JP6406523B2 - キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムにおける物理チャンネルの送受信方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特にｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)をサポートする通信システムで基地局と端末の物理（ｐｈｙｓｉｃａｌ）チャンネル送受信方法に関する。

移動通信システムは、初期の音声中心のサービスの提供から脱して例えば、３ＧＰＰのＨＳＤＰＡ(Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ)、ＬＴＥ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)、３ＧＰＰ２のＨＲＰＤ(Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ)、ＵＭＢ(Ｕｌｔｒａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ)、及びＩＥＥＥの８０２.１６ｅ等の通信標準のように高速、ハイクオリティーのパケットデータサービスを提供する広帯域無線通信システムに発展している。

広帯域無線通信システムの代表的な例のＬＴＥシステムにおいて、ダウンリンク(Ｄｏｗｎｌｉｎｋ)はＯＦＤＭ(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)方式を採用しており、アップリンク(Ｕｐｌｉｎｋ)はＳＣ−ＦＤＭＡ(Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)方式を採用している。前記のような多重アクセス方式は、通常各ユーザ別にデータ、もしくは制御情報を送信する時間-周波数資源が互いに重ならないように、即ち、直交性(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ)が成り立つように、割り当て及び操作することによって各ユーザ別にデータもしくは制御情報を区分する。

また、ＬＴＥシステムは初期送信で復号の失敗が発生した場合、物理階層で当該データを再送信するＨＡＲＱ(Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ)方式を採用している。ＨＡＲＱ方式とは、受信機がデータを正確に復号できない場合、受信機が送信機に復号の失敗を通知する情報(ＮＡＣＫ)を送信して送信機が物理階層で当該データを再送信することができる。そして、受信機は送信機が再送信したデータを既に復号失敗したデータと結合してデータ受信性能を高める。また、受信機がデータを正確に復号した場合、復号の成功を通知する情報(ＡＣＫ)を送信して送信機が新しいデータを送信する。

広帯域無線通信システムにおいて高速の無線データサービスを提供するために重要なことの一つは拡張性帯域幅(ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ)のサポートである。その一例でＬＴＥシステムは、２０／１５／１０／５／３／１.４ ＭＨｚなどの多様な帯域幅を有することが可能である。従って、サービス事業者は多様な帯域幅のうちで特定帯域幅を選択してサービスを提供することができる。そして、端末機も最大２０ＭＨｚ帯域幅をサポートすることができることから最小１.４ＭＨｚ帯域幅のみをサポートするなど多くの種類が存在することができる。

次に、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ要求水準のサービスを提供することを目標とするＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ(以下、単にＬＴＥ−Ａとする)システムは、ＬＴＥキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)を通じて最大１００ＭＨｚ帯域幅に至る広帯域のサービスを提供することができる。ＬＴＥ−Ａシステムは高速のデータ送信のためにＬＴＥシステムより広帯域を要する。それと同時にＬＴＥ−Ａシステムは、ＬＴＥ端末に対する互換性(ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ)も重要であり、ＬＴＥ端末もＬＴＥ−Ａシステムにアクセスしてサービスを受けられるべきである。

このために、ＬＴＥ−Ａシステムは全体システム帯域をＬＴＥ端末が送信もしくは受信することができる帯域幅のサブバンド(ｓｕｂｂａｎｄ)もしくは構成キャリア(ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ；ＣＣ)に分け、所定の構成キャリアをアグリゲーションする。そして、ＬＴＥ−Ａシステムは各構成キャリア別でデータを生成及び送信し、各構成キャリア別に活用される既存のＬＴＥシステムの送受信プロセスを通じてＬＴＥ−Ａシステムの高速データ送信をサポートすることができる。

図１は、従来技術によるキャリアアグリゲーションをサポートするＬＴＥ−Ａシステムのシステム構成を示した図面である。

図１は、基地局１０２が２個の構成キャリア(ＣＣ＃１、ＣＣ＃２)のアグリゲーションをサポートし、ＣＣ＃１は周波数ｆ１、ＣＣ＃２はｆ１と相違する周波数ｆ２から構成される例を示す。ＣＣ＃１とＣＣ＃２は、同一基地局１０２に備えられる。そして、基地局１０２はそれぞれの構成キャリアに相応するカバレッジ１０４、１０６を提供する。キャリアアグリゲーションをサポートするＬＴＥ−Ａシステムから、基本的にデータ送信及びデータ送信をサポートするための制御情報送信は当該構成キャリア別にそれぞれ行われる。図１の構成は、ダウンリンクキャリアアグリゲーションだけではなく、アップリンクキャリアアグリゲーションに対しても同じく適用可能である。

しかし、既存のキャリアアグリゲーションをサポートするＬＴＥ−Ａシステムはｉｎｔｒａ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーションを実行しなければならない制約条件がある。本発明はｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーションを行う方法を提案する。

本発明は、ｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)を通じて広帯域システムを構成する無線通信システムで、データ及び制御情報の送信用の物理チャンネルを送受信する方法を提供するのにその目的がある。

