本開示は、アップリンク送信をスケジューリングする無線基地局と、スケジューリングされたアップリンク送信を実行するユーザ機器と、無線基地局を動作させる方法と、ユーザ機器を動作させる方法とに関する。さらに、本開示は、ユーザ機器および無線基地局を備えた対応するシステムを提供する。
ロングタームエボリューション(LTE)
WCDMA(登録商標)無線アクセス技術をベースとする第3世代の移動通信システム(3G)は、世界中で広範な規模で配備されつつある。この技術を機能強化または発展・進化させるうえでの最初のステップとして、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)と、エンハンストアップリンク(高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)とも称する)とが導入され、これにより、極めて競争力の高い無線アクセス技術が提供されている。
ユーザからのますます増大する需要に対応し、新しい無線アクセス技術に対する競争力を確保する目的で、3GPPは、ロングタームエボリューション(LTE)と称される新しい移動通信システムを導入した。LTEは、今後10年間にわたり、データおよびメディアの高速伝送ならびに大容量の音声サポートに要求されるキャリアを提供するように設計されている。高いビットレートを提供する能力は、LTEにおける重要な方策である。
LTE(ロングタームエボリューション)に関する作業項目(WI)の仕様は、E−UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access(UTRA):進化したUMTS地上無線アクセス)およびE−UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network(UTRAN):進化したUMTS地上無線アクセスネットワーク)と称され、最終的にリリース8(LTEリリース8)として公開される。LTEシステムは、パケットベースの効率的な無線アクセスおよび無線アクセスネットワークであり、IPベースの全機能を低遅延かつ低コストで提供する。LTEでは、与えられたスペクトルを用いてフレキシブルなシステム配備を達成するために、スケーラブルな複数の送信帯域幅(例えば、1.4MHz、3.0MHz、5.0MHz、10.0MHz、15.0MHz、および20.0MHz)が指定されている。ダウンリンクには、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)をベースとする無線アクセスが採用されている。なぜなら、かかる無線アクセスは、低いシンボルレートのため本質的にマルチパス干渉(MPI)を受けにくく、また、サイクリックプレフィックス(CP)を使用しており、さらに、さまざまな送信帯域幅の構成に対応可能だからである。アップリンクには、SC−FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access:シングルキャリア周波数分割多元接続)をベースとする無線アクセスが採用されている。なぜなら、ユーザ機器(UE)の送信出力が限られていることを考えれば、ピークデータレートを向上させるよりも広いカバレッジエリアを提供することが優先されるからである。LTEリリース8/9では、数多くの主要なパケット無線アクセス技術(例えば、MIMO(多入力多出力)チャネル伝送技術)が採用され、高効率の制御シグナリング構造が達成されている。
LTEのアーキテクチャ
図1は、LTEの全体的なアーキテクチャを示している。E−UTRANはeNodeBから構成され、eNodeBは、ユーザ機器(UE)に向かう、E−UTRAのユーザプレーン(PDCP/RLC/MAC/PHY)プロトコルおよび制御プレーン(RRC)プロトコルを終端させる。eNodeB(eNB)は、物理(PHY)レイヤ、媒体アクセス制御(MAC)レイヤ、無線リンク制御(RLC)レイヤ、およびパケットデータ制御プロトコル(PDCP)レイヤ(これらのレイヤはユーザプレーンのヘッダ圧縮および暗号化の機能を含む)をホストする。eNBは、制御プレーンに対応する無線リソース制御(RRC)機能も提供する。eNBは、無線リソース管理、アドミッション制御、スケジューリング、交渉によるアップリンクサービス品質(QoS)の実施、セル情報のブロードキャスト、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンデータの暗号化/復号、ダウンリンク/アップリンクのユーザプレーンパケットヘッダの圧縮/復元など、多くの機能を実行する。複数のeNodeBは、X2インタフェースによって互いに接続されている。
また、複数のeNodeBは、S1インタフェースによってEPC(Evolved Packet Core:進化したパケットコア)、より具体的には、S1−MMEによってMME(Mobility Management Entity:移動管理エンティティ)、S1−Uによってサービングゲートウェイ(SGW:Serving Gateway)に接続されている。S1インタフェースは、MME/サービングゲートウェイとeNodeBとの間の多対多関係をサポートする。SGWは、ユーザデータパケットをルーティングして転送する一方で、eNodeB間のハンドオーバー時におけるユーザプレーンのモビリティアンカーとして機能し、さらに、LTEと別の3GPP技術との間のモビリティのためのアンカー(S4インタフェースを終端させ、2G/3GシステムとPDN GWとの間でトラフィックを中継する)として機能する。SGWは、アイドル状態のユーザ機器に対しては、ダウンリンクデータ経路を終端させ、そのユーザ機器へのダウンリンクデータが到着したときにページングをトリガーする。SGWは、ユーザ機器のコンテキスト(例えばIPベアラサービスのパラメータ、またはネットワーク内部ルーティング情報)を管理および格納する。さらに、SGWは、合法傍受(lawful interception)の場合にユーザトラフィックの複製を実行する。
MMEは、LTEのアクセスネットワークの主要な制御ノードである。MMEは、アイドルモードのユーザ機器の追跡およびページング手順(再送信を含む)の役割を担う。MMEは、ベアラのアクティブ化/非アクティブ化プロセスに関与し、さらには、最初のアタッチ時と、コアネットワーク(CN)ノードの再配置を伴うLTE内ハンドオーバー時とに、ユーザ機器のSGWを選択する役割も担う。MMEは、(HSSと対話することによって)ユーザを認証する役割を担う。非アクセス層(NAS:Non-Access Stratum)シグナリングはMMEにおいて終端され、MMEは、一時的なIDを生成してユーザ機器に割り当てる役割も担う。MMEは、サービスプロバイダの公衆陸上移動網(PLMN:Public Land Mobile Network)に入るためのユーザ機器の認証をチェックし、ユーザ機器のローミング制約を実施する。MMEは、NASシグナリングの暗号化/完全性保護においてネットワーク内の終端点であり、セキュリティキーの管理を行う。シグナリングの合法傍受も、MMEによってサポートされる。さらに、MMEは、LTEのアクセスネットワークと2G/3Gのアクセスネットワークとの間のモビリティのための制御プレーン機能を提供し、SGSNからのS3インタフェースを終端させる。さらに、MMEは、ローミングするユーザ機器のためのホームHSSに向かうS6aインタフェースを終端させる。
LTEにおけるコンポーネントキャリア構造
3GPP LTEシステムのダウンリンクコンポーネントキャリアは、いわゆるサブフレームにおける時間−周波数領域でさらに分割される。3GPP LTEで、各サブフレームは、図2に示すように2つのダウンリンクスロットに分割され、そこにおいて、第1のダウンリンクスロットは、第1のOFDMシンボル内の制御チャネル領域(PDCCH領域)を備える。各サブフレームは、時間領域内の所与の数のOFDMシンボルで構成され(3GPP LTE(リリース8)では12個または14個のOFDMシンボル)、各OFDMシンボルはコンポーネントキャリアの帯域幅全体に広がる。したがって、OFDMシンボルそれぞれは、それぞれのサブキャリアで送信されるいくつかの変調シンボルで構成される。LTEでは、各スロットにおける送信信号は、NDL RB×NRB sc本のサブキャリアとNDL symb個のOFDMシンボルのリソースグリッドによって記述される。NDL RBは、帯域幅の中のリソースブロックの数である。数NDL RBは、セルにおいて設定されているダウンリンク送信帯域幅に依存し、Nmin,DL RB≦NDL RB≦Nmax,DL RBを満たし、この場合、Nmin,DL RB=6およびNmax,DL RB=110は、それぞれ、現在のバージョンの仕様によってサポートされている最小ダウンリンク帯域幅および最大ダウンリンク帯域幅である。NRB scは、1個のリソースブロックの中のサブキャリアの数である。通常のサイクリックプレフィックスのサブフレーム構造の場合、NRB sc=12、NDL symb=7である。
例えば3GPPロングタームエボリューション(LTE)において使用されるような、例えばOFDMを使用する、マルチキャリア通信システムを想定すると、スケジューラによって割り当てることができるリソースの最小単位は、1つの「リソースブロック」である。物理リソースブロック(PRB)は、図2に例示したように、時間領域における連続するOFDMシンボル(例えば7個のOFDMシンボル)および周波数領域における連続するサブキャリア(例えばコンポーネントキャリアの12本のサブキャリア)として定義される。したがって3GPP LTE(リリース8)では、物理リソースブロックはリソースエレメントから構成され、時間領域における1つのスロットおよび周波数領域における180kHzに対応する(ダウンリンクリソースグリッドに関するさらなる詳細は、例えば非特許文献1(現在のバージョン12.6.0)の6.2節(3GPPのウェブサイトで入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれている)を参照)。
1つのサブフレームは、2つのスロットで構成され、したがって、いわゆる「通常の」CP(サイクリックプレフィックス)が使用されるときにはサブフレーム内に14個のOFDMシンボルが存在し、いわゆる「拡張」CPが使用されるときにはサブフレーム内に12個のOFDMシンボルが存在する。専門用語を目的として、以下で、サブフレーム全体に広がる同じ連続するサブキャリアと同等の時間−周波数リソースは、「リソースブロックペア」または同意義の「RBペア」もしくは「PRBペア」と呼ばれる。「コンポーネントキャリア」という用語は、周波数領域におけるいくつかのリソースブロックの組合せを示す。LTEの将来のリリースでは、「コンポーネントキャリア」という用語はもはや使用されず、その代わりに、その専門用語はダウンリンクリソースおよびオプションでアップリンクリソースの組合せを示す「セル」に変更される。ダウンリンクリソースのキャリア周波数とアップリンクリソースのキャリア周波数との間のリンク付けは、ダウンリンクリソースで送信されるシステム情報において指示される。
コンポーネントキャリアの構造に関する同様の想定は、以降のリリースにも適用される。
より広い帯域幅のサポートのためのLTE−Aにおけるキャリアアグリゲーション
世界無線通信会議2007(WRC−07)において、IMT−Advancedの周波数スペクトルが決定された。IMT−Advancedのための全体的な周波数スペクトルは決定されたが、実際に利用可能な周波数帯域幅は、地域や国によって異なる。しかしながら、利用可能な周波数スペクトルのアウトラインの決定に続いて、3GPP(第3世代パートナーシッププロジェクト)において無線インタフェースの標準化が開始された。
LTEアドバンストシステムがサポートすることができる帯域幅は100MHzであり、一方、LTEシステムは20MHzのみをサポートすることができる。今日、無線スペクトルの欠如がワイヤレスネットワークの開発のボトルネックになり、結果として、LTEアドバンストシステムのために十分広いスペクトル帯域を見つけることは困難である。したがって、より広い無線スペクトル帯域を獲得するための方法を見つけることは急務であり、ここにおいて、可能性のある答えは、キャリアアグリゲーション機能である。
キャリアアグリゲーションでは、最大で100MHzのより広い送信帯域幅をサポートする目的で、2つ以上のコンポーネントキャリアがアグリゲートされる。LTE−Advancedシステムでは、LTEシステムにおけるいくつかのセルが、より広い1つのチャネルにアグリゲートされ、このチャネルは、たとえLTEにおけるこれらのセルが異なる周波数帯域にある場合でも100MHzに対して十分に広い。少なくとも、コンポーネントキャリアの帯域幅が、LTEリリース8/9のセルのサポートされる帯域幅を超えないときには、すべてのコンポーネントキャリアをLTEリリース8/9互換であるように設定することができる。ユーザ機器によってアグリゲートされるすべてのコンポーネントキャリアが必ずしもLTEリリース8/9互換でなくてよい。リリース8/9のユーザ機器がコンポーネントキャリアにキャンプオンすることを回避するため、既存のメカニズム(例:バーリング)を使用することができる。
ユーザ機器は、自身の能力に応じて1つまたは複数のコンポーネントキャリア(複数のサービングセルに対応する)を同時に受信または送信することができる。キャリアアグリゲーションのための受信能力および/または送信能力を備えた、LTE−Aリリース10のユーザ機器は、複数のサービングセル上で同時に受信する、および/または送信することができ、これに対して、LTEリリース8/9のユーザ機器は、コンポーネントキャリアの構造がリリース8/9の仕様に従う場合、1つのみのサービングセル上で受信および送信を行うことができる。
キャリアアグリゲーションは、連続するコンポーネントキャリアおよび不連続なコンポーネントキャリアの両方においてサポートされ、各コンポーネントキャリアは、(3GPP LTE(リリース8/9)の計算方式(numerology)を使用して)周波数領域における最大110個のリソースブロックに制限される。
同じeNodeB(基地局)から送信される、場合によってはアップリンクおよびダウンリンクにおいて異なる帯域幅の異なる数のコンポーネントキャリアをアグリゲートするように、3GPP LTE−A(リリース10)互換のユーザ機器を構成することが可能である。設定することのできるダウンリンクコンポーネントキャリアの数は、ユーザ機器のダウンリンクのアグリゲーション能力に依存する。逆に、設定することのできるアップリンクコンポーネントキャリアの数は、ユーザ機器のアップリンクのアグリゲーション能力に依存する。現時点では、ダウンリンクコンポーネントキャリアよりもアップリンクコンポーネントキャリアが多い状態に移動端末を設定することはできない。一般的なTDD配備では、コンポーネントキャリアの数および各コンポーネントキャリアの帯域幅は、アップリンクとダウンリンクとで同じである。同じeNodeBから送信されるコンポーネントキャリアは、同じカバレッジを提供する必要はない。
連続的にアグリゲートされるコンポーネントキャリアの中心周波数の間隔は、300kHzの整数倍である。これは、3GPP LTE(リリース8/9)の100kHzの周波数ラスターとの互換性を保つと同時に、15kHz間隔のサブキャリアの直交性を維持するためである。アグリゲーションのシナリオによっては、連続するコンポーネントキャリアの間に少数の使用されないサブキャリアを挿入することによって、n×300kHzの間隔あけを容易にすることができる。
複数のキャリアをアグリゲートする影響は、MAC層に及ぶのみである。MAC層には、アップリンクおよびダウンリンクの両方において、アグリゲートされるコンポーネントキャリアごとに1つのHARQエンティティが要求される。コンポーネントキャリアあたりのトランスポートブロックは最大1個である(アップリンクにおけるSU−MIMOを使用しない場合)。トランスポートブロックおよびその(1回または複数回の)HARQ再送信(発生時)は、同じコンポーネントキャリアにマッピングする必要がある。
キャリアアグリゲーションが設定されているとき、移動端末はネットワークとの1つのRRC接続のみを有する。RRC接続の確立/再確立時、1つのセルが、LTEリリース8/9と同様に、セキュリティ入力(1つのECGI、1つのPCI、および1つのARFCN)と、非アクセス層(NAS)モビリティ情報(例:TAI)とを提供する。RRC接続の確立/再確立の後、そのセルに対応するコンポーネントキャリアは、ダウンリンクプライマリセル(PCell)と称される。接続状態では、ユーザ機器あたりつねに1つのダウンリンクPCell(DL PCell)および1つのアップリンクPCell(UL PCell)が設定される。コンポーネントキャリアの設定されたセットおいて、他のセルはセカンダリセル(SCell)と呼ばれ、SCellのキャリアはダウンリンクセカンダリコンポーネントキャリア(DL SCC)およびアップリンクセカンダリコンポーネントキャリア(UL SCC)である。現在のところ、1基のUEに対して最大5つのサービングセル(PCellを含む)を設定することができる。
コンポーネントキャリアの設定および再設定、ならびに追加および削除は、RRCによって実行することができる。アクティブ化および非アクティブ化は、例えばMAC制御要素を介して行われる。LTE内ハンドオーバー時、RRCによって、ターゲットセルで使用するためのSCellを追加、削除、または再設定することもできる。新しいSCellを追加するときには、SCellのシステム情報(送信/受信に必要である)を送るために専用のRRCシグナリングが使用される(LTEリリース8/9におけるハンドオーバー時と同様)。1基のUEにSCellが追加されるとき、各SCellにはサービングセルインデックスが設定される。PCellはつねにサービングセルインデックス0を有する。
