JP2017099003A - マシンタイプコミュニケーションのための通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＴＥベースの無線通信システムにおいて、基地局と端末デバイスとの間でデータを通信するための方法を提供する。
【解決手段】無線通信システム５００は、システム周波数帯域にまたがる複数の周波数サブキャリアを使用する。端末デバイス５０６、５０８のための物理層制御情報は、周波数ダイバーシティを提供するために、システム周波数帯域全体から選択されたサブキャリアを用いて、基地局から送信される。端末デバイスのための上位層データは、システム周波数帯域より小さく、システム周波数帯域内にある限られた周波数帯域内から選択されたサブキャリアのみを用いて送信される。端末デバイスは、上位層データが送信されている期間中には、限られた周波数帯域内のデータをバッファし、処理する。端末デバイスは、物理層制御情報が送信されている期間中には、全システム周波数帯域をバッファし、処理する。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信のシステムおよび方法に関し、詳細には、無線通信システムにおいて伝送リソースを割り当てるためのシステムおよび方法に関する。

モバイル通信システムは、ここ十年ほどにわたり、ＧＳＭシステム（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）から３Ｇシステムへと進化してきており、現在では、回線交換通信のみならずパケットデータ通信も含む。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：ｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ）は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれる第４世代モバイル通信システムを開発しており、ＬＴＥでは、コアネットワーク部が、古いモバイル無線ネットワークアーキテクチャの構成要素と、ダウンリンク上の直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）およびアップリンク上のシングルキャリア周波数分割多重接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）に基づく無線アクセスインターフェースとの併合に基づく、より簡略化されたアーキテクチャを形成するように進化している。

３ＧＰＰ定義のＵＭＴＳおよびＬＴＥアーキテクチャに基づくシステムのような第３および第４世代モバイル通信システムは、前世代のモバイル通信システムによって提供される単なる音声サービスやメッセージングサービスよりも高度な一連のサービスをサポートすることができる。

例えば、ＬＴＥシステムによって提供される改善された無線インターフェースおよび拡張データレートがあれば、ユーザは、以前は固定回線データ接続を介してのみ利用可能であったはずのモバイルビデオストリーミングおよびモバイルビデオ会議といった高データレートのアプリケーションを享受することができる。そのため、第３および第４世代ネットワーク展開への要望は強く、これらのネットワークのカバレッジエリア、すなわち、ネットワークへのアクセスが可能な地理的な場所は急速に増加するものと予想される。

予期された第３および第４世代ネットワークの広範囲にわたる展開は、利用可能な高データレートを利用するよりはむしろ、代わりに、ロバストな無線インターフェースおよびカバレッジエリアの偏在性の増加を利用するクラスのデバイスおよびアプリケーションの並列的な発展をもたらしている。例としては、いわゆるマシンタイプコミュニケーション（ＭＴＣ：ｍａｃｈｉｎｅ ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）アプリケーションが含まれ、そのうちの一部は、いくつかの点で、比較的低頻度で少量のデータを通信する準自律的な、または自律的な無線通信デバイス（すなわち、ＭＴＣデバイス）に代表される。例としてはいわゆるスマートメータが含まれ、スマートメータは、例えば、顧客の住宅に設置され、顧客の、ガス、水道、電気などといった公共設備の消費に関連したデータを中央ＭＴＣサーバへ周期的に送り返す。ＭＴＣタイプのデバイスの特性に関するさらなる情報は、例えば、ＥＴＳＩ ＴＳ １２２ ３６８ Ｖ１０．５３０（２０１１−７）／３ＧＰＰ ＴＳ ２２．３６８ ｖｅｒｓｉｏｎ １０．５．０ Ｒｅｌｅａｓｅ １０）［１］のような対応する規格に記載されている。

ＭＴＣタイプの端末といった端末が、第３または第４世代のモバイル通信ネットワークによって提供される広いカバレッジエリアを利用することは利便となりうるが、目下のところデメリットもある。スマートフォンといった従来の第３または第４世代のモバイル端末とは異なり、ＭＴＣタイプの端末の主要な促進要因は、そうした端末が比較的単純で安価であることの切望であろう。ＭＴＣタイプの端末によって一般的に実行されるタイプの機能（例えば、比較的少ないデータ量の単純な収集および報告）は、例えば、ビデオストリーミングをサポートするスマートフォンなどと比べて、さほど複雑な処理の実行を必要としない。しかし、第３および第４世代のモバイル通信ネットワークは、典型的には、高度なデータ変調技術を用い、より複雑で高くつく無線送受信機の実装を必要とし得る無線インターフェース上の広帯域幅の使用をサポートする。通常は、そうした複雑な送受信機をスマートフォンに含めることは正当化される。なぜならば、スマートフォンは、典型的には、典型的なスマートフォンタイプの機能を果たすのに高性能のプロセッサを必要とすることになるからである。しかし、上述のように、現在は、比較的安価で、より単純で、にもかかわらずＬＴＥタイプのネットワークを用いて通信することができるデバイスの使用が望まれている。

これを念頭において、「ホストキャリア」の帯域幅内で動作するいわゆる「仮想キャリア」の概念が提案されており、これは例えば、同時係属中の英国特許出願第１１０１９７０．０号［２］、同第１１０１９８１．７号［３］、同第１１０１９６６．８号［４］、同第１１０１９８３．３号［５］、同第１１０１８５３．８号［６］、同第１１０１９８２．５号［７］、同第１１０１９８０．９号［８］、および同第１１０１９７２．６号［９］に記載されている。仮想キャリアという概念の基礎をなす主な原理は、より広い帯域幅のホストキャリア内の周波数部分領域が、例えば、該周波数部分領域内にすべての制御シグナリングを含む自己完結型のキャリアとしての使用のために構成されるというものである。この手法の利点は、相対的に狭い帯域幅にわたってのみ動作することができる低機能端末デバイスが使用するためのキャリアを提供することである。これは、デバイスが全帯域幅動作をサポートすることを必要とせずに、デバイスがＬＴＥタイプのネットワーク上で通信することを可能にする。復調される必要のある信号の帯域幅を減らすことにより、仮想キャリア上で動作するように構成されたデバイスのフロントエンド処理要件（例えば、ＦＦＴ、チャネル推定、サブフレームバッファリングなど）が低減される。なぜならば、これらの機能の複雑度は、一般的に、受信される信号の帯域幅に関連するからである。

しかし、「仮想キャリア」手法のいくつかの実装形態には若干の潜在的な欠点がある。例えば、いくつかの提案された手法によれば、利用可能なスペクトルは、仮想キャリアとホストキャリアとの間でハード分割される。このハード分割は、いくつかの理由で非効率的となりうる。例えば、高レートのレガシーデバイスがサポートすることのできるピークデータレートは、高レートデバイスに帯域幅の一部（かつ全帯域幅ではない）しかスケジュールされ得ないために、低減される。また、帯域幅がこのようにして分割される場合には、トランキング効率の損失も生じ得る（統計的な多重化ロスが生じる）。

しかも、ある意味、仮想キャリアの手法は、現在のＬＴＥタイプのネットワークの動作原理からの相対的に大きな逸脱を示す。これは、ＬＴＥ規格のフレームワークに仮想キャリア概念を組み込むには現在の規格への相対的に大きな変更が必要とされることになるはずであり、それによって、これら提案される実装形態の展開の実際上の困難性を増加させることを意味する。

ＬＴＥタイプのネットワーク上で通信するように構成されたデバイスの必要とされる複雑度を低減させるための別の提案が、２０１１年１０月１０日から２０１１年１０月１４日、中国、珠海における、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＃６６ｂｉｓ ｍｅｅｔｉｎｇのために提出されたＰａｎｔｅｃｈからの討議資料、Ｒ１−１１３１１３［１０］で提案されている。この提案は、低複雑度端末デバイスに、完全にＬＴＥ準拠のデバイスと比べて限られた数の物理リソースを割り当てるものである。このスケジューリング制限は、端末デバイスがそのターボ復号機能をより簡単に実装することができ、それによって必要とされる処理計算量が低減されることを意味する。しかし、これは、ターボ復号に必要とされる処理能力を低減させる際には有益となりうるが、相当量のデバイスの処理要件は、ターボ復号より前のフロントエンドデジタル信号処理機能と関連付けられている。そうしたフロントエンドデジタル信号処理機能には、例えば、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ（ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ／ｉｎｖｅｒｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（高速フーリエ変換／逆高速フーリエ変換））、チャネル推定、等化、ディジタルフィルタリングなどが含まれる。

したがって、相対的に安価で低複雑度のデバイスがＬＴＥタイプのネットワークを用いて通信することを可能にする手法が依然として求められている。

本発明の一態様によれば、システム周波数帯域にまたがる複数のサブキャリアを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するために基地局を動作させる方法が提供され、該方法は、システム周波数帯域全体から選択されたサブキャリアを用いて端末デバイスのための物理層制御情報を送信することと、予め決定される限られた周波数帯域内から選択されたサブキャリアを用いて端末デバイスのための上位層データを送信することと、を含み、限られた周波数帯域は、システム周波数帯域より小さく、システム周波数帯域内にある。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域は、無線通信システムの規格によって定義される。

ある実施形態によれば、該方法は、端末デバイスと通信して限られた周波数帯域の指示を共有するステップをさらに含む。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、基地局と端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、無線リソース制御、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、シグナリングを用いて通信される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、無線通信システムのシステム情報ブロック、ＳＩＢ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）と関連して通信される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、無線通信システムの規格によって定義される無線リソースを用いて通信される。

ある実施形態によれば、該方法は、端末デバイスと通信して、限られた周波数帯域の標識を通信するために使用される無線リソースの標識を共有することをさらに含む。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、基地局と端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信される。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、無線通信システムのマスタ情報ブロック、ＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）と関連して通信される。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、無線通信システムの物理ブロードキャストチャネルを用いて通信される。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、基地局が、無線リソースの標識を提供するために選択されたフォーマットを有する物理層制御情報を送信することによって通信される。

ある実施形態によれば、予め定義されたフォーマットの物理層制御情報は、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信される。

ある実施形態によれば、端末デバイスのための物理層制御情報は、端末デバイスのための上位層データについての伝送リソース割当ての標識を含む。

ある実施形態によれば、端末デバイスのための物理層制御情報は、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信される。

ある実施形態によれば、端末デバイスのための上位層データは、無線通信システムの物理ダウンリンク共有チャネル上で送信される。

本発明の一態様によれば、複数のシンボルを含む無線サブフレームを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するために基地局を動作させる方法が提供され、該方法は、無線サブフレーム内のシンボルの第１のグループを用いて、基地局から第１の端末デバイスと第２の端末デバイスとへ物理層制御情報を送信することと、無線サブフレーム内のシンボルの第２のグループを用いて、基地局から第１の端末デバイスへ上位層データを送信することと、無線サブフレーム内のシンボルの第３のグループを用いて、基地局から第２の端末デバイスへ上位層データを送信することと、を含み、第３のグループ内のシンボルの数は、第２のグループ内のシンボルの数より少ない。

