JP5982403B2 - 移動通信システムで端末の性能を報告する方法及び装置 - Google Patents

移動通信システムで端末の性能を報告する方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムで端末の性能を報告する方法及び装置に関し、特にキャリア集積(Carrier Aggregation)のような新しい機能を有している端末の性能を効率的に報告する方法及び装置に関する。
一般的に、移動通信システムは、ユーザの移動性を確保しながら通信を提供するための目的で開発された。このような移動通信システムは、技術の飛躍的な発展に伴い、音声通信はもちろん、高速のデータ通信サービスを提供することができる段階に至った。
近年、次世代移動通信システムのうち1つとして3GPP(3rd GenerationPartnership Project)でLTE(Long Term Evolution)システムに対する規格作業が進行中にある。LTEシステムは、2010年程度を商用化の目標にして、現在提供されているデータ伝送率よりも高い最大100Mbps程度の伝送速度を有する高速パケット基盤通信を具現する技術であり、現在規格化がほぼ完了した。LTE規格の完了に伴い、最近、LTE通信システムに様々な新技術を結合し、伝送速度をさらに向上させる進化したLTEシステム(LTE−Advanced、LTE−A)に対する論議が本格化されている。以下、LTEシステムというのは、既存のLTEシステムとLTE−Aシステムを含む意味として理解する。
新しく導入される技術のうち代表的なものとして、キャリア集積(Carrier Aggregation)を挙げることができる。キャリア集積は、端末が多重キャリアを利用してデータを送受信する技術である。より具体的に、端末は、集積した複数のキャリアの所定のセル(通常、同一の基地局に属するセル)を通じてデータを送受信し、これは、結局、端末が複数個のセルを通じてデータを送受信するものと同一である。
最近、新しく導入された技術としてMIMO(Multiple Input Multiple Output)などのような技術もある。本発明では、上記新しく導入した技術と関連した端末の性能情報を基地局に効率的に報告することによって、基地局と端末が効率的に移動通信を行う方法を提示する。
前述したような問題点を解決するために、本発明において、端末の性能報告方法は、性能報告を指示する制御メッセージが受信されれば、RAT(Radio Access Technology)Typeを確認する過程と、上記RAT TypeがEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定されていれば、上記端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つ以上のband combination情報を伝送する過程とで構成される。
本発明において、上記band combination情報を伝送する過程は、同一のmeasurement gap requirementを有する少なくとも1つ以上の単位性能を上記band combination情報に組み合わせる過程を含む。
また、前述したような問題点を解決するために、本発明において性能報告装置は、性能報告を指示する制御メッセージを受信する送受信部と、上記性能報告を指示する制御メッセージによって確認されたRAT(Radio Access Technology)TypeがEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定されていれば、上記通信部を制御し、上記端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つの以上のband combination情報を伝送する制御部とを含む。
次に、本発明において、上記制御部は、同一のmeasurement gap requirementを有する少なくとも1つ以上の単位性能を上記band combination情報に組み合わせることを特徴とする。
本発明は、移動通信システムにおいてキャリア集積やMIMOのような技術と関連した情報を端末が網に報告するにあたって、報告される情報の量を最小化することによって、無線伝送資源使用効率を高める。
図1は、本発明が適用されるLTEシステムの構造を示す図である。 図2は、本発明が適用されるLTEシステムで無線プロトコル構造を示す図である。 図3は、本発明が適用される端末でキャリア集積を説明するための図である。 図4は、本発明の実施例による端末性能情報の一例を示す図である。 図5は、本発明の実施例による端末性能情報の他の例を示す図である。 図6は、本発明の実施例によるmeasurement gapを説明する図である。 図7は、本発明の実施例によるLTEシステムで全体動作を示す図である。 図8は、本発明の実施例による端末の動作を示す図である。 図9は、本発明の実施例による端末装置を示す図である。 図10は、本発明の他の実施例によるレイヤー個数報告及びMIMO設定と関連した端末と基地局の動作を示す図である。 図11は、本発明の他の実施例による端末の動作を示す図である。
以下で、本発明を説明するにあたって、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすることができると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明する。
本発明は、端末が自分の性能を網に報告する方法及び装置に関する。以下、本発明を説明するに先立って、LTEシステム及びキャリア集積について簡略に説明する。
図1は、本発明が適用されるLTEシステムの構造を示す図である。
図1を参照すれば、LTEシステムの無線アクセスネットワークは、次世代基地局(Evolved Node B、以下、ENB、NodeBまたは基地局)105、110、115、120とMME(Mobility Management Entity)125及びS−GW(Serving−Gateway)130で構成される。ユーザ端末(User Equipment、以下、UEまたは端末)135は、ENB 105、110、115、120及びS−GW 130を通じて外部ネットワークに接続する。
図1で、ENB 105、110、115、120は、UMTSシステムの既存ノードBに対応する。ENB 105、110、115、120は、UE 135と無線チャネルで連結され、既存ノードBより複雑な役目を行う。
