JP6509410B2 - 移動端末、基地局及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動端末、基地局及び通信制御方法に関する。

現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の次世代の通信規格として、ＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）の標準化が進められている。ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＬＴＥシステムとのバックワードコンパチビリティを確保しつつ、ＬＴＥシステムを上回るスループットを実現するため、キャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）技術が導入される。キャリアアグリゲーション技術では、ＬＴＥシステムによりサポートされている２０ＭＨｚの最大帯域幅を有するＬＴＥキャリア（コンポーネントキャリアとも呼ばれる）が基本コンポーネントとして利用され、複数のコンポーネントキャリアを同時に用いることによって、より広帯域な通信を実現することが図られている。

キャリアアグリゲーションでは、移動端末（ＵＥ：User Equipment）は、複数のコンポーネントキャリアを同時に用いて基地局（ｅＮＢ：evolved NodeB）と通信することが可能である。キャリアアグリゲーションでは、移動端末との接続性を担保する信頼性の高いプライコンポーネントキャリア（ＰＣＣ：Primary Component Carrier）と、プライマリコンポーネントキャリアに追加的に設定されるセカンダリコンポーネントキャリア（ＳＣＣ：Secondary Component Carrier）とが用いられる。

キャリアアグリゲーションに対応した移動端末は、コンポーネントキャリア毎にＲＦ（Radio Frequency）チェーンを有する。従って、このような移動端末は、２つ以上のＲＦチェーンを有するため、ＰＣＣのみで通信しており、ＳＣＣで通信していない場合、ＳＣＣ側のＲＦチェーンは使用されていない。このようにコンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦチェーンを用いて、異周波数の隣接セルの受信レベルを測定することができる。ここでは、この異周波測定技術をギャップ（GAP）無測定と呼ぶ。ギャップ無測定は、ＰＣＣ側の通信を継続したまま、異周波セルの測定ができるため、ＰＣＣのスループット低減の影響を抑えることができる。

しかし、通信していないＲＦチェーンにて、異周波セルの測定のために状態変化（例えば、電源のオン／オフ、周波数切替等）が起こると、通信中のＲＦチェーンにも瞬断が発生する。例えば、異周波セルの測定のために、通信していないＲＦチェーンにて電源のオン／オフが発生すると、通信中のＲＦチェーンにノイズが発生し、データが受信できなくなる。

3GPP TS 36.133 V11.6.0 (2013-09), Section 8.1.2.1 UE measurement Capability

上記のように、通信していないＲＦチェーンの状態変化により、通信中のＲＦチェーンに瞬断が発生する。図１に、異周波測定においてパケットロスが発生する場合を示す。移動端末がＰＣＣのみで通信している場合、ＳＣＣに対応するＲＦチェーンで異周波測定を行うことができる。しかし、異周波測定期間の最初と最後のサブフレームでは、ＳＣＣに対応するＲＦチェーンで状態変化が発生し、通信中のＰＣＣにおいて瞬断が発生する。しかし、ＰＣＣ側は瞬断の有無にかかわらずデータが送信されるため、瞬断を引き起こすサブフレームではパケットロスが発生する。

この場合、再送処理を行うことで、受信できなかったパケットを補完する方法がある。しかし、瞬断を引き起こすサブフレームにおいてもパケットが送信されるため、無線リソースを無駄に消費し、回線容量に影響を及ぼす。

一方、通信中のＲＦチェーンの瞬断を回避するために、ギャップ無測定による異周波測定期間においてデータを送信しない方法がある（非特許文献１参照）。図２に、異周波測定の際のギャップの設定を示す。具体的には、基地局から移動端末に対して、異周波測定期間の６サブフレーム分にデータを割り当てないというギャップを設定する。この場合、瞬断を引き起こすサブフレームでパケットが送信されないため、無線リソースを節約できるが、移動端末のスループットが低減する。

本発明は、異周波測定期間のうち瞬断を引き起こさないサブフレームをデータ通信に利用し、瞬断を引き起こすサブフレームにデータを割り当てないというギャップを設定することにより、無線リソースの有効利用を図ると共に、移動端末のスループットを向上させることを目的とする。