本発明の一態様によれば、システム周波数帯域にまたがる複数のサブキャリアを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するための基地局が提供され、該基地局は、システム周波数帯域全体から選択されたサブキャリアを用いて端末デバイスのための物理層制御情報を送信し、予め決定される限られた周波数帯域内から選択されたサブキャリアを用いて端末デバイスのための上位層データを送信するように構成され、限られた周波数帯域は、システム周波数帯域より小さく、システム周波数帯域内にある。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域は、無線通信システムの規格によって定義される。

ある実施形態によれば、該基地局は、端末デバイスと通信して限られた周波数帯域の標識を共有するように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、限られた周波数帯域の標識が、該基地局と端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、限られた周波数帯域の標識が、無線リソース制御、ＲＲＣ、シグナリングを用いて通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、限られた周波数帯域の標識が、無線通信システムのシステム情報ブロック、ＳＩＢと関連して通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、限られた周波数帯域の標識が、無線通信システムの規格によって定義される無線リソースを用いて通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、端末デバイスと通信して、限られた周波数帯域の標識を通信するために使用される無線リソースの標識を共有するように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、無線リソースの標識が、該基地局と端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信されるように構成されている。

ある実施形態によれば、該基地局は、無線リソースの標識が、無線通信システムのマスタ情報ブロック、ＭＩＢと関連して通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、無線リソースの標識が、無線通信システムの物理ブロードキャストチャネルを用いて通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、無線リソースの標識が、無線リソースの標識を提供するために選択されたフォーマットを有する物理層制御情報を送信することによって送信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、事前定義されたフォーマットの物理層制御情報を、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信するように構成される。

ある実施形態によれば、端末デバイスのための物理層制御情報は、端末デバイスのための上位層データについての伝送リソース割当ての標識を含む。

ある実施形態によれば、該基地局は、端末デバイスのための物理層制御情報を、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信するように構成される。

ある実施形態によれば、該基地局は、端末デバイスのための上位層データを、無線通信システムの物理ダウンリンク共有チャネル上で送信するように構成される。

本発明の一態様によれば、複数のシンボルを含む無線サブフレームを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するための基地局が提供され、該基地局は、無線サブフレーム内のシンボルの第１のグループを用いて、該基地局から第１の端末デバイスと第２の端末デバイスとへ物理層制御情報を送信し、無線サブフレーム内のシンボルの第２のグループを用いて、該基地局から第１の端末デバイスへ上位層データを送信し、無線サブフレーム内のシンボルの第３のグループを用いて、該基地局から第２の端末デバイスへ上位層データを送信するように構成され、第３のグループ内のシンボルの数は、第２のグループ内のシンボルの数より少ない。

本発明の一態様によれば、本発明の上記態様のいずれかによる基地局と、端末デバイスとを備えるシステムが提供される。

本発明の一態様によれば、システム周波数帯域にまたがる複数のサブキャリアを用いて、無線通信システムにおいて基地局からデータを受信するために端末デバイスを動作させる方法が提供され、該方法は、システム周波数帯域にまたがるサブキャリア上で基地局によって送信された物理層制御情報を受信し、およびバッファすることと、予め決定される限られた周波数帯域にまたがるサブキャリア上で基地局によって送信された上位層データを受信し、およびバッファすることであって、限られた周波数帯域はシステム周波数帯域より小さく、システム周波数帯域内にあることと、バッファした物理層制御情報を処理して、限られた周波数帯域内の端末デバイスのための上位層データの割当てを判定することと、バッファした上位層データを処理して、限られた周波数帯域から端末デバイスのための上位層データの割当てを抽出することと、を含む。

物理層制御情報を受信し、およびバッファすることは、一般に、物理層制御情報を搬送する伝送リソースを受信し、およびバッファすることを伴い得ることが理解されるであろう。例えば、伝送リソースは、物理層制御情報を含むリソースエレメントであり得る。リソースエレメントは、例えばＬＴＥタイプのネットワークでは、単一シンボル上のサブキャリアを含んでもよい。そのため、このコンテキストでは、リソースエレメントは、単一の変調シンボル（すなわち、単一のＱＰＳＫ／１６ＱＡＭ／６４ＱＡＭ変調シンボル）を送信し得る。上位層データを受信し、およびバッファすることは、一般に、上位層データを搬送する伝送リソースを受信し、およびバッファすることを伴い得ることも同様に理解されるであろう。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域は、無線通信システムの規格によって定義される。

ある実施形態によれば、該方法は、基地局と通信して限られた周波数帯域の標識を共有することをさらに含む。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、端末デバイスと基地局との間で接続が確立される接続確立手続中に通信される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、無線リソース制御、ＲＲＣ、シグナリングを用いて通信される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、無線通信システムのシステム情報ブロック、ＳＩＢと関連して通信される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域の標識は、無線通信システムの規格によって定義される無線リソースを用いて通信される。

ある実施形態によれば、該方法は、基地局と通信して、限られた周波数帯域の標識を通信するために使用される無線リソースの標識を共有することをさらに含む。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、端末デバイスと基地局との間で接続が確立される接続確立手続中に通信される。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、無線通信システムのマスタ情報ブロック、ＭＩＢと関連して通信される。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、無線通信システムの物理ブロードキャストチャネルを用いて通信される。

ある実施形態によれば、無線リソースの標識は、端末デバイスによって、無線リソースの標識を提供するために基地局によって選択されたフォーマットを有する物理層制御情報として受信される。

ある実施形態によれば、予め定義されたフォーマットの物理層制御情報は、端末デバイスによって、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で受信される。

ある実施形態によれば、物理層制御情報は、上位層データについての伝送リソース割当ての標識を含む。

ある実施形態によれば、物理層制御情報は、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で受信される。

ある実施形態によれば、上位層データは、無線通信システムの物理ダウンリンク共有チャネル上で受信される。

本発明の一態様によれば、複数のシンボルを含む無線サブフレームを用いて、無線通信システムにおいてデータを受信するためにモバイルデバイスを動作させる方法が提供され、該方法は、無線サブフレーム内のシンボルの第１のグループを用いて基地局によって送信された物理層制御情報を受信し、およびバッファすることと、無線サブフレーム内のシンボルの第２のグループを用いて基地局によって送信された上位層データを受信し、およびバッファすることであって、第２のグループ内のシンボルの数は、他の端末デバイスへ上位層データを送信するために利用可能なサブフレームのシンボルの数より少ないことと、バッファした物理層制御情報を処理して、サブフレーム内のシンボルの第２のグループ内の端末デバイスのための上位層データの割当てを判定することと、バッファした上位層データを処理して、サブフレーム内のシンボルの第２のグループから端末デバイスのための上位層データの割当てを抽出することと、を含む。

本発明の一態様によれば、システム周波数帯域にまたがる複数のサブキャリアを用いて、無線通信システムにおいて基地局からデータを受信するためのモバイル端末が提供され、該モバイル端末は、システム周波数帯域にまたがるサブキャリア上で基地局によって送信される物理層制御情報を受信し、およびバッファし、システム周波数帯域より小さく、システム周波数帯域内にある予め決定される限られた周波数帯域にまたがるサブキャリア上で基地局によって送信される上位層データを受信し、およびバッファし、バッファした物理層制御情報を処理して、限られた周波数帯域内の端末デバイスのための上位層データの割当てを判定し、バッファした上位層データを処理して、限られた周波数帯域から端末デバイスのための上位層データの割当てを抽出するように構成される。

ある実施形態によれば、限られた周波数帯域は、無線通信システムの規格によって定義される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、基地局と通信して限られた周波数帯域の標識を共有するように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、限られた周波数帯域の標識が、該モバイル端末と基地局との間で接続が確立される接続確立手続中に通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、限られた周波数帯域の標識が、無線リソース制御、ＲＲＣ、シグナリングを用いて通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、限られた周波数帯域の標識が、無線通信システムのシステム情報ブロック、ＳＩＢと関連して通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、限られた周波数帯域の標識が、無線通信システムの規格によって定義される無線リソースを用いて通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、基地局と通信して、限られた周波数帯域の標識を通信するために使用される無線リソースの標識を共有するように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、無線リソースの標識が、該モバイル端末と基地局との間で接続が確立される接続確立手続中に通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、無線リソースの標識が、無線通信システムのマスタ情報ブロック、ＭＩＢと関連して通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、無線リソースの標識が、無線通信システムの物理ブロードキャストチャネルを用いて通信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、無線リソースの標識が、無線リソースの標識を提供するために選択されたフォーマットを有する物理層制御情報を送信することによって受信されるように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、無線リソースの標識を、無線リソースの標識を提供するために基地局によって選択されたフォーマットを有する物理層制御情報として受信するように構成される。

ある実施形態によれば、端末デバイスのための物理層制御情報は、上位層データについての伝送リソース割当ての標識を含む。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、物理層制御情報を、無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で受信するように構成される。

ある実施形態によれば、該モバイル端末は、上位層データを、無線通信システムの物理ダウンリンク共有チャネル上で受信するように構成される。

本発明の一態様によれば、複数のシンボルを含む無線サブフレームを用いて、無線通信システムにおいて基地局とデータを通信するためのモバイル端末が提供され、該モバイル端末は、無線サブフレーム内のシンボルの第１のグループを用いて基地局によって送信される物理層制御情報を受信し、およびバッファし、無線サブフレーム内のシンボルの第２のグループを用いて基地局によって送信される上位層データを受信し、およびバッファするように構成され、第２のグループ内のシンボルの数は、他の端末デバイスへ上位層データを送信するのに利用可能なサブフレームのシンボルの数より少なく、該モバイル端末は、バッファした物理層制御情報を処理して、サブフレーム内のシンボルの第２のグループ内の端末デバイスのための上位層データの割当てを判定し、バッファした上位層データを処理して、サブフレーム内のシンボルの第２のグループから端末デバイスのための上位層データの割当てを抽出するように構成される。

本発明の一態様によれば、基地局と、本発明の上記態様のいずれかによる端末デバイスとを備えるシステムが提供される。

本発明の第１の態様および他の態様に関連して上述した本発明の特徴および態様は等しく適用可能であり、上述した特定の組み合わせとしてのみならず、本発明の異なる態様に従う本発明の実施形態と適宜組み合わされてよいことが理解されるであろう。

次に、本発明の実施形態が、例示にすぎないが、添付の図面を参照して説明される。図面において、類似の部分には対応する参照番号が付される。

図１は、従来のモバイル通信システムの例を示す概略図を提供する。 図２は、従来のＬＴＥ無線フレームを例示する概略図を提供する。 図３は、従来のＬＴＥダウンリンク無線サブフレームの例を示す概略図を提供する。 図４は、従来のＬＴＥ「キャンプオン」手続を例示する概略図を提供する。 図５は、本発明の実施形態による無線通信システムを概略的に表す。 図６は、図５の無線通信システムにおいて動作する従来の端末デバイスから見た２つの任意のダウンリンクサブフレームを概略的に表す。 図７は、図５の無線通信システムにおいて本発明の実施形態に従って動作する従来の端末デバイスから見た２つの任意のダウンリンクサブフレームを概略的に表す。 図８は、図５の無線通信システムにアタッチする本発明の実施形態に従って動作する端末デバイスのための方法を概略的に表すフロー図である。 図９は、本発明の実施形態による無線通信システムにおいて本発明の別の実施形態に従って動作する端末デバイスから見た２つの任意のダウンリンクサブフレームを概略的に表す。

