JP5436562B2 - マルチキャリア通信システムにおけるマルチキャリア情報送受信方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア方式の通信システムに関し、マルチキャリア動作のためのマルチキャリアシステム情報を送受信する方法及び装置に関する。

通信技術の発達により、移動通信システムが提供するサービスは、音声通信サービスだけでなく、大容量のデータを伝送するパケットデータ送受信サービス及びマルチメディアブロードキャストサービスなど、ますます多様に発展している。

現在サービス中のＷＣＤＭＡなどの第３世代通信サービスは、音声だけでなく、大容量の画像とデータを高い伝送レートで送受信することができ、さらに、今後データトラフィックが急速に増加することを考慮して、より広い帯域幅を有する進化したネットワークを作成するために、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）及びＩＥＥＥ８０２．１６ｍなどの標準化作業が活発に行われている。

特に、標準化作業が行われているＩＥＥＥ８０２．１６ｍは、従来の８０２．１６標準に準拠した端末及び基地局装置との相互互換性を維持するとともにＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムの要求事項を満たす標準規格の開発を目標としている。何よりも、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムでは、４０ＭＨｚ以上の広帯域通信サービスのサポートを求めており、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍでもＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムの要求事項を満たすためには広帯域通信のサポートが必須であるが、全帯域幅に対する規格の定義は事実上難しいため、複数のキャリアを使用して広帯域をサポートする、マルチキャリアを用いる通信システムが議論されている。ＩＥＥＥ８０２．１６ｍで議論されているマルチキャリア方式のシステムにおいては、端末と基地局は少なくとも２つのＦＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）で同時接続してデータ送受信を行えるため、従来のシングルキャリア方式と比較して大容量データ送受信の高速化が可能であるという利点があり、端末（ＭＳ）にとっては、状況に応じてより広い帯域幅を使用して通信を行うことができ、基地局（ＢＳ）にとっては、より多くのユーザを受け入れることができるという特徴がある。

このようなマルチキャリアをサポートするシステムは、１つのキャリアを用いて通信を行うシングルモードと複数のキャリアを用いて通信を行うマルチモードのどちらでも運用可能であり、マルチモード動作のためには、基地局と端末間で、マルチキャリア動作をサポートするか否か及びキャリアの割り当てのためのシステム情報（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を交換しなければならない。

しかし、現在のマルチキャリアシステムでは、これについての具体的な内容がなく、マルチキャリアシステム情報提供方法を従来のシングルモードのシステム情報提供方法と同じ方式で運用した場合、様々な問題が発生し得る。

前述したように、本発明は、マルチキャリア動作をサポートするシステムでマルチキャリア関連システム情報を効率的に送受信する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一実施形態によるマルチキャリア情報送受信方法は、基地局がサポート可能なマルチキャリアに関するシステム情報をブロードキャストメッセージにより端末に送信する段階と、前記システム情報に含まれるマルチキャリアリストのうち前記端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報を含むユニキャストメッセージを前記端末から受信する段階と、前記端末が使用するプライマリキャリア及びセカンダリキャリアを含むマルチキャリア割り当て情報をユニキャストメッセージにより前記端末に送信する段階とを含む。

前記マルチキャリア情報送受信方法において、前記プライマリキャリアは、前記端末と前記基地局間でデータトラフィック及びＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報を送受信できるキャリアであり、前記セカンダリキャリアは、前記端末と前記基地局間でダウンリンクデータトラフィックを送受信できるキャリアであることが好ましい。

前記マルチキャリア情報送受信方法において、前記ブロードキャストメッセージは、前記端末がネットワークエントリ手順中又はネットワークエントリ手順後にも受信可能なＡＢＩ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）メッセージであることが好ましい。

前記マルチキャリア情報送受信方法において、前記システム情報は、前記基地局がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、各キャリアのインデックス情報、各キャリアのタイプ情報、各キャリアの中心周波数情報（Ｃｅｎｔｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ； ＣＦ）、及び各キャリアの帯域幅情報を含むことが好ましい。

また、前記システム情報において、前記各キャリアの中心周波数情報は、現在システムに接続されているキャリアの中心周波数を基準として相対的な位置をビット値で示すことを特徴とする。

前記マルチキャリア情報送受信方法において、前記端末から受信されるユニキャストメッセージは、前記端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含むことが好ましい。

前記マルチキャリア情報送受信方法において、前記端末に送信されるユニキャストメッセージは、前記端末が使用する前記プライマリキャリア及びセカンダリキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含むことが好ましい。

