JP5784697B2 - 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

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_１・・ＣＣ_Ｎ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_１・・ＣＣ_Ｎ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_１・・ＣＣ_Ｎ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_１・・ＣＣ_Ｎ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_１・・ＣＣ_Ｎ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_１・・ＣＣ_Ｎ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 (18)

1. ユーザ装置が送信機と受信機とを備え、当該送信機が１つの電力増幅器を備えたマルチキャリア通信システムにおいて当該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ことによって、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ステップと
   を有することを特徴とする方法。
2. 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。
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、
   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。
4. 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。
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、
   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。
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、
   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。
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。
8. 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。
9. 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。
10. ユーザ装置が送信機と受信機とを備え、当該送信機が１つの電力増幅器を備えたマルチキャリア通信システムにおいて当該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ことによって、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と
    を有することを特徴とする装置。
11. 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１０に記載の装置。
12. 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１０に記載の装置。
13. 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１０に記載の装置。
14. 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１０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１０に記載の装置。
16. 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１０に記載の装置。
17. 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１０に記載の装置。
18. 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１０に記載の装置。

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