JP2016140068A - 無線通信システムにおけるビーム検出の改善方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線通信システムにおけるビームファインディングを改善する方法及び装置を提供する。
【解決手段】本方法は、基地局があるビーム上のUEからの最初のプリアンブル送信を受信するステップと、基地局がUEとの通信に使用できる他のビームがあるかどうかを検出するために追加の送信を検査するステップと、基地局が基準が満足する場合に、前記UEのビームセットは、前記UEが前記基地局と通信できるビームを含み完全であるとみなすステップを有する。
【選択図】図10
【解決手段】本方法は、基地局があるビーム上のUEからの最初のプリアンブル送信を受信するステップと、基地局がUEとの通信に使用できる他のビームがあるかどうかを検出するために追加の送信を検査するステップと、基地局が基準が満足する場合に、前記UEのビームセットは、前記UEが前記基地局と通信できるビームを含み完全であるとみなすステップを有する。
【選択図】図10
Description
関連出願の相互参照
本発明は、2015年1月26日に出願された米国仮特許出願第62/107,937号及び2015年1月26日に出願された米国特許出願第62/107,945号の優先権の利益を主張するものであり、それらの全開時内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。
本発明は、2015年1月26日に出願された米国仮特許出願第62/107,937号及び2015年1月26日に出願された米国特許出願第62/107,945号の優先権の利益を主張するものであり、それらの全開時内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。
本発明は、概して無線通信ネットワークに関し、より詳しくは無線通信システムにおけるビーム検出を改善する方法及び装置に関する。
モバイル通信装置間での多量のデータ通信の需要の急増に伴い、従来のモバイル音声通信ネットワークは、インターネットプロトコル(IP)データパケットで通信するネットワークへ進化している。このようなIPデータパケット通信はモバイル通信装置のユーザに、ボイスオーバIP、マルチメディア、マルチキャスト及びオンデマンド通信サービスを提供することができる。
標準化が現在行われている代表的なネットワーク構造は進化型ユニバーサル地上波無線アクセスネットワーク(E−UTRAN)である。E−UTRANシステムは高いデータスループットを提供し、上述したボイスオーバIPサービス及びマルチメディアサービスを実現することができる。E−UTRANの標準化作業は現在3GPP標準化機構で行われている。従って、3GPP標準を進化させ、完成させるために、現行の3GPP標準への変更が現在提示され、検討されている。
更に、EUは5G次世代移動体無線通信システムの基礎を構築するために2012年11月にMETISプロジェクトを開始させた。主な技術的目的(又は5G要件)は以下の通りである。
・ 単位面積当たり1000倍以上のモバイルデータ量
・ 10〜100倍以上の接続機器数
・ 10〜100倍以上のユーザデータ速度
・ 低電力マッシブマシン通信(MMC)のための10倍以上の電池寿命
・ 5分の1以下のエンドツーエンドレイテンシー(<5mms)
・ 単位面積当たり1000倍以上のモバイルデータ量
・ 10〜100倍以上の接続機器数
・ 10〜100倍以上のユーザデータ速度
・ 低電力マッシブマシン通信(MMC)のための10倍以上の電池寿命
・ 5分の1以下のエンドツーエンドレイテンシー(<5mms)
上記の要件は、レガシーシステムで提供し得るシステム容量より大幅に高いシステム容量を要求すること明らかである。従って、新しい無線アクセス技術はこれらの要件を満たすことが期待される。
無線通信システムにおけるビームファインディングを改善する方法及び装置が開示される。一実施形態では、本方法は、基地局があるビームでUEからの最初のプリアンブル送信を受信するステップを含む。本方法は、基地局がUEとの通信に使用できる他のビームがあるかどうかを検出するために追加の送信を検査するステップを含む。本方法は更に、基地局が、ある基準が満足される場合に前記UEのビームセットは前記UEが前記基地局と通信できるビームを含み完全であるとみなすステップを含む。
以下に記載する例示的な無線通信システム及び装置は無線通信システムを利用し、放送サービスをサポートする。無線通信システムは、音声、データなどの種々の通信を提供するために広く展開されている。これらのシステムは、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、直交周波数分割多元接続(OFDMA)、3GPP LTE(Long Term Evolution)無線アクセス、3GPP LTE−A又はLTE−Advanced(Long Term Evolution Advanced)、3GPP2 UMB(Ultra Mobile Broadband)、WiMax、又はいくつかの他の変調技術に基づくものとし得る。
特に、以下に記載する例示的な無線通信システム/装置は、ドコモ5Gホワイトペーパー(NTTドコモ;2014年7月)などの様々な文書で検討されている無線技術をサポートするように設計することができる。更に、以下に記載する例示的な無線通信システム/装置は、「第3世代パートナーシッププロジェクト」(ここでは3GPPと表記する)という名称の団体により提供される標準、例えば:3GPP R2-145410, ”Introduction of Dual Connectivity”; 3GPP TS36.321 Vl2.3.0,”E-UTRAN MAC Protocol Specification”;3GPP TS36.300 Vl2.3.0, “E-UTRAN RRC protocol description”; 3GPP TS36.300 V2.3.0, “E-UTRAN and E-UTRAN overall description”:の一つ以上の標準をサポートするように設計することができる。上記の標準及び文書は参照することによりそれらの全内容が明示的に本明細書に組み込まれる。