上記目的を達成するための本発明の一実施形態によるマルチキャリアをサポートする端末のマルチキャリア情報送受信方法は、基地局がサポート可能なマルチキャリアに関するシステム情報をブロードキャストメッセージにより前記基地局から受信する段階と、前記システム情報に含まれるマルチキャリアリストのうち前記端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で構成する段階と、前記インデックス値又はビットマップの形で構成されたキャリア情報をユニキャストメッセージにより前記基地局に送信する段階と、プライマリキャリア及びセカンダリキャリアを含むマルチキャリア割り当て情報をユニキャストメッセージにより前記基地局から受信する段階とを含む。

前記端末のマルチキャリア情報送受信方法において、前記システム情報は、前記基地局がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、各キャリアのインデックス情報、各キャリアのタイプ情報、各キャリアの中心周波数情報、及び各キャリアの帯域幅情報を含むことが好ましい。

前記端末のマルチキャリア情報送受信方法において、前記基地局に送信されるユニキャストメッセージは、前記端末がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、及び各キャリアのインデックス情報をさらに含むことが好ましい。

前記端末のマルチキャリア情報送受信方法において、前記基地局から受信されるユニキャストメッセージは、前記端末が使用する前記プライマリキャリア及びセカンダリキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含むことが好ましい。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
マルチキャリアをサポートする通信システムにおいて、
基地局がサポート可能なマルチキャリアに関するシステム情報をブロードキャストメッセージにより端末に送信する段階と、
上記システム情報に含まれるマルチキャリアリストのうち上記端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報を含むユニキャストメッセージを上記端末から受信する段階と、
上記端末が使用するプライマリキャリア及びセカンダリキャリアを含むマルチキャリア割り当て情報をユニキャストメッセージにより上記端末に送信する段階と
を含むことを特徴とするマルチキャリア情報送受信方法。
（項目２）
上記プライマリキャリアは、上記端末と上記基地局間でデータトラフィック及びＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報を送受信できるキャリアであり、上記セカンダリキャリアは、上記端末と上記基地局間でダウンリンクデータトラフィックを送受信できるキャリアであることを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目３）
上記ブロードキャストメッセージは、上記端末がネットワークエントリ手順中又はネットワークエントリ手順後にも受信可能なＡＢＩ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）メッセージであることを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目４）
上記システム情報は、上記基地局がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、各キャリアのインデックス情報、各キャリアのタイプ情報、各キャリアの中心周波数情報、及び各キャリアの帯域幅情報を含むことを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目５）
上記各キャリアのタイプ情報は、データのアップリンク／ダウンリンク及びＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報を送受信できる完全構成キャリア（Ｆｕｌｌｙ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｃａｒｒｉｅｒ）、又はダウンリンクデータを送信できる部分構成キャリア（Ｐａｒｔｉａｌｌｙ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｃａｒｒｉｅｒ）に関する情報であることを特徴とする項目４に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目６）
上記各キャリアの中心周波数情報は、現在システムに接続されているキャリアの中心周波数を基準として相対的な位置をビット値で示すことを特徴とする項目４に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目７）
上記端末から受信されるユニキャストメッセージは、上記端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含むことを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目８）
上記端末から受信されるユニキャストメッセージは、レンジング要求メッセージ（ＲＮＧ−ＲＥＱ）、登録要求メッセージ（ＲＥＧ−ＲＥＱ）、又はマルチキャリア要求メッセージのいずれか１つであることを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目９）
上記端末から受信されるユニキャストメッセージは、上記基地局がサポートする全てのキャリアを上記端末がサポート可能であるか否かを示す情報（Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｆｌａｇ）をさらに含むことを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１０）
上記端末から受信されるユニキャストメッセージは、上記基地局がサポートする全てのキャリアを上記端末がサポートすることはできない場合、上記端末がサポートするキャリア数情報、及び各キャリアのインデックス情報をさらに含むことを特徴とする項目９に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１１）
上記端末から受信されるユニキャストメッセージは、上記基地局がサポートする全てのキャリアを上記端末がサポートすることはできない場合、上記端末がサポート可能な候補キャリア組み合わせ数情報、各候補キャリア組み合わせにおけるサポートするキャリア数情報、及び各キャリアのインデックス情報をさらに含むことを特徴とする項目９に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１２）
上記端末に送信されるユニキャストメッセージは、上記端末が使用する上記プライマリキャリア及びセカンダリキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含むことを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１３）
上記端末に送信されるユニキャストメッセージは、レンジング応答メッセージ（ＲＮＧ−ＲＳＰ）、登録応答メッセージ（ＲＥＧ−ＲＳＰ）、又はマルチキャリア割り当てメッセージのいずれか１つであることを特徴とする項目１に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１４）
マルチキャリアをサポートする端末において、
基地局がサポート可能なマルチキャリアに関するシステム情報をブロードキャストメッセージにより上記基地局から受信する段階と、
上記システム情報に含まれるマルチキャリアリストのうち上記端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で構成する段階と、
上記インデックス値又はビットマップの形で構成されたキャリア情報をユニキャストメッセージにより上記基地局に送信する段階と、
プライマリキャリア及びセカンダリキャリアを含むマルチキャリア割り当て情報をユニキャストメッセージにより上記基地局から受信する段階と
を含むことを特徴とするマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１５）
上記システム情報は、上記基地局がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、各キャリアのインデックス情報、各キャリアのタイプ情報、各キャリアの中心周波数情報、及び各キャリアの帯域幅情報を含むことを特徴とする項目１４に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１６）
上記基地局に送信されるユニキャストメッセージは、上記端末がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、及び各キャリアのインデックス情報をさらに含むことを特徴とする項目１４に記載のマルチキャリア情報送受信方法。
（項目１７）
上記基地局から受信されるユニキャストメッセージは、上記端末が使用する上記プライマリキャリア及びセカンダリキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含むことを特徴とする項目１４に記載のマルチキャリア情報送受信方法。

