JP5706047B2 - 無線通信システムにおいて端末のサウンディング参照信号伝送決定方法及びそのための端末 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信に係り、特に、無線通信システムにおいて端末のサウンディング参照信号伝送決定方法及びそのための端末に関する。
次世代移動通信システムの標準であるLTE−Aシステムでは、データ転送率の向上のために、既存標準では支援されていなかったCoMP(Coordinated Multi Point)方式、MU−MIMO(Multi User−MIMO)方式を支援すると予想される。ここで、CoMPシステムとは、陰影地域にある端末及び基地局(セルまたはセクター)間の通信性能を向上させるために、2個以上の基地局或いはセルが互いに協調して端末と通信するシステムのことを指す。CoMP方式は、データ共有を用いた協調的MIMO形態のジョイントプロセシング(CoMP−JP:CoMP−Joint Processing)と協調スケジューリング/ビームフォーミング(CoMP−CS:CoMP−Coordinated Scheduling/beamforming)方式とに区別可能である。ジョイントプロセシング(CoMP−JP)方式において、端末は、CoMPを行う各基地局からデータを瞬間的に同時に受信し、各基地局から受信した信号を結合することによって受信性能を向上させることができる。これと違い、協調スケジューリング/ビームフォーミング方式(CoMP−CS)において、端末はビームフォーミングを用いてデータを瞬間的に一つの基地局から受信可能である。MU−MIMO技術は、基地局が各アンテナリソースを別々の端末に割り当てるもので、アンテナ別に高速データ転送率が得られる端末を選択してスケジューリングする方式である。このようなMU−MIMO方式は、システム処理率(system throughput)を向上させる技術である。
また、次世代LTE−Aシステムでは大量のデータ伝送が可能となるように設計している。LTE−Aシステムは、キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation、CA)(又は、搬送波併合)技術を採用し、複数個のコンポーネントキャリア(Component Carrier、CC)をアグリゲーションして伝送を実行することで、端末の伝送帯域幅を向上させ、周波数の使用効率を増加させる。LTE−Aシステムは、既存のLTE Rel−8/9で使われた単一キャリア(single carrier)を、1つではなく複数のキャリア(すなわち、マルチキャリア)を同時に束ねて使用することで、100MHzまで帯域幅を拡張可能となる。言い換えると、既存のLTELTE Rel−8/9において最大20MHzまで定義されていたキャリアをコンポーネントキャリア(或いは、要素キャリア)と再定義し、キャリアアグリゲーション技術を用いて最大5個のコンポーネントキャリア(CC)を1つの端末が使用できるようにした。
このようなCA技法が導入され、且つ複数のTA(timing advacne)グループが存在する状況においてPUSCH、PRACH、PUCCH、SRSを同時に複数のTAグループで伝送する場合に、SRSを伝送するかドロップするかを決定する方法については未だ提案されたことがない。
本発明で達成しようとする技術的課題は、無線通信システムにおいて端末のサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定方法を提供することである。
本発明で達成しようとする他の技術的課題は、無線通信システムにおいてサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定を行う端末を提供することである。
本発明が達成しようとする技術的課題は、以上に言及した事項に制限されず、言及していない別の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって考慮されるだろう。
上記の技術的課題を達成するための、無線通信システムにおける端末のサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定方法は、第1タイミングアドバンス(Timing Advance、TA)グループのセルにおけるPUCCH又はPUSCHの伝送タイミングと、第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記同一のサブフレームで、前記第1TAグループでPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)又はPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)を伝送するか、又は前記第2TAグループでSRSを伝送するかを決定すること、を含むことを特徴とする。
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合うと、前記重なるシンボルをパンクチャリングしたり又は空にし、前記第2TAグループでSRSを伝送することを決定してもよい。
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUCCHが縮小されたフォーマット(shortened format)であると、前記SRS伝送をドロップ(drop)することを決定してもよい。
前記第1TAグループのセルにおけるPUSCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUSCHがレート−マッチ(rate−match)PUSCHであると、前記SRS伝送をドロップすることを決定してもよい。
上記他の技術的課題を達成するための、無線通信システムにおいてサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定をするための端末は、第1タイミングアドバンス(Timing Advance、TA)グループのセルにおけるPUCCH又はPUSCHの伝送タイミングと第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記同一のサブフレームで、前記第1TAグループでPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)又はPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)を伝送するか、又は前記第2TAグループでSRSを伝送するかを決定するプロセッサを備えていることを特徴とする。
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記プロセッサは、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合うと、前記重なるシンボルをパンクチャリングしたり又は空にし、前記第2TAグループでSRSを伝送することを決定してもよい。
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記プロセッサは、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUCCHが縮小されたフォーマット(shortened format)であると、前記SRS伝送をドロップ(drop)することを決定してもよい。
前記第1TAグループのセルにおけるPUSCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、前記プロセッサは、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUSCHがレート−マッチ(rate−match)PUSCHであると、前記SRS伝送をドロップすることを決定してもよい。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
無線通信システムにおいて端末のサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定をする方法であって、
第1タイミングアドバンス(Timing Advance、TA)グループのセルにおけるPUCCH又はPUSCHの伝送タイミングと、第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記同一のサブフレームで、前記第1TAグループでPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)又はPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)を伝送するか、又は前記第2TAグループでSRSを伝送するかを決定すること、を含む、SRS伝送決定方法。
(項目2)
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合うと、前記重なるシンボルをパンクチャリングしたり又は空にし、前記第2TAグループでSRSを伝送することを決定する、項目1に記載のSRS伝送決定方法。
(項目3)
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUCCHが縮小されたフォーマット(shortened format)であると、前記SRS伝送をドロップ(drop)することを決定する、項目1に記載のSRS伝送決定方法。
(項目4)
前記第1TAグループのセルにおけるPUSCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUSCHがレート−マッチ(rate−match)PUSCHであると、前記SRS伝送をドロップすることを決定する、項目1に記載のSRS伝送決定方法。
