JP6480540B2 - 搬送波集積技術を使用する無線通信システムにおける副搬送波の不活性化方法及び装置 - Google Patents

搬送波集積技術を使用する無線通信システムにおける副搬送波の不活性化方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、LTE(Long Term Evolution)システムで、複数個の搬送波を同時に使用する搬送波集積(Carrier Aggregation、CA)技術を使用するシステムにおいて、主搬送波(Primary Carrier)以外の副搬送波(Secondary Carrier)を不活性化(Deactivation)する方法に関する。
最近、無線通信技術は、急激な発展を遂げ、これにより、通信システム技術も進化を重ね、このうち、現在第4世代移動通信技術として注目されるシステムがLTEシステムである。LTEシステムでは、急増するトラフィック需要を満たすために多様な技術が導入され、そのうちの1つが搬送波集積技術である。搬送波集積技術というのは、従来の通信では端末(UE、以下、端末と称する)と基地局(eNB、以下、基地局(base station)と称する)との間で1つの搬送波のみ使用したが、主搬送波と1つまたは複数個の副搬送波とを使用して副搬送波の個数分だけ伝送量を画期的に増やすことができるという技術である。なお、LTEでは、主搬送波をPCell(Primary Cell)と称し、副搬送波をSCell(Secondary Cell)と称する。
前記搬送波集積技術を使用するためにはPCellでSCellを制御する追加的な複雑度が発生する。すなわち、PCellでどのSCellを使用するかまたは使用しないかが定められなければならず、また、このような事項が定められた場合、当該SCellの使用及び非使用と関連した諸事項に対する制御を行わなければならない。すなわち、SCellを不活性化する具体的な方案が明示される必要がある。
Samsung,"SCell deactivation and CQI reporting",3GPP TSG-RAN2#73 meeting R2-110881,2011.02.14,pp.1-4
本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、無線移動通信システムにおいて搬送波集積技術を使用する場合、SCellの不活性化を行う具体的な方法を提供する。
上記目的を達成するために、本発明の一実施態様による端末機の通信方法は、副搬送波を活性化する活性化段階と、前記副搬送波が活性化されたとき、第1タイマーを開始する第1開始段階と、前記第1タイマーが満了したとき、第2タイマーを開始する第2開始段階と、前記第2タイマーが満了したとき、活性化された前記副搬送波を不活性化する不活性化段階とを含むことを特徴とする。
また、本発明の別の態様によれば、信号を送受信する送受信機と、時間経過を測定する第1タイマー及び第2タイマーを含む制御部と、前記送受信機を介して受信された信号または前記制御部の動作によって副搬送波を活性化または不活性化する処理部とを含み、前記処理部は、副搬送波を活性化し、前記第2タイマーが満了したとき、活性化された前記副搬送波を不活性化し、前記制御部は、前記副搬送波が活性化されたとき、前記第1タイマーを開始し、前記第1タイマーが満了したとき、前記第2タイマーを開始することを特徴とする端末機が提供される。
また、本明細書の別の実施態様によれば、無線通信システムで副搬送波を使用するためのシステムは、副搬送波を割り当てる1つ以上の基地局と、前記副搬送波活性化指示子に基づいて副搬送波の使用を活性化する端末とを含み、前記端末は、所定の時間区間が経過し、所定の時間区間の間に前記副搬送波活性化指示子を受信しない場合、前記副搬送波の使用を不活性化することを特徴とする。
提案する方法を利用すれば、SCell不活性化時に必要なすべての動作を成功的に実行可能になることで、エラーのない不活性化動作を行うことができる。
本発明が適用されるLTEシステムの構造を示す図である。 本発明が適用されるLTEシステムの無線プロトコル構造を示す図である。 端末でのキャリア集積を説明するための図である。 本発明で提案するメッセージ流れ図である。 本発明を適用した端末の動作流れ図である。 本発明を適用した端末の装置を示す図である。
以下で、本発明を説明するにあたって、関連する公知の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瞭にするおそれがあ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諸実施形態を説明する。
本発明は、多重搬送波が集積された端末が副搬送波を活性化する方法及び装置に関する。
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、図示のように、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、Node B、または基地局と称する)105,110,115,120と、MME(Mobility Management Entity)125と、S−GW(Serving−Gateway)130とで構成される。ユーザ端末(User Equipment、以下、UEまたは端末と称する)135は、ENB 105〜120及びS−GW 130を介して外部ネットワークに接続する。
図1で、ENB 105〜120は、UMTSシステムの既存ノードBに対応する。ENBは、UE 135と無線チャネルで接続され、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用いたVoIP(Voice over IP)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)を介してサービスされるので、UE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する装置が必要であり、これをENB 105〜120が担当する。1つのENBは、通常、複数のセルを制御する。例えば、100Mbpsの伝送速度を実現するために、LTEシステムは、例えば、20MHz帯域幅で直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下、OFDMと称する)を無線接続技術として使用する。また、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)とを決定する適応変調コーディング(Adaptive Modulation & Coding、以下、AMCと称する)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、複数の基地局と接続される。
