JP6014263B2 - 搬送波集成技法が適用された無線通信システムにおいて端末が信号を送受信する方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、搬送波集成（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技法が適用された無線通信システムにおいて端末が信号を送受信する方法及びそのための装置に関する。

本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照することができる。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ；ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ；ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定できる。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡに基づいてＬＴＥにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。

上述したような議論に基づき、以下では、搬送波集成技法が適用された無線通信システムにおいて端末が信号を送受信する方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一態様である、無線通信システムにおいて端末がネットワークと信号を送受信する方法は、下りリンクセルを介して前記ネットワークから下りリンク信号を受信し、第１上りリンクセルを介して前記ネットワークに上りリンク信号を送信するステップと、前記ネットワークから上りリンクセルを変更するための特定メッセージを受信するステップと、前記特定メッセージによって上りリンクセルを第２上りリンクセルに変更し、前記第２上りリンクセルを介して前記ネットワークに前記上りリンク信号を送信するステップと、を含み、前記上りリンクセル変更時に、前記下りリンクセルは維持されることを特徴とする。

また、本発明の他の態様である、無線通信システムにおける端末装置は、下りリンクセルを介してネットワークから下りリンク信号を受信し、第１上りリンクセルを介して前記ネットワークに上りリンク信号を送信するための無線通信モジュールと、前記下りリンク信号及び前記上りリンク信号を処理するためのプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記ネットワークから上りリンクセルを変更するための特定メッセージを受信した場合、前記特定メッセージによって上りリンクセルを第２上りリンクセルに変更し、前記第２上りリンクセルを介して前記ネットワークに前記上りリンク信号を送信するように前記無線通信モジュールを制御し、前記上りリンクセル変更時に、前記下りリンクセルは維持されることを特徴とする。

ここで、前記特定メッセージは、ハンドオーバー命令メッセージ、ＲＲＣ接続再設定メッセージ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ）、ＰＤＣＣＨ命令（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｏｒｄｅｒ）及びコンポーネント搬送波活性化メッセージのうちの一つであり、前記第２上りリンクセルに関する情報を含むことを特徴とする。

さらに、前記上りリンクセル変更時に、前記第１上りリンクセルを介して送信されるチャネル状態報告、サウンディング参照信号送信及び半静的スケジューリングベース送信は取り消されることが好ましい。

より好ましくは、前記上りリンクセル変更時に、前記端末は、前記第２上りリンクセルを介して前記ネットワークにランダムアクセスプリアンブルを送信し、前記ランダムアクセスプリアンブルは、システム情報又はＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層メッセージを通じてあらかじめ受信される。好ましくは、前記ランダムアクセスプリアンブルとしては、競合ベース（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ）ランダムアクセスのためのプリアンブルが除外される。

より好ましくは、前記上りリンクセル変更時に、タイマー動作期間に前記第２上りリンクセルとランダムアクセス手順を行い、前記タイマー満了時まで前記ランダムアクセス手順が完了しない場合、前記上りリンクセルを前記第１上りリンクセルに再変更することを特徴とする。

本発明の実施例によれば、搬送波集成技法が適用された無線通信システムにおいて端末が信号を効率的に送受信することが可能になる。

本発明で得られる効果は、以上に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確に理解されるであろう。

無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。 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。 ＬＴＥシステムで用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。 搬送波集成（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技法を説明する概念図である。 クロス搬送波スケジューリング技法が適用される例を示す図である。 ２つのコンポーネント搬送波を用いて構成されたネットワークの構成図である 本発明の実施例に係るハンドオーバー動作を説明する図である。 本発明の実施例に係るコンポーネント搬送波活性化メッセージの構造を示す図である。 本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

以下に添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。

本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。

図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。

第１層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報送信サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、上りリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。

第２層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、信頼できるデータ送信を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとして具現してもよい。第２層のＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを効率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を持つ。

第３層の最下部に位置する無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）層は、コントロールプレーンにのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラー（Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー（ＲＢ）とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第２層によって提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを互いに交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にある。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を持つ。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のうちの一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは互いに異なった帯域幅を提供するように設定できる。

ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りＳＣＨを介して送信されてもよく、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）としては、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。

端末は、電源がついたり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局からプライマリ同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｐ−ＳＣＨ）及びセカンダリ同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得できる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、セル内放送情報を取得できる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＤＬ ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。

初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに乗せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したり信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；ＲＡＣＨ）を行うことができる（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介して、プリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨについては、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行うことができる。

上述の手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末は、ＰＤＣＣＨを介して下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含み、その使用目的によってフォーマットが異なる。

一方、端末が上りリンクで基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいて、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して送信することができる。

図４は、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４を参照すると、無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）は、１０ｍｓ（３２７２００×Ｔ_s）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（１５３６０×Ｔ_s）の長さを有する。ここで、Ｔ_sはサンプリング時間を表し、Ｔ_s＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０^-8（約３３ｎｓ）と表示される。スロットは、時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて１リソースブロックは１２個の副搬送波×７（６）個のＯＦＤＭシンボルを含む。データの送信される単位時間であるＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）は一つ以上のサブフレーム単位に定めることができる。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シンボルの数は様々に変更されてもよい。

