ロングタームエボリューション(LTE)
WCDMA(登録商標)無線アクセス技術をベースとする第3世代の移動通信システム(3G)は、世界中で広範な規模で配備されつつある。この技術を機能強化または発展・進化させる上での最初のステップとして、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)と、エンハンストアップリンク(高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)とも称する)とが導入され、これにより、極めて競争力の高い無線アクセス技術が提供されている。
ユーザからのますます増大する需要に対応し、新しい無線アクセス技術に対する競争力を確保する目的で、3GPPは、ロングタームエボリューション(LTE)と称される新しい移動通信システムを導入した。LTEは、今後10年間にわたり、データおよびメディアの高速伝送ならびに大容量の音声サポートに要求されるキャリアを提供するように設計されている。高いビットレートを提供する能力は、LTEにおける重要な方策である。
LTE(ロングタームエボリューション)に関する作業項目(WI)の仕様は、E−UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access(UTRA):進化したUMTS地上無線アクセス)およびE−UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network(UTRAN):進化したUMTS地上無線アクセスネットワーク)と称され、最終的にリリース8(LTEリリース8)として公開される。LTEシステムは、パケットベースの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であり、IPベースの全機能を低遅延かつ低コストで提供する。LTEでは、与えられたスペクトルを用いてフレキシブルなシステム配備を達成するために、スケーラブルな複数の送信帯域幅(例えば、1.4MHz、3.0MHz、5.0MHz、10.0MHz、15.0MHz、および20.0MHz)が指定されている。ダウンリンクには、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)をベースとする無線アクセスが採用されている。なぜなら、かかる無線アクセスは、低いシンボルレートのため本質的にマルチパス干渉(MPI)を受けにくく、また、サイクリックプレフィックス(CP)を使用しており、さらに、さまざまな送信帯域幅の構成に対応可能だからである。アップリンクには、SC−FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access:シングルキャリア周波数分割多元接続)をベースとする無線アクセスが採用されている。なぜなら、ユーザ機器(UE)の送信出力が限られていることを考えれば、ピークデータレートを向上させるよりも広いカバレッジエリアを提供することが優先されるからである。LTEリリース8/9では、数多くの主要なパケット無線アクセス技術(例えば、MIMO(多入力多出力)チャネル伝送技術)が採用され、高効率の制御シグナリング構造が達成されている。
LTEのアーキテクチャ
図1は、LTEの全体的なアーキテクチャを示し、図2は、E−UTRANのアーキテクチャをより詳細に示している。E−UTRANは、eNodeBから構成され、eNodeBは、UE向けの、E−UTRAのユーザプレーン(PDCP/RLC/MAC/PHY)および制御プレーン(RRC)のプロトコルを終端処理する。eNodeB(eNB)は、物理(PHY)レイヤ、メディアアクセス制御(MAC)レイヤ、無線リンク制御(RLC)レイヤ、およびパケットデータ制御プロトコル(PDCP)レイヤ(これらのレイヤはユーザプレーンのヘッダ圧縮および暗号化の機能を含む)をホストする。eNBは、制御プレーンに対応する無線リソース制御(RRC)機能も提供する。eNBは、無線リソース管理、アドミッション制御、スケジューリング、交渉によるアップリンクQoS(サービス品質)の実施、セル情報のブロードキャスト、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンデータの暗号化/復号化、ダウンリンク/アップリンクのユーザプレーンパケットヘッダの圧縮/復元など、多くの機能を実行する。複数のeNodeBは、X2インタフェースによって互いに接続されている。
また、複数のeNodeBは、S1インタフェースによってEPC(Evolved Packet Core:進化したパケットコア)、より具体的には、S1−MMEによってMME(Mobility Management Entity:移動管理エンティティ)、S1−Uによってサービングゲートウェイ(SGW:Serving Gateway)に接続されている。S1インタフェースは、MME/サービングゲートウェイとeNodeBとの間の多対多関係をサポートする。SGWは、ユーザデータパケットをルーティングして転送する一方で、eNodeB間のハンドオーバー時におけるユーザプレーンのモビリティアンカーとして機能し、さらに、LTEと別の3GPP技術との間のモビリティのためのアンカー(S4インタフェースを終端させ、2G/3GシステムとPDN GWとの間でトラフィックを中継する)として機能する。SGWは、アイドル状態のユーザ機器に対しては、ダウンリンクデータ経路を終端させ、そのユーザ機器へのダウンリンクデータが到着したときにページングをトリガーする。SGWは、ユーザ機器のコンテキスト(例えばIPベアラサービスのパラメータ、ネットワーク内部ルーティング情報)を管理および格納する。さらに、SGWは、合法傍受(lawful interception)の場合にユーザトラフィックの複製を実行する。
MMEは、LTEのアクセスネットワークの主要な制御ノードである。MMEは、アイドルモードのユーザ機器の追跡およびページング手順(再送信を含む)の役割を担う。MMEは、ベアラの有効化/無効化プロセスに関与し、さらには、最初のアタッチ時と、コアネットワーク(CN)ノードの再配置を伴うLTE内ハンドオーバー時とに、ユーザ機器のSGWを選択する役割も担う。MMEは、(HSSと対話することによって)ユーザを認証する役割を担う。非アクセス層(NAS:Non-Access Stratum)シグナリングはMMEにおいて終端され、MMEは、一時的なIDを生成してユーザ機器に割り当てる役割も担う。MMEは、サービスプロバイダの公衆陸上移動網(PLMN:Public Land Mobile Network)に入るためのユーザ機器の認証をチェックし、ユーザ機器のローミング制約を実施する。MMEは、NASシグナリングの暗号化/整合性保護においてネットワーク内の終端点であり、セキュリティキーの管理を行う。シグナリングの合法傍受も、MMEによってサポートされる。さらに、MMEは、LTEのアクセスネットワークと2G/3Gのアクセスネットワークとの間のモビリティのための制御プレーン機能を提供し、SGSNからのS3インタフェースを終端させる。さらに、MMEは、ローミングするユーザ機器のためのホームHSSに向かうS6aインタフェースを終端させる。
LTE(リリース8)におけるコンポーネントキャリアの構造
3GPP LTE(リリース8)のダウンリンクコンポーネントキャリアは、時間−周波数領域において、いわゆるサブフレームに分割されている。3GPP LTE(リリース8)では、図3に示したように、各サブフレームが2つのダウンリンクスロットに分割されており、第1のダウンリンクスロットは、最初のいくつかのOFDMシンボルにおける制御チャネル領域(PDCCH領域)を含んでいる。各サブフレームは、時間領域における特定の数のOFDMシンボルからなり(3GPP LTE(リリース8)では12個または14個のOFDMシンボル)、OFDMシンボルそれぞれが、コンポーネントキャリアの帯域幅全体を範囲としている。したがって、OFDMシンボルそれぞれは、図4にも示したように、NDL RB×NRB sc個のそれぞれのサブキャリア上で送信される複数の変調シンボルからなる。
例えば、3GPP LTE(ロングタームエボリューション)において使用される、例えばOFDMを採用するマルチキャリア通信システムを考えると、スケジューラによって割り当てることのできるリソースの最小単位は、1つの「リソースブロック」である。物理リソースブロック(PRB)は、図4に例示的に示したように、時間領域におけるNDL symb個の連続するOFDMシンボル(例:7個のOFDMシンボル)と、周波数領域におけるNRB sc個の連続するサブキャリアとして定義される(例:コンポーネントキャリアの12のサブキャリア)。したがって、3GPP LTE(リリース8)においては、物理リソースブロックは、NDL symb×NRB sc個のリソース要素からなり、時間領域における1スロットと、周波数領域における180kHzに対応する(ダウンリンクリソースグリッドに関するさらなる詳細については、例えば非特許文献1の6.2節を参照)(3GPPのウェブサイトにおいて入手可能であり、参照によって本明細書に組み込まれている)。
1つのサブフレームは2つのスロットからなり、したがって、いわゆる「通常の」CP(サイクリックプレフィックス)が使用されているときにはサブフレームに14個のOFDMシンボルが存在し、いわゆる「拡張」CPが使用されているときにはサブフレームに12個のOFDMシンボルが存在する。専門用語として、以下では、サブフレーム全体にわたる、同一のNRB sc個の連続するサブキャリアに等しい時間−周波数リソースを、「リソースブロックペア」、または同じ意味で「RBペア」または「PRBペア」と称する。
用語「コンポーネントキャリア」は、周波数領域におけるいくつかのリソースブロックの組合せを意味する。LTEの将来のリリースにおいて、「コンポーネントキャリア」という用語はもはや使用されない。代わりに、この用語は「セル」に変更される。「セル」は、ダウンリンクリソースおよび任意でアップリンクリソースの組合せを意味する。ダウンリンクリソースのキャリア周波数とアップリンクリソースのキャリア周波数との連結(linking)は、ダウンリンクリソースで送信されるシステム情報に示される。
コンポーネントキャリアの構造の同様の想定は、以降のリリースにも適用される。
論理チャネルおよびトランスポートチャネル
MAC層は、論理チャネルを通じてRLC層にデータ伝送サービスを提供する。論理チャネルは、RRCシグナリングなどの制御データを伝える制御論理チャネルか、ユーザプレーンデータを伝えるトラフィック論理チャネルのいずれかである。ブロードキャスト制御チャネル(BCCH)、ページング制御チャネル(PCCH)、共通制御チャネル(CCCH)、マルチキャスト制御チャネル(MCCH)、および専用制御チャネル(DCCH)は、制御論理チャネルである。専用トラフィックチャネル(DTCH)およびマルチキャストトラフィックチャネル(MTCH)は、トラフィック論理チャネルである。
MAC層からのデータは、トランスポートチャネルを通じて物理層と交換される。データは、無線送信方式に応じてトランスポートチャネルに多重化される。トランスポートチャネルは、次のようにダウンリンクまたはアップリンクとして分類される。ブロードキャストチャネル(BCH)、ダウンリンク共有チャネル(DL−SCH)、ページングチャネル(PCH)、およびマルチキャストチャネル(MCH)は、ダウンリンクトランスポートチャネルであるのに対して、アップリンク共有チャネル(UL−SCH)およびランダムアクセスチャネル(RACH)は、アップリンクトランスポートチャネルである。
ダウンリンクおよびアップリンクそれぞれにおいて、論理チャネルとトランスポートチャネルの間で多重化が実行される。
第1層/第2層(L1/L2)制御シグナリング
スケジューリング対象のユーザに、ユーザの割当てステータス、トランスポートフォーマット、およびその他のデータ関連情報(例:HARQ情報、送信電力制御(TPC)コマンド)を知らせる目的で、第1層/第2層制御シグナリングがデータと一緒にダウンリンクで送信される。第1層/第2層制御シグナリングは、サブフレーム内でダウンリンクデータと一緒に多重化される(ユーザ割当てがサブフレーム単位で変化しうるものと想定する)。なお、ユーザ割当てをTTI(送信時間間隔)ベースで実行することもでき、その場合、TTI長はサブフレームの倍数であることに留意されたい。TTI長は、サービスエリアにおいてすべてのユーザに対して一定とする、ユーザ毎に異なる、あるいはユーザ毎に動的とすることもできる。第1層/第2層制御シグナリングは、一般的にはTTIあたり1回送信するのみでよい。一般性を失うことなく、以下では、TTIが1サブフレームに等しいものと想定する。
第1層/第2層制御シグナリングは、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)で送信される。PDCCHは、ダウンリンク制御情報(DCI)としてメッセージを伝え、このメッセージには、移動端末またはユーザ機器のグループのリソース割当て情報およびその他の制御情報が含まれる。一般的には、いくつかのPDCCHを1つのサブフレーム内で送信することができる。
なお、3GPP LTEでは、アップリンクデータ送信のための割当て(アップリンクスケジューリンググラントまたはアップリンクリソース割当てとも称する)も、PDCCHで送信されることに留意されたい。
スケジューリンググラントに関して、第1層/第2層制御シグナリングで送られる情報は、次の2つのカテゴリ、すなわち、カテゴリ1の情報を伝える共有制御情報(SCI:Shared Control Information)と、カテゴリ2/3の情報を伝えるダウンリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)に分けることができる。DCIフォーマットと、DCIにおいて送信される具体的な情報に関するさらなる詳細については、技術規格、または非特許文献2(参照によって本明細書に組み込まれている)の9.3章を参照されたい。LTEにおいて現在定義されている異なるDCIフォーマットは、以下のとおりであり、非特許文献3の5.3.3.1節に詳しく記載されている(この文書は、3GPPのウェブサイトにおいて入手可能であり、参照によって本明細書に組み込まれている)。
物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)と物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)
物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)は、例えば、ダウンリンクまたはアップリンクでデータを送信するためのリソースを割り当てるスケジューリンググラントを伝える。
各PDCCHは、1つまたは複数のいわゆる制御チャネル要素(CCE)を使用して送信される。各CCEは、一連のリソース要素(RE)に対応する。3GPP LTEにおいては、現在、1つのCCEは9つのリソース要素グループ(REG)からなり、1個のREGは、基準信号のリソース要素を除く4つの連続するリソース要素(周波数領域において連続する)からなる。基準信号によって占有されるリソース要素は、REGには含まれず、すなわち、1個のOFDMシンボルにおけるREGの総数は、基準信号が存在するか否かに依存する。
ユーザ機器へのPDCCHは、サブフレームの中の最初のNPDCCH symb個のOFDMシンボル(通常では1個、2個、または3個のOFDMシンボル(PCFICHによって示される)、例外的なケースでは2個、3個、または4個のOFDMシンボル(PCFICHによって示される))で送信され、OFDMシンボルはシステム帯域幅全体にわたり延びている。システム帯域幅は、一般にはセルまたはコンポーネントキャリアの範囲に等しい。時間領域における最初のNPDCCH symb個のOFDMシンボルと、周波数領域におけるNDL RB×NRB sc本のサブキャリアとによって占有される領域は、PDCCH領域または制御チャネル領域とも称される。周波数領域におけるNDL RB×NRB sc本のサブキャリアにわたる、時間領域における残りのNPDSCH symb=2*NDL symb−NPDCCH symb個のOFDMシンボルは、PDSCH領域または共有チャネル領域と称される(後述する)。
