JP2015502089A - 省電力ユーザ機器のためのアクティブ帯域幅インジケータ - Google Patents

Abstract

本発明は、端末および基地局、ならびに端末および基地局でそれぞれ行われる受信方法および送信方法に関する。詳細には、本発明は、端末に２つの動作帯域幅を提供することにより電力消費を低減することに関し、一方の帯域幅は、セル帯域幅、つまりセルが動作可能な帯域幅であり、他方は、セル帯域幅よりも低く、省電力帯域幅と呼ばれる帯域幅である。端末は、システム情報の受信を含む初回のセルサーチはセル帯域幅で行い、他の（１つまたは複数の）受信／送信／監視動作は省電力帯域幅で行うことができる。したがって、低コスト端末の実装が可能になり、これは特にマシン通信端末に有利である。【選択図】図４

Description

本発明は、マルチキャリア変調を使用する通信システムのための省電力端末に関する。詳細には、本発明は、そのような端末の電力消費の低減に関する。

例えば３ＧＰＰ（third generation partnership project）で標準化されたＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）などの第３世代（３Ｇ）の移動システムは、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）（登録商標）無線アクセス技術に基づいている。今日、３Ｇシステムは世界中に広範な規模で配備されつつある。ＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）、および、ＨＳＵＰＡ（High-Speed Uplink Packet Access）とも呼ばれる強化されたアップリンクを導入することによってこの技術を拡張した後、ＵＭＴＳ標準の発展における次の主要な段階では、ダウンリンクでのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）と、アップリンクでのＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiplexing Access）との組み合わせが取り入れられた。このシステムは、将来の技術発展に対応していくことを意図しているため、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と名付けられている。

ＬＴＥシステムは、低待ち時間かつ低コストでＩＰに完全に基づく諸機能を提供する、パケットを利用した効率的な無線アクセスおよび無線アクセスネットワークに相当する。詳細なシステム要件は、3GPP TR 25.913, "Requirements for evolved UTRA (E-UTRA) and evolved UTRAN (E-UTRAN)," v8.0.0, January 2009（非特許文献１）（３ＧＰＰのウェブサイトで入手することができ、その内容は本明細書に援用される）で得られる。ダウンリンクは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、および６４ＱＡＭのデータ変調方式に対応し、アップリンクはＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、および１６ＱＡＭに対応する。

ＬＴＥのネットワーク・アクセスは、５ＭＨｚにチャネルが固定されたＵＴＲＡ（UMTS Terrestrial Radio Access）と対照的に、１.２５〜２０ＭＨｚの間のいくつかの規定チャネル帯域幅を使用し、柔軟性が非常に高い。スペクトル効率はＵＴＲＡと比べて最高で４倍まで向上され、アーキテクチャおよびシグナリングの改善により往復の待ち時間が短縮される。ＭＩＭＯ（Multiple Input/Multiple Output）のアンテナ技術により、３ＧＰＰの当初のＷＣＤＭＡ（登録商標）無線アクセス技術に比べて１セル当たり１０倍のユーザに対応できるようになる。可能な限り多くの周波数帯割当の配置に適合するために、ペアになった帯域動作（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）およびペアをなさない帯域動作（ＴＤＤ：Time Division Duplex）の両方に対応する。ＬＴＥは、隣接するチャネル内でも以前の３ＧＰＰ無線技術と共存することができ、すべての３ＧＰＰの以前の無線アクセス技術との間で呼を受け渡しすることができる。

図１に、ＬＴＥリリース８のコンポーネントキャリア（Component Carrier）の構造を示す。３ＧＰＰ ＬＴＥリリース８のダウンリンクのコンポーネントキャリアは、時間−周波数領域でいわゆるサブフレーム１００に分割される。各サブフレームは、サブフレームの１つが図１において１期間Ｔ_ｓｌｏｔに相当する１２０として示されている、２つのダウンリンク・スロットに分割される。第１のダウンリンク・スロットは、先頭のＯＦＤＭシンボルの中に制御チャネル領域を備える。各サブフレームは、時間領域の所定数のＯＦＤＭシンボルからなる。各ＯＦＤＭシンボルはコンポーネントキャリアの帯域幅全体に渡る。

具体的に、スケジューラによって割り当てることができる最小単位のリソースはリソースブロックであり、これは物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）とも呼ばれる。ＰＲＢ１３０は時間領域のＮ_symb ^DL個の連続したＯＦＤＭシンボルおよび周波数領域のＮ_SC ^RB個の連続したサブキャリアとして定義される。実際の運用では、ダウンリンクリソースはリソースブロックペアとして割り当てられる。リソースブロックペアは、２つのリソースブロックからなる。１リソースブロックペアは、周波数領域のＮ_SC ^RB個の連続したサブキャリアと、時間領域のサブフレームの２・Ｎ_symb ^DL個の全変調シンボルに渡る。Ｎ_symb ^DLは６または７であり、結果として合計１２個または１４個のＯＦＤＭシンボルがあることになる。したがって、物理リソースブロック１３０は、時間領域の１スロットおよび周波数領域の１８０ｋＨｚに相当するＮ_symb ^DL×Ｎ_SC ^RB個のリソースエレメント（Resource Element）からなる（ダウンリンクのリソースグリッドに関するさらなる詳細は、例えば3GPP TS 36.211, "Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); physical channels and modulations (Release 8)," version 8.9.0, December 2009, Section 6.2（非特許文献２）（３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手可能）で得ることができ、その内容は本明細書に援用される）。リソースブロックまたはリソースブロックペアがスケジューリングされているにも関わらずその中のリソースエレメントの一部が使用されない可能性もあるが、使用される術語表現を簡潔にするために、リソースブロックまたはリソースブロックペア全体が割り当てられるとする。スケジューラによって実際に割り当てられないリソースエレメントの例には、図３にも示すように、参照信号、ブロードキャスト信号、同期信号、および各種の制御信号やチャネル送信に使用されるリソースエレメントが含まれる。

ダウンリンクの物理リソースブロックの数Ｎ_RB ^DLは、セル内で設定されたダウンリンク送信の帯域幅に応じて決まり、現在ＬＴＥでは６〜１１０個の（Ｐ）ＲＢで規定される。ＬＴＥでは、帯域幅をＨｚ単位（例えば１０ＭＨｚ）またはリソースブロック単位で表すのが慣習的であり、例えばダウンリンクの場合、セル帯域幅を例えば１０ＭＨｚまたはＮ_RB ^DL＝５０ＲＢと表すことができ、両者は等価である。

ＵＥは、セルサーチ手順を行わなければＬＴＥセルにアクセスすることができない。この手順により、ＵＥは、ダウンリンクを復調し、アップリンクの信号を正しいタイミングで送信するのに必要な時間と周波数のパラメータを判定することができる。

セルサーチの最初の段階は初期同期を含む。したがって、ＵＥは、ＬＴＥセルを検出し、検出したセルに登録するために必要とされるすべての情報を復号する。この手順では２つの物理信号を利用し、それらの信号は、各セルの中央の６２個のサブキャリアでブロードキャストされるプライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号（それぞれＰＳＳおよびＳＳＳ）である。これらの信号により時間および周波数の同期が可能になる。それらの信号の検出に成功すると、ＵＥは、物理セルＩＤ、サイクリック・プレフィクスの長さ、およびＦＤＤが用いられるのか、またはＴＤＤが用いられるのかに関する情報を得ることができる。詳細には、ＬＴＥでは、端末の電源が投入されると、端末はプライマリ同期信号を検出し、この信号は、ＦＤＤの場合は無線フレームの最初のサブフレーム（サブフレーム０）の最初の時間スロットの最後のＯＦＤＭシンボルで送信される（ＴＤＤの場合は位置がわずかに異なるが、位置は明確に決められる）。それにより、端末は、当該セルに選択されたサイクリック・プレフィクスに関係なくスロット境界を得ることができる。モバイル端末が５ミリ秒のタイミング（スロット境界）を見つけると、セカンダリ同期信号を探す。ＰＳＳとＳＳＳは両方とも、ＤＣキャリア前後の７２個の予約サブキャリアのうち６２個のサブキャリアで送信される。次のステップで、ＵＥは物理ブロードキャスト・チャネル（ＰＢＣＨ）を検出し、これはＰＳＳおよびＳＳＳと同様にセルの中央の７２個のサブキャリアのみにマッピングされる。ＰＢＣＨは、システム・リソースに関する情報を含むＭＩＢ（Master Information Block：マスタ情報ブロック）を含んでいる。リリース１０までのＬＴＥでは、ＭＩＢの長さは２４ビットであった（そのうち１４ビットが現在使用され、１０ビットが予備となっている）。ＭＩＢは以下のパラメータを含む。
・ダウンリンクのシステム帯域幅
・ＰＨＩＣＨ（physical HARQ indicator channel：物理ＨＡＲＱインジケータチャネル）構造、
・システム・フレーム番号（ＳＦＮ）の最上位８ビット。

セルに最初にアクセスする際に必須である最も頻繁に送信される限られた数のパラメータを含むＭＩＢ（マスタ情報ブロック）の検出に成功すると、端末はシステム帯域幅をアクティブ化し、つまり、示されたダウンリンクのシステム帯域幅で信号を受信し、検出できるようにならなければならない。ダウンリンクのシステム帯域幅を取得すると、ＵＥは次いで、いわゆるＳＩＢ（System Information Block：システム情報ブロック）でさらに必要なシステム情報を受信することができる。ＬＴＥリリース１０では、ＳＩＢ Ｔｙｐｅ１〜ＳＩＢ Ｔｙｐｅ１３が定義され、特定の動作に必要な種々の情報エレメントを搬送する。例えば、ＦＤＤの場合、ＳＩＢ Ｔｙｐｅ ２（ＳＩＢ２）は、ＵＬキャリア周波数およびＵＬ帯域幅を含む。

各種ＳＩＢはＰＤＳＣＨ（physical downlink shared channel：物理ダウンリンク共有チャネル）で送信され（下記のＰＤＳＣＨおよびＰＤＣＣＨの詳細を参照されたい）、したがって個々の割振は物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）によって割り当てられる。端末（ＵＥ）は、そのようなＰＤＣＣＨ（存在する場合）を正しく検出するには、ＭＩＢからダウンリンクのシステム帯域幅を知る必要がある。

データは、仮想リソースブロックのペアを利用して物理リソースブロックにマッピングされる。仮想リソースブロックのペアが物理リソースブロックのペアにマッピングされる。下記の２種類の仮想リソースブロックが、ＬＴＥのダウンリンクの物理リソースブロックへのマッピングに従って定義される。
−ＬＶＲＢ（Localized Virtual Resource Block、局所ＶＲＢ）
−ＤＶＲＢ（Distributed Virtual Resource Block、分散ＶＲＢ）

局所ＶＲＢを使用する局所送信モードでは、ｅＮＢが、どのリソースブロックをどれくらい使用するかについて完全に制御し、通常はその制御により、スペクトル効率が高くなるリソースブロックを選択する。大半の移動通信システムでは、その結果、隣接する物理リソースブロックまたは隣接する物理リソースブロックの複数個のまとまりが単一のユーザ機器への送信のために使用されることになる。これは、無線チャネルが周波数領域でコヒーレントであるためであり、１つの物理リソースブロックで高いスペクトル効率が得られる場合には、それに隣接する物理リソースブロックでも同様に高いスペクトル効率が得られる可能性が高いことを示唆する。分散ＶＲＢを使用する分散伝送モードでは、充分に高いスペクトル効率をもたらす少なくともいくつかの物理リソースブロックに当たり、それにより周波数ダイバーシティを得るために、同じＵＥ向けデータを伝送する物理リソースブロックが周波数帯に渡って分散される。すべての受信機が同じ局所リソースブロックで充分に高いスペクトル効率を提供する確率は一般に受信機の数が増えるにしたがって低下するため、複数の受信機を同時に対象とするデータは、通常、分散方式でマッピングされることに気付かれよう。

３ＧＰＰ ＬＴＥリリース８では、アップリンクおよびダウンリンクに１つのコンポーネントキャリアしかない。１つのＤＬサブフレーム内で、１番目〜４番目のＯＦＤＭシンボルがダウンリンクの制御チャネルおよびダウンリンクの信号送信に使用される（ＬＴＥ制御領域）。ダウンリンクの制御シグナリングは、基本的に次の３つの物理的なチャネルによって伝送される。
−サブフレームにおいて制御シグナリングに使用されるＯＦＤＭシンボルの数（すなわち制御チャネル領域の大きさ）を指示するＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）。Ｎ_RB ^DL＞１０の場合、ＰＣＦＩＣＨは制御フォーマット・インジケータ（ＣＦＩ）を搬送し、これは、１つ、２つ、または３つのＯＦＤＭシンボルの長さを示す。それに対して、Ｎ_RB ^DL≦１０の場合、ＣＦＩは、２つ、３つ、または４つのＯＦＤＭシンボルの長さを示す。
−アップリンクのデータ送信に関連するダウンリンクのＡＣＫ／ＮＡＣＫを伝送するＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel）。ＰＨＩＣＨの継続時間、すなわちＰＨＩＣＨに使用されるＯＦＤＭシンボルの数は、上位レイヤによって設定される。通常のＰＨＩＣＨの場合、継続時間は１ＯＦＤＭシンボルである。拡張ＰＨＩＣＨの場合、継続時間は２〜３ＯＦＤＭシンボルである。ＰＨＩＣＨの継続時間は、ＰＣＦＩＣＨ値から決まるＤＬ制御領域のサイズに下限を課す。
−セル固有参照信号（ＣＲＳ）は、アンテナポート０〜３のうち１つまたは数個で送信される。通常のサブフレームでは、ＣＲＳは、サブフレーム内で帯域幅全体に分散される。ＭＢＳＦＮサブフレームでは、ＣＲＳは、ＭＢＳＦＮサブフレームの非ＭＢＳＦＮ領域、すなわちＤＬ制御領域のみで送信される。
−ダウンリンクのスケジューリング割当およびアップリンクのスケジューリング割当を伝送するＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel：物理ダウンリンク制御チャネル）。

ＰＣＦＩＣＨは、既知の所定の変調および符号化方式を使用して、ダウンリンクサブフレームの制御シグナリング領域内の、ダウンリンクのシステム帯域幅の値に依存する既知の位置から送信される。ユーザ機器は、サブフレーム中の制御シグナリング領域の大きさ、例えばＯＦＤＭシンボルの数に関する情報を得るためにＰＣＦＩＣＨを復号する。ユーザ機器（ＵＥ：User Equipment）がＰＣＦＩＣＨを復号できない場合、または誤りのあるＰＣＦＩＣＨ値を得た場合、制御シグナリング領域に含まれるＬ１／Ｌ２制御シグナリング（ＰＤＣＣＨ）を正しく復号することができず、その結果制御シグナリング領域に含まれるすべてのリソース割当が失われる可能性がある。

