JP5586778B2 - キャリアアグリゲーションの方法 - Google Patents

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Description

この出願は、２０１０年４月２日に出願された「Methods for Carrier Aggregation and MBMS,」と題された米国特許仮出願番号第６１／３２０３４５号から、合衆国法典第３５編第１１９条の下、優先権を主張するものであり、その内容は引用によって本願に援用される。
本発明は、無線ネットワーク通信に関するものであって、特に、移動通信システム中のキャリアアグリゲーション（carrier aggregation）に関するものである。
ロングタームエボリューション(LTE)システムは、簡潔なネットワーク機構であることにより、高ピークデータ速度、低レイテンシー、改善されたシステム容量、および、低操作コストを提供する。LTEシステムは、シームレス統合を、古い無線ネットワーク、例えば、GSM、CDMAとユニバーサル移動体通信システム(UMTS)に提供する。LTEシステム中、次世代ユニバーサル地上無線アクセス(E-UTRAN)は、複数の移動局と通信する複数の進化Node-Bs(eNBs)を含み、ユーザー装置(UE)と称される。
LTEシステムの増強が考慮されて、LTEシステムは、IMT-Advanced第四世代(４Ｇ)スタンダードを満たす、または、超過することができる。鍵である増強の一つは、１００MHzに達する帯域幅をサポートし、および、現存する無線ネットワークシステムと下位互換性がある。キャリアアグリゲーション(CA)が導入されて、システムスループットを改善する。キャリアアグリゲーションにより、LTE-Advanceシステムは、ダウンリンク(DL)の１Gbpsとアップリンク(UL)の５００Mbpsを超えるピークターゲットデータ率をサポートすることができる。オペレーターが、複数のさらに小さい連続、または、非連続搬送波成分(CC)を凝集して、大システムバンド幅を提供し、古いユーザーにより許可され、搬送波成分の一つを用いることにより下位互換性を提供して、システムにアクセスすることができるようにするので、このような技術は魅力的である。
携帯電話ネットワーク中、各UEの帯域幅要件は、UEが送受信するデータ量に伴って変化する。LTEシステム中、eNBは、UE間でリソースを動的に割り当てる。キャリアアグリゲーションは、携帯電話ネットワークがさらに効果的に帯域幅を使用することができるようにする。しかし、リソース管理の複雑性も増加させてしまう。よって、軽負担（light-weight）成分キャリア管理スキームが望まれる。問題の一つは、どのようにして、効果的に、UE上の一つ以上の搬送波成分を活性化（activate）、または、失活（deactivate）させるかである。一種の状況は、eNBからCC活性化/失活メッセージ受信後、UEは、効果的にメッセージを分析し、トリガー動作を決定する必要がある。その他の状況下で、UEは、内部タイマーに基づいて、複数のCCの活性化、または、複数のCCの失活、または、内部CC状態とeNBから受信されたCC活性化/失活メッセージの組み合わせを決定することができる。
システムをさらに効率よくするため、キャリアアグリゲーションも、バッファ状態報告(BSR)と電力ヘッドルーム報告(PHR)を含むスケジューリングメカニズム上での変化が必要とされる。BSR工程は、サービングeNBに、UEのULバッファ中で伝送に用いられる使用可能なデータ量に関する情報を提供する。BSR工程は、UEとeNB間の媒体アクセス制御(MAC)層で実施される。BSRが伝送時間間隔(TTI)でトリガーされる時、BSR制御素子は、eNBに伝送される媒体アクセス制御-パケットデータユニット(MAC-PDU)中、または、トランスポートブロック(TB)に含まれる。幾つかのBSRトリガーがある。一組のイベント(event)はレギュラー（正規の）BSRをトリガーする(trigger)ことができる。BSRタイマーが期限切れの時、周期的BSRをトリガーする。十分なパディングビットがある時だけ、パディングBSRがトリガーされる。CAは、一つの問題を提出し、それは、一個のTTI中の全CCからの全UEグラント（grant）が考慮される時、どのようにBSRを準備するかである。別のスケジューリングメカニズムはPHRである。UEはPHR工程を用いて、サービングeNBに、UEの最大伝送電力とUEの現在の伝送電力間の電力オフセットを提供する。複数のCC配置、各CCの動的活性化と失活により、これらのCA工程期間中、PHRに対する影響を考慮することが重要である。
キャリアアグリゲーションは、DLとULをリンクする新しい方法も提供する。CA配置なしで、各DL CCは、システム情報ブロック２(SIB2)中で、UL CCを放送する。これは、セル特定UL CCで、UEは、その物理無線アクセスチャネル（Physical Radio Access Channel、PRACH)リソースを見つけ、パケットアップリンク制御チャネル（Packet Uplink Control Channel、PUCCH)と物理アップリンク共有チャネル(PUSCH)を伝送する。ネットワークセル全ては、このセル特定連結（cell specific linking）を処理する。SIB2連結はほぼ変化しないので、静的結合と称される。CAにより、複数のUL CCは、一個のUEに配置される。これにより、静的SIB2連結のほかに、新しいタイプのDL-UL連結が生成される。
使用可能なキャリアアグリゲーション(CA)を有する携帯電話ネットワーク中、効果的に複数の搬送波成分(CC)を管理する方法を提案する。
CC活性化、および/または、失活に対し、eNBは単一 LCID 値を使用して、ユーザー装置(UE)の活性化と失活命令両方を示す。複数の指令を有する単一命令が提供され、複数のCCを活性化、および/または、失活させる。一実施態様において、命令はビットマップフォーマットを有する媒体アクセス制御(MAC)制御素子(CE)に含まれ、各ビットは、対応するCEの活性化、または、失活指令に関連する。このほか、不要なCCの再活性化、または、再不活化が回避され、活性化およびまたは失活の明示的フィードバックが考慮される。
スケジューリングメカニズムに対し、UEの新規のバッファ状態報告(BSR)工程が提供され、複数のアップリンクグラントを有する一伝送時間間隔(TTI)中で、全トランスポートブロック(TB)を準備後、１個のBSRだけを計算する。これは、BSRが常に最新の更新されたバッファ状態を報告することを保証する。新規の電力ヘッドルーム報告(PHR)フォーマットとUEのPHRトリガーも提供される。一実施態様において、キャリア識別子フィールド(CIF)がPHR MAC CEに加えられ、配置されたCCのビットマップとなる。さらに、UEの二次セル(Scell)が配置され、活性化する時、UEをトリガーし、PHRをサービングeNBに報告し、利用可能な送信電力を報告するのに有益である。
