JP6121587B2 - Lteアドバンストにおけるキャリアアグリゲーションのためのpucchリソース割り当て - Google Patents

Lteアドバンストにおけるキャリアアグリゲーションのためのpucchリソース割り当て Download PDF

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Description

本願は一般的に移動体通信システムにおけるキャリアアグリゲーションに関し、具体的にはキャリアアグリゲーションのための物理上りリンク制御チャネルの効率的なリソース割り当てに関する。
関連出願
本願は2009年10月5日に出願された米国仮出願第61/248,661号に優先権を主張し、この出願は参照によって本明細書に組み込まれる。
キャリアアグリゲーションはロングタームレボリューション(LTE)システムの次世代のために議論されている新機能の1つであり、(LTEアドバンストとして知られる)LTEリリース10の一部として標準化されている。LTEリリース8は現在のところ20MHzまでの帯域幅をサポートする。LTEアドバンストでは、100MHzまでの帯域幅がサポートされるだろう。LTEアドバンストで検討される非常に高いデータレートは送信帯域幅の拡張を必要とするだろう。LTEリリース8のユーザ端末との後方互換性を維持するために、利用可能なスペクトラムはコンポーネントキャリアと呼ばれるリリース8対応チャンクに分割される。キャリアアグリゲーションは、100MHzまでのスペクトラムを含む複数のコンポーネントキャリアを通じてデータを送信することをユーザ端末に許容することによって、必要な帯域幅の拡張を可能にする。キャリアアグリゲーションはまた、レガシー端末が広帯域LTEアドバンストキャリアのすべての部分にスケジューリングされることを可能にすることによって、レガシー端末が幅広いキャリアを効率的に使用することを保証する。
集約されるコンポーネントキャリアの数は、個々のコンポーネントキャリアの帯域幅と同様に、上りリンク(UL)と下りリンク(DL)とで異なりうる。下りリンクと上りリンクとでコンポーネントキャリアの数が等しい場合を対称構成と呼ぶ。コンポーネントキャリアの数が異なる場合を非対称構成と呼ぶ。地理的セルエリアについて構成されたコンポーネントキャリアの数は端末により観察されるコンポーネントキャリアの数とは異なりうる。例えば、地理的セルエリアにおいて同数の上りリンクコンポーネントキャリアと下りリンクコンポーネントキャリアとがネットワークにより提供されるのにもかかわらず、ユーザ端末は上りリンクコンポーネントキャリアよりも多くの下りリンクコンポーネントキャリアをサポートしてもよい。
キャリアアグリゲーションの1つの考慮点はユーザ端末からの制御シグナリングを上りリンクでどのようにユーザ端末から送信するかである。上りリンク制御シグナリングは、ハイブリッド自動再送要求(HARQ)プロトコルのための確認応答(ACK)シグナリング、下りリンクのスケジューリングのためのチャネル状態情報・チャネル品質情報(CSI、CQI)、及び上りリンクのデータ送信のためにユーザ端末が上りリンクリソースを必要とすることを示すスケジューリング要求(SR)を含みうる。1つの解決策は相異なる下りリンクコンポーネントキャリアに関連する複数の上りリンクコンポーネントキャリアで上りリンク制御情報を送信することである。しかしながら、このオプションは結果としてユーザ端末の電力消費が多くなり、個別のユーザ端末の能力に依存しやすい。これは混変調積に起因する実装上の課題も引き起こすかもしれず、一般的に実装及び検査が複雑になるかもしれない。
本発明はキャリアアグリゲーションを用いる通信システムにおいて制御情報を効率的に送信するためのシグナリングメカニズムを提供する。このシグナリングメカニズムにより、複数の集約された下りリンクコンポーネントキャリアでの下りリンク送信に関連する制御情報の送信が単一の上りリンクコンポーネントキャリアで可能になる。上りリンクコンポーネントキャリアでの制御情報の送信について準静的に予約されたリソースは、下りリンク送信について複数の下りリンクコンポーネントキャリアに割り当てられるユーザ端末によって動的に共有されうる。動的リソース表示と組み合わせて暗黙的又は明示的なリソース表示が用いられうる。
本発明の1つの例示の実施形態は、基地局によって実施される、ユーザ端末から制御情報を受信する方法を含む。前記方法は、1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリアに前記ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングする工程と、前記ユーザ端末が単一の第1下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされた場合に、前記第1下りリンクコンポーネントキャリアに関連する上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合で前記ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を受信する工程と、前記ユーザ端末が単一の第2下りリンクコンポーネントキャリア又は複数の下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされた場合に、前記上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合で前記ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を受信する工程とを有する。
本発明の別の例示の実施形態は、1つ以上のユーザ端末へデータを送信するための基地局を含む。前記基地局は、1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリアでユーザ端末へユーザデータを送信するための送信機と、前記ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングするためのコントローラとを備える。前記コントローラは、1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリアに前記ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングし、前記ユーザ端末が単一の第1下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされた場合に、前記第1下りリンクコンポーネントキャリアに関連する上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合で前記ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を受信し、前記ユーザ端末が単一の第2下りリンクコンポーネントキャリア又は複数の下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされた場合に、前記上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合で前記ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を受信するように構成される。