本発明の一形態に係る移動端末は、
複数のコンポーネントキャリアを設定して基地局と通信する移動端末であって、
前記基地局から、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを受信する受信部と、
前記ギャップパターンに従って通信を制御する通信制御部と、
を有する。

本発明の一形態に係る基地局は、
複数のコンポーネントキャリアを設定して移動端末と通信する基地局であって、
異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを前記移動端末に送信する送信部と、
前記ギャップパターンに従って通信を制御する通信制御部と、
を有する。

本発明の一形態に係る通信制御方法は、
基地局との間に複数のコンポーネントキャリアを設定して通信する移動端末における通信制御方法であって、
前記基地局から、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを受信するステップと、
前記ギャップパターンに従って通信を制御するステップと、
を有する。

本発明の一形態に係る通信制御方法は、
移動端末との間に複数のコンポーネントキャリアを設定して通信する基地局における通信制御方法であって、
異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを前記移動端末に送信するステップと、
前記ギャップパターンに従って通信を制御するステップと、
を有する。

本発明によれば、異周波測定期間のうち瞬断を引き起こさないサブフレームをデータ通信に利用し、瞬断を引き起こすサブフレームにデータを割り当てないというギャップを設定することにより、無線リソースの有効利用が図られ、移動端末のスループットが向上できる。

異周波測定においてパケットロスが発生する場合を示す図 異周波測定の際のギャップの設定を示す図 本発明の実施例に係る異周波測定の際のギャップの設定を示す図 本発明の実施例に係る移動端末のブロック図 本発明の実施例に係る基地局のブロック図 本発明の実施例に係る通信制御方法のフローチャート

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

本発明の実施例では、ＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）システムのような無線通信システムにおいて、キャリアアグリゲーションを利用して通信する移動端末及び基地局について説明する。

キャリアアグリゲーションに対応した移動端末は、２つ以上のＲＦ（Radio Frequency）チェーンを有するため、ＰＣＣのみで通信しており、ＳＣＣで通信していない場合、コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦチェーンが存在する。移動端末は、コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦチェーンを用いて異周波セルを測定できる（ギャップ無測定）。図１を参照して説明したように、ギャップ無測定によって通信していないＲＦチェーンで状態変化が起こると、通信中のＲＦチェーンに瞬断が発生する。具体的には、異周波測定期間の最初と最後のサブフレームにおいて、周波数切替等を原因とする瞬断が発生する。

本発明の実施例では、異周波測定期間内で瞬断を引き起こすサブフレームにデータを割り当てず、他のサブフレームをデータ通信に利用するギャップパターンを使用する。ギャップとは、指定のサブフレームにデータを割り当てないことを意味し、ギャップパターンとは、どのサブフレームにデータを割り当てないかを指定したパターンを示す。

図３に、本発明の実施例に係る異周波測定の際のギャップの設定を示す。ギャップ無測定では、異周波測定期間の最初と最後のサブフレームにおいて瞬断が発生するため、異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームにデータを割り当てず、他のサブフレームをデータ通信に利用する。３ＧＰＰ規格では、異周波測定期間が６サブフレームと定められているため、本発明の実施例では、最初と最後のサブフレームを除く４サブフレームにデータを割り当てる。このようにすることで、６サブフレーム分のデータを割り当てない場合に比べて、移動端末のスループットを向上させることができる。なお、異周波測定期間は６サブフレームに限定されることなく、他のサブフレーム数でもよい。また、データを割り当てないサブフレームは最初と最後のサブフレームに限定されることなく、それぞれ最初と最後の２サブフレーム等の他のパターンも考えられる。

なお、最初と最後のサブフレームはデータ通信に利用しないため、瞬断によるパケットロスは回避できる。また、データを割り当てない最初と最後のサブフレームは、他の移動端末との通信に利用できるため、無線リソースの有効利用が図られる。

このようなギャップ無測定を実現するため、本発明の実施例では、移動端末は、ギャップ無測定に関する端末機能（UE Capability）を基地局に送信する。基地局は、受信した端末機能に基づいて、ギャップ無測定の可否を移動端末に送信する。移動端末は、基地局からギャップ無測定が許可された場合、より具体的には、異周波測定期間内の一部の期間（異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームを除くサブフレーム）をデータ通信に利用するギャップ無測定が許可された場合、当該一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信する。