図１は、ＬＴＥ原理に従って動作し、以下でさらに説明する本発明の実施形態を実装するように適合され得るモバイル通信ネットワーク／システム１００の一部の基本的機能を例示する概略図を提供する。図１の様々な要素および各要素の動作モードは周知であり、３ＧＰＰ（ＲＴＭ）団体によって管理される関連する規格で定義されており、また、この主題に関する多くの書籍、例えば、Ｈｏｌｍａ Ｈ．ａｎｄ Ｔｏｓｋａｌａ Ａ［１１］などにも記載されている。以下で具体的に説明されない通信システムの動作的態様は、任意の公知の技法に従って、例えば、関連する規格などに従って実装されてよいことが理解されるであろう。

ネットワーク１００は、コアネットワーク１０２に接続された複数の基地局１０１を含む。各基地局は、その範囲内で端末デバイス１０４との間でデータが通信され得るカバレッジエリア１０３（すなわちセル）を提供する。データは、無線ダウンリンクを介して、基地局１０１から各基地局１０１のカバレッジエリア１０３内の端末デバイス１０４へ送信される。データは、無線アップリンクを介して、端末デバイス１０４から基地局１０１へ送信される。コアネットワーク１０２は、それぞれの基地局１０１を介して、端末デバイス１０４との間でデータをルーティングし、認証、モビリティ管理、課金などといった機能を提供する。端末デバイスは、移動局、ユーザ機器（ＵＥ：ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ユーザ端末、モバイル無線機などとも称され得る。基地局は、トランシーバ基地局（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）／ＮｏｄｅＢ／ｅＮｏｄｅ Ｂなどとも称され得る。

３ＧＰＰ定義のＬＴＥアーキテクチャに従って構成されるシステムのようなモバイル通信システムは、無線ダウンリンク用の直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ベースのインターフェース（いわゆるＯＦＤＭＡ）および無線アップリンク上のシングルキャリア周波数分割多重接続方式（いわゆるＳＣ−ＦＤＭＡ：ｓｉｎｇｌｅ−ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）を使用する。図２に、ＯＦＤＭベースのＬＴＥダウンリンク無線フレーム２０１を例示する概略図を示す。ＬＴＥダウンリンク無線フレームはＬＴＥ基地局（エンハンスドＮｏｄｅ Ｂとして知られる）から送信され、１０ｍｓ持続する。ダウンリンク無線フレームは１０個のサブフレームを含み、各サブフレームは１ｍｓ持続する。プライマリ同期信号（ＰＳＳ：ｐｒｉｍａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）およびセカンダリ同期信号（ＳＳＳ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）は、ＬＴＥフレームの第１および第６のサブフレームで送信される。物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ）は、ＬＴＥフレームの第１のサブフレームで送信される。

図３は、例示的な従来のダウンリンクＬＴＥサブフレームの構造を示すグリッドの概略図である。サブフレームは、１ｍｓの期間にわたって送信される予め決定される数のシンボルを含む。各シンボルは、ダウンリンク無線キャリアの帯域幅全体にわたって分散された予め決定される数の直交サブキャリアを含む。

図３に示される例示的なサブフレームは、１４のシンボル、および２０ＭＨｚの帯域幅全体にわたって拡散された１２００のサブキャリアを含み、フレームにおける第１のサブフレームである（よって、ＰＢＣＨを含んでいる）。ＬＴＥでの送信のための最小の物理リソース割当ては、１つのサブフレーム上で送信される１２のサブキャリアを含むリソースブロックである。明確にするために、図３では、各個のリソースエレメントが示されておらず、代わりに、サブフレームグリッドにおける各個のボックスが１シンボルで送信される１２のサブキャリアに対応する。

図３には、４つのＬＴＥ端末に対するリソース割当て３４０、３４１、３４２、３４３がハッチングで示されている。例えば、第１のＬＴＥ端末（ＵＥ１）に対するリソース割当て３４２は、１２のサブキャリアの５ブロック（つまり、６０のサブキャリア）にわたって広がっており、第２のＬＴＥ端末（ＵＥ２）に対するリソース割当て３４３は、１２のサブキャリアの６ブロック（つまり、７２のサブキャリア）にわたって広がっている。

制御チャネルデータが、サブフレームの最初のｎシンボルを含むサブフレームの制御領域３００（図３では、点付きの陰影により示される）で送信され、ｎは３ＭＨｚ以上のチャネル帯域幅では１〜３シンボルの間で可変であり、ｎは１．４ＭＨｚのチャネル帯域幅では２〜４シンボルの間で可変である。具体例を提供するために、以下の説明は、３ＭＨｚ以上のチャネル帯域幅を有するホストキャリアに関するものであり、よって、ｎの最大値は（図３の例と同様に）３になる。制御領域３００で送信されるデータは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）、物理制御フォーマット標識チャネル（ＰＣＦＩＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒｍａｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）、および物理ＨＡＲＱ標識チャネル（ＰＨＩＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ＨＡＲＱ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）上で送信されるデータを含む。これらのチャネルは物理層制御情報を送信する。

ＰＤＣＣＨは、サブフレームのどのサブキャリアが特定のＬＴＥ端末に割り当てられているかを示す制御データを含む。これは物理層制御シグナリング／データと称され得る。そのため、図３に示されるサブフレームの制御領域３００で送信されるＰＤＣＣＨデータは、ＵＥ１には参照番号３４２で識別されるリソースのブロックが割り当てられること、ＵＥ２には参照番号３４３で識別されるリソースのブロックが割り当てられること等、を示すであろう。

ＰＣＦＩＣＨは、制御領域のサイズ（すなわち、３ＭＨｚ以上のチャネル帯域幅では１〜３シンボル）を示す制御データを含む。

ＰＨＩＣＨは、以前に送信されたアップリンクデータが、ネットワークによって正常に受信されたか否かを示すＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ）データを含む。

時間周波数リソースグリッドの中央帯３１０のシンボルは、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）、および物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を含む情報の送信に使用される。この中央帯３１０は、典型的には、７２サブキャリア幅（１．０８ＭＨｚの送信帯域幅に相当）である。ＰＳＳおよびＳＳＳは、検出されると、ＬＴＥ端末デバイスがフレーム同期を達成し、ダウンリンク信号を送信するエンハンスドＮｏｄｅ Ｂの物理層セル識別を確認することを可能にする同期信号である。ＰＢＣＨはセルに関する情報を搬送し、この情報は、ＬＴＥ端末がセルに適正にアクセスするために使用するパラメータを含むマスタ情報ブロック（ＭＩＢ：ｍａｓｔｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）を含む。物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）で個々のＬＴＥ端末に送信されるデータは、サブフレームの他のリソースエレメントで送信することができる。一般に、ＰＤＳＣＨは、ユーザプレーンデータと非物理層制御プレーンデータ（無線リソース制御（ＲＲＣ）や非アクセス層（ＮＡＳ：Ｎｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）シグナリングなど）の組合せを伝達する。ＰＤＳＣＨ上で伝達されるユーザプレーンデータおよび非物理層制御プレーンデータは、上位層データ（すなわち、物理層より上位の層と関連付けられたデータ）と称され得る。

図３はまた、システム情報を含み、Ｒ_３４４の帯域幅上に広がるＰＤＳＣＨの領域を示す。従来のＬＴＥフレームは、以下でさらに論じるリファレンス信号も含むことになるが、リファレンス信号は明確にするために図３には示されていない。

ＬＴＥチャネルにおけるサブキャリアの数は、送信ネットワークの構成に応じて変動し得る。典型的には、この変動は、１．４ＭＨｚのチャネル帯域幅内に含まれる７２のサブキャリアから２０ＭＨｚのチャネル帯域幅内に含まれる１２００のサブキャリアまでである（概略的に図３に示されるように）。当技術分野で公知のように、ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、およびＰＨＩＣＨで送信されるデータは、周波数ダイバーシティを実現するために、典型的には、サブフレームの帯域幅全体にわたってサブキャリア上に分散される。したがって、従来のＬＴＥ端末は、制御領域を受信し、復調するために、全チャネル帯域幅を受信することができなければならない。

図４は、ＬＴＥ「キャンプオン」プロセス、すなわち、端末がダウンリンクチャネルを介して基地局によって送信されるダウンリンク送信を復調することができるように端末によって従事されるプロセスを例示する。このプロセスを用いて、端末は、セルのためのシステム情報を含む送信の部分を識別し、そのため、セルのための構成情報を復調することができる。

図４に示されるように、従来のＬＴＥキャンプオン手続では、端末はまず、中央帯のＰＳＳおよびＳＳＳを用いて基地局と同期し（ステップ４００）、次いでＰＢＣＨを復調する（ステップ４０１）。端末は、ステップ４００およびステップ４０１を実行すると、基地局と同期される。

次いで、端末は、サブフレームごとに、キャリア３２０の全帯域幅にわたって分散されたＰＣＦＩＣＨを復調する（ステップ４０２）。上述のように、ＬＴＥダウンリンクキャリアは、最大２０ＭＨｚの幅（１２００サブキャリア）までとすることができ、したがって、標準的なＬＴＥ準拠の端末は、ＰＣＦＩＣＨを復調するために２０ＭＨｚの帯域幅上の送信を受信し、および復調することができる機能を有する必要がある。したがって、ＰＣＦＩＣＨ復調ステージ（ｓｔａｇｅ）で、２０ＭＨｚのキャリアバンドを用いて、端末は、同期およびＰＢＣＨ復調に関連したステップ４００およびステップ４０１の間の帯域幅（Ｒ_３１０の帯域幅）よりも大きい帯域幅（Ｒ_３２０の帯域幅）で動作する。

次いで端末は、特に、システム情報送信を識別し、その個々の割当て許可を識別するために、ＰＨＩＣＨの位置を確認し（ステップ４０３）、ＰＤＣＣＨを復調する（ステップ４０４）。割当て許可は、端末によって、システム情報を位置特定し、ＰＤＳＣＨにおける端末のデータを位置特定するために使用される。システム情報も個々の割当ても、ＰＤＳＣＨ上で送信され、キャリアバンド３２０内でスケジュールされる。ステップ４０３およびステップ４０４も、標準的なＬＴＥ準拠の端末がキャリアバンドの全帯域幅Ｒ_３２０上で動作することを必要とする。