キャリアアグリゲーションを使用するようにユーザ機器が設定されているとき、アップリンクコンポーネントキャリアとダウンリンクコンポーネントキャリアの少なくとも一対がつねにアクティブである。この対のうちのダウンリンクコンポーネントキャリアは、「ダウンリンクアンカーキャリア」と称されることもある。同じことはアップリンクについてもあてはまる。キャリアアグリゲーションが設定されているとき、同時に複数のコンポーネントキャリアについてユーザ機器をスケジューリングすることができるが、同時に進行させることのできるランダムアクセス手順は最大で1つである。クロスキャリアスケジューリング(cross-carrier scheduling)では、コンポーネントキャリアのPDCCHによって別のコンポーネントキャリアのリソースをスケジューリングすることができる。この目的のため、それぞれのDCI(ダウンリンク制御情報)フォーマットにコンポーネントキャリア識別フィールド(「CIF」と称する)が導入されている。
クロスキャリアスケジューリングが行われていないときには、アップリンクコンポーネントキャリアとダウンリンクコンポーネントキャリアのリンク(RRCシグナリングによって確立される)によって、グラントが適用されるアップリンクコンポーネントキャリアを識別することができる。アップリンクコンポーネントキャリアへのダウンリンクコンポーネントキャリアのリンクは、必ずしも1対1である必要はない。言い換えれば、同じアップリンクコンポーネントキャリアに2つ以上のダウンリンクコンポーネントキャリアをリンクすることができる。一方で、1つのダウンリンクコンポーネントキャリアは、1つのアップリンクコンポーネントキャリアのみにリンクすることができる。
アップリンク/ダウンリンクのスケジューリング
eNodeBにおけるMAC機能はスケジューリングを意味し、eNBはこのMAC機能によって、1つのセルにおいて利用可能な無線リソースを、UEの間と、各UEの無線ベアラの間で分配する。原理的には、eNodeBは、自身のバッファに格納されているダウンリンクデータに基づいてダウンリンクリソースを各UEに割り当て、UEから受信されるバッファ状態報告(BSR)に基づいてアップリンクリソースを各UEに割り当てる。このプロセスにおいてeNodeBは、設定されている各無線ベアラのQoS要件を考慮し、MAC PDUのサイズを選択する。
スケジューリングの通常のモードは動的なスケジューリングであり、ダウンリンク送信リソースを割り当てるためのダウンリンクグラント/割当てメッセージ(DCI)と、アップリンク送信リソースを割り当てるためのアップリンクグラント/割当てメッセージとによる。これらのメッセージは、対象のUEを識別するためのセル無線ネットワーク一時識別子(C−RNTI:cell radio network temporary identifier)を使用して物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH:physical downlink control channel)で送信される。動的なスケジューリングに加えて、パーシステントスケジューリング(persistent scheduling)が定義されており、パーシステントスケジューリングでは、無線リソースを半静的に設定して、1サブフレームより長い期間にわたりユーザ機器に割り当てることが可能になり、したがって、各サブフレームごとにPDCCHを通じた特定のダウンリンク割当てメッセージやアップリンクグラントメッセージの必要性が回避される。パーシステントスケジューリングを設定または再設定する場合、無線リソースが周期的に割り当てられるリソース割当て間隔を、RRCシグナリングによって示す。パーシステントスケジューリングを設定または再設定する目的にPDCCHが使用されるときには、パーシステントスケジューリングに適用されるスケジューリングメッセージと、動的なスケジューリングに使用されるスケジューリングメッセージとを区別する必要がある。この目的のため、特別なスケジューリング識別情報(セミパーシステントスケジューリングC−RNTI(SPS−C−RNTI)として知られている)が使用され、この識別情報は、各UEのための動的なスケジューリングメッセージに使用されるC−RNTIとは異なる。
スケジューリング対象のユーザに、ユーザの割当て状態、トランスポートフォーマット、およびその他の送信関連情報(例:HARQ情報、送信電力制御(TPC)コマンド)を知らせる目的で、第1層/第2層(L1/L2)制御シグナリングがデータと一緒にダウンリンクで送信される。第1層/第2層制御シグナリングは、サブフレーム内でダウンリンクデータと多重化される(ユーザ割当てがサブフレーム単位で変化しうるものと想定する)。なお、ユーザ割当てをTTI(送信時間間隔:Transmission Time Interval)ベースで実行することもでき、その場合、TTI長をサブフレームの整数倍とすることができることに留意されたい。TTI長は、サービスエリア内ですべてのユーザに対して一定とする、または異なるユーザに対して異なる長さとする、さらにはユーザ毎に動的とすることもできる。第1層/第2層制御シグナリングは、一般的にはTTIあたり1回送信するのみでよい。以下では、一般性を失うことなく、TTIが1サブフレームに等しいものと想定する。
第1層/第2層制御シグナリングは、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)で送信される。PDCCHは、ダウンリンク制御情報(DCI)としてのメッセージを伝え、DCIには、ほとんどの場合、移動端末またはUEのグループへのリソース割当ておよびその他の制御情報が含まれる。一般的には、いくつかのPDCCHを1つのサブフレーム内で送信することができる。
ダウンリンク制御情報はいくつかのフォーマットの形をとり、これらのフォーマットは、全体のサイズと、そのフィールドに含まれる情報とが異なる。LTEにおいて現在定義されている異なるDCIフォーマットは、非特許文献2の5.3.3.1節(現在のバージョン12.6.0が3GPPのウェブサイトで入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれている)に詳しく記載されている。DCIフォーマットと、DCIにおいて送信される特定の情報に関する詳細については、上に挙げた技術規格、または非特許文献3の9.3節(参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。将来的には、追加のフォーマットも定義されうる。
第1層/第2層制御シグナリング
スケジューリング対象のユーザに、ユーザの割当て状態、トランスポートフォーマット、およびその他の送信関連情報(例:HARQ情報、送信電力制御(TPC)コマンド)を知らせる目的で、第1層/第2層制御シグナリングがデータと一緒にダウンリンクで送信される。第1層/第2層制御シグナリングは、サブフレーム内でダウンリンクデータと一緒に多重化される(ユーザ割当てがサブフレーム単位で変化しうるものと想定する)。なお、ユーザ割当てをTTI(送信時間間隔)ベースで実行することもでき、その場合、TTI長をサブフレームの整数倍とすることができることに留意されたい。TTI長は、サービスエリア内ですべてのユーザに対して一定とする、または異なるユーザに対して異なる長さとする、さらにはユーザ毎に動的とすることもできる。第1層/第2層制御シグナリングは、一般的にはTTIあたり1回送信するのみでよい。以下では、一般性を失うことなく、TTIが1サブフレームに等しいものと想定する。
第1層/第2層制御シグナリングは、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)で送信される。PDCCHは、ダウンリンク制御情報(DCI)としてのメッセージを伝え、DCIには、ほとんどの場合、移動端末またはUEのグループへのリソース割当ておよびその他の制御情報が含まれる。一般的には、いくつかのPDCCHを1つのサブフレーム内で送信することができる。
なお、3GPP LTEでは、アップリンクデータ送信のための割当て(アップリンクスケジューリンググラントまたはアップリンクリソース割当てとも称する)も、PDCCHで送信されることに留意されたい。さらに、3GPPリリース11ではEPDCCHが導入され、EPDCCHは基本的にPDCCHと同じ機能を果たし(すなわち第1層/第2層制御シグナリングを伝える)、ただし送信方法の細部はPDCCHとは異なる。さらなる詳細については、特に、非特許文献1および非特許文献4(参照により本明細書に組み込まれている)の現在のバージョンに記載されている。したがって、背景技術および実施形態の中で概説したほとんどの項目は、特に明記しない限り、PDCCHおよびEPDCCH、または第1層/第2層制御シグナリングを伝える他の手段にあてはまる。
アップリンク無線リソースまたはダウンリンク無線リソースを割り当てる目的で第1層/第2層制御シグナリングで送られる情報は(特にLTE(−A)リリース10)、一般的には以下の項目に分類することができる。
− ユーザ識別情報: 割り当てる対象のユーザを示す。この情報は、一般には、CRCをユーザの識別情報によってマスクすることによってチェックサムに含まれる。
− リソース割当て情報: ユーザに割り当てられるリソース(例:リソースブロック(RB))を示す。あるいはこの情報はリソースブロック割当て(RBA)と称される。なお、ユーザに割り当てられるリソースブロック(RB)の数は動的とすることができる。
− キャリアインジケータ: 第1のキャリアで送信される制御チャネルが、第2のキャリアに関連するリソース(すなわち第2のキャリアのリソースまたは第2のキャリアに関連するリソース)を割り当てる場合に使用される(クロスキャリアスケジューリング)。
− 変調・符号化方式: 採用される変調方式および符号化率を決める。
− HARQ情報: データパケットまたはその一部の再送信時に特に有用である、新規データインジケータ(NDI)や冗長バージョン(RV)など。
− 電力制御コマンド: 割当て対象のアップリンクのデータまたは制御情報の送信時の送信電力を調整する。
− 基準信号情報: 割当ての対象の基準信号の送信または受信に使用される、適用されるサイクリックシフトや直交カバーコードインデックスなど。
− アップリンク割当てインデックスまたはダウンリンク割当てインデックス: 割当ての順序を識別するために使用され、TDDシステムにおいて特に有用である。
− ホッピング情報: 例えば、周波数ダイバーシチを増大させる目的でリソースホッピングを適用するかどうか、および適用方法の指示情報。
− CSI要求: 割り当てられるリソースにおいてチャネル状態情報を送信するようにトリガーするために使用される。
− マルチクラスタ情報: シングルクラスタ(RBの連続的なセット)またはマルチクラスタ(連続的なリソースブロックの少なくとも2つの不連続なセット)で送信を行うかを指示して制御するために使用されるフラグである。マルチクラスタ割当ては、3GPP LTE−(A)リリース10によって導入された。
なお上のリストは、すべてを網羅したものではなく、また、使用されるDCIフォーマットによっては、リストした情報項目すべてを各PDCCH送信に含める必要はないことに留意されたい。
ダウンリンク制御情報はいくつかのフォーマットの形をとり、これらのフォーマットは、全体のサイズと、上述したフィールドに含まれる情報とが異なる。LTEにおいて現在定義されている異なるDCIフォーマットは、以下のとおりである。
− フォーマット0: DCIフォーマット0は、アップリンク送信モード1または2におけるシングルアンテナポート送信を使用するPUSCHのためのリソースグラントを送信するのに使用される。
− フォーマット1: DCIフォーマット1は、単一コードワードPDSCHの送信(ダウンリンク送信モード1,2,7)のためのリソース割当てを送信するのに使用される。
− フォーマット1A: DCIフォーマット1Aは、単一コードワードPDSCH送信のためのリソース割当てをコンパクトにシグナリングする目的と、競合のないランダムアクセスのために専用プリアンブルシグネチャ(dedicated preamble signature)を移動端末に割り当てる目的とに使用される(すべての送信モード)。
− フォーマット1B: DCIフォーマット1Bは、ランク1送信による閉ループプリコーディングを使用してのPDSCH送信(ダウンリンク送信モード6)のためのリソース割当てをコンパクトにシグナリングするのに使用される。送信される情報はフォーマット1Aと同じであるが、それに加えて、PDSCHの送信に適用されるプリコーディングベクトルのインジケータが送信される。
− フォーマット1C: DCIフォーマット1Cは、PDSCH割当てを極めてコンパクトに送信するのに使用される。フォーマット1Cが使用されるとき、PDSCH送信は、QPSK変調の使用に制約される。このフォーマットは、例えば、ページングメッセージをシグナリングしたり、システム情報メッセージをブロードキャストするために使用される。
− フォーマット1D: DCIフォーマット1Dは、マルチユーザMIMOを使用してのPDSCH送信のためのリソース割当てをコンパクトにシグナリングするのに使用される。送信される情報は、フォーマット1Bの場合と同じであるが、プリコーディングベクトルのインジケータのビットのうちの1つの代わりに、データシンボルに電力オフセットが適用されるかを示すための1個のビットが存在する。この構成は、2基のユーザ機器の間で送信電力が共有されるか否かを示すために必要である。LTEの今後のバージョンでは、この構成は、より多くの数のUEの間で電力を共有する場合に拡張されうる。
− フォーマット2: DCIフォーマット2は、閉ループMIMO動作の場合にPDSCHのためのリソース割当てを送信するのに使用される(送信モード4)。
− フォーマット2A: DCIフォーマット2Aは、開ループMIMO動作の場合にPDSCHのためのリソース割当てを送信するのに使用される。送信される情報はフォーマット2の場合と同じであるが、異なる点として、eNodeBが2つの送信アンテナポートを有する場合、プリコーディング情報は存在せず、4つのアンテナポートの場合、送信ランクを示すために2ビットが使用される(送信モード3)。
− フォーマット2B: リリース9において導入され、デュアルレイヤ・ビームフォーミングの場合にPDSCHのためのリソース割当てを送信するために使用される(送信モード8)。
− フォーマット2C: リリース10において導入され、閉ループシングルユーザMIMO動作またはマルチユーザMIMO動作(最大8レイヤ)の場合にPDSCHのためのリソース割当てを送信するために使用される(送信モード9)。
− フォーマット2D: リリース11において導入され、最大8レイヤの送信に使用され、主としてCoMP(協調マルチポイント)において使用される(送信モード10)。
− フォーマット3および3A: DCIフォーマット3および3Aは、それぞれ、2ビットまたは1ビットの電力調整を有する、PUCCHおよびPUSCHのための電力制御コマンドを送信するのに使用される。これらのDCIフォーマットは、UEのグループのための個々の電力制御コマンドを含む。
− フォーマット4: DCIフォーマット4は、アップリンク送信モード2における閉ループ空間多重化送信を使用する、PUSCHのスケジューリングに使用される。
− フォーマット5: DCIフォーマット5は、PSCCH(物理サイドリンク制御チャネル:Physical Sidelink Shared Control Channel)のスケジューリングに使用され、さらに、PSSCH(物理サイドリンク共有チャネル:Physical Sidelink Shared Channel)のスケジューリングに使用されるSCI(サイドリンク制御情報)フォーマット0のいくつかのフィールドを含む。特定のサーチスペースにマッピングされるDCIフォーマット5における情報ビットの数は、同じサービングセルをスケジューリングするためのフォーマット0のペイロードサイズより少なく、フォーマット5のペイロードサイズが、フォーマット0に付加されたパディングビットを含むフォーマット0のペイロードサイズに等しくなるまで、フォーマット5に0が付加される。
タイミングアドバンス
3GPP LTEのアップリンク送信方式としては、アップリンクで送信する複数の異なるユーザ機器の間で時間および周波数における直交多元接続が達成されるように、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA)が選択されている。アップリンクの直交性は、セル内の複数の異なるユーザ機器からの送信がeNodeBの受信器において時間的に揃うようにすることで、維持される。これによって、連続するサブフレームにおいて送信するように割り当てられているユーザ機器の間と、隣り合うサブキャリアにおいて送信するユーザ機器の間の両方について、セル内干渉の発生が回避される。アップリンク送信の時間調整は、図3および図4に例示的に示したように、ユーザ機器の送信器において、ダウンリンクの受信タイミングを基準とするタイミングアドバンスを適用することによって達成される。タイミングアドバンスの主たる役割は、ユーザ機器ごとに異なる伝搬遅延を打ち消すことである。
図3は、アップリンクのタイミング調整が実行されない場合に、2基の移動端末からのアップリンク送信がeNodeBにおいて揃わず、したがってeNodeBが、2基の移動端末からそれぞれのアップリンク送信を異なるタイミングで受信する状態を示している。
図4は、これとは対照的に、2基の移動端末の同期したアップリンク送信を示している。eNodeBにおいて2基の移動端末からのアップリンク送信が実質的に同じタイミングで到着するように、各移動端末によってアップリンクタイミング調整が実行され、アップリンク送信に適用される。
したがって、ユーザ機器の観点でのアップリンク送信タイミングは、ユーザ機器に固有なタイミングアドバンスによって決まる。タイミングアドバンスの基準は、図4に示したようにユーザ機器の観点から見たときのダウンリンクサブフレームの境界のタイミングである。