＜装置構成＞
図４に、本発明の実施例に係る移動端末１０のブロック図を示す。移動端末１０は、キャリアアグリゲーションに対応した移動端末であり、複数のコンポーネントキャリアを設定して基地局と通信する。

移動端末１０は、ＲＦチェーン１０１−１…１０１−Ｎと、送信部１０３と、受信部１０５と、異周波測定部１０７と、通信制御部１０９とを有する。

ＲＦチェーン１０１−１…１０１−Ｎは、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、また、ＲＦ信号をベースバンド信号に変換するための回路であり、例えば、変復調器、フィルタ、増幅器等を含む。キャリアアグリゲーションに対応した移動端末では、２つ以上のＲＦチェーンが存在する。１つのＲＦチェーンは、ＰＣＣの通信に利用され、他のＲＦチェーンはＳＣＣの通信に利用される。

送信部１０３は、ＲＦチェーン１０１−１…１０１−Ｎ及びアンテナを介して、データ及び制御情報を基地局に送信する。特に、送信部１０３は、コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦチェーンを使用して異周波測定ができるか否かというギャップ無測定に関する端末機能を基地局に送信する。端末機能は、ＣＡバンド（コンポーネントキャリア）の組み合わせ毎に送信されてもよい。これは、ＣＡバンドの組み合わせによって、ギャップ無測定の可否が決まるからである。例えば、８００ＭＨｚ対応のＲＦチェーンで通信している間に、２ＧＨｚ帯対応のＲＦチェーンが空いている場合、その空いているＲＦチェーンを使って、７００ＭＨｚ帯の測定をしようとしても、移動端末の構成上不可能である。このようなＣＡバンドの組み合わせの場合、移動端末はギャップ無測定に関する端末機能を有さないことになる。例えば、１つのＰＣＣ及び１つのＳＣＣが設定されている場合、ＣＡバンドの組み合わせは１種類であるが、１つのＰＣＣ及び２つのＳＣＣが設定されている場合、ＣＡバンドの組み合わせは３種類になる。

受信部１０５は、ＲＦチェーン１０１−１…１０１−Ｎ及びアンテナを介して、基地局からデータ及び制御情報を受信する。特に、受信部１０５は、基地局から、ギャップ無測定の可否を受信する。また、受信部１０５は、異周波測定期間の周期等を受信してもよい。

異周波測定部１０７は、コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦチェーンを使用して異周波セルを測定する。異周波セルの測定周期は、基地局から通知された異周波測定期間の周期に従う。

通信制御部１０９は、基地局から通知されたギャップ無測定の可否に従って、データの送受信を制御する。通信制御部１０９は、基地局からギャップ無測定が許可された場合、すなわち、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定が許可された場合、当該一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信を制御する。より具体的には、通信制御部１０９は、図３に示すように、異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームのみにデータが割り当てられないとみなす。従って、異周波測定期間のうち最初と最後のサブフレームを除く４サブフレームで基地局から下りデータを受信した場合、受信した下りデータは受信処理される。通信制御部１０９は、基地局からギャップ無測定が許可されない場合、すなわち、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定が許可されない場合、図２に示すように、異周波測定期間内にデータを割り当てないギャップパターンに従って通信を制御してもよい。

図５に、本発明の実施例に係る基地局のブロック図を示す。基地局２０は、キャリアアグリゲーションに対応した基地局であり、複数のコンポーネントキャリアを設定して移動端末と通信する。

基地局２０は、受信部２０１と、送信部２０３と、通信制御部２０５とを有する。なお、図示しないが、図４の移動端末と同様に、基地局２０は、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、また、ＲＦ信号をベースバンド信号に変換するための回路を有する。

受信部２０１は、アンテナを介して、移動端末からデータ及び制御情報を受信する。特に、受信部２０１は、コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦチェーンを使用して異周波測定ができるか否かというギャップ無測定に関する端末機能を移動端末から受信する。

