JP2021108482A - 任意接続チャネル信号を送信する方法とユーザ機器、及び任意接続チャネル信号を受信する方法及び基地局 - Google Patents

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【課題】任意接続チャネル(ＲＡＣＨ)信号を送受信する方法及び装置に関する。【解決手段】無線通信システムにおいて、ユーザ機器は第１フォーマットを指示するプリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定情報を受信し、第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信する。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは時間ドメインにおいて循環前置(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)部分とシーケンス部分を含む。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは以下を満たす:第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さＮＣＰのＮ倍である、ここで、ＮはＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの数であり、１より大きい。【選択図】図３１

Description

本発明は無線通信システムに関し、より詳しくは、任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)信号を送受信する方法及び装置に関する。
機器間(Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍ２Ｍ)通信と、高いデータ送信量を要求するスマートフォン、タブレットＰＣなどの様々な装置及び技術が出現及び普及されている。これに伴い、セルラー網(ｃｅｌｌｕｌａｒ ｎｅｔｗｏｒｋ)で処理されることが要求されるデータ量も急増している。このように急増しているデータ処理要求量を満たすために、より多くの周波数帯域を効率的に用いるための搬送波集約(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)技術、認知無線(ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ)技術などと、限られた周波数内で送信されるデータ容量を高めるための多重アンテナ技術、多重基地局協調技術などが発展している。
一般の無線通信システムは、１つの下りリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ、ＤＬ)帯域とこれに対応する１つの上りリンク(ｕｐｌｉｎｋ、ＵＬ)帯域でデータ送／受信を行ったり(周波数分割デュプレックス(ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ、ＦＤＤ)モードの場合)、所定の無線フレーム(Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ)を時間ドメイン(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、上りリンク／下りリンク時間ユニットでデータ送／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)。基地局(ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳ)とユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)は、所定の時間ユニット(ｕｎｉｔ)、例えば、サブフレーム(ｓｕｂｆｒａｍｅ、ＳＦ)内で、スケジュールされたデータ及び／又は制御情報を送受信する。データは、上りリンク／下りリンクサブフレームに設定されたデータ領域を通じて送受信され、制御情報は、上りリンク／下りリンクサブフレームに設定された制御領域を通じて送受信される。そのために、無線信号を搬送する様々な物理チャネルが上りリンク／下りリンクサブフレームに設定される。これに対し、搬送波集約技術は、より広い周波数帯域を用いるために複数の上りリンク／下りリンク周波数ブロックを集めてより大きい上りリンク／下りリンク帯域幅を用いることによって、単一搬送波が用いられる場合に比べて多量の信号を同時に処理することができる。
一方、ＵＥが周辺で接続(ａｃｃｅｓｓ)し得るノード(ｎｏｄｅ)の密度が高くなる方向に通信環境が進化している。ノードとは、１つ以上のアンテナを有し、ＵＥと無線信号を送信／受信できる固定した地点(ｐｏｉｎｔ)のことを指す。高い密度のノードを備えた通信システムは、ノード間の協調によってより高い性能の通信サービスをＵＥに提供することができる。
さらに多い通信装置がより大きな通信容量を要求することにより、レガシー無線接続技術(ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＲＡＴ)に比べて向上したモバイル広帯域(ｅｎｈａｎｃｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ、ｅＭＢＢ)通信の必要性が高まっている。また、多数の機器及びモノ(ｏｂｊｅｃｔ)を連結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機械タイプ通信(ｍａｓｓｉｖｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｙｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｍＭＴＣ)が次世代通信の主要争点の1つになっている。
さらに信頼性及び待機時間などに敏感なサービス／ＵＥを考慮して設計される通信システムも考えられている。次世代無線接続技術の導入は、ｅＭＢＢ通信、ｍＭＴＣ、超信頼性及び低待機時間通信(ｕｌｔｒａ−ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｌａｔｅｎｃｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＵＲＬＬＣ)などを考慮して論議されている。
新しい無線通信技術の導入から、基地局が所定リソース領域でサービスを提供すべきＵＥの個数が増加するだけでなく、上記基地局がサービスを提供するＵＥと送受信するデータと制御情報の量も増加している。基地局がＵＥとの通信に利用可能な無線リソースの量は有限であるため、基地局が有限の無線リソースを用いて上りリンク／下りリンクデータ及び／又は上りリンク／下りリンク制御情報をＵＥから／に効率的に受信／送信するための新しい方案が要求される。
また技術の発達に伴い、遅れ(ｄｅｌａｙ)或いは遅延(ｌａｔｅｎｃｙ)の克服が重要な問題となっている。遅れ／遅延により性能が大きく左右されるアプリケーションが増加している。従って、既存のシステムに比べて遅れ／遅延を減少させる方案が求められている。
さらに高周波帯域を用いて新しい無線接続技術を支援するシステムにおいて信号を送受信する方法が求められている。
本発明で遂げようとする技術的課題は、以上で言及した事項に限定されず、言及していない他の技術的課題は、以下の本発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者によって明確に理解されるであろう。
本発明の一態様として、無線通信システムにおいてユーザ機器が任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)信号を送信する方法が提供される。該方法は、第１フォーマットを指示するプリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定情報を受信、及び第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信することを含む。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは時間ドメインにおいて循環前置(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)部分とシーケンス部分を含んで構成される。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは以下を満たす。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さＮＣＰのＮ倍である、ここで、ＮはＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの数であり、１より大きい。
本発明の他の様相として、無線通信システムにおいて任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)信号を送信するユーザ機器が提供される。該ユーザ機器は、トランシーバ、及び該トランシーバを制御するように構成されたプロセッサを含んで構成される。プロセッサは、第１フォーマットを指示するプリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定情報を受信するようにトランシーバを制御、及び第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信するようにトランシーバを制御するように構成される。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、時間ドメインにおいて循環前置(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)部分とシーケンス部分を含んで構成される。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは以下を満たす。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さＮＣＰのＮ倍である、ここで、ＮはＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの数であり、１より大きい。
本発明のさらに他の様相として、無線通信システムにおいて基地局が任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)信号を受信する方法が提供される。該方法は、第１フォーマットを指示するプリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定情報を送信、及び第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを含む。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは時間ドメインにおいて循環前置(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)部分とシーケンス部分を含んで構成される。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは以下を満たす。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さＮＣＰのＮ倍である、ここで、ＮはＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの数であり、１より大きい。
本発明のさらに他の様相として、無線通信システムにおいて任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)信号を受信する基地局が提供される。該基地局は、トランシーバ、及び該トランシーバを制御するように構成されたプロセッサを含んで構成される。プロセッサは、第１フォーマットを指示するプリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定情報を送信するようにトランシーバを制御、及び第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出するように構成される。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは時間ドメインにおいて循環前置(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)部分とシーケンス部分を含んで構成される。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは以下を満たす。第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さＮＣＰのＮ倍である、ここで、ＮはＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの数であり、１より大きい。
本発明の各様相において、第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの長さは第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの総長さと同一である。
本発明の各様相において、第１フォーマットは長さＮ＊１４４＊ＴＳのＣＰ部分と長さＮ＊２０４８＊ＴＳのシーケンス部分からなるプリアンブルフォーマットであることができる。ここで、ＴＳはサンプリング時間である。
本発明の各様相において、１４４＊ＴＳはＮＣＰと同一であり、２０４８＊ＴＳはＯＦＤＭシンボルごとのデータ部分の長さと同一である。
本発明の各様相において、第１フォーマットはＮが２であるプリアンブルフォーマット、Ｎが４であるプリアンブルフォーマット又はＮが６であるプリアンブルフォーマットである。
本発明の各様相において、シーケンス部分は長さ１３９のＺａｄｏｆｆ ＣｈｕシーケンスをＮ回含む。
本発明の各様相において、ＲＡＣＨ設定情報はさらにＲＡＣＨ用スロットに関する情報を含む。
本発明の各様相において、プリアンブルフォーマット情報が第１プリアンブルフォーマット及び第２プリアンブルフォーマットの組み合わせを指示すると、ユーザ機器は、スロットのＲＡＣＨリソースのうち、ユーザ機器が検出した同期信号(ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ、ＳＳ)ブロックと連関するＲＡＣＨリソースが時間ドメインにおいてスロットの最後のＲＡＣＨリソースではないと、連関するＲＡＣＨリソースで第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信し、連関するＲＡＣＨリソースがスロットの最後のＲＡＣＨリソースであると、連関するリソースで第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信する。
本発明の各様相において、プリアンブルフォーマット情報が第１プリアンブルフォーマット及び第２プリアンブルフォーマットの組み合わせを指示すると、基地局は、スロットのＲＡＣＨリソースのうち、時間ドメインにおいてスロットの最後のＲＡＣＨリソースではないＲＡＣＨリソースでは第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルに対する検出を試み、最後のＲＡＣＨリソースでは第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルに対する検出を試みる。
本発明の各様相において、第２フォーマットは第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルフォーマット内のシーケンス部分の後に信号がないガード時間を伴うプリアンブルフォーマットである。
上記の課題解決方法は、本発明の実施例の一部に過ぎず、本願発明の技術的特徴が反映された様々な実施例が、当該技術の分野における通常の知識を有する者によって、以下に説明する本発明の詳細な説明から導出されて理解されるであろう。
本発明によれば、ＮＲシステムに適合する任意接続チャネルがＵＥにより送信され、ＢＳにより受信されることができる。任意接続チャネルを効率的に送受信できることにより、ＮＲシステムの処理量が向上する。
本発明で得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者によって明確に理解されるであろう。
既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて任意接続プリアンブルフォーマットを例示する図である。 新しい無線接続技術(ｎｅｗ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＮＲ)において利用可能なスロット構造を例示する図である。 送受信器ユニット(ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｕｎｉｔ、ＴＸＲＵ)及び物理的アンテナ観点でハイブリッドビームフォーミング構造を抽象的に示す図である。 新しい無線接続技術(ｎｅｗ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＮＲ)システムのセルを例示する図である。 ＳＳブロックの送信及びＳＳブロックにリンクされたＲＡＣＨリソースを例示する図である。 任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)プリアンブルの構成／フォーマットと受信機器能を例示する図である。 ＲＡＣＨプリアンブルを受信するためにｇＮＢに形成される受信(ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ、Ｒｘ)ビームを例示する図である。 ＲＡＣＨ信号及びＲＡＣＨリソースに関連して、本発明の説明に使用される用語を説明する図である。 ＲＡＣＨリソースセットを例示する図である。 ＲＡＣＨリソースの境界整列に関する本発明を説明するための図である。 ＢＣが有効である場合に対するＲＡＣＨ用スロット(ＳＬＯＴＲＡＣＨ)内にミニスロットを設定する方法を例示する図である。 ＢＣが有効である場合に対するＲＡＣＨ用スロット(ＳＬＯＴＲＡＣＨ)内にミニスロットを設定する他の方法を例示する図である。 ＢＣが有効ではない場合に対するＲＡＣＨ用スロット(ＳＬＯＴＲＡＣＨ)内にミニスロットを設定する方法を例示する図である。 ガード時間を用いてミニスロットを設定する方法を例示する図である。 ＢＣが有効であり、正規スロットと同じ長さでミニスロットの連接(ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ)を行ってデータを送信する例を示す図である。 時間ドメインにおけるＲＡＣＨリソース設定を例示する図である。 時間ドメインにおけるＲＡＣＨリソース設定を例示する図である。 ＲＡＣＨ時間リソース情報を例示する図である。 ＲＡＣＨプリアンブルシーケンスの割り当て例を示す図である。 ＲＡＣＨリソースブロックを例示する図である。 本発明によるＲＡＣＨ設定区間を例示する図である。 ＲＡＣＨリソースブロック内のＲＡＣＨリソースごとの設定を例示する図である。 スロット構造を例示する図である。 ＯＦＤＭシンボル内のＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを例示する図である。 シンボル内のＲＡＣＨプリアンブルの整列を例示する図である。 シンボル内のＲＡＣＨプリアンブルの整列を例示する図である。 ＣＰ長さを長くしてＲＡＣＨプリアンブルとシンボル境界を整列させる本発明によるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを例示する図である。 ７つのシンボルで構成されたスロットに対するＲＡＣＨリソースとプリアンブルの繰り返し回数によるＲＡＣＨプリアンブルのマッピングを例示する図である。 ＲＡＣＨシンボル以後に位置するｎｕｌｌ ＯＦＤＭシンボルを例示する図である。 スロット内にＲＡＣＨリソースを多重化する方法を例示する図である。 ２つのシンボルと整列される２つのシンボル長さのＲＡＣＨプリアンブルの送信フォーマットを例示する図である。 表９のプリアンブルフォーマット１に該当するプリアンブルフォーマットを例示する図である。 ＲＡＣＨスロットタイプによるスロット内のＲＡＣＨリソースの位置を例示する図である。 ＲＡＣＨスロットタイプによるスロット内のＲＡＣＨリソースの位置を例示する図である。 ＲＡＣＨスロットタイプによるスロット内のＲＡＣＨリソースの位置を例示する図である。 本発明を行う送信装置１０及び受信装置２０の構成要素を示すブロック図である。
