添付する図面は、本発明に関する理解を助けるためのものであり、詳細な説明と共に本発明に関する実施例を提供する。ただし、本発明の技術的特徴が特定の図面に限定されるものではなく、各図面で開示する特徴が互いに組み合わせられて新しい実施例として構成されてもよい。各図面における参照番号(reference numerals)は、構造的構成要素(structural elements)を意味する。
以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で組み合わせたものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、別の構成要素や特徴と組み合わせない形態で実施されてもよく、一部の構成要素及び/又は特徴を組み合わせて本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例において説明される動作の順序は、変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えられてもよい。
図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせ得る手順又は段階などは記述を省略し、当業者のレベルで理解可能な程度の手順又は段階も記述を省略する。
明細書全体を通じて、ある部分がある構成要素を「含む(comprising又はincluding)」とされているとき、これは、別に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書における“…部”、“…器”、“モジュール”などの用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合せによって具現することができる。また、「ある(a又はan)」、「1つ(one)」、「その(the)」及び類似(同様)の関連語は、本発明を記述する文脈において(特に、添付の請求項の文脈において)本明細書に別に指示されたり文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の両方を含む意味で使うことができる。
この明細書において、本発明の実施例は、基地局と移動局との間のデータ送受信関係を中心に説明されている。ここで、基地局は、移動局と通信を直接行うネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本文書において基地局によって行われるとされている特定の動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)によって行われてもよい。
即ち、基地局を含む複数のネットワークノード(network node)からなるネットワークにおいて、移動局との通信のために行われる様々な動作は、基地局、又は基地局以外の他のネットワークノードで行うことができる。このとき、「基地局」は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、gNode B(gNB)、発展した基地局(ABS:Advanced Base Station)又はアクセスポイント(access point)などの用語に言い換えることができる。
また、本発明の実施例において、端末(Terminal)は、ユーザ機器(UE:User Equipment)、移動局(MS:Mobile Station)、加入者端末(SS:Subscriber Station)、移動加入者端末(MSS:Mobile Subscriber Station)、移動端末(Mobile Terminal)、又は発展した移動端末(AMS:Advanced Mobile Station)などの用語に言い換えることができる。
また、送信端は、データサービス又は音声サービスを提供する固定及び/又は移動ノードを意味し、受信端は、データサービス又は音声サービスを受信する固定及び/又は移動ノードを意味する。したがって、上りリンクでは、移動局を送信端にし、基地局を受信端にすることができる。同様に、下りリンクでは、移動局を受信端にし、基地局を送信端にすることができる。
本発明の実施例は、無線アクセスシステムであるIEEE 802.xxシステム、3GPP(3rd Generation Partnership Project)システム、3GPP LTEシステム及び3GPP 5G NRシステム及び3GPP2システムのうち少なくとも1つに開示されている標準文書によってサポートすることができ、特に、本発明の実施例は、3GPP TS 36.211、3GPP TS 36.212、3GPP TS 36.213、3GPP TS 36.321、3GPP TS 36.331、3GPP TS 38.211、3GPP TS 38.212、3GPP TS 38.213、3GPP TS 38.321及び3GPP TS 38.331の文書によってサポートすることができる。即ち、本発明の実施例のうち、説明していない自明な段階又は部分は、上記文書を参照して説明することができる。また、本文書に開示している用語は、いずれも、上記標準文書によって説明することができる。
以下、本発明に係る好適な実施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する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施され得る唯一の実施形態を表すことを意図するものではない。
また、本発明の実施例で使われる特定の用語は、本発明の理解し易さのために提供されるものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。
例えば、送信機会区間(TxOP:Transmission Opportunity Period)という用語は、送信区間、送信バースト(Tx burst)又はRRP(Reserved Resource Period)という用語と同じ意味で使うことができる。また、LBT(Listen Before Talk)過程は、チャネル状態がアイドル(遊休)(idle)であるか否かを判断するためのキャリアセンシング過程、CCA(Clear Channel Assessment)、チャネル接続過程(CAP:Channel Access Procedure)と同じ目的で行うことができる。
以下、本発明の実施例を利用可能な無線アクセスシステムの一例として3GPP LTE/LTE−Aシステムについて説明する。
以下の技術は、CDMA(Code Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、TDMA(Time Division Multiple Access)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)などの様々な無線アクセスシステムに適用することができる。
CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000などの無線技術(radio 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 communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)などの無線技術によって具現することができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、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 Telecommunications System)の一部である。3GPP LTE(Long Term Evolution)は、E−UTRAを用いるE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC−FDMAを採用する。Lte−A(Advanced)システムは、3GPP LTEシステムを改良したシステムである。本発明の技術的特徴に関する説明を明確にするために、本発明の実施例は、3GPP LTE/LTE−Aシステムを中心に述べられるが、IEEE 802.16e/mシステムなどに適用されてもよい。
1.3GPP LTE/LTE A システム
1.1.物理チャネル及びこれを用いた信号送受信方法
無線アクセスシステムにおいて、端末は、下りリンク(DL:Downlink)で基地局から情報を受信し、上りリンク(UL:Uplink)で基地局に情報を送信する。基地局と端末とが送受信する情報は、一般データ情報及び種々の制御情報を含み、基地局と端末とが送受信する情報の種類/用途によって様々な物理チャネルが存在する。
図1は、本発明の実施例で使用可能な物理チャネル及びそれらを用いた信号送信方法を説明する図である。
電源が消えた状態で電源が入ったり、新しくセルに進入したりした端末は、S11段階で、基地局と同期を取るなどの初期セルサーチ(探索)(Initial cell search)作業を行う。そのために、端末は、基地局から、プライマリ(主)同期チャネル(P−SCH:Primary Synchronization CHannel)及びセカンダリ(副)同期チャネル(S−SCH:Secondary Synchronization CHannel)を受信して基地局と同期を取り、セルIDなどの情報を取得する。
その後、端末は、基地局から物理ブロードキャストチャネル(PBCH:Physical Broadcast CHannel)信号を受信してセル内ブロードキャスト情報を取得することができる。
一方、端末は、初期セルサーチ段階で下りリンク参照信号(DL RS:DownLink Reference Signal)を受信して下りリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セルサーチを終えた端末は、S12段階で、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control CHannel)、及び物理下りリンク制御チャネル情報に対応する物理下りリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Control CHannel)を受信して、より具体的なシステム情報を取得することができる。
その後、端末は、基地局への接続を完了するために、段階S13〜段階S16のようなランダムアクセス過程(Random Access Procedure)を行うことができる。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access CHannel)でプリアンブル(preamble)を送信し(S13)、物理下りリンク制御チャネル及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネルで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(S14)。コンテンション(競合)ベースの(contention-based)ランダムアクセスでは、端末は、更なる物理ランダムアクセスチャネル信号の送信(S15)、並びに物理下りリンク制御チャネル信号及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネル信号の受信(S16)などの衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行うことができる。
上述したような手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク/下りリンク信号送信手順として、物理下りリンク制御チャネル信号及び/又は物理下りリンク共有チャネル信号の受信(S17)、及び物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared CHannel)信号及び/又は物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control CHannel)信号の送信(S18)を行うことができる。
端末が基地局に送信する制御情報を総称して上りリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)という。UCIは、HARQ−ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest ACKnowledgement/Negative-ACK)、SR(Scheduling Request)、CQI(Channel Quality Indication)、PMI(Precoding Matrix Indication)、RI(Rank Indication)情報などを含む。
LTEシステムにおいて、UCIは、一般的にPUCCHで周期的に送信されるが、制御情報とトラフィックデータとが同時に送信されるべき場合には、PUSCHで送信されてもよい。また、ネットワークの要求/指示によって、PUSCHでUCIを非周期的に送信することもできる。
1.2.リソースの構造
図2は、本発明の実施例で用いられる無線フレームの構造を示す図である。
図2(a)には、フレーム構造タイプ1(タイプ1フレーム構造)(frame structure type1)を示す。フレーム構造タイプ1は、全二重(full duplex)FDD(Frequency Division Duplex)システムにも半二重(half duplex)FDDシステムにも適用可能である。
1つの無線フレーム(radio frame)は、Tf=307200×Ts=10msの長さを有するものであり、Tslot=15360×Ts=0.5msの均等な長さを有し、0〜19のインデックスが与えられた20個のスロットで構成される。1つのサブフレームは、2個の連続したスロットで定義され、i番目のサブフレームは、2i及び2i+1に該当するスロットで構成される。すなわち、無線フレーム(radio frame)は、10個のサブフレーム(subframe)で構成される。1つのサブフレームを送信するためにかかる時間をTTI(Transmission Time Interval)という。ここで、Tsは、サンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(約33ns)と表される。スロットは、時間領域において複数のOFDMシンボル又はSC−FDMAシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック(Resource Block)を含む。
1つのスロットは、時間領域において複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルを含む。3GPP LTEでは、下りリンクにおいてOFDMAが用いられるので、OFDMシンボルは、1つのシンボル区間(symbol period)を表現するためのものである。OFDMシンボルは、1つのSC−FDMAシンボル又はシンボル区間ということができる。リソースブロック(resource block)は、リソース割り当て単位であり、1つのスロットで複数の連続した副搬送波(subcarrier)を含む。
全二重FDDシステムでは、各10ms区間において10個のサブフレームを下りリンク送信と上りリンク送信とのために同時に利用することができる。このとき、上りリンク送信と下りリンク送信とは、周波数領域において分離される。これに対し、半二重FDDシステムでは、端末が送信と受信とを同時に行うことができない。
上述した無線フレームの構造は、1つの例に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるOFDMシンボルの数は、様々に変更されてもよい。
図2(b)には、フレーム構造タイプ2(タイプ2フレーム構造)(frame structure type2)を示す。フレーム構造タイプ2は、TDDシステムに適用される。1つの無線フレーム(radio frame)は、Tf=307200×Ts=10msの長さを有し、153600×Ts=5msの長さを有する2個のハーフフレーム(half-frame)で構成される。各ハーフフレームは、30720×Ts=1msの長さを有する5個のサブフレームで構成される。i番目のサブフレームは、2i及び2i+1に該当する各Tslot=15360×Ts=0.5msの長さを有する2個のスロットで構成される。ここで、Tsはサンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(約33ns)と表される。
フレームタイプ2には、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、ガード(保護)区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3つのフィールドで構成されるスペシャル(特別)(special)サブフレームが含まれる。ここで、DwPTSは、端末における初期セルサーチ、同期化又はチャネル推定に用いられる。UpPTSは、基地局におけるチャネル推定及び端末との上り伝送同期化に用いられる。ガード区間は、上りリンクと下りリンクとの間で、下りリンク信号のマルチパス(多重経路)(multi-path)遅延による上りリンクにおける干渉を除去するための区間である。
次の表1は、スペシャルフレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を表す。
図3は、本発明の実施例で利用可能な下りリンクスロットに関するリソースグリッド(resource grid)を例示する図である。
図3を参照すると、1つの下りリンクスロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含む。ここで、1つの下りリンクスロットは、7個のOFDMシンボルを含み、1つのリソースブロックは、周波数領域において12個の副搬送波を含むとしているが、これに限定されるものではない。
リソースグリッド上の各要素をリソースエレメント(要素)(resource element)といい、1つのリソースブロックは、12×7個のリソースエレメントを含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックの数NDLは、下りリンク送信帯域幅(bandwidth)に依存(従属)する(depends on)。上りリンクスロットの構造は、下りリンクスロットの構造と同一である。
図4には、本発明の実施例で利用可能な上りリンクサブフレームの構造を示す。
図4を参照すると、上りリンクサブフレームは、周波数領域において制御領域とデータ領域とに分けることができる。制御領域には、上りリンク制御情報を搬送するPUCCHが割り当てられる。データ領域には、ユーザデータを搬送するPUSCHが割り当てられる。単一搬送波の特性を維持するため、1つの端末は、PUCCHとPUSCHとを同時に送信しない。1つの端末に対するPUCCHには、サブフレーム内にRB対が割り当てられる。RB対に属するRBは、2個のスロットのそれぞれにおいて異なる副搬送波を占める。このようなPUCCHに割り当てられたRB対は、スロット境界(slot boundary)で周波数ホッピング(跳躍)(frequency hopping)する、という。
図5は、本発明の実施例で利用可能な下りリンクサブフレームの構造を示す図である。
図5を参照すると、サブフレームにおける1番目のスロットにおいてOFDMシンボルインデックス0から最大で3個までの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)であり、残りのOFDMシンボルは、PDSCHが割り当てられるデータ領域(data region)である。3GPP LTEで用いられる下りリンク制御チャネルの例には、PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)、PDCCH、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel)などがある。
PCFICHは、サブフレームの1番目のOFDMシンボルで送信され、サブフレームにおいて制御チャネルの送信のために用いられるOFDMシンボルの数(すなわち、制御領域のサイズ)に関する情報を搬送する。PHICHは、上りリンクに対する応答チャネルであり、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)に対するACK(ACKnowledgement)/NACK(Negative-ACKnowledgement)信号を搬送する。PDCCHで送信される制御情報を下りリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)という。下りリンク制御情報は、上りリンクリソース割り当て情報、下りリンクリソース割り当て情報、又は任意の端末グループに対する上りリンク送信(Tx)電力制御命令を含む。
1.3.CSIフィードバック
3GPP LTE又はLTE−Aシステムでは、ユーザ機器(UE)がチャネル状態情報(CSI)を基地局(BS又はeNB)に報告するように定義されている。ここで、チャネル状態情報(CSI)は、UEとアンテナポートとの間に形成される無線チャネル(又は、リンク)の品質を示す情報を総称する。
例えば、チャネル状態情報(CSI)は、ランク指示子(Rank Indicator,RI)、プリコーディング行列指示子(Precoding Matrix Indicator,PMI)、チャネル品質指示子(Channel Quality Indicator,CQI)などを含む。
ここで、RIは、当該チャネルのランク(rank)情報を示し、これは、UEが同一の時間−周波数リソースを介して受信するストリーム数を意味する。この値は、チャネルの長期フェージング(Long Term Fading)に依存して(により従属されて)(depending on)決定される。そして、通常、RIは、PMI、CQIより長い周期でUEによってBSにフィードバックされる。
PMIは、チャネル空間特性を反映した値であって、SINRなどのメトリック(メートル)(metric)を基準としてUEが選好するプリコーディングインデックスを示す。
CQIは、チャネルの強度を示す値であって、通常、BSがPMIを用いたときに得られる受信SINRを意味する。
3GPP LTE又はLTE−Aシステムにおいて、基地局は、複数のCSIプロセスをUEに設定し、UEから各プロセスに対するCSIの報告を受ける。ここで、CSIプロセスは、基地局からの信号品質の特定のためのCSI−RSと干渉測定のためのCSI干渉測定(CSI−interference measurement,CSI−IM)リソースとで構成される。
1.4.RRM測定
LTEシステムでは、電力制御(Power control)、スケジューリング(Scheduling)、セル検索(Cell search)、セル再選択(Cell reselection)、ハンドオーバ(Handover)、無線リンク又は接続モニタリング(Radio link or Connection monitoring)、接続確立/再確立(Connection establish/re-establish)などを含むRRM(Radio Resource Management)動作をサポートする。このとき、サービングセルは、端末にRRM動作を行うための測定値であるRRM測定(measurement)情報を要求(要請)する(request)ことができる。代表的な情報として、LTEシステムにおいて、端末は、各セルに対するセル検索(Cell search)情報、RSRP(Reference Signal Received Power)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)などの情報を測定して報告することができる。具体的には、LTEシステムにおいて、端末は、サービングセルからRRM測定のための上位層信号として「measConfig」が伝達され、端末は、この「measConfig」の情報に従ってRSRP又はRSRQを測定する。
ここで、LTEシステムにおいて定義するRSRP、RSRQ、RSSIは、以下のように定義される。
先ず、RSRPは、考慮される測定周波数帯域内のセル固有(特定)の(cell-specific)参照信号を送信するリソースエレメントの電力分布(power contribution(distribution)、[W]単位)の線形平均で定義される。(Reference Signal Received Power (RSRP), is defined as the linear average over the power contributions (in [W]) of the resource elements that carry cell-specific reference signals within the considered measurement frequency bandwidth.)一例として、RSRPの決定のためにセル固有の参照信号R0が活用できる。(For RSRP determination the cell-specific reference signals R0 shall be used.)UEがセル固有の参照信号R1が利用可能であると検出する場合、UEは、R1をさらに用いてRSRPを決定する。(If the UE can reliably detect that R1 is available it may use R1 in addition to R0 to determine RSRP.)