ステップ４０２からステップ４０４で、端末は、サブフレームの制御領域３００に含まれる情報を復調する。上述のように、ＬＴＥでは、上述の３つの制御チャネル（ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨおよびＰＤＣＣＨ）をキャリアの制御領域３００全体にわたって見つけることができ、制御領域は、範囲Ｒ_３２０上に広がっており、上述のように各サブフレームの最初の１つ、２つ、または３つのＯＦＤＭシンボルを占有する。サブフレームでは、典型的には、制御チャネルは、制御領域３００内のすべてのリソースエレメントを使用しないが、全領域にわたって散在しており、そのため、ＬＴＥ端末は、３つの制御チャネルの各々を復調するために全制御領域３００を同時に受信できる必要がある。

次いで、端末は、この端末のために送信されたシステム情報またはデータを含むＰＤＳＣＨを復調し得る（ステップ４０５）。

上述のように、ＬＴＥサブフレームでは、ＰＤＳＣＨは、一般的に、制御領域においても、ＰＳＳ、ＳＳＳまたはＰＢＣＨによって占有されるリソースエレメントにおいても含まれないリソースエレメントのグループを占有する。図３に示される異なるモバイル通信端末（ＵＥ）に割り当てられたリソースエレメント３４０、３４１、３４２、３４３の各ブロック内のデータは、全キャリアの帯域幅より小さい帯域幅を有するが、これらのブロックを復調するために、端末は、まず、周波数範囲Ｒ_３２０全体にわたって拡散されたＰＤＣＣＨを受信して、ＰＤＳＣＨリソースがＵＥに割り当てられ復調されるべきであることをＰＤＣＣＨが示しているかどうか判定する。ＵＥは、全サブフレームを受信すると、次いで、ＰＤＣＣＨによって示される関連する周波数範囲（もしあれば）におけるＰＤＳＣＨを復調することができる。よって、例えば、上述のＵＥ１は、全制御領域３００を復調して、そのリソース割当てを判定し、次いで、対応するリソースブロック３４２から関連するデータを抽出する。

図５は、本発明の一実施形態による通信システム５００を概略的に示す。この例における通信システム５００は、概ね、ＬＴＥタイプのアーキテクチャに基づくものである。よって、通信システム５００の動作の多くの態様は、標準で、周知のものであり、簡潔にするために、ここでは詳細に説明されない。ここで具体的に説明されない通信システム５００の動作的な態様は、任意の公知の技法に従って、例えば、ＬＴＥ規格などに従って実装され得る。

通信システム５００は、無線ネットワーク部に結合されたコアネットワーク部（進化型パケットコア）５０２を備える。無線ネットワーク部は、基地局（進化型Ｎｏｄｅ Ｂ）５０４、第１の端末デバイス５０６、および第２の端末デバイス５０８を含む。当然ながら、実際には、無線ネットワーク部は、様々な通信セルにわたって多数の端末デバイスにサービスする複数の基地局を含んでもよいことが理解されるであろう。しかし、簡潔にするために図５には１つの基地局と２つの端末デバイスだけが示されている。

従来のモバイル無線ネットワークと同様に、端末デバイス５０６、５０８は、基地局（トランシーバ基地局）５０４との間でデータを通信するように構成されている。基地局は、さらに、コアネットワーク部におけるサービングゲートウェイ（ｓｅｒｖｉｎｇ ｇａｔｅｗａｙ）、Ｓ−ＧＷ、（図示せず）に通信可能に接続されており、Ｓ−ＧＷは、基地局５０４を介した通信システム５００における端末デバイスへのモバイル通信サービスのルーティングおよび管理を実行するように構成される。モビリティ管理および接続性を維持するために、コアネットワーク部５０２は、モビリティ管理エンティティ（図示せず）も含み、モビリティ管理エンティティは、ホーム加入者サーバ、ＨＳＳ（ｈｏｍｅ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｓｅｒｖｅｒ）に記憶された加入者情報に基づいて通信システムにおいて動作する端末デバイス５０６、５０８との進化型パケットサービス（ＥＰＳ：ｅｖｏｌｖｅｄ ｐａｃｋｅｔ ｓｅｒｖｉｃｅ）接続を管理する。コアネットワークにおける他のネットワーク構成要素（やはり簡潔にするために図示されていない）には、ポリシー課金およびリソース機能、ＰＣＲＦ（ｐｏｌｉｃｙ ｃｈａｒｇｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、およびパケットデータネットワークゲートウェイ、ＰＤＮ−ＧＷ（ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ ｎｅｔｗｏｒｋ ｇａｔｅｗａｙ）が含まれ、ＰＤＮ−ＧＷは、コアネットワーク部５０２から外部パケットデータネットワーク、例えばインターネットなどへの接続を提供する。上述したように、図５に示される通信システム５００の様々な要素の動作は、本明細書で論じる本発明の実施形態に従った機能を提供するように変更される部分は別として、概ね従来通りであり得る。

この例では、第１の端末デバイス５０６は、基地局５０４と通信する従来のスマートフォンタイプの端末デバイスであると仮定する。そのため、従来通り、この第１の端末デバイス５０４は、無線信号の送受信のための送受信部５０６ａと、スマートフォン５０６を制御するように構成された制御部５０６ｂとを備える。制御部５０６ｂは、無線通信システムにおける機器のための従来のプログラミング／構成技術を用いて所望の機能性を提供するように適切に構成／プログラムされたプロセッサユニットを備え得る。送受信部５０６ａおよび制御部５０６ｂは、別個の要素として図５に概略的に示されている。しかし、これらの部分の機能は、多種多様なやり方で、例えば、単一の適切にプログラムされた集積回路を用いて提供され得ることが理解されるであろう。理解されるように、スマートフォン５０６は、一般に、その動作機能と関連付けられた様々な他の要素を備える。

この例では、第２の端末デバイス５０８は、マシンタイプコミュニケーション（ＭＴＣ）端末デバイスであると仮定する。上述のように、これらのタイプのデバイスは、典型的には、少量のデータを通信する準自律的な、または自律的な無線通信デバイスとして特徴付けられ得る。例としてはいわゆるスマートメータが含まれ、スマートメータは、例えば、顧客の家に設置され、ガス、水道、電気などといった公共設備の顧客の消費に関連したデータを中央ＭＴＣサーバへ周期的に送り返すことができる。ＭＴＣデバイスは、ある意味、例えば待ち時間に関して、相対的に低いサービス品質（ＱｏＳ：ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）を有する相対的に低帯域幅の通信チャネルによってサポートされ得るデバイスとみなされ得る。ここでは、図５のＭＴＣ端末デバイス５０８はそうしたデバイスであると仮定する。

スマートフォン５０６と同様に、ＭＴＣデバイス５０８は、無線信号の送受信のための送受信部５０８ａと、ＭＴＣデバイス５０８を制御するように構成された制御部５０８ｂとを備える。制御部５０８ｂは、無線通信システムにおける機器のための従来のプログラミング／構成技術を用いて、本明細書で説明する所望の機能性を提供するように適切に構成／プログラムされたプロセッサユニットを備え得る。送受信部５０８ａおよび制御部５０８ｂは、表現しやすいように、別個の要素として図５に概略的に示されている。しかし、これらの部分の機能は、当分野の確立された手法に従った多種多様なやり方で、例えば、単一の適切にプログラムされた集積回路を用いて提供され得ることが理解されるであろう。ＭＴＣデバイス５０８は、一般に、その動作機能と関連付けられた様々な他の要素を備えることが理解されるであろう。

基地局５０４は、無線信号の送受信のため送受信部５０４ａと、基地局５０４を制御するように構成された制御部５０４ｂとを備える。制御部５０４ｂは、無線通信システムにおける機器のための従来のプログラミング／構成技術を用いて、本明細書で説明する所望の機能性を提供するように適切に構成／プログラムされたプロセッサユニットを備え得る。送受信部５０４ａおよび制御部５０４ｂは、表現しやすいように、別個の要素として図５に概略的に示されている。しかし、これらの部分の機能は、当分野の確立された手法に従った多種多様なやり方で、例えば、単一の適切にプログラムされた集積回路を用いて提供され得ることが理解されるであろう。基地局５０４は、一般に、その動作機能と関連付けられた様々な他の要素を備えることが理解されるであろう。

そのため、基地局５０４は、第１の無線通信リンク５１０上でスマートフォン５０６とデータを通信し、第２の無線通信リンク５１２上でＭＴＣデバイス５０８とデータを通信するように構成される。

基地局５０４は、ＬＴＥベースの通信の確立された原理に従って、第１の無線通信リンク５１０上でスマートフォン５０６と通信するように構成されると仮定する。

図６は、上述のように確立されたＬＴＥ規格に従うスマートフォン５０６から見た２つの任意のダウンリンクサブフレーム（サブフレームｎおよびサブフレームｎ＋１で識別される）を概略的に表す。各サブフレームは、本質的に、図３に示されるサブフレームの簡略化バージョンである。そのため、各サブフレームは、上述のように、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨおよびＰＤＣＣＨの各チャネルをサポートする制御領域６００と、やはり上述のように、スマートフォン５０６といったそれぞれの端末デバイスへの上位層データ（例えば、ユーザプレーンデータおよび非物理層制御プレーンシグナリング）およびシステム情報を伝えるためのＰＤＳＣＨ領域６０２とを含む。具体例を示すために、サブフレームが関連付けられるキャリアの周波数帯域幅（ＢＷ）は２０ＭＨｚであるものとする。図６に黒い陰影で概略的に示されるものもまた、スマートフォン５０６の例示的なＰＤＳＣＨダウンリンク割当て６０４である。定義された規格に従って、上述のように、個々の端末デバイスは、サブフレームについてのそれぞれの固有のダウンリンク割当てを、当該サブフレームの制御領域６００において送信されるＰＤＣＣＨから導出する。図６に示される任意の例では、スマートフォン５０６は、サブフレームｎにおけるキャリア周波数の上端近くの２０ＭＨｚ帯域幅の比較的小さい部分にまたがるダウンリンクリソースを割り当てられ、サブフレームｎ＋１における下位の周波数で利用可能な２０ＭＨｚ帯域幅のより大きい部分を割り当てられる。スマートフォンのためのＰＤＳＣＨリソースの特定の割当ては、標準的な技法に従い、デバイスのデータ必要量に基づいてネットワークにおけるスケジューラによって判定される。

スマートフォン５０６は、典型的には、どのような所与のサブフレームにおいても利用可能なＰＤＳＣＨリソースのサブセットを割り当てられるにすぎないが、スマートフォン５０６には、全ＰＤＳＣＨ帯域幅（ＢＷ）のどこでもこれらのリソースを割り当てられ得るはずである。したがって、スマートフォンは、第１の例では、全サブフレームを受信し、およびバッファすることになる。次いで、スマートフォン５０６は、ＰＤＣＣＨを復調するようにサブフレームを処理して、ＰＤＳＣＨ上でどのようなリソースが割り当てられているか判定し、次いで、ＰＤＳＣＨシンボル中に受信されたデータを処理し、そこから関連する上位層データを抽出する。