LTEアップリンク送信における送信タイミングの調整は、非特許文献4の4.2.3節および非特許文献1の8.1節(それぞれ参照により本明細書に組み込まれている)に詳細に記載されている。
初期タイミングアドバンスの手順
ユーザ機器が、eNodeBから受信されるダウンリンク送信に同期しているとき、初期タイミングアドバンス(initial timing advance)は、以下に説明するランダムアクセス手順によって設定される。ユーザ機器はランダムアクセスプリアンブルを送信し、eNodeBは、このプリアンブルに基づいてアップリンクのタイミングを推定することができる。eNodeBは、ランダムアクセス応答(RAR)メッセージの中に含まれる11ビットの初期タイミングアドバンスコマンドによって応答する。これによりeNodeBは、0から最大0.67msの範囲内で0.52μsの粒度でタイミングアドバンスを設定することができる。
3GPP LTE(リリース8/9)におけるアップリンクのタイミングの制御およびタイミングアドバンスに関するさらなる情報は、非特許文献3の20.2節(参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている。
タイミングアドバンスの更新
各ユーザ機器においてタイミングアドバンスが最初に設定されると、eNodeBにおけるアップリンク信号の到着時刻の変化を打ち消すため、タイミングアドバンスがときおり更新される。eNodeBは、タイミングアドバンス更新コマンドを導くとき、そのために有用な何らかのアップリンク信号を測定することができる。eNodeBにおけるアップリンクタイミングの測定の詳細については規定されておらず、eNodeBの実装に委ねられている。
タイミングアドバンス更新コマンドは、eNodeBのMAC(媒体アクセス制御:Medium Access Control)層で生成されてMAC制御要素としてユーザ機器に送信され、このMAC制御要素は、物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)においてデータと一緒に多重化することができる。更新コマンドの粒度は、ランダムアクセスチャネル(RACH)プリアンブルに対する応答の中の初期タイミングアドバンスコマンドと同様に、0.52μs(16×Tsに対応し、Tsは、LTEエアインタフェースの基本的な時間単位1/(15000×2048)秒である)である。更新コマンドの範囲は±16μsであり、拡張されたサイクリックプレフィックスの長さに等しい間隔でアップリンクタイミングを変化させることができる。更新コマンドは、一般には約2秒毎より高い頻度で送られることはない。実際に、たとえ500km/hで移動しているユーザ機器でも、ラウンドトリップ経路長の変化は278m/s以下であり、対応するラウンドトリップタイムの変化は0.93μs/sであるため、早い更新が必要である可能性は低い。
eNodeBは、UEが自身の送信バッファにデータが格納されたときに迅速に送信する能力が維持される範囲内で、セル内のすべてのUEに定期的な更新コマンドを送る。したがって、eNodeBは、各ユーザ機器のタイマーを設定し、ユーザ機器は、タイミングアドバンス更新を受信するたびにこのタイマーをリスタートさせる。タイマーが切れるまでに、ユーザ機器がさらなるタイミングアドバンス更新を受信しなかった場合、ユーザ機器のアップリンク同期が失われたものと考えなければならない(非特許文献5の5.2節も参照)(3GPPのウェブサイトで入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれている)。
このような場合、別のユーザ機器からのアップリンク送信との干渉が発生する危険性を回避する目的で、そのUEは、いかなる種類のアップリンク送信も行うことが許可されず(ランダムアクセスプリアンブルの送信を除く)、アップリンクのタイミングを回復する目的で初期タイミング調整手順を再び行う必要がある。
ユーザ機器は、タイミングアドバンスコマンドを受信すると、プライマリセルのPUCCH/PUSCH/SRSにおける自身のアップリンク送信のタイミングを調整する。タイミングアドバンスコマンドは、現在のアップリンクタイミングを基準としたときのアップリンクタイミングの変更を16Tsの整数倍で示す。
アップリンクにおけるタイミングアドバンスおよびコンポーネントキャリアアグリゲーション
3GPP標準規格のリリース10までは、UEは、1つのタイミングアドバンス値のみを維持し、アグリゲートされているすべてのコンポーネントキャリアでのUL送信に、この値を適用しなければならなかった。同じ周波数帯域内でのセルのアグリゲーション(周波数内キャリアアグリゲーションとも称する)のみがサポートされていた。アップリンクタイミング同期は、基本的にはPCellに対して(例えばPCellでのRACH手順によって)実行され、UEは、アグリゲートされているSCellでのアップリンク送信に同じアップリンクタイミングを使用する。リリース11以降では、異なる帯域からのアップリンクコンポーネントセルをアグリゲートすることができる。したがって、これらのコンポーネントセルは、チャネル特性、干渉特性、およびカバレッジ特性が異なりうる。周波数選択性の中継器または遠隔無線ヘッドを使用する配備シナリオでは、アグリゲートされているサービングセルの間で伝搬遅延が異なるため、特定のサービングセルに対する個別のタイミングアドバンスがさらに要求される。
アグリゲートされるサービングセルごとに個別のタイミングアドバンス(TA)を設定することができ、したがってセルがグループ化され、各グループが個別のタイミングアドバンスを有する。本質的には、同じTAが適用され(一般には同じ受信機によってホストされるサービングセルに対応する)かつ同じタイミング基準を使用するULを有する(サービング)セルが、いわゆるTAグループにグループ化される。各TAグループは、設定されたアップリンクを有する少なくとも1つのサービングセルを含み、TAグループへの各サービングセルのマッピングは、サービングeNBによってRRCシグナリングを使用して設定される。SCellが、アグリゲートされるように設定されているとき、eNBは、そのSCellをTAグループに割り当てる。SCellとTAグループとの間のマッピングは、RRCシグナリングによって再設定することができる。複数のTAをサポートするUEは、少なくとも2つのTAグループ(すなわちPCellを含む1つのTAグループ(pTAG)と、PCellを含まない1つまたは複数のTAグループ(sTAG))をサポートすることが要求される。
時分割複信 − TDD
LTEは、TD−SCDMA(時分割同期符号分割多重アクセス:Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access)の進化もサポートするように設計されている統一フレームワーク(harmonized framework)において、周波数分割複信(FDD)モードおよび時分割複信(TDD)モードで動作することができる。TDDでは、時間領域においてアップリンク送信とダウンリンク送信が分離されるが、周波数は同じままとすることができる。
用語「複信」は、2つの装置の間の双方向通信を意味し、一方向通信と区別される。双方向の場合、各方向におけるリンクを通じての送信を、同時に(「全二重」)、または互いに重ならないタイミングで(「半二重」)、行うことができる。
対をなさない無線スペクトル(unpaired radio spectrum)におけるTDDの場合、RB(リソースブロック)およびRE(リソースエレメント)の基本的な構造を図2に示してあるが、無線フレームのサブフレームの部分集合のみがダウンリンク送信に利用可能である。残りのサブフレームは、アップリンク送信に使用される、またはスペシャルサブフレームに使用される。スペシャルサブフレームは、複数のUEから(すなわちアップリンクで)送信された信号がほぼ同時にeNodeBに到着するように、アップリンク送信のタイミングを早めることを可能にするうえで重要である。すなわち、信号の伝搬遅延は(反射およびその他の類似する影響を無視すると)送信装置と受信装置との間の距離に関係するため、eNodeBに近いUEによって送信される信号は、eNodeBから遠いUEによって送信される信号よりも伝搬時間が短い。同時に到着させるためには、遠い方のUEは、近い方のUEよりも早く信号を送信しなければならず、このことは、3GPPシステムではいわゆる「タイミングアドバンス」手順によって解決される。TDDにおけるさらなる状況として、送信と受信が同じキャリア周波数で行われ、すなわちダウンリンクとアップリンクを時間領域において複信化する必要がある。eNodeBから遠いUEは、近いUEよりも早くアップリンク送信を開始する必要があるが、逆に、ダウンリンク信号は、近いUEの方が遠いUEよりも早く受信する。DL受信からUL送信に回路を切り替えることができるようにする目的で、スペシャルサブフレームにはガードタイムが定義されている。タイミングアドバンスの問題にさらに対処するため、遠いUEのガードタイムは、近いUEのガードタイムよりも長い必要がある。
3GPP LTEリリース8以降においては、このTDD構造は「フレーム構造タイプ2」として公知であり、7つの異なるアップリンク−ダウンリンク構成が定義されており、これらの構成により、さまざまなダウンリンク−アップリンク比率および切り替え周期が可能である。図5は、7つの異なるTDDアップリンク−ダウンリンク構成(番号:0〜6)の表を示しており、「D」はダウンリンクサブフレーム、「U」はアップリンクサブフレーム、「S」はスペシャルサブフレームを表す。表から理解できるように、7つの利用可能なTDDアップリンク−ダウンリンク構成は、40%〜90%のダウンリンクサブフレームを提供することができる(スペシャルサブフレームの一部はダウンリンク送信に利用可能であるため、簡潔さのためスペシャルサブフレームをダウンリンクサブフレームとして数えるとき)。
図6は、特に、5msのスイッチポイント周期(すなわちTDD構成0,1,2,6)の場合のフレーム構造タイプ2を示している。図6は、長さ10msである無線フレームと、それぞれ5msの対応する2つのハーフフレームとを示している。無線フレームは、それぞれが1msの10個のサブフレームから構成されており、サブフレームそれぞれには、図5の表によるアップリンク−ダウンリンク構成のそれぞれによって定義されているように、アップリンク、ダウンリンク、またはスペシャルの各タイプが割り当てられている。
図5から理解できるように、サブフレーム#1はつねにスペシャルサブフレームであり、サブフレーム#6は、TDD構成0,1,2,6の場合にはスペシャルサブフレームであり、TDD構成3,4,5の場合にはダウンリンクサブフレームである。スペシャルサブフレームは、3つのフィールドとして、DwPTS(ダウンリンクパイロットタイムスロット:Downlink Pilot Time Slot)、GP(ガード期間:Guard Period)、およびUpPTS(アップリンクパイロットタイムスロット:Uplink Pilot Time Slot)を含む。次の表は、スペシャルサブフレームに関する情報を示しており、特に、3GPP LTEリリース11において定義されているように、DwPTS(ダウンリンクパイロットタイムスロット)、GP(ガード期間)、およびUpPTS(アップリンクパイロットタイムスロット)それぞれの長さを、サンプル時間Ts=(1/30720)msの整数倍で示してある。
システムにおいて適用されるTDD構成は、移動局および基地局において実行される多くの動作、例えば、無線リソース管理(RRM)測定、チャネル状態情報(CSI)測定、チャネル推定、PDCCH検出、HARQタイミングなどに影響する。
特に、UEは、システム情報を読み取ることで、自身の現在のセルにおけるTDD構成に関して認識し、すなわち、測定、CSIの測定および報告、チャネル推定を取得するための時間領域フィルタリング、PDCCHの検出、またはUL/DL ACK/NACKフィードバックの各目的に、どのサブフレームを監視するかを認識する。
アンライセンスバンドにおけるLTE: ライセンス補助アクセス(LAA)
3GPPは、2014年9月に、アンライセンス周波数帯でのLTE運用に関する新しい検討項目に着手した。LTEをアンライセンスバンドに拡張する理由は、ライセンスバンドの量が限られていることに加えて、無線ブロードバンドデータの需要がますます成長しているためである。したがってアンライセンス周波数帯は、携帯電話事業者が自社のサービス提供を拡大するための補足的な手段とみなす傾向が強まっている。Wi−Fiなどの他の無線アクセス技術(RAT)に頼ることと比較したとき、アンライセンスバンドにおけるLTEの利点として、事業者およびベンダーは、アンライセンス周波数帯へのアクセスによってLTEプラットフォームを補足することによって、無線・コアネットワークのLTE/EPCハードウェアにおける既存の投資および今後の投資を活用することができる。
しかしながら、アンライセンス周波数帯へのアクセスは、必然的にアンライセンス周波数帯におけるWi−Fiなどの他の無線アクセス技術(RAT)と共存することになるため、ライセンス周波数帯アクセスの品質には絶対に匹敵し得ないことを考慮しなければならない。したがって、アンライセンスバンドでのLTE運用は、少なくとも最初は、アンライセンス周波数帯での単独の運用ではなく、むしろライセンス周波数帯でのLTEの補足とみなされるであろう。この想定に基づき3GPPは、少なくとも1つのライセンスバンドと併用してアンライセンスバンドでLTEを運用することに対して、ライセンス補助アクセス(LAA:Licensed Assisted Access)という用語を確立した。ただし将来におけるアンライセンス周波数帯でのLTEの単独運用(すなわちライセンスセルによって支援されない)が排除されるものではない。
3GPPにおいて現在意図されている一般的なLAAの方法は、すでに策定されているリリース12のキャリアアグリゲーション(CA)の枠組みを最大限に利用することであり、キャリアアグリゲーション(CA)の枠組みの構成は、前述したように、いわゆるプライマリセル(PCell)キャリアと、1つまたは複数のセカンダリセル(SCell)キャリアを含む。キャリアアグリゲーション(CA)では、一般的に、セルのセルフスケジューリング(スケジューリング情報とユーザデータとが同じコンポーネントキャリアで送信される)と、セル間のクロスキャリアスケジューリング(PDCCH/EPDCCHによるスケジューリング情報と、PDSCH/PUSCHによるユーザデータが、異なるコンポーネントキャリアで送信される)の両方がサポートされる。
図7は、極めて基本的なシナリオを示しており、ライセンスPCellと、ライセンスSCell 1と、さまざまなアンライセンスSCell 2,3,4(例示的にスモールセルとして描いてある)とが存在する。アンライセンスSCell 2,3,4の送信/受信ネットワークノードは、eNBによって管理される遠隔無線ヘッドとする、またはネットワークにアタッチされているがeNBによって管理されないノードとすることができる。簡潔さのため、これらのノードからeNBまたはネットワークへの接続は、図に明示的には示していない。
現在、3GPPにおいて想定されている基本的な方法では、PCellをライセンスバンドで運用し、その一方で、1つまたは複数のSCellをアンライセンスバンドで運用する。この方式の利点として、制御メッセージと、高いサービス品質(QoS)が求められるユーザデータ(例えば音声および映像など)とを高い信頼性で送信するためにPCellを使用することができ、ただしその一方で、アンライセンス周波数帯におけるSCellは、必然的に他の無線アクセス技術(RAT)と共存するため、シナリオによって程度は異なるがQoSが大幅に低下することがある。
LAA(ライセンス補助アクセス)は、5GHzのアンライセンスバンドに焦点をあてることが合意された。したがって最も重要な問題の1つは、これらのアンライセンスバンドで動作するWi−Fi(IEEE 802.11)システムとの共存である。LTEと他の技術(Wi−Fiなど)との間の公平な共存をサポートし、さらに、同じアンライセンスバンドにおける複数の異なるLTE事業者間の公平性を保証する目的で、アンライセンスバンドでのLTEのチャネルアクセスでは、地理的領域および特定の周波数帯に応じて一部が異なる特定の一連の規制に従わなければならない。5GHzのアンライセンスバンドで運用する場合の、すべての地域における規制要件の包括的な説明は、非特許文献6(参照により本明細書に組み込まれている)と、非特許文献7(現在のバージョン13.0.0)とに記載されている。LAA手順を設計するときに考慮しなければならない規制要件には、地域および帯域によって異なるが、動的周波数選択(DFS:Dynamic Frequency Selection)、送信電力制御(TPC:Transmit Power Control)、リッスンビフォアトーク(LBT:Listen Before Talk)、最大送信時間長が限られた不連続送信、が含まれる。3GPPの意図は、LAAの国際的な単一の枠組みを目標とすることであり、すなわち基本的には、システムを設計する場合、さまざまな地域および5GHz帯域に関するすべての要件を考慮しなければならない。
例えば欧州では、欧州標準規格である非特許文献8(現在のバージョン1.8.1)(参照により本明細書に組み込まれている)の4.3節から明らかであるように、公称チャネル帯域幅(Nominal Channel Bandwidth)の特定の制限が設定されている。公称チャネル帯域幅とは、1つのチャネルに割り当てられる最も広い周波数帯域(ガードバンドを含む)である。占有チャネル帯域幅(Occupied Channel Bandwidth)は、信号の電力の99%を含む帯域幅である。装置は、1つまたは複数の隣り合う、または隣り合わないチャネルで同時に動作することが許可される。