図1は本発明の一実施形態によるマルチアクセス無線通信システムを示す。アクセスネットワーク(AN)100は複数のアンテナ群を含み、一つの群はアンテナ104及び106を含み、もう一つの群はアンテナ108及び110を含み、追加の群はアンテナ112及び114を含む。図1において、各アンテナ群につき2つのアンテナのみを示すが、もっと多数又は少数のアンテナを各アンテナ群に使用してもよい。アクセス端末(AT)116はアンテナ112及び114と通信状態にあり、アンテナ112及び114は情報をアクセス端末116へ順方向リンク120を介して送信し、アクセス端末116からの情報を逆方向リンク118を介して受信する。アクセス端末(AT)122はアンテナ106及び108と通信状態にあり、アンテナ106及び108は情報をアクセス端末(AT)122へ順方向リンク126を介して送信し、アクセス端末(AT)122からの情報を逆方向リンク124を介して受信する。FDDシステムでは、通信リンク118,120,124及び126は通信のために異なる周波数を使用することができる。例えば、順方向リンク120は逆方向リンク118で使用される周波数と異なる周波数を使用することができる。
各群のアンテナ及び/又はそれらのアンテナが通信するように設計されたエリアはしばしばアクセスネットワークのセクタと呼ばれている。本実施形態では、各アンテナ群はアクセスネットワーク100によりカバーされるエリアの1つのセクタ内のアクセス端末と通信するように設計される。
順方向リンク120及び126を経由する通信において、アクセスネットワーク100の送信アンテナは、異なるアクセス端末116及び122の順方向リンクの信号対雑音比を向上させるために、ビームフォーミング技術を利用することができる。また、そのカバレッジエリア中にランダムに散在するアクセス端子への送信のためにビームフォーミング技術を利用するアクセスネットワークは、単一のアンテナでその全アクセス端末へ送信するアクセスネットワークよりも、隣接するセル内の端末への干渉を起こしにくい。
アクセスネットワーク(AN)は端末と通信するために使用する固定局又は基地局とすることができ、アクセスポイント、ノードB、基地局、エンハンスト基地局、エボルブドノードB(eNB)等とも称されている。アクセス端末(AT)はユーザ装置(UE)、無線通信装置、アクセス端末等とも称されている。
図2は、MIMOシステム200内の送信機システム210(アクセスネットワークとしても知られる)と、受信機システム250(アクセス端末(AT)又はユーザ装置(UE)としても知られる)の例示的な実施形態を示す簡略ブロック図である。送信機システム210において、複数のデータストリームのトラヒックデータがデータソース212から送信(TX)データプロセッサ214に供給される。
一実施形態では、各データストリームはそれぞれの送信アンテナで送信することができる。TXデータプロセッサ214は、各データストリームのトラヒックデータを当該データストリームに対して選択された特定の符号化方式に基づいてフォーマット化し、符号化し、インターリーブして符号化データを提供することができる。
各データストリームの符号化データはOFDM技術を用いてパイロットデータと多重化することができる。パイロットデータは典型的には周知の方法で処理された周知のデータパターンであり、受信システムでチャネル応答を評価するために使用することができる。各データストリームの多重化されたパイロット及び符号データはその後当該データストリームに対して選択された特定の変調方式(例えば、BPSK,QPSK,M−PSK又はM−QAM)に基づいて変調されて変調シンボルを提供する。各データストリームのデータレート、符号化及び変調はプロセッサ230で実行される命令により決定することができる。
すべてのデータストリームの変調シンボルはその後TX MIMOプロセッサ220へ送信され、このプロセッサは変調シンボルを(例えばOFDMのために)更に処理することができる。TX MIMOプロセッサ220はその後NT個の変調シンボルストリームをNT個の送信機(TMTR)222a〜222tに供給する。特定の実施形態によれば、TX MIMOプロセッサ220はデータストリームのシンボル及びそのシンボルを送信するアンテナにビームフォーミング重みを供給する。
各送信機222はそれぞれのシンボルストリームを受信し処理して1以上のアナログ信号を提供し、更にアナログ信号を調整、即ち増幅し、フィルタ処理し、又はアップコンバートしてMIMOチャネルでの送信に適した変調信号を提供する。送信機222a〜222tからのNT個の変調信号はその後それぞれNT個のアンテナ224a〜224tから送信される。
受信機システム250において、送信されてきた変調信号はNRアンテナ252a〜252rにより受信され、各アンテナ252からの受信信号はそれぞれの受信機(RCVR)254a〜254rに供給される。各受信機254は、それぞれの受信信号を調整、即ちフィルタ処理し、増幅し、ダウンコンバートし、調整した信号をディジタル化してサンプルを提供し、更にサンプルを処理して対応する「受信」シンボルストリームを提供する。
RXデータプロセッサ260は、NR個の受信機254からのNR個の受信シンボルストリームを受信し、特定の受信処理技術に基づいて処理してNT個の「検出」シンボルストリームを提供する。RXデータプロセッサ260はその後各検出シンボルストリームを復調し、デインターリーブし、復号してデータストリームのトラヒックデータを復元する。RXデータプロセッサ260による処理は送信機システム210内のTX MIMOプロセッサ220及びTXデータプロセッサ214により実行される処理と相補的である。
プロセッサ270は、以下に述べるように、どのプリコーディング行列を使用するかを周期的に決定する。プロセッサ270は行列インデックス部分とランク値部分を含むリバースリンクメッセージを形成することができる。
リバースリンクメッセージは通信リンク及び/又は受信データストリームに関する種々の情報を含むことができる。リバースリンクメッセージはその後TXデータプロセッサ238により処理され、このプロセッサはデータソース236からの複数のデータストリームのトラヒックデータも受信し、送信機254a〜254rにより調整され、送信機システム210に返送される。
送信機システム210において、受信機システム250からの変調信号もアンテナ224により受信され、受信機222により調整され、復調器240により復調され、RXデータプロセッサ242により処理される。プロセッサ230はその後、ビームフォーミング重みの決定のためにどのプリコーディング行列を使用するかを決定し、その後抽出したメッセージを処理する。
