JP2017139805A - キャリアアグリゲーションのための通信デバイスの制御 - Google Patents

キャリアアグリゲーションのための通信デバイスの制御 Download PDF

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Abstract

【課題】ｅＮＢスケジューラが異なるコンポーネントキャリアの中でＵＥを切り替えることができる簡単な仕組みを提供する。
【解決手段】複数のコンポーネントキャリアを用いて基地局と通信を行う移動局における方法は、ＭＡＣ制御要素を通して基地局から移動局にシグナリングされる、複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアを監視する。ＭＡＣ制御要素は、少なくとも一つのビットを有し、少なくとも一つのビットは、複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアに対応し、対応するコンポーネントキャリアを監視すべきであるか否かを指示する。
【選択図】図６

Description

本発明は通信デバイスに関し、詳細には、限定はしないが、３ＧＰＰ標準規格に準拠して動作するデバイス、又はその均等物若しくは派生物に関する。本発明は、限定はしないが、特に３ＧＰＰ標準規格文書ＴＲ３６．８１４において現在規定されているようなＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて用いられることになるキャリアアグリゲーションの影響に特に関連する。
本出願は、２００９年４月２７日に出願された英国特許出願第０９０７１８０．４号を基礎としており、該英国特許出願の優先権の利益を主張するものであり、該英国特許出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
ＬＴＥ Ｒｅｌ８によれば、２０ＭＨｚの送信帯域が規定された。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、１００ＭＨｚまでのシステム帯域幅をサポートするために、キャリアアグリゲーションが用いられることになる。これは、システム帯域幅を、それぞれが個々のコンポーネントキャリアを中心にした、５つの２０ＭＨｚ部分帯域に分割することを伴う。ＬＴＥ Ｒｅｌ８のユーザ装置（ＵＥ）との下位互換性を確保するために、それらの部分帯域のうちの少なくとも１つはＬＴＥ Ｒｅｌ８に準拠しなければならない。
キャリアアグリゲーションをサポートするには、１００ＭＨｚまでのアグリゲートされたシステム帯域幅に対処するために、新たな物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）構造が必要とされる。２つの異なる手法、すなわち、キャリア毎に別個のＰＤＣＣＨ、及び複数のキャリアに対して共通のＰＤＣＣＨが、ＲＡＮ１において検討されている。これら２つの方法のうちの１つをＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムに採用することで合意に達する予定である。この決定にかかわりなく、いつの時点でも、ＵＥは全てのコンポーネントキャリア上でデータを送信も受信もしない場合がある。基地局（ＬＴＥ文書ではｅＮＢと呼ばれる）は、ＵＥが望むコンポーネントキャリアのいずれかにＵＥをスケジューリングするだけの柔軟性を有するべきであり、かつ必要に応じて、そのＵＥを異なるコンポーネントキャリアに移動させることができるべきである。一方、ＵＥは、監視すべきであるコンポーネントキャリアのサブセットを予め知るべきであり、他のコンポーネントキャリアに対しては、そのＲＦ送受信回路部をオフにすべきである。これによって、結果としてＵＥにおいてかなりの電力が節減されることとなる。
本発明は、ｅＮＢスケジューラが異なるコンポーネントキャリアの中でＵＥを切り替えることができる簡単な仕組みを提供する。
１つの例示的な態様によれば、本発明は、複数のコンポーネントキャリアを用いて基地局と通信を行う移動局における方法であって、ＭＡＣ制御要素を通して基地局から移動局にシグナリングされる、複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアを監視し、ＭＡＣ制御要素は、少なくとも一つのビットを有し、少なくとも一つのビットは、複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアに対応し、対応するコンポーネントキャリアを監視すべきであるか否かを指示する、方法を提供する。
別の例示的な態様によれば、本発明は、複数のコンポーネントキャリアを用いて基地局と通信を行う移動局であって、移動局は、ＭＡＣ制御要素を通して基地局から移動局にシグナリングされる、複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアを監視するように動作可能であり、ＭＡＣ制御要素は、少なくとも一つのビットを有し、少なくとも一つのビットは、前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアに対応し、対応するコンポーネントキャリアを監視すべきであるか否かを指示する、移動局を提供する。
ここで、本発明の例示的な実施の形態を、例として、添付の図面を参照しながら説明する。
本発明を適用することができるタイプの移動通信システムを示す概略図である。 図１に示されるシステムの無線リンクを介して通信する際に用いられる一般的なフレーム構造を示す概略図である。 周波数サブキャリアがリソースブロックに分割される方法、及びタイムスロットが複数のＯＦＤＭシンボルに分割される方法を示す概略図である。 キャリアアグリゲーションを用いて１００ＭＨｚまでのシステム帯域幅を与える方法を示す概略図である。 移動電話のために基地局によって生成され、移動電話がスリープ状態及びウェイク状態にあるタイミングを制御するために用いられるＤＲＸタイミングパターンを示す図である。 図１に示されるシステムの一部を形成する基地局を示す概略図である。 図１に示されるシステムの一部を形成する移動電話を示す概略図である。 図６に示される移動電話の一部を形成する送受信回路部の主要構成要素を示すブロック図である。