(項目5)
無線通信システムにおいてサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定をするための端末であって、
第1タイミングアドバンス(Timing Advance、TA)グループのセルにおけるPUCCH又はPUSCHの伝送タイミングと第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記同一のサブフレームで、前記第1TAグループでPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)又はPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)を伝送するか、又は前記第2TAグループでSRSを伝送するかを決定するプロセッサを備えている、端末。
(項目6)
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記プロセッサは、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合うと、前記重なるシンボルをパンクチャリングしたり又は空にし、前記第2TAグループでSRSを伝送することを決定する、項目5に記載の端末。
(項目7)
前記第1TAグループのセルにおけるPUCCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記プロセッサは、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUCCHが縮小されたフォーマット(shortened format)であると、前記SRS伝送をドロップ(drop)することを決定する、項目5に記載の端末。
(項目8)
前記第1TAグループのセルにおけるPUSCH伝送タイミングと前記第2TAグループのセルにおけるSRSの伝送タイミングとが同一のサブフレーム内で重なる場合に、
前記プロセッサは、前記第1及び第2TAグループ間にタイミング差がシンボルレベルで合わないか、前記PUCCHに該当するシンボルが参照信号を含んでいるか、又は前記PUSCHがレート−マッチ(rate−match)PUSCHであると、前記SRS伝送をドロップすることを決定する、項目5に記載の端末。
本発明の様々な実施例によれば、SRSを適宜ドロップ(drop)することで、端末のパワーを效率的に運営し、結果として通信性能を向上させることが可能になる。
本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明らかに理解されるであろう。
本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれ、本発明の様々な実施例を提供し、且つ、詳細な説明と共に本発明の実施形態を説明するために用いられる、添付の図面は、下記の通りである。
図1は、無線通信システム100における基地局105及び端末110の構成を示すブロック図である。 図2Aは、無線通信システムの一例である3GPP LTEシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。 図2Bは、無線通信システムの一例である3GPP LTEシステムで用いられるタイプ2フレーム構造(frame structure type 2)を示す図である。 図3A及び図3Bは、移動通信システムの一例である3GPP LTEシステムのダウンリンク及びアップリンクサブフレームの構造を示す図である。 図3A及び図3Bは、移動通信システムの一例である3GPP LTEシステムのダウンリンク及びアップリンクサブフレームの構造を示す図である。 図4は、3GPP LTEシステムにおいてダウンリンクの時間−周波数リソース格子構造(resource grid structure)を示す図である。 図5は、3GPP LTEシステムにおける、SRSシンボルを含むアップリンクサブフレーム構成の一例を示す図である。 図6は、CA状況で2個のTAを適用した場合にSRSを伝送する方法を説明するための例示図である。
以下、本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施され得る唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項なしにも本発明の実施が可能であるということが当業者には理解される。例えば、以下の詳細な説明は、移動通信システムが3GPP LTE、LTE−Aシステムである場合を取り上げて具体的に説明するが、3GPP LTE、LTE−Aシステム特有の事項以外は、他の任意の無線通信システムにも同様の適用が可能である。
場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置が省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示されたりすることもある。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。
なお、以下の説明において、端末は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、AMS(Advanced Mobile Station)、M2M(Machine To Machine)機器などを含め、移動または固定型のユーザー端の機器を総称するとする。また、基地局は、Node B、eNode B、BS(Base Station)、AP(Access Point)などを含め、端末と通信するネットワーク端の任意のノードを総称するとする。本明細書では、基地局はセル、セクターなどを含む概念として使われてもよい。
移動通信システムにおいて、端末(User Equipment)は、基地局からダウンリンク(Downlink)で情報を受信でき、基地局にアップリンク(Uplink)で情報を送信できる。端末が送信または受信する情報には、データ及び様々な制御情報があり、端末が送信または受信する情報の種類・用途によって様々な物理チャネルが存在する。
以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)などのような様々な無線接続システムに使用可能である。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)で具現されている。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM(登録商標) Evolution)のような無線技術で具現されている。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術で具現されている。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(longterm evolution)は、E−UTRAを用いるE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、ダウンリンクでOFDMAを採用し、アップリンクでSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は、3GPP LTEの進展したバージョンである。
説明を明確するために、以下では、3GPP LTE/LTE−Aを中心にして記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。また、以下の説明で使われる特定用語は本発明の理解を助けるために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。
図1は、無線通信システム100において基地局105及び端末110の構成を示すブロック図である。
無線通信システム100を簡略に表すために一つの基地局105と一つの端末110を示しているが、無線通信システム100は、一つ以上の基地局及び/又は一つ以上の端末を含む。
図1を参照すると、基地局105は、送信(Tx)データプロセッサ115、シンボル変調器120、送信器125、送受信アンテナ130、プロセッサ180、メモリー185、受信器190、シンボル復調器195、受信データプロセッサ197を備えている。そして、端末110は、送信(Tx)データプロセッサ165、シンボル変調器175、送信器175、送受信アンテナ135、プロセッサ155、メモリー160、受信器140、シンボル復調器155、受信データプロセッサ150を備えている。送受信アンテナ130,135がそれぞれ基地局105及び端末110において1個のみ示されているが、基地局105及び端末110は複数個の送受信アンテナを備えている。したがって、本発明に係る基地局105及び端末110は、MIMO(Multiple Input Multiple Output)システムを支援する。また、本発明に係る基地局105は、SU−MIMO(Single User−MIMO)も、MU−MIMO(Multi User−MIMO)方式も支援可能である。
ダウンリンク上で、送信データプロセッサ115は、トラフィックデータを受信し、受信したトラフィックデータをフォーマットしてコーディングし、コーディングされたトラフィックデータをインタリービングし変調して(又は、シンボルマッピングして)変調シンボル(「データシンボル」)を提供する。シンボル変調器120は、これらのデータシンボルとパイロットシンボルを受信及び処理し、これらシンボルのストリームを提供する。