本発明の別の例示の実施形態は、移動体通信ネットワークにおけるユーザ端末によって実施される、制御情報を送信する方法を含む。前記方法は、基地局から下りリンク送信についての無線リソースの割り当てを受信する工程と、前記下りリンク送信について単一の下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合で前記下りリンク送信に関連する制御情報を送信する工程と、前記下りリンク送信について複数の下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、前記上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合で前記下りリンク送信に関連する制御情報を送信する工程とを有する。
本発明の別の例示の実施形態は、1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリアでの下りリンク送信に関連する制御情報を送信するように構成されるユーザ端末を含む。前記ユーザ端末は、基地局から下りリンク送信を受信するための受信機と、前記下りリンク送信に関連する制御情報を基地局へ送信するための送信機と、前記下りリンク送信に関連する制御情報の送信について無線リソースを選択するためのコントローラとを備える。前記コントローラは、前記下りリンク送信について単一の下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合を選択し、前記下りリンク送信について複数の下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、前記上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合を選択するように構成される。
本発明の別の実施形態は、移動体通信ネットワークにおいてユーザ端末によって実施される、制御信号を送信する代替の方法を含む。前記方法は、基地局から下りリンク送信についての無線リソースの割り当てを受信する工程と、前記下りリンク送信について第1下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合で前記下りリンク送信に関連する制御情報を送信する工程と、前記下りリンク送信について第2下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、前記上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合で前記下りリンク送信に関連する制御情報を送信する工程とを有する。
本発明の別の例示の実施形態は、1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリアでの下りリンク送信に関連する制御情報を送信するように構成されるユーザ端末を含む。前記ユーザ端末は、基地局から下りリンク送信を受信するための受信機と、前記下りリンク送信に関連する制御情報を基地局へ送信するための送信機と、下りリンク送信に関連する制御情報の送信について無線リソースを選択するためのコントローラとを備える。前記コントローラは、前記下りリンク送信について第1下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合を選択し、前記下りリンク送信について第2下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てが受信された場合に、前記上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合を選択するように構成される。
例示のOFDM通信システムを説明する図である。 OFDMシステムについての例示の時間‐周波数グリッドを説明する図である。 OFDMシステムについての例示の時間領域構造を説明する図である。 PUCCH上の上りリンクL1/L2制御シグナリング送信を説明する図である。 通常のサイクリックプレフィックスを用いたPUCCHフォーマット1を説明する図である。 通常のサイクリックプレフィックスを用いたPUCCHフォーマット2を説明する図である。 PUCCHについて例示のリソースブロックの割り当てを説明する図である。 キャリアアグリゲーションの概念を説明する図である。 基地局によって実施される、単一のキャリア及び複数のキャリアにスケジューリングされたユーザ端末から制御情報を受信する例示の方法を説明する図である。 ユーザ端末によって実施される、制御情報を基地局へシグナリングする例示の方法を説明する図である。 ユーザ端末によって実施される、制御情報を基地局へシグナリングする別の例示の方法を説明する図である。 1つ以上のユーザ端末への基地局による下りリンク送信とユーザ端末による上りリンク制御情報の関連する送信とを制御するためのコントローラを有する例示の基地局を説明する図である。 基地局への上りリンク制御情報の送信を制御するためのコントローラを有する例示のユーザ端末を説明する図である。
以下、図面を参照して、図1は無線通信サービスをユーザ端末100へ提供するための例示の移動体通信ネットワーク10を説明する。図1には3つのユーザ端末100が示される。ユーザ端末100は例えば携帯電話機、PDA、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ又は無線通信能力を有する他の装置を含みうる。移動体通信ネットワーク10は複数の地理的セルエリア又はセクタ12を含みうる。各地理的セルエリア又はセクタ12は基地局20によってサービスが提供され、基地局20はLTEではノードB又は発展型ノードB(eノードB)と呼ばれる。単一の基地局20が複数の地理的セルエリア又はセクタ12にサービスを提供してもよい。ユーザ端末100は1つ以上の下りリンク(DL)チャネルでサービング基地局20から信号を受信し、1つ以上の上りリンク(UL)チャネルで基地局20へ信号を送信する。
説明の目的で、本発明の例示の実施形態はロングタームエボリューション(LTE)システムの文脈で記載される。しかしながら、広帯域符号分割多元接続(WCDMA(登録商標))システム及びWiMax(IEEE802.16)システムを含む他の無線通信システムに本発明がより一般的に適用可能であることを当業者は理解するだろう。
