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JP2013524598A - マルチキャリア通信システムにおけるアップリンク送信のタイミング - Google Patents

マルチキャリア通信システムにおけるアップリンク送信のタイミング Download PDF

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JP2013524598A JP2013501782A JP2013501782A JP2013524598A JP 2013524598 A JP2013524598 A JP 2013524598A JP 2013501782 A JP2013501782 A JP 2013501782A JP 2013501782 A JP2013501782 A JP 2013501782A JP 2013524598 A JP2013524598 A JP 2013524598A
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Abstract

送信機と受信機とを持つ端末が、マルチキャリア通信システムの中で動作して、少なくとも2つのダウンリンクキャリアを受信する。1つ以上のタイミングアドバンスコマンドが受信され、それぞれが、1つ以上のアップリンクキャリアの1つのグループに関連付けられていて、それぞれのグループが、1つ以上の受信されたダウンリンクキャリアに関連付けられている。アップリンクキャリアのグループの1つに関連付けられた個々のダウンリンクキャリアについて、リファレンスダウンリンクキャリアとして1つが選択され、リファレンスダウンリンクキャリアタイミングが確認され、そして、送信時間枠が、ダウンリンク基準キャリアのタイミングと、アップリンクキャリアのグループに関連付けられたタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとに基づいて確認される。送信時間枠は、開始時刻と停止時刻とを含んでいる。送信は、確定された送信時間枠の最も早い送信開始時刻に開始され、最も遅い確定された停止時刻に中止される。

Description

本発明は、セルラ通信システムに関し、詳細には、マルチキャリア通信システムに関し、さらに詳細には、マルチキャリア通信システムにおけるアップリンク送信のタイミングに関する。
セルラ通信システムは、よく知られており、世界中で広く用いられている。図1は、大半のシステムに存在する共通の特徴を示す図であり、在圏(サービング)ノード101(システムによっては、「基地局」、ノードB、evolved Node B(発展型ノードB)(「eノードB」または「eNB」)と呼ばれることもある)が、「セル」105と呼ばれるサービングノードの地理的サービスエリアの中に位置するユーザ装置(UE)103にサービスを提供する。便宜上、本明細書を通じて、これ以降eNBという用語を用いるが、いずれのそのような呼び方も、本発明の範囲を、この特定の用語を用いる特定のシステムに限定することを意図していない。それゆえ、「eNB」と言う場合、「基地局」、「ノードB」、「eノードB」および、セルラ通信システムにおけるいずれかの同等のノードのことを言うことも意図される。
通信は、eNB101とUE103との間で双方向で行われる。eNB101からUE103への通信を、「ダウン(下)りリンク」方向で行われると言い、UE103からeNB101への通信を、「アップ(上り)リンク」方向で行われると言う。
第三世代パートナシッププロジェクト(3GPP)のLong Term Evolution(「LTE」)のようなセルラシステム標準規格の今後の発展において、最大データレートは、間違いなく既存のシステムより速くなる。データレートの高速化は、典型的には、システムの無線スペクトルの帯域幅の拡大を必要とする。International Mobile Telecommunications−Advanced(「IMT−Advanced」)システム(すなわち、第四世代移動通信システム)については、最大100MHzの帯域幅が検討されている。直面する問題は、無線スペクトルは多数のオペレータおよびシステムが共有すべき限りある資源だということであり、このため、割り当てることのできる100MHzの連続した空きスペクトルを見つけるのは非常に難しい。
この問題を解決する1つの方法は、連続スペクトルおよび離散スペクトルをアグリゲーション(結合)し、それによって、ベースバンドの観点から、システム帯域幅を拡大することである。これを図2に示すが、ここでは、2つの20MHz帯域201、203と、1つの10MHz帯域205との結合を示す。20MHz帯域203と10MHz帯域205とは連続しており、20MHz帯域201は、20MHz帯域203および10MHz帯域205とは、或る量のスペクトル207の分だけ離れている。そのようなソリューションの利点は、第四世代(「4G」すなわちIMT−advanced)システムのスループット必要条件である最大1Gb/s(およびそれ以上)のデータレートをサポートするのに十分広い帯域幅(例えば図2の例では50MHz)を生成することが可能になるということである。(以下に記述する)マルチキャリアLTEシステムは、これらの必要条件を満足するシステムである。さらに、無線周波数スペクトルの離散的および連続的帯域の結合を利用する能力によって、通信システムのオペレータ各社は、無線スペクトルのどの部分を用いるかを、現在の状況および地理的位置に基づいて適応することができ、それによって、そのようなソリューションに柔軟性を持たせることができるようになる。
現行のセルラシステム、例えばLTEは、複数のユーザに対するスペクトル周波数の連続割当てのみを利用しているが、それらは、これらの割当てが異なる帯域幅であってよいという点で柔軟性がある。これによって、無線周波数が効率的に用いられることが可能になり、スループット/サービス品質の必要条件が低いユーザには、必要性の高いユーザより狭いスペクトル帯域幅を割当てることができる。上記の連続スペクトルおよび離散スペクトルの結合をさらに支援するはずのこれらのタイプの現行のセルラシステムの正攻法の進化は、マルチキャリア運用を導入することである。この意味するところは、個々の割り当てられたスペクトルの「分量(チャンク)」が、3GPPリリース8標準規格に準拠するLTEシステムにおいて遭遇するはずの周波数の割当てに対応するであろうということである。その結果、「4G」移動端末は、異なるキャリア周波数で送信された(場合によっては異なる帯域幅の)複数のそのようなLTEキャリアを受信することができるであろう。図3は、そのような例示的なシステムを示す。サービングノード301が、サービングノードのセル305の中に位置するUE303にサービスを提供する。サービングノード301は、UE303によって用いられるスペクトルの1つの「チャンク」を割り当てる。第2のノード307が、UE303の位置するセル309にサービス提供し、UE303によって用いられるスペクトルのもう1つの「チャンク」を割り当てる。第3のノード311が、UE303の位置するセル313にサービス提供し、UE303によって用いられるスペクトルのさらに別のチャンクを割り当てる。これは、可能性のある多くの例示的実施形態の1つにすぎないことは重要である。例えば、サービングノードの1つ、いくつか、またはすべてが、同じ物理的位置に配置されてもよい。