１つの例示的な態様によれば、本発明は、通信デバイスであって、複数のコンポーネントキャリアを用いて遠隔通信デバイスにダウンリンクデータを送信し、かつ遠隔通信デバイスからアップリンクデータを受信するように動作可能な送受信機と、通信デバイスがコンポーネントキャリアのアンカーサブセットにおいてブロードキャスト及びページングチャネルを送信するが、コンポーネントキャリアの別のサブセットでは送信しないように、送受信機を制御するように動作可能なコントローラと、を備える、通信デバイスを提供する。
コントローラは、コンポーネントキャリアの他のサブセット内の１つ又は複数のコンポーネントキャリアを監視するように遠隔通信デバイスに命令する制御データを、遠隔通信デバイスに送信することができる。これは、アンカーサブセット内のコンポーネントキャリアを監視することに加えて、又はその代わりに行なうことができる。また、コントローラは、遠隔通信デバイスにＤＲＸ制御データを送信することもでき、それにより、遠隔デバイスは、監視するように命令されていないコンポーネントキャリアのための送受信回路をオフに切り換えることができる。ＲＲＣ層シグナリングと比べて高速であり、相対的に信頼性が高いことから、コントローラはＭＡＣ層通信メッセージ内で制御データを送信することができる。
コントローラは、アンカーサブセットに属するコンポーネントキャリアにおいて遠隔通信デバイスから接続要求を受信することができ、かつそれに応じて、異なるコンポーネントキャリアにおいて、遠隔通信デバイスのためのダウンリンクデータを送信することができる。ダウンリンクデータを送信する前に、コントローラは、遠隔通信デバイスに、ダウンリンクデータを搬送するために使用することになる、コンポーネントキャリアを通知する。
本発明は、通信デバイスであって、複数のコンポーネントキャリア上で遠隔通信デバイスにアップリンクデータを送信し、かつ遠隔通信デバイスからダウンリンクデータを受信するように動作可能な送受信機であって、コンポーネントキャリアのアンカーサブセットはブロードキャスト及びページングチャネルを含む、送受信機と、アイドルモード中に、通信デバイスがアンカーサブセット内のコンポーネントキャリアのうちの１つ又は複数にキャンプオンするように動作可能であるように、送受信機を制御するように動作可能なコントローラと、を備える、通信デバイスも提供する。こうして、通信デバイスは、アイドルモード時に、システム及びページング情報を受信することができる。
コントローラは、コンポーネントキャリアの別のサブセット内の１つ又は複数のコンポーネントキャリアを監視するように通信デバイスに命令する制御データを、遠隔通信デバイスから受信することができ、コントローラは、他のサブセット内のコンポーネントキャリアを監視するように送受信機を制御することができる。コントローラは、遠隔通信デバイスからＤＲＸ制御データを受信することもでき、コントローラは、受信されたＤＲＸ制御データを用いて、監視されることになっていないコンポーネントキャリアのために構成される送受信機の部分をオフに切り換えるタイミングを判断することができる。制御データは、ＭＡＣ層通信メッセージ内で受信されることが好ましい。
通信デバイスが、たとえば発呼するために接続することを望むとき、コントローラは、デバイスがキャンプオンされるコンポーネントキャリア上で接続要求を送信することができ、かつ通信デバイスが監視するように命令されている異なるコンポーネントキャリア上で遠隔通信デバイスからダウンリンクデータを受信することができる。
コントローラは、電池電力を節減するために、通信デバイスがキャンプオンされないか又はモニタリングしていないコンポーネントキャリアのための送受信機の部分をオフに切り換えることができる。
本発明は、通信デバイスであって、コンポーネントキャリアのサブセットを用いて、遠隔通信デバイスにダウンリンクデータを送信し、かつ遠隔通信デバイスからアップリンクデータを受信するように動作可能な送受信機と、コントローラであって、ｉ）第１の時間間隔中に、通信デバイスがコンポーネントキャリアの第１のサブセット上で遠隔通信デバイスと通信するように動作可能であり、ｉｉ）通信デバイスが、コンポーネントキャリアの第１のサブセットを用いて、コンポーネントキャリアの第２のサブセットを用いて通信デバイスと通信するように遠隔通信デバイスに命令する制御データを遠隔通信デバイスに送信し、ｉｉｉ）第２の時間間隔中に、通信デバイスが、コンポーネントキャリアの第２のサブセット上で遠隔通信デバイスと通信するように動作可能であるように、送受信機を制御するように動作可能である、コントローラと、を備える、通信デバイスも提供する。
本発明は、通信デバイスであって、コンポーネントキャリアのサブセットを用いて、遠隔通信デバイスにアップリンクデータを送信し、かつ遠隔通信デバイスからダウンリンクデータを受信するように動作可能な送受信機と、コントローラであって、ｉ）第１の時間間隔中に、通信デバイスがコンポーネントキャリアの第１のサブセット上で遠隔通信デバイスと通信するように動作可能であるように、送受信機を制御するように、ｉｉ）コンポーネントキャリアの第１のサブセットを用いて、遠隔通信デバイスから、コンポーネントキャリアの第２のサブセットを用いて遠隔通信デバイスと通信するように通信デバイスに命令する制御データを受信するように、かつｉｉｉ）第２の時間間隔中に、通信デバイスが、コンポーネントキャリアの第２のサブセット上で遠隔通信デバイスと通信するように動作可能であるように、送受信機を制御するように動作可能である、コントローラと、
を備える、通信デバイスも提供する。
本発明は、開示される全ての方法の場合に、対応する装置において実行するための対応するコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品、装置自体（ユーザ装置、ノード又はその構成要素）及び装置を更新する方法を提供する。
