本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施し得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者にとってはこのような具体的な細部事項を伴わなくとも本発明を実施できることは明らかである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の中核機能を中心にしたブロック図の形式で示すことができる。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については、同一の図面符号を付して説明する。
以下に説明する技法(technique)及び装置、システムは、様々な無線多元接続システムに適用することができる。多元接続システムの例には、CDMA(Code Division Multiple Access)システム、FDMA(Frequency Division Multiple Access)システム、TDMA(Time Division Multiple Access)システム、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)システム、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)システム、MC−FDMA(Multi Carrier Frequency Division Multiple Access)システムなどがある。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)又はCDMA2000などの無線技術(technology)によって具現することができる。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communication)、GPRS(General Packet Radio Service)、EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)(すなわち、GERAN)などの無線技術によって具現することができる。OFDMAは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802−20、E−UTRA(evolved-UTRA)などの無線技術によって具現することができる。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)の一部であり、3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution(ロングタームエボリューション))は、E−UTRAを用いるE−UMTSの一部である。3GPP LTEは、下りリンク(DownLink、DL)ではOFDMAを採択し、上りリンク(UpLink、UL)ではSC−FDMAを採択している。LTE−A(LTE-Advanced)は、3GPP LTEの発展した形態である。説明の便宜のために、以下では、本発明が3GPP LTE/LTE−Aに適用される場合を仮定して説明する。しかし、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。例えば、以下の詳細な説明が、移動通信システムが3GPP LTE/LTE−Aシステムに対応する移動通信システムに基づいて説明されても、3GPP LTE/LTE−A特有の事項以外は、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。
例えば、本発明は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのように、eNBがUEに下りリンク/上りリンク時間/周波数リソースを割り当て、UEがeNBの割当てによって下りリンク信号を受信し、上りリンク信号を送信する非コンテンション(競合)ベース(non-contention based)通信だけでなく、Wi−Fi(登録商標)などのコンテンションベース(contention based)通信にも適用することができる。非コンテンションベース通信技法は、アクセスポイント(Access Point、AP)或いは(又は)上記アクセスポイントを制御する制御ノード(node)が、UEと上記APとの間の通信のためのリソースを割り当てるが、コンテンションベース通信技法は、APにアクセスしようとする複数UE間の競合によって通信リソースが占有される。コンテンションベース通信技法についして簡略的に説明すると、コンテンションベース通信技法の一種として搬送波感知多元接続(多重アクセス)(Carrier Sense Multiple Access、CSMA)がある。CSMAとは、ノード或いは通信機器が周波数帯域(band)などの、共有伝送媒体(shared transmission medium)(共有チャネルともいう。)上でトラフィック(traffic)を送信する前に、同一の(まま)共有伝送媒体上に他のトラフィックがないことを確認する確率的(probabilistic)メディアアクセス制御(Media Access Control、MAC)プロトコル(protocol)を指す。CSMAにおいて、送信装置は受信装置にトラフィックを送信することを試みる前に、他の送信が進行中であるか否か決定する。換言すれば、送信装置は、送信を試みる前に、他の送信装置からの搬送波(carrier)の存在を検出(detect)することを試みる。搬送波が感知されると、送信装置は、自体の送信を開始する前に、進行(送信)中の他の送信装置が送信を完了(finish)するのを待つ。結局、CSMAは、“sense before transmit”或いは“listen before talk”の原理に基づいて行う通信技法といえる。CSMAを用いるコンテンションベース通信システムにおいて送信装置間の衝突を回避するための技法としてCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)及び/又はCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が用いられる。CSMA/CDは、有線LAN環境での衝突検出技法であり、イーサネット(登録商標)(ethernet)環境で通信を行おうとするPC(Personal Computer)やサーバ(server)が、まず、ネットワーク上で通信が行われているかを確認した後、他の装置(device)がデータを上記ネットワーク上に載せて送っている場合、待ってからデータを送る。すなわち、2人以上のユーザ(例えば、PC、UEなど)が同時にデータを載せて送る場合、上記同時送信間に衝突が発生するが、CSMA/CDは、上記衝突を監視し、柔軟性あるデータ送信がなされるようにする技法である。CSMA/CDを用いる送信装置は、特定規則を用いて他の送信装置によるデータ送信を感知し、自体のデータ送信を調節する。CSMA/CAは、IEEE802.11標準に明示されているメディアアクセス(媒体接近)制御プロトコルである。IEEE802.11標準に従うWLANシステムは、IEEE802.3標準で用いられたCSMA/CDを用いず、CA、すなわち、衝突を回避する方式を用いている。送信装置は、常にネットワークの搬送波を感知しているが、ネットワークが空になると、目録(リスト)に登載された自体の位置によって、定められた時間を待ってからデータを送る。目録内で送信装置間の優先順位を決め、これを再設定(reconfiguration)するためには様々な方法を用いることができる。IEEE802.11標準の一部バージョンに従うシステムでは、衝突が起きることがあり、この場合には衝突感知手順が行われる。CSMA/CAを用いる送信装置は、特定規則を用いて、他の送信装置によるデータ送信と自体のデータ送信との間の衝突を回避する。
本発明において、UEは、固定していても移動性(モビリティ)を有してもよく、基地局(Base Station、BS)と通信してユーザデータ及び/又は各種制御情報を送受信する各種機器がこれに属する。UEは、端末(Terminal Equipment)、MS(Mobile Station)、MT(Mobile Terminal)、UT(User Terminal)、SS(Subscribe Station)、無線機器(wireless device)、PDA(Personal Digital Assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)などと呼ぶことができる。また、本発明において、BSは、一般に、UE及び/又は他のBSと通信する固定局(fixed station)のことをいい、UE及び他のBSと通信して各種データ及び制御情報を交換する。BSは、ABS(Advanced Base Station)、NB(Node-B)、eNB(evolved-NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、アクセスポイント(Access Point)、PS(Processing Server)等の他の用語で呼ぶこともできる。以下の本発明に関する説明では、BSをeNBと総称する。
本発明でいうノード(node)とは、UEと通信して無線信号を送信/受信し得る固定したポイント(point)のことを指す。様々な形態のeNBを、その名称に関係なくノードとして用いることができる。例えば、BS、NB、eNB、ピコセルeNB(PeNB)、ホームeNB(HeNB)、リレー、リピータなどをノードとすることができる。また、ノードは、eNBでなくてもよい。例えば、無線リモートヘッド(Radio Remote Head、RRH)、無線リモートユニット(Radio Remote Unit、RRU)とすることもできる。RRH、RRUなどは、一般に、eNBの電力レベル(power level)よりも低い電力レベルを有する。RRH或いはRRU(以下、RRH/RRU)は、一般に、光ケーブルなどの専用回線(dedicated line)でeNBに接続されるため、一般に、無線回線で接続されたeNBによる協調通信に比べて、RRH/RRUとeNBによる協調通信を円滑に行うことができる。1つのノードには少なくとも1つのアンテナが設置される。上記アンテナは、物理アンテナを意味することもでき、アンテナポート、仮想アンテナ、又はアンテナグループを意味することもできる。ノードは、ポイント(point)とも呼ばれる。
本発明でいうセル(cell)とは、一つ又は複数のノードが通信サービスを提供する一定の地理的領域を指す。したがって、本発明で特定セルと通信することは、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードと通信することを意味できる。また、特定セルの下りリンク/上りリンク信号は、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードからの/への下りリンク/上りリンク信号を意味する。UEに上りリンク/下りリンク通信サービスを提供するセルを特にサービングセル(serving cell)という。また、特定セルのチャネル状態/品質は、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードとUEとの間に形成されたチャネル或いは通信リンクのチャネル状態/品質を意味する。LTE/LTE−Aベースのシステムにおいて、UEは、特定ノードからの下りリンクチャネル状態を、上記特定ノードのアンテナポートによって上記特定ノードに割り当てられたCRS(Cell-specific Reference Signal)リソース上で送信されるCRS及び/又はCSI−RS(Channel State Information Reference Signal)リソース上で送信されるCSI−RSを用いて測定することができる。具体的なCSI−RS設定については3GPP TS36.211及び3GPP TS36.331文書を参照することができる。
一方、3GPP LTE/LTE−Aシステムは、無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を用いるが、無線リソースと関連付けられたセル(cell)は、地理的領域のセル(cell)と区別される。
地理的領域の“セル”は、ノードが搬送波を用いてサービスを提供できるカバレッジ(coverage)と理解することができ、無線リソースの“セル”は、上記搬送波によって設定(configure)される周波数範囲である帯域幅(BandWidth、BW)に関連する。ノードが有効な信号を送信できる範囲である下りリンクカバレッジと、UEから有効な信号を受信できる範囲である上りリンクカバレッジは、当該信号を運ぶ搬送波に依存するので、ノードのカバレッジは、上記ノードが用いる無線リソースの“セル”のカバレッジと関連することもある。したがって、“セル”という用語は、時にはノードによるサービスのカバレッジを、時には無線リソースを、時には上記無線リソースを用いた信号が有効な強度で到達できる範囲を意味するのに用いることができる。無線リソースの“セル”については以後でより詳細に説明される。
3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層から生じる情報を運ぶリソース要素に対応する下りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層から生じる情報を搬送しないリソース要素に対応する下りリンク物理信号を定義する。例えば、物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Shared CHannel、PDSCH)、物理ブロードキャストチャネル(Physical Broadcast CHannel、PBCH)、物理マルチキャストチャネル(Physical Multicast CHannel、PMCH)、物理制御フォーマット指示子チャネル(Physical Control Format Indicator CHannel、PCFICH)、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control CHannel、PDCCH)及び物理ハイブリッドARQ指示子チャネル(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel、PHICH)が下りリンク物理チャネルとして定義されており、参照信号及び同期信号が下りリンク物理信号として定義されている。パイロット(pilot)とも呼ばれる参照信号(Reference Signal、RS)は、eNBとUEとが互いに知っている既に定義された特別な波形の信号を意味するが、例えば、セル固有RS(cell specific RS)、UE固有RS(UE-specific RS、UE−RS)、ポジショニングRS(positioning RS、PRS)及びチャネル状態情報RS(Channel State Information RS、CSI−RS)が下りリンク参照信号として定義される。3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層から生じる情報を搬送するリソース要素に対応する上りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層から生じる情報を搬送しないリソース要素に対応する上りリンク物理信号を定義している。例えば、物理上りリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared CHannel、PUSCH)、物理上りリンク制御チャネル(Physical Uplink Control CHannel、PUCCH)、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access CHannel、PRACH)が上りリンク物理チャネルとして定義され、上りリンク制御/データ信号のための復調参照信号(DeModulation Reference Signal、DMRS)と上りリンクチャネル測定に用いられるサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)とが定義される。
本発明において、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)は、それぞれ、DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/下りリンクACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/下りリンクデータを搬送する時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。また、PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)は、それぞれ、UCI(Uplink Control Information)/上りリンクデータ/ランダムアクセス信号を搬送する時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。本発明では、特に、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHに割り当てられたり、これに属した時間−周波数リソース或いはリソース要素(Resource Element、RE)を、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE又はPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHリソースと称する。以下では、UEがPUCCH/PUSCH/PRACHを送信するという表現は、それぞれ、PUSCH/PUCCH/PRACH上で/或いはこれらを通じて、上りリンク制御情報/上りリンクデータ/ランダムアクセス信号を送信することと同じ意味で使われる。また、eNBがPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCHを送信するという表現は、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH上で/或いはこれらを通じて、下りリンクデータ/制御情報を送信することと同じ意味で使われる。