前記の技術的課題を達成するための本発明の一側面は、キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムにおける端末の物理チャンネル送信方法であって、ネットワークからキャリアアグリゲーション指示を受信する段階と、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて複数のキャリアアグリゲーションを設定する段階と、及び前記キャリアのアグリゲーションによる複数の基地局に対する共通のアップリンク周波数を通じてアップリンク制御チャンネルを送信する段階と、を含む。

前記の技術的課題を達成するための本発明の他の側面は、キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムにおける基地局の物理チャンネル受信方法であって、端末の初期接続要請に応じて前記端末との接続を設定する段階と、前記端末へキャリアアグリゲーション指示を送信する段階と、及び前記キャリアアグリゲーション指示による複数の基地局に対する共通のアップリンク周波数を通じて前記端末からアップリンク制御チャンネルを受信する段階と、を含む。

前記の技術的課題を達成するための本発明の他の側面は、キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムで物理チャンネルを送信する端末であって、ネットワークと信号及びデータを送受信する送受信部；及び前記ネットワークに初期接続し、前記ネットワークからキャリアアグリゲーション指示を受信し、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて複数のキャリアアグリゲーションを設定し、前記キャリアアグリゲーションによる複数の基地局に対する共通のアップリンク周波数を通じてアップリンク制御チャンネルを送信するように制御する制御部を含む。

前記の技術的課題を達成するための本発明の他の側面は、キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムで物理チャンネルを受信する基地局であって、端末と信号及びデータを送受信する送受信部と、及び前記端末の初期接続要請に応じて前記端末との接続を設定し、前記端末でキャリアアグリゲーション指示を送信し、前記キャリアアグリゲーション指示による複数の基地局に対する共通のアップリンク周波数を通じて前記端末からアップリンク制御チャンネルを受信するように制御する制御部と、を含む。

本発明によれば、ｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)を通じて広帯域システムを構成する無線通信システムで、データもしくは制御情報送信用物理チャンネルの送信方法を提供し、最大データ送信速度及びシステムスループット(ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)を向上させることができる。

従来技術によるキャリアアグリゲーションをサポートするＬＴＥ−Ａシステム構成を示した図面である。 本発明の第１実施形態によるｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーションをサポートする広帯域ＬＴＥ−Ａシステムを概略的に示した図面である。 本発明の第１実施形態によるｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーションを通じて広帯域ＬＴＥ−Ａシステムの構成を示した図面である。 本発明の第１実施形態による端末がＵＣＩをフィードバックする方法を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態による端末がＰＵＣＣＨ送信電力を調節する方法を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態による端末がＵＣＩをフィードバックする方法を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による基地局装置の内部構成を示した図面である。 本発明の実施形態による端末装置の内部構成を示した図面である。

本発明において基地局とは、端末の資源割り当てを行う主体として、ｅＮｏｄｅＢ、ｅＮＢ、ＮｏｄｅＢ、ＢＳ(Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ)、無線アクセスユニット、基地局制御機、またはネットワーク上のノードのうちで少なくとも一つであればよい。

本発明において端末とは、ＵＥ(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ)、ＭＳ(ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ)、セルラーフォン、スマトフォン、コンピューター、または通信機能を行うことができるマルチメディアシステムを含むことができる。

本明細書においてはキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)をサポートするＡｄｖａｎｃｅｄ Ｅ−ＵＴＲＡ(もしくは、ＬＴＥ−Ａと称する)システムに本発明を適用することで説明するが、類似の技術的背景及び／又はチャンネル形態を有するその他の通信システムにも本発明の実施形態が適用されることができる。また、本発明の実施形態は熟練された技術的知識を有する者の判断として本発明の範囲を大きく外れない範囲で一部変形を通じて他の通信システムにも適用されることができる。例えば、キャリアアグリゲーションをサポートするマルチキャリア(ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ)ＨＳＰＡシステムでも本発明の実施形態の一側面による送受信方法を適用することができる。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。このとき、添付された図面で同じ構成要素は可能な同じ符号に付している事に留意すべきである。また本発明の要旨を不明瞭にする公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。以下、本発明の実施形態によって携帯端末機を説明するための図面を参考して本発明に対して説明する。以下では、マクロ基地局とピコ基地局の間のキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)を例示しているが、本発明がこれに限ることではなく地理的に離隔された基地局の間のキャリアアグリゲーションにも本発明が適用されることができる。例えば、本発明は２個の地理的に離隔されたマクロ基地局の間及び２個の地理的に離隔されたピコ基地局の間にも適用されることができる。また、アグリゲーションされるキャリアの数には制限がない。

本発明はｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーション(ｃａｒｒｉｅｒａｇｇｒｇａｔｉｏｎ)を通じて広帯域システムを構成するＬＴＥ−Ａシステムで、データ及び制御情報の送信用の物理チャンネルの送受信方法を提供する。

本発明は無線通信システムで、ｉｎｔｅｒ−ｅＮＢキャリアアグリゲーションを利用して物理的データ及び制御情報を送信することができる物理チャンネル送信方法及び装置に対するもので、最大データ送信速度及びシステムスループット(ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)の改善をもたらす。