図2は、本発明が適用されるLTEシステムの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、端末及び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で構成される。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と称する)210,235は、PDCP PDU(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つの端末に構成された様々なRLC階層装置と接続され、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。物理階層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シンボルを生成して無線チャネルで伝送するか、または無線チャネルを介して受信した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行う。
図3は、端末での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され、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つの端末が前記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くのキャリアを割り当てることによって、前記端末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とが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介してデータを送受信するものと理解することもできる。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介してデータを受信するか、または任意の逆方向キャリアを介してデータを伝送するというのは、前記キャリアを特徴づける中心周波数及び周波数帯域に対応するセルで提供す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ことと同一の意味を有する。また、以下、本発明の実施形態は、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、キャリア集積をサポートする各種無線通信システムに適用されることができる。
図4は、本発明で提案するメッセージ流れ図である。基地局403は、端末401に該端末に設定されたSCellのうちどのSCellを活性化/不活性化するかをActivation/Deactivation MAC Control Element(CE)を使用して通知する(405)。前記Activation/Deactivation MAC CEは、8ビットよりなる固定されたサイズのMAC CEであって、7個のCフィールドと1個のRフィールドとで構成される。Rは、予備(reserved)フィールドであり、7個のCフィールドそれぞれは、C、C、C、C、C、C、C(すなわち、C)で示されることができ、SCell iに対して1の場合、活性化、0の場合、不活性化で表示し、それぞれの副搬送波に対する活性化可否を通知するのに使用される。
これを受信した端末は、どのSCellを活性化/不活性化しなければならないかを確認し(407)、もし、特定SCellが活性化される場合には、当該SCellを活性化させ、当該SCellに対する第1タイマーを開始する(409)。
前記第1タイマーを使用する理由は、既存動作でSCellを活性化または不活性化させるとき、Activation/Deactivation MAC Control Elementを使用してどのSCellを活性化または不活性化させるかを通知したが、前記第1タイマーを使用することによって、Activation/Deactivation MAC Control Elementを使用せずに不活性化させる機能を提供することにある。
その後、基地局が当該SCellにPDCCH(Physical Downlink Control CHannel:物理的ダウンリンク制御チャネル)を介してアップリンク資源を割り当てるか、またはダウンリンク資源を割り当てする場合ごとに、409段階で開始した第1タイマーを再開始する(411)。
また、当該SCellを再活性化(reactivate:既に活性化状態であるが、前記SCellに該当するcorresponding bitが1に設定されたActivation/Deactivation MAC CEを受信する場合)させるActivation/Deactivation MAC CEを受信する度に再開始する(413)。前記第1タイマーは、mフレームの時間長さを有するタイマーであり、RRC(Radio Resource Control)階層のメッセージなどで設定可能である。
その後、第1タイマーが満了するまで当該SCellにアップリンク/ダウンリンク資源割り当てがないか、または再活性化させるActivation/Deactivation MAC CEを受けなかった場合、直ちにSCellを不活性化することなく、第2タイマーを駆動する(415)。
前記第2タイマーを使用する理由は、端末が当該SCellに対してサウンディング基準信号(SRS:Sounding Reference Symbol)伝送とCQI/PMI/RI/PTIの伝送を中断するために時間を与えるためのものであり、また、第2タイマーが満了する定められた時点に動作を中止し、基地局の性能に悪影響を及ぼさないようにすることに目的がある。前記CQI/PMI/RI/PTIに対する詳細な説明は、次の通りである。