物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)に関するダウンリンクグラントにおいて、PDCCHは、同じサブフレーム内の(ユーザ)データのためのPDSCHリソースを割り当てる。サブフレーム内のPDCCH制御チャネル領域は、一連のCCEからなり、サブフレームの制御領域におけるCCEの総数は、時間−周波数制御リソース全体にわたり分散している。制御チャネルの符号化率を効果的に低減するため、複数のCCEを組み合わせることができる。CCEは、さまざまな符号化率を達成するためツリー構造を使用する所定の方法において組み合わされる。
3GPP LTEにおいては、PDCCHは、1個、2個、4個、または8個のCCEをアグリゲートすることができる。制御チャネルの割当てに利用可能なCCEの数は、キャリアの帯域幅、送信アンテナの数、制御に使用されるOFDMシンボルの数、CCEのサイズなど、いくつかの要因の関数である。サブフレームにおいて複数のPDCCHを送信することができる。
トランスポートチャネルのレベルにおいては、PDCCHを介して送信される情報は、第1層/第2層(L1/L2)制御シグナリングとも称される。第1層/第2層制御シグナリングは、各ユーザ機器(UE)を対象にダウンリンクで送信される。制御シグナリングは、一般にはサブフレーム内でダウンリンク(ユーザ)データと多重化される(ユーザ割当てがサブフレーム単位で変化しうるものと想定する)。
1つのサブフレーム内のOFDMシンボルのうちPDCCHによって占有されていない残りのOFDMシンボルには、物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)がマッピングされる。PDSCHリソースは、各サブフレームにおいてリソースブロック単位でユーザ機器に割り当てられる。
図5は、通常のサブフレーム(時間領域において2*NDL symb=14個のOFDMシンボルを有する)、すなわちリソースブロックペア内でのPDCCHおよびPDSCHの例示的なマッピングを示している(拡大図を参照)。この例示的なケースにおいては、最初のNPDCCH symb=2個のOFDMシンボル(制御チャネル領域)が、第1層/第2層制御シグナリングに(すなわちPDCCH、PHICH、PCFICHをシグナリングする目的に)使用され、残りのNPDSCH symb=12個のOFDMシンボル(PDSCH領域)が、データに使用される。
(ブロードキャスト)システム情報の構造
3GPPの専門用語においては、(ブロードキャスト)システム情報は、BCCH情報とも称され、すなわち、ユーザ機器が接続されている(アクティブ状態)またはアタッチされている(アイドル状態)無線セルのブロードキャスト制御チャネル(論理チャネルである)で伝えられる情報を意味する。
一般的に、システム情報には、マスター情報ブロック(MIB)と、いくつかのシステム情報ブロック(SIB)とが含まれる。MIBには、各システム情報ブロックに関する制御情報が含まれる。それぞれのSIBに関連付けられる制御情報は、次の構造を有することができる。すなわち、SIBに関連付けられるそれぞれの制御情報は、SIBが送信されるトランスポートチャネル上での、共通のタイミング基準に対するSIBの位置を示すことができる(例えば、OFDM無線アクセスの時間−周波数平面における位置、すなわちそれぞれのSIBの送信用に割り当てられている特定のリソースブロック)。さらには、SIBの反復周期を示すことができる。この反復周期は、各SIBが送信される周期を示す。さらに、制御情報は、SIB情報のタイマーベースの更新メカニズムのタイマー値、あるいは、SIB情報のタグベースの更新の場合の値タグを含むこともできる。
次の表は、非特許文献4(3GPPのウェブサイトにおいて入手可能であり、参照によって本明細書に組み込まれている)の8.1.1節に定義されている、UMTSレガシーシステムにおけるシステム情報ブロックの分類およびタイプの概要を示している。システムブロードキャスト情報は、内容と、表の第3列に示した時間的変動性とに基づいて、異なるSIBに分類される。
物理制御フォーマットインジケータチャネル:PCFICH
LTEには、3つのダウンリンク物理制御チャネルとして、物理制御フォーマットインジケータチャネル(PCFICH)、物理HARQインジケータチャネル(PHICH)、およびPDCCHが用意されている。一般的に、ダウンリンク制御チャネルは、サブフレームにおける最初の1個、2個、または3個のOFDMシンボルを占有するように設定することができる。ただし2つの特殊な場合が存在し、MBSFN(マルチメディアブロードキャスト単一周波数ネットワーク)送信を含むサブフレームにおいては、制御シグナリングのためのOFDMシンボルの数を0個、1個、または2個とすることができるのに対して、狭いシステム帯域(10RB未満)の場合、制御シンボルの数が増えて、十分な制御チャネル容量およびセル境界部におけるカバレッジを確保するため2個、3個、または4個とすることができる。この柔軟性により、特定のシステム構成、トラフィック状況、およびチャネル条件に従って、制御チャネルのオーバーヘッドを調整することができる。
上に関連して、非特許文献5の表7.7−1からの次の表は、PDCCHに使用されるOFDMシンボルの数の概要を示している。
システム帯域幅NDL RB>10の場合、OFDMシンボルを単位とするPDCCHの時間幅(1,2,または3)は、CFIによって直接与えられる。システム帯域幅NDL RB≦10の場合、OFDMシンボルを単位とするPDCCHの時間幅(2,3,または4)は、CFIに1を加える(CFI+1)ことによって与えられる。非特許文献6の5.3.4章には、CFIが定義されており、この文書は参照によって本明細書に組み込まれている。
サブフレーム1および6においては、PHICHの長さは、OFDMシンボルの数として、通常(1個)または拡張(2個)のいずれかとして設定される。非特許文献5の表6.9.3−1には、PHICH持続時間のさらに詳しい定義が記載されている。PHICH持続時間は、次の表に従って上位層によって設定可能である。
したがって、(PCFICHによってシグナリングされる)各サブフレームの先頭における制御チャネル領域のサイズに関して、PHICHによって下限が課される。PHICHは、PUSCHでの送信をeNodeBが正しく受信したかを示すHARQ ACK/NACKを伝える。この情報は、3個のBPSKシンボルそれぞれにおいて反復される。PHICHに関するさらなる詳細については、非特許文献7の9.3.4章に記載されており、この文書は参照によって本明細書に組み込まれている。
PCFICHは、ユーザ機器への各ダウンリンクサブフレームにおける制御チャネル情報の送信に使用されるOFDMシンボルの数を示す制御フォーマットインジケータ(CFI)を伝える。原理的には、ユーザ機器は、PCFICHなどのチャネルがなくても、CFIの値を推測することができ、すなわち、可能なシンボルの数それぞれを想定して制御チャネルの復号化を何度か試みることによって、推測できる。しかしながら、この方式では、大きな追加の処理負荷が生じる。LTEにおいては、前に概説したように、3種類のCFI値が使用される。
CFIを十分に堅牢にする目的で、各CFI値は、QPSK変調を使用して16個のリソース要素(RE)にマッピングされた32ビット長の符号語に符号化される(図7を参照)。これらの16個のリソース要素は、4個ずつのグループ(リソース要素グループ(REG)として公知である)に編成されている。RS(基準信号)によって占有されるリソース要素はREGには含まれず、すなわち、特定のOFDMシンボル内のREGの総数は、セルに固有なRSが存在するか否かに依存する。REGのコンセプトは、他のダウンリンク制御チャネル(PHICHおよびPDCCH)にも使用される。
PCFICHは、PBCH(物理ブロードキャストチャネル)と同じアンテナポートのセットにおいて送信され、2つ以上のアンテナポートが使用される場合、送信ダイバーシチが適用される。
したがって、次の表および図8に示したように、対応する32ビットの符号語を使用して、4つの値1〜4に対して、CFI値−符号語のマッピングが定義される。値4および符号語4は予約されており、なぜなら、最大で3つの異なる長さの所望の情報をシグナリングするのに最初の3つの値で十分であるためである。
周波数ダイバーシチを達成する目的で、PCFICHを伝えるREGは、周波数領域内で分散される。これは、図6に示したように、各ダウンリンクサブフレームにおける最初のOFDMシンボルにおける事前定義されたパターンに従って行われ、したがって、ユーザ機器は、PCFICH情報(残りの制御シグナリングを復号化できるための要件である)をつねに特定することができる。CFIは、アップリンクサブフレームにおいては利用できない。
隣接セルからのPCFICH情報と混同する可能性を最小にするため、PCFICHのリソース要素の位置には、セルに固有な周波数オフセットが適用される。このオフセットは、一次同期信号(PSS)および二次同期信号(SSS)から推測される物理セルID(PCI)に依存する。さらに、セルに固有なスクランブリングシーケンス(これもPCIの関数である)がCFI符号語に適用され、したがって、ユーザ機器は所望のセルからのPCFICHを選択的に受信することができる。
上の説明内容のほとんどは、非特許文献7の9.3.2章および9.3.3章に記載されている。非特許文献5の6.7章には、リリース11によるPCFICH、そのスクランブリング、変調などが定義されており、この文書は参照によって本明細書に組み込まれている。
時分割複信:TDD
LTEは、TD−SCDMA(時分割同期符号分割多重アクセス)の進化もサポートするように設計されている統一フレームワーク(harmonized framework)における周波数分割複信(FDD)モードおよび時分割複信(TDD)モードで動作することができる。TDDでは、時間領域においてアップリンク送信とダウンリンク送信が分離されるが、周波数は同じままである。
用語「複信」は、2つの装置の間の双方向通信を意味し、一方向通信と区別される。双方向の場合、各方向におけるリンクを通じての送信を、同時に(全二重)または交替して(半二重)行うことができる。
非ペア無線スペクトル(unpaired radio spectrum)におけるTDDの場合、リソースブロックおよびリソース要素の基本的な構造は図4に示してあるが、無線フレームのサブフレームのサブセットのみがダウンリンク送信に利用可能である。残りのサブフレームは、アップリンク送信に使用される、または、ダウンリンク送信とアップリンク送信の間での切り替えを可能にするガード期間を含む特殊サブフレームに使用される。ガード期間によって、アップリンク送信タイミングを進めることができる。3GPP LTEリリース8以降においては、このTDD構造は「フレーム構造タイプ2」として公知であり、7つの異なる構成が定義されており、これらの構成により、さまざまなダウンリンク−アップリンク比率および切り替え周期が可能である。図9は、7つの異なるTDDアップリンク−ダウンリンク構成(番号:0〜6)の表を示している。表から理解できるように、7つの利用可能なTDDアップリンク−ダウンリンク構成は、ダウンリンクサブフレームの40%〜90%を提供することができる。
図10は、特に、5msの切替え点周期性(すなわちTDD構成0,1,2,6)の場合のフレーム構造タイプ2を示している。
図10は、長さ10msである無線フレームと、それぞれ5msの対応する2つのハーフフレームとを示している。無線フレームは、1msの10個のサブフレームから構成されており、サブフレームそれぞれには、図9の表に定義されているように、アップリンク、ダウンリンク、または特殊の各タイプが割り当てられており、図9では、「D」がダウンリンクを意味し、「U」がアップリンクを意味し、「S」が特殊を意味する。
図9から理解できるように、サブフレーム#1はつねに特殊サブフレームであり、サブフレーム#6は、TDD構成0,1,2,6の場合には特殊サブフレームであり、TDD構成3,4,5の場合にはダウンリンクサブフレームである。特殊サブフレームは、3つのフィールドとして、DwPTS(ダウンリンクパイロットタイムスロット)、GP(ガード期間)、およびUpPTS(アップリンクパイロットタイムスロット)を含む。次の表は、特殊サブフレームに関する情報を示しており、特に、3GPP LTEリリース11において定義されている、DwPTS(ダウンリンクパイロットタイムスロット)、GP(ガード期間)、およびUpPTS(アップリンクパイロットタイムスロット)それぞれの長さを示してある。
システムにおいて適用されるTDD構成は、移動局および基地局において実行される数多くの動作、例えば、無線リソース管理(RRM)測定、チャネル状態情報(CSI)測定、チャネル推定、PDCCH検出、HARQタイミングなどに影響する。
特に、ユーザ機器は、システム情報を読み取ることで、自身の現在のセルにおけるTDD構成に関して認識し、すなわち、測定用に監視するサブフレーム、CSIの測定および報告のために監視するサブフレーム、チャネル推定を取得するための時間領域フィルタリングのために監視するサブフレーム、PDCCHの検出のために監視するサブフレーム、またはUL/DL ACK/NACKフィードバックのために監視するサブフレームを認識する。
現在の半静的なTDDアップリンク/ダウンリンク構成方式の欠点
現在、LTE TDDでは、7つの異なる半静的に設定されるアップリンク−ダウンリンク構成を提供することによって、非対称的なUL−DL割当てが可能である。UL−DL割当てを適合させるための現在のメカニズムは、システム情報取得手順またはシステム情報変更手順に基づいており、SIBによって、特に、SIB1におけるTDD構成パラメータによって、TDD UL−DL構成が示される。
リリース8のシステム情報変更手順では、TDD UL/DL再構成のためのサポートされる時間スケールは、毎640ms以上である。ETWS(地震津波警報システム)を再利用すると、TDD UL/DL再構成のためのサポートされる時間スケールは、設定されているデフォルトのページングサイクルに応じて毎320ms以上である。
TDD UL/DL構成の半静的割当ては、瞬間的なトラフィック状況に合致することもあれば、しないこともある。しかしながら、例えば、隣接セルの例えばアップリンクまたはダウンリンクにおける通信との干渉を緩和するために、より多くの空白のアップリンクサブフレームを動的に作成する目的で、TDD UL/DL構成を現在のトラフィック需要に適合させることは有利である。したがって、リリース12では、TDD UL/DL構成のより動的な変更が採用されるものと予測される。
3GPPは、さまざまなタイプのTDD UL/DL再構成の時間スケールおよびそれらの利点/欠点を検討するため、検討項目として非特許文献8に着手した。一般的に、この検討項目の結論として、TDD UL/DL再構成の時間スケールが速いほど、TDD UL/DL再構成の時間スケールが遅いよりも大きな恩恵が得られる。さらには、要求される仕様の変更量は、サポートされる再構成の時間スケールに依存する。
しかしながら、この検討項目では、レガシーユーザ機器(リリース11規格以前のみに準拠しており、動的なTDD再構成メカニズムを実装していないユーザ機器)における問題として、異なるユーザ機器のTDD構成が異なることに起因する問題も識別された。特に、基地局がセル内のユーザ機器のTDD構成を動的に再構成することを望むとき、動的なTDD再構成を適切に処理できるのは新しいユーザ機器のみであるものと想定する。既存のSIBベースのTDD構成指示方法が使用されず、より動的な指示方法が使用される場合、レガシーユーザ機器はTDD再構成を適用しない。したがって、レガシーユーザ機器は、デフォルトの(すなわちSIBによって示される)TDD構成による無線フレームのダウンリンクサブフレームに基準信号(例:CRS:共通基準シンボル)が存在するものと依然として想定する。動的なTDD構成がダウンリンクサブフレームの代わりにアップリンクサブフレームを有する場合、レガシーユーザ機器はCRSが存在するものと誤って想定し、これにより誤った測定値およびチャネル推定につながりうる。