そのため、図６を参照すると、図５に示されるスマートフォン５０６は、サブフレームごとに、全制御領域６００（図６における陰影付けられる濃いグレー）および全ＰＤＳＣＨ領域６０２（図６における薄いグレーの陰影の領域および黒い陰影の領域に含まれるリソースで送信される）をバッファし、制御領域６００で伝達される割当て情報に基づいて、ＰＤＳＣＨ領域６０２からスマートフォンに割り当てられた上位層データ（図６の黒い陰影の領域に含まれるリソースで送信される）を抽出する。

本発明者の認識するところでは、端末デバイスが、典型的には端末デバイスのためにサブフレームに含まれる全ＰＤＳＣＨリソースのうちのごくわずかな部分であるリソースを識別し、および抽出するために、各サブフレーム全体をバッファし、および処理するという要件は、大きな処理オーバーヘッドをもたらす。したがって、本発明者は、その手法によれば、端末デバイス、例えばＭＴＣデバイスが、サブフレームから端末デバイス自体の上位層データを識別し、および抽出するために当該サブフレーム全体をバッファし、および処理する必要なしに、概ね、既存のネットワークの原理に従って動作することを本発明の例示的な実施形態が可能にする手法を考案した。

これは、本発明のある実施形態によれば、上位層データが、例えば、ＬＴＥのＰＤＳＣＨ上で、基地局から端末デバイスへ通信され得る限られた周波数帯域幅を事前に確立することによって達成することができ、限られた周波数帯域は、例えば、ＬＴＥのＰＤＣＣＨ上で、物理層制御情報を通信するために使用される全システム周波数帯域（キャリア帯域幅）よりも狭い。よって、基地局は、限られた周波数帯域内のＰＤＳＣＨ上だけで端末デバイスのためのダウンリンクリソースを割り当てるように構成され得る。端末デバイスは、限られた周波数帯域内のＰＤＳＣＨリソースだけを割り当てられることになることを事前に知っているため、予め決定される限られた周波数帯域外からのいかなるＰＤＳＣＨリソースもバッファし、および処理する必要がない。この原理は、図７に概略的に示されている。

図７は、本発明の実施形態によるＭＴＣデバイス５０８から見た２つの任意のダウンリンクサブフレーム（サブフレームｎおよびサブフレームｎ＋１で識別される）を概略的に表す。図７は、いくつかの点で図６と類似し、図６の態様に直接的に対応する図７の態様はやはり詳細に説明しされない。

この例では、基地局５０４とＭＴＣデバイス５０８は、どちらも、上位層データが、上限周波数ｆ１＃および下限周波数ｆ２＃で定義された限られた周波数帯域（帯域幅Δｆを有する）内でのみ基地局からＭＴＣデバイスへ通信されることを予め確立していると仮定する。この例では、限られた周波数帯域は、全システム（キャリア）周波数帯域ＢＷの中央部を含む。具体例として、限られた周波数帯域は、ここでは、１．４ＭＨｚの帯域幅（Δｆ）を有し、全システム帯域幅上の中央であると仮定する（すなわち、ｆ１＃＝ｆｃ−Δｆ／２およびｆ２＃＝ｆｃ＋Δｆ／２、式中、ｆｃはシステム周波数帯域の中心周波数である）。基地局と端末デバイスとの間で周波数帯域を確立／共有するための様々なメカニズムがあり、そのうちの一部を以下でさらに論じる。

図７は、ＭＴＣデバイス５０８が処理に備えてそのリソースエレメントをバッファするように構成される各サブフレームの部分を陰影で表す。各サブフレームのバッファされる部分は、上述のＰＣＦＩＣＨチャネル、ＰＨＩＣＨチャネル、ＰＤＣＣＨチャネルといった従来の物理層制御情報をサポートする制御領域６００と、限られたＰＤＳＣＨ領域７０２とを含む。ＭＴＣデバイス５０８によってバッファされる物理層制御領域６００は、図６に示されるスマートフォンデバイス５０６によってバッファされる物理層制御領域６００と同じである。しかし、ＭＴＣデバイス５０８によってバッファされる上位層データを搬送するＰＤＳＣＨ領域７０２は、図６に示されるスマートフォンデバイス５０６によってバッファされるＰＤＳＣＨ領域６０２より小さい。これが可能なのは、上述のように、本発明の実施形態によれば、基地局５０４は、ＰＤＳＣＨ上の上位層データが、限られた周波数帯域ｆ１＃からｆ２＃内のサブキャリア上でのみ端末デバイス５０８に割り当てられ得るように適合され、ＭＴＣ端末デバイス５０８はこのことを「知っており」、そのため、ダウンリンクリソースを潜在的に割り当てられ得るはずの限られた周波数帯域外であるＰＤＳＣＨリソースを無視する（すなわち、バッファしない）ように構成され得るからである。

図７に黒い陰影で概略的に示されるものはまた、限られた周波数帯域内のＭＴＣデバイス５０８のための例示的なＰＤＳＣＨダウンリンク割当て７０４である。ＭＴＣデバイス５０８は、サブフレームごとのその特定のＰＤＳＣＨダウンリンク割当て７０４を、定義された規格に従って、サブフレームの制御領域６００で送信されるＰＤＣＣＨから導出するように構成され得る。すなわち、ＭＴＣデバイス５０８が限られた周波数帯域内で割り当てられるダウンリンク割当て７０４をＭＴＣデバイス５０８に通信するための原理は、本発明の実施形態を実装するために変更することを必要としない。ＭＴＣデバイス５０８は、典型的には、どのような所与のサブフレームにおいても限られた周波数帯域内のＰＤＳＣＨリソースのサブセットを割り当てられるにすぎないが、本発明の実施形態によれば、ＭＴＣデバイス５０８には、限られた周波数帯域全体のどこでもこれらのリソースを割り当てられ得る。したがって、ＭＴＣデバイスは、第１の例では、サブフレームにおける全制御領域６００および限られた周波数帯域７０２全体を受信し、およびバッファすることになる。次いで、ＭＴＣデバイス５０８は、ＰＤＣＣＨを復調するために制御領域を処理して、限られた周波数帯域内のＰＤＳＣＨ上でどのようなリソースが割り当てられているか判定し、次いで、限られた周波数帯域内のＰＤＳＣＨシンボル中にバッファされたデータを処理し、そこから関連する上位層データを抽出することになる。

そのため、図７を参照すると、図５に示されるＭＴＣデバイス５０８は、サブフレームごとに、制全御領域６００（図７の濃いグレーの陰影の領域に含まれるリソースで送信される）および限られた周波数帯域ＰＤＳＣＨの領域７０２（図７の薄いグレーの陰影の領域および黒い陰影の領域に含まれるリソースで送信される）をバッファし、制御領域６００で伝達される割当て情報に基づいて限られたＰＤＳＣＨ領域７０２からＭＴＣデバイスに割り当てられた上位層データ（図７の黒い陰影の領域に含まれるリソースで送信される）を抽出する。

本発明の実施形態のＬＴＥベースの例示的な一実装形態では、各サブフレームは１４シンボル（タイムスロット）を含むとみなされ、ＰＤＣＣＨは最初の３シンボルで送信され、ＰＤＳＣＨは残り１１シンボルで送信される。さらに、無線通信システムは、この例では、２０ＭＨｚ（１００リソースブロック）のシステム周波数帯域にわたって動作するとみなされ、システム周波数帯域は、本発明の実施形態に従って動作する端末デバイスと通信するために定義された１．４ＭＨｚ（６リソースブロック）の予め確立される限られた周波数帯域を有する。

この場合には、図５に示されるスマートフォン５０６といった従来の端末デバイスは、１００リソースブロック（２０ＭＨｚ）×１４シンボル、１４００エレメントの領域をバッファすることを必要とされる。しかし、本発明の実施形態による端末デバイス、例えば図５に示されるＭＴＣデバイス５０８は、１００リソースブロック（２０ＭＨｚ）×３シンボルの制御領域と、６リソースブロック（１．４ＭＨｚ）×１１シンボルの限られたＰＤＳＣＨ領域をバッファするだけでよい。したがって、本発明のこの例示的な実施形態に従って動作する端末デバイスは、合計で（１００×３）＋（６×１１）＝３６６エレメントをバッファする。これは、従来のデバイスによってバッファされる１４００エレメントと比べて著しく少ない（約１／４）。これは、限られた周波数帯域内でのみ上位層データを受信する端末デバイスでは、低減されるメモリおよび処理容量の要件に関して、例えば、チャネル推定処理に関して、有利な結果をもたらす。したがって、従来のデバイスの最小要件と比べて低い容量を有する端末デバイスをネットワークにおいてサポートされ得る。さらに、物理層制御情報（すべての端末デバイスによって使用される）のための全システム周波数帯域動作を維持することによって、端末デバイスは、従来の端末デバイスに対して透過的な様式で、従来の端末デバイスもサポートする無線通信システムにおいて本発明の実施形態に従って動作することができる。

ここで使用される特定の数値パラメータは、ただ単に具体例として提供されるだけであり、本発明の他の実施形態は、他のパラメータ、例えば、限られた周波数帯域についての異なる帯域幅および位置を用いてもよいことが当然ながら理解されるであろう。

限られた周波数帯域上の情報が、基地局および端末デバイスによって確立され／基地局と端末デバイスとの間で共有され得るいくつかの異なるやり方がある。

場合によっては、限られた周波数帯域は、無線通信システム内で標準化されてもよい。例えば、本発明の実施形態の実装形態に従って無線通信システム内で動作することになるあらゆる端末デバイスおよび基地局が、１．４ＭＨｚの帯域幅およびシステム周波数帯域の中央の位置を有する限られた周波数帯域を前提とすると決定され得る。（当然ながら、例えば、中心周波数および帯域幅の代わりに、標準化される限られた周波数帯域の上限周波数および下限周波数を定義するなど、他のパラメータが定義され得るはずである）。これは簡単な手法を提供するが、柔軟性の制限を伴う。限られた周波数帯域は、予め定義された規格に基づく様々なやり方で、基地局および端末デバイスによって確立され得ることが理解されるであろう。例えば、限られた周波数範囲を明示的に定義するのではなく、範囲を導出するためのメカニズムが関連する規格で定義されてもよい。例えば、この規格は、すべての端末デバイスが限られた周波数帯域について所与の帯域幅を前提とし、限られた周波数帯域の位置を、基地局と端末デバイスの双方に知られている識別子から導出するように指定してもよい。例えば、簡単な実装形態では、奇数のＩＭＳＩと関連付けられた端末デバイスは限られた周波数帯域に第１の位置を想定してよく、偶数のＩＭＳＩと関連付けられた端末デバイスは限られた周波数帯域に第２の位置を想定してよい。これは、どのようなサブフレームにおいてもより多くの低容量端末デバイスが割当てを受けられるように、複数の限られた周波数帯域が予め定義された規格に基づいて提供されることをもたらす。

しかし、全般的なスケジューリングの柔軟性を改善するために、実装形態によっては、限られた周波数帯域が基地局によって選択され、前もって、例えば、セルアタッチ手続中に端末デバイスに伝達されることが好ましい場合もある。端末デバイスの動作能力は、典型的には、使用され得る限られた周波数帯域に何らかの制限を設定することになる。例えば、所与の端末デバイスが、ある閾値を上回る帯域幅を有する限られた周波数帯域を使用して動作することができない場合もある。これは、標準化、例えば、限られた周波数帯域について基地局によって確立され得る最大帯域幅を制限することによって、または、基地局と端末デバイスとの間の能力メッセージの交換に基づいて説明され得る。