以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳しく説明する。添付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なしにも本発明を実施できることは明らかである。
場合によって、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、各構造及び装置の核心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、この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、様々な無線多重接続システムに適用することができる。多重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のような無線技術(ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ(Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ)、ＧＰＲＳ(Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ)、ＥＤＧＥ(Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)(ｉ．ｅ．，ＧＥＲＡＮ)などのような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)などのような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)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の進化した形態である。説明の便宜のために、以下では、本発明が３ＧＰＰ基盤通信システム、例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ、ＮＲ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／ＮＲ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／ＮＲ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−競合ベース(ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ)通信だけでなく、Ｗｉ−Ｆｉのような競合ベース(ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ)通信にも適用することができる。非−競合ベース通信技法は、接続ポイント(ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ)或いは上記接続ポイントを制御する制御ノード(ｎｏｄｅ)が、ＵＥと上記ＡＰ間の通信のためのリソースを割り当てるが、競合ベース通信技法は、ＡＰに接続しようとする複数ＵＥ間の競合によって通信リソースが占有される。競合ベース通信技法についして簡略に説明すると、競合ベース通信技法の一種として搬送波感知多元接続(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)のような、共有送信媒体(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、同一の共有送信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)媒体接続制御(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、自身の送信を開始する前に、進行中の他の送信装置によって送信が完了(ｆｉｎｉｓｈ)することを待つ。結局、ＣＳＭＡは、“ｓｅｎｓｅ ｂｅｆｏｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｔ”或いは“ｌｉｓｔｅｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔａｌｋ”の原理に基づいてした通信技法といえる。ＣＳＭＡを用いる競合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(ｅｔｈｅｒｎｅｔ)環境で通信をしようとするＰＣ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ)やサーバー(ｓｅｒｖｅｒ)がまず、ネットワーク上で通信が行われているか確認した後、他の装置(ｄｅｖｉｃｅ)がデータを上記ネットワーク上で載せて送っていると、待ってからデータを送る。すなわち、２人以上のユーザ(例、ＰＣ、ＵＥなど)が同時にデータを乗せて送る場合、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、自身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、目録に登載された自身の位置によって、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身のデータ送信間の衝突を回避する。
後述する本発明の実施例において、装置が“仮定する”という表現は、チャネルを送信する主体が該当の“仮定”に符合するようにチャネルを送信することを意味する。チャネルを受信する主体は、チャネルが該当“仮定”に符合するように送信されたという前提の下に、該当“仮定”に符合する形態でチャネルを受信或いは復号するものであることを意味する。
本発明において、特定のリソースでチャネルがパンクチャリングされるとは、チャネルのリソースマッピング過程でチャネルの信号が特定のリソースにマッピングされるものの、チャネルの送信時にパンクチャリングされるリソースにマッピングされた信号部分は除外されたまま送信されることを意味する。言い換えれば、パンクチャリングされる特定のリソースは、該当チャネルのリソースマッピング過程で該当チャネルのリソースとしてカウントされるものの、該当チャネルの信号のうち、特定のリソースにマッピングされた信号は実際には送信されない。該当チャネルの受信装置はパンクチャリングされた特定のリソースにマッピングされた信号部分は送信されなかったと仮定し、該当チャネルを受信、復調或いは復号する。反面、特定のリソースでチャネルがレートマッチングされるとは、チャネルのリソースマッピング過程でチャネルが特定のリソースに全くマッピングされないことにより、チャネルの送信に使用されないことを意味する。言い換えれば、レートマッチングされる特定のリソースは、該当チャネルのリソースマッピング過程で該当チャネルのリソースとして全くカウントされない。該当チャネルの受信装置はレートマッチングされた特定のリソースが該当チャネルのマッピング及び送信に全然使用されなかったと仮定して、該当チャネルを受信、復調又は復号する。
本発明において、ＵＥは、固定していても移動性を有してもよく、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)などと呼ぶこともできる。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)、接続ポイント(Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ)、ＰＳ(Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒ)などの他の用語と呼ぶこともできる。特に、ＵＴＲＡＮの基地局はＮｏｄｅ−Ｂに、Ｅ−ＵＴＲＡＮの基地局はｅＮＢに、また新しい無線接続技術ネットワーク(ｎｅｗ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｎｅｔｗｏｒｋ)の基地局はｇＮＢとも呼ばれる。以下、説明の便宜のために、ＢＳをｇＮＢと呼ぶ。
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地点(ｐｏｉｎｔ)のことを指す。様々な形態のｇＮＢ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)、ｇＮＢ、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、ｇＮＢ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ｇＮＢ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ｇＮＢに接続されているため、一般に、無線回線で接続されたｇＮＢによる協調通信に比べて、ＲＲＨ／ＲＲＵとｇＮＢ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。この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、１つ以上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。従って、本発明で特定セルと通信するということは、上記特定セルに通信サービスを提供するｇＮＢ或いはノードと通信するということを意味できる。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ｇＮＢ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ｇＮＢ或いはノードとＵＥ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。３ＧＰＰ基盤通信システムにおいて、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が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)リソース上で送信するＣＳＩ−ＲＳを用いて測定することができる。
一方、３ＧＰＰ基盤通信システムは、無線リソースを管理するためにセルの概念を用いているが、無線リソースと関連付くセルは、地理的領域のセルと区別される。
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。従って、“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ことに用いることができる。
一方、３ＧＰＰ通信標準は無線リソースを管理するためにセルの概念を使う。無線リソースに関連した“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)の組合せ、つまりＤＬコンポーネント搬送波(ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ、ＣＣ)とＵＬ ＣＣの組合せと定義される。セルはＤＬリソース単独、又はＤＬリソースとＵＬリソースの組合せに設定されることができる。搬送波集成が支援される場合、ＤＬリソース(又は、ＤＬ ＣＣ)の搬送波周波数とＵＬリソース(又は、ＵＬ ＣＣ)の搬送波周波数の間のリンケージ(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の中心周波数と同じであることができる。以下では、１次周波数(ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)上で動作するセルを１次セル(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２次セル(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１次ＣＣ(ＤＬ ＰＣＣ)と言い、上りリンクでＰｃｅｌｌに対応する搬送波はＵＬ１次ＣＣ(ＤＬ ＰＣＣ)と言う。ＳｃｅｌｌとはＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)連結開設(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と一緒に、前記ＵＥのためのサービングセルの集団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ＤＬ２次ＣＣ(ＤＬ ＳＣＣ)と言い、上りリンクで前記Ｓｃｅｌｌに対応する搬送波はＵＬ２次ＣＣ(ＵＬＳＣＣ)と言う。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にあるが、搬送波集成が設定されていないか搬送波集成を支援しない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。
３ＧＰＰ基盤通信標準は、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、参照信号と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、ｇＮＢとＵＥ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、セル特定的ＲＳ(ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲＳ)、ＵＥ−特定的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)、物理任意接続チャネル(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)が定義される。
本発明で、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／任意(ｒａｎｄｏｍ)接続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、ユーザ機器がＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ／ＰＲＡＣＨを送信するという表現は、それぞれ、ＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ／ＰＲＡＣＨ上で／或いはそれを通じて、上りリンク制御情報／上りリンクデータ／任意(ｒａｎｄｏｍ)接続信号を送信することと同じ意味で使われる。また、ｇＮＢ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／或いはそれを通じて、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)スロットを、ＴＲＳスロットと称する。また、ブロードキャスト信号が送信されるスロットを、ブロードキャストスロット或いはＰＢＣＨスロットと称し、同期信号(例えば、ＰＳＳ及び／又はＳＳＳ)が送信されるスロットを、同期信号サスロット或いはＰＳＳ／ＳＳＳスロットと称する。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。
本発明で、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ＣＲＳが占有するＲＥの位置によって相互区別でき、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。
本発明で使用される用語及び技術のうち、具体的に説明されていない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などと、３ＧＰＰ ＮＲ 標準文書、例えば、３ＧＰＰ ＴＳ ３８.２１１、３ＧＰＰ ＴＳ ３８.２１２、３ＧＰＰ ３８.２１３、３ＧＰＰ ３８.２１４、３ＧＰＰ ３８.２１５、３ＧＰＰ ＴＳ ３８.３２１及び３ＧＰＰ ＴＳ ３８.３３１などを参照できる。
ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、ＵＥは、電源が入れたか又は新しくセルに接続する場合、セルとの時間及び周波数同期を得、セルの物理階層セル識別子(ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｅｌｌ ｉｄｅｎｔｉｔｙ)Ｎｃｅｌｌ ＩＤを検出するなどのセル探索(ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ)過程を行う。このために、ＵＥはｅＮＢから同期信号、例えば、１次同期信号(Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ、ＰＳＳ)及び２次同期信号(Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ、ＳＳＳ)を受信して、ｅＮＢと同期を合わせ、セル識別子(ｉｄｅｎｔｉｔｙ、ＩＤ)などの情報を得る。初期セル探索を終えたＵＥは、ｅＮＢへの接続を完了するために、任意接続過程(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)を行う。このために、ＵＥは物理任意接続チャネル(ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＲＡＣＨ)を介してプリアンブルを送信し、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。このような手順を行ったＵＥは、その後、一般的な上／下りリンク信号の送信手順としてＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信及びＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ送信を行う。任意接続過程は任意接続チャネル(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨ)過程とも呼ばれる。任意接続過程は初期接続、任意接続過程は初期接続、上りリンク同期調整、リソース割り当て、ハンドオーバーなどの用途で多様に使用できる。