LTEシステムでは、インターネットプロトコルを通じたVoIP(Voice overIP)のようなリアルタイムサービスを含めたすべてのユーザトラフィックが共用チャネル(shared channel)を通じてサービスされる。これより、UE 135のバッファー状態、可用伝送電力状態、チャネル状態などの状態情報を取り集めてスケジューリングを行う装置が必要であり、これをENB 105、110、115、120が担当する。1つのENBは、通常、多数のセルを制御する。例えば、100Mbpsの伝送速度を具現するために、LTEシステムは、20MHz帯域幅で直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下、OFDMという)を無線接続技術として使用する。また、LTEシステムは、端末のチャネル状態に合わせて変調方式(modulation scheme)とチャネルコーディング率(channel coding rate)を決定する適応変調コーディング(Adaptive Modulation & Coding、以下、AMCという)方式を適用する。S−GW 130は、データベアラーを提供する装置であり、MME 125の制御によってデータベアラーを生成するか、または除去する。MME 125は、端末に対する移動性管理機能はもちろん、各種制御機能を担当する装置であって、多数のENB 105、110、115、120と連結される。
図2は、本発明が適用されるLTEシステムで無線プロトコル構造を示す図である。
図2を参照すれば、LTEシステムの無線プロトコルは、端末とENBでそれぞれPDCP(Packet Data Convergence Protocol)205、240、RLC(Radio Link Control)210、235、MAC(Medium Access Control)215、230、PHY(Physical Layer)220、225よりなる。PDCP(Packet Data Convergence Protocol)205、240は、IPヘッダー圧縮/復元などの動作を担当し、無線リンク制御(Radio Link Control、以下、RLCという)210、235は、PDC PPDU(Packet Data Unit)を適切なサイズに再構成し、ARQ動作などを行う。MAC 215、230は、1端末に構成された様々なRLC階層装置と連結され、RLC PDUをMAC PDUに多重化し、MAC PDUからRLC PDUを逆多重化する動作を行う。PHY 220、225は、上位階層データをチャネルコーディング及び変調し、OFDMシンボルに作って無線チャネルで伝送するか、無線チャネルを通じて受信したOFDMシンボルを復調し、チャネルデコーディングし、上位階層に伝達する動作をする。図3は、端末でキャリア集積を説明するための図である。図3を参照すれば、1つの基地局では、一般的に様々な周波数帯域にわたって多重キャリアが送出、受信される。例えば、基地局305で中心周波数がf1のキャリア315と中心周波数がf3のキャリア310が送出されるとき、従来、1つの端末が上記2つのキャリアのうち1つのキャリアを利用してデータを送受信した。しかし、キャリア集積能力を有している端末は、同時に複数個のキャリアからデータを送受信することができる。基地局305は、キャリア集積能力を有している端末330に対しては、状況によってさらに多いキャリアを割り当てることによって、端末330の伝送速度を高めることができる。
伝統的な意味として1つの基地局で送出され受信される1つの順方向キャリアと1つの逆方向キャリアが1つのセルを構成するとするとき、キャリア集積というのは、端末が同時に複数個のセルを通じてデータを送受信するものと理解されることもできる。これにより、最大伝送速度は、集積されるキャリアの数に比例して増加する。
以下、本発明を説明するにあたって、端末が任意の順方向キャリアを通じてデータを受信するか、任意の逆方向キャリアを通じてデータを伝送するというのは、キャリアを特徴付ける中心周波数と周波数帯域に対応するセルで提供される制御チャネルとデータチャネルを利用してデータを送受信するということと同一の意味を有する。また、以下、本発明の実施例は、説明の便宜のためにLTEシステムを仮定して説明されるが、本発明は、キャリア集積を支援する各種無線通信システムに適用されることができる。
与えられた通信網で端末が正確に動作するためには、端末の性能関連情報が網に知られなければならない。性能関連情報として、端末がどんな機能(feature)を支援するか、端末がどんな周波数帯域を支援するかに対する情報などがあり得る。端末の性能が高度化され、キャリア集積のような新しい機能が導入されるにつれて、端末の性能関連情報の複雑度とサイズも増加している。
キャリア集積を支援する端末が網に報告しなければならない性能関連情報は、次の通りである。
・端末が支援する周波数帯域
・端末が支援する周波数帯域の組合
・周波数帯域別にMIMO layerの数
・周波数帯域別に集積することができるセルの数
・周波数帯域別に最大bandwidth
性能関連情報は、相互組合で有意な性能を表現することができ、任意の端末は、網に下記のような性能関連情報を報告する。
・周波数バンド1で最大20MHz帯域幅にわたって4 layerで動作しながら2個のCellを集積することができる。
・周波数バンド1で最大10MHz帯域幅にわたって8 layerで動作しながら1個のCellを集積することができる。
・周波数バンド2で最大10MHz帯域幅にわたって4 layerで動作しながら1個のCellを集積することができる。
・周波数バンド1で最大10MHz帯域幅にわたって4 layerで動作しながら1個のCellを集積するとともに、周波数バンド2で最大10MHz帯域幅にわたって2 layerで動作しながら1個のCellを集積することができる。
性能関連情報を網に報告する最も簡単な方法は、性能関連情報を1つずつ明示的に報告するものである。しかし、キャリア集積など新しい機能の導入によって端末が次第にさらに多い数のバンド組合を支援する傾向にあるので、性能関連情報のサイズが急激に増加する問題点につながることができる。図4は、本発明の実施例による端末性能情報の一例を示す図である。本発明では、端末の性能を正確に且つ効率的に報告するために端末の性能情報が次のように構成されることができる。端末は、自分が支援するバンド組合それぞれを1つの単位情報で構成し、且つ1つの単位情報が最大限多い性能組合を含むことができるようにする。具体的に端末が支援するband combinationは、図4に示されたように、関連情報で階層的に構成される。
・band combination情報405は、多数のband parameter410で構成される。
・band parameterは、band indicator 415、CA BW/Cell index 420及びnumber of layers 425情報で構成される。
・band indicator 415は、バンドを指示するインデックスであり、36.101に定義されている。
・CA BW/Cell index 420は、端末が当該band combinationの当該bandで支援するセルの個数と帯域幅を組み合わせて示すパラメータである。
例えば、CA BW/Cell indexnは、端末が当該周波数帯域で最大m個のセルとxMHzの帯域幅を支援することを示す。帯域幅とセルの個数を個別的なパラメータとしてそれぞれ定義する代わりに、1つのパラメータとして定義することによって、オーバーヘッドを低減することができる。CA BW/Cell index 420の定義は、標準文書に固定された値で定義されることができる。説明の便宜のために、本発明では、下記の例を使用する。
−CA BW/Cell index 0:最大10MHzにわたって1 Cell支援