LTEシステムの能力を拡張するために提案されているものを含めて、シングルキャリアシステムを基にした多くのマルチキャリアシステムでは、マルチキャリア運用は、シングルキャリアモードにおけるキャリアのうちの1つだけによる通信を用いてセットアップされる。このキャリアは、しばしば、アンカーキャリアと呼ばれ、あるいは、プライマリコンポーネントキャリアとも呼ばれる。マルチキャリア運用で用いられるその他のキャリアは、副キャリアまたは副コンポーネントキャリアと呼ばれる。マルチキャリア運用が確立された後は、どのキャリアがプライマリコンポーネントキャリアの役割を果たすかという割当ては、変わりうる。
セルラ通信の重要な側面の1つは、eNBとユーザ装置との間でアップリンクおよびダウンリンクの信号の同期を相互に維持することである。LTEシステムでは、信号変調は、Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)を基にする。アップリンクにおけるユーザの信号間の直交性を維持するためには、いわゆるタイミングアドバンスコマンドがネットワークノードからユーザ装置に送信されることが必要である。個々のタイミングアドバンスコマンドは、それを受信するユーザ装置に、どの瞬間に信号をeNBに送信し始めるべきかを知らせる(例えば、これは、基準タイミングシステムからのタイミングオフセットとして表わされてもよい)。タイミングアドバンスコマンドの必要性は、多様なユーザ装置のeNBからの距離が、一般に、多様であるために生じる。eNBからユーザ装置までの距離に依存してeNBに対するユーザ装置の信号の伝搬遅延が生じるため、各ユーザ装置は一般に、自分が送信した信号がeNB受信機にそれらが到着した時点で相互に同期するようにするため、自分のデータをそれぞれ異なる時刻点で送信する必要がある。(これらの信号の同期は、eNBの受信機によるコヒーレントな高速フーリエ変換(FFT)処理を可能にするために、必要である。)
個々の端末についての適切なタイミングアドバンスは、eNBによって推定され、タイミングアドバンスコマンドがダウンリンクのシグナリングの中でユーザ装置へ通信され、次いで、ユーザ装置は、ユーザ装置のタイミングをタイミングアドバンスコマンドに従って適合させることができる。ユーザ装置とeNBとの間のアップリンクおよびダウンリンクのシングルキャリアだけをサポートする従来のタイミングアドバンス手順は、LTEシステムについての標準規格書のリリース8に明記されている。
従来のシステム(例えば、上記のLTEリリース8)では、アップリンクのタイミングアドバンスは、単一の基準セルのタイミングに基づいて定義されており、ユーザ装置が接続されているダウンリンクのシングルキャリア上で送信される。しかし、マルチキャリアシステムにおけるユーザ装置の動作は、解決される必要のある新たな技術的課題となっている。
ゆえに、マルチキャリアシステムにおけるタイミングアドバンス機能についての方法および装置の必要性がある。
強調されるべきだが、本明細書で用いられた場合の「含む/含んでいる」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、またはコンポーネントの存在を明記するとみなされるが、これらの用語の使用は、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらのグループの存在もしくは追加を除外するものではない。
本発明の一態様によると、前記の目的およびその他の目的は、マルチキャリア通信システムにおいて、送信機と受信機とを備えたユーザ装置を動作させるための方法、装置、およびコンピュータ可読記憶媒体の中で達成される。そのような動作は、少なくとも2つのダウンリンクキャリアを同時に受信するように受信機を動作させることと、マルチキャリア通信システムの1つ以上のリモートノードから、1つ以上のタイミングアドバンスコマンドを受信することとを含んでおり、1つ以上のタイミングアドバンスコマンドはそれぞれ、1つ以上のアップリンクキャリアのグループのそれぞれ1つに関連付けられていて、アップリンクキャリアのグループはそれぞれ、少なくとも1つのアップリンクコンポーネントキャリアを含み、かつ、アップリンクキャリアのグループはそれぞれ、1つ以上の受信されたダウンリンクキャリアに関連付けられている。1つ以上のアップリンクキャリアの1つ以上のグループのうちの1つに関連付けられた1つ以上のダウンリンクキャリアの各々について、以下が行われる。
・リファレンス(基準)ダウンリンクキャリアとして用いるダウンリンクキャリアを1つ以上のダウンリンクキャリアから1つを選択すること、
・リファレンスダウンリンクキャリアのタイミングを確定すること、および
・前記ダウンリンク基準キャリアの前記確定されたタイミングと、1つ以上のアップリンクキャリアの1つ以上のグループのうちの1つに関連付けられたタイミングアドバンスコマンドによって指定されるオフセットとに基づいて送信時間ピリオド(枠)を確定することであって、ここで、送信時間枠は、送信開始時刻と送信停止時刻とを含んでいる。
次いで、送信機は、確定された送信時間枠のうちの最も早い送信開始時刻に1つ以上のアップリンクキャリアの1つ以上のグループ上で情報の送信を開始し、確定された送信時間枠のうちの最も遅い送信停止時刻に送信を中止するように制御される。
多くの代替実施形態が可能である。例をあげよう。
一部の実施形態では、アップリンクキャリアのグループは1つだけであり、マルチキャリア通信システムの1つ以上のリモートノードから1つ以上のタイミングアドバンスコマンドを受信することは、タイミングアドバンスコマンドを1つだけ受信することを含む。これらの代替実施形態の一部では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、それに関する1つのタイミングアドバンスコマンドが受信されたダウンリンクキャリアを少なくとも2つのダウンリンクキャリアから選択することを含む。