ＲＡＣＨプリアンブルの送信後、ＵＥは所定の時間ウィンドウ内で任意接続応答(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ、ＲＡＲ)受信を試みる。具体的には、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、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にマスキングされる)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内に自分のためのＲＡＲが存在するか否かを確認する。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リソース割り当て情報(ＵＬグラント情報)、臨時端末識別子(例えば、ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ、ＴＣ−ＲＮＴＩ)などを含む。ＵＥはＲＡＲ内のリソース割り当て情報及び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。従って、ＵＥはＭｓｇ３の送信後、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１は既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて任意接続プリアンブルフォーマットを例示する図である。
既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、任意接続プリアンブル、即ち、ＲＡＣＨプリアンブルは、物理階層においてＴＣＰの循環前置(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ)及び長さＴＳＥＱのシーケンス部分で構成される。パラメータ値ＴＣＰのＴＳＥＱは以下の表にリストされており、フレーム構造と任意接続の設定に依存する。プリアンブルフォーマットは上位階層により制御される。３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、セルのシステム情報及び移動性制御情報によりＰＲＡＣＨ設定情報をシグナリングする。ＰＲＡＣＨ設定情報は該当セル内のＲＡＣＨ過程に使用される、ルートシーケンスインデックス、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスの循環遷移ユニット(ＮＣＳ)、ルートシーケンスの長さ、プリアンブルフォーマットなどを示す。３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、プリアンブルフォーマット及びＲＡＣＨプリアンブルが送信可能な時であるＰＲＡＣＨ機会は、ＲＡＣＨ設定情報の一部であるＰＲＡＣＨ設定インデックスにより指示される(３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１１のセクション５.７及び３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３３１の"ＰＲＡＣＨ−Config"参照)。ＲＡＣＨプリアンブルに使用されるＺＣシーケンスの長さは、プリアンブルフォーマットにより決められる(表４参照)。
Figure 2021108482
ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、ＲＡＣＨプリアンブルはＵＬサブフレームで送信される。任意接続プリアンブルの送信は特定の時間及び周波数リソースにより制限される。かかるリソースをＰＲＡＣＨリソースといい、ＰＲＡＣＨリソースは、インデックス０が無線フレームで低い番号のＰＲＢ及びサブフレームに対応するように、無線フレーム内のサブフレーム番号と、周波数ドメインにおけるＰＲＢの増加順に番号が付けられる。任意接続リソースがＰＲＡＣＨ設定インデックスにより定義される(３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１１ 標準文書参照)。ＰＲＡＣＨ設定インデックスは(ｅＮＢにより送信される)上位階層信号により与えられる。
ＲＡＣＨプリアンブルのうち、シーケンス部分(以下、プリアンブルシーケンス)はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスを用いる。ＲＡＣＨのためのプリアンブルシーケンスは、１つ又はいくつかのルートＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから生成された、ゼロ相関ゾーンを有するＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから生成される。ネットワークはＵＥの使用が許容されたプリアンブルシーケンスのセットを設定する。既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、各セル内で利用可能な６４個のプリアンブルシーケンスがある。セル内の６４個のプリアンブルシーケンスのセットは、まず増加する循環遷移の順に、論理インデックスＲＡＣＨ_ＲＯＯＴ_ＳＥＱＵＥＮＣＥを有するルートＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスの全ての利用可能な循環遷移を含むことにより見つけられる(ｆｏｕｎｄ)。ここで、ＲＡＣＨ_ＲＯＯＴ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥは(該当セルの)システム情報の一部としてブロードキャストされる。６４個のプリアンブルシーケンスが単一のルートＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから生成できない場合、６４個のプリアンブルシーケンスを全て見つけるまで追加(ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ)プリアンブルシーケンスが連続的(ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ)論理インデックスを有するルートシーケンスから得られる(ｏｂｔａｉｎ)。論理ルートシーケンスの順は循環的であり、論理インデックス０が論理インデックス８３７に連続する。論理ルートシーケンスインデックスと物理ルートシーケンスインデックスｕの間の関係は、プリアンブルフォーマット０〜３に対しては表２のように与えられ、プリアンブルフォーマット４に対しては表３のように与えられる。
Figure 2021108482
Figure 2021108482
Figure 2021108482
Figure 2021108482
ｕ番目のルートＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスは、以下の式により定義される。
Figure 2021108482
Figure 2021108482
ｕ番目のルートＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから、長さＮＺＣ−１のゼロ相関ゾーンを有する任意接続プリアンブルがｘｕ,ｖ(ｎ)＝ｘｕ((ｎ＋Ｃｖ)ｍｏｄ ＮＺＣ)による循環遷移により定義される。ここで、循環遷移は以下の式により与えられる。
Figure 2021108482
ＮＣＳはプリアンブルフォーマット０〜３に対して表５のように与えられ、プリアンブルフォーマット４に対して表６のように与えられる。
Figure 2021108482
Figure 2021108482
パラメータzeroCorrelationZoneConfigの上位階層により提供される。上位階層により提供されるパラメータＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ−ｆｌａｇは、制限されない(ｕｎｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ)セット又は制限された(ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ)セットが使用されることを決定する。
変数(ｖａｒｉａｂｌｅ)ｄｕはサイズ１/ＴＳＥＱのドップラー偏移に該当する循環遷移であり、以下の式のように表される。
Figure 2021108482
pは(pu)ｍｏｄ ＮＺＣ＝１を満たす最小の負ではない整数である。循環遷移の制限されたセットに対するパラメータはｄｕに依存する。ＮＺＣ≦ｄｕ<ＮＺＣ／３に対して、パラメータは以下の通りである。
Figure 2021108482
ＮＺＣ／３≦ｄu＜(ＮＺＣ−ＮＣＳ)／２に対しては、パラメータが以下の通りである。
Figure 2021108482
ｄｕの全ての値に対して、制限されたセット内にはいかなる循環遷移もない。
ＲＡＣＨの基底帯域(ｂａｓｅｂａｎｄ)信号である時間−連続(ｔｉｍｅ−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ)任意接続信号ｓ(ｔ)は以下の式により定義される。
Figure 2021108482
ここで、０≦ｔ＜ＴＳＥＱ−ＴＣＰ、βＰＲＡＣＨは、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１３に特定された送信電力ＰＰＲＡＣＨに合わせるための振幅(ａｍｐｌｉｔｕｄｅ)スケーリング因子(ｆａｃｔｏｒ)であり、ｋ０＝ｎRA ＰＲＢＮRB sc−ＮUL RBＮRB sc／２である。ＮRB scは１つのＲＢを構成する副搬送波の数を示す。ＮUL RBはＵＬスロットにおけるＲＢの数を示し、ＵＬ送信帯域幅に依存する。周波数ドメイン内の位置は３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１１のセクション５.７.１から導き出される、パラメータｎRA ＰＲＢにより制御される。因子Ｋ＝△f／△fRAは、任意接続プリアンブルと上りリンクデータ送信の間の副搬送波間隔の差を説明する。任意接続プリアンブルのための副搬送波間隔である変数△fRAと物理リソースブロック内の任意接続プリアンブルの周波数＝ドメイン位置を決定する固定されたオフセットである変数φが以下の表の通りである。
Figure 2021108482
ＬＴＥ/ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、副搬送波間隔△fは１５ｋＨｚ或いは７．５ｋＨｚであるが、表７に示したように、任意接続プリアンブルのための副搬送波間隔△fRAは１.２５ｋＨｚ或いは０.７５ｋＨｚである。
さらに多い通信装置がより大きな通信容量を要求することにより、既存の無線接続技術(ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＲＡＴ)に比べて向上したモバイルブロードバンド通信の必要性が高まっている。また、多数の機器及びモノを連結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の(ｍａｓｓｉｖｅ)ＭＴＣが次世代通信の主要争点の１つになっている。さらに信頼性及び遅延(ｌａｔｅｎｃｙ)に敏感なサービス／ＵＥを考慮した通信システムのデザインも考えられている。このように進歩したモバイルブロードバンド通信、ｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣ(Ｕｌｔｒａ−Ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｌａｔｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ)などを考慮した次世代ＲＡＴの導入が論議されている。現在、３ＧＰＰではＥＰＣ以後の次世代移動通信システムに対する研究が進行中である。本発明では便宜上、該当技術を新しいＲＡＴ(ｎｅｗ ＲＡＴ、ＮＲ)或いは５Ｇ ＲＡＴと呼ぶ。
ＮＲ通信システムは、データレート、容量(ｃａｐａｃｉｔｙ)、遅延、エネルギー消費及び費用の面で、既存の４世代(４Ｇ)システムより相当に優れる性能の支援が要求されている。従って、ＮＲシステムは帯域幅、スペクトル、エネルギー、シグナリング効率及びビット当たりの費用の領域において相当な進歩が必要である。
＜ＯＦＤＭニューマロロジー＞
新しいＲＡＴシステムはＯＦＤＭ送信方式又は類似する送信方式を使用する。例えば、新しいＲＡＴシステムはＬＴＥのＯＦＤＭパラメータとは異なるＯＦＤＭパラメータに従う。又は新しいＲＡＴシステムは、既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａのニューマロロジーをそのまま従うが、より大きいシステム帯域幅(例えば、１００ＭＨｚ)を有することができる。又は、１つのセルが複数のニューマロロジーを支援することもできる。即ち、互いに異なるニューマロロジーで動作するＵＥが１つのセル内に共存することができる。
＜サブフレームの構造＞
３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムで用いられる無線フレームは、１０ｍｓ(３０７２００Ｔｓ)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示し、Ｔｓ＝１／(２０４８＊１５ｋＨｚ)で表示される。ＬＴＥ用の基本(ｂａｓｉｃ)時間ユニットはＴｓである。各々のサブフレームは１ｍｓの長さを有し、２個のスロットで構成される。１無線フレーム内において２０個のスロットは０から１９まで順にナンバリングされる。各々のスロットは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)で定義される。時間リソースは無線フレーム番号(或いは無線フレームインデックスともいう)、サブフレーム番号(或いはサブフレーム番号ともいう)、スロット番号(或いはスロットインデックス)などにより区分される。ＴＴＩとは、データがスケジューリング可能な間隔を意味する。例えば、現在のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、ＵＬグラント或いはＤＬグランドの送信機会(ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ)は１ｍｓごとに存在し、１ｍｓより短い時間内にＵＬ／ＤＬグラント機会(ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ)が複数存在することではない。従って、既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡシステムにおいてＴＴＩは１ｍｓである。
図２は新しい無線接続技術(ｎｅｗ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＮＲ)において利用可能なスロット構造を例示する図である。
データ送信遅延を最小化するために、５世代の新しいＲＡＴでは制御チャネルとデータチャネルが時間分割多重化(ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＴＤＭ)されるスロットの構造が考えられている。
図２において、斜線領域はＤＣＩを運ぶＤＬ制御チャネル(例えば、ＰＤＣＣＨ)の送信領域を示し、黒色部分はＵＣＩを運ぶＵＬ制御チャネル(例えば、ＰＵＣＣＨ)の送信領域を示す。ここで、ＤＣＩはｇＮＢがＵＥに伝達する制御情報であり、ＤＣＩはＵＥが分かるべきセル設定(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｏｉｎ)に関する情報、ＤＬスケジューリングなどのＤＬ特定的情報、またＵＬグラントのようなＵＬ特定的情報などを含む。またＵＣＩはＵＥがｇＮＢに伝達する制御情報であり、ＵＣＩはＤＬデータに対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ報告、ＤＬチャネル状態に対するＣＳＩ報告、またスケジューリング要請(ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ，ＳＲ)などを含む。
図２において、シンボルインデックス１からシンボルインデックス１２までのシンボル領域は、下りリンクデータを運ぶ物理チャネル(例えば、ＰＤＳＣＨ)の送信、又は上りリンクデータを運ぶ物理チャネル(例えば、ＰＤＣＣＨ)の送信に使用される。図２のスロット構造によると、１つのスロット内においてＤＬ送信とＵＬ送信が順に行われて、ＤＬデータの送信／受信とＤＬデータに対するＵＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫの受信／送信が１つのスロット内で行われる。結果として、データ送信エラーの発生時にデータの再送信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化することができる。
このようなスロットの構造では、ｇＮＢ及びＵＥは送信モードから受信モードへの転換過程又は受信モードから送信モードへの転換過程のための時間ギャップ(ｔｉｍｅ ｇａｐ)が必要である。このような送信モードと受信モードの間の転換過程のために、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ＯＦＤＭシンボルがガード期間(ｇｕａｒｄ ｐｅｒｉｏｄ、ＧＰ)に設定される。
既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、ＤＬ制御チャネルはデータチャネルとＴＤＭされ、制御チャネルであるＰＤＣＣＨはシステムの全帯域に広がって送信される。しかし、新しいＲＡＴでは、１つのシステムの帯域幅が最小約１００ＭＨｚに達すると予想されるので、制御チャネルを全帯域に拡散して送信することは無理である。ＵＥがデータ送受信のために下りリンク制御チャネル受信のために全帯域をモニタリングすることは、ＵＥのバッテリー消耗増大及び効率性低下を招く。従って、本発明ではＤＬ制御チャネルをシステム帯域、即ちチャネル帯域内の一部の周波数帯域でローカライズ(ｌｏｃａｌｉｚｅ)して送信するか、或いは分散して送信することができる。
ＮＲシステムにおいて、基本送信ユニット(ｂａｓｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｕｎｉｔ)はスロットである。スロット区間(ｄｕｒａｔｉｏｎ)は正規(ｎｏｒｍａｌ)循環プレフィックス(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)を有する１４個のシンボルからなるか、又は拡張ＣＰを有する１２個のシンボルからなる。また、スロットは使用された副搬送波間隔の関数であって、時間でスケーリングされる。即ち、副搬送波間隔が大きくなると、スロットの長さは短くなる。例えば、スロット当たりのシンボル数が１４である場合、１０ｍｓのフレーム内におけるスロット数が１５ｋＨｚの副搬送波間隔について１０個であると、３０ｋＨｚの副搬送波間隔については２０個、６０ｋＨｚの副搬送波間隔については４０個になる。副搬送波間隔が大きくなると、ＯＦＤＭシンボルの長さも短くなる。スロット内におけるＯＦＤＭシンボルの数は、正規ＣＰであるか又は拡張ＣＰであるかによって変化し、副搬送波間隔によっては変化しない。ＬＴＥ用の基本時間ユニットであるＴｓはＬＴＥの基本副搬送波間隔１５ｋＨｚと最大ＦＦＴサイズの２０４８を考慮して、Ｔｓ＝１／(１５０００＊２０４８)秒に定義され、これは１５ｋＨｚの副搬送波間隔に対するサンプリング時間である。ＮＲシステムにおいては、１５ｋＨｚの副搬送波間隔以外に様々な副搬送波間隔を使用でき、副搬送波間隔と該当時間の長さは反比例するので、１５ｋＨｚより大きい副搬送波間隔に対応する実際のサンプリング時間は、Ｔｓ＝１／(１５０００＊２０４８)秒より短くなる。例えば、副搬送波間隔３０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、１２０ｋＨｚに対する実際のサンプリング時間は各々、１／(２＊１５０００＊２０４８)秒、１／(４＊１５０００＊２０４８)秒、１／(８＊１５０００＊２０４８)秒になる。