本発明によれば、マルチキャリアをサポートするシステムでマルチキャリア関連情報をブロードキャストメッセージとユニキャストメッセージにより適切に分散して伝送することにより、ブロードキャストチャネルとユニキャストチャネルのオーバーヘッドを分散させることができるという効果が生じる。

また、複数のキャリアの周波数情報を相対的な位置値で示して伝送することにより、制御情報量を減らすことができるという効果が生じる。

本発明の一実施形態によるマルチキャリアシステムを示す図である。 本発明の一実施形態によるマルチキャリアシステムのＰＨＹ／ＭＡＣ層の構造を概略的に示す図である。 マルチキャリアシステムのフレーム構造を概略的に示す図である。 基地局と端末間でマルチキャリアモード動作のためのマルチキャリアシステム情報を送受信する過程を示す構成図である。 マルチキャリアをサポートするフレーム構造の一実施形態を示す図である。 連続した８つの５ＭＨｚ帯域幅のキャリアで構成されたマルチキャリアフレーム構造を示す図である。 ８つの５ＭＨｚ及び１０ＭＨｚ帯域幅のキャリアで構成されたマルチキャリアフレーム構造を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するが、図面の番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、本発明を説明するにあたって、関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。なお、添付図面は本発明の思想を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面により本発明の思想が制限されるように解釈されてはならないことに留意すべきである。

以下、端末という用語が用いられるが、端末は、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＥ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）とも呼ばれる。また、端末は、携帯電話、ＰＤＡ、スマートフォン、ノートブックコンピュータなどのように通信機能を備えた携帯可能な機器でもよく、ＰＣ、車両搭載装置などのように携帯不可能な機器でもよい。

図１は、本発明の一実施形態によるマルチキャリアシステムを概略的に示す図である。

図１に示すように、本発明によるマルチキャリアモードで基地局１０１が端末１０３、１０５に割り当ててデータ送受信などに用いることのできるキャリアは、少なくとも２つであり、以下では、説明の便宜上、４つのキャリアＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３及びＲＦ４を使用する場合を一実施形態として説明する。基地局１０１は、マルチキャリアモードで使用するように端末１０３に複数のキャリアＲＦ１、ＲＦ２及びＲＦ３を割り当て、他の端末１０５にもキャリアＲＦ４を割り当てることができる。この場合、第１の端末１０３は１つ以上のキャリアを使用するのでマルチモードで動作し、第２の端末１０５は１つのキャリアのみを使用するのでシングルモードで動作する。

基地局１０１では、マルチキャリアのタイプを完全構成キャリア（Ｆｕｌｌｙ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｃａｒｒｉｅｒ； ＦＣＣ）と部分構成キャリア（Ｐａｒｔｉａｌｌｙ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｃａｒｒｉｅｒ； ＰＣＣ）の２つに区分することができる。完全構成キャリアは、データのアップリンク／ダウンリンク及びＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報を送受信することのできるキャリアと定義され、部分構成キャリアは、端末にダウンリンクデータと最小限の制御情報を送信することのできるキャリアと定義される。

