JP5243470B2

JP5243470B2 - 移動通信方法、無線基地局及び移動局

Info

Publication number: JP5243470B2
Application number: JP2010030753A
Authority: JP
Inventors: アニールウメシュ; 幹生岩村; 信彦三木; 祥久岸山
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: WO2011099630A1; US8867470B2; US20130039306A1; JP2011166712A

Description

本発明は、移動通信方法、無線基地局及び移動局に関する。

ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）のＦＤＤ方式では、１つのＤＬ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）キャリアと１つのＵＬ（Ｕｐｌｉｎｋ）キャリアとがペアを成している。ＬＴＥ方式の移動通信システムでは、複数のＤＬキャリア及びＵＬキャリアを用いて運用することが可能であるが、ＤＬキャリアとＵＬキャリアとの対応関係は、１対１である。

図４に示すように、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で無線リンクを介して通信を行う一時点においては、１つのＤＬキャリア及びＵＬキャリアのペアのみを使用するように構成されている。

ＩＤＬＥ（待ち受け）状態の移動局ＵＥは、３ＧＰＰのＴＳ３６.３０４に規定されているセル選択動作に従って待ち受けるＤＬキャリアを選択するように構成されている。

そして、移動局ＵＥは、待ち受けを行っているＤＬキャリアにおける報知情報（具体的には、ＳＩＢ２）から、かかるＤＬキャリアとペアを成すＵＬキャリアを特定するように構成されている。

ここで、移動局ＵＥは、ＩＤＬＥ状態からＣＯＮＮＥＣＴＥＤ（接続）状態に遷移する際には、待ち受けを行っているＤＬキャリア及び当該ＤＬキャリアとペアを成すＵＬキャリアにて無線リンクを確立するように構成されている。

無線基地局ｅＮＢは、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤの移動局ＵＥに対して、所定タイミングで、移動局ＵＥごとに、レイヤ３（ＲＲＣ：ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）メッセージを送信することにより、無線リンクを確立するＤＬキャリア及びＵＬキャリアのペアを変更可能である。

ＬＴＥ方式では、レイヤ１/ＭＡＣサブレイヤにて終端されるＰＤＣＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）を用いた上りリンク無線リソースの割り当て手順及びデータ送受信手順が規定されている。

具体的には、無線基地局ｅＮＢの無線リソーススケジューラが、各移動局ＵＥに割り当てるＵＬキャリアにおけるＰＵＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）リソースを決定し、かかるＵＬキャリアとペアを成すＤＬキャリアを用いて、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）によって、かかる決定内容を、かかるＰＵＳＣＨリソースを割り当てる各移動局ＵＥに通知する。

なお、ＰＵＳＣＨリソースを割り当てる最小の時間単位は、「サブフレーム（ＴＴＩ：ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ）であり、無線基地局ｅＮＢは、サブフレーム（ＴＴＩ）ごとに、ＰＵＳＣＨリソースを割り当てる移動局ＵＥを決定し、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を用いて、かかる決定内容を、該当する移動局ＵＥに対して通知する。

また、ＵＬキャリアの帯域幅にて、ＰＵＳＣＨリソースを割り当てる最小の周波数単位は、「ＲＢ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）」である。

ここで、各移動局ＵＥに送信されるＰＤＣＣＨは、そのＣＲＣ部分を、予め各移動局ＵＥに割り当てられている固有の識別子（Ｃ-ＲＮＴＩ）によりマスキングされて送信される。

具体的には、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）には、そのサブフレーム（ＴＴＩ）で移動局ＵＥに割り当てられるＲＢ及び移動局ＵＥが生成すべきＴＢ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＢｌｏｃｋ）のサイズ等に関する情報が載せられる。

図５に示すように、各移動局ＵＥは、サブフレーム（ＴＴＩ）ごとに、自身が使用しているＤＬキャリアにおけるＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）の検出を試み、ＰＤＣＣＨの複号に成功（「ＣＲＣ：ＯＫ」を検出）すると、自身が使用しているＵＬキャリア（当該ＤＬキャリアとペアを成すＵＬキャリア）にて、当該ＰＤＣＣＨにて指定されたＰＵＳＣＨリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信する。

この際、移動局ＵＥは、ＰＤＣＣＨのＣＲＣ部分を自身に割り当てられたＣ-ＲＮＴＩにてマスキング解除（ｕｎｍａｓｋｉｎｇ）を試みるので、他の移動局ＵＥに割り当てられたＰＤＣＣＨの場合は、ＣＲＣのマスキング解除の結果がでたらめになり、「ＣＲＣ：ＮＧ」となるので、移動局ＵＥは、ＰＤＣＣＨを復号した結果、「ＣＲＣ：ＯＫ」になるＰＤＣＣＨについては自身に割り当てられていると判定できるようになっている。