図3につき説明すると、この図は本発明の一実施形態による通信装置の簡略機能ブロック図を示す。図3に示すように、無線通信システム内の通信装置300は図1のUE(またはAT)116及び122を実現するために使用することができ、本無線通信システムはLTEシステムとすることができる。本通信装置300は入力装置302、出力装置304、制御回路306、中央処理装置(CPU)308、メモリ310、プログラムコード312、及びトランシーバ314を含むことができる。制御回路306はメモリ310内のプログラムコード312をCPU308により実行して、通信装置300の動作を制御する。通信装置300はキーボード又はキーパッド等の入力装置302を介してユーザにより入力される信号を受信し、モニタ又はスピーカ等の出力装置304を介して出力画像及び音声を出力し得る。トランシーバ314は無線信号を受信及び送信するために使用され、受信した信号を制御回路306に送り、制御回路306により発生された信号を送出する。無線通信システム内の通信装置300は図1のAN100を実現するために使用することもできる。
図4は、本発明の一実施形態による、図3に示すプログラムコード312の簡略ブロック図を示す。この実施形態では、プログラムコード312はアプリケーション層400、層3部分402、及び層2部分404を含み、層1部分406に結合される。層3部分402は一般に無線リソース制御を実行する。層2部分404は一般にリンク制御を実行する。層1部分406は一般に物理的接続を実行する。
ドコモ5Gホワイトペーパーは、低周波数帯と高周波数帯を効率良く統合するという5G無線アクセスコンセプトを紹介している。高周波数帯はより広いスペクトルの機会をもたらすが、高いパスロスのためにカバレッジ制限を有するため、5Gシステムはカバレッジ層(例えば、マクロセルからなる)とキャパシティ層(例えば、スモールセル又はファントムセルからなる)とからなる2層構造とすることが提案されている。カバレッジ層は基本的なカバレッジ及びモビリティを提供するために既存の低周波数帯を使用する。キャパシティ層は高速データ伝送を提供するために新しい高周波数帯を使用する。カバレッジ層はエンハンストLTERAT(Long Term Evolution Radio Access Technology)でサポートすることができるが、キャパシティ層は高周波数帯専用の新RATでサポートすることができる。更に、カバレッジ層とキャパシティ層の統合はエンハンストLTERATと新RATとの緻密な連携(例えば、デュアルコネクティビティ)により可能になる。
デュアルコネクティビティは、3GPP R2−145410で検討されているように、RRC_CONNECTED(RRC接続)中におけるUE(ユーザ装置)の一動作モードで、マスタセル群とセカンダリセル群とで構成される。マスタセル群はMeNB(マスタエボルブドノードB)と関連するサービングセルの群で、PCell(プライマリセル)と任意選択の一つ以上のSCell(セカンダリセル)とからなり、セカンダリセル群は、SeNB(セカンダリエボルブドノードB)と関連するサービングセルの群で、SpCell(スペシャルセル)と任意選択の一つ以上のSCell(セカンダリセル)とからなる。デュアルコネクティビティ構成とされるUEは一般に、そのUEは2つの異なるスケジューラで提供され且つX2インタフェースで理想的でない帰路を介して接続される2つのeNB(MeNB及びSeNB)内に位置する無線リソースを利用するように構成されることを意味する。更に、CプレーンメッセージはMeNBを介して通信される。デュアルコネクティビティの更なる詳細は3GPP R2−145410を参照することができる。
デュアルコネクティビティにおいて、SCG(セカンダリセルグループ)追加/変更時(もし命令されれば)に、ランダムアクセス手順を要求するRRC_CONNECTED中におけるDL(ダウンリンク)データの到来時(例えば,UL(アップリンク)同期状態が非同期であるとき)に、又はランダムアクセス手順を要求するRRC_CONNECTED中におけるULデータの到来時(例えば,UL同期状態が非同期であるとき又は利用可能なSR(スケジューリング要求)のためのリソースがないとき)に、ランダムアクセス(RA)手順を実行することができる。UEにより開始されるランダムアクセスはSCGに対してPSCellでのみ実行される。
2つの異なるタイプのRA手順、即ちコンテンション(競合)ベースのRAとコンテンションフリー(非競合)のRA、がある。コンテンションベースのRA手順は図5に示され、次の4つのステップを含む。
1.ランダムアクセスプリアンブルがUEによりRACH(ランダムアクセスチャネル)で送信され、PRACH(物理ランダムアクセスチャネル)にマッピングされ、
2.ランダムアクセス応答がeNBからDL−SCH(ダウンリンク共有チャネル)で受信され、PDSCH(物理アップリンク共有チャネル)にマッピングされ、
3.スケジューリングされた送信がUEによりUL−SCH(アップリンク共有チャネル)で送信され、PUSCH(物理アップリンク共有チャネル)にマッピングされ、
4.競合解決がeNBからPDCCH(物理ダウンリンク接続チャネル)又はDL−SCHでUEにより受信され、PDSCHにマッピングされる。
1.ランダムアクセスプリアンブルがUEによりRACH(ランダムアクセスチャネル)で送信され、PRACH(物理ランダムアクセスチャネル)にマッピングされ、
2.ランダムアクセス応答がeNBからDL−SCH(ダウンリンク共有チャネル)で受信され、PDSCH(物理アップリンク共有チャネル)にマッピングされ、
3.スケジューリングされた送信がUEによりUL−SCH(アップリンク共有チャネル)で送信され、PUSCH(物理アップリンク共有チャネル)にマッピングされ、
4.競合解決がeNBからPDCCH(物理ダウンリンク接続チャネル)又はDL−SCHでUEにより受信され、PDSCHにマッピングされる。
コンテンションフリーのRA手順は図6に示され、次の3つのステップを含む。
1.ランダムアクセスプリアンブル割当がeNB(エボルブドノードB)から受信され、
2.ランダムアクセスプリアンブルがUEによりUL−SCH(アップリンク共有チャネル)で送信され、PUSCHにマッピングされ、
3.ランダムアクセス応答がeNBからDL−SCH(ダウンリンク共有チャネル)で受信され、PDSCHにマッピングされる。
1.ランダムアクセスプリアンブル割当がeNB(エボルブドノードB)から受信され、
2.ランダムアクセスプリアンブルがUEによりUL−SCH(アップリンク共有チャネル)で送信され、PUSCHにマッピングされ、
3.ランダムアクセス応答がeNBからDL−SCH(ダウンリンク共有チャネル)で受信され、PDSCHにマッピングされる。