送信部２０３は、アンテナを介して、データ及び制御情報を移動端末に送信する。特に、送信部２０３は、端末機能に応じて判定されたギャップ無測定の可否を移動端末に送信する。ギャップ無測定の可否は、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定を移動端末に対して実際に適用するか否かの判定結果である。ギャップ無測定を許可した場合、異周波測定期間及び異周波測定の周期を含むギャップパターンを移動端末に送信してもよい。ギャップパターンは、予め指定された複数のパターンの中からＩＤによって指定されてもよい。なお、端末機能がＣＡバンドの組み合わせ毎に送信される場合、ギャップ無測定の可否も、ＣＡバンドの組み合わせ毎に送信される。また、送信部２０３は、異周波測定期間の周期を送信してもよい。

通信制御部２０５は、移動端末に通知したギャップ無測定の可否に従って、データの送受信を制御する。通信制御部２０５は、ギャップ無測定を許可した場合、すなわち、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定を許可した場合、当該一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信を制御する。より具体的には、通信制御部２０５は、図３に示すように、異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームのみにデータを割り当てない。通信制御部２０５は、ギャップ無測定を許可しなかった場合、すなわち、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定を許可しなかった場合、図２に示すように、異周波測定期間内にデータを割り当てないギャップパターンに従って通信を制御してもよい。

＜動作方法＞
図６に、本発明の実施例に係る通信制御方法のフローチャートを示す。

まず、ステップＳ１０１において、移動端末は、ギャップ無測定ができるか否かの端末機能を基地局に送信する。端末機能は、ＣＡバンドの組み合わせ毎に送信されてもよい。

次に、ステップＳ１０３において、基地局が移動端末から端末機能を受信すると、実際にギャップ無測定を適用するか否かというギャップ無測定の可否を移動端末に通知する。ギャップ無測定の可否は、ＣＡバンドの組み合わせ毎に通知されてもよい。

また、ステップＳ１０５において、基地局は、異周波測定期間及び異周波測定の周期を含むギャップパターンＩＤ（Gap pattern ID）を移動端末に通知する。このギャップパターンＩＤにより、異周波測定期間及び異周波測定の周期が設定される。

ステップＳ１０３においてギャップ無測定が許可された場合、すなわち、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定が許可された場合、ステップＳ１０７において、移動端末は、異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームのみにデータが割り当てられないとみなし、その他のサブフレームがデータ通信に利用されるとみなす。そして、移動端末は、ステップＳ１０５において指定されたギャップパターンに従って、異周波セルを測定する。

ステップＳ１０３においてギャップ無測定が許可されていない場合、すなわち、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定が許可されていない場合、ステップＳ１０９において、移動端末は、異周波測定期間内にデータが割り当てられないとみなす。そして、移動端末は、ステップＳ１０５において指定されたギャップパターンに従って、異周波セルを測定する。

なお、基地局から移動端末に通知されるギャップ無測定の可否は、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定を許可するか否かという通知でもよく、単にギャップ無測定を許可するか否かという通知でもよい。単にギャップ無測定を許可するか否かの通知が行われる場合、基地局及び移動端末は、ギャップ無測定の許可が、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップ無測定の許可であると判断して処理を行う。

＜実施例の効果＞
本発明の実施例によれば、瞬断を引き起こす異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームにデータを割り当てないため、瞬断によるパケットロスを回避できる。また、データを割り当てない最初と最後のサブフレームは、他の移動端末との通信に利用できるため、無線リソースの有効利用が図られる。更に、図２に示すように異周波測定期間の全てのサブフレーム分のデータを割り当てない場合に比べて、移動端末のスループットを向上させることができる。

また、移動端末から基地局への端末機能の通知は、３ＧＰＰ規格のASN.1にて定められているUE Capabilityを用いることができ、基地局におけるギャップの設定は、３ＧＰＰ規格のASN.1で定められているGap patternを用いることができる。従って、本発明の実施例に係る移動端末及び基地局は、３ＧＰＰ規格の枠組みを利用して早期に実現可能である。

説明の便宜上、本発明の実施例に係る移動端末及び基地局は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施例に係る移動端末及び基地局は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施例に係る通信制御方法は処理の流れを示すフローチャートを用いて説明しているが、本発明の実施例に係る通信制御方法は、実施例に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。