シンボル変調器120は、データ及びパイロットシンボルを多重化し、それを送信器125に伝送する。この時、それぞれの送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、又はゼロの信号値であってもよい。それぞれのシンボル周期において、パイロットシンボルが連続して送信されてもよい。パイロットシンボルは、周波数分割多重化(FDM)、直交周波数分割多重化(OFDM)、時分割多重化(TDM)、又はコード分割多重化(CDM)シンボルであってよい。
送信器125は、シンボルのストリームを受信してそれを一つ以上のアナログ信号に変換し、また、このアナログ信号をさらに調節し(例えば、増幅、フィルタリング、及び周波数アップコンバーティング(upconverting)し)、無線チャネルによる送信に適したダウンリンク信号を発生させる。すると、送信アンテナ130は、発生したダウンリンク信号を端末に伝送する。
端末110の構成において、受信アンテナ135は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、受信した信号を受信器140に提供する。受信器140は、受信した信号を調整し(例えば、フィルタリング、増幅、及び周波数ダウンコンバーティング(downconverting)し)、調整された信号をデジタル化してサンプルを獲得する。シンボル復調器145は、受信したパイロットシンボルを復調し、これをチャネル推定のためにプロセッサ155に提供する。
また、シンボル復調器145は、プロセッサ155からダウンリンクに対する周波数応答推定値を受信し、受信したデータシンボルにデータ復調を行うことで(送信したデータシンボルの推定値である)データシンボル推定値を獲得し、データシンボル推定値を受信(Rx)データプロセッサ150に提供する。受信データプロセッサ150は、データシンボル推定値を復調(すなわち、シンボルデ−マッピング(demapping))し、デインタリービング(deinterleaving)し、デコーディングすることで、伝送されたトラフィックデータを復旧する。
シンボル復調器145及び受信データプロセッサ150による処理はそれぞれ、基地局105におけるシンボル変調器120及び送信データプロセッサ115による処理に相補的である。
端末110は、アップリンク上で、送信データプロセッサ165がトラフィックデータを処理してデータシンボルを提供する。シンボル変調器170は、データシンボルを受信して多重化し変調を行って、シンボルのストリームを送信器175に提供する。送信器175は、シンボルのストリームを受信及び処理してアップリンク信号を生成する。そして、送信アンテナ135は、生成されたアップリンク信号を基地局105に伝送する。
基地局105において、端末110からアップリンク信号が受信アンテナ130を介して受信され、受信器190は、受信したアップリンク信号を処理してサンプルを獲得する。続いて、シンボル復調器195はこれらのサンプルを処理し、アップリンクで受信したパイロットシンボル及びデータシンボル推定値を提供する。受信データプロセッサ197は、データシンボル推定値を処理することで、端末110から伝送されたトラフィックデータを復旧する。
端末110及び基地局105のそれぞれのプロセッサ155,180はそれぞれ、端末110及び基地局105における動作を指示(例えば、制御、調整、管理など)する。それぞれのプロセッサ155,180は、プログラムコード及びデータを保存するメモリーユニット160,185に接続可能である。メモリー160,185は、プロセッサ180に接続してオペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル(general files)を保存する。
プロセッサ155,180は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ばれてもよい。一方、プロセッサ155,180は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はこれらの結合により具現可能である。ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を行うように構成されたASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)などがプロセッサ155,180に備えられるとよい。
一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明の機能又は動作を行うモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアが構成されるとよく、本発明を実行できるように構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ155,180内に備えられてもよく、メモリー160,185に保存されてプロセッサ155,180により駆動されてもよい。
端末及び基地局と無線通信システム(ネットワーク)との無線インタフェースプロトコルのレイヤーは、通信システムで周知であるOSI(open system interconnection)モデルにおける下位の3レイヤーに基づき、第1レイヤー(L1)、第2レイヤー(L2)及び第3レイヤー(L3)に分類可能である。物理レイヤーは第1レイヤーに属し、物理チャネルを介して情報伝送サービスを提供する。RRC(Radio Resource Control)レイヤーは、第3レイヤーに属し、UE及びネットワーク間の制御無線リソースを提供する。端末、基地局は無線通信ネットワークとRRCレイヤーを介してRRCメッセージを交換できる。
図2Aは、無線通信システムの一例である3GPP LTEシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。
図2Aを参照すると、1個の無線フレーム(radio frame)は10ms(327200Ts)の長さを有し、10個の均等なサイズのサブフレーム(subframe)で構成されている。それぞれのサブフレームは、1msの長さを有し、2個のスロット(slot)で構成されている。それぞれのスロットは、0.5ms(15360Ts)の長さを有する。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10−8(約33ns)で表示される。スロットは、時間領域で複数のOFDMシンボル又はSC−FDMAシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロック(Resource Block)を含む。
LTEシステムにおいて1個のリソースブロック(Resource Block、RB)は、12個の副搬送波×7(6)個のOFDMシンボル又はSC−FDMA(Single Carrier−Frequency Division Multiple Access)シンボルを含む。データの伝送される単位時間であるTTI(Transmission Time Interval)は、1つ以上のサブフレーム単位に定められるとよい。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるOFDMシンボル又はSC−FDMAシンボルの数は様々に変更されてもよい。
図2Bは、無線通信システムの一例である3GPP LTEシステムで用いられるタイプ2フレーム構造(frame structure type 2)を示す図である。
図2Bを参照すると、タイプ2フレーム構造はTDDに適用される。図2Aと同様に、1個の無線フレーム(radio frame)は、10ms(327200Ts)の長さを有し、10個の均等なサイズのサブフレーム(subframe)で構成されている。それぞれのサブフレームは、1msの長さを有し、2個のスロット(slot)で構成されている。それぞれのスロットは、0.5ms(15360Ts)の長さを有する。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10−8(約33ns)で表示される。
各ハーフフレームは5個のサブフレームを含んでおり、「D」で表示されたサブフレームはダウンリンク伝送のためのサブフレームであり、「U」で表示されたサブフレームはアップリンク伝送のためのサブフレームであり、「S」で表示されたサブフレームは、DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、保護区間(Guard Period、GP)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)で構成される特別サブフレームである。DwPTSは、端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末の上り伝送同期を合わせるのに用いられる。保護区間は、アップリンク及びダウンリンク間でダウンリンク信号の多重経路遅延によりアップリンクで生じる干渉を除去するための区間である。
5msダウンリンク−アップリンクスイッチ−ポイント周期である場合に、特別サブフレーム(S)はハーフ−フレームごとに存在し、5msダウンリンク−アップリンクスイッチ−ポイント周期である場合には、最初のハーフ−フレームにのみ存在する。サブフレームインデックス0及び5(subframe 0 and 5)、及びDwPTSは、ダウンリンク伝送のみのための区間である。UpPTS、及び特別サブフレーム直後のサブフレームは、常にアップリンク伝送のための区間である。マルチ−セルが束ねられた(aggregated)場合に、端末は全セルにわたって同一のアップリンク−ダウンリンク構成であると仮定すればよく、互いに異なるセルでの特別サブフレームの保護区間は少なくとも1456Tsオーバーラップされる。無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるシンボルの数は様々に変更されてもよい。