RSRPのための参照ポイントは、UEのアンテナコネクタとなり得る。(The reference point for the RSRP shall be the antenna connector of the UE.)
UEが受信器ダイバーシチを用いる場合、報告される値は、個別のダイバーシチブランチに対応するRSRPより小さくてはならない。(If receiver diversity is in use by the UE, the reported value shall not be lower than the corresponding RSRP of any of the individual diversity branches.)
次いで、NがE−UTRA搬送波RSSI測定帯域幅のRBの数であるとき、RSRQは、E−UTRA搬送波RSSIに対するRSRPの比率として、N×RSRP/(E-UTRA carrier RSSI)と定義される。(Reference Signal Received Quality (RSRQ) is defined as the ratio N*RSRP/(E-UTRA carrier RSSI), where N is the number of RBs of the E−UTRA carrier RSSI measurement bandwidth.)この測定値の分母及び分子は、リソースブロックの同一のセットによって決定される。(The measurements in the numerator and denominator shall be made over the same set of resource blocks.)
E−UTRA搬送波RSSIは、同一(共同)チャネル(co-channel)サービング及び非サービングセル、隣接チャネルの干渉、熱雑音などを含む全てのソースからの受信信号に対して、N個のリソースブロックにわたって、測定帯域幅でアンテナポート0に対する参照シンボルを含むOFDMシンボルのみで端末によって測定された受信全電力([W]単位)の線形平均を含む。(E−UTRA Carrier Received Signal Strength Indicator (RSSI), comprises the linear average of the total received power (in [W]) observed only in OFDM symbols containing reference symbols for antenna port 0, in the measurement bandwidth, over N number of resource blocks by the UE from all sources, including co-channel SERVING and non-SERVING cells, adjacent channel interference, thermal noise etc.)上位層シグナリングがRSRQ測定のためのあるサブフレームを指示した場合、指示されたサブフレームにおける全てのOFDMシンボルに対してRSSIが測定される。(If higher-layer signaling indicates certain subframes for performing RSRQ measurements, then RSSI is measured over all OFDM symbols in the indicated subframes.)
RSRQのための参照ポイントは、UEのアンテナコネクタになり得る。(The reference point for the RSRQ shall be the antenna connector of the UE.)
UEが受信器ダイバーシチを用いる場合、報告される値は、個別のダイバーシチブランチに対応するRSRQより小さくてはならない。(If receiver diversity is in use by the UE, the reported value shall not be lower than the corresponding RSRQ of any of the individual diversity branches.)
次いで、RSSIは、受信器パルス状のフィルタによって定義された帯域幅内の熱雑音及び受信器から生成された雑音を含む受信した広帯域電力で定義される。(Received Signal Strength Indicator (RSSI) is defined as the received wide band power, including thermal noise and noise generated in the receiver, within the bandwidth defined by the receiver pulse shaping filter.)
測定のための参照ポイントは、UEのアンテナコネクタになり得る。(The reference point for the measurement shall be the antenna connector of the UE.)
UEが受信器ダイバーシチを用いる場合、報告される値は、個別のダイバーシチブランチに対応するUTRA搬送波RSSIより小さくてはならない。(If receiver diversity is in use by the UE, the reported value shall not be lower than the corresponding UTRA carrier RSSI of any of the individual receive antenna branches.)
上記の定義に従って、LTEシステムにおいて動作する端末は、周波数間の測定(Intra-frequency measurement)の場合、SIB3(System Information Block Type 3)から送信される許可(許容)された測定帯域幅(Allowed measurement bandwidth)関連のIE(Information Element)を介して指示される帯域幅でRSRPを測定することができる。また、周波数内の測定(Inter-frequency measurement)である場合、端末は、SIB5から送信される許可された測定帯域幅を介して指示された6、15、25、50、75、100個のRB(Resource Block)のうちの1つに対応する帯域幅でRSRPを測定することができる。また、上述したようなIEがない場合、端末は、デフォルト動作として全DL(DownLink)システム周波数帯域でRSRPを測定することができる。
このとき、端末が許可された測定帯域幅に関する情報を受信する場合、端末は、当該値を最大の測定帯域幅(maximum measurement bandwidth)として、当該値におけるRSRPの値を自由に測定することができる。但し、サービングセルがWB−RSRQと定義されるIEを端末に送信して、許可された測定帯域幅を50個以上のRBに設定する場合、端末は、許可された測定帯域幅に対するRSRP値を全て算出する必要がある。一方、端末は、RSSIを測定するとき、RSSI帯域幅の定義に従って、端末の受信器が有する周波数帯域を用いてRSSIを測定する。
1.5.RLM(Radio Link Monitoring)
図6は、無線リンク失敗(Radio Link Failure、RLF)を検出する方法に関する流れ図である。
複数のサービングセルを含むキャリアアグリゲーション(併合)(aggregation)システムにおける端末は、サービングセルに対する無線リンクモニタリング(Radio Link Monitoring;RLM)を行う。
RLMの場合、端末は、CRSに基づいてサービングセル(例えば、Primary Cell;PCell)の下りリンク無線リンク品質をモニタリングすることができる。具体的には、端末は、CRSに基づいて単一のサブフレームにおける無線リンク品質を推定し、推定値(例えば、SNR(Signal to Noise Ratio)又はSINR(Signal to Interference and Noise Ratio))を閾値(臨界値)(threshold value)(Qout、Qin)と比較して、無線リンク状態(例えば、out−of−sync又はin−sync)をモニタリング/評価する。無線リンク状態がin−syncである場合、端末は、基地局と正常に通信を行う/維持することができ、無線リンク状態がout−of−syncである場合、端末は、無線リンクに失敗したと見なしてRRC接続(連結)(RRC connection)の再確立、ハンドオーバ、セル再選択、セル測定などの動作を行う。Qoutは、下りリンク無線リンクが信頼性を有して受信されないレベルと定義され、表2のパラメータを仮定した状態でPCFICHエラーを考慮した場合、理論的(hypothetical)PDCCH送信のBLER(Block Error Rate)10%に該当(対応)する(corresponds to)。閾値Qinは、下りリンク無線リンクが有意に信頼性を有して受信されるレベルと定義され、表3のパラメータを仮定した状態でPCFICHエラーを考慮した場合、理論的PDCCH送信のPDCCH BLER2%に該当する。上位層(例えば、RRC)シグナリングによりRLMが行われるサブフレームが制限されることができる。
表2は、out−of−syncに対するPDCCH/PCFICH送信パラメータを示し、表3は、in−syncに対するPDCCH/PCFICH送信パラメータを示す。
端末の物理層は、サービングセル(例えば、PCell)の下りリンク無線リンク品質をモニタリングし、上位層(例えば、RRC)にout−of−sync/in−sync状態を知らせる。具体的には、無線リンク品質がQinより良い場合、端末の物理層は、無線リンク品質が評価された無線フレームで上位層にin−syncと指示する。非DRXモードにおいて、端末の物理層は、無線フレームごとに無線リンク品質を評価し、DRXモードにおいて、端末の物理層は、DRX周期ごとに少なくとも1回、無線リンク品質を評価する。上位層シグナリングが制限された(restricted)RLMのためのサブフレームを指示する場合、指示されなかったサブフレームでは無線リンク品質の評価が行われない。それから、端末の物理層は、無線リンク品質がQoutより悪い場合、無線リンク品質が評価された無線フレームで上位層にout−of−syncと指示する。
無線リンク状態がin−syncである場合、端末は、基地局と正常に通信を行う/維持することができる。無線リンク状態がout−of−syncである場合、端末は、無線リンクに対してRLF(Radio link Failure)が発生したと見なす。PCellについて無線リンク失敗(Radio link Failure;RLF)が発生すると、図6のような方法により端末の手順が進行する。図6に示したように、無線リンク失敗に関連する動作は、2つの段階からなる。
第1段階は、無線リンク問題が検出されて始まる。これは、無線リンク失敗の検出に繋がる。第1段階では、端末ベース(基盤)のモビリティ(移動性)(UE-based mobility)がなく、タイマT1に基づく。
第2段階は、無線リンク失敗が検出されたか、又はハンドオーバに失敗したときに始まる。これは、RRC_IDLE状態に繋がるが、第2段階では、端末ベースのモビリティが存在し、タイマT2に基づく。
第2段階において、端末がRRC接続(状態)を再開し、RRC_IDLE状態への転換を避けるために、端末は、無線リンク失敗が発見された該当セルに戻るとき、同じ基地局で無線リンク失敗が発見されたセルとは異なるセルを選択するとき、又は他の基地局でセルを選択するとき、以下のような手順が適用される。
1.端末は、T2の時間の間、RRC_CONNECTED状態を維持する。
2.端末は、ランダムアクセス手順によりセルに接続する。
3.基地局は、衝突解決ランダムアクセス(接続)(contention resolution random access)手順内で使用された端末の識別情報又は識別子(identifier)(例えば、RLFが発生したセルにおける端末のC−RNTI、該当セルの物理層の識別情報(身元)(ID)、該当セルのセキュリティ(保安)(security)キーに基づく短いMAC−Iなど)を用いて該当端末であることを確認し、記憶されたコンテキスト(context)が端末のものであるか否かを確認する。このとき、好ましくは、衝突解決ランダムアクセス手順内で使用される端末の識別情報は、衝突解決ランダムアクセス手順のうち、ランダムアクセスプリアンブルの送信時に使用する情報である。
上述した「3.」において、基地局が記憶されたコンテキストが該当端末の識別情報と一致することを発見した場合、基地局は、端末に、端末のRRC接続が再開始できることを知らせる。一方、基地局がコンテキストを発見できなかった場合、端末と基地局との間のRRC接続が解除され(released)、端末は、新しいRRC接続を確立するための手順を始める。この場合、端末は、RRC_IDLE状態に転換される。
整理すると、LTEシステムでは、PDCCH/PCFICHをRLM(Radio link Monitoring)のための基準チャネルとして定義し、定義された基準チャネルを介してIn−Sycn/Out−of−syncの状態を定義するための通信品質の閾値を定義する。このとき、基準チャネルとなるPDCCHが常に送信されるものではないので、端末は、PDCCHが送信される領域のSNRによりPDCCHチャネルの品質を予測し、これを閾値と比較する過程によりRLMを行う。
2.新しい無線アクセス技術(New Radio Access Technology)システム
多数の通信機器がより大きな通信容量を要求することにより、既存の無線アクセス技術(Radio Access Technology、RAT)に比べて向上した端末広帯域(Mobile Broadband)通信の必要性が高まっている。また、多数の機器やモノを接続して、いつでもどこでも多様なサービスを提供する大規模(massive)MTC(Machine Type Communications)も必要となっている。さらに、信頼性及び遅延などにセンシティブなサービス/UEを考慮した通信システムのデザインが提示されている。
このように向上した端末広帯域通信(Enhanced mobile broadband communication)、大規模MTC、URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication)などを考慮した新しい無線アクセス技術であって、新しい無線アクセス技術システムが提案されている。以下、本発明では、便宜上、該当技術をNew RAT又はNR(New Radio)と称する。
2.1.ニューマロロジ(Numerologies)
本発明が適用可能なNRシステムにおいては、以下の表のような様々なOFDMニューマロロジがサポートされている。このとき、搬送波帯域幅の部分(carrier bandwidth part)ごとのμ及びサイクリックプリフィックス(循環前置)(cyclic prefix)情報は、下りリンク(DL)又は上りリンク(UL)ごとに各々シグナリングされる。一例として、下りリンク搬送波帯域幅の部分(downlink carrier bandwidth part)のためのμ及びサイクリックプリフィックス(cyclic prefix)情報は、上位層シグナリングDL−BWP−mu及びDL−MWP−cpを通じてシグナリングされる。他の例として、上りリンク搬送波帯域幅の部分(uplink carrier bandwidth part)のためのμ及びサイクリックプリフィックス(cyclic prefix)情報は、上位層シグナリングUL−BWP−mu及びUL−MWP−cpを通じてシグナリングされる。
2.2.フレーム構造
下りリンク及び上りリンクの伝送は、10msの長さのフレームで構成される。フレームは、1msの長さの10個のサブフレームで構成される。このとき、各々のサブフレームごとに連続するOFDMのシンボルの数は、
である。
各々のフレームは、2つの同じサイズのハーフフレーム(half-frame)で構成される。このとき、各々のハーフフレームは、サブフレーム0−4及びサブフレーム5−9で構成される。
副搬送波間隔(subcarrier spacing)μに対して、スロットは、1つのサブフレーム内において昇順に
のようにナンバリングされ、1つのフレーム内において昇順に
のようにナンバリングされる。このとき、1つのスロット内で連続するOFDMのシンボルの数(
)は、サイクリックプリフィックスによって以下の表のように決定される。1つのサブフレーム内の開始スロット(
)は、同じサブフレーム内の開始OFDMのシンボル(
)と時間の次元で整列(位置合わせ)されている(aligned)。以下の表5は、ノーマルサイクリックプリフィックス(一般循環前置)(normal cyclic prefix)のためのスロットごと/フレームごと/サブフレームごとのOFDMのシンボルの数を示し、表6は、拡張サイクリックプリフィックス(拡張された循環前置)(extended cyclic prefix)のためのスロットごと/フレームごと/サブフレームごとのOFDMのシンボルの数を示す。