LTEは下りリンクにおいて直交周波数分割多重(OFDM)を用い、上りリンクにおいて離散フーリエ変換(DFT)拡散OFDMを用いる。基本的なLTEの下りリンク物理リソースは時間‐周波数グリッドとしてみなされうる。図2はLTEのための例示のOFDM時間‐周波数グリッドの一部を説明する。概して、時間‐周波数グリッド50は1ミリ秒のサブフレームに分割される。各サブフレームは複数のOFDMシンボルを含む。マルチパス分散が非常に深刻ではないと予想される状況において適切に用いられる通常のサイクリックプレフィックス(CP)長について、サブフレームは14個のOFDMシンボルを含む。拡張サイクリックプレフィックスが用いられるならば、サブフレームは12個のOFDMシンボルを含む。周波数領域において、物理リソースは15kHzの間隔を置いて隣接するサブキャリアに分割される。サブキャリアの数は、割り当てられたシステム帯域幅に従って変化する。時間‐周波数グリッド50の最小の要素はリソースエレメントである。リソースエレメントは1つのOFDMシンボル区間に1つのOFDMサブキャリアを含む。
LTEシステムでは、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)として知られる下りリンクトランスポートチャネルでユーザ端末へデータが送信される。PDSCHは複数のユーザ端末によって共有される時間‐周波数が多重化したチャネルである。図3に示されるように、下りリンク送信は10msの無線フレームに編成される。各無線フレームは等しい大きさの10個のサブフレームを含む。ユーザが下りリンク送信を受信するようにスケジューリングするために、下りリンクの時間‐周波数リソースはリソースブロック(RB)と呼ばれる単位で割り当てられる。各リソースブロックは、(周波数スペクトラムに関して隣接してもよいし、分散してもよい)12個のサブキャリア及び1つの0.5msのスロット(1つのサブフレームの半分)に亘る。「リソースブロック対」という用語は1ミリ秒のサブフレーム全体を占める2つの連続したリソースブロックを指す。
基地局20は物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)又は物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)でのユーザ端末からのチャネル状態情報(CSI)報告及びチャネル品質情報(CQI)報告に基づいてユーザ端末への下りリンク送信を動的にスケジューリングする。CQI報告及びCSI報告は受信機によって観察される瞬時チャネル状況を示す。各サブフレームにおいて、基地局20は、現在の下りリンクサブフレームにおいてデータを受信するようにスケジューリングされたユーザ端末(以下、スケジュールされた端末)と、このスケジュールされた端末へデータが送信されるリソースブロックとを識別する下りリンク制御情報(DCI)を送信する。DCIは典型的に各サブフレームにおける先頭の1つのOFDMシンボル、2つのOFDMシンボル又は3つのOFDMシンボルにおいて物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)で送信される。
ハイブリッド自動再送要求(HARQ)は下りリンクでのデータの送信中に生じるエラーを軽減するために用いられる。PDSCHでの送信を受信するようにユーザ端末100がスケジューリングされたことを基地局20が示す場合に、ユーザ端末100はPDSCHを復号し、PUCCH又はPUSCHで基地局20へ確認応答(ACK/NACK)メッセージを送信する。確認応答メッセージはデータパケットがユーザ端末100によって正しく受信されたかを基地局20に通知する。確認応答メッセージは、復号の成功を示す肯定的確認応答(ACK)と復号の失敗を示す否定的確認応答(NACK)との何れかでありうる。ユーザ端末100から受信した確認応答メッセージに基づいて、基地局20は新たなデータを送信するか(ACKを受信した場合)、以前のデータを再送するか(NACKを受信した場合)を判定する。
上りリンク送信について、ユーザ端末が送信すべきデータを有するが有効な上りリンク許可がない場合にユーザ端末はPUCCHで基地局20へスケジューリング要求(SR)を送信する。基地局20はスケジューリング要求に応じて上りリンクリソースを割り当て、PDCCHでユーザ端末100へスケジューリング許可を送信する。データが受信された場合に、基地局20はデータが正しく受信されたかを示すために物理ハイブリッド自動再送要求インジケータチャネル(PHICH)でユーザ端末100へACK/NACKシグナリングを送信する。
ユーザ端末100がデータ送信のための上りリンクリソースを割り当てられていないならば、物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)でL1/L2制御情報の上りリンク送信に個別に割り当てられた上りリンクリソース(リソースブロック)でL1/L2制御情報(CQI報告、ACK/NACK、SR)が送信される。図4に説明されるように、これらのリソースは利用可能なセル帯域幅全体の端に位置する。各PUCCHリソースは上りリンクサブフレームの2つのスロットのそれぞれに1つのリソースブロック(12個のサブキャリア)を含む。周波数ダイバーシティを提供するために周波数ホッピングが用いられる。リソースブロックの周波数はスロットの境界で交互に入れ替わり、1つのリソースブロックがサブフレームの1番目のスロット内のスペクトラムの上側となり、同じ大きさのリソースブロックがサブフレームの2番目のスロット中のスペクトラムの下側となり、逆についても成り立つ。例えば多数のユーザをサポートする非常に大きな送信帯域幅全体の場合のように、上りリンクL1/L2制御シグナリングにより多くのリソースが必要ならば、以前に割り当てられたリソースブロックに隣接して追加のリソースブロックが割り当てられうる。
利用可能なスペクトラム全体の端にPUCCHリソースが位置する理由は2つある。第1に、この割り当ては特に周波数ホッピングが使用される場合に周波数ダイバーシティを最大化する。第2に、この割り当ては、単一のユーザ端末100へ非常に幅広い送信帯域を割り当てつつ、上りリンク送信の単一キャリア特性をなおも維持することを不可能にする上りリンクスペクトラムのフラグメンテーションを回避する。
1つのサブフレーム中の1つのリソースブロックの帯域幅は単一のユーザ装置100が必要とする制御シグナリングには大きすぎる。従って、制御シグナリングとは別にリソース集合を効率的に利用するために、複数のユーザ端末が同じリソースブロックを共有できる。これは、セル固有の長さである12個の周波数領域シーケンスの相異なる直交位相回転を相異なる端末に割り当てることによって行われる。周波数領域における線形位相回転は時間領域においてサイクリックシフトを適用することと等化である。よって、本明細書で「位相回転」という用語が用いられるものの、時間領域への暗黙的な言及に関してサイクリックシフトという用語が用いられることもある。