基地局は、例えば、ＲＲＣ（無線リソース制御）シグナリングを用いて低容量端末デバイスと通信するために使用される限られた周波数帯域に関する情報を通信するように構成されてもよい。次に、これがどのようにして達成され得るかのいくつかの例を、本発明の実施形態のＬＴＥベースの実装形態のコンテキストで説明する。ここでは、低容量端末デバイスには、当該端末デバイスが受信する各サブフレームにおける、制御領域と、ＰＤＳＣＨ領域の１．４ＭＨｚ幅の限られた周波数帯域とをバッファし、および処理するための容量しかないと仮定する。

この例示的な実施形態によれば、低容量端末デバイスは、図４に示される上述されるような、概ね従来通りのセルアタッチ手続に続いて、基地局に接続しようとする。よって、低容量端末デバイスは、最初に、同期信号を受信し、概ね従来通りの技法を用いてＰＢＣＨを復調する。端末デバイスがこれを行うことができるのは、図３に示されるように、同期信号およびＰＢＣＨの位置は定義され、固定されており、さらに、それらの位置は、端末デバイスがバッファし処理することのできる周波数範囲にまたがっているためである。したがって、端末デバイスは、同期を達成し、概ね従来通りの技法を用いてＰＢＣＨを読み取ることができる。これは、端末デバイスがマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）で搬送される情報を導出することを可能にし、この情報は、最終的には、端末デバイスが、ＰＤＣＣＨを復調することができる程度にセルを特徴付けることを可能にする。しかし、セルを完全に特徴付けるためには、端末デバイスは、システム情報ブロック（ＳＩＢ）（１または複数の）で搬送されるシステム情報も復調する必要がある。この例示的な実施形態によれば、ＳＩＢで搬送されるセル特性の一態様は、基地局によって使用される限られた周波数帯域の定義であると仮定される。例えば、ＳＩＢは、限られた周波数帯域の上限周波数および下限周波数、または中心周波数および帯域幅の標識を搬送するように変更されてもよい。しかし、端末デバイスが基地局によって使用される限られた周波数帯域を確立するためには、端末デバイスは、この例では、ＳＩＢを読み取らなければならない。

従来のＬＴＥベースのシステムでは、ＳＩＢは、ＰＤＣＣＨを用いて識別されるサブキャリア上の各サブフレームのＰＤＳＣＨ領域内で送信される。そのため、従来の端末デバイスは、まず、ＰＤＣＣＨから、どのサブキャリア上にＳＩＢが位置するか判定し、ＳＩＢをしかるべく復調するために、単に、全サブフレームをバッファし、および処理し得る。しかし、全サブフレームをバッファし、および処理することができない低容量端末デバイスがＳＩＢを導出することを可能にするために、本発明の実施形態によれば、ＳＩＢの位置へのポインタが提供され得る。ＳＩＢの位置を示すいくつかの可能な技法がある。

例えば、ＰＢＣＨは、ＳＩＢが存在する周波数範囲を示すように変更されてもよい。ＰＢＣＨは、現在使用されておらず、ＳＩＢが存在する周波数範囲を示すために使用され得る予備ビットを含む。そのため、低容量端末デバイスは、ＳＩＢが送信される周波数範囲を判定し、次いで、ＰＤＳＣＨの適切な部分を処理してＳＩＢを読み取り得る。

別の手法は、制御領域（すなわち、上述のＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨおよびＰＤＣＣＨを含む領域）内で特別にフォーマットされた信号を定義して、ＳＩＢが存在する周波数範囲を示すことであろう。確立された技法によれば、ＰＤＣＣＨ信号のＣＲＣは、ＰＤＣＣＨ信号が、ＰＤＣＣＨが対象とする端末デバイス、または端末デバイスのグループ（すなわち、ＲＮＴＩ（ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と関連付けられた端末デバイス）によってのみ復調されるように、ＲＮＴＩとの排他的論理和をとられる。したがって、制御領域内の特別にフォーマットされた信号は、例えば、そのＣＲＣが、低容量端末デバイス、例えばこの例ではＭＴＣデバイスと関連付けられたＲＮＴＩとの排他的論理和をとられたＰＤＣＣＨ信号であり得る。そうしたＲＮＴＩは、例えば、ＭＴＣ−ＲＮＴＩと称され得る。この特別なＰＤＣＣＨ信号は、例えば、端末デバイスに割り当てられているどのリソースブロック（周波数と等しい）が関連するＲＮＴＩと関連付けられているかを示すために通常は使用される「ダウンリンクリソース割当て０」メッセージを示し得る。しかし、本発明の実施形態によれば、低容量端末デバイスは、この情報を、ＳＩＢが存在し得る周波数範囲ｆ１からｆ２の標識として解釈するように適合され得る。その場合、端末デバイスは、当該周波数範囲内のＳＩＢを復調しようとすることができるはずである。このような特別なフォーマットのＰＤＣＣＨは、あるサブフレームでのみ提供され、他のサブフレームでは提供されなくてよいはずである。例えば、この「ＳＩＢ位置特定」ＰＤＣＣＨ信号は、そのシステムフレーム番号（ＳＦＮ：ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ）ｍｏｄ６４＝０であるあらゆるフレームの最初のサブフレーム（サブフレーム０）に存在し得る。「ダウンリンクリソース割当て０」以外のリソース割当ても、代替として、ＳＩＢ周波数情報を伝達するために使用され得ることが理解されるであろう。図８は、この手法を概略的に表すフロー図である。

そのため、図８のステップＳ１で、低容量端末デバイスは、低容量端末デバイスと関連付けられたＲＮＴＩ（ＭＴＣ−ＲＮＴＩ）を用いてＰＤＣＣＨを復調しようとする。処理は次いでステップＳ２に進む。

ステップＳ２で、低容量端末デバイスは、ＰＤＣＣＨが「ＳＩＢ位置特定」のための特別なフォーマットであるか否か（すなわち、「ダウンリンクリソース割当て０」メッセージを導出するためのＭＴＣ−ＲＮＴＩを用いて復調することができるか否か）を判定する。ＰＤＣＣＨが「ＳＩＢ位置特定」ではないと端末デバイスが判定した場合、処理は「Ｎ」と記された分岐をたどってステップＳ１に戻り、そこで、端末デバイスは後続のＰＤＣＣＨを復調しようとする。しかし、ＰＤＣＣＨが「ＳＩＢ位置特定」であると端末デバイスが判定した場合、処理は「Ｙ」と記された分岐をたどってステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、端末デバイスは、復号された「ＳＩＢ位置特定」ＰＤＣＣＨメッセージから、ＳＩＢが見つかるべきである周波数の標識を導出する。そのため、端末デバイスは、このメッセージから、その後のサブフレームにおいてＳＩＢが存在し得る周波数範囲を判定する。処理は次いでステップＳ４に進む。

ステップＳ４で、端末デバイスは、制御領域と、ステップＳ３で判定された周波数範囲ｆ１からｆ２に対応するＰＤＳＣＨの領域をバッファする。端末デバイスは、次いで、その上でＳＩＢが搬送されるサブキャリアを判定するために従来の技法を用いて（すなわち、ＳＩ−ＲＮＴＩを用いて）ＰＤＣＣＨを復調し、バッファされたＰＤＳＣＨ領域からＳＩＢを取得する。そのため、端末デバイスは、ステップＳ３から、ＳＩＢを搬送するサブキャリアが周波数範囲ｆ１からｆ２のどこかにあることを「知っており」、ステップＳ４で、端末デバイスは、サブフレームにおいてＳＩＢを搬送するために使用される周波数範囲ｆ１からｆ２内の実際のサブキャリアのセットを判定する。処理は次いでステップＳ５に進む。

ステップＳ５で、低容量端末デバイスは、ＳＩＢがステップＳ４で成功裏に取得されたか否か判定する。ＳＩＢが取得されない場合には、処理は「Ｎ」と記された分岐をたどってＳ４に戻り、そこで端末デバイスは後続のＰＤＣＣＨを復調しようとする。しかし、ＳＩＢが取得されたと端末デバイスが判定した場合、処理は「Ｙ」と記された分岐をたどってステップＳ６に進む。

ステップＳ６で、端末デバイスは、ＳＩＢから、限られた周波数帯域情報（例えば上限周波数ｆ１＊および下限周波数ｆ２＊）を導出する。限られた周波数帯域情報がＳＩＢによって搬送される厳密な様式は、目下の実装形態に依存することになる。次いで、処理は、無線リソース制御接続プロセスが開始するステップＳ７に進む。このようにしてＳＩＢによって通信される上限周波数ｆ１＊および下限周波数ｆ２＊によって定義される限られた周波数帯域情報は、上述のように後続の上位層データ通信のための限られた周波数帯域を定義するために使用されてもよく、後続のＲＲＣ接続シグナリングによって定義される、上位層データ通信のための代用の限られた周波数帯域と共に、単に、後続のＲＲＣ接続シグナリングのための限られた周波数帯域を定義するために使用されてもよい。

本発明の実施形態による低容量端末デバイスがＳＩＢを取得することを保証するための別のメカニズムは、ＳＩＢの位置が修正された３ＧＰＰ仕様（規格）において指定されるものである。例えば、関連する仕様を、ＳＩＢの最初のブロック（ＳＩＢ１）の位置を示すように修正され得るはずである。ＳＩＢの後続のブロック（ＳＩＢ２、ＳＩＢ３、ＳＩＢ４、・・・など）の位置は、これらのＳＩＢの位置を先のＳＩＢで提供され得るため、標準化される必要がない。例えば、最初のＳＩＢブロック（標準化された位置にある）は、端末デバイスに、その後のＳＩＢブロックがどこに存在するか示し得るはずである。例えば、ＳＩＢ１は、周波数空間内の既知の位置にあり得て、ＳＩＢ２からＳＩＢ１１が存在する周波数範囲ｆ１からｆ２はＳＩＢ１においてシグナリングされ得るはずである。

本発明の実施形態による低容量端末デバイスがＳＩＢの取得することを保証するための別のメカニズムは、ＳＩＢ（例えば、標準仕様における）を、いかなる特有の位置も指定せずに、フレームごとに常に同じ位置で発生するように制約することによるものである。例えば、ＳＩＢが６４フレームごとに繰り返される場合、端末デバイスは、フレーム０でＰＤＣＣＨを用いてＳＩＢの位置を導出し得るはずである。端末デバイスは、フレーム０ではＳＩＢを復調することができないであろう。なぜならば、端末デバイスは、どの周波数ｆ１および周波数ｆ２の範囲内にＳＩＢが存在するかを予め知らないはずであり、そのため、必要な周波数範囲をバッファすることができなかったはずだからである（偶然によらない限り）。しかし、端末デバイスは、サブフレーム０内のＰＤＣＣＨから導出されたＳＩＢに基づき、ＳＩＢはフレーム６４内の同じ周波数範囲内に位置するよう制約されていると仮定し、ＳＩＢを取得すべきフレーム６４における適切な周波数をバッファし得るはずである。

