ロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)
WCDMA(登録商標)無線アクセス技術に基づく第3世代のモバイルシステム(3G)は世界中に広範に展開されている。この技術の向上または進化の第一歩は、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA:High−Speed Downlink Packet Access)と高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA:High Speed Uplink Packet Access)とも呼ばれる拡張アップリンクを導入し、競争の激しい無線アクセス技術を提供することである。
3GPPは、ユーザー要求のさらなる増大に対して準備し、新しい無線アクセス技術との競争のために、ロングタームエボリューション(LTE)と呼ばれる新しい移動通信システムを導入した。LTEは、高速データおよびメディア転送のキャリアニーズに対応すると共に、今後10年間の大容量音声サポートを実現するように設計されている。高いビットレートを提供する能力は、LTEの重要な尺度である。
進化型UMTS地上無線アクセス(UTRA:UMTS Terrestrial Radio Access)およびUMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN:UMTS Terrestrial Radio Access Network)と呼ばれるロングタームエボリューション(LTE)の作業項目(WI)仕様は、リリース8(LTE Rel.8)として最終決定されている。LTEシステムは、低レイテンシかつ低コストで完全なIPベースの機能を提供する効率的なパケットベースの無線アクセスおよび無線アクセスネットワークを表す。LTEでは、所与のスペクトルを使用して柔軟なシステム展開を達成するために、1.4、3.0、5.0、10.0、15.0、および20.0MHzなどのスケーラブルな複数の送信帯域幅が指定される。ダウンリンクでは、低いシンボルレート、サイクリックプレフィックス(CP:cyclic prefix)の使用、および異なる送信帯域幅構成に対するその親和性により、マルチパス干渉(MPI)に対する固有の耐性があるので、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)ベースの無線アクセスが採用された。ユーザー機器(UE)の制限された送信電力を考慮して、ピークデータレートの改善よりも広いエリアカバレッジの供給が優先されるので、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA:Single−carrier frequency division multiple access)ベースの無線アクセスがアップリンクで採用された。LTE Rel.8/9では、多入力多出力(MIMO:multiple−input multiple−output)チャネル伝送技術を含む多くの重要なパケット無線アクセス技術が採用され、非常に効率的な制御シグナリング構造が実現されている。
[LTEアーキテクチャ]
LTEアーキテクチャ全体を図1に示す。E−UTRANは、E−UTRAユーザープレーン(PDCP/RLC/MAC/PHY)および制御プレーン(RRC)プロトコル終端をユーザー機器(UE)に提供するeNodeBからなる。eNodeB(eNB)は、ユーザープレーンヘッダ圧縮および暗号化の機能を含む物理(PHY)、媒体アクセス制御(MAC:Medium Access Control)、無線リンク制御(RLC:Radio Link Control)およびパケットデータ制御プロトコル(PDCP:Packet Data Control Protocol)レイヤをホストする。また、制御プレーンに対応する無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)機能を提供する。それは、無線リソース管理、アドミッション制御、スケジューリング、ネゴシエートされたアップリンクサービス品質(QoS)の適用、セル情報のブロードキャスト、ユーザーおよび制御プレーンデータの暗号化/復号化、ならびにダウンリンク/アップリンクユーザープレーンのパケットヘッダの圧縮/解凍を含む多くの機能を実行する。eNodeBは、X2インターフェースによって互いに相互接続されている。
eNodeBは、S1インターフェースによりEPC(進化型パケットコア、Evolved Packet Core)に接続され、より具体的にはS1−MMEによりMME(モビリティ管理エンティティ、Mobility Management Entity)に接続され、S1−Uによりサービングゲートウェイ(SGW)に接続される。S1インターフェースは、MME/サービングゲートウェイとeNodeB間の多対多の関係をサポートする。SGWは、eNodeBハンドオーバ中にユーザープレーンのモビリティアンカーとして、LTEと他の3GPP技術間のモビリティのためのアンカーとしても機能しながら、ユーザーデータパケットをルーティングおよび転送する(S4インターフェースを終端し、2G/3GシステムとPDN GWとの間のトラフィックを中継する)。アイドル状態のユーザー機器では、SGWはダウンリンクデータパスを終端させ、ダウンリンクデータがユーザー機器に到着するとページングをトリガする。それは、ユーザー機器コンテキスト、例えばIPベアラサービスのパラメータ、またはネットワーク内部ルーティング情報を管理し保存する。また、それは合法的傍受の場合にユーザートラフィックの複製を実行する。
MMEは、LTEアクセスネットワークの主要な制御ノードである。それは、アイドルモードのユーザー機器トラッキング、および再送を含むページング手順を担当する。それは、ベアラ活性化/非活性化プロセスに関与し、初期接続時およびコアネットワーク(CN:Core Network)ノード再配置を含むLTE内ハンドオーバ時にユーザー機器のためのSGWを選択することにも関与する。それは、(HSSと対話することにより)ユーザーの認証を担当する。非アクセス層(NAS:Non−Access Stratum)シグナリングは、MMEで終端し、また、ユーザー機器への一時的アイデンティティの生成および割当にも関与する。それは、サービスプロバイダのPublic Land Mobile Network(PLMN)にキャンプするためにユーザー機器の許可をチェックし、ユーザー機器のローミング制限を実施する。MMEは、NASシグナリングの暗号化/完全性保護のためのネットワーク内の終端ポイントであり、セキュリティキー管理を処理する。シグナリングの合法的傍受もMMEによってサポートされている。MMEはまた、SGSNからのMMEで終端するS3インターフェースを有するLTEと2G/3Gアクセスネットワークとの間の移動性のための制御プレーン機能を提供する。MMEはまた、ローミングユーザー機器のためにホームHSSに向かってS6aインターフェースを終端する。
[LTEにおけるコンポーネントキャリア構造]
3GPP LTEシステムのダウンリンクコンポーネントキャリアは、いわゆるサブフレームで時間−周波数ドメインに細分される。3GPP LTEでは、各サブフレームは、図2に示すように2つのダウンリンクスロットに分割され、第1のダウンリンクスロットは第1のOFDMシンボル内の制御チャネル領域(PDCCH領域)を含む。各サブフレームは、時間領域における所定の数のOFDMシンボル(3GPP LTE(リリース8)では12または14個のOFDMシンボル)からなり、各OFDMシンボルはコンポーネントキャリアの全帯域幅にわたる。したがって、OFDMシンボルは各々、それぞれのサブキャリア上で送信されるいくつかの変調シンボルからなる。LTEでは、各スロット内の送信信号は、
個のサブキャリアおよび
個のOFDMシンボルのリソースグリッドによって記述される。
は帯域幅内のリソースブロックの数である。数
はセルに設定されたダウンリンク伝送帯域幅に依存し、以下を満たすものとする。
ここで、
=6および
=110はそれぞれ、現在の仕様のバージョンによってサポートされる、最小および最大のダウンリンク帯域幅である。
は、1つのリソースブロック内のサブキャリア数である。通常のサイクリックプレフィックスサブフレーム構造では、
=12および
である。
例えば、OFDMを採用するような、マルチキャリア通信システムを想定する。例えば3GPPロングタームエボリューション(LTE)で使用されるように、スケジューラによって割り当てられることができるリソースの最小単位は、1つの「リソースブロック」である。物理リソースブロック(PRB)は、図2に例示されるように、時間領域における連続したOFDMシンボル(例えば、7つのOFDMシンボル)および周波数領域における連続したサブキャリア(例えば、コンポーネントキャリアに対して12のサブキャリア)として定義される。3GPP LTE(リリース8)では、物理リソースブロックは、時間領域では1スロット、周波数領域では180kHzに対応するリソースエレメントからなる(ダウンリンクリソースグリッドのさらに詳細については、例えば、http://www.3gpp.orgで入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれる非特許文献1を参照されたい)。
1つのサブフレームは2つのスロットから構成されており、いわゆる“通常の”CP(サイクリックプレフィックス)を使用する場合には、サブフレームに14個のOFDMシンボルが存在し、いわゆる“拡張された”CPを使用する場合には、サブフレームに12個のOFDMシンボルが存在する。用語の説明のため、以下では、完全なサブフレームにわたる同一の連続するサブキャリアに相当する時間−周波数リソースは、「リソースブロックペア」、または同等の「RBペア」または「PRBペア」と呼ぶ。
「コンポーネントキャリア」という用語は、周波数領域におけるいくつかのリソースブロックの組み合わせを指す。LTEの将来のリリースでは、「コンポーネントキャリア」という用語は使用されなくなり、代わりに、この用語は「セル」に変更され、これは、ダウンリンクリソースと任意選択的にアップリンクリソースの組み合わせを指す。ダウンリンクリソースのキャリア周波数とアップリンクリソースのキャリア周波数との間のリンクは、ダウンリンクリソース上で送信されるシステム情報に示される。
コンポーネントキャリア構造についても同様の前提が、後のリリースにも適用される。
[より広い帯域幅をサポートするためのLTE−Aにおけるキャリアアグリゲーション]
IMT−Advancedの周波数スペクトルは、2007年世界無線通信会議(WRC−07)で決定された。IMT−Advancedの全体的な周波数スペクトルが決定されたが、実際の利用可能な周波数帯域幅は各地域または国によって異なる。しかし、利用可能な周波数スペクトル概要の決定に続いて、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP:3rd Generation Partnership Project)において無線インターフェースの標準化が始まった。3GPP TSG RAN#39ミーティングでは、「E−UTRA(LTE−Advanced)のさらなる進歩」に関する調査項目の記述が承認された。研究項目は、E−UTRAの進化のために、例えば、IMT−Advancedの要件を満たすために考慮すべき技術要素をカバーしている。
LTE−Advancedシステムがサポートできる帯域幅は100MHzであるが、LTEシステムは20MHzしかサポートできない。今日、無線スペクトルの欠如は無線ネットワークの発展のボトルネックとなっており、その結果、LTE−Advancedシステムに十分広いスペクトル帯域を見つけることは困難である。結果として、より広い無線スペクトル帯域を得る方法を見つけることが緊急であり、可能な答えはキャリアアグリゲーション機能である。
キャリアアグリゲーションでは、100MHzまでの広い送信帯域幅をサポートするために、2つ以上のコンポーネントキャリアが集約される。LTEシステム内のいくつかのセルは、LTE内の1つのより広いチャネルに集約され、LTEのこれらのセルは異なる周波数帯域内にあっても100MHzにとって十分に広い。
少なくともコンポーネントキャリアの帯域幅がLTE Rel.8/9セルのサポートされている帯域幅を超えない場合には、すべてのコンポーネントキャリアをLTE Rel.8/9互換に設定することができる。ユーザー機器によって集約されたすべてのコンポーネントキャリアが必ずしもRel.8/9互換であるとは限らない。既存のメカニズム(例えば、規制)を使用して、Rel−8/9ユーザー機器がコンポーネントキャリアにキャンプオンするのを回避することができる。
ユーザー機器は、その能力に応じて(複数のサービングセルに対応する)1つまたは複数のコンポーネントキャリアを同時に受信または送信することができる。キャリアアグリゲーションのための受信および/または送信能力を有するLTE−A Rel.10ユーザー機器は、複数のサービングセル上で同時に受信および/または送信することができるのに対して、LTE Rel.8/9ユーザー機器は、コンポーネントキャリアの構造がRel.8/9仕様に準拠していれば、単一のサービングセル上で送受信することができる。
キャリアアグリゲーションは、3GPP LTE(Release 8/9)のニューメロロジーを使用して、各コンポーネントキャリアが周波数領域で最大110個のリソースブロックに制限された状態で、隣接および非隣接コンポーネントキャリアの両方でサポートされる。
同じeNodeB(基地局)から発生し、アップリンクとダウンリンクでおそらく異なる帯域幅の異なる数のコンポーネントキャリアを集約する3GPP LTE−A(リリース10)互換のユーザー機器を構成することは可能である。設定することができるダウンリンクコンポーネントキャリアの数は、UEのダウンリンクアグリゲーション能力に依存する。逆に、設定することができるアップリンクコンポーネントキャリアの数は、UEのアップリンクアグリゲーション能力に依存する。現在のところ、ダウンリンクコンポーネントキャリアよりも多くのアップリンクコンポーネントキャリアを有する移動端末を構成することは不可能であり得る。
典型的なTDD配置では、アップリンクおよびダウンリンクにおけるコンポーネントキャリアの数および各コンポーネントキャリアの帯域幅は同じである。同じeNodeBに由来するコンポーネントキャリアが、同じカバレッジを提供する必要はない。
隣接するコンポーネントキャリアの中心周波数間の間隔は、300kHzの倍数とする。これは、3GPP LTE(リリース8/9)の100kHz周波数ラスタと互換性があり、同時に15kHz間隔のサブキャリアの直交性を保つためである。アグリゲーションシナリオに応じて、隣接するコンポーネントキャリア間に少数の未使用サブキャリアを挿入することによって、n×300kHzの間隔を容易にすることができる。
複数のキャリアのアグリゲーションの性質は、MACレイヤまでしか公開されない。アップリンクおよびダウンリンクの両方において、各集約されたコンポーネントキャリアのためにMACにおいて必要とされる1つのHARQエンティティが存在する。コンポーネントキャリア当たり最大1つのトランスポートブロックが存在する(アップリンクのためのSU−MIMOがない場合)。トランスポートブロックおよびその潜在的なHARQ再送信は、同じコンポーネントキャリア上にマッピングされる必要がある。
キャリアアグリゲーションが設定される場合には、移動端末はネットワークとの1つのRRC接続のみを有する。RRC接続確立/再確立では、LTE Rel.8/9と同様に、1つのセルがセキュリティ入力(1つのECGI、1つのPCIおよび1つのARFCN)および非アクセス層モビリティ情報(例えばTAI)を提供する。RRC接続確立/再確立後に、そのセルに対応するコンポーネントキャリアは、ダウンリンクプライマリセル(PCell:Primary Cell)と呼ばれる。接続された状態のユーザー機器ごとに設定された唯一のダウンリンクPCell(DL PCell)とアップリンクPCell(UL PCell)が常に1つずつ存在する。コンポーネントキャリアの設定されたセット内で、他のセルはセカンダリセル(SCell:Secondary Cell)と呼ばれ、SCellのキャリアは、ダウンリンクセカンダリコンポーネントキャリア(DL SCC:Downlink Secondary Component Carrier)およびアップリンクセカンダリコンポーネントキャリア(UL SCC:Uplink Secondary Component Carrier)である。
ダウンリンクおよびアップリンクPCellの特徴は以下の通りである。
− 各SCellについて、ダウンリンクリソースに加えてUEによるアップリンクリソースの使用が設定可能である(したがって、設定されたDL SCCの数は常にUL SCCの数以上であり、SCellをアップリンクリソースの使用のみに設定することはできない)。
− SCellとは異なり、ダウンリンクPCellを無効にすることはできない。
− ダウンリンクSCellがRLFを経験するときではなく、ダウンリンクPCellがレイリーフェージング(RLF:Rayleigh fading)を経験するときに再確立がトリガされる。
− 非アクセス層情報は、ダウンリンクPCellから取得される。
− PCellは、ハンドオーバ手順(すなわち、セキュリティキーの変更およびRACH手順)によってのみ変更することができる。
− PCellはPUCCHの送信に使用される。
− アップリンクPCellは、レイヤ1アップリンク制御情報の送信に使用される。
− UEの観点からは、各アップリンクリソースは1つのサービングセルにのみ属する。
コンポーネントキャリアとしての設定および再設定、ならびに追加および削除は、RRCによって実行することができる。有効化および無効化は、MAC制御要素を介して行われる。LTE内ハンドオーバでは、RRCは、ターゲットセル内で使用するためにSCellを追加、削除、または再設定することもできる。新しいSCellを追加するときには、専用のRRCシグナリングがSCellのシステム情報を送信するために使用され、その情報は送信/受信に必要である(ハンドオーバのためのRel−8/9と同様に)。
ユーザー機器がキャリアアグリゲーションを用いて設定されている場合には、常にアクティブであるアップリンクコンポーネントキャリアとダウンリンクコンポーネントキャリアの少なくとも一対が存在する。そのペアのダウンリンクコンポーネントキャリアは、「DLアンカーキャリア」とも呼ばれることがある。アップリンクについても同様である。
キャリアアグリゲーションが設定されているときは、ユーザー機器は複数のコンポーネントキャリア上で同時にスケジュールされてもよいが、多くとも1つのランダムアクセス手順が常に進行中でなければならない。クロスキャリアスケジューリングは、コンポーネントキャリアのPDCCHが他のコンポーネントキャリア上のリソースをスケジュールすることを可能にする。この目的のために、CIFと呼ばれるコンポーネントキャリア識別フィールドがそれぞれのDCIフォーマットに導入される。