図５は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図５を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって先頭の１乃至３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残り１３〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はＰｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌ）を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域を問わず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳの割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルもデータ領域においてＲＳの割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。

ＰＣＦＩＣＨは物理制御フォーマット指示子チャネルであり、毎サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）で構成され、それぞれのＲＥＧはセルＩＤ（Ｃｅｌｌ ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。一つのＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、１副搬送波×１ ＯＦＤＭシンボルと定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって１〜３又は２〜４の値を示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルであり、上りリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを表す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブル（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは１ビットで示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨは、ＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は周波数領域及び／又は時間領域においてダイバーシティ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。

ＰＤＣＣＨは物理下りリンク制御チャネルであり、サブフレームにおける先頭のｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって示される。ＰＤＣＣＨは一つ以上のＣＣＥで構成される。ＰＤＣＣＨは、伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割当に関する情報、上りリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）はＰＤＳＣＨを介して送信される。したがって、基地局と端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（１つ又は複数の端末）に送信されるものか、これら端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコードしなければならないかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣマスクされており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」というＤＣＩフォーマット、すなわち、伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が、特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタリングし、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、これらの端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて「Ｂ」と「Ｃ」によって指示されるＰＤＳＣＨを受信する。

以下では、搬送波集成（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技法に関して説明する。図６は、搬送波集成（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）を説明する概念図である。

搬送波集成は、無線通信システムがより広い周波数帯域を使用するために、端末が上りリンクリソース（又は、コンポーネント搬送波）及び／又は下りリンクリソース（又は、コンポーネント搬送波）で構成された周波数ブロック又は（論理的意味の）セルを複数個用いて一つの大きな論理周波数帯域として使用する方法を意味する。以下では、説明の便宜のために、コンポーネント搬送波という用語に統一するものとする。

図６を参照すると、全体システム帯域（Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ；Ｓｙｓｔｅｍ ＢＷ）は論理帯域であって、最大１００ＭＨｚの帯域幅を有する。全体システム帯域は、５個のコンポーネント搬送波を含み、それぞれのコンポーネント搬送波は最大２０ＭＨｚの帯域幅を有する。コンポーネント搬送波は、物理的に連続した一つ以上の連続した副搬送波を含む。図６では、それぞれのコンポーネント搬送波がいずれも同一の帯域幅を有するとしたが、これは例示に過ぎず、それぞれのコンポーネント搬送波は、互いに異なる帯域幅を有することもできる。また、それぞれのコンポーネント搬送波は周波数領域で互いに隣接しているとしたが、同図は論理的な概念で図示したものであり、それぞれのコンポーネント搬送波は物理的に互いに隣接していてもよく、離れていてもよい。

中心搬送波（Ｃｅｎｔｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、それぞれのコンポーネント搬送波に対して個別に使用してもよく、物理的に隣接したコンポーネント搬送波に対して共通した一つの中心搬送波を使用してもよい。一例として、図６で、全てのコンポーネント搬送波が物理的に隣接していると仮定すれば、中心搬送波Ａを使用することができる。また、それぞれのコンポーネント搬送波が物理的に隣接していない場合を仮定すれば、各コンポーネント搬送波に対してそれぞれ中心搬送波Ａ、中心搬送波Ｂなどを使用することができる。

本明細書で、コンポーネント搬送波は、レガシーシステムのシステム帯域に該当するものとすることができる。コンポーネント搬送波をレガシーシステムを基準に定義することによって、進化した端末とレガシー端末とが共存する無線通信環境で逆支援性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の提供及びシステム設計を容易にすることができる。一例として、ＬＴＥ−Ａシステムが搬送波集成を支援する場合に、それぞれのコンポーネント搬送波はＬＴＥシステムのシステム帯域に該当するものとすることができる。この場合、コンポーネント搬送波は、１．２５、２．５、５、１０又は２０ＭＨｚ帯域幅のいすれかを有することができる。

搬送波集成によって全体システム帯域を拡張した場合に、各端末との通信に使われる周波数帯域はコンポーネント搬送波単位に定義される。端末Ａは、全体システム帯域である１００ＭＨｚを使用することができ、５個のコンポーネント搬送波を全て使用して通信を行う。端末Ｂ₁〜Ｂ₅は、２０ＭＨｚ帯域幅のみを使用することができ、１個のコンポーネント搬送波を使用して通信を行う。端末Ｃ₁及びＣ₂は、４０ＭＨｚ帯域幅を使用することができ、それぞれ２個のコンポーネント搬送波を使用して通信を行う。ここで、２個のコンポーネント搬送波は論理／物理的に隣接していてもよく、隣接していなくてもよい。端末Ｃ₁は、隣接していない２個のコンポーネント搬送波を使用する場合を表し、端末Ｃ₂は、隣接している２個のコンポーネント搬送波を使用する場合を表す。