図２は、本発明の実施形態によるｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーションをサポートする広帯域ＬＴＥ−Ａシステムを概略的に示した図面である。

図２は、マクロ基地局２０１のカバレッジ２０２内に相対的に少ないカバレッジ２０４、２０６、２０８のピコ(ｐｉｃｏ)基地局２０３、２０５、２０７が配置された例を示す。一般的に、マクロ基地局はピコ基地局より相対的に高い送信電力で信号送信が可能であり、マクロ基地局のカバレッジがピコ基地局のカバレッジより相対的に大きい特徴がある。マクロ基地局２０１とピコ基地局２０３、２０５、２０７は相互接続されており、一定程度のバックホールディレー(ｂａｃｋｈａｕｌ ｄｅｌａｙ)を有する。従って、マクロ基地局とピコ基地局の間に送信遅延に敏感な情報を交換することは好ましくない。

図２の例でマクロ基地局２０１は、ダウンリンク信号送信のための周波数ｆ１を用い、ピコ基地局２０３、２０５、２０７は、ダウンリンク信号送信のための周波数ｆ２を用いることを仮定する。所定の端末２０９にマクロ基地局２０１は周波数ｆ１を通じてデータもしくは制御情報送信をし、ピコ基地局２０７は周波数ｆ２を通じてデータもしくは制御情報送信をする。前記のようなキャリアアグリゲーションを通じて諸基地局が互いに異なる周波数を通じて端末に同時に信号送信ができ、従って、最大データ送信速度(ｐｅａｋ ｄａｔａ ｒａｔｅ)及びシステムスループット(ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)を向上させることができる。

図２の構成は、ダウンリンクキャリアアグリゲーションだけではなく、アップリンクキャリアアグリゲーションに対しても同じく適用可能である。例えば、端末はマクロ基地局にアップリンク信号送信のための周波数ｆ１’を通じてデータもしくは制御情報送信をし、端末はピコ基地局２０３、２０５、２０７にアップリンク信号送信のための周波数ｆ２’を通じてデータもしくは制御情報送信ができる。

以下、本発明では、ＰｃｅｌｌとＳｃｅｌｌから構成されるキャリアアグリゲーションシステムを説明する。Ｐｃｅｌｌ(Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｅｌｌ又は第１セル)は端末に基本的な無線資源を提供し、端末が初期接続及びハンドオーバーなどの作動を行うのに基準となるセルを意味する。Ｐｃｅｌｌはダウンリンクｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ(もしくはＰｒｉｍａｒｙ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｃａｒｒｉｅｒ；ＰＣＣ)とアップリンクｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙから構成される。そして、Ｓｃｅｌｌ(Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｅｌｌまたは第２セル)は端末にＰｃｅｌｌと共に追加的な無線資源を提供するセルとしてダウンリンクｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ(もしくはＳｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｃａｒｒｉｅｒ；ＳＣＣ)とアップリンク ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙから構成される。端末が基地局にフィードバックするＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ とチャンネル状態情報(ＣＳＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ)などは端末が制御情報を送信するためのアップリンク物理制御チャンネルであるＰＵＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)から構成した後、アップリンク周波数を通じて基地局へ送信する。

図３は、本発明の第１実施形態によるｉｎｔｅｒ−ｅＮＢのキャリアアグリゲーションをサポートする広帯域ＬＴＥ−Ａシステムの構成を示した図面である。

図３は、ダウンリンク周波数ｆ１及びアップリンク周波数ｆ１’に操作されるマクロ基地局３０１とダウンリンク周波数ｆ２及びアップリンク周波数ｆ２’に操作されるピコ基地局３０２が互いに異なる所に位置してキャリアアグリゲーションされた例示を示す。前記マクロ基地局３０１は、アップリンク周波数ｆ２’を通じて送信されたアップリンク信号を受信及び処理することができる。

マクロ基地局３０１とピコ基地局３０２は相互接続されており、一定程度のバックホールディレー(ｂａｃｋｈａｕｌ ｄｅｌａｙ)を有する。従って、マクロ基地局とピコ基地局の間に送信遅延に敏感な情報を交換することは好ましくない。

また、図３のシステム構成で端末３０３はダウンリンク周波数ｆ１、ｆ２を通じるダウンリンク信号受信及びプロセス機能とアップリンク周波数ｆ１’、ｆ２’を通じるアップリンク信号送信及びプロセス機能を備えている。

ＰＵＣＣＨを通じてＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫもしくはＣＳＩなどのアップリンク制御情報(ＵＣＩ；Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)を端末が送信する場合、前記ＰＵＣＣＨはＵＣＩの情報量が相対的に小さく、狭帯域信号から構成され、ＵＣＩに対して高い受信性能が要求され、高電力送信が必要である。もし、端末がｆ１’及び ｆ２’を通じてそれぞれ狭帯域高電力信号を同時に送信するようになれば、前記狭帯域高電力信号の間に相互干渉が発生し、隣接した他のシステムで干渉が印加され、端末を使用可能にするための送信電力が不足しうる。従って、任意の瞬間端末はアップリンク周波数ｆ１’とｆ２’を通じて同時にＵＣＩを送信することができず、一つのアップリンク周波数を選択してＵＣＩを送信しなければならない制約事項が適用される。