以下では、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RS/TRSが割り当てられた或いは設定された(configured)OFDM(直交周波数分割多重)シンボル/副搬送波/REを、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RS/TRSシンボル/搬送波/副搬送波/REと称する。例えば、トラッキングRS(tracking RS、TRS)が割り当てられた或いは設定されたOFDMシンボルは、TRSシンボルと称し、TRSが割り当てられた或いは設定された副搬送波は、TRS副搬送波と称し、TRSが割り当てられた或いは設定されたREはTRS REと称する。また、TRS送信のために設定された(configured)サブフレームを、TRSサブフレームと称する。また、ブロードキャスト信号が送信されるサブフレームを、ブロードキャストサブフレーム或いはPBCHサブフレームと称し、同期信号(例えば、PSS及び/又はSSS)が送信されるサブフレームを、同期信号サブフレーム或いはPSS/SSSサブフレームと称する。PSS/SSSが割り当てられた或いは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REをそれぞれ、PSS/SSSシンボル/副搬送波/REと称する。
本発明において、CRSポート、UE−RSポート、CSI−RSポート、TRSポートとは、それぞれ、CRSを送信するように設定された(configured)アンテナポート、UE−RSを送信するように設定されたアンテナポート、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポート、TRSを送信するように設定されたアンテナポートを意味する。CRSを送信するように設定されたアンテナポートは、CRSポートによって(according to)CRSが占有するREの位置によって相互に区別でき、UE−RSを送信するように設定された(configured)アンテナポートは、UE−RSポートによってUE−RSが占有するREの位置によって相互に区別でき、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポートは、CSI−RSポートによってCSI−RSが占有するREの位置によって相互に区別できる。したがって、CRS/UE−RS/CSI−RS/TRSポートという用語が、一定リソース領域(例えば、RB或いはRB対)内でCRS/UE−RS/CSI−RS/TRSが占有するREのパターンを意味する用語として用いられることもある。
本発明で使われる用語及び技術のうち具体的に説明しなかった用語及び技術については3GPP LTE/LTE−A標準文書、例えば3GPP TS 36.211、3GPP TS 36.212、3GPP TS 36.213、3GPP TS 36.321及び3GPP TS 36.331などを参照することができる。
図1は、無線通信システムで用いられる無線フレーム構造の一例を示す図である。
特に、図1(a)は、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex、FDD)用フレーム構造を示す図であり、図1(b)は、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる時分割デュプレックス(Time Division Duplex、TDD)用フレーム構造を示す図である。
図1を参照すると、3GPP LTE/LTE−Aシステムで用いられる無線フレームは、10ms(307,200Ts)の長さを有し、10個の均等なサイズのサブフレーム(SubFrame、SF)で構成される。1無線フレーム内の10個のサブフレームにはそれぞれ番号を与えることができる。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(2048*15kHz)で示される。それぞれのサブフレームは、1msの長さを有し、2個のスロットで構成される。1無線フレームにおいて20個のスロットには0から19まで順次番号を付けることができる。それぞれのスロットは、0.5msの長さを有する。1サブフレームを送信するための時間は、送信時間間隔(Transmission Time Interval、TTI)として定義される。時間リソースは、無線フレーム番号(或いは、無線フレームであるデックスとも咸)(又は、無線フレームインデックス)、サブフレーム番号(或いは、サブフレーム番号)(又は、サブフレームインデックス)、スロット番号(或いは、スロットインデックス)などによって区別(区分)することができる。
無線フレームは、デュプレックス(duplex)モードによって異なるように設定(configure)することができる。例えば、FDDモードでは、下りリンク送信及び上りリンク送信は周波数によって区分されるため、無線フレームは、特定周波数帯域に対して下りリンクサブフレーム又は上りリンクサブフレームのいずれか1つのみを含む。TDDモードでは、下りリンク送信及び上りリンク送信は、時間によって区分されるため、特定周波数帯域に対して無線フレームは下りリンクサブフレームと上りリンクサブフレームとの両方を含む。
表1は、TDDモードで、無線フレームにおけるサブフレームのDL−UL設定(configuration)を例示するものである。
表1で、Dは下りリンクサブフレームを、Uは上りリンクサブフレームを、Sはスペシャル(special)サブフレームを表す。スペシャルサブフレームは、DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)の3つのフィールドを含む。DwPTSは、下りリンク送信用にリザーブされる時間区間であり、UpPTSは、上りリンク送信用にリザーブされる時間区間である。表2は、スペシャルサブフレームの設定(configuration)を例示するものである。
図2は、無線通信システムにおいて下りリンク/上りリンク(DL/UL)スロット構造の一例を示す図である。特に、図2は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのリソースグリッド(格子)(resource grid)の構造を示す。アンテナポート当たり1個のリソースグリッドがある。
図2を参照すると、スロットは、時間領域(time domain)で複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルを含み、周波数領域(frequency domain)で複数のリソースブロック(Resource Block、RB)を含む。OFDMシンボルは、1つのシンボル区間を意味してもよい。図2を参照すると、各スロットで送信される信号は、NDL/UL RB×NRB sc個の副搬送波(subcarrier)とNDL/ULsymb個のOFDMシンボルとで構成されるリソースグリッド(resource grid)で表現されることができる。ここで、NDL RBは、下りリンクスロットにおけるリソースブロック(Resource Block、RB)の個数を表し、NUL RBは、ULスロットにおけるRBの個数を表す。NDL RB及びNUL RBは、DL送信帯域幅及びUL送信帯域幅にそれぞれ依存する。NDL symbは、下りリンクスロットにおけるOFDMシンボルの個数を表し、NUL symbは、ULスロットにおけるOFDMシンボルの個数を表す。NRB scは、1つのRBを構成する副搬送波の個数を表す。
OFDMシンボルは、多元接続方式によって、OFDMシンボル、SC−FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing)シンボルなどと呼ぶことができる。1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、チャネル帯域幅、CP(Cyclic Prefix)の長さによって様々に変更することができる。例えば、ノーマル(正規)(normal)CPの場合には、1スロットが7つのOFDMシンボルを含むが、拡張(extended)CPの場合には、1スロットが6つのOFDMシンボルを含む。図2では、説明の便宜のために、1スロットが7つOFDMシンボルで構成されるサブフレームを例示するが、本発明の実施例は、他の個数のOFDMシンボルを有するサブフレームにも同様の方式で適用することができる。図2を参照すると、各OFDMシンボルは、周波数領域で、NDL/UL RB×NRB sc個の副搬送波を含む。副搬送波のタイプとしては、データ送信のためのデータ副搬送波、参照信号(reference signal)の送信のための参照信号副搬送波、保護バンド(guard band)又は直流(Direct Current、DC)成分のためのヌル(null)副搬送波を含むことができる。DC成分は、OFDM信号生成過程或いは周波数アップコンバート過程で搬送波周波数(carrier frequency、f0)にマッピング(mapping)される。搬送波周波数は、中心周波数(center frequency、fc)とも呼ぶ。
1つのRBは、時間領域でNDL/UL symb個(例えば、7個)の連続するOFDMシンボルとして定義され、周波数領域でNRB sc個(例えば、12個)の連続する副搬送波として定義される。参考として、1つのOFDMシンボルと1つの副搬送波とで定義されたリソースをリソース要素(Resource Element、RE)或いはトーン(tone)という。したがって、1つのRBはNDL/UL symb×NRB sc個のリソース要素で構成される。リソースグリッド内の各リソース要素は、1スロットにおけるインデックス対(k,1)によって一意(固有)に定義することができる。kは、周波数領域で0からNDL/UL RB×NRB sc−1まで与えられるインデックスであり、lは、時間領域で0からNDL/UL symb−1まで与えられるインデックスである。
一方、1つのRBは、(1つの)物理リソースブロック(Physical Resource Block、PRB)と1つの仮想リソースブロック(Virtual Resource Block、VRB)とにそれぞれマッピングされる。PRBは、時間領域でNDL/UL symb個(例えば、7個)の連続するOFDMシンボル或いはSC−FDMシンボルとして定義され、周波数領域でNRB sc個(例えば、12個)の連続する副搬送波として定義される。したがって、1つのPRBは、NDL/UL symb×NRB sc個のリソース要素で構成される。1サブフレームでNRB sc個の連続する同一の副搬送波を占有しながら、上記サブフレームの2個のスロットそれぞれに1個ずつ位置する2個のRBを、PRB対と呼ぶ。PRB対を構成する2個のRBは、同一のPRB対番号(或いは、PRBインデックスともいう)を有する。
図3は、同期信号(Synchronization Signal、SS)の送信のための無線フレーム構造を例示した図である。特に、図3は、周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex、FDD)における同期信号及びPBCHの送信のための無線フレーム構造を例示した図で、図3(a)はノーマルCP(normal Cyclic Prefix)に設定された(configured)無線フレームにおけるSS及びPBCHの送信位置を示すものであり、図3(b)は拡張CP(extended CP)に設定された無線フレームにおけるSS及びPBCHの送信位置を示すものである。
UEは、電源がついたり新しくセルに接続しようとする場合、上記セルとの時間及び周波数同期を取得し、上記セルの物理層セル識別子(physical layer cell identity)Ncell IDを検出(detect)する等のセルサーチ(initial cell search)過程(procedure)を行う。そのために、UEは、eNBから同期信号、例えば、プライマリ(1次)同期信号(Primary Synchronization Signal、PSS)及びセカンダリ(2次)同期信号(Secondary Synchronization Signal、SSS)を受信してeNBと同期を取り、セル識別子(IDentity、ID)などの情報を取得することができる。
図3を参照して、SSをより具体的に説明すれば次の通りである。SSはPSSとSSSとに区分される。PSSは、OFDMシンボル同期、スロット同期などの時間領域同期及び/又は周波数領域同期を得るために使われ、SSSは、フレーム同期、セルグループID及び/又はセルのCP設定(configuration)(すなわち、ノーマルCP又は拡張CPの使用情報)を得るために使われる。図3を参照すると、PSS及びSSSは、各無線フレームの2個のOFDMシンボルでそれぞれ送信される。具体的には、SSは、インターRAT(inter Radio Access Technology)測定の容易さのためにGSM(Global System for Mobile communication)フレーム長である4.6msを考慮してサブフレーム0の1番目のスロットとサブフレーム5の1番目のスロットとでそれぞれ送信される。特に、PSSは、サブフレーム0の1番目のスロットの最後のOFDMシンボルとサブフレーム5の1番目のスロットの最後のOFDMシンボルとでそれぞれ送信され、SSSは、サブフレーム0の1番目のスロットの終わりから2番目のOFDMシンボルおよびサブフレーム5の1番目のスロットの終わりから2番目のOFDMシンボルでそれぞれ送信される。該当無線フレームの境界はSSSを介して検出されることができる。PSSは該当スロットの最後のOFDMシンボルで送信され、SSSはPSSの直前のOFDMシンボルで送信される。SSの送信ダイバーシチ(diversity)方式は単一アンテナポート(single antenna port)のみを使い、標準では別に定義していない。
PSSは、5msごとに送信されるため、UEは、PSSを検出することによって、当該サブフレームがサブフレーム0又はサブフレーム5のいずれかであることがわかるが、当該サブフレームがサブフレーム0及びサブフレーム5のうちのいずれであるかは具体的にわからない。したがって、UEは、PSSだけでは無線フレームの境界を認知できない。すなわち、PSSだけではフレーム同期を取ることができない。UEは、無線フレーム内で2回送信されるものの、互いに異なったシーケンスで送信されるSSSを検出して無線フレームの境界を検出する。
PSS/SSSを用いたセル(cell)探索過程を行ってDL信号の復調(demodulation)及びUL信号の送信を正確な時点で行うのに必要な時間及び周波数パラメータを決定したUEは、また上記eNBから上記UEのシステム設定(system configuration)に必要なシステム情報を獲得すると、上記eNBと通信することができる。
システム情報は、マスタ情報ブロック(Master Information Block、MIB)及びシステム情報ブロック(System Information Block、SIB)によって設定される(configured)。各システム情報ブロックは、機能的に関連するパラメータのセット(集まり、集合)を含み、含まれたパラメータによってマスタ情報ブロック(Master Information Block、MIB)及びシステム情報ブロックタイプ1(System Information Block Type 1、SIB1)、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type 2、SIB2)、SIB3〜SIB17に区分されることができる。
MIBは、UEがeNBのネットワーク(network)に初期アクセス(初期接続)(initial access)するのに必須である、最もよく送信されるパラメータを含む。UEは、MIBをブロードキャストチャネル(例えば、PBCH)を介して受信することができる。MIBには、下りリンクシステム帯域幅(DL-BandWidth、DL BW)、PHICH設定(configuration)、システムフレーム番号(SFN)が含まれる。よって、UEは、PBCHを受信することによって明示的(explicit)にDL BW、SFN、PHICH設定についての情報が分かる。一方、PBCHの受信によってUEが暗黙的(implicit)に分かる情報としては、eNBの送信アンテナポートの数がある。eNBの送信アンテナ数についての情報は、PBCHのエラー検出に使われる16ビットCRC(Cyclic Redundancy Check)に送信アンテナ数に対応するシーケンスをマスク(例えば、XOR演算)して暗黙的にシグナリングされる。
SIB1は、他のSIBの時間領域スケジューリングについての情報だけではなく、特定のセルがセル選択に適したセルであるかを判断するのに必要なパラメータを含む。SIB1は、ブロードキャストシグナリング又は専用(dedicated)シグナリングによってUEに受信される。
DL搬送波周波数及び該当システム帯域幅は、PBCHが搬送するMIBによって獲得されることができる。UL搬送波周波数及び該当システム帯域幅は、DL信号であるシステム情報によって得ることができる。MIBを受信したUEは、該当セルに対して保存された有効なシステム情報がなければ、システム情報ブロックタイプ2(SystemInformationBlockType2、SIB2)が受信されるまで、MIB内DL BWの値をUL帯域幅(UL BW)に適用する。例えば、UEは、システム情報ブロックタイプ2(SystemInformationBlockType2、SIB2)を獲得し、上記SIB2内のUL搬送波周波数及びUL帯域幅情報によって自体がUL送信に使える全ULシステム帯域を把握することができる。
周波数領域で、PSS/SSS及びPBCHは、実際のシステム帯域幅と関係なく、該当OFDMシンボル内でDC副搬送波を中心に左右3個ずつ、合計6個のRB、すなわち合計72個の副搬送波内でのみ送信される。よって、UEは、上記UEに設定された(configured)下りリンク送信帯域幅と関係なく、SS及びPBCHを検出(detect)又は復号(decode)することができるように設定される(configured)。
初期セルサーチを終えたUEは、eNBへの接続を完了するために、ランダムアクセス過程(random access procedure)を行うことができる。このために、UEは、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access CHannel、PRACH)を介してプリアンブル(preamble)を送信し、PDCCH及びPDSCHを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる。コンテンションに基づくランダムアクセス(contention based random access)の場合、追加的なPRACHの送信、そしてPDCCH及び上記PDCCHに対応するPDSCHなどの衝突(競合)解決過程(contention resolution procedure)を行うことができる。
上述した過程を行ったUEは、その後に一般的な上り/下りリンク信号送信過程としてPDCCH/PDSCH受信及びPUSCH/PUCCH送信を行うことができる。