DL-UL連結にとって、各種連結タイプは、DLグラント、または、ULグラント中に、キャリア識別子フィールド(CIF)があるかに基づいて生成される。第一実施態様において、動的DL-UL連結は、CIFを有するULグラントにより生成される。第二実施態様において、DL 半静的結合はCIFを有するDLグラントにより生成される。第三実施態様において、DL半静的結合はCIFがないDLグラントにより生成される。第四実施態様において、UL半静的結合はCIFがないULグラントにより生成される。各種連結タイプが異なるアプリケーションに用いられて、スケジューリングのフレキシブル性と負荷バランシングを改善する。異なるアプリケーションは、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)、電力制御、パスロス参照、タイミング参照、CC管理とCC追加、および/または、除去を含む。このほか、eNBにより、専用のシグナリングにより、システム情報が準備、伝送されて、UEのSCCを配置する。一実施態様において、専用のシグナリングによるシステム情報は、放送型シグナリングにより、システム情報と異なってもよい。
添付の図面は、本発明の実施の形態を説明しており、同様の番号は同様の構成要素を示している。
使用可能CAを有する携帯電話ネットワーク中で、複数のCCを効果的に管理する方法を示す図である。 キャリアアグリゲーション携帯電話ネットワーク中、基地局eNBと移動局UE間の搬送波成分活性化/失活工程の操作の流れを示す図である 本発明の実施態様によるMAC-PDUの配置を示す図である。 MAC制御素子をCC状態ビットマップとするCC活性化/失活の特定の例を示す図である。 SIBをCC状態ビットマップとするCC活性化/失活の特定の例を示す図である。 CC活性化工程を示す図である。 CC失活工程を示す図である。 失活タイマーを用いることによる暗黙的搬送波成分失活の一実施態様を示す図である。 BSR工程の一例を示す図である。 廃棄バッファサイズにするBSR工程の特定の例を示す図である。 BSR工程の実施態様の特定の例を示す図である。 更新されたPHR MAC CEフォーマットを示す図である。 キャリア識別子フィールド（Carrier Indication Field、CIF)を有するULグラントにより生成される動的DL-UL連結の特定の例を示す図である。 CIFを有するDLグラントにより生成されるDL半静的結合の特定の例を示す図である。 CIFがないDLグラントにより生成されるDL 半静的結合の特定の例を示す図である。 UL CCの一つが除去される時のUL半静的結合の特定の例を示す図である。 コンテンションベースのランダムアクセス(RA)工程の特定の例を示す図である。 専用プリアンブル（dedicated preamble）を使用するRA工程の特定の例を示す図である。
詳細は、本発明の実施態様を参照し、実施態様は添付図面で示される。
図１は、使用可能なキャリアアグリゲーション(CA)を有する携帯電話ネットワーク１０中、複数の搬送波成分(CC)を効果的に管理する方法を示す。携帯電話ネットワークシステム１０は、複数の次世代Node-Bs(例えば、eNB１２)、および、ユーザー装置(例えば、UE１１)を含む。工程２１において、複数のCC(例えば、CC1-CC4)が活性化/失活される。eNB１２は、MAC層で、UE１１と通信し、メッセージ３１により、UE１１に、対応するCCを活性化/失活させるよう指示する。このような命令の受信後、UE１１は命令を処理し、CC活性化/失活工程２２を開始する。UE１１は命令を分析し、対応するCCを活性化/失活し、必要時に、失活タイマーを開始する。一つ以上のCCの活性化/失活の完成時、UE１１は、フィードバックメッセージ３２をeNB１２に伝送する。新しい二次Cell(SCell)が活性化される場合、UE１１は、電力ヘッドルーム報告(PHR)をトリガーし、メッセージ３３によりeNB１２に伝送する。スケジューリングメカニズム２３は、CA使用可能ネットワークの有効性を増加させる。一実施態様において、一伝送時間間隔(TTI)中、複数のアップリンク(UL)グラントがあることが考慮されて、バッファ状態報告(BSR)メッセージ３４が構築される。これにより、各TTIは、全トランスポートブロック(TBs)を考慮して、UE１１は、レギュラー、または、周期的BSRのメッセージ３４を構築する。改善も、新しいPHRフォーマットを含み、メッセージ３５、および、新しいPHRトリガーに示される。新しいタイプのDL-UL連結は、工程２４において、メッセージ３６により導入され、新しいタイプのDL-UL連結は、UL、または、DLグラントに続く動的連結、DL半静的結合とUL半静的結合を含む。以下で、CA使用可能システムに用いるCC活性化/失活工程、スケジューリングメカニズム、および、DL-UL連結中の詳細な方法を示す。
［CC活性化/失活］
図２は、キャリアアグリゲーション携帯電話ネットワーク中、基地局eNB２０２と移動局UE２０１間のCC活性化/失活工程の操作の流れを示す図である。eNB２０２は、CC活性化/失活メッセージのメッセージ２１０を伝送することにより、UE２０１の複数のCCを動的に活性化/失活させることができる。一新規態様中、UE２０１はメッセージ２１０を分析し、トリガー動作を決定する。ステップ２２０で、UE２０１は、各CCの活性化、または、失活の現在の状態を得る。ステップ２２１において、UE２０１は、メッセージ２１０と各CCの現在の状態を分析し、これが、各CCの活性化命令か決定する。それが、特定のCCの活性化命令である場合、ステップ２２２において、UE２０１はこの特定のCCの状態を確認する。活性化命令を受信するCCの状態が失活である場合、ステップ２２４において、UE２０１は、CCを活性化し、ステップ２２７において、活性化工程をトリガーする。同様に、ステップ２２１において、UE２０１が、特定のCCの活性化命令でないことを発見した場合、ステップ２２３において、UE２０１は、この特定のCCの状態を確認する。失活命令を受信するCCの状態が活性化される場合、ステップ２２６において、UE２０１はCCを失活させ、ステップ２２８において、失活工程をトリガーする。
