JPWO2010140347A1 - 無線通信システム、無線通信方法、基地局装置、および端末局装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2009年6月2日に、日本に出願された特願2009−133255号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
例えば、コントロールチャネル配置1の場合は、コントロール情報とデータ情報はコンポーネントキャリア毎にそれぞれ対応し合ったペアで存在し、基地局装置から特別な指示がない限り、基地局装置から通知されるキャリアアグリゲーションに用いるコンポーネントキャリアを全て同時に受信しなければならない。但し、端末装置が使用するコンポーネントキャリアになんらかの制限を加えることで、受信可能な状態にしておくコンポーネントキャリア数を減らすことは可能である。
なお、コントロールチャネル配置2については、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request;ハイブリッド自動再送)におけるACK/NACKのフィードバック量を低減する効果が期待される。
そこで、消費電力削減のために、待ち受け状態、または、通信状態で特に通信データ量のない状態や少ない状態においては、ひとつ(または一部)のコンポーネントキャリアのみをモニタし、通信状態で一定以上の通信データ量が発生したときは、基地局装置から端末局装置にアグリゲーションさせるコンポーネントキャリアの通知を行い、その後にアグリゲーション通信に移行させるための技術が検討され始めている。
具体的には、事前に通信していたデータ量から今後のデータ量を予測し、それを基にアグリゲーション通信に向けてアクティブコンポーネントキャリアを決定し、決定させたコンポーネントキャリアを通信可能な状態(アクティブな状態)に用意しておく。
また、非特許文献2においても、非特許文献1同様に、アクティブにするコンポーネントキャリアの決定方法に対する見解は述べられておらず、アンカーキャリア以外のコンポーネントキャリアとの同期の取り方についても記述されていない。このため、無線品質の悪いコンポーネントキャリアをキャリアアグリゲーション通信に利用してしまう可能性がある。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、この発明の一実施形態による無線通信システムの概要構成を示す概念図である。ここでは、基地局装置20と端末局装置10との間で、連続する周波数帯域であり、無線通信を行う通信周波数帯域であるコンポーネントキャリアを複数用いるキャリアアグリゲーション通信が行われている。図1では、端末局装置10から基地局装置20へのアップリンク通信は省略し、ダウンリンク通信の概念のみを記載している。基地局装置20からは、3つの連続する周波数帯域であり、それぞれが20MHz以下の帯域幅であるコンポーネントキャリアCC−A、B、Cが送信されている。端末局装置は、各コンポーネントキャリアCC−A、B、Cの信号を全て受信し、復調することで、高速で大容量なダウンリンク通信を実現している。コンポーネントキャリアは、本実施形態では3つとしているが、2つ、あるいは、3つを越える数など、複数であれば、本発明の適用は可能である。また、ひとつの基地局装置から全てのコンポーネントキャリアの信号を送信するのではなく、複数の基地局装置の各々が、異なるコンポーネントキャリアの信号を送信し、端末局装置が、それを同時に受信して通信を行うような構成であっても良い。
図2は、端末局装置10と基地局装置20の構成を示す概略ブロック図である。端末局装置10は、送信アンテナ部11、送信部12、受信アンテナ13、受信部14、制御部15を具備する。また、制御部15は、CA(Career Aggregation)制御部16を備える。送信アンテナ部11は、送信部12が生成した無線周波数帯のOFDM信号の送信を行う。送信部12は、制御部15から入力された送信データ(ULユーザデータ、UL制御情報)について、端末局装置10の送信信号(OFDM信号)の生成に関する処理を行う。なお、本実施形態において、端末局装置10は、アップリンク通信において、OFDM信号を生成して送信するとして説明するが、その他のマルチキャリア通信方式、あるいは、シングルキャリア通信方式などの信号を生成して送信するようにしてもよい。