RAプリアンブルの送信後に、UEは、サブフレーム(又はTTI(送信タイムインターバル)で開始するRA応答ウィンドウ内にeNB(即ち基地局)からのRA応答があるかどうかPDCCHを監視する(TTIは、3GPP TS36.321 V12.3.0に記載されているようにプリアンブル送信の終了から3つの追加のサブフレームを含み、長さRA-Response Window Sizeのサブフレームを有する)。UEがeNBからの正当なRA応答をRA応答ウィンドウ内に受信しない場合には、UEはRAプリアンブルの再送信を、正当なRA応答が受信されるまで又は最大再送信回数に達するまで、行う。従って、RA手順を完了するには2回以上の実行を要するかもしれない。RA手順の詳細は3GPP R2−145410及びTS36.321 V12.3.0を参照されたい。
更に、3GPP TS36.321 V12.3.0で検討されているように、ランダムアクセス手順の電力制御がロバスト性及び効率の向上のために適切に定義されている。プリアンブル試行がなかなか成功しない場合には、プリアンブルの電力は試行ごとに増加させる(パワーランピングとしても知られている)。更に、プリアンブル試行が成功すると、そのプリアンブル試行の電力レベルが次のアップリンク送信(例えばPUSCH,PUCCH又はリファレンス信号)の電力を得るために使用される。この点の詳細は3GPP TS36.321 V12.3.0を参照されたい。
更に、キャパシティ層上のセルはビームフォーミングを使用することができる。概して、ビームフォーミングは指向性信号送信又は受信のためにアンテナアレイで使用される信号処理技術である。これは、特定の角度の信号は建設的干渉を受けるが他の信号は相殺的干渉を受けるようにフェーズドアレイの要素を組み合わせることによって達成される。ビームフォーミングは空間選択性を達成するために送信側及び受信側で使用することができる。無指向性送信/受信と比較して、受信/送信利得の向上が得られることが知られている。
ビームフォーミングはレーダシステムに適用されている。フェーズドアレイレーダにより生成されるビームは比較的細く、移動パラボラアンテナに比較して高度に機敏である。この特性は飛行機に加えて弾道ミサイルなどの小さな高速目標を検出する能力をレーダに与える。
同一チャネル干渉低減の利点のためにビームフォーミングはモバイル通信システムにおける魅力的な選択肢にもなり得る。例えば、ビームフォーミング技術に基づくビーム分割多元接続(BDMA)のコンセプトが利用されている。BDMAでは、基地局は送信/受信利得を得るために細いビームでモバイル装置と通信することができる。加えて、異なるビーム内に位置する2つのモバイル装置は同じ時間に同じ無線リソースを共有することができ、従ってモバイル通信システムのキャパシティを大幅に増大することができる。これを達成するために、基地局は自局と通信できるUEがどのビーム内に位置するかを知る必要がある。
UEのビームセットは一般に、UEがそれらを通じて基地局と通信ができるビームである。BDMA(ビーム分割多元接続)の利点を十分に利用するためには、基地局はUEのビームセットを知らなければならない。UEのビームセットを見つける一つの方法は、そのUEからのアップリンク送信を検出することにある。例えば、UEがRA手順を実行するとき、eNBはUEからの信号がどのビームで到着するかを知るためにUEからのプリアンブルを各ビーム上で検出することができる。UEから信号を観察できるビームのすべてがUEのビームセットのビームとみなせるわけではない。また、役に立たない弱いビーム又は同ビーム上の他のUEへの干渉が無視し得る弱いビームは除去することができる。
その結果、あるビームをUEのビームセットとみなすかどうかの判断基準を決定することができる。例えば、UEの最強ビームの信号強度より20dB低い信号強度を有するビームは認定(qualified)ビームと見なされず、UEのビームセットに含まれない。他方、UEの最強ビームの信号強度より15dB低い信号強度を有するビームは認定ビームと見なされ、UEのビームセットに含まれる。言い換えれば、特定のビームをUEのビームセットに含めるべきかどうかを決定するために信号強度閾値を定めることができる。
基地局又はセルはハードウェア制限のためにすべての利用可能なビームを同時に利用することはできない。このようなハードウェア制限がある場合には、セルのすべてのビームをスキャンしてUEのビームセットを見つけるためにより多くの送信が必要とされる。一例として、あるセルは全部で9つのビームを有し、同時に3つのビームを発生(送信/受信)する。最初に、ビーム1,4及び7を発生することができる。次に、ビーム2,5及び8を発生する。最後に、ビーム3,6及び9を発生する。セルのすべてのビームをスキャンするためには、UEは送信を3回の機会又は送信適時に行う必要がある。以下の議論/ソリューションはこのようなハードウェア制限がある場合にも、このようなハードウェア制限がない場合にも適用することができる。
基地局がUEからの一つのビーム上でプリアンブルを検出するとき、認定ビームが同じ試行内で検出されるとはかぎらない(例えば、所定のビームの不十分な電力又はチャネル状態のために)。場合によっては、セルが限定数のビームを発生するとき、セルの全ビームを発見しスキャンするために同じ電力レベルでの複数回のプリアンブル試行が必要とされ得る。更に、プリアンブル電力は試行ごとに増大するが、プリアンブルの現在電力レベルはあるビームの成功検出と他のビームの不成功検出をもたらし得る。例えば、強いビームは早く検出されるが資格のある弱いビームは検出されない。基地局は一般に、ビーム検出が終了したかしないかを判断又は決定するために戦略を必要とする。更に、UEは基地局がこのような判断又は決定を行うのを支援する必要がある。
概して、UEのビームセットが完全であるかどうか又はビーム検出手順が完了したかどうかを決定するために、以下の戦略を独立に又は連携して考察することができる。
戦略1:
UEのプリアンブルが最先の試行においてビームのいずれかで検出されるとき(即ち、最初に成功したプリアンブル検出時)、eNBはビームセットが完全でないかも知れなくてもランダムアクセス手順を終了させるためにRARを送信する。ランダムアクセス手順後に、UEはあるデータ又はリファレンス信号(RS)の送信を実行するが、UEのビームセットはまだ決定されず、BDMAは適用されない。eNBはその後データ/RS送信を検査し、プリアンブルが検出されなかった認定ビームがあるかどうか確認(又は決定)する。データ/RS送信はRARで又は他のシグナリングでトリガされ得る。データ/RS送信の数は固定又は設定可能にし得る。代わりに、シグナリングを用いてデータ/RS送信を終了させ、ビームセットを完成させ、その後名目上のデータ/RS送信を実行することができる。eNBがデータ/RS送信を検査し、ビームセットが完全であると見なす(又は決定する)と、BDMAが適用可能になる。図7は戦略1の一例を示す。