有利な態様中、UE２０１は、再活性化、または、再失活工程をトリガーしない。図２に示すように、活性化命令が活性化CCのために受信される、または、失活命令が失活CCのために受信される場合、ステップ２２５において、作動がない。別の有利な態様中、UEは、CC活性化/失活に用いられる明示的フィードバックメッセージを、サービングeNBに伝送する。フィードバックメッセージはLayer 1 シグナリングで、例えば、スケジューリング要求(SR)、または、HARQフィードバック; または、MAC制御素子(MAC-CE)である。或いは、UEは、あるCC上で、ランダムアクセス(RA)工程を初期化し、eNBに、CCの活性化/失活状態を通知することができる。フロントエンド再チューニング時間（front-end retuning time）の考慮は、UE容量に基づいて変化し、よって、eNBに対し、いつUEが、再チューニングを完成し、および、受信、または、伝送の準備をするかを知ることが重要である。図２に示すように、ステップ２２７の活性化工程、または、ステップ２２８の失活工程の後、ステップ２２９において、UE２０１は、明示的フィードバックメッセージを構築する。UE２０１は、CC活性化/失活フィードバックメッセージ２１２をeNB２０２に伝送する。メッセージ２１２は、サービングeNBに、UEが特定のCCの受信、または、伝送を準備したことを通知する。再活性化、または、再失活動作を採用しない、および、明示的フィードバックメッセージをeNBに伝送することにより、CC管理効率が改善される。
CC管理効率を向上させる別の重要な側面は、サービングeNBからのCC活性化/失活メッセージのフォーマットを含む。UEは、同時に、複数のCCの活性化、または、失活をサポートするので、一命令メッセージ中、配置されたCCの複数の指令を搭載するのが最も効果的である。MAC-PDU中の論理チャネルIDフィールド(LCID)が用いられて、CC活性化/失活命令を搭載する。問題は、活性化と失活に対し、同一の単一LCID値を使用するか、または、二個の異なるLCID値を使用して、それぞれ、活性化と失活を示すか、である。
一新規態様中、好ましくは、単一LCID値を用いて、活性化と失活命令両方を示す。命令後（after command）CC状態の完全情報を搭載するビットマップも含まれる。UEがこのメッセージの受信後、CC活性化/失活命令メッセージ中のCC状態と、対応するCCの現在の状態を比較して、これが、活性化、または、失活命令か決定する。
図３は、本発明の実施態様によるMAC-PDUの配置を示す図である。図３を参照すると、MAC-PDU３１０は、MACヘッダー３１１、MAC制御素子(MAC CE)、特に、ACT/DEACT CE３１２、複数のMAC-SDU３１３、および、任意のパディング３１４を含む。MACヘッダー３１１は、複数のMACサブヘッダー３２０を含む。各MACサブヘッダーは、特定のフォーマット、例えば、MACサブヘッダー３２１を有する。本発明の一実施態様において、CC活性化/失活命令は、MACサブヘッダー３３０の特定のフォーマットを用い、LCID３３１の値は、CC活性化/失活する命令タイプを示す。本発明の一実施態様において、CCの状態のビットマップは、ACT/DEACT CE３１２中で示される。同意されていることは、LTEは、５ DL に達するCCの凝集をサポートするが、しかし、将来は、８ CCのサポートが期待されることである。これにより、８-ビット MAC-CE フィールドがビットマップとして用いられ、CC状態を示す。ブロック３４０は、このACT/DEACT CE３１２のフォーマットを示す。一つ以上のビットC0〜C7は、対応するCCの状態を示す。
図４は、MAC-CE をCC状態ビットマップとするCC活性化/失活の特定の例を示す図である。eNB４０２は、CC活性化/失活メッセージ命令４１１を伝送し、図４に示すように、MAC-CE中にCC状態のビットマップを有する。ブロック４２１は、UE４０１中の全CCの現在の状態を示す。DL-CC1, UL-CC1, DL-CC2, UL-CC2、および、DL-CC3は全て活性化状態、UL-CC3は失活状態である。メッセージ命令４１１中のMAC-CEビットマップは、DL‘１０１’とUL ‘１０１’の命令後ビットマップを示し、‘1’は活性化状態、‘0’は失活状態を示す。よって、ビットマップ中の各ビットは、活性化、または、失活指令に関連する。メッセージ命令４１１受信後、UE４０１は、CEビットマップとその現在のCC状態を比較する。DL-CC2とUL-CC2の現在の状態が活性化され、CEビットマップが、失活されるDL-CC2とUL-CC2を示すので、メッセージ命令４１１DL-CC2とUL-CC2の失活指令を示すと判断される。ステップ４３１と４３２において、UE４０１は、それぞれ、DL-CC2とUL-CC2を失活させる。同様に、４１１UL-CC3とUL-CC3の現在の状態の活性化状態を示すCEビットマップが失活するので、ステップ４３３において、UE４０１はUL-CC3を活性化する。CC活性化/失活フィードバックメッセージ４１２がeNB４０２に伝送される。ブロック４２２は、UE４０１中の命令後CC状態を示し、DL-CC1, UL-CC1, DL-CC3 と UL-CC3 は活性化状態、DL-CC2とUL-CC2は失活状態である。
CC活性化/失活の別の実施態様において、システム情報ブロック(SIB)連結が用いられる。この実施態様において、DL/UL状態が同期化され、一CCに対し、一個のACT/DEACT命令だけが使用される。図５は、SIBをCC状態ビットマップとするCC活性化/失活の特定の例を示す図である。eNB５０２は、CC活性化/失活メッセージ命令５１１をUE５０１に伝送し、SIB中にCC状態のビットマップを有する。ブロック５２１は、UE５０１中の全CCの現在の状態を示す。DL-CC1, UL-CC1, DL-CC2, UL-CC2、および、DL-CC3は全て活性化状態、UL-CC3は配置されない。メッセージ命令５１１中のSIBビットマップは、二次セル(SCell)‘１０１’の命令後ビットマップを示し、‘1’は活性化SCell状態、‘0’は失活SCell状態を示す。メッセージ命令５１１の受信時、UE５０１は、SIBビットマップとその現在のCC状態を比較する。DL-CC2とUL-CC2の現在の状態が活性化し、SIBビットマップが、失活されるSCell 2 を示すので、メッセージ命令５１１は、SCell 2のDLとULの失活トリガーを示すことが判断され、SCell 2のDLとULは、UL-CC2とDL-CC2である。ステップ５３１と５３２において、UE５０１は、それぞれ、DL-CC2とUL-CC2を失活させる。同様に、５１１ SCell 3 と UL-CC3の現在の状態の活性化状態を示すSIBビットマップが配置されず、DL-CC3が活性化されるので、UE５０１は、SCell 3に対し、何の対応も採らない。CC活性化/失活フィードバックメッセージ５１２がeNB５０２に伝送される。ブロック５２２は、命令後CC状態を示し、UE５０１, DL-CC1, UL-CC1、および、DL-CC3は活性化状態; DL-CC2とUL-CC2は失活状態; UL-CC3は配置されない。
