JP2013055394A - 通信装置、通信方法、通信システムおよび基地局 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基地局から信号を受信する受信部と、フレーム周期をカウントするカウント部と、前記受信部をスリープ状態に遷移させる受信制御部と、を備え、前記受信制御部は、前記カウント部によるカウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、通信装置。
【選択図】図20
Description
1.無線通信システムの概略
1−1.無線通信システムの構成
1−2.フレーム構成
1−3.SFN(システムフレーム番号)
1−4.背景
2.第1の実施形態
2−1.第1の実施形態による基地局の構成
2−2.第1の実施形態によるUEの構成
2−3.第1の実施形態の動作
3.第2の実施形態
3−1.第2の実施形態による基地局の構成
3−2.第2の実施形態の変形例
4.第3の実施形態
4−1.第3の実施形態によるUEの構成
4−2.第3の実施形態の動作
4−3.変形例
5.むすび
本開示による技術は、一例として「2.第1の実施形態」〜「4.第3の実施形態」において詳細に説明するように、多様な形態で実施され得る。以下では、まず、各実施形態において共通する無線通信システムの概略を説明する。
図1は、本開示の実施形態による通信システム1の構成を示した説明図である。図1に示したように、本開示の実施形態による通信システム1は、基地局10と、コアネットワーク12と、UE(UserEquipment)20A〜20Cと、を備える。
・移動がほとんどない(LowMobility)
・小容量のデータ転送(OnlineSmallDataTransmission)
・超低消費電力(ExtraLowPowerConsumption)
・各MTCをグルーピングしてハンドリング(GroupbasedMTCFeatures)
続いて、上述した基地局10とUE20との間で共有されるフレームの構成について説明する。
上述したPDCCHには、ダウンリンクスケジューリング情報(Downlinkassignment)およびアップリンクスケジューリング情報(Uplinkgrants)が含まれる。ダウンリンクスケジューリング情報は、UE20が受信すべきリソースブロックの場所を示し、アップリンクスケジューリング情報は、UE20が送信すべきリソースブロックの場所を示す。このダウンリンクスケジューリング情報およびアップリンクスケジューリング情報は、基地局10が伝送路の状況などを考慮し、各UE20に対して割り当てる。
以上、図2および図3を参照して無線フレームの構成を説明した。上述した無線フレームの各々には、SFN(システムフレーム番号)と呼ばれる0〜1023の通し番号が設定されている。このSFNは本開示の実施形態と深く関連するので、以下、SFNついて具体的に説明する。
以上、本開示の実施形態による通信システム1の概略を説明した。続いて、本開示の各実施形態の詳細な説明に先立ち、本開示の実施形態の背景を説明する。
<2−1.第1の実施形態による基地局の構成>
図6は、第1の実施形態による基地局10−1の構成を示した機能ブロック図である。図6に示したように、第1の実施形態による基地局10−1は、アンテナ群104と、無線処理部110と、DA/AD変換部120と、アップリンク信号検出部130と、ダウンリンク信号生成部140と、SFNカウンタ152と、マッピング記憶部156と、N−PDCCH制御部160と、を備える。
N−PDCCH制御部160は、ダウンリンク信号生成部140によるN−PDCCHの配置を制御する。例えば、N−PDCCH制御部160は、マッピング記憶部156を参照し、マッピングパターンに従うサブフレームで、ダウンリンク信号生成部140にN−PDCCHをデータ領域中に配置させる。以下、図7を参照してより具体的に説明する。
第1の応用例は、N−PDCCHによるスケジュールの指定方法に関する。上記では、各N−PDCCHが、各N−PDCCH間のリソースブロックを指定するスケジューリング情報を含む例を説明した。しかし、N−PDCCHの周期が長くなると、長い周期内に存在する全てのリソースブロックから各リソースブロックを指定するために、スケジューリング情報のビット数が大きくなることが考えられる。
第2の応用例は、N−PDCCHのマッピングパターンに関する。N−PDCCHの周期が長くなると、送受信の遅延時間も長くなる。また、UE20−1によって送受信の許容される遅延時間は異なる。そこで、第2の応用例として、各UE20−1宛てのN−PDCCHのマッピング周期を複数の周期から決定する方法を提案する。
第3の応用例は、N−PDCCHのマッピングパターンの変更に関する。第2の応用例のようにUE20−1に適したマッピングパターンを決定しても、UE20−1の状態やアプリケーションの変化などにより望ましいマッピングパターンの周期が変化する場合が考えられる。また、各マッピングパターンに従うN−PDCCHに属するUE20−1の数が偏ると、いずれかのN−PDCCHのリソースが不足すると考えられる。そこで、第3の応用例では、各UE20−1宛てのN−PDCCHのマッピングパターンを変更することを提案する。