UEのプリアンブルが最先の試行においてビームのいずれかで検出されるとき(即ち、最初に成功したプリアンブル検出時)、eNBはビームセットが完全でないかも知れなくてもランダムアクセス手順を終了させるためにRARを送信する。ランダムアクセス手順後に、UEはあるデータ又はリファレンス信号(RS)の送信を実行するが、UEのビームセットはまだ決定されず、BDMAは適用されない。eNBはその後データ/RS送信を検査し、プリアンブルが検出されなかった認定ビームがあるかどうか確認(又は決定)する。データ/RS送信はRARで又は他のシグナリングでトリガされ得る。データ/RS送信の数は固定又は設定可能にし得る。代わりに、シグナリングを用いてデータ/RS送信を終了させ、ビームセットを完成させ、その後名目上のデータ/RS送信を実行することができる。eNBがデータ/RS送信を検査し、ビームセットが完全であると見なす(又は決定する)と、BDMAが適用可能になる。図7は戦略1の一例を示す。
戦略2:
UEのプリアンブルがビームのいずれかで検出されるとき(即ち、最初に成功したプリアンブル検出時)、eNBは対応するRARを送信しない。代わりに、eNBは未検出の認定ビームがあるかどうかを見つけるためにプリアンブルの検出を続ける。eNBがビームセットは完全であると判断(又は決定)するとき、eNBはランダムアクセス手順を終了させるためにRARを送信することができる。その後BDMAが適用可能になる。図8は戦略2の一例を示す。
UEのプリアンブルがビームのいずれかで検出されるとき(即ち、最初に成功したプリアンブル検出時)、eNBは対応するRARを送信しない。代わりに、eNBは未検出の認定ビームがあるかどうかを見つけるためにプリアンブルの検出を続ける。eNBがビームセットは完全であると判断(又は決定)するとき、eNBはランダムアクセス手順を終了させるためにRARを送信することができる。その後BDMAが適用可能になる。図8は戦略2の一例を示す。
戦略3:
UEのプリアンブルが最先の試行においてビームのいずれかで検出されるとき(即ち、最初に成功したプリアンブル検出時)、eNBはビームセットが完全でないかも知れなくてもランダムアクセス手順を終了させるためにRARを送信する。UEはその後いくつかの追加のプリアンブル送信を送信するが、UEのビームセットはまだ決定されず、BDMAは適用し得ない。追加のプリアンブル送信に基づいて、eNBはプリアンブルが検出されなかった認定ビームがあるかどうか確認(又は決定)することができる。プリアンブル送信は別のRARで終了させることができる。更に、プリアンブル送信の回数は固定又は設定可能にし得る。プリアンブル送信を検査した後、eNBはビームセットが完全であると見なすことができ、その後BDMAが適用可能になる。図9は戦略3の一例を示す。
UEのプリアンブルが最先の試行においてビームのいずれかで検出されるとき(即ち、最初に成功したプリアンブル検出時)、eNBはビームセットが完全でないかも知れなくてもランダムアクセス手順を終了させるためにRARを送信する。UEはその後いくつかの追加のプリアンブル送信を送信するが、UEのビームセットはまだ決定されず、BDMAは適用し得ない。追加のプリアンブル送信に基づいて、eNBはプリアンブルが検出されなかった認定ビームがあるかどうか確認(又は決定)することができる。プリアンブル送信は別のRARで終了させることができる。更に、プリアンブル送信の回数は固定又は設定可能にし得る。プリアンブル送信を検査した後、eNBはビームセットが完全であると見なすことができ、その後BDMAが適用可能になる。図9は戦略3の一例を示す。
3つの戦略のどれも、最初に成功したプリアンブル検出後に、eNBがUEのビームセットが完全であるかを確かめるためにプリアンブル、データ、及び/又はRSのいくつかの追加の送信が必要とされる。更に、ビームセットが完全であるかどうか決定するための基準が必要とされる。
一実施形態では、前記基準は追加の送信の総数とすることができる。例えば、5つの追加の送信後に、eNBはビームセットを完全であるとみなすことができる。プリアンブル送信及び追加の送信中に検出された認定ビームはUEのビームセットに含まれる。
別の実施形態では、前記基準は新たな認定ビームが検出された後の送信の数とすることができる。例えば、新たな認定ビームがプリアンブル送信又は追加の送信において検出され、3つの更なる追加の送信後に新たな認定ビームが検出されないとき、eNBはビームセットを完全であるとみなすことができる。プリアンブル送信及び追加の送信中に検出された認定ビームはUEのビームセットに含まれる。
別の実施形態では、前記基準は、最初に成功したプリアンブル検出の送信電力と追加の送信の送信電力との差が閾値を超えるかどうかとすることができる。例えば、最初に成功したプリアンブル検出の送信電力と追加の送信の送信電力との差が20dBを超えるとき、eNBはビームセットを完全であるとみなすことができる。プリアンブル送信及び追加の送信中に検出された認定ビームはUEのビームセットに含まれる。
別の実施形態では、前記基準は新たに検出されたビームが認定ビームでないときとすることができ、このときeNBはビームセットを完全であるとみなすことができる。プリアンブル送信及び追加の送信中に検出された認定ビームはUEのビームセットに含まれる。
別の実施形態では、前記基準は、新たに検出されるビームの品質が所定のレベルより悪いときとすることができ、このときeNBはビームセットを完全であるとみなすことができる。例えば、新たに検出されるビームの品質が最強ビームより20dB低いとき、eNBはビームセットを完全であるとみなすことができる。プリアンブル送信及び追加の送信中に検出された認定ビームはUEのビームセットに含まれる。
一般的に、セルがビーム数の制限を有する場合には、追加の送信はセルのすべてのビームがスキャンされるように数回実行する必要があるかもしれない。上記の実施形態で検討した基準は少なくとも1回満足されなければならない。