単一命令を用いて、複数のCCを活性化/失活するのは、キャリアアグリゲーションシステム中のリソースを管理する効果的な方法である。図２に示すように、CCの活性化、または、失活後、特定の工程がUEで必要である。特に、ステップ２２７と２２８は、従来の携帯電話ネットワーク中にはないキャリアアグリゲーション中の特有の問題を説明する。
図６Aは、CC活性化工程を示す図である。図６A中の工程２２７は、CCが活性化したとき開始される(ステップ６１０)。CCの活性化時、UEは、再チューニング時間により必要とされる時間の前、SCellを活性化する(ステップ６１１)。このSCellに対し、失活タイマーを開始する(ステップ６１２)。それらが配置される場合、チャネル状態情報(CSI)例えば、CQI/PMI/RI報告を伝送する(CSIが使用可能でない場合、特別値が伝送される)(ステップ６１３)。配置される場合、SRSを伝送する(ステップ６１４)。PHR工程をトリガーする(ステップ６１５)。一新規態様中、SCellの活性化後、新しいPHRトリガーが加えられる。SCellが配置、および、活性化されるとすぐ、eNBに、利用可能なUE送信電力に関するPHRを通知することが有効である。活性化後、利用可能でないCSがCSI報告を伝送する原因は、eNBのブラインドデコーディング負担（blind decoding burden）の簡潔化である。
図６BはCC失活工程を示す図である。図６B中の工程２２８は、CCが失活、または、失活タイマーが期限切れの時、開始される(ステップ６２０)。CCの失活後、UEは、再チューニング時間に必要な時間の前、SCellを失活させる(ステップ６２１)。このSCellに対し、失活タイマーを停止する(ステップ６２２)。再チューニングタイマーが期限切れになるまで、CQI/PMI/RI報告を停止しない(ステップ６２３)。SRS伝送を停止する(ステップ６２４)。および、SCellに関連する全ハイブリッドARQ(HARQ)バッファをフラッシュする(ステップ６２５)。再チューニングタイマーが期限切れになる前、CSI報告を停止しない原因は、eNBのブラインドデコーディング負担の簡潔化である。
活性化と失活工程に示すように、失活タイマーが用いられて、SCellを暗に失活させる。eNBとUE間の活性CC組上で、最高レベルの共通理解を保証できるので、明示的活性化/失活は、eNBにCC活性化/失活を実施する好ましい方法である必要がある。しかし、配置されたSCellの暗黙的失活は、ネットワークが、SCellを明示的に失活させない、または、失活命令が失われる状況下の安全メカニズムである。失活タイマーが各二次CC(SCC)に配置されて、暗黙的失活を実行する。UEがCAモードに進入する時、タイマーが配置される。一実施態様において、タイマーの値はUE特定、即ち、各SCellは失活タイマーにより配置されるが、それらは全て同じ初期値をシェアする。活性化DL SCCの失活タイマーが期限切れる時、UEは、SCellを局部的に失活させる。
図７は、失活タイマーによる暗黙的CC失活の一実施態様を示す図である。工程はステップ７０１で開始される。ステップ７０２において、CA配置後、ステップ７０３において、UEは、失活タイマーの値を配置する。その後、ステップ７０４において、UEは、所定イベントの発生があるか確認する。このようなイベントの発生がある場合、ステップ７０５において、UEは、これが失活CCイベントか確認する。その場合、失活タイマーが作動している場合は、UEはステップ７０９を実行し、失活タイマーをキャンセルする。ステップ７１１において、SCellを失活させる。ステップ７０５において、UEが、イベントが失活イベントでないと判断する場合、ステップ７０６において、UEは、このSCellの失活タイマーが作動しているが確認する。タイマーが作動している場合、ステップ７０８において、失活タイマーを再開始する。タイマーが作動していない場合、ステップ７０７において、失活タイマーを開始する。ステップ７０７、または、７０８において、失活タイマーを開始、または、再開始した後、UEは待機モードに戻り、ステップ７０４において、所定イベント発生があるか確認する。ステップ７１０で、失活タイマーが期限切れになる前、所定イベントがない場合、UEは、失活タイマーの期限切れに基づいて、ステップ７１１中で、SCellを失活させる。
失活タイマーのトリガーに用いられる一組の所定イベントがある。所定イベントはこれに限定されないが以下のものを含む: SCellが活性化される；物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)DL割り当てがSCell上で受信される；UL CCが配置される場合、PDCCH ULグラントはSCellで受信される；PDCCH DL割り当てがSCellに用いられるスケジューリングセルで受信される；UL CCが配置される場合、PDCCH ULグラントがSCellに用いられるスケジューリングセル上で受信される；SPSがCC上でサポートされる場合、配置物理ダウンリンク、または、アップリンク共有チャネル(PDSCH/PUSCH)伝送がSCell上で発生する；活性化/失活命令が受信される。
［スケジューリングメカニズム］
先に詳細に見たように、一組の軽負担のCC活性化と失活方法は、キャリアアグリゲーションベース携帯電話システム中で、キャリア管理の効率を改善することができる。さらに、キャリアアグリゲーションを有するスケジューリングメカニズムを考慮する。
一新規態様中、更新されたBSR工程は、BSR中でバッファ状態を報告する問題を回避することができ、一個のTTI中、全CCからの全ULグラントを計算しない。CAが同じeNB中にあるので、システム効率に対し、一個のTTI中に、異なるCCからの二つ以上のULグラントがあっても、一個のTTI中に、複数のBSRを準備する必要がない。一個のTBだけが、レギュラー、または、周期的BSRを含む必要がある。しかし、一つのレギュラー、または、周期的BSRだけが報告される場合、現在のBSRスキームは、BSRが、更新されたULグラントに反応しなくなる。