ＬＴＥシステムの場合、１個の下りリンクコンポーネント搬送波と１個の上りリンクコンポーネント搬送波を使用するのに対し、ＬＴＥ−Ａシステムでは、図６に示すように、複数のコンポーネント搬送波を使用してもよい。下りリンクコンポーネント搬送波、又は下りリンクコンポーネント搬送波とそれに対応する上りリンクコンポーネント搬送波との組合せを、セル（Ｃｅｌｌ）と呼ぶことができ、下りリンクコンポーネント搬送波と上りリンクコンポーネント搬送波との対応関係は、システム情報を用いて示すことができる。

このとき、制御チャネルがデータチャネルをスケジューリングする方式は、既存のリンク搬送波スケジューリング（Ｌｉｎｋｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）方式とクロス搬送波スケジューリング（Ｃｒｏｓｓ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）方式とに区別できる。

さらにいうと、リンク搬送波スケジューリングは、単一コンポーネント搬送波を使用する既存のＬＴＥシステムのように、特定コンポーネント搬送波を介して送信される制御チャネルは、当該特定コンポーネント搬送波を介してデータチャネルのみをスケジューリングする。すなわち、特定コンポーネント搬送波（又は、特定セル）の下りリンクコンポーネント搬送波のＰＤＣＣＨ領域で送信される下りリンクグラント／上りリンクグラントは、当該下りリンクコンポーネント搬送波の属したセルのＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨのみに対してスケジューリングが可能である。すなわち、下りリンクグラント／上りリンクグラントの検出を試みる領域である検索領域（Ｓｅａｒｃｈ Ｓｐａｃｅ）は、スケジューリングされる対象であるＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨが位置するセルのＰＤＣＣＨ領域に存在する。

一方、クロス搬送波スケジューリングは、搬送波指示子フィールド（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ； ＣＩＦ）を用いて、プライマリコンポーネント搬送波（Ｐｒｉｍａｒｙ ＣＣ）を介して送信される制御チャネルが、該プライマリコンポーネント搬送波を介して送信される或いは他のコンポーネント搬送波を介して送信されるデータチャネルをスケジューリングする。換言すれば、クロス搬送波スケジューリングのモニタリングされるセル（Ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ Ｃｅｌｌ又はＭｏｎｉｔｏｒｅｄ ＣＣ）が設定され、モニタリングされるセルのＰＤＣＣＨ領域で送信される下りリンクグラント／上りリンクグラントは、当該セルがスケジューリングするように設定されたセルのＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨをスケジューリングする。すなわち、複数のコンポーネント搬送波に対する検索領域が、モニタリングされるセルのＰＤＣＣＨ領域に存在する。上記の複数セルの中から、システム情報が送信されたり、初期接続（Ｉｎｉｔｉａｌ Ａｃｃｅｓｓ）が試みられたり、上りリンク制御情報が送信されたりすることによって上記のＰＣｅｌｌが設定され、ＰＣｅｌｌは、下りリンクプライマリコンポーネント搬送波とそれに対応する上りリンクプライマリコンポーネント搬送波とで構成される。

図７は、クロス搬送波スケジューリング技法が適用される例を示す図である。特に、図７では、割り当てられたセル（又は、コンポーネント搬送波）の個数は３個であり、上述したように、ＣＩＦを用いてクロス搬送波スケジューリング技法を行う。ここで、下りリンクセル＃Ａは、下りリンクプライマリコンポーネント搬送波（すなわち、Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｅｌｌ；ＰＣｅｌｌ）と仮定し、残りのコンポーネント搬送波＃Ｂ及びコンポーネント搬送波＃Ｃは、セカンダリコンポーネント搬送波（すなわち、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｅｌｌ；ＳＣｅｌｌ）と仮定する。

本発明では、端末が搬送波集成動作を行う際にプライマリコンポーネント搬送波（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ、ｐｒｉｍａｒｙ ｃｅｌｌ、或いはＰＣｅｌｌ）又はセカンダリコンポーネント搬送波（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ、ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｅｌｌ、或いはＳＣｅｌｌ）に対する上りリンクリソースの効果的な管理方法を提案する。以下では、端末が２つのコンポーネント搬送波を併合して動作する場合を説明するが、３つ以上のコンポーネント搬送波を併合する場合にも同様の適用が可能であることは明らかである。

図８は、２つのコンポーネント搬送波を用いて構成されたネットワークの構成図である。

図８を参照すると、まず、一つの搬送波周波数ｆ₁を用いて、広い領域のカバレッジを有する少数のマクロセル（ｍａｃｒｏ ｃｅｌｌ）で構成されたマクロセルレイヤ（ｍａｃｒｏ ｃｅｌｌ ｌａｙｅｒ）を構成している。搬送波周波数ｆ₁は、伝搬減衰の少ない相対的に低い周波数帯域に位置して、より広い領域にわたって端末の基本的な通信サービスを提供し、移動性管理（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの動作を行う。そのため、当該周波数をＰＣｅｌｌと設定することが好ましい。