しかし、端末がデータを送信する場合には相対的に低い送信電力で信号送信が可能であり、送信信号の帯域幅も相対的に大きくて相互干渉問題も少ない特徴がある。従って、データ送信の場合、任意の瞬間端末はアップリンク周波数ｆ１’及びｆ２’を通じて同時にデータ送信が可能である。

図３のシステム構成において端末はアップリンク周波数ｆ２’を通じてＰＵＣＣＨを送信する。前記ＰＵＣＣＨは、マクロ基地局３０１に対応するＵＣＩもしくはピコ基地局３０２に対応するＵＣＩもしくはマクロ基地局３０１に対応されるＵＣＩとピコ基地局３０２に対応するＵＣＩを全て含むことができる。マクロ基地局とピコ基地局は全てアップリンク周波数ｆ２’を通じて送信される信号を受信及びプロセスできる機能があるので、前記ｆ２’を通じて送信されるＰＵＣＣＨを受信することができる。

キャリアアグリゲーションが可能な端末と言っても、端末がシステムに初期接続時にはキャリアアグリゲーションではない状態で作動する。端末の初期接続が完了した以後に端末が接続した基地局は端末のキャリアアグリゲーション可能であるか否かを判断し、前記キャリアアグリゲーションが可能な端末に対しキャリアアグリゲーションを指示することができる。基地局が端末に前記キャリアアグリゲーションを指示する場合、少なくとも次の情報の一部あるいは全部を含んで上位階層シグナリングを通じて通知する。さらに、前記基地局はキャリアアグリゲーションを適用する追加基地局に以下情報の一部もしくは全部を含む制御情報を、基地局シグナリングを通じて通知する。

− 第１情報：キャリアアグリゲーションの対象となるＳｃｅｌｌ情報として、Ｓｃｅｌｌに対するダウンリンク周波数もしくはアップリンク周波数関連情報を含む。
− 第２情報：端末がＰＵＣＣＨ送信に使用するアップリンク周波数関連情報
− 第３情報：端末がＵＣＩ送信に適用するＰＵＣＣＨ送信フォーマットで、既存ＬＴＥ−Ａシステムに定義されたＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ １ａ／１ｂ／２／３のうちの一つもしくは新しいＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔになることができる。
− 第４情報：ＰＵＣＣＨ資源情報として、端末がＰＵＣＣＨ送信時に必要なリソースブロック情報、直交シーケンス情報、循環シフト情報などを直接的または間接的に計算するのに必要である。

図４は、本発明の実施形態による端末がＵＣＩをフィードバックする方法を示したフローチャートである。図４は端末が基地局に接続した後、キャリアアグリゲーションするか否かにより、ＰＵＣＣＨを通じてＵＣＩをフィードバックする一連の手続きを示す。

先ず、４０１段階で端末はＬＴＥ−Ａシステムに初期接続を行う。初期接続はランダムアクセス (Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ)手続きを経てなる。初期接続が完了すれば、基地局の制御により端末と基地局の間にデータ送受信が可能になる。初期接続が完了する場合、端末は４０２段階へ進行し、基地局に端末ｃａｐａｂｉｌｉｔｙを報告する。端末ｃａｐａｂｉｌｉｔｙは当該端末がＬＴＥ−Ａシステムの多くの機能のうちで、どの機能をサポートするのかを表す情報とし、キャリアアグリゲーションが可能であるか否かを表す制御情報などを含む。

基地局は端末から報告を受けた端末ｃａｐａｂｉｌｉｔｙなどを考慮して当該端末に対してキャリアアグリゲーションするか否かを判断する。基地局が当該端末にキャリアアグリゲーションを決定する場合、基地局は端末に前記第１制御情報乃至第４制御情報の一部、もしくは全部を含むキャリアアグリゲーション指示を、上位階層シグナリングを通じて通知する。

端末は４０３段階においてキャリアアグリゲーション指示を受信するか否かを判断し、キャリアアグリゲーション指示を受信する場合、４０４段階へ進行して基地局からシグナリングを受けたキャリアアグリゲーション指示に応じてキャリアアグリゲーションを設定する。以後、端末は初期接続時の適用したダウンリンク周波数とアップリンク周波数、及びキャリアアグリゲーションを通じて設定した追加的なダウンリンク周波数とアップリンク周波数を通じて基地局とデータ及び制御情報送受信を行う。

その後、端末は４０５段階へ進行し、端末がＰＵＣＣＨを通じて基地局にフィードバックするＵＣＩがある場合、キャリアアグリゲーション指示に含まれたアップリンク周波数を通じて ＰＵＣＣＨを送信する。

４０３段階で基地局が端末にキャリアアグリゲーションを指示しない場合、端末と基地局は初期接続時の適用したダウンリンク周波数とアップリンク周波数を通じてデータ及び制御情報送受信を行う。その後、端末は４０６段階へ進行して端末がＰＵＣＣＨを通じて基地局にフィードバックするＵＣＩがある場合、初期接続時の適用したアップリンク周波数を通じてＰＵＣＣＨを送信して基地局はこれを受信する。

