JP2015070442A - ユーザ端末、基地局、及びプロセッサ - Google Patents
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Abstract
【課題】CSIフィードバックによるオーバーヘッドを削減する。
【解決手段】周波数f1及び周波数f2のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。周波数f1の下りリンク期間及び周波数f2の上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、周波数f1の上りリンク期間及び周波数f2の下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。UE及びeNBは、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンク通信を行うとともに、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において上りリンク通信を行う。
【選択図】図7
【解決手段】周波数f1及び周波数f2のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。周波数f1の下りリンク期間及び周波数f2の上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、周波数f1の上りリンク期間及び周波数f2の下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。UE及びeNBは、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンク通信を行うとともに、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において上りリンク通信を行う。
【選択図】図7
Description
本発明は、移動通信システムにおいて用いられるユーザ端末、基地局、及びプロセッサに関する。
移動通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)で仕様が策定されているLTE(Long Term Evolution)は、下りリンク周波数及び上りリンク周波数のペアを使用して通信を行う周波数分割複信(FDD)をサポートする。
FDDを採用する移動通信システム(すなわち、FDD通信システム)では、ユーザ端末は、基地局から下りリンク周波数を使用して送信される下りリンク参照信号に基づいて、下りリンク周波数におけるチャネル状態を示すチャネル状態情報(CSI)を基地局にフィードバックする(例えば非特許文献1参照)。
基地局は、ユーザ端末からフィードバックされるCSIに基づいて、下りリンク伝送制御を行う。下りリンク伝送制御とは、例えば下りリンクのマルチアンテナ伝送制御及び/又は下りリンクのスケジューリングなどである。
また、3GPPでは、リリース8乃至11で規定される従来型のキャリア構造とは異なる新たなキャリア構造(NCT:New Carrier Type)を導入することが検討されている。
3GPP技術仕様書 「TS36.211 V11.3.0」 2013年6月
FDD通信システムでは、下りリンク伝送制御を行うためにCSIフィードバックが必須であり、CSIフィードバックによるオーバーヘッドが問題となる。
さらに、下りリンク伝送制御の高度化を図る場合には、より高精度のCSIが必要となるため、フィードバックすべきCSIの情報量が増大し、CSIフィードバックによるオーバーヘッドが深刻な問題となる。
また、LTE−Advanced(LTE−A)では、複数のキャリア(周波数)を束ねて通信に使用するキャリアアグリゲーション(CA)が導入されている。しかしながら、LTE−Aの仕様では、TDDにおいてCAを用いた際に利用できる最大周波数幅がFDDの場合の半分に制限されているという別の問題もある。
そこで、本発明は、CSIフィードバックによるオーバーヘッドを削減することを第1の目的とする。
また、本発明は、TDDキャリアでCAを用いた際に利用できる最大周波数幅を増加可能とすることを第2の目的とする。
第1の特徴に係るユーザ端末は、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記ユーザ端末は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備える。
第2の特徴に係る基地局は、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用してユーザ端末との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記基地局は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備える。
第3の特徴に係るプロセッサは、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行うユーザ端末に備えられる。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記プロセッサは、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う。
本発明によれば、CSIフィードバックによるオーバーヘッドを削減することができる。
また、本発明によれば、TDDキャリアでCAを用いた際に利用できる最大周波数幅を増加可能とすることができる。例えば、LTE−AdvancedシステムにおいてTDDにおいても上下合わせて最大200MHz幅のCAが可能となる。
[実施形態の概要]
実施形態に係るユーザ端末は、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記ユーザ端末は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備える。
実施形態に係るユーザ端末は、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記ユーザ端末は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備える。
実施形態では、前記ユーザ端末は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を前記基地局に送信する送信部をさらに備える。
実施形態では、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアには、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数と見なすための単一のセル識別子が割り当てられている。