従って、PUCCHによって用いられるリソースは、リソースブロック対によって時間‐周波数領域で特定されるだけでなく、適用される位相回転によっても特定される。基準信号の場合と同様に、セル固有のシーケンスのそれぞれからの12個までの相異なる直交シーケンスを前提として、LTE標準では12個までの相異なる位相回転が特定される。しかしながら、周波数選択的チャネルの場合に、直交性が維持されるべきならば、12個の位相回転のすべてが用いられうるわけではない。典型的に、セルにおいて6個までの回転が使用可能であると考えられる。
PUCCHでの制御情報の送信について規定されたメッセージフォーマットは2つ存在し、それぞれ異なる個数のビットを伝達できる。ユーザ端末100はHARQ確認応答及びスケジューリング要求を送信するためにPUCCHフォーマット1を用いる。CQI報告について、ユーザ端末100はPUCCHフォーマット2を用いる。
ハイブリッドARQ確認応答は下りリンクにおいて1つ(又は空間多重の場合は2つ)のトランスポートブロックの受信を確認応答するために用いられる。スケジューリング要求は上りリンクデータ送信のためのリソースを要求するために用いられる。スケジューリング要求はユーザ端末100がリソースを要求している場合にのみ送信され、それ以外の場合にユーザ端末100はバッテリリソースを節約し、不必要な干渉を起こさないようにするために何もしないままでいる。スケジューリング要求について、明示的な情報ビットは送信されない。その代わりに、ユーザ端末は対応するPUCCHのエネルギーの存在(又は不在)によって上りリンクリソースを要求する。HARQ確認応答及びスケジューリング要求は相異なる目的を果たすが、これらは同じPUCCHフォーマットを共有する。このフォーマットは本明細書においてPUCCHフォーマット1と呼ばれる。
図5はPUCCHフォーマット1のメッセージの構造を説明する。PUCCHフォーマット1はサブフレームの2つのスロットのそれぞれにおいて同じ構造を用いる。HARQ確認応答の送信について、BPSKシンボルを生成するために単一のHARQ確認応答ビットが用いられる(下りリンク空間多重の場合に2つの確認応答ビットがQPSKシンボルを生成するために用いられる)。他方、スケジューリング要求について、BPSK/QPSKシンボルは基地局20で否定的確認応答として扱われるコンスタレーション点によって置き換えられる。その後、変調シンボルは2つのPUCCHスロットのそれぞれにおいて送信されるべき信号を生成するために用いられる。
HARQ確認応答又はスケジューリング要求の何れかについて用いられるPUCCHフォーマット1は単一のスカラーリソースインデックスによって表される。インデックスから、位相回転及び直交カバーシーケンスが導出される。HARQ送信について、HARQ確認応答の送信について用いるためのリソースインデックスは、ユーザ端末100への下りリンク送信をスケジューリングするためにPDCCHで送信されるDCIによって暗黙的に与えられる。よって、上りリンクHARQ確認応答について用いるためのリソースは動的に変化し、各サブフレームにおいてユーザ端末100にスケジューリングするために用いられるDCIに依存する。
PDCCHで基地局によって送信されたDCIに基づく動的スケジューリングに加えて、特定のパターンに従ってユーザ端末を半固定的にスケジューリングすることも可能である。この場合に、半固定的なスケジューリングパターンを示す構成情報はHARQ確認応答に用いるためのPUCCHインデックスに関する情報を含む。構成情報はまた、スケジューリング要求の送信についてどのPUCCHリソースを用いるべきかをユーザ端末100に通知する。
PUCCHリソースは2つの部分、すなわち準静的部分と動的部分とに分割される。PUCCHリソースの準静的部分は半固定的なユーザからのスケジューリング要求及びHARQ確認応答について用いられる。PUCCH1のリソースの準静的部分について用いられるリソースの量は動的には変化しない。動的部分は動的にスケジューリングされるユーザ端末について用いられる。動的にスケジューリングされる端末の数は変化するので、動的PUCCHについて用いられるリソースの量は変化する。
チャネル状態報告は、チャネル依存のスケジューリングを支援するためにユーザ端末100によって観察されたチャネル状況の推定値を基地局20へ提供するために用いられる。チャネル状態報告はサブフレームごとに複数のビットで構成される。サブフレームごとに高々2つの情報ビットが可能であるPUCCHフォーマット1はこの目的に用いることができない。その代わりに、PUCCHでのチャネル状態報告の送信は、サブフレームごとに複数の情報ビットが可能であるPUCCHフォーマット2によって扱われる。
図6で通常のサイクリックプレフィックスについて説明されるPUCCHフォーマット2は、フォーマット1と同じセル固有シーケンスの位相回転に基づく。フォーマット1と同様に、フォーマット2のリソースは、位相回転及び他の必要な量を導出するためのインデックスによって表現されうる。PUCCHフォーマット2のリソースは準静的に構成される。
PUCCHフォーマット1のシグナリングメッセージとPUCCHフォーマット2のシグナリングメッセージとの両方が各スロットに1つのリソースブロックを有するリソースブロック対で送信される。リソースブロック対はPUCCHリソースインデックスから判定される。よって、サブフレームの1番目及び2番目のスロットで用いるリソースブロック番号は以下のように表現されうる。
RBnumber(i)=f(PUCCHインデックス,i)
ここで、iはサブフレーム内のスロット番号(0又は1)であり、fは仕様に見られる関数である。
制御シグナリング容量を増やすために複数のリソースブロック対が用いられうる。1つのリソースブロック対がいっぱいである場合に、次のPUCCHリソースインデックスがシーケンス内の次のリソースブロック対にマッピングされる。マッピングは、図7に示されるように、上りリンクセルの帯域幅の端に最も近くでPUCCHフォーマット2(チャネル状態報告)が送信され、PUCCHフォーマット1の準静的部分が次にあり、最後に帯域幅の最も内部にPUCCHフォーマット1の動的部分がくるように行われる。
相異なるPUCCHフォーマットについて用いるためのリソースを判定するために以下の3つの準静的パラメータが用いられる。
・N(2) RB。システム情報の一部として提供され、PUCCHフォーマット1のマッピングが始まるリソースブロック対を制御する。
・N(1) PUCCH。PUCCHフォーマット1の準静的部分と動的部分の間の分割を制御する。
・N(1) CS。1つのリソースブロック内のフォーマット1とフォーマット2との混合を制御する。ほとんどの場合に、2つのPUCCHフォーマットがリソースブロックの別々の集合にマッピングされるように構成が行われるが、リソースブロック内のフォーマット1とフォーマット2との間に境界を有する可能性も存在する。