下記の表1は、特別フレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を示すものである。
下記の表2は、アップリンク−ダウンリンク構成を示すものである。
表2を参照すると、3GPP LTEシステムではタイプ2フレーム構造について7種類のアップリンク−ダウンリンク構成(configuration)がある。各構成別にダウンリンクサブフレーム、特別フレーム、アップリンクサブフレームの位置又は個数が異なっている。以下では、表2に表したタイプ2フレーム構造のアップリンク−ダウンリンク構成(configuration)に基づいて本発明の様々な実施例を説明する。
図3A及び図3Bは、移動通信システムの一例である3GPP LTEシステムのダウンリンク及びアップリンクサブフレームの構造を示す図である。
図3Aを参照すると、1個のダウンリンクサブフレームは時間領域において2個のスロットを含んでいる。ダウンリンクサブフレーム内の一番目のスロットにおける先頭の最大3 OFDMシンボルが、制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)であり、残りのOFDMシンボルはPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)が割り当てられるデータ領域になる。
3GPP LTEシステムなどで使用されるダウンリンク制御チャネルには、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PHICH(Physical Hybrid−ARQ Indicator Channel)などがある。サブフレームの最初のOFDMシンボルで伝送されるPCFICHは、サブフレーム内で制御チャネルの伝送に使用されるOFDMシンボルの数(すなわち、制御領域のサイズ)に関する情報を運ぶ。PDCCHで伝送される制御情報をダウンリンク制御情報(Downlink Control Information、DCI)という。DCIは、アップリンクリソース割当情報、ダウンリンクリソース割当情報、及び任意の端末グループに関するアップリンク伝送パワー制御命令などを指す。PHICHは、アップリンクHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)に対するACK(Acknowledgement)/NACK(Negative Acknowledgement)信号を運ぶ。すなわち、端末が伝送したアップリンクデータに対するACK/NACK信号はPHICH上で伝送される。
次に、ダウンリンク物理チャネルであるPDCCHについて説明する。
基地局は、PDCCHを用いて、PDSCHのリソース割当及び伝送フォーマット(「DL grant」ともいう)、PUSCHのリソース割当情報(「UL grant」ともいう)、任意の端末、グループ内の個別端末に対する伝送パワー制御(Transmit Power Control、TPC)命令の集合及びVoIP(Voice over Internet Protocol)の活性化などを伝送できる。基地局は複数のPDCCHを制御領域内で伝送でき、端末は複数のPDCCHをモニタリングできる。PDCCHは、1つ又は複数の連続したCCE(Control Channel Elements)の集合(aggregation)で構成される。基地局は、1つ又は複数の連続したCCEの集合で構成されたPDCCHを、サブブロックインタリービング(subblock interleaving)を経て制御領域で伝送可能である。CCEは、無線チャネルの状態に応じた符号化率をPDCCHに提供するために用いられる論理的割当単位である。CCEは、複数のリソース要素グループ(resource element group)に対応する。CCEの数とCCEにより提供される符号化率との関係によってPDCCHのフォーマット及び可能なPDCCHのビット数が決定される。
基地局がPDCCHで伝送する制御情報をダウンリンク制御情報(downlink control information、DCI)という。基地局は、PDCCHで伝送する制御情報を、下記の表3のようなDCIフォーマットに従って伝送すればよい。
表3を参照すると、DCIフォーマット0は、アップリンクリソース割当情報を指示し、DCIフォーマット1〜2は、ダウンリンクリソース割当情報を指示し、DCIフォーマット3、3Aは、任意の端末グループに対するアップリンク伝送電力制御(Transmit Power Control、TPC)命令を指示する。DCIフォーマット3/3Aは複数の端末に対するTPC命令を含む。DCIフォーマット3/3Aについて、基地局はCRCにTPC−IDをマスキングする。TPC−IDは、端末がTPC命令(command)を運ぶPDCCHをモニタリングするためにデマスキング(demasking)する識別子である。TPC−IDは、PDCCH上でTPC命令が伝送されるか否かを確認するために端末がPDCCHのデコーディングに使用する識別子といえる。TPC−IDは、既存の識別子であるC−RNTI(Cell−Radio Network Temporary Identifier)、PI−RNTI(Paging Indication−Radio Network Temporary Identifier)、SC−RNTI(System Change−Radio Network Temporary Identifier)、RA−RNTI(Random Access Radio Network Temporary Identifier)を再使用して定義してもよく、又は新しい識別子で定義してもよい。TPC−IDは、セル内の特定集合の端末のための識別子である点で、特定端末のための識別子であるC−RNTIと異なり、セル内の全ての端末のための識別子であるPI−RNTI、SC−RNTI及びRA−RNTIとも異なる。DCIがN個の端末のためのTPC命令を含む場合に、N個の端末のみがTPC命令を受信すればいいわけである。もし、セル内の全ての端末に対するTPC命令がDCIに含まれているなら、TPC−IDはセル内の全ての端末のための識別子となる。
端末は、サブフレーム内の検索空間(search space)でPDCCH候補(candidate)の集合をモニタリングしてTPC−IDを探す。この時、TPC−IDは共用検索空間で探してもよく、端末特定(UE sepcific)検索空間で探してもよい。共用検索空間は、セル内の全ての端末が検索する検索空間であり、端末特定検索空間は、特定端末が検索する検索空間である。もし、該当するPDCCH候補に対してTPC−IDをデマスキングしてCRCエラーが検出されないと、端末はPDCCH上のTPC命令が受信できる。
多数のTPC命令のみを運ぶPDCCHのための識別子、TPC−IDを定義する。端末は、TPC−IDが検出されると、該当するPDCCH上のTPC命令を受信する。該TPC命令は、アップリンクチャネルの伝送電力を調節するのに使われる。これにより、誤ったパワー制御による基地局への伝送失敗や他の端末への干渉を防止することができる。
以下では、LTEシステムなどにおいて基地局がPDCCHを伝送のためにリソースをマッピングする方案について簡単に説明する。
一般に、基地局はPDCCHを介してスケジューリング割当情報及び他の制御情報を伝送できる。物理制御チャネルは、1つの集合(aggregation)又は複数個の連続制御チャネル要素(CCE:Control Channel Element)で伝送される。1個のCCEは9個のリソース要素グループ(Resource Elemen tGroup、REG)を含む。PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel)又はPHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Chanel)に割り当てられなかったRBGの個数はNREGである。システムで利用可能なCCEは0〜NCCE−1である(ここで、
である。)。PDCCHは、下記の表4に表すように、多重フォーマットを支援する。n個の連続CCEで構成された1つのPDCCHはi mod n=0を行うCCEから始まる(ここで、iはCCE番号である)。多重PDCCHは1つのサブフレームで伝送可能である。
表4を参照すると、基地局は制御情報などをいくつの領域で送るかによってPDCCHフォーマットを決定できる。端末はCCE単位で制御情報などを読むことで、オーバーヘッドを減らすことができる。
図3Bを参照すると、アップリンクサブフレームは周波数領域において制御領域とデータ領域とに区分可能である。制御領域は、アップリンク制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)に割り当てられる。データ領域は、ユーザーデータを運ぶためのPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)に割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、一つの端末はPUCCH及びPUSCHを同時に伝送しない。一つの端末のためのPUCCHは一つのサブフレームにおいてRBペアで割り当てられる。RBペアに属するRBはそれぞれ、2個のスロットで互いに異なる副搬送波を占めている。PUCCHに割り当てられたRBペアはスロット境界(slot boundary)で周波数ホッピングする。
図4は、3GPP LTEシステムにおいてダウンリンクの時間−周波数リソース格子構造(resource grid structure)を示す図である。
各スロットで伝送されるダウンリンク信号は、
個の副搬送波(subcarrier)と
個のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルで構成されるリソース格子(resource grid)構造を用いる。ここで、
