JPWO2013018290A1 - 無線通信システムにおける無線局、無線端末および送信タイミング制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・上り信号の同期タイマ(Time Alignment Timer:TAT)
送信タイミング調整値TAは、無線端末が現在の送信タイミングを所定量だけ早めるべき又は遅らせるべき値を示す情報である。同期タイマTATは、現在の送信タイミング設定のまま、無線基地局での上り信号受信タイミングが所定ウィンドウ内に納まること、すなわち上り信号の同期、が保証できる期間を示す。無線端末は、同期タイマTATが稼働中であれば上り信号の送信が可能であり、同期タイマTATが満了すると上り信号を送信しない(送信することができない)。
尚、無線局が上り信号の同期外れを検知するのは、例えば所定期間内に上り信号の送信タイミング調整値の算出に必要な所定の上り信号を(送信するように指示をしたにもかかわらず)受信できなかった(検出できなかった)場合、或いは、所定の上り信号を受信して算出した上り信号の送信タイミングの調整量が所定値を超えていた場合などである。以下、本発明の一実施形態およびいくつかの実施例について詳細に説明する。
1.1)システム構成
本発明の一実施形態では無線局と無線端末を含む無線通信ステムを想定しており、無線局としては無線基地局や基地局制御局などが考えられる。本実施形態および後述する実施例では、一例として無線局を無線基地局として説明する。
無線基地局10は無線端末20が上り信号の送信に用いる全てのセルグループに対する送信タイミングの調整値を一度に送信する。図6に示すように、無線基地局10は、セルグループ1(セル1)とセルグループ2(セル2)に対する送信タイミングの調整値TA1およびTA2を一度に送信する(ステップS21)。無線基地局10は送信タイミングの調整値TA1およびTA2を送信すると、無線端末20に対応して設けられた同期タイマ(TAT)を再スタートさせる。
上述したように、本実施形態による無線基地局10は、利用可能なすべてのセルグループに対する上り信号の送信タイミング調整値を一度に無線端末20へ送信することで、その時点で利用可能な無線リソース(セル)の情報を無線端末20へ通知できる。その際、利用可能なすべてのセルグループに対する上り信号の送信タイミング調整値を送信し、上り信号の同期を失ったセルグループに対する上り信号の送信タイミング調整値の送信を行なわないことで、無線端末は、送信タイミングの調整値が除かれているセルグループに属するセルで同期外れが発生したことを容易に知ることができる。したがって、無線端末は、同期が外れたセルグループ内のセルでの上り信号の送信を停止することで他の無線端末との上り信号の干渉を早期に回避できる。
図8に示すように、無線局としての無線基地局10は、複数の無線端末からの信号をそれぞれ受信する受信部101と受信信号を復調する復調部102とを有し、受信したユーザデータは上位レイヤ103で処理される。タイミング制御部104は、複数の無線端末の各々に対応して設けられ、各無線端末が使用するグループのセルに対して上述した上り信号送信タイミング調整値を送信することで当該無線端末が送信する上り信号の送信タイミングの制御を行う。送信信号生成部105は無線端末への下り信号を生成し、送信部106は下り信号を送信する。
3.1)送信タイミング制御
図10および図11に本実施例による無線基地局10および無線端末20の基本動作をそれぞれ示す。ここでは、セルグループ1のセル1とセルグループ2のセル2の両方における上り信号が同期している限り、無線端末20はセル1とセル2の両方を使用して上り信号が送信するものとする。
上述した送信タイミング制御の基本動作により、無線基地局10は、無線端末の視点から見て利用可能な無線リソース(セル)を含むセルグループの少なくともいずれか1つにおいて送信タイミングの再調整が必要と判定すれば、当該セルグループそれぞれに対する上り信号の送信タイミング調整値を一度に無線端末20へ送信することで、容易に上りリンクの同期管理を行うことができる。
本発明の第2実施例による無線基地局10は、上述した基本動作に加え、同期外れを検出した場合に次のような送信タイミング調整値の通知制御を行なう。すなわち、タイミング制御部104は、無線端末20の同期タイマ207が稼働中であるにも拘わらず使用中のセルで同期が外れた(同期が失われた)ことを検出すると、当該セルを含むセルグループを除き、それ以外のセルグループに対してそれぞれ算出された送信タイミング調整値を無線端末20へ送信する。尚、本発明は、初回の上りリンクの同期確立には適用せず、一旦上りリンクの同期を確立した時点以降の制御に適用されることを想定している。例えば、上りリンクの同期が確立されていない状態から、初めて上りリンクの同期を確立する場合には、ランダムアクセスの応答にてセルグループ毎に独立に送信タイミング調整値を送信する。しかし、これに制限はされない。
