特許ウォッチ

公開番号2025111595
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2025069711,2023117211
出願日2025-04-21,2015-06-05
発明の名称搬送波感知による共用スペクトルにおけるLTE波形を送信するための方法及び装置
出願人テキサスインスツルメンツインコーポレイテッド
代理人個人
主分類H04W 16/14 20090101AFI20250723BHJP(電気通信技術)
要約【課題】共用周波数スペクトルでロングタームエボリューション(LTE)通信システムを動作させる方法を提供する。
【解決手段】方法は、ユーザ機器(UE)をLTE周波数帯域で初期化し、基地局(eNB)が、共用周波数スペクトルをモニタリングして、共用周波数スペクトルがビジーかどうか判定し、共用周波数スペクトルがビジーでない場合、eNBは共用周波数スペクトルでUEに送信し、共用周波数スペクトルがビジーの場合、eNBは、第1の時間待機し、第1の時間の後、共用周波数スペクトルを開放するようUEに指示する。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
共用周波数スペクトルでワイヤレス通信システムを動作させる方法であって、
ライセンスされている周波数スペクトルで、プライマリサービス提供セル（ＰＣｅｌｌ）におけるユーザ機器（ＵＥ）を初期化すること、
前記共用周波数スペクトルのキャリア上で動作するセカンダリサービス提供セル（ＳＣｅｌｌ）と通信するように前記ＵＥを構成すること、
前記共用周波数スペクトルがＢＵＳＹかどうか判定するため基地局（ｅＮＢ）によって前記共用周波数スペクトルをモニタリングすること、
前記共用周波数スペクトルがＢＵＳＹでない場合、前記共用周波数スペクトルで前記ＵＥに送信すること、
前記共用周波数スペクトルがＢＵＳＹである場合、第１の時間待機すること、及び
前記共用周波数スペクトルがＢＵＳＹである場合、前記第１の時間の後、前記共用周波数スペクトルにおける前記キャリアを開放するよう前記ＵＥに指示すること、
を含む、方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記共用周波数スペクトルが、ライセンスされていない周波数スペクトルである、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
衝突回避を備えた搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）を用いて前記共用周波数スペクトルにアクセスすることを含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１の時間の後、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングによって前記共用周波数スペクトルを開放するよう前記ＵＥに指示することを含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１の時間の後、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）シグナリングによって前記ＳＣｅｌｌをディアクティブにするよう前記ＵＥに指示することを含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記共用周波数スペクトルがＢＵＳＹでない場合、第１の複数のチャネルで前記ＵＥに送信すること、及び
前記共用周波数スペクトルから第２の複数のチャネルを除外すること
を含む、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記共用周波数スペクトルでの送信から物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を除外することを含む、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記共用周波数スペクトルがＢＵＳＹである場合、前記ｅＮＢによって前記共用周波数スペクトルで発見基準信号を送信することを含む、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記ｅＮＢによって前記共用周波数スペクトルでトラッキング基準信号を送信することを含む、方法。
【請求項１０】
共用周波数スペクトルで通信システムを動作させる方法であって、前記方法が、