一部の実施形態では、送信機は、電力増幅器を1つだけ備えており、確定された送信時間枠のうちの最も早い送信開始時刻に1つ以上のアップリンクキャリアの1つ以上のグループ上で情報の送信を開始し、確定された送信時間枠のうちの最も遅い送信停止時刻に送信を中止するように送信機を制御することは、確定された送信時間枠のうちの最も早い送信開始時刻にその1つの電力増幅器の電源を入れ、確定された送信時間枠のうちの最も遅い送信停止時刻にその1つの電力増幅器の電源を切ることを含む。
一部の実施形態では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、アクティブセットに属するセルのプライマリダウンリンクキャリア/アンカーダウンリンクキャリアを選択することを含む。
一部の実施形態では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、ユーザ装置のサービングセルとして動作しているセルのプライマリダウンリンクキャリア/アンカーダウンリンクキャリアを選択することを含む。
一部の実施形態では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、少なくとも2つのダウンリンクキャリアの同期信頼性のレベルを確定することを含む。次いで、どのキャリアが最高レベルの同期信頼性を有するかに基づいて、少なくとも2つのダウンリンクキャリアからダウンリンクキャリアが選択される。
一部の実施形態では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、第1の検出されたダウンリンクパスを有するダウンリンクキャリアを少なくとも2つのダウンリンクキャリアから選択することを含む。
一部の実施形態では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、それに関する1つのタイミングアドバンスコマンドが受信されたダウンリンクキャリアを少なくとも2つのダウンリンクキャリアから選択することを含む。
一部の実施形態では、リファレンスダウンリンクキャリアとして用いる1つ以上のダウンリンクキャリアの1つを選択することは、接続設定のためにユーザ装置によって用いられたダウンリンクキャリアを少なくとも2つのダウンリンクキャリアから選択することを含む。
一部の実施形態では、マルチキャリア通信システムは、3GPPによって定義されたMulti−Carrier Long Term Evolution(MC LTE)システムである。
一部の実施形態では、マルチキャリア通信システムは、第三世代パートナシッププロジェクト(3GPP)によって定義されたMulti−Carrier Long Term Evolution(MC LTE)システムである第1のシステムと、3GPPによって定義されたMC LTEシステムではない少なくとも1つの第2のシステムとを備えている。
本発明の目的と利点とは、図面と併せて下記の詳細記述を読むことによって理解されるであろう。
大半のシステムに存在する共通の特徴を示す図であり、サービングノードが、「セル」と呼ばれるサービングノードの地理的サービスエリアの中に位置するユーザ装置にサービスを提供する。 無線周波数スペクトルの連続的および離散的な部分の結合を示す図である。 複数のノードが同時に、UEによって用いられる無線スペクトルのさまざまなチャンクを割り当てるようなシステムの図である。 一面では、本発明と一致する一部の実施形態に従って行われるステップ/プロセスのフロー図である。 図4に示すかまたは図4に描かれたものと同等の機能を実行するための回路部を備えた例示的なユーザ装置のブロック図である。 一面では、複数のタイミングアドバンスコマンドを含み、かつ、本発明と一致する、代替実施形態に従って行われるステップ/プロセスのフロー図である。 図6に示すかまたは図6に描かれたものと同等の機能を実行するための回路部を備えた例示的なユーザ装置のブロック図である
次に本発明のさまざまな特徴について、図面を参照しながら記述するが、図面の中では、類似した部分は同一の参照文字で表す。
次に本発明のさまざまな態様について、いくつかの例示的な実施形態に関連してより詳細に記述しよう。本発明の理解を容易にするため、本発明の多くの態様が、コンピュータシステムまたはプログラムされた命令を実行することができるその他のハードウェアの要素によって行われることになる動作のシーケンスに関して記述されている。理解されるであろうが、個々の実施形態では、各種の動作は、専門的な回路(例えば、特殊な機能を行うために相互接続されたアナログおよび/または個別論理ゲート)によって、適切な命令セットを使ってプログラムされた1つ以上のプロセッサによって、あるいは、両方の組み合わせによって行われうるであろう。本明細書では、1つ以上の記述された動作を行う「ように構成された回路部」という用語は、いずれかのそのような実施形態(すなわち、1つ以上の特殊な回路および/または1つ以上のプログラムされたプロセッサ)を言うのに用いられる。加えて、本発明は、本明細書に記述された技術をプロセッサに実行させる適切なコンピュータ命令セットを有するいずれかの形のコンピュータ可読媒体、例えば、固体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスクの中に完全に実施されるとみなすこともできる。それゆえ、本発明の各種の態様は、多くの異なる形で実施されることがあり、そのような形態はすべて、本発明の範囲内にあると考えられる。本発明の各種の態様のそれぞれについて、上述したいずれかのそのような形の実施形態は、本明細書では、記述された動作を行う「ように構成された論理」、または代わりに、記述された動作を行う「ような論理」と言及されうる。
読者に便利なように、以下の記述は、LTEシステムにおけるマルチキャリアオペレーション(運用)からの用語を用いて、その説明で提示される。これによって、当業者にはすでに周知であるマルチキャリアシステムの態様を記述する必要がなくなるため、本発明と一致する実施形態の各種の態様を読者が理解しやすくなる。しかし、本発明を記述することへのこの手法は、本発明の適用をLTEシステムだけに限定することを意図するものではない。それとは逆に、当業者であれば、本発明に一致する実施形態の各種の態様を、他の無線アクセス技術に従って構築されたシステムに、あるいは、多様な無線アクセス技術の組み合わせを用いたマルチキャリア運用に適用する方法を容易に理解するであろう。