アップリンクコンポーネントキャリアとダウンリンクコンポーネントキャリアとの間のRRCシグナリングによって確立されたリンクは、クロスキャリア間スケジューリングがないときに許可が適用されるアップリンクコンポーネントキャリアを識別することを可能にする。ダウンリンクコンポーネントキャリアのアップリンクコンポーネントキャリアへのリンケージは、必ずしも1対1である必要はない。言い換えれば、複数のダウンリンクコンポーネントキャリアが同じアップリンクコンポーネントキャリアにリンクすることができる。同時に、ダウンリンクコンポーネントキャリアは1つのアップリンクコンポーネントキャリアにしかリンクすることができない。
[MACレイヤ/エンティティ、RRCレイヤ、物理レイヤ]
LTEレイヤ2ユーザープレーン/制御プレーンプロトコルスタックは、4つのサブレイヤ、RRC、PDCP、RLCおよびMACを含む。媒体アクセス制御(MAC)レイヤは、LTE無線プロトコルスタックのレイヤ2アーキテクチャにおける最下位のサブレイヤであり、例えば、非特許文献2によって定義される。以下の物理レイヤへの接続は、トランスポートチャネルによるものであり、上記のRLCレイヤへの接続は、論理チャネルによるものである。したがって、MACレイヤは、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化および逆多重化を実行する。送信側のMACレイヤは、論理チャネルを介して受信されたMAC SDUからのトランスポートブロックとして知られるMAC PDUを構築し、受信側のMACレイヤは、トランスポートチャネルを介して受信されたMAC PDUからのMAC SDUをリカバーする。
MACレイヤは、制御データ(例えば、RRCシグナリング)を運ぶ制御論理チャネルまたはユーザープレーンデータを運ぶトラフィック論理チャネルのいずれかである論理チャネルを介して、RLCレイヤに対するデータ転送サービス(参照により本明細書に組み込まれるTS36.321の節5.4および5.3を参照)を提供する。一方、MACレイヤからのデータは、ダウンリンクまたはアップリンクとして分類されるトランスポートチャネルを介して物理レイヤと交換される。データは、それが大気中でどのように送信されるかに応じて、トランスポートチャネルに多重化される。
物理レイヤは、無線インターフェースを介したデータおよび制御情報の実際の伝送を担う。すなわち、物理レイヤは、送信側の無線インターフェースを介してMACトランスポートチャネルからすべての情報を運ぶ。物理レイヤによって実行される重要な機能のいくつかは、RRCレイヤのための符号化および変調、リンク適応(AMC)、電力制御、セル探索(初期同期およびハンドオーバ目的のための)および他の測定(LTEシステム内およびシステム間)を含む。物理レイヤは、変調方式、符号化率(すなわち、変調および符号化方式、MCS)、物理リソースブロックの数などの送信パラメータに基づいて送信を実行する。物理レイヤの機能に関するさらなる情報は、参照により本明細書に組み込まれる非特許文献3に見出すことができる。
無線リソース制御(RRC)レイヤは、無線インターフェースにおけるUEとeNBとの間の通信、およびいくつかのセルを横切って移動するUEのモビリティを制御する。RRCプロトコルはまた、NAS情報の転送をサポートする。RRC_IDLEにおけるUEでは、RRCは着信コールのネットワークからの通知をサポートする。RRC接続制御は、RRC接続の確立、変更、およびリリースに関連するすべての手順をカバーしており、それは、ページング、測定の設定および通知、無線リソース構成、初期セキュリティ有効化、およびシグナリング無線ベアラ(SRB:Signalling Radio Bearer)およびユーザーデータを運ぶ無線ベアラ(データ無線ベアラ、DRB:Data Radio Bearer)の確立を含む。
無線リンク制御(RLC)サブレイヤは、主にARQ機能を含み、データ分割および連結をサポートする。すなわち、RLCレイヤは、RLC SDUのフレーミングを実行して、それらをMACレイヤによって示されるサイズに入れる。後者の2つは、データレートとは独立してプロトコルオーバヘッドを最小化する。RLCレイヤは、論理チャネルを介してMACレイヤに接続される。各論理チャネルは、異なるタイプのトラフィックを搬送する。RLCレイヤの上のレイヤは、典型的にはPDCPレイヤであるが、場合によってはRRCレイヤ、すなわち、論理チャネルBCCH(Broadcast Control Channel、ブロードキャスト制御チャネル)、PCCH(Paging Control Channel、ページング制御チャネル)およびCCCH(Common Control Channel、共通制御チャネル)上で送信されるRRCメッセージであり、セキュリティ保護を必要とせず、したがってPDCPレイヤをバイパスしてRLCレイヤに直接進む。
[LTE/LTE−Aのためのアップリンクアクセス方式]
アップリンク送信の場合、カバレッジを最大にするために電力効率の良いユーザー端末送信が必要である。進化型UTRAアップリンク送信方式として、動的帯域幅割当を伴うFDMAと組み合わせたシングルキャリア送信が選択されている。シングルキャリア送信が優先される主な理由は、マルチキャリア信号(OFDMA)と比較してピーク対平均電力比(PAPR)が低いことと、それに対応して改善されたパワーアンプ効率および想定されるカバレッジが改善されたことである(所与の端末ピーク電力に対するより高いデータレート)。各時間間隔中に、Node Bは、ユーザーデータを送信するための固有の時間/周波数リソースをユーザーに割り当て、それによってセル内直交性を保証する。アップリンクにおける直交アクセスは、セル内干渉を除去することによってスペクトル効率を向上させることを約束する。マルチパス伝播による干渉は、送信信号にサイクリックプレフィックスを挿入することによって支援され、基地局(Node B)で処理される。
データ伝送に使用される基本的な物理リソースは、符号化された情報ビットがマッピングされる1つの時間間隔、例えばサブフレームのサイズBWgrantの周波数リソースからなる。送信時間間隔(TTI:transmission time interval)とも呼ばれるサブフレームは、ユーザーデータ伝送のための最小の時間間隔であることに留意されたい。しかしながら、サブフレームの連結によって、1つのTTIよりも長い期間にわたって周波数リソースBWgrantをユーザーに割り当てることが可能である。
周波数リソースは、図3Aおよび図3Bに示すように、局所スペクトルまたは分散スペクトルのいずれかにあり得る。
図3Aから分かるように、局所シングルキャリアは、利用可能な全スペクトルの一部を占める連続スペクトルを有する送信信号によって特徴付けられる。送信された信号の(異なるデータレートに対応する)異なるシンボルレートは、局所シングルキャリア信号の異なる帯域幅を意味する。
一方、図3Bから分かるように、分散シングルキャリアは、システム帯域幅にわたって分散される不連続(「くし型」)スペクトルを有する送信信号によって特徴付けられる。分散シングルキャリア信号はシステム帯域幅にわたって分散しているが、占有スペクトルの総量は、本質的に、局所シングルキャリアの総スペクトル量と同じであることに留意されたい。さらに、より高い/より低いシンボルレートの場合には、「くし歯(comb−finger)」の数は増減され、各「くし歯」の「帯域幅」は同じままである。
一見すると、図3Bのスペクトルは、各くし歯が「サブキャリア」に対応するマルチキャリア信号の印象を与えることができる。しかしながら、分散シングルキャリア信号の時間領域信号生成から、生成されているのは対応する低いピーク対平均電力比を有する真のシングルキャリア信号であることは明らかであるはずである。分散シングルキャリア信号と例えばOFDMなどのマルチキャリア信号との間の主な違いは、前者の場合、各「サブキャリア」または「くし歯」が単一の変調シンボルを運ばないということである。その代わりに、各「くし歯」はすべての変調シンボルに関する情報を運ぶ。これは、低いPAPR特性をもたらす異なるくし歯間の依存関係を作り出す。チャネルが全送信帯域幅にわたって周波数非選択的でない限り、等化の必要性をもたらすのは「くし型フィンガ」間の同じ依存性である。対照的に、OFDMの場合、チャネルがサブキャリア帯域幅にわたって周波数非選択的である限り、等化は必要とされない。
分散伝送は、局所伝送よりも大きな周波数ダイバーシティ利得を提供することができるが、一方、局所伝送は、チャネル依存スケジューリングをより容易に可能にする。多くの場合、スケジューリング決定は、高いデータレートを達成するために単一のUEに全帯域幅を与えることを決定し得ることに留意されたい。
[LTEのためのULスケジューリング方式]
アップリンク方式は、スケジュールされたアクセス、すなわちeNBによって制御されたアクセス、および競合ベースのアクセスの両方を可能にする。
スケジュールされたアクセスの場合、UEには、アップリンクデータ伝送のために特定の時間の間に特定の周波数リソース(すなわち、時間/周波数リソース)が割り当てられる。しかしながら、競合ベースのアクセスのためにいくつかの時間/周波数リソースを割り当てることができる。これらの時間/周波数リソース内で、UEは最初にスケジュールされることなく送信することができる。UEが競合ベースのアクセスを行っている1つのシナリオは、例えばランダムアクセス、すなわちUEがセルへの初期アクセスを実行しているとき、またはアップリンクリソースを要求するためのものである。データ伝送、すなわちUL−SCH/PUSCHを使用するアップリンク伝送の場合、スケジュールされたアクセス方式、すなわちeNB制御リソース割当のみがLTE/LTE−Aのために使用される。
スケジュールされたアクセスのために、Node Bスケジューラは、アップリンクデータ伝送のために固有の周波数/時間リソースをユーザーに割り当てる。より具体的には、スケジューラは以下を決定する。
− どのUEが送信を許可されているか、
− どの物理チャネルリソース(周波数)か、
− 移動端末が送信に使用するトランスポートフォーマット(変調符号化方式(MCS:Modulation Coding Scheme))。
割当情報は、スケジューリング許可を介してUEにシグナリングされ、L1/L2制御チャネル上で送信される。簡単にするために、このチャネルはアップリンク許可チャネルと呼ぶことができる。スケジューリング許可メッセージは、少なくともUEが周波数帯域のどの部分を使用することを許可されるかという情報、許可の有効期間、およびUEが今後のアップリンク送信のために使用しなければならないトランスポートフォーマットを含む。最短の有効期間は1サブフレームである。選択された方式に応じて、追加情報も許可メッセージに含まれてもよい。UL−SCH上で送信する権利を許可するために「UEごと」の許可だけが使用される(すなわち、「RBごとにUEごと」の許可ではない)。したがって、UEは、いくつかの規則に従って無線ベアラ間に割り当てられたリソースを分配する必要があり、これは論理チャネル優先順位付け手順に関連して詳細に説明される。
[論理チャネル優先順位付け(LCP)手順]
アップリンク送信では、UE−ベアラごとではなくUEごとのリソース割当を保持しながら、枯渇を回避し、ベアラ間のリソース割当のより大きな柔軟性が可能であることが望ましい。
UEは、無線ベアラ間のアップリンクリソースの共有を管理するアップリンクレート制御機能を有する。このアップリンクレート制御機能は、以下では論理チャネル優先順位付け手順とも呼ばれる。論理チャネル優先順位付け(LCP:Logical Channel Prioritization)手順は、新しい送信が実行されるとき、すなわちトランスポートブロックが生成される必要があるときに適用される。容量を割り当てるための1つの提案は、それぞれがそのベアラの最小データレートに等しい割り当てを受け取るまで優先順位で各ベアラにリソースを割り当てることであり、その後に、例えば優先順位で追加容量がベアラに割り当てられる。
以下に示すLCP手順の説明から明らかになるように、UEに常駐するLCP手順の実装は、IPの世界ではよく知られているトークンバケットモデルに基づいている。このモデルの基本機能は次の通りである。大量のデータを送信する権利を表すトークンが一定のレートで定期的にバケットに追加される。UEにリソースが許可されると、バケット内のトークン数で表される量までデータを送信することができる。データを送信するとき、UEは送信されたデータの量に等しい数のトークンを除去する。バケットが一杯になると、それ以上のトークンはすべて破棄される。トークンを追加する場合、このプロセスの繰り返しの期間はTTIごとになると想定できるが、トークンが1秒ごとに追加されるように容易に長くすることができる。基本的に、1msごとにトークンがバケットに追加されるのではなく、毎秒1000個のトークンが追加され得る。以下では、Rel−8で使用される論理チャネル優先順位付け手順を説明する。論理チャネル優先順位付けは、例えば3GPP TS 36.321の5.4.3.1節の現在のバージョンで標準化されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。
RRCは、各論理チャネルについてシグナリングすることによってアップリンクデータのスケジューリングを制御する。
− 優先準位値が大きいほど優先順位が低いことを示す優先順位、
− 優先ビットレート(PBR:Prioritized Bit Rate)を設定するprioritisedBitRate、
− バケットサイズ持続時間(BSD:Bucket Size Duration)を設定するbucketSizeDuration。
優先ビットレートの背後にある考え方は、潜在的な枯渇を回避するために、低優先度の非GBR(Guaranteed Bit Rate)ベアラ、最小ビットレートを含む各ベアラをサポートすることである。各ベアラは、優先ビットレート(PRB:prioritized bit rate)を達成するために少なくとも十分なリソースを取得する必要がある。
UEは、論理チャネルjごとに変数Bjを維持する。関連する論理チャネルが確立され、各TTIについて積PBR×TTI持続時間だけ増分されると、Bjはゼロに初期化されるものとし、ここでPBRは論理チャネルjの優先ビットレートである。ただし、Bjの値がバケットサイズを超えることはできず、Bjの値が論理チャネルjのバケットサイズよりも大きい場合は、バケットサイズに設定される。論理チャネルのバケットサイズはPBR×BSDに等しく、ここでPBRとBSDは上位レイヤによって設定される。
新しい送信が行われるときには、UEは以下の論理チャネル優先順位付け手順を実行しなければならない。
− UEは、以下のステップで論理チャネルにリソースを割り当てる。
− ステップ1:Bj>0であるすべての論理チャネルに優先順位の低い順にリソースを割り当てる。無線ベアラのPBRが「無限大」に設定されている場合、UEは、優先順位の低い無線ベアラのPBRを満たす前に、無線ベアラ上での送信に利用可能なすべてのデータにリソースを割り当てる。
− ステップ2:UEは、ステップ1で論理チャネルjに供給されたMAC SDUの合計サイズだけBjをデクリメントする。
注:Bjの値は負になることがある。
− ステップ3:いずれかのリソースが残っている場合には、その論理チャネルのデータまたはUL許可のいずれかが早く枯渇するまで、すべての論理チャネルが(Bjの値に関係なく)厳密に減少する優先順位でサービスされる。等しい優先順位で設定された論理チャネルは、等しくサービスされるべきである。
− UEは、上記のスケジューリング手順の間、以下の規則にも従うものとする。
− UEは、SDU全体(または部分的に送信されたSDUまたは再送信されたRLC PDU)が残りのリソースに収まる場合には、RLC SDU(または部分的に送信されたSDUまたは再送信されたRLC PDU)をセグメント化してはならない。
− UEが論理チャネルからRLC SDUをセグメント化する場合には、許可をできるだけ満たすためにセグメントのサイズを最大にする。
− UEはデータ伝送を最大化する必要がある。
論理チャネル優先順位付け手順では、UEは以下の相対優先順位を降順で考慮に入れるものとする。
− C−RNTI用のMAC制御要素、またはUL−CCCHからのデータ、
− パディングに含まれるBSRを除くBSRのMAC制御要素、
− PHRのためのMAC制御要素、
− UL−CCCHからのデータを除く、任意の論理チャネルからのデータ、
− パディングに含まれるBSRのMAC制御要素。
UEが1つのTTIで複数のMAC PDUを送信することを要求される場合、すなわちキャリアアグリゲーションの場合には、ステップ1から3および関連する規則は、各許可に独立して、または許可の容量の合計に適用することができる。許可が処理される順序もまた、UEの実装に任される。UEが1つのTTIにおいて複数のMAC PDUを送信するように要求されたときに、どのMAC PDUにMAC制御要素が含まれるかを決定することはUEの実装次第である。
論理チャネルとコンポーネントキャリア間のマッピングに制限はない。言い換えれば、各論理チャネルは各コンポーネントキャリア上で送信することができる。したがって、所与のコンポーネントキャリア上での送信のためにTBを生成する際に、すべての論理チャネルはLCP手順中に考慮される。
[バッファステータス通知]
UEからeNBへのバッファステータス通知(BSR:Buffer status report)は、eNodeBがアップリンクリソースを割り当てること、すなわちアップリンクスケジューリングを支援するために使用される。ダウンリンクの場合、eNBスケジューラは明らかに各UEに配信されるデータ量を知っているが、アップリンク方向の場合、スケジューリング決定はeNBで行われ、データ用のバッファはUE内にあるので、UL−SCHを介して送信される必要があるデータ量を示すために、BSRをUEからeNBに送信しなければならない。
LTE用に定義された基本的に2つのタイプのBSRがある。すなわち、長いBSRと短いBSRである。どちらがUEによって送信されるかは、トランスポートブロック内の利用可能な送信リソース、いくつの論理チャネルグループが空でないバッファを有するか、および特定のイベントがUEでトリガされるかどうかに依存する。長いBSRは4つの論理チャネルグループに対するデータ量を通知し、一方、短いBSRは最も高い論理チャネルグループに対してバッファされたデータ量のみを示す。論理チャネルグループの概念を導入する理由は、UEに4つ以上の論理チャネルが設定されていても、個々の論理チャネルごとにバッファステータスを通知することは、シグナリングオーバーヘッドが多すぎることになるためである。したがって、eNBは各論理チャネルを論理チャネルグループに割り当て、好ましくは、同じ/類似のQoS要件を有する論理チャネルは、同じ論理チャネルグループ内に割り当てられるべきである。
BSRは次のイベントに対してトリガされる。