検討項目では、より動的な指示方法として、RRCシグナリング、MACシグナリング、およびPHYシグナリングも考慮された。RRCシグナリングによるTDD UL/DL再構成は、200msのオーダーであり、ブロードキャスト法またはマルチキャスト法が指定されていない限りは、RRC接続されているユーザあたり1つの再構成メッセージが要求される。MACヘッダにおけるMAC制御要素(CE)シグナリングによるTDD UL/DL再構成は、数十msのオーダーである。物理層設計を使用すると、TDD UL/DL適合化の時間スケールとして10msのオーダーを達成することができる。
上の検討項目の結果を考慮し、TDD UL/DL再構成はできる限り迅速に実行するべきであり、これにより、TDD UL/DL構成をトラフィック状況に柔軟に適合させることができる。
本発明の1つの目的は、上述した従来技術の問題を解決する、改善された時分割複信の構成の指示情報を提供することである。無線フレームのTDD構成の動的な適合化が可能であるべきでことが好ましい。
この目的は、独立請求項の主題によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
第1の態様によると、移動局と基地局との間の通信に使用される時分割複信(TDD)の構成を、基地局によって、1つの無線フレームの中の2つのサブフレームの特定のインジケータに符号化する。言い換えれば、2つのサブフレームにおけるインジケータの2つの値が、使用されるTDD構成を一緒に符号化する。これに応じて、移動局は、無線フレームのそれぞれの2つのサブフレームにおける2つのインジケータを受信し、それらの値および関連付けられる時分割複信構成を求め、求めた時分割複信構成を適用する。
より具体的な実施形態においては、インジケータは、通常では通信システムにおいてサブフレームの制御チャネル領域長を示すために使用される制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、無線フレームの各ダウンリンクサブフレームおよび特殊サブフレームの中で送信される(すなわちアップリンクサブフレームでは送信されない)。単純に言えば、このようなサブフレームの中で送信されるCFIは、値1、2、または3をとることができ、これらの値はそれぞれ、制御チャネル領域(すなわちPHICH、PCFICH、PDCCHを送信するために専用される領域)が1個、2個、または3個のOFDMシンボル長である、あるいは、2個、3個、または4個のOFDMシンボル長であることを示し、どちらのケースが適用されるかは、ダウンリンク帯域幅の関数である。残りのダウンリンクOFDMシンボルは、PDSCHにおけるダウンリンクユーザデータをスケジューリングするのに利用可能である。現在のリリース11による通信システムにおけるCFIの通常の使用方法に関する詳細については、上の背景技術のセクションに記載されている。
一般的には、CFIは、値1、2、3、または4をとることができるが、値4は通常では使用されず、予約されているのみである(図8を参照)。
要約すれば、一態様によると、TDD構成を移動局に動的に示す目的にCFIを再利用することを提案する。
上の態様の場合、無線フレームの2つのサブフレームの任意の組合せが理論的には可能であるが、2つのサブフレームとして、少なくとも一方が、無線フレームの10個のサブフレーム0〜9のうちの他のいずれのサブフレームよりも小さい数の、ダウンリンク送信用のOFDMシンボルを提供する2つのサブフレームを使用することが特に有利である。利点として、既存のインジケータフィールドを新しい目的に使用すると、一般にはレガシーユーザ機器(または同じ意味としてレガシー移動端末)がその新しい用途を認識しないという危険性が生じる。結果として、レガシーユーザ機器は、既存のインジケータを、より新しいユーザ機器とは異なった意味として解釈しうる。CFIの場合、レガシーユーザ機器は、新しいユーザ機器が想定するものとは異なる制御チャネル領域長(OFDMシンボルの数)を想定しうる。結果として、サブフレームにおける制御チャネル領域長を誤った値として想定することによって、一般的にはそのサブフレーム内の物理制御チャネルを正しく検出することができない。すなわち、レガシーユーザ機器は、そのサブフレーム内のPDCCHにおけるダウンリンク制御情報によって伝えられるPDSCH割当てを読み取ることができないことがあり、したがって、そのようなサブフレームはレガシーユーザ機器との通信においては失われ、それに対して新しいユーザ機器は、そのサブフレームを依然として所望の目的として使用することができる。したがって、レガシーユーザ機器の特にダウンリンク送信容量の潜在的な消失が最小化されるならば有利である。このことは、ダウンリンク用に利用可能なOFDMシンボルの数が他のサブフレームよりも少ないサブフレーム(特殊サブフレームなど)において明らかに成り立つ。既存の7つのTDD構成において、サブフレーム1はつねにこのような特殊サブフレームであるのに対して、サブフレーム6は、TDD構成に応じて、通常のダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームである。しかしながら、たとえサブフレーム6が通常のダウンリンクサブフレームである場合でも、両方のサブフレーム1および6における制御領域長の上限は2個のOFDMシンボルである。したがって、PDCCH容量は、一般的には他のサブフレーム(最大で3個または4個のOFDMシンボル長が許容される)におけるよりも小さい。
一般的に小さいPDCCH容量は、TDDインジケータを送信するのに適するサブフレームを見つけるうえで別の好ましい基準であり、なぜなら、小さいPDCCH容量は、ダウンリンク送信の場合により少ないユーザ機器を割り当てることができることを意味し、したがって、これらのサブフレームにおいては、レガシーユーザ機器と通信できないことの相対的な損失が、別のサブフレームにおけるよりも一般的に(言い換えれば、例えば制御チャネル領域長が許容値の間で統計的に均一に分布していると想定したときに平均して)小さいためである。
結果として、一実施形態によると、サブフレーム1および6が使用される。または、サブフレーム1および6の少なくとも一方が使用される。
上の態様のいくつかのバリエーションが可能であり、それぞれ、レガシーユーザ機器に対してと、動的なTDD再構成の柔軟性に対する影響が異なる。
便宜上、特に明記していない限り、以下の説明において「移動局」は、レガシーユーザ機器ではなく、既存のインジケータフィールドの異なる用途を認識しているものと想定する。
第1のバリエーションでは、サブフレーム1および6においては通常ではCFI値1および2のみを使用することができ、すなわち現在の標準規格によると値3は通常では使用できないことを利用する。したがって、このバリエーションにおいては、TDD再構成は、少なくとも1つの無効なCFIを使用して基地局によって符号化される。言い換えれば、基地局は、特定のTDD構成を示すとき、サブフレーム1および6における2つのCFIのうちの少なくとも一方を値3に設定する。したがって、合計すると、最大で5つの異なる符号点が可能であり(1/3、2/3、3/1、3/2、3/3)、これらを使用して異なるTDD構成を示すことができる。
結果として、1つのサブフレームまたは2つのサブフレームにおける無効なCFI値を受信した移動局は、TDD再構成が示されていることを認識し、したがって、2つのCFI値に基づいて特定のTDD構成を求める。無効なCFIを示しているサブフレームにおいては、無効なCFIは通常のように制御領域長を示さない。移動局は、この点において、あらかじめ設定される制御領域長や、マスター情報ブロックの一部であるPHICH長設定によって与えられる最小長さなど、別のパラメータを考慮しなければならない。他方のサブフレームにおいても、無効なCFIが示されている場合(符号点3/3の場合)、同じことが適用される。これに対して、2つのサブフレームの2番目が有効なCFIを示している場合、この有効なCFIは通常通りに、すなわちサブフレームの制御領域長を示すものとして使用することができる。
CFI値4がすべてのサブフレームにおいて無効であることを考えると、無効な値3に関する上の原理は、サブフレーム1および6のみならず、無線フレームの10個のサブフレームのうちの任意の2つのサブフレームにも適用することができる。例えば、サブフレーム2および7(または、0、2、3、4、5、7、8、9のうちの任意の別の2つのサブフレーム)におけるCFIを再利用してTDD構成を符号化することができ、この場合、7つの符号点1/4、2/4、3/4、4/4、4/1、4/2、4/3が利用可能である。
これに対して、TDD再構成を符号化するためにサブフレーム1および6におけるCFIを依然として使用するとき、無効なCFI値4も考慮すると、より多くの符号点、すなわち合計で12個の符号点(1/3、1/4、2/3、2/4、3/1、3/2、3/3、3/4、4/1、4/2、4/3、4/4)を定義することができる。したがって、無効なCFI値3のみを使用するときには、5つの利用可能な符号点によって7つのTDD構成すべてを符号化して区別することができないという欠点があったが、値4も使用するときにはこの欠点は生じない。無効なCFI値3および4を同時に使用するとき、12個の利用可能な符号点は、7つの可能なTDD構成を符号化するのに必要な数を超えており、したがってこのような場合、複数の符号点が同じTDD構成を表すことができる。
上の態様の第2のバリエーションは、第1のバリエーションとは異なり、有効なCFIのみを使用して、すなわち標準規格に従ってサブフレーム1および6において使用することのできるCFIの値1および2のみを使用して、TDD構成を符号化する。したがって、4つの異なる符号点(1/1、1/2、2/1、2/2)が利用可能である。逆に、サブフレーム1および6以外のサブフレームを使用して、CFI値を介して動的なTDD再構成を伝えるときには、値1,2,3を使用することができ、これにより9個の可能な符号点が提供される(後から説明する第3のバリエーションに類似する)。
1つの利点として、これら2つのサブフレーム(好ましくはサブフレーム1および6)におけるCFIを使用することで、動的なTDD再構成を示すと同時に、これらのサブフレームの制御チャネル領域長を示すことができる。これらのサブフレームにおける制御チャネルは、符号化される動的なTDD構成のために再利用されるCFI値に基本的に合わせなければならない。その場合、たとえレガシーユーザ機器でも、CFIから制御チャネル領域長を正しく検出することができ、さらに、ダウンリンク送信またはアップリンク送信のためのリソース割当てをPDCCHにおいて読み取ることができる。
この第2のバリエーションによるTDD再構成をさらに改善する目的で、利用可能な4つの符号点のうちの1つは、(SIB1を使用して)移動局にすでに設定されているデフォルトのTDD構成を示し、以下ではこれについて説明する。第2のバリエーションにおいては、移動局は、2つのサブフレーム1および6におけるCFI値を求めたとき、TDD再構成と、CFIの通常の目的とを区別することができない。したがって、移動局は、2つのCFI値によって示されるTDD構成を各無線フレームに適用しなければならない。さらに、本出願において提案されている動的なTDD再構成を行うことのできないレガシーユーザ機器は、SIB1交換を使用することによって設定されたデフォルトのTDD構成に従う。したがって、レガシーユーザ機器と、動的なTDD再構成をサポートするユーザ機器とが同じTDD構成に従うことができるようにする目的で、この第2のバリエーションにおいて利用可能な4つの符号点のうちの1つが、通信システムにおいて設定された現在使用されているTDD構成を示すならば、有利である。
第1の態様の第3のバリエーションでは、有効なCFI値と無効なCFI値とを区別せず、したがって、CFIのすべての可能な値を、TDD構成を符号化する目的に使用することができる。4つの可能なCFI値のうちの3つ(例:1,2,3,または1,2,4)を使用することによって、9個の可能な符号点が得られる。標準規格において現在存在するTDD構成は7つのみであるため、3つのCFI値を使用すれば十分である。以下では、TDD再構成にCFI値1,2,3を使用するものと想定する。
この場合も、例えば別の設定メッセージによって与えられる追加の情報がないと、移動局は、標準化されている目的を有する(すなわち制御チャネル領域長を示す)CFIと、TDD構成を動的に変更するために再利用されるCFIとを区別することができない。したがって、移動局は、2つのサブフレームのCFIの組合せすべてを、使用されるTDD構成を示しているものとみなさなければならない。したがって、移動局が特定のサブフレームの制御領域長を求める方法について、ユーザ機器の挙動を指定しなければならない。いくつかの可能な方法が存在し、TDD構成を符号化するために使用されるCFIがどのサブフレームに含まれるかに依存する。例えば、有効なCFI値のみが使用されるときには、2つのサブフレームにおけるこれらの有効なCFI値は、ユーザ機器が制御チャネル長を求める目的にも使用することができる。このことは、例えば、有効なCFI値1および2との組合せにおけるサブフレーム1および6や、有効なCFI値1,2,3との組合せにおける、1および6以外のサブフレームにあてはまる。これらの場合、特定のフレームの先頭において送信される制御チャネルは、TDD構成を符号化するために使用されるCFI値に適合させなければならない。
これに対して、サブフレームにおいて無効なCFI値が使用される場合、移動局は、その無効なCFIが別のCFIとともにTDD構成を符号化している(すなわち通常のように制御チャネル領域長を示していない)ものと想定することができ、その特定のサブフレームにおける制御チャネル領域長を異なる方法で求める。例えば、そのサブフレームの有効なCFI値の1つ(すなわちサブフレーム1および6の場合には1または2、それ以外のサブフレームの場合には1,2,または3)を示す、あらかじめ設定されたパラメータを使用することができる。あるいは、移動局および基地局は、対応するPHICH長さパラメータによって与えられる最小制御領域長を、それらのサブフレームにおいて使用される制御チャネル領域長として考慮することができる。