＜アナログビームフォーミング(ａｎａｌｏｇ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ)＞
最近論議されている５世代移動通信システムは広い周波数帯域を用いて多数のユーザに高い送信率を維持しながらデータを送信するために高い超高周波帯域、即ち、６ＧＨｚ以上のミリメートル周波数帯域を用いる方案を考慮している。３ＧＰＰではこれをＮＲと称しており、以下本発明ではＮＲシステムと称する。しかし、ミリメートル周波数帯域は非常に高い周波数帯域を用いるため、距離による信号減殺が急激であるという周波数特性を有する。従って、少なくとも６ＧＨｚ以上の帯域を使用するＮＲシステムでは、急激な電波減殺特性を補償するために、信号送信を全方向ではなく特定の方向にエネルギーを集めて送信することにより、急激な電波減殺によるカーバリッジ減少の問題を解決する狭ビーム(ｎａｒｒｏｗ ｂｅａｍ)送信技法を使用している。しかし、１つの狭ビームのみでサービスする場合、１つの基地局がサービスを提供する範囲が狭くなるので、基地局は多数の狭ビームを集めて広帯域にサービスを提供する。
ミリメートル周波数帯域、即ち、ミリメートル波長(ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ、ｍｍＷ)では波長が短くなって、同じ面積に多数のアンテナ要素を設けることが可能になる。例えば、１ｃｍ程度の波長を有する３０ＧＨｚ帯域においては５ｂｙ５ｃｍのパネルに０.５λ(波長)間隔で２次元配列形態で総１００個のアンテナ要素を設けることができる。よって、ｍｍＷでは、多数のアンテナ要素を使用してビームフォーミング利得を高めてカバレッジを増加させるか、或いは処理量(ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)を高めることが考えられる。
ミリメートル周波数帯域において狭ビームを形成する方法として、基地局やＵＥから多数のアンテナに適切な位相差を用いて同じ信号を送信することにより、特定の方向でのみエネルギーが高くなるビームフォーミング方式が主に考えられている。このようなビームフォーミング方式には、デジタル基底帯域(ｂａｓｅｂａｎｄ)信号に位相差を形成するデジタルビームフォーミング、変調されたアナログ信号に時間遅延(即ち、循環遷移)を用いて位相差を形成するアナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングを全て利用するハイブリッドビームフォーミングなどがある。アンテナ要素ごとに送信パワー及び位相調節ができるようにトランシーバユニット(ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｕｎｉｔ、ＴＸＲＵ)を有すると、周波数リソースごとに独立したビームフォーミングが可能になる。しかし、１００余個の全てのアンテナ要素にＴＸＲＵを設けることは費用面で実効性が乏しい。即ち、ミリメートル周波数帯域は急激な電波減殺特性を補償するために多数のアンテナを使用する必要があり、デジタルビームフォーミングはアンテナ数ほどのＲＦコンポーネント(例えば、デジタルアナログコンバータ(ＤＡＣ)、ミキサー(ｍｉｘｅｒ)、電力増幅器(ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ)、線形増幅器(ｌｉｎｅａｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ)など)を必要とするので、ミリメートル周波数帯域においてデジタルビームフォーミングを具現するためには通信機器の単価が上がる問題がある。従って、ミリメートル周波数帯域のようにアンテナが多く必要な場合には、アナログビームフォーミング又はハイブリッドビームフォーミング方式が考慮される。アナログビームフォーミング方式は、１つのＴＸＲＵに多数のアンテナ要素をマッピングし、アナログ位相遷移器(ａｎａｌｏｇ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｅｒ)でビームの方向を調節する。かかるアナログビームフォーミング方式は全体帯域において１つのビーム方向のみを形成するので、周波数選択的ビームフォーミング(ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ、ＢＦ)ができない短所がある。ハイブリッドＢＦはデジタルＢＦとアナログＢＦの中間形態であって、Ｑ個のアンテナ要素より少ない数であるＢ個のＴＸＲＵを有する方式である。ハイブリッドＢＦの場合、Ｂ個のＴＸＲＵとＱ個のアンテナ要素の連結方式によって差はあるが、同時に送信可能なビームの方向はＢ個以下に制限される。
上述したように、デジタルビームフォーミングは、送信又は受信デジタルの基底帯域信号に対して信号処理を行うので、多重ビームを用いて同時に複数の方向に信号を送信又は受信できる反面、アナログビームフォーミングは、送信又は受信アナログ信号を変調した状態でビームフォーミングを行うので、１つのビームがカバーする範囲を超える複数の方向に信号を同時に送信又は受信することができない。通常、基地局は広帯域送信又は多重アンテナ特性を用いて同時に多数のユーザと通信を行うが、基地局がアナログ又はハイブリッドビームフォーミングを使用し、１つのビーム方向にアナログビームを形成する場合には、アナログビームフォーミングの特性上、同じアナログビーム方向内に含まれるユーザとのみ通信が可能である。後述する本発明によるＲＡＣＨリソース割り当て及び基地局のリソース活用方案は、アナログビームフォーミング又はハイブリッドビームフォーミングの特性により発生する制約事項を反映して提案される。
＜ハイブリッドアナログビームフォーミング(ｈｙｂｒｉｄ ａｎａｌｏｇ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ)＞
図３は送受信器ユニット(ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｕｎｉｔ、ＴＸＲＵ)及び物理的アンテナの観点でハイブリッドビームフォーミングの構造を抽象的に示す図である。
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及びアナログビームフォーミングを結合したハイブリッドビームフォーミング技法が考えられている。この時、アナログビームフォーミング(又はＲＦビームフォーミング)は、ＲＦユニット(トランシーバともいう)がプリコーディング(又は結合(ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ))を行う動作を意味する。ハイブリッドビームフォーミングにおいて、基底帯域(ｂａｓｅｂａｎｄ)ユニットとＲＦユニットは各々プリコーティング(又は結合)を行い、これによりＲＦチェーンの数とＤ／Ａ(又はＡ／Ｄ)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接する性能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ＴＸＲＵとＭ個の物理的アンテナで表すことができる。この時、送信端から送信するＬ個のデータレイヤに対するデジタルビームフォーミングは、Ｌ−ｂｙ−Ｌ行列で表され、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−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３において、デジタルビームの数はＬであり、アナログビームの数はＮである。さらに、ＮＲシステムにおいては、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基地局を設計して、特定の地域に位置したＵＥに効率的なビームフォーミングを支援する方向が考えられている。また、Ｎ個のＴＸＲＵとＭ個のＲＦアンテナを１つのアンテナパネルと定義した時、ＮＲシステムにおいては、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案も考えられている。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、ＵＥごとに信号の受信に有利なアナログビームが異なるので、少なくとも同期信号、システム情報、ページング(ｐａｇｉｎｇ)などについては、特定のスロット又はサブフレームにおいて基地局が適用する複数のアナログビームをシンボルごとに変化させて全てのＵＥが受信機会を有するようにするビームスイーピング(ｂｅａｍ ｓｗｅｅｐｉｎｇ)動作が考えられている。
最近３ＧＰＰ標準化団体では、５Ｇ無線通信システムである新しいＲＡＴシステム、即ち、ＮＲシステムにおいて単一の物理ネットワーク上に複数の論理ネットワークを具現するネットワークスライシングが考慮されている。論理ネットワークは様々な要求条件を有する様々なサービス(例えば、ｅＭＢＢ、ｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣなど)を支援する必要があり、ＮＲシステムの物理階層システムでは、様々なサービスによる可変的なニューマロロジーを有し得る直交周波数分割多重化(ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ)方式を支援する方案が考慮されている。言い換えれば、ＮＲシステムでは、時間及び周波数リソース領域ごとに互いに独立したニューマロロジーを有するＯＦＤＭ方式(又は多重接続方式)が考慮されている。
また、最近スマート機器の登場によってデータトラフィックが急増することにより、ＮＲシステムではより高い通信容量(例えば、データ収率など)の支援が求められている。通信容量を高める１つの方案として、多数の送信(又は受信)アンテナを活用してデータ送信を行う方法が考えられる。多数のアンテナに対してデジタルビームフォーミングを適用する場合、各アンテナごとにＲＦチェーン(例えば、電力増幅器(ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ)、ダウンコンバータ(ｄｏｗｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ)などのＲＦ素子からなるチェーン)とデジタル−ｔｏ−アナログ(ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ、Ｄ／Ａ)又はアナログ−ｔｏ−デジタル(ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ、Ａ／Ｄ)コンバータが必要であるが、かかる構造は、高いハードウェア複雑度と高い電力消耗を引き起こして実用的ではない。従って、ＮＲシステムでは、多数のアンテナが使用される場合、上述したデジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングを混用するハイブリッドビームフォーミング技法が台頭されている。
図４は新しい無線接続技術(ｎｅｗ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＮＲ)システムのセルを例示する図である。
図４を参照すると、ＮＲシステムにおいて、既存のＬＴＥなどの無線通信システムに１つの基地局が１つのセルを形成したこととは異なり、複数のＴＲＰが１つのセルを構成する方案が論議されている。複数のＴＲＰが１つのセルを構成すると、ＵＥをサービスするＴＲＰが変わっても中断されずに通信が続行され、ＵＥの移動性管理が容易である。
ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、ＰＳＳ／ＳＳＳは全−方位的(ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ)に送信されることに反して、ｍｍＷａｖｅを適用するｇＮＢがビーム方向を全−方位的に変化しながらＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨなどの信号をビームフォーミングして送信する方法が考えられている。このように、ビーム方向を変化しながら信号を送信／受信することをビームスイーピング(ｂｅａｍ ｓｗｅｅｐｉｎｇ)又はビームスキャニングという。例えば、ｇＮＢが最大Ｎ個のビーム方向を有すると仮定すると、Ｎ個のビーム方向に対して各々ＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨなどの信号を送信する。即ち、ｇＮＢは自分が有し得る又は支援しようとする方向をスイーピングしながら各々の方向に対してＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨなどの同期信号を送信する。又はｇＮＢがＮ個のビームを形成できる場合、いくつずつのビームを集めて１つのビームグループを構成でき、ビームグループごとにＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨを送信／受信することができる。この時、１つのビームグループは１つ以上のビームを含む。同じ方向に送信されるＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨなどの信号が１つのＳＳブロックと定義されることができ、１つのセル内に複数のＳＳブロックが存在することができる。複数のＳＳブロックが存在する場合、各ＳＳブロックの区分のために、ＳＳブロックインデックスを使用できる。例えば、１つのシステムにおいて１０つのビーム方向にＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨが送信される場合、同方向へのＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨが１つのＳＳブロックを構成することができ、該当システムでは１０つのＳＳブロックが存在すると理解できる。本発明において、ビームインデックスはＳＳブロックインデックスと解析できる。
図５はＳＳブロックの送信及びＳＳブロックにリンクされたＲＡＣＨリソースを例示する図である。
ｇＮＢが１つのＵＥと通信するためには、ｇＮＢとＵＥの間の最適のビーム方向を分かる必要がある。またＵＥが動くことにより最適のビーム方向も変わるので、最適のビーム方向を持続的に追跡しなければならない。ｇＮＢとＵＥの間の最適のビーム方向を把握する過程をビーム獲得(ｂｅａｍ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ)過程といい、最適のビーム方向を持続的に追跡する過程をビーム追跡(ｂｅａｍ ｔｒａｃｋｉｎｇ)過程という。ビーム獲得過程は、１)ＵＥがｇＮＢに最初に接続を試みる初期接続、２)ＵＥが１つのｇＮＢから他のｇＮＢに移るハンドオーバー、３)ＵＥとｇＮＢの間の最適のビームを探すビームトラッキング中に最適のビームを失い、ｇＮＢとの通信が最適の状態を持続できないか、又は通信不可能になった状態、即ちビーム失敗(ｂｅａｍ ｆａｉｌｕｒｅ)を復旧するためのビーム回復(ｂｅａｍ ｒｅｃｏｖｅｒｙ)などに必要である。
現在開発中であるＮＲシステムの場合、多重ビームを使用する環境でビーム獲得のために多段階のビーム獲得過程が論議されている。多段階ビーム獲得過程において、ｇＮＢとＵＥが初期接続段階では広いビームを用いて連結セットアップを進行し、連結セットアップの完了後、ｇＮＢとＵＥは狭いビームを用いて最適の品質で通信を行う。本発明で主に論議するＮＲシステムのビーム獲得のために様々な方式が論議されているが、現在盛んに論議されている方式は以下の通りである。
１)ｇＮＢはＵＥが初期接続段階でｇＮＢを探して、即ちセル探索(ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ)又はセル獲得(ｃｅｌｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ)を行って、広いビームのビームごとのチャネル品質を測定してビーム獲得の１次段階で使用する最適の広いビームを探すために広いビームごとに同期ブロック(ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ)を送信する。２)ＵＥはビームごとの同期ブロックに対してセル探索を行い、ビームごとのセル検出結果を用いて下りリンクビーム獲得を行う。３)ＵＥは自分が探したｇＮＢに自分が接続することを知らせるために、ＲＡＣＨ過程を行う。４)ＵＥがＲＡＣＨ過程と同時に広いビームレベルで下りリンクビーム獲得結果(例えば、ビームインデックス)をｇＮＢに知らせるために、ｇＮＢはビームごとに送信された同期ブロックとＲＡＣＨ送信のために使用されるＲＡＣＨリソースを連結又は連関させる。ＵＥは自分が探した最適のビーム方向に連結されたＲＡＣＨリソースを用いてＲＡＣＨ過程を行うと、ｇＮＢはＲＡＣＨプリアンブルを受信する過程でＵＥに適合する下りリンクビームに関する情報が得られる。
＜ビーム対応性(ｂｅａｍ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ、ＢＣ)＞
多重−ビーム環境では、ＵＥと送信及び受信ポイント(ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ、ＴＲＰ)の間のＴｘビーム及び／又は受信(ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ、Ｒｘ)ビーム方向をＵＥ及び／又はＴＲＰが正確に決定できるかが問題になる。多重−ビーム環境において、ＴＲＰ(例えば、ｅＮＢ)又はＵＥのＴＸ／ＲＸ相互能力によって、信号送信の繰り返し又は信号受信のためのビームスイーピングが考えられる。ＴＸ／ＲＸ相互能力はＴＲＰ及びＵＥにおけるＴＸ／ＲＸビーム対応性(ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ)ともいう。多重−ビーム環境において、ＴＲＰ及びＵＥでＴＸ／ＲＸ相互能力が有効ではないと、ＵＥは自分が下りリンク信号を受信したビーム方向に上りリンク信号を送れないことがある。ＵＬの最適の経路とＤＬの最適の経路が異なることがあるためである。ＴＲＰにおけるＴＸ／ＲＸビーム対応性は、ＴＲＰがＴＲＰの１つ以上のＴＸビームに対するＵＥの下りリンクの測定に基づいて該当上りリンク受信のためのＴＲＰ ＲＸビームを決定できると、及び／又はＴＲＰがＴＲＰの１つ以上のＲＸビームに対するＴＲＰ'の上りリンクの測定に基づいて該当下りリンク送信に対するＴＲＰ ＴＸビームを決定できると、有効である。ＵＥにおけるＴＸ／ＲＸビーム対応性は、ＵＥがＵＥの１つ以上のＲＸビームに対するＵＥの下りリンクの測定に基づいて該当上りリンク送信のためのＵＥ ＲＸビームを決定できると、及び／又はＵＥがＵＥの１つ以上のＴＸビームに対する上りリンクの測定に基づくＴＲＰの指示に基づいて該当下りリンクの受信に対するＵＥ ＴＸビームを決定できると、有効である。
ＬＴＥシステム及びＮＲシステムにおいて、ｇＮＢへの初期接続、即ちｇＮＢが使用するセルを通じたｇＮＢへの初期接続のために使用するＲＡＣＨ信号は、以下の要素を用いて構成される。
＊循環プレフィックス(ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ)：以前の／前の(ＯＦＤＭ)シンボルからの干渉を防ぎ、多様な時間遅延を有してｇＮＢに到着するＲＡＣＨプリアンブル信号を１つの同時間帯に集める役割を果たす。即ち、セルの最大半径に合うようにＣＰを設定すると、セル内のＵＥが同一のリソースで送信したＲＡＣＨプリアンブルがＲＡＣＨ受信のためにｇＮＢが設定したＲＡＣＨプリアンブル長さに該当するＲＡＣＨ受信ウィンドウ内に入る。ＣＰの長さは一般的に最大の往復遅延(ｍａｘｉｍｕｍ ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ)より大きいか又は等しく設定される。