ライセンスされている周波数スペクトルで、プライマリサービス提供セル（ＰＣｅｌｌ）におけるユーザ機器（ＵＥ）を初期化すること、
前記ＵＥから前記共用周波数スペクトルで動作する少なくとも１つのセカンダリサービ
ス提供セル（ＳＣｅｌｌ）にデータを送信すること、
ＢＵＳＹ状態を判定するため、前記ＵＥによって前記少なくとも１つのＳＣｅｌｌをモニタリングすること、
前記少なくとも１つのＳＣｅｌｌがＢＵＳＹでない場合、前記少なくとも１つのＳＣｅｌｌで基地局に送信すること、及び
前記少なくとも１つのＳＣｅｌｌがＢＵＳＹである場合、前記少なくとも１つのＳＣｅｌｌの前記ＢＵＳＹ状態を前記基地局にレポートすること、
を含む、方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
たいていの国では、無線周波数スペクトルへのアクセスは、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ）、欧州連合の欧州委員会など、政府機関によって厳しく規制されている。任意の他の天然資源と同様、無線スペクトルの周波数はそのユーザ間で共用される必要がある。そのため、無線スペクトルの一部（例えば、帯域）が個々のユーザ（例えば、携帯電話操作者）にライセンスされるか、又は、ＷｉＦｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（これらは非ライセンス帯域で動作する）など、多数のユーザ間で共用される。また、或るハイブリッドモデルでは、ライセンスされているスペクトルが、最優先されるプライマリユーザ（例えば、海軍レーダー用途）に付与される。また、セカンダリユーザが、プライマリユーザが対象の帯域の波形を送信しない非活動の期間、ライセンスされている帯域を用いることもできる。これらのセカンダリユーザは異なる優先順位を有し得る。例えば、プライマリユーザにライセンスされている所与の周波数帯域が、ミッションクリティカルな通信については公安組織によって用いられ得る。この場合、商業ユーザはこのような帯域の使用を許可され得るが、これは、プライマリ及び優先順位の高いセカンダリユーザ（例えば公安ユーザ）のいずれもがこの帯域を占有していない場合に限られる。このようなポリシーに基づくスペクトルの使用は、認可共用アクセス（ＡＳＡ）と称することがある。この観点からは、非ライセンス共用アクセスと認可共用アクセスを区別する必要がない。これは、或る帯域が多数のユーザによって使用される場合は必ず、公正さ及びポリシー遵守を保証するようこれらの同じ技術が用いられ得るからである。
続きを表示（約 5,900 文字）【０００２】
認可共用アクセスの上記の例では、スペクトル共用は、ＬＢＴ（ｌｉｓｔｅｎ－ｂｅｆｏｒｅ－ｔａｌｋ）方式と称することもある動的方式によって、及び測位データベース（ＧＬＤＢ（ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎｄａｔａｂａｓｅｓ））などによる準静的方式によって促進され得る。例えば、このようなデータベースにより、或る帯域の周波数使用が地理的領域又は一日の時間帯にマッピングされ得る。これらのデータベースを更新しすべての関連ユーザに伝達するための期間が必要なので、これらのデータベースは動的に変化し得ない。ＬＢＴ方式は、その名前が示唆するように、より動的であり、準静的に構成されるデータベースに依存しない。その代わり、セカンダリユーザが、プライマリユーザ又は同等優先順位の他のユーザがセカンダリユーザの送信によって妨害されないことを保証する必要がある。２つの周知の例として、ＩＥＥＥ８０２．１１ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における、レーダー回避、及び衝突回避を備えた搬送波感知搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）がある。前者は、セカンダリユーザがプライマリユーザに優先権を与えなければならない場合に当てはまる。セカンダリユーザは、軍事、気象、又は自動車用のレーダー波形を検出すると送信を中止しなければならないので、これを動的周波数選択（ＤＦＳ）と称することがある。従って、セカンダリユーザは、プライマリユーザを検出すると所与の帯域又はチャネル（チャネルは帯域さらに分割したものである）を開放し、異なる帯域又はチャネルで送信しようと試みる。このため、動的周波数選択と呼ばれる。同様に、ＣＳＭＡ／ＣＡの場合、トランスミッタが同じ優先順位の進行中の送信を検出すると、トランスミッタは、後の時点で再度送信を試みるために送信しないことを選択する。