前記のようにキャリアアグリゲーションされて作動する端末がＰＵＣＣＨを通じてＵＣＩを送信する時、ＰＵＣＣＨに含まれるＵＣＩがどの基地局に対応するかによって端末は送信電力を調節する。一般的にマクロ基地局３０１は広いカバレッジを提供するので端末３０３とマクロ基地局３０１の間の距離が相対的に長い。また、高い受信性能が要求される制御情報をマクロ基地局に送信する場合、端末は相対的に高い送信電力で信号を送信しなければならない。

一方、ピコ基地局３０２は相対的に少ないカバレッジを提供するので端末３０３とピコ基地局３０２の間の距離が相対的に短く、端末は、マクロ基地局で信号を送信する場合に比べて相対的に少ない送信電力でピコ基地局へ信号を送信することができる。従って、前記図３のように端末がアップリンク周波数ｆ２’を通じてＵＣＩをＰＵＣＣＨに載せて送信する場合、前記ＰＵＣＣＨが少なくともマクロ基地局３０１に対応するＵＣＩを含むと、端末３０３は前記マクロ基地局３０１の電力制御情報によってＰＵＣＣＨの送信電力を設定して送信する。もし、前記ＰＵＣＣＨがマクロ基地局３０１に対応するＵＣＩを含まず、ピコ基地局３０２に対応するＵＣＩだけを含むと、端末３０３は前記ピコ基地局３０２の電力制御情報によってＰＵＣＣＨの送信電力を設定して送信する。

図５は、本発明の実施形態による端末がＰＵＣＣＨ送信電力を調節する方法を示したフローチャートである。

図５を参照して前記端末のＰＵＣＣＨ送信電力調節方法を一般化すれば、次の通りである。端末がＰＵＣＣＨにＵＣＩを送信しようとする場合、５０１段階で端末は送信しようとするＰＵＣＣＨにＵＣＩ(０)が含まれるのか否かを判断する。ＵＣＩ(０)は基地局(０)に対応するＵＣＩであり、ＵＣＩ(１)は基地局(１)に対応するＵＣＩを示す。そして、基地局は事前にキャリアアグリゲーションされた基地局のうちのどの基地局を基地局(０)と設定し、どの基地局を基地局(１)と設定するかを予め決定して端末に通知する。もしくはどの基地局に対応するＵＣＩが、端末が送信するＰＵＣＣＨに含まれたのか否かにより、ＰＵＣＣＨの送信電力をどの様に調整しなければならないかに関する情報を基地局が端末に通知することができる。例えば、マクロ基地局を基地局(０)と設定し、ピコ基地局を基地局(１)と設定することができる。従って、端末は送信しようとするＰＵＣＣＨにＵＣＩ(０)を含むか否かによりＰＵＣＣＨの送信電力を調節することができる。

５０１段階の判断結果として、端末が送信しようとするＰＵＣＣＨにＵＣＩ(０)が含まれている場合、端末は５０２段階へ進行して基地局(０)からの電力制御情報によってＰＵＣＣＨの送信電力を設定して送信する。５０１段階の判断結果として、端末が送信しようとするＰＵＣＣＨにＵＣＩ(０)が含まれていない場合、端末は５０３段階へ進行して基地局(１)からの電力制御情報によりＰＵＣＣＨの送信電力を設定して送信する。前記各基地局の電力制御情報はＴＰＣ(Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ)情報、基地局が管掌するセル内の干渉を考慮した電力制御情報、基地局と端末の間のパスロス (ｐａｔｈｌｏｓｓ)情報などを含むことができる。

本発明の第２実施形態は第１実施形態の図３のシステム構成と同じ構成下で、端末がダウンリンクキャリアアグリゲーションはサポートするがアップリンクキャリアアグリゲーションはサポートしない場合の作動を説明する。即ち、端末は任意の時点にアップリンクデータあるいは制御情報を送信しようとする場合、一つのアップリンク周波数だけを通じて送信することができる。図３の例を適用すれば、端末はダウンリンク周波ｆ１及びｆ２を同時にサポートし、アップリンク周波数は任意の一瞬間 ｆ１’もしくはｆ２’のうちの一つだけをサポートする。

図６は、本発明の第２実施形態によって端末がＵＣＩをフィードバックする方法を示したフローチャートである。端末が図３のようなシステム構成においてどの様にＰＵＣＣＨを通じてＵＣＩをフィードバックするのか図６を参照して説明する。

先ず、６０１段階へ端末はＬＴＥ−Ａ システムに初期接続を行う。初期接続はランダムアクセス (Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ)手続きを経てなる。初期接続が完了すれば基地局制御によって端末と基地局の間にデータ送受信が可能になる。