＊プリアンブル：信号が送信されたことをｇＮＢが検出するためのシーケンスが定義され、プリアンブルはこのシーケンスを運ぶ役割を果たす。
＊ガード時間(ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ、ＧＴ)：ＲＡＣＨカーバリッジ上、ｇＮＢと最も遠いところから送信され、遅延されてｇＮＢに入るＲＡＣＨ信号が、ＲＡＣＨシンボル区間以後に入る信号に干渉を与えないようにするために定義された区間であって、この区間ではＵＥが信号を送信しないので、ＧＴはＲＡＣＨ信号として定義されないこともできる。
図６はＲＡＣＨプリアンブルの構成／フォーマットと受信器の機能を例示する図である。
ＵＥは同期信号により得たｇＮＢのシステムタイミングに合わせて指定されたＲＡＣＨリソースによりＲＡＣＨ信号を送信する。ｇＮＢは複数のＵＥからの信号を受信する。ｇＮＢは一般的にＲＡＣＨ受信のために図５に例示された過程を行う。ＲＡＣＨ信号に対してＣＰは最大の往復遅延以上に設定されるので、ｇＮＢは最大の往復遅延とＣＰ長さの間の任意の地点を信号受信のための境界と設定する。境界地点を信号受信のための開始点とし、この開始点からシーケンス長さに該当する長さほどの信号に対して相関(ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ)を適用すると、ｇＮＢはＲＡＣＨ信号の存在有無と循環遷移情報を得ることができる。
ｇＮＢが運用する通信環境がミリメートル帯域のように多重ビームを使用する環境である場合、ＲＡＣＨ信号が複数の方向からｇＮＢに入り、ｇＮＢは複数の方向から入るＲＡＣＨ受信のためにビーム方向を変更しながらＲＡＣＨプリアンブル(即ち、ＰＲＡＣＨ)に対する検出を行う必要がある。上述したように、アナログビームを使用する場合、ｇＮＢは一時点では一方向のみに対してＲＡＣＨ受信を行うしかない。かかる理由によって、ｇＮＢがＲＡＣＨプリアンブル検出を適切に行うためのＲＡＣＨプリアンブル及びＲＡＣＨ過程が設計される必要がある。本発明は、ｇＮＢでビーム対応性(ｂｅａｍ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ、ＢＣ)が有効である場合と、ＢＣが有効ではない場合とを考慮して、ＮＲシステム、特にビームフォーミングが適用可能な高周波帯域のためのＲＡＣＨプリアンブル及び／又はＲＡＣＨ過程を提案する。
図７はＲＡＣＨプリアンブルを受信するためにｇＮＢに形成される受信(ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ、Ｒｘ)ビームを例示する図である。
ＢＣが有効ではない場合、ＳＳブロックに対してＲＡＣＨリソースがリンクされていても、ｇＮＢはＳＳブロックの送信ビーム方向に受信ビームを形成してもビーム方向が外れることができるので、多数の方向に対して、即ち受信ビームを変更しながらＲＡＣＨプリアンブル検出を行う／試みるビームスキャンを行うように、図７(ａ)に例示するフォーマットでＲＡＣＨプリアンブルが設定されることができる。反面、ＢＣが有効である場合、同期信号ブロック(ＳＳブロック)に対してＲＡＣＨリソースがリンクされているので、ｇＮＢは１つのＲＡＣＨリソースに対してＳＳブロックを送信するために使用したビーム方向に受信ビームを形成して、その方向に対してのみＲＡＣＨプリアンブル検出を行えばよい。従って、図７(ｂ)に例示したフォーマットでＲＡＣＨプリアンブルが設定されることができる。
上述したように、ＵＥの下りリンクビーム獲得報告及び下りリンク選好(ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ)ビーム報告と、ｇＮＢのＢＣによるビームスキャンというＲＡＣＨ過程の２つの目的を反映して、ＲＡＣＨ信号及びＲＡＣＨリソースを構成しなければならない。
図８はＲＡＣＨ信号及びＲＡＣＨリソースに関連して、本発明の説明に使用される用語を説明する図である。以下、本発明ではＲＡＣＨ信号が以下の形態で設定されることができる。
＊ＲＡＣＨリソース要素(ＲＡＣＨ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ)： ＲＡＣＨリソース要素は、ＵＥがＲＡＣＨ信号を送信する基本ユニットである。他のＲＡＣＨリソース要素は各々異なるＵＥによりＲＡＣＨ信号送信のために使用可能であるので、各ＲＡＣＨリソース要素内のＲＡＣＨ信号にＣＰが挿入される。ＵＥの間の信号に対する保護は、予めＣＰにより維持されるので、ＧＴはＲＡＣＨリソース要素の間では不要である。
＊ＲＡＣＨリソース(ＲＡＣＨ ｒｅｓｏｕｒｃｅ)：ＲＡＣＨリソースは、１つのＳＳブロックに連結されている連接したＲＡＣＨリソース要素の集合として定義される。ＲＡＣＨリソースが連続して隣接して割り当てられる場合、ＲＡＣＨリソース要素と同様に、連続する２つのＲＡＣＨリソースが各々異なるＵＥによる信号送信に使用できるので、各ＲＡＣＨリソース内のＲＡＣＨ信号にＣＰが挿入されることができる。ＣＰにより時間遅延による信号検出の歪曲が防止されるので、ＲＡＣＨリソースとＲＡＣＨリソースの間にＧＴは不要である。但し、１つのＲＡＣＨリソースで構成される場合、即ち、ＲＡＣＨリソースが連続して構成されない場合、ＲＡＣＨリソースの後にＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨが割り当てられることができるので、ＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨの前にＧＴが挿入されることができる。
＊ＲＡＣＨリソースセット(ＲＡＣＨ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｓｅｔ)：ＲＡＣＨリソースセットは、連接したＲＡＣＨリソースの集合である。セルに多数のＳＳブロックが存在し、多数のＳＳブロックに各々(ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ)連結されたＲＡＣＨリソースが連接する場合、連接したＲＡＣＨリソースが１つのＲＡＣＨリソースセットとして定義されることができる。ＲＡＣＨリソースからなるＲＡＣＨリソースセットがＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨのような他の信号と接することができる部分であるＲＡＣＨリソースセットの最後の部分にＧＴが挿入される。ＧＴは上述したように信号を送信しない区間であるので、信号として定義されないこともできる。ＧＴは図８に図示されていない。
＊ＲＡＣＨプリアンブル繰り返し(ＲＡＣＨ ｐｒｅａｍｂｌｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ)：ｇＮＢの受信ビームスキャンのためのＲＡＣＨプリアンブルを構成する場合、即ち、ｇＮＢが自分が受信ビームスキャンを行えるようにＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを設定する場合、ＲＡＣＨプリアンブル内で同一の信号(即ち、同一のシーケンス)が繰り返されると、繰り返される信号自体がＣＰの役割を果たすので、繰り返される信号の間にＣＰが不要であるが、他の信号を用いてプリアンブルがＲＡＣＨプリアンブル内で繰り返す場合には、プリアンブルとプリアンブルの間にＣＰが必要である。ＲＡＣＨプリアンブルとＲＡＣＨプリアンブルの間にはＧＴが不要である。以下、同一の信号の繰り返しを仮定して本発明を説明する。例えば、ＲＡＣＨプリアンブルが'ＣＰ＋プリアンブル＋プリアンブル'の形態で構成される場合、ＲＡＣＨプリアンブル内のプリアンブルは同一のシーケンスからなると仮定して、本発明が説明される。
図８はｇＮＢの観点で複数のＳＳブロックに対するＲＡＣＨリソースと各ＲＡＣＨリソース内のＲＡＣＨプリアンブルを示した図であり、ｇＮＢはＲＡＣＨリソースが設定された時間領域で該当セル上の各ＲＡＣＨリソース内のＲＡＣＨプリアンブルの受信を試みる。ＵＥはセルの全てのＳＳブロックに対するＲＡＣＨリソースのＲＡＣＨプリアンブルではなく、特定のＳＳブロック(例えば、受信品質のよいＳＳブロック)にリンクされたＲＡＣＨリソースを介して自分のＲＡＣＨプリアンブルを送信する。上述したように、互いに異なるＲＡＣＨリソース要素又は互いに異なるＲＡＣＨリソースは、互いに異なるＵＥによるＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されることができる。
図９はＲＡＣＨリソースセットを例示する図である。図９(ａ)はＢＣが有効であるｇＮＢのセル上にＲＡＣＨリソース当たり２つのＲＡＣＨリソース要素が設定された場合を例示しており、図９(ｂ)はＢＣが有効であるｇＮＢのセル上にＲＡＣＨリソース当たり１つのＲＡＣＨリソース要素が設定された場合を例示している。図９(ａ)によれば、ＳＳブロックにリンクされたＲＡＣＨリソース内で２つのＲＡＣＨプリアンブルが送信されることができる。図９(ｂ)によれば、ＳＳブロックにリンクされたＲＡＣＨリソース内で１つのＲＡＣＨプリアンブルが送信されることができる。
図８に示したＲＡＣＨ信号構成の特性を用いて、ＲＡＣＨリソースの効率性を最大化するようにＲＡＣＨリソースセットが図９のように構成されることができる。図９に示したように、ＲＡＣＨリソースの使用／割り当ての効率性を高めるためには、ＲＡＣＨリソースセット内のＲＡＣＨリソースの間に空の区間を割り当てず、ＲＡＣＨリソース又はＲＡＣＨリソース要素が完全に連続して使用されるように設定することができる。
しかし、図９のようにＲＡＣＨリソースを設定する場合、以下のような問題が発生し得る。１)ＢＣが有効であり、ＳＳブロック＃Ｎに該当するＲＡＣＨリソースの受信のためにｇＮＢがＳＳブロック＃Ｎの方向にビームを形成して受信する場合、データ又は制御チャネルのために定義されたＯＦＤＭシンボル(ＯＦＤＭ ｓｙｍｂｏｌ、ＯＳ)の中間で受信ビームが変更されるので、ＲＡＣＨリソースに割り当てられた周波数リソース以外のリソースを部分的に使用するしかないという問題がある。即ち、図９(ａ)の例から分かるように、ＳＳブロック＃１を受信するためにｇＮＢが受信ビームを形成すると、ＯＳ＃４をデータチャネル又は制御チャネル用として使用できないという問題がある。２)ＢＣが有効ではなく、ｇＮＢがＲＡＣＨリソース要素内でＲｘビームスキャンを行う時、ＳＳブロック＃１に対応するＲＡＣＨリソースについては、ＯＳ＃１／ＯＳ＃２／ＯＳ＃３の境界に合わせてＯＳの各々でＲｘビームを形成してデータ／制御信号を受信しながらＲＡＣＨプリアンブル検出を行うことができるが、ＳＳブロック＃２に該当するＲＡＣＨリソースに対するビームスキャンを行う時、ＯＳ＃４に該当する区間でデータ／制御信号の受信のためのビーム方向とＲＡＣＨプリアンブル受信のためのビーム方向が合わず、ＲＡＣＨプリアンブルの検出に問題が発生することができる。
即ち、ＲＡＣＨ信号受信のためにｇＮＢが受信ビームの方向を変更しながらビームスキャンを行い、受信ビームを変更する時点がデータ又は制御チャネルのために定義されるＯＦＤＭシンボル境界から外れる場合、ＲＡＣＨリソースとして割り当てられた周波数リソースではない周波数領域でサービスされるデータ又は制御チャネルのリソース使用／割り当て効率性が落ちる問題が発生し得る。かかる問題を解決するために、本発明は、多重ビームのシナリオにおいて、ｇＮＢがビーム方向を変更しながらＲＡＣＨプリアンブルを検出可能にすると同時に、ｇＮＢがＲＡＣＨリソース以外の全ての無線リソースをデータ及び制御チャネルのために使用可能にするために、ＯＦＤＭシンボル境界と整列される構造でＲＡＣＨリソースを割り当てることを提案する。例えば、ＢＣが有効である場合、ＲＡＣＨリソース又はＲＡＣＨリソースで送信されるＲＡＣＨプリアンブルは、図１０に示したように、２つの方法でＯＦＤＭシンボル境界と整列されることができる。
図１０はＲＡＣＨリソースの境界整列についての本発明を説明するための図である。図１０はＢＣが有効でありながら、１つのＲＡＣＨリソースに２つのＲＡＣＨリソース要素が送信される場合を例示する図である。ＢＣが有効ではない場合、図７(ａ)又は図８(ａ)に示したように、１つのＲＡＣＨプリアンブルが１つのＣＰと複数の連続するプリアンブルとで構成され、この場合にも以下の本発明を適用できる。１つのＲＡＣＨリソースに１つのＲＡＣＨリソース要素のみが送信されることもあり、この場合にも以下の本発明を適用できる。
１)ＯＦＤＭシンボル境界とＲＡＣＨリソース境界を一致させる１つの方法(以下、方法１)では、図１０(ａ)に示したように、ｇＮＢによるＲＡＣＨプリアンブル検出能力、ｇＮＢのカーバリッジ及びＲＡＣＨプリアンブルの副搬送波間隔を反映して、ＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さとプリアンブル長さを決めた後、これを用いてＲＡＣＨリソース要素を設定する。ｇＮＢはＲＡＣＨリソース容量(ｃａｐａｃｉｔｙ)を反映してＲＡＣＨリソース当たりのＲＡＣＨリソース要素数を決めてＲＡＣＨリソースを設定する。ｇＮＢは、連続して使用するＲＡＣＨリソースの各々の境界とデータ及び制御チャネルのために使用するＯＦＤＭシンボル境界が一致するようにＲＡＣＨリソースを設定する。この場合、ＲＡＣＨリソースの間には空の区間が発生することができる。この空の区間はいかなる信号も送信しない区間として設定される。又はＲＡＣＨリソース内の最後のＲＡＣＨリソース要素のみに限って、ポストフィックス(ｐｏｓｔ−ｆｉｘ)でさらに信号が送信されることができる。即ち、ＲＡＣＨリソース内のＲＡＣＨリソース要素のうち、時間ドメインにおいて最も最後のＲＡＣＨリソース要素を使用してＲＡＣＨプリアンブルを送信するＵＥは、自分のＲＡＣＨプリアンブルにポストフィックス信号を追加して送信し、最後のＲＡＣＨリソース要素ではないＲＡＣＨリソース要素を使用してＲＡＣＨプリアンブルを送信するＵＥは、ポストフィックス信号を追加せずそのまま送信することができる。
２)ＯＦＤＭシンボル境界とＲＡＣＨリソース境界を一致させる他の方法(以下、方法２)では、図１０(ｂ)に示したように、ＲＡＣＨリソース境界をＯＦＤＭシンボル境界と整列させるためにＣＰの長さ及びプリアンブルの長さを設定する。しかし、ＲＡＣＨリソース当たりのＲＡＣＨリソース要素の数が変わることができるので、ＲＡＣＨプリアンブルの長さをＯＦＤＭシンボル境界に合わせて変更する場合、ＲＡＣＨプリアンブル内のプリアンブルシーケンスの特性が変わる恐れがある。即ち、プリアンブルの生成に使用されるＺＣシーケンスの長さが、表４に示したように、プリアンブルフォーマットによって８３９又は１３９に決められているが、ＲＡＣＨプリアンブルの長さをＯＦＤＭシンボル境界に合わせるためにプリアンブルの長さを調節する場合、プリアンブルシーケンスであるＺＣシーケンスの特性が変わる恐れがある。従って、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットが決められ、ＲＡＣＨリソース当たりのＲＡＣＨリソース要素が決められると、ＲＡＣＨプリアンブルの長さは固定し、ＲＡＣＨリソースがＯＦＤＭシンボル境界と整列されるようにＣＰの長さをＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの設定において決められた長さより長くすることが可能である。即ち、この方法は、プリアンブルシーケンスの特性が維持されるようにＲＡＣＨプリアンブル内の各プリアンブルの長さは固定し、ＣＰの長さをＯＦＤＭシンボル境界に合わせて長くすることにより、ＲＡＣＨリソースの境界、即ち、ＲＡＣＨリソースで送信／受信されるＲＡＣＨプリアンブルの境界をデータ／制御チャネルの送信用のＯＦＤＭシンボル(即ち、一般ＯＦＤＭシンボル)境界と合わせることである。この場合、ｇＮＢは、一部ＲＡＣＨリソース要素のＣＰ長さのみが長くなるように設定(即ち、一部ＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さのみが長くなるように設定)するか、又は全てのＲＡＣＨリソース要素のＣＰ長さが適切に長くなるように設定(即ち、各ＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さが適切に長くなるように設定)することができる。従って、例えば、ｇＮＢがＯＦＤＭシンボルで構成された時間領域にＲＡＣＨリソースを設定する場合、ｇＮＢはＣＰの長さとシーケンス部分の長さを示すプリアンブルフォーマットを設定するが、シーケンス部分の長さは、該当ＲＡＣＨプリアンブルに含まれるプリアンブルの数によって特定の長さ(例えば、ＲＡＣＨのためのＺＣシーケンスの長さ)から得られたプリアンブル長さの正の整数倍であり、ＣＰの長さは、一般ＯＦＤＭシンボルの総長さからプリアンブル部分の長さを引いた値と同一になるようにプリアンブルフォーマットを設定してシグナリングすることができる。ＯＦＤＭシンボルの長さがいずれも同一である場合、本発明によるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットは、プリアンブルの所定の長さ(例えば、所定の長さのＺＣシーケンスから得られたプリアンブルの長さ)の正の整数倍とＣＰ長さの和がＯＦＤＭシンボル長さの複数倍と同一になるように定義される。ＵＥはセルのＳＳブロックを検出し、ＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースで送信するＲＡＣＨプリアンブルを生成する時、ｇＮＢが設定したプリアンブルフォーマットによって特定の長さのシーケンス(例えば、ＺＣシーケンス)を用いてＲＡＣＨプリアンブルに含まれる各プリアンブルを生成し、ＣＰをプリアンブル又はプリアンブルの繰り返しの前に付加してＲＡＣＨプリアンブルを生成する。
方法１と方法２は、ＢＣが有効ではなく、ｇＮＢがＲｘビームスキャンを行う場合にも同様に適用できる。方法１と方法２について、ＢＣが有効である場合は、ＲＡＣＨプリアンブルが１つのプリアンブルを含むフォーマットで構成される可能性が高い反面、ＢＣが有効ではない場合には、ＲＡＣＨプリアンブルがプリアンブルの繰り返しを含むように構成される可能性が高いことを除外すると、図１０を示された方法１と方法２は、ＢＣが有効ではなく、ｇＮＢがＲｘビームスキャンを行おうとする場合にも同様に適用できる。例えば、ＢＣが有効ではなく、ｇＮＢがＲｘビームスキャンを行おうとする場合、ｇＮＢはＲＡＣＨプリアンブルがプリアンブルの繰り返しを含む形態でプリアンブルフォーマット(例えば、図７(ａ)又は図８(ａ)参照)を設定してシグナリングするが、方法１の形態でＲＡＣＨリソースを設定して、１つのＲＡＣＨリソースの終わりから次のＲＡＣＨリソースの開始直前までを空の区間又はポストフィックス区間としてＲＡＣＨプリアンブルをモニタリングするか、又は方法２の形態でＲＡＣＨリソースを構成して、ＲＡＣＨプリアンブルの境界がＯＦＤＭシンボル境界と一致すると仮定して、ｇＮＢが設定した各ＲＡＣＨリソース内でＲＡＣＨプリアンブルをモニタリングすることができる。
本発明で提案したＲＡＣＨリソース割り当て方案は、ＲＡＣＨリソースのために使用される１つのスロット又は多数のスロットでＲＡＣＨリソースが占める周波数リソース以外の周波数リソースをデータリソース又は制御チャネルリソースとして効率的に使用するためのものである。よって、ＲＡＣＨリソースを考慮したデータ／制御チャネルリソースの効率的な使用のために、ｇＮＢは、ＲＡＣＨリソースとして割り当てたスロットに対してビームをどの単位で形成するかに関する情報を用いて、データ又は制御チャネルをスケジューリングする必要がある。またＵＥは、ｇＮＢがどの単位のＯＦＤＭシンボル単位でスケジューリングするかに関する情報を受信することにより、情報に基づいてデータ又はデータチャネルを送信することができる。このために、ｇＮＢがデータ又は制御チャネルをＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間領域にスケジューリングするために２つの方法が考えられる。