−CA BW/Cell index 1:最大20MHzにわたって1 Cell支援
−CA BW/Cell index 2:最大20MHzにわたって2 Cell支援
−CA BW/Cell index 3:最大40MHzにわたって2 Cell支援
number of layers 425情報は、端末が当該band combinationの当該bandで最大いくつかのレイヤーで動作することができるかを示す情報である。
その後、説明の便宜のために、CA BW/Cell index 420とnumber of layers 425の情報組合を単位性能として指称する。1つのバンド組合(例えばバンドxとバンドy)に対してただ1つの性能組合だけが存在するものではなく、例えば下記のように複数の単位性能組合を支援することが一般的である。
1.[band x;CA BW/Cell index=0;number of layers=4]&[band y;CA BW/Cell index=0;number of layers=4]
2.[band x;CA BW/Cell index=1;number of layers=4]&[band y;CA BW/Cell index=0;number of layers=4]
3.[band x;CA BW/Cell index=0;number of layers=4]&[band y;CA BW/Cell index=1;number of layers=4]
4.[band x;CA BW/Cell index=1;number of layers=4]&[band y;CA BW/Cell index=1;number of layers=4]
5.[band x;CA BW/Cell index=2;number of layers=2]&[band y;CA BW/Cell index=0;number of layers=4]
この際、1つの単位性能組合を1つのband combination情報に収納して個別的に報告すれば、端末の性能情報サイズが増加する問題点が発生する。オーバーヘッドを低減するために、band parameterに複数の単位性能を含ませ、1つのband combinationのバンドパラメータの間で含まれた単位性能間のすべての組合を端末が支援するものと定義すれば、端末性能報告のオーバーヘッドを相当部分低減することができる。この場合、端末は、組合1〜組合5をすべて個別的なband combination情報として報告する代わりに、組合1〜組合4は、1つのband combination情報として包括することが可能である。すなわち、端末は、バンドxとバンドyの組合については、下記のように2つのband combination情報のみを報告する。
・[band x;(CA BW/Cell index=0、number of layers=4)、(CA BW/Cell index=1、number of layers=4)]&[band y;(CA BW/Cell index=0、number of layers=4)、(CA BW/Cell index=1、number of layers=4)]
・[band x;(CA BW/Cell index=2、number of layers=2)]&[band y;(CA BW/Cell index=0、number of layers=4)]
図5は、本発明の実施例による端末性能情報の他の例を示す図である。
図5を参照すれば、端末の性能情報は、下記のように構成されることができる。
・band combination 505は、多数のband parameterによって構成される。
・band parameter 510は、1つのband indicator 515と多数の単位性能520、525とで構成される。
端末は、band parameter 510に多数の単位性能が含まれる場合、同一のband combinationの1つのband parameterに含まれたすべての単位性能と他のband parameterに含まれたすべての単位性能530、535間のすべての組合が支援されるように構成する。言い換えれば、端末は、自分が支援する単位性能組合を考慮してband parameterにいくつかの単位性能、そしてどんな単位性能を含ませるかを決定する。
単位性能520と単位性能530の組合、単位性能520と単位性能535の組合、単位性能525と単位性能530の組合、単位性能525と単位性能535の組合を端末が支援すれば、端末は、図5のように、単位性能520と単位性能525を1つのバンドパラメータ510に含ませて単位性能530と単位性能535を他のバンドパラメータに含ませる。図6は、本発明の実施例によるmeasurement gapを説明する図である。図6を参照すれば、端末が1つの周波数帯域で動作しているとき、他の周波数のキャリアを測定する必要がある。この際、端末の送受信機の構造によって現在使用中のRF装置(RF front end)の周波数をターゲット周波数に変換して測定を行わなければならない。この場合、基地局は、端末にmeasurement gapというデータ送受信が進行されない時間区間を割り当てる。それでは、端末は、measurement gapで他の周波数キャリアを測定することができる。
このために、基地局は、端末がどんな場合にmeasurement gapが必要であり、どんな場合に必要ではないか、すなわちmeasurement gap requirementを認知しなければならない。任意の周波数帯域に対してmeasurement gapが必要であるか否かは、端末がどんな周波数帯域でいくつかのセルといくつかのレイヤーを使用してデータ送受信をしているか否かと関連がある。
例えば、キャリア集積機能を支援する端末なら複数のRF装置を備えることが一般的である。したがって、端末が1つの周波数帯域だけでデータ送受信をしていたら、他のRF装置を利用してmeasurementをすることが可能なので、measurement gapが必要でない。一方、端末が2つの周波数帯域でデータ送受信をしていたら、measurementのために使用する余分のRF装置がないので、measurement gapが必要である。端末が周波数帯域1 605と周波数帯域2 610で所定の設定(例えば、周波数帯域1 605では、1個のサービングセルで2個のレイヤーを使用し、周波数帯域2 610では、1個のサービングセルで4個のレイヤーを使用)を利用すると仮定する。もし、端末がデータを送受信しながら周波数帯域3615を測定することができなければ、周波数帯域3 615を測定するためには、measurement gapが設定されなければならない。このような設定に対する周波数帯域3 615のmeasurement gap requirementは、‘measurement gapが必要 620’である。
