送信時間間隔のためのシステムおよび方法

本出願は、2015年2月24日に出願され、発明の名称を「System and Method for Transmission Time Intervals」とする米国非仮出願第14/630253号の利益を主張し、その出願はこれによって参照によりここに組み込まれる。

本発明は、無線通信のためのシステムおよび方法、詳細には、送信時間間隔のためのシステムおよび方法に関する。

現代の無線ネットワークは、全体のネットワークおよびチャネルのスループット要件とともに、異なる待ち時間要件を有する多様なトラフィックタイプ(例えば、音声、データ、等)の通信をサポートする。固定された長さを有する送信時間間隔(transmission time interval (TTI))は、異なる待ち時間要件を有する多様なトラフィック特性のために柔軟ではない。

ロング・ターム・エボリューション(long term evolution (LTE))時分割複信(time division duplex (TDD))において、ハイブリッド自動再送要求(hybrid automatic repeat request (HARQ))フィードバック遅延は、ダウンリンク(downlink (DL))/アップリンク(uplink (UL))構成に依存して、可変である。DL/UL構成は、10個のTTIを含み得る無線フレームにわたるULおよびDL TTIの予め定義されたパターンであり得る。DL/UL構成は、あるDL:ULトラフィック比を提供する。DLおよびUL TTIの配置に基づいて、DLデータ送信は、処理遅延を考慮した後、次の利用可能なUL TTIにおいて肯定応答され得る。ULデータ送信について類似の状況が発生する。従って、HARQフィードバック遅延は固定されない。また、処理遅延のために、フィードバックは、FDDシステムにおける固定された遅延より長いことがある。

ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス(Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX))TDDにおいて、すべてのTDDフレーム(LTEにおけるTTIを参照せよ)は、ダウンリンク・サブフレームおよびアップリンク・サブフレームを含む。TDDフレームの持続時間は固定されている。WiMAX TDDフレーム構造の持続時間は固定されたHARQフィードバック遅延を提供するが、フレーム内のDLおよびULサブフレームの存在はオーバーヘッドを表わす。異なるトラフィック特性に基づく異なる待ち時間および動的なシグナリングオーバーヘッドを受け入れるための柔軟性を有することが望ましい。

適応的送信時間間隔(TTI)のための実施形態の方法は、通信コントローラにより、第1のTDD間隔の第1のTDD TTI構成および第1のTDD間隔の第2のTDD TTI構成のセグメントをユーザ装置(UE)に送信するステップであって、第1のTDD TTI構成は第1のパターンを有し、第2のTDD TTI構成は第2のパターンを有し、第1のパターンは第2のパターンとは異なり、第1のTDD TTI構成は第1のアップリンクTTIセグメントおよび第1のダウンリンクTTIセグメントを有し、第2のTDD TTI構成は第2のアップリンクTTIセグメントおよび第2のダウンリンクTTIセグメントを有し、第1のダウンリンクTTIセグメントは第1のTTIサイズを有し、第1のアップリンクTTIセグメントは第2のTTIサイズを有する、ステップを含む。方法は、また、通信コントローラにより、第1のTDD間隔の第1のTDD TTI構成の第1のダウンリンクTTIセグメント内の第1のTTIにおいて第1の複数のデータをUEに送信し、通信コントローラにより、第1のTDD間隔の第1のTDD TTI構成の第1のアップリンクセグメントにおいて第2の複数のデータをUEから受信するステップを含む。

適応的送信時間間隔(TTI)のための実施形態の方法は、ユーザ装置(UE)により、第1のTDD間隔のための第1のTDD TTI構成を通信コントローラから受信するステップであって、第1のTDD間隔は、第1のアップリンクセグメント、第1のダウンリンクセグメント、および第1のTTIを含み、第1のダウンリンクセグメントは第1のTTIサイズおよび第2のTTIサイズを有し、第1のTTIサイズは第2のTTIサイズに等しくない、ステップを含む。方法は、UEにより、第1のアップリンクセグメントにおいて第1の複数のデータを通信コントローラに送信し、UEにより、第1のダウンリンクセグメントの第1のTTIにおいて第2の複数のデータを通信コントローラから受信するステップも含む。

実施形態の通信コントローラは、プロセッサおよびプロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶する非一時的コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。プログラミングは、第1のTDD間隔の第1のTDD TTI構成および第1のTDD間隔の第2のTDD TTI構成のセグメントをユーザ装置(UE)に送信するための命令を含み、第1のTDD TTI構成は第1のパターンを有し、第2のTDD TTI構成は第2のパターンを有し、第1のパターンは第2のパターンとは異なり、第1のTDD TTI構成は第1のアップリンクTTIセグメントおよび第1のダウンリンクTTIセグメントを有し、第2のTDD TTI構成は第2のアップリンクTTIセグメントおよび第2のダウンリンクTTIセグメントを有し、第1のダウンリンクTTIセグメントは第1のTTIサイズを有し、第1のアップリンクTTIセグメントは第2のTTIサイズを有する。プログラミングは、第1のTDD間隔の第1のTDD TTI構成の第1のダウンリンクTTIセグメント内の第1のTTIにおいて第1の複数のデータをUEに送信し、通信コントローラにより、第1のTDD間隔の第1のTDD TTI構成の第1のアップリンクセグメントにおいて第2の複数のデータをUEから受信するための命令も含む。

実施形態のユーザ装置(UE)は、プロセッサおよびプロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶する非一時的コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。プログラミングは、第1のTDD間隔のための第1のTDD TTI構成を通信コントローラから受信するための命令を含み、第1のTDD間隔は、第1のアップリンクセグメント、第1のダウンリンクセグメント、および第1のTTIを含み、第1のダウンリンクセグメントは第1のTTIサイズおよび第2のTTIサイズを有し、第1のTTIサイズは第2のTTIサイズに等しくない。プログラミングは、UEにより、第1のアップリンクセグメントにおいて第1の複数のデータを通信コントローラに送信し、UEにより、第1のダウンリンクセグメントの第1のTTIにおいて第2の複数のデータを通信コントローラから受信するための命令も含む。