機器がチャネルを使用する前に空きチャネル判定(CCA)を適用するためのメカニズムとして、リッスンビフォアトーク(LBT)手順が定義されている。CCAでは、チャネルが占有されているか空いているかを判定する目的で、少なくともエネルギの検出を利用して、チャネル上に別の信号が存在している、または存在していないことを判定する。欧州および日本では、現在、アンライセンスバンドにおいてLBTを使用することが義務付けられている。LBTを介してのキャリアの感知は、規制上の要件であることとは別に、アンライセンス周波数帯を公平に共有するための1つの方法である。したがってLBTは、1つのグローバルな解決策の枠組みの中でのアンライセンス周波数帯における公平かつ友好的な運用のために不可欠な機能であると考えられる。
アンライセンス周波数帯では、チャネルの可用性をつねに保証することはできない。これに加えて、欧州および日本などの特定の地域では、連続的な送信が禁止されており、アンライセンス周波数帯における送信バーストの最大持続時間に制限が課されている。したがって、送信の最大持続時間が限られた不連続送信は、LAAにおいて必須の機能である。DFS(動的周波数選択)は、レーダーシステムからの干渉を検出してこれらのシステムとの同一チャネル動作を回避する目的で、特定の地域および帯域に要求される。この目的は、周波数帯のほぼ均一な負荷をさらに達成することである。DFSの動作および対応する要件は、マスター/スレーブ原理に関連する。レーダー検出を実施する目的で、マスターがレーダー干渉を検出するが、このときマスターに関連付けられる別の装置に頼ることができる。
5GHzのアンライセンスバンドでの運用は、ほとんどの地域では、ライセンスバンドでの運用と比較してかなり低い送信電力レベルに制限され、結果としてカバレッジエリアが小さい。たとえライセンスキャリアとアンライセンスキャリアが同じ電力で送信された場合でも、5GHz帯域におけるアンライセンスキャリアによってサポートされるカバレッジエリアは、信号の経路損失およびシャドウイング効果が大きいことに起因して、2GHz帯域におけるライセンスキャリアよりも通常では小さいものと予測される。特定の地域および帯域に関するさらなる要件として、同じアンライセンスバンドで動作する他の装置に引き起こされる干渉の平均レベルを低減する目的で、TPC(送信電力制御)を使用する。
詳細な情報は、調整された欧州標準規格である非特許文献8(現在のバージョン1.8.0)(参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている。
装置は、LBTに関するこの欧州の規制に従って、無線チャネルをデータ送信によって占有する前に空きチャネル判定(CCA)を実行しなければならない。例えばエネルギ検出に基づいてチャネルが空きとして検出された後にのみ、アンライセンスチャネルでの送信を開始することが許可される。特に、装置は、CCA中に特定の最小時間(例えば欧州では20μs、非特許文献8の4.8.3節を参照)にわたりチャネルを監視しなければならない。検出されたエネルギレベルが、設定されているCCAのしきい値(例えば欧州では−73dBm/MHz、非特許文献8の4.8.3節を参照)を超える場合、チャネルは占有されているとみなされ、逆に、検出された電力レベルが、設定されているCCAのしきい値より低い場合、チャネルは空いているとみなされる。チャネルが占有されていると判定される場合、次の固定フレーム期間(Fixed Frame Period)の間、装置はそのチャネルで送信しない。チャネルが空きとして分類される場合、装置はただちに送信することが許可される。送信の最大持続時間は、同じ帯域で動作する他の装置との公平なリソース共有を促進する目的で制限される。
CCAにおけるエネルギ検出は、チャネル帯域幅全体(例えば5GHzのアンライセンスバンドにおいて20MHz)にわたり実行され、すなわち、そのチャネル内のLTE OFDMシンボルのすべてのサブキャリアの受信電力レベルの総和が、CCAを実行した装置において評価されたエネルギレベルである。
上述したCCAに加えて、非特許文献8の4.9.2.2節(参照により本明細書に組み込まれている)によれば、機器が負荷ベース機器(LBE:Load Based Equipment)に分類される場合、追加の拡張CCA(ECCA)を適用することが要求されうる。ECCAは、CCA観測タイムスロットにランダム係数Nを乗じた持続時間にわたる追加のCCA観測時間を含む。Nは、送信を開始する前に観測しなければならない合計アイドル期間をもたらすクリアアイドルスロット(clear idle slot)の数を定義する。
さらに、機器が、与えられたキャリアが利用できることを再評価する(すなわちLBT/CCA)ことなく、そのキャリアでの送信を有する合計時間は、チャネル占有時間(Channel Occupancy Time)として定義されている(非特許文献8の4.8.3.1節を参照)。チャネル占有時間は、1ms〜10msの範囲内であり、最大のチャネル占有時間は、欧州において現在定義されているように例えば4msとすることができる。さらに、アンライセンスセルでの送信後にUEに送信が許可されない最小アイドル時間も存在し、最小アイドル時間は、チャネル占有時間の少なくとも5%である。UEは、アイドル期間が終わる少し前に、例えば新たなCCAを実行することができる。この送信挙動は図8に概略的に示してあり、この図は非特許文献8からの引用である(この文献内の図2:「Example of timing for Frame Based Equipment(フレームベースの機器の場合のタイミングの例)」)。
図9は、特定の周波数帯域(アンライセンスセル)でのWi−Fi送信とLAA UE送信との間のタイミングを示している。図9から理解できるように、Wi−Fiバーストの後、eNBが例えば予約信号を送信することによってアンライセンスセルを次のサブフレーム境界まで「予約する」前に、少なくともCCAギャップが必要である。次に、実際のLAA DLバーストが開始される。この動作は、LTE UEにも同様に適用され、UEは、CCAを成功裏に実行した後、実際のLAA ULバーストを開始するため予約信号を送信することによってサブフレームを予約する。
上述したように、現在3GPPは、LAA(ライセンス補助アクセス)を標準規格に導入する過程にある。特に、UEがさまざまな規制要件(特にCCA要件)に従いながら、アップリンク送信をどのように実行することができるかを定義する必要がある。
3GPP TS 36.211, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"
3GPP TS 36.212, "Multiplexing and channel coding"
LTE - The UMTS Long Term Evolution - From Theory to Practice, Edited by Stefanie Sesia, Issam Toufik, Matthew Baker
3GPP TS 36.213
3GPP TS 36.321, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification", version 12.7.0
R1-144348, "Regulatory Requirements for Unlicensed Spectrum", Alcatel-Lucent et al., RAN1#78bis, Sep. 2014
3GPP Technical Report 36.889
ETSI EN 301 893
本発明を制限することのない例示的な実施形態は、ユーザ機器によって実行されるアップリンク送信をスケジューリングする改良された方法と、本方法に関与するユーザ機器および無線基地局、を提供する。独立請求項は、本発明を制限することのない例示的な実施形態を提供する。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
本明細書に記載されている態様のいくつかの実装形態によれば、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信のスケジューリングが改良される。以下では、次のシナリオを想定する。移動通信システムにおいてユーザ機器と無線基地局が、少なくとも1つのアンライセンスセルを介して互いに接続されている。アンライセンスセルは、単独のセルとして運用することができる、または、ユーザ機器と無線基地局との間に追加的に設定されているさらなるライセンスセルによって支援することができる。
さらに、ユーザ機器が従うアップリンク送信タイミングを時間調整するために、ユーザ機器および無線基地局が適切な手順を実行するものと想定する。特に、ユーザ機器は、アップリンク送信を実行する特定の時点を決定する必要がある。このアップリンク送信タイミングは、アップリンク送信が無線基地局において特定の所望の時刻に(例えば他のユーザ機器によるアップリンク送信と基本的に同じ時刻に)受信されるように、適切な手順によって調整することができる。例えば、アップリンク送信タイミングは、ダウンリンク受信タイミングと、例えば無線基地局によって指示される追加のタイミングアドバンスとに基づいて、ユーザ機器によって決定される。言い換えればユーザ機器は、自身が(1つまたは複数の)アップリンク送信をいつ実行するかを基本的に示すサブフレーム境界に従う。すなわち通常では、ユーザ機器は、アップリンク送信がスケジューリングされたサブフレームのサブフレーム境界において、アップリンク送信を開始する。無線基地局は、自身のカバレッジエリア内の各ユーザ機器に適用される適切なタイミングアドバンス値をそれぞれ指示することによって、アップリンク送信が無線基地局において本質的に同じ時刻に受信されるように、無線基地局のカバレッジエリア内のいくつかのユーザ機器によって実行されるアップリンク送信が同期および調整されるようにすることができる。背景技術のセクションで説明したように、アップリンク送信タイミングを調整する適切な手順は、LTEの標準化に関連して説明したタイミングアドバンス手順である。
アップリンク(およびダウンリンク)送信のスケジューリングは、無線基地局の制御下にあるものと想定し、対応する(1つまたは複数の)リソース割当てが、アンライセンスセルの基地局のカバレッジエリア内の(1基または複数基の)ユーザ機器に適切な方法で伝えられる。以下の説明は、アンライセンスセルを介してユーザ機器によって実行されるアップリンク送信のスケジューリングに焦点をあてる。一般的には、アンライセンスセルを介して送信を実行する前に、無線基地局およびユーザ機器は、「リッスンビフォアトーク手順」(空きチャネル判定を含む)を最初に実行しなければならず、リッスンビフォアトーク手順は、基本的には、アップリンク/ダウンリンク送信を実際に開始する前に、チャネルが別の送信によって占有されていないことを確認するための手順である。例えば、無線基地局の制御下にない通信ノード(例:Wi−Fiノード)も、アンライセンスバンドへのアクセスを望むことがある。リッスンビフォアトーク手順を使用することによって、複数の異なる無線技術の間でのアンライセンスバンドの公平な使用が提供される。しかしながら、アンライセンスバンドで送信する場合にリッスンビフォアトーク手順の使用を義務付けることによって、ユーザ機器はCCA判定を成功裏に終える必要があり、そうでない場合、ユーザ機器は、無線基地局によってスケジューリングされたアップリンク送信を実行することができない。これに加えて、別のノード(Wi−Fiノードなど)も、アンライセンスセルを使用する前にそのような空きチャネル判定を実行する必要がある。したがって、適切に機能するためには、CCA判定を正常に実行するための十分な時間を確保することが重要である。一態様によれば、アンライセンスセルを介してのアップリンクバースト送信に時間オフセットを追加的に適用する可能性を、以下に詳しく説明するように導入する。より具体的には、各ユーザ機器が、上に想定したようにアンライセンスセルおよびライセンスセルを介してアップリンク送信を実行するための特定のタイミングを有し、このタイミングは、適切な手順の使用によって無線基地局によって制御される。一態様によれば、異なるユーザ機器によって実行される2つの直接連続するアップリンク送信の間に時間ギャップを形成するために、ユーザ機器におけるアップリンク送信タイミングを追加的に変更することができる。最初のアップリンクバースト送信の後ろに形成される時間ギャップは、ユーザ機器が(2番目の)アップリンクバースト送信を開始する前に空きチャネル判定を正常に実行するために使用可能である。
例えば、無線基地局がさまざまな連続するアップリンク送信を(異なるユーザ機器にそれぞれ1つ)スケジューリングするものと想定すると、(最初のユーザ機器のみならず)スケジューリングされるユーザ機器それぞれが、自身のアップリンク送信を開始する前にチャネルを空きとして判定できるようにするためには、2つの連続するアップリンク送信それぞれの間に十分なギャップを設ける必要がある。したがって、チャネルが占有されていないものとユーザ機器が検出するための時間として、送信が存在しない適切な時間ギャップを形成するため、さまざまなユーザ機器の間で、(1つまたは複数の)送信タイミングのシフトを調整する。
次に、これについて別の観点から説明する。アップリンク送信タイミングの追加のシフトは、サブフレーム境界に時間調整される(すなわち(アップリンク送信の受信側エンティティとしての)無線基地局における受信タイミング(またはサブフレーム境界)を基準として調整/同期される)通常のアップリンク送信と比較して、アップリンク送信のさらなるタイプと考えることができる。したがって、この態様によって、アップリンク送信のさらなるタイプ、すなわち、アップリンク送信の開始が、サブフレーム境界を基準として(すなわちユーザ機器が通常(例えばライセンスセルを介してアップリンク送信を送信する場合に)従う通常のアップリンク送信タイミングを基準として)、いずれかの方向に、ある時間長だけシフトされるさらなるアップリンク送信タイプ、が導入される。言い換えれば、この態様によって導入される、このさらなるアップリンク送信タイプによるアップリンク送信の追加のシフトは、ユーザ機器によって一般的に実行されるタイミングアドバンス(例えば無線基地局に対するユーザ機器の位置に応じて無線基地局によって指示されるタイミングアドバンス)に加えて行われる。
前述したように、アップリンク送信の開始を適切にシフトさせることによって、2つの直接連続するアップリンク送信の間に時間ギャップが形成される。例えば、アップリンク送信の開始が延期される(すなわち時間的に遅らせる)ときには、延期されたアップリンク送信の前に時間ギャップが形成され、UEはこの時間ギャップの間に、延期されたアップリンク送信を開始する前のCCA判定を正常に実行することができる。これに対して、アップリンク送信の開始が繰り上げられる(すなわち時間的に早める)ときには、繰り上げられたアップリンク送信の後ろに時間ギャップが形成され、このシフトされたアップリンク送信の直後にアップリンク送信を実行するように続いてスケジューリングされたUEは、そのアップリンク送信を開始する前に、設定された時間ギャップの間にCCA判定を正常に終えることができる。
結果として、無線基地局が2つの連続するアップリンク送信を異なるユーザ機器にスケジューリングする一方で、それと同時に、両方のユーザ機器が、アップリンク送信を開始する前に空きチャネル判定を成功裏に実行し、したがってアンライセンスチャネルが空いているものと検出できるようにすることが可能である。
この態様のさらなる改良形態によれば、CCAのための時間ギャップの形成を改良して柔軟性を高めるために、アンライセンスセルを介してユーザ機器によって実行されるアップリンク送信に対して追加の変更を実施することができる。具体的には、(シフトされる、またはシフトされない)アップリンク送信を、1個またはいくつかのOFDMシンボル(LTE実装の場合、アップリンクではアップリンク技術SC−FDMAが使用されることを考慮して、以下ではSC−FDMAシンボルとも称する)だけ短縮することができる。例えば通常のアップリンク送信は、少なくとも、1つまたは複数のサブフレームのすべてのOFDMシンボルにわたるが、このアップリンク送信を、アップリンク送信の先頭または最後のいずれかにおいて短縮することを提案する。その効果として、ユーザ機器は、その(1個またはいくつかの)OFDMシンボルの間は送信せず、したがってその期間中はアンライセンスセルを占有しない。アップリンク送信の長さを短縮するための1つの可能な方法は、(1個またはいくつかの)OFDMシンボルをパンクチャリングすることである(この時間中は送信が電力0で行われるため、パンクチャリングはミューティング(muting)またはヌリング(nulling)とも称される)。アップリンク送信を短縮することによって、アップリンク送信の前またはアップリンク送信の後ろのいずれかに時間ギャップを形成することが可能であり、時間ギャップは、短縮されたアップリンク送信を実行するそのユーザ機器、または別のユーザ機器によって実行される空きチャネル判定に使用することができる。
言い換えれば、アップリンク送信を短縮する追加のメカニズムは、前に導入した2つのアップリンク送信タイプ(すなわち、完全なサブフレーム期間にわたり、かつユーザ機器が従うサブフレーム境界に時間調整される通常のアップリンク送信タイプと、同様に完全なサブフレーム期間にわたり、かつユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として追加的にオフセットされるさらなるアップリンク送信タイプ)に加えて、アップリンク送信の別のタイプを導入することと同等であると考えることができる。具体的には、アップリンク送信のさらなるタイプは、(例えば完全なサブフレーム期間にわたらないように)短縮されるという特徴を有するが、依然としてサブフレーム境界に時間調整(整列)され、したがって(どの(1個またはいくつかの)OFDMシンボルが破棄されるかに応じて)対応するアップリンク送信がサブフレーム境界から始まる、またはサブフレーム境界で終わる。アップリンク送信のさらに別のタイプは、(例えば完全なサブフレーム期間にわたらないように)短縮され、これに加えて、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準としてオフセットされる。