次に、さらに、他の搬送波周波数ｆ₂を用いて、より小さい領域のカバレッジを有する多数のマイクロセル（ｍｉｃｒｏ ｃｅｌｌ）で構成されたマイクロセルレイヤ（ｍｉｃｒｏ ｃｅｌｌ ｌａｙｅｒ）を構成している。搬送波周波数ｆ₂は、伝搬減衰が大きくても、広い帯域幅を占め易いよう、相対的に高い周波数帯域に位置し、特定の領域に対して高品質の通信サービスを提供する。そのため、当該周波数をＳＣｅｌｌと設定することが好ましい。

図８に示すような状況で、ＵＥは、下りリンク通信では、複数のセルレイヤの全てにおいてｅＮＢとの通信を行うように具現することが比較的容易である。これは、複数の受信器を具現することが簡単であり、複数の受信器の運営に消耗される電力もあまり大きくないためである。しかし、上りリンク通信では、複数のセルレイヤの全てにおいてｅＮＢとの通信を行うことが難しいことがあるが、これは、互いに異なる周波数帯域で動作する複数の送信器を同時に駆動する状況では、送信器間の相互干渉の問題を解決しなければならないと同時に、複数の送信器が消耗する送信電力も大きくなるためである。

したがって、端末機の具現費用を減らしながらも、高いデータ送信率、特に、下りリンクでの高いデータ送信率を得る方案として、端末が複数のセルレイヤにおいて下りリンク信号は同時に受信するが、上りリンク信号は、一時点ではその一部のセルレイヤのみで（例えば、１つのレイヤのみで）送信できるように具現する。

以下では、このように下りリンクと上りリンクで端末が同時に送／受信できるレイヤの個数が互いに異なる場合、上りリンクリソースを適切に管理する方法を提案する。説明の便宜のために、以下では、端末が下りリンクではｆ_1,Dとｆ_2,Dの２つのセルレイヤ（或いは２つの周波数帯域）で同時に受信することができるが、上りリンクでは、一時点ではｆ_1,Uとｆ_2,Uの２セルレイヤのいずれか一つのみで送信を行うことができると仮定する。同一の周波数帯域で時間によって上りリンク／下りリンクを区分するＴＤＤシステムでは、ｆ_1,Dとｆ_1,Uが同一に与えられる。

このような仮定下で、端末は上りリンクリソースを用いて一つのレイヤでのみ通信ができるため、毎瞬間に上りリンク通信を行うレイヤを適切に選択しなければならない。図８のように、マクロセルレイヤをＰＣｅｌｌと設定し、基本的な制御信号に対する通信を行いながら、マイクロセルレイヤをＳＣｅｌｌと設定し、高容量データに対する通信を行う場合を仮定すれば、まず、端末が最初にネットワークに接続を試みる際には、大部分の関連した下りリンク信号がＰＣｅｌｌから送信されるはずであるため、上りリンクも同様、マクロセルレイヤに設定することが好ましい。その後、ネットワークが端末の周辺情報を把握し、それに基づいて近くの適切なマイクロｅＮＢを発見したら、大部分の下りリンク信号がＳＣｅｌｌから送信されるはずであり、上りリンク動作も同様、リソース再利用が容易であると共に、低い電力で通信が可能なマイクロセルレイヤで行われることが好ましい。一方、端末が移動し、周辺に隣接したマイクロｅＮＢが存在しない地点に位置するようになると、最小限の通信のために上りリンク動作をマクロセルレイヤに設定することが好ましい。

このような一連の動作における特徴的な部分は、状況によって、上りリンク動作が行われるセルレイヤは随時変わってもよいが、下りリンク観点では、マクロセルレイヤで一度ＰＣｅｌｌに設定されたセルは、当該セルの下りリンク領域を外れない限り、続けて維持されるということである。すなわち、下りリンクＰＣｅｌｌを維持しながら、状況によって、上りリンクが動作するセルレイヤを変化させる動作が必要となる。

このような動作を提供するために、本発明では、一連のネットワークの指示によって、端末が下りリンクＰＣｅｌｌは維持した状態で、上りリンク動作が行われるセルレイヤを変更する動作を提案し、特に、このような動作を駆動するシグナリングの具体的な実施例に関して説明する。

ネットワークは、特殊なハンドオーバー命令（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｃｏｍｍａｎｄ）或いは関連したセルを再設定する機能を持つＲＲＣ接続再設定メッセージ（ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ）を端末に送信することによって、上りリンク動作のセルレイヤを変更させることができる。この特殊なハンドオーバー命令は、ハンドオーバーのターゲットセルが下りリンクの観点では現在のサービングセルと同一である代わりに、上りリンク送信を行うセルレイヤが既存のレイヤとは異なってくるという特徴を持つ。したがって、このようなハンドオーバー命令ではターゲットセルのセル識別子（ｃｅｌｌ ＩＤ）が省略されてもよく、或いは、端末が上りリンク送信を行うセルレイヤに関する情報、例えば、周波数帯域、上りリンク信号の生成に活用するスクランブリングシーケンス（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）関連パラメータなどを含んでもよい。

