣ及びクライアントＣＣである。

図５を参照すると、本発明の実施形態に従うと、ＣＣのＰＤＣＣＨはｅＮｏｄｅＢ（例えば、基地局１２）とＵＥ（例えば、ＵＥ１６）との間の上位層信号伝達から得られる複数の予め定義されたフォーマットのうちの１つに従って読み取られる。

ステップ７０において、ＵＥが非ゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するＤＣＩフォーマットを検出することが必要であるかどうかが決定される。ｅＮｏｄｅＢ及びＵＥの両方によるデフォルト設定は非キャリアアグリゲーションである。したがって、上位層信号伝達が受信されない場合、ステップ７２において、ＵＥはＣＣが通常ＣＣであると仮定し、ゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するＰＤＣＣＨにおけるＤＣＩの予め定義されたフォーマットに従ってＣＣのＰＤＣＣＨを読み取る。

しかしながら、ＵＥがｅＮｏｄｅＢからキャリアアグリゲーションをオンにするためのｃａｒｒｉｅｒ＿ｉｎｄ＿ｃｏｎｆｉｇ信号等の上位層信号伝達を受信した場合、ステップ７４において、ＵＥはダウンリンクＣＣがホストＣＣであるかどうかを決定する。ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｃｃ＿ｃｏｎｆｉｇ信号等のｅＮｏｄｅＢからの上位層信号伝達が、ＣＣがホストＣＣであることを示す場合、ステップ７６においてＵＥは非ゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するＤＣＩの予め定義されたフォーマットに従ってＣＣのＰＤＣＣＨを読み取る。ＰＤＣＣＨ検出の物理信号処理及び手順はＴＳ ３６．２１１及びＴＳ ３６．２１３に規定されているＲｅｌ−８処理及び手順と同じものであってもよい。

一方、ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｃｃ＿ｃｏｎｆｉｇ信号等のｅＮｏｄｅＢからの上位層信号伝達が、ＣＣがクライアントＣＣであることを示す場合、ステップ７８において、ＵＥはダウンリンクＣＣがクライアントＣＣであると決定する。そして、ステップ８０において、ＵＥは、ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｃｃ＿ｃｏｎｆｉｇ信号等のｅＮｏｄｅＢからの上位層信号伝達を介して、該ＵＥが上記クライアントＣＣに対するＰＤＣＣＨを検出する必要があるかどうかを決定する。

ＵＥがＰＤＣＣＨを検出する必要がある場合、ステップ８２において、ＵＥはゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するＤＣＩの予め定義されたフォーマットに従ってＣＣのＰＤＣＣＨを読み取る。ＰＤＣＣＨ検出の物理信号処理及び手順はＴＳ ３６．２１１及びＴＳ ３６．２１３に規定されているＲｅｌ−８処理及び手順と同じものであってもよい。

ＵＥがＰＤＣＣＨを検出する必要がない場合、ステップ８４において、ＵＥはＰＤＣＣＨの検出を行わない。

ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｃｃ＿ｃｏｎｆｉｇ信号がＵＥによって受信されない場合（すなわち、上位層信号伝達が、ＣＣがホスト又はクライアントであることを示さない場合）、ステップ８６においてＵＥはダウンリンクＣＣが通常ＣＣであると仮定する。ＵＥはゼロビットのキャリアインジケータフィールドを有するＰＤＣＣＨにおけるＤＣＩの予め定義されたフォーマットに従って通常ＣＣのＰＤＣＣＨを読み取る。ＰＤＣＣＨ検出の物理信号処理及び手順はＴＳ ３６．２１１及びＴＳ ３６．２１３に規定されているＲｅｌ−８処理及び手順と同じものであってもよい。

それゆえ、ＵＥは、該ＵＥによって実行されなければならないＰＤＣＣＨの盲目的復号化の試みの回数をＬＴＥ Ｒｅｌ−８の要求（最大４４回）と同じ回数まで最小化する方法でキャリアアグリゲーションのためのダウンリンク制御構造を検出することができる。

本発明の範囲から外れることなく上述の部分に対して多様な変更、追加、及び／又は改良を加えることができることは理解されなければならない。そして、上述の開示から、当業者には本発明が様々な様式でソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェアによって実施可能であることが理解されるだろう。