ＰＤＣＣＨは、例えばダウンリンクまたはアップリンクのデータ送信用のリソースを割り当てるためのスケジューリング・グラントなどの制御情報を伝送する。物理制御チャネルは、１つまたは数個の連続したＣＣＥ（Control Channel Element）を集約（aggregation）したもので送信される。各ＣＣＥは、いわゆるリソースエレメントグループ（ＲＥＧ：Resource Element Group）にまとめられたリソースエレメントの組に相当する。ＣＣＥは、通例、９個のリソースエレメントグループに対応する。ＰＤＣＣＨ内のスケジューリング・グラントは、ＣＣＥに基づいて定義される。リソースエレメントグループは、リソースエレメントへの制御チャネルのマッピングを定義するために使用される。各ＲＥＧは、同じＯＦＤＭシンボル中にある参照信号を除く４つの連続したリソースエレメントからなる。ＲＥＧは、１つのサブフレーム内の１番目から４番目のＯＦＤＭシンボルに存在する。ユーザ機器向けのＰＤＣＣＨは、サブフレーム中のＰＣＦＩＣＨによって通常示されるＣＦＩに従って、ＯＦＤＭシンボル内で送信される。

３ＧＰＰ ＬＴＥリリース８（および後のリリース）において物理リソースへのデータのマッピングに使用される別の論理単位はリソースブロックグループ（ＲＢＧ）である。リソースブロックグループは、（周波数で）連続した物理リソースブロックの組である。ＲＢＧの概念は、指示などのためのオーバーヘッドを最小にし、それにより送信時のデータに対する制御オーバーヘッドの比率を下げるために、受信ノード（例えばＵＥ）に割り当てられるリソースの位置を指示するために特定のＲＢＧをアドレス指定することを可能にする。現在、ＲＢＧのサイズは、システム帯域幅、具体的には、Ｎ_RB ^DLに応じて、１、２、３または４つのリソースブロックと指定されている。ＬＴＥリリース８におけるＰＤＳＣＨのＲＢＧのマッピングに関するさらなる詳細は、3GPP TS 36.213, "Evolved Universal terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures," v8.8.0, September 2009, Section 7.1.6.1（非特許文献３）（３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手可能）で得られ、その内容は本明細書に援用される。

ＵＥは、すべての非ＤＲＸサブフレームで、制御情報を求めてサービングセルのＰＤＣＣＨ候補のセットを監視し、監視するとは、すべての監視対象のＤＣＩ（downlink control information：ダウンリンク制御情報）フォーマットに従ってセットに含まれる各ＰＤＣＣＨの復号を試みることを意味する。ＤＣＩは、必要とされるＬ１／Ｌ２制御情報を表す。Ｌ１／Ｌ２制御情報についての詳細な情報は、3GPP TS 36.212, "Evolved Universal terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and Channel Coding," ver. 8.8.0, Dec. 2009, Section 5.3.3（非特許文献４）（３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手可能）で得ることができ、同文献は参照により本明細書に組み込まれる。監視するＰＤＣＣＨ候補のセットは、サーチスペースの点から定義される。

ＵＥは、ＵＥ固有のサーチスペースと共通サーチスペースの２種類のサーチスペースを監視する。ＵＥ固有のサーチスペースと共通サーチスペースはどちらも、一般には異なるＣＣＥを集約することによって定義される種々の異なるアグリゲーションレベルに対応する、一般には異なる数の候補からなる。

システム情報のためのＰＤＣＣＨは共通サーチスペースで送信され、そのため、すべてのＵＥが共通サーチスペースを監視することによってシステム情報を受信することができる。

ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel：物理ダウンリンク共有チャネル）はユーザデータの伝送に使用される。ＰＤＳＣＨは、（先に示したように、限られた個数のリソースエレメントは除けるようにして）１つのサブフレーム中でＰＤＣＣＨの後に残りのＯＦＤＭシンボルにマッピングされる。１つのＵＥに割り当てられるＰＤＳＣＨリソースは、サブフレームごとにリソースブロックを単位とする。ＬＴＥでは、ＤＬデータ領域は、１つのサブフレーム内でＤＬ制御領域の後に開始する。ＤＬデータ領域では、ＣＲＳ、ＰＤＳＣＨ、および（もし設定されていれば）それに対応するＵＥ固有の参照信号または復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）が送信される。

図３に、サブフレーム内のＰＤＣＣＨ３３１〜３３３およびＰＤＳＣＨ３５０のマッピング例を示す。（この例での）最初の３つのＯＦＤＭシンボルが制御チャネル領域３９０（ＰＤＣＣＨ領域）を形成し、Ｌ１／Ｌ２の制御シグナリングに使用される。残りの１１個のＯＦＤＭシンボルは、データチャネル領域を形成し（ＰＤＳＣＨ領域。図３には、最初のスロットに属する最初の４つのみを示す）、物理層データ（上位レイヤまたはユーザデータの制御情報）の搬送に使用される。すべてのサブフレームのリソースブロックペアで、セル固有の参照信号、いわゆるＣＲＳ（Common Reference Signal：共通参照信号）３４０が１つまたは数個のアンテナポート０〜３で送信される。

さらに、サブフレームは、ユーザ機器でＰＤＳＣＨを復調するために使用されるＵＥ固有の参照信号、いわゆるＤＭ−ＲＳ（Demodulation Reference Signal：復調用参照信号）３８０も含む。ＤＭ−ＲＳは、特定のユーザ機器に対してＰＤＳＣＨが割り当てられているリソースブロックでのみ送信される。ＤＭ−ＲＳでダウンリンクのＭＩＭＯ（multiple input/multiple output：多入力多出力）をサポートするために、最高で８つのＤＭ−ＲＳ層が定義され、すなわち、ＬＴＥリリース１０では最大で８層のＭＩＭＯがサポートされる。図４には、同時に使用される４つのＤＭ−ＲＳ層の場合のみを示す。

２００９年９月に、３ＧＰＰ Ｐａｒｔｎｅｒｓは、ＬＴＥリリース１０および以後のリリース（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）をＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄの候補として評価するよう提案する正式の提言をＩＴＵに行った。ＩＴＵは、能力がＩＭＴ２０００を超えるモバイル・システムを指すために「ＩＭＴ Ａｄｖａｎｃｅｄ」という用語を新たに作っている。この新しい課題に対応するために、３ＧＰＰの組織パートナーは、３Ｇ以降のシステムを包含するように３ＧＰＰの範囲を広げることに同意した。３ＧＰＰでは、Ｅ−ＵＴＲＡを発展させるための３ＧＰＰ事業者の要件と、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄの能力を満たす、または超える必要性に従ってＥ−ＵＴＲＡ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）のさらなる前進を検討しなければならない。Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅ−ＵＴＲＡは、ＩＴＵ−ＲでＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄの要件になることが見込まれる内容と比べてかなり高い性能を提供しなければならないと予想される。

ＬＴＥ−Ａリリース１０の作業は、２０１０年３月に開始し、２０１１年６月にはすでに固まっていた。ＬＴＥ−Ａリリース１０に含まれる主要な機能には、キャリアアグリゲーション、強化されたＤＬ ＭＩＭＯ、ＵＬ ＭＩＭＯ、中継等がある。

3GPP TS 36.300 v.10.2.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description", Dec. 2010, Section 5.5（非特許文献５）によると、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）では、最高で合計１００ＭＨｚのより広い伝送帯域幅に対応するために、２つ以上のコンポーネント・キャリア（ＣＣ）が集約される。ＵＥは、能力に応じて、１つまたは複数のＣＣで同時に受信または送信を行うことができる。ＵＬとＤＬとで異なる数のＣＣを集約するようにＵＥを設定することが可能である。
−設定できるＤＬ ＣＣの数は、ＵＥのＤＬアグリゲーション能力に応じて決まる。
−設定できるＵＬ ＣＣの数は、ＵＥのＵＬアグリゲーション能力に応じて決まる。
−ＤＬ ＣＣよりもＵＬ ＣＣが多くなるようにＵＥを設定することはできない。

ＣＡが設定される際、ＵＥは、ネットワークとの間に１つのみのＲＲＣ接続を有する。ＲＲＣ接続の再確立／ハンドオーバー時に、１つのサービングセルがＮＡＳモビリティ情報およびセキュリティ入力を提供する。このサービングセルをプライマリ・セル（ＰＣｅｌｌ）と呼ぶ。ダウンリンクでは、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、ダウンリンク・プライマリ・コンポーネント・キャリア（ＤＬ ＰＣＣ）であり、アップリンクではアップリンク・プライマリ・コンポーネントキャリア（ＵＬ ＰＣＣ）である。

ＬＴＥ−Ａの別の主要な機能は、３ＧＰＰ ＬＴＥ−ＡのＵＴＲＡＮアーキテクチャに中継ノードに導入することにより中継機能を提供することである。中継は、ＬＴＥ−Ａでは、高いデータレートの利用可能範囲、グループのモビリティ、一時的なネットワーク配備、セルエッジのスループットを向上させ、かつ／または、新しい地域に受信可能範囲を提供するための手段と考えられる。中継ノードは、ドナー（donor）セルを介して無線アクセスネットワークにワイヤレスに接続される。中継の手法に応じて、中継ノードは、ドナー・セルの一部としても、あるいは独自にセルを制御してもよい。中継ノードがドナー・セルの一部である場合、中継ノードは独自のセルＩＤ（cell identity）は持たないが、中継ＩＤは持つことができる。中継ノードが独自にセルを制御する場合は、１つまたは数個のセルを制御し、その中継ノードに制御される各セル内で一意の物理レイヤセルＩＤが提供される。

ＬＴＥ−Ａリリース１１の作業は２０１１年９月に開始された。ＬＴＥ−Ａリリース１１の主要機能には、ＬＴＥのキャリアアグリゲーションの強化、ＬＴＥのさらに強化された非ＣＡベースのＩＣＩＣ（inter-cell interference coordination：セル間干渉制御）、ＬＴＥダウンリンクのＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point Operation：連携多地点動作）等が含まれる。それに加えて、ＬＴＥ−Ａリリース１１は、ＬＴＥのＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point Operation：連携多地点動作）、ＬＴＥの強化されたアップリンク送信、ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのさらなるダウンリンクのＭＩＭＯ強化に関する検討も含んでいる。

3GPP TR 25.913, "Requirements for evolved UTRA (E-UTRA) and evolved UTRAN (E-UTRAN)", v8.0.0, January 2009 3GPP TS 36.211, "Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); physical channels and modulations (Release 8)", version 8.9.0, December 2009, Section 6.2 3GPP TS 36.213, "Evolved Universal terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures", v8.8.0, September 2009, Section 7.1.6.1 3GPP TS 36.212, "Evolved Universal terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and Channel Coding", ver. 8.8.0, Dec. 2009, Section 5.3.3 3GPP TS 36.300 v.10.2.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description", Dec. 2010, Section 5.5 3GPP contribution R1-112669, "On support of low-cost MTC terminals with reduced Tx/Rx bandwidths", Aug. 2011, RAN1 meeting no. 66 Section 5.7 of 3GPP TS 36.321, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) Protocol specification" 3GPP TS 36.321 Section 6.1.3 (Table 6.2.1-1) 3GPP TS 36.331, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control Protocol", Section 6.3.2 3GPP contribution R1-090197, "DCI formats and bit fields for SPS deactivation", Jan. 2008, RAN1 meeting no. 55bis 3GPP TS 36.216 v10.3.1, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer for relaying operation", Section 7.5, June 2011 3GPP TS 36.213, v10.3.0, section 9.2

ＣＡの強化、ＣｏＭＰ、およびＤＬ ＭＩＭＯの検討時に、リリース８〜１０で定義される現行のＰＤＣＣＨはいくつかの不利点を示す。すなわち、ビーム形成と空間多重化が可能でなく、分散ＤＣＩ送信しかサポートされていないために局所的な割り振りによる周波数スケジューリングの利得が可能でなく、セル間のランダムなＲＥＧ割り振りのために周波数ＩＣＩＣ（セル間干渉制御）が可能でない。この状況を改善するために、強化ＰＤＣＣＨ（Ｅ−ＰＤＣＣＨ）が検討中であり、それにより上記の問題が回避されると考えられる。

バッテリ寿命を向上させるためにＬＴＥで提供される可能性の１つは、ＤＴＸ（discontinuous transmission：間欠送信）および受信（ＤＲＸ）である。端末（ＵＥ）のバッテリ消費を穏当にするために、ＬＴＥ Ｒｅｌ−８／９ならびにＲｅｌ−１０は間欠受信（ＤＲＸ）の概念を提供する。これによると、端末は、定期的に制御チャネルを監視する必要はなく、長期間送信および受信をオフにし、所定の瞬時または要求される瞬時にのみトランシーバをアクティブ化すればよい。

以下の用語（パラメータ）でＤＲＸの動作を記述する。
−「オン期間（on duration）」：ＵＥがＤＲＸからウェイクアップしてＰＤＣＣＨを受信するために待機するダウンリンクサブフレームの継続時間。ＵＥがＰＤＣＣＨの復号に成功すると、ＵＥはアウェイク状態のままとなり、非アクティブタイマ（inactivity timer）を開始する。
−「非アクティブタイマ」：ＵＥが最後にＰＤＣＣＨの復号に成功してから、ＰＤＣＣＨの復号に成功するために待つダウンリンクサブフレームの継続時間。非アクティブ期間を経過せずにＰＤＣＣＨの復号に成功しない場合、ＵＥは再度ＤＲＸに入る。ＵＥは、初回の送信についてのみ（すなわち再送の際は該当しない）ＰＤＣＣＨの復号に一度成功すると非アクティブタイマを再開する。
−「アクティブ時間（active time）」：ＵＥがアウェイク状態である合計継続時間。この時間は、ＤＲＸサイクルの「オン期間」、ＵＥが非アクティブタイマが満了していない時に連続受信を行っている時間、および１回のハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）の往復時間（ＲＴＴ）後にＤＬの再送を待ちながら連続受信を行っている時間を含む。上記に基づき、最小アクティブ時間（ここでは「アクティブ時間」とも呼ぶ）はオン期間に等しい長さとなり、最大アクティブ時間は定義されない（無限）。