図3は、基地局装置20の制御部25の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置20の制御部25は、CA制御部26を備える。さらに、CA制御部26は、DL(Down Link)データ量/QoS取得部261、CA/早期通信/品質測定判定部262、無線品質取得部263、アンカーC(キャリア)/CC判定部264、CA通信制御部265を備える。DLデータ量/QoS取得部261は、CN受信部28がコアネットワーク30から受信したDLユーザデータ、DL制御情報から、端末局装置10に送信するDLユーザデータおよびDL制御情報のデータ量であるDLデータ量と、該送信データを送信する際のQoSを取得する。ここで、QoSには、音声サービス、パケットサービス、TV電話サービス等の要求されるベアラ情報も含まれる。
また、CA/早期通信/品質測定判定部262が送信データのサイズを測定し、予め設定された閾値と比較することで判定してもよい。例えば、閾値以上の大容量のデータ受信の場合は、早期通信を不実施とし、少容量のデータ受信の場合は早期通信を実施することにしてもよい。
また、アンカーキャリアの無線品質とは関係なく、音声通信やデータ量が小さいときに、1コンポーネントでの通信が可能、すなわちキャリアアグリゲーションを行なわないとCA/早期通信/品質測定判定部262が判定した場合には、他のコンポーネントキャリアでの通信の必要がないため、品質測定要求は、不実施と判定するようにしてもよい。
無線品質取得部263は、UL制御情報から各コンポーネントキャリアの無線品質を取得し、アンカーC/CC判定部264に通知する。なお、UL制御情報は、MS受信部24が、ULユーザデータと共に端末局装置10から受信する。
CA通信制御部265は、DLデータ量/QoS取得部261、CA/早期通信/品質測定判定部262、無線品質取得部263、アンカーC/CC判定部264、MS送信部22、MS受信部24を制御し、キャリアアグリゲーション通信の制御を行う。
図4は、端末局装置10の制御部15の構成を示す概略ブロック図である。端末局装置10の制御部15は、CA制御部16を備える。さらに、CA制御部16は、CA指示情報取得部161、品質測定制御部162、CA通信制御部163を備える。
CA指示情報取得部161は、受信部14がDLユーザデータとともに受信したDL制御情報からCA指示情報を取得する。このCA指示情報は品質測定制御部162に通知される。
CA通信制御部163は、CA指示情報取得部161、品質測定制御部162、受信部14、送信部12を制御し、キャリアアグリゲーション通信の制御を行う。
図5は、本実施形態における端末局装置10、基地局装置20間の動作シーケンス例Aを示すシーケンス図である。図6は、動作シーケンス例Aにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図6において、横軸は時間軸である。また、図6には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
この段階では、通信されているデータ量が少ないか、またはデータが発生していないため、1コンポーネントキャリア(コンポーネントキャリアCC−B)のみでの通信が行われ、消費電力の削減が行われているとする。
また、CA/早期通信/品質測定判定部262は、各コンポーネントキャリアの無線品質の測定を実施するかどうかの判定(品質測定判定)、端末局装置10と基地局装置20との間での早期通信を実施するかどうかの判定(早期通信判定)、も行なう。
ここでは、受信部14は、各コンポーネントキャリアのリファレンスシグナルの受信電力を測定し、測定値からCQI(Channel Quality Indicator;チャネル品質指標)などの無線品質を示す品質測定結果を計算する。
また、このとき、無線品質の測定を行うコンポーネントキャリアとの同期が取れていない場合は、受信部14は、例えば、受信したリファレンスシグナルに基づき、シンボルタイミングを検出して、また、同期が完全に外れている場合は、SCH(Synchronization Channel;同期チャネル)、BCH(Broadcast Channel;報知チャネル)を受信することで、同期の確立も行う。
受信部14により測定された無線品質を示す品質測定結果を、品質測定制御部162は、UL制御情報として送信部12に出力し、基地局装置20に送信する(Sa5、t10)。
このキャリアアグリゲーション通信に用いるコンポーネントキャリアの選択は、例えば、無線品質の良いものから順に選択してもよいし、予め決められた値よりも無線品質が良好なコンポーネントキャリアの中から、割当てられている端末局装置10の数が少ないものから順に選択してもよい。
アンカーキャリア変更要求(不実施)、CC通知(CC−A、B、D)を受け取った端末局装置10は、通知されたコンポーネントキャリアCC−A、B、Dのみでのキャリアアグリゲーションによる下りリンクの通信(受信)を開始出来る状態にする。すなわち、受信部14によるコンポーネントキャリアCC−C、Eの受信は、停止した状態とする。