はダウンリンクでのリソースブロック(RB:Resource Block)の個数を表し、
は1つのRBを構成する副搬送波の個数を表し、
は一つのダウンリンクスロットでのOFDMシンボルの個数を表す。
のサイズは、セル内で構成されたダウンリンク伝送帯域幅に依存し、
を満たさなければならない。ここで、
は、無線通信システムが支援する最小のダウンリンク帯域幅であり、
は、無線通信システムが支援する最大のダウンリンク帯域幅である。
でよいが、これに限定されるものではない。1つのスロット内に含まれたOFDMシンボルの個数はサイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)の長さ及び副搬送波の間隔によって異なることがある。多重アンテナ伝送の場合、1つのアンテナポート当たり1つのリソース格子を定義可能である。
各アンテナポートに対するリソース格子内の各要素はリソース要素(RE:Resource Element)と呼ばれ、スロット内のインデックス対(k,l)によりそれぞれ識別される。ここで、kは周波数領域でのインデックスであり、lは時間領域でのインデックスであり、kは0,…,
のいずれか一つの値を有し、lは0,…,
のいずれか一つの値を有する。
図4に示したリソースブロックは、ある物理チャネルとリソース要素とのマッピング(mapping)関係を説明するために用いられる。RBは、物理リソースブロック(PRB:Physical Resource Block)と仮想リソースブロック(VRB:Virtual Resource Block)とに分けられる。1つのPRBは、時間領域の
個の連続したOFDMシンボルと周波数領域の
個の連続した副搬送波で定義される。ここで、
はあらかじめ決定された値でよい。例えば、
は、下記の表5のように与えられることがある。したがって、1つのPRBは、
個のリソース要素で構成される。1つのPRBは、時間領域では1つのスロットに対応し、周波数領域では180kHzに対応するが、これに限定されるものではない。
PRBは、周波数領域で0から
までの値を有する。周波数領域でのPRBナンバー(number)nPRBと1つのスロット内でのリソース要素(k,l)との関係は、
を満たす。
VRBのサイズはPRBのサイズと同一である。VRBは、ローカル型VRB(Localized VRB、LVRB)と分散型VRB(Distributed VRB、DVRB)とに区別可能である。各タイプのVRBに対して、1つのサブフレーム内の2つのスロットにある一対のVRBは、単一のVRBナンバーnVRBが共に割り当てられる。
VRBはPRBと同一のサイズを有することができる。2タイプのVRBが定義されるが、一つはローカル型VRB(Localized VRB、LVRB)であり、もう一つは分散型VRB(Distributed VRB、DVRB)である。各タイプのVRBに対して、一対(pair)のVRBが単一のVRBインデックス(以下、VRBナンバー(number)ともいう)を持って1個のサブフレームの2個のスロットにわたって割り当てられる。言い換えると、1つのサブフレームを構成する2個のスロットのうち、第1スロットに属する
個のVRBにはそれぞれ
のいずれか一つのインデックス(Index)が割り当てられ、第2スロットに属する
個のVRBにも同様に、それぞれ
のいずれか一つのインデックスが割り当てられる。
以下では、LTEシステムで基地局が端末にPDCCHを伝送する過程を説明する。
基地局は、端末に伝送するDCI(Downlink Control Information)によってPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付加する。CRCにはPDCCHの所有者(owner)や用途によって固有の識別子(これをRNTI(Radio Network Temporary Identifier)という)がマスキングされる。特定端末のためのPDCCHであれば、端末の固有識別子、例えばC−RNTI(Cell−RNTI)がCRCにマスキングされるとよい。又は、ページングメッセージのためのPDCCHであれば、ページング指示識別子、例えばP−RNTI(Paging−RNTI)がCRCにマスキングされてもよい。システム情報のためのPDCCHであれば、システム情報識別子SI−RNTI(system information−RNTI)がCRCにマスキングされてもよい。端末のランダムアクセスプリアンブルの伝送に対する応答であるランダムアクセス応答を指示するためにRA−RNTI(Random Access−RNTI)がCRCにマスキングされてもよい。下記の表6は、PDCCHにマスキングされる識別子の例を表すものである。
C−RNTIが使用されると、PDCCHはそれぞれ、該当する特定端末のための制御情報を搬送し、他のRNTIが使用されると、PDCCHはそれぞれ、セル内の全ての又は複数の端末が受信する共用制御情報を搬送する。基地局は、CRCの付加されたDCIにチャネルコーディングを行って符号化されたデータ(coded data)を生成する。そして、基地局は、PDCCHフォーマットに割り当てられたCCEの数に従うレートマッチング(rate matching)を行う。その後、基地局は、符号化されたデータを変調して変調シンボルを生成する。そして、基地局は変調シンボルを物理的なリソース要素にマッピングする。
キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation)
3GPP(3rd Generation Partnership Project)は、LTEシステムの次世代無線通信システムをLTE−A(Long Term Evolution−Advanced)システムと命名し、高速・大量のデータ伝送が可能となるように設計している。LTE−Aシステムは、キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation、CA)(或いは、搬送波併合)技術を採用している。すなわち、複数個のコンポーネントキャリア(Component Carrier、CC)をアグリゲーションして伝送を実行することで、端末の伝送帯域幅を向上させ、周波数の使用効率を増加させる。LTE−Aシステムは、既存のLTE Rel−8/9で使用された単一キャリア(single carrier)を1つではなく複数のキャリア(すなわち、マルチキャリア)を同時に束ねて使用することで、100MHzまで帯域幅を拡張可能となる。言い換えると、既存のLTE Rel−8/9で最大20MHzまで定義されたキャリアをコンポーネントキャリア(或いは、要素キャリア)と再定義し、キャリアアグリゲーション技術を用いて最大5個までのコンポーネントキャリア(CC)を一つの端末が使用できるようにした。
現在のキャリアアグリゲーション(或いは、搬送波併合)技術は主として、下記のような特徴を有する。
(1)連続のコンポーネントキャリア(contiguous component carrier)のアグリゲーションも支援し、不連続のコンポーネントキャリア(non−contiguous component carrier)のアグリゲーションも支援する。
(2)アップリンクとダウンリンクのキャリアアグリゲーション個数は互いに異なってもよいが、もし以前システムとの互換が必要な場合には、アップリンクとダウンリンクとが同一の数量のコンポーネントキャリアを構成できる。
(3)アップリンク/ダウンリンクに対して互いに異なった数量のコンポーネントキャリアを構成することで、互いに異なった伝送帯域幅が獲得できる。
(4)端末に対して、それぞれのコンポーネントキャリア(CC)は一つの伝送ブロック(transport block)を独自で伝送し、独立したハイブリッド自動再送要求(Hybrid Automatic Repeat reQuest、HARQ)メカニズムを具備する。
1つのキャリアを使用する既存のLTEシステムとは違い、複数個のコンポーネントキャリア(CC)を使用するキャリアアグリゲーションでは、コンポーネントキャリアを效果的に管理する方法が必要である。コンポーネントキャリアを效率的に管理するには、コンポーネントキャリアを役割と特徴によって分類すればよい。コンポーネントキャリアは、プライマリコンポーネントキャリア(Primary Component Carrier、PCC)とセカンダリコンポーネントキャリア(Secondary Component Carrier、SCC)とに分類可能である。プライマリコンポーネントキャリア(PCC)は、複数のコンポーネントキャリアの使用時においてコンポーネントキャリアの管理の中心となるコンポーネントキャリアで、各端末に対して一つずつ定義されている。このようなプライマリコンポーネントキャリア(PCC)は、プライマリセル(Primary cell、Pcell)などと呼ばれてもよい。
そして、1つのプライマリコンポーネントキャリア(PCC)以外の、残りコンポーネントキャリアはセカンダリコンポーネントキャリア(SCC)と定義される。セカンダリコンポーネントキャリア(SCC)はセカンダリセル(Secondary cell、Scell)などと呼ばれてもよい。プライマリコンポーネントキャリアは、束ねられている全体コンポーネントキャリアを管理する核心キャリアの役割を担当でき、残りのセカンダリコンポーネントキャリアは、高い伝送率を提供するための追加的な周波数リソースの提供といった役割を担当できる。例えば、基地局と端末とのシグナリングのための接続(RRC)はプライマリコンポーネントキャリアで行われるとよい。保安と上位層のための情報提供も、プライマリコンポーネントキャリアで行われてもよい。実際に、1つのコンポーネントキャリアのみ存在する場合には、該コンポーネントキャリアは、プライマリコンポーネントキャリアになるはずであり、既存のLTEシステムのキャリアと同一の役割を担当することになる。