１台のＵＥにつき１回のみのＤＲＸサイクルがある。すべての集約コンポーネントキャリアはこのＤＲＸパターンに従う。

さらなるバッテリ節減の最適化を可能にするために、コンポーネントキャリアのアクティブ化および非アクティブ化が導入される。したがって、ＤＬ ＣＣは、未設定（non-configured）、設定済みで非アクティブ状態（configured but deactivated）、またはアクティブ状態（active）、の３つの状態の１つにある。ＤＬ ＣＣが設定済みで非アクティブ状態である時、ＵＥは対応するＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨを受信する必要がなく、またそのＣＣについてＣＱＩ測定を行う必要もない。逆に、ダウンリンクＣＣがアクティブの時、ＵＥは、ＰＤＳＣＨおよびＰＤＣＣＨ（存在する場合、すなわち送信される場合）を受信し、ＣＱＩの測定を行うことができると予想される。コンポーネントキャリアの設定後、ＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを上記のようにＤＬコンポーネントで受信するために、ＤＬ ＣＣを設定済みで非アクティブ状態からアクティブ状態に遷移させる必要がある。

ただし、アップリンクでは、対応するＰＤＣＣＨにスケジューリングされている時には、ＵＥはどの設定済みアップリンクＣＣのＰＵＳＣＨでも送信可能であることを常に要求される（すなわちアップリンクＣＣの明示的なアクティブ化はない）。

過去のリリースでは、ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰなど、永続的な（persistent）無線リソースの割当を必要とする用途のために制御チャネルのオーバーヘッドを減らすために、半永続的スケジューリング（ＳＰＳ：semi-persistent scheduling）が導入された。したがって、ＳＰＳは、ユーザがダウンリンクで復号すべき物理リソースブロック、またはアップリンクで送信することができる物理リソースブロックの永続的な割当を導入する。しかし、現在までのところこのＳＰＳ機能はあまり使用されていない。

ＳＰＳを用いない場合は、ダウンリンクおよびアップリンクでは、ｅＮＢが（１つまたは複数の）Ｌ１／Ｌ２（レイヤ１／レイヤ２）制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を介して各ＴＴＩに動的にＵＥにリソースを割り振り、ＵＥは各自の固有のＣ−ＲＮＴＩを介してアドレス指定される。ＴＴＩは、送信の基本的なタイミング単位となる送信時間間隔である。Ｃ−ＲＮＴＩは、セル無線ネットワーク一時識別であり、ＵＥを一意に識別する。ＰＤＣＣＨの周期エラー検査（ＣＲＣ）は、アドレス指定されるＵＥのＣ−ＲＮＴＩでマスクされる。一致するＣ−ＲＮＴＩを持つＵＥだけがＰＤＣＣＨの内容を正しく復号することができ、その結果ＣＲＣ検査が合格となる。この種のＰＤＣＣＨシグナリングは「ダイナミック・グラント」とも呼ばれる。ＵＥは、各ＴＴＩに、自身が割り当てられている可能性のある割当（ＤＬおよびＵＬ）を見つけるために、ダイナミック・グラントを求めて（１つまたは複数の）Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを監視する。

また、Ｅ−ＵＴＲＡＮはアップリンク／ダウンリンクリソースを半永続的に割り振ることができる。必要とされる際は、（１つまたは複数の）Ｌ１／Ｌ２制御チャネルを介して明示的に再送がシグナリングされる。再送はスケジューリングされるので、この種の動作は半永続スケジューリング（ＳＰＳ）と呼ばれる。この利点は、初回のＨＡＲＱ送信のためのＰＤＣＣＨリソースが節減されることである。半永続スケジューリングでスケジューリングされる可能性のあるサービスの一例はＶｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ（ＶｏＩＰ）である。会話の発生中、音声コーデックにより２０ｍｓごとにＶｏＩＰパケットが生成される。したがって、ｅＮＢは、２０ｍｓごとにアップリンクまたはダウンリンクリソースをそれぞれ永続的に割り振ることができ、その後そのリソースがＶｏＩＰパケットの送信に使用される。一般に、ＳＰＳは、パケットの到着時間が周期的である一定のビット・レートのサービス等、トラフィックの挙動が予測可能なサービスに有益である。

ＵＥは、自身に永続的にリソースが割り振られているサブフレームのＰＤＣＣＨも監視する。ダイナミック・グラント、すなわちＣ−ＲＮＴＩでマスクされたＣＲＣを有するＰＤＣＣＨは、半永続的な割当に優先することができる。ＵＥが、自機に永続的な（１つまたは複数の）リソースが割り当てられているサブフレームの（１つまたは複数の）Ｌ１／Ｌ２制御チャネルで自機のＣ−ＲＮＴＩを見つけた場合、そのＬ１／Ｌ２制御チャネルの割当はそのＴＴＩの永続割当よりも優先され、ＵＥはダイナミック・グラントに従う。ダイナミック・グラントが見つからない場合、ＵＥは、永続割当に従って送信および／または受信を行う。

ＳＰＳの設定はＲＲＣシグナリングで行われる。例えば、半永続割当の周期がＲＲＣ内でシグナリングされる。半永続割当のアクティブ化と正確なタイミング、ならびに物理リソースとトランスポート・フォーマット・パラメータは、ＰＤＣＣＨシグナリングを介して送信される。ＳＰＳがアクティブ化されると、ＵＥは設定された周期のアクティブ化ＰＤＣＣＨに従って半永続割当に従う。

動的なＰＤＣＣＨを、ＳＰＳをアクティブ化するＰＤＣＣＨ（ＳＰＳアクティブ化ＰＤＣＣＨとも呼ぶ）と区別するために、別個の識別が導入される。基本的に、ＳＰＳアクティブ化ＰＤＣＣＨのＣＲＣは、ＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩとも呼ばれるこの追加的な識別でマスクされる。ＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩのサイズは１６ビットであり、通常のＣ−ＲＮＴＩと同じである。さらに、ＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩもＵＥ固有であり、すなわち、ＳＰＳが設定された各ＵＥには一意のＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩが割り振られる。ＳＰＳアクティブ化ＰＤＣＣＨを検出すると、ＵＥはＰＤＣＣＨの内容を記憶し、それをすべてのＳＰＳ周期、すなわちＲＲＣを介してシグナリングされる周期に適用する。ＳＰＳ割当の再送もＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩを使用してシグナリングされる。

ＳＰＳのアクティブ化と同様に、ｅＮＢは半永続スケジューリングを非アクティブ化することもできる。アクティブ化と同様に、ＳＰＳリソースの非アクティブ化（ＳＰＳリソースの解放とも呼ばれる）はＰＤＣＣＨを使用してシグナリングされる。

リリース１１の別の改良点は、標準化のための作業項目として合意され、ＬＴＥに基づく低コストのマシンタイプ通信（ＭＴＣ）端末を提供することに関する。さらに、多様なデータ用途のためのＬＴＥ ＲＡＮの強化が検討中である。マシンタイプ通信のトラフィック特性は、比較的少ないデータ量を交換するための散発的なデータ・アクセスを含む。そのような種類の通信は特にスマートフォンなどの常時接続や、電子メールやソーシャル・ネットワークの更新を確認するための散発的なアクセスを必要とする用途に関連する。この作業項目の目的は、ＬＴＥが多様なトラフィック特性を扱う能力を強化することを可能にする無線アクセスネットワーク・レベルの機構を特定し、指定することである。詳細には、目的は、バッテリ寿命を延ばすために端末の費用と複雑性を低減することである。マシンタイプ通信のトラフィックは一般に、データが配信されるまで端末および／またはｅＮｏｄｅＢが多少の時間待つことが可能な、遅延に影響されないデータ・トラフィックである。そのようなトラフィックは、例えば、測定結果や他の報告等の定期的な更新を含む計画されたデータ・トラフィックである。データ交換の量は、通例は比較的少なく、数サブフレームで搬送することができる。例えば、そのようなデータは、マシンを制御する、またはマシンから報告を行うためのＳＭＳタイプのメッセージである。

ＭＴＣ端末は１.４ＭＨｚ帯のみで動作し、またＰＤＣＣＨは異なる帯域幅に互換性がないため、Ｅ−ＰＤＣＣＨのみでアドレス指定できることが提案される。Ｅ−ＰＤＣＣＨによるアドレス指定とは、ＤＣＩがＰＤＳＣＨ領域で送信されることを意味する。Ｅ−ＰＤＣＣＨは、リリース１１に検討中の強化されたＰＤＣＣＨチャネルであり、より効率的でロバストな送信を提供する。

現在の初期同期手順は、ＵＥが可能なすべてのダウンリンクのシステム帯域幅を処理可能な場合には、可能なすべてのダウンリンク・システム帯域幅サイズについてのみ機能する。ＰＳＳ／ＳＳＳを中央の６２個のサブキャリアにマッピングし、ＰＢＣＨを中央の７２個のサブキャリアにマッピングすると、セルの実際のダウンリンク帯域幅に関係なくそれらの信号とチャネルの検出が可能になるため、ＰＢＣＨの検出と受信までは、ＵＥは１.４ＭＨｚのセルのみをサポートすれば充分である。しかし、この帯域幅は、同期手順を完了するのにも（例えば各種のＳＩＢ Ｔｙｐｅメッセージを（ＰＤＳＣＨで）受信する）、セル内で通常の動作を開始するのにも（例えば、接続の確立と、ＰＤＣＣＨの監視の開始と、場合によってはＰＤＳＣＨでのデータの受信による）、ランダム・アクセス手順を開始するのにも十分でない。

すなわち、遅くともＰＢＣＨを検出した後で、ＵＥは完全なダウンリンク・システム帯域幅処理チェーンを可能にする必要があり、すなわちキャリアアグリゲーションを用いない場合には、最高で２０ＭＨｚ（または１００〜１１０個のＰＲＢ）が運用可能で、ＵＥのハードウェアおよびソフトウェアの能力内にある必要がある。

3GPP contribution R1-112669, "On support of low-cost MTC terminals with reduced Tx/Rx bandwidths", Aug. 2011, RAN1 meeting no. 66（非特許文献６）（３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手可能）は、より大きなシステム帯域幅のセル内で小さな動作帯域幅を使用する、端末の連続（恒久）動作を提案する。詳細には、ｅＮｏｄｅＢのＴｘ／Ｒｘ帯域幅よりも狭い受信（Ｒｘ）／送信（Ｔｘ）帯域幅をＵＥに定義することが提案される。１.４ＭＨｚに対応可能なＭＴＣ ＵＥがより広い帯域幅のｅＮｏｄｅＢにアクセスするのを支援するために下記の機能が構想される。
・ＭＴＣ ＵＥに特殊なＰＤＣＣＨが導入され、使用される。ＰＤＣＣＨは、ＤＬキャリアの中央の１.４ＭＨｚの幅の部分で送信される。ＰＵＳＣＨ領域のＥ−ＰＤＣＣＨをＭＴＣ ＵＥに使用することができる。
・ＭＴＣ ＵＥのためのｅＮｏｄｅＢのシステム情報ブロックは、レガシーＵＥ用のシステム情報ブロックとは別に、中央の１.４ＭＨｚ幅の部分で送信される。ＭＴＣ ＵＥのためのページング信号も中央の部分で送信される。
・ＰＢＣＨの予約ビットの一部をＭＴＣ ＵＥに使用するか、またはＸ−ＰＢＣＨを中央の１.４ＭＨｚ幅の部分で送信することもできる。
・ＵＬキャリアの両端に位置するため、レガシーＰＵＣＣＨはＭＴＣ ＵＥからのＵＣＩの送信には使用されない。あるいは、ＰＵＳＣＨがＵＣＩの送信に使用される。
・すべてのＰＲＡＣＨスロットは中央の１.４ＭＨｚ幅の部分に位置する。あるいは、レガシーＵＥとＭＴＣ ＵＥに異なるＰＲＡＣＨの設定が設定される。

理解できるように、これらの点はそれぞれＵＥ向けの新しい機能を導入し、ｅＮｏｄｅＢ側にもそれに対応する支援を必要とする。さらに、ｅＮｏｄｅＢは、そのような提案されるＭＴＣ ＵＥと「通常」のＵＥとの間のチャネルおよび信号の衝突のない動作を管理する役割を担うことになる。

Ｒ１−１１２６６９によると、ＰＤＣＣＨは、ダウンリンク・キャリアの中央の１.４ＭＨｚ幅の部分で送信される。Ｅ−ＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ領域をＭＴＣ ＵＥに使用することができる。共有チャネルは、ダウンリンク・キャリアの中央の１.４ＭＨｚ幅の部分のみで送信される。したがって、ｅＮｏｄｅＢのスケジューリングとリンクの適合で、異なる帯域幅能力の共存を管理しなければならない。中央の１.４ＭＨｚしか使用することができないため、ＭＴＣ ＰＤＳＣＨとＰＵＳＣＨについての周波数スケジューリングの柔軟性は極めて制限される。それにより、ＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨの両方で複数のＭＴＣ ＵＥが同時にアクセスする場合に中央の帯域幅の輻輳が生じる可能性がある。大きなパケットを分割して送信する必要があり、その結果複数のサブフレームで制御シグナリングによって通知されるため、この相対的な制御シグナリングのオーバーヘッドも相当なものになる。

本発明の主要な課題は、データ活動があまり行われないか、全く行われない時には低電力消費で動作可能でありながら、著しい変更を必要とせずに既存の無線アクセスネットワーク、特に既存の開始およびデバイス接続／登録手順に組み込むことが可能な低電力消費デバイスの動作を可能にすることである。同時に、目標は、リソースならびに「通常」のＵＥおよび低費用ＵＥとの伝送を処理し、連携する際のｅＮｏｄｅＢの作業を簡略化することである。

特にＭＴＣの用途では、エネルギー効率のよい動作が可能な機構を提供することが有益と思われる。これは、一方では、順方向誤り訂正復号や、ＯＦＤＭの目的で高速フーリエ変換およびその逆の変換を行う等、ベースバンド部分のエネルギー節減に対処することによって行うことができる。他方では、ＤＴＸのさらなる改良が有益である可能性がある。

上記に鑑みて、本発明の目的は、マルチキャリア変調を用いる通信システムで端末の電力消費をさらに低減するための効率的な動作方式を提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴により達成される。

本発明の有利な実施形態は従属請求項に準拠する。

本発明の固有の方式は、セルサーチおよび／または接続の確立手順もしくは再設定手順を含む初回の端末動作には広い帯域幅で動作し、別の種類の動作にはより低い帯域幅で動作するものである。

この方式では、広い方の帯域幅でシステム情報を送信し、端末がそれを受信可能であることを前提とするネットワークとの後方互換性が得られる。一方で、端末が別の動作には低い方の帯域幅で動作することによって電力を節減できるようにする。

本発明の第１の態様によると、複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を受信する方法が提供され、この方法は端末で行われ、セル帯域幅についての情報を含む、基地局から送信されるシステム情報を受信するために、第１の数のサブキャリアを使用してセル帯域幅で動作するステップと、物理制御チャネルを受信するために、第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを使用して省電力帯域幅で動作するステップ、とを含む。