第1の例示的な実施形態において、送信機と受信機とを有する通信装置を備えたユーザ装置が、少なくとも2つのダウンリンクキャリアと少なくとも1つのアップリンクキャリアとを介してユーザ装置と通信するマルチキャリアLTEシステムにおいて採用されている。この例示的な実施形態では、すべてのアップリンクキャリアに適用可能な単一のタイミングアドバンスコマンドだけをユーザ装置が受信すると仮定する。この例示的な実施形態を図4に示すが、これは、一面では、本発明に一致する実施形態に従って行われるステップ/プロセスのフロー図である。代わりに、図4は、これらの実施形態の態様を実現するための各種の例示的な手段を含むユーザ装置400のブロック図とも解釈できる。
ユーザ装置400は、マルチコンポーネントキャリアシステムへのコネクション(接続)、例えばマルチキャリアLTEシステムへの接続(例えばeNBへの接続)またはデュアルセルHSPAシステムへの接続を確立する(ステップ401)。これは、ユーザ装置が、1つのプライマリコンポーネントダウンリンクキャリア上でサービングセルに接続され、少なくとも1つの副コンポーネントダウンリンクキャリア上で少なくとも1つのその他のセルに接続されることを意味する。
ユーザ装置400は、リファレンス(基準)セルによって送信されたリファレンスダウンリンクキャリアのタイミングを判定する(ステップ403)。基準セルは、以下のうちのいずれであってもよいだろう。
・プライマリダウンリンクキャリアまたはアンカーダウンリンクキャリアに関連付けられたセル
・セルのダウンリンク同期特性がどの程度信頼できるかに基づいた各リストを優先させる或るリストに基づいたプライマリキャリアまたはセカンダリキャリアに関連付けられたセル
・最初に検出されたダウンリンクパスを有するダウンリンクキャリアを送信しているセル
・アップリンクキャリアが1つしかない場合、その唯一のアップリンクキャリアに関連付けられたセルのダウンリンクキャリア
・タイミングアドバンスコマンドが受信されたダウンリンクキャリアに関連付けられたセル
・セルと、ユーザ装置(通信装置)が現在使用している接続のコネクションセットアップのために使用していた基準キャリア
ソフトハンドオーバをサポートする通信システム、例えば、Wideband Code Divisional Multiple Access(WCDMA)システムでは、基準セルは、リファレンスダウンリンクキャリア上で送信するいずれのセルであってもよく、例えば、
・特定の端末のためのサービングセルとして動作するセル
・端末のためのサービングセルとして最初に使用されたアクティブセットの中のセル
であってもよいだろう。
(「アクティブセット」とは、WCDMAシステムの説明において、ソフトハンドオーバの場合にUEがリッスン(受信)してそこからの情報を復号するようなセルのことであるということは、当分野では周知である。)
タイミングは、典型的には、基準セルからのリファレンスダウンリンクキャリア上での最初の信頼できる検出されたパスとして定義され、典型的には、受信信号を、同期信号もしくはパイロット信号(LTEシステムでは、プライマリ(主)同期信号もしくはセカンダリ(副)同期信号、または基準信号)のような既知の信号と相関させることによって判定される。)
次いで、ユーザ装置は、タイミングアドバンスコマンドをネットワークノード(例えばeNB)から受信する(ステップ405)。次いで、基準セルのリファレンスダウンリンクキャリアから確定されたダウンリンクタイミングに基づいて、かつ、タイミングアドバンスコマンドにも基づいて、送信タイミング(例えば、送信機の電力増幅器および/または、その他の無線チップにおける送信機関連部分の動作の開始/中止のタイミング)が調整され、送信されることになる情報が、タイミング判定に従って調整される(ステップ407)。
図5は、図4に示すかまたは図4に描かれたものと同等の機能を実行するための回路部を備えた例示的なユーザ装置500のブロック図である。発明の実施形態による各種の態様を読者が理解しやすいようにするため、本発明に関連のある回路部だけを示す。当業者であれば、ユーザ装置に関連する他の周知の回路部も含まれることは、認識するであろう。
無線周波数信号が、アンテナ501によって送受信される。この例示的な実施形態では、受信と送信との両方に共用される単一のアンテナを示している。代替実施形態では、複数のアンテナが送信および/または受信用に用いられてもよく、そして、受信機および送信機が、1つ以上のこれらのアンテナを共有してもよいし、しなくてもよい。
データを送信するため、ユーザ装置500は、送信されることになる供給されたデジタルデータを変調する変調器503を含んでいる。変調されたデータは、デジタル−アナログ変換器(DAC)505によってアナログ形式に変換される。結果として生じるアナログ信号は、例えば電力増幅器(PA)509を含むフロントエンド送信機回路部(FE TX)507に供給される。
変調器503およびフロントエンド送信機回路部507は、制御ユニット511によって制御される。制御ユニット511は、ユーザ装置500の各種の回路部に、図4に関して上記の記述したもののような機能を実行させる制御信号を生成する。制御ユニット511は、複数の異なる形態で実施されることができ、そのいずれも必須ではない。例えば、ハードワイヤーによる論理回路部が使用されうる。あるいは、プログラマブルプロセッサ513が、本明細書の中に記述された所望の機能を実行するための(例えば、メモリ515の中に記憶された)プログラム命令の適切なセットを使ってプログラムされてもよい。また、当業者であれば、制御ユニット511が、ハードワイヤーによる論理回路部と適切にプログラムされたプロセッサ513との混合物として実施されうることを認識するであろう。
次に受信機側に目を向けると、アンテナ501によってピックアップされた無線周波数信号が、フロントエンド受信機(FERX)回路部517に供給される。所望の搬送波上の信号が、アナログベースバンド信号にダウンコンバートされ、次いで、アナログ・ツー・デジタルコンバータ(ADC)519によってデジタル形式にコンバート(変換)される。
ユーザ装置400はマルチキャリアシステムの中で動作しているため、複数(1・・・N)のコンポーネントキャリアCC・・CCが、ADC519の出力時にデジタル形式で供給される。これらが、検出器521と同期回路部523とに提供される。