概説
図１は移動（セルラー）通信システム１を概略的に示しており、その通信システムでは、移動電話（ＭＴ）３−０、３−１及び３−２のユーザが基地局５−１又は５−２のうちの１つ及び電話網７を介して他のユーザ（図示せず）と通信することができる。移動電話３と基地局５との間の無線リンクのために、複数のアップリンク及びダウンリンク通信リソース（サブキャリア、タイムスロット等）が利用可能である。この例示的な実施形態では、基地局５は、移動電話３に送信されるべきデータ量に応じて、各移動端末３にダウンリンクリソースを配分する。同様に、基地局５は、移動端末３が基地局５に送信しなければならないデータの量及びタイプに応じて、各移動電話３にアップリンクリソースを配分する。
この例示的な実施形態では、システム帯域幅は５つの２０ＭＨｚ部分帯域に分割され、各部分帯域はそれぞれのコンポーネントキャリアによって搬送される。基地局５は、関係する移動電話３の能力、及び基地局５と移動電話３との間で送信されることになるデータの量に応じて、コンポーネントキャリアのうちの１つ又は複数において移動電話３毎にリソースを配分するように動作可能である。移動電話３は、異なるコンポーネントキャリア上で信号を受信及び送信することができる送受信回路部を有し、移動電話３が特定のコンポーネントキャリアを使用するようにスケジューリングされないとき、その移動電話は、対応する送受信回路部の電源を切って、電池電力を保存することができる。
ＬＴＥサブフレームデータ構造
基地局５が種々の移動電話３をスケジューリングする具体的な方法を検討する前に、ＬＴＥ Ｒｅｌ８に関して合意されたアクセス方式及び一般的なフレーム構造の説明が与えられる。移動電話３が、基地局５との無線インターフェースを介してデータを受信できるようにするために、ダウンリンクに対して直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法が用いられる。移動電話３に送信されることになるデータ量に応じて、基地局５によって（所定の時間）各移動電話３に異なるサブキャリアが配分される。これらは、ＬＴＥ仕様書において物理リソースブロック（ＰＲＢ）と呼ばれる。それゆえ、ＰＲＢは時間及び周波数次元を有する。これを行うために、基地局５は、該基地局がサービス提供しているデバイス毎にＰＲＢを動的に配分し、制御チャネルにおいて、サブフレーム（ＴＴＩ）毎の配分を、スケジューリングされた移動電話３のそれぞれに送信する。
図２ａは、ＬＴＥ Ｒｅｌ８の、無線インターフェースを介した基地局５との通信に関して合意された一般的なフレーム構造を示す。図に示されるように、１つのフレーム１３は１０ミリ秒長であり、１ミリ秒の持続時間の１０個のサブフレーム１５（送信時間間隔（ＴＴＩ）として知られている）を含む。各サブフレーム又はＴＴＩは０．５ミリ秒の持続時間の２つのスロット１７を含む。各スロット１７は、標準サイクリックプレフィックスが用いられるか、拡張サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が用いられるかに応じて、６つ又は７つのＯＦＤＭシンボル１９を含む。利用可能なサブキャリアの全数は、システムの全送信帯域幅に依拠する。ＬＴＥ仕様書は、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのシステム帯域幅のためのパラメータを規定し、１つのＰＲＢは現在、１つのスロット１７の１２個の連続サブキャリアを含むように規定されている。また、ＬＴＥ仕様書によって、基地局スケジューラによって割り当てられるリソース配分の最も小さな要素として、２スロットにわたるＰＲＢも規定されている。その際、これらのサブキャリアはコンポーネントキャリア上に変調され、その信号は所望の送信帯域幅にアップコンバートされる。こうして、送信されたダウンリンク信号は、Ｎｓｙｍｂ個のＯＦＤＭシンボルの持続時間のＮＢＷ個のサブキャリアを含む。これは、図２ｂにおいて示されるように、リソースグリッドによって表すことができる。グリッド内の各枠は１シンボル周期の単一のサブキャリアを表し、リソース要素と呼ばれる。図に示されるように、各ＰＲＢ２１は、１２個の連続サブキャリア、及び（この場合）サブキャリアあたり７個のシンボルから形成される。しかし、実際には、各サブフレーム１５の第２のスロット１７においても同じ配分が行なわれる。
各サブフレーム１５の開始時に、基地局５は、最初の３つのシンボルにわたって、ＰＤＣＣＨ２３（物理ダウンリンク制御チャネル）を送信する。残りのシンボルは、移動電話３のためのダウンリンクユーザーデータを搬送するために用いられるＰＤＳＣＨ２５（物理ダウンリンク共有チャネル）を形成する。ＰＤＣＣＨチャネルは、とりわけ、移動電話３毎に、移動電話３がそのサブフレームにおいてダウンリンクデータを受信するためにスケジューリングされるか、又はそのサブフレームにおいてアップリンク送信のためにスケジューリングされるかを指示するデータを含み、それに合わせて、ダウンリンクデータを受信するために、又はアップリンクデータを送信するために使用されるべきＰＲＢを特定するデータを含む。
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ
提案されたＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムでは、より広い送信帯域幅に対応するために、複数の別個の部分帯域が与えられ、各部分帯域は、上記で検討したＬＴＥ構造に、少なくとも構造に関して類似する。送信される部分帯域が互いに連続であるか、又は不連続であるように、部分帯域毎のサブキャリアは別々のコンポーネントキャリア上に変調される。これはキャリアアグリゲーションとして知られており、１００ＭＨｚの全システム帯域幅を与える、それぞれが２０ＭＨｚ幅の５つの部分帯域２５−１〜２５−５について、図３において概略的に示される。以下の説明では、用語「部分帯域」及び「コンポーネントキャリア」が交換可能に用いられる。