以上、第1の実施形態による基地局10−1の構成を説明した。続いて、第1の実施形態によるUE20−1の構成を説明する。
以上、第1の実施形態による基地局10−1およびUE20−1の構成を説明した。続いて、図14および図15を参照し、基地局10−1およびUE20−1の動作を説明する。
次に、本開示の第2の実施形態を説明する。本開示の第2の実施形態によれば、UE20−2が認識可能な周期を長くすることができる。したがって、例えば、第1の実施形態で説明したN−PDCCHのマッピング周期を長くすることが可能となる。
図16は、SFNの周期を示した説明図である。図16に示したように、10ms無線フレームの各々には0〜1023のいずれかのSFNが付されている。すなわち、1024個の無線フレーム間隔で同一のSFNが付される。UEは、このSFNに基づき、SFNの周期である10.23s(10ms×1024個)先までの時間を認識することが可能である。例えば、現在のSFNが3である場合、4s先の時間をSFNが403である無線フレームとして認識することができる。しかし、SFNの周期(10.23)の各々を区別する手法が無かったので、UEは10.23sより先の時間を認識することが困難であった。
そこで、第2の実施形態では、SFNの各周期を識別するための拡張ビット設けることを提案する。例えば、図17に示すように、第2の実施形態による基地局10−2は、SFNの周期を識別するための1ビットの拡張ビットを設け、この拡張ビットをPBCHにより送信する。かかる構成により、0〜2047までSFNが拡張されるので、第2の実施形態によるUE20−2は、20.47s先までの時間を認識することが可能となる。なお、拡張ビットのビット数を増やせば、UE20−2が認識可能な時間をさらに長くすることが可能である。以下、このような第2の実施形態を実現する基地局10−2の構成を説明する。
図18は、第2の実施形態による基地局10−2の構成を示した機能ブロック図である。図18に示したように、第2の実施形態による基地局10−2は、アンテナ群104と、無線処理部110と、DA/AD変換部120と、アップリンク信号検出部130と、ダウンリンク信号生成部141と、SFNカウンタ152と、マッピング記憶部156と、N−PDCCH制御部161と、拡張カウンタ170と、を備える。アンテナ群104、無線処理部110、DA/AD変換部120、アップリンク信号検出部130、SFNカウンタ152、およびマッピング記憶部156などについては第1の実施形態で説明した通りであるので、ここでの詳細な説明を省略する。なお、以下では、SFNの1周期をスーパーシステムフレームと定義する。
なお、上記では基地局10−2が拡張ビットを送信する例を説明したが、以下に説明する変形例によれば、基地局10−2が拡張ビットを送信しなくても、UE側に拡張カウンタを設けることにより、上述した第2の実施形態と同等な効果を得ることが可能である。
(第3の実施形態の着眼点)
第2の実施形態の変形例によるUE20−2は、上述したように、拡張カウンタ270を用いて多数のスーパーシステムフレームをカウントすることができる。このため、第2の実施形態の変形例によるUE20−2は、長期に渡ってスリープ状態に遷移し、カウント結果が目標フレーム(例えば、N−PDCCHが配置されるサブフレーム)に達した場合にスリープ状態から復帰することも可能である。
推定される発生誤差=7日×24時間×3600秒×1/1000000
=0.6048秒
なお、上述したように、基地局10から送信される粗SFNは、40ms周期で更新される8ビットの情報である。完全なSFNは、粗SFNの更新を基点にして内部カウンタ252が10msの経過をカウントすることにより得られると考えられる。この場合、粗SFNの更新を検出するまでは、大まかなSFNは把握できても、正確なSFNを特定することは困難である。例えば、図22に示すように、MIBに含まれる粗SFN「0」が検出されても、粗SFN「0」への更新が検出されていなければ、SFNカウンタ258は、SFNが「0」〜「3」の範囲内であることは把握できても、正確なSFNを特定することは困難である。
しかし、粗SFNの更新が検出されるまでに40msかかることもある。この間、受信部が受信状態を維持すると、消費電力が増加してしまう。そこで、代替案として、受信制御部268は、スリープ状態からの1度目の復帰時に、粗SFNの更新が検出される前に受信部を再度スリープ状態に遷移させてもよい。この場合でも、大まかな現在のSFNは把握できるので、受信制御部268は大まかな現在のSFNに基づいて再度のスリープ時間を制御することが可能である。
さらに、第2の応用例において、1度目の復帰フレームと、2度目の復帰フレームとの関係を工夫することで、消費電力をさらに改善し得る。この点について図23を参照して具体的に説明する。
以上、本開示の第3の実施形態によるUE20−3の構成を説明した。続いて、図24を参照し、第3の実施形態の動作を整理する。