上記ランダムアクセス過程は、ランダムアクセスチャネル(Random Access CHannel、RACH)過程とも言われる。ランダムアクセス過程は、初期アクセス、上りリンク同期調整、リソース割当て、ハンドオーバなどの用途で多様に使われる。ランダムアクセス過程は、コンテンションベース(contention-based)過程と、専用(dedicated)(すなわち、非コンテンションベース)過程に分類される。コンテンションベースランダムアクセス過程は、初期アクセスを含んで一般に使われ、専用ランダムアクセス過程は、ハンドオーバなどに制限的に使われる。コンテンションベースランダムアクセス過程で、UEは、RACHプリアンブルシーケンスをランダム(任意)に(randomly)選択する。よって、複数のUEが同時に同じRACHプリアンブルシーケンスを送信することが可能であり、このため以後に衝突(競合)解消過程が必要である。一方、専用ランダムアクセス過程でUEは、eNBが該当UEに一意に割り当てたRACHプリアンブルシーケンスを使う。よって、他のUEと衝突せずにランダムアクセス過程を行うことができる。
コンテンションベースランダムアクセス過程は次の4段階を含む。以下、段階1〜4で送信されるメッセージは、それぞれメッセージ1〜4(Msg1〜Msg4)と言うことができる。
−段階1:RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
−段階2:ランダムアクセス応答(Random Access Response、RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
−段階3:レイヤ2/レイヤ3メッセージ(via PUSCH)(UE to eNB)
−段階4:衝突解消(contention resolution)メッセージ(eNB to UE)
専用ランダムアクセス過程は次の3段階を含む。以下、段階0〜2で送信されるメッセージは、それぞれメッセージ0〜2(Msg0〜Msg2)と言うことができる。ランダムアクセス過程の一部として、RARに対応する上りリンク送信(すなわち、段階3)も行われることができる。専用ランダムアクセス過程は、基地局がRACHプリアンブル送信を命令する用途のPDCCH(以下、PDCCHオーダ(order))を用いてトリガされることができる。
−段階0:専用シグナリングによるRACHプリアンブル割当て(eNB to UE)
−段階1:RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
−段階2:ランダムアクセス応答(RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
RACHプリアンブルを送信した後、UEは、前もって設定された時間ウィンドウ内でランダムアクセス応答(RAR)受信を試みる。具体的には、UEは時間ウィンドウ内でRA−RNTI(Random Access RNTI)を有するPDCCH(以下、RA−RNTI PDCCH)(例えば、PDCCHでCRCがRA−RNTIでマスクされる)の検出を試みる。RA−RNTI PDCCHの検出時、UEは、RA−RNTI PDCCHに対応するPDSCH内に自体のためのRARが存在するかを確認する。RARは、UL同期化のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス(Timing Advance、TA)情報、ULリソース割当て情報(ULグラント情報)、一時的端末識別子(例えば、temporary cell−RNTI、TC−RNTI)などを含む。UEは、RAR内のリソース割当て情報及びTA値によってUL送信(例えば、Msg3)を行うことができる。RARに対応するUL送信にはHARQが適用される。よって、UEは、Msg3を送信した後、Msg3に対応する受信応答情報(例えば、PHICH)を受信することができる。
図4は、無線通信システムで用いられる下りリンクサブフレーム(subframe)構造を例示する図である。
図4を参照すると、DLサブフレームは、時間領域で制御領域(control region)とデータ領域(data region)とに区別される。図3を参照すると、サブフレームの第1のスロットで前部に位置する最大3(或いは、4)個のOFDMシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)に対応する。以下、DLサブフレームでPDCCH送信に利用可能なリソース領域(resource region)をPDCCH領域と称する。制御領域として用いられるOFDMシンボル以外の残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)が割り当てられるデータ領域(data region)に該当する。以下、DLサブフレームでPDSCH送信に利用可能なリソース領域をPDSCH領域と称する。
3GPP LTEで用いられるDL制御チャネルの例としては、PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)、PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel)などを含む。
PCFICHは、サブフレームの最初のOFDMシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの送信に用いられるOFDMシンボルの個数についての情報を搬送する。PCFICHはサブフレームごとに該当サブフレームで使われるOFDMシンボルの個数をUEに知らせる。PCFICHは1番目のOFDMシンボルに位置する。PCFICHは、4個のリソース要素グループ(Resource Element Group、REG)で構成され、それぞれのREGはセルIDに基づいて制御領域内に分散される。一つのREGは4個のREで構成される。
サブフレームでPDCCHのために使用可能なOFDMシンボルのセットは次の表によって与えられる。
PDSCH送信をサポートする搬送波上の無線フレーム内下りリンクサブフレームのサブセットが、上位層によって(一つ又は複数の)MBSFNサブフレームに設定されることができる。各MBSFNサブフレームは、非MBSFN領域(region)とMBSFN領域とに分けられ、非MBSFN領域は先頭の1個又は2個のOFDMシンボルに跨がり(をスパンし)、ここで、非MBSFN領域の長さは表3によって与えられる。MBSFNサブフレームの非MBSFN領域内送信は、サブフレーム0のために使用されたサイクリックプリフィックス(Cyclic Prefix、CP)と同一のCPを使う。MBSFNサブフレーム内MBSFN領域は、非MBSFN領域に使われなかったOFDMシンボルとして定義される。
PCFICHは、制御フォーマット指示子(Control Format Indicator、CFI)を搬送し、CFIは1〜3のいずれか一つの値を指示する。下りリンクシステム帯域幅NDL RB>10に対し、PDCCHによって搬送されるDCIのスパン(長さ)であるOFDMシンボルの数1、2又は3は、上記CFIによって与えられ、下りリンクシステム帯域幅NDL RB≦10に対してPDCCHによって搬送されるDCIのスパンであるOFDMシンボルの数2、3又は4は、CFI+1によって与えられる。CFIは次の表によってコーディングされる。
PHICHは、UL送信に対する応答としてHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment)信号を搬送する。PHICHは、3個のREGで構成され、セル固有にスクランブルされる。ACK/NACKは、1ビットで指示され、上記1ビットのACK/NACKは3回繰り返され、繰り返されたACK/NACKビットのそれぞれは、拡散因子(拡散率)(Spreading Factor、SF)4又は2によって拡散されて制御領域にマッピングされる。
PDCCHで送信される制御情報を下りリンク制御情報(Downlink Control Information、DCI)と称する。DCIは、UE又はUEグループのためのリソース割当て情報及び他の制御情報を含む。DL共有チャネル(DownLink Shared CHannel、DL−SCH)の送信フォーマット(Transmit Format)及びリソース割当て情報は、DLスケジューリング情報或いはDLグラント(DL grant)とも呼ばれ、UL共有チャネル(UpLink Shared CHannel、UL−SCH)の送信フォーマット及びリソース割当て情報は、ULスケジューリング情報或いはULグラント(UL grant)とも呼ばれる。1つのPDCCHが搬送するDCIは、DCIフォーマットによってそのサイズと用途が異なり、コーディングレート(符号化率)によってそのサイズが異なりうる。現在3GPP LTEシステムでは、上りリンク用にフォーマット0及び4、下りリンク用にフォーマット1、1A、1B、1C、1D、2、2A、2B、2C、3、3Aなどの多様なフォーマットが定義されている。DCIフォーマットのそれぞれの用途に合わせて、ホッピングフラグ、RB割当て(RB allocation)、MCS(Modulation Coding Scheme)、RV(Redundancy Version)、NDI(New Data Indicator)、TPC(Transmit Power Control)、サイクリックシフト(循環遷移)DMRS(cyclic shift DeModulation Reference Signal)、ULインデックス、CQI(Channel Quality Information)要求、DL割当てインデックス(DL assignment index)、HARQプロセス番号(或いは、インデックス)、TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)情報などの制御情報が適宜選択された組合せで下りリンク制御情報としてUEに送信される。
複数のPDCCHを制御領域内で送信することができる。UEは、複数のPDCCHをモニタリングすることができる。eNBは、UEに送信されるDCIによってDCIフォーマットを決定し、DCIにCRC(Cyclic Redundancy Check)を付加する。CRCは、PDCCHの所有者又は使用目的によって識別子(例えば、RNTI(Radio Network Temporary Identifier))でマスク(又は、スクランブル)される。例えば、PDCCHが特定UEのためのものであれば、当該UEの識別子(例えば、cell−RNTI(C−RNTI))をCRCにマスクすることができる。PDCCHがページングメッセージのためのものであれば、ページング識別子(例えば、Paging−RNTI(P−RNTI))をCRCにマスクすることができる。PDCCHがシステム情報(より具体的には、システム情報ブロック(System Information Block、SIB))のためのものであれば、SI−RNTI(system information RNTI)をCRCにマスクすることができる。PDCCHがランダムアクセス応答のためのものであれば、RA−RNTI(random access-RNTI)をCRCにマスクすることができる。CRCマスク(又は、スクランブル)は、例えば、ビットレベルでCRCとRNTIとをXOR演算することを含む。
一般に、UEに設定された(configured)送信モード(Transmission Mode、TM)によって上記UEに送信可能なDCIフォーマットが変わる。言い換えれば、特定の送信モードに設定されたUEのために全てのDCIフォーマットを使うことができるものではなく、上記特定の送信モードに対応する一定の(一つ又は複数の)DCIフォーマットのみを使うことができる。
例えば、既定義の複数の送信モードの一つによって送信されるPDSCHをUEが受信することができるように、上記UEに送信モードが上位層によって準静的に(semi-statically)設定される(configured)。上記UEは、自体の送信モードに相当するDCIフォーマットにのみPDCCHの復号を試みる。言い換えれば、ブラインド復号の試みによるUEの演算負荷を一定水準以下に維持するため、全てのDCIフォーマットがUEによって同時に探索されるものではない。
表5は、マルチアンテナ技術を設定する(configure)ための送信モード及び該当送信モードでUEがブラインド復号を行うDCIフォーマットを例示したものである。特に、表5は、C−RNTI(Cell RNTI(Radio Network Temporary Identifier))によって設定された(configured)PDCCHとPDSCHとの関係を示す。
表5には送信モード1〜10が羅列されているが、表5に定義された送信モードの外にも他の送信モードが定義されることができる。
PDCCHは、サブフレーム内の最初のm個の(一つ又は複数の)OFDMシンボルに割り当てられる。ここで、mは1以上の整数であり、PCFICHによって指示される。
PDCCHは、一つ又は複数の連続した制御チャネル要素(Control Channel Element、CCE)の集約(aggregation)上で送信される。CCEは、PDCCHに無線チャネル状態に基づくコーディングレートを提供するために用いられる論理的割当てユニットである。CCEは、複数のリソース要素グループ(Resource Element Group、REG)に対応する。例えば、1つのCCEは、9つのREGに対応し、1つのREGは4つのREに対応する。4個のQPSKシンボルがそれぞれのREGにマッピングされる。参照信号(RS)によって占有されたリソース要素(RE)は、REGに含まれない。したがって、与えられたOFDMシンボル内でREGの個数は、RSが存在するか否かによって異なってくる。REGの概念は、他の下りリンク制御チャネル(すなわち、PCFICH及びPHICH)にも用いられる。
システムでPDCCH送信のために利用可能なCCEは、0からNCCE−1まで番号が付けられることができ、ここで、NCCE=floor(NREG/9)であり、NREGはPCFICH又はPHICHに割り当てられなかったREGの個数を示す。
DCIフォーマット及びDCIビットの個数はCCEの個数によって決定される。CCEは番号が付けられて連続的に使われ、復号過程を簡単にするために、n個のCCEで構成されたフォーマットを有するPDCCHは、nの倍数に相当する番号を有するCCEでだけ始まることができる。特定のPDCCHの送信に使われるCCEの個数は、チャネル状態によってネットワーク又はeNBによって決定される。例えば、良好な下りリンクチャネルを有するUE(例えば、eNBに隣接)のためのPDCCHの場合、一つのCCEでも十分であり得る。しかし、劣悪なチャネルを有する(例えば、セル境界の付近に存在する)UEのためのPDCCHの場合、十分なロバスト性(robustness)を得るためには8個のCCEが要求されることができる。また、PDCCHのパワーレベルはチャネル状態に合わせて調整されることができる。
3GPP LTE/LTE−Aシステムの場合、それぞれのUEのためにPDCCHが位置することができるCCEのセット(set)が定義される。UEが自体のPDCCHを見つけることができるCCEのセットをPDCCH探索空間、簡単に探索空間(Search Space、SS)と言う。探索空間内でPDCCHが送信されることができる個別リソースをPDCCH候補(candidate)と言う。UEがモニタリング(monitoring)するPDCCH候補のセットは探索空間として定義される。ここで、アグリゲーションレベルL∈{1、2、4、8}での探索空間S(L) kはPDCCHの候補のセットによって定義される。探索空間は他のサイズを有することができ、専用(dedicated)探索空間及び共通(common)探索空間が定義されている。専用探索空間は、UE固有探索空間(UE-specific Search Space、USS)であり、それぞれの個別のUEのために設定される(configured)。共通探索空間(Common Search Space、CSS)は、複数のUEのために設定される。
eNBは、探索空間内の任意のPDCCH候補上で実際のPDCCH(DCI)を送信し、UEは、PDCCH(DCI)を探すために探索空間をモニタリングする。ここで、モニタリングとは全てのモニタリングされるDCIフォーマットによって該当探索空間内の各PDCCHの復号(decoding)を試みる(attempt)ことを意味する。UEは、上記複数のPDCCHをモニタリングして自体のPDCCHを検出することができる。基本的に、UEは、自体のPDCCHが送信される位置が分からないから、サブフレームごとに該当DCIフォーマットの全てのPDCCHを自体の識別子を有するPDCCHを検出するまでPDCCHの復号を試み、このような過程をブラインド検出(blind detection)(ブラインド復号(Blind Decoding、BD))と言う。
例えば、特定のPDCCHが“A”というRNTI(Radio Network Temporary Identity)でCRC(Cyclic Redundancy Check)マスク(masking)されており、“B”という無線リソース(例えば、周波数位置)及び“C”という送信形式情報(例えば、送信ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など)を用いて送信されるデータについての情報が特定のDLサブフレームを介して送信されると想定(assume)する。UEは、自体が持っているRNTI情報を用いてPDCCHをモニタリングし、“A”というRNTIを持っているUEはPDCCHを検出し、受信したPDCCHの情報によって“B”及び“C”によって指示されるPDSCHを受信する。
図5は、セル固有参照信号(Cell Specific Reference Signal、CRS)及びUE固有参照信号(User Specific Reference Signal、UE−RS)を例示したものである。特に、図5は、ノーマルCPを有するサブフレームのRB対で(一つ又は複数の)CRS及び(一つ又は複数の)UE−RSによって占有されるREを示したものである。
既存3GPP LTEシステムにおいてCRSは復調の目的及び測定の目的の両方に用いられるので、CRSは、PDSCH送信をサポートするセル(cell)内の全ての下りリンクサブフレームで全下りリンク帯域幅にわたって送信され、eNBに設定された(configured)全てのアンテナポートで送信される。
図5を参照すると、送信ノードのアンテナポートの数によってアンテナポートp=0、p=0、1、p=0、1、2、3を介してCRSが送信される。CRSは、制御領域及びデータ領域にかかわらず、サブフレーム内に一定したパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域のうちCRSが割り当てられていないリソースに割り当てられ、データチャネルもデータ領域のうちCRSが割り当てられていないリソースに割り当てられる。