特に、端末が上りリンク送信を行うセルレイヤは、ハンドオーバーのターゲットセル（下りリンク観点でサービングセルと同一であるという点に留意されたい）とシステム情報によって連動された上りリンクレイヤとは異なるものであってもよい。

このようなハンドオーバー命令を受信した端末は、指定されたセルレイヤにハンドオーバー動作を行い、指定されたセルレイヤを介して上りリンク送信を行う。

図９は、本発明の実施例に係るハンドオーバー動作を説明する図である。

図９を参照すると、ＵＥは、まず、マクロｅＮＢ２に初期接続した状態で、下りリンクについてはマクロセルレイヤとピコセルレイヤをそれぞれＰＣｅｌｌとＳＣｅｌｌに設定しておくと同時に、上りリンクは、初期接続に使用したマクロセルレイヤで動作させる。

ここで、本発明のハンドオーバー命令を受信する場合、ＵＥは、下りリンクのサービングセル設定（ｓｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は維持しながら、特に、下りリンク観点でＰＣｅｌｌのセル識別子を維持しながら、上りリンクの動作のみをピコセルレイヤに移動する。このような過程を既存の上りリンク搬送波集成動作と対比する。

既存の搬送波集成動作では、ＵＥが２つの上りリンク送信回路を構築した状態で、それぞれをマクロセルレイヤとピコセルレイヤに割り当て、ｅＮＢの上りリンクスケジューリングに従って、各サブフレームでマクロセルレイヤでのみ送信したり、ピコセルレイヤでのみ送信したり、或いは両セルレイヤで送信する。例えば、ｅＮＢは、上りリンク送信を行うレイヤの指示子を事前に定義し、上りリンクグラントで、該当のスケジューリング情報によって上りリンク送信を行うセルレイヤを指定することができる。

一方、本発明によれば、ＵＥは、一つの上りリンク送信回路のみを構築した状態であり、一つのサブフレームにおいて２つのセルレイヤでの同時送信が不可能な場合に該当する。たとえ一つのサブフレームでは一つのセルレイヤでのみ信号を送信しても、この信号送信セルレイヤを毎サブフレームごとに動的に変化することが不可能でありうるが、これは、一般に、一つの周波数領域で信号を送信するためには、一定の時間の間に当該周波数領域の動作のために送信回路を事前に準備しなければならないためである。

したがって、本発明で説明する動作においては、ｅＮＢの指示によって、ＵＥが上りリンク送信を行うセルレイヤが指定されると、一定の時間では持続して当該セルレイヤでのみ上りリンク送信が可能になる。その結果、既存の搬送波集成技法とは違い、サブフレームごとに送信セルレイヤが可変する場合が発生せず、よって、上りリンクグラントを用いた送信セルレイヤの指示が不要である。

また、図９のように、ＵＥの上りリンク送信が、ＳＣｅｌｌに連結されたセルレイヤでのみ行われるため、少なくとも一定の時間区間には、ＰＣｅｌｌに連結されたセルレイヤでの上りリンク送信が不可能になり、ｅＮＢはそれを考慮して適切な動作を取らなければならない。例えば、上りリンク送信セルレイヤがＳＣｅｌｌに連結されたセルレイヤに変更されたら、事前にＰＣｅｌｌに連結されたセルレイヤで送信していた周期的なＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）報告、ＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）送信、又はＳＰＳ（Ｓｅｍｉ−Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）送信などが自動に取り消されるものと動作できる。

他の例として、ネットワークは、特殊なＰＤＣＣＨ命令（ｏｒｄｅｒ）をＵＥに送信することによって、上りリンク動作のセルレイヤを変更させることもできる。ＰＤＣＣＨ命令とは、特殊なフィールドを持つＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）メッセージであり、これを受信した端末は、事前に定められた規則に従ってランダムアクセス過程を行う。本発明では、既存のＰＤＣＣＨ命令に特殊なフィールドを追加し、ＰＤＣＣＨ命令によるランダムアクセス動作が行われる上りリンクセルレイヤをネットワークが調節できるように動作することを提案する。言い換えると、ＰＤＣＣＨ命令に対するクロス搬送波スケジューリングを行うことであり、そのために、ＰＤＣＣＨ命令によるランダムアクセスが行われるセルレイヤを、ＰＤＣＣＨ命令内のフィールドが指定するということである。

このようなＰＤＣＣＨ命令を受信した端末は、図９と同様に、指定されたセルレイヤにランダムアクセス過程を行い、その後にも続けて、指定されたセルレイヤで上りリンク送信を行う。ただし、ＰＤＣＣＨ命令によって始まるランダムアクセス過程を行うとき、下りリンクの動作は、以前と同一に維持することに特徴がある。この場合にも、ＰＣｅｌｌに連動したセルレイヤでの上りリンク送信には上述のように制約が発生し、ｅＮＢはそれを考慮して適切な動作を取らなければならない。例えば、上りリンク送信セルレイヤが、ＳＣｅｌｌに連結されたセルレイヤに変更されたら、事前にＰＣｅｌｌに連結されたセルレイヤで送信していた周期的なＣＳＩ報告、ＳＲＳ送信、又はＳＰＳ送信などが自動に取り消されるものと動作できる。