ＳＩＢが上記の技法のいずれかを用いて低容量端末デバイスによって取得されると、端末デバイスは、さらなる通信に基地局によって使用されることになる限られた周波数帯域を導出することができる。なぜならば、これは、予め構成された任意の技法に従ってＳＩＢによって容易に通信され得るからである。そのため、端末デバイスは、低容量端末デバイスのためにＲＲＣ接続シグナリングにどのような周波数範囲が使用されることになるかを知っている。例えば、この範囲は、周波数ｆ１＊からｆ２＊にまたがるものとして定義されてもよい。

端末デバイスは、次いで、ＰＲＡＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ（物理ランダムアクセスチャネル））によってサポートされるネットワークへの接続を開始し得る。端末デバイスは、周波数範囲ｆ１＊からｆ２＊内でのみ「ランダムアクセス応答」をリッスンするように構成され得て、基地局（ｅＮｏｄｅ Ｂ）も、それに対応して、この周波数範囲でのみ低容量端末デバイスへランダムアクセス応答メッセージを送信するように構成され得る。

低容量端末デバイスは、次いで、ｆ１＊からｆ２＊の周波数範囲内のネットワークからの応答だけをリッスンする（すなわち、データをバッファする）こと以外は、概ね従来どおりのやり方で、そのＲＲＣ接続プロセスを完了し得て、基地局はこの範囲内でのみ応答するように構成される。従来のＲＲＣ接続手続に従って、端末デバイスは、「無線ベアラセットアップ」メッセージを受信することになる。このメッセージは、上位層データが通信されることになる限られた周波数帯域として基地局によって使用される新しい周波数範囲、ｆ１＃からｆ２＃を示すように適合され得る。限られた周波数帯域ｆ１＃からｆ２＃は端末デバイス特有のものであり得るはずであり、目下の実装形態に依存して、複数の端末デバイス（ＵＥのグループなど）に適用可能であり得るはずである。

この段階で、低容量端末デバイスは、基地局が端末デバイスに上位層データを通信するために使用することになる限られた周波数帯域を知っている。したがって、端末デバイスは続いて、ＰＤＣＣＨ、およびＰＤＳＣＨの限られた周波数帯域をバッファすることができ、基地局は続いて、限られた周波数帯域内のＰＤＳＣＨ上のダウンリンクリソースだけを端末デバイスに割り当てることができ、よって、上位層データは、例えば図７を参照して上述したように、基地局から端末デバイスへ通信され得る。

接続が継続している間、周波数範囲ｆ１＃からｆ２＃は、所与の端末デバイスについて変更され得るはずである（すなわち、端末デバイスが復調のためにバッファすべき周波数範囲は、接続の存続期間中に変更され得る）。限られた周波数帯域ｆ１＃からｆ２＃における変更は、ＲＲＣシグナリングまたはＭＡＣシグナリングを用いてシグナリングされ得るはずである。例えば、ｆ１＃およびｆ２＃の置換値は、継続中の接続の間に端末デバイスへ送信されるＰＤＵのＭＡＣヘッダにおいて符号化され得るはずである。

ＲＲＣアイドルモードにある場合に低容量端末デバイスがページング可能な状態のままであるために、端末デバイスは、端末デバイス自体を、ページングメッセージがどこで送信されるかに関連したダウンリンクフレームの適切な部分をバッファするように構成してもよい。基地局は、ページングメッセージが位置し得るダウンリンクサブフレームの適切な部分を予めシグナリングしておいてもよい。端末デバイスは、例えば、システム情報または他のＲＲＣシグナリングによって、この情報をシグナリングされ得る。しかも、場合によっては、ページングメッセージは、後続のページングメッセージ／通信に使用される限られた周波数帯域の標識を含むように変更されてもよい。

添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲を逸脱することなく、上述の実施形態に様々な変更がなされ得ることが理解されるであろう。

例えば、上述の具体例では、限られた周波数帯域を識別する情報は、標準化によって定義され、または基地局から低容量端末デバイスへ通信される。しかし、原則として、低容量端末デバイスは、端末デバイスが使用を欲する限られた周波数帯域を判定し、これを基地局に通信してもよい。例えば、端末デバイスの選択した限られた周波数帯域の標識が、選択されたプリアンブルを限られた周波数帯域にマップするための予め定義されたスキームに従った適切なプリアンブルの選択によって、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ）アクセスにおいて伝達されてもよい。しかし、一般には、基地局が限られた周波数帯域を判定することが最適であろう。なぜならば、基地局の方がより容易に、セルにおいて動作する他の端末デバイスを考慮し、その結果、所与の端末デバイスの適切な限られた周波数帯域を選択することができるからである。

さらに、上記の実施形態は主に、低容量端末デバイスがサブフレーム全体をバッファしなくて済むように、端末デバイスのためのリソース割当てが提供される限られた周波数帯域を定義することに焦点を当てているが、同じ原理が時間領域において適用され得るはずである。すなわち、本発明のある実施形態は、例えばＬＴＥのＰＤＳＣＨ上の上位層データが基地局から低容量端末デバイスへ通信され得る限られた数のシンボル（タイムスロット）を予め確立することに基づいてもよく、限られたシンボル数は、従来の（「全容量」）端末デバイスの上位層データに割り当てられるシンボル数より少ない。そのため、基地局は、限られた数のＰＤＳＣＨシンボル内のＰＤＳＣＨ上だけで端末デバイスのためのダウンリンクリソースを割り当てるように構成され得る。端末デバイスは、限られた数のシンボル内のＰＤＳＣＨリソースだけを割り当てられることになることを前もって知っているため、他のシンボルからのＰＤＳＣＨリソースをバッファし、および処理する必要がない。この原理は図９に示されている。

図９は、本発明の実施形態による低容量端末デバイスから見た２つの任意のダウンリンクサブフレーム（サブフレームｎおよびサブフレームｎ＋１で識別される）を概略的に表す。図９は、いくつかの点で図６および図７と類似しており、図６および図７の態様に対応する図９の態様はやはり詳細に説明されない。

この例では、基地局および低容量端末デバイスは、どちらも、上位層データが、各サブフレームにおける限られた数のＯＦＤＭシンボル（Ｘ）内でのみ基地局から端末デバイスへ通信されることを確立していると仮定する。この例では、限られた数のシンボルは制御領域の直後に続くが、それは必ずしもその場合であることを必要としない。具体例として、限られたシンボル数は、ここでは、４であると仮定する。限られた数のシンボル上の情報は、限られた周波数帯域情報を確立／共有するための上述の同じ原理を用いて、基地局と端末デバイスとの間で確立／共有することができる。

図９は、低容量端末デバイスが処理に備えてバッファするように構成される各サブフレームの領域を陰影で表す。各サブフレームのバッファされる部分は、上述の、ＰＣＦＩＣＨチャネル、ＰＨＩＣＨチャネル、ＰＤＣＣＨチャネルといった従来の物理層制御情報をサポートする制御領域６００と、限られたＰＤＳＣＨ領域９０２とを含む。低容量端末デバイスによってバッファされる物理層制御領域６００は、図６に示されるスマートフォンデバイス５０６によってバッファされる物理層制御領域６００と同じである。しかし、低容量端末デバイスによってバッファされる上位層データを搬送するＰＤＳＣＨ領域９０２は、図６に示されるスマートフォンデバイス５０６によってバッファされるＰＤＳＣＨ領域６０２より小さい。これが可能なのは、上述のように、本発明の実施形態によれば、基地局は、ＰＤＳＣＨ上の上位層データが、予め確立される限られた数のシンボルＸ内のシンボル上でのみ低容量端末デバイスに割り当てられるように適合され得るからである。端末デバイスはこれを「知っている」ため、端末デバイスは、限られた数のシンボルＸ以外のＰＤＳＣＨリソースを無視する（すなわち、バッファしない）ように構成され得る。

図９に黒い陰影で概略的に示されるものはまた、低容量端末デバイスのための例示的なＰＤＳＣＨダウンリンク割当て９０４である。低容量端末デバイスは、サブフレームごとのその特有のＰＤＳＣＨダウンリンク割当てを、定義された規格に従って、サブフレームの制御領域６００で送信されるＰＤＣＣＨから導出するように構成され得る。すなわち、低容量端末デバイスが割り当てられるダウンリンク割当て９０４を低容量端末デバイスに通信するための原理は、本発明の実施形態を実装するために変更する必要がない（端末デバイスは、単に、上位層データは、限られた数のシンボルについての割り当てられたサブキャリア上だけで送信されることになるとの理解で動作する）。

そのため、低容量端末デバイスは、サブフレームごとに、全制御領域６００（図９における陰影付けられる濃いグレー）および限られたＰＤＳＣＨ領域９０２（図９における陰影付けられる薄いグレーおよび黒）をバッファし、制御領域６００で伝達された割当て情報に基づいて限られたＰＤＳＣＨ領域９０２から低容量端末デバイスに割り当てられた上位層データ（図９における陰影付けられる黒）を抽出してよい。

本発明の実施形態の例示的なＬＴＥベースの一実装形態では、各サブフレームは１４シンボル（タイムスロット）を含むとみなされ、ＰＤＣＣＨは最初の３シンボルで送信され、ＰＤＳＣＨは残り１１シンボルで送信される。さらに、無線通信システムは、この例では、２０ＭＨｚ（１００リソースブロック）のシステム周波数帯域にわたって動作するとみなされ、システム周波数帯域は、本発明の実施形態に従って動作する低容量端末デバイスと通信するために使用される４つの予め確立される限られた数のシンボルを有する。

この場合には、すでに上述したように、図５に示されるスマートフォン５０６といった従来の端末デバイスは、１００リソースブロック（２０ＭＨｚ）×１４シンボル、１４００エレメントの領域をバッファすることが必要とされる。しかし、本発明の実施形態による低容量端末デバイスは、１００リソースブロック（２０ＭＨｚ）×３シンボルの制御領域と、１００リソースブロック（２０ＭＨｚ）×４シンボルの限られたＰＤＳＣＨ領域をバッファするだけでよいはずである。したがって、本発明のこの例示的な実施形態に従って動作する低容量端末デバイスは、合計で（１００×３）＋（１００×４）＝７００エレメントをバッファするだけで済む。これは、従来のデバイスによってバッファされる１４００エレメントより著しく少ない（約１／２）。上述の限られた周波数帯域の実施形態の場合と同様に、これは、限られた数のシンボル上でのみ上位層データを受信する端末デバイスでは、低減されるメモリおよび処理容量の要件に関して有利な結果をもたらす。