実施形態では、前記ユーザ端末は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記基地局から下りリンク参照信号を受信する受信部と、前記下りリンク参照信号の受信電力及び/又は受信品質を含む測定報告を前記基地局に送信する送信部と、をさらに備える。前記送信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記測定報告を前記基地局に送信する。
実施形態では、前記ユーザ端末は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記基地局から下りリンクユーザデータを受信する受信部と、前記下りリンクユーザデータについてのAck/Nackを前記基地局に送信する送信部と、をさらに備える。前記送信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記Ack/Nackを前記基地局に送信する。
実施形態に係る基地局は、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用してユーザ端末との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記基地局は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備える。
実施形態では、前記基地局は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を前記ユーザ端末から受信する受信部をさらに備える。
実施形態では、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアには、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数と見なすための単一のセル識別子が割り当てられている。
実施形態では、前記基地局は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において下りリンク参照信号を送信する送信部と、前記下りリンク参照信号の受信電力及び/又は受信品質を含む測定報告を前記ユーザ端末から受信する受信部と、をさらに備える。前記受信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記測定報告を前記ユーザ端末から受信する。
実施形態では、前記基地局は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において下りリンクユーザデータを前記ユーザ端末に送信する送信部と、前記下りリンクユーザデータについてのAck/Nackを前記ユーザ端末から受信する受信部と、をさらに備える。前記受信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記Ack/Nackを前記ユーザ端末から受信する。
実施形態に係るプロセッサは、第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行うユーザ端末に備えられる。前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。前記プロセッサは、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う。
[実施形態]
以下において、本発明をLTEシステムに適用する場合の実施形態を説明する。
以下において、本発明をLTEシステムに適用する場合の実施形態を説明する。
(システム構成)
図1は、実施形態に係るLTEシステムの構成図である。図1に示すように、実施形態に係るLTEシステムは、UE(User Equipment)100、E−UTRAN(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access Network)10、及びEPC(Evolved Packet Core)20を備える。
図1は、実施形態に係るLTEシステムの構成図である。図1に示すように、実施形態に係るLTEシステムは、UE(User Equipment)100、E−UTRAN(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access Network)10、及びEPC(Evolved Packet Core)20を備える。
UE100は、ユーザ端末に相当する。UE100は、移動型の通信装置であり、接続先のセル(サービングセル)との無線通信を行う。UE100の構成については後述する。
E−UTRAN10は、無線アクセスネットワークに相当する。E−UTRAN10は、eNB200(evolved Node−B)を含む。eNB200は、基地局に相当する。eNB200は、X2インターフェイスを介して相互に接続される。eNB200の構成については後述する。
eNB200は、1又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したUE100との無線通信を行う。eNB200は、無線リソース管理(RRM)機能、ユーザデータのルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、UE100との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。
EPC20は、コアネットワークに相当する。E−UTRAN10及びEPC20によりLTEシステムのネットワークが構成される。EPC20は、MME(Mobility Management Entity)/S−GW(Serving−Gateway)300を含む。MMEは、UE100に対する各種モビリティ制御などを行う。S−GWは、ユーザデータの転送制御を行う。MME/S−GW300は、S1インターフェイスを介してeNB200と接続される。
図2は、UE100のブロック図である。図2に示すように、UE100は、複数のアンテナ101、無線送受信機110、ユーザインターフェイス120、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機130、バッテリ140、メモリ150、及びプロセッサ160を備える。メモリ150及びプロセッサ160は、制御部を構成する。UE100は、GNSS受信機130を有していなくてもよい。また、メモリ150をプロセッサ160と一体化し、このセット(すなわち、チップセット)をプロセッサ160’としてもよい。