上述した、アップリンク送信タイミングを追加的にシフトするメカニズムと、アップリンク送信期間を短縮するメカニズム(および類似するさまざまなアップリンク送信タイプ)は、(1基または複数基の)UEが空きチャネル判定を正常に実行できるようにアンライセンスセルを介しての連続するアップリンク送信の間に十分な時間ギャップを形成する一方で、これと同時に、(短縮によって)不必要にOFDMシンボルが破棄されることが回避されるように、適切に使用および調整することができる。
各アップリンク送信は、必要なCCAギャップが形成されるように、上述した4つのタイプのうちの1つに従って実行することができる。どのアップリンク送信がどのアップリンク送信タイプに従って実行されるかは、複数の異なるUEに無線基地局によってスケジューリングされる、アンライセンスセルを介しての実際のアップリンク送信のシーケンス(並び)にも依存する。例えば、2つのみの連続するアップリンク送信のシーケンスの場合(すなわちこれら2つの連続するアップリンク送信の前と後ろではアンライセンスセルが送信に使用されない)、アップリンク送信を(例えば1個のOFDMシンボルだけ)短縮する必要はなく、最初の送信は、何らの短縮または追加の時間オフセットなしに1基のUEによって実行することができ、その一方で、2番目のアップリンク送信は、第2のUEが空きチャネル判定を正常に実行するのに十分である時間長だけ第2のUEによって延期することができる。
空きチャネル判定を正常に実行するための十分な時間を可能にする例示的な時間オフセットは、OFDMシンボルの持続時間の半分である。しかしながら、アップリンク送信タイミングをオフセットさせることによって形成される時間ギャップが、正常な空きチャネル判定のために十分に長い限り、時間オフセットは、これより小さい、または大きくてもよい。アップリンク送信をオフセットさせる時間長は、例えば、無線基地局によってユーザ機器に示すことができる。この時間長は、無線基地局の制御下にあるすべてのユーザ機器に対して同じとすることができる。さらに、オフセットの時間長は、無線基地局によって半静的に変更することができる。これに代えて、例えば標準規格に時間長を決めておくことができる。
この態様のさらなる実装形態は、アップリンク送信をどのように実行するか(すなわち追加の時間シフトあり/なし、およびアップリンク送信の短縮あり/なし)をUEが決定する方法に関する。一実装形態によれば、必要な情報は、例えば通常のリソース割当ての一部として無線基地局によってユーザ機器に提供される。別の実装形態によれば、特定のサブフレームにおいてアップリンク送信をどのように実行するかを定義するタイプパターンが、UEおよび無線基地局において提供され、したがってUEは、実行するアップリンク送信のタイプを、そのアップリンク送信がスケジューリングされている対象のサブフレームと、パターンとに基づいて、決定する。
したがって、1つの一般的な第1の態様においては、本明細書に開示されている技術は、ユーザ機器に対してアップリンク送信をスケジューリングする無線基地局、を提供する。ユーザ機器と無線基地局との間の通信用に、少なくとも1つのアンライセンスセルが設定されている。少なくとも1基のユーザ機器は、少なくとも以下のアップリンク送信の異なるタイプ、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたり、かつ、ユーザ機器が従うサブフレーム境界から始まりサブフレーム境界で終わる、アップリンク送信の第1のタイプ(タイプA)、
および以下の少なくとも一方、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)であって、第2のタイプのアップリンク送信が第1のサブフレーム境界より前/後ろから始まり、かつ、第1のサブフレーム境界に続く第2のサブフレーム境界より前/後ろで終わるように、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)、
完全なサブフレーム期間より小さい期間にわたるアップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)であって、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)、
に従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行することができる。
無線基地局は、プロセッサおよび送信機を備えており、プロセッサおよび送信機は、動作時、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信を少なくとも1基のユーザ機器にスケジューリングする。さらに、無線基地局は受信機を備えており、この受信機は、動作時、少なくとも1基のユーザ機器から、スケジューリングされたアップリンク送信を受信する。少なくとも、2つの直接連続するアップリンク送信の間に、アップリンク送信の存在しない時間ギャップが生じるように、スケジューリングされたアップリンク送信それぞれが、アップリンク送信の異なるタイプのうちの1つに従って、少なくとも1基のユーザ機器によって実行される。
したがって、1つの一般的な第1の態様においては、本明細書に開示されている技術は、無線基地局によってスケジューリングされるアップリンク送信を実行するユーザ機器、を提供する。ユーザ機器と無線基地局との間の通信用に、少なくとも1つのアンライセンスセルが設定されている。ユーザ機器は、少なくとも以下のアップリンク送信の異なるタイプ、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたり、かつ、ユーザ機器が従うサブフレーム境界から始まりサブフレーム境界で終わる、アップリンク送信の第1のタイプ(タイプA)、
および以下の少なくとも一方、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)であって、第2のタイプのアップリンク送信が第1のサブフレーム境界より前/後ろから始まり、かつ、第1のサブフレーム境界に続く第2のサブフレーム境界より前/後ろで終わるように、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)、および、
完全なサブフレーム期間より小さい期間にわたるアップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)であって、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)、
に従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行することができる。
ユーザ機器はプロセッサを備えており、プロセッサは、動作時、スケジューリングされたアップリンク送信用に、アップリンク送信のタイプのうちの1つを決定する。さらに、ユーザ機器は送信機を備えており、この送信機は、動作時、決定されたタイプに従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行する。
したがって、1つの一般的な第1の態様においては、本明細書に開示されている技術は、少なくとも1基のユーザ機器と、無線基地局とを備えたシステム、を提供する。少なくとも1基のユーザ機器と無線基地局との間の通信用に、少なくとも1つのアンライセンスセルが設定されている。少なくとも1基のユーザ機器は、少なくとも以下のアップリンク送信の異なるタイプ、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたり、かつ、ユーザ機器が従うサブフレーム境界から始まりサブフレーム境界で終わる、アップリンク送信の第1のタイプ(タイプA)、
および以下の少なくとも一方、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)であって、第2のタイプのアップリンク送信が第1のサブフレーム境界より前/後ろから始まり、かつ、第1のサブフレーム境界に続く第2のサブフレーム境界より前/後ろで終わるように、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)、
完全なサブフレーム期間より小さい期間にわたるアップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)であって、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)、
に従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行することができる。
無線基地局は、プロセッサおよび送信機を備えており、プロセッサおよび送信機は、動作時、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信を少なくとも1基のユーザ機器にスケジューリングする。ユーザ機器は受信機を備えており、この受信機は、動作時、アップリンク送信をスケジューリングする無線基地局からのリソース割当て、を受信する。ユーザ機器はプロセッサを備えており、このプロセッサは、動作時、スケジューリングされたアップリンク送信用に、アップリンク送信のタイプのうちの1つを決定する。ユーザ機器は送信機を備えており、この送信機は、動作時、決定されたタイプに従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行する。無線基地局は受信機を備えており、この受信機は、動作時、スケジューリングされたアップリンク送信を受信する。少なくとも、2つの直接連続するアップリンク送信の間に、アップリンク送信の存在しない時間ギャップが生じるように、スケジューリングされたアップリンク送信それぞれが、アップリンク送信の異なるタイプのうちの1つに従って、少なくとも1基のユーザ機器によって実行される。
したがって、1つの一般的な第1の態様においては、本明細書に開示されている技術は、無線基地局によってスケジューリングされるアップリンク送信を実行するようにユーザ機器を動作させる方法、を提供する。ユーザ機器と無線基地局との間の通信用に、少なくとも1つのアンライセンスセルが設定されている。ユーザ機器は、少なくとも以下のアップリンク送信の異なるタイプ、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたり、かつ、ユーザ機器が従うサブフレーム境界から始まりサブフレーム境界で終わる、アップリンク送信の第1のタイプ(タイプA)、
および以下の少なくとも一方、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)であって、第2のタイプのアップリンク送信が第1のサブフレーム境界より前/後ろから始まり、かつ、第1のサブフレーム境界に続く第2のサブフレーム境界より前/後ろで終わるように、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)、
完全なサブフレーム期間より小さい期間にわたるアップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)であって、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)、
に従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行することができる。
本方法は、ユーザ機器によって実行される以下のステップ、すなわち、
スケジューリングされたアップリンク送信用に、アップリンク送信のタイプのうちの1つを決定するステップと、
決定されたタイプに従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行するステップと、
を含む。
したがって、1つの一般的な第1の態様においては、本明細書に開示されている技術は、ユーザ機器に対してアップリンク送信をスケジューリングするように無線基地局を動作させる方法、を提供する。ユーザ機器と無線基地局との間の通信用に、少なくとも1つのアンライセンスセルが設定されている。少なくとも1基のユーザ機器は、少なくとも以下のアップリンク送信の異なるタイプ、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたり、かつ、ユーザ機器が従うサブフレーム境界から始まりサブフレーム境界で終わる、アップリンク送信の第1のタイプ(タイプA)、
および以下の少なくとも一方、すなわち、
完全なサブフレーム期間にわたる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)であって、第2のタイプのアップリンク送信が第1のサブフレーム境界より前/後ろから始まり、かつ、第1のサブフレーム境界に続く第2のサブフレーム境界より前/後ろで終わるように、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第2のタイプ(タイプB)、
完全なサブフレーム期間より小さい期間にわたるアップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)であって、アップリンク送信が、ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として所定の時間長だけオフセットされる、アップリンク送信の第3のタイプ(タイプC)、
に従って、アンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行することができる。
本方法は、無線基地局によって実行される以下のステップ、すなわち、
アンライセンスセルを介してのアップリンク送信を少なくとも1基のユーザ機器にスケジューリングするステップと、
少なくとも1基のユーザ機器からの、スケジューリングされたアップリンク送信、を受信するステップと、
を含む。
少なくとも、2つの直接連続するアップリンク送信の間に、アップリンク送信の存在しない時間ギャップが生じるように、スケジューリングされたアップリンク送信それぞれが、アップリンク送信の異なるタイプのうちの1つに従って、少なくとも1基のユーザ機器によって実行される。
開示されている実施形態のさらなる恩恵および利点は、本明細書および図面から明らかであろう。これらの恩恵および/または利点は、本明細書および図面による開示内容のさまざまな実施形態および特徴によって個別に提供することができ、これらの恩恵および/または利点の1つまたは複数を得るためにすべてを設ける必要はない。
これらの一般的な態様および具体的な態様は、システム、方法、コンピュータプログラム、またはこれらの任意の組合せ、を使用して実施することができる。
以下では、例示的な実施形態について、添付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
3GPP LTEシステムの例示的なアーキテクチャを示している。
3GPP LTE(リリース8/9)において定義されているサブフレームのダウンリンクスロットの例示的なダウンリンクリソースグリッドを示している。
アップリンクのタイミング調整が実行されないときに、eNodeBにおいて受信される2基の移動端末からのアップリンク送信のタイミングのずれを示している。
アップリンクタイミング調整を実行する効果を示しており、2基の移動端末からのアップリンク送信においてアップリンクタイミングが同期している。
現時点において標準化されている(静的な)7つのTDD UL/DL構成0〜6と、各TDD UL/DL構成における10個のサブフレームの定義と、それぞれのスイッチポイント周期とを示している。
2つのハーフフレーム(10個のサブフレーム)からなり、スイッチポイント周期が5msである無線フレームの構造を示している。
いくつかのライセンスセルおよびアンライセンスセルを含む例示的なLAAシナリオを示している。
LAA送信における送信挙動を示している。
アンライセンスセルにおけるWi−Fi送信バーストとLAA UEダウンリンクバーストとの間のタイミングを示している。
アンライセンスセルを介して3基の異なるUEによって実行される3つの連続するアップリンク送信のシーケンスを示している。
アップリンク時間調整を使用し、これに加えてUE1に対しては、第1の実施形態の例示的な実装形態による追加のアップリンク送信タイミングオフセットのメカニズムをさらに実施する場合の、eNodeBとUE1およびUE2との間で交換される送信のさまざまなダウンリンクタイミングおよびアップリンクタイミングを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態によるアップリンク送信手順の概要図である。
タイプAのアップリンク送信を示している。
タイプBのアップリンク送信を示している。
タイプBのアップリンク送信を示している。
タイプCのアップリンク送信を示している。
タイプCのアップリンク送信を示している。
タイプCのアップリンク送信を示している。
タイプCのアップリンク送信を示している。
タイプDのアップリンク送信を示している。
タイプDのアップリンク送信を示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、異なるタイプに従ってのアップリンク送信のさまざまなシーケンスを示している。
第1の実施形態の例示的な実装形態による、TDDアップリンク−ダウンリンク構成0,1,2に適用される可能なタイプパターンを示している。