＊ミニスロットの割り当て
ＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間領域にスケジューリングされる場合、スケジューリングされるチャネルは１つのビーム領域に含まれなければならないので、そのチャネルが割り当てられたリソースの時間長さはＲＡＣＨリソースの時間長さより短く、１つのＲＡＣＨリソースに対して多数の短いスロットが含まれることができる。
ｇＮＢがＲＡＣＨリソースごとにビーム方向を設定して動作し、ＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間領域とＲＡＣＨリソースが割り当てられない時間領域においてｇＮＢがＵＥにリソースを割り当てる時間単位が一致しない場合、ｇＮＢはＲＡＣＨリソースが占める時間領域でスケジューリングのためのスロットを定義して、これに関連する情報をＵＥに知らせる必要がある。以下、ＲＡＣＨリソースが占める時間領域においてスケジューリングに使用されるスロットをミニスロットという。このような構造では、ミニスロットでデータ又は制御チャネルを送信するためには、いくつかの考慮すべき事項がある。例えば、以下のような事項を考慮しなければならない。
１)ＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロットに対して１つのミニスロットを定義する場合：
図１１はＢＣが有効である場合に対するＲＡＣＨ用スロット(ＳＬＯＴＲＡＣＨ)内にミニスロットを設定する方法を例示する図である。
ＵＥはシステム情報によりｇＮＢが使用するＲＡＣＨリソースに関する情報を全部知っている。よって、ＳＳブロック当たりに割り当てられたＲＡＣＨリソースを全て含む最小のＯＦＤＭシンボルの集合が１つのミニスロットとして定義されることができる。また、ｇＮＢがＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間にスケジューリングを行う場合、ＵＥはミニスロットをＴＴＩの長さと解釈してデータ又は制御チャネルを送信する。１つの正規(ｎｏｒｍａｌ)スロット内に多数のミニスロットが含まれる場合、ＵＥはどのミニスロットでデータ／制御チャネルを送信するかを決定しなければならない。ＵＥがデータ／制御チャネルの送信に使用するミニスロットを決定する方法には大きく以下の２つがある。
＞Ａ．ｇＮＢが上りリンクデータ／制御チャネルの送信をスケジューリングする場合、ＤＣＩを介してスロット内におけるどのミニスロットで送信するかをＵＥに指定することができる。
＞Ｂ．ＵＥは多重ビームのシナリオにおいて持続的にビーム追跡を行う。この時、ＵＥは、現在自分にサービスされているサービングビームがどのＳＳブロックに連結されているかに関する情報がｇＮＢから予め伝達されると、サービングビームに連関するＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースと同一の時間領域を自分が送信する時間であると解釈する。ＵＥがスケジューリングされたスロット内にＵＥのサービングビームに関連するＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースが存在しない場合、ＵＥはビーム不一致(ｍｉｓｍａｔｃｈ)が発生したと判断できる。
２)ＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロットに対して多数のミニスロットを定義する場合：
図１２はＢＣが有効である場合に対するＲＡＣＨ用スロット(ＳＬＯＴＲＡＣＨ)内にミニスロットを設定する他の方法を例示する図である。
ＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロットに対して多数のミニスロットを定義することは、１つのＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロット内に多数のミニスロットが存在することを除いては、基本的にＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロットに対して多数のミニスロットを定義することと類似する。図１１に示した方法と同様に動作するものの、図１２に示したように、ＲＡＣＨリソースを全て含む最小限のＯＦＤＭシンボルの集合がいくつかに分かれ、各々をミニスロットと定義する。この場合、ｇＮＢは１次にＲＡＣＨリソースを含む最小限のＯＦＤＭシンボルの集合をどのように分けるかをＵＥに知らせる必要がある。例えば、ｇＮＢはビットマップ形態でＲＡＣＨリソースを含む最小限のＯＦＤＭシンボルがどのように分かれるかをＵＥに指示することができる。又は、ＲＡＣＨリソースを含む最小限のＯＦＤＭシンボルを等分できる場合、割り当てるミニスロットの数を知らせることもできる。また、スケジューリングされたＵＥが多数のミニスロットのうち、どのミニスロットを介してデータ／制御チャネルの送信を行うかをｇＮＢが指示しなければならない。ｇＮＢはどのミニスロットを介してデータ／制御チャネルの送信を行うかをＤＣＩを介して直接指示するか、又はＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間領域でＵＥがスケジューリングされる場合、どのミニスロットを使用するかを予め(例えば、連結セットアップ時に)ＵＥに知らせることができる。又は、ＵＥ ＩＤのようなＵＥとｇＮＢが共有している情報を用いて予め決められた規則によって使用するミニスロットが決定されることも可能である。
３)ＢＣが有効ではなく、プリアンブル繰り返しの間にビームスキャンが行われる場合：
図１３はＢＣが有効ではない場合に対するＲＡＣＨ用スロット(ＳＬＯＴＲＡＣＨ)内にミニスロットを設定する方法を例示する図である。
ＢＣが有効ではない場合は、上述したように、ｇＮＢは１つのＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロット内で受信器のビーム方向を変更しながらビームスキャンを行う。よって、ＢＣが有効であり、ＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロット内に多数のミニスロットが存在する場合と類似する方式で運用できる。このために、図１２に示した方法と同様に、ＲＡＣＨリソースを含む最小限のＯＦＤＭシンボルの集合に対してビームスキャンをどのように行うかに関する情報と各々のビームがどのＳＳブロックに連結されているかに関する情報を伝達し、ＵＥはこれらの情報を自分がどのミニスロットにスケジューリングされるかに関する情報として用いることができる。この場合、ＵＥは自分がスケジューリングされる多数のミニスロットのうち、データ／制御チャネルがどのミニスロットにスケジューリングされたかを、図１２に示した方法と同様にＤＣＩを介するか、ＲＲＣ信号により予め決められるか、又はｇＮＢとＵＥが共有する情報を用いて予め定義された規則により定義することができる。
４)グラントフリー(Ｇｒａｎｔ−ｆｒｅｅ)スケジューリングの場合：
＞Ａ．ＵＥがグラントフリーリソースで送信するデータ／制御チャネルの時間リソースとＲＡＣＨリソースとが重なる場合、データ／制御チャネルがＲＡＣＨリソースの時間領域に対して定義されたミニスロットで送信されることができる。しかし、グラントフリースケジューリングであり、ＵＥがグラントフリースケジューリングにより、即ちグラントフリーリソースにより送信するデータ／制御チャネルの信号フォーマットが正規スロットであるか、又は正規スロットより短いものの、ＲＡＣＨリソース領域に対して定義されたミニスロットよりは長い場合、又はミニスロットの長さが正規スロットの長さに比べて短すぎてミニスロットを介したデータ／制御チャネルの送信が指定したコーディング率に比べて高くなる場合、ＵＥはｉ)送信をドロップするか、ii)輸送ブロックのサイズ(ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｌｏｃｋ ｓｉｚｅ)を変更するか、iii)多数のミニスロットが利用可能な場合には、多数のミニスロットを用いて該当データ／制御チャネルを送信することができる。反面、ミニスロットの長さで送信しても指定コーディング率に比べて低い場合には、指定されている輸送ブロックのサイズで送信することもできる。
＞Ｂ．グラントフリースケジューリングであり、ＵＥがグラントフリースケジューリングにより、即ち、グラントフリーリソースにより送信するデータ／制御チャネルの信号フォーマットがミニスロットより短い場合は、上述した方式により決められたミニスロットの位置を通じて正常に送信することができる。即ち、グラントフリースケジューリングによるデータ／制御チャネルが時間ドメインでミニスロットより短いリソースを必要とする場合、ＵＥはＲＡＣＨリソース(即ち、ＲＡＣＨプリアンブル)の長さに合わせて設定されたミニスロットのうち、データ／制御チャネルと同一のｇＮＢ Ｒｘビームに該当するミニスロットを介してデータ／制御チャネルを送信する。この時、輸送ブロックのサイズを予め設定された信号フォーマットに比べてミニスロット長さに比例して所定の規則により大きくすることができる。例えば、グラントフリースケジューリングにより送信する信号フォーマットが２つのＯＦＤＭシンボルを使用することと定義され、ＲＡＣＨスロット内のミニスロットの長さが３つのＯＦＤＭシンボルである場合は、グラントフリースケジューリングのデータ／制御チャネルが運搬できる輸送ブロックのサイズが１.５倍に増加する。
５)ガード時間又は空の区間(ｂｌａｎｋ ｄｕｒａｔｉｏｎ)にミニスロットの割り当て：
図１４はガード時間を用いてミニスロットを設定する方法を例示する図である。
ｇＮＢは、ガード時間として設定された区間の一部、又はガード時間の用途ではなくても１つのスロット内にＲＡＣＨリソースを構成した後に残ったスロット内の空の区間については、自由に受信ビームを設定できる。よって、ｇＮＢは、ＲＡＣＨリソースに関連する情報と共に、スロット内でＲＡＣＨリソース受信のためのビームと独立して使用できるミニスロットに関する情報をＵＥに知らせ、ＵＥはガード時間に設定されたミニスロットに対して動的スケジューリングがあると期待できる。割り当てられたミニスロットの位置には、上述した方法(例えば、ＲＡＣＨスロット内に設定されるミニスロットの長さ、位置、ビーム方向などを知らせる方法)を使用できる。
６)短いＰＵＣＣＨリソースの割り当て：
ＴＤＤシステムの場合、制御チャネルを短く構成して、１つのスロット内の一部区間に送信する方式が可能である。ＮＲシステムの場合、１つのスロットに対してスロットの前部分には下りリンク制御チャネルを、スロットの最後の部分には上りリンク制御チャネルを送信する方式が論議されており、特に、このように送信される上りリンク制御チャネルを短いＰＵＣＣＨという。短いＰＵＣＣＨは、スロットの最後の１〜２個のシンボルに送信されるようにチャネルが構成されるので、上述したミニスロットに送信されることができる。しかし、上述したように、１つのスロット内でビーム方向が変わることができるので、短いＰＵＣＣＨをスロットの最後の部分に無条件位置付けることができない場合もある。よって、短いＰＵＣＣＨがＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロット領域にスケジューリングされる場合、ＵＥは自分にサービスされているビームと同じ方向のビーム(即ち、ｇＮＢ Ｒｘビーム、又はｇＮＢ Ｒｘビームに相応するＵＥ ＴＸビーム)又はｇＮＢが予め短いＰＵＣＣＨに対してリンクを形成したビーム(即ち、ｇＮＢ Ｒｘビーム、又はｇＮＢ Ｒｘビームに相応するＵＥ ＴＸビーム)が存在するミニスロットで短いＰＵＣＣＨ送信を行う。この時、ＰＵＣＣＨは、ミニスロット内の最後のシンボル位置、ｇＮＢがシグナリングにより指定するシンボル位置、又は規則により決定されるシンボル位置で送信されることができる。しかし、ＵＥは、自分にサービスされているビームと同じ方向のビーム又はｇＮＢが予め短いＰＵＣＣＨに対してリンクを形成したビームが存在しない場合には、短いＰＵＣＣＨ送信をドロップすることができる。
＊ミニスロットの連接(ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ)
ＲＡＣＨリソースセットに対する受信ビームを形成する段階において、ＲＡＣＨリソースごとの受信ビームの方向が大きく異ならない場合、ＲＡＣＨリソースセット区間にわたって送信する長いスロットを介してデータ又は制御チャネルが送信されることもできる。これを、上述したミニスロットを連接して使用する、ミニスロットの連接と呼ぶことができる。
図１５はＢＣが有効であり、正規スロットと同じ長さでミニスロットの連接を行ってデータを送信する例を示す図である。特に、図１５はＢＣが有効である場合、ＲＡＣＨリソース区間において連接するミニスロットの送信及び参照信号の挿入を例示する図である。例えば、正規スロットと同じ長さになるようにミニスロットが連接して得られる長いスロット(ｌｏｎｇ ｓｌｏｔ)にわたって１つのデータパケットが送信されることができる。この場合、１つのデータパケットは長いスロット内のミニスロットに分けられて送信される。
このように連接したミニスロットを用いたデータ送信の場合、ｇＮＢがＳＳブロック送信方向情報を用いてＲＡＣＨリソースごとに受信ビームを形成するので、ＵＥは各々ＳＳブロックを最高の品質で受信可能な方向に信号を送信することが好ましい。よって、ｇＮＢはＲＡＣＨリソース時間領域において、(ＢＣが有効ではない場合は)ＯＦＤＭシンボルごとに又は(ＢＣが有効である場合は)ＲＡＣＨリソースごとに受信ビームの形成に関連する情報(例えば、ＳＳブロックとの連関情報)をＵＥに知らせる。この時、連結されたミニスロットを送信し、正規スロットに対して定義されたフォーマットで参照信号(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ)を送信する場合、ＵＥによる信号送信中にｇＮＢの受信ビーム方向が変化するので、データチャネルの受信が円滑にならないことがある。よって、ｇＮＢの受信ビーム方向の変化を反映してｇＮＢの受信ビーム方向の変化単位で参照信号が挿入される必要がある。このためには、ＲＡＣＨリソース区間に割り当てられる連接したミニスロットのための参照信号構造が定義されることが好ましい。ＲＡＣＨリソース区間に連接したミニスロットフォーマットのデータ又は制御チャネルが割り当てられたＵＥは、連接したミニスロットフォーマットの参照信号を送信しなければならない。
ＰＵＳＣＨ又はＰＵＣＣＨの送信時、ＰＵＳＣＨ又はＰＵＣＣＨのＵＥ Ｔｘビーム方向に対して安定した１つのｇＮＢ Ｒｘビームが存在しないか、又は多数のビームが類似品質を有する場合、ビームダイバーシティの特性を利用できるように連接したミニスロットを介してＰＵＳＣＨ又はＰＵＣＣＨを送信することにより、ＰＵＳＣＨ又は長いＰＵＣＣＨの安定した受信が可能になる。この場合、ｇＮＢはＲＡＣＨリソース領域でＰＵＳＣＨ又はＰＵＣＣＨを送信することにより、ＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間リソースを効率的に利用できる。
さらに、ｇＮＢは多重ビーム環境においてサービスを安定して維持するために、最高の品質を有するビームをサービングビームとして維持するように送信ビーム又は受信ビームに対するビームトラッキングを行う。よって、ｇＮＢは、ＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロット区間内でｇＮＢが受信ビームを変更する特性を用いて、ＵＥがＰＵＳＣＨ、長いＰＵＣＣＨ、又は短いＰＵＣＣＨのＲＡＣＨリソース領域ごとに繰り返し送信又はビームトラッキングのために定義されるＲＳを多数のミニスロットにわたって送信するように指示することにより、ｇＮＢはｇＮＢ受信ビーム又はＵＥ送信ビームに対する品質を測定し、ビームトラッキングを行うことができる。即ち、ビームトラッキングに対するリソースの効率的な利用のために、ＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間領域に対して適合する物理チャネルの送信を指示し、これをビームトラッキングのためのリソースとして利用できる。言い換えれば、ビームトラッキングに対するリソースの効率的な利用のために、ｇＮＢはＲＡＣＨリソースが割り当てられた時間領域に設定されたミニスロットの各々に適合するＵＥ Ｔｘビームで物理チャネルを送信するようにＵＥに指示し、各ミニスロット内の物理チャネルをビームトラッキングのために使用することができる。ビームトラッキングのための信号をＵＥが効率的に送信するためには、上述したように、ｇＮＢがビーム方向の変更情報をＵＥに知らせ、ＵＥはこの情報と予め定義された規則によって参照信号をｇＮＢの受信ビームごとに挿入して送信する。ｇＮＢはこのように送信された参照信号を用いて受信ビーム区間に対するチャネル推定用信号又はビームトラッキングのための信号品質測定用信号として参照信号を使用できる。
ビームダイバーシティによるｇＮＢにおける受信のために送信されたＰＵＳＣＨ又は長いＰＵＣＣＨの送信時、ｇＮＢは受信ビーム区間ごとに信号受信を試みるので、アンテナ利得が異なる特性を有することができる。よって、ＵＥは、受信ビーム方向ごとに(例えば、ＲＡＣＨリソース領域ごとに)ＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨの送信電力を異なるように設定する。このために、ｇＮＢはＵＥに各々のＲＡＣＨリソース領域ごとに開ループ(ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ)電力制御用の経路損失(ｐａｔｈｌｏｓｓ)計算のための参照チャネル／信号情報及び電力制御パラメータを別に設定するように知らせることができる。ＵＥはこの情報を用いてＲＡＣＨリソース時間領域ごとに異なる送信電力を設定して送信する。
一方、ビームトラッキング(又はビーム管理)のための用途として信号を多数のＲＡＣＨリソース領域ごとに送信する場合には、ｇＮＢによる受信信号の品質を測定するために、ＲＡＣＨリソース領域ごとに送信電力が同一に維持される必要がある。よって、この場合、１つの電力制御のための参照チャネル／信号が１つだけ必要であり、参照チャネル／信号に関する情報をｇＮＢが知らせるか又は規則により予め定義されると、ＵＥは参照チャネル／信号を用いて送信電力のサイズを決定し、送信電力を全領域に同様に適用してＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨを送信することができる。
各ＵＬチャネルごとに、ｇＮＢはＲＡＣＨリソース送信時間領域、即ち該当セルにＲＡＣＨリソースが設定された時間領域を通じたＵＬデータ又は制御チャネルが、ビームダイバーシティのための用途であるか又はビームトラッキングのための用途であるかをＵＥに知らせ、その用途に合わせてＵＥが電力制御動作を行うことができる。
＜ＰＲＡＣＨ設定＞
ＰＲＡＣＨの設定はＲＡＣＨリソースの時間／周波数情報を含み、残りの最小システム情報(Ｒｅｍａｉｎｉｎｇ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ＲＭＳＩ)に含まれることができる。ＲＭＳＩはＳＩＢ１(Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ １)と解釈でき、ＰＢＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ)を介してＭＩＢ(Ｍａｓｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ)の受信以後にＵＥが獲得すべきシステム情報である。ＰＲＡＣＨ設定情報を受信すると、ＵＥはＰＲＡＣＨ設定に含まれたプリアンブルセットのうちの１つのプリアンブルを使用して、指定された時間及び周波数リソース上でＰＲＡＣＨメッセージ１(Ｍｓｇ１)を送信する。またＰＲＡＣＨ設定情報内のプリアンブルフォーマットはＣＰ長さ、繰り返し回数、副搬送波間隔及びシーケンス長さなどを提供できる。以下、ＰＲＡＣＨ設定に関する詳しい事項について説明する。