本発明は、通信システムにおいて時分割複信(TDD)の構成を移動局に示す方法を提供する。TDD構成は、無線フレームのアップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、および特殊サブフレームを定義する。基地局は、無線フレームnの第1のサブフレームiにおけるインジケータの第1の値を設定し、同じ無線フレームnの第2のサブフレームjにおけるインジケータの第2の値を設定し、TDD構成を符号化する。移動局は、第1のサブフレームiにおけるインジケータの第1の値を求め、第2のサブフレームjにおけるインジケータの第2の値を求める。次いで、移動局は、インジケータの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値の少なくとも1つを値3に設定することによって符号化される。無線フレームnのそれぞれのサブフレームiおよびjにおける2つのCFIの少なくとも一方が値3を有する場合、移動局は、2つのCFIの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。無線フレームnのそれぞれのサブフレーム1および6における2つのCFIのいずれも値3を有さない場合、移動局はTDD構成を求めずに、2つのCFIの求めた第1の値および第2の値にそれぞれ基づいて、サブフレーム1およびサブフレーム6における制御領域長を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、3である第1のCFI値と3である第2のCFI値とに基づいて求められるTDD構成は、通信システムにおいてTDD構成として使用される可能性が最も低いTDD構成である。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、移動局には、デフォルトのTDD構成が設定されており、デフォルトのTDD構成は、TDD構成インデックス0または6に関連付けられるTDD構成など、ダウンリンクサブフレームよりも無線フレームにおける大幅に多いアップリンクサブフレームを定義している。サブフレーム1および6におけるCFI値によって求められるTDD構成は、TDD構成インデックス1,2,3,4,5に関連付けられるTDD構成など、少なくともアップリンクサブフレームと同じ数の無線フレームにおけるダウンリンクサブフレームを定義しており、好ましくは、アップリンクサブフレームよりも多い無線フレームにおけるダウンリンクサブフレームを定義している。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、デフォルトのTDD構成は、システム情報取得手順またはシステム情報変更手順を使用して移動局に伝えられるTDD構成である。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)であり、CFIは、1,2,3,4のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi,j∈{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値の少なくとも1つを値3または値4に設定することによって符号化される。無線フレームnのそれぞれのサブフレームiおよびjにおける2つのCFIのうちの少なくとも一方が値3または値4を有する場合、移動局は、2つのCFIの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。無線フレームnのそれぞれのサブフレーム1および6における2つのCFIのいずれも値3または値4を有さない場合、移動局はTDD構成を求めずに、2つのCFIの求めた第1の値および第2の値にそれぞれ基づいて、サブフレームiおよびサブフレームjにおける制御領域長を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)であり、CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を値1または2の一方に設定することによって符号化される。移動局は、CFIの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。さらに、移動局は、CFIの第1の値および第2の値にそれぞれ基づいて、サブフレームiおよびサブフレームjにおける制御領域長を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、それぞれ値1または2を有する2つのCFI値に基づいて求められるTDD構成のうち1つのTDD構成は、移動端末に設定されているデフォルトのTDD構成である。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、デフォルトのTDD構成は、TDD構成インデックス0または6に関連付けられるTDD構成など、ダウンリンクサブフレームよりも大幅に多い無線フレームにおけるアップリンクサブフレームを定義している。サブフレーム1および6におけるCFI値によって求められるTDD構成は、TDD構成インデックス1,2,3,4,5に関連付けられるTDD構成など、少なくともアップリンクサブフレームと同じ数の無線フレームにおけるダウンリンクサブフレームを定義しており、好ましくは、アップリンクサブフレームよりも多い無線フレームにおけるダウンリンクサブフレームを定義している。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)であり、CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を、値1,2,3のうちの1つに設定することによって符号化される。移動局は、無線フレームnの第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおける制御領域長を、1)無線フレームnの第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjそれぞれに設定されている所定の制御領域長、2)CFI値が1または2であるとき、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjそれぞれにおけるCFIの値、または、3)それぞれのサブフレームi,jにおける物理HARQ(ハイブリッド自動再送要求)インジケータチャネル(PHICH)の長さ値、に基づいて、求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、3である第1のCFI値と3である第2のCFI値とに基づいて求められるTDD構成は、通信システムにおいてTDD構成として使用される可能性が最も低いTDD構成に関連付けられている。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、第1および第2のサブフレームi,jそれぞれにおけるインジケータの第1および第2の値と、TDD構成との間の対応関係は、
無線フレームのサブフレーム0〜9のうちの少なくともサブフレーム0〜4が、第1のサブフレームiにおけるインジケータの求められた第1の値のみに基づいて、アップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、または特殊サブフレームのいずれかとして移動局によって求めることができる、および/または、
無線フレームのサブフレーム0〜9のうちの少なくともサブフレーム5〜7が、第2のサブフレームjにおけるインジケータの求められた第2の値のみに基づいて、アップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、または特殊サブフレームのいずれかとして移動局によって求めることができる、
ようになっている。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、移動局にはデフォルトのTDD構成が設定されており、
1)求められたTDD構成が、移動局によって無線フレームn+mに適用され、mが整数でありかつm>=1である、または、
2)求められたTDD構成が、移動局によって無線フレームn+1〜n+mにわたり適用され、mが整数でありかつm>=2であり、無線フレームn+m+1の時点でデフォルトのTDD構成が移動局によって適用され、好ましくは、無線フレームn+1〜n+mにおけるサブフレームi,jにおけるインジケータの値が、デフォルトのTDD構成を符号化する、またはTDD構成を符号化しない。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、mの値が、1)無線フレームnの第3のサブフレームkにおけるインジケータの第3の値に基づいて移動局に示される、または、2)移動局においてあらかじめ設定される。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、無線フレームn−1において、無線フレームnと同じTDD構成が、無線フレームn−1の第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるインジケータの第1および第2の値を設定することによって符号化されているとき、求められたTDD構成は有効とみなされる。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、サブフレームiおよびサブフレームjの少なくとも一方は、無線フレームnの他のサブフレームよりも少ない、ダウンリンクデータ用に利用可能なOFDMシンボルを有するサブフレームであり、好ましくは、無線フレームnのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。
さらに、本発明は、通信システムにおいて時分割複信(TDD)の構成を処理する移動局であって、TDD構成が、無線フレームのアップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、および特殊サブフレームを定義する、移動局、を提供する。移動局の受信セクションは、無線フレームnの第1のサブフレームiにおけるインジケータを受信し、かつ、同じ無線フレームnの第2のサブフレームjにおけるインジケータを受信し、無線フレームnの第1のサブフレームiにおけるインジケータの第1の値と、同じ無線フレームnの第2のサブフレームjにおけるインジケータの第2の値とが、TDD構成を符号化している。移動局のプロセッサは、第1のサブフレームiにおけるインジケータの第1の値と、第2のサブフレームjにおけるインジケータの第2の値を求め、インジケータの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値のうちの少なくとも1つを値3に設定することによって符号化される。プロセッサは、無線フレームnのサブフレームiおよびサブフレームjにおける2つのCFIの少なくとも一方が値3を有するかを判定する。無線フレームnのサブフレームiおよびサブフレームjにおける2つのCFIの少なくとも一方が値3を有する場合、プロセッサは、2つのCFIの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。無線フレームnのサブフレーム1およびサブフレーム6における2つのCFIのいずれも値3を有さない場合、プロセッサはTDD構成を求めずに、2つのCFIの求めた第1の値および第2の値にそれぞれ基づいて、サブフレーム1およびサブフレーム6における制御領域長を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を値1または2の一方に設定することによって符号化される。プロセッサは、CFIの求めた第1の値および第2の値に基づいてTDD構成を求める。プロセッサは、CFIの第1の値および第2の値にそれぞれ基づいて、サブフレームiおよびサブフレームjにおける制御領域長を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。TDD構成は、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を値1,2,3のうちの1つに設定することによって符号化される。プロセッサは、無線フレームnの第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおける制御領域長を、1)無線フレームnの第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjに設定された所定の制御領域長、2)CFI値が1または2であるとき、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjのそれぞれにおけるCFIの値、または、3)それぞれのサブフレームi,jにおける物理HARQ(ハイブリッド自動再送要求)インジケータチャネル(PHICH)の長さ値、に基づいて求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、プロセッサは、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちの少なくともサブフレーム0〜4を、第1のサブフレームiにおけるインジケータの求めた第1の値のみに基づいて、アップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、または特殊サブフレームのいずれかであると判定するようにされている。これに加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちの少なくともサブフレーム5〜7を、第2のサブフレームjにおけるインジケータの求めた第2の値のみに基づいて、アップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、または特殊サブフレームのいずれかであると判定する。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、移動局にはデフォルトのTDD構成が設定されている。プロセッサは、求めたTDD構成を無線フレームn+mに適用し、mは整数でありかつm>=1である、あるいは、プロセッサは、求めたTDD構成を無線フレームn+1〜n+mにわたり適用し、mは整数でありかつm>=2であり、プロセッサは、無線フレームn+m+1の時点でデフォルトのTDD構成を適用するようにさらにされている。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、プロセッサは、無線フレームnの第3のサブフレームkにおけるインジケータの第3の値を求め、第3のサブフレームkにおけるインジケータの求めた第3の値に基づいて、mの値を求める。これに代えて、プロセッサは、移動局におけるあらかじめ設定される値に基づいて、mの値を求める。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、プロセッサは、無線フレームn−1のTDD構成を、無線フレームn−1の第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるインジケータの第1の値および第2の値に基づいて求める。プロセッサは、無線フレームn−1から求めたTDD構成が、無線フレームnから求められるTDD構成と同じであるときにのみ、無線フレームnから求められるTDD構成を適用する。
さらに、本発明は、通信システムにおいて時分割複信(TDD)の構成を移動局に示す基地局であって、TDD構成が、無線フレームのアップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、および特殊サブフレームを定義する、基地局、を提供する。基地局のプロセッサは、TDD構成を決定し、無線フレームnの第1のサブフレームiにおけるインジケータの第1の値を設定し、同じ無線フレームnの第2のサブフレームjにおけるインジケータの第2の値を設定して、決定したTDD構成を符号化する。基地局の送信器は、第1のサブフレームiにおけるインジケータと第2のサブフレームjにおけるインジケータを含む無線フレームを移動局に送信する。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。プロセッサは、決定したTDD構成を符号化するとき、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値の少なくとも一方を値3に設定する。プロセッサは、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjそれぞれの制御チャネル領域長を決定する。プロセッサは、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjそれぞれの決定した制御チャネル領域長に基づいて、1または2のいずれか一方に設定する。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、プロセッサは、3である第1のCFI値と3である第2のCFI値のTDD構成を、基地局によってTDD構成として使用される可能性が最も低いTDD構成に関連付ける。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。プロセッサは、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を、値1または2の一方に設定して、決定したTDD構成を符号化する。プロセッサおよび送信器は、CFIの第1の値および第2の値それぞれに基づいてサブフレームiおよびサブフレームjにおける制御チャネルを送信する。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、インジケータは、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長をOFDMシンボルを単位として示すためにダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおいて使用されるように意図されている制御フォーマットインジケータ(CFI)である。CFIは、1,2,3のいずれかの値をとることができ、無線フレームのサブフレーム0〜9のうちi=1かつj=6である。プロセッサは、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjにおけるCFIの値を、値1,2,3のうちの1つに設定して、決定したTDD構成を符号化する。プロセッサおよび送信器は、サブフレームiおよびサブフレームjにおける制御チャネルを、1)無線フレームnの第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjそれぞれに設定されている所定の制御領域長、2)CFI値が1または2であるとき、第1のサブフレームiおよび第2のサブフレームjそれぞれにおけるCFIの値、または、3)それぞれのサブフレームi,jにおける物理HARQ(ハイブリッド自動再送要求)インジケータチャネル(PHICH)の長さ値、に基づいて送信する。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、移動局にはデフォルトのTDD構成が設定されており、1)プロセッサは、求めたTDD構成を無線フレームn+mに適用し、mは整数でありかつm>=1である、あるいは、2)プロセッサは、求めたTDD構成を無線フレームn+1〜n+mにわたり適用し、mは整数でありかつm>=2であり、プロセッサは、無線フレームn+m+1の時点でデフォルトのTDD構成を適用する。