「移動局」または「移動ノード」または「ユーザ端末」または「ユーザ機器」は、通信ネットワーク内の物理エンティティである。1つのノードがいくつかの機能エンティティを有することができる。機能エンティティとは、所定の一連の機能を実施する、および/または、所定の一連の機能をノードまたはネットワークの別の機能エンティティに提供するソフトウェアモジュールまたはハードウェアモジュールを意味する。ノードは、通信機器または通信媒体にノードをアタッチする1つまたは複数のインタフェースを有することができ、ノードはこれらのインタフェースを通じて通信することができる。同様に、ネットワークエンティティは、機能エンティティを通信機器または通信媒体にアタッチする論理インタフェースを有することができ、ネットワークエンティティは論理インタフェースを通じて別の機能エンティティや通信相手ノードと通信することができる。
特許請求の範囲および本出願において使用されている用語「無線リソース」は、物理無線リソース(時間−周波数リソースなど)を意味するものと広義に理解されたい。
特許請求の範囲および本出願において使用されている用語「アンライセンスセル」あるいは「アンライセンスキャリア」は、特定の周波数帯域幅を有するアンライセンス周波数帯域で運用されるセル/キャリアとして広義に理解されたい。これに相応して、特許請求の範囲および本出願において使用されている用語「ライセンスセル」あるいは「ライセンスキャリア」は、特定の周波数帯域幅を有するライセンス周波数帯域で運用されるセル/キャリアとして広義に理解されたい。これらの用語は、例示的には、リリース12/13の時点の3GPPおよび作業項目「Licensed−Assisted Access(ライセンス補助アクセス)」の文脈において理解されたい。
特許請求の範囲および本出願において使用されている表現「アップリンク送信のタイプ」は、第1の実施形態に関連して説明した2つのメカニズム(すなわち、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信に対する時間オフセットを追加的に導入するメカニズムと、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信の長さを短縮するメカニズム)のいずれか一方を適用する、いずれも適用しない、または両方を適用することによる、互いに異なるアップリンク送信を区別することができるように、概念的に導入されている。
表現「ユーザ機器が従うサブフレーム境界を基準として」は、(1基または複数基の)UEがサブフレーム境界に従うというコンセプトによって具体化される、UEが通常に従う「通常の」送信タイミング(例えばUEはライセンスセルを介してアップリンク送信を実行する場合にこの送信タイミングに従う)に対して、シフトが実行されることを示す。言い換えれば、ユーザ機器に対して定義されるサブフレーム境界は、例えばアップリンク送信を開始する場合にUEにおいて通常に採用されるタイミングを基本的に示す。
背景技術のセクションで説明したように、現在3GPPは、ライセンス補助アクセス(LAA)を導入する過程にある。LAAに関していくつかの合意がすでに達成されたが、LAAに関するいくつかの重要な課題についてはまだ合意を達成することができていない。例えば、現在までは、ダウンリンクLAAに関する合意に達することに焦点があてられていた。これに対して、特にアップリンク送信におけるアップリンクLAAの場合のUEの挙動をどのように扱うかに関する重要な決定には、現在のところ達していない。なお以下から明らかになるように、現在のUEの挙動の一部は、アンライセンスバンド/セルでの動作に同じように適用することはできないものと考えられることに留意されたい。
5GHzのアンライセンスバンドでのLAA動作の場合におけるタイミングアドバンスに関して、このようなセルのカバレッジエリアは、例えば背景技術のセクションで説明したようにアンライセンスバンドの動作に対して規制要件によって課される送信電力制限に起因して、かなり限られるものと想定することができる。したがって、このようなスモールセルの一般的なカバレッジエリアの最大半径は、100〜200mの範囲内であるものと予測することができる。TA(タイミングアドバンス)の粒度0.52μsが、eNBとUEの間の156mの距離によって生じる伝搬遅延に相当することを考慮すると、このアンライセンスセルに関連付けられる(ほぼ)すべてのUEに対して同じ小さいTA値(例:0ないし1)を想定することは理にかなっている。
しかしながら一方で、アンライセンスセルがより大きいエリアをカバーする場合にも、基本的に同じ状況が起こりうる。特に、互いに近接した位置にあるUEにも、同じかまたは極めて近いTA値を適用するように指示される。言い換えれば、異なるUEによって(例えば互いに遠く離れている)UEによって)、大きく異なるタイミングアドバンス値が適用されることがあるが、極めて近いアップリンク送信タイミングを有するUEが依然として存在する。
さらに、アンライセンスバンドにおけるLTEアップリンク送信は、例えば背景技術のセクションで説明したように、eNBによってスケジューリングされるものと想定する。したがって、アップリンク送信用のリソース割当てを含むダウンリンク制御情報(DCI)は、関連付けられるライセンスPCellにおいて(クロスキャリアスケジューリング)、またはアンライセンスセルのセルフスケジューリングの場合にアンライセンスPCell自体で、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)または拡張物理ダウンリンク制御チャネル(EPDCCH)において、eNBからUEに送信される。
LAAアップリンク送信のためのLBT(リッスンビフォアトーク)挙動の詳細は、依然として3GPPにおいて検討中である。現在のところ、LBTが要求されるか否かが不明確であり、LBTが義務付けられる場合、一定期間(例えば欧州における現在の最小限の要件による20μs(非特許文献8の4.8.3節を参照)など)のCCAのみを組み込めばよいのか、または追加のECCAも組み込まなければならないかが、さらに不明確である。
本文書に提示されている実施形態は、同じアンライセンスチャネルで動作している他の機器(Wi−Fiノードなど)が共存する中で公平なチャネルアクセスをサポートする目的で、アンライセンスバンドにおける各アップリンク送信において、それぞれの送信前に空きチャネル判定(CCA)が要求される場合に、特に有利である。
図10は、3基の異なるUE(UE1、UE2、およびUE3)による3つの直接連続するアップリンク送信を示しており、各アップリンク送信は、例示的にサブフレーム期間にわたる。図において、ユーザ機器が従うアップリンク送信の基準タイミングは、描いたサブフレーム境界を使用するように示してある。言い換えれば、図10に示したサブフレーム境界は、そのサブフレームを対象にeNodeBによってスケジューリングされたアップリンク送信をユーザ機器が開始するべき時点であるものと想定する。
図から明らかであるように、各アップリンク送信がサブフレーム全体を範囲としているため、UE2(およびUE3)がCCAを最初に実行しなければならない場合(これは現在多くの国においてアンライセンスバンドの場合に義務付けられる方策であると予測されている)、UE2(およびUE3)は、図示したアップリンク送信を実行できないという問題が存在する。CCA(UE2およびUE3がそれぞれのアップリンク送信を(可能な場合に)開始する直前に実行する)は、この時刻において発生している送信(すなわちUE1によるアップリンク送信、またはUE2による仮想的なアップリンク送信)に起因して、成功しない。したがって、CCAが義務付けられていると考えるとき、3基のUEのこの特定のアップリンク送信のシーケンスにおいては、UE2は、CCAが失敗するためアップリンク送信を実行することができず、一方でUE3によって実行されるCCAは、前に2番目のアップリンク送信が開始されなかった(2番目のアップリンク送信がアンライセンスセルを占有していない)ため、成功する。このような状況は不利であり、なぜならCCAが成功しないため、複数の異なるUEによる連続するアップリンク送信(例えば図10に示した例では最初と2番目のアップリンク送信)が可能ではないためである。最大でも1つおきのサブフレームのみが使用可能である。
これに対して、アンライセンスセルでのアップリンク送信の前にCCAが義務付けられない場合、LTEノードがアンライセンスセルを連続的に占有することができる。したがってWi−Fiノードは、LAAノードによってアンライセンスセルが連続的に占有されているためにアンライセンスセルにアクセスすることができない。
本発明者は、上に説明した問題点の1つまたは複数を軽減する目的で、以下の例示的な実施形態を着想した。
さまざまな実施形態の特定の実装形態は、3GPP標準規格によって与えられる、一部が背景技術のセクションで説明されている幅広い仕様の中で実施され、提示する実施形態のさまざまな実装形態に関連する特に重要な特徴が、以下に説明するように追加される。なお、これらの実施形態は、例えば、背景技術のセクションで説明した3GPP LTE−A(リリース10/11/12/13およびそれ以降)などの移動通信システムにおいて有利に使用することができるが、実施形態はこれらの特定の例示的な通信ネットワークでの使用に限定されないことに留意されたい。
以下の説明は、本開示の範囲を制限するものとしてではなく、本開示を深く理解するための実施形態の単なる例として理解されたい。当業者には、一連の請求項の中と、本明細書の発明の概要のセクションに示した説明の中で大まかに概説されている本開示の一般的な原理を、さまざまなシナリオに、以下に明示的には記載されていない方法で適用できることが認識されるであろう。図解および説明を目的として、いくつかの想定がなされているが、それらの想定は以下の実施形態の範囲を不当に制限するものではない。
さらには、上述したように、以下の実施形態は、3GPP LTE−A(リリース12/13およびそれ以降)環境において実施することができる。これらのさまざまな実施形態は、主として、改良されたアップリンク送信方式を有することを可能にする。しかしながら、それ以外の機能(すなわちさまざまな実施形態によって変更されない機能)は、背景技術のセクションで説明したものとまったく同じままとする、または、さまざまな実施形態への影響なしに変更することができる。例えば、アップリンク送信を実際にどのように実行するかを定義する機能および手順(例えば、分割、変調、符号化、ビームフォーミング、多重化)、どのようにスケジューリングするかを定義する機能および手順(PDCCH、DCI、クロスキャリアスケジューリング、セルフスケジューリング)、またはタイミングアドバンス手順を使用することによる通常のアップリンク送信をどのように実行するかを定義する機能および手順(例えば、初期タイミングアドバンス、タイミングアドバンス更新コマンド)である。
以下では、上の(1つまたは複数の)問題点を解決するための実施形態について説明する。
第1の実施形態
以下では、上の(1つまたは複数の)問題点を解決するための第1の実施形態について詳しく説明する。第1の実施形態は、この実施形態の原理を容易に説明するために工夫された次の例示的なシナリオを使用することによって説明する。しかしながらこれらの原理は別のシナリオに適用することもでき、そのうちのいくつかは以下の説明の中で明示的に述べる。
背景技術のセクションで説明したように、3GPPは、ライセンス不要周波数帯域における(1つまたは複数の)チャネルにおいて運用されるアンライセンスセルの使用を含む、LAA(ライセンス補助アクセス)を導入することによって、現在のシステムを機能強化することを予定している。以下では、少なくとも1つのアンライセンスセルと、オプションとして少なくとも1つのさらなるライセンスセルとがUEに設定されているシナリオを想定する。いくつかのUEがアンライセンスセルを介してeNBと通信している。以下の説明はこのようなシナリオに基づいているが、さまざまな実施形態は、アンライセンスセルが単独で(すなわち対応するライセンスセルによって支援されることなく)運用されるシナリオにも適用される。
アンライセンスセルは、背景技術のセクションで説明したように通常の方法でeNodeBとUEの間に設定することができる。したがってアンライセンスセルは、ライセンス不要周波数帯域における特定のチャネルで運用される。背景技術のセクションで詳しく説明したように、アンライセンスセルにおける運用はさまざまに規制されており、例えば欧州では、欧州標準規格である非特許文献8に従って規制されている。欧州では(および他の地域でも)、特に、リッスンビフォアトークおよび対応する空きチャネル判定は、Wi−FiとLTE LAAの間での公平な共存および公平なチャネルアクセスを保証するため、アンライセンスセルを介して送信を実行する前にeNBおよびUEに義務付けられることが現在予測されている。LBTおよびCCAの実行方法に関するさらなる詳細についてはここでは省き、代わりに、例示的なLTE実装を説明している背景技術のセクションの対応する部分を参照されたい。
さらに、UEによって実行されるeNBへのアップリンク送信は、eNBによって適切な方法で(例えばLTE実装の場合に背景技術のセクションで説明した通常の方法で)スケジューリングされるものと想定する。したがって、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信は、DCIを含む(E)PDCCHを、関連付けられるPCellにおいて(クロスキャリアスケジューリング)、またはアンライセンスセルにおいて(セルフスケジューリング)送信することによって、スケジューリングすることができる。アップリンク送信をスケジューリングするために送信される制御シグナリングに関するさらなる詳細についてはここでは省き、代わりに、例示的なLTE実装を説明している背景技術のセクションの対応する部分を参照されたい。
このシナリオでは、UEが、アップリンク送信を実行するときに従うアップリンク基準タイミングを有する(すなわちUEはこのアップリンク基準タイミングに従ってアップリンク送信を開始する)ものとさらに想定する。例えば、各UEは、異なるユーザ機器との間の異なる伝搬遅延を補正するためにeNBによって指示されるタイミングアドバンスパラメータをさらに適用することによって、ダウンリンク受信タイミングを基準とする自身のアップリンク基準タイミングを決定する。LAAシナリオが、極めて限られたカバレッジエリアを有するスモールセルに主として適用されるものと想定すると、アンライセンスセルを介して送信する場合にUEはタイミングアドバンスを適用しなくてもよい、または極めて小さいタイミングアドバンスを適用すればよく、なぜなら伝搬差がごく小さいためである。しかしながらこの後者の想定は、(特にLAAがスモールセルに対して適用される場合の)1つの可能な例示的な実装形態にすぎず、以下に説明する原理は、各UEが、(例えばライセンスセルを介しての)通常のアップリンク送信を実行するためにそれぞれの(おそらくは異なる)タイミングアドバンスを適用する場合にも等しく適用することができることに留意されたい。アップリンク送信タイミングを適切に調整するための1つの可能な手順は、LTE実装の場合に背景技術のセクションで説明したようにタイミングアドバンス手順である。この点の詳細についてはここでは省き、代わりに、例示的なLTE実装を説明している背景技術のセクションの対応する部分を参照されたい。以下では、(図での説明も容易にする目的で)この通常のアップリンク基準タイミングを、ユーザ機器が従うサブフレーム境界によって与えられる/定義されるものとして説明することもでき、すなわち図10において説明および図解したように、アップリンク送信を開始する時点として、サブフレーム境界がユーザ機器によって使用される。
以下では、さまざまなシナリオにおいて通常のサイクリックプレフィックスが使用され、結果として、対応するアップリンクサブフレームは14個のOFDMシンボル(LTEではアップリンクにおいてSC−FDMAが使用されるという観点からSC−FDMAシンボルとも称する)を備えているものとさらに想定する。一方で、第1の実施形態の原理は、拡張サイクリックプレフィックスを使用するとき、したがってアップリンクサブフレームが12個のOFDMシンボル(LTEではアップリンクにおいてSC−FDMAが使用されるという観点からSC−FDMAシンボルとも称する)を備えているシナリオの場合にも、等しく適用することができる。
この第1の実施形態によれば、2つのアップリンク送信の間に時間ギャップ(以下の説明および図では「CCAギャップ」とも称する)を形成する目的で、アンライセンスセルを介してユーザ機器によって実行される特定のアップリンク送信のアップリンク送信タイミングを追加的にオフセットさせることを可能にする追加のメカニズムが実施され、この時間ギャップの間は送信が行われず、かつUEはCCAを正常に実行するための十分な時間を有する。この追加のメカニズムについて、図11に関連して例示的に説明するが、図11は、背景技術のセクションでタイミングアドバンスを説明するために使用した図4に似ている。なお図11は、概念的な図面にすぎず、図で使用されている延長線および縮尺は正確ではなく、第1の実施形態を説明する役割を果たすことに留意されたい。例えば、説明を容易にするため、UEによって適用されるタイミングアドバンスはサブフレームの長さの2倍より大きく、しかしながらこのようなタイミングアドバンスが実際の実施において生じる可能性は低く、LAAアンライセンスセルが極めて限られたエリアのみをカバーする実施の場合にはさらに小さい。背景技術のセクションで説明したように、アンライセンススモールセルの場合の現実的なタイミングアドバンス値は、1×0.52μsまたは2×0.52μs(これらはeNBとUEの間の距離78mおよび156mにそれぞれ対応する)になり、なぜなら背景技術のセクションで説明したように、タイミングアドバンスはeNBとUEの間の伝搬遅延の2倍に等しく、タイミングアドバンスの粒度は0.52μsであるためである。