− バッファが空でない論理チャネルよりも高い優先順位を持つ論理チャネルにデータが到着するたびに、
− 以前に送信可能なデータがなかったときに、データが任意の論理チャネルで使用可能になるたびに、
− 再送信BSRタイマーが期限切れになるたびに、
− 定期的なBSR通知が期限切れになるたびに、つまり定期的BSRタイマーが期限切れになるたびに、
− トランスポートブロックにBSRを収容できるスペアスペースがあるときはいつでも。
送信失敗に対してロバストであるために、LTEのために定義されたBSR再送信メカニズムがあり、アップリンク許可が受信されるときはいつでも、再送信BSRタイマーは始動または再始動される。タイマーが期限切れになる前にアップリンク許可が受信されない場合には、別のBSRがUEによってトリガされる。
BSRがトリガされたときに、UEがTBにBSRを含めるためにアップリンクリソースが割り当てられていない場合には、UEは、設定されていれば、物理アップリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)上でスケジューリング要求(SR:scheduling request)を送信する。設定されたPUCCH上にD−SR(dedicated Scheduling request、専用スケジューリング要求)リソースがない場合、UEはBSRをeNBに送信するためのUL−SCHリソースを要求するためにランダムアクセス手順(RACH procedure:Random Access Procedure)を開始する。しかしながら、定期的BSRが送信されるべきである場合には、UEはSR送信をトリガしないことに留意されたい。さらに、送信許可のためのL1/2制御シグナリングオーバーヘッドを節約するためにリソースが定義された定期的で持続的に割り当てられる特定のスケジューリングモードのためのSR送信の強化が導入され、これはセミパーシステントスケジューリング(SPS:semi−persistent scheduling)と呼ばれる。主にセミパーシステントスケジューリングのために検討されてきたサービスの一例は、VoIP(Voice over IP)である。通話中は20msごとにVoIPパケットがコーデックで生成される。したがって、eNBは、20msごとに持続的にアップリンクまたはそれぞれのダウンリンクリソースを割り当てることができ、それはその後に、VoIPパケットの送信のために使用することができる。一般に、SPSは予測可能なトラフィック挙動、すなわち一定のビットレート、パケット到着時間が定期的であるサービスにとって有益である。SPSがアップリンク方向に設定されている場合、eNBはある設定された論理チャネルについてのSRトリガ/送信をオフにすることができる、すなわち、それらの特定の設定された論理チャネル上のデータ到着によるBSRトリガはSRをトリガしない。そのような種類の機能強化の動機は、半永続的に割り当てられたリソース(VoIPパケットを搬送する論理チャネル)を使用する論理チャネルについてSRを通知することがeNBスケジューリングにとって価値がなく、したがって避けるべきであることである。
RRCは、2つのタイマーperiodicBSR−TimerとretxBSR−Timerを設定し、論理チャネルごとに、任意選択的に論理チャネルをLCGに割り当てるlogicalChannelGroupをシグナリングすることによって、BSR通知を制御する。
バッファステータス通知手順のために、UEは中断されていないすべての無線ベアラを考慮しなければならず、中断されている無線ベアラを考慮してもよい。
次のいずれかのイベントが発生した場合には、バッファステータス通知(BSR)がトリガされる。
− LCGに属する論理チャネル用のULデータは、RLCエンティティまたはPDCPエンティティでの送信に使用可能になり(送信に使用できるとみなされるデータの定義は、例えば文書TS36.321−a.4.0のセクション5.4に指定されている)、データは、いずれかのLCGに属し、データが既に伝送に利用可能である論理チャネルの優先順位よりも高い優先順位を有する論理チャネルに属するか、あるいは、LCGに属する論理チャネルのいずれについても送信に利用可能なデータがない場合であり、この場合にはBSRは以下で「通常BSR」と呼ばれる、
− ULリソースが割り当てられ、パディングビット数が、バッファステータス通知MAC制御要素とそのサブヘッダのサイズ以上である場合であり、この場合、BSRは、以下で「パディングBSR」と呼ばれる、
− retxBSR−Timerが期限切れになり、UEにLCGに属する論理チャネルのいずれかの送信に使用可能なデータがある場合であり、この場合、BSRは「通常BSR」と呼ばれる、
− periodicBSR−Timerが期限切れになった場合であって、この場合、BSRは「定期的BSR」と呼ばれる。
通常BSRおよび定期的BSRの場合:
− BSRが送信されるTTIで、複数のLCGが送信に使用可能なデータを持っている場合:長いBSRを通知する。
− そうでなければ、短いBSRを通知する。
パディングBSRの場合:
− パディングビット数が短いBSRとそのサブヘッダのサイズ以上であるが長いBSRとそのサブヘッダのサイズより小さい場合:
− BSRが送信されるTTIで、複数のLCGが送信に使用可能なデータを持っている場合:送信可能なデータを含む、最も優先順位の高い論理チャネルを持つLCGの切り捨てた(Truncated)BSRを通知する。
− そうでなければ短いBSRを通知する。
− そうでなければ、パディングビットの数が長いBSRとそのサブヘッダのサイズ以上の場合:長いBSRを通知する。
バッファステータス通知手順が、少なくとも1つのBSRがトリガされてキャンセルされていないと判断した場合:
− UEがこのTTIのための新しい送信のために割り当てられたULリソースを有する場合:
− BSR MAC制御要素を生成するように多重化およびアセンブリ手順を指示する、
− 生成されたすべてのBSRが切り捨てたBSRである場合を除き、periodicBSR−Timerを始動または再始動する、
− retxBSR−Timerを始動または再始動する、
− それ以外の場合、通常BSRがトリガされた場合:
− 上位レイヤで論理チャネルSRマスキング(logicalChannelSR−Mask)が設定されている論理チャネルの送信にデータが利用可能になったためにアップリンク許可が設定されていない、または通常BSRがトリガされなかった場合:
− スケジューリング要求がトリガされる。
MAC PDUは、通常BSRと定期的BSRがパディングBSRよりも優先される場合でBSRが送信されることができる時までに複数のイベントがBSRをトリガする時でさえ、たかだか1つのMAC BSR制御要素を含まなければならない。
UEは、任意のUL−SCHで新しいデータを送信するための許可が示されたときにretxBSR−Timerを再始動する。
このサブフレーム内のUL許可が送信に利用可能なすべての保留データを収容することができるがBSR MAC制御要素とそのサブヘッダをさらに収容するのに十分でない場合、トリガされたすべてのBSRはキャンセルされるものとする。BSRが送信のためにMAC PDUに含まれるとき、すべてのトリガされたBSRはキャンセルされるものとする。
UEは、TTIで最大1つの通常/定期的BSRを送信する。UEがTTIにおいて複数のMAC PDUを送信するように要求される場合には、それは、通常/定期的BSRを含まないMAC PDUのいずれかにパディングBSRを含むことができる。
TTIで送信されるすべてのBSRは、すべてのMAC PDUがこのTTI用に構築された後に、常にバッファステータスを反映する。各LCGはTTIごとに最大1つのバッファステータス値を通知するものとし、この値はこのLCGのバッファステータスを通知するすべてのBSRで通知されるものとする。
注:パディングBSRは誘発された通常/定期的BSRをキャンセルすることは許されない。パディングBSRは特定のMAC PDUに対してのみトリガされ、このMAC PDUが構築されるとトリガはキャンセルされる。DRX−不連続受信
UEの合理的なバッテリ消費を提供するために、LTE/LTE−Aは不連続受信(DRX)の概念を提供する。DRX機能は、「RRC_CONNECTED」UEのために設定されることができるので、それはダウンリンクチャネルを常に監視する必要はない。Technical Standard TS 36.321 Chapter 5.7は、DRXを説明しており、参照により本明細書に組み込まれる。
DRXサイクルは、UEがPDCCHを監視している間の「オン持続時間」からなる。それは、DRXから目覚めた後に、UEがPDCCHを受信するのを待つダウンリンクサブフレーム内の期間である。UEがPDCCHの復号化に成功した場合には、UEは起動したままであり、「不活性タイマー(Inactivity−timer)」を始動し、UEがPDCCHを監視するダウンリンクサブフレーム内の持続時間を定義する。UEがこの期間中にPDCCHを復号化することに失敗したとき、それはDRXに再入する。UEは、最初の送信だけのためのPDCCHの単一の成功した復号化に続いて不活性タイマーを再始動する(すなわち、これは再送信には適用されない)。
UEが目覚めている総持続時間は「アクティブ時間(Active−time)」と呼ばれ、DRXサイクルの「オン持続時間(on−duration)」を含み、UEは、不活性タイマーが満了していない間に連続受信を実行しており、UEは、1つのHARQ RTT後にDL再送信を待っている間に連続受信を実行している。同様に、アップリンクについては、アップリンク再送信許可を受信することができるサブフレームで、すなわち最初のアップリンク送信から最大再送信数に達するまで8msごとにUEが目覚める。上記に基づいて、最小アクティブ時間はオン持続時間に等しい長さであり、最大は未定義(無限)である。
さらに、PUCCH上でSRを送信した後にも、UEは、UL−SCHリソースを割り当てるPDCCHを監視している。「DRX期間」は、その間にUEがバッテリ節約の目的でダウンリンクチャネルの受信をスキップすることができるダウンリンクサブフレームの持続時間である。
DRXサイクルのパラメータ化には、バッテリ節約とレイテンシの間のトレードオフが含まれる。一方で、長いDRX期間は、UEのバッテリ寿命を延ばすために有益である。例えば、ウェブブラウジングサービスの場合、ユーザーがダウンロードされたウェブページを読んでいる間に、UEがダウンリンクチャネルを継続的に受信することは通常リソースの浪費である。一方、ユーザーが別のWebページを要求した場合など、データ転送が再開されると、応答時間が短くなるほどDRX期間が短くなる。
これらの相反する要件を満たすために、2つのDRXサイクル(短いサイクルと長いサイクル)を各UEに設定できる。短いDRXサイクルと長いDRXサイクルと連続受信との間の遷移は、タイマーによってまたはeNBからの明示的なコマンドによって制御される。ある意味では、短いDRXサイクルは、UEが長いDRXサイクルに入る前に、遅いパケットが到着する場合の確認期間とみなすことができ、UEが短いDRXサイクルにある間にデータがeNBに到着する場合には、データは次のウェイクアップ時に送信のためにスケジューリングされ、その後UEは連続受信を再開する。一方、短いDRXサイクルの間にeNBにデータが到着しない場合には、パケット活動が当面終了したと仮定して、UEは長いDRXサイクルに入る。
アクティブ時間中に、UEはPDCCHを監視し、設定されたものとしてSRSを通知し、そしてPUCCH上でCQI/PMI/RI/PTIを通知する。UEがアクティブ時間にないときには、PUCCH上のタイプ0トリガSRSおよびCQI/PMI/RI/PTIは通知されなくてもよい。UEに対してCQIマスキングが設定されている場合、PUCCH上のCQI/PMI/RI/PTIの通知はオン持続時間に限定される。
使用可能なDRX値はネットワークによって制御され、非DRXから最大x秒まで開始される。値xは、IDLEで使用されているページングDRXと同じ長さであってもよい。測定要件および通知基準は、DRX間隔の長さに従って異なってもよく、すなわち、長いDRX間隔はより緩和された要件を経験してもよい。
DRXが設定されている場合、定期的なCQI通知は「アクティブ時間」の間にのみUEによって送信される。RRCは定期的なCQI通知をさらに制限して、オン持続時間中にのみ送信されるようにすることができる。
図4には、DRXサイクルのサブフレームごとの例が示されている。UEは、現在アクティブなサイクルに応じて長いDRXサイクルまたは短いDRXサイクルのいずれかの「オン持続時間」期間中にスケジューリングメッセージ(PDCCH上のそのC−RNTIによって示される)をチェックする。「オン持続時間」の間にスケジューリングメッセージが受信されると、UEは、「不活性タイマー」を始動し、不活性タイマーが動作している間に各サブフレーム内のPDCCHを監視する。この間、UEは連続受信モードであるとみなすことができる。不活性タイマーが動作している間にスケジューリングメッセージが受信されるときはいつでも、UEは不活性タイマーを再始動し、それが満了すると、UEは短いDRXサイクルに移行し、「短いDRXサイクルタイマー」を始動する。短いDRXサイクルは、MAC制御要素によって始動することもできる。短いDRXサイクルタイマーが満了すると、UEは長いDRXサイクルに入る。このDRX動作に加えて、「HARQラウンドトリップ時間(RTT)タイマー」は、HARQ RTTの間にUEをスリープさせることを可能にすることを目的として定義される。1つのHARQプロセスに対するダウンリンクトランスポートブロックの復号が失敗した場合、UEは、少なくとも「HARQ RTT」サブフレームの後にトランスポートブロックの次の再送信が行われると想定することができる。HARQ RTTタイマーが動作している間、UEはPDCCHを監視する必要はない。HARQ RTTタイマーの満了時に、UEは通常通りにPDCCHの受信を再開する。
DRX不活性タイマー、HARQ RTTタイマー、DRX再送タイマーおよび短いDRXサイクルタイマーのような上述のDRX関連タイマーは、PDCCH許可またはMAC制御要素(DRX MAC CE)の受信などのイベントによって始動および停止される。したがって、UEのDRX状態(アクティブ時間または非アクティブ時間)はサブフレームごとに変わる可能性があり、したがって移動局またはeNodeBによって常に予測可能とは限らない。
UEごとに1つのDRXサイクルのみ存在する。すべてのアグリゲートコンポーネントキャリアはこのDRXパターンに従う。
[タイミングアドバンス]
3GPPのアップリンク伝送方式では、アップリンクで伝送する異なるユーザー機器間で時間および周波数において直交マルチアクセスを達成するために、LTEシングルキャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA:single−carrier frequency division multiple access)が選択された。アップリンク直交性は、セル内の異なるユーザー機器からの送信がeNodeBの受信部において時間整列されることを保証することによって維持される。これは、連続するサブフレームで送信するように割り当てられたユーザー機器間、および隣接するサブキャリアで送信しているユーザー機器間の両方で、セル内干渉が発生することを回避する。アップリンク送信の時間整列は、図5Aおよび図5Bに例示されるように、受信されたダウンリンクタイミングに対して、ユーザー機器の送信部においてタイミングアドバンスを適用することによって達成される。これの主な役割は、異なるユーザー機器間の異なる伝播遅延を打ち消すことである。
図5Aは、eNodeBが2つの移動端末からのそれぞれのアップリンク伝送を異なるタイミングで受信するように、アップリンクタイミング整列が行われない場合の2つの移動端末からのアップリンク伝送の不整列を示す。
それとは対照的に、図5Bは、2つの移動端末に対する同期アップリンク送信を示す。アップリンクタイミング整列は、各モバイル端末によって実行され、eNodeBにおいて2つのモバイル端末からのアップリンク送信が実質的に同じタイミングで到着するようにアップリンク送信に適用される。
[初期タイミングアドバンス手順]
ユーザー機器がeNodeBから受信されたダウンリンク送信に同期される場合、初期タイミングアドバンスは、以下に説明するようにランダムアクセス手順によって設定される。ユーザー機器は、それに基づいてeNodeBがアップリンクタイミングを推定することができるランダムアクセスプリアンブルを送信する。eNodeBは、ランダムアクセス応答(RAR:Random Access Response)メッセージ内に含まれる11ビットの初期タイミングアドバンスコマンドで応答する。これは、タイミングアドバンスが、0から最大0.67msまでの0.52μsの粒度でeNodeBによって設定されることを可能にする。
3GPP LTE(リリース8/9)におけるアップリンクタイミングおよびタイミングアドバンスの制御に関する追加情報は、非特許文献4に見出すことができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。
[タイミングアドバンスの更新]
タイミングアドバンスが各ユーザー機器に対して最初に設定されると、タイミングアドバンスは時々更新されてeNodeBにおけるアップリンク信号の到着時間の変化を打ち消す。タイミングアドバンス更新コマンドを導出する際に、eNodeBは、有用である任意のアップリンク信号を測定することができる。eNodeBにおけるアップリンクタイミング測定の詳細は指定されていないが、eNodeBの実装に任されている。
タイミングアドバンス更新コマンドは、eNodeB内の媒体アクセス制御(MAC)レイヤで生成され、物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)上のデータと共に多重化することができるMAC制御要素としてユーザー機器に送信される。ランダムアクセスチャネル(RACH)プリアンブルに対する応答における初期タイミングアドバンスコマンドと同様に、更新コマンドは0.52μsの粒度を有する。更新コマンドの範囲は−16 μs〜+16 μsで、拡張サイクリックプレフィックスの長さに相当するアップリンクタイミングのステップ変更が可能である。それらは通常、約2秒ごとよりも高い頻度で送信されない。実際には、500km/hで移動するユーザー機器であっても、往復経路長の変化は、 0.93μs/sの往復時間の変化に対応して278m/s以下であるので、高速の更新は必要ではないと思われる。