他の例として、ネットワークは、ＭＡＣ ＣＥ（ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）を介して送信されるコンポーネント搬送波活性化メッセージを用いて上りリンク動作のセルレイヤを変更させることもできる。現在コンポーネント搬送波の活性化メッセージは一連のビットマップで構成され、ビットマップのビットは各コンポーネント搬送波を示し、該ビットが１に設定されたコンポーネント搬送波は活性化されると定義されている。ここで、コンポーネント搬送波活性化メッセージの対象となるコンポーネント搬送波は、下りリンクコンポーネント搬送波を基準に定義される。したがって、特定コンポーネント搬送波が下りリンクで活性化される場合、該コンポーネント搬送波とシステム情報上で関連付けられた上りリンクコンポーネント搬送波も活性化される。勿論、端末が複数のセルレイヤに対して上りリンク送信を行うことができないと、ＳＣｅｌｌに対して上りリンクが活性化されることは無意味でありうる。

このような状況で、コンポーネント搬送波活性化メッセージのビットマップビットに下りリンクのセル識別子（或いは、セルレイヤ）と上りリンクのセル識別子（或いは、セルレイヤ）の組合せを定義及び割当し、ネットワークが所望する組合せを活性化させる形態で動作できる。

図１０は、本発明の実施例に係るコンポーネント搬送波活性化メッセージの構造を示す図である。

まず、図８及び図１０の（ａ）を参照すると、ネットワークは、事前に、ＲＲＣのような上位層信号を用いてコンポーネント搬送波活性化／非活性化メッセージの第１ビットに、下りリンク、上りリンクの両方ともマクロｅＮＢ２と通信する組合せを割り当て、第２ビットに、下りリンクはマクロｅＮＢ２と、上りリンクはピコｅＮＢ５と通信する組合せを割り当てた後、第１ビットと第２ビットのうち、ネットワークが所望する組合せを選択する。したがって、下りリンクのサービングセルは維持しながらも、上りリンク動作セルレイヤを変更するように動作できる。

このようなシグナリング形式が用いられる場合、もし端末が同時に送信に活用できるセルレイヤが１つに制限される状況であれば、特定ビットが下りリンクと上りリンク動作レイヤの組合せで表される場合において、当該端末の下りリンク動作は常にＰＣｅｌｌでなされるように制限できる。これは、該当のビットが１である場合、活性化される下りリンクセルが自動でＰＣｅｌｌに指定されるという意味であるから、別のシグナリング無しで当該ビットを、上りリンク動作がなされるセルレイヤに対する指示子として活用できる。すなわち、図１０（ａ）で、ｂ₀とｂ₁が、それぞれ、上りリンク観点で、活性されるセルがマクロｅＮＢ２であるか又はピコｅＮＢ５であるかを示すものと解釈する。また、上りリンクの動作との組合せで表されない残りのステート（ｓｔａｔｅ）はいずれも、下りリンクのみにおける活性化／非活性化をを示すものと解釈できる。

次に、まず、図８及び図１０の（ｂ）を参照すると、ＰＣｅｌｌであるマクロｅＮＢ２は常に下りリンク観点では活性化されると仮定又は規定し、特定ＳＣｅｌｌの下りリンクと、特定ＳＣｅｌｌとは異なり得る特定レイヤの上りリンクとの組合せをコンポーネント搬送波活性化メッセージのビットマップに割り当てることができる。特に、図１０（ｂ）では、第１ビットに、下りリンクはピコｅＮＢ５で、上りリンクはマクロｅＮＢ２で活性化される組合せを割り当て、第２ビットに、上りリンク及び下りリンクの両方がピコｅＮＢ５で活性化される組合せを割り当てた。勿論、ＰＣｅｌｌであるマクロｅＮＢ２は別のシグナリングなしにも下りリンクで常に活性化される。

さらに、下りリンクのサービングセルが維持される状況で、活性化されるセルレイヤが変化する場合には、端末が持続するサービングセルの下りリンク信号を続けて受信できるため、ＣＳＩやＲＲＭ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの各種測定に対して別の制約をおく必要がなくなる。また、上りリンクの動作するセルレイヤが変わることから上りリンク同期を新しく取らなければならず、よって、一定の時間以内に端末は新しく活性化されたセルレイヤでランダムアクセス過程を自動に行うように規定できる。この時に使用するランダムアクセスプリアンブルの種類を、ｅＮＢがシステム情報やＲＲＣシグナリングなどで事前に知らせることができる。特に、このようなランダムアクセス過程で使用するプリアンブルは、一般に、初期接続（ｉｎｉｔｉａｌ ａｃｃｅｓｓ）などの用途に使用する競合ベース（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ）ランダムアクセスプリアンブルを除くように設定できる。これは、使用するランダムアクセスプリアンブルの種類が別に指定されないと、端末は、競合ベースランダムアクセスで使用するプリアンブルに設定されたもの以外のいずれか一つを任意に選択して使用するということを意味できる。