UEは、CRSを用いてCSIを測定することができ、CRSを用いて上記CRSを含むサブフレームでPDSCHを介して受信した信号を復調することもできる。すなわち、eNBは、全てのRBで各RB内の一定の位置においてCRSを送信し、UEは、上記CRSを基準にチャネル推定を行った後、PDSCHを検出する。例えば、UEは、CRS REから受信した信号を測定し、上記測定された信号と、上記CRS RE別受信エネルギのPDSCHがマッピングされたRE別受信エネルギに対する比を用いてPDSCHがマッピングされたREからPDSCH信号を検出することができる。しかし、このようにCRSに基づいてPDSCHが送信される場合には、eNBが全てのRBに対してCRSを送信しなければならないので、不要なRSオーバーヘッドが発生することになる。このような問題点を解決するために、3GPP LTE−Aシステムでは、CRSの外にUE固有RS(以下、UE−RS)及びCSI−RSをさらに定義する。UE−RSは復調のために、CSI−RSはチャネル状態情報を得る(derive)ために使われる。UE−RSはDRSの一種と見なし得る。UE−RS及びCRSは復調のために使われるので、用途の側面で復調用RSと言える。CSI−RS及びCRSはチャネル測定又はチャネル推定に使われるので、用途の側面では測定用RSと言える。
図5を参照すると、UE−RSは、PDSCHの送信のためにサポートされ、(一つ又は複数の)アンテナポートp=5、p=7、p=8、又はp=7、8、...、υ+6(ここで、υは上記PDSCHの送信のために使われるレイヤの数)を介して送信される。UE−RSは、PDSCH送信が該当アンテナポートと関連付けられる場合に存在し、PDSCHの復調(demodulation)のためにのみ有効な(valid)参照(reference)である。UE−RSは、該当PDSCHがマッピングされたRB上でのみ送信される。すなわち、UE−RSは、PDSCHの存在の有無にかかわらず、サブフレームごとに送信されるように設定されたCRSとは違い、PDSCHがスケジューリングされたサブフレームでPDSCHがマッピングされた(一つ又は複数の)RBでのみ送信されるように設定される。また、UE−RSは、PDSCHのレイヤの数にかかわらず、全ての(一つ又は複数の)アンテナポートを介して送信されるCRSとは違い、PDSCHの(一つ又は複数の)レイヤにそれぞれ対応する(一つ又は複数の)アンテナポートを介して送信される。したがって、CRSに比べてRSのオーバーヘッドが減少することができる。
3GPP LTE−Aシステムにおいて、UE−RSはPRB対で定義される。図5を参照すると、p=7、p=8又はp=7、8、...、υ+6に対し、該当PDSCH送信のために割り当てられた(assign)周波数領域インデックスnPRBを有するPRBにおいて、UE−RSシーケンスr(m)の一部が次の式によってサブフレームにおける複素変調シンボルa(p) k、lにマッピングされる。
<式1>
ここで、wp(i)、l’、m’は次の式によって与えられる。
<式2>
ここで、nsは1つの無線フレーム内のスロット番号であって、0から19までの整数の一つである。ノーマルCPのためのシーケンス
は次の表によって与えられる。
アンテナポートp∈{7、8、...、υ+6}に対して、UE−RSシーケンスr(m)は次のように定義される。
<式3>
c(i)は疑似ランダム(pseudo-random)シーケンスであって、長さ31のゴールド(Gold)シーケンスによって定義される。長さMPNである出力シーケンスc(n)(ここで、n=0、1、...、MPN−1)は、次の式によって定義される。
<式4>
ここで、NC=1600であり、1番目のm−シーケンスはx1(0)=1、x1(n)=0、n=1、2、...、30に初期化され、2番目のm−シーケンスは上記シーケンスの適用による値を有する
によって示(denote)される。
式3で、c(i)の生成のための疑似ランダムシーケンス生成器は、各サブフレームの始まりで次の式によってcinitに初期化される。
<式5>
式5で、n(nSCID) IDに対応する数量(quantities)n(i) ID(ここで、i=0、1)は、UE−RS生成のために上位層によって提供されるスクランブル識別子nDMRS、i IDに対する値が上位層によって提供されないか、またはDCIフォーマット1A、2B又は2CがPDSCH送信に関連するDCIに対して使われる場合、物理層セル識別子Ncell IDであり、そうでない場合、nDMRS、i IDとなる。
式5で、nSCIDの値は他に特定されなければ0であり、アンテナポート7又は8上のPDSCH送信に対するnSCIDは、PDSCH送信に関連するDCIフォーマット2B又は2Cによって与えられる。DCIフォーマット2Bは、UE−RSを有するアンテナポートを最大2個まで用いるPDSCHのためのリソース割当て(resource assignment)のためのDCIフォーマットであり、DCIフォーマット2Cは、UE−RSを有するアンテナポートを最大で8個まで用いるPDSCHのためのリソース割当て(resource assignment)のためのDCIフォーマットである。
CRSのための参照信号シーケンスrl、ns(m)は次のように定義される。
<式6>
ここで、Nmax、DL RBは最大の下りリンク帯域幅設定であり、NRB scの倍数として表現される。nsは無線フレーム内のスロット番号であり、lはスロット内のOFDMシンボル番号である。疑似ランダムシーケンスc(i)は式4によって定義される。疑似ランダムシーケンス生成器は、各OFDMシンボルの始まりで次の式によって初期化される。
<式7>
ここで、Ncell IDは物理層セル識別子を意味し、ノーマルCPに対してNCP=1であり、拡張CPに対してNCP=0である。
3GPP LTEシステムにおいて、CRSはPRB対で定義される。図6を参照すると、CRSのための参照信号シーケンスrl、ns(m)は、次の式によって、スロットnsでアンテナポートpのための参照シンボルとして使われる複素変調シンボルa(p) k、lにマッピングされる。
<式8>
ここで、k、l、m’は次のように定義される。
<式9>
変数v及びvshiftは他のRSのための周波数領域内の位置を定義し、vは次の式によって与えられる。
<式10>
セル固有周波数遷移は、vshift=Ncell IDmod 6によって与えられる。ここで、Ncell IDは物理層セル識別子、すなわち物理セル識別子である。
図6は、無線通信システムに用いられる上りリンク(UpLink、UL)サブフレーム構造の一例を示す図である。
図6を参照すると、ULサブフレームは、周波数領域で制御領域とデータ領域とに区別できる。一つ又は複数のPUCCH(Physical Uplink Control CHannel)を上りリンク制御情報(Uplink Control Information、UCI)を搬送するために上記制御領域に割り当てることができる。一つ又は複数のPUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)をユーザデータを搬送するためにULサブフレームのデータ領域に割り当てることができる。
ULサブフレームでは、DC(Direct Current)副搬送波を基準に、遠い距離の副搬送波が制御領域として活用される。換言すれば、UL送信帯域幅の両端部に位置する副搬送波が上りリンク制御情報の送信に割り当てられる。DC副搬送波は、信号送信に用いられないで残される成分であり、周波数アップコンバート過程で搬送波周波数f0にマッピングされる。1つのUEに対するPUCCHは、1つのサブフレームで、1つの搬送波周波数で動作するリソースに属したRB対に割り当てられ、上記RB対に属したRBは、2つのスロットでそれぞれ異なる副搬送波を占有する。このように割り当てられるPUCCHを、PUCCHに割り当てられたRB対がスロット境界で周波数ホッピングすると表現する。ただし、周波数ホッピングが適用されない場合には、RB対が同一の副搬送波を占有する。
PUCCHは、次の制御情報を送信するために用いることができる。
●SR(Scheduling Request):上りリンクUL−SCHリソースを要求するために用いられる情報である。OOK(On-Off Keying)方式を用いて送信される。
●HARQ−ACK:PDCCHに対する応答及び/又はPDSCH上の下りリンクデータパケット(例えば、コードワード)に対する応答である。PDCCH或いはPDSCHが成功裏に受信されたか否かを示す。単一下りリンクコードワードに対する応答としてHARQ−ACK1ビットが送信され、2つの下りリンクコードワードに対する応答としてHARQ−ACK2ビットが送信される。
HARQ−ACK応答は、ポジティブACK(簡単に、ACK)、ネガティブACK(以下、NACK)、DTX(Discontinuous Transmission)又はNACK/DTXを含む。ここで、HARQ−ACKという用語は、HARQ ACK/NACK、ACK/NACKと同じ意味で使われる。
●CSI(Channel State Information):下りリンクチャネルに対するフィードバック情報(feedback information)である。CSIは、チャネル品質指示子(Channel Quality Information、CQI)、プリコーディング行列指示子(Precoding Matrix Indicator、PMI)、プリコーディングタイプ指示子(precoding type indicator)、及び/又はランク指示(Rank Indication、RI)で構成することができる。これらのうち、MIMO(Multiple Input Multiple Output)−関連フィードバック情報は、RI及びPMIを含む。RIは、UEが同一の時間−周波数リソースを用いて受信できるストリームの個数或いはレイヤ(layer)の個数を意味する。PMIは、チャネルの空間(space)特性を反映した値であり、UEがSINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)などのメトリック(metric)を基準に下りリンク信号送信のために好ましいプリコーディング行列のインデックスを表す。CQIは、チャネルの強度を示す値であり、通常、eNBがPMIを用いたときにUEによって得られる受信SINRを表す。
一般的な無線通信システムは、一つのDL帯域とこれに対応する一つのUL帯域とを介してデータの送信又は受信を行う(周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex、FDD)モードの場合)か、所定の無線フレーム(radio frame)を時間領域(time domain)で上りリンク時間ユニットと下りリンク時間ユニットとに区分し、上り/下りリンク時間ユニットを介してデータの送信又は受信を行う(時分割デュプレックス(Time Division Duplex、TDD)モードの場合)。しかし、近年、無線通信システムでは、より広い周波数帯域を使うために複数のUL及び/又はDL周波数ブロックを集めてより大きなUL/DL帯域幅を使うキャリアアグリゲーション(carrier aggregation又はbandwidth aggregation)技術の導入が論議されている。キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation、CA)は、複数の搬送波周波数を使ってDL又はUL通信を行うという点で、複数の直交する副反送波に分割された基本周波数帯域を一つの搬送波周波数に含めてDL又はUL通信を行うOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムとは区別(区分)される。以下、キャリアアグリゲーションによって集約される搬送波のそれぞれをコンポーネントキャリア(Component Carrier、CC)と言う。
例えば、UL及びDLにそれぞれ3個の20MHzCCが集まって60MHzの帯域幅がサポートされることができる。それぞれのCCは、周波数領域で互いに隣接するか隣接しないことができる。便宜上、UL CCの帯域幅とDL CCの帯域幅とが全て同一であって対称である場合を説明したが、各CCの帯域幅は独立して決定されることができる。また、UL CCの数とDL CCの数とが違う非対称キャリアアグリゲーションも可能である。特定のUEに限定されたDL/UL CCを特定のUEでの設定された(configured)サービング(serving)UL/DL CCと呼ぶことができる。
一方、3GPP LTE−A標準は、無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を使う。無線リソースに関連する“セル”とは、下りリンクリソース(DL resources)と上りリンクリソース(UL resources)との組合せ、すなわちDL CCとUL CCとの組合せとして定義される。セルは、DLリソース単独、又はDLリソースとULリソースとの組合せに設定される(configured)ことができる。キャリアアグリゲーションがサポートされる場合、DLリソース(又は、DL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)とULリソース(又は、UL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)との間のリンケージ(linkage)は、システム情報によって指示されることができる。例えば、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type2、SIB2)リンケージ(linkage)によってDLリソースとULリソースとの組合せが指示されることができる。ここで、搬送波周波数とは、各セル又はCCの中心周波数(center frequency)を意味する。以下では、1次周波数(primary frequency)上で動作するセルをプライマリセル(primary cell、Pcell)又はPCCと言い、2次周波数(Secondary frequency)(又はSCC)上で動作するセルをセカンダリセル(secondary cell、Scell)又はSCCと言う。下りリンクでPcellに対応する搬送波は下りリンクプライマリCC(DL PCC)と言い、上りリンクでPcellに対応する搬送波はULプライマリCC(DL PCC)と言う。Scellとは、RRC(Radio Resource Control)接続確立(connection establishment)がなされた後に設定可能であり、追加的な無線リソースを提供するために使われることができるセルを意味する。UEの性能(capabilities)によって、ScellがPcellと共に、上記UEのためのサービングセルのセット(集団)(set)を形成することができる。下りリンクでScellに対応する搬送波はDLセカンダリCC(DL SCC)と言い、上りリンクで上記Scellに対応する搬送波はULセカンダリCC(ULSCC)と言う。RRC_CONNECTED状態にあるが、キャリアアグリゲーションが設定されていないかキャリアアグリゲーションをサポートしないUEの場合、Pcellにだけ設定されたサービングセルがただ一つ存在する。
eNBは、上記UEに設定されたサービングセルの一部又は全部を活性化(activate)するか、又は一部を非活性化(deactivate)することにより、UEとの通信に使うことができる。上記eNBは、活性化/非活性化するセルを変更することができ、活性化/非活性化するセルの個数を変更することができる。eNBがUEに利用可能なセルをセル固有又はUE固有に割り当てれば、上記UEに対するセル割当てが全面的に再設定(reconfigure)されるか、上記UEがハンドオーバ(handover)しない限り、一旦割り当てられたセルの少なくとも一つは非活性化しない。UEに対するセル割当ての全面的な再設定ではない限り、非活性化しないセルをPcellと言える。eNBが自由に活性化/非活性化することができるセルをScellと言える。PcellとScellとは制御情報に基づいて区分(区別)されることもできる。例えば、特定の制御情報は特定のセルを介してだけ送信/受信されるように設定されることができ、このような特定のセルをPcellと言い、残りの(一つ又は複数の)セルをScellと言うことができる。
設定されたセル(configured cell)とは、eNBのセルの中で他のeNB又はUEからの測定報告に基づいてUEのためにキャリアアグリゲーションが行われたセルであり、UE別に設定される。UEに設定されたセルは、該当UEの観点ではサービングセルと言える。UEに設定されたセル、すなわちサービングセルは、PDSCH送信に対するACK/NACK送信のためのリソースが前もってリザーブされる。活性化したセルは、上記UEに設定されたセルの中で実際にPDSCH/PUSCH送信に用いられるように設定されたセルであり、PDSCH/PUSCH送信のためのCSI報告及びSRS送信が活性化したセル上で行われる。非活性化したセルはeNBの命令(コマンド)又はタイマ(timer)の動作によってPDSCH/PUSCH送信に用いられないように設定されたセルであり、該当セルが非活性化すればCSI報告及びSRS送信も該当セルで中断される。
参考として、搬送波指示子(Carrier Indicator、CI)は、サービングセルインデックス(serving cell index、ServCellIndex)を意味し、CI=0がPcellのために適用される。サービングセルインデックスは、サービングセルを識別するために使われる短い識別子(short identity)であり、例えば0から‘UEに一度に設定可能な搬送波周波数の最大個数−1’までの整数のいずれか一つがサービングセルインデックスとして一つのサービングセルに割り当てられることができる。すなわち、サービングセルインデックスは、全ての搬送波周波数のうち特定の搬送波周波数を識別するのに使われる物理インデックスというよりUEに割り当てられたセルの中でだけ特定のサービングセルを識別するのに使われる論理インデックスと言える。
前述したように、キャリアアグリゲーションに使われるセルという用語は、一つのeNB又は一つのアンテナグループによって通信サービスが提供される一定の地理的領域を示すセルという用語とは区別される。
特に他の言及がない限り、本発明で言及するセルは、UL CCとDL CCとの組合せであるキャリアアグリゲーションのセルを意味する。
一方、RRH技術、クロス搬送波スケジューリング技術などが導入されれば、eNBが送信しなければならないPDCCHの量が段々増えることになる。しかし、PDCCHが送信されることができる制御領域のサイズは以前と同一であるので、PDCCH送信システム性能のボトルネック(bottleneck)として作用することになる。上述した多重(複数)ノードシステムの導入、多様な通信技法の適用などによってチャネル品質が改善されることができるが、既存の通信技法及びキャリアアグリゲーション技術などを多重ノード環境に適用するためにも新しい制御チャネルの導入が要求されている。このような要求によって既存の制御領域(以下、PDCCH領域)ではないデータ領域(以下、PDSCH領域)に新しい制御チャネルを設定することが論議されている。以下、上記新しい制御チャネルを改良(進歩した)(enhanced)PDCCH(以下、EPDCCH)と称する。