したがって図11は、2基のUEからアンライセンスセルを介しての同じeNodeBへのアップリンク送信と、対応する相対的な送信タイミングおよび受信タイミングとを示している。図4において想定したシナリオとは異なり、図11では、アンライセンスセルが極めて限られたカバレッジエリアを有し、結果として伝搬遅延が極めて同程度である(図11の図解では同じであり、ただし0ではないと想定する)LAAシナリオを想定する。したがって、UE1およびUE2におけるeNodeBからのダウンリンク送信のダウンリンク受信タイミングと、UE1およびUE2によって適用される結果としてのTAの範囲から明らかであるように、PDeNB−UE1とPDeNB−UE2が同じであるものと想定する。図11のこのシナリオの場合、eNodeBが最初のサブフレームにUE1をスケジューリングし、直後のサブフレーム2にUE2をスケジューリングしたものと想定する。背景技術のセクションの図4に関連してすでに説明したように、通常のタイミングアドバンス手順を、図11に示したようにeNodeBとそれぞれのUE1およびUE2との間に適用することができる(UE1:「UE1によるeNodeBへの時間調整されたUL送信」、UE2:「UE2によるeNodeBへの時間調整されたUL送信」)。したがってUE1は、自身のアップリンク送信タイミングを、図4に示した通常の方法でダウンリンク受信タイミングおよびタイミングアドバンス値に基づいて決定する。
しかしながら、この第1の実施形態によれば、図11にも示したように、UE1によって実行されるアップリンク送信が、所定の時間長だけ追加的にオフセットされるものとさらに想定する(UE1:「UL送信タイミングオフセットを使用してのUE1によるeNodeBへのUL送信」、「TO」を参照)。図11の特定の例では、UE1のアップリンク送信タイミングが、通常に使用されるアップリンク送信タイミングを基準として、時間長TOだけ繰り上げられている(すなわち時間的に早められている)。結果としてアップリンク送信は、伝搬遅延PDUE1−eNBを考慮すると、eNodeBにおいても相応して時間長TOだけ早いタイミングで受信される。
LAAの一般的な実装では、非特許文献1の8.1節に記載されているように、LTEのアップリンクフレームのタイミングを、UL無線フレーム内のULバーストごとに追加のアップリンク送信タイミングシフトだけ延ばす。DL無線フレームタイミングとUL無線フレームタイミングとの間の現在のシフトは、(N_TA+N_TA_offset)×Tsによって与えられる。N_TAは、背景技術のセクションで説明したUEごとのタイミングアドバンスであり、N_TA_offsetは追加の固定オフセットであり、FDDの場合には0、TDDの場合には全UEにおいて624である。したがって、この実施形態に基づく改良されたシフトは、(N_TA+N_TA_offset+TO(i))×Tsによって与えられ、この式でTO(i)は、第1の実施形態のさまざまな実装形態による、連続するLAA ULバーストの間にCCAギャップを形成するための、ULバーストiに対する追加のアップリンクタイミングオフセットである。
UE1のアップリンク送信のアップリンク送信タイミングを早めることによって、この最初のアップリンク送信の最後と、eNodeBによってスケジューリングされた、UE2によって実行される次のアップリンク送信の先頭との間に、長さTOの時間ギャップが形成される(図11の「CCAギャップ」の矢印を参照)。UE2のアップリンク送信に対しては、特に、アップリンク送信タイミングに追加のオフセットが適用されない(なぜなら必要ないため)ものと想定する。したがってUE2は、通常の方法でダウンリンク受信の基準タイミングを基準とするタイミングアドバンスを使用することによって、アップリンク送信タイミングを決定する。UE2は、結果としての長さTOのCCAギャップにおいてCCA判定を成功裏に終えることができ、なぜならUE2は、アンライセンスセルがUE1の送信によって(もはや)占有されていないものと判定するためである。
これに対して、第1の実施形態による追加のアップリンク送信オフセットによって形成されるCCAギャップが存在しなければ、UE2は、eNodeBによってスケジューリングされた自身のアップリンク送信を開始する前に必要なCCA判定を実行するとき、アンライセンスセルが(UE1によって実行された送信によって)占有されているものと判定し、したがってCCAが失敗するため自身のアップリンク送信を実行することが許可されない。
これに代えて、図11には示していないが、UE2によって実行される2番目のアップリンク送信に追加のタイミングオフセットを適用することもでき、特に、2番目のアップリンク送信を時間オフセットTOだけ延期する(すなわち遅らせる)。この場合、UE1によって実行されるアップリンク送信はオフセットさせる必要がなく、なぜならUE2がCCAを実行するために必要な時間ギャップが、2番目のアップリンク送信を延期することによってすでに形成されるためである。
したがって、スケジューリングされた特定のアップリンク送信のアップリンク送信タイミングに、追加の時間オフセットを選択的に適用する(一方で、この同じ時間オフセットを他のアップリンク送信には適用しない)ことによって、CCA判定を実行するために(1基または複数基の)UE(さらにはWi−Fiノード)によって使用可能である時間ギャップが形成される。
時間オフセットの量は、形成される時間ギャップが、CCA判定を終えるのに十分であるような量である。Wi−Fiが空きチャネル判定を実行するための最小限の時間(DIFS(分散フレーム間スペース:Distributed Inter-Frame Space)と称する)は34μsである。LTE UEが空きチャネル判定を完了するための最小限の時間は、欧州における現在の規制要件に従って少なくとも20μsである。背景技術のセクションで説明したように、LAAの場合の正確なCCA規則は、依然として3GPPにおいて検討中である。例えば、通常のサイクリックプレフィックスの持続時間の場合、時間オフセットは、SC−FDMAシンボルの長さの(約)半分(すなわち2192/2×Ts=35.6771μs)とすることができ、これは、UEがCCAを終えるのに、またはWi−FiノードがDIFSを終えるのに十分である。
追加のアップリンク送信オフセットの時間長は、(1基または複数基の)UEおよびeNodeBに既知である。例えば適切な指示情報を、例えばRRCシグナリングを使用してアンライセンスセルを確立するときに、および/または、eNodeBからUEに送信される実際のリソース割当てを用いて、eNodeBによって(1基または複数基の)UEに提供することができる。任意の別の適切な手段(例えば指示情報を事前に設定する、または標準規格に決めておく、またはUSIM(汎用加入者識別モジュール:Universal subscriber identity module)カードに格納するなど)も可能である。
さらには、(1基または複数基の)UEは、自身がアップリンク送信に追加のオフセットをいつ適用するか(すなわちどのアップリンク送信に適用し、どのアップリンク送信に適用しないか)を認識していなければならない。このことは、例えば、eNodeBからの適切な指示情報(例えばスケジューリングされた実際のリソース割当てと一緒にeNodeBから送信される)によって達成することができる。第1の実施形態の一実装形態によれば、リソース割当ての中の1個のビットが、スケジューリングされたアップリンク送信に追加のタイミングオフセットを適用するか否かをUEに示すことができる。この場合、時間長は、上述したオプションのうちのいずれか1つに従って、ユーザ機器にすでに既知である。これに代えて、無線フレームの各サブフレームについて、その特定のサブフレームに対して、eNodeBによってスケジューリングされるUEによって追加のオフセット(さらにオプションとしてどの時間オフセット)が適用されるべきかを示すアップリンク送信パターンを、(1基または複数基の)UEおよびeNodeBにおいて定義することができる。したがってUEは、このアップリンク送信パターンと、自身がスケジューリングされた特定のサブフレームとに基づいて、自身のアップリンク送信タイミングを追加的にオフセットさせなければならないか否かを判定する。
図12は、第1の実施形態の例示的な実装形態において、アップリンク送信に対してUEにおいて実行される処理の概要図を示している。図12に示したアップリンク送信手順は、上で第1の実施形態において説明した要旨に焦点をあてる目的で、大幅に簡略化されている。特に、UEがアンライセンスセルを介してアップリンク送信を実行するためのリソース割当てを受信し、したがってUEが、対応するアップリンク送信タイミングを決定しなければならないものと想定する。図12から明らかであるように、アップリンク送信タイミングの決定は、通常のタイミングアドバンス値と、この第1の実施形態によって導入される追加のアップリンク送信タイミングとに基づく。最後にUEは、前のステップで決定したタイミングにおいてアップリンク送信を実行する。
以下では、第1の実施形態のさらなる有利な実装形態について説明する。アップリンク送信タイミングに追加のタイミングオフセットを適用することに加えて、以下に説明するように特定のアップリンク送信の長さを短縮するさらなるメカニズムを使用することができる。通常、eNodeBは、少なくともサブフレームの全長を対象として、すなわちサブフレーム内のすべてのOFDM(SC−FDMA)シンボル(すなわち通常のサイクリックプレフィックスの場合には14個のOFDMシンボル、拡張サイクリックプレフィックスの場合には12個のOFDMシンボル)を占有する長さを対象として、アップリンク送信をスケジューリングする。この場合、第1の実施形態のさらなる実装形態によれば、特定のアップリンク送信の長さを、例えば完全なサブフレーム期間より小さい期間にわたるように、短縮することができる。アップリンク送信が2つ以上のサブフレームにわたる場合、短縮は、最後のサブフレームまたは最初のサブフレームに適用される。このことは、例えば、アップリンク送信のOFDMシンボルのうちの1個または複数個をパンクチャリングすることによってUE側において達成することができる。言い換えれば、アップリンクトランスポートブロックは、非特許文献2の5.2.2節(参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている手順に従って、サブフレーム全体が割り当てられるという想定下で、スケジューリングされたアップリンク送信用にユーザ機器によって準備される。非特許文献1の5.3.4節(参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている物理リソースへのマッピングに加えて、最初または最後のSC−FDMA(すなわちOFDM)シンボルの追加のパンクチャリング(ヌリング)が実行される。このことは、図16Aおよび図16Bに例示的に示してある(「タイプD」に関するさらなる詳細については後から説明する)。図16Aおよび図16Bから明らかであるように、最初または最後のOFDMシンボルをパンクチャリングすることによって、対応する時間長だけアップリンク送信バーストの長さを短縮することができる。アップリンク送信の先頭または最後から、2個以上のOFDMシンボルをパンクチャリングすることもできる。
理解されるように、アップリンク送信の長さを短縮することによって、送信が実行されない(すなわちアンライセンスセルが占有されない)時間ギャップが、アップリンク送信の前または後ろに形成され、この時間ギャップを使用して必要なCCAを実行することができる。このように、異なるUEにeNodeBによってスケジューリングされた(1つまたは複数の)特定のアップリンク送信のアップリンク送信長さを適切に短縮することによって、UEそれぞれが、自身の(場合によっては短縮された)アップリンク送信を開始する前にCCAを成功裏に(なぜならアンライセンスセルが占有されていないため)実行するための十分な時間を有するはずである。しかしながら、アップリンク送信をパンクチャリングすることによって、パンクチャリングされたOFDMシンボルに起因して、符号化されたデータの冗長性が減少し、そのサブフレームにおける送信全体の信頼性が低下する。結果として、アップリンク送信の長さを短縮するメカニズムのみを使用することは不利である。しかしながら、以下に説明するように有利な実施形態を達成するため、アップリンク送信の長さを短縮するメカニズムを、アップリンク送信タイミングに対する追加の時間オフセットの上述したメカニズムと組み合わせることができる。
各UEがCCAを実行して成功裏に終えることができるように、連続するアップリンク送信の間に必要な時間ギャップを形成するため、これら2つのメカニズムを、異なるUEの特定のアップリンク送信に選択的に適用することができる。1基または複数基のUEによって2つのメカニズムのどちらが、いつ、どのように適用されるかは、以下の説明から明らかになるように、eNodeBによってスケジューリングされる特定のアップリンク送信シーケンスに強く依存する。
一般的には、(1基または複数基の)UEが、特定のアップリンク送信をアンライセンスセルを介してどのように実行するべきか(すなわち、上で導入したメカニズムのどちらを、どのアップリンク送信に適用するべきか)を認識することが重要である。以下の例において説明するように、UEに対してこれら2つのメカニズムの使用をどのように制御するかに関して、この実施形態のさまざまな実装形態が可能であり、ただし以下の例は、本発明を制限するようには解釈されないものとする。前にすでに説明したように、アップリンク送信の追加のタイミングオフセットの時間長は、スケジューリングされるアップリンク送信ごとに明示的に示す、またはこれに代えて、別の手段によってUEにおいて設定することができる。さらには、前にも説明したように、UEが特定のアップリンク送信にタイミングオフセットを適用しなければならないか否かも、eNodeBによって(例えばそのアップリンク送信のためのリソース割当ての一部として)、またはアップリンク送信のタイプパターンによって、明示的に示すことができる。
同じコンセプトを、特定のアップリンク送信の長さを選択的に短縮するための第2のメカニズムの制御を実施する目的に適用することができる。例えば、アップリンク送信を短縮するべき量(例えばOFDMシンボルの数)を、特定のアップリンク送信それぞれについて、eNodeBによって(例えばリソース割当ての一部として)UEに直接示すことができる。これに代えて、短縮の量を、(1基または複数基の)UEにおいて、例えばRRCシグナリングの使用によってアンライセンスセルを確立するときに設定することもでき、または、標準規格またはUSIMカードの中に一定の指示情報として事前設定することができる。この場合、特定のアップリンク送信を短縮するべきか否かを、eNodeBによって(例えばその特定のアップリンク送信のためのリソース割当ての一部として)UEに示すことができる。これに代えて、特定のアップリンク送信それぞれについてeNodeBによって直接示す代わりに、タイミングオフセットを実施する第1のメカニズムに関連してすでに説明したパターンを、アップリンク送信の長さを短縮する第2のメカニズムも考慮されるように拡張することができる。したがって例えば、このパターンは、各サブフレームについて、第1のメカニズムおよび/または第2のメカニズム(および場合によってはどの時間オフセットおよびどの短縮)を適用するべきか否かを定義する。したがって、特定のサブフレームにおいてアップリンク送信を実行するようにスケジューリングされているUEは、第1のメカニズムおよび第2のメカニズムを適用するのか、およびどのように適用するのかを、このパターンと、自身がスケジューリングされた特定のサブフレームとに基づいて、決定する。
eNodeBの制御下にあるUEは、本質的には、eNodeBによってスケジューリングされたアップリンク送信をどのように実行するかを明確に決定することができる。上に説明したように、アップリンク送信をどのように実行するかは、特定のアップリンク送信それぞれについてeNodeBによって直接示すことができ、または、各アップリンク送信についてeNodeBがこれを明示的に示す必要なしにUEにおいて事前設定しておくことができる。
この実施形態の例示的な一実装形態によれば、メカニズムの4通りの組合せを(後から説明する4種類のタイプも参照)、例えば2ビットを使用することによって区別する必要がある。アップリンク送信をどのように実行するかに関して(すなわち上に説明した第1のメカニズムもしくは第2のメカニズムまたはその両方を適用するか否かに関して)さらにUEに指示するため、eNodeBから(1基または複数基の)UEに送信されるアップリンクリソース割当てを、これらの2ビットだけ拡張することができる。したがって、このようなアップリンクリソース割当て用に新規のDCIフォーマット(例:DCIフォーマット0A)を導入することができ、このフォーマットは、標準規格にすでに定義されているDCIフォーマット0に似たものとすることができるが、タイプを示すための対応する2ビットフィールドを追加的に含む。これに代えて、DCIフォーマット0のうち使用されないフィールドを、この点において再利用することができる。例えばRBA(リソースブロック割当て)フィールドは、LAAアップリンク割当てがつねに広帯域であると想定されるときには使用されないことがあり、したがってRBAフィールドのビットを使用して、アップリンク送信にどのメカニズムを適用するかを示すことができる。したがって新規のDCIフォーマットを導入する必要はない。
さらに、これらの指示情報を拡張して、どの時間オフセットおよび/またはどの短縮を適用するべきかを追加的に示すことができる。前に説明したように、タイミングオフセットの複数の異なる時間長、および/または、アップリンク送信の短縮の複数の異なる量が、システムによってサポートされる。したがって、2つのメカニズムを適用するときのさまざまな可能な条件を区別するためには、さらに多くのビットが必要である。