複数のアンテナ101及び無線送受信機110は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機110は、プロセッサ160が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換して複数のアンテナ101から送信する。また、無線送受信機110は、複数のアンテナ101が受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換してプロセッサ160に出力する。
ユーザインターフェイス120は、UE100を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス120は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ160に出力する。GNSS受信機130は、UE100の地理的な位置を示す位置情報を得るために、GNSS信号を受信して、受信した信号をプロセッサ160に出力する。バッテリ140は、UE100の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
メモリ150は、プロセッサ160により実行されるプログラム、及びプロセッサ160による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ160は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ150に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、を含む。プロセッサ160は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ160は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
図3は、eNB200のブロック図である。図3に示すように、eNB200は、複数のアンテナ201、無線送受信機210、ネットワークインターフェイス220、メモリ230、及びプロセッサ240を備える。メモリ230及びプロセッサ240は、制御部を構成する。
複数のアンテナ201及び無線送受信機210は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機210は、プロセッサ240が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換して複数のアンテナ201から送信する。また、無線送受信機210は、複数のアンテナ201が受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換してプロセッサ240に出力する。
ネットワークインターフェイス220は、X2インターフェイスを介して隣接eNB200と接続され、S1インターフェイスを介してMME/S−GW300と接続される。ネットワークインターフェイス220は、X2インターフェイス上で行う通信及びS1インターフェイス上で行う通信に用いられる。
メモリ230は、プロセッサ240により実行されるプログラム、及びプロセッサ240による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ240は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ230に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPUと、を含む。プロセッサ240は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
図4は、LTEシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図4に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、OSI参照モデルの第1層乃至第3層に区分されており、第1層は物理(PHY)層である。第2層は、MAC(Media Access Control)層、RLC(Radio Link Control)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層を含む。第3層は、RRC(Radio Resource Control)層を含む。
物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。UE100の物理層とeNB200の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。
MAC層は、データの優先制御、及びハイブリッドARQ(HARQ)による再送処理などを行う。UE100のMAC層とeNB200のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。eNB200のMAC層は、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式)及びUE100への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。
RLC層は、MAC層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE100のRLC層とeNB200のRLC層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。
PDCP層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
RRC層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE100のRRC層とeNB200のRRC層との間では、各種設定のための制御信号(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。UE100のRRCとeNB200のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE100は接続状態(RRC接続状態)であり、そうでない場合、UE100はアイドル状態(RRCアイドル状態)である。
RRC層の上位に位置するNAS(Non−Access Stratum)層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。
図5は、LTEシステムで使用される無線フレームの構成図である。LTEシステムは、下りリンクにはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)、上りリンクにはSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)がそれぞれ適用される。