戦術1及び3では、RARの受信後に数回の追加の送信が続く。基地局が認定ビームの全てを検出できるかどうかは追加の送信の電力レベルに依存する。3GPP TS36.321 V12.3.0で検討されている現在の電力制御機構(例えば、プリアンブルに対する電力ランピング又は他の信号に対する送信電力制御(TPC)コマンド)によれば、所定の電力(例えば20dB高い)を達成するための追加の送信のために若干のレイテンシが導入され、有効でない。
戦術1,2及び3では、数回の追加の送信後に、公称データ送信を実行できるが、電力レベルは必要以上に高くなり得る。例えば、戦略2では、最初に受信されたプリアンブルから導出される電力は公称データ送信に充分であるが、ビームセットを完全にするために数回の電力ランピングが実行され、公称送信電力を再開するために送信電力を低減させるTPCコマンドが数回必要とされる。
戦略1及び3では、本発明の一般概念は、RARの受信後に追加の送信に対して追加の電力オフセット又はより大きな電力ステップが考慮される。更に、追加の送信の終了時に、電力は公称レベルに戻る(即ち、追加の電力オフセット/ステップは考慮されない)。戦略2では、本発明の一般概念はRARの受信時に直ちに電力を減少させることにある。基地局は最初に成功したプリアンブル検出後に何個の追加のプリアンブルを送信するかをUEに知らせる。UEはいずれかのビームで検出された最初のプリアンブルの送信の電力から電力を導出する。
一実施形態では、UEはRARを受信し、追加の電力オフセットを有する追加の送信を送信する。追加の送信の終了時に、追加の電力オフセットが送信電力から減じられる。
別の実施形態では、UEは最初に成功したプリアンブル検出後の追加のプリアンブルの数を含むRARを受信し、UEはいずれかのビームで検出された最初のプリアンブルの送信の電力から電力を導出する。
別の実施形態では、異なるランダムアクセス手順に対して異なるTPC(送信電力制御)レンジがRARに存在する。異なるレンジは基地局で設定することができる。大きなTPCコマンドレンジはファントムセルに適用される。更に、大きなTPCコマンドレンジはビーム検出のためのランダムアクセス手順に適用することができる。
図10は、一つの例示的な実施形態による基地局の観点からのフローチャート1000である。ステップ1005において、基地局はUEからの最初のプリアンブル送信をあるビーム上で検出する。ステップ1010において、基地局はUEと通信するために使用できる他のビームがあるかどうかを検出するために追加の送信を検査する。ステップ1015において、基地局は基準が満たされる場合にUEのビームセットは完全である(基地局と通信できるビームを含むものである)と見なす。一実施形態では、基地局は、UEのすべての認定ビームが発見されたときUEのビームセットは完全であると見なす。
一実施形態では、前記基準は追加の送信の総数に基づくものとする。より具体的には、前記基準は新たな認定ビームが検出された後の追加の送信の数に基づくものとし得る。
代わりに、前記基準は最初のプリアンブルの送信電力と追加の送信の送信電力との電力差に基づくものとしてもよい。前記基準は追加の送信から新たに検出されるビームの品質に基づくものとしてもよい。更に、前記基準は新たに検出されるビームの強度と最強ビームの強度との差が所定値に達するかどうかに基づくものとしてもよい。更に、前記基準は新たに検出されるビームは閾値を超える品質を有するかどうかに基づくものとしてもよい。
図3及び図4に戻り説明すると、基地局の観点からの一実施形態では、装置300は送信機のメモリ310に格納されたプログラムコード312を含む。CPU308はプログラムコード312を実行して、(i)UEからの最初のプリアンブルをあるビーム上で検出し、(ii)UEと通信するために使用できる他のビームがあるかどうかを検出するために追加の送信を検査し、(iii) 基準が満たされる場合にUEのビームセットは完全である(基地局と通信できるビームを含むものである)と見なすことができる。更に、CPU308は上述したアクション及びステップ又は本明細書に記載する他のステップのすべてを実行するためにプログラムコード312を実行することができる。
図11は、一つの例示的な実施形態によるUEの観点からのフローチャート1100である。ステップ1105において、UEはRA手順中にプリアンブルを送信する。ステップ1110において、UEはあるビーム上の送信プリアンブルを検出した基地局からのRARを受信する。ステップ1115において、UEは基地局からのRARの受信後に数回の追加の送信を実行する。一実施形態では、追加の送信の数は固定又は設定可能にし得る。更に、追加の送信は基地局からのシグナリングにより又は基地局からの別のRARにより終了させることができる。
図3及び図4に戻り説明すると、UEの観点からの一実施形態では、装置300は送信機のメモリ310に格納されたプログラムコード312を含む。CPU308はプログラムコード312を実行して、(i)RA手順中にプリアンブルを送信し、(ii)あるビーム上の送信プリアンブルを検出した基地局からのRARを受信し、(iii)基地局からのRARの受信後に数回の追加の送信を実行することができる。更に、CPU308は上述したアクション及びステップ又は本明細書に記載する他のステップのすべてを実行するためにプログラムコード312を実行することができる。
図12は、一つの例示的な実施形態によるUEの観点からのフローチャート1200である。ステップ1205において、UEはRA手順中に第1のプリアンブルを送信する。ステップ1210において、UEはあるビーム上の第1のプリアンブルを検出した基地局からの第1のプリアンブル送信の検出応答であるRARを受信する。ステップ1215において、UEはRARに応答して第2のプリアンブルを送信し、第2のプリアンブル送信の電力は第1のプリアンブル送信の電力に電力オフセットを加えたものとする。一実施形態では、電力オフセットはランピングステップと相違する。
図3及び図4に戻り説明すると、UEの観点からの一実施形態では、装置300は送信機のメモリ310に格納されたプログラムコード312を含む。CPU308はプログラムコード312を実行して、(i)RA手順中に第1のプリアンブルを送信し、(ii)あるビーム上の第1のプリアンブルを検出した基地局からの第1のプリアンブル送信の検出応答であるRARを受信し、(iii)RARに応答して第2のプリアンブルを送信し、第2のプリアンブル送信の電力は第1のプリアンブル送信の電力に電力補正値を加えたものとする。更に、CPU308は上述したアクション及びステップ又は本明細書に記載する他のステップのすべてを実行するためにプログラムコード312を実行することができる。