同期回路部523は、個々のコンポーネントキャリアCC・・CCのタイミングを判定し、このタイミング情報を検出器521に供給し、検出器521は、それによって、各コンポーネントキャリア上で搬送されるデータを検出することが可能になる。検出は、複数の既知の方法のうちのいずれかの中で行われてもよく、従って、ここでより詳細に記述する必要はない。この検出されたデータは、検出器521の1つ以上の出力ポートで供給される。
また、同期回路部523は、コンポーネントキャリアCC・・CCのどれがリファレンスダウンリンクキャリアであるのか知ることを可能にする、ダウンリンク基準キャリアについての情報を受信する。基準セル/キャリアの判定は、高位レイヤ復号ユニット(図示せず)によって行われ、高位レイヤ処理回路部へ転送された検出されたデータに基づいている。これによって、同期回路部523がリファレンスダウンリンクキャリアについてのタイミング525を制御ユニット511に供給することが可能になる。さらに、検出器521は、タイミングアドバンスコマンドをeNBダウンリンクシグナリングから抽出して、タイミングアドバンスコマンド527を制御ユニット511に供給する回路部を含んでいる。次いで制御ユニット511は、リファレンスダウンリンクキャリアについてのタイミングとタイミングアドバンスコマンドを用いて、いつデータ送信が行われるべきかを確定する。この確認に基づいて、制御ユニット511は、制御信号(例えば、変調器制御信号529と、制御されている回路部に供給される、(例えば、電力増幅器の電源をオンにしたりオフにしたりする)送信開始/中止制御信号531とを生成する。
第2の例示的実施形態では、送信機と受信機とを有する通信装置を備えたユーザ装置が、少なくとも2つのダウンリンクキャリアと少なくとも1つのアップリンクキャリアとを介してユーザ装置と通信するマルチキャリアLTEシステムにおいて採用される。この例示的実施形態では、ユーザ装置が複数のタイミングアドバンスコマンドを受信し、その各々が、複数のアップリンクコンポーネントキャリアのそれぞれの部分集合について有効であると仮定する。このようにして、タイミングアドバンスコマンドはそれぞれ、図4および図5で示したもののような実施形態において単一のタイミングアドバンスコマンドを提供する単一の基準セルと同じように、複数の基準セルのそれぞれ1つと関連付けられる。この例示的実施形態を図6に示すが、図6は、一面では、本発明と一致する実施形態に従って行われるステップ/プロセスのフロー図である。代わりに、図6は、これらの実施形態の態様を実行するための各種の例示的な手段を備えたユーザ装置600のブロック図として解釈することもできる。
ユーザ装置600は、例えばマルチキャリアLTEシステムへの接続(例えばeNBへの接続)またはデュアルセルHSPAシステムへの接続のような、マルチコンポーネントキャリアシステムへの接続を確立する(ステップ601)。これは、ユーザ装置が、1つのプライマリコンポーネントダウンリンクキャリア上でサービングセルに接続され、少なくとも1つの副コンポーネントダウンリンクキャリア上で少なくとも1つの他のセルに接続されることを意味する。
ユーザ装置600は、関連のアップリンクコンポーネントキャリアを有する、接続されたセルによって送信された個々のリファレンスダウンリンクキャリアのタイミングを判定する(ステップ603)。アップリンクキャリアとダウンリンクキャリアとの関連は、(例えば、すべてのUEに適用される固定されたデュプレックス距離を使って)仕様の中にハードコードされてもよい。あるいは、アップリンクキャリアとダウンリンクキャリアとの関連は、動的に変化してもよく、そして、(例えば、ダウンリンク基準セル/キャリアについてのメッセージとして)高位レイヤのシグナリングによって得られてもよい。
タイミングは、典型的には、リファレンスダウンリンクキャリア上で基準セルからの最初の信頼できる検出されたパスとして定義され、それは、典型的には、受信された信号を同期信号またはパイロット信号のような既知の信号(LTEシステムでは、主同期信号もしくは副同期信号、あるいは基準信号)と相関させることによって判定される。
次いでユーザ装置は、ネットワークノード(例えばeNB)から、その各々が異なるグループの1つ以上のアップリンクキャリアに関連付けられているタイミングアドバンスコマンドを受信する(ステップ605)。タイミングアドバンスコマンドは、すべてサービングセルから受信されてもよいし、代わりに、タイミングアドバンスコマンドは、それぞれのアップリンクについてそれぞれの関連するダウンリンクコンポーネントキャリア上で受信されてもよい。別の選択肢では、タイミングアドバンスコマンドは、通信標準によって定義された特定のスキームに従って受信されるか、またはネットワークからシグナリングされてもよい。
次いで、リファレンスダウンリンクキャリア(基準セル)から確定されたそれぞれのダウンリンクタイミングに基づいて、かつ、関連のタイミングアドバンスコマンドにも基づいて、送信のタイミング(例えば、送信機の電力増幅器および/または無線チップのその他の送信機関連部品の開始/中止のタイミング)が調整され、送信されることになる情報が、タイミング判定に従って調整される(ステップ607)。
一例として、すべてのアップリンクコンポーネントキャリアを送信するのに用いられる電力増幅器が1つだけである場合、最も早いダウンリンクキャリアのタイミングと関連のタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとをプラスしたものに対応する時刻に、その電力増幅器を含む送信機チェーンの電源がオンにされ、最も遅いダウンリンクコンポーネントキャリアのタイミングと関連のタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとをプラスしたものに対応する時刻に、送信機チェーンと電力増幅器の電源がオフにされる。
別の例として、それぞれがアップリンクチャネルのそれぞれの部分集合(一部分ずつ)を送信するような複数の電力増幅器がある場合、それぞれの最も早いダウンリンクコンポーネントキャリアのタイミングと関連のタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとをプラスしたものに対応する時刻に、電力増幅器を含むそれぞれの送信機チェーンの電源がオンにされ、それぞれの最も遅いダウンリンクキャリアのタイミングと関連のタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとをプラスしたものに対応する時刻に、それぞれの送信機チェーンと電力増幅器との電源がオフにされる。