eNodeBは、セル内のすべてのUEに定期的なタイミング更新コマンドを送信するオーバーヘッドと、データが送信バッファに到着したときにすばやく送信する能力とのバランスを取る。したがって、eNodeBは、各ユーザー機器に対してタイマーを設定し、ユーザー機器は、タイミングアドバンス更新が受信されるたびに再始動する。タイマーが切れる前にユーザー機器が別のタイミングアドバンス更新を受信しない場合、それはアップリンク同期を失ったとみなさなければならない(また、http://www.3gpp.orgで入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれる、section 5.2 of 3GPP TS 36.321,“Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E−UTRA);Medium Access Control(MAC)protocol specification”,version 10.2.0を参照されたい)。
そのような場合、他のユーザー機器からのアップリンク送信に対する干渉を発生させる危険性を回避するために、UEは(ランダムアクセスプリアンブルの送信を除く)いかなる種類のアップリンク送信をすることを許可されず、アップリンクタイミングを復元するために初期タイミング整列手順に戻る必要がある。
タイミングアドバンスコマンドを受信すると、ユーザー機器はプライマリセルのPUCCH/PUSCH/SRSのアップリンク送信タイミングを調整するものとする。タイミングアドバンスコマンドは、現在のアップリンクタイミングに対するアップリンクタイミングの変化を16Ts(基本時間単位、1/サンプリング周波数)の倍数として示す。
[アップリンクにおけるタイミングアドバンスとコンポーネントキャリアアグリゲーション]
3GPP LTE規格のRel−10では、ユーザー機器は1つのタイミングアドバンス値のみを維持し、これをすべて集約されたコンポーネントキャリア上のアップリンク送信に適用する。Rel−10では、同じ周波数帯域内のセルのアグリゲーション、いわゆる周波数内キャリアアグリゲーションがサポートされる。特に、アップリンクタイミング同期は、例えば、PCell上のRACH手順によってPCellに対して実行され、その後に、ユーザー機器は集約されたSCell上のアップリンク送信に対して同じアップリンクタイミングを使用する。3GPP LTE−A Rel−10は同じ周波数帯域からのキャリアのキャリアアグリゲーションのみをサポートするので、すべての集約されたアップリンクコンポーネントキャリアに対する単一のタイミングアドバンスは十分であるとみなされる。
リリース11以降では、異なるタイミングアドバンスを必要とするコンポーネントキャリア、例えばeNodeBからのCCとRRHからのCC(リモート無線ヘッド)を組み合わせて、コロケーションされていないセルをサポートするCAを処理できる。
また、異なるサービングセル上での異なるアップリンク送信タイミングのサポートは、例えば、周波数選択リピータにより、異なるサービングセル上では伝搬遅延が異なるために、異なる展開シナリオに対処する。
各サービングセルについてTAを維持することは実用的ではなく、その代わりに、同じTAがそのグループに属するすべてのサービングセルにわたって維持されるように、コロケートされたサービングセルのセットをグループ化することが意味をなすであろう。また、グループ全体にタイミング基準セルを設定することも非常に重要である。Release−11では、タイミングアドバンスグループ(TAG:Timing Advance Group)が導入された。TAGは、同じアップリンクTAおよび同じダウンリンクタイミング基準セルを有する1つまたは複数のサービングセルからなる。各TAGは設定されたアップリンクを有する少なくとも1つのサービングセルを含み、TAGへの各サービングセルのマッピングはRRCによって設定される。
PCellを含むTAGは、pTAG(一次タイミングアドバンスグループ、Primary Timing Advance Group)と呼ばれる。pTAGの場合、UEはタイミング基準としてPCellを使用する。TAGがSCellのみを含み、PCellを含まない場合には、それはsTAG(二次タイミングアドバンスグループ、Secondary Timing Advance Group)と呼ばれる。sTAGでは、UEは、このTAGのアクティブ化されたSCellのうちのいずれかをタイミング基準セルとして使用することができるが、必要でない限りそれを変更するべきではない。
UEには、TAGごとのtimeAlignmentTimerという設定可能なタイマーがある。このTAG固有のtimeAlignmentTimerは、sTAG設定時にRRCによって提供される。
[アップリンク時間整列の維持]
上述したように、UEはTAGごとにTimeAlignmentTimerを維持する。TimeAlignmentTimerは、UEが、関連するTAGに属するサービングセルがアップリンク時間整列されているとみなす時間を制御するために使用される。タイミングアドバンスコマンドが対応するTAGのRAR(無線アクセス応答、Radio Access Response)またはMAC CEで受信された場合、UEはTAG関連のtimeAlignmentTimerを始動または再始動する。
UEの同期ステータスは、pTAGの同期ステータスに従う。pTAGに関連付けられたタイマーが動作していないときは、sTAGに関連付けられたタイマーは動作していない。
pTAGに関連付けられたtimeAlignmentTimerが満了になると、UEは次のことを行うものとする。
− pTAGおよびsTAGに属するすべてのサービングセルのためのすべてのHARQバッファをフラッシュする、
− すべてのサービングセルについてPUCCH/SRSを解放するようにRRCに通知する、
− 設定されたダウンリンク割当およびアップリンク許可をクリアする(PCellのみに適用可能)、
− 実行中のすべてのtimeAlignmentTimers(sTAGのタイマーも)が満了したとみなす。
sTAGに関連付けられたTimeAlignmentTimerが満了すると、UEは以下のことを行うものとする。
− このsTAGに属するすべてのサービングセルについてすべてのHARQバッファをフラッシュする、
− このsTAGに属するすべてのサービングセルのSRSを解放するようにRRCに通知する。
このサービングセルが属するTAGに関連するTimeAlignmentTimerが動作していない場合、UEは、RAプリアンブル送信を除いて、サービングセル上でアップリンク送信を実行してはならない。
pTAGに関連するtimeAlignmentTimerが動作していないとき、UEは、PCellでのRAプリアンブル送信(のみ)を除いて、どのサービングセルでもアップリンク送信を実行してはならない。
[新しい無線アクセス技術−5G]
2018年6月に次世代セルラー技術(別名5G)の技術仕様の最初のリリース(Release−15)を提供することを目指して、3GPP内の5Gの研究は既に始まっている。3GPP TSG RAN#71ミーティング(Gothenburg、2016年3月)で、RAN1、RAN2、RAN3、およびRAN4を含む最初の5G研究項目「新しい無線アクセス技術に関する研究」が承認された。この5G研究項目は、最初の5G規格を定義するRelease−15作業項目になると予想されるため、これは3GPPの重要なマイルストーンである。
研究項目の目的は、拡張モバイルブロードバンド(eMBB:enhanced mobile broadband)、大規模MTC(mMTC:massive MTC)、重要なMTC、およびRAN要件の研究の間に定義された追加の要件を含む幅広いユースケースを満たすための「新しい無線(NR:New Radio)」アクセス技術を開発することである。新しい無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)は100GHzまでの周波数範囲を検討することが期待される(例えば、参照により全体が組み込まれる非特許文献5を参照されたい)。
目的の1つは、TR 38.913で定義されているすべての使用シナリオ、要件、および展開シナリオに対応する単一の技術フレームワークを提供することであり、それは、少なくとも拡張モバイルブロードバンド(eMBB)、超高信頼性低レイテンシ通信(URLLC:ultra−reliable low−latency communications)、大規模マシンタイプ通信(mMTC:massive machine type communication)を含む。例えば、eMBB展開シナリオは、屋内ホットスポット、密集した都市、田舎、都市マクロおよび高速を含むことができ、URLLC展開シナリオは、産業用制御システム、モバイルヘルスケア(遠隔監視、診断および治療)、車両のリアルタイム制御、スマートグリッド用の広域監視および制御システムを含むことができ、mMTCは、スマートウェアラブルおよびセンサネットワークなどの非タイムクリティカルなデータ転送を伴う多数のデバイスを伴うシナリオを含むことができる。2番目の目的は、前方互換性を実現することである。
規範的仕様は2つのフェーズ、すなわち、フェーズI(2018年6月に完成予定)とフェーズII(2019年12月に完成予定)で行われると想定される。新しいRATのフェーズI仕様は、フェーズII仕様以降と(効率的なコセル/サイト/キャリア動作に関して)前方互換性がなければならないが、LTEへの後方互換性は要求されない。新しいRATのフェーズII仕様は、フェーズI仕様の基礎の上に構築され、新しいRATに設定されたすべての要件を満たすものとする。後期の高度な機能をサポートし、フェーズII仕様以降に識別されたサービス要件をサポートできるようにするには、フェーズIIを超えたスムーズな将来の進化を保証する必要がある。
基本物理レイヤ信号波形は、非直交波形および多元接続の潜在的なサポートと共に、OFDMに基づくであろう。例えば、DFT−S−OFDM、および/またはDFT−S−OFDMの変形、および/またはフィルタリング/ウィンドウイングなどのOFDMの上の追加の機能性がさらに考慮される。LTEでは、CPベースのOFDMおよびDFT−S−OFDMが、それぞれダウンリンクおよびアップリンク送信のための波形として使用される。NRの設計目標の1つは、ダウンリンク、アップリンク、サイドリンクについてできるだけ共通の波形を探すことである。いくつかの会社では、DFT拡散を導入することはアップリンク伝送のいくつかの場合には必要でないかもしれないことが確認されている。波形の他に、いくつかの基本的なフレーム構造およびチャネル符号化方式が上記の目的を達成するために開発されるであろう。この研究はまた、上記の目的を達成するために無線プロトコル構造およびアーキテクチャに関して何が必要とされるかについての共通の理解を求めるものとする。
さらに、異なるサービスに対するトラフィックの効率的な多重化や、同じ連続したスペクトルブロックでのユースケースを含む、新しいRATが上記の目的を満たすことを可能にするのに必要な技術的特徴が研究されるべきである。
TR 38.913で識別されているように、NRの様々なユースケース/展開シナリオには、データレート、レイテンシ、およびカバレッジに関して様々な要件がある。例えば、eMBBは、ピークデータレート(ダウンリンクで20Gbps、アップリンクで10Gbps)およびIMT−Advancedの3倍のオーダーのユーザーエクスペリエンスデータレートをサポートすると期待される。一方、URLLCの場合、超低レイテンシ(ユーザープレーンレイテンシではULおよびDLがそれぞれ0.5ms)と高い信頼性(1ms以内に1〜10−5)が厳しく要求される。最後に、mMTCは、高い接続密度(都市環境で1,000,000デバイス/km2)、過酷な環境での広い通信範囲、および低コストデバイス(15年間)用の非常に長寿命のバッテリを必要とする。
したがって、あるユースケースに適したOFDMニューメロロジー(例えば、サブキャリア間隔、OFDMシンボル持続時間、サイクリックプレフィックス(CP)持続時間、スケジューリングインターバル当たりのシンボル数)は、他の場合にはうまくいかないかもしれない。例えば、低レイテンシサービスは、mMTCサービスよりも短いシンボル持続時間(したがってより大きなサブキャリア間隔)および/またはスケジューリング間隔当たりのより少ないシンボル(別名、TTI)を必要とすることがある。さらに、大きなチャネル遅延スプレッドを有する展開シナリオは、短い遅延スプレッドを有するシナリオよりも長いCP持続時間を必要とする。サブキャリア間隔は、同様のCPオーバーヘッドを維持するためにそれに応じて最適化されるべきである。
3GPP RAN1#84ビスミーティング(釜山、2016年4月)において、NRが複数の値のサブキャリア間隔をサポートすることが必要であることが合意された。サブキャリア間隔の値は、サブキャリア間隔の特定の値にNを掛けた値から導き出され、ここで、Nは整数である。最新のRAN1会議、RAN1#85(南京、2016年5月)では、15 kHzサブキャリア間隔を含むLTEベースのニューメロロジーがNRニューメロロジーのベースライン設計であることが実用的な前提として結論付けられた。倍率Nについては、NRニューメロロジーに対するベースライン設計仮定としてN=2nと結論付けられた。ニューメロロジーの候補の下方選択は、将来の会議で行われる可能性がある。それに対応して、15kHz、30kHz、60kHz…のサブキャリア間隔が検討されている。図6Aから図6Cは、3つの異なるサブキャリア間隔(15kHz、30kHz、および60kHz)および対応するシンボル持続時間を例示的に示す。シンボル持続時間Tuおよびサブキャリア間隔Δfは、式Δf=1/Tuによって直接関係している。LTEシステムの場合と同様に、「リソースエレメント」という用語は、1つのOFDM/SC−FDMAシンボルの長さに対して1つのサブキャリアから構成される最小リソース単位を示すために使用することができる。
また、最新のRAN1ミーティングでは、2つのOFDMベースの波形、CPとOFDM、およびCPとDFT−S−OFDM(SC−FDMA)をRAN1 NR波形の性能基準として使用することが合意された。RAN1#84bisおよび#85会議で提案されたすべての波形は、合意された評価の仮定に基づいて評価できる。各企業は、評価のためにOFDM波形に適用されるDFT拡散、ガードインターバル、Tx/Rxフィルタリング、および/またはウィンドウイングの詳細を提供する必要がある。NRの波形候補を絞り込むことは、将来の会議で行われる予定である。
いくつかの理由により、NRは柔軟なネットワークおよびUEチャネル帯域幅をサポートする必要があることも認識されている。NRは、利用可能なスペクトルに関して非常に異なる可能性、したがって可能な伝送帯域幅を用いて、サブGHzから最大数十GHzまでの非常に広い範囲のスペクトルでの動作をサポートすることが期待される。NRに使用されるべき多くの周波数帯域はまだ完全には特定されておらず、これはスペクトル割当の大きさがまだ知られていないことを意味する。NRは、幅広いUE送信/受信帯域幅を必要とするものや、はるかに低いUE送信/受信帯域幅を意味する非常に低いUE複雑性を必要とするものなど、広範囲のアプリケーションおよびユースケースをサポートすると予想される。そのため、RAN1#85では、NR物理レイヤ設計でNRキャリア帯域幅に関して細かな粒度を考慮に入れる必要があり、帯域幅機能が異なるデバイスはNRキャリア帯域幅に関係なく同じNRキャリアに効率的にアクセスすることができる。
[本開示の基礎]
3GPP RAN1#85(南京、2016年5月)では、様々な要件を持つ様々なサービスの多重化をサポートするために、NRが(ネットワークの観点から)同じNRキャリア帯域幅内で様々なニューメロロジーの多重化をサポートすることが合意されている。一方、UEの観点からは、UEは1つまたは複数の使用シナリオ(例えば、eMBB UEまたはeMBBとURLLCの両方をサポートするUE)をサポートすることができる。一般的に言えば、複数のニューメロロジーをサポートすると、UEの処理が複雑になる可能性がある。
ネットワークの観点からは、NRキャリア内の周波数領域(別名FDM)と時間領域(別名TDM)の両方で異なるニューメロロジーの多重化を検討することは有益であろう。異なるニューメロロジーの1つの例示的な多重化が図7に与えられており、ここでニューメロロジー1はeMBBのために、ニューメロロジー2はURLLCのために、ニューメロロジー3はmMTCのために使用することができる。eMBBとURLLCがTDMに適しているのは、eMBBが高いデータレートを達成するために、またURLLCが高い信頼性の要件を満たすために周波数ダイバーシティを向上させるために必要な非常に広い帯域幅を必要とするためである。一方、mMTCは狭い送信帯域幅しか必要としないので、eMBBおよび/またはURLLCとFDM化されていると考えられる。
LTE/LTE−Aでは、周波数−時間リソースはリソースブロック(RB)に編成され、1つのRBは、図2に関連して前に詳細に説明したように、周波数領域での12個の連続するサブキャリアと時間領域での1つの0.5msスロットとからなる。NRでは、最小リソース粒度ならびにリソーススケジューリングユニットを記述するためのある種のRB概念も必要とされることが予想される。しかし、RBの定義は伝統的にニューメロロジーと密接に関係している。したがって、複数の異なるニューメロロジーが予定されている場合は、RBの概念を見直す必要がある。これは3GPPで進行中のトピックである。
さらに、異なるニューメロロジーに従って時間−周波数無線リソースがどのようにして様々なサービスに効率的に割り当てられるのかは不明である。特に、新しい無線技術のための改善されたアップリンクスケジューリング方式が必要とされている。
したがって、本開示は、上述の問題のうちの1つまたは複数を克服するのを容易にする解決策を提示する。
[本開示の詳細な説明]
移動局もしくは移動ノードまたはユーザー端末もしくはユーザー機器(UE)は、通信ネットワーク内の物理的エンティティである。1つのノードは、いくつかの機能エンティティを有することができる。機能エンティティは、ノードまたはネットワークの他の機能エンティティに所定の機能セットを実装および/または提供するソフトウェアまたはハードウェアモジュールを指す。ノードは、ノードが通信することができる通信設備または媒体にノードを接続する1つまたは複数のインターフェースを有することができる。同様に、ネットワークエンティティは、機能エンティティを他の機能エンティティまたは通信相手ノードと通信することができる通信設備または媒体に接続する論理インターフェースを有することができる。
特許請求の範囲および本出願で使用される「無線リソース」という用語は、物理的な時間−周波数無線リソースなどの物理的な無線リソースを指すものとして広く理解されるべきである。
特許請求の範囲および本出願において使用される「ニューメロロジー方式」という用語(および「ニューメロロジーレイヤ」または「OFDMニューメロロジー」などの他の同様の用語)は、物理的な時間−周波数無線リソースが移動通信システムにおいてどのように処理されるか、特に、これらのリソースがスケジューラ(例えば無線基地局内)によって割り当てられるようにリソーススケジューリングユニットにどのように分割されるか、を指すものとして広く理解されるべきである。別の言い方をすれば、ニューメロロジー方式は、上述の物理的な時間−周波数無線リソースをリソーススケジューリングユニットに分割するために使用されるパラメータ、例えば、サブキャリア間隔および対応するシンボル持続時間、TTI長、リソーススケジューリングユニット当たりのサブキャリアおよびシンボルの数、サイクリックプレフィックス長、サーチスペースの詳細などによって定義されると考えることもでき、これらのパラメータは、アップリンク送信を実行しダウンリンク送信を受信するために物理層で主に使用されるので、L1(レイヤ1)パラメータと呼ぶことができる。