20MHzを超える帯域幅をサポートするために、LTEリリース10ではキャリアアグリゲーションがサポートされる。リリース8のユーザ端末100との後方互換性を維持するために、図8に示されるように利用可能なスペクトラムはリリース8と互換性を有するコンポーネントキャリア(例えば、20MHzのコンポーネントキャリア)に分割される。ユーザ端末100は複数のコンポーネントキャリアで送信することによって、100MHzまでの帯域幅を得ることができる。データ送信に複数のコンポーネントキャリアを用いることはキャリアアグリゲーションとして知られている。
個別のコンポーネントキャリアの帯域幅と同様に、集約されるコンポーネントキャリアの数は上りリンク(UL)と下りリンク(DL)とで異なりうる。DLとULとでコンポーネントキャリアの数が等しい場合を対称構成と呼ぶ。ULとDLとでコンポーネントキャリアの数が異なる場合を非対称構成と呼ぶ。地理的セルエリア12について構成されるコンポーネントキャリアの数はユーザ端末100により観察されるコンポーネントキャリアの数とは異なりうる。例えば、地理的セルエリア12において同数のULコンポーネントキャリアとDLコンポーネントキャリアとがネットワークによって提供されるとしても、ユーザ端末100はULコンポーネントキャリアよりも多くのDLコンポーネントキャリアをサポートしうる。
キャリアアグリゲーションの1つの考慮点はユーザ端末からの上りリンク制御シグナリングについてPUCCHをどのように構成するかである。1つの解決策は複数のULコンポーネントキャリアで複数の制御チャネルに関する上りリンク制御情報を送信することである。しかしながら、このオプションは結果としてユーザ端末の電力消費が多くなり、個別のユーザ端末の能力に依存しやすい。これは混変調積に起因する実装上の課題も引き起こすかもしれず、一般的に実装及び検査が複雑になるかもしれない。
本発明の一部の実施形態によれば、いくつかの下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク送信をサポートするために単一の上りリンクコンポーネントキャリア上のPUCCHリソースが用いられる。このアプローチでは、ユーザ端末100は、単一の上りリンクコンポーネントキャリア上のPUCCHリソースで、2つ以上の下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク送信に関連するHARQシグナリングを送信する。同様に、いくつかの上りリンクコンポーネントキャリア上の上りリンク送信をサポートするために単一の上りリンクコンポーネントキャリアが用いられうる。例えば、ユーザ端末100は複数の上りリンクコンポーネントキャリア上の上りリンクリソースを要求するために単一の上りリンクコンポーネントキャリア上のPUCCHリソースを用いてもよい。2つ以上のコンポーネントキャリア上の下りリンク送信又は上りリンク送信をサポートするためにPUCCHリソースが用いられる上りリンクコンポーネントキャリアを本明細書で上りリンク一次キャリアコンポーネント(UL PCC:uplink primary component carrier)又は一次セル(Pセル)に関連する上りリンクと呼ぶ。
HARQシグナリングについて、直接的なアプローチは、サポートされる集約された下りリンクコンポーネントキャリアの数に等しい係数NでPUCCHフォーマット1についてUL PCC上のPUCCHリソースを増やすことであろう。しかしながら、予想される典型的なユースケースに考慮が払われるべきである。すべてのユーザ端末100が複数の下りリンクコンポーネントキャリア上で下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされるわけではない。送信に用いられる下りリンクコンポーネントキャリアの数はユーザ端末固有であり、ユーザ端末100がスケジューリングされる際に動的に変化するだろう。バーストデータ送信では、いくつかの下りリンクキャリア上のリソースに同時に割り当てられるユーザ端末100の数は比較的少ないと予想される。単一のコンポーネントキャリアに十分なリソースが存在しない場合にのみ複数の下りリンクコンポーネントキャリアが必要となり、ユーザ端末100の数が多い場合に複数の下りリンクコンポーネントキャリアにいくつかの小さいトランスポートキャリアを割り当てることに利点はないように思われる。従って、PUCCH上のACK/NACKフィードバックの設計は、複数の下りリンクコンポーネントキャリアへの割り当てを有する少ない同時ユーザ端末100に最適化されるべきである。
典型的なユースケースでは複数の下りリンクコンポーネントキャリア上のリソースが比較的少ないユーザ端末100に同時に割り当てられることを考慮すると、係数Nでオーバーヘッドを増やすことは恐らくは必要ない。そうではなく、リソースの量は複数の下りリンクコンポーネントキャリア上に割り当てを有すると同時に予測されるユーザ端末100の数を見込んで選択されるべきであり、これはシナリオ及び実装に依存すると予想される。これは、複数のコンポーネントキャリアを用いて現在スケジューリングされているユーザ端末(群)100がACK/NACKフィードバックを送信するのに用いる上りリンクリソースの集合を構成することによって実現されうるだろう。
第1アプローチによれば、LTEリリース8に従うPUCCHリソースに加えて、場合によっては大きさを構成可能な共有PUCCHリソースの集合が、複数の下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク割り当てを受信するユーザ端末100によってHARQ確認応答のために割り当てられる。リソース集合及び/又はリソース集合の大きさは無線リソース制御(RRC)シグナリングによってユーザ端末へ送信されうる。このアプローチでは、UL PCCは、UL PCCに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク送信についてリソースを割り当てられたユーザ端末100からのHARQ確認応答についてのLTEリリース8に従うPUCCHリソースを含む。共有PUCCHリソースは、複数の下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク送信についてのリソース割り当てを受信するユーザ端末100によって用いられるだろう。UL PPCに関連する下りリンクコンポーネントキャリアとは異なる単一の下りリンクコンポーネントキャリア上のリソースがユーザ端末100に割り当てられる場合に再送のような何らかの状況が存在してもよい。このような場合に、PUCCHリソースの共有集合はまた、「クロスキャリア」HARQ確認応答のように用いられうる。
第2アプローチによれば、LTEリリース8に従うPUCCHリソースに加えて、場合によっては大きさを構成可能な共有PUCCHリソースの集合は、UL PCCでの関連するリリース8のリソースを有する下りリンクコンポーネントキャリア以外の少なくとも1つの下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク割り当てを受信するユーザ端末100によるHARQ確認応答のために割り当てられる。リソース集合及び/又はリソース集合の大きさはRRCシグナリングによってユーザ端末へ送信されうる。
