JP2015506604A - 動的スペクトル割当てのための方法、装置、およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
関連出願の相互参照
本出願は、参照により全体として内容を本明細書において援用する、2011年12月22日に出願された米国特許仮出願第61/579,145号明細書の優先権を主張するものである。
アナログTV帯域は、超短波(VHF:Very High Frequency)帯域、および極超短波(UHF:Ultra High Frequency)帯域を含む。VHFは、54MHzから88MHz(72MHzから76MHzを除く)で動作する低VHF帯域、および174MHzから216MHzで動作する高VHF帯域から成る。UHF帯域は、470MHzから698MHzで動作する低UHF帯域、および698MHzから806MHzで動作する高UHF帯域から成る。
・隣接するBS、たとえば517または519は、BS501に送信された元のチャネルリストに一覧されたチャネルを割り振る、
・元のチャネルリストに提供されている1または複数のチャネルのチャネル使用率は、所与のしきい値を超える、
・元のリストに提供されている1または複数のチャネルのチャネルタイプは変化している、たとえばチャネルタイプは使用可能からPU割り当て済みに変化した、および/または
・元のリストで提供されなかったチャネルは、BSに使用される潜在的な候補チャネルとなる、たとえば、チャネルタイプがPU割り当て済みから使用可能に変化し、チャネルは隣接するBSによって割当て解除される、など。
動的スペクトル割当て
候補チャネル監視
・二次認可のタイプのチャネルについては、特にチャネルが所与の時間に単一のeNBによって使用される場合、eNB(および/またはWTRU)はこれを検知する必要はない。
・使用可能なタイプのチャネルについては、多くのセカンダリユーザが、同じ地理的位置において同じ時間にこれにアクセスすることができる。このチャネルタイプの場合、eNB(および/またはWTRU)は、セカンダリユーザ(SU)の検知を実行すべきである。SU検知は、その他のセカンダリユーザのチャネル使用を評価すべきであり、さまざまなセカンダリユーザのRF信号特性を識別するために特徴検出をオプションで実行することができる(この情報は共存の目的で使用されてもよい)。
・プライマリユーザ(PU)割り当て済みのタイプのチャネルについては、eNB(および/またはWTRU)は、PUがeNB(および/またはWTRU)において検出されない限りこれを使用することが許容される。したがって、eNB(および/またはWTRU)は、PU検出のための検知を実行すべきである。さらに、その他のセカンダリユーザもまたこのチャネルを使用することがあるので、eNB(および/またはWTRU)もまたSU検知を実行すべきである。
・監視される候補チャネルタイプが別のユーザに対して二次認可となる。この場合、CMからのそのような情報を受信したことに応答して、SAは、そのチャネルの監視を停止して、候補チャネル再選出手順をトリガーすることによって監視するN個のチャネルのそのリスト内のチャネルを置き換える。
・監視される候補チャネルタイプがPU割り当てとなる。この場合、SAは、そのチャネルでPU検知を開始するように検知プロセッサを構成する。オプションで、SAはまた、候補チャネル再選出手順を使用して、PU割り当てのチャネルを、別の使用可能なチャネルと置き換えることを考慮することもできる。
・監視される候補チャネルタイプがセカンダリユーザによって使用されている。この場合、CMは、共存の観点からSUの推定されるチャネル使用およびタイプに関する情報をSAに提供する必要がある。SAは、チャネル使用が高すぎて、SUがフレンドリーに共存していない場合には、候補チャネル再選出手順を通じてチャネルを置き換えることを検討することができる。あるいは、SAは、この情報を無視し、SU検知のみに依存してeNB位置におけるこの新しいSUの実際の影響を測定することもできる。
・新しい二次認可のチャネルが解放されて使用できる。この場合、CMは、eNBが使用可能なPU割り当て済みのチャネルを監視していることを知って、SAに新しく二次認可されたチャネルについて通知する。SAは、そのランク付け候補チャネルリストから最下位ランクのチャネルを選択して、その検知を停止するようにeNBおよび/またはWTRU(複数可)において検知を再構成する。次いで、SAは、新しいチャネルをその候補チャネルリストに含め、新しいチャネルで検知を開始するようにeNBおよび/またはWTRU(複数可)において再構成をトリガーする。
アクティブチャネル監視