本発明が適用可能なNRシステムにおいては、上記のようなスロット構造であって、セルフスロット構造(Self-Contained subframe structure)が適用されている。
図7は、本発明に適用可能なセルフサブフレーム構造(Self-Contained subframe structure)を示す図である。
図7において、斜線領域(例えば、symbol index=0)は、下りリンク制御(downlink control)領域を示し、黒色領域(例えば、symbol index=13)は、上りリンク制御(uplink control)領域を示す。その他の領域(例えば、symbol index=1〜12)は、下りリンクデータ伝送又は上りリンクデータ伝送のために使用される。
このような構造により、基地局及びUEは、1つのスロット内でDL伝送とUL伝送とを順次行うことができ、1つのスロット内でDLデータを送受信し、これに対するUL ACK/NACKも送受信することができる。結果として、この構造では、データ伝送エラーの発生時にデータの再伝送までにかかる時間を短縮させることにより、最終データ伝達の遅延を最小にすることができる。
このようなセルフスロット構造においては、基地局及びUEが送信モードから受信モードに、又は受信モードから送信モードに転換するために一定時間の長さのタイムギャップ(time gap)が必要である。このために、セルフスロット構造において、DLからULに転換される時点の一部のOFDMシンボルは、ガード区間(Guard Period、GP)として設定されることができる。
以上では、セルフスロット構造がDL制御領域及びUL制御領域を全て含む場合を説明したが、制御領域は、セルフスロット構造に選択的に含まれることができる。即ち、本発明によるセルフスロット構造は、図7に示したように、DL制御領域及びUL制御領域を全て含む場合だけではなく、DL制御領域又はUL制御領域のみを含む場合もある。
一例として、スロットは、様々なスロットフォーマットを有することができる。このとき、各々のスロットのOFDMシンボルは、下りリンク(‘D’と表す)、フレキシブル(‘X’と表す)及び上りリンク(‘U’と表す)に分類される。
したがって、下りリンクスロットにおいて、UEは、下りリンク伝送が‘D’及び‘X’シンボルでのみ発生すると仮定できる。同様に、上りリンクスロットにおいて、UEは、上りリンク伝送が‘U’及び‘X’シンボルでのみ発生すると仮定できる。
2.3.アナログビームフォーミング(形成)(Analog Beamforming)
ミリ波(Millimeter Wave、mmW)は波長が短いので、同一面積に多数のアンテナエレメント(要素)(element)の設置が可能である。即ち、30GHz帯域において、波長は、1cmであるので、5×5cmのパネルに0.5lambda(波長)間隔で2次元(2-dimension)配列する場合、合計100個のアンテナエレメントを設けることができる。これにより、ミリ波(mmW)では、多数のアンテナエレメントを使用してビームフォーミング(BeamForming、BF)利得を上げてカバレッジを増加させるか、或いはスループット(throughput)を向上させることができる。
このとき、アンテナエレメントごとに伝送電力(パワー)(power)及び位相の調節ができるように、各々のアンテナエレメントは、TXRU(Transceiver)を含む。これにより、各々のアンテナエレメントは、周波数リソースごとに独立したビームフォーミングを行うことができる。
しかしながら、100余個の全てのアンテナエレメントにTXRUを設けることは、コストの面で実効性が乏しい。したがって、1つのTXRUに多数のアンテナエレメントをマッピングし、アナログ位相シフタ(analog phase shifter)でビーム方向を調節する方式が考えられている。かかるアナログビームフォーミング方式では、全帯域において1つのビーム方向しか形成できないので、周波数選択ビームフォーミングが難しいという短所がある。
これを解決するために、デジタルビームフォーミング及びアナログビームフォーミングの中間形態として、Q個のアンテナエレメントより少ない数のB個のTXRUを有するハイブリッドビームフォーミング(hybrid BF)が考えられる。この場合、B個のTXRUとQ個のアンテナエレメントとの接続方式によって差(違い)はあるが、同時に伝送可能なビームの方向は、B個以下に制限される。
図8及び図9は、TXRUとアンテナエレメント(element)との代表的な接続方式を示す図である。ここで、TXRU仮想化(virtualization)モデルは、TXRUの出力信号とアンテナエレメントの出力信号との関係を示す。
図8は、TXRUが部分配列(サブアレイ)(sub-array)に接続された方式を示している。図8の場合、アンテナエレメントは、1つのTXRUのみに接続される。
反面、図9は、TXRUが全てのアンテナエレメントに接続された方式を示している。図9の場合、アンテナエレメントは、全てのTXRUに接続される。このとき、アンテナエレメントが全てのTXRUに接続されるためには、図9に示したように、別の加算器が必要である。
図8及び図9において、Wは、アナログ位相シフタ(analog phase shifter)により乗じられる位相ベクトルを示す。即ち、Wは、アナログビームフォーミングの方向を決定する主要パラメータである。ここで、CSI−RSアンテナポートと複数のTXRUとのマッピングは、1:1又は1:多である。
図8の構成によれば、ビームフォーミングの集束(フォーカシング)が難しいという短所があるが、全てのアンテナ構成を低価で構成できるという長所がある。
図9の構成によれば、ビームフォーミングの集束が容易であるという長所がある。但し、全てのアンテナエレメントにTXRUが接続されるので、全体のコストが増加するという短所がある。
本発明が適用可能なNRシステムにおいて、複数のアンテナが使用される場合、デジタルビームフォーミング(Digital beamforming)とアナログビームフォーミングとを組み合わせたハイブリッドビームフォーミング(hybrid beamforming)方式が適用される。このとき、アナログビームフォーミング(又はRF(Radio Frequency)ビームフォーミング)は、RF端でプリコーディング(又は組み合わせ(combining))を行う動作を意味する。また、ハイブリッドビームフォーミングにおいて、ベースバンド(baseband)端(end)及びRF端は、各々プリコーティング(又は組み合わせ)を行う。これにより、RFチェーンの数及びD/A(Digital To Analog)(又はA/D(Analog To Digital))コンバータの数を減らしながら、デジタルビームフォーミングに近い性能(performance)を得られるという長所がある。
説明の便宜上、ハイブリッドビームフォーミングの構造は、N個の送受信端(Transceiver Unit、TXRU)とM個の物理アンテナとで表すことができる。このとき、送信端から伝送するL個のデータ層(digital layer)に対するデジタルビームフォーミングは、N×L(L by L)行列で表される。その後、変換されたN個のデジタル信号は、TXRUを介してアナログ信号に変換され、変換された信号に対してM×N(M by N)行列で表されるアナログビームフォーミングが適用される。
図10は、本発明の一例によるTXRU及び物理アンテナの観点におけるハイブリッドビームフォーミングの構造を簡単に示す図である。このとき、図10において、デジタルビームの数はL個であり、アナログビームの数はN個である。
さらに、本発明が適用可能なNRシステムにおいては、基地局がアナログビームフォーミングをシンボル単位で変更できるように設計して、所定の地域に位置する端末に効率的なビームフォーミングをサポートする方法が考えられる。さらに、図10に示したように、所定のN個のTXRUとM個のRFアンテナとを1つのアンテナパネルに定義したとき、本発明によるNRシステムにおいて、互いに独立したハイブリッドビームフォーミングが適用可能な複数のアンテナパネルを導入する方法(方案)(method)も考えられる。
以上のように基地局が複数のアナログビームを活用する場合、端末ごとに信号の受信に有利なアナログビームが異なる。よって、本発明が適用可能なNRシステムにおいては、基地局が所定のサブフレーム(SF)内でシンボルごとに異なるアナログビームを適用して(少なくとも、同期信号、システム情報、ページング(paging)など)信号を伝送することにより、全ての端末が受信機会を得るようにするビームスウィーピング(beam sweeping)動作が考えられている。
図11は、本発明の一例による下りリンク(DownLink、DL)伝送過程において、同期信号(Synchronization signal)及びシステム情報(System information)に関するビームスウィーピング(Beam sweeping)動作を簡単に示す図である。
図11において、本発明が適用可能なNRシステムのシステム情報がブロードキャスト(Broadcasting)方式で伝送される物理リソース(又は物理チャネル)を、xPBCH(Physical Broadcast CHannel)と称する。このとき、1つのシンボル内で互いに異なるアンテナパネルに属する複数のアナログビームは、同時に伝送可能である。
また、図11に示したように、本発明が適用可能なNRシステムにおいて、アナログビームごとのチャネルを測定するための構成であって、(所定のアンテナパネルに対応する)単一のアナログビームが適用されて伝送される参照信号(Reference Signal、RS)であるビーム参照信号(Beam RS、BRS)の導入が論議されている。BRSは、複数のアンテナポートに対して定義され、BRSの各々のアンテナポートは、単一のアナログビームに対応する。このとき、BRSとは異なり、同期信号又はxPBCHは、任意の(ランダムな)(random)端末がよく受信するようにアナログビームのグループ内の全てのアナログビームが適用されて伝送される。
2.4.同期信号ブロック(Synchronization Signal Block)
本発明が適用可能なNRシステムにおいて、PSS(Primary Synchronization Signal)、SSS(Secondary Synchronization Signal)及び/又はPBCH(Physical Broadcast CHannel)は、1つの同期信号ブロック(Synchronization Signal Block、以下、SS blockという)内で送信される。このとき、この1つのSS block内で他の信号を多重化することは、排除されるものではない。(Multiplexing other signals are not precluded within a ‘SS block’)
1つ又は複数のSS blockは、1つのSSバーストを構成する。このとき、1つのSSバースト内に含まれるSS blockは、連続又は不連続である。また、1つのSSバースト内に含まれるSS blockは、互いに同一であるか又は同一ではない。
1つ又は複数のSSバーストは、1つのSSバーストセットを構成する。
3.提案する実施例
従来のLTEシステムにおいて、UEは、基地局と通信する過程において、(例えば、サービング基地局に対する下りリンクチャネル品質の低下、UEが基地局との時間周波数同期を読み取るなどの)ある理由によって、基地局との通信が不可能であると判断された場合、無線リンク失敗(Radio link failure)状態であると判断して、無線リンクに対する復旧作業を行うように定義される。LTE標準では、この無線リンク失敗状態をRLMのためのOUT−OF−SYNC状態であると定義する。よって、本発明では、物理層(physical layer)領域で無線リンク失敗と表現することは、UEがOUT−OF−SYNC状態であると判断することを意味する。
従来のLTEシステムでは、PDCCH/PCFICHが無線リンクモニタリング(Radio link monitoring、以下、RLM)のための基準チャネルとして定義され、定義された基準チャネルを介してIn−sync/Out−of−sync状態を定義するための通信品質の閾値が定義される。このとき、基準チャネルとなるPDCCHが常に送信されるものではないので、UEは、PDCCHが送信される領域のSNR(Signal to Noise Ratio)によりPDCCHチャネルの品質を予測し、これを閾値と比較する過程によりRLMを行う。
反面、本発明が適用可能なNRシステムでは、LTEで定義したようなCRS(即ち、UEが基本的なセル情報のみを保有した場合、どの時点でも測定可能な信号)が定義されない。よって、本発明が適用可能なNRシステムでは、(従来のLTEシステムとは異なり)サービング基地局との通信品質状態を観察し、持続的に通信状態を維持するか否かを判断するためのチャネルと、通信品質状態を表現(代表)する(representing)メトリックと、が定義される必要がある。
よって、本発明では、かかる問題を解決するために、NRシステムのためのRLM用の基準信号(又はチャネル)を定義し、該信号についてどのメトリックを用いてRLMを行うかについて提案する。
RLM用の基準信号(又はチャネル)
まず、RLMのための基準信号(又はチャネル)は、以下のようないくつかの特性を必要とする。
−ブロードキャスト(放送)信号(Broadcasting signal)であり、周期的送信(Periodic transmission)の特性が必要である。
−無線リンク失敗(Radio Link Failure;RLF)に対する早い回復のために、送信周期が長すぎてはいけない。
−(例えば、PDSCH、PDCCHなどの)基準となるチャネルに対して、該当チャネルの特性を代表する(represent)ものでなければならない。
−チャネル品質測定に対する分解能(解像度)(resolution)が低すぎてはいけない(例えば、1dB SNRlevel)。
よって、本発明に適用可能なNRシステムにおいて、上記の特性を有する信号を用いるか又は設計する方法について詳しく説明する。
以下の説明において、‘ビームに対する通信品質’と記載することは、RLMのために設定されたリソースに対する通信品質を意味するものと解釈される。言い換えれば、上記2つの表現は、同じ意味であると解釈できる。
解決法(Solution)1.SSブロックにおけるPBCH(又はSSS)(in SS block)
本発明が適用可能なNRシステムでは、サービング基地局(1つのセルに対するマルチ(多重)ビーム(multiple beams))の検出及びモビリティ(mobility)のサポートのための周期的なRSRP(Reference Signal Receive Power)を測定するため、SS(Synchronization Signal)ブロックが周期的に送信される。また、高周波数帯域においてマルチビームで構成される基地局システムでも、SS blockは、データチャネルのために基地局と端末との間に形成されるアンテナビーム又はアンテナビームグループごとに送信されるように設計される。
よって、本発明では、SS blockの送信周期が長すぎない場合、UEがSS blockを用いてRLMを行う構成を提案する。
SS blockは、一般にPSS、SSS及びPBCHで構成される。ここで、PSSは、基地局ごとの信号ではなく、SSS受信のためのシステムタイミング(system timing)を得るために使用される信号であり、全ての基地局が同時に送信する1つの信号であると定義できる。
よって、(好ましくは、)PSSは、基地局ごとの信号品質を測定するための信号として適合しない。したがって、UEは、SS block内でSSS信号やPBCH信号を基地局ごとの(又は基地局内のビームごとの)信号の品質を測定するための信号として使用して、RLM測定を行うことができる。
より具体的には、以下では、UEがSS block内のSSS又はPBCH(PBCHのDM−RS)についてどの情報を用いてRLMを行うかについて詳しく説明する。
(1)SSブロック帯域幅にわたった平均SNR(Average SNR)(CSI)(over SS block bandwidth):SSS&PBCH
通信システムにおいては、信号の品質を表す最も基本的な指標として、信号対雑音比(SNR)情報が活用される。よって、UEは、SS block内のSSS又はPBCHに対するSNRを測定して、SS block帯域幅の全領域又は(定義した信号がSS block内の一部帯域のみを占める場合)部分領域に対する平均SNRを測定してRLMを行うことができる。この場合、本発明が適用可能なNRシステムで活用されるOFDMの特性上、副搬送波ごとにSNRが変化することができるので、該当測定値に対する平均を求めるための適切な方法として、CSI形態での測定方法により(例えば、PDCCH又はPDSCHなどの)基準チャネルに対するeffective SNR(有効なSNR)を得、これをBLERにマッピングする方法が適用されることができる。