「リソーススケジューリングユニット」という用語は、スケジューラによって割り当てられることができる最小単位である物理的時間−周波数無線リソースのグループとして理解されるべきである。したがって、リソーススケジューリングユニットは、ニューメロロジー方式の特定の特性に従って、1つまたは複数のシンボルの持続時間にわたって1つまたは複数の連続したサブキャリアから構成される時間−周波数無線リソースを含む。
特許請求の範囲および本出願で使用される「論理チャネル」という用語は、LTEおよびLTEアドバンストに関する以前の標準から既に知られているものと同様の方法で、すなわちサービスのデータ転送を処理するための抽象的な概念として理解することができる。それにもかかわらず、LTE/LTE−Aシステムでは、論理チャネルという用語はRLCレイヤと密接に関連しているが、5Gの今後のリリースで同じである必要はない。論理チャネルという用語は、新しい5G開発に関連して既に使用されているが、この用語がユーザー機器内の可能なRLCレイヤに定義されるかどうか、および/またはそれにどの程度正確に関連するかはまだ決定されていない。したがって、本出願では、論理チャネルがどのタイプの情報が無線で、例えば、トラフィックチャネル、制御チャネル、システムブロードキャストなどで送信されるかを定義すると例示的に想定されている。データおよびシグナリングメッセージは、プロトコルレイヤ間、例えばLTEのRLCとMACレイヤとの間の論理チャネル上で運ばれる。論理チャネルは、それらが伝送する情報によって区別され、2つの方法で分類できる。第1に、論理トラフィックチャネルはユーザープレーンでデータを搬送し、論理制御チャネルは制御プレーンでシグナリングメッセージを搬送する。さらに、論理チャネルには、論理チャネルの優先順位または他のパラメータのような特定のパラメータが関連付けられており、これは、例えば、論理チャネル優先順位付け手順中に、論理チャネルによって運ばれるデータのサービス品質要件が満たされることを確実にする。無線ベアラと論理チャネルとの間には1対1のマッピングがある。1つの無線ベアラのデータは1つの論理チャネルにマッピングされる。
特許請求の範囲および本出願で使用される「データ伝送使用シナリオ」または単に「使用シナリオ」という用語は、移動/固定端末のための一連の使用事例として広く理解することができる。例示的に、新しい5G研究項目について研究された使用シナリオは、例えば、背景技術のセクションで詳細に紹介されているeMBB、mMTC、またはURLLCであり得る。
5G移動通信システムの要件を満たすためにいくつかの変更が予想されることができるが、新しい無線技術は既にLTE(−A)のために定義された無線技術から進化するであろう。したがって、様々な実施形態の特定の例示的な実装形態は、それらが5G通信システムのための新しい無線技術に等しく適用可能である限り、そしてそれらが以下の実施形態について説明されるような様々な実装に適用可能である限り、LTE(−A)通信システムに対して既に定義されている手順、メッセージ、機能などを依然として再利用することができる(リリース10/11/12/13/14などによる)。本開示に関連する可能性があるこれらのLTE(−A)手順のいくつかは、背景技術のセクションに要約されている。
背景技術のセクションで説明したように、新しい5G移動通信システムでは異なるニューメロロジー方式がサポートされると予想される。特に、eNodeBおよびユーザー機器は、同時に多数のサービス、例えばeMBB、URLLC、mMTCに参加することができるように、同時に1つまたは複数のニューメロロジー方式をサポートするものとする。そのような新しい環境においてアップリンク無線リソース割当をどのように実施することができるかについての継続的な議論がある。一般に、アップリンクスケジューリングに関して2つの異なるモード、すなわちeNodeB制御送信モードおよび無許可(grant−free)送信モードが検討されている。しかしながら、これらのモードに関する詳細な議論も、これらのモードがどのように実施することができるかについての合意にも達していない。したがって、送信を実行するためにユーザー機器によって使用可能なアップリンクにおいて無線リソースを割り当てるための改善された無線リソース割当手順が必要とされている。
以下の例示的な実施形態は、上記の問題を解決するための5G移動通信システムについて想定されている新しい無線技術のための改善された無線リソース割当手順を提供する。実施形態の異なる実装形態および変形例も同様に説明される。5G移動通信システムに関して合意されたことはごくわずかであるから、本開示の基礎となる原理を説明することができるように、以下では多くの仮定をしなければならない。しかしながら、これらの仮定は、開示の範囲を限定するものではなく、単なる例として理解されるべきである。特許請求の範囲に記載されている本開示の原理は、異なるシナリオに、そして本明細書に明示的に記載されていない方法で適用できることを当業者は認識するであろう。
さらに、実施形態を説明するために以下で使用される用語は、次の5G通信システムのための新しい無線アクセス技術の文脈で使用される特定の用語がまだ決定されていないとしても、LTE/LTE−Aシステムに密接に関連する。したがって、当業者であれば認識するように、本開示およびその保護範囲が、より新しい用語の欠如のために本明細書で使用される例示的な特定の用語に限定されるべきではなく、本開示の基礎となる機能および概念に関してより広く理解されるべきである。
図8に示すように、無線基地局といくつかのユーザー端末とを用いた単純で例示的なシナリオが想定される。図示した3つのUEはそれぞれ、異なるサービス、すなわち、背景技術のセクションで既に紹介したmMTC、eMBB、およびURLLCサービスをサポートする。図示するように、1つのUEが2つの異なるサービス、例えばURLLCおよびeMBBサービスをサポートし、それらのために構成されるものと仮定する。
背景技術のセクションで説明したように、次世代5Gについては、いくつかの異なるニューメロロジーがサポートされ、移動通信システムに共存することに同意し、異なるニューメロロジー方式が、eMBB、mMTC、またはURLLCなどの特定のサービスタイプに適合する。3GPP標準化が始まったばかりであり、どれがどの程度正確に特定のサービスが実際にサポートされるのかに関して多くの不確実性があることに留意すべきである。しかしながら、以下の説明のために、例示的に、いくつかのサービス(例えば、eMBB、mMTC、およびURLLC)が通信システムによって同時にサポートされ、これらのサービスのそれぞれについてのデータ伝送を可能にするものと仮定する。
それに対応して、各サービスについて少なくとも1つのそれぞれのニューメロロジー方式がおそらく定義されるであろう。ここで、異なるニューメロロジー方式は、周波数帯域の利用可能な時間−周波数無線リソース(例えば、6GHz未満の100MHzの特定の帯域幅のキャリア)を、スケジューラによって割り当てることができる、例えば、eNodeBに配置されている、リソーススケジューリングユニットに分割することを可能にする。説明のために以下で使用される例示的なシナリオでは、周波数帯域の帯域幅は4.3MHzであると仮定される。実施形態および原理は、異なる周波数帯域および帯域幅に等しく適用することができる。
一般に、ニューメロロジー方式は、サブキャリア間隔およびシンボル持続時間(互いに直接関係している)、リソーススケジューリングユニット当たりのサブキャリア数、サイクリックプレフィックス長、またはTTI長(スケジューリング時間間隔、リソーススケジューリングユニット当たりのシンボル数、またはシンボル数を導出できるリソーススケジューリングユニットあたりの絶対期間によって定義される)などの異なるパラメータによって特徴付けられる。その結果、ニューメロロジー方式は、これらのニューメロロジーの特徴のうちの1つまたは複数によって互いに異なり得る。ニューメロロジーの特性を適切に決定することによって、1つのニューメロロジー方式を特定のサービスとその要件(レイテンシ、信頼性、周波数ダイバーシティ、データレートなど)に合わせることができる。例えば、背景技術のセクションで説明したように、サービスeMBBおよびURLLCは、どちらも非常に広い帯域幅を要求するという点で類似しているが、URLLCサービスが超低レイテンシを必要とするという点で異なる。これらの要件は、URLLCサービスのためのニューメロロジー方式が、eMBBサービスのためのニューメロロジー方式よりも短いTTI(およびおそらくはより短いシンボル長)を通常使用するという結果になり得る。各サービスに使用するニューメロロジーの特性については、まだ合意はない。
以下から明らかになるように、実施形態の原理を例示するために例示的に使用されるニューメロロジー方式の間で異なる主なニューメロロジー特性は、サブキャリア間隔およびシンボル持続時間ならびにスケジューリング時間間隔の長さ(すなわちリソーススケジューリングユニット当たりのシンボル数)である。図示していないが、サイクリックプレフィックスの長さはシンボル長と同じ方法でスケーリングされると仮定されるが、例示的に、リソーススケジューリングユニットがニューメロロジー方式に従ってそれぞれのサブキャリア間隔を有する12個のサブキャリアを有するように、各ニューメロロジー方式が無線リソースを分割すると仮定する。それにもかかわらず、実施形態およびその基礎となる原理は、以下で例示的に使用されるそれらの異なるニューメロロジー方式だけに限定されず、異なるニューメロロジー方式およびそれに対応する異なるニューメロロジー特性に適用することができることに留意されたい。また、以下の説明では、合計で3つのニューメロロジー方式しか定義されていないが、移動通信システムに対して異なるセットおよび異なる数のニューメロロジー方式が定義されている場合にもこの原理は等しく適用される。
異なる例示的なニューメロロジー方式が、図9に関連して説明され、図6Aから図6Cに基づいている。図9は、3つの異なるニューメロロジー方式による無線リソースの分割の簡略図である。結果として得られるリソーススケジューリングユニットは、それぞれのニューメロロジー方式で太線の四角で示されている。
図9のニューメロロジー方式1は、15kHzのサブキャリア間隔(66.7μsの結果として生じるシンボル持続時間を有する;図6A参照)、リソーススケジューリングユニットあたり12個のサブキャリアおよび6個のシンボルを有することを特徴とする。結果として得られるリソーススケジューリングユニットは、180kHzの周波数帯域幅および0.5msの長さを有する(例えば、LTEシステムから知られているように、各16.7μsのサイクリックプレフィックスを例示的に考える場合)。それに対応して、周波数領域では、周波数帯域の帯域幅は24個のリソーススケジューリングユニット(それぞれ180kHzの帯域幅を有する)に分割される。これらのニューメロロジーの特徴により、ニューメロロジー方式1をmMTCサービスのためのデータの伝送のために考慮することができる。したがって、そのニューメロロジー方式に従うUEは、理論的にはTTIごとに、すなわち0.5msごとにスケジューラによってスケジュールすることができる。
ニューメロロジー方式2は、(2×15kHz=)30kHzのサブキャリア間隔(33.3μsの結果として生じるシンボル持続時間を有する;図6B参照)、リソーススケジューリングユニットあたり12個のサブキャリア、および6個のシンボルを有することを特徴とする。したがって、結果として得られるリソーススケジューリングユニットは、360kHzの周波数帯域幅および0.25msの長さを有する(例示的にそれぞれ16.7μs/2のスケーリングされたサイクリックプレフィックスを考える場合)。それに対応して、周波数領域では、周波数帯域の帯域幅は12個のリソーススケジューリングユニット(それぞれ360kHzの帯域幅を有する)に分割される。これらのニューメロロジーの特徴により、ニューメロロジー方式2をeMBBサービスのためのデータの伝送のために考慮することができる。したがって、そのニューメロロジー方式に従うUEは、理論的にはTTIごとに、すなわち0.25msごとにスケジューラによってスケジュールすることができる。
ニューメロロジー方式3は、(4×15kHz=)60kHzのサブキャリア間隔(結果として16.7μsのシンボル持続時間を有する;図6C参照)、リソーススケジューリングユニットあたり12個のサブキャリア、および4個のシンボルを有することを特徴とする。したがって、結果として得られるリソーススケジューリングユニットは、720kHzの周波数帯域幅および0.0833msの長さを有する(例示的に、それぞれ16.7μs/4のスケーリングされたサイクリックプレフィックスを考える場合)。それに対応して、周波数領域では、周波数帯域の帯域幅は6個のリソーススケジューリングユニット(それぞれ720kHzの帯域幅を有する)に分割される。これらのニューメロロジーの特徴により、ニューメロロジー方式3をURLLCサービスのためのデータ伝送のために考慮することができる。したがって、そのニューメロロジー方式に従うUEは、理論的にはTTIごとに、すなわち0.0833msごとにスケジューラによってスケジュールすることができる。
その結果、異なるニューメロロジーの間で共有されることになっている周波数帯域の時間−周波数無線リソースは、異なるニューメロロジー方式の基礎となるニューメロロジーの特徴に基づいて異なって解釈することができる。異なるニューメロロジー方式がモバイルネットワークに共存し、異なるニューメロロジー方式の無線リソースが必要に応じてユーザー端末に割り当てられるように利用可能であるべきである。
背景技術のセクションで論じたように、周波数領域内の異なるニューメロロジーおよびその無線リソースを周波数領域および/または時間領域でどのように多重化するかについてはいくつかの可能性があり、図7はその一例にすぎない。等しく使用できる他の可能な多重化方式がある。一般に、各ニューメロロジー方式に従ってデータ伝送のために無線リソースを割り当てることができるように、周波数帯域の利用可能な時間−周波数無線リソースは、システム内に共存する異なるニューメロロジー方式の間で適切な方法で分割されるべきである。それに対応して、各ニューメロロジー方式は、そのニューメロロジー方式に従って割り当てられるためにスケジューラ(無線基地局など)によって使用可能となる周波数帯域の利用可能な無線リソースのうちの特定の無線リソースのセットに関連付けられる、すなわち、特定のニューメロロジー方式のニューメロロジー特性に従って、対応するサービス(ここではURLLC、mMTC、mMBB)のデータを送信するために無線リソースを割り当てるようにする。各サービスに対するトラフィック量が時間と共に変化することを考慮すると、サービスに対する異なる共存するニューメロロジー方式のこの多重化もまた柔軟であり得る。
実施形態およびその変形によれば、eNBが、上で説明したニューメロロジー方式のうちの少なくとも1つが設定されたUEのためのアップリンクリソース割当を制御することを可能にする、改善された無線リソース割当手順が提供される。
異なるUEは異なるニューメロロジー方式をサポートする。低コストのUEは、1つのタイプの、例えばmMTCタイプのサービスのみをサポートすることができ、したがってそのタイプのサービス(すなわち、使用シナリオ)に適した対応するニューメロロジー方式のみをサポートする。一方、他のUEは、あらゆる使用シナリオにおいてデータ伝送をサポートすることができるようにするために、様々な、またはすべての可能なニューメロロジー方式に従って動作することができると予想される。1つのUEは、2つの異なるサービス、1つのeMBBサービスおよび1つのURLLCサービスが設定されることが例示的に想定されている(図8参照)。状況(UEが接続されている無線セルおよびeNB、それが現在有しているサービスなど)に応じて、UEは、サポートされている1つまたは複数のニューメロロジー方式に従って動作するように設定される。これは、無線セルに接続するときに例示的に行うことができ、対応するeNBは、それ自体がその無線セルでサポートするそれらのニューメロロジー方式のいくつかまたはすべてに従って動作するようにUEを設定する。これがどのように達成することができるかの正確な手順はまだ知られておらず、そして詳細のいくつかは本開示にとって本質的ではない。それにもかかわらず、この点に関して考えられる1つのアプローチは、例えば、サービスに適用するとき、eNodeBは、UEが適用しているそのサービスに適したニューメロロジー方式でUEを設定する。例えば、UEに送信する新しいトラフィックがある場合、またはネットワークが新しいトラフィックを送信する意図について学習した場合、UEはMMEにサービス要求メッセージを送信する。後続のベアラ確立手順の間に、EPSベアラ内のベアラおよび接続(すなわち、DRB、S1ベアラおよびS5ベアラ)およびシグナリング接続(すなわち、ECM接続、S11 GTP−CおよびS5 GTP−Cトンネル)が、UEとネットワーク(UEはP−GWを介して)との間のトラフィック配信をサポートするために確立される。eNBはさらに、RRC接続再構成メッセージ(RRC CONNECTION RECONFIGURATION MESSAGE)をUEに送信し、これはMMEから受信した情報を新しい無線ベアラ構成データと共に指定する。UEは指示されたようにベアラを設定し、eNBへのRRC接続再構成完了(RRC CONNECTION RECONFIGURATION COMPLETE)メッセージでこれを確認応答する。ここで、eNBはE−RAB設定応答(E−RAB SETUP RESPONSE)メッセージで確認応答する。RRC接続再構成メッセージ内で、eNBは、新しいベアラまたは論理チャネルそれぞれに適用されるべきニューメロロジー方式をUEに設定することができる。
全体として、UEは、設定されているニューメロロジー方式と、設定されたニューメロロジー方式に関連する対応するパラメータと、を知っていなければならない。