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動電話３は１００ＭＨｚまでの帯域幅をサポートするが、任意の所与の時点において、全スペクトルにおいて送信／受信しない場合がある。移動電話３が電池電力を節約できるようにするために、移動電話３が最初にコンポーネントキャリアのうちの１つ又はそのサブセットを監視し、その後、基地局スケジューラが、移動電話３のアクティビティに基づいて、コンポーネントキャリアの異なるサブセット（重複するかもしれないが）を監視するように移動電話３に指示できるように、システムが構成されることが好ましい。
全てのコンポーネントキャリア（部分帯域２５）がＬＴＥ Ｒｅｌ８に適合するように構成される場合には、各コンポーネントキャリアにおいて、全システム情報及びページングがブロードキャストされることになる。しかしながら、本発明者は、これをシステムリソースの浪費であると考える。本発明者は、これらの全てのコンポーネントキャリアは（基地局５の）１つのセルに属するので、各コンポーネントキャリア（部分帯域２５）においてページング及びブロードキャスト情報を入れることに実質的な利益はないことに気がついた。それゆえ、本発明者は、セル内のコンポーネントキャリアのうちの１つ又はそのサブセットだけがブロードキャスト及びページング情報を搬送すべきであることを提案する。この例示的な実施形態では、１つのコンポーネントキャリア（部分帯域２５）がこのシステム情報を搬送し、それはアンカー又は一次キャリアコンポーネントと呼ばれる。これが図３に示されており、図３は、部分帯域２５−３がアンカーキャリアコンポーネントであり、そのセルのためのブロードキャスト及びページング情報を搬送することを示す。したがって、全ての移動電話３が、アイドルモード時に、このアンカーキャリアコンポーネントにキャンプオンし、そこからシステム及びページング情報を読み取る。
Ｒｅｌｅａｓｅ８移動電話３は、ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ８について規定されるのと同じ構造を有するので、アンカーキャリアコンポーネントのうちの１つにおいてのみスケジューリングされることになる。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動電話３の場合、アイドル時に、セルのアンカーキャリアコンポーネントにキャンプオンすることになるので、本発明者は、そのような移動電話３が接続を行いたい（たとえば、発呼したい）ときに、アンカーキャリアコンポーネント上でＲＲＣ接続確立手順を開始することを提案する。ＲＲＣ接続又はＥＰＳベアラが確立されると、基地局５は次に、適切な時点で１つ又は複数の異なるコンポーネントキャリアに移動するように移動電話３に指示することができる。移動電話はアンカーキャリアコンポーネントと共にキャリアコンポーネントのサブセットを監視するだけでよいので、これは、セル内の種々のコンポーネントキャリアの中で負荷を平衡させるのに役立ち、移動電話３の電池消費を低減する。
基地局５は、以下のシグナリングによって、移動電話３が監視すべきコンポーネントキャリア、及び移動電話３がデータを送受信すべきコンポーネントキャリアをシグナリングすることができる。
・ＰＤＣＣＨシグナリング
・ＭＡＣシグナリング
・ＲＲＣシグナリング
３つ全ての場合に、５ビット長の情報要素（ＩＥ）が必要とされることになり、各ビットはコンポーネントキャリアのうちの１つに対応し、移動電話３が対応するコンポーネントキャリアを監視すべきであるか否かを識別する。
ＰＤＣＣＨシグナリング：ＰＤＣＣＨを通して移動電話３が監視すべきコンポーネントキャリアを移動電話３にシグナリングするのは最も迅速な技法である。しかしながら、同時に最も信頼性が低い（情報の受信に応答するために、移動電話３によって基地局５に肯定応答が返送されないため）。ＰＤＣＣＨシグナリングは、サブフレーム（ｎ−１）において移動電話３毎に５ビットのビットマップ指示を有する特殊なＰＤＣＣＨフォーマットをシグナリングすることによって達成することができ、該ビットマップ指示は、移動電話３が、サブフレーム（ｎ）以降、さらなる変更がシグナリングされるまで、ビットが「１」に設定されるコンポーネントキャリアのリスンを開始すべきであることを指示する。
ＭＡＣシグナリング：ＭＡＣ制御要素を通して移動電話３が監視すべきコンポーネントキャリアを各移動電話３にシグナリングすることは、迅速であり、かつかなり信頼性が高い。それは、たとえば、ＤＲＸコマンドＭＡＣ制御要素内に、移動電話３毎に５ビットのビットマップ指示を有するＩＥを有することによって達成することができ、該ビットマップ指示は、移動電話３が、ビットが「１」に設定される対応するコンポーネントキャリアのリスンを開始すべきであることを指示する。その際、基地局５は、移動電話３がＤＲＸコマンドＭＡＣ制御要素を受信したという肯定応答を受信すると、移動電話３が新たな構成を適用したと見なすことができる。
ＲＲＣシグナリング：ＲＲＣメッセージを通して、移動電話３が監視すべきコンポーネントキャリアを各移動電話３にＲＲＣ層でシグナリングすることは、時間を要するが、非常に信頼性が高いであろう。しかしながら、移動電話３が監視することができるコンポーネントキャリアは頻繁に変化する場合があるので、ＲＲＣシグナリングはこの目的の場合には好ましくない。
それゆえ、この実施形態では、移動電話３が監視すべきであるコンポーネントキャリアを各移動電話３に指示するために、ＭＡＣシグナリングが用いられる。移動電話は他のコンポーネントキャリアを監視せず、他のコンポーネントキャリア上でデータの送信／受信もしないので、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動電話３は、監視しないコンポーネントキャリアのための送受信回路部をオフに切り換えるができる。
ＤＲＸハンドリング