キャリアアグリゲーションにおいてダウンリンクリソースはDL CC(Component Carrier)、アップリンクリソースはUL CCと定義可能である。また、ダウンリンクリソース及びアップリンクリソースの組み合わせをセル(cell)と称してもよい。ただし、DL CCとUL CCが非対称に構成される場合には、セルがDL CC(又はUL CC)のみを指すこともある。例えば、特定端末に一つのサービングセルが構成された(configured serving cell)場合に、1 DL CCと1 UL CCを有するようになる。しかし、特定端末に2つ以上のサービングセルが設定される場合に、該端末はセルの個数分のDL CCを有し、UL CCの個数はDL CCの個数と等しいか小さくなる。又は、特定端末に複数のサービングセルが設定される場合に、DL CCの数よりもUL CCが多いCA環境が支援されることもある。
ダウンリンクリソースの搬送波周波数(セルの中心周波数)とアップリンクリソースの搬送波周波数間の連係(linkage)は、ダウンリンクリソース上で伝送されるシステム情報(SI)によって指示(indicate)されるとよい。例えば、SIB2(System Information Block Type2)によって定義される連係(linkage)によってDLリソースとULリソースの組み合わせ(combination)が構成可能である。
このような定義によれば、キャリアアグリゲーション(CA)は、搬送波周波数が互いに異なる2以上のセルの併合ということができる。すなわち、特定端末に搬送波周波数が互いに異なる2個以上のサービングセルが設定される場合をCA環境といえよう。CAを支援する端末に対して、一つ以上のScell(Secondary cell)がPcell(Primary Cell)と共に束ねられて使用されることで、増加した帯域幅を支援可能となる。
ここで、サービングセルはPcell又はScellとなる。RRC接続が設定された(RRC_CONNECTED)端末がCAを支援できない場合には、Pcellを含む一つのサービングセルのみが存在するようになる。又、RRC_CONNECTED端末がCAを支援する場合には、サービングセルという用語が、Pcell及びScellを含む一つ以上のセルの集合(set)を指すようになる。
Pcellは、CA環境において設定されたサービングセルのうち、制御関連通信の中心となるセルである。例えば、端末が初期接続確立手順(initial connection establishment procedure)、接続再確立手順(connection re−establishment procedure)又はハンドオーバー手順において指示又は利用されたセルがPcellとなる。端末は自身のPcellで重要な制御情報(例えば、PUCCH)を受信でき、また、端末はシステム情報獲得及び変更に対するモニタリング手順をPcellでのみ行うことができる。しかし、場合によっては、端末はScellで制御情報などを受信することもある。CAを支援する端末に対して、基地局は、mobilityControlInfoを含むRRCConnectionReconfigurationメッセージを用いるハンドオーバー手順を用いてのみPcellが変更できる。
次に、Scellは、CA環境において設定されたサービングセルのうち、Pcell以外の残りのセルを意味する。ScellではPUCCHが存在しない。SCellを追加するとき、基地局は、CAを支援する端末に専用シグナリングを用いてRRC_CONNECTED状態の該当セルでの動作に関連した全てのシステム情報を提供すればよい。Scellに対して、システム情報の変更は、一つのRRCConnectionReconfigurationメッセージを用いた該当Scellの解除(release)及び追加(addition)によって行われればよい。基地局は該当Scellでブロードキャストメッセージに含まれたパラメータと異なるパラメータを有する専用シグナリングを端末に伝送すればよい。初期保安活性化手順(initial security activation procedure)の後に、基地局はPcell(接続確立手順の間にサービングセルとして設定されるセル)に追加的に一つ以上のScellを端末に設定可能である。Pcellは、保安入力及び上位層システム情報を提供するのに利用され、Scellは追加的なダウンリンクリソースを提供し、必要時にはアップリンクリソースを提供するのに利用されるとよい。基地局は、mobilityControlInfoを含んでいるか又は含んでいないRRCConnectionReconfigurationメッセージを用いたRRC接続再設定手順によりScellを独立して追加、除去又は修正可能である。
要するに、キャリアアグリゲーションにおいて多重搬送波はPcellとScellとに区別され、これは、端末−特定パラメータ(UE−specific parameter)である。特定端末は、一つ以上の設定されたサービングセルを有することがあり、複数の設定されたサービングセルが存在する場合に、複数のセルのいずれか一セルはPcellとなり、残りセルはScellとなる。ここで、Pcellは、セルインデックス(例えば、ServCellIndex)の中で最も低いインデックスを有するセルに設定されるとよい。また、TDDの場合に、端末が複数の設定されたサービングセルを有するとき、特定DLサブフレームで伝送されるPDSCHに対するACK/NACKがどのULサブフレームで伝送されるかを定義するUL−DL設定(UL−DL configuration)は、全てのセルで同一であってよい。
また、端末は、一つ以上のCCから測定(measurement)されたCSI(Channel State Information)(CQI、RI、PMIなどを総称する)、HARQ ACK/NACKなどのアップリンク制御情報を、あらかじめ定められた一つのCCで基地局へ伝送可能である。例えば、端末は、Pcell DL CCとScell(s) DL CCから受信した、複数のACK/NACK情報を集めて(例えば、ACK/NACK多重(multiplexing)又はACK/NACKバンドリング(bundling)などして)、Pcell内のUL CCで一つのPUCCHを用いて伝送してもよい。
図5は、3GPP LTEシステムにおける、SRSシンボルを含むアップリンクサブフレーム構成の一例を示す図である。
図5を参照すると、サウンディング参照信号(Sounding Reference Signal:SRS)は、一つのサブフレームにおいて時間軸上で最後に位置するSC−FDMAシンボルで伝送される。同一のサブフレームの最後のSC−FDMAで伝送される複数の端末のSRSは、周波数位置/シーケンスによって区別すればよい。サウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)は、アップリンクデータ及び/又は制御情報の伝送と関連がなく、主に、アップリンク上で周波数−選択的スケジューリングが可能なようにチャネル品質を評価するのに用いられる。しかし、SRSは、最近にスケジューリングされなかった端末に対しては、様々な機能を提供したり、電力制御を向上させるなどの別の目的で使用されることもある。SRSは、アップリンクチャネル測定に用いられる参照信号で、各端末が基地局に伝送するパイロット信号である。このSRSを用いて、基地局は、各端末から基地局までのチャネル状態を推定する。SRSを伝送するチャネルは、各端末状態によって各端末こどに異なった伝送帯域幅及び伝送周期を有してもよい。チャネル推定結果に基づき、基地局は毎サブフレームごとにどの端末のデータチャネルをスケジューリングするかが決定できる。
無線チャネルはアップリンク及びダウンリンク間に相互的関係(reciprocal)にあるという仮定の下に、SRSはダウンリンクチャネル品質を推定するのに使用可能である。このような仮定は、アップリンクとダウンリンクが同一の周波数領域を共有する一方で、時間領域では分離された時間分割複信(Time Division Duplex、TDD)システムにおいて有効である。セル内の端末によりSRSが伝送されるサブフレームは、セル−特定(cell−specific)放送シグナリングにより指示されるとよい。4ビットサイズのセル−特定「srssubframeConfiguration」パラメータが、各無線フレーム内でSRSを伝送可能な15個の可能なサブフレームセットを指示する。このような構成は、SRSオーバーヘッドを調整する上で柔軟性を提供する。図9に示すように、端末は、構成されたサブフレームにおいて最後のSC−FDMAシンボルでSRSを伝送可能である。
したがって、SRSとデータ復調用参照信号(DeModulation−Reference Signal、DM−RS)とはサブフレームで別々のSC−FDMAシンボルに位置することになる。同一のサブフレームの最後のSC−FDMAで伝送される複数の端末のサウンディング参照信号は、周波数位置によって区別可能である。端末のPUSCHデータは、SRSのために設計されたSC−FDMAシンボルでは伝送されず、最悪な場合は、毎サブフレームごとにSRSシンボルを有することから、7%のサウンディングオーバーヘッドが発生してしまう。
SRSは、CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)シーケンスなどにより生成され、複数の端末から伝送されたサウンディング参照信号は、下記の式1による互いに異なる巡回シフト(cyclic shift)値(α)を有するCAZACシーケンス
である。ここで、
は、SRSシーケンスである。
ここで、