端末が周波数帯域1 605と周波数帯域3 615で所定の設定を利用してデータを送受信しながら周波数帯域2 610を測定することができたら、当該設定に対する周波数帯域2 610のmeasurement gap requirementは、‘measurement gapが必要なし630’である。これを考慮すれば、端末の各band combinationに対して単位性能組合別に、端末が支援するバンドに対するmeasurement gap requirementを並べることが合理的である。この際、所定のband combinationの所定の単位性能組合に対するmeasurement gap requirementの集合がどんなband combinationのどんな性能組合に対するものであるかを別途に表記することを避けるために、band combination情報が収納された順にmeasurement gap requirementを収納する。
例えば、band combination情報1、band combination情報2、band combination情報3の順に所定の制御メッセージに収納されたら、band combination情報1に対するmeasurement gap requirement集合、band combination情報2に対するmeasurement gap requirement集合そしてband combination情報3に対するmeasurement gap requirement集合の順に制御メッセージに収納される。このように制御情報の構造を定義することによって、シグナリングオーバーヘッドを低減することができる。すなわち本発明では、1つのband combination情報に対しては、1つのmeasurement gapが定義されることができるように、1つのband combination情報で支持される単位性能組合は、同一のmeasurement gap requirementを有するようにする。例を取って説明すれば、下記の通りである。
任意の端末が下記のように9個の単位性能組合を支援し、各々の単位性能組合に対するmeasurement gap requirementは、下記の通りである。
単位性能組合1、2そして3は、同一の周波数帯域に関するもので、同一のmeasurement gap requirementを共有するので、下記のように1つのband combination情報で表現されることができる。
<単位性能組合1、2、3に対するband combination情報>
また、単位性能組合4と5は、同一の周波数帯域に関するもので、同一のmeasurement gap requirementを共有するので、下記のように1つのband combination情報に包括することができる。
<単位性能組合4、5に対するband combination情報>
単位性能組合6、7、8、9は、同一の周波数帯域組合に関するものではあるが、measurement gap requirementが異なるという点などを考慮すれば、1つのband combination情報に包括することができない。同一のmeasurement gap requirementを有し、単位性能間の組合で表現可能な単位性能組合6、7は、下記のように1つのband combination情報に包括されることができる。
<単位性能組合6、7に対するband combination情報>
単位性能組合8と9は、単位性能間の組合という側面では、1つのband combination情報に含まれることができるが、measurement gapが異なるので、各々別途のband combination情報にシグナリングされる。
<単位性能組合8のためのband combination>
<単位性能組合9のためのband combination>
要約するには、本発明で端末の性能関連情報は、下記のように構成される。
・band combination情報は、1つあるいは多数のband parameterによって構成される。
・band parameterは、1つのband indicatorと1つあるいは多数の単位性能で構成される。
・band parameterに多数の単位性能が含まれる場合、同一のband combinationの1つのband parameterに含まれたすべての単位性能と他のband parameterに含まれたすべての単位性能間のすべての組合が支援され、上記すべての単位性能組合が同一のmeasurement gap requirementを有する。言い替えれば、端末は、自分が支援する単位性能組合と各々のmeasurement gap requirementを考慮してband parameterにいくつかの単位性能、そしてどんな単位性能を含ませるかを決定する。
結果的に、同一の周波数バンド組合に対して多数のband combination情報がシグナリングされることができる。
参照としてband parameter当たり単位性能は、順方向と逆方向に対して別途に表示される。端末は、逆方向単位性能と順方向単位性能のすべての組合を端末が支援する場合にのみ、端末は、上記単位性能を1つのband combinationに含ませる。
任意の2つの単位性能組合が同一のmeasurement gap requirementを有するということは、2つの性能組合のmeasurement gap requirement情報が同一であることを意味する。そして、任意の性能組合に対するmeasurement gap requirement情報というのは、端末が単位性能組合で動作するとき(すなわち単位性能組合が属するバンド組合で単位性能組合が代弁するセルの個数と帯域幅とレイヤで動作するとき)端末が支援する周波数帯域に対する測定時にmeasurement gapが必要であるか否かを周波数帯域別に1ビットで示す情報である。
図7は、本発明の実施例によるLTEシステムで全体動作を示す図である。図7を参照すれば、端末705、基地局710、MME 715などで構成された移動通信システムにおいて端末705が720段階でpower onになる。端末705は、725段階で、セル検索過程などを通じて電波が受信されるセルとPLMNを検索し、これに基づいてどんなPLMNのどんなセルを通じて登録過程を行うかを決定する。端末705は、730段階で、上記選択したセルを通じてRRC連結設定過程を行った後、登録を要請する制御メッセージATTACH REQUESTをMME 715に伝送する。上記メッセージには、端末の識別子などのような情報が含まれる。MME 715は、735段階で、ATTACH REQUESTメッセージを受信すれば、端末の登録を許容するか否かを判断した後、許容することに決定したら、端末705のサービング基地局にInitial Context Setup Requestという制御メッセージを伝送する。MME 715が端末705の性能情報を持っていたら、Initial Context Setup Requestメッセージに端末の性能関連情報を含ませて伝送させる。ここで、初期登録過程では、MME 715がこのような情報を有していないので、Initial Context Setup Requestメッセージに端末の性能関連情報を含まれない。