このため、衝突回避を備えた搬送波感知多重アクセスという名前になる。従って、ＤＦＳとＣＳＭＡ／ＣＡの主な差異は、感知が生じる時間スケールと、進行中の送信が検出されたときにトランスミッタが取る動作の２つである。例えば、ＤＦＳトランスミッタは、常に、現在のチャネル又は帯域をプライマリユーザに開放するためにチャネル／帯域を切り替えなければならないが、ＣＳＭＡ／ＣＡトランスミッタは、チャネルを切り替えても切り替えなくてもよい。これは、ＣＳＭＡ／ＣＡでは、同じ優先順位のユーザ間で無線リソースが共用されるからであり、これは多重アクセス方式とみなされる。しかし、ＤＦＳを用いると、プライマリユーザはより高い優先順位を有する。その結果、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の競合レイテンシーを保証するために、搬送波感知（ＣＳ）及び衝突回避（ＣＡ）は数十マイクロ秒（μｓ）のオーダで生じるが、ＤＦＳは数秒かかり得る。
【０００３】
ＣＳ／ＣＡ多重アクセス方式の動作は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、又は直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）などの他の一般的な多重アクセス技術とは著しい対照をなす。これは、媒体を共用するための機会主義（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ）ランダムアクセスの性質によるものである。ＧＳＭにおけるＴＤＭＡ及びＦＤＭＡ、ＵＭＴＳにおけるＣＤＭＡ、及び第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）における直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）は、利用可能なリソースを、複数のユーザ間で共用するために直交化しようと試みる。しかし、直交化動作は、予め定義されたルール又は動的スケジューラによる精確な協調を必要とする。動的スケジューラは、特定のユーザに無線周波数スペクトルの所与の部分において所与の期間リソースを割り当て、そのため、衝突が本質的に回避される。この直交化動作により、これらのリソースを、ＣＡ／ＣＡ多重アクセス方式によって共用される無線リソースにおいて動作させることが特に難しくなる。これは、利用可能な無線リソースについて競合するときに、これらの種類のプロトコル及び手順に従うユーザが、これらのプロトコル及び手順に従って予め定義されたスケジュール又は無線リソース割当てに従うユーザに譲るからである。
【０００４】
ＬＴＥでは、基地局は、エボルブドＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢ／ｅＮＢ）として知られており、ＬＴＥ制御下のセルの無線リソース管理（ＲＲＭ）を自在に制御する。Ｅ－ＵＴＲＡＮ（ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）は概して、多くのｅＮｏｄｅＢを含み、各ｅＮｏｄｅＢはそれ自体のＲＲＭ機能を有する。これらのｅＮｏｄｅＢのサブセットが、それらのＲＲＭを、２つのｅＮｏｄｅＢを接続するＸ２インターフェース上で定義されるＸ２アプリケーションプロトコル（Ｘ２ＡＰ）を介して調整し得る。同様に、各ｅＮｏｄｅＢは、Ｓ１アプリケーションプロトコル（Ｓ１ＡＰ）が定義されるＳ１インターフェースを介して、コアネットワーク（ＣＮ）におけるＭＭＥ（ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｉｅｓ）の１つ又は複数に接続される。Ｓ１ＡＰはＲＲＭ調整にも用いられ得る。ＲＲＭインターフェースはセルラー通信の必須部分である。これは、ＲＲＭインターフェースにより、干渉調整、移動度、さらにはＳＯＮ（Ｓｅｌｆ－ＯｒｇａｎｉｚｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋ）などの重要な機能が可能になるからである。
【０００５】
図１は、従来技術のワイヤレス遠距離通信ネットワークの例である。図示した遠距離通信ネットワークは、プライマリセル（ＰＣｅｌｌ）１００内で動作するプライマリｅＮｏｄｅＢ１１０と、セカンダリセル（ＳＣｅｌｌ１～ＳＣｅｌｌ４）１０２、１０４、１０６、及び１０８内で動作するｅＮｏｄｅＢ１１２、１１４、１１６、及び１１８とを含む。ハンドセット又は他のユーザ機器（ＵＥ）１２０が、ＰＣｅｌｌ１００のｅＮｏｄｅＢ１１０と通信するように示されている。ＵＥ１２０は、セカンダリセルの１つ又は複数のｅＮｏｄｅＢとも通信し得る。この例では、ＳＣｅｌｌは論理的な概念であり、そのため、ｅＮｏｄｅＢ１１０は、複数のＳＣｅｌｌ１０２～１０８を動作させ得る。