RLMのための基準チャネルがデータチャネル(PDSCH)又はPDCCHなどで定義され、これに対する品質を測定するためのチャネルとしてSS blockが使用される場合、基準チャネルと測定チャネルとの送信方法が異なることができる。一例として、PBCHは、単一ポートの送信である反面、PDCCHは、SFBC(Space Frequency Block Coding)送信であり、PDSCH、PBCK、PDCCHなどに適用されるプリコーディングの方法が異なることができる。このとき、上記のような相違点に基づいて適切な変換方法が活用される。
UEは、これらの差(違い)(differences)について、自体で(autonomously)補償するか又は基地局からこの補償のためのオフセット情報が伝達される。
また、基準チャネルと性能測定チャネルとが同じ送信タイプで送信されても、両チャネルの送信電力などが異なることができる。かかる環境である場合、送信方法の差やチャネルごとの送信電力などに関する情報は、基地局が、UEに、RRCシグナリングなどにより知らせることができる。ここで、送信電力とは、ビームフォーミングによるビーム利得の差も含む。
以下の説明において、特に言及しない限り、UEは、通信品質を測定するためのチャネルが存在する(時間周波数)リソースで信号電力(signal power)及び雑音電力(noise power)を測定し、これらを用いて基準チャネルのチャネル品質を表現するeffective SNR(又はSINR)を測定すると仮定する。
但し、LTE eICIC(enhanced Inter Cell Interference Coordination)システムのように、干渉コーディネーション(調整)(interference coordination)が使用される環境やCoMP(Coordinated Multi Point)のように多様な方向から干渉が発生する場合は、UEのSNR測定段階で雑音電力に該当する値の変動(fluctuation)が非常に大きいか、或いは該当システムが基地局の干渉に対する制御により運用されるので、UEのRLMのために特定の時間リソースの雑音及び干渉に関する情報が必要である。このとき、基地局は、RLM測定のための雑音電力の測定のための物理リソースに関する情報を、UEにRRCシグナリングなどにより知らせることができ、UEは、基地局が伝達した物理リソースに関する情報を、RLMのためのSNR測定に用いることができる。さらに、基地局がRLM測定のための雑音電力の測定のための物理リソースについてUEに別に設定しない場合、UEは、適切なリソースを選択してRLMのためのSNR測定に用いることができる。
(2)PBCHメッセージエラーレート(率)(message error rate)
SSSとは異なり、PBCHは、受信したメッセージが正しく受信されたか否かを確認するためのCRC(Cyclic Redundancy Check)が付着されて送信される。よって、UEは、受信したPBCHのCRCチェックによりPBCHメッセージエラーレート(message error rate)に関する情報を、RLMのためのチャネル品質測定として用いることができる。このとき、PBCHメッセージエラーレートに関する精度を確保するための時間がRL回復として使用するには長すぎると判断されると、UEは、PBCHの連続するCRCエラー数をこれに相応(対応)する(corresponding)情報として使用することができる。
PBCHは、セルカバレッジの確保のために、同じシステム情報について長い時間の間に複数回に分けて送信されることができる。よって、UEは、該当信号を組み合わせ(combining)てPBCHを受信することができる。このとき、RLMのためのメッセージエラーレートの送信は、必要によって上記信号の組み合わせ前又は組み合わせ後と定義されることができる。
(3)PBCH(又はSSS(or SSS)、PBCH DM−RS)ビットエラーレート
PBCHメッセージエラーレート(message error rate)において、CRCに対する誤警報(false alarm)の確率が非常に低いので、チャネル品質の測定に対するエラーが非常に低い。但し、高い分解能(解消度)(resolution)の精度を要求する場合、UEが長い間測定して判断しなければならないという問題があり得る。
これを補完する方法として、UEは、PBCHに対するビットエラーレート(bit error rate)を使用することができる。一般に、参照信号のような場合、シーケンスが予め知られているので、UEは、BER(Bit Error Rate)を測定することができる。但し、データチャネルのように情報が予め知られていない場合は、UEがデータチャネルなどについてBERを測定することは容易ではない。
但し、PBCHの場合、UEは、セル獲得(cell acquisition)過程でPBCHを受信し、一度PBCHが受信された場合、UEは、SFN(Super Frame Number)のように毎回アップデートされる情報について予め予測可能である。よって、UEは、PBCHメッセージ情報についてエンコーディングを行い、これを用いて(coded-)ビットエラーレート(又は相応する情報としてPBCH変調シンボル(BCH modulation symbol)に対するシンボルエラーレート)を測定して、これを用いてRLMを行うことができる。このとき、メッセージエラーレートを用いる方法について言及したように、PBCHが複数回に分けて送信される場合、メッセージエラーレートは、PBCH信号の組み合わせ前又は組み合わせ後と定義されることができる。
又は、状況によってPBCHに対するエンコーディング及びBER測定の複雑度が高すぎると判断されることができる。よって、UEは、上述した情報と類似する情報として、PBCH受信のために使用されるPBCH DM−RSやSSSに対するビットエラーレートを活用することもできる。
PBCH(又はSSS、PBCH DM−RS)ビットエラーレートの測定時、UEは、干渉信号に対するランダム化(randomization)のためにスクランブル(scrambling)や符号拡散(code spreading)を用いることができる。この場合、UEは、デスクランブル(descrambling)又はコード逆拡散(code despreading)の後にビットエラーレートを測定することにより、測定の精度を高めることができる。
解決法(Solution)2:PDCCH共通サーチスペース(Common Search Space)(CSS)にRLM用のDCI(又はDM−RS)を定義し、周期的に送信
上述したPBCHの場合、システム又は標準の設定によっては、RLMとして使用するには周期が長すぎることがある。周期が長すぎる場合、RLFの発生時に回復まで長い時間がかかり、これによりユーザサービスの切断(切れ)(user service disconnection)が発生することができる。よって、SS blockに比べて短い周期を有する周期信号が定義され、UEは、周期信号を用いてRLMを行う必要がある。
よって、以下では、PDCCH内のRLM用の信号(又はチャネル)を定義し、これを用いたRLMメトリックを定義する方法を提案する。特に、マルチビームを使用する基地局の場合、ビームごとにRLM用信号が定義されることができる。
(1)RLM用のDCI送信(transmission)
全てのユーザが受信可能な形態のRLM用のDCIが定義される。このとき、全てのユーザが受信可能であるよう共通サーチスペース(検索領域)(common search space)内でRLM−DCIが送信される。RLM−DCIとしては、(a)ランダム(任意の)(random)情報、及び/又は(b)周期的に送信されてシステム情報を伝達するための情報が含まれる。
上述した(b)の場合、既存で周期的なシステム情報伝達のために必要なDCIがRLM−DCIと定義され、UEは、該当DCIの検出率(detection rate)(又は誤り率(missing rate))を定義し、これを用いてRLMを行うことができる。このとき、該当DCIにより送信した情報は、UEに予め知られた情報ではないので、UEは、受信した信号についてエラー訂正及びCRC検出過程を行い、CRC検出の結果がエラー訂正により検出した信号にエラーがないことを示すと、最終的に検出された信号を基地局が送信した情報と判断する。次いで、UEは、この信号を用いて、エラー訂正前の信号にどのくらい多くのエラーが存在するかを示すBERを測定することができる。即ち、UEは、エラー訂正後の信号に対するCRC検出結果が‘良好(good)’であるパケットについて測定したBERも、RLMのための追加情報として使用することができる。
上述した(a)の場合、UEは、ランダム情報について、端末と基地局との間で互いに知られている情報を使用して、全てのメッセージについてのCRC結果及びBER情報を集めてRLMを行うことができる。
上述した(a)及び(b)の両方について、UEは、RLM−DCIのために送信されるDM−RSの副搬送波ごとのSNRを測定し、測定値を(PBCH DM−RSについて適用した方式と同様に)平均チャネル品質情報に変換してRLMを行う。
これについて、UEは、基地局から、SS blockに関するSNR情報を生成するために伝達される情報(例えば、チャネル間の送信方法に関する情報、チャネル間の送信方法の差に関するSNRオフセット情報、チャネル間の送信電力に関する情報、干渉信号測定のための時間周波数リソース制限情報など)を受信することができる。ここで、送信電力とは、ビームフォーミングによるビーム利得の差も含む。
(2)RLM用のCSS内ダミー(Dummy)(或いは、共通(common))DM−RS
上述の(1)にて言及したRLM−DCIの送信は、セル内のUEの数が非常に多いと、以下のような問題が発生する。
1>RLM−DCIを優先して送る場合、CSS内でDCIを割り当てるリソースが足りない。
2>CSSに送信すべきDCIを優先して送信する場合、RLM−DCI送信を放棄しなければならない。
このような問題を解決するために、基地局は、DCI送信を行わず、ダミー(Dummy)DM−RSのみを送信することができる。このとき、ダミーDM−RSは、既存のCSS内のDCIとREレベルで衝突することができる。よって、CSS内のDCIのDM−RSと衝突しないように割り当てられると、UEは、ダミーDM−RSを無視してDCIの受信を行うことができる。このとき、全てのUEに、ダミーDM−RSに関するリソース関連情報は、基地局により提供されることもできる。
同様に、CSS内でDCIを受信するためのDM−RSを多数(複数)の(multiple)ユーザが共通に受信できるRS構造を定義することができる。この場合、基地局は、送信するDCIがなくてもCSS内のDCIに対する共通(common)DM−RSを常に送信し、UEは、自体が受信を試みるCSS内の共通DM−RSの受信品質を測定して、該当測定値をRLM用として用いることができる。このために、基地局は、DCIが存在しなくてもCSS内に定義される共通DM−RSがどの周期で送信されるかに関する情報をUEに知らせることができる。
(3)DCIを用いた通信品質測定
上述したように、通信システムにおいて信号の品質を示す最も基本的な指標として、信号対雑音比(SNR)情報が活用される。よって、UEは、SS block内のSSS又はPBCHに対するSNRを測定して、SS block帯域幅の全領域又は(定義した信号がSS block内の一部の帯域のみを占める場合)部分領域に対する平均SNRを測定してRLMを行うことができる。この場合、本発明が適用可能なNRシステムで活用されるOFDMの特性上、副搬送波ごとにSNRが変化することができるので、該当測定値について平均を求めるための適切な方法として、CSI形態での測定方法により(例えば、PDCCH又はPDSCHなどの)基準チャネルに対するeffective SNRを得、これをBLERにマッピングする方法が適用されることができる。
また、RLMのための基準チャネルがデータチャネル(PDSCH)又は制御チャネル(PDCCH)などと定義され、これに対する品質を測定するためのチャネルとしてダミーDCI又はRLM用のDCIが使用される場合、基準チャネルと測定チャネルとの送信方法が異なることができる。一例として、PBCHは、単一のポート送信である反面、PDCCHは、SFBC(Space Frequency Block Coding)送信であり、PDSCH、PBCK、PDCCHなどに適用されるプリコーディングの方法が異なることができる。このとき、上記のような相違点に基づいて適切な変換方法が活用される。
UEは、この差について自体で補償するか、又は基地局から上記補償のためのオフセット情報が伝達される。
また、基準チャネルと性能測定チャネルとが同じ送信タイプで送信されても、両チャネルの送信電力などは、異なることができる。かかる環境である場合、送信方法の差やチャネルごとの送信電力などに関する情報は、基地局がUEにRRCシグナリングなどにより知らせることができる。ここで、送信電力とは、ビームフォーミングによるビーム利得の差も含む。
(4)多数のチャネルを使用する場合
上述したように、SS blockの送信周期が間欠的な場合(又は送信周期が長すぎる場合)、UEは、RLM用のDCI(又はDM−RS)を用いるように設定される。このとき、RLMのための測定チャネルとしてSS block及びRLM用のDCIが共に使用されることができる。
このとき、多数のチャネルがRLMに活用される場合、基地局は、SS block及びRLM用のDCIのうち、どのチャネルを使用するかがRRCシグナリングにより指定される。
又は、UEは、SS blockを基本的なRLMのためのチャネルとして使用し、RLM用のDCI(又はDM−RS)関連リソース情報が提供されると、RLMのためのチャネルとして、RLM用のDCI(又はDM−RS)を使用することができる。言い換えれば、RLM用のDCI関連リソース情報が有効でない場合、UEは、SS blockを用いてRLMを行うことができる。
変形例として、UEは、具現段階で上記2つの情報を同時に適切に活用することもできる。
解決法(Solution)3:RLM用のCSI−RSを定義して周期的又は非周期的に送信
上述したように、SS blockの送信周期が長すぎてRLM用チャネルへの活用が難しいこともある。
よって、ここでは、RLMのための(基地局ごと又はビームごとの)CSI−RS(以降、RLM−CSI−RSともいう)を定義する構成について詳しく説明する。このとき、基地局は、RLMのためのCSI−RSをRLMの特性に合わせて適切な送信周期で周期的に送信することができる。又は、基地局は、RLMの特性に合う送信周期を維持し、(基地局スケジューリングの自由度のために)基地局の制御下でRLM−CSI−RSを非周期的に送信することもできる。
(1)RLM−CSI−RSリソースのリソース割り当て
RLFは、UEが現在通信している基地局と定常的な(通常の)(normal)通信を行うことができないことを意味する。よって、基地局が多数の(マルチ)ビームを用いる場合、全てのビームについてRLM−CSI−RSリソースが割り当てられる必要がある。
RLMは、UEが基地局と通信を行った後に通信品質状態を点検する過程であるので、UEと基地局とが接続設定(connection setup)をやり取りする過程で、基地局は、(基本的に)UEにRLM−CSI−RSのリソース割り当て情報を知らせることができる。
但し、接続設定過程で全てのUEにRLM−CSI−RSのリソース割り当て情報を知らせる過程により大きなオーバーヘッドが生じると判断される場合は、基地局は、ブロードキャスト形態で該当情報を知らせることもできる。
さらに上述したように、RLM−CSI−RSは、多数のビーム方向に送信されることができる。よって、RLM−CSI−RSは、ビーム管理(Beam management)のためのCSI−RSと同じ特性を有することができる。したがって、RLM−CSI−RSは、同じ特性を必要とするBM−CSI−RSと同じリソースを共有することができる。よって、UEにBM CSI−RSが設定される場合、UEは、別の設定なしで該当設定情報をRLM−CSI−RSに対する設定情報として活用することができる。
また、マルチビームを使用する基地局は、ビームごとにRLM−CSI−RSを割り当てる。このとき、RLM−CSI−RSは、その信号自体としては獲得(acquisition)及び同期(synchronization)機能がないこともある。但し、RLM−CSI−RSは、性能の基準のために決められたチャネルの性能に対する代表性(representativeness)を有する(性能を代表する、性能を表現する)必要があるので、リソース割り当て過程でビームごとの同期信号(例えば、上述したSS blockがこれに該当する)又はRLFを判断するための基準チャネル(例えば、U−SS(User Specific Search Space)により送信されるPDCCHなどのチャネル)との連結(リンク)情報(link information)を知らせることができる。また、RLM−CSI−RSは、2つ以上のチャネルの連結関係について知らせることもできる。