図９Aは、廃棄バッファ状態になる現在のBSR工程の特定の例を示す図である。ブロック９１４に示すように、UE９１２は３００のバッファサイズを有する。ステップ９１５において、eNB９１３は、UE９１２に、サイズが１５０のULグラントAを伝送する。これにより、ステップ９１６において、UE９１２のバッファサイズは１５０になる(ブロック９１６)。これは一BSRをトリガーし、これにより、TBに、１５０のバッファ状態が構築される。各TTIに一個のBSRが必要であるので、BSRトリガーがキャンセルされる。CAシステム中、ステップ９１８において、eNB９１３は、サイズが１００の別のULグラントBを伝送する。これにより、ステップ９１９において、UE９１２の実際のバッファ状態は５０である。しかし、BSRはメッセージ９１１により伝送され、メッセージ９１１は前のTBで構築され、サイズ１５０を搭載している。よって、BSRメッセージ９１１は、最近のUE９１２のバッファ状態を反映しない。
この問題を解決するため、一新規態様中、TTI中に複数のTBがある場合、最後のTBを準備する時、BSRを考慮することだけ提案し、よって、BSRは、現在のTTIの全グラントに配慮する。BSRを含む十分なパディングビットがある時だけ、パディングBSRがトリガーされる。現存のBSRメカニズムが再利用される場合、各TB基礎上でトリガーに取り掛かる。これにより、1個のTTIに対し、二つ以上のパディングBSRが異なるTB上に含まれることが起こりうる。
図８は、このような新規のBSR工程の一例を示す図である。TTIはステップ８０１で開始される。ステップ８０２において、BSRトリガー発生がある場合、UEは、追跡を継続する。レギュラーBSRトリガーが存在する場合、ステップ８０４において、これが、このTTIに対する最後のTBか判断する。最後のTBでない場合、ステップ８０６において、UEは、最後のTBを待つ。TTIの最後のTBである場合、ステップ８０７において、UEはBSRを構築する。このTTI中、BSRはあらゆるTBに挿入できる。各TBに対し、ステップ８０３において、UEは、レギュラーBSRが挿入されるか、および、パディングBSRに用いられる空間があるかを確認する。パディングBSRは、レギュラーBSRの空間がある時、および、TB中に、レギュラーBSRの空間がない時トリガーされる。ステップ８０５において、UEはこのTBに用いるパディングBSRの構築を継続する。
各CCからの全グラントを考慮し、この方法は、BSRが最新の更新されたバッファ状態を報告することを保証する。図９Bは、新規のBSR工程のこのような実施態様の特定の例を示す図である。図９Aと同様に、UE９２２は３００のバッファサイズを有する(ブロック９２４)。ステップ９２５において、eNB９２３は、UE９２２に、サイズが１５０のULグラントAを伝送する。これにより、ステップ９２６において、UE９２２のバッファサイズは１５０になる(ブロック９２６)。これは、BSRをトリガーする。新規のBSR工程中、UEはこれが最後のTBか確認する。そうでない場合、このTBにBSRが構築されない。このTTIの最後のTBが構築される時、UEは確認を継続する。CAシステム中、ステップ９２８において、eNB９２３は、サイズが１００の別のULグラントBを伝送する。これにより、ステップ９２９において、実際のUE９２２のバッファ状態は５０である。ステップ９３０で、最後の1個のTBを構築する時、BSRが構築され、バッファ状態が５０である。その後、UE９２２は、BSRメッセージ９２１中に、正確なバッファ状態を含み、BSRメッセージ９２１がeNB９２３に伝送される。
PHRは、別のスケジューリングメカニズムである。CA使用可能システム中、複数のULグラントがある。これにより、特定のUL CC上のPHR伝送は、この特定の伝送UL CCに用いられるPHRが不要である。明示的指示なしで、eNBは、どのUL CCがPHRをトリガーするか知ることが出来ない。これにより、一TB中のPHR MAC CEを更新して、複数のPHRと各PHRに用いるキャリアインデックス情報を含む必要がある。
図１０は、更新されたPHR MAC CEを示す図である。一新規態様中、キャリア識別子フィールド(CIF)がPHR MAC CEに加えられて、配置されたCCのビットマップとして用いられる。ブロック１００１は、このようなビットマップを示す。１００１中の一つ以上のビットC0〜C7は一個の配置CCを示す。各ビットの値は、対応するCCのPHRが含まれるか示す。図１０中のブロック１００２は、複数のPHRデータブロックを示す。これらのデータブロックは、各CCに用いられるPHR情報を含むあらゆるフォーマットを採用する。
PHR工程に関連する幾つかの無線リソース制御(RRC)パラメータがある。周期的PHR-タイマー、禁止PHR-タイマー、および、dlPathlossChangが例である。これらのパラメータは特定のCCに関連する。一実施態様において、全UL CCは、これらのRRCパラメータの同一組値をシェアする。PUCCHとPUSCHの同時伝送も携帯電話ネットワーク中で可能である。一実施態様において、PUCCHとPUSCHの独立したPHRは、このような状況下で伝送される。PUCCH PHRは、PUSCH PHRにより報告され、一次セル(PCell)に用いられる。さらに、上述のキャリア活性化で示されるように、UEのScellが配置され、活性化される時、UEをトリガーし、サービングeNBに利用可能な送信電力を報告することが有益である。
［UL-DL連結］
軽負担CC管理方法を除いて、新しいタイプのUL-DL連結は、さらに、スケジューリング上の更なるフレキシブル性、および、負荷バランシングを提供することにより、システム効率を改善することができる。CAを使用せず、従来の携帯電話ネットワークはSIB2静的結合を用いる。CAの導入により、ULグラント、または、DLグラント中にCIFがあるかに基づいて、新しいタイプのDL-UL連結が生成される。4つのケースがあり、CIFを有するULグラント、CIFを有するDLグラント、CIFがないULグラントとCIFがないDLグラントである。さらに、CCが活性化と失活されるので、CC活性化/失活後、工程はDL-UL連結を更新することが必要である。
動的DL-UL連結は、CIFを有するULグラントにより生成される。UE特定検索空間中のクロスキャリア（Cross-carrier）スケジューリングは、通常、明示的CIFによりサポートされる。ULグラントに対し、物理ハイブリッドARQインジケータチャネル(PHICH)は、DL CC上でだけ伝送され、DL CCが用いられて、ULグラントを伝送する。これにより、新しいDL-UL連結がクロスキャリアULグラントに定義される。動的連結と称されるこのような連結は、グラント特定（grant specific）で、および、このULグラントのライフサイクル内で継続する。