一選択肢によれば、eNBは、サブキャリア間隔、TTI長、スケジューリング間隔当たりのシンボルなどの対応する関連パラメータ、およびサーチスペースの詳細、UL/DL公称セット構成など、ニューメロロジー方式に関連するその他の情報と共に、その無線セルでサポートされるニューメロロジー方式のリストを保持してもよい。各ニューメロロジー方式のインデックスは、後の手順(後述する改善された無線リソース割当手順など)における参照を容易にするために提供することができる。eNodeBは、システム情報ブロードキャスト(SIB:system information broadcast)の一部として、その無線セル内でサポートされているニューメロロジー方式に関する情報をブロードキャストすることができる。5Gについては、eNodeBによって継続的にブロードキャストされる重要なシステム情報と、要求に応じてのみ提供される必要のない重要でない(「その他」とも呼ばれる)システム情報と、を区別するための継続的な議論がある。この区別は、複雑さおよびオーバーヘッドを減らすことを可能にするように行われる(例えば、ビーム形成が使用されるシナリオにおいて)。それに対応して、サポートされているニューメロロジー方式に関する情報は、重要なシステム情報の一部としてブロードキャストされる可能性がある。ニューメロロジー固有のランダムアクセス構成の場合、すなわちRACH構成が各ニューメロロジー方式ごとに異なる場合には、所与のニューメロロジー方式に関連するL1パラメータはセル内でブロードキャストされるべきである。
あるいは、サポートされているニューメロロジー方式および関連するL1パラメータに関する情報は、必須ではないシステム情報の一部としてシグナリングすることができ、すなわち要求/請求時にUEに直接シグナリングすることができる。
代替的にまたは追加的に、ニューメロロジー方式および対応するパラメータは、標準規格またはオペレータによって提供される携帯電話の(U)SIMカードに既に固定されていてもよい。特定のニューメロロジー方式を容易に示すために、対応するインデックスを各ニューメロロジー方式に関連付けることができる。その結果、ニューメロロジー方式およびそれらのパラメータは広く知られており、ニューメロロジー方式およびその対応するパラメータに関するすべての必要な情報を送信/ブロードキャストする必要はなく、単にインデックスを提供することによって容易に参照することができる。例えば、eNodeBは、その無線セルでサポートされているそれらのニューメロロジー方式の対応するインデックスのみを定期的にブロードキャストすることができる。オーバーヘッドの減少のために、インデックスは本質的なシステム情報において容易にブロードキャストすることができるが、理論的には非本質的なシステム情報の一部として要求に応じてシグナリングすることができる。
さらに、UEは、例示的に、それぞれが設定されたニューメロロジー方式のうちの少なくとも1つに関連付けられ得る複数の論理チャネルが設定されると想定される。より詳細には、LTE(−A)UEから知られるように、無線ベアラが設定/確立される場合に、例えば、UEが送信する新しいトラフィックを有する場合、またはネットワークが新しいトラフィックを送信する意図について学習した場合に、論理チャネルが設定/確立される。この点に関して5Gについてまだ合意されていない手順を考慮して、LTE(−A)手順が5G−UEに関して同じまたは類似の方法で使用されることを例示的に想定することができる。無線ベアラ設定手順中に、論理チャネル構成がUEに提供され、eNBは論理チャネル構成の一部として論理チャネルのための関連付け/リンクされたニューメロロジー方式を設定する。
これに関連して、論理チャネルは通常ただ1つのニューメロロジー方式、すなわちその論理チャネルのデータを送信するのに適しているものにのみ関連付けられることに留意されたい。ただし、論理チャネルは、複数のニューメロロジー方式に関連付けることもできる。例えば、特にサービス提供が異なるニューメロロジー方式から利益を受けることができる場合には、いくつかのニューメロロジー方式が定義されているサービスがあり得る。例えば、TCPなどのeMBBサービスは、より低い周波数スペクトルまたはミリメートル周波数スペクトルのいずれかを使用することができる。より詳細には、伝送制御プロトコル(TCP:transmission control protocol)は、より長いサブキャリア間隔がより小さいシンボル長に起因して利得を提供するスロースタートフェーズを含み、一方、データがフルスピードで送信される後のフェーズでは、サブキャリア間隔を狭くするとより効率的になる。結果として、TCPサービス用に設定されている論理チャネルは、少なくともそれらのサブキャリア間隔に関して異なる2つのニューメロロジー方式と関連付けることができる。より具体的には、UEは、好ましくはより大きなサブキャリア間隔を有するニューメロロジー方式を使用してスロースタートフェーズ中に、およびより小さなサブキャリア間隔を有するニューメロロジー方式上で輻輳フェーズ中に、論理チャネルのデータパケットを送信する。そのような挙動を可能にするために、UEアクセスストラタム(AS:Access Stratum)、例えばMACレイヤは、TCPプロトコルの様々なフェーズ/状態を認識する必要がある。したがって、1つの例示的な実装によれば、アプリケーションレイヤはASにTCPプロトコルの状態、すなわちスロースタートフェーズそれぞれ輻輳制御フェーズを示す。ASレイヤ、例えばMACレイヤは、論理チャネルのデータパケットを対応するニューメロロジーレイヤにマッピングするためにこの情報を使用する。
一般に、論理チャネルが複数のニューメロロジーレイヤ/方式にマッピングされている場合は、パケットをルーティングするためのUEの挙動を指定する必要がある。例えば、ニューメロロジーレイヤのうちの1つについてスケジュールされているときのUEは、可能な限り多くのデータを送信することができる。その場合、データパケットのルーティングのための基本的な追加の基準はない。別の例示的な実施形態によれば、UEは、別のニューメロロジーと比較して1つのニューメロロジーを使用するデータの送信を好むことがあり得る。例えば、論理チャネルが2つのニューメロロジーレイヤ/方式にマッピングされ、1つのニューメロロジーがより低い周波数帯域に使用され、他方がより高い周波数帯域、すなわちミリ波スペクトルに使用される場合には、UEはより高い周波数帯域でのデータ伝送を最適化しようとする(より高い周波数帯域ではより高いデータレートが期待されるためである)。別の基準は、データを送信するためのニューメロロジーレイヤを選択する場合に、ヘッダオーバーヘッド、すなわち、TBを生成するときのL2ヘッダオーバーヘッドを最小化しようとすることであり得る。一般に、UEの挙動は、UEが論理チャネルに関するバッファステータス通知を通知し、その後eNBがUEをスケジューリングするためにどのニューメロロジーレイヤ(ならびにリソース割当のサイズ)を決定することであるべきである。
結果として、マッピングは、論理チャネルを対応するニューメロロジー方式と関連付けるUEにおいて確立される。
このようにしてサービス、適切なニューメロロジー方式を設定した後に、およびこの点に関して論理チャネルを設定した後に、eNodeBはサービス提供中にUEのアップリンクスケジューリングを制御することになる。前述したように、アップリンクスケジューリングのためにどのスケジューリングモードがサポートされるかについての一般的な議論が3GPPにおいて進行中である。現在の議論は、2つのタイプのスケジューリングモード、すなわちeNB制御スケジューリングモードと無許可(grant−free)スケジューリングモードとに集中している。
一般に、eNodeB制御スケジューリングモードは、UEが自律的にアップリンク送信を実行するのではなく、eNodeBによって提供される対応するアップリンクスケジューリング割当に従うことを特徴とする。eNodeB制御スケジューリングモードは、eNodeBがその無線セルにおける無線リソース使用量を制御し、したがって様々なユーザー機器のアップリンク送信間の衝突を回避することを可能にする。しかしながら、アップリンク送信を実行する前に、UEが最初に適切なアップリンク許可を要求し、次にそれを受信しなければならないので、アップリンク送信は著しく遅延される。一方、無許可スケジューリングモードは、eNodeBから対応するリソース割当を要求または受信する必要なしに、UEが特定の状況においてアップリンク送信を直ちに実行することを可能にし、それによって遅延を大幅に削減する。このような無許可アップリンク送信に使用可能な適切な無線リソースは、例えば、eNBによって以前に定義されてもよい(リソースプールと呼ぶことができる)。そのような送信は競合ベースであり、したがって他のアップリンク送信と衝突する傾向がある。さらに、進行中の議論および標準化のごく初期段階を考慮して、他のスケジューリングモードも将来定義される可能性があり、本開示は、単に上記の2つのスケジューリングモードに限定されるべきではない。一般的に言って、少なくとも2つの異なるスケジューリングモードがアップリンクスケジューリングに利用可能であり、そのうちの一方は高速だがおそらく信頼性の低いアップリンク送信を可能にし(高速リソース割当モードと呼ぶことができる)、他方は、信頼性があるが遅延されたアップリンク送信を可能にする(eNB制御リソース割当モードと呼ぶことができる)。
論理チャネルは、特定のアップリンクスケジューリングモード、例えば、5Gのための3GPPで現在議論されている2つの上述したスケジューリングモードのうちの1つで構成されてもよい。例えば、URLLC使用事例、例えば、ミッションクリティカルな伝送のためのサービスなどの非常に厳しいレイテンシ要件を有するサービスのために設定された論理チャネルなど、特定の論理チャネルだけが無許可スケジューリングモードを使用することを許可される。
本実施形態および変形例は、UEがeNBからアップリンクスケジューリング割当を受信し、eNBによってアップリンク送信に使用されるアップリンク無線リソースを割り当てる、eNB制御スケジューリングモードに焦点を合わせている。
eNBによって提供されるアップリンクスケジューリング許可は、ニューメロロジー方式に固有にすることができ、すなわち、eNBによって割り当てられる無線リソースは、eNBによって決定されるような特定のニューメロロジー方式にのみ適用されることになる。それに対応して、UEは、eNBからアップリンクスケジューリング割当を受信すると、アップリンクスケジューリング割当がどのニューメロロジー方式を意図しているかを決定する。次に、受信したアップリンクスケジューリング割当を処理する場合には、UEは、割り当てられた無線リソースを設定された論理チャネルに適切に割り当て、さらに受信したアップリンクスケジューリング割当の意図するニューメロロジー方式に関連する論理チャネルを優先させることによって、その基礎の上で論理チャネル優先順位付け手順を実行する。この状況で論理チャネルに優先順位を付けることはまた、割り当てられた無線リソースが、意図したニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのみのデータを送信するために排他的に使用されることを意味することができる。図10は、この基本的なUEの挙動を説明する例示的な流れ図である。
以下では、様々な詳細な実施形態が提示される。UEが受信されたアップリンクスケジューリング割当の意図したニューメロロジー方式をどのように決定することができるかについていくつかの可能性がある。1つの選択肢は、eNBがアップリンクスケジューリング割当内に対応するニューメロロジーレイヤ指示を含み、UEがその指示と、インデックスをサポート/設定されたニューメロロジーレイヤとリンクするUEの対応するニューメロロジーレイヤ/方式と、を決定することである。より詳細には、アップリンクリソース割当を伝達するDCIは、例示的に、システム情報内のeNBによってブロードキャストされたニューメロロジー方式および関連するL1パラメータのリストを参照するインデックスを含むことができる。例えば値1のインデックスは、ニューメロロジー情報ブロードキャストなどの最初のエントリを参照する。あるいは、インデックスは、UEにおいて予め設定されたニューメロロジー方式/L1パラメータのリストを参照することができる。
別の選択肢は、UEが符号化プロセスのためにeNodeBによって使用されるRNTIから意図されたニューメロロジー方式を導出することができるように、アップリンクスケジューリング割当を生成するときにeNBが異なるニューメロロジー方式に対して異なるRNTIを使用することである。特に、現在のシステムでは、UE識別情報(例えば、C−RNTI、セル無線ネットワークの一時的識別子)は、UEがどのアップリンクスケジューリング割当がそれ自体のために意図されているかを識別することを可能にするために、アップリンクスケジューリング割当のCRC(巡回冗長検査)部分をスクランブルするためにeNBによって使用される。ニューメロロジー方式を区別するために、様々なRNTIをeNodeBによって定義することができ、その各々は、UEに対して設定された1つのニューメロロジー方式と明確に関連付けられている。特定のUEに対するアップリンクスケジューリング割当を生成するとき、eNodeBは、例えば、現在のLTE/LTE−Aシステムから既に知られているようにそのCRC部分をスクランブルすることによって、アップリンクスケジューリング割当を符号化するために特定のUE固有のおよびニューメロロジー固有のRNTIを使用する。
さらに別の選択肢は、アップリンクスケジューリング割当がそれを介して送信される異なるサーチスペースを通して異なるニューメロロジー方式が区別されることである。特に、LTE/LTE−Aにおいて既に行われているように、制御情報領域(アップリンクスケジューリング割当サーチスペース、またはダウンリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)サーチスペースとも呼ぶことができる)を定義することができ、これらの無線リソースの一部は、スケジューラ(例えば無線基地局)によって使用されて、リソース割当情報などの制御情報をUEに送信することができる。それに対応して、各UEは、実際に自分宛の制御情報が存在するかどうかを確認するために、それぞれの制御情報領域を監視する必要がある。現在、5Gの新しい無線アクセス技術のためにサーチスペースが定義されているかどうか、そしてその定義方法は不明である。一般に、制御情報は、制御情報が送信されるデータと同じニューメロロジー方式で送信されると仮定することができる。その結果、複数のサービスおよびそれぞれのニューメロロジー方式をサポートするUEの場合、個々のサーチスペースを各ニューメロロジー方式に対して定義することができる。その結果、UEは、受信したアップリンクスケジューリング割当がeNodeBによって送信されたときに経由したサーチスペースからニューメロロジー方式を決定することができる。
このアプローチは、アップリンクスケジューリング割当(DCI)における追加の情報が必要とされず、データオーバーヘッドがこの点に関して生成されないという利点を有する。他方では、異なるニューメロロジー方式のためのサーチスペースが明確に分離されているシステムにおいてのみ適用されることが好ましいという欠点を有する可能性があり、したがって、送信に使用されたサーチスペースに基づいて、受信されたアップリンクスケジューリング割当の意図したニューメロロジー方式の明確な決定を可能にする。しかしながら、別々のサーチスペースの定義は、UE側でのブラインド復号化努力を増大させる。UE側のブラインド復号化努力は、共通制御情報領域を定義することによって、または異なるサーチスペースを重ね合わせることによって低減することができるが、その場合、サーチスペースは意図したニューメロロジー方式を明確に示すものではない。意図したニューメロロジー方式を明確に決定するためには、UEにとってさらなる情報が必要である。
いずれにせよ、UEが受信されたアップリンクスケジューリング割当を処理し、上述のオプションのいずれかに従って意図したニューメロロジー方式を決定した後に、UE動作はデータの送信を準備するために継続的に行われる。この点に関して、UEは、受信したアップリンクスケジューリング割当に示されているように、アップリンク無線リソースを使用して送信されるべき送信バッファ内のデータを何らかの形で選択しなければならない。LTEおよびLTE−Aについて現在標準化されているシステムでは、UEは、背景技術のセクションで詳細に説明したように、論理チャネル優先順位付け手順とも呼ばれるアップリンクレート制御機能を有する。以下では、新しい5Gシステムにおいても同様の機能がUEによって実行されることが例示的に想定されており、これは論理チャネル優先順位付け手順とも呼ばれる。それに対応して、新しい送信が実行されるときに、UEはアップリンクで送信されるデータパケット(例示的にトランスポートブロックとも呼ばれる)を生成し、送信に利用可能な、どのデータがデータパケットに含まれるかを決定する。前述のように、アップリンクスケジューリング割当はニューメロロジーレイヤ固有であり、LCP手順は、受信アップリンクスケジューリング割当の意図したニューメロロジーレイヤに関連する論理チャネルからのデータをLCP手順中に優先することによってこれを考慮に入れる。特に、受信したアップリンク許可によって割り当てられた無線リソースは、意図したニューメロロジーレイヤに関連するそれらの論理チャネルからデータを送信するために使用されることが好ましい。しかしながら、意図するニューメロロジーレイヤの論理チャネルのすべての保留データを送信するために無線リソースを割り当てた後に無線リソースが残っている場合には、残りの無線リソースを使用して他のニューメロロジーレイヤに関連する論理チャネルのデータを送信することもできる。
優先順位付けの1つの変形例は、受信されたアップリンク許可によって割り当てられた無線リソースが、意図したニューメロロジーレイヤに関連するそれらの論理チャネルのデータに対してのみ使用されることである。すなわち、無線リソースは他のニューメロロジーレイヤに関連する論理チャネルのデータを送信するために使用されてはならない。言い換えれば、論理チャネル優先順位付け手順では、受信されたアップリンク許可が意図しているニューメロロジーレイヤにマッピングされている論理チャネルだけが考慮される。残っている無線リソースは無駄になるかもしれないが、この排他的な優先順位付けは、データが常に「正しい」ニューメロロジー方式で送信されて、ニューメロロジー方式が設定されたデータ要件に準拠するようにする。
上記の実施形態の1つの例示的な実装形態によれば、共通のLCP手順は、すべてのニューメロロジーレイヤの論理チャネルに対して実行することができ、論理チャネルは、上述したようにそれらに関連するニューメロロジーレイヤに従って優先順位付けされる。別の例示的な実装形態によれば、各ニューメロロジーレイヤについて別々のLCP手順が実行され、その場合、LCP手順は、LCP手順のそれぞれのニューメロロジーレイヤに関連付けられている論理チャネルにわたってのみ実行されることになる。しかしながら、この場合、(アップリンクスケジューリング割当の)ニューメロロジーレイヤの論理チャネルだけが考慮されるであろう。すなわち、異なるニューメロロジーレイヤの論理チャネルの段階的な優先順位付けは、したがって不可能であろう。
上述の共通のLCP手順は、共通のLCP手順を処理することを担当する共通のMAC(媒体アクセス制御)エンティティをUE内に提供することによって実施することができる。同様に、共通のMACエンティティは、異なるニューメロロジー方式に対して別々のLCP手順を実行することもできる。あるいは、共通のMACエンティティを提供する代わりに、別々のLCP手順を実施するために、UE内に設定された各ニューメロロジーレイヤごとに1つの別々のMACエンティティを提供することができる。論理チャネルとMACエンティティとの間のマッピングは、論理チャネルとニューメロロジーレイヤとの間のマッピングに基づいている。