本明細書における用語「動作」は、（１つまたは複数の）物理制御チャネルの受信、および／または（１つまたは複数の）物理データチャネルの受信、および／または制御情報もしくはデータの送信のためにリソースを監視することを含むことに留意されたい。第１の数のサブキャリアは、システム情報の送信に使用できるサブキャリアを含む。システム情報は、セルの有効帯域幅、すなわちダウンリンクのリソースを割り当てることが可能な帯域幅を示す情報を含むことができ、ＬＴＥシステムの場合は、特にＳＩＢ Ｔｙｐｅ １〜１３の１つで搬送される情報エレメントを包含する。

好ましくは、方法は、例えば所定のイベントが発生すると、端末の動作を、セル帯域幅と省電力帯域幅との間で切り替えるステップ、をさらに含む。この切り替えは、通例、イベントまでは第１の帯域幅で動作し、イベントの直後、またはイベントの後遅くとも所定の時間間隔後から第２の帯域幅で動作することを特徴とする。

詳細には、端末は、アップリンクまたはダウンリンクのリソース割当のためのダウンリンク制御情報の検出をさらに行うことができ、端末が省電力帯域幅動作を行っている時、割当情報の長さは、端末がセル帯域幅動作を行っている時よりも短い。

本発明の一実施形態によると、方法はさらに、アクティブ帯域幅インジケータを受信するステップと、アクティブ帯域幅インジケータを受信すると、端末の動作帯域幅を省電力帯域幅からセル帯域幅に切り替えるステップと、を含むことができる。アクティブ帯域幅インジケータは、セル帯域幅での動作を再開させるコマンドとして、基地局から端末に送信することができる。好ましくは、アクティブ帯域幅インジケータは、物理ダウンリンク制御チャネルで搬送（詳細には基地局から送信され、端末で受信）され、端末に固有である。ただし、本発明はこれに制限されず、アクティブ帯域幅インジケータはセル全体に共通として、システム情報内で送信してもよい。

アクティブ帯域幅インジケータは、有利には、以下の少なくとも１つを示すことができる。
−端末または端末のグループの動作を省電力帯域幅からセル帯域幅に、またはその逆に変更するコマンド、
−端末または端末のグループを省電力帯域幅またはセル帯域幅で動作させるコマンド。このコマンドは、コマンドの受信後に動作すべき帯域幅を示す点で前の場合と異なる。その結果、事前に定義されたコマンドと同様に動作帯域幅を変更することができる。ただし、必ずしも動作状態の変更を示す必要はない。例えばＵＥがすでに適切な状態にある場合は、動作帯域幅を変更しなくてよい。
−端末または端末のグループが動作を変更すべき先の、それぞれダウンリンクおよび／またはアップリンクの帯域幅を示す、またはコマンドの受信後に動作する帯域幅を示すダウンリンクおよび／またはアップリンク帯域幅。
切り替えるステップは、以下のイベントの少なくとも１つが発生すると行うことができる。
−端末について物理ダウンリンク制御チャネルを設定することを含む、通信ネットワークに端末を接続する接続確立手順の終了、
−非アクティブ期間後に間欠受信からウェイクアップすること、または間欠受信中の非アクティブタイマの満了、および／または、
−所定期間の満了。

所定の期間は、例えばＲＲＣプロトコルにより上位レイヤから指定することができる。
特に有利なのは、本発明と間欠受信の協働である。

本発明の別の態様によると、複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を送信する方法が提供され、この方法は基地局で行われ、通信システムのセル内のリソースの使用状況を監視するステップと、監視するステップに従って、端末が、第１の数のサブキャリアを含むセル帯域幅で動作するか、または第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを含む省電力帯域幅で動作すべきか、および／またはそれらの帯域幅で動作すべき端末を判断するステップと、省電力帯域幅からセル帯域幅に切り替えると判断された端末にアクティブ帯域幅インジケータを送信するステップ、とを含む。

本発明の別の態様によると、複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を受信する通信端末が提供される。この端末は、セル帯域幅についての情報を含む、基地局から送信されるシステム情報を受信するために、第１の数のサブキャリアを使用してセル帯域幅で動作するセル帯域幅動作部と、物理制御チャネルを受信するために、第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを使用して省電力帯域幅で動作する省電力帯域幅部と、を含む。

本発明における用語「通信端末」または「端末」は、本発明をユーザ機器における使用に限定するものではないことに留意されたい。端末は、中継ノードや、自動的に動作するマシン、すなわちマシンタイプ通信の端末など、ユーザの制御を受けずに動作するマシンであってもよい。一般に、本発明は、基地局から情報を受信する任意の装置に適用することができる。特に、電力消費の低減を必要とする端末で有利である。

本発明の別の態様によると、複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を送信する基地局が提供され、この基地局は、通信システムのセル内のリソースの使用状況を監視するリソース制御部と、リソース制御部からの入力に基づいて、端末が、第１の数のサブキャリアを含むセル帯域幅で動作するか、または第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを含む省電力帯域幅で動作すべきか、および／またはそれらの帯域幅で動作すべき端末を判断する判定部と、省電力帯域幅からセル帯域幅に切り替えると判断された端末にアクティブ帯域幅インジケータを送信する送信部と、を備える。

ＬＴＥ型のシステムの文脈では、セル帯域幅は、好ましくは７２個より多いサブキャリアを含み、省電力帯域幅は７２個以下のサブキャリアを含む。詳細には、セル帯域幅は２０ＭＨｚ動作に対応し、省電力帯域幅は１.４ＭＨｚ動作に対応することができる。

１.４ＭＨｚの帯域幅は例示的な値であり、この値は、６ＲＢに相当する１.４ＭＨｚがサポート可能な最小の帯域幅であるＬＴＥの現在の検討および機能に基づくことに留意されたい。ただし、本発明は、ＬＴＥシステムのみに制限されるものでも、１.４ＭＨｚの値に制限されるものでもない。詳細には、省電力帯域幅動作により高い帯域幅を提供するとより効率的である可能性もある。例えば、約３ＭＨｚに相当する１８０サブキャリアに相当する１５ＲＢが省電力帯域幅の値の別の例である。１５ＲＢの場合は６ＲＢの場合よりも効率が高い。すなわち、１５ＲＢ＝１８０個のＬＴＥで使用可能なサブキャリアが、３ＭＨｚの全帯域幅のうち２．７ＭＨｚを占め、追加の０．３ＭＨｚは帯域外発信を減らすガード帯として必要とされる。通例は、全ガード帯はセル帯域幅の上下に等しく分散されることを前提とすることができ、つまりこの場合には、０.１５ＭＨｚのガード帯が使用可能な２.７ＭＨｚの下にあり、０.１５ＭＨｚのガード帯が使用可能な２.７ＭＨｚの上にある。したがって、使用可能帯域幅と全帯域幅との比は０.９の割合となる。６ＲＢ＝７２個のＬＴＥで使用可能なサブキャリアがある場合には、全帯域幅１.４ＭＨｚに対して１.０８ＭＨｚの使用可能帯域幅があり、その結果、割合はわずか０.７７になる。すなわち、この場合は、帯域外発信を防ぐガード帯として合計０.３２ＭＨｚの帯域幅が必要となり、すなわち、最小の帯域幅では、ガード帯のサイズは、より大きなセル帯域幅と比較して大きくなることが観察される。したがって、絶対的な節減の観点からは１.４ＭＨｚの帯域幅の方が良好な省電力が得られるが、全帯域幅を効率的に使用することと併せた省電力の面からは３ＭＨｚの帯域幅の方が効率的である可能性がある。５、１０、１５、および２０ＭＨｚの帯域幅（それぞれ２５、５０、７５、１００ＲＢ）を使用した場合も０.９の割合となる。そのため、本発明でも省電力帯として５ＭＨｚまたは１０ＭＨｚ（それぞれ２５または５０ＲＢ）を用いることができる。ただし、可能な割合に関係なく、本発明は任意の帯域幅値（ＲＢの倍数）に適用することができる。

本明細書で端末動作に関して用いる用語「切り替え」は、動作帯域幅、すなわち端末が動作時にサポートすべき帯域幅の任意の変更を意味する。「動作」とは、チャネルの監視、チャネルでの受信または送信を意味する。

本発明の別の態様によると、コンピュータ可読のプログラムコードが実装されたコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供され、プログラムコードは本発明を実施するように構成されている。

本発明の上記およびその他の目的および特徴は、添付図面との関連で与えられる以下の説明および好ましい実施形態からより明らかになろう。

３ＧＰＰ ＬＴＥで定義されたダウンリンク・コンポーネント・キャリアのサブフレームの概略的構造を示す概略図である。 本発明を適用可能なシステムの例を簡略に示す概略図である。 制御領域のリソース割当の例を説明する概略図である。 本発明の実施形態による端末動作の例を説明する概略図である。 ＰＳＳ、ＳＳＳ、およびＰＢＣＨが送信されるサブフレーム中で数個の物理チャネルおよび信号がマッピングされる方式を示す、ＦＤＤの場合の時間／周波数グリッドの例を説明する概略図である。 ＰＳＳ、ＳＳＳ、およびＰＢＣＨが送信される２つのサブフレーム中で数個の物理チャネルおよび信号がマッピングされる方式を示す、ＴＤＤの場合の時間／周波数グリッドの例を説明する概略図である。 本発明の実施形態による送信機および受信機の例を説明するブロック図である。 本発明の実施形態により動作する受信機および送信機で行われる方法の例を説明する流れ図である。 本発明の実施形態によるアクティブ帯域幅インジケータを搬送することが可能な情報エレメントの例を説明する概略図である。 本発明の実施形態によるダウンリンクおよびアップリンクのアクティブ帯域幅インジケータを搬送することが可能な情報エレメントの例を説明する概略図である。

本発明は、通信端末の電力消費効率の向上に関する。詳細には、本発明は、携帯電話や、エンドユーザによって物理的に（人手で）操作されるのではなく、例えばセンサ・データの監視に使用されるいわゆるマシンタイプ通信デバイス等のモバイル通信デバイスに適する。マシンタイプ通信のデバイスは通例、各自のデータを時折しか送信または受信しない。そのようなデバイスは、遠隔地や、人間による定期的な保守管理が経済的または他の理由で実現できない場所に広く展開されるため、長いバッテリ寿命が特に重要性を持つ。

以下の段落では本発明の各種実施形態を説明する。例示の目的のみで、実施形態の大半は、上記の背景技術の項で述べた３ＧＰＰ ＬＴＥ（リリース８）およびＬＴＥ−Ａ（リリース１０または１１）の移動通信システムによるＯＦＤＭダウンリンク無線アクセス方式との関連で概説する。本発明は例えば上記で説明した３ＧＰＰ ＬＴＥ（リリース８）およびＬＴＥ−Ａ（リリース１０または１１）の通信システムなどの移動通信システムとの関連で有利に使用することができる。ただし、本発明は、この特定の例示的通信ネットワークでの使用に限定されないことに留意されたい。本発明は、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア変調を用いる他のシステムの端末の電力消費低減にも有益に適用することができる。上記の背景技術の項での説明は、本明細書に記載される主として３ＧＰＰ ＬＴＥ（リリース８）およびＬＴＥ−Ａ（リリース１０または１１）に特有の例示的実施形態をよりよく理解することを目的としたものであり、本発明を、記載される移動通信ネットワークにおける処理および機能の具体的な実装に限定するものとは解釈すべきでない。

より効率的な省電力を得るために、例えばＤＲＸを利用して、ＬＴＥリリース１０で提供される機能を超えてＵＥ側でエネルギー節減を可能にすることが望ましい。ＤＲＸ機構は、ＵＥが「アクティブ時間」（上記の背景技術の項を参照されたい）でない時には回路の少なくとも一部の電源を遮断できるようにすることにより、時間領域に基づく省電力を提供する。しかし、アクティブ時間中は、ＵＥはＭＩＢおよびＳＩＢで提供されるセル情報に従って無線周波数（ＲＦ）帯およびベースバンドを処理する必要がある。セル情報は、例えばＤＬまたはＵＬの帯域幅である。ＵＥは、自身のＤＬおよびＵＬの帯域幅を、セル全体に有効な、すなわちＵＥ固有でない、（ＭＩＢまたはＳＩＢで）通知される値に設定する必要がある。

特にＭＴＣの分野の低コストデバイスの場合、予想される必要データレートはかなり低い。したがって、例えば通常のＵＥと同じようにすべての機能をサポートする回路およびアルゴリズムを動作させることは必要でなく、また経済的に実現可能でもない。例えば、リソース割当等のスケジューラ割当の場合には、低コスト端末が常に２０ＭＨｚ（１００〜１１０個のＰＲＢに相当する）まで処理可能であることは期待しないことが妥当である場合がある。任意の受信機部分（主にベースバンドに関連する部分）が動作するサンプリング周波数は、一般に、動作帯域幅（またはアクティブ）帯域幅に比例する。したがって、わずか１.４ＭＨｚの帯域幅（７２個のサブキャリアと１２８サンプルのＦＦＴサイズの使用に相当する）で動作する端末は、２０ＭＨｚの帯域幅で動作するために必要なサンプリング周波数のわずか１／１６で動作すればよく、２０ＭＨｚの帯域幅は１２００サブキャリアと２０４８サンプルのＦＦＴサイズの使用に相当する。ダウンリンクのシステム帯域幅が２０ＭＨｚ帯として通知される場合、ＵＥは非常に高いサンプリング周波数で動作しなければならない。これは、実際に割り当てられるデータに必要なリソースが１.４ＭＨｚの帯域幅に相当するリソースより少ないと仮定できる場合にも当てはまる。これらの考慮事項に基づき、通知されたＤＬのシステム帯域幅がそれよりも大きくても（例えば２０ＭＨｚ）、ＵＥが１.４ＭＨｚの帯域幅だけで動作することを許されるときにバッテリの節減を得ることができる。