【０００６】
また、ｅＮｏｄｅＢ１１０は、そのセル１００内の無線リソースを無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルを介して制御し、そのセルに接続されるユーザの多重アクセスも媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを介して制御する。例えば、ＲＲＣプロトコルは、ユーザ機器（ＵＥ）がデータを送受信し得るキャリアを構成し、最大で５つのいわゆるコンポーネントキャリア（ＣＣ）がＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）においてＵＥ毎に構成され得る。同様に、ＭＡＣプロトコルはＲＲＣプロトコルとともに、構成されたキャリア上のデータを送受信するために利用可能な無線リソースをいつどのようにＵＥが用い得るかを制御する。ＬＴＥリリース１０では、キャリアアグリゲーションと呼ばれる特徴が導入される。キャリアアグリゲーションでは、ＵＥは１つのプライマリセル（ＰＣｅｌｌ）及び最大４つのセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ）を用いて構成され得る。ＰＣｅｌｌはハンドオーバーによってのみ変更され得るが、ＳＣｅｌｌはＲＲＣシグナリングにより構成される。特に、ＵＥが、セカンダリコンポーネントキャリア（ＳＣＣ）上の物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を復号することによってシステム情報を受信するか、又は、ＳＣｅｌｌの共通サーチ空間をモニタリングしてＳＩ－ＲＮＴＩによってＣＲＣがスクランブルされる物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を受信してダウンリンク共用チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）上のシステム情報（ＳＩ）を受信することは期待されない。また、ＵＥは、すべてのＳＣＣ上のシステムフレーム番号（ＳＦＮ）がプライマリコンポーネントキャリア（ＰＣＣ）のＳＦＮと整合すると仮定し得る。
【０００７】
ＣＡは、ＳＣｅｌｌの無線リンクモニタリング（ＲＬＭ：ＲａｄｉｏＬｉｎｋＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）は定義されない。従って、ＵＥの物理層（ＰＨＹ）が無線リンク障害（ＲＬＦ：ＲａｄｉｏＬｉｎｋＦａｉｌｕｒｅ）をＭＡＣ層を介してＵＥの上部層に示すための手段として特定されたものはない。これは、Ｅ－ＵＴＲＡ（ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ）では、ＰＣｅｌｌによって提供される接続性に常に依存し得るからであり、これにより、ＲＬＭ及び他のファールバック手順によるロバストネスが得られる。或いは、ＳＣｅｌｌは、ＵＥとのデータ通信に付加的な容量が必要とされる場合にアクティブにされ得る補足的なサービス提供セルとして動作する。この目的のため、ＭＡＣ層は、構成されたＳＣｅｌｌをＭＡＣ制御エレメント（ＣＥ）を介してアクティブにし得る。ＳＣｅｌｌをアクティブにするには、ＵＥとそのＳＣＣとの同期状態に応じて８～３０ミリ秒が必要とされ得る。ＳＣｅｌｌのＲＲＣ再構成は、これよりかない長い時間を必要とし得、特に、ＵＥが中間周波数測定を実施する必要がある場合はそうである。そのため、ｅＮｏｄｅＢは、或るキャリア上で或るセルの基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）を周期的に測定し、周期的に又は構成可能なオフセット及び閾値によるトリガにより、測定値をレポートするようにＵＥを構成し得る。３ＧＰＰロングタームエボリューションでは、上記は、測定対象及び構成のＲＲＣシグナリングを介して実現される。測定値がｅＮｏｄｅＢにおいて容易に入手可能な場合、ＳＣｅｌｌ又はＰＣｅｌｌのＲＲＣ再構成のレイテンシーが、数秒から数十又は数百ミリ秒まで劇的に小さくされる。ｅＮｏｄｅＢはすでにＳＣｅｌｌとして構成されているセルのみをアクティブにするが、ｅＮｏｄｅＢは任意のセルにおけるＲＳＲＰを測定するようにＵＥを構成し得る。比較すると、ｅＮｏｄｅＢは、ＳＣｅｌｌをアクティブにする場合のように、セルをアクティブにするため、又はＳＣｅｌｌを追加／除去するようＵＥをＲＲＣ再構成するため、さらにはＰＣｅｌｌを変更するために、任意のセルの測定レポートを用い得る。