図11および図12は、ニューメロロジー固有のMACエンティティおよびLCP手順、それぞれ共通のMACエンティティおよび共通のLCP手順についてのユーザー機器内の例示的なレイヤ構造を示す。図11から明らかなように、UE内に設定された各ニューメロロジー方式は、別々のニューメロロジー固有のMACエンティティおよび対応するLCP手順に関連付けられている。図12から明らかなように、UEは、UE内に設定されたすべてのニューメロロジー方式に対して1つの共通のMACエンティティおよびLCP手順を含む。あるいは、図13に示すように、共通のMACエンティティは、UE内のすべての論理チャネルにわたって1つの共通LCP手順を実行する代わりに、それぞれ、1つのニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのみにわたって、図11と同様の別々のニューメロロジー固有のLCP手順を実行することができる。
上述の実装形態では、現在のLTE(−A)UEの場合のように、LCP手順がUEのMACエンティティの一部になることが例示的に想定されている。しかし、5Gについては、この点に関してまだ合意はされていない。それに対応して、LCP手順は別のエンティティ(例えば、RLCエンティティ)にあると決定されるかもしれず、その場合、上記の説明は他のエンティティに関して適用されるものとする。
例示的に、LCP手順の具体的な実装形態は、以下のような適切な適応を伴う背景技術のセクションで説明されたものに基づくことができる。LCP手順のための詳細なアルゴリズムは、1つの例示的な実施形態によれば、(背景技術のセクションで説明したように)最初の3つのステップについて、それぞれのニューメロロジーレイヤに関連する論理チャネルのみを考慮する。これにより、それぞれのニューメロロジーレイヤに関連付けられている論理チャネルのデータが優先されるようになる。次に、いくらかの残りのリソースがある、すなわち、トランスポートブロックがまだ完全には満たされていない場合、背景技術のセクションで述べたように、すなわちステップ1からステップ3までのLCP手順が、他のニューメロロジーのレイヤの残りの論理チャネルのいくつかまたはすべてについて実行される。本質的に、詳細なアルゴリズムは、各段階で現在のLCP手順が異なる組の論理チャネルで実行される2段階手順であろう。
あるいは、割り当てられた無線リソースが、リソース割当(アップリンクグラント)に示すように、関連するニューメロロジー方式を有する論理チャネルによって排他的に使用される場合には、第1段階のみが実行される、すなわち、LCP手順は、リソース割当に示されている関連するニューメロロジー方式を有するそれらの論理チャネルに対してのみ実行される。
論理チャネルの上記のニューメロロジー固有の優先順位付けを実行できるようにするために、いくつかの実装形態では、意図するニューメロロジーレイヤに関する情報を、LCP手順、より具体的にはLCP手順の実行を担当するプロセッサまたは(MAC)エンティティに対して利用可能にしなければならない。例えば、アップリンクスケジューリング割当を復号化することを担当するUEの物理レイヤは、LCP手順を担当するUEのMACエンティティに関連情報を転送することができる。より詳細には、別々のMACエンティティを使用する場合に、物理レイヤは、受信したアップリンク許可が意図しているニューメロロジーレイヤを担当するそのMACエンティティに対して、アップリンクスケジューリング割当の許可固有の情報(例えば、現在のLTE/LTE−Aシステムと同様の方法で、トランスポートブロックサイズ、HARQ情報など)を提供するべきである。この場合、ニューメロロジーレイヤに関する情報は、ニューメロロジー固有のMACエンティティに提供されることが可能であるが、必ずしもそうである必要はない。共通のMACエンティティを使用する場合、物理レイヤは、LCP手順中に共通のMACエンティティがこの情報を使用することができるように、許可固有の情報および意図したニューメロロジーレイヤを共通のMACエンティティに提供する。
したがって、UEはトランスポートブロックを生成し、次いで受信したアップリンクスケジューリング割当に従ってそれを送信することができる。
様々な実施形態および変形例による、上述したリソース割当手順は、eNodeBが、1つまたは複数の異なるニューメロロジーレイヤが設定されたUEについてのアップリンク送信を効率的にスケジュールすることを可能にする。
ニューメロロジーレイヤと関連付ける代わりに、論理チャネル/無線ベアラをTTI長と関連付けることができる、すなわち、マッピングは、論理チャネルとTTI長との間のUEにおいて提供される。その後に、アップリンク許可はTTI長を示し、その後に、LCP手順は、示されたTTI長に従って実行され、例えば、示されたTTIに関連する論理チャネルは、LCP手順中に優先順位付けされる(またはさらに排他的にサービスされる)。
上述のニューメロロジー固有のLCP手順に対するさらなる代替例として、実施形態の変形例は、1つのLCP手順が各使用シナリオに対して提供される、すなわち1つのLCP手順がeMBBに対して実行され、別のものがURRLに対して実行され、さらに別のものがmMTCに対して実行されることを予測する。これは、例えば、UEの使用シナリオごとに別々のMACエンティティを提供することによって、または共通のMACエンティティを提供することによって、UEにおいて実施することができる。別々のMACエンティティを使用する場合、論理チャネルと使用シナリオそれぞれと対応するMACエンティティとの間のマッピングもあるであろう。
この場合、LCP手順を実行するときに、UEがLCP手順中に論理チャネルを区別して適切に優先順位を付けることができるように、どの論理チャネルがどの使用シナリオに関連付けられているかが明らかでなければならない。eNBによって送信されたアップリンクスケジューリング割当は依然としてニューメロロジー固有であり得るので、受信したアップリンクスケジューリング割当によって示されるニューメロロジーレイヤに属する論理チャネルが他の論理チャネルよりも優先される。さらに、LCP手順は使用シナリオ固有であるので、その使用シナリオに属するそれらの論理チャネルのみが使用シナリオ固有のLCP手順の間に考慮され、優先順位が付けられるべきである。図14は、別々の使用シナリオ固有のMACエンティティおよび対応する別々のLCP手順を有するUEの例示的なレイヤ構造を示す。
前述したように、UEと論理チャネルに対して異なるスケジューリングモードが可能である。この点に関して、論理チャネルは、1つまたは複数のスケジューリングモードに基づいてスケジューリングすることができる。実施形態のさらなる改良された変形例において、LCP手順はまた、論理チャネルのスケジューリングモードを考慮に入れるべきである。一般に、eNodeBから受信されたアップリンクスケジューリング割当によって割り当てられた無線リソースは、eNodeB制御スケジューリングモードに関連する論理チャネルからデータを送信するために使用されるのが好ましい。したがって、LCP手順の間、論理チャネルは、それらに関連するニューメロロジー方式に従ってだけではなく、それらがeNodeB制御スケジューリングモードに関連するかどうかによっても優先されるべきである。例えば、eNodeBから受信したアップリンクスケジューリング割当によって割り当てられた無線リソースは、無許可スケジューリングモードにのみ関連する論理チャネルからのデータ送信に使用されるべきではなく、あるいは、eNodeB制御スケジューリングモードに関連する論理チャネルからのデータに割り当てられた無線リソースが割り当てられた後に無線リソースが残る場合にのみ割り当てられるべきである。
スケジューリング機能(例えば、eNodeB内の)を支援し、効率的なアップリンクスケジューリングを可能にするために、バッファステータス通知手順は、5Gの新しい無線アクセス技術、およびおそらく上述のような改善された無線リソース割当手順にも適応できる。一般に、eNodeB内のスケジューリング制御機能は、ニューメロロジーレイヤ固有のアップリンクスケジューリング割当を生成するために適切な情報と共にUEによって提供されるべきである。したがって、UEによって実行されるバッファステータス通知手順は、eNBが各ニューメロロジーレイヤについてUEでの送信に利用可能なデータ量を決定できるように、ニューメロロジーレイヤごとのバッファステータスをeNBに通知するべきである。これは以下のようにして達成することができる。
一つの選択肢によれば、共通のバッファステータス通知手順は、すべてのニューメロロジーレイヤに対してUEにおいて実行され、それに従って、UEにおいて設定される各ニューメロロジーレイヤに対して、バッファステータスはそれぞれのニューメロロジーレイヤに関連する論理チャネルにわたって別々に決定される。次に、バッファステータス通知手順は、設定されたすべてのニューメロロジーレイヤのバッファステータスに関する情報を含む対応する通知を生成し、生成された通知はその後eNodeBに送信される。1つの例示的な実装形態によれば、新しいBSR MAC制御要素は、各設定されたニューメロロジー方式についてバッファステータス情報を搬送するために定義することができる。
図15は、3つのビットがニューメロロジー方式を示すために使用されると仮定され、続いて2つの例示的に仮定された2つの論理チャネルグループのそれぞれに対するバッファサイズについてそれぞれ6ビットが続くと仮定される、例示的なBSR MAC制御要素を示す。他のニューメロロジー方式についてさらなるバッファステータスが通知されるかどうかを示すために、拡張ビットが提供される。
このようなバッファステータス通知手順において、サービスのデータが異なるニューメロロジー方式を使用して送信されることができるシナリオでは、UEは、それぞれのニューメロロジー方式の間で1つのサービスの保留データを分割する方法についてそれぞれ決定することを提案することができる。
別の選択肢によれば、UEが各設定されたニューメロロジーレイヤについて別々にバッファステータス通知を実行するように、UE用に設定されたニューメロロジーレイヤについて別々のバッファステータス通知手順を予測することができる。結果として、バッファステータスは、1つのニューメロロジーレイヤに関連する論理チャネルにわたって決定され、その上の情報は対応するバッファステータス通知に含まれる。一実装形態によれば、1つの設定されたニューメロロジー方式のためのバッファステータス情報を搬送するために新しいBSR MAC CEを定義することができる。あるいは、現在標準化されているLTE/LTE−Aシステムから既に知られているBSR MAC CEを上記の点で使用することができる。
さらに、バッファステータス通知手順は、1つのMACエンティティまたは別々のMACエンティティのいずれかを用いてUEに実装することができる。例えば、共通のMACエンティティは、共通のバッファステータス通知手順または様々な別々のニューメロロジー固有のバッファステータス通知手順のいずれかの実行を担当することができる。他方、BSR手順が既にそれぞれのニューメロロジーレイヤだけに固有であるように、ニューメロロジーレイヤごとに1つのMACエンティティを提供することができる(LCP手順に関連して上述した選択肢)。
上述の実装形態では、現在のLTE(−A)UEの場合のように、BSR手順がUEのMACエンティティの一部になることが例示的に想定されている。しかし、5Gについては、この点に関してまだ合意はされていない。それに対応して、BSR手順は別のエンティティ(例えば、RLCエンティティ)にあると決定されるかもしれず、その場合、上記の説明はこの他のエンティティに関して適用されるものとする。
改良されたBSR手順のさらなる変形によれば、ニューメロロジーレイヤごとに別々のBSR構成を定義することができる。特に、背景技術のセクションで説明したように、BSR手順は特定のイベントによって引き起こされる。BSRトリガの一部または全部は、BSR関連のタイマーをそれぞれニューメロロジーレイヤ固有にすることもできる。例えば、特定のニューメロロジーレイヤにマッピングされたサービスについては、バッファステータスを定期的に通知すること、すなわちeMBBサービスについては有益であり得るが、異なるニューメロロジーを使用している他のサービス、例えば、特定のニューメロロジーレイヤにマッピングされたmMTCサービスについてはそれほど有用ではない。さらなる例として、パディングBSRはすべてのニューメロロジーレイヤに使用されないかもしれない。基本的に、BSR構成、すなわちタイマー設定、または他のBSRトリガは、異なるニューメロロジーでは異なる場合があり得る。
他の例示的な実施形態では、たとえBSR構成/トリガがニューメロロジーレイヤ固有であっても、バッファステータスの通知は常にすべてのニューメロロジーレイヤについてであろう。より具体的には、BSRがいずれかのニューメロロジーレイヤに対してトリガされると、UEはUEの完全なバッファステータスを通知する、すなわち、UEはすべてのニューメロロジーレイヤについて対応するバッファステータスを通知する。
背景技術のセクションで説明したように、LTE(−A)によるバッファステータス通知は、バッファステータスを決定するときにいくつかの論理チャネルを(例えば、同じ/類似のQoS要件を有することに基づいて)共にグループ化できるというグループ概念に基づく。同様に、各ニューメロロジーレイヤの論理チャネルは、ニューメロロジーレイヤごとに通知するBSRによって提供されるよりも細かい粒度を実装するために、異なる論理チャネルグループに適切にまとめることができる。
さらなる代替例として、ニューメロロジーレイヤごとにバッファステータスを通知するためのバッファステータス通知手順を提供する代わりに、他の実施形態は、使用シナリオごとにバッファステータスを通知するためのBSR手順を提供し、これにより、eNBは、UEの使用シナリオごとに、UEにおける送信に利用可能なデータ量を決定することができる。例えば、eMBBタイプのサービス(TCPについて上述したように)は、別々のニューメロロジー方式(より低い周波数帯域と、より高い周波数帯域)を持つことから利益を得ることができ、その場合、eNBが、eMBBサービスのニューメロロジー方式よりもむしろeMBB使用シナリオのためにUEにおいて利用可能なデータの量を学習することで十分である。その後に、eNodeBは、eMBBシナリオのためのいずれかのニューメロロジー方式にリソースを割り当てる方法を決定することができ、したがって前述のように対応するニューメロロジー固有のアップリンクスケジューリング割当を発行する。
図16は、現在標準化されている長いBSR MAC CEに基づいて、そのような例示的なBSR MAC制御要素を開示しており、4つの異なるLCGのバッファステータスを通知するために使用シナリオごとに3オクテットが利用可能である。図15に関連して説明したように、バッファステータス通知と比較して、バッファステータス通知が特定のサービスがいくつかのニューメロロジー方式に関連するシナリオについて変化しないように、UEは使用シナリオごとのデータを単に通知する。
無線リソース割当手順のための別の改善は、eNodeBからアップリンク無線リソースを要求するためにUEによって送信されたスケジューリング要求に焦点を合わせる。スケジューリング要求は、例えば、アップリンク無線リソースが要求されているニューメロロジー方式/使用シナリオを単に示すことによって、ニューメロロジー方式または使用シナリオに固有のものとすることができる。例えば、スケジューリング要求における新しいフィールドを、ニューメロロジー方式または使用シナリオを示すために予測することができる。スケジューリング要求を受信したときのeNBは、上述したように特定のニューメロロジー方式に割り当てる無線リソースの量を決定することができる。あるいは、eNodeBが意図するニューメロロジーレイヤまたは使用シナリオを学習するために、スケジューリング要求が送信されている異なるチャネル、すなわち各ニューメロロジーレイヤごとに1つのSRチャネル構成使用シナリオでUEを設定することができる。
さらなる実施形態によれば、DRX機能は、5Gの新しい無線アクセス技術に適合することができる。特に、DRX構成は、ニューメロロジー固有または使用シナリオ固有にすることができる。より詳細には、DRX手順は、背景技術のセクションで詳細に説明したように、現在サブフレームベースで定義されている。異なるニューメロロジー方式がそれらのサブフレーム期間に関して異なり得ることを考慮すると、標準化LTE(−A)システムにおいて現在使用されているような一般的なDRX方式は適切ではないようである。別々のDRX手順を異なるニューメロロジー方式に提供することができる。また、サービスの観点から見ると、使用シナリオによってトラフィックモデルや特性が大きく異なる。したがって、1つの例示的な実施形態によれば、別々のDRX構成が異なる使用シナリオに使用される。1つの使用シナリオ(例えば、eMBB)が複数のニューメロロジーレイヤを使用している場合、これらの複数のニューメロロジーレイヤにわたって何らかの共通のDRX方式/構成があり得る。すなわち、アクティブ時間はこれらの複数のニューメロロジーレイヤについて同じである。一方、使用シナリオ用に別々のDRX構成/方式をニューメロロジーレイヤに有する場合には、それは基本的に、UEが各使用シナリオ/ニューメロロジーレイヤに対して異なるDRX状態を有することができることを意味する。本質的に、UEは、1つのニューメロロジーレイヤについてDRX、すなわち省電力状態、すなわち制御チャネルを監視することを要求されないが、UEは別の使用シナリオ/ニューメロロジーレイヤについてアクティブ時間にあり、すなわちUEは制御チャネルを監視している。より具体的には、DCI/制御チャネル、例えば、特定のニューメロロジーレイヤ/使用シナリオについて受信されたアップリンクまたはダウンリンク許可は、このニューメロロジーレイヤ/使用シナリオに関連するDRX手順の、DRX関連タイマー、すなわち、例えばDRX不活性タイマーの開始をトリガする。例えば、eNBがeMBBサービスのためのアップリンクリソースを許可する場合、UEはこのDCIを受信すると、eMMBリンクDRX手順の不活性タイマーを開始する。
さらなる実施形態によれば、タイミングアドバンス手順は、5Gの新しい無線アクセス技術に適合することができる。特に、タイミングアドバンス手順は、例えば、異なるニューメロロジー方式に対して異なるタイミングアドバンスタイマー値を提供することによって、ニューメロロジー方式固有にすることができる。ニューメロロジーレイヤの特性/L1パラメータの1つはサイクリックプレフィックス(CP)長であるので、アップリンク同期のためのタイミング整列の維持は、1つの例示的な実施形態によればニューメロロジーレイヤ固有である。アップリンク送信タイミングは、アップリンクCP長の長さ以内の精度で設定されるべきである。前述のようにCP長は異なるニューメロロジーによって異なるので、あるニューメロロジー、すなわち小さいCP長を有するものについてアップリンクタイミング整列のより細かい粒度を有する必要があるかもしれない。例示的な一実施形態によれば、アップリンクタイミング/同期の維持のために異なるニューメロロジーがグループ分けされる、すなわち同様のチャネル特性、例えばCP長を有するニューメロロジーレイヤ/方式が1つの共通のタイミングアドバンスタイマーを有する。