図5に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ10個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ2個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは1msであり、各スロットの長さは0.5msである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック(RB)を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。1つのサブキャリア及び1つのシンボルによりリソースエレメントが構成される。
UE100に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより構成され、時間リソースはサブフレーム(又はスロット)により構成される。
下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)として使用できる領域である。
上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)として使用される領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)として使用できる領域である。
(実施形態に係る動作)
(1)動作概要
図6は、実施形態に係る動作環境を説明するための図である。
(1)動作概要
図6は、実施形態に係る動作環境を説明するための図である。
図6に示すように、実施形態に係るLTEシステムは、周波数f1及び周波数f2のペアを使用して下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。一組の周波数を使用する点においては、一般的なFDD通信システムと共通する。また、周波数f1におけるチャネル状態と周波数f2におけるチャネル状態とは異なる。
一般的なFDD通信システムでは、UE100は、eNB200から下りリンク周波数f1を使用して送信される下りリンク参照信号に基づいてチャネル推定を行い、下りリンク周波数f1におけるチャネル状態を示すCSIをeNB200にフィードバックする。下りリンク参照信号とは、CRS(Cell−specific Reference Signal)及びCSI−RS(Channel State Information−Reference Signal)などである。
CRSは、セル固有の下りリンク参照信号である。CRS及びCSI−RSは、主にCSIを得るためのチャネル推定(すなわち、CSI測定)に利用される。CRSは、チャネル推定以外にも、モビリティ制御のための受信電力(RSRP:Reference Signal Received Power)測定に利用される。
CSIとは、チャネル品質情報(CQI;Channel Quality Indicator)、プリコーダ行列情報(PMI;Precoder Matrix Indicator)、及びランク情報(RI;Rank Indicator)などである。CQIは、下りリンクにおいて推奨される変調・符号化方式(MCS)を示すインデックスである。PMIは、下りリンクにおいて推奨されるプリコーダ行列を示すインデックスである。RIは、下りリンクにおいて推奨されるランクを示すインデックスである。
eNB200は、UE100からフィードバックされるCSIに基づいて、下りリンク伝送制御を行う。下りリンク伝送制御とは、例えば下りリンクのマルチアンテナ伝送制御及び/又は下りリンクのスケジューリングなどである。例えば、eNB200は、PMI及びRIに基づいて、下りリンクのマルチアンテナ伝送を制御する。また、eNB200は、CQIに基づいて、下りリンクのスケジューリングを行う。
このように、一般的なFDD通信システムでは、下りリンク伝送制御を行うためにCSIフィードバックが必須であり、CSIフィードバックによるオーバーヘッドが問題となる。さらに、下りリンク伝送制御の高度化を図る場合には、より高精度のCSIが必要となるため、フィードバックすべきCSIの情報量が増大し、CSIフィードバックによるオーバーヘッドが深刻な問題となる。また、現状のCSIの精度では、MU−MIMO(Multi User Multiple−Input Multiple−Output)などの高度なマルチアンテナ伝送を導入困難である。
そこで、実施形態では、このような問題を解決するために、リリース8乃至11で規定される従来型のキャリア構造とは異なる新たなキャリア構造(NCT)を導入する。
図7は、実施形態に係るNCTを説明するための図である。
図6及び図7に示すように、UE100は、周波数f1及び周波数f2のペアを使用してeNB200との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。eNB200は、周波数f1及び周波数f2のペアを使用してUE100との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う。周波数f1及び周波数f2のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成(すなわち、TDDキャリア)である。
図7に示すように、1つの下りリンク期間は、1又は複数のサブフレームからなる。1つの上りリンク期間は、1又は複数のサブフレームからなる。また、周波数f1の下りリンク期間及び周波数f2の上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、周波数f1の上りリンク期間及び周波数f2の下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。UE100及びeNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンク通信を行うとともに、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において上りリンク通信を行う。
UE100は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号をeNB200に送信する。eNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号をUE100から受信する。
これにより、eNB200は、UE100から受信した上りリンク参照信号に基づいて、周波数f1及び周波数f2のそれぞれについてのチャネル推定を行うことができる。よって、eNB200は、UE100からのCSIフィードバックに依存することなく、周波数f1及び周波数f2のそれぞれのCSIをeNB200自身で得ることができる。従って、CSIフィードバックによるオーバーヘッドを削減することができる。また、MU−MIMOなどの高度なマルチアンテナ伝送を導入可能とすることができる。