基地局710は、740段階で、端末705の性能情報が含まれないInitial Context Setup Requestメッセージを受信すれば、端末705にUE CAPABILITY ENQUIRYという制御メッセージを伝送する。UE CAPABILITY ENQUIRYメッセージは、端末705に性能を報告することを指示するものであり、RAT Typeというパラメータを利用して端末705の特定RAT(Radio Access Technology)に対する性能情報を要求する。端末705がLTE網で上記過程を行っていたら、RAT−Typeは、EUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定される。基地局710は、周辺に他の無線網、例えば、UMTS網があれば、以後ハンドオーバーなどに備えて、RAT−TypeにUTRAを追加して端末のUMTS関連性能情報をも要求することができる。
端末705は、UE CAPABILITY ENQUIRY制御メッセージを受信すれば、RAT Typeで指示された無線技術に対する自分の性能情報を収納したUE CAPABILITYIN FORMATION情報を生成する。UE CAPABILITY ENQUIRY制御メッセージに端末705が支援するバンド組合別に1つあるいは1つ以上のband combination情報が収納される。band combination情報には、1つあるいはそれ以上の単位性能が収納され、端末705は、1つのband combination情報に収納された単位性能情報のすべての組合を端末が支援しながらすべての組合が同一のmeasurement gap requirementを有するようにband combination情報を構成する。結果的に、同一のバンド組合に対して多数のband combination情報が含まれることができる。
端末705は、745段階で、UE CAPABILITY INFORMATIONメッセージを基地局に伝送する。基地局710は、750段階で、UE CAPABILITY INFORMATIONメッセージに収納された端末705の性能情報をMME 715に報告するためにUE CAPABILITY INFOINDICATIONメッセージをMME 715に伝送する。基地局710は、755段階で、端末705が報告した性能情報に基づいて端末のトラフィック状況やチャネル状況などを参考して端末705を再設定する。例えば、端末705に追加的なキャリアを設定するか、MIMOを設定するか、異なる周波数に対する測定を命令しながらmeasurement gapを設定する。端末705は、760段階で、基地局710が命令する通り、再設定を行い、通常的な通信過程を行う。
図8は、本発明の実施例による端末の動作を示す図である。
図8を参照すれば、805段階で、UE CAPABILITY ENQUIRY制御メッセージを受信すれば、端末は、810段階に進行し、RAT Typeを確認する。もしRAT TypeがEUTRAに設定されていれば、端末は、820段階に進行し、EUTRAではない他の値に設定されていれば、815段階に進行する。815段階で、端末は、従来技術によって動作する。820段階で、端末は、自分のLTE性能情報をUE CAPABILITY INFORMATION制御メッセージに収納して伝送する。LTE性能情報には、端末が支援するバンド組合に対して1つあるいは1つ以上のband combination情報が含まれる。band combination情報には、1つあるいは1つ以上の単位性能が含まれ、単位性能が下記の条件に符合する場合にのみ1つのband combinationに含まれる。
・単位性能のすべての組合が端末によって支援される。
・単位性能のすべての組合が同一のmeasurement gap requirementを有する。
図9は、本発明の実施例による端末の構成を示すブロック図である。
図9を参照すれば、本発明の実施例による端末は、送受信部905、制御部910、多重化及び逆多重化部915、制御メッセージ処理部930及び各種上位階層処理部920、925を含む。
送受信部905は、サービングセルの順方向チャネルでデータ及び所定の制御信号を受信し、逆方向チャネルでデータ及び所定の制御信号を伝送する。多数のサービングセルが設定された場合、送受信部905は、上記多数のサービングセルを通じたデータ送受信及び制御信号送受信を行う。ここで、送受信部905は、性能報告を指示する制御メッセージを受信する。
多重化及び逆多重化部915は、上位階層処理部920、925や制御メッセージ処理部930で発生したデータを多重化するか、送受信部905で受信されたデータを逆多重化し、適切な上位階層処理部920、925や制御メッセージ処理部930に伝達する役目をする。
制御メッセージ処理部930は、基地局から受信された制御メッセージを処理し、必要な動作を取る。すなわち、制御メッセージ処理部930は、UE CAPABILIYT ENQUIRYのような制御メッセージを受信すれば、制御メッセージの内容を解釈し、必要な動作、例えば端末のLTE性能情報を含むUE CAPABILIYT INFORMATION制御メッセージを生成し、下位階層に伝達する。
上位階層処理部920、925は、サービス別に構成されることができ、FTP(FileTransfer Protocol)やVoIP(Voiceover InternetProtocol)などのようなユーザサービスで発生するデータを処理する。そして、上位階層処理部920、925は、処理されたデータを多重化及び逆多重化部915に伝達する。また、上位階層処理部920、925は、多重化及び逆多重化部915から伝達されたデータを処理し、上位階層のサービスアプリケーションに伝達する。制御部910は、送受信部905を通じて受信されたスケジューリング命令、例えば逆方向グラントを確認し、適切な時点に適切な伝送資源で逆方向伝送が行われるように送受信部905と多重化及び逆多重化部915を制御する。
ここで、制御部910は、性能報告を指示する制御メッセージによって確認されたRAT(Radio Access Technology)TypeがEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定されて判断する。そして、EUTARに設定されていて、LTEシステムを支援することができる場合、制御部910は、送受信部905を制御し、端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つの以上のband combination情報を伝送することができる。
次に、band parameter情報の下位情報としてシグナリングされるnumber of layersについてさらに詳しく説明する。MIMO動作というのは、1つの端末がいくつかのアンテナを利用して同一の伝送資源で複数個のデータストリームを送受信する動作として要約されることができる。この際、上記アンテナ別に送受信されるストリームをレイヤーとも言う。そして単位性能で定義されるレイヤー個数(number of layers)は、端末が当該単位性能でいくつかのデータストリームを送受信することができるか(あるいは、いくつかのアンテナを使用することができるか)を示す情報である。特に順方向の場合、端末が多数のアンテナを通じて(多数のレイヤーを使用して)データを受信するにあたって、アンテナ間の距離(antenna separation)は、性能を決定する最も重要な要素である。任意の周波数キャリアで動作するにあたって、もしantenna separationが波長の半分よりも短い場合、干渉によって性能が急激に低下する短所がある。したがって、端末に備えられたアンテナの個数がnであるしても、周波数帯域によってレイヤー個数はnより小さいことがある。周波数帯域別に最も効率的なレイヤーの個数は、端末に備えられたアンテナの個数、周波数帯域組合が互いに異なる周波数帯域との組合であるか、同一の周波数帯域との組合であるか、当該周波数帯域の波長、当該帯域の要求antennaseparationなどによって変わることができる。