図６に示すように、ＤＬキャリアにおけるＰＤＣＣＨを送信するリソースは、有限であるため、かかるリソースの不足により、ＰＤＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）リソースやＰＵＳＣＨリソースを全て割り当てられないという事象が発生する可能性がある。

一方で、ＬＴＥ方式からの更なる周波数利用効率の改善やピークスループットの向上及び伝送遅延の短縮を目的として、３ＧＰＰで、現在、ＬＴＥ-Ａ方式の検討及び仕様化が進められている。

ＬＴＥ-Ａ方式の主な機能として、１つの移動局ＵＥに対して同時に複数のＤＬキャリア及びＵＬキャリアを設定して通信を行うことにより、ユーザスループットの向上を実現する「ＣＡ：ＣａｒｒｉｅｒＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ」がある（非特許文献２及び３参照）。

なお、ＬＴＥ-Ａ方式は、ＬＴＥ方式とバックワードコンパチビリティ（ｂａｃｋｗａｒｄｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を保ったまま同じシステムとして運用できるように検討されており、図７に示すように、ＣＡを適用する場合も、それぞれのＤＬキャリアは、ＤＬキャリアにおける報知情報（ＳＩＢ２）から特定されるＵＬキャリアとペアを成す。

ＣＡのシナリオとして、移動局ＵＥにおいて同時に使用するＤＬキャリアの数とＵＬキャリアの数とが非対称であるシナリオについても検討されている。

特に、ユーザデータトラヒックとしてＵＬよりもＤＬの方が多いことが一般的であるため、システムとして提供するＤＬキャリアの数又は移動局ＵＥの実装としてサポートするＤＬキャリアの数がＵＬキャリアの数より多いシナリオが重視されている。

この場合、ＤＬキャリアの数がＵＬキャリアの数よりも多いため、図８に示すように、ＤＬキャリアにおける報知情報（ＳＩＢ２）から特定されるＤＬキャリアとＵＬキャリアとの対応関係も、１対１の対応関係のみの運用だけでなく、Ｎ対１の対応関係としての運用も想定されている。

３ＧＰＰＴＳ３６.３０４３ＧＰＰＴＳ３６.３００３ＧＰＰＴＳ３６.９１２

このように、ＤＬキャリアの数がＵＬキャリアの数より多いＣＡのシナリオを想定する場合、先に述べたＰＤＣＣＨを送信するリソースの不足の問題を低減するために、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）の送信をなるべくシステムで運用されている複数のＤＬキャリアに分散することが望ましい。

しかしながら、無線基地局ｅＮＢが、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を送信する（すなわち、移動局ＵＥがＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を検出する）ＤＬキャリアと、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）によりＰＵＳＣＨリソースが割り当てられるＵＬキャリアとの対応関係（ｐａｒｉｎｇ）として、ＤＬキャリアにおける報知情報（ＳＩＢ２）にて特定されるセル共通の対応関係（Ｃｅｌｌｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）を採用してしまうと、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）がシステムで運用されている複数のＤＬキャリアに分散しきれないという課題がある。

図８の例では、ＵＬキャリア＃２におけるＰＵＳＣＨリソースを割り当てるＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）は、ＤＬキャリア＃２とＤＬキャリア＃３とに分散されるが、ＵＬキャリア＃１におけるＰＵＳＣＨリソースを割り当てるＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）は、ＤＬキャリア＃１にて全て送信される必要がある。

１つのＵＬキャリアにおけるＰＵＳＣＨリソースを割り当てるために必要なＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）の負荷を「１」とすると、ＤＬキャリア＃２及びＤＬキャリア＃３における負荷は「０.５」となるが、ＤＬキャリア＃１における負荷は「１」となる。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ＣＡが行う場合に、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を複数のＤＬキャリアに分散することができる移動通信方法、無線基地局及び移動局を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、移動局が、無線基地局との間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信を行う移動通信方法であって、前記無線基地局が、前記通信を行っている前記移動局に対して、上りリンク割り当て信号を送信する下りリンクキャリアと、該上りリンク割り当て信号によって上りリンクリソースが割り当てられる上りリンクキャリアとの対応関係を個別に通知する工程Ａと、前記移動局が、前記下りリンクキャリアにおいて前記上りリンク割り当て信号を受信した場合に、前記対応関係に基づいて、前記上りリンクキャリアにおいて前記上りリンクリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信する工程Ｂとを有することを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、無線基地局であって、前記無線基地局との間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信を行っている移動局に対して、上りリンク割り当て信号を送信する下りリンクキャリアと、該上りリンク割り当て信号によって上りリンクリソースが割り当てられる上りリンクキャリアとの対応関係を個別に通知するように構成されている送信部を具備することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、無線基地局との間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信を行うことができるように構成されている移動局であって、前記無線基地局から、上りリンク割り当て信号を送信する下りリンクキャリアと、該上りリンク割り当て信号によって上りリンクリソースが割り当てられる上りリンクキャリアとの対応関係を受信するように構成されている受信部と、前記下りリンクキャリアにおいて前記上りリンク割り当て信号を受信した場合に、前記対応関係に基づいて、前記上りリンクキャリアにおいて前記上りリンクリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信するように構成されている送信部とを具備することを要旨とする。