ＬＴＥ Ｒｅｌ８では、各移動電話３は、不連続な時間周期においてデータを受信し、及び／又は送信するように構成することができ、時間周期の持続時間及び周波数は基地局５によって制御される。この不連続な受信／送信はＤＲＸ／ＤＴＸと呼ばれ、移動電話３が基地局５からデータを受信し及び／又は基地局５にデータを送信することになっていない期間中に送受信回路部をオフにできるようにし、それにより、電力消費を低減する。基地局５は、移動電話３がオン持続時間にわたってウェイク状態のままであり、ＰＤＣＣＨを監視し、その後、スリープ状態に移行するような、ＤＲＸパターンを規定する。この概念は、図４において示される。
規定された「オン持続時間」中であっても移動電話が監視していないコンポーネントキャリアのための送受信回路部を移動電話がオフにするように、類似しているが、さらに複雑なＤＲＸ手順を用いて、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動電話３を制御することできる。実際には、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動電話のためのＤＲＸを構成するのに２つの取り得る方法がある。
選択肢１：或る変更を加えて、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄのために同じ基本ＬＴＥ Ｒｅｌ８機構が用いられ、それによりシステムを簡単にしておくと同時に、後方互換性を確保する。詳細には、２レベルＤＲＸ構成を用いることができる。第１のレベルにおいて、移動電話３のための基地局５のＲＲＣ層によって、１つのＤＲＸ構成（オン持続時間、ＤＲＸサイクル）が構成される（ＬＴＥ Ｒｅｌ８のために規定された構成と同一）。第２のレベルでは、「オン持続時間」中に、移動電話３は、ＭＡＣ制御要素（ＤＲＸコマンドＭＡＣ制御要素）によって指示されるコンポーネントキャリアを監視する。それゆえ、オン持続時間中であっても、ＵＥは実際に監視される必要があるキャリアのみを監視することになり、他のキャリアを受信するための送受信回路部をオフにすることができる。これは、電池寿命の大幅な節約を実現する。
移動電話のアクティビティが増加するとき、移動電話３は、コンポーネントキャリアの数を増やして送信／受信を開始することになるが、「オン持続時間」は変わらないままであろう。移動電話３が既に全てのコンポーネントキャリアにおいて送信／受信しており、かつアクティビティがさらに増加する場合には、基地局５は、その移動電話３に対して規定されるオン持続時間を増加させることができる。
選択肢２：別の選択肢は、コンポーネントキャリアあたり１つのＤＲＸ構成（オン持続時間、ＤＲＸサイクル）を有することである。この場合、移動電話３は、全てのコンポーネントキャリアのためのＤＲＸ構成のブール「ＯＲ」演算を実行して、移動電話３を動作状態及び休止状態すべきタイミングを規定する全体的なＤＲＸパターンを求めることになり、個々のＤＲＸ構成を用いて、ウェイク期間中の監視されないコンポーネントキャリアのための送受信回路部のスイッチオフを制御するであろう。しかしながら、この選択肢によれば、ＤＲＸサイクルと、コンポーネントキャリアのためのオン持続時間の開始時点が時間的に合っていない場合には、移動電話３における電池の節減が少なくなる。それゆえ、より好ましい方法は、全てのコンポーネントキャリアに対して同じＤＲＸサイクルを有するが、オン持続時間が異なるようにすることであろう。これは、コンポーネントキャリアのうちの１つ又は複数のためのＤＲＸサイクルが、他のコンポーネントキャリアのＤＲＸサイクルの整数倍である場合でも機能するであろう。
基地局
図５は、図１に示される各基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、各基地局５は送受信回路３１を含み、送受信回路は、１つ又は複数のアンテナ３３を介して、移動電話３に対し信号を送受信するように動作可能であり、かつ、ネットワークインターフェース３５を介して、電話網７に対し信号を送受信するように動作することができる。コントローラ３７が、メモリ３９に格納されたソフトウエアに従って、送受信回路３１の動作を制御する。ソフトウエアには、とりわけ、オペレーティングシステム４１と、リソース配分モジュール４５及びスケジューラモジュール４７を含む通信制御モジュール４３とが含まれる。通信制御モジュール４３は、移動電話３からアップリンクデータが送信され、移動電話３にダウンリンクデータが送信される、異なる部分帯域におけるサブフレームの生成を制御するように動作可能である。リソース配分モジュール４５は、基地局５と移動電話３との間で送信されることになるデータの量に応じて、各移動電話３と通信している送受信回路３１によって用いられることになる異なる部分帯域２５にリソースブロックを配分するために動作可能である。スケジューラモジュール４７は、移動電話３にダウンリンクデータを送信するための時刻、及び移動電話３が基地局５にアップリンクデータを送信するための時刻をスケジューリングするように動作可能である。通信制御モジュール４３は、各移動電話３に、アイドルモード時に移動電話が監視すべきコンポーネントキャリアを識別するデータをシグナリングし；ＲＲＣ接続モード時に異なるコンポーネントキャリア間で移動電話３を移動させ；かつ移動電話３がその送受信回路部をオフにすることができる時刻を制御するために用いられるＤＲＸパターンを規定する役割を果たす。
移動電話
図６は、図１に示される各移動電話３の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、移動電話３は、１つ又は複数のアンテナ７３を介して、基地局５に対し信号を送受信するように動作可能である送受信回路７１を含む。図に示されるように、移動電話３は、移動電話３の動作を制御し、送受信回路７１に、かつスピーカ７７、マイクロフォン７９、ディスプレイ８１及びキーパッド８３に接続されるコントローラ７５も備える。コントローラ７５は、メモリ８５内に格納されたソフトウエア命令に従って動作する。図に示されるように、これらのソフトウエア命令には、とりわけ、オペレーティングシステム８７と、リソース配分モジュール９１及び送受信制御モジュール９３を含む通信制御モジュール８９とが含まれる。通信制御モジュール８９は、基地局５との通信を制御するように動作可能であり、アイドルモード中に、アンカーコンポーネントキャリア２５−３を監視する。リソース配分モジュールは、種々の部分帯域２５において、アップリンクが送信されるべきリソース、及びダウンリンクデータが受信されることになるリソースを特定する役割を果たす。送受信制御モジュール９３は、たとえば、基地局５から受信されるＤＲＸ構成データを用いて、又は移動電話３が監視することになる部分帯域２５に関する知識を用いて、現時点においてオフに切り換えることができる送受信回路７１の部分を特定する役割を果たす。