上の実施形態に加えて、または上の実施形態に代えて使用できる本発明の有利な実施形態によると、プロセッサは値mを決定し、プロセッサは、決定されたmの値を、無線フレームnの第3のサブフレームkにおけるインジケータの第3の値に符号化する。
以下では、本発明について、添付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
以下の段落では、本発明のさまざまな実施形態について説明する。例示のみを目的として、実施形態のほとんどは、3GPP LTE(リリース8/9)およびLTE−A(リリース10/11)の移動通信システムによる無線アクセス方式に関連して概説してあり、これらの技術については一部が上の背景技術のセクションに説明してある。なお、本発明は、例えば、上の背景技術のセクションに説明されている3GPP LTE−A(リリース10/11/12)の通信システムなどの移動通信システムにおいて有利に使用することができるが、本発明は、この特定の例示的な通信ネットワークにおける使用に限定されないことに留意されたい。
用語「TDD構成」は、現在の標準規格に定義されているTDDアップリンク/ダウンリンク構成を意味し、TDD構成は、無線フレームの各サブフレームについて、それらがダウンリンクサブフレームであるか、アップリンクサブフレームであるか、特殊サブフレームであるかを定義する。用語「TDD構成インデックス」は、7つの可能なTDD UL/DL構成のうちの1つにそれぞれ関連付けられる番号(現時点では0〜6)であり、3GPPの技術規格に定義されている(図9を参照)。
請求項および本明細書全体を通じて使用されている用語「デフォルトのTDD構成」は、背景技術のセクションにおいて説明したように、SIB1を使用することによってシステムにおいて半静的に設定されるTDD構成を意味する。言い換えれば、デフォルトのTDD構成は、システム情報取得/変更手順の従来のメカニズムを使用して基地局の通信領域内のすべてのユーザ機器にブロードキャストされる1つのTDD構成である。当然ながら、「デフォルトのTDD構成」は、通信中に変更することもできるが、本発明の場合のように動的ではなく、長期的なサイクルで変更される。しかしながら、「デフォルトのTDD構成」を変更することは、TDD符号点の1つがデフォルトのTDD構成を示さなければならないときなど、本発明の実施形態のいくつかに影響が生じうる。デフォルトのTDD構成が変更されると、CFI符号点の1つとの間の対応関係を更新しなければならないことがある。
請求項における「使用されるように意図されている」という表現は、レガシーユーザ機器の場合や、TDD構成を示す、または符号化するために選択されたサブフレーム以外のサブフレームにおけるように、制御フォーマットインジケータの通常の目的を定義する。この表現は、ダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームにおける制御領域長を示すという意図された目的にCFIが実際に使用されることを必ずしも意味するものではない(ただしこれを除外するものでもない)。通常では別の目的のために採用されているインジケータが、TDD構成を符号化するために再利用されるため、このインジケータ(すなわちCFI)の通常に意図される目的を指定することによって、本発明のこの態様が定義される。
以下では、本発明のいくつかの実施形態について詳しく説明する。これらの説明は、本発明を制限するものではなく、本発明を深く理解するため本発明の実施形態の単なる例であることを理解されたい。当業者には、請求項に記載されている本発明の一般的な原理を、異なるシナリオに適用できること、または本明細書に明示的に記載されていない方法で適用できることが認識されるであろう。したがって、さまざまな実施形態を説明する目的のために想定されている以下のシナリオは、本発明を制限するものではない。
説明全体を通じて、以下の定義が使用される。
− i,j,kは、無線フレーム内のサブフレームインデックスであり、i,jは整数であり、∈{0,1,2,…,9}
− nは整数である。
− mは整数である。
本発明は、一般的には、TDD構成に関し、特に、TDD構成を動的に変更するための迅速なメカニズムについて説明する。背景技術のセクションで説明したように、TDD構成の半静的な再構成は速度が遅く面倒であり、以下に説明するさまざまな実施形態の1つによる動的なプロセスによって改良される。
本発明の主たる一態様として、基地局が、1つの無線フレームの2つのサブフレームにおいて送信される特定のインジケータの2つの値に、特定の動的なTDD構成を符号化することによって、TDD構成を移動局に動的に示す。言い換えれば、無線フレームにおいて、すなわち無線フレームの2つのサブフレームにおける特定のタイプのインジケータの2つの値を一緒に使用して、TDD構成を符号化する。したがって、移動局は、2つのサブフレームにおける2つのインジケータを処理した後、これら2つのインジケータ値に基づいてTDD構成を求めることができる。
次いで、求めたTDD構成を、指定されたとおりに適用することができる。例えば、動的なTDD構成が次のm個の無線フレームにおいて使用され、そのm個の無線フレームの後には、デフォルトのTDD構成が再び使用される。
図11は、上記による、移動局におけるこの態様の機能の基本的な流れ図を示している。
本発明のより具体的な実施形態においては、TDD構成を符号化するための上述したインジケータは、制御フォーマットインジケータである。背景技術のセクションにおいて図7および図8に関連して説明したように、制御フォーマットインジケータ(CFI)の意図された用途は、非特許文献6の5.3.4章に定義されており、「対応するダウンリンクセルのそのサブフレームにおけるダウンリンク制御情報(DCI)の時間期間(OFDMシンボルを単位とする)のインジケータ」である。この時間期間中に、PHICH、PCFICH、およびPDCCH(各PDCCHがDCIを伝える)の全体が送信され、したがって言い換えれば、CFIは、PHICH、PCFICH、およびPDCCHの各チャネルが位置する、サブフレーム(ダウンリンクサブフレームおよび特殊サブフレーム)の先頭における制御領域の長さを示す。CFIは、つねにPCFICHにおいて伝えられる。
本発明によると、無線フレームの2つのサブフレーム(ダウンリンクサブフレームもしくは特殊サブフレームまたはその両方)のPCFICHにおいて送信される制御フォーマットインジケータが、セル内の移動局にTDD構成の変更を示す目的に再利用される。具体的には、無線フレームの2つのCFIが協働して、特定のTDD構成を符号化する。
一般的に、CFIの符号化方式とはほぼ無関係に(以下の第1の実施形態、第2の実施形態、および第3の実施形態におけるCFIの符号化方式とは無関係に)、CFIによって符号化されたTDD再構成の指示情報は、次のように交換される。自身のセル内のTDD構成を制御する基地局は、すべてのユーザ機器についてセル内のデータトラフィックを監視しており、したがって、現在のトラフィック状況には別のTDD構成が最適に合致するかに関して適切に判断することができる。したがって、基地局は、現在のトラフィックに合致する特定のTDD構成を決定し、次いで対応する2つのCFI値を求める。後者のステップは、基地局内の表に基づいて行うことができ、この表は、TDD構成と、そのTDD構成を符号化する対応するCFI値との間の対応関係に関する情報を提供する。次いで、基地局は、上述したように、無線フレームnの2つの選択されたサブフレーム(例:1および6)におけるPCFICHの中で2つのCFI値を送る。
なお、PCFICHは、基地局のセル内のすべてのユーザ機器によって受信されることに留意されたい。移動局は、無線フレームnを受信し、この無線フレーム内のすべてのサブフレームと、したがって特定の2つのサブフレームのPCFICHに示されているCFI値とを正常に処理する。当然ながら、移動局は、どの2つのサブフレームが、動的なTDD再構成を一緒に符号化するCFI値を伝えるかを認識している。したがって、移動局は、基地局に格納されている表に一致する、自身に格納されている表に基づいて、TDD再構成を復号化することができる。次いで、このようにして復号化されたTDD再構成が、無線フレームnに続く少なくとも1つの無線フレームに対して、基地局および移動局によって適用される。
TDD構成とCFI符号点との間の対応関係を有する、移動局および基地局における上述した表は、最初にRRCシグナリングによって設定することができる。
図12および図13は、2つのサブフレームiおよびjにおけるCFI値と、それらの結果としての対応する符号点と、サブフレームインデックスに応じて、どのCFI値が有効であるかとを示している。より具体的には、図12においては、TDD構成を符号化する目的にCFI値1,2,3のみが使用されるものと想定されているのに対して、図13の場合、TDD構成を符号化する目的に4つの利用可能なCFI値すべてが使用されるものと想定されている。CFI値は、現在の規格によって定義されているように、その特定のサブフレームにおいてそのCFI値を通常送ることができるとき、有効とみなされる。したがって、CFIの値4はつねに無効であり、なぜなら、値4は予約されているものとみなされ(図8を参照)、制御チャネル領域長を示すために使用されることがないためである。背景技術のセクションにおいて、非特許文献5からの表7.7−1に関連して説明したように、サブフレーム1および6におけるCFIは、値1および値2のみをとることができる(対応する表を参照)。したがって、サブフレーム1および6においては、1および2以外のCFI値(すなわち値3および4)は無効である。これに対して、残りのサブフレーム(0,2,3,4,5,7,8,9)においては、値3も有効である。
動的なTDD再構成を行うことができるようにサブフレーム1および6がCFI値を伝えるならば、特に有利である。サブフレーム1は、つねに特殊サブフレームであり、すなわち、ダウンリンク容量が通常のダウンリンクサブフレームよりもつねに小さい。サブフレーム6は、7つの可能なTDD構成のうち4つ(0,1,2,6)の場合において特殊サブフレームである。これら4つのTDD構成0,1,2,6の場合のサブフレーム6のダウンリンク容量は、通常のダウンリンクサブフレームよりも小さい。特に、これらのサブフレーム1および6における制御チャネル領域は、1個または2個のOFDMシンボル長のみであり、したがってこれらのサブフレームではつねにPDCCH容量がより制限される。
すでに説明したように、新規の目的にCFIを使用することに起因して、レガシーユーザ機器が、新しいユーザ機器とは異なる制御チャネル領域長(OFDMシンボルを単位とする)を想定することがある。結果として、サブフレームにおける制御チャネル領域長の想定が誤ったものとなることにより、一般的にはそのサブフレームにおける物理制御チャネルを正しく検出することができない。すなわち、レガシーユーザ機器は、そのサブフレームにおけるPDCCHにおけるダウンリンク制御情報によって伝えられるPDSCH割当てを読み取ることができないことがあり、したがって、レガシーユーザ機器との通信において、そのようなサブフレームは失われる。これに対して、新しいユーザ機器は、依然として所望の目的にサブフレームを使用することができる。したがって、レガシーユーザ機器の特にダウンリンク送信容量の潜在的な消失が最小化されるならば有利である。これは、明らかに、ダウンリンクにおいて利用可能なOFDMシンボルが他のサブフレームよりも少ないサブフレーム、例えば特殊サブフレームの場合である。既存の7つのTDD構成においては、サブフレーム1はつねにそのような特殊サブフレームであるのに対して、サブフレーム6は、TDD構成に応じて、通常のダウンリンクサブフレームまたは特殊サブフレームである。しかしながら、たとえサブフレーム6が通常のダウンリンクサブフレームであっても、両方のサブフレーム1および6における制御領域長の上限は2個のOFDMシンボルである。したがって、PDCCH容量は、一般的に他のサブフレーム(最大で3個または4個のOFDMシンボル長が許可される)におけるよりも小さい。
一般的に小さいPDCCH容量は、TDDインジケータを送信するのに適するサブフレームを見つけるうえで別の好ましい基準であり、なぜなら、小さいPDCCH容量は、ダウンリンク送信の場合により少ないユーザ機器を割り当てることができることを意味し、したがって、これらのサブフレームにおいては、レガシーユーザ機器と通信できないことの相対的な損失が、別のサブフレームにおけるよりも一般的に(言い換えれば、例えば制御チャネル領域長が許容値の間に統計的に均一に分布していると想定したときに平均して)小さいためである。
第1の実施形態
本発明の実施形態の第1のセットによると、少なくとも1つの無効なCFI値を使用して、TDD構成を、無線フレームにおける2つのサブフレームのCFIに符号化する。1つの利点として、制御チャネル領域長を示すという通常の意味において基地局が無効なCFI値を送ることはないと想定したとき、少なくとも1つの無効なCFI値を示すことによって、移動局は、そのCFI値の組合せがTDDの再構成を示していることを推測することができる。
図12および図13に関連してすでに説明したように、無線フレームのどの2つのサブフレームを使用して2つのCFIを伝えるかに応じて、無効なCFI値は変化する。図14〜図17は、TDD構成を伝えるのにどの2つのサブフレームが選択されるかと、どのCFI値が実際に使用されるかとに応じての、さまざまな可能なCFI値の組合せと、結果としての符号点を示している。
具体的には、図14の場合、サブフレーム1および6以外のサブフレームが使用されるものと想定し、すなわちi,j∈{0,2,3,4,5,7,8,9}である。この場合、CFI値4のみが無効であり、なぜなら残りのCFI値1,2,3は、対応するサブフレームにおいて制御チャネル領域長を示すために使用できるためである。結果として、図14に示したように、7つの符号点が利用可能である。
図15においては、サブフレーム1および6が、動的なTDD構成を符号化するためのCFI値を伝えるものと想定する。サブフレーム1および6においてはCFI値3および4が無効であることを考えると、この場合にはTDD構成のための合計で12個の符号点が利用可能となる。
図16も、サブフレーム1および6がCFI値を伝える場合を示している。しかしながら、図16では、図15と異なる点として、CFI値4のみが無効なCFI値とみなされる(CFI値3は使用されない)。逆に、図17は、CFI値3のみが無効なCFI値とみなされる(CFI値4は使用されない)場合を示している。図16および図17のいずれにおいても、実施形態のこの第1のセットによると、動的なTDD再構成のために5つの符号点が利用可能である。
例示を目的として、以下の説明では、図17のTDD符号点に焦点を当て、この場合、予約されているCFI値4は考慮されず、サブフレーム1および6がCFI値およびしたがって動的なTDD再構成を伝える。
図18は、利用可能な符号点とTDD構成との間のいくつかの可能な対応関係のうちの1つを示している。一般的には、7つの可能なTDD構成のうち任意の5つを、動的なTDD構成として示すように選択することができる。理解できるように、図17(または図16:この場合にはCFI値3ではなくCFI値4を考慮する)によって定義される符号点を使用するときには、7つのTDD構成のすべてを動的に示すことはできない。図14および図15に示した実施形態の場合、すべてのTDD構成を動的に示すことができ、なぜならこの点において十分な符号点が存在するためであり、実際には、同じTDD構成を複数のTDD符号点に割り当てることも可能である。