一般に、限られた周波数に基づく実施形態はリソースを浪費しないため、ある実装形態では好まれ得ると予期される。これは、限られた周波数帯域外のすべてのＰＤＳＣＨリソースを、従来の端末デバイスが使用するために割り当てられ得るからである。しかし、限られた数のシンボルを用いる例示的な実施形態では、低容量端末デバイスに割り当てられるサブキャリア上の限られた数のシンボル以外の伝送リソースを従来の端末デバイスに再利用させることはそれほど容易ではない（しかし、それらのリソースが、ＰＤＳＣＨをサポートする利用可能なシンボルのサブセットだけをバッファするように適合された他の低容量端末デバイスに、割り当てられ得るはずである）。さらに、限られた周波数に基づく手法は、この実装形態の他の態様を簡略化し得る。例えば、従来のＳＩＢは、すべての利用可能なシンボルにわたって広がっており、そのため、低容量デバイスがより少ない数のシンボルをバッファすることしかできない手法は、さらなる変更に依存してもよく、例えば、より少ない数のシンボルにまたがる専用のＳＩＢが、低容量デバイスへ関連する情報を伝達するために定義されてもよい。

本発明の他の実施形態は、限られた周波数帯域の態様と限られた数のシンボルの態様とを組み合わせてもよいことが理解されるであろう。

さらに、本発明の実施形態は、ＬＴＥモバイル無線ネットワークを参照して説明したが、本発明は、ＧＳＭ、３Ｇ／ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００などといった他の形態のネットワークにも適用され得ることが理解されるであろう。

以上のように、無線通信システム、例えばＬＴＥベースのシステムにおいて基地局と端末デバイスとの間でデータを通信するための方法を説明した。無線通信システムは、システム周波数帯域にまたがる複数の周波数サブキャリアを使用する。端末デバイスのための物理層制御情報は、例えば周波数ダイバーシティを提供するために、システム周波数帯域全体から選択されたサブキャリアを用いて、基地局から送信される。しかし、端末デバイスのための上位層データは、システム周波数帯域より小さく、システム周波数帯域内にある限られた周波数帯域内から選択されたサブキャリアのみを用いて送信される。端末デバイスは限られた周波数帯域のことを知っており、したがって、上位層データが送信されている期間中には、この限られた周波数帯域内のデータをバッファし、および処理するだけで済む。端末デバイスは、物理層制御情報が送信されている期間中には、全システム周波数帯域をバッファし、および処理する。よって、端末デバイスは、物理層制御情報が広い周波数範囲にわたって送信されるネットワークに組み込まれ得るが、上位層データには、より狭い周波数範囲を処理するのに十分なメモリおよび処理容量さえあればよい。

本発明のさらなる特定の好ましい態様は添付の独立請求項および従属請求項に記載される。従属請求項の特徴は、特許請求の範囲に明示的に記載されるもの以外の組合せで独立請求項の特徴と組み合わせられてもよいことが理解されるであろう。

＜参照文献＞
［１］ＥＴＳＩ ＴＳ １２２ ３６８ Ｖ１０．５３０（２０１１−７）／３ＧＰＰ ＴＳ ２２．３６８ ｖｅｒｓｉｏｎ １０．５．０ Ｒｅｌｅａｓｅ １０）
［２］英国特許出願第１１０１９７０．０号
［３］英国特許出願第１１０１９８１．７号
［４］英国特許出願第１１０１９６６．８号
［５］英国特許出願第１１０１９８３．３号
［６］英国特許出願第１１０１８５３．８号
［７］英国特許出願第１１０１９８２．５号
［８］英国特許出願第１１０１９８０．９号
［９］英国特許出願第１１０１９７２．６号
［１０］Ｒ１−１１３１１３， Ｐａｎｔｅｃｈ ＵＳＡ，３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＃６６ｂｉｓ ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｚｈｕｈａｉ，Ｃｈｉｎａ，１０ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１１ ｔｏ １４ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１１
［１１］Ｈｏｌｍａ Ｈ．ａｎｄ Ｔｏｓｋａｌａ Ａ，“ＬＴＥ ｆｏｒ ＵＭＴＳ ＯＦＤＭＡ ａｎｄ ＳＣ−ＦＤＭＡ ｂａｓｅｄ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ”，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，２００９

Claims (35)

1. システム周波数帯域にまたがる複数のサブキャリアを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するための基地局を動作させる方法であって、
   前記システム周波数帯域全体から選択されるサブキャリアを用いて前記端末デバイスのための物理層制御情報を送信することと、
   前記システム周波数帯域より小さく、前記システム周波数帯域内にある予め決定される限られた周波数帯域内から選択されるサブキャリアを用いて前記端末デバイスのための上位層データを送信することと、
   を含む方法。
2. 前記限られた周波数帯域は、前記無線通信システムの規格によって定義される、請求項１に記載の方法。
3. 前記端末デバイスと通信して前記限られた周波数帯域の標識を共有することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記限られた周波数帯域の前記標識は、前記基地局と前記端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信される、請求項３に記載の方法。
5. 前記限られた周波数帯域の前記標識は、無線リソース制御、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、シグナリングを用いて通信される、請求項３または４に記載の方法。
6. 前記限られた周波数帯域の前記標識は、前記無線通信システムのシステム情報ブロック、ＳＩＢ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）と関連して通信される、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記限られた周波数帯域の前記標識は、前記無線通信システムの規格によって定義される無線リソースを用いて通信される、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記端末デバイスと通信して、前記限られた周波数帯域の前記標識を通信することに使用される無線リソースの標識を共有することをさらに含む、請求項３から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記無線リソースの前記標識は、前記基地局と前記端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信される、請求項８に記載の方法。
10. 前記無線リソースの前記標識は、前記無線通信システムのマスタ情報ブロック、ＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）と関連して通信される、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記無線リソースの前記標識は、前記無線通信システムの物理ブロードキャストチャネルを用いて通信される、請求項８または９に記載の方法。
12. 前記無線リソースの前記標識は、前記無線リソースの前記標識を提供するために選択されたフォーマットを有する物理層制御情報を送信する前記基地局によって通信される、請求項８または９に記載の方法。
13. 前記予め定義されたフォーマットの前記物理層制御情報は、前記無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記端末デバイスのための前記物理層制御情報は、前記端末デバイスのための前記上位層データについての伝送リソース割当ての標識を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記端末デバイスのための前記物理層制御情報は、前記無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記端末デバイスのための前記上位層データは、前記無線通信システムの物理ダウンリンク共有チャネル上で送信される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 複数のシンボルを含む無線サブフレームを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するために基地局を動作させる方法であって、
    無線サブフレームにおける前記シンボルの第１のグループを用いて前記基地局から第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスに物理層制御情報を送信することと、
    前記無線サブフレームにおける前記シンボルの第２のグループを用いて前記基地局から前記第１の端末デバイスに上位層データを送信することと、
    前記無線サブフレームにおける前記シンボルの第３のグループを用いて前記基地局から前記第２の端末デバイスに上位層データを送信することであって、前記第３のグループにおけるシンボルの数は、前記第２のグループにおけるシンボルの数より少ないことと、
    を含む方法。
18. システム周波数帯域にまたがる複数のサブキャリアを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するための基地局であって、
    前記システム周波数帯域全体から選択されるサブキャリアを用いて前記端末デバイスのための物理層制御情報を送信し、
    前記システム周波数帯域より小さく、前記システム周波数帯域内にある予め決定される限られた周波数帯域内から選択されるサブキャリアを用いて前記端末デバイスのための上位層データを送信する、
    ように構成される基地局。
19. 前記限られた周波数帯域は、前記無線通信システムの規格によって定義される、請求項１８に記載の基地局。
20. 前記基地局は、前記端末デバイスと通信して、前記限られた周波数帯域の標識を共有するように構成される、請求項１８または１９に記載の基地局。
21. 前記基地局は、前記限られた周波数帯域の前記標識が、前記基地局と前記端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に通信されるように構成される、請求項２０に記載の基地局。
22. 前記基地局は、前記限られた周波数帯域の前記標識が、無線リソース制御、ＲＲＣ、シグナリングを用いて通信されるように構成される、請求項２０または２１に記載の基地局。
23. 前記基地局は、前記限られた周波数帯域の前記標識が、前記無線通信システムのシステム情報ブロック、ＳＩＢと関連して通信されるように構成される、請求項２０から２２のいずれか一項に記載の基地局。
24. 前記基地局は、前記限られた周波数帯域の前記標識が、前記無線通信システムの規格によって定義される無線リソースを用いて通信されるように構成される、請求項２０から２３のいずれか一項に記載の基地局。
25. 前記基地局は、前記端末デバイスと通信して、前記限られた周波数帯域の前記標識を通信するために使用される無線リソースの標識を共有するように構成される、請求項２０から２４のいずれか一項に記載の基地局。
26. 前記基地局は、前記無線リソースの前記標識が、前記基地局と前記端末デバイスとの間で接続が確立される接続確立手続中に送信されるように構成される、請求項２５に記載の基地局。
27. 前記基地局は、前記無線リソースの前記標識が、前記無線通信システムのマスタ情報ブロック、ＭＩＢと関連して通信されるように構成される、請求項２５または２６に記載の基地局。
28. 前記基地局は、前記無線リソースの前記標識が、前記無線通信システムの物理ブロードキャストチャネルを用いて送信されるように構成される、請求項２５または２６に記載の基地局。
29. 前記基地局は、前記無線リソースの前記標識が、前記無線リソースの前記標識を提供するために選択されたフォーマットを有する物理層制御情報を送信することによって通信されるように構成される、請求項２５または２６に記載の基地局。
30. 前記基地局は、前記無線通信システムの物理ダウンリングチャネル上で、予め定義されるフォーマットの物理層制御情報を送信するように構成される、請求項２９に記載の基地局。
31. 前記端末デバイスのための前記物理層制御情報は、前記端末デバイスのための前記上位層データについての伝送リソース割当ての標識を含む、請求項１８から３０のいずれか一項に記載の基地局。
32. 前記基地局は、前記端末デバイスのための前記物理層制御情報を、前記無線通信システムの物理ダウンリンク制御チャネル上で送信するように構成される、請求項１８から３１のいずれか一項に記載の基地局。
33. 前記基地局は、前記端末デバイスのための前記上位層データを、前記無線通信システムの物理ダウンリンク共有チャネル上で送信するように構成される、請求項１８から３２のいずれか一項に記載の基地局。
34. 複数のシンボルを含む無線サブフレームを用いて、無線通信システムにおいて端末デバイスとデータを通信するための基地局であって、 無線サブフレームにおける前記シンボルの第１のグループを用いて前記基地局から第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスに物理層制御情報を送信し、
    前記無線サブフレームにおける前記シンボルの第２のグループを用いて前記基地局から前記第１の端末デバイスに上位層データを送信し、
    前記無線サブフレームにおける前記シンボルの第３のグループを用いて前記基地局から前記第２の端末デバイスに上位層データを送信し、前記第３のグループにおけるシンボルの数は、前記第２のグループにおけるシンボルの数より少ない、 ように構成される基地局。
35. 請求項１８から３４のいずれか一項に記載の前記基地局と端末デバイスとを備えるシステム。

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