図１を参照すると、第１の端末１０３に割り当てられたキャリアのうちＲＦ１及びＲＦ２は、アップリンク／ダウンリンクデータを送受信することができ、端末のＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報を送受信することができる完全構成キャリアに該当する。第１の端末１０３に割り当てられたキャリアＲＦ３は、基地局が端末にダウンリンクデータと前記データの伝送に関連する一部の制御情報を送信することができる部分構成キャリアに該当する。第２の端末１０５に割り当てられたキャリアＲＦ４は、アップリンク／ダウンリンクデータを送受信することができ、端末のＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報を送受信することができる完全構成キャリアに該当し、第２の端末１０５のようなシングルモードタイプの場合は、１つのキャリアＲＦ４のみ割り当てられるため、割り当てられるキャリアＲＦ４は完全構成キャリアタイプであることが好ましい。

端末１０３、１０５にとっては、基地局から割り当てられたキャリアのタイプをプライマリキャリアとセカンダリキャリアの２つに区分することができる。端末には基地局から１つのプライマリキャリアと複数のセカンダリキャリアが割り当てられることが好ましい。本発明によれば、プライマリキャリアは、端末と基地局間でデータトラフィック及びＰＨＹ／ＭＡＣ制御情報などを送受信することができ、端末のネットワークエントリなどの制御機能のために主に使用されるキャリアとして機能する。また、セカンダリキャリアは、端末の要求又は基地局のリソース割り当て命令に従って端末に追加で割り当てられ、主にデータトラフィックを送受信するためのキャリアとして使用される。

図１を参照すると、端末１０３に割り当てられたキャリアのうちＲＦ１又はＲＦ２はプライマリキャリアであり、ＲＦ３はセカンダリキャリアである。同様に、端末１０５に割り当てられたキャリアＲＦ４はプライマリキャリアの役割を果たす。図１に示すように、マルチキャリアシステムでは、マルチキャリアをサポートする端末１０３とシングルキャリアのみをサポートする端末１０５を同時にサポートすることができ、マルチキャリアをサポートするマルチモードの端末１０３の場合も、データトラフィックによってはシングルキャリアのみを使用するシングルモードで運用することができる。ところが、マルチモード又はシングルモードで運用される場合、少なくとも１つのキャリアは割り当てられなければならず、ここで、１つのキャリアのみ割り当てられる場合、当該キャリアはプライマリキャリアとして機能する。

端末のプライマリキャリアは、基地局で定義される完全構成キャリアであり、初期ネットワークエントリ手順を行うキャリアがプライマリキャリアとして決定される。セカンダリキャリアは、完全構成キャリア又は部分構成キャリアに設定することができ、端末又は基地局の要求又は指示に従って追加で割り当てることができる。端末は、プライマリキャリアでは全ての制御情報とセカンダリキャリアに関する情報を送受信し、セカンダリキャリアでは主にダウンリンクデータの送受信に関する情報を受信することが好ましい。

図２は、本発明の一実施形態によるマルチキャリアシステムのＰＨＹ／ＭＡＣ層の構造を概略的に示す図である。

同図に示すように、マルチキャリアシステムは、１つの共通のＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２０１が複数のキャリア２０７、２０９と物理層（ＰＨＹ）２０３、２０５を介して連動する。

ＭＡＣ終端で生成された基本データユニットである１つのＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）は、物理層アクセスポイントであるＰＨＹ ＳＡＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を介してＰＨＹ２０３、２０５に送られ、ＰＨＹ２０３、２０５ではチャネル符号化及び変調過程が行われ、変調されたＰＨＹ ＰＤＵのシンボルシーケンスはＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）キャリア２０７、２０９で受信端に送信される。

ここで、ＭＡＣ ＰＤＵは、１つのキャリアで伝送してもよいが、伝送効率のために、分割（セグメンテーション）して複数のキャリアで伝送してもよい。図２の点線は、１つのＭＡＣ ＰＤＵを物理層のチャネル符号化及び変調過程を経て２つのキャリアに分けて分割伝送する構造を示す。図示のＰＨＹ終端のＰＤＵ分割／ＰＤＵ結合は、このように１つのＭＡＣ ＰＤＵを分割／結合する過程を行う部分である。

図３は、マルチキャリアモードをサポートするシステムのフレーム構造を概略的に示す図である。

マルチキャリアシステムにおける各キャリアのフレーム構造は、基本的にシングルキャリアをサポートするシステムのフレーム構造と同一であり、図３は１つのフレーム構造によりシングルモードの端末とマルチモードの端末の両方をサポートすることを示す。