図１１は、CIFを有するULグラントにより生成される動的DL-UL連結の特定の例を示す図である。UE１１０１は、ブロック１１０４に示されるような静的連結UL-DLを有し、DL CC1とUL CC2はPrimary CCs (PCCs)、UL CC2はPUCCHである。ステップ１１０３において、eNB１１０２は、DL CC1を用いて、CIFを有するULグラント=2を伝送する。PHICHはDL CC1上でだけ伝送される。このCIFを有するULグラントを結果とし、ステップ１１０３において、ブロック１１０５に示されるようなUL-DL動的リンクが生成される。動的連結１１０６は、DL CC1とUL CC2を連結する。リンク１１０６は、１１０３ULグラント特定で、１１０３ULグラントのライフサイクル内だけで継続する。
新しいDL-UL連結の第二タイプはDL半静的結合で、DLグラントにより生成され、このDLグラントはCIFを有する、または、有さない。DLグラント中、UEは、PUCCH上で、ACK / NACKに応答しなければならない。1個のUE特定PUCCHだけがあり、UL CCの一つ上に配置される。図１２のブロック１２０３に示すように、UL CC2は、UE１２０１のPUCCHに配置される。本発明の一実施態様において、PUCCH UL CCは UL PCCで、図１２に示すように、UL CC2は UL PCCである。このDLグラントにより、PUCCHは、半静的にUEに配置され、DLグラントCC、または、CCに連結される。この新しい連結はDL半静的結合と称される。CIFを有するDLグラントの半静的結合に対し、全DL CCが、PUCCHを含むUL PCCに連結される。
図１２は、CIFを有するDLグラントにより生成されるDL半静的結合の特定の例を示す図である。UE１２０１は、ブロック１２０３に示すように、静的に連結されたCCを有する。ステップ１２０５において、eNB１２０２は、DL CC1を用いて、CIFを有するDLグラント=1/2/3を伝送する。このDLグラント受信後、UE１２０１は、配置されたPUCCHを用いて、ACK/ NACKを送り戻し、配置されたPUCCHは、ブロック１２０３と１２０４に示すように、UL CC2である。これにより、N 〜 1 DL半静的結合は、UL CC2 連結〜DL CC1, DL CC2およびDL CC3により生成される。
現在の設計中、CIFは、共有検索空間中に含まれず、よって、UEにとって、UEがCAモードに進入後でも、CIFがないDLとULグラントを受信することが可能である。CIFがないDLグラントに対し、図１３に示すように、DL半静的結合が用いられる。図１３は、CIFがないDLグラントにより生成されるDL半静的結合の特定の例を示す図である。UE１３０１は、１３０３に示すように、静的に連結されたCCを有し、UL CC2はPUCCHに配置される。ステップ１３０５において、eNB１３０２は、DL CC1上で、DLグラントを伝送する。ステップ１３０６において、UEは、UL CC2である配置されたPUCCHを用いて、ACK/NACKに応答する。ブロック１３０４は、DL CC1とUL CC2の半静的結合が、このDLグラントから生成されることを示す。
CIFがないULグラントは、DL-UL連結を生成する幾つかの選択がある。ULグラントは、静的結合、または、DL半静的結合を使用することができる。しかし、静的SIB2、または、DL半静的結合の再利用は、スケジューラのフレキシブル性を制限する。SIB2静的結合と配置されたPUCCHは容易に修正できないので、これらのタイプの連結の再利用は、臨時の負荷バランシング要求を調整するのを困難にする。
本発明の一実施態様において、UL半静的結合は、CIFがないULグラントに定義される。この連結は、CC増加時に生成され、CCの除去時まで継続する。図１４は、UL CCの一つが除去される時のUL半静的結合の特定の例を示す図である。UE１４０１は、ブロック１４０３に示されるような静的に連結されたCCを有し、UL CC2は、UL半静的結合UL CCに配置される。ブロック１４０４において、UL CC1が除去される(例えば、斜線陰影で示される)。これにより、UL CC1はもうDL CC1と連結しない。ステップ１４０６において、eNB１４０２は、DL CC1上で、CIFがないULグラントを伝送する。これにより、UE１４０１は、DL CC1とUL CC2間のUL半静的結合を生成する。UL CC配置の除去を除いて、N 〜1 UL半静的結合が生成される。ステップ１４０７において、eNB１４０２は、DL CC1上で、別のCIFがないULグラントを伝送する。DL CC1とUL CC3間の新しいUL半静的結合が生成される。得られた連結がブロック１４０５に示される。
異なるタイプのDL-UL連結は異なる特徴を有し、よって、異なるタイプのアプリケーションに用いることが出来る。第一例中、異なるタイプのDL-UL連結は、異なるタイプのPRACHアプリケーションに用いられる。一実施態様において、コンテンションベースのランダムアクセス(RA)に対し、SIB2静的結合が用いられる。UEが、UL CC上でPRACHリソースを有するように配置される時、SIB2連結DL CCは、UEにとって常に使用可能である。さらに、静的結合が用いられて、Msg3のULグラントのUL CCを決定する。PHICHルールに従い、Msg3のPHICHがDL CC上に提供され、DL CC上で、UEはRARを受信し、連結も静的結合である。
図１５Aは、コンテンションベースのRA工程の特定の例を示す図である。UE１５０１は、ブロック１５０３に示されるような静的に連結されたCCを有する。UE１５０１のDL CC1とUL CC2間のUL半静的結合も存在する。UL CC1が除去される(例えば、斜線陰影で示される)。ステップ１５０４において、UE１５０１は、UL CC2上で、コンテンションベースのRA工程を初期化する。eNB１５０２は、DL CC2上で、RARに応答し、DL CC2は、UL CC2と静的に連結され、ステップ１５０４が初期化される。UE１５０１は、ステップ１５０６において、UL CC2を使用して、Msg3を伝送し、UL CC2は、DL CC2と静的に連結される。
専用プリアンブル（dedicated preamble）を使用するRAに対しても、静的結合が用いられる。しかし、別の実施態様において、eNBは、どのCCがRARを伝送するのか決定することができ、UL半静的結合が用いられて、Msg3グラントのUL CCを決定し、RAR中のグラントは、CIFがないULグラントで、同じ工程を応用すると見なされる。図１５Bは専用プリアンブルを使用するRA工程の特定の例を示す図である。UE１５１１は、ブロック１５１３に示されるような静的に連結されたCCを有する。UE１５１１のDL CC1とUL CC2間のUL半静的結合も存在する。UL CC1が除去される(例えば、斜線陰影で示される)。UE１５１１は、ステップ１５１４において、UL CC3を用いて専用プリアンブルを使用するRAを初期化する。eNB１５１２が専用プリアンブルを受信する時、UE１５１１の識別（identity）はeNB１５１２に知られている。eNB１５１２は、UE１５１１の操作CC設定も知っていて、eNB１５１２は、UE１５１１が現在監視しているあらゆるCC上で、RARを伝送することができる。これにより、ステップ１５１５において、eNB１５１２は、DL CC1上で、RARを伝送する。ステップ１５１６において、UE１５１１は、UL CC2上で、Msg3を伝送し、UL CC2は、UL半静的結合により、DL CC1に連結される。