上記の説明において、基地局５及び移動電話３は、理解しやすくするために、複数の別々のモジュール（リソース配分モジュール、スケジューラモジュール、送受信制御モジュール等）を有するものとして説明される。或る特定の応用例、たとえば、本発明を実施するために既存のシステムが変更された場合には、これらのモジュールはこのようにして設けられてもよいが、他の応用例、たとえば、最初から本発明の機構を念頭において設計されるシステムでは、これらのモジュールはオペレーティングシステム又はコード全体の中に組み込むことができるので、これらのモジュールは別々の実体として区別できない場合もある。
上記のように、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ移動電話３は、複数の異なるコンポーネントキャリアにおいてデータを送信及び受信することができる送受信回路７１を有する。図７は、用いることができる適切な送受信回路７１を示すブロック図である。図に示されるように、送受信回路７１は、対応するコンポーネントキャリア（Ｃ１〜Ｃ５）においてサブキャリアを変調及び復調するための、５つの部分帯域２５のそれぞれに１つずつの５つのアップコンバータ／ダウンコンバータ回路９５−１〜９５−５を含む。また、送受信回路７１は、５つの部分帯域２５のそれぞれにおいてアップリンクデータをそれぞれ符号化し、ダウンリンクデータを復号するための５つの符号化／復号化回路９７−１〜９７−５も含む。符号化／復号化回路９７は、コントローラ７５からアップリンクデータを受信し、かつ復号されたダウンリンクデータをコントローラ７５に渡す。また、コントローラ７５は、符号化／復号化回路９７に、かつアップコンバータ回路９５に（破線の信号線を介して）個々の電力制御信号を供給し、それにより、不要なときに、個々の回路の電源を切ることができるようにし、かついずれの回路も不要であるとき（たとえば、移動電話３がスリープモードに入るとき）に全ての回路の電源を切ることができるようにする。
変更形態及び代替形態
これまで、詳細な例示的な実施形態が説明されてきた。当業者であれば理解するように、本明細書において具現される本発明から依然として利益を享受しながら、上記の例示的な実施形態に対して複数の変更形態及び代替形態を実施できる。例示としてのみ、ここで、これらの変更形態及び代替形態のうちのいくつかを説明する。
上記の例示的な実施形態では、移動電話ベースの通信システムが説明されてきた。当業者であれば理解するように、本出願において記述されるシグナリング及び電力制御技法は、任意の通信システムにおいて用いることができる。一般的な場合には、基地局及び移動電話は、互いに通信する通信ノード又はデバイスと見なすことができる。他の通信ノード又はデバイスは、たとえば、携帯情報端末、ラップトップコンピュータ、ウエブブラウザ等のユーザデバイスを含むこともできる。
上記の例示的な実施形態では、複数のソフトウエアモジュールが説明された。当業者であれば理解するように、それらのソフトウエアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えることもでき、コンピュータネットワークを介して信号として、又は記録媒体において基地局又は移動電話に供給することもできる。さらに、このソフトウエアの一部又は全部によって実行される機能は、１つ又は複数の専用のハードウエア回路を用いて実行することもできる。しかしながら、ソフトウエアモジュールを使用することによって、その機能を更新するために基地局５及び移動電話３を更新することが容易になるので、ソフトウエアモジュールを使用することが好ましい。同様に、上記の例示的な実施形態は送受信回路部を利用したが、送受信回路部の機能のうちの少なくともいくつかはソフトウエアによって実行することができる。
種々の他の変更は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。
以下は、現在提案されている３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格において本発明を実施できる方法の詳細な説明である。種々の機構が不可欠であるか、又は必要であるように記述されるが、これは、たとえば、その標準規格によって課せられる他の要件に起因して、提案された３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格の場合のみ当てはまる場合がある。それゆえ、ここで述べられることは、本発明を多少なりとも制限するものと解釈されるべきではない。
序論
キャリアアグリゲーションをサポートするには、１００ＭＨｚまでのアグリゲートされたシステム帯域幅に対処するために、新たなＰＤＣＣＨ構造が必要とされる。２つの異なる手法、すなわち、キャリア毎に別々のＰＤＣＣＨ、及び複数のキャリアに対して共通のＰＤＣＣＨがＲＡＮ１において検討されている。それらの方法のうちの１つをＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムに採用することで合意に達する予定である。この決定にかかわりなく、任意の所与の時点において、ＵＥは全てのコンポーネントキャリア上でデータを送信も受信もしない場合がある。ｅＮＢスケジューラは、ＵＥが望むコンポーネントキャリアのいずれかにＵＥをスケジューリングするだけの柔軟性を有するべきであり、かつそのＵＥを移動させることができるべきである。一方、ＵＥは、監視すべきであるコンポーネントキャリアのサブセットを予め知るべきであり、他のコンポーネントキャリアに対しては、そのＲＦをオフにすべきである。これによって、結果としてＵＥにおいてかなりの電力が節減されることとなる。