さらには、7つのTDD構成のうちの5つと符号点との間の特定の対応関係を自由に定義することもできる。したがって、図18に示した対応関係は単なる一例であり、順序において任意の他のバリエーションとすることができる。例えば、符号点1/3を、TDD構成0〜6のうちの任意のTDD構成に関連付けることができる。このことは残りの符号点についても同様である。
しかしながら、特定のTDD構成と、TDD構成と符号点との間の特定の対応関係の場合、さらなる恩恵を得ることができ、以下ではこれについて説明する。
レガシーユーザ機器(すなわち本発明に説明されている動的なTDD再構成を使用することができないユーザ機器)は、サブフレーム内で送信された無効なCFIを無効として検出できないことがあり、なぜなら、レガシーユーザ機器の挙動は、この点において指定されていないためである。したがって、レガシーユーザ機器は、サブフレーム1においてCFI値3を受信した場合、CFI値3が有効ではなく、このCFI値3を誤って受信したものと想定しうる。レガシーユーザ機器は、その実装に応じて、その特定のサブフレームにおいてCFI値1または2が送信および使用されたのかを推測または推定することを試みることができ、場合によってはたまたま正しく推測することがあり、なぜなら、本発明では、たとえ基地局がCFI値3(または4)を示す場合でも、制御チャネル領域長として1個または2個のOFDMシンボルを想定して基地局が制御チャネルを送信するものと想定しているためである。あるいは移動局は、誤った推測を行い、制御チャネルを復号化することができない。さらには、移動局はブラインド復号化することもでき、すなわちCFI=1およびCFI=2を試みる。しかしながら、ブラインド復号化は、ユーザ機器における処理量が大幅に増すことを意味し、レガシーユーザ機器においては、コストが恩恵を上回る可能性が高いため、通常では行われないものと想定することができる。
レガシーユーザ機器に対する影響を低減するためには、両方のサブフレームにおいて無効なCFI値を有するTDD符号点をできる限り回避するべきである。より詳細には、符号点3/3は、動的なTDD再構成を符号化する目的で使用する頻度を最小にするべきであり、なぜなら、ユーザ機器は両方のサブフレームにおける制御チャネルを読み取ることができないことがあり、レガシーユーザ機器に対する影響が最大であるためである。したがって、選択された5つのTDD構成のうち、使用頻度が最小であると推定されるTDD再構成に、TDD符号点3/3を関連付ける。またはこれに代えて、このような符号点はまったく使用せず、したがっていずれのTDD構成も示さない。
別の改善点は、7つの可能なTDD構成から5つのTDD構成を選択することに関連する。図17による2つのCFIによって提供されるTDD符号点を使用する場合、7つのTDD構成すべてを動的に示すことができないため、より多くの利点を得るため、これら5つのTDD構成は以下のように選択する。
レガシーユーザ機器および非レガシーユーザ機器は、無線リソース管理(RRM)測定値および無線リンク監視(RLM)測定値を得るためにいわゆる基準信号を使用し、基準信号受信電力(RSRP)および基準信号受信品質(RSRQ)は例である。これらの測定値は、例えば、どの基地局が最強の信号または最良の品質で受信されるかのみならず、接続されている基地局からの信号がしきい値より低下して無線リンク障害(RLF)を検出するときを検出するために、リンク品質測定値を得るために基本的に使用される。これらの測定のための基準信号は、定義によると、ダウンリンクで送信され、すなわち、TDDで動作するレガシーユーザ機器または新しいユーザ機器は、アップリンクサブフレームにはこのような基準信号が存在しないものと想定する。したがって、レガシーユーザ機器がデフォルト(=SIB1)のTDD構成から、ダウンリンクサブフレームが送られると想定する場合、レガシーユーザ機器は、基準信号が含まれているものと想定する。しかしながら、新しいユーザ機器に対して、そのサブフレームがアップリンクサブフレームに動的に再構成される場合、基地局はそのサブフレームの中で基準信号を送信しない。結果として、レガシーユーザ機器は、何らかのランダムに受信される信号を基準信号と解釈し、これは誤りであるため、実質的な測定の不正確性につながることがあり、場合によっては無線リンク障害(RLF)条件が誤って報告されうる。同様に、ユーザ機器は、チャネル品質情報およびチャネル状態情報を推定する目的で基準信号を使用し、これらの情報は、ダウンリンクデータ送信の例えば変調・符号化率の以降のリンクアダプテーションのために、基地局にフィードバックされる。この場合に誤りが生じると、通常では容量の損失や、誤り率の増大につながったり、データの再送信が必要となる。RRM、RSRP、RSRQに関する詳細については、非特許文献2の22節、22.3.1.1節、22.3.1.2に記載されており、RLMについては、同文献の22.7節に記載されており、チャネル品質のフィードバックおよびリンクアダプテーションについては、同文献の10節に記載されており、RLFによる接続の再確立については、同文献の3.2.3.5節および22.6.1節に記載されている。
したがって、これらの測定誤りおよびその影響に関してレガシーユーザ機器に対する影響を最小にするためには、SIB1を介してのデフォルトのTDD構成を、アップリンクの比率が高いものとするべきであり、すなわち、無線フレームにおいてダウンリンクサブフレームよりも多くのアップリンクサブフレームを定義するべきである。例えば、TDD構成インデックス0に関連付けられるTDD構成では、無線フレームにおいて2つのダウンリンクサブフレームと比較して6つのアップリンクサブフレームが定義されている。同様に、TDD構成インデックス6に関連付けられるTDD構成も好ましい候補であり、このTDD構成では、無線フレームにおいて3つのダウンリンクサブフレームと比較して5つのアップリンクサブフレームが定義されている。
デフォルトのTDD構成がアップリンクの比率が高いことを考慮して、利用可能な5つの動的なTDD構成は、さまざまなアップリンク/ダウンリンク比を提供するべきである。図9を検討することで理解できる点として、TDD構成インデックス1のTDD構成は、バランスのとれたTDD構成であり、4つのダウンリンクサブフレームおよび4つのアップリンクサブフレームを有する。インデックス2,3,4,5のTDD構成は、よりダウンリンクの比率が高くなり、アップリンク/ダウンリンク比は、それぞれ、2/6、3/6、2/7、1/8である(図9を参照)。特に、ダウンリンクの比率が極めて高いTDD構成4および5は、主ダウンリンクトラフィックに適合させるうえで重要である。
したがって、さまざまなトラフィック状況に適合できるようにするため、さまざまなアップリンク/ダウンリンク比を提供する目的で、上の実施形態の1つのバリエーションでは、TDD構成インデックス1,2,3,4,5のTDD構成を、利用可能な5つの符号点に割り当てる。図18はこの改善を示しているが、これは単なる一例である。前述したように、レガシーユーザ機器に対して予測されるマイナスの影響が最も大きくなりうるのは、非レガシーユーザ機器のための動的なTDD再構成を符号化するために符号点3/3が送信される場合である。デフォルトのTDD構成が、アップリンクの比率が高いものである場合、符号点3/3は、セル内のトラフィック状況に適合させるためにさほど必要とされることのないTDD構成を示す目的に使用することが好ましい。例えば、長期的な平均においてアップリンクの比率が高いトラフィックである場合、動的な再構成の必要はほとんどなく、したがって、符号点3/3によってどの構成を示すかは重要ではない。長期的な平均においてトラフィックがバランスのとれたものである場合、アップリンクの比率が高いデフォルトの構成と、ダウンリンクの比率が極めて高い構成を動的に使用して動作させれば十分であり、平均としてのアップリンク/ダウンリンク比はかなりバランスのとれたものとなる。この意味において、構成1などのバランスのとれたTDD構成は、定期的に使用する必要はなく、したがって、符号点3/3に関連付ける構成として良好な候補である。デフォルトの構成がアップリンクの比率が高いものであるにもかかわらず、長期的な平均のトラフィックのダウンリンクの比率がかなり高い場合、動的な再構成は極めてしばしば示され、構成4や構成5などダウンリンクの比率がかなり高い構成を示すべきである。この場合にも、バランスのとれたTDD構成は、符号点3/3に関連付けるのに適する候補であり、なぜなら、そのセル内で使用される可能性が低いためである。同様に考えて、デフォルトの構成がダウンリンクの比率が高いものである場合、バランスのとれた構成が定期的に要求されることはなく、符号点3/3によって表すことが好ましい。デフォルトの構成がバランスのとれた構成である場合、利用可能な符号点は、アップリンクの比率が高い構成と、ダウンリンクの比率が高い構成とをバランスよく表すべきである。現在のシステムでは、ダウンリンクの比率が高い構成の方が多く定義されているため、ダウンリンクの比率が高い構成のうちの1つを符号点3/3によって表すことは許容可能であり、レガシーユーザ機器に対するマイナスの影響が小さいように使用することのできる少なくとも2つの他の符号点が、非レガシーユーザ機器に、ダウンリンクの比率が高い構成を示す。あるTDD構成を符号点によって表すか否かが問題である場合にも、同じ考察が適用される。特定の構成を符号点によって示すことの重要性に関する考察を適用して、利用可能な符号点によって表す必要がない(または必要性が最低である)のはどの種類の構成かを判定することができる。例えば、デフォルトの構成が、アップリンクの比率が高い構成である、またはダウンリンクの比率が高い構成である場合、バランスのとれた構成はいずれの符号点によっても表されないままとすることができ、すなわちたとえ符号点3/3によっても表されないようにすることができ、したがって、符号点3/3は動的な再構成をまったく表さない。上述したように、符号点3/3によって表すのに最適な構成は、デフォルトの構成の特性に依存しうる。したがって、本発明のバリエーションにおいては、どのTDD構成が符号点3/3によって表されるかは、デフォルトのTDD構成に依存する。以下に説明する第2の実施形態および第3の実施形態においても、どのTDD構成が利用可能な符号点によって表す必要性が最大または最小であるか、またはどの符号点によって表すかを考慮するとき、同じ考察があてはまる。
図19は、2つのサブフレームにおけるCFI値の受信および処理に関する移動局の機能を概略的に示した流れ図である。以下では、本発明の第1の実施形態の1つのバリエーションによる、移動局がサブフレームにおける制御領域長と動的なTDD再構成を導く方法について、図19を参照しながら説明する。図19による実施形態においては、CFIによって符号化された動的なTDD再構成を、図17および図18によって定義されているTDD符号点に従って(すなわち無効なCFI値4ではなく無効なCFI値3を使用する)、サブフレーム1および6が伝えるものと想定する。しかしながら、以下の説明は、別の想定にも適用される。例えば、{0,2,3,4,5,7,8,9}のうちの2つのサブフレームとの組合せにおいて無効なCFI値4を使用して、CFIによって符号化される動的なTDD再構成を伝えるとき(図14を参照)や、図15に示したように、無効なCFI値3および4の両方を使用するとき、あるいは、図16に示したように、無効なCFI値3ではなく無効なCFI値4を使用するときである。
サブフレーム1および6におけるCFI値に基づいて、ユーザ機器において2つのプロセスが実行され、これらのプロセスは、図19に例示的に示したように個別に実行することができる。一方のプロセスにおいては、ユーザ機器は、各サブフレームの制御領域長を求め、この場合、関連するサブフレーム1および6についてのみ示してある。ユーザ機器における他方のプロセスでは、CFI値によって動的なTDD再構成が示されているか否かを判定し、対応する適切なTDD構成を適用する。当業者には、これら2つのプロセスは相互に関連していないため、並行して実行する、または任意の順序で実行できることが理解されるであろう。
移動局は、サブフレームを1つずつ受信したとき、サブフレーム1におけるPCFICHによって与えられるCFI値を求め、求めたCFI値が無効であるか否か(すなわち=3であるか?)をチェックする。サブフレーム1におけるCFI値(CFISF1)が、1または2などの有効なCFI値である場合(分岐「いいえ」)、移動局は、そのサブフレーム1の制御チャネル領域長を、求めたCFISF1値(すなわち1または2)に基づいて求める。これに対して、サブフレーム1におけるCFI値(CFISF1)が、無効なCFI値である場合(分岐「はい」)、移動局は、その無効なCFI値は通常のように制御チャネル領域長を示すことができないことに気付き、異なるパラメータを使用してサブフレーム1における制御チャネル領域長を求める。図19のこの特定の例においては、移動局は、セルからのマスター情報ブロックから知ることのできるPHICHの最小長さに基づいて、制御チャネル領域長を求めるものと想定する。したがって、このパラメータは、接続が確立された時点で基地局および移動局の両方に知らされる。したがって、基地局eNodeBは、PHICHに与えられる最小長さに基づいてサブフレームにおける制御チャネルを適切に送信することができ、ユーザ機器は、PHICHの最小長さパラメータに基づいて制御チャネルを読み取って正しく処理することができる。
サブフレーム6の処理についても、サブフレーム6におけるCFI値が無効であるか否か(すなわち3であるか否か)に応じて、基本的には同じである。したがって、「いいえ」の場合、CFI値1または2を使用して、通常のようにサブフレーム6における制御チャネル領域長を求める。CFI値3は、サブフレーム6における制御チャネル領域長を求める目的には無視する。この場合、PHICHの最小長さが使用される。
もう1つのプロセスによると、ユーザ機器は、サブフレーム1および6における2つのCFI値の少なくとも一方(すなわちCFISF1またはCFISF6)が無効な値(すなわち値3)を有するかをチェックする。CFISF1またはCFISF6の少なくとも一方が値3を有する場合、ユーザ機器は、動的なTDD再構成が基地局によって意図的に示されたものと想定し、したがって、CFISF1およびCFISF6に符号化されたTDD構成を求める。次いで、このようにして求めたTDD構成を適用する。CFI値であるCFISF1,CFISF6のいずれも値3を有さない場合、移動局は動的なTDD再構成を想定せずに、システム情報取得手順またはシステム情報変更手順を使用することによって設定されたデフォルトのTDD構成を引き続き使用する。
移動局における上記のプロセスは、すべての無線フレームについて繰り返される。
図19の上の実施形態においては、CFIによって符号化された動的なTDD再構成を含む現在の無線フレームが無線フレームnであると想定したとき、動的なTDD再構成は次の無線フレームn+1に適用されるのみであるものと想定している。このことは、図20にも示してある。したがって、無線フレームn+2,n+3,…においては、例えば本発明に概説されているように別の構成が示されない限りは、デフォルトのTDD構成が使用される。
しかしながら、これは一例にすぎない。より一般的には、CFIによって符号化される動的なTDD再構成は、無線フレームn+mに適用することができ(mは1以上の整数である)、したがってこの動的なTDD再構成の適用の遅延が考慮される。あるいは、CFIによって符号化される動的なTDD再構成を、2つ以上の無線フレーム、すなわち無線フレームn+1から無線フレームn+mに、適用することもでき(mはこの場合には2以上の整数)、または遅延が含まれるように適用することもできる。このことは図21に示してある。したがって、無線フレームn+m+1,n+m+2,…においては、デフォルトのTDD構成が使用される。