第二例中、電力制御命令は、CIFを有する、または、有さない。本発明の一実施態様において、動的連結は、CIFを有する電力制御命令に用いられる。本発明の別の実施態様において、SIB2静的結合、または、UL半静的結合が用いられて、CIFがない電力制御命令に用いられるUL CCを識別する。
DL-UL 連結の第三例は、パスロス参照に用いられる。本発明の一実施態様において、静的結合がパスロス参照に用いられる。本発明の別の実施態様において、半静的結合は、RRCシグナリングにより割り当て、または、修正され、例えば、UL半静的結合がパスロス参照に用いられる。
DL-UL連結の第四例はタイミング参照に用いられる。パスロス参照と同様に、本発明の一実施態様において、静的結合はタイミング参照に用いられる。本発明の別の実施態様において、半静的結合は、RRCシグナリングにより割り当て、または、修正され、例えば、DL、または、UL半静的結合はタイミング参照に用いられる。
CC管理も変化が必要で、特に、CCのラベリング（labeling）、または、CIFで、CCのラベリングやCIF上で、RAN1が既にマッピングを決定しているのは、UE特定で、RRCにより配置される。一実施態様において、SIB2静的結合が用いられて、UL CCのCIFを決定する。つまり、DL CCがCIF=xを有する場合、そのSIB2連結UL CCも同様にCIF=xを有する。N-to-1配置に対し、UL CCは二つ以上のCIF値を有する。キャリアアグリゲーション中、DLまたはUL CCの追加または除去がサポートされる。新しいタイプのDL-UL連結により、DL、または、UL CCが追加、または、除去される時、特定の方法がこれらの連結に応用される。
CC追加/除去に対し、全DL CCがUL PCCに連結されるので、DL半静的結合は常にクリアでなければならない。動的連結はグラント特定なので、動的連結もそのようである。しかし、SIB2静的結合とUL半静的結合は、更なる考慮が必要である。DL CCだけの増加に対し、UL半静的結合が配置上に提供される場合、CIFがないグラントの連結はクリアである。UL CCの増加に対し、そのSIB2連結のDL CCも配置されるべきことは既に同意されている。注意すべきことは、このSIB2連結のDL CCは、UL CC、または、現存のDL CCを配置することができ、現存のDL CC、または、増加したDL CCだけにより配置される。DL CCだけの除去に対し、SIB2静的結合だけがUL CCに連結される場合、UL CCも除去されるべきである。UL CCだけの除去に対し、それに連結されるあらゆるUL半静的結合が壊れる。選択的に、DL CCと壊れたUL半静的結合を別のUL CCに再連結する。上述の制限は、追加/除去後、連結が常にクリアになるのを保証する。
LTE Release-８/９とCCに互換性があると仮定する場合、UE操作に用いるシステム情報、または、SIは、常に、セル上で放送される。CC追加時に、専用のシグナリングが用いられて、必要なSIを提供することで同意される。しかし、専用のシグナリング、または、専用のSIにより提供されるSIが常に、放送型シグナリングにより提供されるSI、または、放送SIと相同であるかは未知である。それらが相同であるように強いられる場合、eNBがCCのPUCCH、または、PRACHを配置する必要がない時、UL SIは専用のSI中に含まれ、別の方法を探して、UEに使用しないように伝える。この専用のSIは専用のリソース上に提供されるので、下位互換性問題がないように見える。これにより、専用のSI中で、UL SI情報選択することが提案される。
PRACH IEに対し、存在しない場合、PRACHがUL SCC上のUEに配置されないことを暗示する。そうでなければ、PRACHリソースがUEに配置される。PUCCH IEに対し、存在しない場合、これがUL SCCであることを暗示する。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、例えば、LTE-advanced移動通信システムを例として本発明を描写しているが、本発明は、同様に、全キャリアアグリゲーションベースの移動通信システムにも応用できる。したがって、様々な変更、適合、および説明した実施形態の様々な特徴の組み合わせは、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく実施することができる。

Claims (19)

  1. 移動通信システム中のキャリアアグリゲーションの方法であって、
    無線通信ネットワーク中、ユーザー装置(UE)により、一つ以上の搬送波成分(CCs)に用いる活性化、または、失活命令を受信するステップと、
    前記命令に基づいて、前記一つ以上のCCに対応する複数の指令を得て、前記CCの現在の状態が失活され、対応する指令が活性化に用いられる場合、前記UEはCCを活性化し、前記CCの現在の状態が活性化され、対応する指令が失活に用いられる場合、前記UEは前記CCを失活させ、それ以外は、前記UEは、前記CCの現在の状態を変化させないステップと、を含み、
    前記命令は、ビットマップフォーマットを有する媒体アクセス制御(MAC)制御素子(CE)中に含まれ、各ビットは、対応するCCの活性化、または、失活指令に関連し、
    前記UEは二次CC(SCC)を活性化し、前記活性化は、
    前記UEの再チューニング時間の前に、前記SCCを活性化するステップと、
    前記SCCに関連する失活タイマーを開始するステップと、
    前記SCCに関連する電力ヘッドルーム報告(PHR)工程をトリガーするステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. さらに、
    一組の所定イベントに基づいて、二次CC(SCC)に用いられる失活タイマーを開始するステップと、
    前記失活タイマーが期限切れの時、前記SCCを失活させるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記一組の所定イベントは、少なくともひとつの二次CCが活性化される、ダウンリンク割り当てが二次CC上で受信される、アップリンクグラントが二次CC上で受信される、配置伝送が二次CC上で発生する、活性化命令が受信されることを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. さらに、