図7は、図6に示すかまたは図6に描かれたものと同等の機能を実行するための回路部を備えた例示的なユーザ装置700のブロック図である。本発明の実施形態による各種の態様を読者が理解しやすいようにするため、本発明に関連のある回路部だけを示す。当業者であれば、ユーザ装置に関連する他の周知の回路部も含まれることを認識するであろう。
無線周波数信号が、アンテナ701によって送受信される。この例示的な実施形態では、受信と送信との両方に共通する1本のアンテナを示す。代替的実施形態では、送信および/または受信について複数のアンテナが採用されてもよいし、受信機と送信機とが、1つ以上のこれらのアンテナを共有してもしなくてもよい。
データを送信するため、ユーザ装置700は、送信されることになる供給されたデジタルデータを変調する変調器703を含んでいる。変調されたデータは、DA変換器(DAC)705によってアナログ形式に変換される。結果として生じるアナログ信号は、例えば電力増幅器(PA)709を有するフロントエンド送信機回路部(FE TX)707へ供給される。
変調器703およびフロントエンド送信機回路部707は、制御ユニット711によって制御される。制御ユニット711は、図6に関して上述したもののような諸機能をユーザ装置700の各種の回路部に実行させる制御信号を生成する。制御ユニット711は、複数の異なる形態のうちのいずれで実施されてもよく、そのいずれも必須ではない。例えば、ハードワイヤーによる論理回路部が用いられてもよい。あるいは、プログラマブルプロセッサ713が、本明細書に記述された所望の機能を実行するために、(例えばメモリ715の中に記憶された)適切なプログラム命令セットを使ってプログラムされてもよい。また、当業者であれば、制御ユニット711は、ハードワイヤーによる論理回路部と適切にプログラムされたプロセッサ713との混合物として実施されうることを認識するであろう。
次に受信機側に目を向けると、アンテナ701によってピックアップされた無線周波数信号が、フロントエンド受信機(FE RX)回路部717に供給される。所望のキャリア上の信号が、アナログのベースバンド信号にダウンコンバートされ、次いで、AD変換器(ADC)719によってデジタル形式に変換される。
ユーザ装置700はマルチキャリアシステムの中で動作しているため、複数(1・・N)のコンポーネントキャリアCC・・CCが、ADC719の出力において、デジタル形式で供給される。これらは、検出器721と同期回路部723とに提供される。
同期回路部723は、個々のコンポーネントキャリアCC・・CCのタイミングを判定し、このタイミング情報を検出器721に供給し、検出器721は、それによって、個々のコンポーネントキャリア上で搬送されるデータを検出できるようになる。検出は、複数の既知のやり方のうちのいずれかで行われ、従って、本書でこれ以上詳細に記述する必要はない。この検出されたデータが、検出器721の1つ以上の出力ポートで供給される。
また、同期回路部723は、関連のアップリンクキャリアを有するダウンリンク基準キャリアについての情報を受信する。これによって、同期回路部723は、タイミング情報を確定するためにどのコンポーネントキャリアCC・・CCが用いられるかを知ることが可能になり、それによって、次には、同期回路部723が、リファレンスダウンリンクキャリア725についてのタイミングを制御ユニット711に供給することが可能になる。関連のアップリンクキャリアを有する基準セル/キャリアの判定は、高位レイヤ復号ユニット(図示せず)によって行われ、高位レイヤ処理回路部へすでに転送されていた検出されたデータに基づいて行なわれる。さらに、検出器721は、それぞれのダウンリンクキャリアに関連するタイミングアドバンスコマンドを抽出し、タイミングアドバンスコマンド727を制御ユニット711に供給する回路部を含んでいる。
次いで、制御ユニット711は、リファレンスダウンリンクキャリアについての個々のタイミングと、関連のタイミングアドバンスコマンドとを用いて、いつデータ送信が行われるべきかを確定する。この確認に基づいて、制御ユニット711は、制御信号(例えば、変調器制御信号729および(例えば、電力増幅器の電源をオンおよびオフにする)送信開始/停止制御信号731)を生成し、それらが、制御される回路部に供給される。
本発明の態様による実施形態は、マルチコンポーネントキャリアシステムにおけるタイミングアドバンス動作を定義する。これによって、マルチキャリアシステムにおいてユーザ装置のアップリンク信号の同期を維持することが可能になる。
本発明を具体的な実施形態に関してここまで記述してきた。しかし、当業者には明らかであろうが、本発明を上記の実施形態以外の特定の形態で実施することは可能である。
例えば、上記の実施形態は、1つの標準(例えば、Third Generation Partnership Project(3GPP)によって定義されるMulti−Carrier Long Term Evolution(MC LTE)システム)に従って動作するマルチキャリア通信システムにおけるUEの動作の観点から提示されてきた。しかし、これは、本発明の本質的な側面ではない。一部の代替的実施形態では、UEがその中で実際に動作するマルチキャリア通信システムは、例えば、3GPPによって定義されるMulti−Carrier Long Term Evolution(MC LTE)システムである第1のシステムや、3GPPによって定義されるMC LTEシステムではない少なくとも1つの第2のシステムのように、複数の異なるシステムを含んでいる。
それゆえ、上記の実施形態は単に例示的なのであって、決して制限的であると考えられるべきではない。本発明の範囲は、先行する記述ではなく、添付の請求項によって与えられ、そして、請求項の範囲内に入るすべての変形形態および同等物は、その中に包含されることが意図されている。

Claims (24)

  1. マルチキャリア通信システムにおいて送信機と受信機とを備えたユーザ装置を動作させる方法であって、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアを同時並行的に受信するよう前記受信機を動作させるステップと、
    前記マルチキャリア通信システムにおける1つまたは複数のリモートノードから、1つまたは複数のタイミングアドバンスコマンドを受信するステップであって、当該1つまたは複数のタイミングアドバンスコマンドのそれぞれは、アップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのうちの1つのグループに関連付けられており、当該アップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのそれぞれには少なくとも1つのアップリンクコンポーネントキャリアが含まれており、当該アップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのそれぞれは、1つまたは複数の受信したダウンリンクキャリアに関連付けられている、前記ステップと、