上記は、続く発明の詳細な説明がより良く理解され得るように、本発明の実施形態の特徴をやや幅広く概説した。発明の実施形態の追加の特徴および利点が以下に記載されることになり、それらは発明の請求項の主題を形成する。開示される着想および特定の実施形態が、本発明の同じ目的を実施するための他の構造またはプロセスを修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることは、この技術分野の当業者によって認識されるべきである。そのような等価な構造は、添付の請求項に記載されたような発明の思想および範囲から逸脱しないことも、この技術分野の当業者によって認識されるべきである。

本発明、およびその利点のより完全な理解のために、添付図面に関してなされる続く記載への参照がここで行われる。

データを伝達するための無線ネットワークの図を例示する。

ダウンリンクフレームのための送信時間間隔(TTI)分割を例示する。

アップリンクフレームのためのTTI分割を例示する。

帯域内キャリアおよび帯域間キャリアを例示する。

クロスキャリア干渉を有する実施形態のシステムを例示する。

異なるキャリアにおける同じ時分割複信(TDD)構成の適用を例示する。

異なるキャリアにおける異なるTDD構成の適用を例示する。

1つの方向におけるTTIの長さが、他の方向におけるTTIおよびフィードバックスロットの時間を含むTTI分割を例示する。

1つの方向におけるTTIの長さが、他の方向におけるTTIおよびフィードバックスロットの時間を除くTTI分割を例示する。

通信コントローラによって行われる適応的TTIの実施形態の方法のフローチャートを例示する。

通信コントローラによって行われる適応的TTIの他の実施形態の方法のフローチャートを例示する。

UEを構成するシグナリングの実施形態の方法を例示する。

UEを構成するシグナリングの他の実施形態の方法を例示する。

TTIの長さを選択する実施形態の方法を例示する。

ユーザ装置(UE)によって行われる適応的TTIの実施形態の方法のフローチャートを例示する。

実施形態の汎用コンピュータシステムのブロック図を例示する。

異なる図面における対応する数字および記号は、異なって示されるのでなければ、一般に、対応する部分を指す。図面は、実施形態の関係する態様を明確に例示するために描かれ、必ずしも縮尺で製図するために描かれていない。

1つ以上の実施形態の例示的な実装が以下で提供されるが、開示されるシステムおよび/または方法は、現在知られていようと、存在していようと、いずれかの数の技術を使用して実装され得ることが最初に理解されるべきである。開示は、いかなる場合も、ここに例示され記載される模範的な設計および実装を含む、以下で例示される例示的な実装、図面、および技術に限定されるべきでないが、等価物のそれらの十分な範囲とともに添付の請求項の範囲内で修正され得る。

実例の無線ネットワークは、時分割複信(TDD)のために固定された長さの送信時間間隔(TTI)(または「サブフレーム」)を使用する。例えば、第3世代パートナーシップ(third generation partnership (3GPP))ロング・ターム・エボリューション(LTE)の下で動作するネットワークは、1ミリ秒のTTIを使用する。TTIの長さは、ネットワークの待ち時間性能およびスループット性能に影響する。具体的には、より短い伝送コンテナは、より高い頻度の送信機会を提供することによって、より優れた待ち時間性能を達成し、一方、より長いTTIは、シグナリングオーバーヘッドを減少させることによって、より優れたスループット性能を達成する。

適応的TTIは、異なるトラフィック特性に基づく異なるリンク待ち時間および動的なシグナリングオーバーヘッドを受け入れるための柔軟性を提供する。TTIに関連付けられる動的なシグナリングオーバーヘッドは、リソース割り振り情報、変調および符号化セット(modulation and coding set (MCS))割り当て、等のような情報を含む。TTIがより短くなるに連れて、動的なシグナリングがより頻繁に送られる。適応的TTIにおいて、異なるTTIの長さが同じシステム内に共存する。用語「TTIの長さ」および「TTIサイズ」は交換可能に使用され得る。適応的TTIは、少ない待ち時間のハイブリッド自動再送要求(HARQ)フィードバックをサポートしながら動的なシグナリングオーバーヘッドを異なるトラフィックタイプに適応させるときに柔軟性の利益を提供するTDDシステムに組み込まれ得る。

1つの実例において、適応的TTIは、周波数分割複信(frequency division duplexing (FDD))において使用される。FDDにおける適応的TTIについての追加の詳細は、2012年9月12日に出願され、発明の名称を「System and Method for Adaptive Transmission Time Interval (TTI) Structure」とする米国特許出願第13/611,823号によって提供され、その出願はこれによって参照によりここに組み込まれる。

図1は、データを伝達するためのネットワーク100を例示する。ネットワーク100は、カバレッジエリア106を有する通信コントローラ102、UE 104およびUE 105を含む複数のユーザ装置(user equipment (UE))、およびバックホールネットワーク108を含む。2つのUEが描かれているが、より多くが存在してもよい。通信コントローラ102は、基地局、強化された基地局(eNB)、アクセスポイント、ピコセル、フェムトセル、仮想無線アクセス、UEセントリック・ノーセル(UE centric no cell)および他の無線が有効にされたデバイスのような、UE 104およびUE 105とのアップリンク(破線)および/またはダウンリンク(点線)接続を特に確立することによって無線アクセスを提供することが可能ないずれかの構成要素であり得る。UE 104およびUE 105は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、センサ、等のような、通信コントローラ102との無線接続を確立することが可能ないずれかの構成要素であり得る。ダウンリンク通信チャネルは、データチャネル(例えば、物理ダウンリンク共有チャネル(physical downlink shared channel (PDSCH))、等)および制御チャネル(例えば、物理ダウンリンク共有チャネル(physical downlink shared channel (PDCCH))、等)を搬送し得る。より具体的には、制御チャネルは、HARQ、肯定応答/否定応答(ACK/NACK)、アップリンク・グラント、等のような、様々なアップリンク制御情報をUEに搬送するアップリンク関連制御チャネルとともに、ダウンリンク制御情報をUEおよび/または中継器に搬送する、UEまたはグループ固有の制御チャネルおよび共通制御チャネルを含み得る。バックホールネットワーク108は、通信コントローラ102とリモートエンドの間でデータが交換されることを可能にするいずれかの構成要素または構成要素の集合であり得る。いくつかの実施形態において、ネットワーク100は、中継器、フェムトセル、等のような様々な他の無線デバイスを含み得る。