これにより、CC−A、B、Dでのアグリゲーションによる下りリンクの通信が開始されることになる(Sa8、t14)。
このように、アンカーC/CC判定部264は、DLユーザデータを送信するコンポーネントキャリアとして、CA/早期通信/品質測定判定部262が無線品質の測定を指示したコンポーネントキャリアの一部を決定したときは、該コンポーネントキャリアを、端末局装置10に通知し、端末局装置10の受信部14は、通知されたコンポーネントキャリアのみについて受信を行う。そのため、一部のコンポーネントキャリアのみでキャリアアグリゲーションを行う場合は、端末局装置10の受信部14が備えるRF・フロントエンド部のうち、使用しないコンポーネントキャリアに対応するRF・フロントエンド部を停止しておくことで、消費電力を削減することができる。
図7は、本実施形態における端末局装置10、基地局装置20間の動作シーケンス例Bを示すシーケンス図である。図8は、動作シーケンス例Bにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図8において、横軸は時間軸である。また、図8には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
図9は、本実施形態における端末局装置10、基地局装置20間の動作シーケンス例Cを示すシーケンス図である。図10は、動作シーケンス例Cにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図10において、横軸は時間軸である。また、図10には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
図11は、本実施形態における端末局装置10、基地局装置20間の動作シーケンス例Dを示すシーケンス図である。図12は、動作シーケンス例Dにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図12において、横軸は時間軸である。また、図12には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
また、ここで、無線品質の測定を行うコンポーネントキャリアとの同期が取れていない場合は、同期の確立を行うことになる。
受信部14により測定された無線品質を示す品質測定結果を、品質測定制御部162は、UL制御情報として送信部12に出力し、基地局装置20に送信する(Sd9、t10)。
続いて(または、同時に)、基地局装置20の制御部25は、CN受信部28がコアネットワーク30から受信したDLユーザデータおよびDL制御情報をMS送信部22に出力し、先にアンカーC/CC判定部264が決定したコンポーネントキャリアCC−A、B、Dを用いて送信する。
ここで、端末局装置10において、基地局装置20より通知されたコンポーネントキャリアでの受信が可能な状態になった後に、基地局装置20に対して受信可能である旨を通知し、その後、その通知を受け取った基地局装置20において、下りリンクの送信を開始されるようにしてもよい。
図13は、本実施形態における端末局装置10と基地局装置20との間の動作シーケンス例Eを示すシーケンス図である。図14は、動作シーケンス例Eにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図14において、横軸は時間軸である。また、図14には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
ここで、Se4の時点で、DLデータ量、QoSなどの受信、または測定が出来ない場合、DL通信(CC−B)が開始された後(Se6)で、CA判定、早期通信判定、品質測定判定(Se4)と、早期通信要求、品質測定要求の基地局装置から移動局装置への伝送(Se5)を行うようにしてもよい。この場合は、接続中(コネクト状態)の動作シーケンスとなり、早期通信判定と早期通信要求の伝送は行われない。
図15は、本実施形態における端末局装置10と基地局装置20との間の動作シーケンス例Fを示すシーケンス図である。図16は、動作シーケンス例Fにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図16において、横軸は時間軸である。また、図16には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
図17は、本実施形態における端末局装置10、基地局装置20間の動作シーケンス例Gを示すシーケンス図である。図18は、動作シーケンス例Gにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図18において、横軸は時間軸である。また、図18には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