    1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのうちの1つのグループに関連付けられている前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアのそれぞれについて、
    前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップと、
    前記リファレンスダウンリンクキャリアのタイミングを確定するステップと、
    前記リファレンスダウンリンクキャリアについての前記確定したタイミングと、前記1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのうちの1つのグループと関連付けられているタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとに基づいて、送信開始時刻と送信停止時刻とを含む送信時間枠を確定するステップと
    を実行するステップと、
    前記確定した送信時間枠における最も早い送信開始時刻に、前記1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループにおいて情報の送信を開始し、前記確定した送信時間枠における最も遅い送信停止時刻に、送信を停止するよう前記送信機を制御するステップと
    を有することを特徴とする方法。
  2. アップリンクキャリアのグループは1つだけであり、前記マルチキャリア通信システムの前記1つまたは複数のリモートノードから、1つまたは複数のタイミングアドバンスコマンドを受信するステップは、たった1つのタイミングアドバンスコマンドを受信するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、前記1つだけのタイミングアドバンスコマンドを受信するためのダウンリンクキャリアを選択するステップ
    を有することを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記送信機は、たった1つの電力増幅器を備えており、
    前記確定した送信時間枠における最も早い送信開始時刻に、前記1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループにおいて情報の送信を開始し、前記確定した送信時間枠における最も遅い送信停止時刻に、送信を停止するよう前記送信機を制御するステップは、
    前記確定した送信時間枠における最も早い送信開始時刻に前記電力増幅器に電源を投入し、前記確定した送信時間枠における最も遅い送信停止時刻に電源を切断するステップ
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    アクティブセットに属しているセルのプライマリ/アンカーダウンリンクキャリアを選択するステップ
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    前記ユーザ装置にとってのサービングセルとして動作しているセルのプライマリ/アンカーダウンリンクキャリアを選択するステップ
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアの同期信頼性のレベルを確定するステップと、
    前記少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、同期信頼性のレベルが最高であるダウンリンクキャリアを選択するステップと
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、最初に検出されたダウンリンクパスを有しているダウンリンクキャリアを選択するステップ
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、前記1つのタイミングアドバンスコマンドを受信したダウンリンクキャリアを選択するステップ
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  10. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択するステップは、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、前記ユーザ装置によってコネクションのセットアップに使用されたダウンリンクキャリアを選択するステップ
    を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  11. 前記マルチキャリア通信システムは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって策定されたマルチキャリアロングタームエボリューション(MC LTE)システムであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  12. 前記マルチキャリア通信システムは、第1のシステムとして、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって策定されたマルチキャリアロングタームエボリューション(MC LTE)システムを有し、少なくとも第2のシステムとして、3GPPによって策定されたMC LTEシステムとは異なるシステムを備えていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  13. マルチキャリア通信システムにおいて送信機と受信機とを備えたユーザ装置を動作させる装置であって、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアを同時並行的に受信するよう前記受信機を動作させる手段と、