１つのキャリアで伝送されるフレームの構造は、５ｍｓ単位のフレームを基本構成要素とし、前記フレームは基本的な１つの伝送単位に相当する。

フレームは、異なるサイズを有する複数のＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を含み、ＴＴＩは、ＭＡＣ層で行われるスケジューリングの基本単位であり、無線リソース割り当て単位ともいわれる。フレームは、少なくとも１つのサブフレームを含み、サブフレームのサイズはシンボル単位で決定される。また、複数のフレームを含むスーパーフレームを構成することもでき、スーパーフレームは、例えば２０ｍｓ単位で構成する。スーパーフレームを構成する場合、初期の高速セル選択（ｆａｓｔ ｃｅｌｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）及び低遅延（ｌｏｗ ｌａｔｅｎｃｙ）サービスのためのシステム構成情報及びブロードキャスト情報を伝送単位で設定し、一般的には２〜６つのフレームを１つのスーパーフレームとして構成する。また、５ｍｓ単位の各フレームは複数のサブフレームで構成され、各サブフレームは複数のＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシンボルで構成される。各スーパーフレームは、ブロードキャストチャネルを含む１つのスーパーフレームヘッダ（Ｓｕｐｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｈｅａｄｅｒ； ＳＦＨ）を含み、ＳＦＨは、該当スーパーフレームの最初のサブフレームに位置する。

一般に、各端末は、プライマリキャリアと定義される１つのキャリアにより制御され、マルチキャリア動作をサポートする場合、セカンダリキャリアが１つ以上割り当てられる。端末１は、１つのキャリアＭＣ５のみが割り当てられてシングルモードで動作し、端末２は、２つのキャリアＭＣ３、ＭＣ４が割り当てられてマルチモードで動作し、端末３は、３つのキャリアＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３が割り当てられてマルチモードで動作する。従って、端末２及び端末３は、広帯域のマルチキャリア動作をサポートするために、１つ以上の基本キャリア（狭帯域のキャリア）を組み合わせることができる。

図４は、本発明の一実施形態による基地局と端末間でマルチキャリアモード動作のためのマルチキャリアシステム情報を送受信する過程を示す構成図である。

基地局は、基地局自身がサポート可能なマルチキャリアに関するシステム情報を端末に送信する（Ｓ４０１）。

基地局がマルチキャリアに関する情報を端末に送信する方法としては、ブロードキャストメッセージを利用する方式とユニキャストメッセージを利用する方式がある。

基地局がブロードキャストメッセージを利用してシステム情報を端末に送信する場合は、ＳＦＨ又はＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）などの固定されたダウンリンク制御チャネルを用いてもよく、ＡＢＩメッセージやブロードキャストＭＡＣ管理メッセージなどのようにバーストしたダウンリンクブロードキャストメッセージを利用してもよい。ＳＦＨは、端末がネットワークエントリ時に用い、物理的に固定された位置に伝送されるため伝達される情報に限界があり、ＡＢＩは、端末がネットワークエントリ中又はネットワークエントリ後にも受信可能であり、バーストの形で端末に伝送されるという特徴がある。マルチキャリアシステムにおいては、マルチキャリアの割り当てがネットワークエントリ中又はネットワークエントリ後にも行われるので、ＡＢＩなどのバーストしたブロードキャストメッセージを利用してシステム情報を端末に伝送することが好ましい。

また、基地局は、端末の要求で又は基地局が任意に端末にマルチキャリアに関するシステム情報をユニキャストメッセージ形式で端末に送信することができる。

さらに、基地局は、ネットワークエントリ手順を行う端末に対して、ロード・バランシングの面でプライマリキャリアを変更する必要があると判断した場合、ユニキャストメッセージを利用して端末にプライマリキャリアの変更を指示することができる。

この場合、ネットワークエントリ中に使用できるユニキャストメッセージとしては、レンジング応答メッセージ（ＲＮＧ−ＲＳＰ）、サービス基本能力応答メッセージ（ＳＢＣ−ＲＳＰ）、登録応答メッセージ（ＲＥＧ−ＲＳＰ）などがあり、ネットワークエントリ後には、別途のユニキャストメッセージを定義して使用することができる。

基地局により伝送されるシステム情報は、基地局がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す情報、サポートするキャリア数情報、各キャリアのインデックス情報、各キャリアのタイプ情報、各キャリアの中心周波数情報、及び各キャリアの帯域幅情報などを含み、これらの詳細は後述する。

端末は、基地局から基地局がサポート可能なマルチキャリアに関するシステム情報をブロードキャストメッセージなどにより受信すると、システム情報に含まれるマルチキャリアリストのうち端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報を構成し、これをユニキャストメッセージにより基地局に送信する（Ｓ４０３）。

端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報は、インデックス値又はビットマップの形で構成することができ、これらの詳細は後述する。

基地局は、端末から端末がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報を受信し、端末が使用するプライマリキャリア及びセカンダリキャリアを割り当て、これをユニキャストメッセージにより端末に送信する（Ｓ４０５）。