図１０の例示で、端末が同時に活性化し得る上りリンクレイヤの個数は制限されており、これは、特定のビットは同時に１に設定されることが不可能であるということを意味する。一例として、図１０（ａ）の場合、ｂ₀とｂ₁が同時に１に設定されると、端末はマクロセルレイヤとピコセルレイヤの両方で上りリンク動作を行わなければならないが、当該ＵＥにはそのような能力がない。そのため、このような組合せは事前にｅＮＢが設定してはならない組合せであり、よって、ＵＥが事前にいくつのセルレイヤで同時に上りリンク動作を行うことができるかを知らせなければならない。

さらに、端末が現在動作するレイヤと異なるセルレイヤにランダムアクセスを試みるとき、予想せぬ端末の移動や干渉問題などからそのランダムアクセスに失敗する場合が発生しうる。この場合、端末が続けて当該セルレイヤで上りリンク送信を行おうと試みると、基本的な制御信号さえ送信できなくなることもある。そのため、事前に特定タイマーを定義し、タイマー駆動時間以内に、変更されたセルレイヤでランダムアクセスに成功できなかったら、端末は、既存に動作した上りリンクセルレイヤやＰＣｅｌｌと連動した上りリンクセルレイヤに戻って上りリンク動作を行うように規定できる。特に、このような場合、別の指示なしでも端末がランダムアクセス過程を行うことによって新しく上りリンク同期を取るように動作できる。

或いは、新しいセルレイヤでランダムアクセスを行う途中であっても、ネットワークから上りリンクのためにさらに他のセルレイヤに変更することが指示された場合、上位層にランダムアクセス終了を報告するなどの方法によって進行中のランダムアクセス過程を終了し、新しく移動したセルレイヤで、指示されたランダムアクセスを行うこともできる。ここでランダムアクセスの終了を知らせる方法には、実際にランダムアクセスが成功裏に終了する前であるにもかかわらず、終了を宣言したり、又は、実際にランダムアクセスが進行中であるにもかかわらず、失敗を中間に宣言する方法がある。

一方、上述の上りリンクが動作するセルレイヤを変更する動作は、ネットワークの指示無しで端末が自発的に行うこともできる。特に、自発的セルレイヤ変更動作は、端末が移動したことから既存の上りリンクセルレイヤを用いた通信が不可能になった状況であるにもかかわらず、ネットワークがそれを認知できない場合に有用である。一例として、端末は、ＰＤＳＣＨの受信に成功してＡＣＫを送信したにもかかわらず、ＰＤＳＣＨが続けて再送信される状況が一定回数以上発生すると、これを上りリンクＡＣＫが正しく受信されなかったことから発生する現象と見なし、上りリンク動作セルレイヤを変更することができる。特に、このような変更は、ＳＣｅｌｌに設定されたピコセルレイヤからＰＣｅｌｌに設定されたマクロセルレイヤに上りリンク動作を切り替え、より広い領域で安定して上りリンク信号がネットワークに到達するようにすることが有利である。

図１１は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図１１を参照すると、通信装置１１００は、プロセッサ１１１０、メモリー１１２０、ＲＦモジュール１１３０、ディスプレイモジュール１１４０、及びユーザインターフェースモジュール１１５０を備えている。

同図の通信装置１１００は説明の便宜のために示されたもので、一部のモジュールは省略されてもよい。また、通信装置１１００は必要なモジュールをさらに備えてもよい。また、通信装置１１００において一部のモジュールはより細分化したモジュールに区分されてもよい。プロセッサ１１１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ１１１０の詳細な動作は、図１乃至図１０に記載された内容を参照すればよい。

メモリー１１２０は、プロセッサ１１１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール１１３０は、プロセッサ１１１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール１１３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール１１４０は、プロセッサ１１１０に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール１１４０は、特に制限されるものではなく、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール１１５０は、プロセッサ１１１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組合せで構成可能である。

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されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。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できるということは明らかである。

本文書で基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（ｕｐｐｅｒ ｎｏｄｅ）によって行われることもある。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行われ得ることは明らかである。基地局は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）などの用語にしてもよい。

本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態で具現されてもよい。ソフトウェアコードは、メモリーユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリーユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限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、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、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。

上述したような搬送波集成技法が適用された無線通信システムにおいて端末が信号を送受信する方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム以外の様々な無線通信システムにも適用可能である。

Claims (14)