設定時間(configuration time)、すなわち動的なTDD構成が適用される無線フレームの数は、移動局および基地局においてあらかじめ設定しておくことができる(例えば、動的なTDD構成の指示情報を含む無線フレームの次の無線フレームのみ)。あるいは、設定時間を動的に、または半静的に、移動局に示すこともできる。このことは、例えばmの値を定義する、無線フレームnにおける別の第3のサブフレームのCFI値を使用することによって、行うことができる。したがって、例えば最大で4つの異なる設定時間をあらかじめ設定しておくことができ、必要に応じて示すことができる。あるいは、レガシーユーザ機器に対するマイナスの影響を回避するため、有効なCFI値のみ、すなわちCFI値1,2(または3)のみを使用して設定時間を示す。同じ考察は、後から説明する第2の実施形態および第3の実施形態にも適用される。
図20および図21は、誤り耐性を高めるためのオプションの改善点も示している。具体的には、CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報を、複数の無線フレームにわたり反復することができる。言い換えれば、例えば、無線フレームnおよびn+1のサブフレームiにおいて同じCFI値を示し、無線フレームnおよびn+1のサブフレームjにおいて同じCFI値を示すことによって、同じTDD再構成を複数の無線フレームにわたり示す。当然ながら、誤り耐性をさらに高める目的で、3つ以上の無線フレームにわたって動的なTDD再構成を送信することができる。このような反復の場合においては、示されたTDD再構成が適用されるのは、繰り返される情報のうち最後の情報が受信される無線フレームの後である。TDD再構成の指示情報を繰り返す無線フレームの数に関する情報は、一般には、移動局における動的なTDD構成の検出を可能にする前に知らせる、またはシグナリングされる。同じ考察は、以下に説明する第2の実施形態および第3の実施形態にも適用される。
第2の実施形態
本発明の第2の実施形態は、上述した第1の実施形態とは異なる点として、動的なTDD再構成を符号化するために、2つのサブフレームにおける無効なCFI値を使用しない。言い換えれば、この目的のために有効なCFI値のみが使用されるのに対して、第1の実施形態では、少なくとも1つの無効なCFI値を使用することを想定していた。
図22および図23には、この第2の実施形態における利用可能なTDD符号点が示されており、サブフレーム1,6における複数の異なる有効なCFI値が考慮されている一方で、サブフレーム0,2,3,4,5,7,8,9における複数の異なる有効なCFI値が考慮されている。より詳細には、サブフレーム1および6が、CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報を伝えるものと想定するときには、CFI値1および2は有効であるが、CFI値3は無効である。値4はすべてのサブフレームにおいて無効であり、したがってこの第2の実施形態においては使用しない。これにより、図22に示したように、4つの利用可能な符号点が得られる。
残りのサブフレーム0,2,3,4,5,7,8,9においては、3つのCFI値1,2,3のそれぞれが有効である。したがって、図23に示したように、利用可能なTDD符号点の総数は9個である。図には明示的に示していないが、サブフレーム1または6において1つのCFI値が使用され、サブフレーム0,2,3,4,5,7,8,9において1つのCFI値が使用されるものと想定すると、2×3=6個の組合せまたは符号点が利用可能である。なお、図23に関する機能の説明については、第3の実施形態に関連してさらに詳しく説明するため、以下の第2の実施形態の説明においては省いた。
第1の実施形態と比較したときの1つの違いとして、移動局は、CFIによって符号化された動的なTDD再構成と、標準的な制御領域長の指示とを区別することができない。したがって、移動局は、CFIの組合せすべてが、自身が従うべきTDD構成を示しているものと想定しなければならない。したがって、移動局は、各無線フレームにおける2つのCFI値に基づいて制御チャネル領域長と動的なTDD構成とを求めなければならない。この状況は、図25のユーザ機器の挙動の流れ図に示してある。
TDD構成を関連付けるために利用可能なTDD符号点は4つのみであり、図24の表は、さまざまな可能な対応関係のうちの1つを示している(2つのCFIはサブフレーム1および6において伝えられるものと想定する)。図24の選択されたTDD構成と、TDD符号点との特定の対応関係は、単なる例である。これらの4つのTDD構成とTDD符号点との間の任意の別の対応関係が可能である。さらには、TDD構成を動的に変更するためTDD構成を移動局に示す目的に、合計で7つのTDD構成のうちの任意の4つを選択することができる。
2つのCFI値によって構成されるTDD符号点にTDD構成を関連付けることにおいて達成できる改善点として、セル内で使用される可能性がおそらく最低であるTDD構成を符号点1/1に関連付けることである。符号点1/1では、基地局はそれらのサブフレームにおける制御チャネルを送信するのに1個のOFDMシンボルしか使用することができない。1個のOFDMシンボルでは十分でないとき、これは不利である。したがって、使用頻度が最も低いTDD構成をこの符号点1/1に関連付けることによって、基地局がそのサブフレームにおいてすべての制御データを送ることができない状況を回避することができる。
デフォルトのTDD構成が使用され、定期的に示す必要があると想定すると、そのような定期的に使用される構成の指示情報が、同時に十分なPDCCH容量を提供する符号点によって表されるならば有利である。例えば、無線フレームのサブフレーム1または6においてCFI値が示される場合、CFI値2は、最大の制御チャネル容量を提供する。それ以外のサブフレームにおいては、CFI値3が最大の制御チャネル容量を提供する。したがって、両方のCFI値がサブフレーム1および6において送信される場合には、デフォルトのTDD構成が符号点2/2によって表されるならば好ましく、両方のCFI値が1および6以外のサブフレームにおいて送信される場合には、デフォルトのTDD構成が符号点3/3によって表されるならば好ましく、一方のCFI値がサブフレーム1または6において送信され、他方のCFIが1および6以外のサブフレームにおいて送信される場合には、デフォルトのTDD構成が符号点2/3または3/2によって表されるならば好ましい。第1の実施形態に関連してすでに説明したように、使用頻度が最も低い動的なTDD構成は、デフォルトのTDD構成に依存しうる。デフォルトのTDD構成が、アップリンクの比率が高いものである場合、セル内のトラフィック状況に適合させるために極めて頻繁には使用されないTDD構成を示す目的に符号点1/1を使用することが好ましい。例えば、長期的な平均においてアップリンクの比率が高いトラフィックである場合、動的な再構成の必要はほとんどなく、したがって、どの構成が符号点1/1によって示されるかは重要ではない。長期的な平均においてバランスのとれたトラフィックである場合には、平均のアップリンク/ダウンリンク比がバランスのとれたものとなるように、アップリンクの比率が高いデフォルトの構成と、ダウンリンクの比率が極めて高い構成とを動的に使用して動作させれば十分である。この意味において、構成1などのバランスのとれたTDD構成は、定期的に使用する必要がなく、したがって符号点1/1に関連付けるための有力な候補である。デフォルトの構成が、アップリンクの比率が高いものであるにもかかわらず、長期的な平均においてダウンリンクの比率がかなり高いトラフィックである場合、動的な再構成を極めて頻繁に示す必要があり、構成4や構成5など、ダウンリンクの比率がかなり高い構成を示すべきである。この場合にも、バランスのとれたTDD構成は、セル内で使用される可能性が低いため、符号点1/1に適する候補である。同様の考察から、ダウンリンクの比率が高いデフォルトの構成の場合、バランスのとれた構成は定期的には要求されず、符号点1/1によって表すことが好ましい。バランスのとれたデフォルトの構成においては、利用可能な符号点は、アップリンクの比率が高い構成とダウンリンクの比率が高い構成とをバランスよく表すべきである。現在のシステムでは、ダウンリンクの比率が高い構成の方が多く定義されているため、ダウンリンクの比率が高い構成の1つが符号点1/1によって表されることは許容可能であり、レガシーユーザ機器に対するマイナスの影響が小さいように使用することのできる少なくとも2つの他の符号点が、非レガシーユーザ機器に、ダウンリンクの比率が高い構成を示す。あるTDD構成を符号点によって表すか否かが問題である場合にも、同じ考察が適用される。特定の構成を符号点によって示すことの重要性に関する考察を適用して、利用可能な符号点によって表す必要がない(または必要性が最低である)のはどの種類の構成かを判定することができる。例えば、デフォルトの構成が、アップリンクの比率が高い構成である、またはダウンリンクの比率が高い構成である場合、バランスのとれた構成はいずれの符号点によっても表されないままとすることができ、すなわちたとえ符号点1/1によっても表されないようにすることができ、したがって、符号点1/1は動的な再構成をまったく表さない。上述したように、符号点1/1によって表すのに最適な構成は、デフォルトの構成の特性に依存しうる。したがって、本発明のバリエーションにおいては、どのTDD構成が符号点1/1によって表されるかは、デフォルトのTDD構成に依存する。以下に説明する第2の実施形態および第3の実施形態においても、どのTDD構成が利用可能な符号点によって表す必要性が最大または最小であるか、またはどの符号点によって表すかを考慮するとき、同じ考察があてはまる。
図25に示したように、移動局は、求めたTDD構成を次の無線フレームn+1に適用する。この状況は図26にも示してあり、求めた特定のTDD構成に応じて、次の無線フレームが、現在の無線フレームの2つのサブフレームにおける対応するCFI値から求められる対応するTDD構成によって設定される。当然ながら、図26に示した変更は一例である。TDD構成の任意の変更を示すことができる。
これに代えて、CFIによって符号化されている、求めた動的なTDD構成を、次の無線フレームn+1に適用するのみならず、いくつかの無線フレームn+1〜n+mに適用する(mは2以上の整数)。図27は、m=2の場合を示している。具体的には、無線フレームn−2における、CFIによって符号化された動的なTDD構成の指示情報は、無線フレームn−2における2つのCFI値から求められた特定のTDD構成(図27の例においては、TDD構成インデックス2のTDD構成)が、無線フレームn−1およびnに使用されることを、移動局に示す。図27のこの特定のバリエーションにおいては、ユーザ機器は、無線フレームn−1における2つのサブフレームのCFI値を、TDD構成を求めることに関しては無視して、これらのCFI値を、これら特定のサブフレームにおける制御チャネル領域長を求める目的にのみ使用することができる。
第1の実施形態の場合と同様に、設定時間、すなわち動的なTDD構成が適用される無線フレームの数は、移動局および基地局においてあらかじめ設定しておくことができる(例えば、動的なTDD構成の指示情報を含む無線フレームの次の無線フレームのみ)。あるいは、設定時間を動的に、または半静的に、移動局に示すこともできる。このことは、例えばmの値を定義する、無線フレームnにおける別の第3のサブフレームkのCFI値を使用することによって、行うことができる。
第1の実施形態の場合と同様に、この第2の実施形態の1つの改善として、CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報を、TDD再構成の指示情報が実際に適用される前に、複数の無線フレームにわたり反復する。例えば、無線フレームnおよびn+1のサブフレームiにおいて同じCFI値が示され、無線フレームnおよびn+1のサブフレームjにおいて同じCFI値が示される。当然ながら、誤り耐性をさらに高める目的で、動的なTDD再構成を、3つ以上の無線フレームにわたり送信することができる。このような反復の場合、示されたTDD再構成が適用されるのは、繰り返される情報のうち最後の情報が受信される無線フレームの後である。TDD再構成の指示情報を繰り返す一連の無線フレームのうちの最初の無線フレームから最後の無線フレームまでにおいては、前に示されたTDD構成が適用される。TDD再構成の指示情報を繰り返す無線フレームの数に関する対応する情報は、一般には、移動局における動的なTDD構成の検出を可能にする前に知らせる、またはシグナリングされる。同じ考察は、後から説明する第3の実施形態にも適用される。
第2の実施形態のさらなる改善として、(システム情報取得手順やシステム情報変更手順を使用することにより)セル内で現在設定されているデフォルトのTDD構成を、利用可能な4つのTDD符号点のうちの1つに関連付け、例えば図24に例示されているように、TDD構成インデックス0のTDD構成をデフォルトのTDD構成として使用することによって、符号点1/1に関連付ける。動的なTDD再構成メカニズムを使用してデフォルトのTDD構成を示すことの主たる利点として、基地局は、必要な場合、セル内のすべての移動局(レガシーユーザ機器と、動的なTDDメカニズムをサポートする新しいユーザ機器)を、同じTDD構成を使用して駆動することができる。そうでない場合、移動局は、CFIのすべての組合せ(すなわち無線フレームの2つのサブフレームi,jにおける2つのCFI値)を、CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報とみなすため、デフォルトのTDD構成を動的に示すことができない場合、レガシーユーザ機器と新しいユーザ機器はつねに異なるTDD構成を使用し、これによって生じるいくつかの欠点として、レガシーユーザ機器および新しいユーザ機器に起因する干渉と、レガシーユーザ機器および新しいユーザ機器に対する干渉や、前に概説したようにレガシーユーザ機器における測定に関連する潜在的な問題、さらにはこのような場合、レガシーユーザ機器および新しいユーザ機器によって受信されるべきブロードキャスト情報を1つのサブフレームにおいて送信することができない、またはそのようなサブフレームの選択肢が大幅に減少し(なぜなら、そのようなサブフレームは、ダウンリンク送信を含むサブフレームである必要がある、すなわちユーザ機器において「D」または「S」である必要があるためである)、これにより制約が課され、基地局のスケジューラや、各ブロードキャスト情報の送信時の送信効率が影響を受ける。
しかしながら、このバリエーションにおいては、デフォルトのTDD構成以外のTDD構成に関連付けられるTDD符号点は、3つしか残らない。
第1の実施形態に関連して前に詳しく説明したように、第1の実施形態と同様に、レガシーユーザ機器において発生する測定誤りを低減する目的で、TDD構成インデックス0または6のいずれかのTDD構成をデフォルトのTDD構成として設定することが有利である。
さらには、アップリンクの比率が高いデフォルトのTDD構成(0や6など)が使用される場合、第2の実施形態のさらなる改善として、残りのTDD符号点には、アップリンクとダウンリンクのバランスのとれたTDD構成と、ダウンリンクの比率の高いTDD構成とを関連付ける。これは、第1の実施形態の対応する改善に類似している。特に、利用可能な3つのTDD符号点を、TDD構成1〜5のうちの対応する3つのTDD構成に関連付けるべきである。図24、図26、および図27では、一例としてTDD構成2,4,5が選択されるものと想定している。
第3の実施形態
第1および第2の実施形態とは異なり、第3の実施形態によると、CFI値が有効であるか否かは考慮されない。そうではなく、特定のサブフレームにおいてCFI値が有効であるか否かには関係なく、CFIによって符号化される動的なTDD再構成にCFI値1,2,3を使用する。したがって、図28に示したように、7つのTDD構成に関連付ける目的に、9つのTDD符号点が利用可能である。CFI値1,2,3,4を考慮すると、図13に示したように16個の符号点が利用可能である。示す必要のあるTDD構成が7つのみであることを考えて、第3の実施形態の以下の説明では、3つのCFI値1,2,3「のみ」を使用することに焦点を当てる。
図29は、7つのTDD構成と、2つのCFIによって構成される9つのTDD符号点との間の例示的な対応関係を示している。図29の対応関係は一例であり、当業者は、任意の別の可能な対応関係を選択することができる。