ただし、常時、すなわち電源投入から電源切断まで小さい帯域幅で動作することは以下の問題を伴う。
−基地局（ｅＮｏｄｅＢ）のスケジューリングおよびリンクの適合で、１.４ＭＨｚの帯域幅のみをサポートする低コストＵＥと、２０ＭＨｚまたはそれ以上の帯域幅をサポートする「通常」（標準）のＵＥ等、異なるアクティブ帯域幅を持つＵＥの共存を管理しなければならない。
−中央の１.４ＭＨｚしか利用することができないため、帯域幅が制限されたＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨについての周波数スケジューリングの柔軟性が極めて制限される。したがって、達成可能な周波数ダイバーシティも低くなる。それと同時に、小さい帯域幅で良好なチャネル条件を得られる可能性は大きい帯域幅の場合よりも低く、また同時に、小さい帯域幅で最良のチャネル条件は、大きい帯域幅で得られる可能性のある最良のチャネル条件より悪いことが見込まれる。その結果、端末は最適でないスペクトル効率で動作する可能性が高く、セルは、最大のスペクトル効率を引き出すことができない可能性が高い。
−セル内に低コスト端末が多数ある場合は、中央の帯域幅がより輻輳しやすくなる可能性がある。これは、ＰＤＣＣＨならびにＰＤＳＣＨおよび／またはＰＵＳＣＨの場合に該当する可能性がある。
−１回のデータ割当あたりの容量が比較的小さいために大きなパケットは分割して複数のサブフレームで送信する必要があることから、相対的な制御シグナリングのオーバーヘッドが増大する可能性がある。
−現在まで、ＭＩＢおよびＳＩＢの受信を含むセルサーチ手順は、通知されたＤＬシステム帯域幅を最大限に使用する動作に基づいている。新たな手順を確立すると、特に無線ネットワーク側（例えばｅＮｏｄｅＢ）で後方互換性に問題が生じる可能性がある。これは、無線ネットワークをアップグレードする必要があるためであり、それにより、その新しい手順のみに準拠する端末が無線ネットワークとの接続を確立できるようにする費用が発生する。すなわち、レガシーｅＮｏｄｅＢはそのような端末と通信することができなくなる。

上記の問題を克服し、低コストＵＥの省電力の可能性を提供するために、本発明によると、同期および登録手順にはすべてのＵＥ（低電力ＵＥを含む）が既存の手順を用いる。したがって、すべてのＵＥがＭＩＢおよびＳＩＢで通知されたＤＬおよびＵＬのセル帯域幅を使用して動作する。しかし、さらに電力を節減するために、低コストＵＥは（または通常のＵＥも）、その後、かつ／または所定のイベントが発生すると、「帯域幅節減モード」に移行し、このモードではアクティブ帯域幅がセル内で通知された帯域幅からそれよりも小さい帯域幅に減らされ、この帯域幅を以後「省電力」帯域幅と呼ぶ。省電力帯域幅はセルで通知される帯域幅よりも小さく、したがって、ＭＩＢを受信するためのリソース管理に使用される帯域幅よりも小さい。

本発明の利点の１つは、既存のＤＲＸ機能に組み込むことが容易である点である。「オン期間」（上記の背景技術の項を参照されたい）に入るＵＥは、省電力帯域幅だけを監視することによってこれを行う。この動作モードでは、ＵＥは、アップリンクまたはダウンリンクのリソース割当のためのダウンリンク制御情報（ＤＣＩ。例えばＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ領域で送信される）を検出する。このＤＣＩにおけるリソース割当は省電力帯域幅のみで可能にする。

図４は、本発明のそのような実施の例を、本発明の実施形態によるＤＲＸ機能と共に示す図である。詳細には、図４は、セル帯域幅（「ＤＬセル帯域幅」）とセル帯域幅よりも狭い省電力帯域幅を示しており、両者を異なる縦方向の幅で示している。図４の上部にＤＲＸのタイミングを示す。詳細には、ＤＲＸのタイミングでは、ＵＥアクティブ状態（「オン期間」、「アクティブ時間」）とＵＥ非アクティブ状態（「ＤＲＸ状態のＵＥ」）の期間が交互に発生する。はじめ、ＵＥは省電力帯域幅で動作を行っている。ここでは、ＵＥがすでにセルサーチを行っているものとし、セルサーチは図に示していない。省電力帯域幅で動作している間、ＵＥはＵＥアクティブ状態の期間のみＰＤＣＣＨを監視し、それ以外は非アクティブ状態となり（ＤＲＸ状態）、電力を節減することができる。この省電力動作でさらに電力消費を減らす。ＰＤＣＣＨの監視中、この例では、ＵＥは、セルを管理する基地局からアクティブ帯域幅インジケータＡＢＩ（図の「ＡＢＩが検出される」）を受信する。詳細には、ＡＢＩはＰＤＣＣＨで送信することができる。ただし、本発明はこれに限定されず、ＡＢＩは別のプロトコル層で送信し、ＰＤＳＣＨ等の物理ダウンリンク・データチャネルにマッピングすることも可能である。帯域幅制御を目的とする特殊な制御チャネルがあってもよい。ＡＢＩが検出されると、その検出が、省電力帯域幅動作からセル帯域幅動作への切り替えを命じるコマンドとしてＵＥに解釈される。これを図４では「ＤＬ／ＵＬのシステム帯域幅をアクティブ化」の領域で示している。４ｍｓ後にＵＥはセル帯域幅で動作を開始し、これを図では帯域幅を太くすることで示している（縦方向が帯域幅に対応し、横方向が時間に対応する）。４ｍｓは例に過ぎず、切り替えにかかる時間はそれより長い、または短い場合もあることに留意されたい。「４」の値は、アップリンクのリソース割当を搬送するＤＣＩの受信と、その後のアップリンク送信との間に現在定義される最小の時間であることから主に選択したものである。先に述べたように（背景技術の項を参照されたい）、アップリンクで省電力を使用したいＵＥは、アップリンクのリソース割当とアップリンク送信との間、すなわち４ｍｓ以内にアップリンクの処理と回路を作動させることが可能でなければならない。したがって、ダウンリンクでアクティブ帯域幅を変更するために同様の振る舞いが実現可能であるように思われる。ＡＢＩ受信後のＵＥアクティブ状態の期間中、ＵＥはセル帯域幅で動作し、ＰＤＣＣＨおよび／またはＰＤＳＣＨを受信することができる（図では色の濃いセル帯域幅のサブフレームで示す。「ＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨ送信」）。ＵＥアクティブ状態の期間が終わるまでの残りのサブフレームは、自機へのデータがあるかないかＰＤＣＣＨを監視するためにＵＥによって使用される。ここで用語「監視」とは、セル帯域幅リソースの所定のサーチスペースで行われるブラインド復号を指す。ＤＲＸ期間の開始と共にＵＥは非アクティブになり、つまり、一般にはＰＤＣＣＨを監視する必要がなくなる。ＵＥがアクティブ時間でない時に必要とされるＵＥの振る舞いの詳細は、Section 5.7 of 3GPP TS 36.321, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) Protocol specification"（非特許文献７）（３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手可能）で得ることができる。ＤＲＸ期間が終了する（これはＤＲＸタイマの満了時である場合がある）と、ＵＥはウェイクアップする。この例示的実施形態では、ＵＥは省電力帯域幅動作中にウェイクアップする。ＵＥはＰＤＣＣＨを監視するが、この例では、対応するアクティブ時間中には割当は受信せず、ＡＢＩも受信しない。そのような場合、ＵＥは、対応する全アクティブ時間に渡って省電力帯域幅の動作を続ける。

上記で図４を参照して説明した例は、ＤＲＸとの併用で本発明を実施する可能性の１つに過ぎないことに留意されたい。ただし、本発明はそれに限定されない。図４は、ＡＢＩが受信されず、ＰＤＣＣＨリソースの割当がない場合を示す。ＡＢＩを受信した時のＵＥの振る舞いは、セル帯域幅に切り替えることである。ＡＢＩが受信されず、ＵＥがＰＤＣＣＨでリソース割当を受信する場合、本発明に従うと以下のシナリオが考えられる。
−リソース割当は省電力帯域幅のリソースのみを対象とし、したがって、ＵＥは省電力帯域幅でもＰＤＳＣＨ（物理ダウンリンク・データチャネル）を受信する。これは、基地局（ｅＮｏｄｅＢ、または一般には基地局を制御するネットワーク・ノード）が現在のＵＥの帯域幅動作に従って物理チャネル・データ・リソースもＵＥに割り当てることを想定している。
−あるいは、リソース割当は、ＵＥをセル帯域幅モードに切り替えさせるイベントとしてもよい。その場合、リソースが割り振られるタイミングは、ＰＤＣＣＨ割当の受信またはＡＢＩの受信に関連して固定的に決めることができ、例えばＰＤＣＣＨ／ＡＢＩの受信から所定数のサブフレーム後とすることができる。コンポーネントキャリアのアクティブ化に関して先に述べたのと同様の理由で、サブフレームの好ましい所定数は４に等しい。代替実施形態では、ＰＤＣＣＨがＤＣＩでアップリンクのリソース割当を送信する場合、ＤＣＩはＵＬにセル帯域幅に対応する能力を持つ。アップリンクのリソース割当が省電力帯域幅以内のリソースのみを割り当てる場合、ＵＥは、省電力帯域幅のみで動作を続ける。アップリンクのリソース割当で、少なくとも一部が省電力帯域幅の外側にあるリソースを割り当てる場合、ＵＥは、ＰＤＣＣＨ／ＤＣＩを受信してから所定数のサブフレーム以内にＤＬおよび／またはＵＬのセル帯域幅に切り替え、ＡＢＩを受信したかのように振る舞う。この場合も、サブフレームの好ましい所定数は４に等しい。一般に、ＰＤＣＣＨで受信され、省電力帯域幅まで及ぶ割当は、ＵＥをセル帯域幅に戻らせるコマンドとして追加的に解釈することができる。

代替実施形態として、ＤＣＩフォーマットの１ビットまたは複数ビットがＡＢＩとして使用される。例えば、新しい「アクティブ帯域幅インジケータ」ビットまたはフィールドを、例えばリソースブロック割当フィールドと共に導入することができる。

上記の例は主にダウンリンクの動作に関して、すなわち、制御チャネルおよびデータチャネルを受信する端末に関して説明した。ただし、本発明はアップリンクの動作にも等しく適用可能である。例えば、アップリンク動作とダウンリンク動作を一緒に切り替えることが可能である。詳細には、特定のイベントが発生する、またはＡＢＩを受信すると、ＵＥはダウンリンク帯域幅をセル帯域幅に切り替えるだけでなく、アップリンク帯域幅も切り替える。省電力帯域幅モード（動作）では、セル・サブキャリアのサブセットのみでダウンリンク・データが受信されるだけでなく、省電力帯域幅に対応するセル・サブキャリアのサブセットでアップリンク・データを送信することもできる。

用途によっては、ダウンリンクのアクティブ帯域幅とアップリンクのアクティブ帯域幅を別々に制御すると有益である可能性もある。例えば、受信（ダウンリンク）は省電力帯域幅内で行い、アップリンクに割り振られたリソースがあれば、ＵＥは直ちにアップリンクのセル帯域幅に切り替えることができる。この動作は、例えば、定期的に大きなデータ・バーストを報告するが、ダウンリンクでは大量のデータは受信しない端末や、ダウンリンクの受信が主としてアップリンクのリソース割当を正しく受信するために必要とされる場合に有益である可能性がある。そのような端末は、遠隔地の自動監視等に使用されるマシン等である。

他の用途では、ダウンリンク帯域幅のみを切り替えて、アップリンク送信には常に省電力帯域幅を適用することが有益である場合もある。この動作は、例えばデータの受信通知メッセージ等のアップリンク・データを送信することが滅多にない、または少量しか送信しない端末に有用である可能性がある。

一般に、アップリンク帯域幅とダウンリンク帯域幅の異なる動作は、例えば、アップリンクおよびダウンリンク帯域幅の動作を制御するために基地局から別個のインジケータ（ＡＢＩ）を提供することによって実現することができる。当業者には明らかなように、本明細書に記載される実施形態および例は、アップリンクとダウンリンク別個に適用することができる。

図５Ａおよび図５ＢはそれぞれＦＤＤおよびＴＤＤの場合の、本発明に適用可能なリソースグリッド例の制御領域（最初の３行）およびデータ領域を示す。詳細には、制御領域は図３を参照して説明した制御領域と同様であってよく、したがってＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、およびＰＤＣＣＨのいずれをも含むことができる。データ領域は、中央部分（「中央ＰＤＳＣＨ領域」）と、中央領域の左右にある端部部分（「通常ＰＤＳＣＨ」）に分割される。中央の領域は、第１の数（好ましくは７２個）のサブキャリア（または物理リソースブロック）を含む省電力帯域幅に対応する。ただし、このサブキャリアの数７２個はＬＴＥシステムの本発明による動作に関して挙げる例に過ぎない。他のシステム、ＬＴＥの設定またはそのリソースについては、サブキャリアの数は７２よりも多い、または少なくてもよい。中央の領域は、ＰＳＳおよびＳＳＳと、ＰＢＣＨとを搬送することができる。中央の領域は、省電力帯域幅で動作しているＵＥがスケジューリングされる物理ダウンリンクリソースを含む。端部の領域（「通常ＰＤＳＣＨ」）は、省電力帯域幅で動作している時にはＵＥに使用されない残りのセル帯域幅に相当する。これに対し、端部の領域は、セル帯域幅で動作しているＵＥに使用することができる。詳細には、端部帯および中央の帯は、ＵＥにリソース（ダウンリンクおよび／またはアップリンクのリソース）をスケジューリングされることが可能な帯域を示す。

制御オーバーヘッドを低減し、ＤＣＩの到達範囲とエラー耐性を高めるために、省電力帯域幅のダウンリンクのシグナリング情報（ＬＴＥのＤＣＩ等）の長さは、セル帯域幅よりも小さいことが好ましい。ダウンリンク制御情報は、ＵＥへのダウンリンクおよび／またはアップリンク・リソースの割当を示す。

例えば、３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１２で規定される各種の定義されたＤＣＩフォーマットを参照すると、種々のアクティブ帯域幅について以下のサイズが得られる（ＣＲＣを含む）（アップリンクとダウンリンクでアクティブ帯域幅が同じであると仮定する）。

したがって、アクティブ帯域幅が例えば２０ＭＨｚのセル帯域幅のうちわずか１.４ＭＨｚである場合、ＤＣＩフォーマット０では７ビットを節約することができ、これはおよそ４４／３７≒０.７５ｄＢの符号化ゲインに相当し、すなわち、０.７５ｄＢだけ少ない電力で送信されるにも関わらず、省電力ＤＣＩのエラー耐性をセル帯域幅ＤＣＩのエラー耐性と同じにすることができる。または同じ電力で送信されると仮定すると、省電力ＤＣＩのエラー確率は、セル帯域幅ＤＣＩが０.７５ｄＢだけ高い電力で送信された場合と同じになると予想することができる。ここで、「省電力ＤＣＩ」は、省電力帯域幅動作のダウンリンク制御情報を知らせる、省電力帯域幅で動作する端末を対象としたダウンリンク制御情報を言う。有利には、そのサイズは、より大きい帯域幅で動作する場合のＤＣＩのサイズよりも小さい。