・CMは、たとえば二次認可されているチャネルが所与の期間にわたりプライマリユーザに割り当てられるなど、チャネルステータスの変化をeNBに通知することができる。この場合、RRM管理および制御機能は、PU検出の検知がチャネルを使用しているeNBおよび/またはWTRUにおいて構成されるように、アクティブチャネル監視の再構成をトリガーする。
・PUの検出は、PUを検出したノードのタイプおよび/または(検出を行ったノードの数に関する)検出の範囲に応じて、異なる反応をもたらす可能性がある。少数のWTRUがPUの存在を検出する場合、RRM管理および制御機能は、PUを検出したWTRUにチャネルを割り当てることを回避するようにパケットスケジューラに指示することができる。チャネルは、ダウンリンク送信のためにこれらのWTRUにおいて非アクティブ化され、対応する検知および測定は解放されるように再構成されてもよい。しかし、検出がeNBまたは多数のWTRUにおいて生じる場合、RRM管理および制御機能は、シームレスなチャネル切替え手順をトリガーすることができる。
・SUおよび/またはSUによるチャネルの使用の増大の検出。オペレータ/ローカルポリシーに応じて、RRM管理および制御機能は、シームレスなチャネル切替え手順をトリガーすることができる。一部の実施形態において、RRM管理および制御機能は、SUによって引き起こされるパフォーマンスの低下が許容可能である場合、そのようなチャネルで共存しようと試みることができる。
・LTEベースの測定レポートから、低下が(少数のWTRUの)固有のリンクで評価される場合、負荷分散、ICICなどのような特化された手順が問題を処理するために実行されてもよい。オプションで、パケットスケジューラは、そのチャネルを固有のWTRUに割り当てることを回避するように指示されてもよい。しかし、低下が多数のWTRUについて検出され、チャネルに全般的である場合、RRM管理および制御機能は、シームレスなチャネル切替え手順をトリガーすることができる。
シームレスなチャネル切替え
1. eNBは、認可不要帯域で帯域幅を決定して割り振ることに責任を負う中央エンティティからチャネル変更要求を受信する(これはeNB自身であってもよい)。セル変更要求は、SuppCellが移行すべき認可不要帯域の新しいチャネルを含むことが想定され、eNBおよびWTRUによるこのチャネルの使用に必要な追加の情報を含む。このセル変更要求はMACレイヤに転送され、MACレイヤはこの要求を開始して制御することに責任を負う。
2. eNBにおいてMACレイヤは、セル変更要求および新しいチャネルに関する重要な情報(キャリア周波数、最大許容可能送信電力)を受信する。
3. eNBにおいてMACレイヤは、チャネル切替えMAC CEを含むMAC PDU(プロトコルデータユニット)を作成する。チャネル切替えMAC CEは、ステップ1で取得された重要なチャネル情報を含む。チャネル切替えMAC CEは、現在eNBにおける送信の準備が整っているMAC SDU(サービスデータユニット)よりも高い優先順位を与えられる。チャネル切替えMAC CEがトランスポートブロックとしてPHYレイヤにマッピングされる方法についてのさらなる詳細は、以下に示される。
4. MAC CEを含むトランスポートブロックを受信する各WTRUは、MACレイヤにおいてチャネル切替えを復号する。次いで、MACレイヤは、固有のフレーム/サブフレームにおいて(チャネル切替えメッセージに従って)新しいチャネルに切替えるようにPHYレイヤ(およびフロントエンド)を構成する。
5. チャネル切替えMAC CEが受信される場合、現在MACレイヤによって保持されているHARQバッファおよびその他のコンテキスト情報は変更されない。たとえば、WTRUが補足ULキャリアでACK/NACKを送信するようにスケジュールされ、その補足キャリアのチャネルがACK/NACKの送信に先立って切替えられた場合、WTRUは、同じスケジュールされたサブフレームでACK/NACKを送信するが、新しいチャネル/周波数で送信する。
6. 必要に応じて、チャネル切替えに関連する一部の限られた量の情報は、RRCレイヤに渡されて、チャネル切替えに透過的でありながら、RRCの適正な機能を保証することができる。これはまた、MACとRRCとの間で交換される(MACレイヤによる)情報の変換で構成されてもよい。
7. WTRUとeNB/HeNBとの間のRRCメッセージングは、使用されているSuppCellの観点からeNB/HeNBおよびWTRUのRRCレイヤを再同期化するために使用される。
RRC_Preconfiguration := SEQUENCE (SIZE (1..maxSuppCell)) OF
SuppCellToPreConfigure
SuppCellToPreConfigure ::= SEQUENCE {