EPDCCHは、サブフレームの先頭のOFDMシンボルではない、設定されたOFDMシンボルから始まる後半のOFDMシンボルに設定されることができる。EPDCCHは、連続する周波数リソースを用いて設定(configure)されることもでき、周波数ダイバーシチ(diversity)のために連続しない周波数リソースを用いて設定されることもできる。このようなEPDCCHを用いることにより、UEにノード別制御情報を送信することが可能になり、既存のPDCCH領域が不足する問題も解決することができる。参考として、PDCCHは、CRSの送信のために設定された(configured)(一つ又は複数の)アンテナポートと同一の(一つ又は複数の)アンテナポートを介して送信され、PDCCHを復号するように設定された(configured)UEは、CRSを用いてPDCCHを復調又は復号することができる。CRSに基づいて送信されるPDCCHとは違い、EPDCCHは、復調RS(以下、DMRS)に基づいて送信されることができる。したがって、UEは、PDCCHはCRSに基づいて復号/復調し、EPDCCHはDMRSに基づいて復号/復調することができる。EPDCCHと関連したDMRSは、EPDCCH物理リソースと同一のアンテナポートp∈{107、108、109、110}上で送信され、上記EPDCCHが該当アンテナポートと関連した場合にのみ上記EPDCCHの復調のために存在し、上記EDCCHがマッピングされた(一つ又は複数の)PRB上でのみ送信される。例えば、アンテナポート7又は8の(一つ又は複数の)UE−RSによって占有されたREがEPDCCHのマッピングされたPRB上ではアンテナポート107又は108の(一つ又は複数の)DMRSによって占有されることができ、アンテナポート9又は10の(一つ又は複数の)UE−RSによって占有されたREがEPDCCHがマッピングされたPRB上ではアンテナポート109又は110の(一つ又は複数の)DMRSによって占有されることができる。結局、PDSCHの復調のためのUE−RSと同様に、EPDCCHの復調のためのDMRSも、EPDCCHのタイプ及びレイヤの数が同一であれば、UE又はセルとは関係なくRB対別に一定数のREがDMRSの送信に用いられる。
近年、マシンタイプ通信(Machine Type Communication、MTC)が重要な通信標準化の問題(イシュー)の一つとして台頭している。MTCとは主に人の介入なしにあるいは人の介入を最小化して機械(マシン)(machine)とeNBとの間で行われる情報交換を意味する。例えば、MTCは、計量器検針、水位測定、監視カメラの活用、自動販売機の在庫報告などの測定/感知/報告などのデータ通信などに用いられることができ、所定の特性を共有する複数のUEに対する自動アプリケーション又はファームウェアの更新過程などに用いられることができる。MTCの場合、送信データ量が少なく、上り/下りリンクデータの送信又は受信(以下、送信/受信)がたまに発生する。このようなMTCの特性のため、MTCのためのUE(以下、MTC UE)の場合、低いデータ送信レートに合わせてUEの製作コストを低くし、バッテリ消耗を減らすことが効率的である。また、このようなMTC UEは、移動性が少なく、よってチャネル環境がほぼ変わらないという特性を有する。MTC UEが計量、検針、監視などに使われる場合、MTC UEは、通常のeNBのカバレッジが及ばない位置、例えば地下又は倉庫、山間などに位置する可能性が高い。このようなMTC UEの用途を考慮すれば、MTC UEのための信号は、既存のUE(以下、レガシUE)のための信号に比べて広いカバレッジを有する方がよい。
MTC UEの用途を考慮すれば、MTC UEは、レガシUEに比べて広いカバレッジの信号を必要とする可能性が高い。したがって、eNBがレガシUEに送信する方式と同一の方式でPDCCH、PDSCHなどをMTC UEに送信すれば、MTC UEはこれを受信するのに困難を経験することになる。したがって、本発明は、eNBが送信する信号をMTC UEが効率的(有効)に受信することができるようにするために、eNBは、カバレッジ問題(coverage issue)が存在するMTC UEに信号を送信するとき、サブフレームの繰り返し(信号を有するサブフレームを繰り返す)、サブフレームバンドリングなどのカバレッジ強化(coverage enhancement)のための技法を適用することを提案する。例えば、カバレッジ問題が存在するMTC UEには、PDCCH及び/又はPDSCHが複数(例えば、約100個)のサブフレームを介して送信されることができる。
図7は、MTCのための信号帯域の例を示した図である。
MTC UEのコストを低くするための一方法として、セルの動作(operating)システム帯域幅(system bandwidth)とは無関係に、例えば1.4MHzの縮小した(reduced)UE下りリンク及び上りリンク帯域幅でMTC UEの動作が行われることができる。このとき、このMTC UEが動作するサブバンド(sub-band)(=narrowband)は、図7(a)に示したように、いつもセルの中心(例えば、中心の6個のPRB)に位置することもでき、図7(b)に示したように、サブフレームにおいてMTC UEを多重化するためにMTCのための複数のサブバンドを一つのサブフレームに置き、UEが互いに異なるサブバンドを使うようにするとか、UEが同じサブバンドを使うが中心の6個のPRBからなったサブバンドではない他のサブバンドを使うようにすることもできる。
この場合、MTC UEは、全システム帯域を介して送信されるレガシPDCCHを正常に受信することができず、他のUEに送信されるPDCCHとの多重化問題によって、レガシPDCCHが送信されるOFDMシンボル領域でMTC UEのためのPDCCHが送信されることは好ましくないことがある。これを解決するための一方法として、MTC UEのためにMTCが動作するサブバンド内で送信される制御チャネルを導入する必要がある。このような低複雑度(low-complexity)のMTC UEのための下りリンク制御チャネルとして、既存のEPDCCHをそのまま使うことができる。もしくは、既存のPDCCH/EPDCCHが変形された形態の制御チャネルであるMTC UEのためのM−PDCCHを導入することもできる。
データチャネル(例えば、PDSCH、PUSCH)及び/又は制御チャネル(例えば、M−PDCCH、PUCCH、PHICH)は、UEのカバレッジ強化(Coverage Enhancement、CE)のために複数のサブフレーム(multiple subframes)を介して繰り返し、又はTTIバンドリングの技法を用いて送信されることができる。CEのために追加的にクロスサブフレームチャネル推定(estimation)、周波数(狭帯域(narrowband))ホッピングなどの技法を用いて制御/データチャネルを送信することができる。ここで、クロスサブフレームチャネル推定とは、該当チャネルが在るサブフレーム内の参照信号だけではなく隣接した(一つ又は複数の)サブフレーム内の参照信号を共に使用するチャネル推定方法を意味する。
MTC UEは、例えば15dBまでのCEを必要とすることができる。しかし、全てのMTC UEがCEを必要とする環境に存在するものではない。また、全てのMTC UEのQoSに対する要求(requirement)が同一でもない。例えば、センサ、メータ(meter)などの機器は、移動性(mobility)が少なくてデータ送受信量が少ないながらもシャドウ地域に位置する可能性が高いから、高い(high)CEを必要とすることができる。しかし、スマートウォッチ(時計)(smart watch)などのウェアラブル機器(wearable device)は、移動性(mobility)を有することができ、データ送受信量が相対的に多いとともにシャドウ地域ではない場所に位置する可能性が高い。したがって、全てのMTC UEが高い水準のCEを必要とするものではなく、MTC UEのタイプによって必要とする能力が変わることがある。
後述する本発明の実施例において、“仮定する”と言う表現は、チャネルを送信する主体が該当の“仮定”に合うように上記チャネルを送信することを意味し得る。上記チャネルを受信する主体は、上記チャネルが該当の“仮定”に合うように送信されたという前提の下で、該当の“仮定”に合う形態で上記チャネルを受信又は復号するものであることを意味し得る。
LTEセルは最小で6個のRBの帯域幅で動作する。MTC UEのコストをより低くするため、200kHz程度の小さな狭帯域幅(narrow bandwidth)を介してMTC UEが動作する環境を考慮することができる。このようなMTC UE、すなわち狭帯域幅内でのみ動作することが可能なMTC UEは、200kHzより広い帯域幅を有するレガシセル内で逆方向に互換可能(後方互換)(backward compatible)に動作することもできる。レガシセルが存在しないクリーン(きれい)な(clean)周波数帯域がこのようなMTC UEのみのために活用(deploy)されることもできる。
本発明では、200kHzより広い帯域幅を有するレガシセル内で1個のPRB程度の小さな狭帯域(narrowband)を介して動作するシステムをインバンド狭帯域(NarrowBand、NB)IoT(Internet of Things)と称し、レガシセルが存在しないクリーンな周波数帯域でMTC UEのみのために1個のPRB程度の小さな狭帯域を介して動作するシステムを独立型(stand-alone)NB IoTと称する。
IoTとは、該当物体(object)がデータを収集及び交換することができるようにする、電子装置(electronics)、ソフトウェア、センサ、アクチュエータ及びネットワーク接続性を備えた物理的機器(device)、接続された(connected)機器、スマート機器、建物及び他のアイテムなどのインタネットワーキングを意味する。言い換えれば、IoTインテリジェント(知能的)(intelligent)アプリケーション及びサービスのためのデータを交換するための接続性及び通信を可能にする、物理的物体、機械(machines)、人及び他の機器のネットワークを意味する。IoTは、物体が現存の(existing)ネットワークベース施設(infrastructure)を介して遠隔で感知(sense)及び制御されることを可能にし、改善した効率性、正確性及び経済的利得をもたらす、物理及びデジタル世界間の直接統合(integration)のための機会を提供する。特に、3GPP技術を用いるIoTをセルラIoT(CIoT)と言う。
NB−IoTは、180kHzに制限されたチャネル帯域幅を有し、E−UTRAを介してのネットワークサービスへの接続を可能にする。NB−IoTは1個のPRB単位で動作するIoTとも見なすことができる。
以下では、NB−IoTとして動作する1個のRBサイズの無線リソースをNB−IoTセル又はNB−LTEセルと称し、1個のRB上で動作するNB−IoTセルをサポートするシステムをNB−IoTシステム又はNB−LTEシステムと称する。
また、以下では、LTEシステムによって通信されるLTE無線リソースをLTEセルと称し、GSMシステムによって通信されるGSM無線リソースをGSMセルと称する。インバンドNB IoTセルは、LTEセルのシステム帯域内で、(ガードバンドを考慮すると)200kHz帯域又は(ガードバンドを考慮しなければ)180kHz帯域で動作することができる。
本発明は、eNBが広帯域システムで広帯域RF性能(capability)を有するUEにサービスを提供しながら狭帯域(narrow band)RF性能を有する狭帯域装置(device)にサービスを提供するための方法を提案する。ここで、広帯域とは最小で1.4Mhz以上を意味する。
本発明は、狭帯域RF性能を有する狭帯域装置が自体の制限されたRF性能を用いて広帯域LTEシステムで広帯域UEに対する影響を最小にしながらサービスを受ける方法を提案する。以下では、本発明によってNB−IoTをサポートするUEをNB−IoT UE又はNB−LTE UEと称する。
初期アクセス(initial access)のための周波数と初期アクセス以外のデータ及び制御チャネル送信/受信のための周波数とを区分して運用する方法を提案する。
以下では、NB−LTE UEを中心に本発明の提案を説明する。ただし、以下で説明する本発明の提案は、NB−IoT UEのみならず、小さな(small)帯域幅(BandWidth、BW)で動作する一般的なUEにも適用可能である。
既存のLTE/LTE−Aシステムの場合、PSS/SSS/PBCHなどの初期アクセスのための信号及びシステム情報は、eNBの実際のデータ送信帯域と関係なく、チャネル帯域の中央にある6個のRB(例えば、1.4MHz)内で送信される。UEは、PSS/SSS/PBCHを受信してからは、該当セルのUL/DLタイミング、帯域幅、FDD/TDDが可能か否か、システムフレーム番号(System Frame Number、SFN)、CPサイズ(拡張CP又はノーマルCP)、PCFICHなどの情報を把握することができる。PSS/SSS/PBCHを受信して成功裏に復号し、ランダムアクセス過程を成功裏に完了すれば、UEは、該当セルに成功裏に接続したと判断し、その後、所望の該当セル上でUL/DLデータを送信/受信することができる。200kHzの狭帯域RF性能を有するNB−LTE UEは、6個のRBを受信することができないので、既存のLTE/LTE−Aシステムでは初期アクセスさえ行うことができなくなる。したがって、NB−LTE UEのRF性能に相当する1個のRBの帯域幅を有する帯域で別個の同期信号及びシステム情報などが送信されなければならない。本発明は、既存システムに及ぶ影響を最小にするとともに運用の便宜性のため、初期アクセスのための同期信号及びシステム情報が送信される搬送波(以下、アンカ搬送波)と実質的なデータサービスのための搬送波(以下、データ搬送波)とを運用することを提案する。NB−LTE UEは、アンカ搬送波を介して初期アクセスを行い、アンカ搬送波で指示するデータ搬送波上でデータサービスを受けることができる。
以下では、狭帯域アンカ搬送波及び狭帯域データ搬送波を用いるNB−IoTシステム(又はNB−LTEシステムとも言う)をLTE帯域内でLTEシステムと共に運用するための方法をより詳細に記述する。特に、NB−IoTシステムとLTEシステムとを上記LTE帯域で共存させるための狭帯域アンカ/データ搬送波の運用方式及び該当搬送波でLTE−NB UEに伝達されなければならないシグナリング情報及びUE動作などをより詳細に記述する。NB−LTEシステムは、既存の広帯域LTEシステム帯域内で運用され、既存のeNB及びUEに対する影響を最小にしながら同一帯域内で共存するように設計されなければならない。
UEが、LTEシステムに初期アクセスを試みるとき、最も先にeNBが周期的に送信する同期信号を受信する。LTEシステムで、eNBは、PSS/SSSをシステム帯域の中央の6個のRB(すなわち、1.08MHz)にわたって送信する。PSS/SSSは6個のRBにわたって送信されるが、PSS/SSSが在る上記6個のRBの中心周波数は、100kHzの倍数となる周波数に位置しなければならない。セルサーチ(cell search)を行うUEは、100kHzの単位で100kHzの倍数に相当する中心周波数でeNBのPSS/SSSの同期信号を探すことになる。すなわち、UEの初期セルサーチを容易にするため、LTEシステムの下りリンクの中心周波数は、使用可能な全周波数帯域内の100kHzの倍数にのみ位置することができる。これを周波数ラスタ(raster)又はチャネルラスタと言う。UEのチャネルラスタが100kHzであれば、UEは、与えられた周波数帯域で100kHzごとに同期信号の検出を試みる。例えば、チャネルラスタが100kHzであると定義された場合、次のような周波数にのみ中心周波数が位置することができる。
<式11>
ここで、mは整数、Fcは中心周波数である。Foは、LTEシステムの動作が許容される周波数帯域が始まる周波数又はLTEシステムの動作が許容される周波数帯域でUEが中心周波数を探し始めるときに使われる参照(reference)周波数であり得る。もしくは、Foは、LTEシステム、すなわちEUTRAシステムの中間(middle)を意味し得る。チャネルラスタが100kHzであると定義された場合、中心周波数は100khz単位でのみ位置することができる。式11によると、UEは、特定周波数Foを始まりとして100khz単位でのみ同期信号の探索を行い、UEは、システムの同期信号が送信されることができる周波数がFoを始まりとして毎100khz単位でのみ存在すると仮定する。
既存LTEシステムのチャネルラスタは100kHzである。よって、NB−LTEシステムでも100kHzチャネルラスタが維持されることを考慮することができる。また、既存LTEシステムに対する影響を最小にするため、既存LTEシステムで使っている副搬送波間隔15kHzがNB−IoTシステムで維持されることを考慮することができる。NB−IoTシステムがLTEシステムの帯域内、すなわちインバンドで運用される場合には特にそうである。ただし、NB−IoTシステムがLTEシステムのガードバンド又はLTEシステムで使われる(一つ又は複数の)帯域から遠く離れた帯域で運用される場合、狭帯域で多くのUEがサービスを受けることができるようにするために、15kHzとは違う副搬送波間隔を使うこともできる。
以下では、既存の広帯域LTEシステムで送信されるチャネルと目的が同一または類似のチャネルの場合、既存のLTEシステムで送信されるチャネルと区別するために、既存のチャネル名の前に“n”を付け加えて説明する。例えば、NB−LTEシステムのために送信する同期信号をnSS(狭帯域同期信号)と称する。nSSは、LTEシステムと同様にnPSS/nSSSに細分化されて送信されることもでき、nPSSとnSSSとの区分なしに単一のnSSが送信されることもできる。同様に、初期セルサーチのために必須のPBCHの場合、NB−LTEシステムで送信されるPBCHをnPBCH(狭帯域物理ブロードキャストチャネル)と称する。基本的なnPSS/nSSS/nPBCHの送信目的及び内容(contents)は、LTEシステムのそれと類似している。
NB−LTEシステムにおいて、nSSの送信帯域はNB−LTE UEのRF性能によって限定される。すなわち、nSSの送信帯域は、NB−LTE UEのRF性能より広い帯域で送信されることができない。nSSは、NB−LTE UEが必ず受信することができるように該当NB−LTE UEのRF性能と同一又はそれより小さな帯域で送信されなければならない。説明の便宜のため、NB−LTE UEのRF性能が200kHzの場合を例として本発明の提案を記述する。ただし、以下で説明する本発明の提案は、200kHz帯域幅のNB−LTEシステムにのみ限定されるものではない。
NB−LTE UEのRF性能が200kHzであるので、nSSも200kHz内で送信されなければならない。また、100kHzチャネルラスタを考慮すると、nSSが送信される帯域の中心周波数はいつも100kHzの倍数となることが好ましい。DL信号の送信時にガードバンドを考慮すると、実際のNB−LTEシステムで意味ある情報を送信する区間は、180kHzであり得る。180kHzは、現在LTEシステムで定義された一つの物理リソースブロック(Physical Resource Block、PRB)が有する周波数帯域であって、15kHz副搬送波間隔を考慮したとき、12個の副搬送波から構成される。NB−LTEシステムがLTEシステムと共存しなければならず、UEのチャネルラスタを100kHzで維持するという前提の下で、nSSが送信されることができる位置は非常に制限される。