そのような低コストＵＥで小さなデータ・パケットのみを受信または送信する必要がある場合は、省電力帯域幅（図５Ａ、５Ｂの中央の帯域幅を参照）で充分である。ただし、本発明の実施形態によれば、輻輳の恐れがあるときには、基地局は、帯域幅省電力モードからセル帯域幅モードに切り替えるように端末に要求するように構成される。これは、例えば、上記で図４を参照してすでに簡単に説明したように、基地局から端末に通知される指示を提供して、ＵＥにセル帯域幅動作を再開するように要求することによって実現することができる。詳細には、ｅＮｏｄｅＢは、「アクティブ帯域幅インジケータ」（ＡＢＩ）をＵＥに送信する機能を持つことができる。このＡＢＩは、ＵＥに省電力帯域幅動作からセル帯域幅動作に切り替えるように指示（指令）する。インジケータ（ＡＢＩ）を受信（復号）すると、ＵＥは通常の動作に切り替える。切り替えの処理は、数サブフレーム内にＵＥによって行われるものと想定することができる。したがって、セル・リソースの概要を把握している基地局は、中央のサブキャリアの輻輳を効率的に回避することができる。

セル帯域幅動作モードに入ると、低コストＵＥは、ＬＴＥのリリース８〜１０に準拠して動作するＵＥ等のセル帯域幅で動作している他のＵＥと同様に振る舞う。それにより、端末と通信するためにネットワーク側をアップグレードする必要がなく、実際には、端末側の省電力機構を可能にしたい場合はＡＢＩ機構を導入するという比較的容易な態様をアップグレードするだけで済むため、リリース８〜１０のセルに関して後方互換性が得られるという利点がもたらされる。

一般に、ＭＩＢおよびＳＩＢ２に含まれる情報でもそれぞれＤＬおよびＵＬのセル帯域幅の変更を可能にすることは可能である。しかし、基地局からＵＥにシグナリングされる指示を提供すると以下のような利点が得られる。
−ＡＢＩではＵＥの振る舞いをより迅速に変更することができ、これはシステム帯域幅の再設定では実現することができない。システム帯域幅の変更はＭＩＢ／ＳＩＢの変更によってのみ通知することができるが、ＭＩＢ／ＳＩＢは頻繁に変えることはできない。ＡＢＩは、基本的にどの（あらゆる）サブフレームでも送信することができる。それにより、中央の帯域幅のセル・リソースとその低コストＵＥおよび通常ＵＥへの割当を高速に制御することが可能となる。
−ＡＢＩに基づくセル帯域幅のアクティブ化はＵＥ固有である。システム帯域幅はセルに固有である。そのため、システム帯域幅の変更は、当該セル内にあるすべてのＵＥに影響する（トラフィック・ステータスに関係なく）。ＡＢＩで、ｅＮｏｄｅＢは、異なるＵＥを異なる形で扱うことができ、すなわち、単に一部のＵＥを強制的にセル帯域幅動作で動作させ、セル内の他のＵＥは省電力帯域幅動作を続けさせることにより、輻輳を回避する状況を効率的に管理することができる。さらに、第１の期間にはセル帯域幅をアクティブ帯域幅とする第１のセットのＵＥと、同じ第１の期間に省電力帯域幅をアクティブ帯域幅とする第２のセットのＵＥだけがあり、第２の期間には、それぞれセル帯域幅および省電力帯域幅をアクティブ帯域幅とする第３および第４のセットのＵＥがあることが可能である。そのようにすると、ＵＥの振る舞いがかなり動的に変化可能になるだけでなく、ｅＮｏｄｅＢが省電力帯域幅で管理することを望む（または管理することが可能な）ＵＥの数および識別もかなり動的に変えることができる。

以下、本発明の実施形態による省電力帯域幅動作に移行する手順を詳細に説明する。

ＵＥは、以下の（１つまたは複数の）条件の１つまたは複数で省電力帯域幅動作を開始する。
−接続確立手順が終了した後。接続確立手順はＬＴＥではＲＲＣプロトコルで制御される。ＵＥは、ＲＲＣ接続確立完了またはＲＲＣ接続再設定完了メッセージを送信した後に省電力帯域幅動作に入ることが好ましい。
−それに代えて、またはそれに加えて、ＵＥは、基地局から明示的なコマンドを受信した後に省電力帯域幅動作に入る。例えば、ｅＮｏｄｅＢは、ＲＲＣプロトコルまたはＭＡＣ制御エレメント（ＣＥ）を使用してそのようなコマンドを送信することができる。ＬＥＴにおける各種のＭＡＣ ＣＥについては、3GPP TS 36.321 Section 6.1.3（非特許文献８）に詳細に記載される。好ましくは、ＵＥを省電力モードに入らせるＭＡＣ ＣＥは、現在規定されているＤＲＸコマンドＭＡＣ制御エレメント（Section 6.1.3.3）と同様である。Table 6.2.1-1の「予約」エントリの１つが省電力帯域幅コマンドとして指定される。別の可能性は電力ヘッドルーム（Power Headroom）ＭＡＣ制御エレメントを適合するものであり、その場合、値は、例えばそのＭＡＣ ＣＥの受信後にＵＥが使用すべきアクティブ帯域幅を示す。６、１５、２５、５０、７５、１００個のＲＢのアクティブ帯域幅だけを表す必要があると仮定すると、以下のようになる（上記Table 6.2.1-1の「予約エントリ」の１つを使用することに加えて）。ここではＤＬのアクティブ帯域幅がＵＬのアクティブ帯域幅と等しいと仮定することにも留意されたい。あるいは、値は、ＤＬのアクティブ帯域幅のみを示してもよい（リソース割当を受信するにはＤＬのアクティブ帯域幅だけが重要であるため）。あるいは、ＤＬアクティブ帯域幅のＭＡＣ ＣＥとＵＬアクティブ帯域幅のＭＡＣ ＣＥごとに１つのそのような定義が必要とされるか、またはそれらを組み合わせて１つのＭＡＣ ＣＥにし、ＵＬとＤＬのアクティブ帯域幅の組み合わせの最大限の柔軟性を提供する。
−それに代えて、またはそれに加えて、ＵＥは、ＤＲＸからウェイクアップした後、すなわち、アクティブ時間および／またはオン期間に入る時に（上記の図４を参照した説明を参照されたい）省電力帯域幅動作に入る。
−ＤＲＸの使用を設定する際、すなわち3GPP TS 36.331, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control Protocol", Section 6.3.2（非特許文献９）（３ＧＰＰのウェブサイトのMAC-MainConfig のサブセクションで自由に入手可能）に概説されるようにＵＥが例えばＬＥＴの文脈でＤＲＸ＿Ｃｏｎｆｉｇのセットアップ（すなわち解放ではない）情報を受信した時。
−それに代えて、またはそれに加えて、ＵＥは、ＰＤＣＣＨが検出されなかった任意の設定可能な期間の後に、すなわちそれより長い時間に渡ってＵＥがリソース割当を全く受け取らない場合に、省電力帯域幅動作に入る。この期間は、例えばＲＲＣで設定することができる。この期間は、ＤＲＸのタイミング（下記参照）に基づくことができるが、ＤＲＸのタイミングとは無関係であってもよい。したがって、ＤＲＸが設定されていないＵＥもアクティブなアップリンクおよび／またはダウンリンク帯域幅を減らすことによって電力消費を低減することができる。
−それに代えて、またはそれに加えて、ＵＥは、ＤＲＸ非アクティブタイマが満了した時（満了すると直ちに）省電力帯域幅動作に入る。これは上述の選択肢と同様であるが、この場合はＤＲＸ非アクティブタイマが帯域幅の切り替えの目的にも兼用され、別個のタイマが必要でない。

ＭＡＣ制御エレメントでコマンドを搬送する上記の例について、以下でＬＴＥと互換性のある可能なシグナリング構造の詳細を説明する。それらの詳細は例示を目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではないことに留意されたい。当業者には明らかであるように、コマンドのシグナリングは別の方式で行うこともできる。

アクティブ帯域幅ＭＡＣ制御エレメントは、3GPP TS 36.321 v10.3.0のTable 6.2.1-1に指定される論理チャネルＩＤ（ＬＣＩＤ）を有するＭＡＣ ＰＤＵ（プロトコル・データ・ユニット）サブヘッダで識別することができる。このエレメントは固定サイズであり、図８に示すように５個のＲフィールドと１つのＡＢフィールドで定義される１オクテットからなる。図８に示すアクティブ帯域幅ＭＡＣ制御エレメント８００では、フィールド「Ｒ」は予約ビットを表し、「０」に設定される。「ＡＢ」のフィールドは「アクティブ帯域幅」を意味し、ＲＢのアクティブ帯域幅を制御する。このフィールドの長さは３ビットである。ＡＢの値とそれに対応するアクティブ帯域幅の値を下の表に示す。

上記の例は、ＵＬとＤＬで共通のアクティブ帯域幅を設定する場合に関連する。以下に、ＵＥに対してダウンリンクとアップリンクの帯域幅を個々に設定することができる別の例を示す。アクティブ帯域幅ＭＡＣ制御エレメントは、3GPP TS 36.321 v10.3.0のTable 6.2.1-1に規定されるＬＣＩＤを持つＭＡＣ ＰＤＵサブヘッダで識別することができる。このエレメントは固定サイズであり、２つの「Ｒ」フィールド、ＤＬＡＢフィールド、およびＵＬＡＢフィールドで定義される１オクテットからなる。「Ｒ」フィールドは「０」に設定される予約ビットに対応する。ダウンリンク・アクティブ帯域幅（ＤＬＡＢ）のフィールドは、ＲＢのダウンリンクのアクティブ帯域幅を制御する。このフィールドの長さは３ビットである。ＤＬＡＢ値およびそれに対応するダウンリンクのアクティブ帯域幅の値を下の表に示す。

アップリンク・アクティブ帯域幅（ＵＬＡＢ）のフィールドは、ＲＢのアップリンクのアクティブ帯域幅を制御する。このフィールドの長さは３ビットである。ＵＬＡＢ値およびそれに対応するアップリンクのアクティブ帯域幅の値を下の表に示す。

それに対応するアクティブ帯域幅ＭＡＣ制御エレメント９００を図９に示す。理解できるように、両方の例（ＵＬとＤＬ共通の帯域幅の制御と、ＵＬとＤＬ別個の帯域幅制御）で、インジケータの長さは同じ、すなわち１オクテットである。上記のＭＡＣ ＣＥは例であり、本発明は３ビット以外の（３ビットより小さい、または大きい）ＡＢ、ＵＬＡＢ、ＤＬＡＢフィールドのサイズを使用して実施し、その値をフィールドに異なる方式で割り当てることが可能であることに留意されたい。

ＵＥが省電力帯域幅動作を行っている時、ＵＥは、上記のようにＡＢＩを検出すると再度セル帯域幅動作に移行することができる。好ましくは、ＵＥは４ｍｓ以内にセル帯域幅動作をアクティブ化する。

有利には、ＡＢＩは、リソース割当のためにすでに存在する定義済みのＤＣＩフォーマットと同様のダウンリンク制御情報である。送信に数リソースしか必要としないことから、短いペイロードが好ましく、これは特にＡＢＩは省電力帯域幅以内、すなわち、セル帯域幅に比べて豊富でないリソースで送信しなければならないため有利である。

リリース１０までにＬＴＥによって提供される既存のＤＣＩフォーマットでＡＢＩに容易に利用できる一般に最も短いフォーマットはＤＣＩフォーマット１Ｃであり、これは3GPP TS 36.212によると、１つのＰＤＳＣＨコードワードの非常にコンパクトなスケジューリングに使用される場合には以下の要素を備える。
・Ｎ_RB ^DL≧５０の場合は、１ビットの長さでギャップ値（gap value）を示す。
・
ビットの長さによるリソースブロック割当、および
・５ビット長の変調および符号化方式。

したがって、６個のＲＢのダウンリンクセル帯域幅の場合のＤＣＩフォーマット１Ｃの最小サイズは、８ビットに、ＵＥ固有のＲＮＴＩでマスクされた１６ビットのＣＲＣを足した値となる。

ＣＲＣマスキングの目的と、ＡＢＩに使用されるＤＣＩフォーマット１Ｃを、１つのＰＤＳＣＨコードワードの非常にコンパクトなスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット１Ｃと区別するために、新たなＡＢＩ−ＲＮＴＩを使用することができる。そのような場合、識別されるすべてのＤＣＩエレメント（ＣＲＣを除く）は、ＡＢＩの誤検出を防ぐ仮想ＣＲＣとして、または追加的な情報を搬送するために使用することができる。すなわち、ＤＣＩエレメントのビット値は、所定の値（例えば０）に設定することができる。そして、端末は、ＤＣＩのＦＥＣ復号の後に、復号されたＣＲＣが、復号されたＤＣＩエレメントから得られる予想ＣＲＣと一致するかどうかを調べることができる（ＡＢＩ−ＲＮＴＩのマスキングを考慮に入れる）。この検査に合格すると、さらに検査を行って、復号されたＤＣＩエレメントが実際にすべて所定の値を持つと検出されたかどうかを検証する。この検査に合格しない場合は、従来のＣＲＣで検出されていない何らかの送信エラーがあったことが明らかとなる。したがって、所定の値を持つＤＣＩエレメントはチェックサムを拡張したものとして機能し、これを仮想ＣＲＣと呼ぶこともある。ＡＢＩ−ＲＮＴＩはＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩ（情報エレメントＳＰＳ−Ｃｏｎｆｉｇの説明である3GPP TS 36.331を参照されたい）と同じように、すなわち、ＡＢＩ−ＲＮＴＩを含むＲＲＣメッセージをＵＥに送信することにより、割り当ててＵＥに通知されることが好ましい。ＲＲＣメッセージの送信は、3GPP TS 36.331に概説される手順にさらに従う。ＡＢＩが別々に通知される場合は、アップリンクとダウンリンクのＡＢＩに独立したＡＢＩ−ＲＮＴＩを使用してよいことに留意されたい。

あるいは、省電力帯域幅で動作しているＵＥのＣ−ＲＮＴＩを使用することもできる。これをＡＢＩに使用するには、ＡＢＩを、対象ＵＥに対するＰＤＳＣＨの通常のフォーマット１Ｃのリソース割当から区別するために曖昧性のない識別が必要となる。そのフィールドの全ビットが「１」に設定された場合は、ＲＢの数やギャップまたはステップ値に関係なく、リソースブロック割当は無意味となることを示すことができる（例えば3GPP contribution R1-090197, "DCI formats and bit fields for SPS deactivation", Jan. 2008, RAN1 meeting no. 55bis（非特許文献１０）と同様。同文献は３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手できる）。したがって、ＡＢＩは、リソースブロック割当フィールドの全ビットが「１」に設定されたＤＣＩフォーマット１Ｃで示されることが好ましい。ここでは省電力帯域幅は通例は５０個のＲＢより小さいことを想定しているため、ギャップ値ビットは通常は存在しない。