SuppCellIndex SuppCellIndex,
CellIndentification SEQUENCE {
phySuppCellID phySuppCellID,
dl-CarrierFreq ARFCN
}
suppCellradioResourceConfigCommon RadioResourceConfigCommon
suppCellradioResourceConfigDedicated RadioResourceConfigDedicated
}
1. RRCは、事前構成済みのSuppCellとして認可不要帯域のすべての潜在的に使用可能なチャネルを事前構成する。使用可能なチャネルは、たとえば、TVWSデータベースに含まれている情報からRRCに伝達されてもよい。
2. 1または複数の事前構成済み(および非アクティブ化)SuppCellは、現在アクティブなSuppCell(SuppCell1)の代替として選択される。この決定は、たとえば、チャネル近接性または可用性に基づいて行われてもよい。これはまた、チャネル特性(たとえば、帯域幅または最大送信電力)の類似性に基づいてもよい。
3. コンテキストに関連する構成パラメータ(たとえば、TDD UL/DL構成)がSuppCell1と同一に設定されるように、RRC構成メッセージは、選択された事前構成済みSuppCell(つまりSuppCell2)を再構成するために送信されてもよい。このステップは、任意のセル変更に先立って複数回実行されてもよい(たとえば、アクティブなSuppCellのRRC構成が変更されるごとに、同じ変更が、代替として役割を果たすべき事前構成済みのSuppCellの特定のパラメータに適用される)。
4. eNB/HeNBにおけるRRCレイヤは、上位レイヤによりチャネルを変更する必要を通知される。次いで、この通知はMACレイヤに送信される。
5. チャネル切替えMAC制御要素はWTRUに送信されて、SuppCell(たとえば、SuppCell1)を非アクティブ化して解放し、ステップ1で定義された事前構成済みのセル(たとえば、SuppCell2)からSuppCellを構成して場合によってはアクティブ化するようにWTRUに指示する。
6. 場合によっては、WTRUは、チャネル切替えメッセージに応答して、チャネル切替えACK MAC CEを送信する。
7. WTRUのMACレイヤは、セル変更についてRRCレイヤに通知する。
グループベースのチャネル切替えMAC制御要素
L1制御シグナリングベースのセル変更メカニズム
セル変更を可能にするためのクロスキャリアスケジューリングの使用
・WTRUは、CIFベクトルが現在要素のその最大数に到達している場合、CIFベクトルから補足セルを除去することができ、WTRUは現在CIFベクトルに存在しない新しいCIFでリソースをスケジュールしたので、新しいCIFが挿入される必要がある。この場合、CIFベクトル上のもう1つの要素は、eNBから最も頻度の低い割当てを受信した補足セルを除去することのような、一部の固有のルールを使用して除去される。
・WTRUは、特定のサブフレーム数(システム情報を通じてWTRUおよびeNBに知られている)が補足セルに割当てが行われることなく経過した後、CIFベクトルから補足セルを除去することができる、および/または
・eNBは、専用RRCシグナリングまたはMACレイヤシグナリングによりCIFベクトルから補足セルの除去を明示的に要求することができる。
本明細書において説明されるセル変更のいずれにおいても、LE帯域のセル変更のメカニズムには、WTRUおよびeNBにおけるMACレイヤによるソフト移行手順が必要となる場合がある。(たとえば、現在使用されているチャネルの1つでのプライマリユーザの検出により)動作する新しいLEチャネルを選択する場合、この新しいチャネルへのアクセスは、即時に生じないこともある。特に、eNBおよび/またはWTRUは、最初に、実際の送信に先立ってクリアチャネル評価(CCA:clear channel assessment)に対する一部のエネルギー検出を実行することによって、チャネルが確実に解放されているよう望むことができる。この「リッスンビフォアトーク(Listen−Before−Talk)」の方策は、LTEシステムがLE帯域を現在使用しているその他のユーザと共存し、またその自身のチャネルアクセス中にそれらのセカンダリユーザからの干渉を回避することを保証する。
さまざまな実施形態によれば、セル変更中に、HARQプロセスの単一のセットが、ソースおよび宛先セルに採用される。その結果、送信が両方のセルにわたり同時に生じうるソフト移行期間中、eNBまたはWTRU(ULまたはDL送信に応じて)は、固有のプロセス番号が送信されるべきセルを選択する。送信機は、新しいセルで送信されるべきプロセス番号のサブセットを選択することによって始動する(通常、移行を使用可能にするために新しいセルで単一のプロセス番号が送信されてもよい)。