【０００８】
ＰＣｅｌｌ又はＳＣｅｌｌＳがアクティブにされた後、ｅＮｏｄｅＢＭＡＣスケジューラは、それぞれ、物理ダウンリンク共用チャネル（ＰＤＳＣＨ）及び物理アップリンク共用チャネル（ＰＵＳＣＨ）上のダウンリンク及びアップリンク送信のため、ＵＥにダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）付与を割り当てる。ダウンリンク方向では、サブフレームｎ内のダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）において受信される付与により、同じサブフレーム内の対応するＰＤＳＣＨ送信がスケジュールされる。比較すると、アップリンクでは、この付与により、サブフレームｎ＋ｋ内のＰＵＳＣＨ送信がスケジュールされる。ここで、ｋ＞０は、あらかじめ特定されるルールによって決定される。
【０００９】
Ｅ－ＵＴＲＡＮ（特にｅＮｏｄｅＢ）は、少なくともＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードのＵＥについて、すべての無線リソースを自在に制御する。物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を除いて、Ｅ－ＵＴＲＡＮは、時間、周波数、又はＣＤＭＡなどの他の任意の手段によるリソース割当て、並びに、送信のタイミング及び電力制御を含んで、アップリンク及びダウンリンクの両方向ですべての送信を制御する。
【００１０】
ｅＮｏｄｅＢにはＲＲＭ機能があるが、これは、ＲＲＣを介してすべての無線リソースを制御するものの、セルを発見し関連する測定値をレポートすることに関してはＵＥに依存する。そのために、ＬＴＥリリース８～１１では、ｅＮｏｄｅＢは、各無線フレームにおいて、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）、セカンダリセル同期信号（ＳＳＳ）、及びセル固有基準信号（ＣＲＳ）を送信する。ＰＳＳ及びＳＳＳは各々、半フレーム毎に１つのＯＦＤＭ記号を占有するが、ＣＲＳは無線フレームの各サブレームにおいて送信され、そのためＵＥは、所与のセルのタイミングが演繹的にわかなくても、６ｍｓの測定ウィンドウ内でセルを発見し測定し得る。また、セルのＵＬ／ＤＬ構成がＵＥに未知であり得る場合に時分割二重（ＴＤＤ）システムにおける周波数間測定をサポートするため、或いは、ｅＩＣＩＣ（ｅｎｈａｎｃｅｄＩｎｔｅｒ－ｃｅｌｌＩｎｔｅｒｆａｃｅＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）の目的でＬＴＥリリース１０において導入される測定制約をサポートするために、ＵＥは、ただ１つのサブフレームにおいて、場合によっては、特別なサブフレームのＤｗＰＴＳ領域において、セルを発見し得る必要がある。省エネルギー及び干渉低減を促進するために、ＬＴＥリリース１２では、「発見バースト（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙｂｕｒｓｔ）（ＰＳＳ、ＳＳＳ、及びＣＲＳ送信を含む）」が導入され、また、構成される場合には、共用セルＩＤの状況において、送信点（ＴＰ）識別のためのチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ－ＲＳ）が導入される。例えば、複数のＴＰは、同じ物理セルＩＤを共用し得、それらのそれぞれのＣＳＩ－ＲＳリソースエレメント（ＲＥ）構成によってのみ見分けられ得る。ＰＳＳ、ＳＳＳ、ＣＲＳ、及びＣＳＩ－ＲＳ（構成される場合）は、発見基準信号（ＤＲＳ（ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ））を形成し、ＤＲＳオケージョン（ｏｃｃａｓｉｏｎｓ）の間に送信される。ＤＲＳオケージョンは、それらが、構成された又は特定の長さ（例えば、サブフレームの数）及び周期性を有するので、ＬＴＥリリース９の位置決め基準信号（ＰＲＳ）オケージョンに類似している。理想的には、ＤＲＳオケージョンの長さは、６ｍｓのＵＥ測定ウィンドウより長くなく、１つのサブフレームほど短くし得る。ＤＲＳオケージョンの妥当な周期性は数百ミリ秒であり、ＤＲＳバーストは他のワイヤレス通信システム（ＣＳＭＡ／ＣＡなど）におけるビーコンとして動作し得る。
【発明の概要】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許