は、上位層によって各端末に設定される値で、0〜7のいずれか一つの整数値を有する。一つのCAZACシーケンスから巡回シフトにより発生したCAZACシーケンスはそれぞれ、自身と異なる巡回シフト値を有するシーケンスと零の相関値(zero−correlation)を有する特性がある。このような特性から、同一の周波数領域におけるSRSをCAZACシーケンス巡回シフト値によって区別可能となる。各端末のSRSは、基地局で設定するパラメータによって周波数上に割り当てられる。端末は、アップリンクデータ伝送帯域幅全体を通じてSRSを伝送できるように、サウンディング参照信号の周波数ホッピング(hopping)を行う。
前述したように、3GPP LTE Release 8/9システムでは端末のSRS伝送に周期的SRS伝送のみが支援され、この周期的SRSから、基地局は各端末のアップリンクチャネル品質を推定できる。この時、基地局が推定したチャネルは、周波数依存スケジューリング(frequency dependent scheduling)、リンクレベル適応(link level adaptation)、タイミング推定(timing estimation)、及びアップリンク電力制御(UL power control)などの機能のために使用される。基地局は、SRSアップリンク構成(configuration)をSRSパラメータを用いて端末−特定(UE−specific)に又はセル−特定(Cell−specific)に上位層シグナリング(例えば、RRCシグナリング)なとで各端末に伝送可能である。基地局は端末に、下記の表7のように、SRSアップリンク構成情報をSRSアップリンク構成情報要素(Information Element)メッセージのタイプで知らせるとよい。
下記の表8は、上記表7でSoundingRS−UL−Configinformationelementメッセージタイプに含まれたSRS構成パラメータを示すものである。
表7及び表8を参照すると、基地局が端末に知らせるSRS構成情報(SRS configuration information)は、SRS構成パラメータとして、srsBandwidthConfigurationパラメータ、srsSubframeConfigurationパラメータ、srsBandwidthパラメータ、frequencyDomainPositionパラメータ、srsHoppingBandwidthパラメータ、durationパラメータ、srsConfigurationIndexパラメータ、transmissionCombパラメータを含んでいる。srsBandwidthConfigurationパラメータは、セルでの最大SRS帯域幅情報を表し、srsSubframeConfigurationパラメータは、セルで端末がSRSを伝送するサブフレームセット情報を表す。基地局は、srsSubframeConfigurationパラメータを端末にセル−特定(cell−specific)シグナリングで知らせるとよい。表7に示すように、基地局はsrsSubframeConfigurationパラメータを4ビットサイズ(sc0、sc1、sc2、sc3、sc4、sc5、sc6、sc7、sc8、sc9、sc10、sc11、sc12、sc13、sc14、sc15を指示)で端末にシグナリングできる。srsBandwidthパラメータは端末のSRS伝送帯域幅を表し、frequencyDomainPositionパラメータは周波数領域の位置を表し、SrsHoppingBandwidthパラメータはSRS周波数ホッピングサイズを表し、durationパラメータは、一回のSRS伝送か或いは周期的SRS伝送かを表し、srsConfigurationIndexパラメータは、SRSの周期性(Periodicity)及びサブフレームオフセット(例えば、フレームの最初のサブフレームから最初のSRSが伝送されるサブフレームまでの時間単位を表す)を指示し、transmissionCombパラメータは、伝送combオフセットを表す。
基地局は、srsBandwidthConfigurationパラメータ及びsrsSubframeConfigurationパラメータをセル−特定シグナリングで端末に知らせるとよく、一方、srsBandwidthパラメータ、frequencyDomainPositionパラメータ、srsHoppingBandwidthパラメータ、durationパラメータ、srsConfigurationIndexパラメータ、transmissionCombパラメータを端末別に特定して端末−特定(UE−specific)シグナリングで知らせるとよい。
3GPP LTE Release10システムは、既存のシステムに比べてより適応的な(adaptive)アップリンクチャネル品質推定及び効率的なSRSリソース使用のために非周期的(aperiodic)SRS伝送を支援する。非周期的SRS伝送のトリガリング(triggering)方法については現在も議論中であり、一例として、基地局がPDCCH内のDL/UL grantによってトリガリングすることがある。すなわち、基地局が端末の非周期的SRS伝送をトリガリングする非周期的SRS伝送トリガリング指示子をDL grant又はUL grantを用いて伝送したり、又は新しいメッセージフォーマットを定義して伝送したりする。
LTE−Aシステムで導入したCAは、イントラバンド(Intra band)内でのみ或いはインターバンド(Interband)のコンポーネントキャリア(component carrier)の組み合わせで構成可能である。従来ではCA構成に関わらずアップリンク(UL)タイミングアドバンス(timing advance、TA)は一つに設定されていた。しかし、インターバンド(interband)間の周波数特性の違いから、一つに設定して使用することが難しい場合もある。また、これを反映して多重(multiple)TAグループ(group)形態が支援される場合には、多重プライマリセル(multiple Primary cell(Pcell))も可能になるだろう。
従来では3GPP LTEシステムでのセル(cell)が任意の伝送周波数キャリア又はFA(Frequency allocation)単位で設定されるのに対し、LTE−Aシステムでは、任意の基地局内での伝送収率(throughput)増大のために、複数個の伝送周波数キャリアを束ねて伝送する方法が支援される。後者は帯域幅拡張(bandwidth extension)又はマルチプルコンポーネントキャリア(multiple component carrier(CC))アグリゲーションと上記で定義されたことがある。LTEシステムとは違い、LTE−Aシステムでは、任意のセル(cell)で複数個のCCを伝送リソースとして構成可能であり、個別端末(UE)別に固有にダウンリンク又はアップリンク伝送に使用する伝送周波数キャリアを設定可能となる。
本発明では、LTE−Aシステムでのマルチプルコンポーネントキャリアアグリゲーション(multiple CC aggregation)状況において、アップリンク伝送物理チャネル、すなわちPUSCH/PUCCHとアップリンク物理信号のうちSRSを伝送する方法を提案する。また、従来のCAは、1つのタイミングアドバンス(Timing advance、TA)技法を適用してPUSCH/PUCCHとSRSの手順を定義したし、CAにおいて互いに異なったTA技法が適用される場合にはSRSを頻繁にドロップ(drop)させ、これはシステム性能の低下を招く原因となってきた。そこで、このような問題点を解決するための様々な本発明の実施例を提案する。
最大電力制限から、端末は、下記のような優先順位ベースのパワー割当を行えばよい。
〈優先順位ベース〉
PUSCH/rate−match PUSCH > SRS
PUSCH/rate−match PUSCH < SRS
PUSCH/rate−match PUSCH with UCI > SRS
PUCCH/shortened PUCCH >SRS
PUCCH/shortened PUCCH < SRS
PUCCH/ shortened PUCCH>PUSCH/rate−match PUSCH>SRS
PUCCH/ shortened PUCCH> SRS>PUSCH/rate−match PUSCH
PUCCH/ shortened PUCCH>PUSCH/rate−match PUSCH with UCI>SRS
この優先順位ベースのパワー割当からわかるように、PUCCH及びPUSCHに比べてSRSは最も低い優先順位でパワーが割り当てられる。
図6は、CA状況で2個のTAを適用した場合にSRSを伝送する方法を説明するための例示図である。
図6を参照すると、TAグループは、一つ以上のセルを含んでおり、同一のTAタイマー(timer)を使用している。
実施例1(図6でCase 2)
図6に示すように、TAグループ(group)1のPUSCHとTAグループ2のSRS(図6では「S」で表示)の伝送タイミングが同一のサブフレーム(例えば、SFN1)内に重なる状況においてのSRS伝送方法について説明する。このような場合は、同一セルの同一サブフレームで伝送する場合、異なったセルの同一サブフレームで同時に複数個のチャネル、例えば、PUSCHとSRS、PUCCHとSRS、PUSCHとPUCCHとSRSを、それぞれ同時に伝送する場合を含むことがある。以下の実施例でも同一の概念が適用される。
TAグループ1でPUSCHが、TAグループ2でSRSの伝送タイミングが重なる該当のサブフレームでは、SRSと重なるPUSCHの該当SC−FDMAシンボル(Single Carrier−Frequency Division Multiple Access)(或いは、DFT−OFDMA、OFDMA、Clustered DFTs OFDMA、Clustered SC−FDMAなどと様々に呼ばれてもよいが、以下ではSC−FDMAシンボルと総称する)をパンクチャリングしたり空にすることで、SRSが伝送されるようにすればよい。しかし、SRSと重なる該当SC−FDMAシンボルがDMRS(Demodulation Reference Signal)を含むシンボルであるならば、SRSをドロップ(drop)し、端末はPUSCHのみを伝送する。