レイヤー個数を網に報告するにあたって、もう1つ考慮する事項は、基地局によってband combination情報を解釈しないことがあるということである。これは、基地局の性能、年式などと関連した問題であって、例えば、制限された性能を有する基地局は、band combination情報を解釈しないことがある。したがって、すべての基地局が理解することができる情報と一部の基地局だけが理解することができる情報を二元化して提供することが好ましい。
上記事項を考慮して本発明では、レイヤー個数を下記のように報告する。
・レイヤー個数を示す情報は、第1情報と第2情報に区分される。
・第1情報は、すべての基地局が理解することができる情報であって、下記のような属性を有する。
−すべてのバンド組合に対して1つの値を有する。言い替えれば、端末当たり1つが提供される。端末は、第1情報として1つのレイヤー個数を提供し、第2情報を解釈しない基地局は、上記第1情報として提供されるレイヤー個数がすべてのバンドに適用されるものと判断し、端末のMIMO構成を決定する。
−第1情報は、端末に備えられたアンテナの個数及び端末が支援する周波数バンドの種類によって決定される。さらに詳しく説明すれば、第1情報は、端末に備えられたアンテナの個数と同一であるかまたは低い値を有する。端末は、第1情報を選択するにあたって、端末が支援する周波数バンドをすべて考慮したとき、性能が極大化されるレイヤー個数を考慮する。例えば、端末が700MHzと2.5GHzを支援し、4個のアンテナを具備している。端末が4個のアンテナをすべて使用する場合、アンテナ間の距離antenna separationが6cmであり、2個のアンテナを使用する場合、アンテナ間の距離が18cmであるとしよう。700MHzで適切な性能を保障するために要求されるアンテナ間の距離は、波長の半分である20cmであり、2.5GHzでは、6cmである。したがって、効率的に動作するレイヤーの個数は、700MHzの場合、1であり、2.5GHzの場合、4である。この際、端末は、2つのうち適当な値または2つの場合の両方で適切な性能を示す他の値を第1情報として選択することができる。上記例では、レイヤーを2個使用するものが、1個使用するものに比べて700MHzでは少しの性能低下があるが、2.5GHzでは、これを補償するに十分であるほどの性能改善があったら、第1情報としてレイヤー個数2を選択することもできる。
−第1情報は、他の情報と組合されたインデックス形態で提供されることができる。例えば、端末のベースバンド処理能力及びソフトバッファー能力などを規定する端末カテゴリー情報に結合されることができる。例えば、カテゴリーxは、x Mbps処理能力とx bitのソフトバッファー及びxレイヤーの組合を意味し、カテゴリーyは、y Mbps処理能力とy bitのソフトバッファー及びyレイヤーの組合を意味するとき、端末は、自分のカテゴリーを選択するにあたって、処理能力、ソフトバッファーのサイズ及び第1情報をすべて考慮して、上記情報を最も良好に表現するカテゴリーを選択する。例えば、端末がz(y>z>x)Mbps処理能力とz bit(y>z>x)のソフトバッファーを備えており、し第1情報として選択したレイヤー個数がz(y>z>x)であれば、端末は、自分の処理能力ソフトバッファー容量及び第1レイヤー個数を超過することなく、最も類似に描くカテゴリーであるカテゴリーxを選択して報告する。
・第2情報は、高性能基地局が理解することができる情報であり、下記のような属性を有する。
−バンド別に値を有する。端末は、band combination情報でバンド別に、当該バンド組合上でMIMO動作を最も効率的に支援することができるレイヤー個数を第2情報として選択する。
−任意のバンドに対する第2情報は、上記バンドがどんなband combinationにどんな単位性能の一部として含まれているか否か、当該バンドの波長の半分以上のアンテナ間の距離を提供することができるアンテナの個数(すなわち当該バンドの要求アンテナseparationを提供するアンテナ構成でアンテナの個数)などと関連して決定される。
−端末が700MHzと2.5GHzを支援し、4個のアンテナを備えている場合、700MHzに対する要求アンテナseparationは、20cmであり、2.5GHzに対する要求アンテナseparationは、6cmである。端末の形状(form factor)でアンテナを2個使用する場合、最大アンテナseparationが21cmであり、アンテナ4個を使用する場合、最大アンテナseparationが7cmであれば、端末は、第2情報として700MHzバンドに対しては、レイヤー個数1個を、2.5GHzバンドに対しては、レイヤー個数4個を選択する。
−したがって、第1情報と第2情報は、互いに異なることができる。特に高い周波数バンドでは、第2情報が第1情報より高いことがあり、低い周波数バンドでは、第2情報が第1情報より低いことがある。
図10は、本発明の他の実施例によるレイヤー個数報告及びMIMO設定と関連した端末と基地局の動作を示す図である。
図10を参照すれば、端末1005、基地局1010、MME 1015などで構成された移動通信システムにおいて端末1005が1020段階でpower onされる。端末1005は、1025段階で、セル検索過程などを通じて電波が受信されるセルとPLMNを検索し、これに基づいてどんなPLMNのどんなセルを通じて登録過程を行うかを決定する。端末1005は、1030段階で、上記選択したセルを通じてRRC連結設定過程を行った後、登録を要請する制御メッセージATTACH REQUESTをMME 1015に伝送する。上記メッセージには、端末1005の識別子などのような情報が含まれる。
MME 1015は、ATTACH REQUESTメッセージを受信すれば、端末1005の登録を許容するか否かを判断する。登録を許容することに決定したら、MME 1015は、1035段階で、端末1005のサービング基地局1010にInitial Context Setup Requestという制御メッセージを伝送する。MME 1015が端末1005の性能情報を有していれば、上記メッセージに端末の性能関連情報を含ませて伝送させる。しかし、初期登録過程では、MME 1015がこのような情報を有していないので、上記メッセージに端末の性能関連情報を含まれない。