前にすでに言及したように、(義務付けられた)CCAを正常に実行できるように、連続するアップリンク送信の間に時間ギャップが形成される利点を達成するため、メカニズムが使用されるか否か、およびどのメカニズムが使用されるかは、eNodeBの制御下でアンライセンスセルにおいて発生する特定のアップリンク送信シーケンスによって決まる。これらのメカニズムがいつ、どのように適用されるかの原理を理解する目的で、以下では、さまざまな例示的なアップリンク送信シーケンスをシナリオとして取り上げる。説明を目的として、時間オフセットあり/なし、およびアップリンク送信長さの短縮あり/なしの、異なるアップリンク送信を容易に区別できるように、以下ではアップリンク送信の異なるタイプのコンセプトを導入する。アップリンク送信の異なるタイプを導入することは、本発明を制限するものと解釈するのではなく、上述したメカニズムのいずれか一方または両方を適用するときにアンライセンスセルを介してUEによって実行することのできる異なるアップリンク送信を区別するための説明上の手段とみなされたい。次の表は、異なるタイプの概要およびそれらの主たる特性を示している。
以下の図13〜図16Bは、上の表に示した例示的な命名法に従った、さまざまな異なるタイプのアップリンク送信およびそれらのバリエーションを示している。図13は、通常のアップリンク送信(例示的にタイプAと称する)を示しており、このアップリンク送信は短縮されず、その通常のアップリンク送信タイミングを基準としてオフセットもされない。言い換えれば、タイプAに従ってアップリンク送信を実行するときには、UEは、サブフレーム境界によって与えられるタイミングに従い、すなわちアップリンク送信タイミングを、上に説明したように、ダウンリンク受信タイミングとタイミングアドバンス(eNodeBによって指示された場合)とに基づいて決定する。
図14Aおよび図14Bは、通常のアップリンク送信タイミング(すなわちオフセットされなければUEが従うサブフレーム境界)を基準として特定の時間長だけオフセットされるアップリンク送信(例示的にタイプBと称する)を示しており、この場合、図14Aは、送信タイミングオフセットだけ延期され(すなわち遅延され)、したがってサブフレーム境界より後に開始かつ終了するアップリンク送信を示している。これに対して図14Bは、送信タイミングオフセットだけ繰り上げられ(すなわち時間的に早められ)、したがってサブフレーム境界より前に開始かつ終了するアップリンク送信を示している。
図15A〜15Dは、通常のアップリンク送信タイミング(すなわちオフセットされなければUEが従うサブフレーム境界)を基準として特定の時間長だけオフセットされ、さらに長さが(この例では1個のOFDMシンボルだけ)短縮されるアップリンク送信(例示的にタイプCと称する)を示している。図から明らかであるように、図15Aは、最後のOFDMシンボルがパンクチャリングされ、さらにアップリンク送信タイミングが延期されるアップリンク送信を示している。図15Bは、最後のOFDMシンボルがパンクチャリングされ、さらにアップリンク送信タイミングが時間的に早められるアップリンク送信を示している。図15Cは、最初のOFDMシンボルがパンクチャリングされ、さらにアップリンク送信タイミングが時間的に早められる)アップリンク送信を示している。最後に図15Dは、最初のOFDMシンボルがパンクチャリングされ、さらにアップリンク送信タイミングが時間的に遅延されるアップリンク送信を示している。
図16Aおよび図16Bは、図示した例では1個のOFDMシンボルだけ長さが短縮されるアップリンク送信(例示的にタイプDと称する)を示している。図16Aは、最初のOFDMシンボルがパンクチャリングされるアップリンク送信を示しており、一方で図16Bは、最後のOFDMシンボルがパンクチャリングされるアップリンク送信を示している。
説明した2つのメカニズムを選択的に適用することによって(すなわち異なるタイプに従ってアップリンク送信を実行することによって)、連続するアップリンク送信の間に時間ギャップを形成する一方で、それと同時に、アップリンク送信のスループットを最大にする(すなわちアップリンク送信長さを不必要に短縮することを回避する)ことが可能である。上にすでに示唆したように、異なるアップリンク送信シーケンス(例えば、個別のUEによる異なる数の連続するアップリンク送信)には、異なる手順が要求される。
例えば、CCAのための十分な時間ギャップが利用可能であるようにするための1つの可能かつ単純な方法は、つねにタイプCに従って(すなわちアップリンク送信長さの短縮あり、かつ特定の時間オフセットありで)アップリンク送信を実行することによって、達成することができる。この方法は図17に示してあり、図17では、3基のUE(UE1、UE2、およびUE3)によって実行されるそれぞれのアップリンク送信を延期させるための時間オフセットを例示的に想定する。この図から明らかであるように、CCAギャップは、最初と2番目のアップリンクバーストの間と、2番目と3番目のアップリンクバーストの間とに形成され、これらのCCAギャップの間、UE2およびUE3がそれぞれのアップリンク送信のためのCCAをそれぞれ実行することができる。したがって、この単純な解決策は、アンライセンスセルを介してのアップリンク送信用に1つのタイプのみ(すなわちタイプCのアップリンク送信)をサポートすることに基づき、タイプCでは、アップリンク送信が短縮され、かつ、UEが通常に従うサブフレーム境界を基準として、ある時間長だけオフセットされる。
しかしながら、この方法によって上述した問題点は解決されるが、この方法の欠点として、すべてのアップリンク送信においてOFDMシンボルが破棄され、たとえ厳密には破棄が必要ではない場合でも破棄される。図17の例では、3番目のアップリンク送信の後ろのサブフレームに対してさらなるアップリンク送信がスケジューリングされていないと想定すると、UE3によって実行されるアップリンク送信を短縮する必要はなかった。
したがって、以下の説明から明らかになるように、少なくとも2つの異なるタイプ(例:タイプAとC、またはタイプAとB、またはタイプBとC、またはタイプDとB)に従ってアップリンク送信をサポートすることが有利であり得る。
図17に示したシーケンスなど、3つの連続するアップリンク送信のみを含むシーケンスの場合、UE3によって実行される最後のアップリンク送信を、図14Aに示したタイプBとする、または図13に示したタイプAとすることもできる。結果として、最後のアップリンク送信は短縮されず、それと同時に、UE3がCCAを正常に実行するための十分な時間が利用可能であることが確保される。
図18および図19は、タイプCとタイプAに従って交互に実行されるアップリンク送信を示している。図18から明らかであるように、UE1およびUE3がタイプCに従ってアップリンク送信を実行することにおいて、CCAギャップが形成される。このようなアップリンク送信シーケンスは、2つの直接連続するアップリンク送信の間すべてに適切なCCAギャップが形成されるようにしながら、無制限に続けることができる。このようなシーケンスでは、1つおきのアップリンク送信の少なくとも1個のOFDMシンボルが破棄される。
図20の場合、2つのみの連続するアップリンク送信(UE1およびUE2にそれぞれ1つのアップリンク送信)がeNodeBによってスケジューリングされるものと想定する。OFDMシンボルの破棄/パンクチャリングを回避する一方で、それと同時にUE2が自身のアップリンク送信のためのCCAを実行できるようにする目的で、UE2は自身のアップリンク送信をタイプBに従って(すなわち追加の遅延を使用して)実行することができる。
特に、連続するアップリンク送信の数が限られている場合に、OFDMシンボルを不必要に破棄することを回避するために、タイプAおよびタイプBに従ってのアップリンク送信のみをサポートすることも可能である。具体的には、図21によって例示したように、3基の異なるUEにeNodeBによってスケジューリングされた3つの連続するアップリンク送信のシーケンスの場合、第1のUEを、タイプAに従ってアップリンク送信を実行するようにスケジューリングすることができ、その一方で、残りのアップリンク送信をタイプBとすることができる。しかしながら、UE3が自身のアップリンク送信を開始する前にCCAを実行するための十分な時間ギャップを有するためには、3番目のアップリンク送信に適用される第2のタイミングオフセットが十分に大きくなければならない。したがって図21では、異なる時間オフセットを「送信タイミングオフセット1」および「送信タイミングオフセット2」として示してある。理解されるように、アップリンク送信タイプのこの並びを適用するときには、アップリンク送信の数が増すにつれてタイミングオフセットが増大し、この欠点として、eNodeBにおける受信タイミングにも、増大した時間オフセットがそのまま影響し、これはeNodeBにおける受信性能全体に悪影響をもたらす。
図22は、例示的に、3基の異なるUEによる3つのアップリンク送信のシーケンスの場合の、アップリンク送信タイプの別の並び(すなわちタイプD、タイプB、タイプAという並び)を示している。この特定の例示的なシナリオでは、UE2によって実行されるタイプBの2番目のアップリンク送信が、(遅延されるのではなく)時間的に早められており、これが可能であるのは、UE1によって実行される最初のアップリンク送信がタイプDに従って実行され、最後のOFDMシンボルが破棄されるためである。結果として、2番目のアップリンク送信が時間的に早められることを考慮して、UE3によって実行される3番目のアップリンク送信は、オフセットさせる必要がなく、UEのサブフレーム境界によって与えられる実際のアップリンクタイミングにおいて行うことができ、この例ではタイプAに従うことができる(3番目のアップリンク送信の後ろに、この3番目のアップリンク送信によってさらなる時間ギャップを形成する必要がないものと想定する)。
これに対して、3番目のアップリンク送信の後ろに適切な時間ギャップを形成しなければならない場合、UE3を、タイプDに従ってアップリンク送信を実行するように制御することができ、この場合、最後のOFDMシンボルがパンクチャリングされる。このようなアップリンク送信の長さは、図23に例示的に示してあり、等しい並びで無制限に続けることができる。
ここまでは、説明を目的として、スケジューリングされるアップリンク送信が1つのみサブフレームにわたるものと想定してきた。しかしながら、第1の実施形態に関連してここまで説明した原理は、図24に示した例示的なシナリオに関連して説明するように、1基のUEにいくつかの連続するサブフレームを割り当てるときにも等しく適用することができる。したがって、eNodeBがUE1に2つの連続するアップリンクサブフレームを割り当てる一方で、3番目のサブフレームをUE2に割り当てるものと想定する。アップリンク送信のこのような例示的なシーケンスの場合、UE2がCCAを正常に実行することができるように、最初のアップリンク送信と2番目のアップリンク送信との間に時間ギャップをどのように形成するかに関していくつかのオプションが存在する。例えば、最初のアップリンク送信をタイプAに従って実行することができ、したがってUE1は、サブフレーム境界によって与えられる通常のアップリンク送信タイミングを使用し、かつ自身のアップリンク送信を短縮しない。これに対してUE2によって実行される2番目のアップリンク送信はタイプBに従って実行され、すなわちアップリンク送信の先頭がUE2によって延期される。図24に示したように、2番目のアップリンク送信の前にCCAギャップが形成され、UE2は自身のCCAを正常に実行することができる。これに代えて、図には示していないが、最初のアップリンク送信を短縮する(最後のOFDMシンボルを破棄する)、および/または、オフセットさせる(例えば時間的に早める)一方で、2番目のアップリンク送信をタイプAに従って実行することも可能である。
要約すれば、異なるUEによって実行される2つの連続するアップリンク送信の間に、送信シーケンスにおいて必要なCCAギャップを形成するため、第1のメカニズムおよび/または第2のメカニズムを選択的に適用する方法について、図17〜図24を使用して説明した。理解されるように、2つのメカニズムのいずれかを単独で(すなわち他方のメカニズムを用いずに(例えば図17を参照))使用することができる。しかしながら、これらの図面に関連して説明したように、2つのメカニズムが組み合わされる場合に、さらなる利点を提供することができる。
どのタイプのアップリンク送信を実行するかをUEが決定するための1つの可能な方法は、この点において適切なタイプパターンをUEおよびeNodeBにおいて事前定義することである。例えば、無線フレームのすべてのサブフレームを対象とするタイプパターンが定義されるものと想定することができ、タイプパターンは、アップリンク送信を実行する目的にこれらのサブフレームすべてを実際に使用できるという想定に基づく。したがって、無線フレームの10個のサブフレームを対象とする可能なタイプパターン(各無線フレームに繰り返し適用することができる)は、CCCCC,CCCCC、またはCACAC,ACACA、またはACACA,CACAC、またはDBDBD,BDBDB、またはBDBDB,DBDBD、またはDBABD,DBABDである。当然ながら、いま提示したタイプパターンは単なる例であり、多くのさらなるパターンを考案できることが、ただちに明らかであろう。
さらには、アップリンクおよびダウンリンクのアンライセンスセルをTDD構成に従って運用することが3GPPによって決定される可能性があり、したがって背景技術のセクションで図5に関連して説明したように、標準規格にすでに定義されているTDD構成と同様に、特定のサブフレームがアップリンクまたはダウンリンクのいずれかであり、場合によっては、RFモジュールを切り替えるためのガード期間を与えるスペシャルサブフレームをさらに含む。説明を目的として、背景技術のセクションで図5に示したものと類似するかまたは同じTDD構成が、アンライセンスセルの運用にも適用されるものと想定する。図5および図6に示したように、2つ〜最大で4つの連続するアップリンク送信の特定のシーケンス(スペシャルサブフレームもアップリンク送信とみなすことができる)を少なくともサポートする必要がある。したがって以下に詳しく説明するように、これらのシーケンスのいずれにも特定のタイプパターンを定義することができる。
TDDアップリンク−ダウンリンク構成0を想定すると、4つの連続するアップリンク送信のシーケンスをサポートする必要がある(スペシャルサブフレームのアップリンク部分を個別のアップリンク送信とみなす)。4つの連続するアップリンク送信を対象とする可能な例示的なタイプパターンは、例えばCACCとすることができる。3つの連続するアップリンク送信を対象とする可能な例示的なタイプパターンは、例えばACCとすることができる。2つの連続するアップリンク送信を対象とする可能な例示的なタイプパターンは、例えばDBとすることができる。このことは、図25に、TDDアップリンク−ダウンリンク構成0,1,2に関連して例示的に示してあり、図25に示していない残りのアップリンク−ダウンリンク構成3〜6にも等しく適用可能である。
ハードウェアおよびソフトウェアによる本開示の実施
別の例示的な実施形態は、上述したさまざまな実施形態を、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアと協働するソフトウェアを使用して実施することに関する。これに関連して、ユーザ端末(移動端末)およびeNodeB(基地局)を提供する。ユーザ端末および基地局は、本明細書に記載されている方法を実行するように構成されており、これらの方法に適切に関与する対応するエンティティ(受信機、送信機、プロセッサなど)を含む。
さまざまな実施形態は、コンピューティングデバイス(プロセッサ)を使用して実施または実行され得るものとさらに認識される。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または、その他プログラマブルロジックデバイスなどである。さまざまな実施形態は、これらのデバイスの組合せによっても実行または具体化され得る。特に、上に説明した各実施形態の説明において使用される各機能ブロックは、集積回路としてのLSIによって実施することができる。これらの機能ブロックは、チップとして個別に形成する、または、機能ブロックの一部またはすべてが含まれるように1個のチップを形成することができる。これらのチップは、自身に結合されているデータ入出力部を含むことができる。LSIは、集積度の違いに応じて、IC、システムLSI、スーパーLSI、またはウルトラLSIとも称される。しかしながら、集積回路を実施する技術は、LSIに限定されず、専用回路または汎用プロセッサを使用することによって達成することができる。さらには、LSIの製造後にプログラムすることのできるFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、あるいはLSI内部に配置されている回路セルの接続および設定を再設定できるリコンフィギャラブルプロセッサを使用することもできる。
さらに、さまざまな実施形態は、ソフトウェアモジュールによっても実施され得る。これらのソフトウェアモジュールは、プロセッサによって実行され、または、ハードウェアにおいて直接実行される。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組合せも可能である。ソフトウェアモジュールは、任意の種類のコンピュータ可読記憶媒体、例えば、RAMやEPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、CD−ROM、DVDなどに格納され得る。さらには、複数の異なる実施形態の個々の特徴は、個々に、または任意の組合せにおいて、別の実施形態の主題とすることができることに留意されたい。
具体的な実施形態に示した本開示には、広義に記載されている本発明の概念または範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および/または修正を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。したがって、本明細書に示した実施形態は、あらゆる点において例示的であり、本発明を制限するものではないものとみなされる。