以上、異周波測定期間のうち瞬断を引き起こさないサブフレームにデータを割り当て、瞬断を引き起こすサブフレームにデータを割り当てないというギャップを設定することにより、無線リソースの有効利用を図ると共に、移動端末のスループットを向上させる手法について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。

本発明の実施例に関し、更に、以下の項目を開示する。

（１）複数のコンポーネントキャリアを設定して基地局と通信する移動端末であって、
コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦ（Radio Frequency）チェーンを使用して異周波測定ができるか否かというギャップ無測定に関する端末機能を前記基地局に送信する送信部と、
前記基地局から、ギャップ無測定の可否を受信する受信部と、
ギャップ無測定が許可された場合、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信を制御する通信制御部と、
を有する移動端末。

（２）前記ギャップパターンは、異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームにデータを割り当てず、他のサブフレームをデータ通信に利用するギャップパターンである、（１）に記載の移動端末。

（３）前記送信部は、コンポーネントキャリアの組み合わせ毎にギャップ無測定に関する端末機能を送信する、（１）又は（２）に記載の移動端末。

（４）複数のコンポーネントキャリアを設定して移動端末と通信する基地局であって、
コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦ（Radio Frequency）チェーンを使用して異周波測定ができるか否かというギャップ無測定に関する端末機能を前記移動端末から受信する受信部と、
ギャップ無測定の可否を前記移動端末に送信する送信部と、
ギャップ無測定を許可した場合、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信を制御する通信制御部と、
を有する基地局。

（５）基地局との間に複数のコンポーネントキャリアを設定して通信する移動端末における通信制御方法であって、
コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦ（Radio Frequency）チェーンを使用して異周波測定ができるか否かというギャップ無測定に関する端末機能を前記基地局に送信するステップと、
前記基地局から、ギャップ無測定の可否を受信するステップと、
ギャップ無測定が許可された場合、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信を制御するステップと、
を有する通信制御方法。

（６）移動端末との間に複数のコンポーネントキャリアを設定して通信する基地局における通信制御方法であって、
コンポーネントキャリアとして使用されていないＲＦ（Radio Frequency）チェーンを使用して異周波測定ができるか否かというギャップ無測定に関する端末機能を前記移動端末から受信するステップと、
ギャップ無測定の可否を前記移動端末に送信するステップと、
ギャップ無測定を許可した場合、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するギャップパターンに従って通信を制御するステップと、
を有する通信制御方法。

１０ 移動端末
１０１−１…１０１−Ｎ ＲＦチェーン
１０３ 送信部
１０５ 受信部
１０７ 異周波測定部
１０９ 通信制御部
２０ 基地局
２０１ 受信部
２０３ 送信部
２０５ 通信制御部

Claims (6)

1. 複数のコンポーネントキャリアを設定して基地局と通信する移動端末であって、
   前記基地局から、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを受信する受信部と、
   前記ギャップパターンに従って通信を制御する通信制御部と、
   を有する移動端末。
2. 前記ギャップパターンは、異周波測定期間内の最初と最後のサブフレームをデータ通信に利用せず、他のサブフレームをデータ通信に利用するギャップパターンである、請求項１に記載の移動端末。
3. 端末機能を前記基地局に送信する送信部を更に有する、請求項１又は２に記載の移動端末。
4. 複数のコンポーネントキャリアを設定して移動端末と通信する基地局であって、
   異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを前記移動端末に送信する送信部と、
   前記ギャップパターンに従って通信を制御する通信制御部と、
   を有する基地局。
5. 基地局との間に複数のコンポーネントキャリアを設定して通信する移動端末における通信制御方法であって、
   前記基地局から、異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを受信するステップと、
   前記ギャップパターンに従って通信を制御するステップと、
   を有する通信制御方法。
6. 移動端末との間に複数のコンポーネントキャリアを設定して通信する基地局における通信制御方法であって、
   異周波測定期間内の一部の期間をデータ通信に利用するというギャップパターンを前記移動端末に送信するステップと、
   前記ギャップパターンに従って通信を制御するステップと、
   を有する通信制御方法。

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