このとき、UEが上記のような情報を用いてSS blockによりビーム獲得(beam acquisition)を行った場合、UEは、該当SS blockに接続されたRLM−CSI−RS又はRLM−CSI−RSセットを用いた通信品質を測定することができる。
さらに、UEがSS blockを受信できない場合、UEは、追加の測定過程なしで該当ビーム又は該当ビームセットに対する通信品質が通信が不可能な状態(例えば、該当基地局が提供するか若しくは予め定義された閾値(threshold)又はこれに準ずる状態)であると判断することができる。このとき、UEは、該当ビーム及びビームセットに対する品質が予め決められた閾値以下の品質を示すことをRLM制御装置又は上位層に報告することができる。
RLM−CSI−RSは、全方向ビームに対して送信されることができる。このとき、RLM−CSI−RSが上述した連結関係に設定されたチャネル(例えば、RLM−CSI−RSとQCL(Quasi Co-Located)設定されたSS block)に比べて狭いビーム(narrow beam)で送信される場合、多数(複数)のRLM−CSI−RSが、1つのチャネルと連結関係を有して設定される。このように設定された多数のRLM−CSI−RSが全て集まって、基地局がカバーする全てのビーム方向に送信されることができる。
但し、リソースの浪費が多いか又はUEの複雑度が大きいと判断される場合、RLM−CSI−RSは、一部のビーム方向のみをサポートすることができる。言い換えれば、UEは、一部のビーム方向については、RLM−CSI−RSを用いてチャネル品質を測定し、残りのビーム方向については、RLM−CSI−RSと連結関係に設定されたチャネルを用いてチャネル品質を測定し、その測定値を用いてRLMのための情報として用いることができる。
一方、RLM−CSI−RSが連結関係に設定されたチャネルと類似のビーム幅(beam width)で送信されるか又はUEの複雑度が大きすぎると判断される場合、ビーム当たり1つのRLM−CSI−RSのみが定義されることもできる。かかる場合にも、上述したように、RLM−CSI−RSは、一部のビーム方向のみをサポートすることができる。言い換えれば、UEは、一部のビーム方向については、RLM−CSI−RSを用いてチャネル品質を測定し、残りのビーム方向については、RLM−CSI−RSと連結関係に設定されるチャネルを用いてチャネル品質を測定し、その測定値を用いてRLMのための情報として用いることができる。
(2)RLM−CSI−RSの送信方法
RLMの特性上、RLM−CSI−RSは、時間軸上で周期的に送信される。この場合、RLM−CSI−RSのリソース割り当て過程で、基地局は、RLM−CSI−RSの送信周期及び送信時点をUEに知らせ、これに対応して、UEは、送信時点に合わせて通信の品質状態を測定することができる。
但し、マルチビームを使用する基地局の場合、基地局は、全てのビームごとにRLM−CSI−RSを送信する必要があり、特に、アナログビームを使用する場合、同時にRLM−CSI−RSを多数のビームに対して送信することが不可能になることができる。
このとき、RLM−CSI−RSを送信するシンボルについては、他の方向への送信が不可能になるので、基地局が動的なスケジューリング(dynamic scheduling)において該当スケジューリングを自由に行えない問題があり得る。
したがって、基地局が非周期的にRLM SI−RSの送信を行う必要があり得る。このために、基地局は、送信時点ごと又は送信の一定時間前に、RLM−CSI−RSが割り当てられることをUEに知らせる必要がある。
又は、基地局は、UEに、データの送受信情報を知らせる時点でDCIにより非周期的にCSI−RS送信を知らせることもできる。但し、かかる構成は、データの送受信時点の頻度が低いと、RLMの特性を満たせない問題がある。
よって、RLM−CSI−RSの送信のみを知らせるためのDCIが新しく定義される必要があり、基地局は、このDCIにより、RLM−CSI−RSの送信を知らせることができる。このとき、RLM−CSI−RSは、多数のユーザが共通に使用するリソースであることができるので、RLM−CSI−RSの送信の有無を知らせるDCI(又はDCIを読み取るための共通RNTI情報)は、UE固有(特定)(UE-specifically)だけではなく、ビーム固有(特定)(又はUE−group−specific(UEグループ固有))に設定されることができる。この場合、UEは、RLM−CSI−RSを知らせるDCIを受信した後、DCIにより送信される情報を用いて(例えば、マルチビームの場合、どのビームで送信されるか、DCI受信時点後、どのスロット又はシンボルで送信されるか、又は多数のリソースが存在する場合、どのリソースにより送信されるかに関する情報を用いて)RLMを行うことができる。
(3)RLM−CSI−RSを用いた通信品質測定
上述したように、通信システムにおいては、信号の品質を示す最も基本的な指標として、信号対雑音比(SNR)情報が活用される。よって、UEは、SS block内のSSS又はPBCHに対するSNRを測定して、SS block帯域幅の全領域又は(定義した信号がSS block内の一部の帯域のみを占める場合)部分領域に対する平均SNRを測定してRLMを行うことができる。この場合、本発明が適用可能なNRシステムで活用されるOFDMの特性上、副搬送波ごとにSNRが変化することができるので、該当の測定値に対する平均を求めるための適切な方法として、CSI形態での測定方法により基準チャネル(例えば、PDCCH又はPDSCH)に対するeffective SNRを得、これをBLERにマッピングする方法が適用されることができる。
また、RLMのための基準チャネルがデータチャネル(PDSCH)又は制御チャネル(PDCCH)などで定義され、これに対する品質を測定するためのチャネルとしてダミーDCI又はRLM用のDCIが使用される場合、基準チャネルと測定チャネルとの送信方法が異なることができる。一例として、PBCHは、単一ポートの送信である反面、PDCCHは、SFBC(Space Frequency Block Coding)送信であり、PDSCH、PBCK、PDCCHなどに適用されるプリコーディングの方法が異なることができる。このとき、上記のような相違点に基づいて適切な変換方法が活用される。
UEは、これらの差について、自体で補償するか又は基地局からこの補償のためのオフセット情報が伝達される。
また、基準チャネルと性能測定チャネルとが同じ送信タイプで送信されても、両チャネルの送信電力などは、異なることができる。かかる環境である場合、送信方法の差やチャネルごとの送信電力などに関する情報は、基地局がUEにRRCシグナリングなどにより知らせることができる。ここで、送信電力とは、ビームフォーミングによるビーム利得の差も含む。
(4)RLMのための干渉及び雑音パワー(電力)(noise power)の測定
1)IM−CSI−RSを用いた雑音及び干渉のパワー測定
以下の説明において、特に言及しない限り、UEは、通信品質を測定するためのチャネルが存在する(時間周波数)リソースで信号電力(signal power)及び雑音電力(noise power)を測定し、これを用いてSNRを測定すると仮定する。
但し、LTE eICIC(enhanced Inter Cell Interference Coordination)システムでのように、干渉コーディネーション(interference coordination)が使用される環境や、CoMP(Coordinated Multi Point)のように多様な方向から干渉が発生する場合、UEのSNR測定段階で雑音電力に該当する値の変動(fluctuation)が非常に大きいか、又は該当システムが基地局の干渉に対する制御により運用されるので、UEのRLMのために特定の時間リソースの雑音及び干渉に関する情報が必要である。このとき、基地局は、RLM測定のための雑音電力測定のための物理リソースに関する情報を、UEにRRCシグナリングなどにより知らせることができ、UEは、基地局が伝達した物理リソースに関する情報を用いて、RLMのためのSNR測定に用いることができる。
RLM−CSI−RSの場合、RLM−CSI−RSリソース割り当て過程で、基地局は、雑音電力(noise power)の測定のためのRLM−CSI−RS(以後、RLM−IM−CSI−RSという)について、別のリソース割り当て情報をUEに提供することができる。マルチビームシナリオの場合、RLM−IM−CSI−RSは、ビームごとにリソースが割り当てられるが、リソースの効率的な使用のために、多数のビームに対するRLM−IM−CSI−RSが共通のリソースとして割り当てられることもできる。
2)CORESET内のリソースを用いた雑音及び干渉パワーの測定
本発明が適用可能なNRシステムでは、PDCCH送信のための多数のPRB集合をCORESETと呼ぶ。このとき、基地局は、UEに多数(複数)のCORESETを割り当てることができる。以下の説明において、PDCCH送信リソース又はCORESETは、PDCCHを送信する時間周波数リソースを意味する。
上述した構成において、隣接セル又はTRPから送信される干渉又は雑音が主な干渉である環境において、UEは、Zero powerと定義されるIM−CSI−RSを用いて雑音のパワーを測定することができる。但し、IM−CSI−RSは、データ又は制御チャネルのために使用可能なリソースを干渉を測定するための用途として使用するので、UEが他のリソースを用いて干渉を測定できる場合、リソースの使用効率を高めることができる。よって、ここでは、UEがPDCCH送信のために割り当てられたリソースで直接干渉や雑音のパワーを測定する方法について詳しく説明する。
本発明が適用可能なNRシステムでは、RLMのための基準チャネルとしてPDCCHが定義される。
一般に、UEは、基地局との現在の通信リンクを維持するために、基本的なデータのやり取りが可能である必要がある。このために、UEの立場では、データパケットのスケジューリング情報を伝達するPDCCHの受信が必須である。
よって、UEは、所定のPDCCHを受けることができるか否かを性能測定の基準点とし、性能測定のために定義されたチャネル又は信号を用いて測定された品質を上記の基準点と比較する。
また、かかる理由で、性能測定チャネルは、PDCCHの性能を代表することが好ましく、このために、基地局は、UEがPDCCH領域の雑音又は干渉の量を直接測定するようにリソースを割り当てることができる。
したがって、基地局は、RLM−IM−CSI−RSをPDCCH送信のためのリソースに割り当てることが好ましい。
但し、上述したように、RLM−IM−CSI−RSは、更なるリソースを必要とするので、UEがRLM−IM−CSI−RSを用いずに雑音や干渉の量を測定することができれば、リソース利用の側面でより効率的である。
このための方法として、まず、UEは、既に送信パターンが知られているチャネル推定用のDM−RSを用いて干渉及び雑音を抑制するようにチャネルを推定し、DM−RSが送信されたリソースにより受信した信号から推定したチャネルを用いて、PDCCH DM−RSに該当する信号を除去し、残りの信号を雑音や干渉信号と見なしてこれに対する量を測定することにより所望の測定値を得ることができる。このとき、UEは、PDCCHが送信されたか否か(正確な意味では、PDCCHの受信を助ける(支援する)(assisting)ためのCORESET内のDM−RSが送信されたか否か)に対する判断を共に行うことができる。
かかる方法において、UEは、PDCCH送信のためのCORESETに関する情報及びDM−RS送信に関連する情報を必要とするが、これらの情報は、UEが基地局とのセル設定(call setup)過程で得ることができる。
特に、UEは、自体にPDCCHが送信されなくてもDM−RSを用いてチャネル推定及び干渉&雑音の量を推定しなければならないので、PDCCH DM−RSが送信される位置及びシーケンスについて正確な情報を得る必要がある。よって、基地局は、UEに、全スロットのうちのどのスロットが端末と基地局とが約束したシーケンスを有するDM−RSによって送信されるかに関する情報を伝達し、これに対する規則に合わせてDM−RSを送信することができる。
基地局は、PDCCH送信のためにCORESETリソースを予約し、該当リソースによりPDCCHを送信することができる。但し、このような動作がCORESETで約束されたリソースは、PDCCHのみのために使用されることを意味するものではない。即ち、1つのスロットについてスロット内の一部のOFDMシンボルがCORESETと定義されても、必要によって、CORESETリソースが隣接リソースと共に(連接して)(together with)データ送信のために活用されるか、又は緊急なデータの送信のためにPDSCHで使用することができる。又は、上りリンクの送信に対する必要性が高まる場合は、CORESETのためのOFDMシンボルを含むリソースを、上りリンクスロットとして専用に使用することもできる。
かかる場合、UEが上記事項に関する情報がない場合(又は分からない場合)、UEは、CORESETリソースで送信されたと仮定されるDM−RSを用いてチャネル推定を行い、これにより、どの信号も送信されなかったと判断して、受信した全ての信号又はほとんどの信号を干渉又は雑音のパワーと判断することができる。このような動作は、不要な又は誤情報に該当するOUT−OF−SYNCを発生させ、UEと基地局との間の接続を再設定するという問題を引き起こす。
但し、このような理由で基地局がCORESETと定義された全てのリソースをPDCCH送信のみのために使用することは、基地局のリソース利用上の自由度を下げる問題がある。
よって、基地局は、UEにCORESETリソースを割り当てる段階で、CORESETの一部のリソースをRLM用の雑音及び干渉の量を測定するためのリソースとして指定することができる。このとき、上記リソースが割り当てられたUEに特に指示情報を知らせない場合、割り当てられたリソースは、PDSCH又は上りリンクチャネル(正確な意味では、端末が雑音や干渉の量を測定できないチャネル又は信号)として使用できないように設定される。但し、RLM用の干渉及び雑音測定用として使用できないチャネル又は信号を利用するためには、基地局は、これに関する情報をUEに知らせなければならない。一例として、基地局がRRC configurationによりあるリソースをPDSCHや上りリンクとして使用しないと設定した場合、基地局は、DCIなどにより所定の規則(例えば、特定のリソースをPDSCHや上りリンクとして使用しない)が解除されたことをUEに知らせる必要がある。この場合、今後(以後)、UEは、RLMの測定時に該当チャネル又は信号について干渉電力を測定しないことができる。
このとき、基地局がUEに提供するリソース割り当て情報は、以下の情報の全部又は一部を含む。
−PDCCHが伝達されるリソースのうち、RLM用の干渉及び雑音の測定用として使用可能なスロットを指示する情報(例えば、0〜19番の全てのスロットについてCORESETが設定された場合、これらのうち、0、4、8、12、16番目のスロットをRLMのための干渉及び雑音測定リソースとして割り当てる)
−上記指定したスロット内のCORESETのうち、CORESETが多数(複数)のOFDMシンボルで送信可能な場合、一部のOFDMシンボルは、RLM用の干渉及び雑音測定用として使用可能であることを指示する情報。このとき、一部のOFDMシンボルは、DM−RSを送信するOFDMシンボルを含む(例えば、CORESETが最大3つのOFDMシンボルで構成される場合、PDCCH用のDM−RSが送信される1番目のOFDMシンボルを、RLMのための干渉及び雑音測定リソースとして割り当てる)。
−周波数リソースに関する情報。このとき、周波数リソースについて多数の(multiple)CORESETが割り当てられた場合、周波数リソースに関する情報は、一部のCORESETを指定するか、又はCORESET内で一部の周波数リソースを指定する(例えば、10MHzが割り当てられたUEに5MHzで構成された2つのCORESETが割り当てられた場合、基地局は、1番目のCORESETの1番目のOFDMシンボルをRLMのための干渉及び雑音測定リソースとして割り当てる)。
上述した情報の場合、最適化のために基地局間でビーム方向について調整(コーディネーション)されている(coordinated)環境を考慮して、ユーザごと(又はUEごと)に異なるように設定される。
−特定のリソースがRLM用の干渉及び雑音測定用として使用可能であるか否かに関する情報(例えば、特定のリソースについて送信するPDCCHがない場合、基地局は、いかなる信号も送信しないことを原則とする。又は、基地局が他のチャネルを送信する場合、基地局は、PDCCH用のDM−RSと同じリソース及びシーケンス情報を有するDM−RSを含むチャネルのみを送信することができる。又は、上記特定のリソースがそれ以外の用途として使用される場合、基地局は、UEに、該当リソースがRLM用干渉及び雑音測定用として使用できないことを知らせる必要がある(例えば、RRCシグナリング、DCIなど))