図19は、本実施形態における端末局装置10、基地局装置20間の動作シーケンス例Hを示すシーケンス図である。図20は、動作シーケンス例Hにおいて利用されるコンポーネントキャリアのイメージを示す図である。図20において、横軸は時間軸である。また、図20には、下りリンク(DL)のコンポーネントキャリアCC−A〜Eと、上りリンク(UL)との各々にて送信される情報を示す。符号Uを付した矩形は、ユーザデータが送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CDを付した矩形は、制御情報が送信され、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。符号CUを付した矩形は、制御情報が送信されていることを示す。符号Qを付した破線の矩形は、該コンポーネントキャリアの品質測定が行われていることを示す。
但し、上記の様な少量のデータ通信の場合においても、例えば、アンカーキャリアの無線品質が悪い場合などに、コンポーネントキャリアの品質測定を行い、アンカーキャリアの変更を行うようにしてもよい。
上記のシーケンス例では、コンポーネントキャリアの品質測定は、基地局装置20からの指示があった場合に行っているが、これを定期的に実施することにしてもよい。これにより、アグリゲーション通信実施時に、品質測定を行う必要がなくなり、アグリゲーション通信開始の生じる遅れを削減することが出来る。
上記のシーケンス例では、基地局装置20がキャリアアグリゲーション通信の実施、早期通信の実施、品質測定の実施、アンカーキャリアの変更、コンポーネントキャリアの決定を行っていたが、これらを、または、何れかの決定を、端末装置10が決定する形にしてもよい。
さらに、無線品質に応じて符号化率やデータ変調多値数を変更する適応変調を用いている場合は、端末局装置10が測定した無線品質に基づき、適切な符号化率およびデータ変調多値数を選択することができ、通信効率を向上させることができる。
11…送信アンテナ部
12…送信部
13…受信アンテナ部
14…受信部
15…制御部
16…CA制御部
161…CA指示情報取得部
162…品質測定制御部
163…CA通信制御部
20…基地局装置
21…送信アンテナ部
22…MS送信部
23…受信アンテナ部
24…MS受信部
25…制御部
26…CA制御部
27…CN送信部
28…CN受信部
261…DLデータ量/QoS取得部
262…CA/早期通信/品質測定判定部
263…無線品質取得部
264…アンカーC/CC判定部
265…CA通信制御部
30…コアネットワーク
Claims (12)
- 端末局装置と、無線通信を行う通信周波数帯域であるコンポーネントキャリアを複数用いて、前記端末局装置にデータを送信する基地局装置とを備える無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末局装置へのデータの送信を開始するとき、あるいは、前記端末局装置へのデータの送信に用いる前記コンポーネントキャリアを変更するときに、複数の前記コンポーネントキャリア各々の無線品質に基づいて、前記データを送信するコンポーネントキャリアを決定し、前記端末局装置に通知する周波数帯域決定部と、
前記周波数帯域決定部が決定したコンポーネントキャリアを用いて、前記データを送信する送信部と
を具備し、
前記端末局装置は、
前記基地局装置の周波数帯域決定部により通知されたコンポーネントキャリアの信号を受信して、前記基地局装置の送信部が送信したデータを取得する受信部と
を具備する、
無線通信システム。 - 前記基地局装置は、
前記端末局装置へのデータの送信を開始するとき、あるいは、前記端末局装置へのデータの送信に用いる前記コンポーネントキャリアを変更するときに、複数の前記コンポーネントキャリアでの無線品質の測定を前記端末局装置に指示する品質測定指示部と、
を具備し、
前記端末局装置は、
前記品質測定指示部により指示された複数のコンポーネントキャリアでの無線品質を測定して、該無線品質を前記基地局装置に送信する品質測定部と、
を具備し、
前記周波数帯域決定部は、前記データを送信するコンポーネントキャリアの決定を、前記品質測定指示部による指示に対する応答として、前記端末局装置から報告された前記コンポーネントキャリア各々での無線品質に基づいて行う、