以上説明したように、本発明によれば、ＣＡが行う場合に、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を複数のＤＬキャリアに分散することができる移動通信方法、無線基地局及び移動局を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて説明するための図である。一般的な移動通信システムについて説明するための図である。一般的な移動通信システムについて説明するための図である。一般的な移動通信システムについて説明するための図である。一般的な移動通信システムについて説明するための図である。一般的な移動通信システムについて説明するための図である。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る無線基地ｅＮＢは、スケジューリング部１１と、送信順部１２とを具備しており、図２に示すように、本実施形態に係る移動局ＵＥは、受信部２１と、送信部２２とを具備している。

図３に示すように、本実施形態に係る移動通信システムでは、２つのＵＬキャリア＃１〜＃２及び３つのＤＬキャリア＃１〜＃３が提供されている。

本実施形態に係る移動通信システムでは、無線基地局ｅＮＢの送信部１２は、ＣＡを行っている移動局ＵＥに対して、事前に、「ＵＬｇｒａｎｔ」を送信するＤＬキャリアと「ＵＬｇｒａｎｔ」によってＰＵＳＣＨリソースが割り当てられるＵＬキャリアとの対応関係を個別に通知するように構成されている。

ここで、無線基地局ｅＮＢの送信部１２は、ＲＲＣメッセージやＰＤＣＣＨによって、かかる対応関係を通知するように構成されていてもよい。

図３の例では、無線基地局ｅＮＢの送信部１２は、ＣＡを行っている移動局ＵＥ＃１に対して、ＵＬキャリア＃１とＤＬキャリア＃１とがペアを成すことを示す対応関係（ＵＥ＃１専用ペア、ＵＥ＃１ｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）、及び、ＵＬキャリア＃２とＤＬキャリア＃２〜＃３とがペアを成すことを示す対応関係（ＵＥ＃１専用ペア、ＵＥ＃１ｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）を通知するように構成されている。

また、無線基地局ｅＮＢの送信部１２は、ＣＡを行っている移動局ＵＥ＃２に対して、ＵＬキャリア＃１とＤＬキャリア＃１〜＃２とがペアを成すことを示す対応関係（ＵＥ＃２専用ペア、ＵＥ＃２ｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）、及び、ＵＬキャリア＃２とＤＬキャリア＃３とがペアを成すことを示す対応関係（ＵＥ＃２専用ペア、ＵＥ＃２ｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）を通知するように構成されている。

さらに、無線基地局ｅＮＢの送信部１２は、ＣＡを行っている移動局ＵＥ＃３に対して、ＵＬキャリア＃１とＤＬキャリア＃１/＃３とがペアを成すことを示す対応関係（ＵＥ＃３専用ペア、ＵＥ＃３ｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）、及び、ＵＬキャリア＃２とＤＬキャリア＃２とがペアを成すことを示す対応関係（ＵＥ＃３専用ペア、ＵＥ＃３ｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｉｒ）を通知するように構成されている。

かかる場合、移動局ＵＥの受信部２１が、あるＤＬキャリアにおいてＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を受信した場合、かかるＤＬキャリアとペアを成すＵＬキャリアにおいて、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）にて指定されたＰＵＳＣＨリソースを用いて、上りリンクデータ信号を送信するように構成されている。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＬＴＥ-Ａ方式において、システムで運用されているＤＬキャリアの数がＵＬキャリアの数よりも多い場合に、ＰＤＣＣＨ（ＵＬｇｒａｎｔ）を、全てのＤＬキャリアに分散することができる。