＜文献の引用＞
この出願は、２００９年８月１４日に出願された豪州特許出願第２００９９０３８３１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てを参照によってここに取り込む。

本発明は携帯通信ネットワークへのアクセスを制御する方法を提供する。

１０ 携帯通信ネットワーク
１２ フェムトセル
１４ ｅＮｏｄｅＢ
２０，２２，３２，３４，４４，４６ ＰＤＣＣＨ
２４，２６，３６，３８，４８，５４ ＣＣ（成分キャリア）
２８，３０，４０，４２，５０，５２ ＰＤＳＣＨ

Claims (14)

1. 無線通信ネットワークで使用されるユーザ装置（ＵＥ）に実装される方法であって、
   キャリアアグリゲーションを有効にする上位層信号を基地局から受信する過程と、
   複数の成分キャリア（ＣＣ）を前記上位層信号に沿ってアグリゲートする過程と、を含むことを特徴とする方法。
2. 前記請求項１に記載の方法であって、前記ユーザ装置及び前記基地局により仮定されるデフォルト設定が非キャリアアグリゲーションであることを特徴とする方法。
3. 前記請求項１に記載の方法であって、さらに、
   成分キャリアが通常ＣＣであることを前記上位層信号の受信前に仮定する過程を含むことを特徴とする方法。
4. 前記請求項３に記載の方法であって、前記通常ＣＣは、前記通常ＣＣのための各物理ダウンリンク制御チャンネル（ＰＤＣＣＨ）を送信するために使用され、他のＣＣのためのＰＤＣＣＨを送信するためには使用されないことを特徴とする方法。
5. 前記請求項１乃至４のいずれかに記載の方法であって、前記上位層信号がＵＥ固有であることを特徴とする方法。
6. 前記請求項１乃至５のいずれかに記載の方法であって、前記ＵＥは、キャリアアグリゲーション機能を有することを特徴とする方法。
7. 前記請求項１乃至６のいずれかに記載の方法であって、前記キャリアアグリゲーションがＵＥ固有であることを特徴とする方法。
8. 前記請求項１乃至７のいずれかに記載の方法であって、前記上位層信号が前記複数のＣＣを半静的（セミスタティック）に構成するために用いられることを特徴とする方法。
9. 前記請求項１乃至８のいずれかに記載の方法であって、前記複数のＣＣが同じＣＣ帯域幅を有することを特徴とする方法。
10. 無線通信ネットワークで使用される基地局に実装される方法であって、
    キャリアアグリゲーションを有効にする上位層信号をユーザ装置（ＵＥ）に送信する過程と、
    複数の成分キャリア（ＣＣ）を前記上位層信号に沿ってアグリゲートする過程と、を含むことを特徴とする方法。
11. 無線通信ネットワークに実装される方法であって、
    キャリアアグリゲーションを有効にする上位層信号を基地局からユーザ装置（ＵＥ）に送信する過程と、
    複数の成分キャリア（ＣＣ）を前記上位層信号に沿ってアグリゲートする過程と、を含むことを特徴とする方法。
12. 無線通信ネットワークで使用されるユーザ装置（ＵＥ）であって、
    キャリアアグリゲーションを有効にする上位層信号を基地局から受信する受信ユニットと、
    複数の成分キャリア（ＣＣ）を前記上位層信号に沿ってアグリゲートするアグリゲーションユニットと、を含むことを特徴とするＵＥ。
13. 無線通信ネットワークで使用される基地局であって、
    キャリアアグリゲーションを有効にする上位層信号をユーザ装置（ＵＥ）に送信する送信ユニットと、
    複数の成分キャリア（ＣＣ）を前記上位層信号に沿ってアグリゲートするアグリゲーションユニットと、を含むことを特徴とする基地局。
14. 無線通信ネットワークであって、
    キャリアアグリゲーションを有効にする上位層信号を送信する基地局と、
    前記上位層信号を前記基地局から受信するユーザ装置（ＵＥ）と、を含み、
    複数の成分キャリア（ＣＣ）を前記上位層信号に沿ってアグリゲートすることを特徴とする前記無線通信ネットワーク。

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