以下、図12および図13を参照しながら、本実施形態による無線基地局および無線端末の送信タイミング制御の動作を説明する。ここでも、簡単の為、図5に示すようにセルグループ1はセル1のみ、セルグループ2はセル2のみを含む場合を例に用いて説明する。
本発明の第2実施例による送信タイミング制御では、上記基本動作の効果に加えて、例えば独立な上り信号送信タイミング制御が必要な複数のセルグループそれぞれで上り信号を送信する場合でも、1つの同期タイマのみで全てのグループのセルの上り信号の同期管理を容易に行うことができる。さらに、同期タイマが稼働中だが、同期タイマの制御がリンクされていないセルグループのセルにおける上り信号の同期が外れた(失われた)状況においても、無線端末は当該状況を検知することができ、当該セルグループのセルにおける上り信号の送信を自律的に停止することで、他の無線端末の上り信号への干渉を回避することができる。
本発明の具体的な適用例として、3GPP LTE(Long Term Evolution)に従った無線通信システムについて詳細に説明する。すでに述べたように、LTEでは、無線端末(User Equipment:UE)が複数のセルの各々に対応する複数のコンポーネントキャリア(Component Carrier:CC)を同時に用いてユーザデータや上位レイヤの制御情報を送受信するキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation:CA)が規定されている。本発明はこのようなLTEのキャリアアグリゲーションCAに適用可能である。
次に、図14に示すシステムにおけるキャリアアグリゲーションCAを一例として、本発明の第3実施例による上り信号送信タイミング制御方法について説明する。
次に、図14に示すシステムにおけるキャリアアグリゲーションCAを一例として、本発明の第4実施例による上り信号の送信タイミング制御方法について説明する。
本発明の第5実施例は、上述した図17および図18に示す第4実施例の送信タイミング制御を前提とする。上述した第4実施例で説明したように、プライマリ同期グループのセルにおける上り信号は同期しているが、セカンダリ同期グループのセルにおける上り信号の同期が外れた(同期が失われた)場合、無線端末UEが同期外れを検出すると(ステップ1004;No)、セカンダリ同期グループにおける再同期(同期の再確立)を実行する。以下図19を参照しながら、セカンダリ同期グループにおける再同期手順について説明する。
図19において、無線端末UEは、受信したTAコマンドに、キャリアアグリゲーションCAで上り信号の送信に使用していたセカンダリ同期グループのセルに対する送信タイミングの調整値TAが含まれていないことにより、当該セカンダリ同期グループにおいて上り信号の同期が外れたことを検知する(ステップ1101)。そして、再同期(同期の再確立)のトリガがかかったか(かかっているか)否かを判定し(ステップ1102)、再同期のトリガがかかった(かかっている)と判定した場合(ステップ1102;Yes)、ランダムアクセスを実行する(ステップ1103)。ランダムアクセスが成功した場合(ステップ1104;Yes)、当該セカンダリ同期グループにおける上り信号の同期が再確立したものとみなし、必要に応じて上り信号の送信を再開する(ステップ1105)。尚、再同期のトリガとしては、当該セカンダリ同期グループに対する送信タイミング調整値が含まれていないことの検知(つまり無線端末UEの自律的なもの)か、無線基地局eNBからの再同期の指示などが考えられる。無線基地局eNBからの再同期の指示としては、再同期を実行させる指示を示すメッセージやランダムアクセス方式を実行させる指示、などが考えられる。ランダムアクセス方式には、ランダムアクセスのプリアンブルが複数の無線端末UEで競合する可能性のある競合ベース(Contention based)方式、あるいは無線端末(UE)個別のプリアンブルを指定する非競合ベース(Non-contention based)方式がある。
図20において、無線端末UEが既にキャリアアグリゲーションCAを行い、プライマリ同期グループとセカンダリ同期グループそれぞれに属するセルを使用して上り信号の送信を行っているものとする。
これまで述べた各実施例では、基本的に、物理層やMAC層の上り制御信号を送信する物理チャネル(PUCCH)がプライマリセルのみであったが、本発明は、上り制御信号を送信する物理チャネル(PUCCH)をセカンダリセルでも使用できる場合にも適用することができる。例えば、各同期グループに少なくとも1つのセルにおいて当該物理チャネル(PUCCH)を使用できる場合、プライマリセルにおける上り信号の同期に関係無く、同期グループそれぞれのセルにおける上り信号の同期が維持されている限り、上り信号の送信を継続することができる。
101 受信部
102 復調部
103 上位レイヤ
104 タイミング制御部(UEx)
105 送信信号生成部
106 送信部
107 同期タイマ(TAT)
108 PCell−TA算出・保持部
109 SCell−TA算出・保持部