第1および第2の実施形態と同様に、基地局は、無線フレームnにおける2つのサブフレームの2つのCFI値を使用して、トラフィック状況に応じて動的なTDD再構成を示す。
この実施形態においては、2つのサブフレームのCFIの組合せは、各無線フレームの動的なTDD再構成を示し、なぜなら、ユーザ機器はCFI値のみから動的なTDD再構成を区別することができないためである。したがって、ユーザ機器は、CFIによって符号化されたTDD再構成の指示情報につねに従う必要がある。図30はこの状況を示しており、各無線フレームn−2〜n+9には特定のTDD構成が示してあり、これらのTDD構成それぞれは、システムにおいて次の無線フレームのみに適用される。言い換えれば、無線フレームnにおいて受信される「TDD構成0」の指示情報は、無線フレームn+1にのみ適用される。無線フレームn+2には、無線フレームn+1のTDD構成6が適用される。図30は、動的なTDD再構成の単なる一例を示している。
この第3の実施形態においては、第2の実施形態と同様に、2つの特定のサブフレームにおけるCFI値は、2つの異なる目的、すなわち、サブフレームにおける制御チャネル領域長を示す通常のCFIの目的と、動的なTDD再構成の目的とに使用される。サブフレームにおけるCFIの値が有効である場合、基地局は、そのCFI値に従って制御チャネル(すなわちPCFICH、PHICH、PDCCH)を送信することができ、このCFI値は、TDD構成を符号化する目的にも使用される。したがって、例えば基地局が符号点3/2(図29の例においてはTDD構成6に対応する)のTDD構成を示したい場合、CFI値3が無線フレームnの第1のサブフレームi(すなわちi=2)において送信され、CFI値2が無線フレームnの第2のサブフレームj(すなわちj=7)において送信される。CFI値3はサブフレーム2において有効なCFI値であるため、基地局は、このサブフレーム2のPCFICHにおけるCFI値=3に従って、サブフレーム2の最初の3個のOFDMシンボルにおいて制御チャネルを送信する。同じことがサブフレーム7およびCFI値2にもあてはまる。
異なるケースとしてi=1かつj=6の場合、サブフレーム1においてCFI値3は無効である。したがって、基地局は、送信されるCFI値に従って制御チャネルを送信せずに、サブフレーム1における制御チャネル領域長の基準として、対応するPHICHパラメータによって示される最小長さを使用する。同様に、移動局はCFI値が無効であるかを判定し、無効である場合、PHICH最小長さパラメータを考慮して制御チャネル領域長を求め、したがって、このサブフレーム1における制御チャネルを正しく復号化することができる。
図31は、いま説明した例(すなわちサブフレームi=1、サブフレームj=6)の場合における、このユーザ機器の挙動を示している。図31から明らかであるように、値が無効(すなわち=3)であるか否かに応じて、移動局は、そのサブフレームの制御チャネル領域長を、CFI値に基づいて、または最小PHICH長に基づいて求める。
さらに、CFI値が有効であるかには関係なく、移動局は、各無線フレームの2つのサブフレームにおける2つのCFI値から、動的なTDD構成をつねに求める。さらに、図31においては、求めたTDD構成が次の無線フレームn+1のみに適用されるものと想定している。
この第3の実施形態のバリエーションにおいては、移動局は、無線フレームnの2つのサブフレームにおける2つのCFI値から動的なTDD構成を求め、以降の無線フレームn+1〜n+mにわたり、その動的なTDD構成を適用する。無線フレームn+2〜n+m−1においては、サブフレームiおよびjにおける2つのCFI値は、動的なTDD再構成を符号化する目的に使用されず、なぜなら、これらの無線フレームにおいては、前に示された動的なTDD構成が依然として有効であるためである。代わりに、これらの無線フレームn+2〜n+m−1のCFI値すべて(すなわちサブフレームi,jの2つのCFI値)は、標準規格のとおりに使用され、すなわち、サブフレームの制御チャネル領域長を示す目的に使用される。次いで、無線フレームn+mには、そのサブフレームi,jのCFI値に符号化された次の動的なTDD再構成の指示情報が含まれる。
この第3の実施形態のさらなるバリエーションにおいては、レガシーユーザ機器に対する、無効なCFI値の影響を最小にするため、CFI符号点3/3を回避するべきである。このことは、第1および第2の実施形態に関連してすでに詳しく説明したため、さらなる詳細な説明は省く(対応する節を参照)。第3の実施形態においては、TDD構成よりも多くの符号点が利用可能であるため、最低の使用頻度のTDD構成を符号点3/3に関連付ける必要はなく、単に符号点3/3にはいずれのTDD構成も関連付けない。結果として、符号点3/3はシステムにおいて使用されず、したがって、レガシーユーザ機器に対する最も重大な影響が回避される。このことは、図29の一例の表にも示されており、この表では、符号点3/3にはTDD構成が関連付けられていない。同様に、この例では符号点2/3も予約されており、なぜなら、サブフレーム6はサブフレーム1とは異なりフル「D」サブフレーム(full “D” subframe)であり得るためである。
第2の実施形態の場合と同様に、この第3の実施形態の1つの改善として、CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報を、TDD再構成の指示情報が実際に適用される前に、複数の無線フレームにわたって反復する。例えば、無線フレームnおよびn+1のサブフレームiにおいて同じCFI値が示され、無線フレームnおよびn+1のサブフレームjにおいて同じCFI値が示される。当然ながら、誤り耐性をさらに高める目的で、3つ以上の無線フレームにわたって、動的なTDD再構成を送信することができる。このような反復の場合、示されたTDD再構成が適用されるのは、繰り返される情報のうち最後の情報が受信される無線フレームの後である。TDD再構成の指示情報を繰り返す一連の無線フレームのうち最初の無線フレームから最後の無線フレームまでにおいては、前に示されたTDD構成が適用される。TDD再構成の指示情報を繰り返す無線フレームの数に関する対応する情報は、一般には、移動局における動的なTDD構成の検出を可能にする前に知らせる、またはシグナリングされる。
ここまでの3つの実施形態およびそれらのバリエーションによる本発明は、実施形態に関する上の説明全体を通じてすでに述べたように、いくつかの利点を有する。第一に、迅速かつ動的なTDD再構成が実施される。さらには、この点において新規の信号やチャネルを使用しない。レガシーユーザ機器に対する影響は、10個のサブフレームのうち2つ(i,j)に厳密に限定される。さらには、それら2つのサブフレームにおいても、上述したメカニズムによって、レガシーユーザ機器に対する影響を最小にすることができる。
無線フレームにおけるサブフレーム1および6を使用することが、すでに前述したように特に有利である。サブフレーム1はつねに特殊サブフレームであり、すなわち、ダウンリンク容量が通常のダウンリンクサブフレームよりもつねに小さい。サブフレーム6は、7つの可能なTDD構成のうち4つ(0,1,2,6)においては特殊サブフレームであり、これら4つのTDD構成0,1,2,6におけるサブフレーム6のダウンリンク容量は、通常のダウンリンクサブフレームよりも小さい。具体的には、これらのサブフレーム1および6における制御チャネル領域は、1個または2個のみのOFDMシンボル長であり、したがってこれらのサブフレームにおいてはPDCCH容量がつねに制限される。
さらなる最適化
以下では、ここまでの実施形態のいずれとも組み合わせることのできるさらなる最適化について説明する。この最適化は、2つのCFIによって提供される符号点とTDD構成との間の特定の対応関係に関する。一般的には、HARQフィードバックのタイミングは、サブフレームがダウンリンクサブフレームかアップリンクサブフレームかに依存する。例えば、非特許文献9の10.1.3節および下位節には、PDSCHにおけるダウンリンク共有チャネルの送信と、送信されたトランスポートブロックの受信の成功または失敗に対応するACKまたはNACKのフィードバックをユーザ機器が送信することが予期されるタイミングとの間の関係が定義されている。定義によると、このようなフィードバックは、アップリンクリソースでのみ送信することができる。なお、リリース11までの3GPP LTE仕様では、いくらかのアップリンクリソースが特殊サブフレームにおいて利用可能であっても、PUCCHベースのACK/NACKフィードバックを特殊サブフレームにおいて送信することはできない。ユーザ機器においてACK/NACKフィードバックを決定し、対応するフィードバックを適切なタイミングで送信するためには、ユーザ機器が、このようなフィードバックの送信に利用可能なアップリンクリソースを有するサブフレームを事前に認識していることが好ましい。これにより、ユーザ機器側における処理タイミングに関する要件が単純化され、したがって、より費用効果の高い実装が可能となる。
前述したように、特定のサブフレームがダウンリンクサブフレームであるかアップリンクサブフレームであるかは、システムにおいて使用されている現在のTDD構成に依存する。図32は、図9においてすでに説明した、現時点で定義されているTDD構成を示しており、さらに、特定のTDD構成には無関係である(「インデックスに依存しない」)、ダウンリンクまたはアップリンクであるサブフレームを示している。理解できるように、サブフレーム0〜2のアップリンク/ダウンリンク構成は、つねに「DSU」(ダウンリンク−特殊−アップリンク)となる。サブフレーム5はつねにダウンリンクサブフレームである。
これに対して、サブフレーム3,4においては、アップリンク/ダウンリンク構成は、「UU」、「UD」、または「DD」となる。同じことは、サブフレーム7,8,9の組合せにもあてはまる。サブフレーム6,7においては、TDD構成は、「SU」、「DD」、および「SU」となる。
次の無線フレームのサブフレーム3および4が、「UU」、「UD」、または「DD」であるかをできるだけ早く知る目的で、本実施形態では、次の無線フレームのサブフレーム3および4のアップリンク/ダウンリンクのタイプが、サブフレームiにおける最初のCFI値のみによってすでに決まる対応関係を提案する。言い換えれば、移動端末は、無線フレームnの最初のサブフレームi(CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報を伝える2つのサブフレームのうちの最初のサブフレーム)(例:サブフレーム1)における最初のCFI値を求めることによって、サブフレーム3および4がアップリンクサブフレームまたはダウンリンクサブフレームであるかを明確に求めることができる。実際には、サブフレーム0,1,2,5も固定されているため、最初のCFISF1は、次の無線フレームのサブフレーム0〜5のアップリンク/ダウンリンク構成を決めることができる。
このことは、CFIによって符号化される動的なTDD再構成の指示情報の最初のCFI値について、図33の表に例示的に示してある。図から理解できるように、CFISFj(すなわち2つのサブフレームのうちの二番目)の値には関係なく、CFISFi=1の場合、サブフレーム3および4の両方がアップリンクサブフレームである。CFISFi=2の場合、サブフレーム3および4のアップリンク/ダウンリンク定義は「UD」であり、CFISFi=3の場合、サブフレーム3および4のアップリンク/ダウンリンク定義は「DD」である。
同様に、二番目のサブフレームjにおいて伝えられる、CFIによって符号化されるTDD再構成の指示情報の二番目のCFI値は、次の無線フレームn+1のサブフレーム6および7と、サブフレーム8および9の一部とを決める。図34に示したように、最初のCFI値(CFISFi)の値には関係なく、CFISFj=1および=3の場合、サブフレーム6および7のTDD構成は「SU」である。CFISFj=2の場合、サブフレーム6および7のTDD構成は「DD」である。さらには、CFISFj=2の場合、サブフレーム8および9のTDD構成は「DD」であり、CFISFj=3の場合、サブフレーム8および9のTDD構成は「UD」である。しかしながら、CFISFj=1の場合、サブフレーム8および9のTDD構成は決まらず(図34を参照)、最初のCFI値(CFISFi)との組合せにおいて指定しなければならない。この特定の場合について、図35は、サブフレーム8および9のTDD構成を2つのCFI値(CFISFiおよびCFISFj)によってどのように協働して示すことができるかを表に示している。図36は、図33、図34、および図35の表に示されている対応関係の組合せとして、一例による、利用可能なCFI符号点とTDD構成のマッピングを示している。
さらには、たとえ一方のCFI値が消失する、または誤って受信された場合でも、10個のサブフレームのうち6〜8個のサブフレームのTDD構成は正しく求めることができる。このことは、ユーザ機器が、(E)−PDCCH、CRS、CSI−RSを正しく読み取るためと、スプリアスアップリンク送信を制限するため(すなわちアップリンク干渉を回避するため)に、特に重要である。
図36に示した例においては、切替え点周期性は、二番目のCFI値(CFISFj=2)に明確に関連しており、したがって、正しい解釈は、最初のCFI値を正しく受信することに依存しない。
このさらなる最適化は、上に概説したように第3の実施形態に適用できるのみならず、それ以外の実施形態にも適用できる。例えば、第2の実施形態においては、サブフレームiにおける同じ最初のCFI値に対応するTDD構成が、サブフレーム3またはサブフレーム3および4における同じUまたはDのパターンを共有するならば有利である。さらには、サブフレームjにおける同じ二番目のCFI値に対応するTDD構成が、サブフレーム6またはサブフレーム6および7における同じUまたはDのパターンを共有するならば有利である。別の例として、第1の実施形態においては、サブフレームiにおける少なくとも1つのCFI値(例えば無効なCFI値)に対応するTDD構成が、サブフレーム3またはサブフレーム3および4における同じUまたはDのパターンを共有するならば有利である。さらには、サブフレームjにおける少なくとも1つのCFI値(例えば無効なCFI値)に対応するTDD構成が、サブフレーム6またはサブフレーム6および7における同じUまたはDのパターンを共有するならば有利である。
本発明のハードウェアおよびソフトウェア実装
本発明の他の実施形態は、ハードウェアおよびソフトウェアを用いて、上記したさまざまな実施形態を実施することに関する。これに関連して、本発明は、ユーザ機器(移動端末)およびeNodeB(基地局)を提供する。ユーザ機器は、本発明の方法を実行するようにされている。
本発明のさまざまな実施形態は、コンピューティングデバイス(プロセッサ)を使用して実施または実行され得るものとさらに認識される。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または、その他プログラマブルロジックデバイスなどである。本発明のさまざまな実施形態は、これらのデバイスの組合せによっても実行または具体化され得る。
さらに、本発明のさまざまな実施形態は、ソフトウェアモジュールによっても実施され得る。これらのソフトウェアモジュールは、プロセッサによって実行され、または、ハードウェアにおいて直接実行される。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組合せも可能である。ソフトウェアモジュールは、任意の種類のコンピュータ可読記憶媒体、例えば、RAMやEPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、CD−ROM、DVDなどに格納され得る。
さらには、本発明の複数の異なる実施形態の個々の特徴は、個々に、または任意の組合せにおいて、別の本発明の主題とすることができることに留意されたい。
具体的な実施形態に示した本発明には、広義に記載されている本発明の概念または範囲から逸脱することなく、さまざまな変更もしくは修正またはその両方を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。したがって、本明細書に示した実施形態は、あらゆる点において例示的であり、本発明を制限するものではないものとみなされる。