次の表は、LTEシステムでサポートされるチャネル帯域幅及びチャネル帯域幅別リソースブロックの数NRBを示したものである。すなわち、次の表は、E−UTRAチャネル帯域内の送信帯域幅設定NRBを示したものである。
LTEシステムは、表7に示したように、1.4、3、5、10、15、20MHzをサポートし、各帯域は、180kHz幅のPRBの数によって定義されることができる。
次の表は、LTEシステムのチャネル帯域幅別に、実際の情報を含んで送信する帯域のサイズと該当チャネル帯域幅内で実際の情報の送信に使われなかったガードバンドのサイズとを示したものである。
図8〜図11は、LTEチャネル帯域によるアンカ搬送波候補を例示したものである。特に、図8は、5MHzのLTE帯域でnSSが在り得るアンカ搬送波候補の位置を示したものであり、図9は、10MHzのLTE帯域でnSSが在り得るアンカ搬送波候補の位置を示したものであり、図10は、15MHzのLTE帯域でnSSが在り得るアンカ搬送波候補の位置を示したものであり、図11は、20MHzのLTE帯域でnSSが在り得るアンカ搬送波候補の位置を示したものである。図8〜図11において、nSS搬送波候補として示された(一つ又は複数の)周波数位置でのみnSSが送信されることができる。
5MHz及び15MHzのように奇数のRBからなる帯域は、中心周波数から900kHzの倍数単位の位置にアンカ搬送波の中心周波数が位置することができるようになる。
図8を参照すると、5MHz帯域において、100kHzチャネルラスタ及び15kHz副搬送波の間隔を満たす180MHz帯域は、図8に示したように、5MHzの中心の1個のRBと5MHz帯域の両縁(edge)に位置するガードバンドでそれぞれ1個のRBずつと、合計3個の位置に限定される。同じ方式で、図10を参照すると、15MHz帯域では、合計11個のPRBがアンカ搬送波候補に相当することができる。
特定サイズのLTE帯域で、特に偶数のRBからなるLTEチャネル帯域幅を有するシステムでは、インバンド内で既存システムのPRBマッピングと一致し、15kHz副搬送波の間隔を維持しながら100kHzのチャネルラスタを満たすnSSが送信されることができるPRBを探し難い。例えば、図9を参照すると、10MHz帯域では、合計2個のPRBがアンカ搬送波候補に相当することができ、図11を参照すると、20MHz帯域では、合計6個のPRBがアンカ搬送波候補に相当することができる。このように、アンカ副搬送波候補が少ない場合、レガシ搬送波の2個のPRBにわたってNB−LTEのnSSが送信されることを考慮することができるが、このような構成はRBを必要以上に多く使う欠点がある。また、インバンドでnSSが送信される場合、eNBは他のレガシUEを同時にサポートしなければならないので、eNBがnSSにパワーブースティング(power boosting)を適用することができる程度が制約され、nSSの送信に限定的な電力を仮定しなければならないことがある。このような状況は、NB−LTE UEが初期セル獲得(acquisition)を行うとき、遅延(latency)及びセル検出(detection)性能の劣化をもたらし得る。このような状況を改善するために、本発明は、NB−IoTがインバンドでサービスを受けてもガードバンドでnSSなどを送信することを提案する。例えば、nSSを送信するアンカ搬送波と初期アクセス後のデータを送信/受信するのに使われるデータ搬送波とが別に運用されることができる。ここで、“データ搬送波”において、“データ”とは、本発明の一部の(一つ又は複数の)実施例ではPDSCH/PUSCHなどのデータチャネルだけではなく、同期以後の制御情報、システム情報などを総称する意味として使うことができる。
図12は、本発明によるUEの状態(status)及び遷移(transition)を示した図である。
アンカ搬送波では、NB−LTE UEが初期アクセスを行うための基本的なシステム情報を送信し(S901)、またnSS/nPBCHを除いた他のチャネルが送信される搬送波、すなわちデータ搬送波についての情報がシグナリングされる。本発明の一実施例によると、アンカ搬送波は、nSS/nPBCHの送信に使われることができるが、データ搬送波は、nSS/nPBCHの送信に使われない。
図11を参照すると、NB−LTE UEは、自体のRFをアンカ搬送波に合わせてモニタリングし(S901)、必要によってデータ搬送波に合わせてモニタリングすることができる(S903)。
システム情報伝達を目的とするnPBCHでは、アンカ搬送波のシステム情報とデータ搬送波のシステム情報とが送信されることができる。例えば、アンカ搬送波でのアンテナポートの数、セルID及び/又はシステムフレーム番号(System Frame Number、SFN)などの情報がアンカ搬送波のシステム情報となることができる。データ搬送波のシステム情報については後述する。アンカ搬送波で伝達するデータ搬送波についての情報は、nPBCHで送信されることができる。もしくは、nPBCHがデータ搬送波についての情報を搬送する代わりに、別個のチャネルが設定されてデータ搬送波についての情報を搬送することもできる。
NB−LTE UEは、初期アンカ搬送波でnSSを受信してeNBとの同期を取り、nPBCHを用いて上記初期アンカ搬送波についてのシステム情報を獲得した後、データ搬送波についての情報を受信し、これによってデータ搬送波に移動し(T902)、その他のデータ及び制御チャネルなどを送信/受信する。アンカ搬送波では、データ搬送波についての情報として、最も基本的にはデータ搬送波の位置についての情報を提供する。
このようなアンカ搬送波とデータ搬送波との関係は、(これ以外の場合も排除されないが)次のような場合をカバーすることができる。
−ガードバンド内アンカ搬送波+同一電力増幅器(Power Amplifier、PA)−インバンド内データ搬送波:アンカ搬送波とデータ搬送波とに対して同じPAが使われる場合、セルID、SFNなどがアンカ搬送波とデータ搬送波との間で共有されると仮定することができ、時間/周波数トラッキング値が同一であると仮定することができる。すなわち、アンカ搬送波とデータ搬送波とに対して同じPAが使われる場合、セルID、SFNもアンカ搬送波とデータ搬送波とで同一であり得る。インバンドとガードバンドとの周波数間隔が広くなければ、時間/周波数トラッキング値が同一であると仮定することができる。インバンドデータ搬送波は、LTEのセルID及び/又はSFNを有することができる。
−ガードバンド内アンカ搬送波+異なる(他の)PA−インバンド内データ搬送波:アンカ搬送波とデータ搬送波とに対して相異なるPAが使われる場合、アンカ搬送波とデータ搬送波とでセルID、SFNなどが違い得る。アンカ搬送波とデータ搬送波とに対して違うPAが使われる場合、データ搬送波のセルID、SFNなどがアンカ搬送波で送信されることができる。インバンドデータ搬送波は、LTEのセルID及び/又はSFNを有することができ、ガードバンド内アンカ搬送波は、LTEのセルID及び/又はSFNとは違うセルID及び/又はSFNを有することができる。インバンドとガードバンドとの周波数間隔が広くなければ、時間/周波数トラッキング値が同一であると仮定することができる。インバンドとガードバンドとの周波数間隔が広くなければ、データ搬送波とアンカ搬送波とのトラッキング値を異なるようにすることが好ましい。この場合、データ搬送波に対する時間/周波数トラッキングが新しく行われなければならないことがあり得るので、データ搬送波のnSSが送信されるフレーム/サブフレームインデックスに対するオフセット値がアンカ搬送波を介して送信されることができる。アンカ搬送波とデータ搬送波との間の送信パワーの差又はデータ搬送波に対する送信電力の値についての情報もアンカ搬送波を介して送信されることができる。
−ガードバンド内アンカ搬送波+ガードバンド内データ搬送波:この場合、同じPA又は別個のPAを仮定することができる。同じPAを使う場合と別個のPAを使用する場合とを区別するために、NB−LTE UEが同じPA(又は同一のセルID、SFNなど)を仮定することができるかについての情報が別に送信されることができる。
−インバンド内アンカ搬送波+ガードバンド内データ搬送波:隣り合うガードバンドとインバンドとを使おうとする場合、eNBは、アンカ搬送波をインバンドに構成し、ガードバンドの搬送波の周波数オフセットを(NB−LTE UEに)知らせることができる。
−インバンド内アンカ搬送波+インバンド内データ搬送波:この場合、同じPA又は別個のPAを仮定することができる。同じPAを使う場合と別個のPAを使用する場合とを区別するために、NB−LTE UEが同じPA(又は同一セルID、SFNなど)を仮定することができるかについての情報が別に送信されることができる。
特に、アンカ搬送波がガードバンドで運用されれば、LTEシステム帯域幅と関係なく、NB−LTEシステムがインバンド及びガードバンドで運用されることができる。ガードバンド又はLTEシステム帯域ではない他の帯域では、LTEシステムの物理信号(例えば、PDCCH領域、PSS/SSS、PBCHリソースなど)に関する制約がないので、NB−IoT信号とLTEシステムの物理信号との衝突を考慮しなくてもよいからである。例えば、アンカ搬送波がガードバンドに設定され、データ搬送波がPSS/SSS及びPBCHが占有する中心の6個のPRBを除いたPRBで動作するように設定されれば、eNBは、PSS/SSS/PBCHとnSSとの衝突を考慮せずにNB−LTE UEにデータ搬送波上でデータサービスを提供することができ、NB−LTE UEは、PSS/SSS/PBCHの存在を考慮せずにデータ搬送波上で自体のデータを送信/受信することができる。
NB−LTE UEは、一つのアンカ搬送波で接続して関係(association)を結んだ後、データ搬送波についての情報を獲得するか又はアンカ搬送波のシステム情報によってデータ搬送波についての情報を獲得することができる。例えば、データ搬送波についての情報は、データ搬送波の周波数リストで表現されることができる。データ搬送波の位置は、アンカ搬送波の中心周波数と該当データ搬送波の中心周波数とのギャップ(間隔)(gap)で表現されることができる。データ搬送波は、一つ又は複数が在り得る。この場合、データ搬送波別に該当データ搬送波上での通信に必要な情報が送信されることができる。例えば、Data_carrier={nData_carrier_1、nData_carrier_2、nData_carrier_3、…}の形態で(一つ又は複数の)データ搬送波についての情報が送信されることができ、データ搬送波別にデータ及びその他のチャネル受信のために必要な情報が送信されることができる。eNBは、複数の下りリンク搬送波及び複数の上りリンク搬送波を設定することもできる。一つのデータ搬送波は、一つの上りリンク搬送波及び一つの下りリンク搬送波から構成されることができる。例えば、eNBは、NB−IoT用データ下りリンク搬送波(nData_downlink_carrier)を指示する情報と、NB−IoT用データ上りリンク搬送波(nData_uplink_carrier)を指示する情報(例えば、Data_Data_carrier_1={nData_downlink_carrier_1、nData_uplink_carrier_1})と、から構成されたデータ搬送波情報を送信することができる。複数のデータ搬送波が設定される場合、上りリンク搬送波と下りリンク搬送波とが別個に構成されることができる。例えば、Data_Carrier={nData_downlink_carrier_1、nData_downlink_carrier_2、nData_downlink_carrier_3、nData_uplink_carrier_1、nData_uplink_carrier_2}という情報がeNBによって送信されることができる。
したがって、チャネルラスタと一致する周波数を介して同期及び基本的な情報が送信され、別個のNB−LTE搬送波に対する周波数のリストが提供されることができる。これにより、100kHzチャネルラスタと合わない周波数に中心周波数が在るNB−LTE搬送波が設定されることができる。
eNBは、上りリンク搬送波を設定するとき、NB−IoT用のランダムアクセスチャネル(以下、nRACH)の送信のための別個の上りリンク搬送波を指示することができる。別個のシグナリングがなければ、NB−LTE UEは、設定された全ての上りリンク搬送波nRACHを送信することができる。
以下では、アンカ搬送波においてNB−IoT UEが(一つ又は複数の)下りリンクチャネルを受信する方法について説明する。
NB−LTE UEは、複数のデータ搬送波が設定された場合、NB−LTE UEは一般に低コスト/低複雑度で具現されるはずであるので、上記複数のデータ搬送波を一度にモニタリングするものではなく、一度に一つのデータ搬送波のみを順次モニタリングすることができるようになる。ここで、NB−LTE UEは、eNBが指示する間隔(interval)で又は前もって決定された時間間隔で、それぞれのデータ搬送波に移動してデータなどのチャネルを受信することができる。NB−LTE UEがデータ搬送波をモニタリングすることができる間隔についての情報は、アンカ搬送波で該当データ搬送波についての情報が提供されるときに共に提供されることができる。他の方式としては、nPDSCH/nPDCCHなどのチャネル送信が在る該当データ搬送波から他のデータ搬送波への遷移命令を伝達することができる。例えば、NB−LTE UEがnData_Carrier_1でnPDCCH/nPDSCHを受信していれば、nPDSCHで該当NB−LTE UEに特定の時点にnData_carrier_2に移動しろと指示することができる。このような過程は、複数のデータ搬送波間の周波数ホッピングによって暗黙的(implicit)に行われることができる。この場合、eNBは、周波数ホッピングが行われる搬送波のリスト(すなわち、PRBのリスト)を送信することができる。
NB−LTE UEは、まずアンカ搬送波を探索してnSSを受信し、nSS/nPBCHの受信に成功して初期アクセスに成功することになる。搬送波上でnSSの受信に成功したNB−LTE UEは、上記nSSから上記搬送波上の信号の送信/受信に使われるセルIDを獲得することができる。初期アクセスに成功したNB−LTE UEは、アンカ搬送波で指示するデータ搬送波に移動してデータなどのチャネルを受信する動作を行うことができる。アンカ搬送波で伝達するデータ搬送波についての情報には、データ搬送波の位置、例えばアンカ搬送波の中心周波数とデータ搬送波の中心周波数との間隔、データ搬送波のPDSCHレートマッチング情報、データ搬送波でのCRS情報、CPタイプ(例えば、ノーマルCP又は拡張CP)、フレーム構造タイプ(例えば、TDD又はFDD)、PDSCH開始シンボル番号、SFNについての情報、TDDの場合、TDD UL/DL設定(表1参照)及び/又は副搬送波間隔などがあり得る。データ搬送波でのPDSCHレートマッチング情報には、一番代表的なものとしてCRS位置についての情報があり得る。例えば、CRS位置でPDSCHがレートマッチングされるということは、上記CRSが在るREにはPDSCH信号がマッピングされないことを意味する。以下では、CRSがレートマッチングされるということは、eNBが上記CRSがマッピングされる(一つ又は複数の)周波数−時間リソースに他の下りリンク信号(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)をマッピングしないことを意味し、UEは、CRSがマッピングされる(一つ又は複数の)周波数−時間リソースでは他の下りリンク信号がマッピングされなかったと仮定して該当データを受信又は復号することを意味する。すなわち、信号がマッピングされるというが、上記信号が送信されるときは該当周波数−時間リソースにマッピングされた部分は除いて送信されるパンクチャリングとは違い、レートマッチングされる周波数−時間リソースにはデータ信号が全くマッピングされない。したがって、信号のリソースマッピング過程でパンクチャリングされる周波数−時間リソースは、該当信号のリソースとしてカウントはされるがパンクチャリングされる周波数−時間リソースにマッピングされた信号部分は実際には送信されないのに対し、レートマッチングされる周波数−時間リソースは、該当信号のリソースとして全くカウントされない。よって、CRSが在るREにはPDSCH信号がレートマッチングされるので、eNBは、CRS送信に使われる(一つ又は複数の)REをnPDCCH/nPDSCHの送信に使わず、UEは、CRS送信に使用されると仮定される(一つ又は複数の)REはnPDCCH/nPDSCHの送信に使われないと仮定することができる。データ搬送波でのCRSアンテナポートの数、CRS周波数位置(すなわち、周波数遷移vshift)に対応する情報を伝達しなければならない。周波数遷移vshiftに対応する情報は、実際には0、1、2の一つの値に代表される周波数遷移vshift又はCRSシーケンスの生成に使用されたセルID情報であり得る。また、データ搬送波で広帯域LTEシステムで使われる送信モード(Transmission Mode、TM)情報、CSI−RSなどの情報も上記データ搬送波についての情報としてシグナリングされることができる。データ搬送波でNB−LTE UEがレートマッチングしなければならないCSI−RS位置情報も提供されることができる。
ただし、NB−IoTシステム運用の便宜のために、データ搬送波でのCPタイプ、フレーム構造、TDD UL/DL設定、副搬送波間隔情報などはアンカ搬送波でのそれらと同様に設定されることができる。この場合、NB−LTE UEは、データ搬送波でのCPタイプ、フレーム構造、TDD UL/DL設定、副搬送波間隔情報などはアンカ搬送波でのそれらと同一であると仮定することができる。データ搬送波でのCPタイプ、フレーム構造、TDD UL/DL設定、副搬送波間隔情報などがアンカ搬送波でのそれらと同一であるように定義された場合、これらの情報は、それ以上シグナリングされないこともある。
SFNもLTEシステムとNB−LTEシステムとは互いに整列(位置合わせ)(align)されていると仮定することができる。すなわち、データ搬送波でのSFNとアンカ搬送波でのSFNとは同一であると仮定することができる。データ搬送波でのSFNとアンカ搬送波でのSFNとが同一でなければ、アンカ搬送波のSFNとデータ搬送波のSFNとの差がシグナリングされることができる。
図13は、本発明による(レガシ)CRSとインバンドIoT搬送波との関係を例示した図である。
前述した本発明の実施例で次の事項を考慮することができる。