１．時間ドメインにおけるＲＡＣＨリソース設定
図１６及び図１７は時間ドメインにおけるＲＡＣＨリソース設定を例示する図である。
図１６及び図１７を参照して、時間ドメインにおけるＲＡＣＨリソース設定について説明する。ここで、ＲＡＣＨリソースはＰＲＡＣＨ Ｍｓｇ１が送信可能な時間／周波数リソースを意味する。特に、ＲＡＣＨリソースは選好する下りリンクの送信ビーム方向を識別可能にするためにＳＳブロックに連関し、時間ドメインにおける各ＲＡＣＨリソースはＳＳブロックインデックスに連関する。
また、時間ドメインにおけるＲＡＣＨリソースセットは、セル内でＳＳブロックのデフォルト周期(ｄｅｆａｕｌｔ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ)の観点で定義できる。１つのＳＳブロックと連関する多数の機会(ｏｃｃａｓｉｏｎ)のＲＡＣＨリソースが、時間ドメインにおいてＲＡＣＨリソースセット内に存在することができる。図１６を参照すると、ＳＳブロック周期及びＲＡＣＨリソースセット周期が図１６に示したように設定される。ＲＡＣＨリソースセットの周期はＳＳブロック周期に基づいて決定され、ＲＡＣＨリソースセットの周期内で多数のＲＡＣＨリソースが設定されることができる。なお、ＲＡＣＨリソースセットの周期は、上述したようにＰＲＡＣＨ設定情報により設定され、かかる場合、ＲＡＣＨリソースセットの周期はＰＲＡＣＨの設定周期と同一であることができる。本発明において、ＰＲＡＣＨの設定周期、即ちＲＡＣＨ設定周期は、該当ＲＡＣＨ設定によるＲＡＣＨリソースのセットが示される時間周期を意味することができる。
図１６において、ＲＡＣＨリソースが割り当てられる各々の時間インスタンス(ｔｉｍｅ ｉｎｓｔａｎｃｅ)は、ＲＡＣＨ機会(ｏｃｃａｓｉｏｎ)と呼ばれる。即ち、シーケンスドメインを考慮せず、時間ドメイン及び周波数ドメインのみを考慮すれば、１つのＲＡＣＨリソースは１つのＲＡＣＨ機会(ｏｃｃａｓｉｏｎ)と呼ばれることができる。ＲＡＣＨリソースセットの周期がＳＳブロック周期に基づいて決定されると、正確なタイミングインスタンス(ｔｉｍｉｎｇ ｉｎｓｔａｎｃｅ)は該当ＲＡＣＨリソースに連関するＳＳブロックの送信タイミングからのオフセットとして指示されることができる。ＲＡＣＨリソースセット内のＲＡＣＨ機会の正確な位置もＵＥに提供される。
図１７はＳＳブロックとＲＡＣＨリソースの間の連関を指示する方法を示す図である。各ＲＡＣＨリソースセットはＳＳブロック周期を用いて設定される。時間ドメインにおける正確な開始位置はＳＳブロックに対応するＲＡＣＨリソースセットごとに異なり、各々のＳＳブロックから対応ＲＡＣＨリソースセットまでのタイミングオフセットがシグナリングされることができる。
ＲＡＣＨリソースの持続期間(ｄｕｒａｔｉｏｎ)はＰＲＡＣＨプリアンブルフォーマットにより決定される。ガード時間を含むＲＡＣＨプリアンブルの長さ(例えば、プリアンブルフォーマット)はセルカバレッジにより設定される。また、プリアンブルの繰り返し回数はＲＡＣＨリソースの持続期間(ｄｕｒａｔｉｏｎ)を決定する。よって、ＲＡＣＨリソースの設定はＣＰ長さに対するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットと共に、プリアンブル長さの指示のためのＲＡＣＨシーケンスの繰り返し回数を含む。
なお、上述したように、多重ビームを使用するＮＲシステムにおいて、初期下りリンクビームの獲得過程は、最良の受信品質を有するＳＳブロックに対する検出により優先して行われる。これにより、ＵＥが選好する下りリンクビームに関する情報を、初期ＲＡＣＨ過程で基地局に知らせる。従って、ＮＲシステムでは、ＵＥが検出したＳＳブロックに該当するビームインデックスに関する情報を、ＲＡＣＨプリアンブル送信のためのリソース位置により間接的に知らせることができる。例えば、図５に示したように、ＲＡＣＨリソースは各々のＳＳブロックにリンクされており、ＵＥは基地局に各々のＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースの形態でビームインデックスに関する情報を知らせる。即ち、自分が検出したＳＳブロックと連関するＲＡＣＨリソースを用いてＰＲＡＣＨ送信することにより、ＵＥは基地局に自分が選好する下りリンクビーム、即ちＳＳブロックを知らせることができる。
このように基本的にＲＡＣＨリソースの時間／周波数リソースはＳＳブロックに連結されているので、初期接続段階で使用するＳＳブロックの基本送信周期に基づいてＲＡＣＨリソースが割り当てられることが好ましい。但し、基地局のセルに位置するＵＥの数が少ない場合には、ＲＡＣＨリソースも基本送信周期に比べて間欠的に割り当てられることができる。よって、本発明ではＲＡＣＨリソースが割り当てられたスロットをＲＡＣＨスロットと定義し、ＲＡＣＨスロットの周期をＳＳブロックの基本送信周期の倍数に割り当てることを提案する。上記説明は多重のビーム環境に基づいて説明したが、単一のビーム環境でも同一の構造を維持するために同一の方式でＲＡＣＨリソースを割り当てることが効率的である。また、ＲＡＣＨスロットの周期は、上述したＰＲＡＣＨ設定情報により設定されるＲＡＣＨ設定周期に連関することができ、１つのＲＡＣＨ設定周期内において同じ位置にある或いは同じインデックスを有するＲＡＣＨスロットの間の周期は、ＲＡＣＨ設定周期と同一であることができる。ネットワーク／ｇＮＢがＵＥに送信するＲＡＣＨリソース割り当て情報のうち、ＲＡＣＨ時間リソースに関する情報は以下を含む。
１)連関するＳＳブロックインデックス
２)ＳＳブロックからＲＡＣＨスロットの位置
３)ＳＳブロック周期の倍数或いはＳＳブロック周期の関数で表されるＲＡＣＨスロットの周期
４)ＳＳブロック周期に対するＲＡＣＨスロット周期が１より大きい時、曖昧ではなく正確な位置を知らせるためのオフセット値。この時、オフセット値はサブフレーム番号０を基準として設定される。
このようにＲＡＣＨリソースが割り当てられる時間／周波数リソースがＳＳブロックに連結される場合、ＵＥがＲＡＣＨ送信可能な時点であるＲＡＣＨリソースの数は、基本的にＳＳブロックの数と同一である。一般的に、ＲＡＣＨリソースはＲＡＣＨプリアンブルを送信可能な時間、周波数、コードドメインリソースを全て含むが、本発明では説明の便宜上、一般的にＲＡＣＨリソースがＲＡＣＨプリアンブルを送信可能な時間／周波数リソースブロックの意味で使用する。但し、プリアンブルシーケンスと共に言及されるＲＡＣＨリソースは、シーケンスドメイン、即ちコードドメインを含む概念として使用されることもある。例えば、ＲＡＣＨリソースが同一の時間／周波数リソースを共有すると表現される場合、ＲＡＣＨリソースは時間／周波数リソースの観点では１つのＲＡＣＨリソースであるが、シーケンスドメインまで考慮すると、複数のＲＡＣＨリソースに該当することができる。
しかし、基地局内に存在するＵＥの数が多くない環境では、ＳＳブロックごとに異なるＲＡＣＨリソースが割り当てられることは非効率的である。よって、基地局が同一の受信ビームでＲＡＣＨプリアンブルを受信できるか、又は同時に多数のビームでＲＡＣＨプリアンブルを受信できる場合には、多数のＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースに対して同一の時間／周波数リソースを割り当てることができる。即ち、多数のＳＳブロックが１つのＲＡＣＨ時間−周波数リソースに連関されることもできる。この場合、ＲＡＣＨリソースに対するＳＳブロックは、ＲＡＣＨリソースで使用されるプリアンブルインデックス又はプリアンブルインデックスセットにより区分できる。即ち、ＲＡＣＨリソースの数はＳＳブロックの数と等しいか又は少ないように割り当てられる。
基地局はＲＡＣＨリソースをどの時間／周波数領域に割り当てるかを決定して、これらに関連する情報をシステム情報によりＵＥに知らせる。ＬＴＥシステムの場合、プリアンブルフォーマットにより１つ又は２つのサブフレームがＲＡＣＨスロットを構成するので、基地局がＰＲＡＣＨ設定情報により特定のサブフレーム位置を指定すると、ＵＥは時間ドメインにおいてＲＡＣＨリソースの位置を把握することができる。反面、ＮＲシステムは基地局の設定及び環境によってこれとは異なる形態の情報を必要とする。特に、ＮＲシステムにおいてＲＡＣＨプリアンブルは高いドップラー周波数に対する剛健性(ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ)、受信ビームスキャニング(Ｒｘ ｂｅａｍ ｓｃａｎｎｉｎｇ)、ＴＤＤ／ＦＤＤに一致する設計などの理由で短い基本シーケンスを定義し、これをビームスキャニング及びカバレッジの確保のために基本シーケンスを繰り返す形態で設定するので、基地局或いは環境によってＲＡＣＨ時間リソースの位置が非常に可変的である。さらに、ＮＲシステムでは非常に小さい多数のスモールセルでシステムが構成される。この場合、ＲＡＣＨプリアンブルの長さが非常に短くなり、時間ドメインにおいて多数のＲＡＣＨプリアンブルが送信可能なＲＡＣＨスロットを設定できる。例えば、図１８に示したように、ＲＡＣＨ時間リソース情報がＵＥに提供されることができる。
図１８はＲＡＣＨ時間リソース情報を例示する図である。ＲＡＣＨリソースの時間リソース関連情報、即ち、ＰＲＡＣＨ時間リソース情報は以下の情報を含む:
１)ＲＡＣＨリソースのＳＳブロック位置に対するＲＡＣＨリソース／スロットの相対的位置、或いはＳＳ周期に対するＲＡＣＨスロットの位置;
２)ＲＡＣＨスロット内でＲＡＣＨリソースの開始するＯＦＤＭシンボルの位置;
３)ＲＡＣＨリソースに対するプリアンブルフォーマット(即ち、ＣＰ長さ、シーケンス長さ)及びシーケンス繰り返し回数;及び／又は
４)上記のように定義されたＲＡＣＨリソースを時間軸にいくつに割り当てるかに関する情報。多数のＲＡＣＨリソースが割り当てられ、この多数のＲＡＣＨリソースが時間軸上で連続(ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ)しない場合、各々の位置に対応する情報、例えば、各々のＲＡＣＨリソースに対する相対的な位置或いは絶対的な位置。
一方、多数のＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースが同一の時間／周波数リソースを共有しても、ＵＥはビーム獲得情報を基地局に伝達するために、同一の時間／周波数リソースに対してどのＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースに対するものであるかを区分してＲＡＣＨプリアンブルを送信しなければならない。このために、１つのＲＡＣＨリソース内で利用可能なプリアンブルシーケンスがＳＳブロックごとに分かれて割り当てられる必要がある。ＬＴＥ及びＮＲシステムにおけるプリアンブルシーケンスは、基本シーケンスを決定するルートシーケンス、各ルートシーケンス内でゼロ相関特性を有する循環遷移されたバージョンのシーケンス及び直交カバーシーケンスの組み合わせで構成される。この時、リソースの効率性を高めるために、ＲＡＣＨリソース内でプリアンブルシーケンスの数を多く確保するために、多数のルートシーケンスが割り当てられることもできる。一般的にルートシーケンスの間の交差相関(ｃｒｏｓｓ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ)が、循環遷移されたバージョンが異なるか又は直交カバーシーケンスが異なるシーケンスの間の交差相関より大きい。また、ＵＥに適合するビームとは異なるビームからの信号は、ビーム特性により受信信号が弱いので、ＵＥに対するビーム方向と異なるビーム方向については、該当シーケンスの間に交差相関が少し大きくてもＲＡＣＨ受信性能には大きい影響を与えない。よって、同一の時間／周波数リソースを多数のＲＡＣＨリソースが共有する場合、各々のＲＡＣＨリソースは可能であれば小さい交差相関を有するプリアンブルシーケンスで構成されることが好ましい。もし、上述した実施例のように、ＲＡＣＨプリアンブルシーケンスがルートシーケンスとルートシーケンス内の循環遷移バージョン又は直交カバーシーケンスが異なるシーケンスの組み合わせで構成される場合、優先して同一のルートシーケンス内の循環遷移バージョンが異なるプリアンブルシーケンス又は同一のルートシーケンス内の直交カバーシーケンスが異なるプリアンブルシーケンスが同一であるビーム、即ち１つのＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースに対して割り当てられ、その後、互いに異なるルートシーケンスインデックスが割り当てられる。例えば、図１９に示したように、プリアンブルシーケンスがＲＡＣＨ時間／周波数リソースに割り当てられることができる。
図１９はＲＡＣＨプリアンブルシーケンスの割り当て例を示す図である。
図１９を参照すると、１つの時間／周波数リソースに対して、ルートシーケンスとして{１５、２７、１２７、１３８}が割り当てられ、各々のルートシーケンスに対して直交カバー{０、１}及び循環遷移バージョン{０、１、２、３}が割り当てられる。この時、時間／周波数リソースに対して２つのＲＡＣＨリソースが割り当てられる場合、Ｎ−ｔｈ ＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースに対して、ＯＣＣインデックスと循環遷移バージョンで構成されたＺＣインデックスとが優先して割り当てられ、２つのルートシーケンス{１５、２７}で構成されるＲＡＣＨプリアンブルシーケンスセットが割り当てられる。(Ｎ＋１)−ｔｈ ＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースについても同様の順でＲＡＣＨプリアンブルシーケンスセットが割り当てられる。基地局はＲＡＣＨリソースをＵＥに知らせるために、ＲＡＣＨリソースごとのＲＡＣＨプリアンブルシーケンスセットを構成するための情報を知らせ、所定の規則によりＲＡＣＨプリアンブルシーケンスセット内のＲＡＣＨプリアンブルシーケンスの順を決定する。この時、予め定義された規則は{ＯＣＣインデックス、循環遷移バージョン}に対して優先してＲＡＣＨプリアンブルシーケンスインデックスを増加させ、次にルートシーケンスインデックスに基づいて次のＲＡＣＨプリアンブルシーケンスインデックスを増加させる。即ち、シーケンス間の交差相関が、特性が低い順に優先してＲＡＣＨプリアンブルシーケンスインデックスが増加する。
２．周波数ドメインにおけるＲＡＣＨリソース設定
ＰＲＡＣＨ設定は、周波数ドメインにおいてＲＡＣＨリソースを提供することができる。ＵＥがまだセルに接していない状態でＵＥがＰＲＡＣＨ送信を試みる時、全体システム帯域幅又はリソースブロックインデクシングを認識できないことがある。
ＬＴＥシステムでは、同期化信号がシステム帯域幅の中心で送信され、ＰＢＣＨはシステム帯域幅を提供するので、ＵＥはＲＡＣＨリソースの正確な位置を容易に得ることができる。しかし、ＮＲの場合、同期化信号がシステム帯域幅の中心から送信されることが保障されない。よって、ＮＲの場合、ＵＥがＰＲＡＣＨを送信するためのリソースブロックインデクシングを得ることが容易ではない。よって、周波数ドメインにおいてＲＡＣＨリソースの位置を提供する方法が求められる。
ＩＤＬＥモードのＵＥはＳＳブロックに基づいて周波数同期を得るので、ＲＡＣＨリソースの周波数位置に関する情報はＳＳブロック帯域幅の観点で提供されることが好ましい。即ち、周波数ドメインにおけるＲＡＣＨリソースは、ＵＥがＳＳブロックを検出するＳＳブロック帯域幅内に位置しなければならない。ＲＡＣＨプリアンブルの送信帯域幅はＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨの１５ｋＨｚデフォルトの副搬送波間隔で固定された値を有する。例えば、ＲＡＣＨプリアンブルの送信帯域幅は１５ｋＨｚのデフォルト副搬送波間隔で１.０８ＭＨｚに固定されることができる。また、ＲＡＣＨプリアンブルの送信帯域幅が１.０８ＭＨｚである場合、１５ｋＨｚ副搬送波間隔を仮定したＳＳブロックの送信帯域幅はＲＡＣＨ送信帯域幅の４倍である。ネットワークはＳＳブロック内の周波数ドメインにおいてＲＡＣＨリソースの正確な位置を提供する必要がある。
もし、ネットワークがＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨが送信されるＳＳブロックの外にＲＡＣＨリソースを設定する場合、ＲＡＣＨリソースに関する情報はＳＳブロックの帯域幅及びＲＡＣＨの帯域幅に基づいてシグナリングされる必要がある。この時、全体システム帯域幅はＳＳブロック帯域幅の単位でインデクシングされる。
３．時間ドメインにおけるリソースの数
ＮＲ ＰＲＡＣＨプリアンブルのために短いＺＣシーケンスが使用される場合、この短いＺＣシーケンスは(ＣＰ及びＲＡＣＨプリアンブルで定義された)時間リソースにおいてシーケンス不足を引き起こすことができる。この問題を解決するために、ＲＡＣＨスロット内の多数の時間及び周波数リソースがＲＡＣＨリソースのために割り当てられ、ｇＮＢは周波数リソース情報の他にＲＡＣＨスロットにおいてどのくらい多い時間リソースが使用されるかをＵＥに知らせる必要がある。
４．シーケンス情報
ＬＴＥシステムでは、６４個のシーケンスがＲＡＣＨリソースに割り当てられ、ルートコード(即ち、ルートシーケンス)が割り当てられると、ゼロ交差相関の特性によって他のルートコードを使用する前にまずルートコードの循環シフトバージョンがプリアンブルインデックスにマッピングされる。
ＮＲ−ＰＲＡＣＨでも同様の特性を再使用することができる。ゼロ交差相関の特性を有するシーケンスがＲＣＨプリアンブルのために先に割り当てられることができ、ここでゼロ交差相関は循環遷移バージョン及び(定義されると)既に定義された直交カバーにより提供される。ルートコードが割り当てられると、直交カバーは予め定義された規則又は設定によって割り当てられ、ルートコード及び直交カバーを有する循環シフトバージョンがプリアンブルインデックスにマッピングされる。
要すると、ｇＮＢによりＵＥにシグナリングされるＰＲＡＣＨの設定は以下のパラメータを含むことができる:
−時間／周波数ドメインにおけるＲＡＣＨリソース割り当て:プリアンブルフォーマット(ＣＰ持続時間及びＺＣシーケンスの繰り返し回数)
−シーケンス情報:ルートコードインデックス、(定義されると)直交カバーインデックス、循環遷移長さ
５．ＲＡＣＨリソースとＳＳブロックインデックスの間の連携
以下、初期接続状態で基地局の送信ビーム方向とＲＡＣＨリソースに関する連結情報をＵＥにシグナリングする方法について具体的に説明する。基地局の送信ビーム方向とは、上述したように、ＳＳブロックのビーム方向を称し、さらにＵＥが初期接続状態でＳＳブロック以外に特定のＲＳを観測／測定できる場合、該当ＲＳを称することができる。例えば、上記特定のＲＳはＣＳＩ−ＲＳであることができる。
ＮＲでは基地局のビーム数によって多数のＳＳブロックが形成されて送信される。また各々のＳＳブロックごとに固有のインデックスを有し、ＵＥはＰＳＳ／ＳＳＳを検出してＰＢＣＨをデコーディングすることにより該当ＰＳＳ／ＳＳＳ／ＰＢＣＨが属するＳＳブロックのインデックスを類推することができる。その後、基地局が送信するシステム情報にはＲＡＣＨ設定情報が含まれるが、ＲＡＣＨ設定情報は多数のＲＡＣＨリソースに対するリスト、多数のＲＡＣＨリソースを識別するための情報、及び各ＲＡＣＨリソースとＳＳブロックに関する連結情報を含む。