上りリンク参照信号は、eNB200において既知の信号系列であり、サイクリックシフト量と基本系列とによって定義される。例えば基本系列では、時間、周波数両方の領域において固定の振幅を持ち、サイクリックシフトさせた系列が互いに直交するZadoff−Chu系列が適用される。上りリンク参照信号は、サウンディング参照信号(SRS)であってもよい。SRSの送信には、周波数ホッピングが適用される。すなわち、SRSの送信周期毎に、SRSの送信リソースブロックが切り替えられる。
実施形態では、周波数f1及び周波数f2のペアには、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数(すなわち、一組のFDDキャリア)と見なすための単一のセル識別子が割り当てられている。当該セル識別子は、物理層のセル識別子である物理セル識別子(PCI)とは異なり、論理的なセル識別子である。
UE100及びeNB200は、物理層において周波数を切り替えながらTDD通信を行いつつ、MAC層以上においてはFDD通信を行っていると見なして通信を行う。実施形態では、物理層とMAC層との間を境界として、TDDとFDDとが切り替わる。
これにより、TDDキャリアを2つ束ねたキャリアアグリゲーション(CA)とは異なり、MAC層以上において通常のFDD通信を行っているように動作する。よって、CAにおいてキャリアごとに行うべき処理を、キャリアのペアで共通化できる。また、2つのTDDキャリアを一組のFDDキャリア(1コンポーネントキャリアに相当)と見なすことで、FDDのCAにおける最大コンポーネントキャリア数がnである場合に、2×n個のキャリアを使用したCAが実現できる。すなわち、2倍のキャリアを使用して、通信容量を増大することができる。
ただし、NCTをサポートしないUE(レガシーUE)については、周波数f1及び周波数f2の何れか一方を使用した通常のTDD通信が可能であることが求められる。よって、周波数f1及び周波数f2のそれぞれに異なるPCIが割り当てられていることに留意すべきである。
(2)キャリア構造の具体例
次に、図7に示すキャリア構造(以下、「TDD−FDDキャリア構造」という)の具体例について説明する。図8は、LTEにおけるTDDフレーム構成のバリエーションを示す図である。図8に示すように、LTEでは、下りリンク期間及び上りリンク期間のバランスの異なる6つのTDDフレーム構成(Config.)が規定されている。
次に、図7に示すキャリア構造(以下、「TDD−FDDキャリア構造」という)の具体例について説明する。図8は、LTEにおけるTDDフレーム構成のバリエーションを示す図である。図8に示すように、LTEでは、下りリンク期間及び上りリンク期間のバランスの異なる6つのTDDフレーム構成(Config.)が規定されている。
図8において、「D」サブフレームは下りリンク期間を構成するサブフレームであり、「U」サブフレームは上りリンク期間を構成するサブフレームであり、「S」サブフレームはガートタイムとして利用される特別なサブフレームである。
図9は、TDDフレーム構成の組み合わせの一例を説明するための図である。図9に示すように、一方のキャリア(例えば周波数f1)にTDDフレーム構成「0」を設定し、他方のキャリア(例えば周波数f2)にTDDフレーム構成「1」を設定した上で、TDDフレーム構成「1」のキャリアを3サブフレーム後にサイクリックシフトする。すなわち、3サブフレームのオフセットを付加する。
そうすると、全ての「D」サブフレームが時間軸上で「U」サブフレームと一致する。「S」サブフレーム及び「U」サブフレームが時間軸上で一致する部分については、「S」サブフレームを「D」サブフレームと見なして使用することにより、TDD−FDDキャリア構造を実現できる。
(3)動作シーケンス
次に、実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。図10は、実施形態に係るシーケンス図である。
次に、実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。図10は、実施形態に係るシーケンス図である。
図10に示すように、ステップS11において、eNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの設定を示す設定情報をUE100に送信する。設定情報は、ブロードキャストされるシステム情報の一種であるシステム情報ブロック・タイプ(SIB)2により送信される。或いは、SIB1に含まれる「TDD−Config」により、TDD−FDDキャリア構造を示してもよい。また、SIB1に含まれる「FreqBandIndicator」により、TDD−FDDキャリア構造が適用される周波数(周波数f1、周波数f2)を示してもよい。或いは、TDD−FDDキャリア構造が適用される周波数において、特別なプライマリ同期信号(PSS)・セカンダリ同期信号(SSS)の配置を適用することにより、当該周波数を識別可能としてもよい。
或いは、UE100が初期アクセス時は通常のTDDキャリアとして認識させて、後からTDD−FDDキャリア構造を通知する方法とする場合には、ステップS11に代えて、UE100の接続後に例えばRRCメッセージによりTDD−FDDキャリア構造についてUE100に通知してもよい。
ステップS12において、UE100は、eNB200との接続を確立する。ここで、UE100及びeNB200は、周波数f1及び周波数f2のペアに対して、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数(すなわち、一組のペアバンド)と見なすための単一のセル識別子を割り当てる。具体的には、eNB200が、当該識別子をUE100に対して割り当て及び通知するとともに、UE100に割り当てた当該識別子を記憶する。なお、当該通知は、UEのCapabilityに応じて実施してもよく、eNB200負荷やMU−MIMO適用に伴って後から通知してもよい。
また、UE100及びeNB200は、MAC層から物理層に対して、TDD−FDDキャリア構造が適用される旨、及びTDD−FDDキャリア構造のための設定を通知する。さらに、上位層側(例えばRRC層)から下位層側(例えばMAC層)に対して、共通化可能な事項(測定報告、HARQプロセス、Ack/Nackなど)を通知してもよい。以降、物理層において周波数を切り替えながらTDD通信を行いつつ、MAC層以上においてはFDD通信を行っていると見なして通信を行う。
ステップS13において、UE100は、周波数f1を使用して上りリンク参照信号をeNB200に送信する。
ステップS14において、eNB200は、UE100から受信した上りリンク参照信号に基づいて、周波数f1についてのチャネル推定を行う。このようにして、eNB200は、UE100からのCSIフィードバックに依存することなく、周波数f1のCSIをeNB200自身で得ることができる。