−CORESETに関する情報(例えば、基地局がCORESETをPDSCH又は他のチャネルの送信などに使用する場合、基地局は、上述したRLM干渉及び雑音測定用リソースをPDSCHリソースに使用せず、PDSCHが割り当てられたUEは、デコーディングを行うとき、PDSCHリソースマッピングのための情報として利用しなければならない。したがって、基地局は、これに関する情報を全てのUEに知らせる必要がある)。このとき、基地局が基本的に伝達する情報は、全て有効な制御チャネル送信用リソースのうち、特定のリソース情報を時間/周波数上で定義することができる。
かかる情報によりRLM用の干渉及び雑音の量を測定するためのリソースが割り当てられたUEは、上述したように、該当リソースを用いて干渉及び雑音を抑制するようにチャネルを推定し、その後、DM−RSが送信されたリソースにより受信した信号から推定したチャネルを用いて、PDCCH DM−RSに該当する信号を除去した後に残った信号を雑音や干渉信号と見なし、これに対するパワーを測定することができる。その後、UEは、測定された結果値とRLM用のRSにより得たサービング基地局からの信号強度(サイズ)(strength)とを用いて、RLM用のチャネル品質測定のためのメトリックを導き出すことができる。さらに、割り当てられたリソースだけではなく、他のリソースについてもさらなる情報を導き出すことができれば(これは、端末の具現方法によって異なる)、UEは、2つの(タイプの)(two types of)リソースから得た情報を共に利用して雑音及び干渉の量を推定することもできる。
ここで言及する干渉及び雑音の量を測定するためのリソース及び方法に関する内容は、RLM測定用の参照信号又はチャネルとしてCSI−RSを使用せず、他のチャネルが定義されても同様に適用される(例えば、SS block内のSSS(Secondary Sync Signal)がRLM用の測定信号として定義されても、基準チャネルで求める干渉リソースを正確に反映するために、SSSは、基地局から受信される信号の強度(サイズ)を得るための信号としてのみ使用し、干渉及び雑音測定用としては、上述した方法が適用されることができる)
(5)多数のチャネルを使用する場合
上述したように、SS blockの送信が間欠的に行われてRLM−CSI−RSがRLMのために用いられるように設定された場合、UEは、RLMのための測定チャネルとして、SS block及びRLM−CSI−RSを共に使用することができる。このように、多数のチャネルを用いることができる場合、基地局は、SS block及びRLM−CSI−RSのうちどのチャネルを使用するかを、RRCシグナリング又はL1シグナリング(Layer 1 signaling)によりUEに指定することができる。
一方、UEは、SS blockを基本的なRLMのためのチャネルとして使用し、RLM−CSI−RS関連リソース情報が提供されると、RLMのためのチャネルとしてRLM−CSI−RSを使用し、該当リソース情報が有効でない場合は、SS blockをRLMのためのチャネルとして用いることができる。
又は、UEは、RLM−CSI−RSを基本的なRLMのためのチャネルとして使用し、RLM−CSI−RSとQCLされないSS blockをさらに使用することができる。このとき、基地局は、RLM−CSI−RSリソースの設定をUEに知らせ、設定されたRLM−CSI−RSとQCL関係ではないSS blockを使用するか否かをUEに設定することができる。
この場合、RLM−CSI−RS及びSS blockは、基地局がビームを形成する段階でビーム利得が異なるか、又は送信段階で割り当てる送信電力レベル(transmission power level)が異なる。よって、基地局は、連結関係を有するPDCCHに対する送信電力の差を各チャネルごとに知らせるか、又は基本チャネル(例えば、RLM−CSI−RS)についてのみPDCCHに対する送信電力の差を知らせ、付加(追加の)(additional)チャネルについては、これに対するオフセット値を知らせることができる。また、基地局は、1つのチャネルは必ずPDCCHと送信電力レベルが同一であると仮定し、他の1つのチャネルについてのみ送信電力の差をオフセット値としてUEに知らせることもできる。
このように、多数のチャネルを使用する場合、UEは、具現段階で同じビームについても2つの情報を同時に適切に活用することができる。
このように、異なる設定を使用する場合、UEは、各々の参照信号について受信品質を測定した後、基地局が設定したオフセット(差)値を受信品質測定に反映してこれをIS/OOS決定に使用することができる。
上述したように、UEにSS blockとRLM−CSI−RSとが同時に設定され、これらを同時に使用する場合、基地局は、2つのチャネルの送信特性(代表的な例としてtransmission power level)が異なる場合を反映して、このための設定をUEに知らせなければならない。但し、基地局がSS blockに該当するビームとRLM−CSI−RSに該当するビームとを用いてPDCCHを送信するとき、DCIフォーマットが異なるか又は上述したようにビーム利得を含むことにより、送信電力レベルが異なることができる。
このために、RLMのための参照PDCCH構成を定義する場合、基地局は、2つの参照信号について各々異なる構成(configuration)を定義することができる。この場合、UEの立場では、各々の参照信号について互いに異なるQin/Qoutを定義することと解釈することができる。
このような事項を反映して、基地局は、2つの参照信号について別に設定値を指示しないが、UEは、予め定義された参照PDCCH構成に基づいて、各々の参照信号について別のQin/Outを考慮して動作することができる。即ち、UEは、SS blockを用いて測定した通信受信品質をQin_SS/Qout_SSと比較してIS/OOSを決定し、RLM−CSI−RSを用いて測定した通信受信品質をQin_CSI/Qout_CSIと比較してIS/OOSを決定することができる。
Multi−beam scenarioにおけるビーム回復及びRL回復
本発明が適用可能なNRシステムでは、上述したように、マルチビームを用いる構造で動作する。このようなシステムにおいて、UE及び基地局は、接続を設定する(connection setup)段階で、上りリンク及び下りリンクに対する最適なビームの対(beam pair)を設定し、持続的に最適なビームの対を維持するためのビームトラッキング(beam tracking)を行う必要がある。
このような通信過程のうち、通信受信品質が非常に悪くなる場合としては、大きく、無線リンク自体が様々な理由によって(例えば、適切な時点でHOを試みることができなかった、又は受信品質の急激な低下によるUEの時間/周波数トラッキングの失敗など)通信不可能になる場合と、無線リンク上では大きな問題はないが、適切なビームトラッキングが行えず、通信品質が急に低下した場合と、に分けることができる。
前者の場合、かかる状態が一定時間持続されると、UEは、RLFによる回復過程を行う必要がある(LTEシステムの場合、UEは、cell reestablishmentを行う)。
後者の場合、UEは、早い時間内にビーム回復過程を行うことにより、サービング基地局との通信状態を維持する過程(例えば、サービングビームを再設定する過程)を行うことができる。
よって、UEは、現在の通信品質の状態がRLFによる回復過程を必要とする状態であるか、又はビーム回復過程を必要とする状態であるかを決定しなければならない。一般的には、無線リンク回復過程は、ビーム回復過程に比べて多くの時間を必要とするので、UEの決定にミスがある場合、不要なサービス切断(service interruption)が発生してしまう。
以下、UEが上述したRLMのためのメトリックを用いてビーム回復又は(と)無線リンク回復に対する決定を行う(determining whether to perform beam recovery or radio link recovery)方法(正確な意味では、物理層においてビーム失敗状態であるか又はOUT−OF−SYNC状態であるかを判断する方法)について詳しく説明する。現在、マルチビームを使用するNRシステムの場合、初期ビーム獲得(beam acquisition)過程のためのビームごと(又はビームグループごと)のSS block送信のための方式が考えられている。DCI送信のためのCSS及びRLM−CSI−RSの場合にも、SS blockと同様に、同じビーム領域内に存在するUEのグループについて同じリソースが割り当てられることができる。
かかる特性を用いて、UEがSS block、SS blockに接続されたRLM−CSI−RSやCSS内DCIをRLM用の参照信号(又はチャネル)として用いる場合を仮定する。
下りリンクの場合、UEに、CSI−RSなどのビームトラッキング信号セット(beam tracking signal set)が割り当てられ、ビームの対に対するトラッキングを行うことができる。このような動作中に基地局が設定するか又はUEが自体で決定したビームトラッキング失敗(beam tracking failure)条件を満たす場合、UEは、どの回復過程を行うかを決定しなければならない。
UEが異なる送信ビームを選択する場合、UEは、通信品質上に問題がないかを点検するために、他のビームに対する通信品質を測定する。このとき、UEは、各ビームに対する通信品質として、ビームごとに、SS block、RLM−CSI−RS又はCSS内のRLM-DCIなどの品質を測定し、多数のビームのうち、ビーム回復のために基地局が設定した(又は標準上、所定の)閾値を超えるビームが存在すると、ビーム回復過程により回復が可能であると判断し、そうでない場合は、RLM過程(UEがOut−of−syncを宣言し、規格が定義した動作を行う)を行う。かかる動作の定義のために、各ビームセットごとにRLMのための基準チャネル及び測定チャネルが定義されるチャネルが存在することができる。
整理すると、マルチビームを使用するシステムの場合、UEは、RLM用の測定チャネルとして定義されたチャネルについて全てのビームの通信品質を測定して、全てのビームの通信品質が予め定義されたか又は基地局により設定された基準値に及ばない場合(例えば、ビーム獲得が完了されていないビームについてはチャネル品質測定ができなくても基準値に及ばないと判断する)、RLF(実際、物理層ではOUT−OF−SYNC状態)と判断する。但し、サービングビームではない他のビームについて基準値を満たす場合は、UEは、RLFによる回復動作(実際、物理層ではOOSを上位層に報告し、一定時間以上OOSと報告すると、回復動作を行う)ではないビーム回復過程(実際、物理層におけるビーム失敗状態に対する報告過程)を行うことができる。
即ち、基地局が設定したか又は標準が設定した閾値(Q_OUT)が与えられる場合、UEは、全てのビームの通信品質が閾値(Q_OUT)に比べて低くなると、OUT−OF−SYNC状態と判断する。
反面、従来のLTEシステムと同様に、IN−SYNC状態に対する閾値としては、以前の状態によって他の閾値が使用されることができる。即ち、以前の状態がIN−SYNC状態であると、閾値としては、OUT−OF−SYNCを判断するための閾値のような値(例えば、Q_OUT)が使用され、この場合、UEは、全てのビーム(リソース)のうち1つのビーム(リソース)でも通信品質がQ_OUT以上であると、IN−SYNC状態と判断することができる。反面、以前の状態がOUT−OF−SYNCであると、ISとOOSとの間のピンポン(ping-pong)効果を防止するために、閾値としては他の閾値(例えば、Q_IN)が使用され、この場合、UEは、全てのビーム(リソース)のうち1つのビーム(リソース)でも通信品質がQ_IN以上であると、IN−SYNC状態と判断することができる。このとき、各リソースに対する通信品質の予測において、UEは、各リソースがPDCCHと異なる設定(例えば、送信電力など)を有する場合、これを反映して通信品質を予測することができる。
RLM−RSとBM−RSとの関係
NRシステムのように多数のビームを使用する通信システムでは、UEがセルレベルで基地局との安定した通信を行うことができるか否かを判断するためのRLMと共に、多数のビームのうち、基地局と端末との間で最適な通信を提供するサービングビームを持続的に接続及び追跡するためのビーム管理を行うことができる。
UEは、RLMの過程中にRLFが発生すると(例えば、端末と基地局との間でPDCCHの受信が難しいと判断される状態であって、仮想のPDCCH BLERを測定して全てのビームについて品質が一定時間の間に一定の閾値以下に落ちる状態)、無線リンク回復過程としてRRC接続再設定(RRC reestablishment)過程を行い、ビーム管理の過程中に、ビーム失敗が発生すると(例えば、NRシステムでは、このためにPDCCHを受信するためのサービングビームを用い、該サービングビームの品質が一定時間の間、一定の閾値以下に落ちる状態)、サービングビームを再設定するためのビーム回復過程を行う。
このようなUEの動作をサポートするために、各々の機能に対するチャネル品質測定のための参照信号セットが設定される。
即ち、本発明が適用可能なNRシステムでは、RLMを行うためのRLM−RSセット(例えば、SS block及びCSI−RSなど)が定義され、さらにビーム管理用のビームトラッキングを行うためのBT−RSと共に、ビーム回復の過程中に、新しいサービングビームの設定を助けるためのBR−RSセットが定義される(例えば、RSs for new candidate beam identification(新たな候補ビームを識別するRS)、SS block、CSI−RS、SS block & CSI−RSなど)。
上記RSは、それぞれが別の(異なる)動作のために設定されるRSであって、基本的には、基地局は、各々のRSを用いて対応する機能が安定して行われるように各RSを独立して設定することができる。但し、RLMのためのRLM−RSとビーム回復のためのBR−RSとが完全に独立して設定され、これらが異なるRSで構成される場合は、UEの具現上、以下のような問題が発生し得る。
一例として、基地局が8つのビームでシステムを構成し、各々のビームについて{SSB1、SSB2、…、SSB8}で構成されるSSBを送信すると仮定する。
かかる状態において、基地局は、1つのUEについてRLMのためのRSとして{SSB1、SSB2、SSB3、SSB4}を設定し、BR−RSとして{SSB2、SSB3、SSB4、SSB5}を設定することができる。この場合、UEがビーム管理動作中にビーム失敗状態になる場合、UEは、新しいサービングビームを探す過程としてBR−RSに対して最適なビームを検出する過程を行って、SSB5を検出することができる。但し、この状態で、UEは、RLMのために設定されたRLM−RSセットによってSSB1〜SSB4に対するチャネル品質のみを測定し、この測定された情報に基づいて持続的にRRC層にOOS(Out-Of-Sync)を報告することができる。
かかる過程において、基地局が早く(即座に)(rapidly)RLM−RSセットを再設定できない場合、UEは、RLFを宣言し、RRC再確立(RRC reestablishment)を行う。即ち、UEは、ビーム回復過程により基地局と安定した通信状態を維持できるにもかかわらず、不要なRL回復過程を行うことになる。
逆に、上述した仮定下で、基地局は、1つのUEについてRLMのためのRSとして{SSB1、SSB2、SSB3、SSB4}を設定し、BR−RSとして{SSB2、SSB3、SSB4、SSB5}を設定することができる。この場合、UEがビーム管理動作中にビーム失敗状態になる場合、UEは、新しいサービングビームを探す過程としてBR−RSに対して最適なビームを検出する過程を行ったが、BR−RSセットから所望の品質のRSが得られないことがある。但し、この状態で、UEは、RLMのために設定されたRLM−RSセットによってSSB1〜SSB4に対するチャネル品質のみを測定し、SSB1に該当するビームが基地局との通信に十分な品質を有すると、測定された情報に基づいてRRC層にIS(In-Sync)を報告することができる。
但し、この場合、UEは、ビーム回復過程で失敗が発生するまでどのような動作も行えない問題がある。
この問題は、UEがRLM−RSのためのリソースとしてビーム回復過程で新しいビーム識別(new beam identification)のためのBR−RSのためのリソースを使用できるようにすると解決できる。このための方法として、基地局がRLMのためのRLM−RSリソース設定情報をUEに送信する場合、UEは、該当リソースをBR−RSとして使用することができる。又は、この方法に対する反対事項として、基地局がビーム回復のためのBR−RSリソース設定情報をUEに送信する場合、UEは、該当リソースをRLM−RSとして使用することができる。
上述したように、本発明が適用可能なNRシステムでは、BR−RSとして、SS block、CSI−RS、又はSS blockとCSI−RSとを同時に使用するように設定する方式が適用される。