多重(multi)PRB動作は、UEによるアンカ搬送波から追加搬送波、すなわち非アンカ搬送波への変更又は非アンカ搬送波からアンカ搬送波への変更を可能にする。例えば、多重PRBで動作するUEは、インバンド内アンカ搬送波からガードバンド内の追加搬送波に、ガードバンド内アンカ搬送波からインバンド内の追加搬送波に、ガードバンド内アンカ搬送波からガードバンド内の追加搬送波に、あるいはインバンド内のアンカ搬送波からインバンド内の追加搬送波に、上記UEがモニタリングする搬送波を変更することができる。UEがインバンドからガードバンドに変更する場合、ガードバンド内に追加PRBが在ると指示することで十分であり得る。インバンドにおける搬送波から他の搬送波へのUE設定の場合、次のパラメータのうちインバンド固有のパラメータをどのように指示するかを明確化する必要がある。eNBは、UEにインバンド内PRBのセルID及びCRSについての情報を知らせる必要がある。簡略化のために、インバンドPRBのセルIDがガードバンド又はインバンド内PRBのそれと同一であるかについての情報を提供することができる。例えば、アンカPRBからインバンドPRBに遷移する場合、上記インバンドPRBのセルIDと上記アンカPRBのセルIDとが同一であれば、UEは、周波数情報(例えば、PRBインデックス、中心周波数からのオフセットなど)及び上記セルIDに基づいて周波数遷移vshiftを導出することができる。一方、同一でなければ、インバンドPRBのセルID及びUEがデータレートマッチングのために必要なCRSポートの位置によってアンカPRB(すなわち、アンカ搬送波)が提供されることができる。図5、式9及び式10から分かるように、CRSポートの位置、言い換えればCRSがマッピングされたREの位置は、CRSポートの数及びセルIDによって変わるので、CRSポートの数及びCRSに適用されたセルIDについての情報がレートマッチング情報として提供されることができる。また、インバンド内でPDSCHを受信するためには、UEは、インバンド内の該当PRB上の下りリンクデータ(例えば、PDSCH)の開始位置についての情報と下りリンク制御チャネルのためのOFDMシンボルの数についての情報とを必要とする。例えば、次の情報が提供されることができる。
−同じ(同一)(same)物理セル識別子(Physical Cell Identity、PCI)(又はインバンド内PRBのセルIDがアンカPRBのそれと同一であるか否か)(S1310)
>同じPCIフィールドが真であれば(S1310、TRUE)、
>>このフィールドが真であれば、インバンドの場合と同様に、上記アンカ搬送波で得られた(obtain)セルIDとインバンド追加PRB内のホストセルIDとが同一であると仮定される。ここで、ホストセルIDとは、NB−IoTセルが動作するPRBが在るLTEセル、すなわちEUTRAセルを意味し得る。
>>また、このフィールドが真であれば、アンカPRB内NB−IoT用参照信号(狭帯域参照信号)(以下、NB−RS又はNRS)のために使用された(一つ又は複数の)アンテナポート(以下、NRSポート)の個数と同数の(一つ又は複数の)アンテナポートがレガシCRS送信のために使われると仮定することができる(S1330)。例えば、NRSポートが2個であれば、UEは、図5でCRSポート0及び1で示したRE位置にvshiftを適用した位置にCRSが在ると仮定し、該当PRB上でデータを受信することができる。
>>また、このフィールドが真であれば、アンカPRB内NRSの情報とホストセルのCRS情報とが同一であるとUEが仮定することもできる。NRSとホストセルのCRSとの情報が同一であるという意味は、NRSとCRSとのアンテナポートの数及びNRSとCRSとが送信されるRE位置が同一であることを意味し得る。また、UEは、CRSを該当インバンドでのNRSと仮定して制御信号及びデータを受信することができる。この場合、UEは、該当PRBでのデータ受信時、CRS RE位置をレートマッチングし、制御信号及びデータ受信/復調のために該当CRSを使うことができる。
>>>CRS PRB情報は、周波数情報が中心からのオフセットによって与えられれば、追加PRB周波数情報から暗黙的に導出(derive)されることができる。
>同じPCIフィールドが真でなければ(S1310、FALSE)、
>>このフィールドが真でなければ、UEが依然としてアンカPRBから探索(search)されたセルIDに基づいて同じvshift値を仮定することができるかを明確化する必要がある。シグナリングオーバーヘッドを減らすために、同じvshift値が仮定され、CRSアンテナポート(以下、CRSポート)の数のみが指示されることができる(S1350)。UEは、指示されたCRSポートの数だけのCRSポートが該当PRB上でCRS送信に使用されると仮定してデータを受信することができる(S1350)。例えば、指示されたCRSポートが4個の場合、図5でCRSポート0−3が示されたRE位置にvshiftを適用した位置にCRSが在ると仮定し、該当PRB上でデータを受信することができる。CRSアンテナポートの数がシグナリングされなければ、UEは、最大数のCRSポート(例えば、4個のポート)をデータレートマッチングのために仮定することができる。
−制御フォーマット指示子(Control Format Indicator、CFI)(又はPDSCH又はnPDCCH開始位置指示)。
>UEが自体のデータPRB内で制御チャネル(例えば、nPDCCH)及びデータチャネル(例えば、nPDSCH)を受信することができるようにするため、nPDCCHが送信されるシンボル区間及びnPDSCH送信が始まるシンボル位置についての情報が上記UEにシグナリングされることができる。
前述したように、データRPB内のLTE CRS情報をセルIDと関連させてシグナリングする代わりに(alternatively)、追加PRB上でレガシCRSがそれ以上活用されず、データレートマッチングを行うためにだけCRSアンテナポートの数がUEに設定されることもできる。すなわち、UEは、CRSなしでNRSのみに基づいてnPDSCH/nPDCCHを復号又は復調するとともに、CRSが在る(一つ又は複数の)REにはnPDSCH/nPDCCHがマッピングされなかったと仮定し、上記nPDSCH/nPDCCHを受信、復号又は復調することができる。このとき、UEがアンカ搬送波で獲得して既に知っているNRSのvshiftと追加PRB上でのCRSのvshiftとが同一であると仮定することができる。すなわち、UEは、CRSなしでNRSのみに基づいてnPDSCH/nPDCCHを復号又は復調するとともに、CRSが在る(一つ又は複数の)REにはnPDSCH/nPDCCHがマッピングされなかったと仮定し、上記nPDSCH/nPDCCHを受信、復号又は復調することができる。
先に提案したように、次の方法の一つでアンカ搬送波からデータ搬送波へのオフローディング(offloading)を行うことができる。
−方法1.追加(additional)システム情報による(一つ又は複数の)潜在的(potential)データ搬送波のリストが提供され、UEが(上記リスト内の)他の搬送波を検索できるようにする方法。
−方法2.明示的(explicit)オフローディング:セルアソシエーション(association)以後に明示的にデータ搬送波へのホッピングを設定する方法。
−方法3.アンカ搬送波は、nSS及び(一つ又は複数の)データ搬送波を位置付ける(locate)ために必要な(necessary)システム情報のみを提供する方法。この場合、UEは、セルアソシエーションをアンカ搬送波と行うことができず、アンカ搬送波は、単純にデータ搬送波についての情報のみを与える搬送波であると仮定することができる。
方法3によってアンカ搬送波が同期化のみのために使われる場合、同期信号は、UEが同期信号を早く検出することができるようにするために、連続して送信されることができる。すなわち、データ搬送波の同期信号送信方式とアンカ搬送波の同期信号送信方式とが違うことができる。この場合、UEがアンカ搬送波の同期信号送信方式によって同期信号のブラインド検出に成功することができなければ、上記UEは、データ搬送波の同期信号送信方式によってデータ搬送波での同期信号に対するブラインド検出を行うことができる。
もしくは、方法3が使われると仮定すれば、UEは、一般にnSSが在り得るサブフレームではCRS又はレガシPDCCH領域がないと仮定してnSSを検出することができる。インバンドでIoTをサポートしようとするシステムの場合、ガードバンドを介しての同期信号送信が強制(mandate)されることができる。ガードバンドで同期信号がいつも送信されるという前提の下では、同期信号送信のための副搬送波間隔とインベンドでの副搬送波間隔とが互いに違うことができる。言い換えれば、同期信号(nSS)が送信される副搬送波間隔は、インバンドの副搬送波間隔と違うことができる。ガードバンドで同期信号がいつも送信されるという前提の下では、同期信号送信のための副搬送波間隔とインバンドでの副搬送波間隔とが違うことができる。言い換えれば、同期信号(nSS)が送信される副搬送波間隔がインバンドの副搬送波間隔と違うことができる。
また、本発明の(一つ又は複数の)実施例によって、インバンドをサポートするためにガードバンド内でnSSが送信される場合、インバンドにはnSSが無くアンカ搬送波でのみnSSが送信されることもできる。すなわち、UEは、nSSがアンカ搬送波にのみ在り、インバンド内データ搬送波には何らのnSSも無いと仮定することができる。この場合、UEは、ガードバンドでのnSSの送信電力は、インバンドでのデータ又はCRSの送信電力と同一であると仮定することができ、ガードバンドとインバンドとのSFN/時間/周波数などが同一であると仮定することができる。
ガードバンドのアンカ搬送波上でのみnSSが送信される場合、アンカ搬送波上の全てのOFDMシンボルが全てnSS送信に使われることができ、複数のサブフレームにわたってnSSが送信されることもできる。
NB−LTE UEがデータ搬送波に移動してデータなどのチャネル受信を行うことができるようにするために、eNBは、データチャネル及び/又は制御チャネル受信のための参照信号についての情報をシグナリングしなければならない。以下では、NB−IoT用データ搬送波で設定されたデータチャネルをnPDSCHと称し、制御チャネルをnPDCCHと称する。nPDSCH及びnPDCCHのために使われるRSとしては、大別してCRSとDM−RS(すなわち、UE−RS)とがあり得る。CRSが使われる場合、eNBは、データ搬送波上のCRSに使用されたセルID情報を知らせなければならない。これは、アンカ搬送波上のnSSシーケンスに使用されたセルIDと同一のものであり得る。データ搬送波上のCRSに使用されたセルIDとアンカ搬送波上のnSSに使用されたセルIDとが同一であれば、NB−LTE UEは、別個のセルIDシグナリングがない場合、nSSのセルIDを用いてCRSをnPDSCH又はnPDCCHの受信に活用することができる。DM−RSが使われる場合であれば、eNBは、DM−RSシーケンスについての情報を知らせなければならない。
データ搬送波に移動したNB−LTE UEは、該当帯域から広帯域PDCCHが送信されるOFDMシンボル以後のOFDMシンボルから自体のnPDCCH/nPDSCHなどのチャネルを受信することができる。アンカ搬送波で知らせたPDSCH開始シンボルがOFDMシンボルnであれば、NB−LTE UEは、FDMシンボルnから上記NB−LTE UEのためのnPDCCH/nPDSCHなどのチャネルを受信することができる。
一定時間の間にデータ搬送波をモニタリングしながら、上記データ搬送波上でnPDCCH/nPDSCHなどのチャネルを受信したNB−LTE UEは、特定の時点でアンカ搬送波に戻ってアンカ搬送波をモニタリングする。上記NB−LTE UEは、前もって決定された周期でアンカ搬送波に移動し(T904)、上記アンカ搬送波をモニタリングすることができる(S901)。nSS/nPBCHが周期的に送信されれば、該当チャネルが送信される区間ごとに該当チャネルの受信のためにアンカ搬送波に移動することができる。また、データ搬送波でデータなどのチャネルを受信しているNB−LTE UEにeNBがアンカ搬送波に戻って特定チャネルの受信を指示する場合、アンカ搬送波に戻らなければならない。また、不連続受信(Discontinuous Reception、DRX)状態からウェイクアップしたNB−LTE UEは、いつもアンカ搬送波に戻り(T904)、上記アンカ搬送波を介してnSS/nPBCHなどを受信した後(S901)、データ搬送波に移動することができる(T902)。
以下では、本発明によってアンカ搬送波とデータ搬送波との2種の搬送波を用いたNB−LTEシステムを運用する場合、システム情報及び同期信号の送信方式についてより詳細に記述する。
概略的にnSS及びnPBCHは、アンカ搬送波でのみ送信されることを考慮して本発明を前述した。nSS及びnPBCHがアンカ搬送波にのみ存在する方式とは違う実施例を考慮することができる。アンカ搬送波ではMIBのみが送信され、一部のシステム更新(update)に対してはデータ搬送波の別個のチャネルを介して送信されることができる。また、追加的なnSSがデータ搬送波で送信されることができる。この場合、データ搬送波で送信されるnSSは、送信頻度が非常に低く、ただ同期の再獲得(reacquisition)の目的のみで使われる同期信号であり得る。データ搬送波上で送信されるnSSは、アンカ搬送波で送信されるnSSと同一であり得る。しかし、リソース活用効率を高めるために、データ搬送波で送信されるnSSがアンカ搬送波で送信されるnSSとは違うように設計されることもできる。例えば、アンカ搬送波で送信される同期信号は、nPSS及びnSSSの2種の信号に区分されて送信され、データ搬送波で送信される同期信号は、nPSSではなければnSSSのみ送信されることができる。もしくは、再獲得のためにのみ使われる別個の信号がデータ搬送波上で送信されることもできる。
データ搬送波でも同期信号及びシステム情報が送信されれば、初期セルサーチはアンカ搬送波でのみ行われ、セルサーチを終えて初期アクセスに成功したNB−LTE UEは、それ以上アンカ搬送波に移動する必要がない。すなわち、初期セルサーチのための(相対的に頻繁に送信される)同期信号及びnPBCHを搬送する搬送波が設定され、初期セルサーチを除いたシステム情報アップデート及び再獲得などの目的のための同期信号、そしてその他のデータなどは別個の搬送波上で送信されることができる。
アンカ搬送波及びデータ搬送波は、各搬送波で送信/受信される信号/チャネルの種類によって違うように運用されることができる。以下では、前述したアンカ搬送波上ではnSS及びnPBCHが送信され、データ搬送波ではnSS/nPBCH以外の信号/チャネルが送信/受信される基本的な方式を変形して、既存のLTEシステム帯域に適用する方式を説明する。本発明によるNB−LTEシステムで使える周波数帯域は既存のLTEシステムが使っているインバンド、LTEシステムのガードバンド、そしてLTEシステム以外の別個の周波数帯域でLTEシステムと関係なく運用されることができる帯域(例えば、GSM帯域)の3種に分けられる。初期セル接続(アクセス)のために15kHzの副搬送波間隔と100kHzラスタとを満たす180kHz帯域位置を探すことが特定のLTEシステム帯域のインバンドではできないこともあり得ることを前述した。もちろん、LTEシステム帯域によっては該当LTEシステム帯域のインバンドでNB−IoTセルの位置を容易に探すこともできる。システム帯域と関係なく一貫して初期セルサーチが行われるように、本発明ではアンカ搬送波及びデータ搬送波の運用を提案した。しかし、データ搬送波のリストが多い場合、アンカ搬送波及びデータ搬送波を運用することが難しいこともある。例えば、アンカ搬送波で初期アクセスを行った後、NB−LTE UEが使うことができる(一つ又は複数の)データ搬送波がnPBCHを介して指示される場合、上記nPBCHは、該当アンカ搬送波のマスタシステム情報(例えば、MIB)と上記(一つ又は複数の)データ搬送波の(マスタ)システム情報とを搬送しなければならないことがあり得る。この場合、上記nPBCHを介してアンカ搬送波についてのシステム情報と(一つ又は複数の)データ搬送波についてのシステム情報とを全て伝達し難いことがある。また、アンカ搬送波で使用する副搬送波間隔は、データ搬送波での副搬送波間隔と違うことがある。システムデザインの便宜性及び一貫性のために、アンカ搬送波は、ガードバンド又はLTEシステム帯域以外の帯域に独立して(単独型で)(stand-alone)動作することができる。したがって、アンカ搬送波では初期アクセスのみを行うようにするnPSS/nSSS及びマスタシステム情報などの情報のみが送信されるようにし、データ搬送波についての情報としてはデータ搬送波の周波数位置のみを知らせるようにすることにより、アンカ搬送波を介して提供されるシステム情報の量を最小にすることができる。これらの情報を受信し、初期アクセスに成功したNB−LTE UEは、シグナリングされたデータ搬送波に移動して上記データ搬送波上でデータを受信することができる。データ搬送波の数が複数の場合、アンカ搬送波では複数のデータ搬送波のうち特定数のデータ搬送波(例えば、特定数のDL搬送波及び/又は特定数のUL搬送波)のみを知らせることができる。該当データ搬送波で実際の複数のデータ搬送波についてのシステム情報などが提供される。例えば、NB−LTEシステムのために複数のデータ搬送波が設定されることができ、これらのデータ搬送波のうちの一部のデータ搬送波では再獲得(reacquisition)のための同期信号、データ搬送波に関するシステム情報などの情報が送信されることができ、残りのデータ搬送波では制御/データチャネルなどが送信されることができる。言い替えれば、初期セル接続はアンカ搬送波で行われ、(一つ又は複数の)データ搬送波はデータ搬送波に対するシステム情報及び低密度(density)で送信される同期信号が送信されるIoT搬送波、そしてデータチャネル及び制御チャネルなどが送信されるデータ搬送波に細分されることができる。IoT搬送波は、ある程度同期化の機能を行うがLTEシステムのインバンドに位置するので、LTEシステムに対する干渉を最小にするように使用可能リソース要素(Resource Element、RE)及び使用可能シンボル位置などに関する制約があり得る。これに対し、アンカ搬送波はガードバンド及び他の帯域に位置するようにすることができるので、周波数及び時間リソースの活用においてより自由度が高くなる。IoT搬送波とデータ搬送波との間でシステム情報及びレートマッチング情報などは互いに同一であり得る。IoT搬送波とデータ搬送波との違いは、該当搬送波を介してのシステム情報の送信が可能か否か及び同期信号の送信が可能か否かによって違う。アンカ搬送波で初期アクセス以後のデータサービスのために移動しなければならないデータ搬送波を知らせるとき、IoT搬送波についての情報及びIoT搬送波についての基本的なシステム情報のみを伝達し、IoT搬送波に移動したNB−LTE UEは、データ搬送波に関するシステム情報及びレートマッチングパターンなどの情報を上記IoT搬送波上で特定のチャネルを介して受信することができる。DRX状態でウェイクアップしたNB−LTE UEは、アンカ搬送波に行かずにIoT搬送波に移動して再獲得(reacquisition)を行い、データ搬送波についてのシステム情報を受信してから特定のデータ搬送波に移動することができる。
図14は、本発明を実行する送信装置10及び受信装置20の構成要素を示すブロック図である。