1. 無線通信システムにおいて端末（ＵＥ）がネットワークと信号を送受信する方法であって、
   下りリンクセルを介して前記ネットワークから下りリンク信号を受信し、第１上りリンクセルを介して前記ネットワークに第１上りリンク信号を送信するステップであって、唯一つの上りリンクセルが前記ＵＥに対して設定された、ステップと、
   前記唯一つの上りリンクセルを前記第１上りリンクセルから第２上りリンクセルに変更するステップと、
   前記第２上りリンクセルを介して前記ネットワークに第２上りリンク信号を送信するステップと、
   を含み、
   前記唯一の上りリンクセルの変更時に、前記下りリンクセルは維持されることを特徴とする信号送受信方法。
2. 前記唯一の上りリンクセルを変更するための特定メッセージを前記ネットワークから受信するステップをさらに含み、
   前記唯一の上りリンクセルは前記特定メッセージにしたがって前記第１上りリンクセルから前記第２上りリンクセルに変更される、請求項１に記載の信号送受信方法。
3. 前記特定メッセージは、ハンドオーバー命令メッセージ、ＲＲＣ接続再設定メッセージ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ）、ＰＤＣＣＨ命令（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｏｒｄｅｒ）及びコンポーネント搬送波活性化メッセージのうちの一つである、請求項２に記載の信号送受信方法。
4. 前記特定メッセージは、前記第２上りリンクセルに関する情報を含む、請求項２に記載の信号送受信方法。
5. 前記上りリンクセル変更時に、前記第２上りリンクセルを介して前記ネットワークにランダムアクセスプリアンブルを送信するステップをさらに含み、
   前記ランダムアクセスプリアンブルの情報は、システム情報又はＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層メッセージを通じてあらかじめ受信される、請求項１に記載の信号送受信方法。
6. 前記下りリンクセルを介して、前記ネットワークから特定下りリンクデータを受信するステップと、
   前記第１上りリンクセルを介して、前記ネットワークへ前記特定下りリンクデータに応答する確認応答（ＡＣＫ）メッセージを送信するステップをさらに含み、
   前記特定下りリンクデータが所定回数以上前記ＵＥへ連続して送信される場合、前記唯一の上りリンクセルは前記第１上りリンクセルから前記第２上りリンクセルに変更される、請求項１に記載の信号送受信方法。
7. 前記第２上りリンク信号を送信するための上りリンクグラントを前記ネットワークから受信するステップをさらに含み、
   前記上りリンクグラントには、前記第２上りリンクセルを介して送信される前記第２の上りリンク信号を示す情報がない、請求項１に記載の信号送受信方法。
8. 無線通信システムにおけるネットワークと信号を送受信するように構成された端末装置（ＵＥ）であって、
   無線周波数（ＲＦ）部と、
   前記ＲＦ部を制御するように構成されたプロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   下りリンクセルを介して前記ネットワークから下りリンク信号を受信し、第１上りリンクセルを介して第１上りリンク信号を前記ネットワークに送信し、唯一の上りリンクセルが前記ＵＥに設定され、
   前記唯一の上りリンクセルを前記第１上りリンクセルから第２上りリンクセルに変更し、
   前記第２上りリンクセルを介して第２上りリンク信号を前記ネットワークへ送信するように構成され、
   前記唯一の上りリンクセルに変更された時、前記下りリンクセルが維持される、端末装置。
9. 前記プロセッサは、前記唯一の上りリンクセルを変更するための特定メッセージを前記ネットワークから受信するようにさらに構成され、
   前記唯一の上りリンクセルは前記特定メッセージにしたがって前記第１上りリンクセルから前記第２上りリンクセルに変更される、請求項８に記載の端末装置。
10. 前記特定メッセージは、ハンドオーバー命令メッセージ、ＲＲＣ接続再設定メッセージ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ）、ＰＤＣＣＨ命令（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｏｒｄｅｒ）及びコンポーネント搬送波活性化メッセージのうちの一つである、請求項９に記載の端末装置。
11. 前記特定メッセージは、前記第２上りリンクセルに関する情報を含む、請求項９に記載の端末装置。
12. 前記プロセッサは、前記上りリンクセル変更時に、前記第２上りリンクセルを介して前記ネットワークにランダムアクセスプリアンブルを送信するように前記ＲＦ部を制御し、
    前記ランダムアクセスプリアンブルの情報は、システム情報又はＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層メッセージを通じてあらかじめ受信される、請求項８に記載の端末装置。
13. 前記プロセッサは、
    前記下りリンクセルを介して、前記ネットワークから特定下りリンクデータを受信し、
    前記第１上りリンクセルを介して、前記ネットワークへ前記特定下りリンクデータに応答する確認応答（ＡＣＫ）メッセージを送信するようにさらに構成され、
    前記特定上りリンクデータが所定回数以上前記ＵＥへ連続して送信される場合、前記唯一の上りリンクセルは前記第１上りリンクセルから前記第２上りリンクセルに変更される、請求項８に記載の端末装置。
14. 前記プロセッサは、
    前記第２上りリンク信号を送信するための上りリンクグラントを前記ネットワークから受信するようにさらに構成され、
    前記上りリンクグラントには、前記第２上りリンクセルを介して送信される前記第２上りリンク信号を示す情報がない、請求項８に記載の端末装置。

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