上記では、UE20−3の発振器の誤差を考慮してスリープ制御を行う例を説明したが、発振器の誤差が、SFNの1周期(1023個の無線フレーム)からなるスーパーシステムフレームを上回ってしまう場合も考えられる。例えば、UE20−3の発振器の精度が4ppmであり、スリープ時間長が30日である場合、下記数式に示すように、10.368秒の誤差が生じ得る。この10.368秒は、1037個の無線フレーム長に相当し、スーパーシステムフレーム長である10.24秒を上回る。
推定される発生誤差=30日×24時間×3600秒×4/1000000
=10.368秒
第3の実施形態の第1の変形例による基地局10は、マッピングパターンに従う無線フレーム中のサブフレームに加え、当該無線フレームと同一のSFNを有する前後のスーパーシステムフレームの無線フレーム中のサブフレームにおいてもN−PDCCHを配置する。以下、図25を参照してより具体的に説明する。
第3の実施形態の第2の変形例によるUE20−3は、マッピングパターンに従う無線フレームのサブフレームに加え、当該無線フレームと同一のSFNを有するスーパーシステムフレーム違いの無線フレームを目標フレームとして扱う。以下、図26を参照してより具体的に説明する。
以上説明したように、本開示の第1の実施形態によれば、基地局10−1がN−PDCCHを周期的に配置することにより、スループットの低下を抑制しつつ、制御領域を拡張することが可能である。これにより、基地局10−1がより多くのUE20−1(MTC端末を含む。)を収容することが可能となる。
(1)
基地局から信号を受信する受信部と、
フレーム周期をカウントするカウント部と、
前記受信部をスリープ状態に遷移させる受信制御部と、
を備え、
前記受信制御部は、前記カウント部によるカウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、通信装置。
(2)
前記目標フレームは、データ信号を送信するためのデータ領域に拡張制御領域が設けられた単位フレームであり、前記拡張制御領域は、周期的パターンに従った単位フレームに設けられる、前記(1)に記載の通信装置。
(3)
所定数の単位フレームから1の無線フレームが構成され、
連続する無線フレームの各々には所定周期で同一のシステムフレーム番号が付され、
前記周期的パターンの周期は、前記所定周期よりも長い、前記(2)に記載の通信装置。
(4)
前記カウント部は、前記システムフレーム番号をカウントし、かつ、前記所定周期の経過をカウントする、前記(3)に記載の通信装置。
(5)
システムフレーム番号を特定するための同一の粗システムフレーム番号が連続する規定数の無線フレームごとに付されており、
前記カウント部は、前記粗システムフレーム番号の更新を基点にして前記システムフレーム番号をカウントする、前記(3)または(4)に記載の通信装置。
(6)
前記受信制御部は、前記スリープ状態からの1度目の復帰時に前記粗システムフレーム番号が検出された後であって、前記粗システムフレーム番号の更新前に前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、前記(5)に記載の通信装置。
(7)
前記受信制御部は、前記受信部の再度のスリープ状態からの復帰を、前記カウント部によるカウント結果を参照し、前記1度目の復帰時の無線フレームとのフレーム間隔が前記規定数の倍数にならないように制御する、前記(6)に記載の通信装置。
(8)
前記システムフレーム番号の周期を構成する複数の無線フレームによってスーパーシステムフレームが定義され、
前記受信制御部は、前記周期的パターンに従う規定無線フレームの単位フレームに加え、前記規定無線フレームと同一のシステムフレーム番号を有するスーパーシステムフレーム違いの無線フレームの単位フレームを前記目標フレームとして扱う、前記(5)に記載の通信装置。
(9)
前記受信制御部が1度目に前記受信部を復帰させる前記カウント部によるカウント結果と目標フレームとの差分は、前記カウント部によるカウントに用いられる発振器の精度に依存する、前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の通信装置。
(10)
フレーム周期をカウントすることと、
受信部をスリープ状態に遷移させることと、
カウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させることと、
現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させることと、
を含む、通信方法。
(11)
基地局と、
前記基地局から信号を受信する受信部、
フレーム周期をカウントするカウント部、および
前記受信部をスリープ状態に遷移させる受信制御部、を有し、
前記受信制御部は、前記カウント部によるカウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、通信装置と、
を備える、通信システム。
(12)