長いTTIは、TDDシステムにおいて問題のあるものであり得る。例えば、長いダウンリンクTTI、例えば5 ms、が存在するところでダウンリンク送信のためのHARQフィードバック遅延は、短いTTI、例えば0.5 ms、のそれより長い。TTI分割が使用され得る。

実施形態のTTIは、制御チャネル、データチャネル、および受信機が無線チャネルを推定するためのパイロットを含む。制御チャネルの実例は、リソース割り当て、スケジューリング要求、およびHARQフィードバックを含む。図2は、ダウンリンクのためのTTI分割を例示する。ダウンリンクTTIにおいて、データは、データチャネル132、制御チャネル134、およびパイロット136を含むフレーム130内の全体のTTI持続時間について符号化される。TTIは、そして、HARQフィードバック、例えばACK(A)/NACK(N)領域144のための潜在的なスロットによって分割される。データチャネルは、パイロット142およびパイロット148を有する領域138および領域146、制御チャネル140、およびA/N 144に分割される。ガード期間、例えば1つの直交周波数分割多重(orthogonal frequency division multiplexing (OFDM))シンボルは、アップリンクおよびダウンリンク送信の間の切り替えを容易にするために挿入される。TTI分割は、他の状況において適用され得る。例えば、逆方向の短いTTIが挿入され得る。送信および受信処理は、全体のTTIの長さにわたって行われる。例えば、領域138および領域146を含むダウンリンクTTIは、受信機において一緒に処理される。領域は、それら自身の制御、データ、およびパイロットチャネルを有する別々のTTIではなく、制御チャネルおよびパイロットを共有する。長いTTIからの制御チャネルオーバーヘッドの減少は維持される。

図3は、アップリンクのためのTTI分割を例示する。アップリンクTTIは、前のデータ送信に肯定応答するHARQフィードバックスロットによって分割される。フレーム150は、データ領域152、制御領域154、およびパイロット156を含む。TTI分割は、パイロット160および170を有する領域158および166、および制御領域162および168を生成するために行われる。A/N領域164は、領域158と領域166の間にある。

LTE OFDMを使用する1つの実例において、有用なシンボル持続時間は66.7 μsである。実例の回路切り替え時間は約20 μsであり、光速は3x10⁸ m/sである。ガード期間が1つのOFDMシンボルであるとき、送信される距離は、(シンボル持続時間 - 回路切り替え時間)*(光速) = (66.7 μs - 20 μs)*3x10⁸m/s = 14 kmであり得る。これは、無線ネットワークのために長い距離である。従って、切り替えオーバーヘッドは、LTE OFDMシンボル持続時間よりずっと小さくてよい。

無線ネットワークは、異なる周波数帯域における動作をサポートし得る。異なるキャリア周波数は、事業者に割り振られた周波数帯域内に存在する。他の実例において、それらは、スペクトル割り振りに依存して、異なる周波数帯域において存在し得る。図4は、帯域内および帯域間キャリアを例示する。帯域内キャリア174は、帯域172内に周波数f_1,1およびf_1,2を有する。帯域間キャリア周波数は、帯域172およびキャリア178を有する帯域176に及ぶ。帯域間キャリアの実例のペアはf_1,2とf_2,2である。

シングルキャリアTDDシステムにおいて、アップリンクおよびダウンリンク・トラフィックは、同じキャリア周波数において搬送される。従って、HARQフィードバックスロットは、同じキャリアにおけるTTI分割メカニズムを使用してTTI内に挿入される。

帯域内マルチキャリアTDDシステムにおいて、異なるTDD構成が異なるキャリアに適用されるとき、強いクロスキャリア干渉がある。図5は、通信コントローラ112および114を有するシステム110を例示する。通信コントローラ112はUE 116および118と通信し、一方、通信コントローラ114はUE 120と通信する。通信コントローラ112と通信コントローラ114の間に、そしてUE 116とUE 118の間にも、干渉があり得る。時間tでの通信コントローラ112からUE 118へのキャリアf₁におけるダウンリンク送信があるとき、それは通信コントローラ114への干渉を生じる。また、時間tでのUE 116から通信コントローラ112へのキャリアf₂におけるアップリンク送信は、異なるTDD構成によるものである。実例の周波数帯域は、2.1 GHz近辺および700 MHz近辺であり得る。通信コントローラ114は、f₁とf₂の間の無視できない帯域内干渉によるf₁からの強い干渉が存在するところでf₂においてアップリンク送信を受信する。同様に、UE 118においてf₂からf₁への干渉がある。通信コントローラに対して相対的にUEのより低い送信電力のためにアップリンクからダウンリンクへの干渉はより弱いが、すぐ近くに2つのUEがあるとき、干渉はかなりのものであり得る。従って、帯域内マルチキャリアTDDにおいて、異なるキャリアのためのTDD構成が同じであることが望ましい。f₁のためにTTIに挿入されるHARQフィードバックスロットはf₂に適用される。帯域内マルチキャリアの実例は、シングルキャリアの場合の拡張として見られ得る。

LTEのようなTDDシステムのための固定されたTTI構造において、TDDダウンリンク/アップリンク構成は、10 msの無線フレームのような時間間隔内のダウンリンクおよびアップリンクTTIの正確なパターンを定義する。同じTDD構成を異なるキャリアに適用することは、アップリンクおよびダウンリンクTTIパターンが統一されることに導く。異なるTTIの長さの共存を有する適応的TTI構造において、TDD TTIセグメントの概念が導入される。TDD TTIセグメントは、同じ送信方向(例えば、アップリンクまたはダウンリンク)の1つ以上のTTIを含む。アップリンクおよびダウンリンクTTIセグメントが異なるキャリアにわたって同じであるとき、異なるTTIの長さがセグメント内に共存する。実施形態において、TDD TTI構成は、時間間隔内のダウンリンクおよびアップリンクTTIセグメントのパターンを定義する。他の実施形態において、TDD TTI構成は、ダウンリンクおよびアップリンク適応的TTIの正確なパターンを定義する(すなわち、構成における異なるTTIの長さが定義され、単にセグメントではない)。図6は、実施形態における異なる周波数のための同じTDD TTI構成を有する適応的TTI構造における異なるTTIの長さを例示する。フレーム184は、短いおよび長いTTI区分を含む。同じTDD TTIセグメントを用いて、フレーム182は、中間のおよび長いTTI区分を含む。フレームは、3:2のアップリンクに対するダウンリンクの比を有する。ダウンリンク方向の間に、TTIの長さ(短い、中間、および長い)はf₁からf_Nまで構成され得る。

フィードバックスロットは、HARQフィードバックのために一定のフィードバック遅延を提供するように構成される。構成可能なフィードバックスロットは、遅延に敏感なトラフィックのために少ない待ち時間のフィードバックを提供する。フィードバックスロットは、システムにおいて1つ以上のTTIサイズに関連付けられ、トラフィックタイプおよびサービス品質(QoS)(例えば、待ち時間要件)に依存し得る。図6に例示される実例において、フィードバックスロットは、中間のおよび短いTTIのために構成される。固定されたフィードバックタイミングは、この実例において4つのTTIである。長いTTIのために、フィードバックスロットは構成されなくてもよい。長いTTIは遅延に敏感でないトラフィックを搬送し得るので、フィードバック遅延は、この場合、TDD TTI構成に従って変わる。従って、長いTTIは、あまり厳しくないフィードバック遅延要件を許容し得る。ネットワークは、TTIの長さの集合のためにフィードバックスロットを構成し得る。フィードバック遅延タイミングも構成され得る。

TTIの長さおよび遅延タイミングと関連付けられたフィードバックスロットは、TDD TTI構成に基づいてネットワークによって制御され得る。フィードバックスロットからダウンリンクおよびアップリンク送信の間の切り替えのオーバーヘッドを減少させるために、フィードバックスロットの存在は、動的に、例えば無線フレーム毎に制御され得る。実例において、一貫した少ない待ち時間のフィードバックを要求するトラフィックタイプのためのデータがないとき、ネットワークは、この時間間隔(例えば、無線フレーム)の間にフィードバックスロットを無効にするようにUEにシグナリングし得る。シグナリングは、フィードバックスロット切り替えフラグ(例えば、1ビットの指示子)を用いて遂行され得る。それは、ブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストを介して制御チャネル内で送信され得る。従って、全体のフィードバックスロットは、TDD TTI構成、トラフィックタイプ、およびTTIの長さを用いて静的に/半静的に構成され、より短い時間フレームにわたる実際のトラフィックの利用可能性に基づいて動的に制御され得る。フィードバックスロットは、図6に表わされているように、すべてのTTIにある必要はない。

TDD TTI構成は、通信コントローラ、1つ以上の通信コントローラを制御するネットワーク内のコントローラ、またはそれらの組み合わせにおいて決定され得る。複数のTDD TTI構成は、適応的TTI TDDシステムのために定義され得る。一実施形態において、TDD TTI構成は、1つ以上の、LTEと下位互換性のあるTDD構成、および1つ以上の、適応的TTIを有するTDD TTI構成を含む。例えば、長いTTIのみを有する、TTIの長さがより長い、例えば1 msより長いTDD TTI構成。他の実施形態において、TDD TTI構成は、長いTTIを有する構成、および短いおよび長いTTIの混合を有する構成を含む。追加の実施形態において、TDD TTI構成は、アップリンクTTIのみまたはダウンリンクTTIのみを含む。

帯域間マルチキャリアの実例において、キャリア周波数f₁およびf₂は異なる帯域にある。周波数における長い分離のために、ダウンリンク・アップリンク干渉は無視できる。帯域内マルチキャリアのために使用される同じTDD TTI構成が使用され得るが、異なるTDD TTI構成も使用され得る。

図7は、帯域間マルチキャリアTDDシステムのための適応的TTIのための実例のフレームを例示する。すべてのキャリアにフィードバックスロットを挿入する代わりに、1つ以上のキャリアが短いTTIを用いて構成される。周波数f₁におけるフレーム192は中間のおよび長いTTIを有し、周波数f_Nにおけるフレーム194は他のキャリアのためのフィードバック情報を搬送するために短いTTIを有する。短いTTIは、また、少ない待ち時間のトラフィックを搬送する。

フィードバックスロットまたは逆方向のためのTTIは、TTIに挿入され得る。1つの方向におけるTTIは、他の方向のためのTTI/フィードバックスロットの挿入によって複数のかたまりに分割され得る。送信および受信の処理は全体のTTIにわたって行われる。TTIの分割は、TTIの全体の持続時間に影響する。図8においてフレーム200によって例示された、1つの実例において、1つの方向におけるTTIの長さは、他の方向のためのTTIおよびフィードバックスロットの時間を含む。アップロードに対するダウンロードの比は8:2である。5 msの長いTTIは、挿入されたアップリンクTTIにかかわらず、5 msの実際のタイミングを有する。この実例において、送信の待ち時間は維持される。しかし、長いTTIは、アップリンクTTIの挿入から容量を失う。

図9においてフレーム210によって例示された、追加の実例において、1つの方向におけるTTIの長さは、他の方向におけるTTIおよびフィードバックスロットのための時間を除く。長いTTIは、アップリンクのための5 msおよびダウンリンクフィードバックのための1 msを有する、6 msの実際の時間を有する。長いTTIにおいて搬送されるデータの量は、アップリンクTTIからより多い送信の待ち時間を犠牲にして維持される。

他の実施形態において、異なるTDD TTI構成が異なるキャリアのために使用される。フィードバックのための専用のキャリアがないとき固定されたHARQタイミングを容易にするために、いくつかの規則が適用され得る。例えば、ダウンリンクまたはアップリンクデータのためのHARQフィードバックは、そのようなTTIが利用可能であるとき、固定された時間の後に同じまたは異なるキャリアにおいて、それぞれアップリンクまたはダウンリンクTTIにおいて送信される。どのキャリアにおいてもそのようなTTIが利用可能でないとき、HARQフィードバックは、例えば、予め定義された規則に基づいて、元のデータ送信と同じキャリアにおいて、または他のキャリアにおいてフィードバックスロットに挿入され得る。例えば、フィードバックスロットは、より良いカバレッジのために最も低い周波数キャリアに挿入される。他の実例において、フィードバックスロットは、TDD TTI構成に基づいて最小のUL/DL切り替えオーバーヘッドを有する周波数キャリアに挿入される。

図10は、ダウンリンクおよびアップリンクTTIセグメントのパターンを定義するTDD TTI構成を有する通信コントローラによって行われる適応的TTIのための方法のためのフローチャート220を例示する。TDD TTI構成がダウンリンクおよびアップリンクの適応的TTIのパターンを定義するとき(すなわち、構成において異なるTTIの長さが定義され、単にセグメントではない)、TTIサイズは、TDD TTI構成定義に含まれ得る。最初に、ステップ222において、通信コントローラは、アップリンク/ダウンリンク・トラフィック比を決定する。これは、フレーム内のダウンリンク・トラフィックに対するアップリンク・トラフィックの比である。比は、UEにダウンロードされる準備ができているデータの量および/またはUEがアップロードのために有するデータの量に依存し得る。また、通信コントローラは、ダウンリンクおよび/またはアップリンクのための異なるトラフィックタイプのトラフィックQoS(例えば、待ち時間要件)を決定し得る。

ステップ224において、通信コントローラは、TDD TTI構成およびTTIサイズを選択する。TDD TTI構成は、異なるフレームについて異なり得る。その代わりに、TDD TTI構成は、異なるフレームについて同じである。このプロセスは順次にまたは一緒に行われることが可能である。TDD TTI構成は、アップリンクおよびダウンリンク領域が時間にわたって(例えば、無線フレームのようなTDD間隔にわたって)どのように配置されるかである、アップリンクおよびダウンリンクセグメントのパターンを定義する。特定の構成は、あるダウンリンクに対するアップリンクのトラフィックの比を示す。これは、ステップ222において決定されるアグリゲートアップリンクおよびダウンリンクのトラフィック負荷に基づき得る。例えば、TDDにおけるダウンリンクに対するアップリンクの比は、ダウンロードされるデータに対するアップロードされるデータの比にほぼ等しく設定され得る。1つの実例において、アップリンクセグメントおよびダウンリンクセグメントは、同じサイズである。TDD TTI構成の設計に影響する他の要因は、待ち時間(すなわち、送信方向を切り替える前に受ける最大の許容可能な遅延)およびUL/DL切り替えオーバーヘッドを含む。通信コントローラは、また、適切なTTIサイズを選択する。TTIサイズは、システムにおいて予め定義され得る(例えば、短い、中間の、および長いTTI)。この選択は、待ち時間要件、バッファサイズ、UEの移動性の特性、等に基づき得る。1つの実例において、ダウンリンクよりアップリンクのために多くのデータがあるとき、アップリンクセグメントはダウンリンクセグメントより大きく、アップリンクよりダウンリンクのために多くのデータがあるとき、ダウンリンクセグメントはアップリンクセグメントより大きい。TTIの長さは、また、TDD TTI構成に基づき得る。データが少ない待ち時間を要求するとき、短いTTIの長さが選択され得る。データが少ない待ち時間を要求せず、バッファが小さいとき、中間のTTIの長さが選択され得る。また、少ない待ち時間が要求されず、バッファが小さくなく、ユーザの移動性が適度から高いであるとき、中間のTTIの長さが選択され得る。しかし、少ない待ち時間が要求されず、バッファサイズが適度から大きいであり、ユーザの移動性が低いかたいへん高いかのいずれかであるとき、長いTTIの長さが選択され得る。アップリンクおよびダウンリンクデータの特性は考慮され得る。

適応的TTIは、シングルキャリアまたは帯域内マルチキャリアTDD動作において使用され得る。シングルキャリアまたは帯域内マルチキャリアTDDの実例において、異なるキャリアにおけるTDD TTIセグメントにおいて異なるTTIの長さが構成されて、同じTDD TTI構成が適用されてもよい。フィードバックスロットは、アップリンク/ダウンリンク切り替えオーバーヘッドに適応するために、TDD TTI構成および短期間のトラフィック特性に基づいて構成可能である。

他の実施形態において、適応的TTIは、帯域間マルチキャリアTDDにおいて行われる。1つ以上のキャリアは、他のキャリアのためのフィードバック情報を搬送するために短いTTIを用いて構成され得る。これらの短いTTIは、また、少ない待ち時間のトラフィックを搬送することができる。

そして、ステップ226において、通信コントローラは、ステップ224において選択されたTDD TTI構成、および/またはステップ224において選択されたTTIサイズのインデックスを送信する。TTIサイズは、UEが、期待するTTIサイズを知るように送信され得る。TDD TTI構成および/またはTTIサイズのインデックスは、ブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストチャネルにおいて送信され得る。構成は、トラフィック特性における変化に基づいてより高いレイヤのシグナリングにおいて半静的に送信され得る。

ステップ228において、通信コントローラは、フィードバックスロット構成を決定する。フィードバックスロット構成は、情報であって、その情報においてシステム内のTTIの長さがフィードバックスロットとともに構成される情報である。フィードバックスロット構成は、ステップ223において決定されるTDD TTI構成に基づく。アップリンクおよびダウンリンクTTIは、別々に構成され得る。例えば、ダウンリンクの短いTTIはフィードバックスロットとともに構成されてもよく、一方、短いアップリンクTTIスロットはフィードバックスロットとともに構成されない。フィードバックタイミング情報、例えばTTIの単位でのフィードバック遅延も決定され得る。フィードバック遅延は、TTIサイズに基づき得る。例えば、長いTTIはより長い遅延を有し得る。その代わりに、フィードバックタイミング情報は予め定義される。

図11は、通信コントローラによって行われる適応的TTIのための方法のためのフローチャート233を例示する。フィードバックスロット構成は、ステップ232において送信される。フィードバックスロット構成は、半静的に送られ得る。1つの実例において、フィードバックスロット構成は、より高いレイヤのシグナリングを介して送られる。フィードバックスロット構成は、ブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストチャネルにおいて送られ得る。

他の実施形態において、フィードバックスロット構成は、明示的に送信されなくてもよい。例えば、フィードバックスロットタイミング情報が予め定義され、フィードバックスロットが1つ以上のTTIの長さに関連付けられるように予め構成されるとき、フィードバックスロット構成は黙示的に知られる。

通信コントローラは、ステップ234においてフィードバックスロット切り替えフラグを決定する。ある期間について、例えば無線フレームについてフィードバックスロットをターンオフする指示は、短期間のトラフィック特性に基づく。例えば、フィードバックスロットは、少ない待ち時間要件を有するトラフィックがないとき無効にされ、少ない待ち時間のトラフィックがあるとき有効にされ得る。

次に、ステップ236において、通信コントローラは、ステップ234において決定されたフィードバックスロット切り替えフラグを送信する。フィードバックスロット切り替えフラグは、フィードバックスロットの無効化または有効化を示す1ビットフラグであり得る。フィードバックスロット切り替えフラグは、ブロードキャスト、ユニキャスト、またはマルチキャストチャネルにおいて送られ得る。

そして、ステップ238において、通信コントローラは、UEにデータを送信し、UEからデータを受信する。TDDデータは、様々なTTIを用いて送信され、受信される。1つの実例において、フレームは、アップリンクおよびダウンリンクのために同じTTI構成を有する。その代わりに、アップリンクおよびダウンリンクフレームは、異なるTDD TTI構成を有する。異なるキャリアのために異なるTDD TTI構成があり得る。他の実例において、同じTDD TTI構成が異なるキャリアのために使用される。フレームは、図6、図7、図8、図9において例示されるもののような構造、または他のフレーム構造を有し得る。TTI分割は、フレームを構成するために使用され得る。

最後に、ステップ239において、通信コントローラはフィードバックスロットにおいて、フィードバックを送信し、受信する。UEは、それらがダウンリンクスロットにおいてデータの受信に成功したかどうかについてのフィードバックを提供する。また、通信コントローラは、通信コントローラがアップリンクデータの受信に成功したかどうかを示すフィードバックをUEに提供する。

いくつかの実施形態において、TDDフレーム構造における異なるTTI(またはサブフレーム)の長さの共存は、1つ以上の表に記載されることが可能である。実例が以下に与えられる。表において、TDDフレーム構造におけるTTIの長さの共存の異なる構成が掲載されている。各々の構成は、それにわたって、あるアップリンク/ダウンリンクの比が達成されることが可能である時間間隔におけるアップリンク(U)およびダウンリンク(D)TTIのパターンを示す。例えば、構成1は2:3のアップリンク/ダウンリンクの比を有する。構成2は1:4のアップリンク/ダウンリンクの比を有する。各々の構成は、また、ダウンリンクまたはアップリンクTTIセグメントにおいて共存することができる異なるTTIの長さを示す。例えば、構成1において、ダウンリンクセグメントは、2つのTTIの長さの共存を含む。1つのTTIの長さは、他のTTIの長さより2倍長い。より長いTTIが1 msの持続時間を有するならば、より短いTTIは0.5 msの持続時間を有する。

図11bは、UEを構成することに関与し得るシグナリングを例示する。ステップ1101において、通信コントローラは、TTI共存構成を示すために1つ以上のUEに構成インデックスを送信することができる。オプションの、ステップ1102において、通信コントローラは、異なるTTIの長さのリソース割り振り情報(例えば、サブバンド帯域幅サイズ)を送信し得る。オプションの、ステップ1103において、通信コントローラは、また、フィードバックスロット構成情報をUEに送信することができる。フィードバックスロット構成情報は、どのTTIの長さがフィードバックスロットとともに構成されるか、TTIの単位でのフィードバック遅延のようなフィードバックスロットタイミングを含み得る。いくつかの実施形態において、フィードバックスロット構成情報の1つ以上が予め定義されてもよく、明示的なシグナリングはUEに通知することが必要とされない。

他の実施形態において、TTI TDD構成(すなわち、時間間隔におけるダウンリンクおよびアップリンクTTIセグメントのパターン)が1つ以上の表において定義され、インデックス付けされる。表の各列はTTIセグメントを表わす。セグメントの長さは、TTIの長さを用いて拡張可能(整数倍)である。例えば、予め定義された関係は、次のように設定されることが可能である。セグメントは1つの長いTTI(例えば1 ms)に等しい、セグメントは2つの中間のTTI(例えば0.5 ms)に等しい、セグメントは4つの短いTTI(例えば0.25 ms)に等しい。その代わりに、セグメントの長さと複数のTTIの長さの1つとの間の関係が定義されることが可能である。そして、セグメントの長さとTTIの長さの残りとの間の関係は、異なるTTIの長さの間の拡張可能な関係に基づいて導き出されることが可能である。ネットワークは、まずUEにTTI TDD構成インデックスを示すことができる。ネットワークは、そしてUEにそのTTIの長さのインデックスおよびリソース割り振り情報を示すことができる。(TTIの長さのインデックスに基づく)構成されたTTIとセグメントの関係に基づいて、UEは正確なTDDフレーム構造(例えば、アップリンクまたはダウンリンクセグメントにおけるTTIの数)を決定することができる。この場合において、UEは、TTI TDD構成およびそれ自身の構成されたTTIの長さを知る必要があるだけであり、他のUEの構成されたTTIの長さを知る必要はない。