−CQI(Channel Quality Indicator):チャネル品質指示子:ビットエラー確率10%を満たす推薦伝送フォーマット
−PMI(Precoding Matrix Index):プレコーディングマトリックスインデックス:closed−loop spatial multiplexingに使用されるインデックス
−RI(Rank Indicator):ランク指示子:推薦する伝送ランク
−PTI(Precoder Type Indication):プレコーダータイプ指示子
もし、第2タイマーが駆動される間に、411段階のような該当SCellに対するUL grantやDL assignmentがPDCCHで来る場合にもこれを無視し、第1タイマー、第2タイマーを再駆動/再開始しない(417)。
前記第2タイマーが始まった後に行う前記動作のうち、端末と基地局間の相互作用と無関係であり、端末が定められた時点に動作を中止しなければならない必要がない動作は、第2タイマーが満了する前に先に中断することができる。このような動作の例は、次の通りである。
−SCellからのPDCCH(Physical Downlink Control CHannel)モニタリング中断
−サウンディング基準信号(SRS:Sounding Reference Symbol)伝送中断
また、前記動作のうち、端末と基地局間の相互作用と関連があり、端末が定められた時点に動作を中止しない場合、基地局の性能に悪影響を及ぼすことがあり、第2タイマーが満了した時点で中止しなければならない動作は、次の通りである。
−チャネル状態情報報告(CSI reporting)中断
−CQI/PMI/RI/PTIの伝送中断
その後、第2タイマーが満了すれば、当該SCellは、不活性化される(419)。前記第2タイマーは、nサブフレームの時間を有し、nは、0以上の整数であり、固定された値の使用が可能である(例えば、n=8などが使用可能である)。第2タイマー満了後に、サウンディング基準信号(SRS:Sounding Reference Symbol)伝送とCQI/PMI/RI/PTIの伝送とを中断する。
図5は、本発明を適用した端末の動作流れ図である。
端末は、8ビットのビットマップが含まれたActivation/Deactivation MAC CEを受信し、新規に活性化するSCellがあるか否かを確認して、もしあれば、当該SCellを活性化する(501)。より具体的には、端末は、MAC CEを受信する前に不活性化されているSCellを確認し、MAC CEを受信したとき、不活性化されているSCellに対してMAC CEのビットマップに「活性化」表示されているSCellを活性化する。前記Activation/Deactivation MAC CEは、活性化するSCellを決定する決定信号と称することができる。
端末は、新規活性化したSCellに対してそれぞれ第1タイマーを開始する(503)。前記第1タイマーの長さは、設定が可能であり、eNBによってRRC connection reconfiguration手続中に設定されることができる。端末は、当該SCellに対してPDCCHを介してアップリンク資源割り当て及びダウンリンク資源割り当てが行われたか、またはActivation/Deactivation MAC CEを受信し、当該SCellが再活性化されたかを確認する(505)。もしそうであれば、第1タイマーを再開始し(507)、さらに505段階に戻って、当該SCellに対してPDCCHを介してアップリンク資源割り当て及びダウンリンク資源割り当てが行われたか、またはActivation/Deactivation MAC CEを受信し、当該SCellが再活性化されたかを確認する。もし、第1タイマーが満了した場合(509)、第2タイマーを開始する(511)。第2タイマーの長さは、固定されていて、設定可能ではない(例えば、8のような0以上の整数値に固定)。したがって、第2タイマーの長さは、eNBが通知するものではなく、規格に固定された値を使用する。
第2タイマーが満了したとき(すなわち、第1タイマーが満了した後、固定された長さの時間が経過した後)、端末は、当該SCellを不活性化し、当該SCellに対するSRS伝送を中断し、当該SCellに対するCQI/PMI/RI/PTIの伝送を中断する(513)。また、端末は、不活性化されたSCellに対してPDCCHの受信を中断する。また、第2タイマーが始まった場合、端末は、当該SCellのPDCCHで伝送されたアップリンク資源割り当てとダウンリンク資源割り当てを無視する。これは、第1タイマーが満了したとき、当該SCellに対するPDCCHモニタリングを中断することによって可能である。すなわち、PDCCHモニタリングは、第1タイマーが満了したときに中断し、SRS及びCQI/PMI/RI/PTI伝送などは、第2タイマーが満了した場合に中断する。
図6は、本発明を適用した端末の装置を示す図である。
端末は、上位階層605とデータなどを送受信し、制御メッセージ処理部607を介して制御メッセージを送受信し、送信時に、制御部609の制御によって多重化装置603を介して多重化後、送信機を介してデータを伝送し(601)、受信時に、制御部609の制御によって受信機で物理信号を受信した後(601)、逆多重化装置603で受信信号を逆多重化し、それぞれメッセージ情報によって上位階層605または制御メッセージ処理部607に伝達する。
本発明においてActivation/Deactivation MAC CEを制御メッセージ処理部607が受信すれば、これをSCell活性化/不活性化処理部611に通知し、新規活性化したSCellに対して第1タイマーを開始する。その後、前記SCellに対して制御部609を介してダウンリンク/アップリンクの資源を受信した場合、または制御メッセージ処理部607を介して当該SCellを再活性化するActivation/Deactivation MAC CEを受信した場合、前記第1タイマーを再開始する。
その後、第1タイマーが満了すれば、Scell活性化/不活性化処理部611は、第2タイマーを開始する。この期間の間には、制御部を介してeNBからダウンリンク/アップリンクデータ受信のためのPDCCH受信をしなくてもよい。その後、第2タイマーが満了すれば、SRS伝送及びCQI/PMI/RI/PTI伝送を中断する。