20 無線端末
201 受信部
202 復調部
203 上位レイヤ
204 タイミング制御部
205 送信信号生成部
206 送信部
207 同期タイマ(TAT)
208 PCell−TA管理部
209 SCell−TA管理部
Claims (36)
- 複数のセルの各々に対応する複数の無線リソースを使用して無線端末との間で通信する機能を有する無線局であって、
利用可能な上り無線リソースを含む少なくとも1つのセルからなるセルグループそれぞれに対して上り信号の送信タイミング調整値を算出する算出手段と、
前記算出された上り信号の送信タイミング調整値を一度に前記無線端末へ通知する制御手段と、
を有することを特徴とする無線局。 - 前記制御手段は、少なくとも1つのセルからの上り信号の同期が失われたセルグループを除くセルグループに対して上り信号の送信タイミング調整値を通知することを特徴とする請求項1に記載の無線局。
- 前記セルグループの各々は同じ送信タイミング調整値が適用されるセルからなることを特徴とする請求項1または2に記載の無線局。
- 前記セルグループは、少なくとも特定セルを含む1つの第1セルグループと前記特定セル以外のセルのみを含む少なくとも1つの第2セルグループとからなることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の無線局。
- 前記セルグループの上り信号の同期判定に用いる同期タイマを有し、前記第1セルグループの上り信号の送信タイミング制御に前記同期タイマを用いることを特徴とする請求項4に記載の無線局。
- 前記制御手段は、前記第1セルグループの上り信号の同期が失われると、前記同期タイマをストップして前記無線端末からの上り信号の送信を停止させる、ことを特徴とする請求項5に記載の無線局。
- 前記制御手段は、前記上り信号の同期が失われたセルグループに属するセルにおいて、前記無線端末との間で上りリンクの同期確立手順を開始することを特徴とする請求項2−6のいずれか1項に記載の無線局。
- 複数のセルの各々に対応する複数の無線リソースを使用して無線端末との間で通信する機能を有する無線局における送信タイミング制御方法であって、
利用可能な上り無線リソースを含む少なくとも1つのセルからなるセルグループそれぞれに対して上り信号の送信タイミング調整値を算出し、
前記算出された上り信号の送信タイミング調整値を一度に前記無線端末へ通知する、
ことを特徴とする無線局における送信タイミング制御方法。 - 少なくとも1つのセルからの上り信号の同期が失われたセルグループを除くセルグループに対して上り信号の送信タイミング調整値を通知することを特徴とする請求項8に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記セルグループの各々は、同じ送信タイミング調整値が適用されるセルからなることを特徴とする請求項8または9に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記セルグループは、少なくとも特定セルを含む1つの第1セルグループと前記特定セル以外のセルのみを含む少なくとも1つの第2セルグループとからなることを特徴とする請求項8−10のいずれか1項に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記無線局は前記セルグループの上り信号の同期判定に用いる同期タイマを有し、前記同期タイマは、前記第1セルグループの上り信号の送信タイミング制御にリンクすることを特徴とする請求項11に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記第1セルグループの上り信号の同期が失われると、前記同期タイマをストップして前記無線端末からの上り信号の送信を停止させることを特徴とする請求項12に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記上り信号の同期が失われたセルグループに属するセルにおいて、前記無線端末との間で上りリンクの同期確立手順を開始することを特徴とする請求項8−13のいずれか1項に記載の送信タイミング制御方法。
- 複数のセルの各々に対応する複数の無線リソースを使用して無線局との間で通信する機能を有する無線端末であって、
利用可能な上り無線リソースを含む少なくとも1つのセルからなるセルグループそれぞれに対する上り信号の送信タイミング調整値を一度に前記無線局から受信する受信手段を有することを特徴とする無線端末。 - 前記セルグループそれぞれに対して上り信号の送信タイミング調整値を受信したか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする請求項15の無線端末。
- 前記セルグループそれぞれに対して上り信号の送信タイミング調整値を受信したか否かに基づいて、前記セルグループ各々に対して上り信号の送信可否を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項15の無線端末。