[さらなる実施形態]
第1の態様によれば、移動通信システムにおけるユーザー機器が提供され、ユーザー機器は、各々が移動通信システムの複数の時間周波数無線リソースを異なる方法でリソーススケジューリングユニットに分割するパラメータと関連付けられる、少なくとも1つのニューメロロジー方式が設定される。ユーザー機器は、各々が設定されたニューメロロジー方式のうちの少なくとも1つに関連付けられる複数の論理チャネルが設定される。ユーザー機器の受信部は、ユーザー機器を制御する無線基地局からアップリンクスケジューリング割当を受信し、アップリンクスケジューリング割当は、ユーザー機器によって使用可能なアップリンク無線リソースを示す。ユーザー機器のプロセッサは、受信されたアップリンクスケジューリング割当に基づいて、受信されたアップリンクスケジューリング割当がどのニューメロロジー方式を意図しているかを決定する。プロセッサは、割り当てられたアップリンク無線リソースを設定された論理チャネルに割り当てることによって、かつ、アップリンクスケジューリング割当が意図するニューメロロジー方式に関連する設定された論理チャネルのものを優先することによって、論理チャネル優先順位付け手順を実行する。
第1の態様に加えて提供される第2の態様によれば、受信部は無線基地局によってサポートされる複数のニューメロロジー方式に関する情報を受信する。任意選択的に、複数のニューメロロジー方式に関する情報は、無線基地局によってブロードキャストされるシステム情報ブロックにおいて受信される。さらなる選択肢として、複数のニューメロロジー方式に関する情報は、各ニューメロロジー方式についてのニューメロロジーレイヤ指示を含む。
第1から第2の態様のうちの1つに加えて提供される第3の態様によれば、プロセッサは、受信されたアップリンクスケジューリング割当がどのニューメロロジー方式を意図しているかを、
− 受信したアップリンクスケジューリング割当内のニューメロロジーレイヤ指示から、または、
− アップリンクスケジューリング割当を符号化するために無線基地局によって使用されるユーザー機器識別から、または、
− アップリンクスケジューリング割当を送信するために無線基地局によって使用される時間−周波数リソースから、決定する。
第1から第3の態様のうちの1つに加えて、第4の態様によれば、ユーザー機器内の異なる媒体アクセス制御(MAC)エンティティは、ユーザー機器用に設定された各ニューメロロジー方式に対して設定されて関連付けられる。ユーザー機器内の各MACエンティティは、関連するニューメロロジー方式に従って論理チャネル優先順位付け手順を担当する。あるいは、ユーザー機器内の異なる媒体アクセス制御(MAC)エンティティは、ユーザー機器の各データ伝送使用シナリオに対して設定されて関連付けられる。ユーザー機器内の各MACエンティティは、関連するデータ伝送使用シナリオに従って論理チャネル優先順位付け手順を担当する。任意選択的に、各データ伝送使用シナリオは少なくとも1つのニューメロロジー方式を包含する。任意選択的に、データ伝送使用シナリオは、大規模マシンタイプ通信(mMTC)、拡張モバイルブロードバンド(eMBB)、および超高信頼性低レイテンシ通信(URLLC)のうちの1つである。
第1から第4の態様のうちの1つに加えて、第5の態様によれば、論理チャネルの各々はリソース割当モードが設定される。リソース割当モードは、無線基地局制御リソース割当モードおよび/または高速リソース割当モードのいずれかのためのものである。プロセッサは、割り当てられた無線リソースを設定された論理チャネルに割り当てることによって、かつ、無線基地局制御リソース割当モードに関連する設定された論理チャネルのものを優先することによって、論理チャネル優先順位付け手順を実行する。任意選択的に、高速無線リソース割当モードは、無線基地局からのアップリンクスケジューリング割当を要求および受信することなく、ユーザー機器によって自律的に実行される。
第1から第5の態様のうちの1つに加えて、第6の態様によれば、プロセッサは、ユーザー機器用に設定されたすべてのニューメロロジー方式に対して共通バッファステータス通知手順を実行する。プロセッサは、共通バッファステータス通知手順を実行する場合に、ユーザー機器用に設定された各ニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのバッファステータスを別々に示す共通バッファステータス通知を生成する。ユーザー機器の送信部は、生成された共通バッファステータス通知を無線基地局に送信する。任意選択的に、個別のバッファステータス通知設定および/または共通バッファステータス通知手順のトリガは、ユーザー機器に対して設定された各ニューメロロジー方式に対して定義される。
第1から第5の態様のうちの1つに加えて、第7の態様によれば、プロセッサは、ユーザー機器用に設定されたニューメロロジー方式の各々について個別のバッファステータス通知手順を実行する。プロセッサは、ニューメロロジー方式のうちの1つに対して個別のバッファステータス通知手順を実行する場合に、その1つのニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのバッファステータスを示すバッファステータス通知を生成する。ユーザー機器の送信部は、生成された個別のバッファステータス通知を無線基地局に送信する。
第1から第5の態様のうちの1つに加えて、第8の態様によれば、プロセッサは、ユーザー機器のすべてのデータ伝送使用シナリオに対して共通バッファステータス通知手順を実行する。プロセッサは、共通バッファステータス通知手順を実行する場合に、各データ伝送使用シナリオに関連する論理チャネルのバッファステータスを別々に示す共通バッファステータス通知を生成する。ユーザー機器の送信部は、生成された共通バッファステータス通知を無線基地局に送信する。任意選択的に、各データ伝送使用シナリオは少なくとも1つのニューメロロジー方式を包含する。任意選択的に、データ伝送使用シナリオは、大規模マシンタイプ通信(mMTC)、拡張モバイルブロードバンド(eMBB)、および超高信頼性低レイテンシ通信(URLLC)のうちの1つである。
第1から第8の態様のうちの1つに加えて、第9の態様によれば、プロセッサは、論理チャネル優先順位付け手順を実行する場合に、無線リソースが、受信されたアップリンクスケジューリング割当が意図するニューメロロジー方式に関連する論理チャネルだけに割り当てられるように、論理チャネルを優先する。
第1から第9の態様のうちの1つに加えて、第10の態様によれば、プロセッサは、無線基地局からアップリンク無線リソースを要求するためのスケジューリング要求を生成する。スケジューリング要求は、アップリンク無線リソースが要求されているニューメロロジー方式またはデータ伝送使用シナリオを示す。
第11の態様によれば、移動通信システムにおけるユーザー機器のための無線リソース割当手順を実行するための無線基地局が提供される。ユーザー機器は、各々が移動通信システムの複数の時間周波数無線リソースを異なる方法でリソーススケジューリングユニットに分割するパラメータと関連付けられる、少なくとも1つのニューメロロジー方式が設定される。ユーザー機器は、各々が設定されたニューメロロジー方式のうちの少なくとも1つに関連付けられる複数の論理チャネルが設定される。無線基地局のプロセッサは、ユーザー機器によって使用可能なアップリンク無線リソースを示すアップリンクスケジューリング割当を生成する。アップリンクスケジューリング割当は、ユーザー機器が、アップリンクスケジューリング割当を受信すると、ユーザー機器により受信されたアップリンクスケジューリング割当に基づいて、アップリンクスケジューリング割当がどのニューメロロジー方式を意図しているかを決定できるように生成される。無線基地局の送信部は、生成されたアップリンクスケジューリング割当をユーザー機器に送信する。
第11の態様に加えて第12の態様によれば、送信部は、無線基地局によってサポートされる複数のニューメロロジー方式に関する情報を送信する。任意選択的に、複数のニューメロロジー方式に関する情報はシステム情報ブロックにおいてブロードキャストされる。任意選択的に、複数のニューメロロジー方式に関する情報は、各ニューメロロジー方式についてのニューメロロジーレイヤ指示を含む。
第11または第12の態様に加えて提供される第13の態様によれば、プロセッサは、アップリンクスケジューリング割当を生成する場合に、
− アップリンクスケジューリング割当内のニューメロロジーレイヤ指示を含む、または、
− 意図したニューメロロジー方式に固有のユーザー機器識別情報を使用してアップリンクスケジューリング割当を符号化する、または、
生成されたアップリンクスケジューリング割当は、意図したニューメロロジー方式に固有の時間−周波数リソースで送信部によって送信される。
第11から第13の態様のうちの1つに加えて提供される第14の態様によれば、無線基地局の受信部は、ユーザー機器用に設定された各ニューメロロジー方式に関連付する論理チャネルのバッファステータスを別々に示す共通のバッファステータス通知を受信する、または、各々が1つのニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのバッファステータスを示す、個別のバッファステータス通知を受信する、または、各データ伝送使用シナリオに関連する論理チャネルのバッファステータスを別々に示す共通バッファステータス通知を受信する。任意選択的に、各データ伝送使用シナリオは少なくとも1つのニューメロロジー方式を包含し、任意選択的に、データ伝送使用シナリオは、大規模マシンタイプ通信(mMTC)、拡張モバイルブロードバンド(eMBB)、および超高信頼性低レイテンシ通信(URLLC)のうちの1つである。
第11から第14の態様のうちの1つに加えて提供される第15の態様によれば、無線基地局の受信部は、アップリンク無線リソースを要求するユーザー機器からスケジューリング要求を受信し、スケジューリング要求は、アップリンク無線リソースが要求されているニューメロロジー方式またはデータ伝送使用シナリオを示す。
第16の態様によれば、移動通信システムにおけるユーザー機器のための方法が提供される。ユーザー機器は、各々が移動通信システムの複数の時間周波数無線リソースを異なる方法でリソーススケジューリングユニットに分割するパラメータと関連付けられる、少なくとも1つのニューメロロジー方式が設定される。ユーザー機器は、各々が設定されたニューメロロジー方式のうちの少なくとも1つに関連付けられる複数の論理チャネルが設定される。本方法は、ユーザー機器によって実行される以下のステップを含む。ユーザー機器を制御する無線基地局からアップリンクスケジューリング割当が受信され、アップリンクスケジューリング割当は、ユーザー機器によって使用可能なアップリンク無線リソースを示す。ユーザー機器は、受信されたアップリンクスケジューリング割当に基づいて、受信されたアップリンクスケジューリング割当がどのニューメロロジー方式を意図しているかを決定する。論理チャネル優先順位付け手順は、割り当てられたアップリンク無線リソースを設定された論理チャネルに割り当てることによって、かつ、アップリンクスケジューリング割当が意図するニューメロロジー方式に関連する設定された論理チャネルのものを優先することによって、ユーザー機器によって実行される。
第16の態様に加えて提供される第17の態様によれば、本方法は、無線基地局によってサポートされる複数のニューメロロジー方式に関する情報を受信するステップをさらに含む。任意選択的に、複数のニューメロロジー方式に関する情報は、無線基地局によってブロードキャストされるシステム情報ブロックにおいて受信される。任意選択的に、複数のニューメロロジー方式に関する情報は、各ニューメロロジー方式についてのニューメロロジーレイヤ指示を含む。
第16または第17の態様に加えて提供される第18の態様によれば、決定するステップは、受信されたアップリンクスケジューリング割当がどのニューメロロジー方式を意図しているかを、
− 受信したアップリンクスケジューリング割当内のニューメロロジーレイヤ指示から、または、
− アップリンクスケジューリング割当を符号化するために無線基地局によって使用されるユーザー機器識別から、または、
− アップリンクスケジューリング割当を送信するために無線基地局によって使用される時間−周波数リソースから、決定する。
第16から第18の態様のうちの1つに加えて提供される第19の態様によれば、論理チャネルの各々はリソース割当モードが設定される。リソース割当モードは、無線基地局制御リソース割当モードおよび/または高速リソース割当モードである。論理チャネル優先順位付け手順を実行するステップは、無線基地局制御リソース割当モードに関連する設定された論理チャネルを優先順位付けするステップをさらに含む。任意選択的に、高速無線リソース割当モードは、無線基地局からのアップリンクスケジューリング割当を要求および受信することなく、ユーザー機器によって自律的に実行される。
第16から第18の態様のうちの1つに加えて提供される第20の態様によれば、本方法は、ユーザー機器用に設定されたすべてのニューメロロジー方式について共通のバッファステータス通知手順を実行するステップをさらに含む。共通バッファステータス通知手順を実行するステップは、ユーザー機器用に設定された各ニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのバッファステータスを別々に示す共通バッファステータス通知を生成して、生成された共通バッファステータス通知を無線基地局に送信するステップを含む。任意選択的に、個別のバッファステータス通知設定および/または共通バッファステータス通知手順のトリガは、ユーザー機器に対して設定された各ニューメロロジー方式に対して定義される。
第16から第18の態様のうちの1つに加えて提供される第21の態様によれば、本方法は、ユーザー機器用に設定されたニューメロロジー方式の各々について個別のバッファステータス通知手順を実行するステップをさらに含む。ニューメロロジー方式のうちの1つについて個別のバッファステータス通知手順を実行するステップは、その1つのニューメロロジー方式に関連する論理チャネルのバッファステータスを示すバッファステータス通知を生成して、生成された個別のバッファステータス通知を無線基地局に送信するステップを含む。
第16から第18の態様のうちの1つに加えて提供される第22の態様によれば、本方法は、ユーザー機器のすべてのデータ伝送使用シナリオについて共通のバッファステータス通知手順を実行するステップをさらに含む。共通バッファステータス通知手順を実行するステップは、各データ伝送使用シナリオに関連する論理チャネルのバッファステータスを別々に示す共通バッファステータス通知を生成し、生成された共通バッファステータス通知を無線基地局に送信するステップを含む。任意選択的に、各データ伝送使用シナリオは少なくとも1つのニューメロロジー方式を包含し、任意選択的に、データ伝送使用シナリオは、大規模マシンタイプ通信(mMTC)、拡張モバイルブロードバンド(eMBB)、および超高信頼性低レイテンシ通信(URLLC)のうちの1つである。
第16から第22の態様のうちの1つに加えて提供される第23の態様によれば、論理チャネルを優先するステップは、無線リソースが、受信されたアップリンクスケジューリング割当が意図するニューメロロジー方式に関連する論理チャネルだけに割り当てられるようになっている。
第16から第23の態様のうちの1つに加えて提供される第24の態様によれば、本方法は、無線基地局からアップリンク無線リソースを要求するためのスケジューリング要求を生成し、生成したスケジューリング要求を無線基地局に送信するステップをさらに含む。スケジューリング要求は、アップリンク無線リソースが要求されているニューメロロジー方式またはデータ伝送使用シナリオを示す。
[本開示のハードウェアおよびソフトウェア実装]
他の例示的な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアと協働するソフトウェアを使用して上述した様々な実施形態の実装に関する。これに関連して、ユーザー端末(移動端末)が提供される。ユーザー端末は、本明細書に記載の方法を実行するように適合され、受信部、送信部、プロセッサなどの方法に適切に参加するための対応するエンティティを含む。
様々な実施形態は、コンピューティングデバイス(プロセッサ)を使用して実装または実行されてもよいことがさらに認識される。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブルロジックデバイスなどであってもよい。様々な実施形態は、これらのデバイスの組み合わせによって実行されてもよいし、実現されてもよい。特に、上記の各実施形態の説明で用いた各機能ブロックは、集積回路としてのLSIによって実現することができる。それらはチップとして個別に形成されてもよいし、機能ブロックの一部または全部を含むように1つのチップを形成してもよい。それらは、それに結合されたデータ入出力を含むことができる。ここで、LSIとは、集積度の違いによって、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼ぶことがある。しかし、集積回路を実現する技術は、LSIに限らず、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。さらに、LSIの製造後にプログラム可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部に配置された回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを用いてもよい。
さらに、様々な実施形態は、プロセッサによって、またはハードウェアで直接実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよい。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装との組み合わせも可能である。ソフトウェアモジュールは、例えばRAM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、CD−ROM、DVDなどの任意の種類のコンピュータ可読記憶媒体に格納することができる。異なる実施形態の個々の特徴は、個別にまたは任意に組み合わせて、別の実施形態の主題であってもよいことにさらに留意されたい。
当業者であれば、特定の実施形態に示すように、本開示に対して多くの変形および/または修正を行うことができることが理解されよう。したがって、本実施形態は、すべての点で例示的なものであって、限定的なものではないとみなすべきである。