図13は、一つの例示的な実施形態によるUEの観点からのフローチャート1300である。ステップ1305において、UEはランダムアクセス手順中に第1のプリアンブルを送信する。ステップ1310において、UEはあるビーム上の第1のプリアンブルを検出した基地局からの第1のプリアンブル送信の検出応答であるRARを受信する。ステップ1315において、UEはRARに続く信号の送信のための送信電力を導出する。一実施形態では、UEはRARに含まれるランピングステップ情報に基づいて送信電力を導出し、ランピングステップ情報は送信電力を導出するためにはいくつのランピングステップを減らすべきかを示す。
ステップ1320において、UEは、電力オフセットが設定される場合、導出した送信電力に電力オフセットを加える。一実施形態では、信号が一定回数送信された場合に、この電力オフセットを導出した送信電力から削減することができる。この電力オフセットは、UEが導出した送信電力を減らすべきという指示を受信する場合に、導出した送信電力から削減することもできる。一実施形態では、電力オフセットはビーム検出又はビーム追跡のために送信に付与することができる。
ステップ1325において、UEはRAR内の2つの異なるTCP(送信電力制御)コマンドレンジで設定され、設定されたTPCコマンドレンジを適用してRARの受信に続く信号の送信のための送信電力を導出する。一実施形態では、異なるTPCコマンドレンジはRA手順の種々の実行目的のために設定される。
図3及び図4に戻り説明すると、UEの観点からの一実施形態では、装置300は送信機のメモリ310に格納されたプログラムコード312を含む。CPU308はプログラムコード312を実行して、(i)ランダムアクセス手順中に第1のプリアンブルを送信し、(ii)あるビーム上の第1のプリアンブルを検出した基地局からの第1のプリアンブル送信の検出応答であるRARを受信し、(iii)RARに続く信号の送信のための送信電力を導出する。
一実施形態では、CPU308は更に、電力プリセットを設定する場合には、導出した送信電力に電力プリセットを加えるためにプログラムコード312を実行する。CPU308は、設定されたTPCコマンドレンジを適用してRARの受信に続く信号の送信のための送信電力を導出するためにプログラムコード318を実行することもできる。更に、CPU308は、上述したアクション及びステップ又は本明細書に記載する他のステップのすべてを実行するためにプログラムコード312を実行することができる。
本発明の様々な態様を以上で説明した。本開示の教示は様々な形態に具体化することができ、ここに開示されている具体的な構造も機能も単なる例示である。本開示の教示に基づけば、当業者はここに開示される一つの態様を任意の他の態様と独立に実施することができ、またこれらの態様の2つ以上を様々に組み合わせることができることは認識されよう。例えば、装置又は方法はここに開示される態様のうちの任意の数を用いて実装又は実施することができる。更に、このような装置又は方法はここに開示される態様のうちの一つ以上に加えて他の構造、機能又は構造及び機能を用いて実装又は実施することができる。上記の概念の一部の一例として、ある側面では、同時チャネルはパルス繰り返し周波数に基づいて確立することができる。ある側面では、同時チャネルはパルス位置又はオフセットに基づいて確立することができる。ある側面では、同時チャネルはタイムホッピングシーケンスに基づいて確立することができる。ある側面では、同時チャネルはパルス繰り返し周波数、パルス位置又はオフセット、及びタイムホッピングシーケンスに基づいて確立することができる。
当業者は、情報及び信号は多種多様の技法及び技術のいずれかで表すことができることは理解されよう。例えば、上記の記載を通じて参照されるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは電圧、電流、電磁波、磁場又は粒子、光場又は粒子、又はそれらの任意の組み合わせで表すことができる。
当業者は更に、ここに開示される態様と関連して記載される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア(例えば、ソースコーディング又は他の技術を用いて設計し得るディジタル実装、アナログ実装、又は両者の組み合わせ)、命令を内蔵する様々な形態のプログラム又は設計コード(ここでは便宜上「ソフトウェア」又は「ソフトウェアモジュール」という)、又は両者の組み合わせとして実装できることは理解されよう。このハードウェアとソフトウェアの互換可能性を明確に説明するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路及びステップが以上においてそれらの機能を示す言葉で全体的に説明されている。このような機能がハードウェアとして実装されるのかソフトウェアとして実装されるのかは全体システムに課される特定のアプリケーション及び設計制約により決まる。当業者は記載されている機能を特定のアプリケーションごとに種々の方法で実装することができるが、このような実装決定は本発明の範囲を逸脱するものと解釈すべきではない。
更に、ここに開示される特徴と関連して記載されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は集積回路(IC)、アクセス端末、又はアクセスポイント内に実装することができ、またそれらによって実装することができる。このICは、ここに記載される機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラムゲートアレイ(FPGA)又は他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲート又はトランジスタ論理回路、ディスクリートハードウェアコンポーネント、電気コンポーネント、光学コンポーネント、機械コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせを備え、ICの内部又は外部又はその両方に存在するコード又は命令を実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとし得るが、代替例ではプログラムは任意の通常のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンとすることができる。プロセッサは、コンピュータ装置、例えばDSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連動する一以上のマイクロプロセッサ、又は任意のこのような構成として実装することができる。