    活性化、または、失活状態に応答して、フィードバック情報を伝送するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 前記UEは二次CC(SCC)を失活させ、前記失活は、
    前記UEの再チューニング時間の前に、前記SCCを失活させる工程と、
    前記SCCに関連する失活タイマーを停止する工程と、
    前記SCCに関連する全ハイブリッドARQ(HARQ)バッファをフラッシングする工程と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 移動通信システム中のキャリアアグリゲーションの方法であって、
    無線通信ネットワーク中、ユーザー装置(UE)により、一つ以上の搬送波成分(CCs)に用いる活性化、または、失活命令を受信するステップと、
    前記命令に基づいて、前記一つ以上のCCに対応する複数の指令を得て、前記CCの現在の状態が失活され、対応する指令が活性化に用いられる場合、前記UEはCCを活性化し、前記CCの現在の状態が活性化され、対応する指令が失活に用いられる場合、前記UEは前記CCを失活させ、それ以外は、前記UEは、前記CCの現在の状態を変化させないステップと、
    無線通信ネットワーク中、ユーザー装置により、バッファ状態情報を報告するステップと、
    前記UEにより、複数の搬送波成分(CC)のパワーヘッドルーム情報を報告し、前記報告はアップリンクCCによりトリガーされ、前記パワーヘッドルーム情報は、アップリンクCCのキャリアインデックスを含む媒体アクセス制御(MAC)制御素子(CE)により報告されるステップと、を含み、
    前記命令は、ビットマップフォーマットを有する媒体アクセス制御(MAC)制御素子(CE)中に含まれ、各ビットは、対応するCCの活性化、または、失活指令に関連することを特徴とする方法。
  7. 一伝送時間間隔(TTI)内で、複数のアップリンクグラントにより、前記の全トランスポートブロック(TB)を準備後、1個のBSRだけを計算することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 複数のパディングBSRは、一伝送時間間隔(TTI)内の異なるトランスポートブロック(TBs)上に含まれることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. 複数のアップリンクCCはPHRをトリガーし、前記複数のアップリンクCCのパワーヘッドルーム情報は、単一伝送ブロック(TB)により報告されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  10. 独立した物理アップリンク制御チャネル(PUCCH)PHRと物理アップリンク共有チャネル(PUSCH)PHRは、同時に伝送されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  11. アップリンク二次CC(SCC)が活性化される時、前記報告がトリガーされることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  12. マルチキャリア無線通信ネットワーク中、ユーザー装置(UE)により、サービング基地局から、ダウンリンク(DL)、または、アップリンク(UL)グラントを受信するステップと、
    前記グラントに基づいて、ダウンリンク搬送波成分(CC)とアップリンクCC間の連結を構築し、前記グラントは、キャリアインデックス情報を含まないステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  13. 前記グラントは、特定のDL CCにより、キャリアインデックス情報を含むULグラントで、前記連結は、特定のDL CCを前記ULグラント中で定義されるUL CCに連結する動的連結で、前記動的連結は、前記ULグラントのライフサイクル内で持続することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 前記グラントはキャリアインデックス情報を含むDLグラントで、一次CC(PCC)上に半静的に配置されたPUCCH ULにより、前記UEは確認（acknowledgment）に応答し、前記連結は、前記UL PCCをDLグラント中で定義されるDL CCに連結するDL半動的連結であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  15. 前記グラントは、特定のDL CCにより、キャリアインデックス情報を含まないDLグラントで、前記UEは、一次CC(PCC)上に半静的に配置されたPUCCH ULにより、確認に応答し、前記連結は、前記UL PCCを前記特定のDL CCに連結するDL半静的結合であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  16. 前記グラントは、特定のDL CCにより、キャリアインデックス情報を含まないULグラントで、前記連結は、半静的UL CCを前記特定のDL CCに連結するUL半静的結合で、前記UL半静的結合は、前記UL CC増加時に生成され、前記UL CC除去時まで持続することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  17. 前記グラントは、特定のDL CCにより、キャリアインデックス情報を含まないULグラントで、前記連結は、複数のUL CCを前記特定のDL CCに連結するUL半静的結合であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  18. 前記グラントは、ランダムアクセス(RA)に用いられ、特定のDL CCにより、キャリアインデックス情報を含まないULグラントで、前記連結は、半静的UL CCを前記特定のDL CCに連結するUL半静的結合であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  19. 前記グラントは、CC追加、または、CC除去に用いられ、前記連結は、静的、動的、DL半静的、または、UL半静的であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
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