- 上り信号の送信タイミング調整値を受信しなかったセルグループにおける上り信号の送信を停止することを特徴とする請求項16または17に記載の無線端末。
- 前記セルグループの各々は同じ送信タイミング調整値が適用されるセルからなることを特徴とする請求項15−18のいずれか1項に記載の無線端末。
- 前記セルグループは、少なくとも特定セルを含む1つの第1セルグループと前記特定セル以外のセルのみを含む少なくとも1つの第2セルグループとからなることを特徴とする請求項15−19のいずれか1項に記載の無線端末。
- 前記セルグループの上り信号の同期判定に用いる同期タイマを有し、前記第1セルグループの上り信号の送信タイミング制御に前記同期タイマを用いることを特徴とする請求項20に記載の無線端末。
- 前記第1セルグループの上り信号の同期が失われると、前記同期タイマをストップして上り信号の送信を停止することを特徴とする請求項21に記載の無線端末。
- 前記上り信号の同期が失われたセルグループに属するセルにおいて、前記無線局との間で上りリンクの同期確立手順を開始することを特徴とする請求項16−22のいずれか1項に記載の無線端末。
- 複数のセルの各々に対応する複数の無線リソースを使用して無線局との間で通信する機能を有する無線端末における送信タイミング制御方法であって、
利用可能な上り無線リソースを含む少なくとも1つのセルからなるセルグループそれぞれに対する上り信号の送信タイミング調整値を一度に前記無線局から受信することを特徴とする無線端末における送信タイミング制御方法。 - 前記セルグループ各々に対して上り信号の送信タイミング調整値を受信したか否かを判定することを特徴とする請求項24の送信タイミング制御方法。
- 前記セルグループ各々に対して上り信号の送信タイミング調整値を受信したか否かに基づいて、前記セルグループ各々に対して上り信号の送信可否を判定することを特徴とする請求項24の送信タイミング制御方法。
- 上り信号の送信タイミング調整値を受信しなかったセルグループの上り信号の送信を停止することを特徴とする請求項25または26に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記セルグループの各々は同じ送信タイミング調整値が適用されるセルからなることを特徴とする請求項24−27のいずれか1項に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記セルグループは、少なくとも特定セルを含む1つの第1セルグループと前記特定セル以外のセルのみを含む少なくとも1つの第2セルグループとからなることを特徴とする請求項24−28のいずれか1項に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記セルグループの上り信号の同期判定に用いる同期タイマを有し、前記同期タイマは、前記第1セルグループの上り信号の送信タイミング制御にリンクすることを特徴とする請求項29に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記第1セルグループの上り信号の同期が失われると、前記同期タイマをストップして上り信号の送信を停止することを特徴とする請求項30に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記上り信号の同期が失われたセルグループに属するセルにおいて、前記無線局との間で上りリンクの同期確立手順を開始することを特徴とする請求項25−31のいずれか1項に記載の送信タイミング制御方法。
- 無線局と無線端末とが複数のセルに対応する複数の無線リソースを使用して互いに通信することができる無線通信システムであって、
前記無線局が、
利用可能な上り無線リソースを含む少なくとも1つのセルからなるセルグループそれぞれに対して上り信号の送信タイミング調整値を算出する算出部と、
前記算出された上り信号の送信タイミング調整値を一度に前記無線端末へ通知する通知部と、
を有し、
前記無線端末が前記無線局から前記上り信号の送信タイミング調整値を受信する受信部とを有する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記無線端末が、前記セルグループ各々に対して上り信号の送信タイミング調整値を受信したか否かを判定する判定部を有することを特徴とする請求項33の無線通信システム。
- 前記無線端末が、前記セルグループ各々に対して上り信号の送信タイミング調整値を受信したか否かに基づいて、前記セルグループ各々に対して上り信号の送信可否を判定する判定部を有することを特徴とする請求項33の無線通信システム。
- 前記無線局が無線基地局あるいは基地局制御局であることを特徴とする請求項33−35のいずれか1項に記載の無線通信システム。
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