ステップS15において、UE100は、周波数f2を使用して上りリンク参照信号をeNB200に送信する。
ステップS16において、eNB200は、UE100から受信した上りリンク参照信号に基づいて、周波数f2についてのチャネル推定を行う。このようにして、eNB200は、UE100からのCSIフィードバックに依存することなく、周波数f2のCSIをeNB200自身で得ることができる。
図11は、実施形態に係る測定報告手順を示すシーケンス図である。
図11に示すように、ステップS101において、eNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンク参照信号を送信する。UE100は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間においてeNB200から下りリンク参照信号を受信する。具体的には、UE100は、サービングセル及び隣接セルからの下りリンク参照信号を受信する。
ステップS102において、UE100は、周波数f1及び周波数f2の何れかについて、下りリンク参照信号の受信電力(RSRP)及び/又は受信品質(RSRQ)を測定する。
ステップS103において、UE100は、RSRP及び/又はRSRQを含む測定報告をeNB200に送信する。ここで、UE100は、周波数f1及び周波数f2のペアで共通の測定報告をeNB200に送信する。eNB200は、測定報告をUE100から受信する。
図12は、実施形態に係るAck/Nack報告手順を示すシーケンス図である。
図12に示すように、ステップS201において、eNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンクユーザデータをUE100に送信する。UE100は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間においてeNB200から下りリンクユーザデータを受信する。
ステップS202において、UE100は、下りリンクユーザデータを復号し、復号成功の場合はAckを生成し、復号失敗の場合はNackを生成する。
ステップS203において、UE100は、下りリンクユーザデータについてのAck/NackをeNB200に送信する。ここで、UE100は、周波数f1及び周波数f2のペアで共通のAck/NackをeNB200に送信する。eNB200は、Ack/NackをUE100から受信する。
具体的には、周波数f1での下り通信に対するAck/Nackを、周波数f1での上り通信で返しても良いし、周波数f2での上り通信で返しても良い。LTEシステムの場合においてはデータ受信から4サブフレーム後にAck/Nackを返す仕様であるため、例えば、ある周波数f1での下り通信サブフレームの4サブフレーム後のサブフレームにおいて第1の周波数が上り通信用サブフレームとなっていれば周波数f1で、周波数f2が上り通信用サブフレームとなっていれば周波数f2で返してもよい。
(実施形態のまとめ)
上述したように、周波数f1及び周波数f2のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。また、周波数f1の下りリンク期間及び周波数f2の上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、周波数f1の上りリンク期間及び周波数f2の下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。UE100及びeNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンク通信を行うとともに、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において上りリンク通信を行う。
上述したように、周波数f1及び周波数f2のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成である。また、周波数f1の下りリンク期間及び周波数f2の上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、周波数f1の上りリンク期間及び周波数f2の下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定される。UE100及びeNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの下りリンク期間において下りリンク通信を行うとともに、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において上りリンク通信を行う。
UE100は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号をeNB200に送信する。eNB200は、周波数f1及び周波数f2のそれぞれの上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号をUE100から受信する。
これにより、eNB200は、UE100から受信した上りリンク参照信号に基づいて、周波数f1及び周波数f2のそれぞれについてのチャネル推定を行うことができる。よって、eNB200は、UE100からのCSIフィードバックに依存することなく、周波数f1及び周波数f2のそれぞれのCSIをeNB200自身で得ることができる。従って、CSIフィードバックによるオーバーヘッドを削減することができる。また、MU−MIMOなどの高度なマルチアンテナ伝送を導入可能とすることができる。
また、周波数f1及び周波数f2のペアには、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数(一組の周波数)と見なすための単一のセル識別子(論理セル識別子)が割り当てられている。
これにより、TDDキャリアを2つ束ねたキャリアアグリゲーション(CA)とは異なり、MAC層以上においては通常のFDD通信を行っているように動作する。よって、CAにおいてキャリアごとに行うべき処理を、キャリアのペアで共通化できる。また、2つのTDDキャリアを一対のFDDキャリア(1コンポーネントキャリア)と見なすことで、FDDのCAにおける最大コンポーネントキャリア数がnである場合に、2×n個のキャリアを使用したCAが実現できる。例えば、LTE−AdvancedシステムにおいてTDDにおいても上下合わせて最大200MHz幅のCAが可能となる。
[その他の実施形態]
上述した実施形態では、物理層とMAC層との間を境界として、TDDとFDDとが切り替わっていた。しかしながら、MAC層とRLC層との間を境界としてもよく、MAC層とRLC層との間を境界としてもよく、RLC層とPDCP層との間を境界としてもよく、PDCP層とRRC層との間を境界としてもよい。