以上に述べた本実施形態の特徴は、以下のように表現されていてもよい。

本実施形態の第１の特徴は、移動局ＵＥが、無線基地局ｅＮＢとの間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信（ＣＡ）を行う移動通信方法であって、無線基地局ｅＮＢが、ＣＡを行っている移動局ＵＥに対して、「ＵＬｇｒａｎｔ（上りリンク割り当て信号）」を送信するＤＬキャリア（下りリンクキャリア）と、「ＵＬｇｒａｎｔ」によってＰＵＳＣＨリソース（上りリンクリソース）が割り当てられるＵＬキャリア（上りリンクキャリア）との対応関係を個別に通知する工程Ａと、移動局ＵＥが、かかるＤＬキャリアにおいて「ＵＬｇｒａｎｔ」を受信した場合に、上述の対応関係に基づいて、かかるＵＬキャリアにおいてＰＵＳＣＨリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信する工程Ｂとを有することを要旨とする。

本実施形態の第１の特徴において、工程Ａにおいて、無線基地局ｅＮＢは、ＲＲＣメッセージによって、上述の対応関係を通知してもよい。

本実施形態の第２の特徴は、無線基地局ｅＮＢであって、無線基地局ｅＮＢとの間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いたＣＡを行っている移動局ＵＥに対して、「ＵＬｇｒａｎｔ」を送信するＤＬキャリアと、「ＵＬｇｒａｎｔ」によってＰＵＳＣＨリソースが割り当てられるＵＬキャリアとの対応関係を個別に通知するように構成されている送信部１１を具備することを要旨とする。

本実施形態の第２の特徴において、送信部１１は、ＲＲＣメッセージによって、上述の対応関係を通知するように構成されていてもおい。

本実施形態の第３の特徴は、無線基地局ｅＮＢとの間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いたＣＡを行うことができるように構成されている移動局ＵＥであって、無線基地局ｅＮＢから、「ＵＬｇｒａｎｔ」を送信するＤＬキャリアと、「ＵＬｇｒａｎｔ」によってＰＵＳＣＨリソースが割り当てられるＵＬキャリアとの対応関係を受信するように構成されている受信部２１と、かかるＤＬキャリアにおいて「ＵＬｇｒａｎｔ」を受信した場合に、上述の対応関係に基づいて、かかるＵＬキャリアにおいてＰＵＳＣＨリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信するように構成されている送信部２２とを具備することを要旨とする。

なお、上述の移動局ＵＥ及び無線基地局ｅＮＢの動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、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によって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。

ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。

かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ＡＳＩＣ内に設けられていてもよい。かかるＡＳＩＣは、移動局ＵＥ及び無線基地局ｅＮＢ内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして移動局ＵＥ及び無線基地局ｅＮＢ内に設けられていてもよい。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

ｅＮＢ…無線基地局
１１…スケジューリング部
１２…送信部
ＵＥ…移動局
２１…受信部
２２…送信部

Claims

移動局が、無線基地局との間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信を行う移動通信方法であって、
前記無線基地局が、前記通信を行っている前記移動局に対して、上りリンク割り当て信号を送信する下りリンクキャリアと、該上りリンク割り当て信号によって上りリンクリソースが割り当てられる上りリンクキャリアとの対応関係を個別に通知する工程Ａと、
前記移動局が、前記下りリンクキャリアにおいて前記上りリンク割り当て信号を受信した場合に、前記対応関係に基づいて、前記上りリンクキャリアにおいて前記上りリンクリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信する工程Ｂとを有することを特徴とする移動通信方法。
前記工程Ａにおいて、前記無線基地局は、ＲＲＣメッセージによって、前記対応関係を通知することを特徴とする請求項１に記載の移動通信方法。
無線基地局であって、
前記無線基地局との間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信を行っている移動局に対して、上りリンク割り当て信号を送信する下りリンクキャリアと、該上りリンク割り当て信号によって上りリンクリソースが割り当てられる上りリンクキャリアとの対応関係を個別に通知するように構成されている送信部を具備することを特徴とする無線基地局。
前記送信部は、ＲＲＣメッセージによって、前記対応関係を通知するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の無線基地局。
無線基地局との間で搬送波周波数が異なる複数のキャリアを用いた通信を行うことができるように構成されている移動局であって、
前記無線基地局から、上りリンク割り当て信号を送信する下りリンクキャリアと、該上りリンク割り当て信号によって上りリンクリソースが割り当てられる上りリンクキャリアとの対応関係を受信するように構成されている受信部と、
前記下りリンクキャリアにおいて前記上りリンク割り当て信号を受信した場合に、前記対応関係に基づいて、前記上りリンクキャリアにおいて前記上りリンクリソースを用いて上りリンクデータ信号を送信するように構成されている送信部とを具備することを特徴とする移動局。