このとき、BR−RSとしてSS blockとCSI−RSとが同時に使用される場合、上述したように、UEがBR−RSとRLM−RSとを共有して使用できないという問題が発生し得る。
このために、BR−RSとしてSS blockとCSI−RSとが同時に使用されるように設定された場合、基地局は、各々のCSI−RSと関係を有するSS block(例えば、(互いの)相関関係を有するSS block(SS block with correlation)又は対応するCSI−RSとQCL関係であるSS block)をパラメータの設定過程で指定するか、逆に各々のSS blockと関係を有する予め設定されたCSI−RS(例えば、互いの連結関係(相関関係)を有するCSI−RS(CSI-RS with correlation)又は対応するSS blockとQCL関係であるCSI−RS)をパラメータの設定過程で指定することができる。このようなBR−RS設定を受信したUEは、RLM−RSを構成する段階で、明示的に設定されたSS blockとCSI−RSと連結関係を有する(関連付けられた)SS blockとを全て利用できるようにRLM−RSセットを構成するか、又は明示的に設定されたCSI−RSとSS blockと連結関係を有するCSI−RSとを全て利用できるようにRLM−RSセットを構成することができる(Upon receiving the BR-RS configuration, the UE may configure an RLM-RS set so as to use both the explicitly configured SS blocks and the SS blocks associated with the CSI-RSs or both the explicitly configured CSI-RSs and the CSI-RSs associated with the SS blocks when configuring RLM-RSs)。
シグナリングオーバーヘッド又は端末の複雑度を低減するためのRLM−RS構成及びモニタリングRSセットの構成
上述したように、RLM(又は、ビームトラッキング、新しいビーム識別(new beam identification))のために、基地局は、基地局がサポートするビームに対して、できる限り多い方向にRLM−RS(又は、使用例によっては、ビーム管理用のRSであることもできる。但し、説明の便宜上、以下では、上記構成をRLM−RSと総称する)を割り当て、UEは、割り当てられた全てのRLM−RSに対してリンク品質(link quality)を測定することができる。
しかしながら、基地局がサポートするビームの数(例えば、SS blockの数は、最大64個で構成される)が多すぎる場合は、UEが全てのRLM−RSに対してモニタリングを行うことにより受信器の複雑度を過大にすることができる。
この解決方法として、以下の2つの方法が考えられる。
(1)基地局がUEに設定するRLM−RSの数を一定数以下に制限する
(2)基地局は、UEに、基地局が運用する全ビームに該当するRLM−RSリソースセットを設定し、UEは、設定されたRLM−RSリソースセットのうち、サブセットを選択し、該選択されたサブセットについてのみモニタリングを行う。
(1)の方法についてより具体的に説明すると、基地局が多数の送信ビームを用いてシステムを運用している状況を仮定すると、基地局は、ビーム管理のために割り当てたBM−REリソースセットについてUEから測定されて伝達されたL1−RSRP(Layer 1-Reference Signal Received Power)を基準としてビームごとに受信品質を把握し、それに基づいてRLMのためのRLM−RSリソースセットをUEに設定することができる。
図12は、基地局がN個のビームのうち、#1〜#4に該当するビームについてBM−RSを割り当て、#2〜#5についてRLM−RSリソースを設定する構成を簡単に示す図である。
図12に示したように、基地局は、N個のビームのうち、#1〜#4に該当するビームについてBM−RSを割り当てることができる。このとき、これらのビームのうち、#3、#4がL1−RSRP報告により最良の品質を示すと判断された場合、基地局は、この最良の品質を示すビーム#3及び#4を中心として#2〜#5についてRLM−RSリソースを設定することができる。
このような動作において、基地局は、UEが報告するBM−RSに対するL1−RSRPがアップデートされるたびにRLM−RSリソースセットを再度割り当てなければならないという問題がある。よって、RRCシグナリングによる設定が頻繁に発生して、これにより基地局が過渡なシグナリングオーバーヘッドを有する問題を引き起こすことができる。
よって、本発明では、かかる頻繁なRRCシグナリングによるオーバーヘッドを減らすための方法として、以下の方法を提案する。
具体的には、基地局は、UEに、信号設定段階でRLM−RSリソースセットに関する情報を知らせる。かかる情報を構成する段階において、基地局は、今後基地局が(ビーム管理のために)指示するサービングビームによるRLM−RSリソースサブセットを構成して、これを知らせる(例えば、4つのサービングビームがサポートされる場合、ビーム#1はCSI−RS#1〜4、ビーム#2はCSI−RS#3〜6、のように、リソースサブセットを構成する)。このとき、RLM−RSリソースサブセットに含まれるRLM−RSリソースの数は、標準によって予め定義されるか、又はUEの能力(capability)によって決定される。
基地局により制御チャネル又はデータチャネルに対するサービングビームがアップデートされるとき、上記のような情報が設定されたUEは、別のRRCシグナリングなしでRLM−RSリソース構成(configuration)を自体で行うことができる。この場合、サービングビームの数が多数であり、UEの能力(capability)がサービングビームの数によるRLM−RSリソースの数を全て含むことができない場合、基地局は、UEに、サービングビームの優先順位又はRLM−RSリソースのサブセット内でRLM−RSリソースの優先順位を設定することができる。
これに対応して、UEは、優先順位によってモニタリングRLM−RSリソースセットを構成することができる。次いで、UEは、設定されたモニタリングRLM−RSリソースセットに対してのみRLMを行い、モニタリングRLM−RSリソースセットに対する測定結果をセルに対するRLM結果として使用することができる。
このとき、基地局が伝達するサービングビームの優先順位は、基地局がサービングビームを指示するメッセージ(例えば、RRC信号メッセージ又はMAC(Medium Access Control)CE(Control Element))により指示される。又は、基地局が伝達するサービングビームの優先順位は、別の指示子なしで間接的な方法により決定することもできる。一例として、特定のメッセージ内で指示するビームインデックスの順序、又はビームごとのPDCCHサーチスペース(検索空間)の(頻度の)サイズなどによって、暗示的にサービングビームの優先順位を指示することができる。
さらに、サービングビームが変更されなかった状況において、サービングビームの優先順位が変更される場合、基地局は、サービングビームの優先順位に関する情報のみを別にUEに送信することができる。このとき、サービングビームの優先順位に関する情報は、MAC CE又はDCIにより送信されることにより動的に設定されることができる。
上述した構成において、RLM−RSリソースセットとサービングビームRSに対するRSタイプとは互いに異なることができる。一例として、ビーム管理によるビーム管理RSとしてCSI−RSが適用される反面、サービングビームによるモニタリングRLM−RSとしてはSS blockが適用されることができる。
(2)の方法をより具体的に説明すると、(1)で言及した方法と同様に、基地局は、RLM−RSリソースセットを構成する段階で、基地局がサポートする全てのRLM−RSリソースに関する情報をUEに知らせ、UEは、自体でモニタリングRLM−RSリソースセットを構成することができる。
但し、(1)の方法において、ビーム管理過程で、基地局は、ビーム品質報告に基づいてUEにサービングビームを設定し、UEは、該当情報に基づいてサブセットを構成する反面、(2)の方法においては、UEは、サービングビーム情報とは関係なく、設定されたRLM−RSリソースセットに対する品質に基づいて自体でサブセットを構成することができる。
この過程で、リソースサブセット構成のために測定されるRLM−RSリソースに対する品質は、RLMのためのメトリック(hypothetical PDCCH BLER)より単純な形態の単純なメトリック(simple metric)(例えば、RSRP、又はRLM−RS信号電力/RLM−RS雑音パワーなど)により測定される。これにより、UEの複雑度に対する負担が大きく減少する。このために、UEは、上述した単純なメトリックによる最適又は最良の品質を有するX個(例えば、Xは、UEの能力によって決定されるか、又は標準により設定される)のモニタリングRLM−RSリソースセットを周期的にアップデートし、設定されたモニタリングRLM−RSリソースセットについてのみRLMを行い、該当モニタリングRLM−RSリソースセットに対する測定結果を、セルに対するRLM結果として使用することができる。
但し、このような単純なメトリックに基づいてRLM−RSモニタリングセットを構成することは、基地局がセルの配置において反映したビームコーディネーション情報を全く活用できないという問題を引き起こすことができる。よって、本発明では、上述した方法と共に、該方法を補助するための基地局のシグナリング方法についても詳しく説明する。
即ち、UEは、優先的に(上述したように)UEの複雑度を低減するために単純なメトリックを用いてRLM−RSリソースセットに対する品質を測定し、測定結果に基づいて最適又は最良の品質を有するRLM−RSを選定する。このとき、UEが上記測定結果に基づいてモニタリングRLM−RSリソースセットを構成できるように、基地局は、隣接するビーム方向を有するRLM−RSリソース、又は同じTRPで送信するRLM−RSリソース、又は類似する受信領域をカバーするLM−REリソースなどの情報を用いて、各RLM−RSリソースごとに互いに連結(相関)性を有する(mutually correlated)RLM−RSリソースとのリンク情報をUEに知らせることができる。次いで、UEは、最適又は最良の品質を有するRLM−RSリソースと基地局が伝達したリンク情報とを用いて、モニタリングRLM−RSリソースセットを構成することができる。
図13は、RLM−RSリソース#2が最良のRSRPで測定され、RLM−RSリソース#2とリンクされたRLM−RSリソースが{#1、#3、#9、#10}である場合における、UEのRLM方法を説明する図である。
図13に示したように、UEがRSRPを単純なメトリックにより定義した状態でRLM−RSリソース#2が最良のRSRPにより測定され、RLM−RSリソース#2とリンクされたRLM−RSリソースが{#1、#3、#9、#10}である場合(このとき、基地局は、5つのビームが類似する受信領域を共有していると判断したと仮定する)、UEは、モニタリングRLM−RSリソースセットで{#1、#2、#3、#9 #10}を構成し、リソースセットについてRLMメトリック(例えば、hypothetical PDCCH BLER)測定を行うことができる。次いで、UEは、設定されたRLM−RSリソースセットのうち、モニタリングのためのRLM−RSリソースサブセットを構成することができる。これにより、UEは、UEの立場で多くの演算量を必要とする(求める)(requires)RLM処理(プロセシング)に対する動作の回数を減少させることにより、UEの複雑度を低減することができる。
UEに対してRLMのために測定するRLM−RSリソースは、UEが基地局に接続された状態で変更可能である。一例として、図12において、UEがモニタリングビーム{#2、#3、#4、#5}を用いてRLMを行っている場合、最良のビームの変更と共にモニタリングビームが{#4、#5、#6、#7}に変わることができる。よって、以下では、上記のような場合のUEの動作について詳しく説明する。
より具体的には、UEが10ms単位で上位層にIS/OOS状態を報告する場合、UEは、IS/OOSの定義によって(このとき、UEは、設定された全てのビームの状態を反映して該当セルに対するIS/OOSを最終判断する)モニタリングのために設定された{#2、#3、#4、#5}の全てのビームのリンク品質を10msの間に測定した後、RLM状態を報告する。このとき、UEが{#2、#3}についてモニタリングを行った状態でモニタリングビームサブセットが変更される場合、UEは、以下のように動作する。
まず、UEは、RLMが一般に求める周期的な報告の特性を維持するために、残りの{#4、#5}に対するリンク品質を全て測定し、該当セルのリンク品質を上位層に報告した後、変更されたモニタリングRLM−RSリソースサブセットを適用して該当時点から変更されたリソースサブセットに対するリンク品質を測定する。
さらに、UEの上位層は、リソースが変更される前のリンク品質を用いて決定されたRLM status、タイマ値などを記憶しているので、リソースの変更によりUEの上位レイヤがRLM status及びタイマ値などをリセットするか又は以前の状態をそのまま反映するかを決定する必要がある。
このとき、RLMの目的が最終的なセルの状態を反映することであるので、RRCシグナリング、下位層で定義されるリソースの直/間接的な指示又は端末自体の動作によりRLM−RSリソースセット又はサブセットが変更されても、UEの上位層は、以前の状態をそのまま維持した状態でRLM動作を行うことが好ましい。
ビーム失敗と無線リンク失敗との関係
ここでは、ビーム失敗に対する動作とRLFに対する動作との間の関係に基づいて、OUT−OF−SYNC状態及びさらなる(他の)状態に関する定義及び動作について詳しく説明する。
(1)ビーム失敗と無線リンク失敗とが互いに関係を有して動作
以下、ビーム管理(以下、BM)のためのRSが、RLFのためのRSのセット又はサブセットに含まれると仮定する。
UEは、BMのためのRSを用いて持続的にサービングビームをトラッキングし、サービングビームの通信品質が決められた基準を満たさない場合、ビーム失敗を宣言してビーム回復過程を行う。この過程が完了するまで、UEは、基地局とのデータパケットのやり取りが不可能な状態にある。かかる意味で、該当状態は、RLMのためのOUT−OF−SYNC状態と定義することができる。言い換えれば、ビーム管理の状態によってRLMの状態が決められるか、又はビーム管理の状態がRLMの状態を決定する1つの因子として適用される。
サービングビームの通信品質が予め定義した閾値(例えば、Q_out)より低い場合、UEは、ビーム回復をトリガすると同時に、上位層(例えば、第3層(L3))にOUT−OF−SYNC状態であることを知らせることができる。
さらに、IN−SYNC状態は、以前のRLM状態によって以下のように定義される。まず、以前の状態がIN−SYNC状態である場合、UEは、上述したような閾値であるQ_outを使用して、サービングビームの通信品質がQ_outより大きい場合をIN−SYNC状態と定義することができる。反面、以前の状態がOUT−OF−SYNC状態である場合、UEは、新しく設定されたサービングビーム又は以前に設定されたサービングビームの通信品質がQ_INより高い場合をIN−SYNC状態と定義することができる。
ここで、RRC層のL3は、所定のパラメータによってOUT−OF−SYNC状態であることを受信した後、直ちに或いは短時間内に、RLFを宣言してこれに対する回復を行う。但し、このような動作がビーム回復動作が完了する前に行われる場合、正常なビーム回復動作を妨害することができる。したがって、以下のような補完報告が考えられる。
−マルチビームシナリオ(Multi-beam scenario)において、RLFのためのタイマの設定は、ビーム回復のために必要な時間に依存し(従属関係を有し)(depends on)、ビーム回復のために必要な時間以上に設定されることができる。かかる構成は、上記のような条件を予めRLFタイマ関連のパラメータ設定条件として定義して、タイマパラメータの設定時にこれを反映するか、又は、基地局が自体で上記のような条件を反映してRLFタイマ関連パラメータを設定することにより具現することができる。
−ビーム失敗によるOOS(サービングビームの通信品質が閾値以下である場合)について、RRC層のL3は、一定時間の間RLFを宣言しないか、又は一定時間の間RLF用タイマを増加させないことができる。ここで、“一定時間”は、ビーム回復に要する時間に基づいて決定され、該“一定時間”に対する値としては、基地局により設定されるか又は標準上定義される値が適用されることができる。このために、BFによるOOSが別の状態(OOS-BF)と定義され、OOS-BFに関連するタイマは、L3により定義されることができる。L3は、OOS−BF状態であることが下位レイヤから受信されると、該当タイマを増加させ、該当タイマが所定の値(例えば、上述した“一定時間”など)に至るまでRLF用タイマを増加させないことができる。