本明細書において説明されるシステムおよび方法の一部の実施形態は、集中CMエンティティに依存しないこともある。そのような実施形態において、eNBは、ローカル検知/測定レポートと組み合わされたTVWSデータベースのクエリに基づいてチャネル割当ての決定を行うことができる。これを達成するため、一部の実施形態は、eNB動作によるセル検索メカニズムを使用する。このメカニズムは、たとえば、適切にオペレーティングキャリアを選択すること、チャネルを常時監視すること、およびeNBによって測定された干渉レベルが特定の値を超えるなどの必要な場合に異なるオペレーティングキャリアに切替えることなどのような、さまざまな方法を通じて、近隣eNBおよびその他の非LTEネットワークによって引き起こされる干渉を最小に抑えることを目指している。
1. すべてのチャネル候補をスキャンし、チャネル品質(すなわち、RSSI)を測定する(2011)。
2. チャネル品質順序に基づいてすべてのチャネル候補をランク付けする(2013)、たとえば、最低RSSIを持つチャネルはNo.1にランクされる、というように続く。
3. チャネル選択手順を実行する(2015:後段においてさらに詳細に説明される)。
4. 選択されるチャネルを決定して、このチャネル上の同じRATネットワークのすべてのセルIDをリストする(2021)。
5. このチャネル上の同じRATネットワークによって使用されていないセルIDを使用する(2023)。
1. 最高のランク付けを持つチャネルを選択して、チャネル使用分析を実行する(2016)。
2. チャネル使用分析を実行して、チャネルが同じRATによるネットワークによって過剰に使用されているかどうか決定する(2017)。
3. 過剰に使用されている場合、eNBは、2番目に高いランク付けを持つチャネルに移動して(2018)、そのチャネルにチャネル使用分析を実行する(2016に戻る)。
4. 一方、チャネル使用が、チャネルが同じRATによるネットワークによってわずかしか使用されていないことを示す場合、eNBはこのチャネルを選択する(2019)。
1. 最高のランク付けを持つチャネルを選択して、干渉対カバレッジ分析を実行する。
2. 干渉対カバレッジ分析の例は、望ましいカバレッジを保証するためにeNBによって使用される電力が、特定のしきい値を超える干渉を、eNBを共有する同一チャネルに引き起こすかどうかを決定してもよい。干渉を引き起こす場合、eNBは、次に高いランク付けのチャネルに移動して同様の分析を行い、干渉を引き起こさない場合、eNBは、このチャネルを選択して、このチャネルで動作を開始する。
このフェーズにおけるeNBの例示的なタスクは、以下の事項を含むことができる。
1.チャネル条件を定期的/不規則的に測定すること(2031)、たとえば、eNBにおける受信干渉電力の測定およびチャネル使用の分析。
2.チャネル測定、受信品質レポート、および検知結果を関連するWTRUから収集すること、たとえばRSRP、RSRQ、およびACK/NACK(2033)。
3.定期的/不規則的にTVWSデータベースを調べ、プライマリユーザの存在を検出すること(2035)。
実施形態
結び
Claims (30)
- 可用性についてスペクトルを監視するために基地局で実施される方法であって、
前記スペクトル内の候補チャネルのリストを管理エンティティから受信するステップと、
使用の候補に関する前記リスト内の前記候補チャネルの少なくとも1つを監視するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 候補チャネルの前記リストを受信する前記ステップは、前記スペクトル内の前記候補チャネルのその他の潜在的なユーザに関する共存情報を受信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記監視に基づいて使用の前記リスト内の前記候補チャネルの少なくとも1つを選択するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記監視するステップは、