初期接続が完了した後、基地局は端末のダウンリンクキャリアアグリゲーション可能であるか否かを判断し、キャリアアグリゲーションを決定する。図３のシステム構成で端末が初期接続した基地局がピコ基地局３０２であり、ピコ基地局３０２が追加でマクロ基地局３０１に対するダウンリンクキャリアアグリゲーションを決定する場合、ピコ基地局３０２はキャリアアグリゲーション指示を端末３０３に上位階層シグナリングを通じて通知する。また、端末が初期接続した基地局がマクロ基地局３０１であり、マクロ基地局３０１が追加でピコ基地局に対するダウンリンクキャリアアグリゲーションを決定する場合にもマクロ基地局３０１はキャリアアグリゲーション指示を端末３０３に上位階層シグナリングを通じて通知する。本発明の第２実施形態でも基地局はキャリアアグリゲーション指示の前述した４つの制御情報のうちで少なくとも一つを含ませて送信することができる。

端末は６０２段階においてキャリアアグリゲーション指示を受信し、６０３段階へ進行してどの基地局に対するキャリアアグリゲーション指示なのか否かを判断する。

６０３段階でピコ基地局に対するダウンリンクキャリアアグリゲーション指示の場合、端末は６０４段階へ進行して指示に応じてピコ基地局に対するダウンリンクキャリアアグリゲーションを行う。

以後、端末とキャリアアグリゲーションされたピコ基地局及びマクロ基地局は端末が初期接続時の適用したダウンリンク周波数ｆ１とキャリアアグリゲーションを通じて設定した追加的なダウンリンク周波数ｆ２を通じてダウンリンクデータ及び制御情報送受信を行う。そして、アップリンクデータ及び制御情報はピコ基地局のアップリンク周波数に対応するｆ２’を通じて送信する。

その後、端末は６０５段階へ進行してＰＵＣＣＨを通じて基地局にフィードバックするＵＣＩがある場合、初期接続時の適用したアップリンク周波数ｆ１’ではないキャリアアグリゲーションされたピコ基地局のアップリンク周波数ｆ２’を通じてＰＵＣＣＨを送信する。

前記のような作動を通じて端末のアップリンク信号送信は、マクロ基地局及びピコ基地局が全て受信できるアップリンク周波数ｆ２’を通じて行われることによってマクロ基地局はマクロ基地局に対応するＵＣＩを獲得するようにし、ピコ基地局はピコ基地局に対応するＵＣＩをそれぞれ獲得する。

６０３段階において、マクロ基地局に対するダウンリンクキャリアアグリゲーション指示の場合、端末は６０６段階へ進行して指示に応じてマクロ基地局に対するダウンリンクキャリアアグリゲーションを行う。

以後、端末とキャリアアグリゲーションされたピコ基地局及びマクロ基地局は端末が初期接続時の適用したダウンリンク周波数ｆ２とアップリンク周波数ｆ２’、そして初期接続を通じて設定した追加的なダウンリンク周波数ｆ１を通じてデータ及び制御情報送受信を行う。

その後、端末は６０７段階へ進行してＰＵＣＣＨを通じて基地局にフィードバックするＵＣＩがある場合、初期接続時の適用したアップリンク周波数ｆ２’を通じてＰＵＣＣＨを送信して基地局はこれを受信する。

図７は、本発明の実施形態による基地局装置の内部構成を示した図面である。図７を参照すれば、基地局装置７００はキャリアアグリゲーション制御部７１０、スケジューラ７２０、ＰＤＣＣＨブロック７３１、ＰＤＳＣＨ ブロック７３２、ＰＨＩＣＨブロック７３３、マルチプレクサ７３４、送信ＲＦブロック７３５から構成される送信部７３０及びＰＵＣＣＨブロック７４１、ＰＵＳＣＨブロック７４２、デマルチプレクサ７４３、受信ＲＦブロック７４４で構成される受信部７４０から構成される。

キャリアアグリゲーション制御部７１０は、端末に送信するデータ量、システム内に使用可能したリソース量などを参考してスケジューリングしようとする端末に対してキャリアアグリゲーションするか否かを判断してスケジューラ７２０、送信部７３０及び受信部７４０のそれぞれの構成ブロックに通知する。

ＰＤＣＣＨブロック７３１はスケジューラ７２０及びキャリアアグリゲーション制御部７１０の制御によりスケジューリング情報などを含むダウンリンク制御情報に対してチャンネルコーディング、変調などのプロセスを行ってＰＤＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)を生成する。ＰＤＳＣＨブロック７３２はスケジューラ７２０及びキャリアアグリゲーション制御部７１０の制御によりダウンリンクデータに対してチャンネルコーディング、変調などのプロセスを行ってＰＤＳＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)を生成する。ＰＨＩＣＨブロック７３３はスケジューラ７２０及びキャリアアグリゲーション制御部７１０の制御によってアップリンクデータに対するＨＡＲＱ-ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に対してチャンネルコーディング、変調などのプロセスを実行して(ＰＨＩＣＨ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＨＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ)を生成する。

それぞれのＰＤＣＣＨブロック７３１、ＰＤＳＣＨブロック７３２、ＰＨＩＣＨブロック７３３から生成されたＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ 、ＰＨＩＣＨ はマルチプレクサ７３４によって多重化された後、送信ＲＦブロック７３５で信号処理された後、マクロ基地局のダウンリンク周波数ｆ１を通じて端末に送信される。