この寄稿では、ｅＮＢスケジューラが種々のコンポーネントキャリアの中でＵＥを切り替えることができる簡単な仕組みを検討する。
検討
ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅシステムにおいて、キャリアアグリゲーションを見ると、キャリアアグリゲーションでは、より広い送信帯域幅、たとえば、１００ＭＨｚまでの帯域幅をサポートするために、かつスペクトルアグリゲーションのために、２つ以上のコンポーネントキャリアがアグリゲートされる。これらのキャリアアグリゲーションは、連続であるか、又は不連続であることができる。ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＥは、１００ＭＨｚＢＷをサポートすることになるが、任意の所与の時点において、全スペクトルにおいて送信／受信しない場合がある。ＵＥが電池電力を節約できるようにするために、ＵＥは最初にコンポーネントキャリアのうちのいくつかのみをリスンし、その後、ｅＮＢスケジューラが、ＵＥのアクティビティに基づいて、コンポーネントキャリアのサブセットを監視するようにＵＥに指示できることが賢明であろう。
４．１ アイドルモードキャンピング
全てのコンポーネントキャリアがＲ８と互換性があるように構成される場合には、各コンポーネントキャリア上で全システム情報及びページングがブロードキャストされるはずである。しかしながら、これは、リソースの浪費であると考えられる。これらの全てのコンポーネントキャリアは１つのセルに属するので、各コンポーネントキャリアにおいてページング及びブロードキャスト情報を入れることに何の利益もない場合があると考えられる。本発明者らは、セル内のコンポーネントキャリアのサブセットのみがブロードキャスト及びページング情報を搬送すべきであることを提案し、このキャリアコンポーネントを、図３に示されるように、アンカー又は一次キャリアコンポーネントと呼ぶ。これは、アイドルモードＵＥがこのアンカーコンポーネントにキャンプオンし、そこからシステム及びページング情報を読み取ることも意味する。
４．２ 接続モードにおけるＵＥ
アンカーキャリアはＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ８と同じ構造を有するので、Ｒｅｌｅａｓｅ８ＵＥはアンカーキャリアにおいてのみスケジューリングされる。
Ｒｅｌｅａｓｅ９の場合、ＵＥはセルのアンカーキャリアコンポーネント上にキャンプオンすることになるので、本発明者らは、ＵＥがアンカーキャリアコンポーネント上でＲＲＣ接続確立手順を開始することが理に適っていることを提案する。ＲＲＣ接続又はＥＰＳベアラが確立されると、ＵＥは、ネットワークによって、適切な時点で異なるコンポーネントキャリアに移動するように命令されることになる。ＵＥは、アンカーキャリアコンポーネントと共に、キャリアコンポーネントのサブセットのみを監視することになるので、これは、セル内の種々のキャリアの中で負荷を平衡させ、ＵＥの電池消費を低減するのに役立つ。
提案２：ＵＥを種々のコンポーネントキャリア間で移動させるのに利用可能である仕組みが存在すべきである。
ＵＥが監視し、データを送信／受信することになるコンポーネントキャリアのシグナリングは、以下のシグナリングによって行なうことができる。
・ＰＤＣＣＨシグナリング
・ＭＡＣシグナリング
・ＲＲＣシグナリング
３つ全ての場合に、５ビット長であるＩＥを必要とすることになり、各ビットは、ＵＥが監視すべきである１つのコンポーネントキャリアに対応する。
ＰＤＣＣＨシグナリング：ＰＤＣＣＨを通してＵＥが監視すべきコンポーネントキャリアをＵＥにシグナリングするのは、信頼性はないが、最も迅速である。サブフレーム（ｎ−１）においてＵＥへの５ビットのビットマップ指示を有する特殊なＰＤＣＣＨフォーマットを有することができ、ＵＥが、サブフレームｎ以降、さらなる変更がシグナリングされるまで、ビットが１に設定されるコンポーネントキャリアのリスンを開始すべきであることを指示する。
ＭＡＣシグナリング：ＭＡＣ制御要素を通してＵＥが監視すべきコンポーネントキャリアをＵＥにシグナリングすることは、迅速であり、かつかなり信頼性が高い。ＤＲＸコマンドＭＡＣ制御要素内に、ＵＥへの５ビットのビットマップ指示を有するＩＥを有することができ、ＵＥが、ビットが１に設定されるコンポーネントキャリアのリスンを開始しなければならないことを指示する。ｅＮＢは、ＵＥからの肯定応答を受信した後に、ＵＥが新たな構成を適用したと見なす。
ＲＲＣシグナリング：ＲＲＣメッセージを通して、ＵＥが監視すべきコンポーネントキャリアをＵＥにＲＲＣ層でシグナリングすることは、時間を要するが、非常に信頼性が高いであろう。ＵＥが監視することができるコンポーネントキャリアは頻繁に変化する場合があるので、ＲＲＣシグナリングはこの目的には適していない場合がある。
それゆえ、本発明者らが選択するのは、ＵＥが監視すべきであるコンポーネントキャリアをＵＥに指示するためにＭＡＣシグナリングを用いることである。
提案３：ＭＡＣシグナリングを用いて、ＵＥが監視すべきであるキャリアコンポーネントをＵＥに指示する。
さらに、ＵＥはこれらのキャリア上で送信又は受信しないので、ＵＥは全てのキャリアを監視することに意味はない。さらに、キャリア毎にそれぞれのＨＡＲＱエンティティ上で再送が実行されることになるので、ＵＥは、監視していないコンポーネントキャリアのＲＦ回路をオフに切り換えることが理に適っている。
提案４：ＵＥはアンカーキャリア、及びキャリアのサブセットを監視するように構成することができる。
４．３ ＤＲＸハンドリング
Ｒｅｌ８において、ＵＥがオン持続時間にわたってウェイク状態のままであり、ＰＤＣＣＨを監視し、その後、スリープ状態に移行するようなＤＲＸが規定される。この概念は図４に示される。