基地局1010は、1040段階で、端末の性能情報が含まれないInitial Context Setup Requestメッセージを受信すれば、端末1005にUE CAPABILITY ENQUIRYという制御メッセージを伝送する。上記メッセージは、端末1005に性能を報告することを指示するものであり、RAT Typeというパラメータを利用して端末の特定RAT(Radio Access Technology)に対する性能情報を要求する。もし、端末1005がLTE網で上記過程を行っていたら、RAT−Typeは、EUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定される。基地局1010は、周辺に他の無線網、例えばUMTS網があれば、以後ハンドオーバーなどに備えて、RAT−TypeにUTRAを追加し、端末のUMTS関連性能情報も要求することができる。端末1005は、UE CAPABILITY ENQUIRY制御メッセージを受信すれば、RAT Typeで指示された無線技術に対する自分の性能情報を収納したUE CAPABILITY INFORMATION情報を生成する。上記制御メッセージには、端末1005のMIMO capabilityを示す1つの第1情報と多数の第2情報が収納される。そして、第2情報は、バンド別に収納される。端末1005は、前述したように、第1情報を通じて報告するレイヤー個数と第2情報を通じて報告するレイヤー個数を決定し、上記決定されたレイヤー個数が反映された第1情報と第2情報を上記制御メッセージの適切なフィールドに収納する。端末1005は、1045段階で、UE CAPABILITY INFORMATIONメッセージを基地局1010に伝送する。基地局1010は、1050段階で、上記UE CAPABILITY INFORMATIONメッセージに収納された端末の性能情報をMME 1015に報告するために、UE CAPABILITY INFOINDICATIONメッセージをMME1015に伝送する。
基地局1010は、1055段階で、端末1005が報告した性能情報に基づいて端末のトラフィック状況やチャネル状況などを参考して端末1005を再設定する。この際、もし、端末1005が第1情報だけを理解することができたら、基地局1010は、上記第1情報で指示されたレイヤー個数を考慮して端末1005にMIMO構成を決定して伝送する。上記MIMO構成を定義する情報としては、レイヤーの個数と伝送モード(TMconfiguration;transmission mode)などがある。伝送モードは、端末のフィードバック方式、transmit diversity使用可否、antenna portなどが結合された情報であり、36.213などに定義されている。
端末1005は、1060段階で、基地局1010が命令する通り、次第に再設定を行い、通常的な通信過程を行う。
図11は、本発明の他の実施例による端末の動作を示す図である。
図11を参照すれば、1105段階で、UE CAPABILITY ENQUIRY制御メッセージを受信すれば、端末は、1110段階に進行し、RAT Typeを確認する。もし、RAT TypeがEUTRAに設定されていれば、端末は、1120段階に進行し、EUTRAではない他の値に設定されていれば、1115段階に進行する。1115段階で、端末は、従来技術によって動作する。1120段階で、端末は、自分のLTE性能情報をUE CAPABILITY INFORMATION制御メッセージに収納して伝送する。上記LTE性能情報には、端末が支援するバンド組合に対して1つあるいは1つ以上のband combination情報が含まれる。band combination情報には、1つあるいは1つ以上の単位性能が含まれ、単位性能が下記の条件に符合する場合にのみ、1つのband combinationに含まれる。
・単位性能のすべての組合が端末によって支援される。
・単位性能のすべての組合が同一のmeasurement gap requirementを有する。
上記band combination情報の単位性能には、第2情報が収納され、第2情報(あるいは第2レイヤー個数)は、当該周波数帯域の要求アンテナseparationを満たす最大の値として決定される。上記UE CAPABILITY INFORMATION制御メッセージには、また、第1情報(あるいは、第1レイヤー個数)が反映されたUEcategory情報が収納される。以上のように、例示された図面を参照して、本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができる。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。
305 基地局
310 キャリア
315 キャリア
330 端末
705 端末
710 基地局
710 MME
715 基地局
905 送受信部
910 制御部
915 逆多重化部
920、925 種上位階層処理部
920、925 上位階層処理部
930 制御メッセージ処理部
1005 端末
1010 基地局
1015 基地局

Claims (26)

  1. 端末の性能報告方法において、
    性能報告を指示する制御メッセージが受信されれば、RAT(Radio Access Technology)Typeを確認する過程と、
    前記RAT TypeがEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定されていれば、前記端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つ以上のband combination情報を伝送する過程と、を含み、
    前記band combination情報は、少なくとも1つのband parameterを含み、
    前記band parameterは、CA(carrier aggregation)情報及び動作可能なレイヤー(layer)の数に関する情報を含み、
    前記CA情報は、集積できるキャリアの個数及び帯域幅に関する情報を含むことを特徴とする性能報告方法。
  2. 前記band combination情報を伝送する過程は、
    同一のmeasurement gap requirementを有する少なくとも1つ以上の単位性能を前記band combination情報に組み合わせる過程を含むことを特徴とする請求項1に記載の性能報告方法。
  3. 前記単位性能は、バンドを指示するインデックスであるband indicator、前記CA情報及び前記レイヤーの数に関する情報を含むことを特徴とする請求項2に記載の性能報告方法。
  4. 前記band combination情報は、多数個のband parameterによって構成されることを特徴とする請求項1に記載の性能報告方法。
  5. 前記band parameterは、
    バンドを指示するインデックスであるband indicator及び少なくとも1つの単位性能を含むことを特徴とする請求項4に記載の性能報告方法。
  6. 前記単位性能は、同一のband combinationの1つのband parameterに含まれたすべての単位性能と他のband parameterに含まれたすべての単位性能間のすべての組合が支援されるように構成されることを特徴とする請求項5に記載の性能報告方法。