フレームのカウント結果が目標フレームに達する前に受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる通信装置に、前記目標フレームにおいて信号を送信する、基地局。
(13)
フレームのカウント結果が目標フレームに達する前に受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる通信装置に、前記目標フレームにおいて信号を送信する、通信方法。
20、20−1、20−2、20−3 UE
104 アンテナ群
110 無線処理部
120 DA/AD変換部
130 アップリンク信号検出部
140、141 ダウンリンク信号生成部
152 SFNカウンタ
156 マッピング記憶部
160、161 N−PDCCH制御部
170 拡張カウンタ
204 アンテナ群
210 無線処理部
220 DA/AD変換部変換部
230 アップリンク信号生成部
240 ダウンリンク信号検出部
252 内部カウンタ
256、258 SFNカウンタ
260 マッピング記憶部
264、266、268 受信制御部
270 拡張カウンタ
280 発生誤差推定部
Claims (13)
- 基地局から信号を受信する受信部と、
フレーム周期をカウントするカウント部と、
前記受信部をスリープ状態に遷移させる受信制御部と、
を備え、
前記受信制御部は、前記カウント部によるカウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、通信装置。 - 前記目標フレームは、データ信号を送信するためのデータ領域に拡張制御領域が設けられた単位フレームであり、前記拡張制御領域は、周期的パターンに従った単位フレームに設けられる、請求項1に記載の通信装置。
- 所定数の単位フレームから1の無線フレームが構成され、
連続する無線フレームの各々には所定周期で同一のシステムフレーム番号が付され、
前記周期的パターンの周期は、前記所定周期よりも長い、請求項2に記載の通信装置。 - 前記カウント部は、前記システムフレーム番号をカウントし、かつ、前記所定周期の経過をカウントする、請求項3に記載の通信装置。
- システムフレーム番号を特定するための同一の粗システムフレーム番号が連続する規定数の無線フレームごとに付されており、
前記カウント部は、前記粗システムフレーム番号の更新を基点にして前記システムフレーム番号をカウントする、請求項3に記載の通信装置。 - 前記受信制御部は、前記スリープ状態からの1度目の復帰時に前記粗システムフレーム番号が検出された後であって、前記粗システムフレーム番号の更新前に前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、請求項5に記載の通信装置。
- 前記受信制御部は、前記受信部の再度のスリープ状態からの復帰を、前記カウント部によるカウント結果を参照し、前記1度目の復帰時の無線フレームとのフレーム間隔が前記規定数の倍数にならないように制御する、請求項6に記載の通信装置。
- 前記システムフレーム番号の周期を構成する複数の無線フレームによってスーパーシステムフレームが定義され、
前記受信制御部は、前記周期的パターンに従う規定無線フレームの単位フレームに加え、前記規定無線フレームと同一のシステムフレーム番号を有するスーパーシステムフレーム違いの無線フレームの単位フレームを前記目標フレームとして扱う、請求項5に記載の通信装置。 - 前記受信制御部が1度目に前記受信部を復帰させる前記カウント部によるカウント結果と目標フレームとの差分は、前記カウント部によるカウントに用いられる発振器の精度に依存する、請求項1に記載の通信装置。
- フレーム周期をカウントすることと、
受信部をスリープ状態に遷移させることと、
カウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させることと、
現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させることと、
を含む、通信方法。 - 基地局と、
前記基地局から信号を受信する受信部、
フレーム周期をカウントするカウント部、および
前記受信部をスリープ状態に遷移させる受信制御部、を有し、
前記受信制御部は、前記カウント部によるカウント結果が目標フレームに達する前に前記受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる、通信装置と、
を備える、通信システム。 - フレームのカウント結果が目標フレームに達する前に受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる通信装置に、前記目標フレームにおいて信号を送信する、基地局。
- フレームのカウント結果が目標フレームに達する前に受信部をスリープ状態から復帰させ、現在フレームと前記目標フレームとの差分に応じた期間に渡って前記受信部を再度スリープ状態に遷移させる通信装置に、前記目標フレームにおいて信号を送信する、通信方法。
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