次いで、UEがビーム回復を成功裏に完了した場合、UEは、IN−SYNCをL3に報告してRLFのためのタイマをリセットする。
(2)ビーム失敗と無線リンク失敗とが独立して動作
以下、ビーム管理のためのRSが、無線リンクモニタリングのためのRSのサブセットであるか、又は他のRSであると仮定する。
このとき、UEは、ビーム管理のための動作としてビームトラッキングのためのRSセットについて通信品質を測定し、それに基づいてビームトラッキング及びビーム失敗の動作を行うが、これに関連してRLFのための状態報告を行わないことができる。
UEは、RLMのための動作として設定されたRSセット(例えば、上記RSセットは、全てのビーム方向を含むように設定されることを原則とするが、これは、基地局の設定により決定されることができる。即ち、UEは、設定されたRSセットが全てのビームを含んでいるか否かを分からない状態で動作することができる)に対するチャネル品質を測定することができる。
全てのRSセットについてチャネル品質が設定した閾値以下であるか又は検出されなかった場合、UEは、セルと通信不可能な状態であることを知らせるために、OUT−OF−SYNC状態をL3(又はRRC層)に周期的又は必要によって非周期的に報告する。このとき、ビーム管理動作によりビーム失敗が宣言され、UEがビーム回復動作を行っても、UEは、RSセットのうちの一部のRSのチャネル品質が設定した閾値より良好であれば、IN−SYNC状態と報告することができる。
ここで、以前の状態がIN−SYNC状態であると、UEは、In−sync状態を判断するための閾値としてOUT−OF−SYNCを判断するための閾値と同じ値(例えば、Q_OUT)を使用することができる。但し、以前の状態がOUT−OF−SYNCであると、ISとOOSとの間のピンポン効果を防止するために、UEは、In−sync状態を判断するための閾値として、他の閾値(例えば、Q_IN)を使用する。
即ち、RLM過程中に決定するIN−SYNC/OUT−OF−SYNC状態について、ビーム管理状態は影響を与えない。但し、かかる動作は、ビーム失敗に対する回復過程に失敗したか、又は回復過程のための新しいビームが一定時間以上発見されていないが、L3において無線リンク失敗が宣言されていない場合、無線リンク回復による通話接続の再設定過程が不要に長くなるという問題があり得る。よって、UEがBFとRLFとについて独立して動作する場合、以下のような補完方法を適用できる。
−ビーム管理中にビーム失敗が発生してビーム回復を行う過程において、1)一定時間(例えば、ビーム回復の動作上、定義される値、基地局により設定されるか、又は標準上、定義される値)以上の間、新しいサービングビーム候補が検出されないか、又は新しく検出されたビーム品質がビーム失敗のために設定した閾値以下であるとき、又は2)ビーム回復を行うために基地局にビーム回復に対する要求を送信したが、基地局がこれに対する応答メッセージ(新しいサービングビーム設定を確定する動作)を送信しないとき、UEは、ビーム回復の失敗を宣言し、これをL3に報告することができる。L3は、ビーム回復の失敗を受信すると、無線リンク回復過程と同一又は類似する動作を行う。
このために、UEは、第1層(L1)や第2層(L2)について、ビーム回復のためのタイマとタイマ終了を決定するためのパラメータとを定義することができる。このとき、該当パラメータは、標準又は具現のためのパラメータ値として予め設定されるか、又は基地局により設定される。
−ビーム管理中に、UEは、ビーム失敗が発生してビーム回復を行う過程に入ると、これをL3に報告することができる。L3は、ビーム回復関連のタイマを別に設定することができる。このとき、該タイマに対するパラメータとしては、基地局から設定されたか又は予め定義された値が適用される。その後、ビーム回復が開始されたことがL3に報告されると、L3は、タイマを作動させる。次いで、L3は、タイマが終了する前にL1やL2からビーム回復の成功が受信されるとタイマをリセットし、L1やL2からいかなる報告もない状態でタイマが終了すると、無線リンク回復過程と同一又は類似する動作を行う。
これら2つの動作は、ビーム失敗の動作と無線失敗の動作とが独立して行われるが、ビーム回復の失敗による接続再設定の過程のための動作を定義するためのものである。但し、2つの動作は、接続再設定を決定するためのタイマが、ビーム管理を定義するL1若しくはL2層で定義されるか、又は無線リンクモニタリングを定義するL3層で定義されるかによって差がある。
上述した様々な本発明の提案事項を整理すると、以下の通りである。
まず、UEは、RLMのための参照信号としてSS block内のSSSやPBCHを用いることができる。このとき、RLMのために使用可能なメトリックとしては、平均SNR(average SNR)、PBCH検出(PBCH detection)(或いはエラーレート)、PBCH又はSSS BERが活用される。
一例として、SS blockの周期が長い場合、UEは、新しく定義されたCSS内のRLM用DCIを用いてRLMを行うことができる。このとき、RLM用DCIは、RLM用共通DM−RSのみで構成されることができる。
さらに、UEは、新しく定義されたRLM用CSI−RSを用いてRLMを行うことができる。このとき、基地局は、効率的にRLMを行うために、RLM用のSI−RSに関する情報として、SS block又は基準チャネル(例えば、PDCCH)との連結情報をUEに知らせる。
また、基地局は、RLMのための干渉及び雑音測定用リソースとしてIM−CSI−RS(Zero power CSI-RS)を定義して、これに対するリソースをUEに割り当てるか、又は、RLMのための干渉及び雑音測定用リソースとしてCORESET内の一部のリソースを(干渉及び雑音測定用リソースを)UEに知らせることができる。
UEは、RLMを行う過程において、ビームトラッキングに対する回復を行うか又は無線リンクモニタリングによる回復過程を行うかを決定することができる。このとき、UEは、上述したRLM用のRSについてビームごと(ビームセットごと)にモニタリングを行い、その結果の値が全てのビームセットで閾値を超えない場合、Out−of−syncと判断し、複数のビームセットに対する結果の値のうちの1つでも閾値を超える場合、ビーム回復過程を行うことができる。
また、UEは、RLM及びビーム管理を行う過程において、ビーム失敗による回復過程を上位層に報告することにより、RLMのための動作の補助的な情報として使用することができる(例えば、ビーム回復失敗に関する情報によるRLF動作、ビーム回復によるRLFタイマの瞬間的な停止など)。
また、SSとRLM−CSI−RSとが同時に使用される場合、基地局は、SS及びRLM−CSI−RSの送信電力レベル(transmission power level)(ビーム利得を含む)に関する情報をUEに提供することができる。さらに、UEは、SS及びRLM−CSI−RSについて参照PDCCH構成を互いに異なるように設定することができる。この場合、UEは、多数のQin/Qoutを定義し、各々の参照信号について各々定義したQin/Qoutを使用してIS/OOSを決定することができる。
また、RLM−CSI−RSリソースがBM−CSI−RSとリソースを共有する場合、UEは、BM−CSI−RSのリソース設定をRLM−CSI−RSのリソース設定に代替して使用することができる。
図14は、本発明の一実施例による端末の無線リンクモニタリングを行う方法を示す流れ図である。
まず、本発明による端末は、少なくとも1つのリソースにより対応する同期信号/物理ブロードキャストチャネル(Synchronization Signal/Physical Broadcast CHannel;SS/PBCH)ブロック及びチャネル状態情報参照信号(Channel State Information Reference Signal;CSI−RS)のうちの少なくとも1つを受信する(S1410)。このとき、SS/PBCHブロックは、PSS(Primary Synchronization Signal)、SSS(Secondary Synchronization Signal)及びPBCH(Physical Broadcast CHannel)を含むことができる。
より具体的には、端末は、基地局から、少なくとも1つのリソースにより、各リソースに対応するSS/PBCHブロックのみを受信するか、又は対応するCSI−RSのみを受信する(行う)か、又は対応するSS/PBCHブロック及びCSI−RSを全て受信する。
ここで、少なくとも1つのリソースに対応するCSI−RSは、少なくとも1つのリソースに対応するビーム管理(BM)のためのCSI−RSと同じ特性を有するように設定される。このとき、ビーム管理のためのCSI−RSは、別に定義される。
ここで、リソースは、ビームに対応する。よって、本発明による無線通信システムにおいてマルチビーム送信をサポートする場合、端末は、少なくとも1つのビームにより対応するSS/PBCHブロック及び/又はCSI−RSを受信することができる。
次いで、端末は、受信したSS/PBCHブロック及びCSI−RSのうちの少なくとも1つを用いて無線リンク品質を測定する(S1420)。また、端末は、測定された無線リンク品質に基づく無線リンク状態情報を上位層(higher layer)に送信する(S1430)。
このとき、無線リンク品質の測定のためのメトリック(metric)としては、仮想物理下りリンク制御チャネル(hypothetical PDCCH)に対するブロックエラーレート(Block Error Rate;BLER)、又はこれに相応するeffective SNRが適用される。又は、無線リンク品質の測定のためのメトリックとしては、(仮想)PDSCHに対するBLER、又はこれに相応するeffective SNRが適用されることもできる。
よって、少なくとも1つのリソースの全てに対する無線リンク品質が閾値より低い場合、端末は、無線リンク状態情報を‘Out-of-sync’として上位層に送信することができる。
また、上記受信したSS/PBCHブロックとCSI−RSとの送信電力が異なる場合は、上記受信したSS/PBCHブロックとCSI−RSとの間の送信電力の差を考慮して、無線リンク品質の測定が行われることができる。
さらに、端末は、各リソースごとのSS/PBCHブロック及びCSI−RSに対する連結関係に関する情報を受信することができる。よって、端末は、上記連結関係に関する情報を用いてRLMを行うこともできる。
上述した提案方式に関する一例も本発明の具現方法の1つとして含まれてもよく、一種の提案方式と見なし得ることは明白な事実である。また、上述した提案方式は、独立して具現されてもよく、一部の提案方式の組合せ(又は、併合)の形態で具現されてもよい。上記提案方法の適用の有無に関する情報(又は、上記提案方法の規則に関する情報)は、基地局が端末に事前に定義されたシグナル(例えば、物理層シグナル又は上位層シグナル)で知らせるように規則が定義されてもよい。
5.装置構成
図15は、提案する実施例を具現できる端末及び基地局の構成を示す図である。図15に示した端末及び基地局は、上述した端末の無線リンクモニタリング方法の実施例を具現するために動作する。
端末(UE:User Equipment)1は、上りリンクでは、送信端として動作し、下りリンクでは、受信端として動作することができる。また、基地局(eNB:e-Node B)100は、上りリンクでは、受信端として動作し、下りリンクでは、送信端として動作することができる。
即ち、端末及び基地局は、情報、データ及び/又はメッセージの送信及び受信を制御するためにそれぞれ、送信器(Transmitter)10,110及び受信器(Receiver)20,120を含むことができ、情報、データ及び/又はメッセージを送受信するためのアンテナ30,130などを含むことができる。
また、端末及び基地局は、それぞれ、上述した本発明の実施例を行うためのプロセッサ(Processor)40,140、及びプロセッサの処理過程を一時的(臨時的)に(temporarily)又は持続的に記憶できるメモリ50,150を含むことができる。
このように構成された端末1は、受信器20で少なくとも1つのリソースにより対応する同期信号/物理ブロードキャストチャネル(Synchronization Signal/Physical Broadcast CHannel;SS/PBCH)ブロック及びチャネル状態情報参照信号(Channel State Information Reference Signal;CSI−RS)のうちの少なくとも1つを受信する。ここで、SS/PBCHブロックは、PSS(Primary Synchronization Signal)、SSS(Secondary Synchronization Signal)及びPBCH(Physical Broadcast CHannel)を含む。次いで、端末1は、プロセッサ40で上記受信したSS/PBCHブロック及びCSI−RSのうちの少なくとも1つを用いて無線リンク品質(radio link quality)を測定する。次いで、端末1は、プロセッサ40で上記測定された無線リンク品質に基づく無線リンク状態情報を上位層(higher layer)に送信する。
端末及び基地局に含まれた送信器及び受信器は、データ送信のためのパケット変復調機能、高速パケットチャネルコーディング機能、直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)パケットスケジューリング、時分割二重(デュプレックス)(TDD:Time Division Duplex)パケットスケジューリング及び/又はチャネル多重化機能を有することができる。また、図52の端末及び基地局は、低電力RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency)ユニットをさらに含むことができる。
一方、本発明において端末として、個人携帯端末機(PDA:Personal Digital Assistant)、セルラフォン、個人通信サービス(PCS:Personal Communication Service)フォン、GSM(登録商標)(Global System for Mobile)フォン、WCDMA(登録商標)(Wideband CDMA)フォン、MBS(Mobile Broadband System)フォン、ハンドヘルドPC(Hand-Held PC)、ノートPC、スマート(Smart)フォン、又はマルチモードマルチバンド(MM−MB:Multi Mode-Multi Band)端末機などを用いることができる。
ここで、スマートフォンとは、移動通信端末機と個人携帯端末機との長所を混合した端末機であり、移動通信端末機に、個人携帯端末機の機能である日程管理、ファクシミリ送受信、及びインターネット接続などのデータ通信機能を統合した端末機を意味することができる。また、マルチモードマルチバンド端末機とは、マルチモデムチップを内蔵して携帯インターネットシステム及び他の移動通信システム(例えば、CDMA(Code Division Multiple Access)2000システム、WCDMA(登録商標)(Wideband CDMA)システムなど)のいずれにおいても作動し得る端末機のことを指す。
本発明の実施例は、様々な手段によって具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせなどによって具現することができる。
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、少なくとも1つのASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、DSPD(Digital Signal Processing Device)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、手順又は関数などの形態として具現することができる。例えば、ソフトウェアコードは、メモリ50,150に記憶し、プロセッサ14,140によって駆動することができる。上記メモリユニットは、上記プロセッサの内部又は外部に設けられて、既に公知である様々な手段によって、上記プロセッサとデータをやり取りすることができる。
本発明は、本発明の技術的アイディア及び必須の特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態として具体化することができる。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付する請求項の合理的解釈によって決定しなければならず、本発明の等価的範囲内における変更は、いずれも本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係にない請求項を組み合わせて実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよい。