(57)【要約】【課題】ＣＡする端末が、複数のＣＣの送信信号をＣＣの数よりも少ないＰＡで送信する場合でも、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ効率の高い通信を行なう。【解決手段】複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置であって、キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器を有する合成部１１５と、各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出する所要送信電力算出部１０５−１〜１０５−５と、許容最大送信電力を設定する許容最大送信電力設定部１０９と、許容最大送信電力と所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するＰＨ算出部１０７−１〜１０７−５と、を備える。【選択図】図１
2011077996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置であって、
前記キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器と、
前記各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出する所要送信電力算出部と、
許容最大送信電力を設定する許容最大送信電力設定部と、
前記許容最大送信電力と前記所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するＰＨ算出部と、を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記許容最大送信電力設定部は、使用するキャリアコンポーネント数に応じて、前記各キャリアコンポーネントにおいて一律に許容最大送信電力を設定することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記許容最大送信電力設定部は、前記各キャリアコンポーネントのＱｏＳ（Quality Of Service）に応じて、前記キャリアコンポーネント毎に許容最大送信電力を設定することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
前記所要送信電力算出部が出力する所要送信電力値を合計して所要送信電力合計値を出力する所要送信電力合計部をさらに備え、
前記ＰＨ算出部は、
前記許容最大送信電力と前記所要送信電力合計値とのＰＨを算出することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項５】
前記ＰＨ算出部が出力する情報に、前記増幅器を識別する増幅器情報を付加する増幅器情報付加部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項６】
前記ＰＨ算出部は、ＰＨを示す６ビットの情報を出力し、
前記増幅器情報付加部は、前記ＰＨ算出部が出力する６ビットの情報に、前記増幅器を識別する２ビットの情報を付加することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
【請求項７】
伝搬路状態に応じて使用する増幅器を決定する使用増幅器決定部をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の送信装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載の送信装置から前記増幅器情報を受信し、
前記増幅器情報に基づいて、前記各キャリアコンポーネントが送信された増幅器を識別することを特徴とする受信装置。
【請求項９】
複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置および前記送信装置から送信された情報を受信する受信装置から構成される通信システムであって、
前記送信装置は、
前記キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器と、
前記各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出する所要送信電力算出部と、
許容最大送信電力を設定する許容最大送信電力設定部と、
前記許容最大送信電力と前記所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するＰＨ算出部と、
前記ＰＨ算出部が出力する情報に、前記増幅器を識別する増幅器情報を付加する増幅器情報付加部と、を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記増幅器情報を受信し、
前記増幅器情報に基づいて、前記各キャリアコンポーネントが送信された増幅器を識別することを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器を有し、複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置の送信方法であって、
前記各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出するステップと、
使用するキャリアコンポーネント数に応じて、前記各キャリアコンポーネントにおいて一律に許容最大送信電力を設定するステップと、
前記許容最大送信電力と前記所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ以上のキャリアコンポーネントを用いて無線通信を行ないつつ、効率的に送信電力制御をする無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでは、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して通信を行なうことが可能である。
【０００３】
伝送方式としては、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されている。ＯＦＤＭは、ＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク電力対平均電力比）の高い通信方式であり、送信機にＡ級電力増幅器（Power Amplifier、PA）が必要となるが、基地局は送信機の規模をそれほど考慮する必要がないため、ＬＴＥの下りリンクにおいて採用が決まっている。一方、ＬＴＥの上りリンク（端末から基地局への通信）では、端末のコストや規模が重要であるため、ＰＡＰＲが低く、周波数スケジューリングによるマルチユーザダイバーシチ効果が得られるＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。
【０００４】
また上りリンクでは、端末の消費電力を抑えることや、他セルへの与干渉を低減することを目的として、送信電力制御（Transmit Power Control、TPC）を行なう。非特許文献１に規定される上りリンクのデータ通信に使用される送信電力値を決定するために用いられる式を示す。
【０００５】
【数１】
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（１）式において、ＰＵＳＣＨとはＰｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌの略であり、上りリンクのデータを送信する物理チャネルを示す。Ｐｐｕｓｃｈ（ｉ）は、第ｉフレームにおける送信電力値を示す。ｍｉｎ{X,Y}はＸ、Ｙのうち最小値を選択するための関数である。Ｐｏ＿ｐｕｓｃｈ（ｊ）は、ＰＵＳＣＨの基本となる送信電力、ｊは伝送モードを表す変数であり、上位層から指定される値である。Ｍｐｕｓｃｈ（ｉ）はデータチャネルの送信に使用されるリソースブロック（RB:端末が基地局にアクセスする単位）数を示し、使用されるＲＢ数が多くなるに従って、送信電力が大きくなることを示している。また、ＰＬはパスロスを示し、α（ｊ）はパスロスに乗算する係数であり、上位層により指定される。ΔＴＦ（ｉ）は変調方式等によるオフセット値であり、ｆ（ｉ）は基地局から制御信号で算出されるオフセット値（閉ループによる送信電力制御値）である。また、ＰＣＭＡＸは許容最大送信電力値であり、物理的な最大送信電力である場合や、上位層から指定される場合がある。
【０００６】
また、端末が許容最大送信電力ＰＣＭＡＸに対してどの程度の余裕を持って送信を行なっているかを基地局が認識するために、端末はパワーヘッドルーム（Power Headroom、PH)と呼ばれる、端末の許容最大送信電力から所要送信電力を減算した値を、端末は基地局に通知するシステムになっている。ＰＨは非特許文献１において（２）式で定義される。
【０００７】
【数２】
2011077996.tif 000004
ＰＨは１ｄＢ刻みの−２３ｄＢ〜４０ｄＢの値に丸め込まれ、物理層から上位層へ通知され、基地局に送信される。ＰＨが正ということは、端末のＰＡ（Power Amplifier）に余裕があることを示し、ＰＨが負ということは、端末が許容最大送信電力を超える送信電力を基地局から要求されているが、端末は許容最大送信電力で送信している状態を示している。基地局はＰＨによって、端末が使用する帯域幅や、変調方式等を決定する。
【０００８】
さらに近年、ＬＴＥシステムを発展させたＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（LTE-A）システムの標準化が開始されている。ＬＴＥ−Ａでは、ＳＣ−ＦＤＭＡに加えて、ＲＢの離散配置を許容するＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing）の採用も決まっている。またＬＴＥ−Ａでは、ＬＴＥとの後方互換性を保ちつつ、最大１００ＭＨｚの周波数帯域を用いて通信を行なうことが可能となる。そのためＬＴＥ−Ａでは、２０ＭＨｚのＬＴＥシステムを最大５つ周波数軸に並べて最大１００ＭＨｚの周波数帯域をサポートすることになっている。各２０ＭＨｚ帯域は、キャリアコンポーネント（Carrier component、CC）と呼ばれ、２０ＭＨｚ以上の周波数帯域を用いるＬＴＥ−Ａ端末は、複数（最大５つ）のＣＣを用いて通信を行ない、ＬＴＥ端末は複数のＣＣのうち、１つを用いて通信を行なうことになる。さらに、送信電力制御はＣＣ毎に独立して行なわれることが考えられる。なお、複数のＣＣを用いて通信を行なうことをキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation、CA）と呼ぶ。ＣＡを行なう際、ＣＣ毎にＰＡを持つ場合、ＣＣ毎にＴＰＣを行なえばよく、ＣＣ毎にＰＨを基地局に通知すればよいため、問題は生じない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】3GPP TS 36.213
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、複数のＣＣの送信信号を一つのＰＡで送信することを考えた場合、端末がＣＣ毎にＴＰＣを行ない、ＰＨを基地局に通知すると、各ＣＣでＰＨの値が異なるため、端末が使用する帯域幅や、変調方式等を基地局が決定する際に問題となる。また、例えば３つ以上のＣＣを２つのＰＡによって送信することを考えた場合、どのＣＣが同一のＰＡを用いて送信されているかを基地局が認識できる必要がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＣＡを行なう端末が、複数のＣＣの送信信号をＣＣの数よりも少ないＰＡで送信する場合でも、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ効率の高い通信を行なうことができる送信装置、受信装置、通信システムおよび送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の送信装置は、複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置であって、前記キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器と、前記各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出する所要送信電力算出部と、許容最大送信電力を設定する許容最大送信電力設定部と、前記許容最大送信電力と前記所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するＰＨ算出部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このように、送信装置は、各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出するとともに、許容最大送信電力を設定し、許容最大送信電力と所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するので、実際の送信電力とＰＨのミスマッチが生じることがなくなり、送信装置が送信を行なう際、ＰＡの性能を超えた電力が入力され、送信信号に歪みが生じることがなくなる。また、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、実際の送信電力を考慮した送信を行なうことができる。
【００１４】
（２）また、本発明の送信装置において、前記許容最大送信電力設定部は、使用するキャリアコンポーネント数に応じて、前記各キャリアコンポーネントにおいて一律に許容最大送信電力を設定することを特徴とする。
【００１５】
このように、送信装置は、使用するキャリアコンポーネント数に応じて、各キャリアコンポーネントにおいて一律に許容最大送信電力を設定するので、比較的単純な計算方法で、全てのキャリアコンポーネント所要送信電力の合計が許容最大送信電力を必ず下回るように、キャリアコンポーネント許容最大送信電力を設定することができる。
【００１６】
（３）また、本発明の送信装置において、前記許容最大送信電力設定部は、前記各キャリアコンポーネントのＱｏＳ（Quality Of Service）に応じて、前記キャリアコンポーネント毎に許容最大送信電力を設定することを特徴とする。
【００１７】
このように、各キャリアコンポーネントのＱｏＳ（Quality Of Service）に応じて、キャリアコンポーネント毎に許容最大送信電力を設定するので、キャリアコンポーネントによって扱うデータのＱｏＳが異なる場合でも所望の通信品質を満足できる。
【００１８】
（４）また、本発明の送信装置において、前記所要送信電力算出部が出力する所要送信電力値を合計して所要送信電力合計値を出力する所要送信電力合計部をさらに備え、前記ＰＨ算出部は、前記許容最大送信電力と前記所要送信電力合計値とのＰＨを算出することを特徴とする。
【００１９】
このように、送信装置は、許容最大送信電力と所要送信電力合計値とのＰＨを算出するので、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、各ＣＣにおいて所要送信電力に偏りがある場合においても、ＰＡの性能を効率的に用いた通信を行なうことができる。
【００２０】
（５）また、本発明の送信装置において、前記ＰＨ算出部が出力する情報に、前記増幅器を識別する増幅器情報を付加する増幅器情報付加部をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
このように、送信装置が、ＰＨに関する情報に、増幅器を識別する増幅器情報を付加するので、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、受信装置がどのＣＣが同一のＰＡによって送信されたかを識別できるようになる。この結果、受信装置が送信装置に通知するＴＰＣコマンドを、同一のＰＡが用いられていることを考慮して決定できるため、効率的なＴＰＣが可能となる。
【００２２】
（６）また、本発明の送信装置において、前記ＰＨ算出部は、ＰＨを示す６ビットの情報を出力し、前記増幅器情報付加部は、前記ＰＨ算出部が出力する６ビットの情報に、前記増幅器を識別する２ビットの情報を付加することを特徴とする。
【００２３】
このように、送信装置は、ＰＨに関する６ビットの情報に、増幅器を識別する２ビットの情報を付加するので、ＰＨを１バイト（８ビット）に保つことができる。この結果、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、制御情報も増加させることなく、ＰＡ情報を付加できることになる。
【００２４】
（７）また、本発明の送信装置において、伝搬路状態に応じて使用する増幅器を決定する使用増幅器決定部をさらに備えることを特徴とする。
【００２５】
このように、送信装置は、伝搬路状態に応じて使用する増幅器を決定するので、伝搬状態が時間変動した場合においても、適応的に対応できる。
【００２６】
（８）また、本発明の受信装置は、（５）から（７）のいずれかに記載の送信装置から前記増幅器情報を受信し、前記増幅器情報に基づいて、前記各キャリアコンポーネントが送信された増幅器を識別することを特徴とする。
【００２７】
このように、受信装置は、増幅器情報に基づいて、各キャリアコンポーネントが送信された増幅器を識別するので、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、受信装置は、どのＣＣが同一のＰＡによって送信されたかを識別できるようになる。この結果、受信装置は、送信装置に通知するＴＰＣコマンドを、同一のＰＡが用いられていることを考慮して決定できるため、効率的なＴＰＣが可能となる。
【００２８】
（９）また、本発明の通信システムは、複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置および前記送信装置から送信された情報を受信する受信装置から構成される通信システムであって、前記送信装置は、前記キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器と、前記各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出する所要送信電力算出部と、許容最大送信電力を設定する許容最大送信電力設定部と、前記許容最大送信電力と前記所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するＰＨ算出部と、前記ＰＨ算出部が出力する情報に、前記増幅器を識別する増幅器情報を付加する増幅器情報付加部と、を備え、前記受信装置は、前記送信装置から前記増幅器情報を受信し、前記増幅器情報に基づいて、前記各キャリアコンポーネントが送信された増幅器を識別することを特徴とする。
【００２９】
このように、送信装置は、ＰＨに関する情報に、増幅器を識別する増幅器情報を付加するので、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、受信装置がどのＣＣが同一のＰＡによって送信されたかを識別できるようになる。この結果、受信装置が送信装置に通知するＴＰＣコマンドを、同一のＰＡが用いられていることを考慮して決定できるため、効率的なＴＰＣが可能となる。
【００３０】
（１０）また、本発明の送信方法は、キャリアコンポーネント数よりも少数の増幅器を有し、複数のキャリアコンポーネントを用いて情報を送信する送信装置の送信方法であって、前記各キャリアコンポーネントにおける所望の送信電力をそれぞれ算出するステップと、使用するキャリアコンポーネント数に応じて、前記各キャリアコンポーネントにおいて一律に許容最大送信電力を設定するステップと、前記許容最大送信電力と前記所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００３１】
このように、送信装置は、使用するキャリアコンポーネント数に応じて、各キャリアコンポーネントにおいて一律に許容最大送信電力を設定し、許容最大送信電力と所要送信電力とのＰＨ（Power Headroom）を算出するので、比較的単純な計算方法で、全てのキャリアコンポーネント所要送信電力の合計が許容最大送信電力を必ず下回るように、キャリアコンポーネント許容最大送信電力を設定することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＣＡするＬＴＥ−Ａ端末が、使用するＣＣ数よりもＰＡの数が少ない場合においても、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、効率の高い通信を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】各ＣＣにおける送信電力と許容最大送信電力ＰＣＭＡＸの関係を示した図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態において、各ＣＣにおける送信電力と補正した許容最大送信電力ＰＣＭＡＸの関係を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る送信装置のＰＨ算出方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】本発明の第４の実施形態に関して、時刻ｔにおいて、各ＣＣがどのＰＡで送信されるかを示す図である（CC数が３、PA数が２の場合）。
【図７Ｂ】本発明の第４の実施形態に関して、時刻ｔ＋Ｔにおいて、各ＣＣがどのＰＡで送信されるかを示す図である（CC#3の所要送信電力が増加し、３つのCCの中で最も所要送信電力が高くなった場合）。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
［第１の実施形態］
第１の実施形態として、１つの電力増幅器（PA:Power Amplifier）が複数のＣＣ（Carrier Componentの略であり、本実施形態ではＣＣ数を５として説明する）の信号を増幅して送信する場合のＰＨの通知方法について説明を行なう。
【００３６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。通常、上りリンクの通信に使用する変調方式、符号化率、使用ＲＢ情報、ＴＰＣコマンド等の制御情報は、下りリンクの物理チャネルであるＰＤＣＣＨを用いて基地局から端末へ送信される。受信アンテナ部１０１では、受信したＰＤＣＣＨをＣＣ＃１ＰＤＣＣＨ受信部１０３−１〜ＣＣ＃５ＰＤＣＣＨ受信部１０３−５に入力する。各ＰＤＣＣＨ受信部１０３は、所要送信電力の算出に必要な制御情報をそれぞれのＰＤＣＣＨ受信部１０３に対応する所要送信電力算出部１０５に入力する。各所要送信電力算出部１０５では、ＰＤＣＣＨによって送信される、変調方式や使用帯域幅、伝送方式（SC-FDMAまたはClustered DFT-S-OFDM）、ＴＰＣコマンド、端末が下りリンクの受信電力から推定するパスロスＰＬ、上位層から通知されるパスロスに乗算する係数α等によって、基地局において所定の通信品質を満たすための送信電力Ｐｒｅｑが（１）式に基づいて算出される。各所要送信電力算出部１０５の出力するＰｒｅｑは、各ＰＨ算出部１０７に入力される。
【００３７】
ここで各ＰＨ算出部１０７の処理について説明する。ＬＴＥにおいてＰＨは（２）式によって算出される。本実施形態において、許容最大送信電力ＰＣＭＡＸはＣＣ許容最大送信電力設定部（許容最大送信電力設定部）１０９から通知される。ここで、各ＣＣにおいて許容最大送信電力ＰＣＭＡＸで送信を行なうと、合計として許容最大送信電力を上回ってしまうという問題がある。
【００３８】
図２Ａは、各ＣＣにおける送信電力と許容最大送信電力ＰＣＭＡＸの関係を示した図である。例えば図２Ａのように、ＬＴＥのようなＣＣを１つしか用いない場合の許容最大送信電力ＰＣＭＡＸを、そのまま複数のＣＣを使用する場合に適用すると、各ＣＣで送信電力がＰＣＭＡＸとなるようにＴＰＣが行なわれる可能性がある。その結果、ＰＡの持つ線形領域を超えた電力がＰＡに入力され、送信信号が歪んでしまう上、他セルへの与干渉を増大させてしまう。
【００３９】
そこで本実施形態では、図１の使用ＣＣ数通知部１１１がＰＡのサポートするＣＣの数をＣＣ許容最大送信電力設定部１０９に通知し、ＣＣ許容最大送信電力設定部１０９は（３）式を基に、ＣＣ毎の許容最大送信電力ＰＣＣを決定する。
【００４０】
【数３】
2011077996.tif 000005
ここでＰＣＭＡＸは各端末における全ＣＣ合計の許容最大送信電力値であり、物理的な最大送信電力である場合や、上位層から指定される場合がある。またＸは、使用ＣＣ数通知部１１１から通知される使用ＣＣ数によって決定される値であり、例えば表１に記載している数値を用いる。
【００４１】
【表１】
2011077996.tif 000006
図２Ｂは、本発明の第１の実施形態において、各ＣＣにおける送信電力と補正した許容最大送信電力ＰＣＭＡＸの関係を示した図である。図２Ｂは、３つのＣＣを１つのＰＡで送信する例を示している。３つのＣＣを用いているため、表１より、Ｘ＝４．７７を用いる。この結果、ＣＣ許容最大送信電力設定部１０９では、ＰＣＭＡＸ−Ｘを許容最大送信電力として各ＰＨ算出部１０７に許容最大送信電力を通知することになる。各ＣＣの送信電力はＰＣＭＡＸ−４．７７（=PCMAX/3）を超えることがなくなるため、３つのＣＣを合計した送信電力はＰＣＭＡＸを必ず下回ることになる。その結果、ＰＡの出力信号を歪ませることなく、信号の送信が可能となる。
【００４２】
ＰＨ算出部１０７では、入力されたＣＣ毎の許容最大送信電力Ｐｃｃと所要送信電力Ｐｒｅｑを用いて、第ｉフレームのＰＨ（ｉ）を（４）式に基づいて算出する。
【００４３】
【数４】
2011077996.tif 000007
図３は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置のＰＨ算出方法を示すフローチャートである。まず、各コンポーネントキャリアにおける所望の送信電力をそれぞれ算出する（ステップＳ１０１）。次に、使用するキャリアコンポーネント数に応じて、各キャリアコンポーネントにおいて一律にＣＣ許容最大送信電力を設定する（ステップＳ１０２）。続いて、ＣＣ許容最大送信電力と所要送信電力とのＰＨを算出する（ステップＳ１０３）。
【００４４】
移動端末は、ＰＨのレポートの際には、算出したＰＨレポートが対応するコンポーネントキャリアでＰＨレポートを送信し、基地局は、ＰＨレポートが送信されたコンポーネントキャリアからＰＨレポートが対応するコンポーネントキャリアを識別するようにしてもよい。または、移動端末は、ＰＨのレポートの際には、算出したＰＨレポートが対応するコンポーネントキャリアを示す情報を含めてＰＨレポートを送信し、基地局は、ＰＨレポートに含まれるコンポーネントキャリアを示す情報からＰＨレポートが対応するコンポーネントキャリアを識別するようにしてもよい。または、移動端末は、ＰＨのレポートの際には、算出すべきすべてのコンポーネントキャリアのＰＨレポートを含めて送信し、基地局は、ＰＨレポートに含まれる各コンポーネントキャリアのＰＨレポートを取得するようにしてもよい。
【００４５】
なお本実施形態では、Ｘは移動端末において決定し、ＰＨの算出に使用する場合について説明したが、基地局が、Ｘを考慮したＣＣ毎の許容最大送信電力（つまり、PCC）を端末に通知する場合も、本質的に同様である。
【００４６】
このように使用するＣＣの数に応じて、許容最大送信電力に補正を行なうことによって、実際の送信電力とＰＨのミスマッチが生じることがなくなるため、端末が送信を行なう際、ＰＡの性能を超えた電力が入力され、送信信号に歪みが生じることがなくなる。
【００４７】
また、図１では使用するＣＣに応じて一律の補正値を与えたが、必ずしも一律である必要はない。例えば、一般にアンテナの周波数利得は一定ではないため、アンテナ利得の高い周波数（CC）では、大きな補正値Ｘを与えても、所要の通信品質を保つことができる。またＣＣによって扱うデータのＱｏＳ（Quality Of Service）が異なる可能性がある。ＱｏＳが高いＣＣでは、小さな補正値Ｘを与えることで、所望の通信品質を満足できる。このように、補正値Ｘは各ＣＣで一定ではなく、ＣＣ毎に異なる固定値である場合や、ＱｏＳに応じて、変更される場合もある。
【００４８】
次に、各ＰＨ算出部１０７で算出されたＰＨはそれぞれＣＣ＃１ＰＵＳＣＨ送信部１１３−１〜ＣＣ＃５ＰＵＳＣＨ送信部１１３−５に入力される。各ＰＵＳＣＨ送信部１１３では、入力されたＰＨを物理層から上位層に伝達した後、上りリンクのデータを伝送するための物理チャネルであるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）を用いて基地局に伝送される。各ＰＵＳＣＨ送信部１１３の出力（時間信号）は合成部１１５に入力され、合成（加算）が行なわれる。合成部１１５の処理はＤ／Ａ変換後でもよいし、前であってもよい。合成部１１５の出力は送信アンテナ部１１７から、基地局へ送信される。なお、本明細書では、合成部１１５は、増幅器を有しているものとする。
【００４９】
基地局は受信したＰＨによって、各端末の各ＣＣにおける使用ＲＢ数や変調方式、さらには伝送方式（ＳＣ−ＦＤＭＡあるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ）を決定することができる。
【００５０】
このように、複数のＣＣをサポートするＰＡがある場合の端末の各ＣＣのＰＨ算出部１０７において、上りリンクで使用するＣＣの数や、各ＣＣで扱うデータのＱｏＳによって許容最大送信電力に補正をつけることによって、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、実際の送信電力を考慮した送信を行なうことができる。
【００５１】
［第２の実施形態］
第１の実施形態は、各ＣＣのＰＨ算出部１０７において、上りリンクで使用するＣＣの数を端末が認識し、ＣＣ毎に許容最大送信電力を決定することによって、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、全ＣＣ合計の許容最大送信電力を考慮した通信が可能となる。しかしながら、すべてのＣＣに一定の補正を加えるため、送信電力制御に無駄が生じる場合がある。そこで本実施形態では、実際に各ＣＣで用いる電力を考慮してＰＨを算出する方法について示す。
【００５２】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。受信アンテナ部１０１では、受信したＰＤＣＣＨの信号をＣＣ＃１ＰＤＣＣＨ受信部１０３−１〜ＣＣ＃５ＰＤＣＣＨ受信部１０３−５に入力する。各ＰＤＣＣＨ受信部１０３は、所要送信電力の算出に必要な制御情報を各所要送信電力算出部１０５に入力する。各所要送信電力算出部１０５では、入力された制御情報を基に、各ＣＣにおける所要送信電力を算出し、所要送信電力合計部２０１に通知する。
【００５３】
所要送信電力合計部２０１では、各所要送信電力算出部１０５から入力された電力の合計値Ｐｒｅｑを算出する処理が行なわれる。ｋ番目のＣＣの所要送信電力がＰｋ（dBm）であったとすると、合計電力Ｐｒｅｑ（dBm）は（５）式で表わされる。
【００５４】
【数５】
2011077996.tif 000008
算出した所要送信電力Ｐｒｅｑは、ＰＨ算出部２０３に入力される。ＰＨ算出部２０３は、許容最大送信電力設定部２０５から入力される許容最大送信電力ＰＣＭＡＸから、入力された所要送信電力Ｐｒｅｑを減算し、ＰＨを算出する。得られたＰＨは、共通の値として、ＣＣ＃１ＰＵＳＣＨ送信部１１３−１〜ＣＣ＃５ＰＵＳＣＨ送信部１１３−５に入力される。
【００５５】
各ＰＵＳＣＨ送信部１１３は、入力されたＰＨを物理層から上位層に伝達した後、ＰＵＳＣＨを用いて基地局に伝送される。各ＰＵＳＣＨ送信部１１３の出力（時間信号）は合成部１１５に入力され、合成（加算）が行なわれる。合成部１１５の処理はＤ／Ａ変換後でもよいし、前であってもよい。合成部１１５の出力は送信アンテナ部１１７から、基地局へ送信される。
【００５６】
基地局は受信したＰＨによって、各端末の各ＣＣにおける使用ＲＢ数や変調方式や、伝送方式（ＳＣ−ＦＤＭＡあるいはＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ）を決定することができる。
【００５７】
このように、複数のＣＣをサポートするＰＡがある場合の端末において、使用するＣＣの所要送信電力を合計し、許容最大送信電力から減算するＰＨ算出部２０３を設け、各ＣＣで同一のＰＨを用いることによって、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、各ＣＣにおいて所要送信電力に偏りがある場合においても、ＰＡの性能を効率的に用いた通信を行なうことができる。