一方、TAグループ間にシンボルレベルで合わない場合(すなわち、PUSCHとSRSとの重なる区間がシンボル単位で正確に合わない場合)には、SRSをドロップしてもよく、又はSRSが跨る2つのシンボル両方をパンクチャリングしてもよい。
実施例2(図6でCase1)
TAグループ1でレートマッチング(rate−match)されたPUSCHとTAグループ2のSRSの伝送タイミングが該当サブフレーム(SFN1)で重なる場合には、端末は、該当サブフレームでレートマッチングされたPUSCHと重なるSRSをドロップし、TAグループ1でレートマッチングされたPUSCHのみを伝送すればよい。
実施例3(図6でCase3)
図6に示すCase3のように、TAグループ1のPUCCHとTAグループ2のSRSの伝送タイミングが該当サブフレーム(SFN3)内で重なる場合を説明する。
TAグループ1のPUCCHとTAグループ2のSRSとが重なる区間がSC−FDMAシンボル単位で合う場合では、SRSと重なる該当SC−FDMAシンボルをパンクチャリングしたり空にし、このパンクチャリングされたり空になった区間で端末はTAグループ2のSRSを伝送すればよい。
しかし、SRSと重なる該当SC−FDMAシンボルが参照信号を含むシンボルであれば、端末はSRSをドロップする。
また、TAグループ間にシンボルレベルで合わない場合、すなわち、TAグループ1のPUCCHとTAグループ2のSRSとが重なる区間がSC−FDMAシンボル単位で合わない場合では、SRSをドロップしたり、又はSRSが跨る2シンボル両方をパンクチャリングする。しかし、この場合にも、参照信号と重なる場合であれば、SRSをドロップする。
実施例4(図6でCase4)
TAグループ1でShortened formatを使用するPUCCH(すなわち、1シンボルを縮小したフォーマットを有するPUCCH)とTAグループ2のSRSの伝送タイミングが同一サブフレーム(SFN4)で重なる場合にSRSを伝送する方法について説明する。
この場合には、Shortened formatを使用するPUCCHと重なるSRSをドロップする。
実施例5
PUSCH/レート−マッチ(rate−match)されたPUSCH及び/又はPUCCHとSRSとが、互いに異なるセル(互いに異なるTAグループのセル或いは同一TAグループ内のセル)で同時に伝送されるようにする。同一TAグループの複数のセルでのSRS手順は、3GPP LTE−A rel−10の方法に従うことも、本明細書で提案した上記実施例の方法を適用することも可能である。
実施例6
上記実施例1乃至実施例5で提示された様々な場合及び条件において、端末は、SRSをドロップしたり、SRSとPUCCH又は/及びPUSCHを互いに異なるTAグループで伝送可能である。
このように、実施例1乃至実施例5においてSRSとPUCCH又は/及びPUSCHを同時に伝送可能な場合であっても、もしこれらを同時に伝送することで端末の最大電力制限(limit)を超えることになる場合であるならば、SRSをドロップすることを提案する。
以上説明した本発明の様々な実施例によれば、SRSとPUCCH又は/及びPUSCHを同時に伝送する状況において、端末の最大電力制限条件などの様々な状況に応じてSRSを適宜ドロップ(drop)することによって効率的な通信が可能となる。
以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、別の実施例に含まれることもでき、別の実施例の対応する構成又は特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりすることができることは明らかである。
本発明は、本発明の精神及び必須特徴から逸脱することなく、他の特定の形態に具体化できる。そのため、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈により定めなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
無線通信システムにおいて端末のサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)伝送決定方法は3GPP LTE、LTE−A、IEEE 802などの様々な通信システムで産業上利用可能である。

Claims (9)

  1. 複数のコンポーネントキャリアを支援する無線通信システムにおいてユーザー機器(UE)によってサウンディング参照シンボル(SRS)伝送を制御する方法であって、前記方法は、
    サブフレームでPUCCH(physical uplink control channel)又はPUSCH(physical uplink shared channel)を伝送することと、
    第1のタイミングアドバンスグループにおける第1のコンポーネントキャリアにわたる前記サブフレームにおける前記SRS伝送が、第2のタイミングアドバンスグループにおける第2のコンポーネントキャリアにわたる前記PUCCH伝送又は前記PUSCH伝送と重なり、かつ、前記UEの全伝送パワーが最大の伝送パワーを超える場合に、前記SRSの伝送をドロップすることと
    を含む、方法。
  2. 前記UEは、前記第1のタイミングアドバンスグループおよび前記第2のタイミングアドバンスグループを用いて構成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記サブフレームのシンボルレベルおいて、前記第1のタイミングアドバンスグループにおける前記第1のコンポーネントキャリアにわたる前記SRS伝送が、前記第2のタイミングアドバンスグループにおける前記第2のコンポーネントキャリアにわたる前記PUCCH伝送又は前記PUSCH伝送と重なり、かつ、前記UEの前記全伝送パワーが最大の伝送パワーを超える場合に、前記SRSの伝送をドロップすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  4. 複数のコンポーネントキャリアを支援する無線通信システムにおいてサウンディング参照シンボル(SRS)伝送を制御することが可能なユーザー機器(UE)であって、前記UEは、
    送信器と、
    プロセッサと
    を含み、
    前記プロセッサは、
    サブフレームでPUCCH(physical uplink control channel)又はPUSCH(physical uplink shared channel)を伝送するように前記送信器を制御することと、
    第1のタイミングアドバンスグループにおける第1のコンポーネントキャリアにわたる前記サブフレームにおける前記SRS伝送が、第2のタイミングアドバンスグループにおける第2のコンポーネントキャリアにわたる前記PUCCH伝送又は前記PUSCH伝送と重なり、かつ、前記UEの全伝送パワーが最大の伝送パワーを超える場合に、前記SRSの伝送をドロップすることと
    を行うように構成されている、UE。
  5. 前記プロセッサは、前記UEに対して前記第1のタイミングアドバンスグループおよび前記第2のタイミングアドバンスグループを設定するようにさらに構成されている、請求項に記載のUE。
  6. 前記プロセッサは、前記サブフレームのシンボルレベルおいて、前記第1のタイミングアドバンスグループにおける前記第1のコンポーネントキャリアにわたる前記SRS伝送が、前記第2のタイミングアドバンスグループにおける前記第2のコンポーネントキャリアにわたる前記PUCCH伝送又は前記PUSCH伝送と重なり、かつ、前記UEの前記全伝送パワーが最大の伝送パワーを超える場合に、前記SRSの伝送をドロップするようにさらに構成されている、請求項に記載のUE。
  7. 複数のコンポーネントキャリアを支援する無線通信システムにおいてユーザー機器(UE)に対してサウンディング参照シンボル(SRS)の伝送を制御する方法であって、前記方法は、
    第1のタイミングアドバンスグループにおける第1のコンポーネントキャリアにわたるサブフレームにおけるPUCCH(physical uplink control channel)又はPUSCH(physical uplink shared channel)の伝送に対するリソース割当を受信することと、
    第2のタイミングアドバンスグループにおける第2のコンポーネントキャリアにわたる前記サブフレームにおける前記SRS伝送に対するリソース割当を受信することと、
    前記第1のタイミングアドバンスグループにおける前記SRS伝送に対して割り当てられたリソースが、前記第2のタイミングアドバンスグループにおける前記PUCCH伝送又は前記PUSCH伝送に対して割り当てられたリソースと重なり、かつ、前記UEの全伝送パワーが最大の伝送パワーを超える場合に、前記SRSの伝送をドロップすることと
    を含む、方法。
  8. 前記UEは、前記第1のタイミングアドバンスグループおよび前記第2のタイミングアドバンスグループを用いて構成される、請求項に記載の方法。
  9. 前記サブフレームのシンボルレベルおいて、前記第1のタイミングアドバンスグループにおける前記第1のコンポーネントキャリアにわたる前記SRS伝送が、前記第2のタイミングアドバンスグループにおける前記第2のコンポーネントキャリアにわたる前記PUCCH伝送又は前記PUSCH伝送と重なり、かつ、前記UEの前記全伝送パワーが最大の伝送パワーを超える場合に、前記SRSの伝送をドロップすることをさらに含む、請求項に記載の方法。
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