この定義から、実際にはリソース割当が行われないため、変調および符号化方式フィールドの５ビットを別の目的に使用できることが明らかである。１つの態様は、ＡＢＩが正しく受信されたことを確認するために、仮想チェックサムの役割を果たす「１１１１１」等の事前に定義された値を送信するものである。本発明の代替実施形態では、それらのビットの一部またはすべてが、下記のように１つまたは複数の追加的な情報を知らせることが好ましい。

本発明の有利な実施形態によると、１つのＡＢＩを使用して、省電力ＵＥのグループを一度にアドレス指定することができる。詳細には、ＭＴＣ ＵＥ（または低コストＵＥ）の群にＡＢＩを同時に送信する場合には、新しいＡＢＩ−ＲＮＴＩを含むＤＣＩフォーマット３／３Ａが好ましい。そのようなＤＣＩフォーマットでは、１つのＵＥにつき１ビット（フォーマット３Ａ）または２ビット（フォーマット３）で、ＵＥが省電力帯域幅で動作を続けるべきか、セル帯域幅に切り替えるかを示すことができる。さらに、２ビットを利用できる場合には、さらに追加的な情報を含めることができる。詳細には、グループの各低コストＵＥがＡＢＩ−ＲＮＴＩを使用してＤＣＩを復号する。グループＲＮＴＩへのＵＥの割当は、情報エレメントＴＰＣ−ＰＤＣＣＨ−Ｃｏｎｆｉｇに関して説明した方式で設定することが好ましく、その場合は、アドレス指定されるＵＥに対応するＲＮＴＩとインデックスとを設定することができる。グループに基づくアクティブ化は、代わりに、グループ全体の帯域幅を一度にアクティブ化してもよい（その場合インデックスは必要ない）が、これは同じＡＢＩ−ＲＮＴＩを複数のＵＥに割り当てることに相当することに留意されたい。一般に、本発明では、グループへのＵＥの割当がどのように行われるかは重要でなく、例えばＬＴＥで用いられるよく知られた方式を使用することができる。

したがって、省電力帯域幅が６ＰＲＢ（７２サブキャリア）の場合、最高で２１個のＵＥを１つのＡＢＩ−ＲＮＴＩでカバーすることができる。グループＡＢＩ−ＲＮＴＩの利点は、例えばグループの各デバイスがその間にセル内で同じデータを受信できるマルチキャスト受信の目的で複数のＵＥを同時に切り替えられることである。これに必要とされる制御オーバーヘッドは、各ＵＥを別々に扱う場合に比べて非常に少ない。

例えば対応するビットが省電力帯域幅での動作を示す場合に省電力帯域幅に戻るべきかどうかを知るために、ＵＥがセル帯域幅で動作している時でも省電力帯域幅内でＡＢＩを監視できることもさらに構想される。

大きい方の帯域幅の動作をアクティブ化するための指示（ＡＢＩ）の他に、ＤＣＩのフォーマットに応じて、すなわち、特にＤＣＩを通知するためのビットの可用性に応じて、以下の情報の１つまたは複数をＤＣＩで搬送することができる。
−大きい方の帯域幅（例えばセル帯域幅）をアクティブ化した状態を保つ時間の長さを知らせるアクティブ帯域幅（セル帯域幅）タイマの値。このタイマは、例えば、セル帯域幅のアクティブ化後、省電力帯域幅に戻るまでにＵＥがセル帯域幅で動作すべきサブフレーム数を示すことができる。アクティブ帯域幅タイマが満了すると、ＵＥは自動的に省電力帯域幅動作に移行することができる。
−対象となるアクティブ帯域幅のサイズおよび／または位置。例えば、アクティブ（セル）帯域幅はセル帯域幅とは別の帯域幅である場合がある。詳細には、セル帯域幅は、省電力帯域幅とセル帯域幅との間の値（後者を含む値）を有することができる。これに加えて、またはこれに代えて、アクティブ帯域幅の位置も通知することができる。アクティブ帯域幅がセル帯域幅（例えば１００ＲＢセルの５０ＲＢ）より小さい場合は、アクティブ帯域幅領域がセル帯域幅に対してどこにあるかを知らせる追加的な指示が可能である（例えば１００ＲＢセル内の上、中ほど、下の５０ＲＢ、または他の場所）。
−ＡＢＩ受信通知メッセージが送信されるリソース（下記の詳細を参照）。

ＰＳＳおよび／またはＳＳＳサブフレームのみ、またはＰＳＳおよび／またはＳＳＳおよび／またはＰＢＣＨサブフレームでＡＢＩを送信すると有利である場合がある。ＰＳＳサブフレームはＰＳＳを搬送するサブフレームである。同様に、ＳＳＳサブフレームはＳＳＳを搬送するサブフレームであり、ＰＢＣＨサブフレームはＰＢＣＨを搬送するサブフレームである。ＬＴＥでは、ＰＳＳとＳＳＳは５ｍｓごとに送信され、ＰＢＣＨは１０ｍｓごとに送信される。一般に、同期参照信号およびシステム・ブロードキャスト・チャネルは各サブフレームでは送信されず、したがって、ＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨでＡＢＩを提供すると、柔軟性が低下し、切り替えがわずかに低速になる可能性がある。例えば、ＡＢＩは、ＰＳＳまたはＳＳＳを搬送するサブフレームまたはＰＢＣＨサブフレームだけで送信し、中央の６ＰＲＢだけで送信する。著しい量のリソースエレメントがすでにＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨと場合によってはＥ−ＰＤＣＣＨに使用されているため（図５Ａおよび５Ｂを参照）、それらのリソースは、ダウンリンクのデータチャネル（共有チャネル。例えば図５Ａおよび図５ＢのＰＤＳＣＨ）にとっては魅力的でない。下表は、図５Ａおよび５Ｂに例示する状況における、通常のサブフレーム（すなわちＳＳＳ、ＰＳＳ、およびＰＢＣＨを含まないサブフレーム）、ＰＳＳとＳＳＳの両方を含むサブフレームと、ＰＳＳ、ＳＳＳおよびＰＢＣＨを含むサブフレームの場合のＥ−ＰＤＣＣＨのリソースの使用例を示す。Ｅ−ＰＤＣＣＨは、リリース１１のＵＥでサポートされ、局所的な周波数割当、ビーム形成、および符号化効率を改善する他の機能を可能にする強化物理ダウンリンク制御チャネルである。Ｅ−ＰＤＣＣＨは、ＰＤＣＣＨと同様にＣＣＥ（Control Channel Element）を利用して割り振られる。ＣＣＥは、所定数のリソースエレメントを含み、この数は、リリース１０以前のＬＴＥおよびＰＤＣＣＨを使用する事例では、９個のリソースエレメントグループ（ＲＥＧ）と定義され、各ＲＥＧは４個のリソースエレメントからなり、したがってＰＤＣＣＨ ＣＣＥは３６個のリソースエレメントからなる。Ｅ−ＰＤＣＣＨの場合は、ＣＣＥ中のリソースエレメントの数は、例えばＣＦＩで示される値やアンテナポートの数等の種々の要素の関数とすることができる。それでも、それらの要素はＵＥに知られ、Ｅ−ＰＤＣＣＨ検出の前に正しく適用することができ、そのため、Ｅ−ＰＤＣＣＨ ＣＣＥ中のリソースエレメントの数は、サブフレームごとに異なる（さらにはリソースブロックごとに異なる）場合でも明確に定義される。

これらのリソースはダウンリンクのデータ送信には魅力的でないため、ＡＢＩの送信に有益に利用することができ、セルのスループットにはほとんど影響しない。

例えば、通常サブフレームで１.４ＭＨｚのＰＤＳＣＨ（通常のサイクリック・プレフィクス（ＣＰ）、ＣＦＩ＝３、ＤＭ−ＲＳとＣＳＩ−ＲＳがどちらも存在せず、ＣＲＳポートが４個の場合）に利用できるリソースエレメントの合計数は１１６×６＝６９６個のＲＥとなり、これは６ＰＲＢに相当する。ＰＳＳ、ＳＳＳ、およびＰＢＣＨを含むサブフレームは、最大で、１１６×６−２×６２（ＰＳＳおよびＳＳＳ）−２×７２（ＰＢＣＨ）−２×４８（ＰＢＣＨ。一部のＲＥは参照信号に必要とされる）＝３３２個のＲＥを含み、これをＰＤＳＣＨに利用することができる。その結果、すでに通常のサブフレームのＰＤＳＣＨ容量の４８％に過ぎない。同様に、ＰＳＳとＳＳＳを含み、ＰＢＣＨを含まないサブフレームでは、ＲＥの数は、１１６×６−２×６２（ＰＳＳおよびＳＳＳ）＝５７２個のＲＥとなり、これは通常サブフレームの８２％に相当する。省電力ＵＥが中央の１.４ＭＨｚ（可能な最大の省電力）でＥ−ＰＤＣＣＨを受信する必要がある場合には、ＰＳＳ／ＳＳＳおよびＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨサブフレームは、省電力ＵＥに対応するにはさらに魅力的でない。何故ならば、例えば上掲の表中、Ｅ−ＰＤＣＣＨにさらに１４４個または２８８個のＲＥが消費される箇所で示すように、Ｅ−ＰＤＣＣＨ送信のために追加的にＰＤＳＣＨリソースが必要となるためである。１.４ＭＨｚでは充分な周波数ダイバーシティを得られないため、省電力ＵＥを対象とするＥ−ＰＤＣＣＨは、４個または８個のＣＣＥに相当するものを常に必要とすると想定することができる。その結果、それらのサブフレームとリソースブロックはＰＤＳＣＨリソースの割当にはさらに魅力的でなくなる。これは、場合によってはリソースブロックの名目ＰＤＳＣＨ容量の２７％または１１％しか提供しないためである。したがって、それらをＡＢＩの送信に使用する方が効率的であり、そうするとより広い帯域幅の使用が可能となり、例えば既存のＰＤＣＣＨ機構を使用してＤＳＣＨリソースを割り当てることができるため、（Ｅ−）ＰＤＣＣＨの送信のために失われるＲＥがなくなる。

省電力帯域幅とアクティブな（セル）帯域幅は、好ましくはＲＲＣで、一般には上位レイヤ・プロトコルによって、セル固有またはＵＥ固有の方式で設定することができる。セル帯域幅に関してここに記載される方法は、多少の変更を加えて、セル帯域幅より小さいアクティブ帯域幅にも適用できることに留意されたい。

あるいは、帯域幅の設定をＤＲＸの設定と組み合わせることができる。例えば、ＤＲＸの設定メッセージが、想定される省電力帯域幅が６、１５、２５、５０、７５、または１００個のＲＢのどれであるかを示す新しい情報エレメント（ＩＥ）を含むことができる。この帯域幅の選択に必要なビットは多くとも３ビットである。ただし本発明はこの例によって制限されない。一般に、省電力動作を改善するためには、１ビットを提供して６個のＲＢまたは１５個のＲＢ（あるいは、１５〜２５個のＲＢ、または一般にはそれぞれが２５個のＰＲＢ以下の２つの値の間）の省電力帯域幅を設定する（設定を区別する）ことができる。

ＡＢＩが失われるエラー事例（すなわちｅＮｏｄｅＢがＡＢＩを送信するが、送信エラーのために端末が検出しない）を減らすために、ＦＤＤでは好ましくはＡＢＩの検出から４サブフレーム後に、またはＴＤＤでは、例えば通常はＰＤＳＣＨの送信に使用されるＰＵＣＣＨ手順を使用してＡＢＩの代わりにＰＤＳＣＨが送信された場合は受信通知の送信が迫るたびに、ＵＥが物理層の受信通知（ＡＣＫ）メッセージをアップリンクで送信することができる。そのような受信通知により、ｅＮｏｄｅＢは、端末が正しくＡＢＩを受信したかどうかを検出することができる。端末から受信通知や明示的な否定応答（ＮＡＣＫ）がないと、ｅＮｏｄｅＢは電力を高くして、または低い符号化率を使用してもう一度ＡＢＩを送信し、または、少なくともＡＢＩに対して端末から肯定の受信通知がない間はその端末には省電力帯域幅のみを使用する。

ＵＬが（基地局からのＡＢＩ送信後に）４ｍｓ内にアクティブ状態になることができると仮定すると、ＡＣＫをＵＬセル帯域幅のＰＵＣＣＨリソースで送信することができる。この解決法は、問題を生じずに他のＵＥによるＵＬ帯域幅の使用に組み込むことができる。ＰＵＣＣＨリソースは、ＡＢＩが送信される（１つまたは複数の）リソースに応じて決定されることが好ましい。例えば、ＰＵＣＣＨリソースは、ＡＢＩが通知されたサブフレームから所定数のサブフレーム後に位置するサブフレームに位置する。あるいは、ＰＵＣＣＨリソースは、3GPP TS 36.216 v10.3.1, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer for relaying operation", Section 7.5, June 2011（非特許文献１１）（３ＧＰＰのウェブサイトで自由に入手可能）に示されるように、リレー・アップリンク・バックホールＡＣＫ／ＮＡＣＫの場合と同様に、ＲＲＣで定義される位置等の予め設定されたＰＵＣＣＨリソースの位置に置くか、または、3GPP TS 36.213 v10.3.0 section 9.2（非特許文献１２）に示されるＳＰＳアクティブ化の受信通知の場合と同様に、ＡＢＩ自体の一部として示されるリソースに置くことができる。ＳＰＳのアクティブ化では、２ビットのフィールドで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信に使用すべき事前に設定された４つのＰＵＣＣＨリソースのうち１つを決定する。

図６は、本発明の実施形態による端末６００の機能ブロックを示す例示的ブロック図である。この実施形態の端末は、複数のサブキャリアを用いるセルラー通信システムで信号を受信するものである。端末は、それぞれセル帯域幅と省電力帯域幅で動作するための機能を含む２つの動作部を備える。具体的には、端末は、セル帯域幅についての情報を含む、基地局から送信されるシステム情報を受信するために、第１の数のサブキャリアを使用してセル帯域幅で動作するセル帯域幅動作部６２０と、物理制御チャネルを受信するために、第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを使用して省電力帯域幅で動作する省電力帯域幅部６１０とを備える。端末は、セル帯域幅動作部の動作と省電力帯域幅部の動作との間を切り替える動作制御部６３０も含むことが好ましく、動作は、情報の監視、受信、または送信の少なくとも１つを含む。端末は、特定の帯域幅では特定の動作だけを行うように事前に設定することができる。例えば、セル帯域幅ではＭＩＢおよび／またはＳＩＢの監視と受信を行い、省電力帯域幅ではすべての他の動作を行う。セル帯域幅動作部６２０および省電力帯域幅部６１０のハードウェア・リソースは（部分的に）重複してもよい、すなわち一定程度共有してもよいことに留意されたい。