  7. 伝送された少なくとも1つのband combination情報に対応して受信された設定命令によって再設定を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の性能報告方法。
  8. 性能報告を指示する制御メッセージを受信する送受信部と、
    前記性能報告を指示する制御メッセージによって確認されたRAT(Radio Access Technology)TypeがEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)に設定されていれば、通信部を制御し、端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つ以上のband combination情報を伝送する制御部を含み、
    前記band combination情報は、少なくとも1つのband parameterを含み、
    前記band parameterは、CA(carrier aggregation)情報及び動作可能なレイヤー(layer)の数に関する情報を含み、
    前記CA情報は、集積できるキャリアの個数及び帯域幅に関する情報を含むことを特徴とする性能報告装置。
  9. 前記制御部は、同一のmeasurement gap requirementを有する少なくとも1つ以上の単位性能を前記band combination情報に組み合わせることを特徴とする請求項8に記載の性能報告装置。
  10. 前記単位性能は、
    バンドを指示するインデックスであるband indicator、前記CA情報及び前記レイヤーの数に関する情報を含むことを特徴とする請求項9に記載の性能報告装置。
  11. 前記band combination情報は、多数個のband parameterによって構成されることを特徴とする請求項8に記載の性能報告装置。
  12. 前記band parameterは、バンドを指示するインデックスであるband indicator及び少なくとも1つの単位性能を含むことを特徴とする請求項11に記載の性能報告装置。
  13. 前記単位性能は、同一のband combinationの1つのband parameterに含まれたすべての単位性能と他のband parameterに含まれたすべての単位性能間のすべての組合が支援されるように構成されることを特徴とする請求項12に記載の性能報告装置。
  14. 前記制御部は、伝送された少なくとも1つのband combination情報に対応して受信された設定命令によって再設定を行うように制御することを特徴とする請求項8に記載の性能報告装置。
  15. 基地局の端末性能受信方法において、
    性能報告を指示する制御メッセージを端末に伝送する段階と、
    前記端末から、前記端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つ以上のband combination情報を受信する段階と、を含み、
    前記制御メッセージは、EUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)指示子を含み、
    前記band combination情報は、少なくとも1つのband parameterを含み、
    前記band parameterは、CA(carrier aggregation)情報及び動作可能なレイヤー(layer)の数に関する情報を含み、
    前記CA情報は、集積できるキャリアの個数及び帯域幅に関する情報を含むことを特徴とする端末性能受信方法。
  16. 前記band combination情報は、
    同一のmeasurement gap requirementを有する少なくとも1つ以上の単位性能を含むことを特徴とする請求項15に記載の端末性能受信方法。
  17. 前記単位性能は、バンドを指示するインデックスであるband indicator、 前記CA情報及び前記レイヤーの数に関する情報を含むことを特徴とする請求項16に記載の端末性能受信方法。
  18. 前記band combination情報は、多数個のband parameterによって構成されることを特徴とする請求項15に記載の端末性能受信方法。
  19. 前記band parameterは、バンドを指示するインデックスであるband indicator及び少なくとも1つの単位性能を含むことを特徴とする請求項18に記載の端末性能受信方法。
  20. 前記単位性能は、同一のband combinationの1つのband parameterに含まれたすべての単位性能と他のband parameterに含まれたすべての単位性能間のすべての組合が支援されるように構成されることを特徴とする請求項19に記載の端末性能受信方法。
  21. 基地局において、
    信号を送信及び受信する通信部と、
    性能報告を指示する制御メッセージを端末に伝送し、前記端末から、前記端末が支援するバンド組合に対して少なくとも1つ以上のband combination情報を受信するように制御する制御部と、を含み、
    前記制御メッセージは、EUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)指示子を含み、
    前記band combination情報は、少なくとも1つのband parameterを含み、
    前記band parameterは、CA(carrier aggregation)情報及び動作可能なレイヤー(layer)の数に関する情報を含み、
    前記CA情報は、集積できるキャリアの個数及び帯域幅に関する情報を含むことを特徴とする基地局。
  22. 前記band combination情報は、
    同一のmeasurement gap requirementを有する少なくとも1つ以上の単位性能を含むことを特徴とする請求項21に記載の基地局。
  23. 前記単位性能は、バンドを指示するインデックスであるband indicator、前記CA情報及び前記レイヤーの数に関する情報を含むことを特徴とする請求項22に記載の基地局。
  24. 前記band combination情報は、多数個のband parameterによって構成されることを特徴とする請求項21に記載の基地局。
  25. 前記band parameterは、バンドを指示するインデックスであるband indicator及び少なくとも1つの単位性能を含むことを特徴とする請求項24に記載の基地局。
  26. 前記単位性能は、同一のband combinationの1つのband parameterに含まれたすべての単位性能と他のband parameterに含まれたすべての単位性能間のすべての組合が支援されるように構成されることを特徴とする請求項25に記載の基地局。
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