以下、図４を参照して説明した各段階で伝送されるマルチキャリア関連情報及びメッセージの構造についてより詳細に説明する。

表１は、基地局によりブロードキャストされるマルチキャリア関連システム情報を示すものである。

表１を参照すると、Ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｒｙ ｅｎａｂｌｉｎｇ情報フィールドは、現在のキャリアで端末が基地局にネットワークエントリを行えるか否かを示す。ネットワークエントリ手順を行う際に、シングルキャリアをサポートする端末は、当該ビットが０（ディセーブル）の場合、他の周波数帯域を検索する過程を行い、マルチキャリアをサポートする端末は、当該ビットが０（ディセーブル）の場合、前記ビットが１（イネーブル）となってネットワークエントリ手順を行えるキャリアを検索する過程を行い、該当キャリアが検索されると、直ちにネットワークエントリ過程を行う。

ＭＣ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎフィールドは、基地局がマルチキャリア動作をサポートするか否かを示す。

Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＭＣフィールドは、基地局がマルチキャリア動作をサポートする場合、サポートするマルチキャリアの数を示す。

サポートするマルチキャリアの数をＮ個とすると、Ｎ個のキャリアに対して各キャリアに関するシステム情報が提供され、システム情報は、各キャリアの順序を示すインデックス情報、該当キャリアが完全構成キャリアであるか部分構成キャリアであるかを示すキャリアのタイプ情報、各キャリアの中心周波数（ＣＦ）情報、各キャリアの帯域幅情報、及び該当キャリアでネットワークエントリを行えるか否かを示すＮｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｒｙ ｅｎａｂｌｉｎｇ情報などを含む。

表２は、表１のシステム情報のうち、各キャリアの中心周波数情報を相対的な値で示す例である。

表２を参照すると、複数のキャリアが存在する場合、基地局が各キャリアの中心周波数を示す方法は、現在接続しているキャリアの中心周波数を基準として各キャリアに対して相対的な位置を示すというものである。表２で相対的な位置を示すビット値の単位は２．５ＭＨｚである。

相対的な値を示すビットのうち、１つのビット（ＭＳＢ又はＬＳＢ）は、現在の位置からの方向（前方（−）又は後方（＋））を示し、残りのビットは、設定された単位に該当する分だけ移動した値を示す。

例えば、現在のキャリアの中心周波数が２．４５０ＧＨｚであり、キャリアＡが現在のキャリアを基準として１０ＭＨｚ前方に位置する場合（２．４４０ＧＨｚ）、表２によれば、キャリアＡの中心周波数情報のビット値は「０ｂ００１１」となる。

このように、各キャリアの位置を絶対値ではない相対的な値で示すことにより、少ないビット情報で複数のキャリアを示すことができるという利点がある。

前記相対的な値を示す単位は、システム環境に応じて適切に選択すればよい。

表３は、表１のシステム情報のうち、各キャリアの中心周波数情報を５ＭＨｚ単位で相対的な値で示す例である。

図５は、マルチキャリアをサポートするフレーム構造の一実施形態を示す図であり、全てのキャリア（キャリア１、キャリア２、キャリア３、キャリア４）の帯域幅（ＢＷ）が１０ＭＨｚと同一であり、キャリア１の中心周波数（ＣＦ）は２．４５ＧＨｚであり、キャリア２のＣＦは２．４６ＧＨＺであり、キャリア３のＣＦは２．４７ＧＨｚであり、キャリア４のＣＦは２．４８ＧＨｚであるとすると、キャリア３で伝送されるシステム情報に示されるマルチキャリアの相対的な中心周波数情報は次の通りである。

ここで、相対的な位置を示すビット値の単位が２．５ＭＨｚであり、キャリア１のＣＦは現在のキャリア（キャリア３）のＣＦより２０ＭＨｚ前方に位置し、キャリア２のＣＦは現在のキャリア（キャリア３）のＣＦより１０ＭＨｚ前方に位置し、キャリア４のＣＦは現在のキャリア（キャリア３）のＣＦより１０ＭＨｚ後方に位置し、中心周波数を示す情報ビットのサイズが５ビットであり、ＭＳＢが方向を示し、残りの４ビットが基準からの相対的な隔離距離値を示す場合、各キャリアの中心周波数値は、「０ｂ００１１」（キャリア１の中心周波数）、「０ｂ０００１」（キャリア２の中心周波数）、及び「０ｂ１００１」（キャリア４の中心周波数）のように示される。