上述のアプローチのいずれでも、共有PUCCHリソースの集合は、LTEリリース8のユーザ端末100についてと同じように、すなわちDL PDCCH CCEとPUCCHリソースへのインデックスとの間の関連付け規則の形式でユーザ端末100から認識されうる。よって、システムの観点から、PUCCHリソースの2つの集合は重複するか、交互に配置されうる。原則として、ユーザ端末100はHARQ確認応答について準静的PUCCHリソースで構成され、その後複数のDLコンポーネントキャリア割り当ての場合にHARQ確認応答についてこれらのリソースを用いうる。セル内のすべてのユーザ端末100を同じ準静的ACK/NACKリソースを有するように構成することによって、このような方式は高々1つのユーザ端末に複数のDLコンポーネントキャリアを同時に割り当てることを可能にするだろう。複数キャリアのHARQ確認応答に必要ない場合に、当然のことながらリソースはデータ送信に用いられうる。ユーザ端末100は、コンポーネントキャリア、DL PDDCH CCE、C−RNTI及び他のパラメータに基づいてどの共有PUCCHリソースを用いるかを選択できるだろう。衝突又はスケジューリング制約のリスクがあるものの、これを軽減するために、PUCCHリソースの選択を支援するために動的インジケータを有することを考えるだろう。動的表示は、HARQ確認応答のために予約されたリソースの量が少なく、且つ直交性が望まれる場合に関心があるACK/NACKリソースをより注意深く管理することを可能にする。
1つの例示の実施形態では、ユーザ端末100のために複数の下りリンクコンポーネントキャリアで構成された準静的PUCCHリソースが予約される。PUCCHリソースの割り当ては実際のリソースブロックの暗黙的な表示によって、例えばCCEインデックス、下りリンクコンポーネントキャリアの数、RNTI又はこれらのパラメータの組み合わせを利用することによって達成されうる。これに代えて、予約されたPUCCHリソースは、ユーザ端末100へのシグナリング(例えば、RRCシグナリング)を介して、又は暗黙的なシグナリングと明示的なシグナリングとの組み合わせによって示されうる。さらに、HARQ確認応答のためのPUCCHリソースの動的表示は、暗黙的/明示的に予約された(例えば、準静的に予約された)リソースの集合から実際のPUCCHリソースを選択するための更なる相対的な又は明示的な動的表示を用いて行われうる。例えば、基地局20は、ユーザ端末が準静的に予約されたPUCCHリソースの集合から次に利用可能なPUCCHリソース又は次に巡回的に利用可能なPUCCHリソースを用いるべきであることを示すための単一ビットを有するインジケータを制御メッセージ又は制御メッセージの一部として送信してもよい。このインジケータは本明細書で確認応答リソース表示(ARI)と呼ばれる。一部の実施形態では、ARIは制御メッセージ全体を有しうる。その他の実施形態では、ARIは、より大きな制御メッセージ内の情報要素として含まれうる。これに代えて、基地局20は、準静的に予約されたPUCCHリソースの集合から実際のPUCCHリソースを示すための複数ビットのARIを送信しうる。
UL PCC上のPUCCHリソースに対して少なくとも2つの相異なるマッピングが存在しうる。第1リソースマッピングは単一の指定された下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク送信のHARQ確認応答について用いられうる。第2リソースマッピングは少なくとも1つの他の下りリンクコンポーネントキャリア上の下りリンク送信のHARQ確認応答について用いられうる。2つのマッピングは、最初のリソース及びリソース集合の大きさのような、上位層のシグナリングによって構成可能なパラメータによって記述されうる。ユーザ端末100は、1つ又はいくつかの下りリンクコンポーネントキャリア上の検出された下りリンク割り当てに基づいて、2つのマッピングのうちの1つを選択しうる。好適な実施形態では、第1マッピングはACK/NACKリソースについてのリリース8マッピング規則に一致する。
ユーザ端末100は、検出された下りリンク割り当てに依存して、及び下りリンク割り当てが送信された下りリンクコンポーネントキャリアに依存して、どのマッピングを使用するかを選択してもよい。上りリンク制御シグナリングのための無線リソースのマッピングを選択するためにユーザ端末100は2つのアプローチを用いられる。第1アプローチでは、ユーザ端末100は、単一の下りリンクコンポーネントキャリアの下りリンク割り当てが検出され、且つ下りリンク割り当てが関連する下りリンクコンポーネントキャリアで送信される場合に第1マッピングを選択する。ユーザ端末100は、(リリース8のACK/NACKリソースが存在する)単一の関連する下りリンクコンポーネントキャリアとは異なる少なくとも1つの下りリンクコンポーネントキャリアについて少なくとも1つの下りリンク割り当てを検出する場合に第2マッピングを選択する。第2アプローチでは、ユーザ端末は、下りリンク送信に対する下りリンク割り当てについて検出するコンポーネントキャリアの数に依存してマッピングを選択する。
図9は通信ネットワーク10内の基地局20により実施される、下りリンクコンポーネントキャリアの割り当てに依存してユーザ端末100から上りリンク制御情報を受信する例示の方法50を説明する。基地局20は1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリア上で下りリンク送信を受信するようにユーザ端末100をスケジューリングする(ブロック52)。ユーザ端末100は一次上りリンクコンポーネントキャリアに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリア上で下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされてもよい。この場合に、基地局20は上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合でユーザ端末100への下りリンク送信に関連する制御情報を受信する(ブロック54)。これに代えて、ユーザ端末100は複数の下りリンクコンポーネントキャリア上で下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされてもよいし、上りリンク一次コンポーネントキャリアに関連する下りリンクコンポーネントキャリア以外の単一の下りリンクコンポーネントキャリア上で下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされてもよい。この代替ケースでは、基地局20は上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合でユーザ端末100から下りリンク送信に関連する上りリンク制御情報を受信する(ブロック56)。