前記候補チャネルのうちN個を選択するステップであって、Nは候補チャネルの数と等しいかまたはそれよりも小さい整数であるステップを備えることを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記基地局によって監視されている前記チャネルの前記識別を前記管理エンティティに送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記N個の候補チャネルの少なくとも1つを監視するように送信/受信ユニット(WTRU)を構成するためのメッセージを、前記基地局と通信する前記WTRUに送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つのその他のユーザによるチャネルの特定の使用の検出に応答して、候補チャネル監視再選出手順を開始するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つのその他のユーザによるチャネルの特定の使用の検出に応答して、候補チャネル監視再選出手順を開始するステップをさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記候補チャネル監視再選出手順は、更新済みチャネルリストを要求するメッセージを前記管理エンティティに送信するステップを備えることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記候補チャネル監視再選出手順は、前記特定の使用が検出されたチャネルを前記N個のチャネルから除去するステップと、このチャネルを前記更新済みチャネルリストからの別のチャネルと置き換えるステップとを備えることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 候補チャネルのステータス変更の通知を前記管理エンティティから受信するステップと、
ステータス変更の前記通知に応答して、候補チャネル監視再選出手順を開始するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 候補チャネルのステータス変更の通知を前記管理エンティティから受信するステップと、
ステータス変更の前記通知に応答して、候補チャネル監視再選出手順を開始するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記監視するステップは、
前記管理エンティティと対話するステップと、
1または複数の候補チャネルを前記基地局によって選択するステップと、
前記基地局によって、周波数間測定を開始するように認知検知対応の無線送信/受信ユニット(WTRU)を構成するステップとを備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記基地局によって前記認知検知対応のWTRUを構成する前記ステップは、RRCシグナリングを介して実行されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記WTRUからの検出イベントを、前記基地局から受信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記検出イベントがセカンダリユーザによる前記チャネルの使用を指示することを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記検出イベントがプライマリユーザによる前記チャネルの使用を指示することを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記検出イベントはRRCシグナリングを介して受信されることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- トリガーイベントが満たされる場合、前記共存マネージャから更新情報を受信するステップを備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記トリガーイベントが、別の基地局がチャネルを割り振ることであることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記トリガーイベントが、しきい値を超えるチャネル使用であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記トリガーイベントが、前記チャネルリスト内のチャネルのチャネルタイプの変更であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記トリガーイベントが、前記チャネルリストへの候補チャネルの追加であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 認可免除(Licensed Exempt)スペクトル内のチャネルの基地局による使用を割り振るために前記基地局内で実施される方法であって、
前記スペクトル内の候補チャネルのリストを共存管理エンティティから受信するステップと、
使用の候補に関する前記リスト内の前記候補チャネルの少なくとも1つを監視するステップと、