図11cは、UEを構成することに関与し得るシグナリングを例示する。ステップ1102において、通信コントローラは、アップリンク/ダウンリンクTTIセグメント構成を示すために、TDD TTI構成インデックスを1つ以上のUEに送信することができる。オプションの、ステップ1102において、通信コントローラは、インデックスの形式での構成されたTTIの長さおよびTTIの長さのリソース割り振り情報(例えば、サブバンド帯域幅サイズ)もまたUEに送信し得る。オプションの、ステップ1103において、通信コントローラは、また、フィードバックスロット構成情報をUEに送信することができる。フィードバックスロット構成情報は、どのTTIの長さがフィードバックスロットとともに構成されるか、TTIの単位でのフィードバック遅延のようなフィードバックスロットタイミングを含み得る。いくつかの実施形態において、フィードバックスロット構成情報の1つ以上が予め定義されてもよく、明示的なシグナリングはUEに通知することが必要とされない。

図12は、アップリンクまたはダウンリンクチャネルにおいてデータを伝送するためにTTIの長さを選択する方法のためのフローチャート240を例示する。他の方法は、他の要因を考慮し、かつ/またはデータ送信のためのTTIを選択するために使用され得るより多くのTTIの長さの指定子を有する。最初に、ステップ242において、方法は、データが少ない待ち時間を要求するかどうかを決定する。データの待ち時間要件は、データのトラフィックタイプに従って決定され得る。例えば、ビデオおよびモバイルゲームのようないくつかのトラフィックタイプは、少ない待ち時間レベルを要求し、一方、メッセージングおよび電子メールのような他のトラフィックタイプは、あまり厳しくない待ち時間要件を有し得る。データが少ない待ち時間を要求するとき、方法はステップ250に進み、短いTTIの長さを選択する。データが適度なまたは多い待ち時間を有し得るとき、方法はステップ244に進む。

ステップ244において、通信コントローラは、データのためのバッファサイズが小さいかどうかを決定する。データを記憶するためのバッファサイズは伝送されるデータの量を示し得る。大量のデータが伝送されるとき、より長いTTIの長さは、オーバーヘッドを最小化することによってより高いスループットレートを提供し得る。しかし、長いTTIの長さは、少量のデータのみが伝送されるとき有用でないことがある。例えば、長いTTIを満たすために十分なデータがないとき、中間のTTIがより効率的であり得る。データが小さいバッファサイズを有するとき、方法はステップ252に進み、中間のTTIの長さを選択する。データが大きいバッファサイズを有するとき、方法はステップ246に進む。

方法は、ステップ246においてユーザの移動性の特性を決定する。ユーザの移動性は、低い、中間、高い、またはたいへん高いであり得る。移動性の程度は、ネットワークの状態および/または無線通信デバイスの能力に相対的であり得る。ユーザの移動性の特性は、ユーザが動いているレートに対応し得る。例えば、より高い速度のレートで動いているユーザ、例えば、自動車の中で通信しているユーザは、比較的、より低い速度で動いているユーザ、例えば、公園を通って歩いているユーザより高い移動性の特性を有する。高度な移動ユーザはより少ない移動ユーザより不安定なチャネル状態を体験するので、ユーザの移動性の特性は、無線チャネルの安定性に高度に関係付けられる。さらに、無線チャネルの安定性は、リンクアダプテーションがより高い頻度のチャネル推定機会を通して改善され得る程度に大きく影響する。すなわち、適度から高い移動性の特性を有するユーザは、より高い頻度のチャネル推定機会から生じる強化されたリンクアダプテーションのために、中間または短いTTIの長さを使用するとき、より良いビットレートを達成し得る。これらのより高いビットレートは、長いTTIの長さを節約するオーバーヘッドにまさり得るので、それらのユーザのための全体のスループットを向上させ得る。しかし、速いリンクアダプテーション能力は、静止した、または遅く移動するユーザのためにあまり利益がないことがあり、なぜならそれらのユーザは比較的チャネル状態を体験するからである。結果として、低い移動性のユーザは、中間または少ないTTIの長さから導き出されるより速いリンクアダプテーション能力よりも、長いTTIの長さの低いオーバーヘッドの特質を利用することによってより高いスループットを導き出し得る。加えて、たいへん高い移動性の特性を有するユーザ、例えば、たいへん高い速度のレートで動いているユーザは、ビットレートを改善するために十分な正確さを有するチャネル推定を行うためにチャネル状態が速過ぎて変化していることがあるので、リンクアダプテーションから、わずかの利得しか導き出せない、ないし利得を導き出すことができないことがある。従って、たいへん高い移動性のユーザは、長いTTIの長さからより高いスループットを達成し得る。ユーザが適度から高い移動性を有するとき、方法は、中間のTTIの長さを選択するためにステップ252に進む。一方、ユーザが低いまたはたいへん高い移動性を有するとき、方法はステップ248に進み、長いTTIの長さを選択する。

図13は、UEによって行われる適応的TTIの方法のためのフローチャート290を例示する。最初に、ステップ292において、UEはTDD TTI構成情報を通信コントローラから受信する。TDD TTI構成情報は、アップリンクおよびダウンリンク方向のパターンを含み得る。それは、また、トラフィックタイプに基づく異なるTTIの構成を含み得る。TDD TTI構成は、より高いレイヤのシグナリングにおいて半静的にブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストチャネルにおいて受信され得る。

次に、ステップ294において、UEは、フィードバックスロット構成情報を通信コントローラから受信する。フィードバックスロット構成は、情報であって、その情報においてシステムにおけるTTIの長さがフィードバックスロットとともに構成される情報、およびオプションでフィードバックタイミング情報、例えばTTIの単位でのフィードバック遅延を含み得る。フィードバックスロット構成は、より高いレイヤのシグナリングにおいて半静的に受信され得る。その代わりに、UEは、そのような構成が予め定義されるとき、黙示的にフィードバックスロット構成を受信する。