図10はユーザ端末によって実施される、基地局20へ上りリンク制御シグナリングを送信する例示の方法60を説明する。ユーザ端末100は基地局20から下りリンク送信についての無線リソース割り当てを受信する(ブロック62)。ユーザ端末が単一の下りリンクコンポーネントキャリアについての無線リソースの割り当てを検出したならば、ユーザ端末100は上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合で、下りリンク送信に関連する上りリンク制御情報を送信する(ブロック64)。他方、ユーザ端末100が複数の下りリンクコンポーネントキャリアについての割り当てを受信したならば、ユーザ端末100は、上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合で、下りリンク送信に関連する上りリンク制御情報を送信する(ブロック66)。
図11はユーザ端末100によって実施される、基地局20へ上りリンク制御シグナリングを送信する別の例示の方法70を説明する。ユーザ端末100は基地局20から下りリンク送信についての無線リソース割り当てを受信する(ブロック72)。ユーザ端末100が第1下りリンクコンポーネントキャリアについての無線リソースの割り当てを検出したならば、ユーザ端末100は、上りリンク一次コンポーネントキャリア上の無線リソースの第1集合で、下りリンク送信に関連する上りリンク制御情報を送信する(ブロック74)。他方、ユーザ端末100が第2下りリンクコンポーネントキャリアについての割り当てを受信したならば、ユーザ端末100は、一次上りリンクコンポーネントキャリア上の無線リソースの第2集合で、下りリンク送信に関連する上りリンク制御情報を送信する(ブロック76)。
図12は本発明に係る例示の基地局20を説明する。基地局20はユーザ端末と通信するための送受信機22と、送受信機22によって送受信される信号を処理するための処理回路32とを備える。送受信機22は1つ以上の送信アンテナ28に結合された送信機24と1つ以上の受信アンテナ30に結合された受信機26とを含む。送信と受信との両方に同じアンテナ(群)28、30が用いられてもよい。処理回路32は1つ以上のプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア又はこれらの組合せによって実装されうる。処理回路32の典型的な機能は送信信号の変調・符号化と、受信信号の復調・復号とを含む。処理回路32はまた、基地局20の動作を制御するためのコントローラ34を含む。コントローラ34はPDCCHでの下りリンク制御情報の送信と、PUCCHで受信される上りリンク制御情報の処理とに関与する。
図13は例示のユーザ端末100の機能ブロック図を説明する。ユーザ端末100は、送受信機110と処理回路120とを備える。送受信機110は1つ以上の送信アンテナ114に結合された送信機112と、1つ以上の受信アンテナ118に結合された受信機116とを備える。送受信に同じアンテナが用いられてもよいことを当業者は理解するだろう。処理回路120は送受信機110によって送受信される信号を処理する。処理回路120は1つ以上のプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア又はこれらの組合せを備える。処理回路120の典型的な機能は、送信信号の変調・符号化と、受信信号の復調・復号とを含む。前述のように、コントローラ122はPUCCHでの送信のための上りリンク制御情報を生成し、PDCCHで受信した下りリンク制御情報を処理する。
本発明は、ユーザ端末に実装上の問題が生じたり、大きさが大きくなりその結果として非効率になったりすることなく、複数の下りリンクコンポーネントキャリアに対応する1つのコンポーネントキャリアでPUCCHを効率的に送信するための手段を提供する。
当然ながら、本発明は本発明の範囲及び不可欠な特徴から逸脱することなく本明細書で説明されたもの以外の特定の方法で実施されうる。従って、本実施形態はすべての側面において例示的であり限定的ではないとみなされるべきであり、添付の特許請求の範囲の文言の範囲及び均等の範囲に入るすべての変形がここに包含されることが意図される。

Claims (10)

  1. 基地局によって実施される、ユーザ端末から制御情報を受信する方法であって、
    一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアに第1ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングし、複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアに第2ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングすることと、
    前記第1ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を無線リソースの第1集合で受信することであって、無線リソースの前記第1集合は、前記一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジュールされたユーザ端末のために予約されている、ことと、
    前記第2ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を無線リソースの第2集合で受信することであって、無線リソースの前記第2集合は、複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジュールされたユーザ端末のために予約されている、ことと、を有し、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは、前記一次セルに関連する同一の上りリンクコンポーネントキャリア上のものであり、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは異なる、方法。
  2. 前記第2ユーザ端末が前記複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は前記非一次セルに関連する前記下りリンクコンポーネントキャリアで前記下りリンク送信を受信するようにスケジュールリングされる場合に、無線リソースの前記第2集合内の無線リソースを割り当てるための表示を前記単一の下りリンクコンポーネントキャリアで送信することをさらに有する、請求項1に記載の方法。
  3. 無線リソースの前記第2集合内の無線リソースを割り当てるための前記表示は、前記第2ユーザ端末が複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は前記非一次セルに関連する前記下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジュールされる場合に、前記第2ユーザ端末に無線リソースを動的に割り当てるための確認応答リソース表示である、請求項2に記載の方法。