開示の任意のプロセスにおけるステップの特定の順序又は序列は例示のための一例に過ぎないことを理解されたい。設計の好みに基づいて、プロセスのステップの順序又は序列は本開示の範囲内において再配列することができることを理解されたい。添付の方法の請求項は様々なステップの要素の例示的な順序を示し、提示の特定の順序又は序列に限定することを意図していない。
ここに開示される特徴と関連して記載されている方法又はアルゴリズムのステップはハードウェア内で、プロセスで実行されるソフトウェアモジュール内で、又は両者の組み合わせ内で具体化することができる。ソフトウェアモジュール(例えば、実行可能な命令及び関連データを含む)及び他のデータはデータメモリ、例えばRAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROM、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD−ROM、又は当該技術分野で知られている任意の他の形態のコンピュータ可読記憶媒体等、に存在させることができる。サンプル記憶媒体は、例えばコンピュータ/プロセッサ(ここでは便宜上「プロセッサ」と呼ぶことができる)のようなマシンに結合することができ、このようなプロセッサが記憶媒体から情報(例えばコード)を読出し、記憶媒体に情報を書き込むことができる。サンプル記憶媒体はプロセッサと一体にすることができる。プロセッサと記憶媒体はASIC内に存在させることができる。ASICはユーザ装置内に存在させることができる。代替例では、プロセッサ及び記憶媒体はユーザ装置内に個別コンピュータとして存在させることができる。更に、いくつかの態様では、任意の適切なコンピュータプログラム製品は開示の特徴の一以上に関するコードを備えるコンピュータ可読媒体を備えることができる。いくつかの態様では、コンピュータプログラム製品は包装材料を備えることができる。
本発明は様々な態様と関連して記述されているが、本発明は更なる変更が可能であることは理解されよう。本願は本発明の原理に従う本発明の任意の変形、使用又は改変をカバーすることを意図しており、このような本発明からの逸脱は本発明が属する分野における周知慣用技術の範囲に入る。
Claims (21)
- 基地局の方法であって、
前記基地局はUE(ユーザ装置)からの第1のプリアンブル送信をあるビーム上で検出するステップと、
前記基地局は前記UEと通信するために使用できる他のビームがあるかどうか検出するために追加の送信を検査するステップと、
前記基地局はある基準が満足される場合に前記UEのビームセットは前記UEが前記基地局と通信できるビームを含み完全であるとみなすステップと、
を備える方法。 - 前記基地局は、前記UEのすべての認定ビームが検出されたとき前記UEのビームセットは完全であるとみなす、請求項1記載の方法。
- 前記基準は追加の送信の総数に基づいている、請求項1記載の方法。
- 前記基準は新たな認定ビームが検出された後の追加の送信の数に基づいている、請求項1記載の方法。
- 前記基準は前記第1のプリアンブルの送信電力と追加の送信の送信電力との電力差に基づいている、請求項1記載の方法。
- 前記基準は追加の送信から新たに検出されるビームの品質に基づいている、請求項1記載の方法。
- 前記基準は新たに検出されたビームの強度と最強ビームの強度との差が一定値に達するかどうかに基づいている、請求項1記載の方法。
- 前記基準は新たに検出されたビームが閾値を超える品質を有するかどうかに基づいている、請求項1記載の方法。
- UE(ユーザ装置)の方法であって、
前記UEはランダムアクセス(RA)手順中にプリアンブルを送信するステップと、
前記UEはあるビーム上の前記送信プリアンブルを検出した基地局からのRAR(ランダムアクセス応答)を受信するステップと、
前記UEは前記基地局からの前記RARの受信後に数回の追加の送信を実行するステップと、
を備える方法。 - 前記追加の送信の数は固定又は設定可能である、請求項9記載の方法。
- 前記追加の送信は前記基地局からのシグナリングにより又は前記基地局からの別のRARにより終了される、請求項9記載の方法。
- UE(ユーザ装置)の方法であって、
前記UEはランダムアクセス(RA)手順中に第1のプリアンブルを送信するステップと、
前記UEはあるビーム上の前記第1のプリアンブルを検出した基地局からの前記第1のプリアンブル送信の検出応答であるRAR(ランダムアクセス応答)を受信するステップと、
前記UEは前記RARに応答して第2のプリアンブルを送信し、前記第2のプリアンブル送信の電力は前記第1のプリアンブル送信の電力に電力オフセットを加えたものとするステップと、
備える方法。 - 前記電力オフセットはランピングステップと相違する、請求項12記載の方法。
- UE(ユーザ装置)の方法であって、
前記UEはランダムアクセス(RA)手順中に第1のプリアンブル送信を送信するステップと、
前記UEはあるビーム上の前記第1のプリアンブルを検出した基地局からの前記第1のプリアンブル送信の検出応答であるRAR(ランダムアクセス応答)を受信するステップと、
前記UEは前記RARに続く信号の送信のための送信電力を導出するステップと、
を含む方法。 - 前記UEは、電力オフセットが設定される場合、前記電力オフセットを前記導出した送信電力に加える、請求項14記載の方法。
- 前記信号が一定回数送信された場合に前記電力オフセットを前記導出した送信電力から削減する、請求項15記載の方法。
- 前記UEが前記導出した送信電力を減らすべきという基地局からの指示を受信する場合に、前記電力オフセットを前記導出した送信電力から削減する、請求項15記載の方法。
- 前記電力オフセットは、ビーム検出又はビーム追跡のための送信に適用され、データ送信に適用されない、請求項15記載の方法。
- 前記UEは前記RARに含まれるランピングステップ情報に基づいて送信電力を導出し、前記ランピングステップ情報は前記送信電力を導出するために削減すべきランピングステップの数を含む、請求項14記載の方法。
- 更に、前記UEは前記RAR内の2つの異なるTCP(送信電力制御)コマンドレンジで設定され、
前記UEは前記設定されたTPCコマンドレンジを適用して前記RARの受信に続く信号の送信のための送信電力を導出する、請求項14記載の方法。 - 前記異なるTCPコマンドレンジはRA手順の種々の実行目的のために設定される、請求項20記載の方法。
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