図４を参照して前述したように、端末は、基地局から伝送されるブロードキャストシステム情報により、マルチキャリアに関する基本的なシステム情報を受け取った後、端末自身がマルチキャリア動作をサポートするか否かに関する情報と、サポートする場合、システム情報に含まれるマルチキャリアリストのうち端末自身が好むリストを基地局に通知する。端末は、レンジング要求メッセージ（ＲＮＧ−ＲＥＱ）、登録要求メッセージ（ＲＥＧ−ＲＥＱ）、又はマルチキャリア要求メッセージなどのユニキャストメッセージにより、マルチキャリアに関する端末の情報を基地局に通知することができる。

ここで、基地局に伝送するキャリア情報は、インデックス値で示すこともでき、ビットマップの形で示すこともできる。

表４は、端末が基地局に伝送するキャリア情報をインデックス値で示すものである。

表４を参照すると、「Ｎｏ． ｏｆ ＭＣ」は、端末がサポート可能なキャリアの数を示し、「Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｆｌａｇ」は、基地局がサポートする全てのキャリアを利用可能であるか否かを示す。「Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｆｌａｇ」のビット値が０の場合、端末は基地局がサポートする全てのキャリアを利用することはできないことを意味し、１の場合、端末は基地局がサポートする全てのキャリアを利用することができることを意味する。

基地局がサポートする全てのキャリアを利用することはできない場合（「Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｆｌａｇ」のビット値が０の場合）、端末は、端末自身が利用可能なマルチキャリア数を通知する。

また、端末は、端末が利用可能であるか又は好むキャリアに関して各キャリアのインデックス情報を通知し、場合によっては、端末が利用可能なキャリアに関するインデックス情報の代わりに、利用不可能なキャリアに関するインデックス情報を伝送することもできる。

前記インデックス情報は、利用可能なキャリアの組み合わせを構成して伝送する方法で実現することもできる。

その他にも、端末がサポートする周波数帯域情報や最大周波数帯域情報などをさらに含めて伝送することもできる。

表５は、端末が基地局に伝送するキャリア情報をビットマップの形で示すものである。

表４及び表５では、端末は、端末が利用可能であるか又は好むキャリアに関する情報を１つのセットにしてインデックス値又はビットマップの形で基地局に伝送しているが、端末が利用可能なマルチキャリア情報を１つ以上の組み合わせで構成して基地局に通知することもできる。

表６及び表７は、端末がサポート可能な候補キャリアの数だけ当該利用可能なキャリア情報を組み合わせてインデックスの形（表６）又はビットマップの形（表７）で示すものである。

図６は、連続した８つの５ＭＨｚ帯域幅のキャリアで構成されたマルチキャリアフレーム構造を示す図であり、端末がキャリア１からキャリア４まで連続した４つの５ＭＨｚ帯域幅のキャリアを使用できる場合、端末は、ユニキャストメッセージを利用して端末自身がサポート可能であるか又は好むキャリアに関する情報を基地局に通知することができる。

ここで、端末は、インデックス方式を用いてキャリア情報を伝送する場合は、各マルチキャリアのインデックス（インデックス１、２、３、４）を「ｃａｒｒｉｅｒ ｉｎｄｅｘ」フィールドで構成して基地局に伝送し、ビットマップ方式を用いてキャリア情報を伝送する場合は、「Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｉｎｄｅｘ ｂｉｔｍａｐ」フィールドのビットマップを「００００１１１１」に設定して基地局に伝送する。

図７は、８つの５ＭＨｚ及び１０ＭＨｚ帯域幅のキャリアで構成されたマルチキャリアフレーム構造を示す図であり、基地局が１０ＭＨｚサイズのキャリア４つと５ＭＨｚサイズのキャリア４つとから構成された計８つのキャリアをサポートし、端末が２５ＭＨｚ帯域でマルチキャリアをサポートする場合、次のようにキャリアの組み合わせを構成することができる。
・組み合わせ１：連続した２５ＭＨｚのキャリアの組み合わせ（１０ＭＨｚのキャリア１＋１０ＭＨｚのキャリア２＋５ＭＨｚのキャリア３）
・組み合わせ２：離隔した１０ＭＨｚのキャリアと１５ＭＨｚのキャリアの組み合わせ（１０ＭＨｚのキャリア１＋５ＭＨｚのキャリア４＋１０ＭＨｚのキャリア５）
ここで、端末がビットマップ方式で端末の利用可能なキャリア情報を基地局に通知する場合、各組み合わせに対するビットマップは次のように設定される。
・組み合わせ１：０００００１１１
・組み合わせ２：０００１１００１
図４を参照して前述したように、端末からサポート可能であるか又は好むキャリアリストをユニキャストメッセージ形式で受信した基地局は、これを利用して端末が使用するプライマリキャリア及びセカンダリキャリアを選択して端末に送信する。基地局は、当該キャリア割り当て情報をＲＮＧ−ＲＳＰ、ＳＢＣ−ＲＳＰ、ＲＥＧ−ＲＳＰなどのユニキャストメッセージにより端末に伝送することができる。