  4. 前記確認応答リソース表示は、準静的に構成された上りリンクリソースの集合である、無線リソースの前記第2集合内の無線リソースを選択する、請求項3に記載の方法。
  5. 基地局であって、
    1つ以上の下りリンクコンポーネントキャリアで第1ユーザ端末及び第2ユーザ端末へユーザデータを送信するための送信機と、
    前記第1ユーザ端末及び前記第2ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングするためのコントローラと、を備え、
    前記コントローラは、
    一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアに前記第1ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングし、複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアに前記第2ユーザ端末への下りリンク送信をスケジューリングすることと、
    前記第1ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を無線リソースの第1集合で受信することであって、無線リソースの前記第1集合は、前記一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジュールされたユーザ端末のために予約されている、ことと、
    前記第2ユーザ端末への前記下りリンク送信に関連する制御情報を無線リソースの第2集合で受信することであって、無線リソースの前記第2集合は、複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジュールされたユーザ端末のために予約されている、ことと、を行うように構成され、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは、前記一次セルに関連する同一の上りリンクコンポーネントキャリア上のものであり、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは異なる、基地局。
  6. ユーザ端末によって実施される、移動体通信ネットワークにおいて制御情報を送信する方法であって、
    基地局から下りリンク送信のための無線リソースの割り当てを受信することと、
    前記下りリンク送信のために一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアに無線リソースが割り当てられたことに応じて前記下りリンク送信に関連する制御情報を無線リソースの第1集合で送信することであって、無線リソースの前記第1集合は、前記一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされたユーザ端末のために予約されている、ことと、
    前記下りリンク送信のために複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアに無線リソースが割り当てられたことに応じて前記下りリンク送信に関連する制御情報を無線リソースの第2集合で送信することであって、無線リソースの前記第2集合は、複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされたユーザ端末のために予約されている、ことと、を有し、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは、前記一次セルに関連する同一の上りリンクコンポーネントキャリア上のものであり、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは異なる、方法。
  7. 前記ユーザ端末が前記複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は前記非一次セルに関連する前記下りリンクコンポーネントキャリアで前記下りリンク送信を受信するようにスケジュールリングされる場合に、無線リソースの前記第2集合内の無線リソースを割り当てるための表示を前記単一の下りリンクコンポーネントキャリアで受信することをさらに有する、請求項6に記載の方法。
  8. 無線リソースの前記第2集合内の無線リソースを割り当てるための前記表示は、前記ユーザ端末が複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は前記非一次セルに関連する前記下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジュールされる場合に、無線リソースを動的に割り当てるための確認応答リソース表示である、請求項7に記載の方法。
  9. 前記確認応答リソース表示に応答して、準静的に構成された上りリンクリソースの集合である、無線リソースの前記第2集合内の無線リソースを選択することをさらに有する、請求項8に記載の方法。
  10. 移動体通信のためのユーザ端末であって、
    基地局から下りリンク送信を受信するための受信機と、
    前記下りリンク送信に関連する制御情報を基地局へ送信するための送信機と、
    前記下りリンク送信に関連する制御情報の送信のための無線リソースを選択するためのコントローラと、を備え、
    前記コントローラは、
    前記下りリンク送信のために一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアに無線リソースが割り当てられたことに応じて無線リソースの第1集合を選択することであって、無線リソースの前記第1集合は、前記一次セルに関連する単一の下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされたユーザ端末のために予約されている、ことと、
    前記下りリンク送信のために複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアに無線リソースが割り当てられたことに応じて無線リソースの第2集合を選択することであって、無線リソースの前記第2集合は、複数の下りリンクコンポーネントキャリア又は非一次セルに関連する下りリンクコンポーネントキャリアで下りリンク送信を受信するようにスケジューリングされたユーザ端末のために予約されている、ことと、を行うように構成され、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは、前記一次セルに関連する同一の上りリンクコンポーネントキャリア上のものであり、
    無線リソースの前記第1集合と前記第2集合とは異なる、ユーザ端末。
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