提案する方式を使用すれば、搬送波集積技術を使用する場合、SCellを不活性化するとき、2つのタイマーを介して行うことによって、誤動作を防止し、正確な動作を行うことができる。
本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限度内でさまざまな変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。
105,110,115,120 基地局(ENB)
125 移動管理局(MME)
130 サービングゲートウェイ(S−GW)
135 ユーザ端末(UE)
601 送受信機
603 多重化及び逆多重化装置
605 上位階層装置
607 制御メッセージ処理部
609 制御部
611 SCell活性化/不活性化処理部。

Claims (12)

  1. 無線通信システムの端末における通信方法において、
    基地局からSCell(secondary cell)を活性化するための第1情報を受信する段階と、
    前記第1情報に基づいて前記SCellを活性化する段階と、
    前記第1情報に対応して前記SCellの非活性化(deactivation)と関連したタイマーを開始する段階と、
    前記活性化したSCellのための第2情報が前記基地局から受信されると、前記SCellと関連したタイマーを再開始する段階とを含み、
    前記タイマーの長さは、設定が可能であるmフレームの時間長さに対応し、前記mは、無線リソース制御(radio resource control、RRC)メッセージに基づいて設定される
    ことを特徴とする通信方法。
  2. 前記タイマーの満了後、前記第2情報が受信される場合には、前記タイマーを再開始しない
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  3. 前記タイマーの満了に対応し、前記SCellに対応する物理的ダウンリンク制御チャネル(physical downlink control channel、PDCCH)のモニタリングを中断する段階をさらに含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  4. 前記第1情報は、少なくとも1つのSCellに対応し、8bitの情報を含むビットマップ指示子を含み、
    前記SCellを活性化する段階は、前記ビットマップ指示子に基づいて前記SCellを活性化する段階を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  5. 前記タイマーが満了に対応し、少なくとも既に設定されたサブフレームまで、前記SCell上でサウンディング基準信号(SRS)の伝送を中断し、前記既に設定されたサブフレームからチャネル品質指示子(channel quality indicator)報告、プレコーディングマトリックスインデックス(precoding matrix index)報告及びランク指示子(rank indicator)報告の伝送を中断することを含み、
    前記タイマーの満了から前記既に設定されたサブフレームまでの長さは、RRCメッセージに基づいて設定が不可能である固定された値である
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  6. 前記タイマーがサブフレームnにおいて満了した場合、前記SCellと関連したプレコーダタイプ指示子(precoder type indication、PTI)報告はサブフレームn+8から中断される
    ことを特徴とする請求項2に記載の通信方法。
  7. 無線通信システムの端末において、
    受信部と、
    前記送受信部と関連して、
    基地局からSCell(secondary cell)を活性化するための第1情報を受信し、前記第1情報に基づいて前記SCellを活性化し、前記第1情報に対応して前記SCellの非活性化(deactivation)と関連したタイマーを開始し、前記活性化したSCellのための第2情報が前記基地局から受信されると、前記SCellと関連したタイマーを再開始する制御部を含み、
    前記タイマーの長さは、設定が可能であるmフレームの時間長さに対応し、前記mは、無線リソース制御(radio resource control、RRC)メッセージに基づいて設定される
    ことを特徴とする端末。
  8. 前記制御部は、
    前記タイマーの満了後、前記第2情報が受信される場合には、前記タイマーを再開始しない
    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、
    前記タイマーの満了に対応し、前記SCellに対応する物理的ダウンリンク制御チャネル(physical downlink control channel、PDCCH)のモニタリングを中断する
    ことを特徴とする請求項7に記載の端末。
  10. 前記第1情報は、少なくとも1つのSCellに対応し、8bitの情報を含むビットマップ指示子を含み、
    前記制御部は、前記ビットマップ指示子に基づいて前記SCellを活性化する
    ことを特徴とする請求項7に記載の端末。
  11. 前記制御部は、前記タイマーが満了に対応し、少なくとも既に設定されたサブフレームまで、前記SCell上でサウンディング基準信号(SRS)の伝送を中断し、チャネル品質指示子(channel quality indicator)報告、プレコーディングマトリックスインデックス(precoding matrix index)報告及びランク指示子(rank indicator)報告の伝送を中断し
    前記タイマーの満了から前記既に設定されたサブフレームまでの長さは、RRCメッセージに基づいて設定が不可能な固定された値である
    ことを特徴とする請求項7に記載の端末。
  12. 前記タイマーがサブフレームnにおいて満了した場合、前記SCellと関連したプレコーダタイプ指示子(precoder type indication、PTI)報告はサブフレームn+8から中断される
    ことを特徴とする請求項8に記載の端末。
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