請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記周波数帯域決定部は、前記無線品質に加えて、前記データの送信に関する要求条件に基づき、前記データを送信するコンポーネントキャリアを決定する、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記データの送信に関する要求条件は、前記データのデータ量、前記データのサービス品質を含む、請求項3に記載の無線通信システム。
- 前記品質測定部は、前記無線品質を測定する際に、前記基地局装置からの信号と同期を取る、請求項2に記載の無線通信システム。
- 前記端末局装置の品質測定部は、前記コンポーネントキャリアのうちの一つであるアンカーキャリアについては、定期的に無線品質を測定し、
前記送信部は、前記端末局装置へのデータの送信を開始する際に、前記品質測定指示部による指示に対する応答として、前記コンポーネントキャリア各々での無線品質を取得する前に、前記アンカーキャリアのみを用いてデータの送信を開始する、
請求項2に記載の無線通信システム。 - 前記品質測定指示部は、前記データの送信に関する要求条件に基づき、前記データの送信にコンポーネントキャリアを複数用いるか否かを判定し、複数用いないと判定したときは、前記端末局装置への無線品質の測定を指示せず、
前記送信部は、前記品質測定指示部が前記データの送信にコンポーネントキャリアを複数用いないと判定したときは、前記アンカーキャリアを用いて、前記データを送信する、
請求項6に記載の無線通信システム。 - 前記周波数帯域決定部は、前記データを送信するコンポーネントキャリアとして、前記品質測定指示部が無線品質の測定を指示したコンポーネントキャリアの一部を決定したときは、該コンポーネントキャリアを、前記端末局装置に通知し、
前記端末局装置の受信部は、前記通知されたコンポーネントキャリアのみについて受信を行い、
前記周波数帯域決定部は、前記端末局装置から報告された無線品質に基づき、前記複数のコンポーネントキャリアの中から1つを選択して前記アンカーキャリアとし、該選択によりアンカーキャリアとするコンポーネントキャリアが変更されたときは、前記コンポーネントキャリアの前記端末局装置への通知とともに、アンカーキャリアとするコンポーネントキャリアを通知する、
請求項6に記載の無線通信システム。 - 前記周波数帯域決定部は、前記データを送信するコンポーネントキャリアとして、前記品質測定指示部が無線品質の測定を指示したコンポーネントキャリアの一部を決定したときは、該コンポーネントキャリアを、前記端末局装置に通知し、
前記端末局装置の受信部は、前記通知されたコンポーネントキャリアのみについて受信を行う、
請求項2に記載の無線通信システム。 - 端末局装置と、無線通信を行う通信周波数帯域であるコンポーネントキャリアを複数用いて、前記端末局装置にデータを送信する基地局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記基地局装置が、前記端末局装置へのデータの送信を開始するとき、あるいは、前記端末局装置へのデータの送信に用いる前記コンポーネントキャリアを変更するときに、複数の前記コンポーネントキャリア各々の無線品質に基づいて、前記データを送信するコンポーネントキャリアを決定し、前記端末局装置に通知する第1の過程と、
前記基地局装置が、前記第1の過程にて決定したコンポーネントキャリアを用いて、前記データを送信する第2の過程と、
前記端末局装置が、前記第2の過程にて通知されたコンポーネントキャリアの信号を受信して、送信された前記データを取得する第3の過程と
を備える、無線通信方法。 - 無線通信を行う通信周波数帯域であるコンポーネントキャリアを複数用いて、端末局装置にデータを送信する基地局装置であって、
前記端末局装置へのデータの送信を開始するとき、あるいは、前記端末局装置へのデータの送信に用いる前記コンポーネントキャリアを変更するときに、複数の前記コンポーネントキャリア各々の無線品質に基づいて、前記データを送信するコンポーネントキャリアを決定し、前記端末局装置に通知する周波数帯域決定部と、
前記周波数帯域決定部が決定したコンポーネントキャリアを用いて、前記データを送信する送信部と
を具備する、基地局装置。 - 連続する周波数帯域であるコンポーネントキャリアを複数用いて、基地局装置が送信したデータを受信する端末局装置であって、
前記基地局装置が前記端末局装置へのデータの送信を開始するとき、あるいは、前記端末局装置へのデータの送信に用いる前記コンポーネントキャリアを変更するときに、複数の前記コンポーネントキャリアの無線品質に基づき決定したコンポーネントキャリアの信号を受信して、前記基地局装置が送信したデータを受信する受信部を具備する、
端末局装置。
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