    前記マルチキャリア通信システムにおける1つまたは複数のリモートノードから、1つまたは複数のタイミングアドバンスコマンドを受信する手段であって、当該1つまたは複数のタイミングアドバンスコマンドのそれぞれは、アップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのうちの1つのグループに関連付けられており、当該アップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのそれぞれには少なくとも1つのアップリンクコンポーネントキャリアが含まれており、当該アップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのそれぞれは、1つまたは複数の受信したダウンリンクキャリアに関連付けられている、前記手段と、
    前記1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのうちの1つのグループに関連付けられている前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアのそれぞれについて、
    前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択し、
    前記リファレンスダウンリンクキャリアのタイミングを確定し、
    前記リファレンスダウンリンクキャリアについての前記確定したタイミングと、前記1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループのうちの1つのグループと関連付けられているタイミングアドバンスコマンドによって指定されたオフセットとに基づいて、送信開始時刻と送信停止時刻とを含む送信時間枠を確定する
    ことを実行する手段と、
    前記確定した送信時間枠における最も早い送信開始時刻に、前記1つまたは複数のアップリンクキャリアの1つまたは複数のグループにおいて情報の送信を開始し、前記確定した送信時間枠における最も遅い送信停止時刻に、送信を停止するよう前記送信機を制御する手段と
    を有することを特徴とする装置。
  14. アップリンクキャリアのグループは1つだけであり、前記マルチキャリア通信システムの前記1つまたは複数のリモートノードから、1つまたは複数のタイミングアドバンスコマンドを受信する手段は、たった1つのタイミングアドバンスコマンドを受信する手段を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  15. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、前記1つだけのタイミングアドバンスコマンドを受信するためのダウンリンクキャリアを選択する手段
    を有することを特徴とする請求項14に記載の装置。
  16. 前記送信機は、たった1つの電力増幅器を備えており、
    前記確定した送信時間枠における最も早い送信開始時刻に、前記1つまたは複数のアップリンクキャリアのグループにおいて情報の送信を開始し、前記確定した送信時間枠における最も遅い送信停止時刻に、送信を停止するよう前記送信機を制御する手段は、
    前記確定した送信時間枠における最も早い送信開始時刻に前記電力増幅器に電源を投入し、前記確定した送信時間枠における最も遅い送信停止時刻に電源を切断する手段
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  17. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    アクティブセットに属しているセルのプライマリ/アンカーダウンリンクキャリアを選択する手段
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  18. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    前記ユーザ装置にとってのサービングセルとして動作しているセルのプライマリ/アンカーダウンリンクキャリアを選択する手段
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  19. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアの同期信頼性のレベルを確定する手段と、
    前記少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、同期信頼性のレベルが最高であるダウンリンクキャリアを選択する手段と
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  20. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、最初に検出されたダウンリンクパスを有しているダウンリンクキャリアを選択する手段
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  21. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、前記1つのタイミングアドバンスコマンドを受信したダウンリンクキャリアを選択する手段
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  22. 前記1つまたは複数のダウンリンクキャリアからリファレンスダウンリンクキャリアとして使用される1つのダウンリンクキャリアを選択する手段は、
    少なくとも2つのダウンリンクキャリアから、前記ユーザ装置によってコネクションのセットアップに使用されたダウンリンクキャリアを選択する手段
    を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
  23. 前記マルチキャリア通信システムは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって策定されたマルチキャリアロングタームエボリューション(MC LTE)システムであることを特徴とする請求項13に記載の装置。
  24. 前記マルチキャリア通信システムは、第1のシステムとして、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって策定されたマルチキャリアロングタームエボリューション(MC LTE)システムを有し、少なくとも第2のシステムとして、3GPPによって策定されたMC LTEシステムとは異なるシステムを備えていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
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