端末はさらに、アップリンクまたはダウンリンクのリソース割当のためのダウンリンク制御情報を検出する検出部を含むことができ、端末が省電力帯域幅動作を行っている時、割当情報の長さは、端末がセル帯域幅動作を行っている時よりも短い。検出部は、リソース割当を検出するために、制御チャネルで所定リソースの監視とブラインド検出を行うことができる。

端末はさらに、アクティブ帯域幅インジケータを受信（復号）する受信部６４０をさらに含むことができ、省電力帯域幅で動作している時にアクティブ帯インジケータを受信すると動作をセル帯域幅に変更するように構成することができる。それに代えて、またはそれに加えて、端末がセル帯域幅で動作している時に、アクティブ帯インジケータを受信すると省電力帯域幅に動作を変更するように構成することができる。

アクティブ帯域幅インジケータを動作制御部（６３０）に提供し、動作制御部（６３０）は、アクティブ帯域幅インジケータを受信すると省電力帯域幅からセル帯域幅に端末動作帯域幅を切り替えるように構成される。アクティブ帯域幅インジケータは物理ダウンリンク制御チャネルで受信することができ、好ましくは個々の端末６００に固有である。

アクティブ帯域幅インジケータは、端末または端末のグループに対して、端末または端末のグループの動作を省電力帯域幅からセル帯域幅に、またはその逆に変更するコマンド、ならびに／または、端末または端末のグループが動作を変更すべき先の、それぞれダウンリンクおよび／もしくはアップリンクの帯域幅を示すダウンリンクおよび／もしくはアップリンク帯域幅、の少なくとも１つを示すことができる。

端末はさらに、受信部６４０がアクティブ帯域幅インジケータの復号に成功したかどうかに応じて、肯定または否定の受信通知を送信する送信部を備えることができる。

動作制御部は、以下のイベント、すなわち、端末について物理ダウンリンク制御チャネルを設定することを含む通信ネットワークに端末を接続する接続確立手順の終了、接続再設定手順の終了、非アクティブ期間後に間欠受信からウェイクアップすることもしくは間欠受信中の非アクティブタイマの満了、および／または所定期間の満了、の少なくとも１つが発生すると省電力帯域幅に切り替えるように構成される。

接続確立手順の終了は、ＬＴＥ型のシステムではＲＲＣ接続設定完了メッセージの送信、また一般には端末をネットワークに接続するための接続設定の完了を知らせるメッセージに関連付けられることが好ましい。再設定確立手順の終了は、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージの送信に関連付けられることが好ましい。接続の確立と接続の再設定は、端末とネットワークとの間にシグナリングおよび／またはデータ・ベアラを確立することに関連する。

動作制御部はさらに、以下のイベントの少なくとも１つが発生するとセル帯域幅に切り替わるように構成される。接続確立または接続再設定手順の開始、ランダム・アクセス手順の開始、ハンドオーバー手順の開始、および／またはアクティブ帯域幅インジケータの検出。

図７は、本発明の実施形態による方法の例示的な流れ図を示す。詳細には、端末側では、端末の電源が投入されると、端末は、システム・タイミングおよび周波数と同期し、（ダウンリンクの）セル帯域幅設定を判定するためにセルサーチ７１０を行う。これは、セル帯域幅についての情報を含む、基地局から送信されるシステム情報を受信するために第１の数のサブキャリアを使用してセル帯域幅で動作することに対応する。セルサーチの後（または上記の所定イベント後）、ＵＥは省電力帯域幅に切り替え７２０、物理制御チャネルを受信するために第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを使用して動作する。

一般に、端末によって行われる方法は、第１の帯域幅モードで動作し、アクティブ帯インジケータを受信すると第２の帯域幅モードで動作することを含むことができ、第１の帯域幅モードおよび第２の帯域幅モードはそれぞれ省電力帯域幅動作およびセル帯域幅動作であるか、またはその逆である。

方法はさらに、アクティブ帯域幅インジケータが受信されたか（復号に成功したか）否かに応じて、肯定または否定の受信通知を送信することを含むことができる。

基地局は、セル内のリソース使用状況を監視し７６０、中央の帯域幅のリソースがビジーであり、輻輳が生じる恐れがあると判定（判断）すると、セル帯域幅動作に戻るよう指示するために、直ちに端末、または事前に定義された端末のグループ、またはセル内のすべての端末にＡＢＩコマンドを送信する７７０。それに代えて、またはそれに加えて、ステップ７６０は、少なくとも１つのＵＥへのトラフィックまたはＵＥからのトラフィックを評価し、省電力帯域幅内で利用可能なリソースが、単一のリソース割当で利用可能データを送信するのに十分であるかどうかを判断することを含むことができ、充分でないと判断した場合は、セル帯域幅動作に戻るよう指示するために、端末、または事前に定義された端末のグループ、またはセル内のすべての端末にＡＢＩコマンドを送信する。チャネル７０１を通じた送信は端末によって受信され７３０、それに応じて端末の動作が制御される。詳細には、ＵＥはセル帯域幅に切り替える７４０。ＵＥが条件を評価し７５０、条件が満たされると直ちに省電力帯域幅動作に再度入ると有益である。例えば、この条件は、タイマの満了や上記の任意のイベントとすることができる。条件は、例えばＭＡＣ ＣＥ等により基地局からの明示的な有効化コマンドを受信した後としても、またはハンドオーバー手順の開始、接続の確立または接続再設定手順の開始等の他の条件としてもよい。

本発明は特に低コストの端末、とりわけマシン通信端末に有利である。ただし、本発明は、バッテリ電力を節減するために任意の端末に等しく適用することができる。

さらに、本発明の各種実施形態は、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュール、または直接ハードウェアとして実施することができる。また、ソフトウェア・モジュールとハードウェア実装の組み合わせも可能である。ソフトウェア・モジュールは、例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、レジスタ、ハード・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の任意種のコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。

実施形態の大半は、３ＧＰＰに基づく通信システムのアーキテクチャに関連して概説し、上記の項で使用した用語は主として３ＧＰＰの用語に関連する。ただし、それらの用語および３ＧＰＰに基づくアーキテクチャに関する各種実施形態の説明は、本発明の原理および概念をそのようなシステムのみに限定するものではない。また、上記背景技術の項の詳細な説明は、本明細書に記載される主として３ＧＰＰに特有の例示的実施形態をよりよく理解することを目的としたものであり、本発明を、記載される移動通信ネットワークにおける処理および機能の具体的な実装に限定するものとは解釈すべきでない。それでも、本明細書に提案される概念およびサブフレーム構造は、背景技術の項に記載されるアーキテクチャで容易に適用することができる。さらに、本発明の概念は、３ＧＰＰで現在論議されているＬＴＥ−Ａ ＲＡＮでも容易に使用することができる。

要約すると、本発明は、端末および基地局、ならびにそれぞれ端末および基地局で行われる受信方法および送信方法に関する。詳細には、本発明は、端末に２つの動作帯域幅を提供することにより電力消費を低減することに関し、一方の帯域幅はセル帯域幅、すなわちセルが動作することが可能な帯域幅であり、他方はセル帯域幅よりも低く、省電力帯域幅と呼ばれる帯域幅である。端末は、システム情報の受信を含む初回のセルサーチはセル帯域幅で行い、他の（１つまたは複数の）受信／送信／監視動作は省電力帯域幅で行うことができる。したがって、低コスト端末の実装が可能になり、これは特にマシン通信端末に有利である。

Claims (16)

1. 複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を受信する方法であって、前記方法は端末で行われ、
   セル帯域幅についての情報を含む、基地局から送信されるシステム情報を受信するために、第１の数のサブキャリアを使用して前記セル帯域幅で動作するステップと、
   物理制御チャネルまたはアップリンクもしくはダウンリンクのリソース割当を搬送する物理チャネルを受信するために、前記第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを使用して省電力帯域幅で動作するステップと、
   を含む方法。
2. 情報の監視、受信、または送信の少なくとも１つを行うために、前記端末の動作を、前記セル帯域幅と前記省電力帯域幅との間で切り替えるステップ、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
3. アップリンクまたはダウンリンクのリソース割当のためのダウンリンク制御情報を検出するステップ、をさらに含み、
   前記端末が省電力帯域幅動作を行っている時、前記割当情報の長さは、前記端末が前記セル帯域幅動作を行っている時よりも短い、
   請求項１または２に記載の方法。
4. アクティブ帯域幅インジケータを受信するステップと、
   前記省電力帯域幅で動作中に前記アクティブ帯域幅インジケータを受信した後、前記セル帯域幅で動作する、またはその逆で動作するステップと、
   をさらに含む請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記アクティブ帯域幅インジケータは、物理ダウンリンク制御チャネルで受信され、端末または端末のグループに固有であり、
   前記アクティブ帯域幅インジケータは、
   前記端末または前記端末のグループの動作を前記省電力帯域幅からセル帯域幅に、またはその逆に変更するコマンド、
   前記端末または前記端末のグループを前記省電力帯域幅またはセル帯域幅で動作させるコマンド、
   前記端末または前記端末のグループが動作を変更すべき先の、それぞれダウンリンクおよび／またはアップリンクの帯域幅を示すダウンリンクおよび／またはアップリンク帯域幅、
   それぞれダウンリンクおよび／またはアップリンクの前記省電力帯域幅またはセル帯域幅で動作することを示すダウンリンク帯域幅および／またはアップリンク帯域幅、
   の少なくとも１つを示す、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記省電力帯域幅に切り替えるステップは、以下のイベント、すなわち、
   前記端末について物理ダウンリンク制御チャネルを設定することを含む、前記通信ネットワークに前記端末を接続する接続確立手順の終了、
   非アクティブ期間後に間欠受信からウェイクアップすること、または間欠受信中の非アクティブタイマの満了、および／または、
   所定期間の満了、
   の少なくとも１つが発生したときに行われる、
   請求項２から５のいずれかに記載の方法。
7. 複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を送信する方法であって、前記方法は基地局で行われ、
   前記通信システムのセル内のリソースの使用状況を監視するステップと、
   前記監視するステップに従って、端末が、第１の数のサブキャリアを含むセル帯域幅で動作するか、または前記第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを含む省電力帯域幅で動作すべきか、および／またはそれらの帯域幅で動作すべき端末を判断するステップと、
   前記省電力帯域幅から前記セル帯域幅に切り替えると判断された端末にアクティブ帯域幅インジケータを送信するステップと、
   を含む方法。
8. 複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を受信する装置であって、前記装置は端末（６００）であり、
   セル帯域幅についての情報を含む、基地局から送信されるシステム情報を受信するために、第１の数のサブキャリアを使用して前記セル帯域幅で動作するセル帯域幅動作部（６２０）と、
   物理制御チャネルまたはアップリンクもしくはダウンリンクのリソース割当を搬送する物理チャネルを受信するために、前記第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを使用して省電力帯域幅で動作する省電力帯域幅部（６１０）と、
   を備える装置。
9. 前記セル帯域幅動作部の動作と前記省電力帯域幅部の動作との間を切り替える動作制御部（６３０）、をさらに備え、
   前記動作は、情報の監視、受信、または送信の少なくとも１つを含む、
   請求項８に記載の装置。
10. アップリンクまたはダウンリンクのリソース割当のためのダウンリンク制御情報を検出する検出部、をさらに備え、
    前記端末が省電力帯域幅動作を行っている時、前記割当情報の長さは、前記端末が前記セル帯域幅動作を行っている時よりも短い、
    請求項８または９に記載の装置。
11. アクティブ帯域幅インジケータを受信する受信部（６４０）、をさらに備え、
    前記動作制御部（６３０）は、前記アクティブ帯域幅インジケータを受信後前記セル帯域幅で、またはその逆で動作するように構成されている、
    請求項９に記載の装置。
12. アクティブ帯域幅インジケータは、物理ダウンリンク制御チャネルで搬送され、端末（６００）または端末のグループに固有であり、
    前記アクティブ帯域幅インジケータは、
    前記端末または前記端末のグループの動作を前記省電力帯域幅からセル帯域幅に、またはその逆に変更するコマンド、
    前記端末または前記端末のグループを前記省電力帯域幅またはセル帯域幅で動作させるコマンド、
    前記端末または前記端末のグループが動作を変更すべき先の、それぞれダウンリンクおよび／またはアップリンクの帯域幅を示すダウンリンクおよび／またはアップリンク帯域幅、
    それぞれダウンリンクおよび／またはアップリンクの前記省電力帯域幅またはセル帯域幅で動作することを示すダウンリンク帯域幅および／またはアップリンク帯域幅、
    の少なくとも１つを示す、
    請求項１１に記載の装置。
13. 前記受信部（６４０）が前記アクティブ帯域幅インジケータの復号に成功したかどうかに応じて、肯定または否定の受信通知を送信する送信部、
    をさらに備える請求項１１に記載の装置。
14. 前記動作制御部は、以下のイベント、すなわち、
    前記端末について物理ダウンリンク制御チャネルを設定することを含む、前記通信ネットワークに前記端末を接続する接続確立手順の終了、
    非アクティブ期間後に間欠受信からウェイクアップすること、または間欠受信中の非アクティブタイマの満了、および／または、
    所定期間の満了、
    の少なくとも１つが発生したとき、前記省電力帯域幅に切り替えるように構成されている、
    請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
15. 複数のサブキャリアを使用するセルラー通信システム内で信号を送信する装置であって、前記装置は基地局であり、
    前記通信システムのセル内のリソースの使用状況を監視するリソース制御部と、
    前記リソース制御部からの入力に基づいて、端末が、第１の数のサブキャリアを含むセル帯域幅で動作するか、または前記第１の数のサブキャリアよりも少ない第２の数のサブキャリアを含む省電力帯域幅で動作すべきか、および／またはそれらの帯域幅で動作すべき端末を判断する判定部と、
    前記省電力帯域幅から前記セル帯域幅に切り替えると判断された端末にアクティブ帯域幅インジケータを送信する送信部と、
    を備える装置。
16. コンピュータ可読プログラムコードが実施されたコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードは、請求項１から７のいずれかに記載の方法のステップを行うように構成されている、コンピュータプログラム製品。