ここで、キャリア割り当て情報は、インデックス値（表８）で示すこともでき、インデックスのビットマップの形（表９）で示すこともできる。

表８は、キャリア割り当て情報をインデックス値で示すものである。

表９は、キャリア割り当て情報をビットマップの形で示すものである。

このように、基地局からプライマリキャリア及びセカンダリキャリアの割り当て情報を受信した端末は、該当キャリアで基地局とネットワークエントリ手順を完了するか、又はデータ送受信過程を行う。

以上説明した本発明による方法は、ソフトウェア、ハードウェア又はそれらの組み合わせとして実現されてもよい。例えば、本発明による方法は、記憶媒体（例えば、端末の内部メモリ、フラッシュメモリ、ハードディスクなど）に保存することができ、プロセッサ（例えば、端末の内部マイクロプロセッサ）により実行されるソフトウェアプログラム内にコード又はコマンドで実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を例に説明したが、本発明の範囲はこれらの特定の実施形態に限定されるものではないので、本発明は本発明の思想及び請求の範囲に記載された範疇内において様々な形態に修正、変更又は改善することができる。

Claims (9)

1. マルチキャリアをサポートする通信システムにおいて、端末によりマルチキャリア情報を送受信する方法であって、
   前記方法は、
   基地局がサポートするマルチキャリア構成情報を含むブロードキャストメッセージを前記基地局から受信することと、
   前記受信したマルチキャリア構成情報のうち前記端末の能力によってサポート可能であるか又は好むキャリアに関する第１のキャリア情報を含むマルチキャリア要求メッセージを前記基地局に送信することと、
   前記マルチキャリア要求メッセージに対する応答メッセージを前記基地局から受信することであって、前記応答メッセージは、前記端末に割り当てられるセカンダリキャリアを含むキャリア割り当て情報を含む、ことと
   を含み、
   前記マルチキャリア要求メッセージは、前記基地局がサポートする全てのキャリアを前記端末がサポート可能であるか否かを示すＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｆｌａｇ情報をさらに含む、方法。
2. 前記セカンダリキャリアは、前記端末と前記基地局との間でダウンリンクデータトラフィックを送受信可能なキャリアである、請求項１に記載の方法。
3. 前記マルチキャリア構成情報は、前記基地局がサポートするキャリア数に関する情報、及び各キャリアに関するインデックス情報のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１のキャリア情報は、前記端末がサポート可能であるか又は好む情報をインデックス値又はビットマップの形でさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記マルチキャリア要求メッセージは、前記基地局がサポートする全てのキャリアを前記端末がサポートすることはできない場合、前記端末がサポートするキャリア数に関する情報、及び各キャリアに関するインデックス情報をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記マルチキャリア要求メッセージは、前記基地局がサポートする全てのキャリアを前記端末がサポートすることはできない場合、前記端末がサポート可能な候補キャリア組み合わせ数に関する情報、各候補キャリア組み合わせにおけるサポートするキャリア数に関する情報、及び各キャリアに関するインデックス情報をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記応答メッセージは、前記端末に割り当てられる前記セカンダリキャリアに関する情報をインデックス値又はビットマップの形で含む、請求項１に記載の方法。
8. マルチキャリアをサポートする端末であって、前記端末は、プロセッサを含み、
   前記プロセッサは、
   基地局がサポートするマルチキャリア構成情報を含むブロードキャストメッセージを前記基地局から受信することと、
   前記マルチキャリア構成情報のうち前記端末の能力によってサポート可能であるか又は好むキャリアに関する第１のキャリア情報を含むマルチキャリア要求メッセージを前記基地局に送信することと、
   前記マルチキャリア要求メッセージに対する応答メッセージを前記基地局から受信することであって、前記応答メッセージは、前記端末に割り当てられるセカンダリキャリアを含むキャリア割り当て情報を含む、ことと
   を実行するように構成され、
   前記マルチキャリア要求メッセージは、前記基地局がサポートする全てのキャリアを前記端末がサポート可能であるか否かを示すＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｆｌａｇ情報をさらに含む、端末。
9. 前記マルチキャリア構成情報は、前記基地局がサポートするキャリア数に関する情報、及び各キャリアに関するインデックス情報のうちの少なくとも一方を含む、請求項８に記載の端末。