【００５８】
［第３の実施形態］
上記実施形態では、端末がＰＡを一つ持ち、使用するすべてのＣＣを一つのＰＡでサポートすることを前提に説明を行なったが、実際には、端末が複数のＰＡを持つものの、使用するＣＣの数よりＰＡの数の方が少ない場合が考えられる。この時、基地局がどのＣＣが同じＰＡによって送信されているかを認識できないと、適切な制御ができない可能性が生じる。しかし、移動端末がどのＣＣが同じＰＡによって送信するのかを基地局に通知するための制御情報を改めて定義すると、制御情報が増加してしまうため、上りリンクの周波数利用効率が低下してしまう。そこで、本実施形態では、ＬＴＥの制御情報量を増加させることなく、使用ＰＡに関する情報を端末が基地局に通知する方法を示す。
【００５９】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。受信アンテナ部１０１では、受信したＰＤＣＣＨの信号をＣＣ＃１ＰＤＣＣＨ受信部１０３−１〜ＣＣ＃５ＰＤＣＣＨ受信部１０３−５に入力する。各ＰＤＣＣＨ受信部１０３は、所要送信電力の算出に必要な制御情報を各所要送信電力算出部１０５に入力する。各所要送信電力算出部１０５では、入力された制御情報を基に、各ＣＣにおける所要送信電力をＰＨ算出部３０１に入力する。図５ではＣＣ＃１〜＃３は第１のＰＡを用い、ＣＣ＃４、＃５は第２のＰＡを用いる例を示している。したがってＣＣ＃１所要送信電力算出部１０５−１〜ＣＣ＃３所要送信電力算出部１０５−３の出力は第１のＰＡのＰＨ算出部３０１−１に入力され、ＣＣ＃４所要送信電力算出部１０５−４およびＣＣ＃５所要送信電力算出部１０５−５の出力は第２のＰＡのＰＨ算出部３０１−２に入力される。
【００６０】
各ＰＨ算出部３０１では、各所要送信電力算出部１０５から入力される所要送信電力によって、第１の実施形態の算出法、あるいは第２の実施形態の算出法によってＰＨを算出する。ＬＴＥにおけるＰＨの値は、１ｄＢ刻みの−２３〜４０ｄＢの最も近い値に四捨五入されるため、６ビットの系列となる。得られたＰＨはそれぞれ第１のＰＡ情報付加部（増幅器情報付加部）３０３−１、第２のＰＡ情報付加部３０３−２に入力される。第１のＰＡ情報付加部３０３−１および第２のＰＡ情報付加部３０３−２では、入力されたＰＨに対して、どのＰＡによって、送信されるかという情報（以下、PA情報と呼ぶ）を付加する処理が行なわれる。たとえばＬＴＥ−Ａでは最大５つのＣＣを用いて通信を行なうため、ＰＡが５つあることを考えると、ＰＡ情報を通知するのに、３ビットの制御情報を付加する必要がある（５≦２３）。新たな制御情報を定義すると、ＬＴＥとの互換性が損なわれるという問題も生じてしまう。したがって、ＬＴＥとの互換性を維持しつつ、ＰＡ情報を付加することが望まれる。
【００６１】
ＬＴＥにおけるＰＨの値は、１ｄＢ刻みの−２３〜４０ｄＢであり、６４値であるため、６ビットで構成されている。しかしながらＰＨは、１バイト（８ビット）で定義されるため、ＬＴＥのＰＨを含む１バイトのうち上位２ビットは、ＬＴＥでは使用せず、“００”に固定されている。
【００６２】
そこで、未使用の２ビットをＰＡ情報に用いることを考える。１つのＰＡで１つのＣＣを送信する場合には、上位２ビットとして“００”を送信する。また１つのＰＡで３つ以上のＣＣを送信する場合には、上位２ビットとして“１１”を送信する。１つのＰＡで２つのＣＣを送信する場合には、上位２ビットとして“０１”あるいは“１０”を送信する。上記の考えの例を表２に示す。例１は図５のように、ＣＣ＃１〜ＣＣ＃３を第１のＰＡによって送信し、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５を第２のＰＡによって送信する場合であり、第１のＰＡ情報付加部３０３−１において上位２ビットとして“１１”を付加し、第２のＰＡ情報付加部３０３−２において上位２ビットとして“０１”を付加することを示している。基地局は各ＣＣにおいてＰＨを受信し、上位２ビットをチェックすることでＣＣ＃１〜ＣＣ＃３が同じＰＡを用いて送信されていることと、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５が同じＰＡを用いて送信されていることを識別できる。なお、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５の上位２ビットは“１０”であってもよい。
【００６３】
また例２のようにＣＣ＃４およびＣＣ＃５がそれぞれ１つのＰＡで送信されている場合は、各ＰＨの上位２ビットは“００”となり、基地局はＣＣ＃４およびＣＣ＃５はそれぞれ異なるＰＡによって送信されていると識別できる。また例３のように２つのＣＣをサポートするＰＡが２つ存在する場合（例３では、第１のPAと第３のPA）、第１のＰＡ情報付加部３０３−１では“０１”を付加し、第３のＰＡ情報付加部３０３−３では“１０”を付加し送信する。基地局はそれぞれのＣＣでＰＨの上位２ビットをチェックすることで、ＣＣ＃１およびＣＣ＃２が同じＰＡを用いて送信され、ＣＣ＃４およびＣＣ＃５が同じＰＡを用いて送信されていることを識別可能となる。またさらに、例４のように４ＣＣまたは５ＣＣの信号をサポートするＰＡにおいても“１１”が付加される。また例５のように同じＰＡで送信されるＣＣは必ずしも周波数軸上で隣り合うＣＣでなくても構わない。
【００６４】
【表２】
2011077996.tif 000009