無線送信/受信ユニット(WTRU)と通信するために前記候補チャネルの少なくとも1つを使用するステップと、
前記少なくとも1つのチャネルのステータスに変化が発生したときに検出するステップと、
前記少なくとも1つのチャネルのステータスの変化の検出に応答して、前記少なくとも1つのチャネルが前記基地局による使用に引き続き使用可能であるかどうかを決定するステップと、
前記少なくとも1つのチャネルが前記基地局による使用に使用可能ではないと決定される場合、別のチャネルに切替えるステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記ステータス変更がプライマリユーザによる少なくとも1つのチャネルの使用を備える場合、前記チャネルを退避するステップをさらに備えることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記ステータス変更が、前記少なくとも1つのチャネルがプライマリユーザに割り当てられることを備える場合、プライマリユーザの監視を含むように前記少なくとも1つのチャネルの監視を再構成するステップをさらに備えることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記ステータス変更が、しきい値を超える前記基地局以外のセカンダリユーザによる前記少なくとも1つのチャネルの使用を備える場合、前記チャネルを退避するステップをさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 基地局と少なくとも1つの無線送信/受信ユニット(WTRU)との間の通信を、認可免除スペクトルの第1のチャネルから第2のチャネルへ切替えるための方法であって、
通信が切替えられる前記第2のチャネルを識別するチャネル切替え要求を前記基地局において受信するステップと、
チャネル切替えMAC CEを含むMAC PDUを前記基地局において作成するステップであって、前記チャネル切替えMAC CEは前記チャネル切替え要求に含まれる情報を含むステップと、
前記MAC PDUを前記基地局から前記少なくとも1つのWTRUに送信するステップと、
前記少なくとも1つのWTRUにおいて前記MAC PDUを受信するステップと、
RRC接続再構成メッセージを前記基地局から前記少なくとも1つのWTRUに送信するステップと、
RRCメッセージングを使用して前記基地局と前記少なくとも1つのWTRUとの間の通信を再構成するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記MAC CEは、
前記チャネル切替えを受けるキャリアを識別するキャリアインジケータフィールド(CIF)と、
前記第2のチャネルを識別するターゲットチャネル番号と、
前記少なくとも1つのWTRUが前記第2のチャネルで送信することができる最大電力を指定する最大電力フィールドと、
前記チャネル切替えが生じるべきSFNを含むフレームおよび/またはサブフレーム番号と、
前記第2のチャネルの物理セルIDを指示する新しいセルIDのうちの少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項28に記載の方法。 - 基地局と少なくとも1つの無線送信/受信ユニット(WTRU)との間の通信を、認可免除スペクトルの第1のチャネルから第2のチャネルへ切替えるための方法であって、
通信が切替えられる前記第2のチャネルを識別するチャネル切替え要求を前記基地局において受信するステップと、
前記基地局のRRCレイヤが、前記第2のチャネルの電源オンをトリガーし、チャネル切替えメッセージのRRC部分を作成して、情報を前記第2のチャネルに関連する前記基地局のMACレイヤに送信するステップと、
前記MACレイヤが、前記チャネル切替えが発生する時間を決定し、前記チャネル切替えが発生する時間の指示を含む前記チャネル切替えメッセージのMAC部分を作成するステップと、
前記チャネル切替えをリソースブロックのセットに割当て、関連するチャネル切替えDCIフォーマットをPDCCHおよびPDSCHにマッピングして、前記DCIを前記少なくとも1つのWTRUに送信するステップと、
前記WTRUのMACレイヤが、前記チャネル切替えメッセージの前記MACセクションを読み取り、前記チャネル切替え時間の時点で前記指定されたパラメータの使用を開始するステップと、
前記WTRUのRRCレイヤが、前記チャネル切替えメッセージの前記MACセクションを読み取り、それに従って前記第2のチャネルで測定が実行されるように再構成するステップと
を備えることを特徴とする方法。
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