そして、ステップ296において、UEは、フィードバックスロット切り替えフラグを通信コントローラから受信する。フィードバックスロット切り替えフラグは、フィードバックスロットがある期間について、例えば無線フレームについてターンオンされるか、またはターンオフされるかを示す。フィードバックスロット切り替えフラグは、ブロードキャスト物理チャネルを介して1ビットフラグとして受信され得る。また、フィードバックスロット切り替えフラグは、周期的に、例えば無線フレーム毎に受信され得る。

UEは、ステップ298において、TDD TTI間隔においてデータを送信し、受信する。TDD TTI間隔は、フレーム、複数のフレーム、または他のより大きい間隔の単位であり得る。フレームのTDD TTI構成は、ステップ292において受信されたTDD TTI構成に基づく。UEは、アップリンクセグメントにおいてデータをアップロードし、ダウンリンクセグメントにおいてデータをダウンロードする。

ステップ300において、UEは、TDD TTI間隔のTTIにおいてHARQフィードバックを通信コントローラに送信する。HARQフィードバックは、ステップ298において受信されたデータに基づく。データが成功して受信されたとき、ackが送信され、データが成功して受信されなかったとき、nackが送信される。HARQ ACK/NACKは、ステップ294において受信されたフィードバックスロット構成および/またはフィードバックタイミング情報に基づいて送信される。HARQ ACK/NACKは、フィードバックスロットが有効にされたことをフィードバックスロット切り替えフラグが示すときフィードバックスロットにおいて送信され、フィードバックスロットが無効にされたことをフィードバックスロット切り替えフラグが示すとき逆方向のための通常のTTIにおいて送信される。また、UEは、アップリンクデータに基づいてフィードバックを通信コントローラから受信する。

図14は、ここで開示されるデバイスおよび方法を実装するために使用され得る処理システム270のブロック図を例示する。特定のデバイスは、表わされている構成要素のすべて、または構成要素の部分集合のみを利用してもよく、統合のレベルは、デバイス毎に変わってもよい。さらに、デバイスは、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機、等のような構成要素の複数の事例を含み得る。処理システムは、マイクロホン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、および類似のもののような1つ以上の入力デバイスが設けられた処理ユニットを含み得る。また、処理システム270は、スピーカ、プリンタ、ディスプレイ、および類似のもののような1つ以上の出力デバイスが設けられ得る。処理ユニットは、バスに接続された中央処理ユニット(central processing unit (CPU))274、メモリ276、大容量記憶デバイス278、ビデオアダプタ280、およびI/Oインタフェース288を含み得る。

バスは、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺機器バス、ビデオバス、または類似のものを含むいずれかのタイプのいくつかのバスアーキテクチャの1つ以上であり得る。CPU 274は、いずれかのタイプの電子データプロセッサを含み得る。メモリ276は、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(static random access memory (SRAM))、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(dynamic random access memory (DRAM))、同期DRAM(synchronous DRAM (SDRAM))、リード・オンリ・メモリ(read-only memory (ROM))、それらの組み合わせ、または類似のもののようないずれかのタイプの非一時的システムメモリを含み得る。実施形態において、メモリは、ブートアップにおける使用のためのROM、プログラムを実行する間の使用のためのプログラムおよびデータ記憶のためのDRAMを含み得る。

大容量記憶デバイス278は、データ、プログラム、および他の情報を記憶し、バスを介してデータ、プログラム、および他の情報をアクセス可能にするように構成されたいずれかのタイプの非一時的記憶デバイスを含み得る。大容量記憶デバイス278は、例えば、ソリッド・ステート・ドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ、または類似のものの1つ以上を含み得る。

ビデオアダプタ280およびI/Oインタフェース288は、外部の入力および出力デバイスを処理ユニットに結合するためにインタフェースを提供する。例示されるように、入力および出力デバイスの実例は、ビデオアダプタに結合されたディスプレイおよびI/Oインタフェースに結合されたマウス/キーボード/プリンタを含む。他のデバイスは、処理ユニットに結合されてもよく、追加のまたはより少ないインタフェースカードが利用されてもよい。例えば、(図示されない)シリアルインタフェースカードがプリンタのためのシリアルインタフェースを提供するために使用され得る。

処理ユニットは、また、イーサネット(登録商標)ケーブルまたは類似のもののような有線リンク、および/またはアクセスノードまたは異なるネットワークへの無線リンクを含み得る1つ以上のネットワークインタフェース284を含む。ネットワークインタフェース284は、処理ユニットがネットワークを介してリモートユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインタフェースは、1つ以上の送信機/送信アンテナおよび1つ以上の受信機/受信アンテナを介して無線通信を提供し得る。実施形態において、処理ユニットは、データ処理、および他の処理ユニット、インターネット、リモート記憶設備、または類似のもののようなリモートデバイスとの通信のためにローカルエリアネットワークまたは広域ネットワークに結合される。

本開示においていくつかの実施形態が開示されたが、開示されたシステムおよび方法は、本開示の思想および範囲から逸脱せずに他の多くの特定の形式で具現化され得ることが理解されるべきである。本実例は、例示的であり限定的でないと考えられるべきであり、意図はここに与えられた詳細に限定されない。例えば、様々な要素または構成要素は、他のシステムに組み合わされ、または統合されてもよく、またはある特徴は、省略され、または実装されなくてもよい。

加えて、様々な実施形態において別々のものまたは分離したものとして記載され、例示された技術、システム、サブシステム、および方法は、本開示の範囲から逸脱せずに、他のシステム、モジュール、技術、または方法と組み合わされ、または統合されてもよい。結合され、または直接に結合され、または互いと通信するものとして表わされ、または論じられた他の事項は、電気的であろうと、機械的であろうと、またはそれ以外であろうと、間接に結合され、またはいくつかのインタフェース、デバイス、または中間の構成要素を通して通信し得る。変更、代替、および改変の他の実例は、この技術分野の当業者によって確認可能であり、ここに開示された思想および範囲から逸脱せずに行われることが可能である。

100 ネットワーク 102 通信コントローラ 104、105 UE 106 カバレッジエリア 108 バックホールネットワーク 110 システム 112、114 通信コントローラ 116、118、120 UE