このように、ＰＨ算出部３０１が出力する６ビットのＰＨに、上述のように２ビットをＰＡ情報として付加することによって、１バイト（８ビット）のＰＨを構成する。この結果、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、制御情報も増加させることなく、ＰＡ情報を付加できることになる。
【００６５】
第１のＰＡ情報付加部３０３−１および第２のＰＡ情報付加部３０３−２が出力するＰＨは、各ＰＵＳＣＨ送信部１１３に入力される。図５は、ＣＣ＃１〜＃３は第１のＰＡを用い、ＣＣ＃４、＃５は第２のＰＡを用いる例を示しているため、第１のＰＡ情報付加部３０３−１が出力するＰＨは、ＣＣ＃１ＰＵＳＣＨ送信部１１３−１〜ＣＣ＃３ＰＵＳＣＨ送信部に入力され、第２のＰＡ情報付加部３０３−２が出力するＰＨは、ＣＣ＃４ＰＵＳＣＨ送信部１１３−４、およびＣＣ＃５ＰＵＳＣＨ送信部１１３−５に入力される。各ＰＵＳＣＨ送信部１１３では、入力されたＰＨを物理層から上位層に伝達した後、上りリンクのデータを伝送するための物理チャネルであるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）を用いて基地局に伝送される。各ＰＵＳＣＨ送信部１１３の出力（時間信号）は合成部１１５に入力され、合成（加算）が行なわれる。合成部１１５の処理はＤ／Ａ変換後でもよいし、前であってもよい。合成部１１５の出力は送信アンテナ部１１７から、基地局へ送信される。
【００６６】
このように、ＬＴＥにおいてＰＨ通知のために確保してある８ビットの制御情報のうち、未使用の上位２ビットをＰＡ情報に使用することで、ＬＴＥとの互換性を保ちつつ、基地局がどのＣＣが同一のＰＡによって送信されたかを識別できるようになる。この結果、基地局が端末に通知するＴＰＣコマンドを、同一のＰＡが用いられていることを考慮して決定できるため、効率的なＴＰＣが可能となる。
【００６７】
［第４の実施形態］
本実施形態では、第３の実施形態のＰＡ情報付加部３０３において付加するＰＡ情報ビット系列を適応的に更新する場合について図面を用いて説明する。
【００６８】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る移動端末構成を示すブロック図である。受信アンテナ部１０１では、受信したＰＤＣＣＨの信号をＣＣ＃１ＰＤＣＣＨ受信部１０３−１〜ＣＣ＃５ＰＤＣＣＨ受信部１０３−５に入力する。各ＰＤＣＣＨ受信部１０３は、所要送信電力の算出に必要な制御情報を各所要送信電力算出部１０５に入力する。各所要送信電力算出部１０５では、入力された制御情報を基に、各ＣＣにおける所要送信電力を使用ＰＡ決定部（使用増幅器決定部）４０１に入力する。ここで使用ＰＡ決定部４０１の処理について説明を行なう。どのＣＣがどのＰＡで送信されるかは、所要送信電力を考慮して決定されるべきである。
【００６９】
図７Ａは、本発明の第４の実施形態に関して、時刻ｔにおいて、各ＣＣがどのＰＡで送信されるかを示す図である（CC数が３、PA数が２の場合）。スペクトルの高さは、所要送信電力が高いことを示している。図７Ａのように時刻ｔにおいて、ＣＣ＃１は、所要送信電力が最も高く、ＣＣ＃３は所要送信電力が最も低い状況となっている。このような状況下においては、ＰＡへの入力電力に制限があることを考慮すると、ＣＣ＃２およびＣＣ＃３を同じＰＡによって送信し、ＣＣ＃１は１つのＰＡから送信する方が、ＰＡの効率が良い。そこで、使用ＰＡ決定部４０１では、各ＣＣの所要送信電力から、１つのＰＡがサポートする総送信電力の差が、ＰＡ間で最小になるように、ＰＡがサポートするＣＣの組み合わせを決定する。
【００７０】
図７Ｂは、本発明の第４の実施形態に関して、時刻ｔ＋Ｔにおいて、各ＣＣがどのＰＡで送信されるかを示す図である（CC#3の所要送信電力が増加し、３つのＣＣの中で最も所要送信電力が高くなった場合）。この場合、最も所要送信電力の高いＣＣ＃３と他のＣＣを同一のＰＡから送信することは、非常に効率が悪い。この場合使用ＰＡ決定部４０１は、伝搬路の状態によって１つのＰＡがサポートするＣＣの組み合わせを、適応的に変更する。この結果、ＰＡ情報付加部３０３では、変更されたＰＡの使用状況に応じて上位２ビットを変更する。なお、本実施形態ではＰＡ間の性能差がないものとしたが、ＰＡの性能差を考慮して、１つのＰＡがサポートするＣＣを決定することも可能である。
【００７１】
このように、各ＣＣの所要送信電力を考慮して、ＰＡがサポートするＣＣを決定することで、ＰＡによる送信電力制限を受けることを極力避けることができるようになるため、ＰＡの性能による送信電力の制限を受けにくくなり、ＴＰＣが効果的に動作する。この結果、端末での消費電力を抑えた、効率的な伝送が可能となる。また、所要送信電力に変動あった場合、ＰＨを基地局へ通知するタイミングで、ＰＡがサポートするＣＣの組み合わせを変更することで、伝搬状況が時間変動した場合においても、適応的に対応できる。
【符号の説明】
【００７２】
１０５−１〜１０５−５  所要送信電力算出部
１０７−１〜１０７−５、２０３、３０１−１〜３０１−２  ＰＨ算出部
１０９  ＣＣ許容最大送信電力設定部
１１５  合成部
２０１  所要送信電力合計部
２０５  許容最大送信電力設定部
３０３−１〜３０３−２  ＰＡ情報付加部
４０１  使用ＰＡ決定部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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