送信装置10及び受信装置20は、情報及び/又はデータ、信号、メッセージなどを搬送する無線信号を送信又は受信できる無線周波数(Radio Frequency、RF)ユニット13,23と、無線通信システムにおける通信と関連した各種情報を記憶するメモリ12,22と、上記RFユニット13,23及びメモリ12,22などの構成要素と動作するよう(動作的に)接続され、上記構成要素を制御して該当装置が前述した本発明の実施例の少なくとも1つを行うようにメモリ12,22及び/又はRFユニット13,23を制御するように構成された(configured)プロセッサ11,21と、をそれぞれ備える。
メモリ12,22は、プロセッサ11,21の処理及び制御のためのプログラムを記憶することができ、入/出力される情報を一時記憶することができる。メモリ12,22をバッファとして活用することができる。
プロセッサ11,21は、通常、送信装置又は受信装置内の各種モジュールの全般的な動作を制御する。特に、プロセッサ11,21は、本発明を実行するための各種の制御機能を実行することができる。プロセッサ11,21は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ぶこともできる。プロセッサ11,21は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合(組合せ)によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)などをプロセッサ400a,400bに具備することができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行するように構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ11,21内に設けられてもよく、メモリ12,22に記憶されてプロセッサ11,21によって駆動されてもよい。
送信装置10のプロセッサ11は、プロセッサ11又はプロセッサ11と接続されたスケジューラからスケジューリングされて外部に送信される信号及び/又はデータに対して所定のコーディング(coding)及び変調(modulation)を行った後にRFユニット13に送信する。例えば、プロセッサ11は、送信しようとするデータ列を逆多重化及びチャネルコーディング、スクランブル、変調過程などを経てNlayer個のレイヤに変換する。コーディングされたデータ列は、コードワードとも呼ばれ、MAC層の提供するデータブロックであるトランスポート(送信)ブロックと等価である。1つのトランスポートブロック(Transport Block、TB)は1つのコードワードにコーディングされ、各コードワードは、一つ又は複数のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップコンバートのためにRFユニット13はオシレータ(oscillator)を備えることができる。RFユニット13は、Nt個(Ntは一つ又は複数の正の整数)の送信アンテナを有することができる。
受信装置20の信号処理過程は、送信装置10の信号処理過程の逆に構成される。プロセッサ21の制御下で、受信装置20のRFユニット23は送信装置10によって送信された無線信号を受信する。RFユニット23はNr個の受信アンテナを有することができ、RFユニット23は、受信アンテナで受信した信号のそれぞれを周波数ダウンコンバート(frequency down-convert)してベースバンド信号に復元する。RFユニット23は、周波数ダウンコンバートのためにオシレータを備えることができる。プロセッサ21は、受信アンテナで受信した無線信号に対する復号(decoding)及び復調(demodulation)を行い、送信装置10が本来送信しようとしたデータを復元することができる。
RFユニット13,23は、一つ又は複数のアンテナを具備する。アンテナは、プロセッサ11,21の制御下で、本発明の一実施例によって、RFユニット13,23によって処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してRFユニット13,23に伝達する機能を果たす。アンテナは、アンテナポートとも呼ばれる。各アンテナは、1つの物理アンテナに該当してもよく、1つよりも多い物理アンテナ要素(element)の組合せによって構成されてもよい。各アンテナから送信された信号は、受信装置20でそれ以上分解することができない。該当アンテナに対応して送信された参照信号(Reference Signal、RS)は、受信装置20の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが1つの物理アンテナからの単一(single)無線チャネルか或いは上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素(element)からの合成(composite)チャネルかに関係なく、上記受信装置20にとって上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。すなわち、アンテナは、上記アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが、上記同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されうるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多入力多出力(Multi-Input Multi-Output、MIMO)機能をサポートするRFユニットの場合は、2個以上のアンテナと接続することができる。
本発明の実施例において、UEは、上りリンクでは送信装置10として動作し、下りリンクでは受信装置20として動作する。本発明の実施例において、eNBは、上りリンクでは受信装置20として動作し、下りリンクでは送信装置10として動作する。以下、UEに具備されたプロセッサ、RFユニット及びメモリを、UEプロセッサ、UE RFユニット及びUEメモリとそれぞれ称し、eNBに具備されたプロセッサ、RFユニット及びメモリを、eNBプロセッサ、eNB RFユニット及びeNBメモリとそれぞれ称する。
本発明のeNBプロセッサは、本発明の提案のいずれか一つによってnSS/nPBCHをアンカ搬送波上で送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記アンカ搬送波上で特定のUEのためのデータ/制御チャネルの送信/受信に使われる(一つ又は複数の)データ搬送波についての情報(以下、データ搬送波情報)を送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記(一つ又は複数の)データ搬送波のいずれか一つから上記UEへの下りリンク制御/データチャネル(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)を送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記(一つ又は複数の)データ搬送波のいずれか一つで上記UEからの上りリンク制御/データチャネル(例えば、nPUCCH及び/又はnPUSCH)を受信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。
本発明のUEプロセッサは、本発明の提案のいずれか一つによってそれぞれ1個のRBのチャネル帯域幅を有するアンカ搬送波上でnSS/nPBCHの受信を試みるようにUE RFユニットの制御又はnSS/nPBCHの復号を試みることができる。nSS/nPBCHの受信又は復号に成功したUEプロセッサは、該当アンカ搬送波上で自体の制御/データチャネルの送信/受信に使われるデータ搬送波についてのデータ搬送波情報を受信するように上記UE RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、上記データ搬送波情報に基づいて(一つ又は複数の)データ搬送波のいずれか一つで下りリンク制御/データチャネル(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)を受信するように上記UE RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、上記データ搬送波情報に基づいて(一つ又は複数の)データ搬送波のいずれか一つで上りリンク制御/データチャネル(例えば、nPUCCH及び/又はnPUSCH)を送信するように上記UE RFユニットを制御することができる。
本発明のeNBプロセッサは、本発明の提案のいずれか一つによってNB−IoT搬送波のセルID(以下、第1セルID)についての情報を送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記NB−IoT搬送波上で下りリンク信号(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)を送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記NB−IoT搬送波は、例えばLTEシステムのチャネル帯域内の1個のPRB上で動作する搬送波であり得る。この場合、LTEセル上で送信されるCRSの処理が問題となることがある。上記NB−IoT搬送波がインバンドPRB上で動作する場合、上記eNBプロセッサは、上記NB−IoT搬送波上の(レガシ)CRSに使用されたセルID(以下、第2セルID)が上記第1セルIDと同一であるかそれとも違うかを示すセルID情報を送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。
上記第2セルIDと上記第1セルIDとが同一であれば、上記eNBプロセッサは、NRSの送信に使用されたアンテナポート(以下、NRSポート)と同一数のアンテナポートを介してCRSを上記NB−IoT搬送波上で送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。
上記第2セルIDと上記第1セルIDとが違えば、上記eNBプロセッサは、CRSの送信に使われるアンテナポート(以下、CRSポート)の数を示すCRSポート数情報を送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。CRSポートの数とNRSポートの数とは同一であっても違ってもよい。しかし、上記第2セルIDと上記第1セルIDとが違えば、CRSの送信に使われるセルIDとNRSの送信に使われるセルIDとが違うことを意味するので、CRSポートの数がNRSポートの数と同一であっても、レートマッチングのためのCRSリソース位置はセルIDによって変わることがある。よって、上記第2セルIDと上記第1セルIDとが違えば、本発明によるeNBプロセッサは、CRSポートの数を示す情報をUEに送信するようにeNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記CRSポート数情報による数だけのCRSポートを介してCRSを上記NB−IoT搬送波上で送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。
上記CRSを上記NB−IoT搬送波上で送信する場合、上記eNBプロセッサは、上記第2セルIDに基づく周波数遷移vshiftが適用された周波数位置(式9及び式10参照)で上記CRSを送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記eNBプロセッサは、上記NRSを上記第2セルIDに基づいて生成し、上記eNB RFユニットが上記NB−IoT搬送波上で送信するように制御することができる。
上記eNBプロセッサは、上記NB−IoT搬送波(以下、データ搬送波)についての搬送波情報を上記NB−IoT搬送波とは違うNB−IoT搬送波(以下、アンカ搬送波)上で送信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記搬送波情報は上記データ搬送波のセルIDを示す情報を含むことができる。例えば、上記セルIDは、上記アンカ搬送波上で送信されるnSSを介して(暗黙的に)送信されることができる。言い換えれば、上記アンカ搬送波上で送信されるセルIDが上記データ搬送波に適用されることができる。上記データ搬送波は、nSS/nPBCHが無い搬送波であり、上記アンカ搬送波は、nSS/nPBCHが在る搬送波であり得る。上記アンカ搬送波は、LTEシステムで使われるチャネル帯域のガードバンド内PRB上で動作する搬送波であり得る。
本発明のUEプロセッサは、本発明の提案のいずれか一つによってNB−IoT搬送波のセルID(以下、第1セルID)についての情報を受信するようにUE RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、上記NB−IoT搬送波上で下りリンク信号(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)を受信するように上記eNB RFユニットを制御することができる。上記NB−IoT搬送波は、例えばLTEシステムのチャネル帯域内の1個のPRB上で動作する搬送波であり得る。この場合、LTEセル上で送信されるCRSの処理が問題となることがある。上記NB−IoT搬送波がインバンドPRB上で動作する場合、上記UE RFユニットは、上記NB−IoT搬送波上の(レガシ)CRSに使用されたセルID(以下、第2セルID)が上記第1セルIDと同一であるかそれとも違うかを示すセルID情報を受信することができる。
上記第2セルIDと上記第1セルIDとが同一であれば、上記UEプロセッサは、NRSの送信に使用されたアンテナポート(以下、NRSポート)と同一数のアンテナポートを介してCRSが上記NB−IoT搬送波上で送信されると仮定し、上記NB−IoT上で下りリンク信号を受信するように上記UE RFユニットを制御することができる。例えば、NRSポートの数が2個の場合、上記UEプロセッサは、CRSポート0及び2からCRSが送信されると仮定し、該当CRSリソース位置をレートマッチングすることができる。言い換えれば、NRSポートの数が2個の場合、上記UEプロセッサは、CRSポート0及び2からCRSが送信されると仮定し、該当CRSリソース位置にマッピングされた該当下りリンク信号(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)が無いと仮定して上記下りリンク信号を受信又は復号することができる。
上記第2セルIDと上記第1セルIDとが違えば、上記UE RFユニットは、CRSの送信に使われるアンテナポート(以下、CRSポート)の数を示すCRSポート数情報を受信することができる。上記UEプロセッサは、上記CRSポート数情報による数だけのCRSポートからCRSが送信されると仮定し、上記NB−IoT搬送波上で下りリンク信号(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)を受信するように上記UE RFユニットを制御することができる。
上記CRSを上記NB−IoT搬送波上で受信する場合、上記UEプロセッサは、上記第2セルIDに基づく周波数遷移vshiftが適用された周波数位置(式9及び式10参照)で上記CRSが送信されると仮定し、上記NB−IoT搬送波上で上記下りリンク信号(例えば、nPDCCH及び/又はnPDSCH)を受信するように上記UE RFユニットを制御することができる。上記UEプロセッサは、上記第2セルIDに基づいて上記NRSを受信するように上記UE RFユニットを制御することができる。
上記UEプロセッサは、上記NB−IoT搬送波(以下、データ搬送波)についての搬送波情報を上記NB−IoT搬送波とは違うNB−IoT搬送波(以下、アンカ搬送波)上で獲得することができる。上記搬送波情報は、上記データ搬送波のセルIDを示す情報を含むことができる。例えば、上記セルIDは、上記アンカ搬送波上で受信されるnSSを介して獲得されることができる。上記UEプロセッサは、上記アンカ搬送波上で獲得されたセルIDを上記データ搬送波に適用することができる。上記データ搬送波は、nSS/nPBCHが無い搬送波であり、上記アンカ搬送波はnSS/nPBCHが在る搬送波であり得る。上記アンカ搬送波は、LTEシステムで使われるチャネル帯域のガードバンド内の1個のPRB上で動作する搬送波であり得る。
上述したように開示された本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。上記では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野における熟練した当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明を様々に修正及び変更させることができることは明らかである。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限しようとするものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えようとするものである。
−ガードバンド内アンカ搬送波+異なる(他の)PA−インバンド内データ搬送波:アンカ搬送波とデータ搬送波とに対して相異なるPAが使われる場合、アンカ搬送波とデータ搬送波とでセルID、SFNなどが違い得る。アンカ搬送波とデータ搬送波とに対して違うPAが使われる場合、データ搬送波のセルID、SFNなどがアンカ搬送波で送信されることができる。インバンドデータ搬送波は、LTEのセルID及び/又はSFNを有することができ、ガードバンド内アンカ搬送波は、LTEのセルID及び/又はSFNとは違うセルID及び/又はSFNを有することができる。インバンドとガードバンドとの周波数間隔が広くなければ、時間/周波数トラッキング値が同一であると仮定することができる。インバンドとガードバンドとの周波数間隔が広ければ、データ搬送波とアンカ搬送波とのトラッキング値を異なるようにすることが好ましい。この場合、データ搬送波に対する時間/周波数トラッキングが新しく行われなければならないことがあり得るので、データ搬送波のnSSが送信されるフレーム/サブフレームインデックスに対するオフセット値がアンカ搬送波を介して送信されることができる。アンカ搬送波とデータ搬送波との間の送信パワーの差又はデータ搬送波に対する送信電力の値についての情報もアンカ搬送波を介して送信されることができる。
データ搬送波に移動したNB−LTE UEは、該当帯域から広帯域PDCCHが送信されるOFDMシンボル以後のOFDMシンボルから自体のnPDCCH/nPDSCHなどのチャネルを受信することができる。アンカ搬送波で知らせたPDSCH開始シンボルがOFDMシンボルnであれば、NB−LTE UEは、OFDMシンボルnから上記NB−LTE UEのためのnPDCCH/nPDSCHなどのチャネルを受信することができる。