ＬＴＥ ＡｄｖａｎｃｅのためのＤＲＸを構成するのに２つの取り得る方法がある。
選択肢１：或る変更を加えて、ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅに対して依然として同じ基本ＬＴＥ Ｒｅｌ−８機構を保持することができ、システムを簡単にしておくと同時に、後方互換性を確保することができる。ＬＴＥにおいて２レベルＤＲＸ構成を用いることができる。第１のレベルでは、ＵＥのためのＲＲＣ層によって、一方のＤＲＸ構成（オン持続時間、ＤＲＸサイクル）のみが構成されることになり、それはＲｅｌｅａｓｅ８の構成と同一である。第２のレベルでは、「オン持続時間」中に、ＵＥは、ＭＡＣ制御要素（ＤＲＸコマンドＭＡＣ制御要素）によって指示されるキャリアを監視する。それゆえ、オン持続時間中であっても、ＵＥは実際に監視される必要があるキャリアのみを監視することになり、他のキャリアを受信するためのＲＦ回路をオフにすることができる。これは、電池寿命の大幅な節約を実現する。
ＵＥのアクティビティが増加するとき、ＵＥは、コンポーネントキャリアの数を増やして送信／受信を開始することになるが、「オン持続時間」は変わらないままであろう。ＵＥが既に全てのコンポーネントキャリアにおいて送信／受信しており、かつアクティビティがさらに増加する場合には、オン持続時間を増加させることになる。
選択肢２：別の一般的な選択肢は、コンポーネントキャリアあたり１つのＤＲＸ構成（オン持続時間、ＤＲＸサイクル）を有することであり、ＵＥは、コンポーネントキャリア毎にＤＲＸ構成の「ＯＲ」演算を実行して、全体的なＤＲＸパターンを求める。しかしながら、ＤＲＸサイクルと、コンポーネントキャリアのオン持続時間の開始時点が合っていない場合、ＵＥにおける電池の節減が少なくなる。それゆえ、より好ましい方法は、全てのコンポーネントキャリアに対して同じＤＲＸサイクルを有するが、オン持続時間が異なるようにすることであろう。
また、１つのコンポーネントキャリアにおけるＤＲＸサイクルは、他のコンポーネントキャリアにおけるＤＲＸサイクルの整数倍とすることもできる。
結論
この文書において、本発明者らは、アイドルモード及び接続モードにあるＵＥがキャリアのサブセットを監視するために割り当てられる方法を検討する。その寄稿の主な提案は以下の通りである。
提案１：アイドルモードＵＥは、アンカーコンポーネントにキャンプオンし、そこからシステム及びページング情報を読み取る。
提案２：ＵＥを種々のコンポーネントキャリア間で移動させるのに利用可能である仕組みが存在すべきである。
提案３：ＭＡＣシグナリングを用いて、ＵＥが監視すべきであるキャリアコンポーネントをＵＥに指示する。
提案４：ＵＥはアンカーキャリア、及びキャリアのサブセットを監視するように構成されることができる。
本出願は、ＲＡＮ２にこれを検討するように要求するものであり、ＮＥＣは、ＴＲにおいて合意を得るために、ＴＲのための提案書の草稿を喜んで作成する。

Claims (10)

  1. 複数のコンポーネントキャリアを用いて基地局と通信を行う移動局における方法であって、
    ＭＡＣ制御要素を通して前記基地局から前記移動局にシグナリングされる、前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアを監視し、
    前記ＭＡＣ制御要素は、少なくとも一つのビットを有し、前記少なくとも一つのビットは、前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアに対応し、対応するコンポーネントキャリアを監視すべきであるか否かを指示する、
    方法。
  2. 前記複数のコンポーネントキャリアは、一次コンポーネントキャリアと、二次コンポーネントキャリアからなる請求項１記載の方法。
  3. 前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアは、少なくとも一つの二次コンポーネントキャリアからなる請求項１または２記載の方法。
  4. 前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアは、二以上の二次コンポーネントキャリアからなる請求項３記載の方法。
  5. 前記ＭＡＣ制御要素は、二以上のビットを有し、前記二以上のビットは、前記二以上の二次コンポーネントキャリアの各々に対応する請求項４記載の方法。
  6. 複数のコンポーネントキャリアを用いて基地局と通信を行う移動局であって、
    前記移動局は、ＭＡＣ制御要素を通して前記基地局から前記移動局にシグナリングされる、前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアを監視するように動作可能であり、
    前記ＭＡＣ制御要素は、少なくとも一つのビットを有し、前記少なくとも一つのビットは、前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアに対応し、対応するコンポーネントキャリアを監視すべきであるか否かを指示する、
    移動局。
  7. 前記複数のコンポーネントキャリアは、一次コンポーネントキャリアと、二次コンポーネントキャリアからなる請求項６記載の移動局。
  8. 前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアは、少なくとも一つの二次コンポーネントキャリアからなる請求項６または７記載の移動局。
  9. 前記複数のコンポーネントキャリアのうち少なくとも一つのコンポーネントキャリアは、二以上の二次コンポーネントキャリアからなる請求項８記載の移動局。
  10. 前記ＭＡＣ制御要素は、二以上のビットを有し、前記二以上のビットは、前記二以上の二次コンポーネントキャリアの各々に対応する請求項９記載の移動局。
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