マクロ基地局受信部７４０はマクロ基地局のアップリンク周波数ｆ１’だけでなく、キャリアアグリゲーションされたピコ基地局のアップリンク周波数ｆ２’に対しても受信することができる機能を有する。マクロ基地局の受信部７４０は受信ＲＦ７４４を通じて受信した信号をデマルチプレクサ７４３で逆多重化してそれぞれＰＵＣＣＨブロック、ＰＵＳＣＨブロックで配分する。

ＰＵＣＣＨブロック７４１は、ＵＣＩを含むＰＵＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)に対して復調、チャンネルデコーディングなどのプロセスを行ってＨＡＲＱ-ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＣＳＩなどの情報を獲得する。ＰＵＳＣＨ ブロック７４２は端末のアップリンクデータを含むＰＵＳＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)に対して復調、チャンネルデコーディングなどのプロセスを行って端末が送信したアップリンクデータを獲得する。

基地局受信部７４０は、ＰＵＣＣＨブロック７４１とＰＵＳＣＨブロック７４２の出力結果をスケジューラ７２０及びキャリアアグリゲーション制御部７１０で印加してそれぞれスケジューリングプロセス及びキャリアアグリゲーション判断に活用する。

図８は、本発明の実施形態による端末装置の内部構成を示した図面である。端末はダウンリンク周波数ｆ１、ｆ２ に対する受信機能と、アップリンク周波数ｆ１’、ｆ２’に対する送信機能を備える。図８を参照すれば、端末８００はキャリアアグリゲーション制御部８１０、ＰＤＣＣＨブロック８２１、ＰＤＳＣＨブロック８２２、ＰＨＩＣＨブロック８２３、デマルチプレクサ８２４、受信ＲＦブロック８２５から構成される受信部８２０とＰＵＣＣＨブロック８３１、ＰＵＳＣＨブロック８３２、マルチプレクサ８３３、送信ＲＦブロック８３４から構成される送信部８３０から構成される。

キャリアアグリゲーション制御部８１０は、基地局から受信した制御情報から端末のキャリアアグリゲーション状態を調整し、受信部８２０及び送信部８３０のそれぞれの構成ブロックを制御する。

受信部８２０において、ＰＤＣＣＨブロック８２１は端末がダウンリンク周波数ｆ１、もしくはｆ２を通じて受信したＰＤＣＣＨに対して復調、チャンネルデコーディングなどのプロセスを行ってダウンリンク制御情報を獲得する。ＰＤＳＣＨブロック８２２は端末８００がダウンリンク周波数ｆ１、もしくはｆ２を通じて受信したＰＤＳＣＨ に対して復調、チャンネルデコーディングなどのプロセスを実行してダウンリンクデータを獲得する。ＰＨＩＣＨブロック８２３は端末８００がダウンリンク周波数ｆ１もしくはｆ２を通じて受信したＰＨＩＣＨに対して復調、チャンネルデコーディングなどのプロセスを実行して端末が送信したアップリンクデータに対するＨＡＲＱ-ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を獲得する。

送信部８３０において、ＰＵＣＣＨブロック８３１はキャリアアグリゲーション制御部８１０の制御によってマクロ基地局もしくはピコ基地局に対応するＨＡＲＱ―ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＣＳＩなどを含むＵＣＩに対してチャンネルコーディング、変調などのプロセスを行ってＰＵＣＣＨを生成する。ＰＵＳＣＨブロック８３２はキャリアアグリゲーション制御部８３３の制御によりマクロ基地局あるいはピコ基地局に対応するアップリンクデータに対してチャンネルコーディング、変調などのプロセスを行ってＰＵＳＣＨを生成する。

それぞれのＰＵＣＣＨブロック８３１、ＰＵＳＣＨブロック８３２で生成されたＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨはマルチプレクサ８３３によって多重化された後、送信ＲＦブロック８３４で信号処理された後、ＰＵＳＣＨはアップリンク周波数ｆ１’もしくはｆ２’を通じて基地局に送信され、ＰＵＣＣＨはアップリンク周波数ｆ２’を通じて基地局に送信される。

本明細書と図面に開示された本発明の実施形態は本発明の記述内容を容易に説明し、本発明の理解を助けるために特定例を提示したものであって、本発明の範囲を限定しようとするのではない。ここに開示された実施形態以外にも本発明の技術的思想に基づいた他の変形例が実施可能であることは本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に自明なものである。

２０１ マクロ基地局
２０２ カバレッジ
２０３ ピコ基地局

Claims (12)

1. キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムにおける端末の物理チャンネル送信方法であって、
   ネットワークからキャリアアグリゲーション指示を受信する段階と、
   前記キャリアアグリゲーション指示に応じて複数のキャリアアグリゲーションを設定する段階と、
   初期接続に対応する第１基地局のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の大きさが、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて追加される第２基地局のカバレッジの大きさより大きい場合、前記第１基地局に相応する第１制御情報及び前記第２基地局に相応する第２制御情報を含んでいるアップリンク制御チャンネルを前記第２基地局のアップリンク周波数を通じて送信する段階とを含み、
   前記アップリンク制御チャンネルの送信電力は、前記第１基地局及び前記第２基地局のうち、送信電力がさらに大きい基地局の電力制御情報によって決定されることを特徴とする物理チャンネル送信方法。
2. 前記キャリアアグリゲーション指示は、前記キャリアアグリゲーションにより追加されるダウンリンク及びアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信に使用されるアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信フォーマット及び前記アップリンク制御チャンネルの送信資源情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の物理チャンネル送信方法。
3. 前記アップリンク制御チャンネルを送信する段階で、前記キャリアアグリゲーション指示がダウンリンクキャリアアグリゲーションだけを含むと、前記第１基地局へ前記アップリンク制御チャンネルを送信するためのアップリンク周波数を前記第２基地局のアップリンク周波数に変更することを特徴とする、請求項１に記載の物理チャンネル送信方法。
4. キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムにおける第１基地局の物理チャンネル受信方法であって、
   端末の初期接続要請に応じて前記端末との接続を設定する段階と、
   前記端末へキャリアアグリゲーション指示を送信する段階と、
   初期接続に対応する第１基地局のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の大きさが、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて追加される第２基地局のカバレッジの大きさより大きい場合、前記第２基地局のアップリンク周波数を通じて前記端末から前記第１基地局に相応する第１制御情報及び前記第２基地局に相応する第２制御情報を含むアップリンク制御チャンネルを受信する段階とを含み、
   前記アップリンク制御チャンネルの送信電力は、前記第１基地局及び前記第２基地局のうち、送信電力がさらに大きい基地局の電力制御情報によって決定されることを特徴とする、物理チャンネル受信方法。
5. 前記キャリアアグリゲーション指示は、前記キャリアアグリゲーションにより追加されるダウンリンク及びアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信に使用されるアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信フォーマット及び前記アップリンク制御チャンネルの送信資源情報のうちで少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項４に記載の物理チャンネル受信方法。
6. 前記アップリンク制御チャンネルを受信する段階で、前記キャリアアグリゲーション指示がダウンリンクキャリアアグリゲーションだけを含むと、前記第２基地局のアップリンク周波数を通じて前記アップリンク制御チャンネルを受信することを特徴とする、請求項４に記載の物理チャンネル受信方法。
7. キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムにおける物理チャンネルを送信する端末であって、
   ネットワークと信号及びデータを送受信する送受信部、及び
   前記ネットワークに初期接続し、前記ネットワークからキャリアアグリゲーション指示を受信し、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて複数のキャリアアグリゲーションを設定し、初期接続に対応する第１基地局のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の大きさが、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて追加される第２基地局のカバレッジの大きさより大きい場合、前記第１基地局に相応する第１制御情報及び前記第２基地局に対応する第２制御情報を含むアップリンク制御チャンネルを前記第２基地局のアップリンク周波数を通じて送信するように制御する制御部を含み、
   前記アップリンク制御チャンネルの送信電力は、前記第１基地局及び前記第２基地局のうち、送信電力がさらに大きい基地局の電力制御情報によって決定されることを特徴とする、端末。
8. 前記キャリアアグリゲーション指示は、前記キャリアアグリゲーションによって追加されるダウンリンク及びアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信に使用されるアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信フォーマット及び前記アップリンク制御チャンネルの送信資源情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の端末。
9. 前記制御部は、前記キャリアアグリゲーション指示がダウンリンクキャリアアグリゲーションだけを含むと、前記第１基地局へ前記アップリンク制御チャンネルを送信するためのアップリンク周波数を前記第２基地局のアップリンク周波数に変更することを特徴とする、請求項７に記載の端末。
10. キャリアアグリゲーションをサポートする通信システムで物理チャンネルを受信する第１基地局であって、
    端末と信号及びデータを送受信する送受信部と、
    前記端末の初期接続要請に応じて前記端末との接続を設定し、前記端末にキャリアアグリゲーション指示を送信し、初期接続に対応する第１基地局のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の大きさが、前記キャリアアグリゲーション指示に応じて追加される第２基地局のカバレッジの大きさより大きい場合、前記第２基地局のアップリンク周波数を通じて前記端末から前記第１基地局に相応する第１制御情報及び前記第２基地局に相応する第２制御情報を含むアップリンク制御チャンネルを受信するように制御する制御部とを含み、
    前記アップリンク制御チャンネルの送信電力は、前記第１基地局及び前記第２基地局のうち、送信電力がさらに大きい基地局の電力制御情報によって決定されることを特徴とする基地局。
11. 前記キャリアアグリゲーション指示は、前記キャリアアグリゲーションによって追加されるダウンリンク及びアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信に使用されるアップリンク周波数情報、前記アップリンク制御チャンネルの送信フォーマット及び前記アップリンク制御チャンネルの送信資源情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の基地局。
12. 前記制御部は、前記キャリアアグリゲーション指示がダウンリンクキャリアアグリゲーションだけを含むと、前記第２基地局のアップリンク周波数を通じて前記アップリンク制御チャンネルを受信することを特徴とする、請求項１０に記載の基地局。

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