上述した実施形態では、物理層とMAC層との間を境界として、TDDとFDDとが切り替わっていた。しかしながら、MAC層とRLC層との間を境界としてもよく、MAC層とRLC層との間を境界としてもよく、RLC層とPDCP層との間を境界としてもよく、PDCP層とRRC層との間を境界としてもよい。
上述した各実施形態では、セルラ通信システムの一例としてLTEシステムを説明したが、LTEシステムに限定されるものではなく、LTEシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。
10…E−UTRAN、20…EPC、100…UE、101…アンテナ、110…無線送受信機、120…ユーザインターフェイス、130…GNSS受信機、140…バッテリ、150…メモリ、160…プロセッサ、200…eNB、201…アンテナ、210…無線送受信機、220…ネットワークインターフェイス、230…メモリ、240…プロセッサ、300…MME/S−GW
Claims (11)
- 第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行うユーザ端末であって、
前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成であり、
前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定され、
前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備えることを特徴とするユーザ端末。 - 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を前記基地局に送信する送信部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアには、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数と見なすための単一のセル識別子が割り当てられていることを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記基地局から下りリンク参照信号を受信する受信部と、
前記下りリンク参照信号の受信電力及び/又は受信品質を含む測定報告を前記基地局に送信する送信部と、をさらに備え、
前記送信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記測定報告を前記基地局に送信することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。 - 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記基地局から下りリンクユーザデータを受信する受信部と、
前記下りリンクユーザデータについてのAck/Nackを前記基地局に送信する送信部と、をさらに備え、
前記送信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記Ack/Nackを前記基地局に送信することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。 - 第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用してユーザ端末との下りリンク通信及び上りリンク通信を行う基地局であって、
前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成であり、
前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定され、
前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行う制御部を備えることを特徴とする基地局。 - 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を前記ユーザ端末から受信する受信部をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の基地局。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアには、MAC層以上において単一のFDD構成の周波数と見なすための単一のセル識別子が割り当てられていることを特徴とする請求項6に記載の基地局。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において下りリンク参照信号を送信する送信部と、
前記下りリンク参照信号の受信電力及び/又は受信品質を含む測定報告を前記ユーザ端末から受信する受信部と、をさらに備え、
前記受信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記測定報告を前記ユーザ端末から受信することを特徴とする請求項6に記載の基地局。 - 前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において下りリンクユーザデータを前記ユーザ端末に送信する送信部と、
前記下りリンクユーザデータについてのAck/Nackを前記ユーザ端末から受信する受信部と、をさらに備え、
前記受信部は、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のペアで共通の前記Ack/Nackを前記ユーザ端末から受信することを特徴とする請求項6に記載の基地局。 - 第1の周波数及び第2の周波数のペアを使用して基地局との下りリンク通信及び上りリンク通信を行うユーザ端末に備えられるプロセッサであって、
前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれは、下りリンク期間と上りリンク期間とを交互に有するTDD構成であり、
前記第1の周波数の前記下りリンク期間及び前記第2の周波数の前記上りリンク期間が時間軸上で一致し、かつ、前記第1の周波数の前記上りリンク期間及び前記第2の周波数の前記下りリンク期間が時間軸上で一致するように設定され、
前記プロセッサは、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記下りリンク期間において前記下りリンク通信を行うとともに、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれの前記上りリンク期間において前記上りリンク通信を行うことを特徴とするプロセッサ。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160115 |
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