上記説明において、ＵＥがＲＡＣＨリソースをＰＲＡＣＨプリアンブルを送信可能な時間／周波数リソースに限定したことと同様に、以下でもＲＡＣＨリソースは時間／周波数リソースに限定される。以下、時間軸におけるＲＡＣＨ位置だけではなく、周波数軸におけるＲＡＣＨ位置を指示するための方法について説明する。上記では１つのＲＡＣＨリソースは１つ以上のＳＳブロックに連結され、時間軸に連続しているＲＡＣＨリソースをＲＡＣＨリソースセットと定義している。時間軸だけではなく、周波数軸に連続している複数のＲＡＣＨリソースセットも１つのＲＡＣＨリソースブロックとして定義する。
図２０はＲＡＣＨリソースブロックを例示する図である。
図２０に示したように、ＲＡＣＨリソースブロックはＲＡＣＨリソースが集まっている１つの時間／周波数チャンク(ｃｈｕｎｋ)と定義でき、ＲＡＣＨリソースブロック内の各々のＲＡＣＨリソースは時間／周波数位置により決定される固有のインデックスを有する。
ＲＡＣＨリソースブロック内のＲＡＣＨリソースインデックスは特定の規則によりマッピングされる。例えば、周波数−時間順又は時間−周波数順の方式でＲＡＣＨリソースインデックスが付与される。例えば、図２０を参照すると、周波数−時間順の方式である場合、ＲＡＣＨリソースブロック内のＲＡＣＨリソースが以下のようにインデックスされることができる。
−ＲＡＣＨリソース＃０(時間、周波数):(０、０)、
−ＲＡＣＨリソース＃１:(１、０)
−ＲＡＣＨリソース＃２:(２、０)
−・・・
ここで、ＲＡＣＨリソースブロックにおいて時間軸長さの単位はＲＡＣＨプリアンブルフォーマットにより決定され、周波数軸長さの単位はＲＡＣＨリソース帯域幅(例えば、１.０８ＭＨｚ)又はリソースブロックグループ(Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ Ｇｒｏｕｐ、ＲＢＧ)単位により決定される。
なお、ＵＥが特定のＲＡＣＨプリアンブルを送信することによりシステム情報送信を要請する場合、１つのシステム／セル内にはＳＳブロック数又はシステム情報送信の目的のために多数のＲＡＣＨリソースブロックが指定されることができる。特に、ＳＳブロックの数が多い場合は、上述したように、各々のＳＳブロックに該当するＲＡＣＨリソースが全て連続するように設定される場合、上りリンク／下りリンクデータサービスに大きい制約が加えられるので、ネットワークは時間／周波数軸に連続するＲＡＣＨリソースをＲＡＣＨリソースブロックとして設定し、設定されたＲＡＣＨリソースブロックの各々を不連続に配置することができる。よって、複数のＲＡＣＨリソースブロックが設定されて、各々のＲＡＣＨリソースブロックも固有のインデックスを有することができる。
即ち、ＲＡＣＨリソースブロックが設定された区間(以下、ＲＡＣＨ設定区間)が１つのシステム／セル内で指定され、ＲＡＣＨ設定区間内に１つ以上のＲＡＣＨブロックが存在することができる。図２１は本発明によるＲＡＣＨ設定区間を例示する図である。ネットワーク／ｇＮＢがＵＥに知らせる情報としては、ＲＡＣＨ設定区間の長さ、ＲＡＣＨリソースブロック(即ち、ＲＡＣＨブロック)の数、各ＲＡＣＨブロックの位置などがある。図２１に示したように、ＲＡＣＨ設定区間内の各ＲＡＣＨブロック間の間隔がＵＥに通知されることができる。例えば、ネットワーク／ｇＮＢはＲＡＣＨブロック＃０からのスロットの数又は絶対時間単位のオフセット情報のような相対的位置をＲＡＣＨブロック位置情報として知らせるか、又はＲＡＣＨ設定区間内でＲＡＣＨブロックの開始スロットインデックスを各ＲＡＣＨブロックごとに直接知らせることができる。
ＲＡＣＨリソースブロック内のＲＡＣＨリソースごとに固有の設定を有することもできる。この場合、各ＲＡＣＨリソースごとにＲＡＣＨリソースの発生頻度及び周期が異なり、各ＲＡＣＨリソースごとに特定のＳＳブロック、ＣＳＩ−ＲＳ又は下りリンクビーム方向に連結されることができる。かかる連結関係を有する場合、連結関係に関する情報もＵＥに提供される。図２２はＲＡＣＨリソースブロック内におけるＲＡＣＨリソースごとの設定を例示する図である。特定のＲＡＣＨリソース周期内でＲＡＣＨリソースとして予約可能なスロットインデックスが標準文書により定義され、図２２に示したように、ＲＡＣＨリソースの発生頻度によって互いに異なる設定番号が割り当てられる。ネットワーク／ｇＮＢはシステム情報により特定の設定番号を知らせることにより、特定のＲＡＣＨリソースがどのような発生頻度／周期を有するかをＵＥに知らせることができる。
ネットワークはＵＥにＲＡＣＨリソースブロック(即ち、ＲＡＣＨブロック)の数及びＲＡＣＨリソースブロックごとの開始時点(例えば、スロットインデックス)を知らせることができる。また、ネットワークは各ＲＡＣＨリソースブロックに関する情報をＵＥに知らせる時、時間軸でのＲＡＣＨリソースの数(Ｎｔ)、周波数軸でのＲＡＣＨリソースの数(Ｎｆ)を知らせる。Ｎｔ及びＮｆはＲＡＣＨリソースブロックごとに異なることができる。ネットワーク／ｇＮＢはＲＡＣＨリソースブロック内でＲＡＣＨリソースインデックスをＲＡＣＨリソースの時間／周波数位置によってマッピングし、各ＲＡＣＨリソースごとに周期／発生頻度を知らせる情報(例えば、設定番号)、連結されるＳＳブロック又はＣＳＩ−ＲＳインデックスなどの情報をＵＥに知らせる。この時、各ＲＡＣＨリソースごとの周期／発生頻度は、上述したように、ＲＡＣＨリソースの発生頻度によって設定された特定の設定番号を指示することにより知らせることができる。
また、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットはＲＡＣＨリソースごとに設定されることができる。勿論、システムにおいて全てのＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを同一に構成することもできるが、現実的にはＲＡＣＨリソースブロック内では副搬送波間隔、繰り返し回数などを同様に維持し、ＲＡＣＨリソースブロックの間には上述したＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを異なるように設定することができる。但し、同一のＲＡＣＨリソースブロック内においてＲＡＣＨプリアンブルの繰り返し回数は同一に設定されるが、該当ＲＡＣＨリソースブロックに含まれた各々のＲＡＣＨリソースは互いに異なるプリアンブルシーケンスを使用するように設定することができる。例えば、ＲＡＣＨリソースブロック内の各々のＲＡＣＨリソースはルートインデックス又は循環遷移(ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔ、ＣＳ)バージョンなどが互いに異なるように設定される。
ＲＡＣＨ設定に対するシグナリングの観点からすると、ネットワークはＲＡＣＨプリアンブル送信のための時間／周波数リソース、即ちＲＡＣＨリソースを識別する過程を行う。このために、本発明において、ＲＡＣＨリソースインデックスはＲＡＣＨリソースブロックインデックスとＲＡＣＨリソースブロック内のＲＡＣＨリソースインデックスにより決定され、各ＲＡＣＨリソースインデックスごとのＲＡＣＨリソース発生頻度／周期は、複数のＲＡＣＨ設定番号の各々に対応することができる。さらに、ネットワークは各ＲＡＣＨリソースごとに使用可能なＲＡＣＨプリアンブル情報をＵＥに送信し、連結されているＳＳブロックインデックス又はＣＳＩ−ＲＳインデックス情報を送信する。これにより、ＵＥは特定の下りリンクビーム方向についてＲＡＣＨを行う時、使用するＲＡＣＨ時間／周波数リソース及びプリアンブルリソースに関する情報を得ることができ、該当リソースを用いてＲＡＣＨを行うことができる。
＜スロット／シンボル境界整列のためのＲＡＣＨプリアンブルフォーマット＞
以下、図１０を参照して説明したＲＡＣＨプリアンブルフォーマットについて詳しく説明する。図１０に示したＮＲにおけるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの特徴及び要件を考慮して、本発明によるＲＡＣＨリソースと本発明によるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの関係、また本発明のＲＡＣＨプリアンブルフォーマットがＮＲシステムのＵＬスロット、スロット境界(ｂｏｕｎｄａｒｙ)とどのように整列されるかが説明される。
一般的にＬＴＥにおけるＲＡＣＨプリアンブルのシーケンス部分は、１.２５ｋＨｚの副搬送波間隔(ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ、ＳＣＳ)を有する長さ８３９のＺａｄｏｆｆ Ｃｈｕシーケンスを使用し、ＬＴＥのＲＡＣＨプリアンブルは普通１ｍｓのサブフレームを占める。ＬＴＥシステムにおけるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットは表１に示されている。同じシーケンス長さを有してもＲＡＣＨプリアンブルが支援しようとするカバレッジが異なる場合は、ＲＡＣＨプリアンブルは互いに異なるＣＰ長さを有することができる。ＣＰ長さが長いほど該当セルが支援可能なカバレッジが大きく、ＣＰ長さが短いほど該当セルが支援可能なカバレッジが小さい。プリアンブルを構成するシーケンスの長さが長いほど、受信端でより多いエネルギーを集めて受信できるので、結合(ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ)利得を得ることができ、ＲＡＣＨの検出性能が改善される。
ＮＲシステムでは２種類のＲＡＣＨシーケンスが定義されるが、ＬＴＥと同様に、広いカバレッジを支援するための長いシーケンスとＵＥのＲＡＣＨ繰り返し及び基地局のＲｘビームスイーピングのための短いシーケンスが定義されることができる。短いシーケンスは、ＵＥによるＲＡＣＨ繰り返し及び基地局によるＲｘビームスイーピングの目的以外に、高速支援、また長すぎるリソースをＵＬリソースとして予約しないことにより、通信システムが遅延が致命的な(ｃｒｉｔｉｃａｌ)サービスに対して直ちにサービスを提供するという目的を有する。
広いカバレッジ支援のための長いＲＡＣＨシーケンスは、ＬＴＥのものをそのまま借用するか、又は一部変形して類似する形態でＮＲシステムに導入することができる。但し、短いＲＡＣＨシーケンスはその目的に合わせてプリアンブルフォーマットが設計され、該当ＲＡＣＨプリアンブルが送信されるＲＡＣＨリソースがＵＬ ＰＵＳＣＨの送信と調和する必要がある。
図２３はスロット構造を例示する図である。特に、図２３(ａ)は１４個のシンボルを有するスロット内のスロット構造を、図２３(ｂ)は７個のシンボルを有するスロット内のスロット構造を例示する。ＮＲでは、１つのスロットを７個のシンボル又は１４個のシンボルで構成することを考慮している。図２３において"ＤＤ／ＵＤ"は、該当シンボルに下りリンクデータ又は上りリンクデータがスケジューリングされることを意味する。同様に、図２３において"Ｇａｐ／ＤＣ／ＤＤ"は、１番目のシンボルである下りリンク制御(ＤＬ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＤＣ)シンボルの後にギャップ、或いは下りリンク制御、或いは下りリンクデータが送信可能であることを意味する。
本発明ではネットワークがＲＡＣＨリソースと上りリンクデータ(例えば、ＰＵＳＣＨ)リソースを効率的に運用する方法について提案している。本発明では、短いＲＡＣＨシーケンスのＳＣＳは該当セルのデフォルトＰＵＳＣＨ ＳＣＳと同一の値を使用することにより、ＰＲＡＣＨとＰＵＳＣＨのサンプリングレートを合わせる。
図２４はＯＦＤＭシンボル内におけるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを例示する図である。図２４のように短いＲＡＣＨシーケンスを用いて１つのシンボルＲＡＣＨプリアンブルを送信すると、ＣＰ長さが短すぎて該当ＲＡＣＨプリアンブルが支援可能なカバレッジが非常に小さくなり、１つのシンボルＲＡＣＨプリアンブルは事実上ＲＡＣＨプリアンブルとしての機能を果たすことができない。よって、本発明は、短いＲＡＣＨシーケンスの送信時に２つのシンボルを最小ＲＡＣＨシンボルの単位とし、必要によってＣＰ長さを増加させるか又はＲＡＣＨシンボル数を拡張して繰り返し回数を調節する。ＲＡＣＨシンボルの数は基本単位の倍数に拡張できる。
図２５及び図２６はスロット内におけるＲＡＣＨプリアンブルの整列を例示する図である。特に、図２５及び図２６はＲＡＣＨプリアンブルが２、４、６、１２個のシンボル長さを有する場合、１４個のシンボルを有するスロット内にＲＡＣＨプリアンブルが送信可能なシンボルの位置、即ちスロット内のＲＡＣＨリソースを例示している。図２５及び図２６において、"ＲＡＣＨ(ｘ)"のｘはプリアンブルの繰り返し回数(即ち、ＲＡＣＨシーケンスの繰り返し回数)を示し、以下、"ＲＡＣＨ(ｘ)"はｘ個のシンボルＲＡＣＨ、ｘ個のシンボルＲＡＣＨリソース、又はｘ個のシンボルＲＡＣＨプリアンブルと呼ばれる。
図２５(ａ)を参照すると、１４個のシンボルＲＡＣＨの場合、即ち１個のシンボル長さのＲＡＣＨプリアンブルが１４回繰り返されるＲＡＣＨの場合、該当ＲＡＣＨプリアンブルは１ｍｓ長さのスロットを全部占める。該当ＲＡＣＨプリアンブルが送信されるスロット以後にすぐ隣接するスロットにおいて、ＲＡＣＨプリアンブル以外の他の信号が送信される場合、即ちＤＬ制御／データ又はＵＬ制御／データが送信される場合、１４回繰り返すＲＡＣＨプリアンブルの最後にガード時間(ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ、ＧＴ)を挿入して一定時間の間に信号を送信しないことにより、隣接するデータ／制御信号を保護する。同様に、１つのプリアンブルを１２回繰り返すＲＡＣＨの場合、例えば、図２５(ｂ)の１２個のシンボルＲＡＣＨの場合、ＲＡＣＨの直後のシンボルにＲＡＣＨプリアンブルではない他のデータ／制御信号が送信されると、該当ＲＡＣＨプリアンブルの後部分にＧＴを挿入する。図２５(ａ)は該当スロットがＵＬ単独スロットである場合に使用可能なプリアンブルフォーマットを例示している。ＤＬ制御として該当スロットの１番目のＯＦＤＭシンボルが使用され、ＵＬ制御送信のために最後の１４番目のシンボルが予約された場合、最も長いＲＡＣＨプリアンブルフォーマットは図２５(ｂ)である。
ＤＬ制御のために１つのシンボル、及びＵＬ制御のために１つのシンボルが使用されると仮定すると、２つのシンボルＲＡＣＨ、４つのシンボルＲＡＣＨ、６つのシンボルＲＡＣＨに対して、１つのスロット内でＲＡＣＨプリアンブルが送信可能な位置が図２５及び図２６に例示されている。図２５は、１４つのシンボル長さのＲＡＣＨプリアンブルフォーマットである図２５(ａ)を除いては、スロットの１番目のシンボルがＤＬ制御として使用され、最後のシンボルのＵＬ制御領域を保護するように最初と最後のシンボルを除いた位置にＲＡＣＨリソースを設定した場合を示している。図２６は、１番目のシンボルのＤＬ制御信号を避け、基地局のＤＬ ｔｏ ＵＬスイッチングタイムを考慮して２番目のシンボルを空け、３番目のシンボルからＲＡＣＨプリアンブルを送信する場合を示している。ＲＡＣＨプリアンブルがスロットの最後のシンボルであるＵＬ制御領域まで占めるように設定された場合、該当シンボル区間においてはＵＬ制御よりＲＡＣＨ信号が優先する。即ち、ＵＥがＵＬ制御を送信すべき時間／周波数領域内の特定の時間／周波数リソースがＲＡＣＨリソースとして設定された場合、ＵＥは該当時間／周波数リソースにおけるＵＬ制御送信をドロップする。
図２５及び図２６の(ｂ)〜(ｅ)に示したように、ＲＡＣＨのために設定された１つのスロット内で複数のＲＡＣＨリソースが設定されることができ、該当ＲＡＣＨリソースは互いに連続(ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ)することができる。ネットワークが複数のＲＡＣＨリソースを設定するにおいて、これらが時間軸に連接する場合、連接するＲＡＣＨリソースで送信されるＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さが十分であるという前提下で連接するＲＡＣＨリソースの間にはＧＴを挿入する必要がない。即ち、時間軸に連接するＲＡＣＨリソースのセットをＲＡＣＨブロック(或いはＲＡＣＨバースト)とすると、ＲＡＣＨブロック内のＲＡＣＨリソースで送信されるＲＡＣＨプリアンブルにはＧＴが挿入される必要がない。ここで、ＧＴ挿入は、該当時間区間の間に信号送信を行わないこと、即ち、該当時間区間を無効化(ｎｕｌｌｉｎｇ)することを意味する。ＲＡＣＨブロック内において時間軸で最後側に位置するＲＡＣＨリソースで送信されるＲＡＣＨプリアンブルにはＧＴを挿入することにより、即ち、一定時間区間の間に信号送信を行わないギャップ時間を設定することにより、ＲＡＣＨプリアンブル後に送信される他の信号を保護する。プリアンブルの繰り返しを含むＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの場合、プリアンブルが繰り返されてもＲＡＣＨリソース内では連続する信号が送信される。
ＲＡＣＨプリアンブルを繰り返して送信する場合、繰り返し回数が増加するほど、即ちＲＡＣＨ送信に使用されるシンボル数が増加するほど、ＣＰ長さを長くすることができる。例えば、２つのシンボル内のデータ送信フォーマットは、ＣＰ−データ−ＣＰ−データの形態で構成されるが、即ち、２つのシンボルのうち、一方のシンボル内でＣＰ＋データ、他方のシンボル内でＣＰ＋データが送信されるが、ＲＡＣＨプリアンブルの場合、カバレッジ拡張のためにＣＰ−ＣＰ−シーケンス−シーケンス−(ＧＴ)の形態でＲＡＣＨプリアンブルが送信されることができる。図２７はＣＰ長さを長くしてＲＡＣＨプリアンブルとシンボル境界を整列させる本発明によるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを例示している。具体的には、図２７はＲＡＣＨプリアンブルの繰り返し回数によってＣＰ長さを長くする。これにより、ＲＡＣＨプリアンブルを繰り返し、即ちＲＡＣＨシーケンスを繰り返すことにより、該当ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットが支援するセルカバレッジを拡張させることができる。図２７のＲＡＣＨプリアンブルフォーマットでは、時間ドメインにおいてＲＡＣＨブロック内の最後に位置するＲＡＣＨリソース内にＧＴが位置する。
図２８は７つのシンボルで構成されたスロットに対するＲＡＣＨリソースとプリアンブル繰り返し回数によるＲＡＣＨプリアンブルマッピングを例示している。上述したように、ＲＡＣＨリソース以後に他のデータ／制御信号が送信される場合、このデータ／制御信号の直前のＲＡＣＨリソースにはＧＴが挿入される。即ち、ＧＴの間を空けて信号を送信しない。
図２９はＲＡＣＨシンボル以後に位置するｎｕｌｌ ＯＦＤＭシンボルを例示する図である。
連接するＲＡＣＨリソースが終了する時点、即ちＲＡＣＨブロックの最後の位置にＧＴが挿入されることにより、以後の信号を保護する。ＲＡＣＨ以後の信号を保護する他の方法は、ＲＡＣＨリソース以後、即ちＲＡＣＨブロック直後のシンボルを空けることである。即ち、ＲＡＣＨブロック直後のシンボルにはいかなる信号も送信されない。ＲＡＣＨブロック以後のシンボルを空ける場合、ＲＡＣＨブロックの最後のシンボルにＧＴが挿入される必要がない。即ち、ＲＡＣＨブロック直後のシンボルを空けることにより該当ｎｕｌｌ ＯＦＤＭシンボルをＧＴとして使用して、該当ｎｕｌｌ ＯＦＤＭシンボル以後に送信される信号を保護することができる。特定のＯＦＤＭシンボルが無効化されることは、基地局がＵＥに予めシグナリングするか又は標準で規定することができる。例えば、基地局がＵＥにＰＲＡＣＨ設定を伝達しながら、特定のシンボルが無効化されるとシグナリングすることができる。或いは、基地局がＲＡＣＨリソースを時間上で連接して設定する場合、ＵＥはかかる情報を全部受信するが、連続するＲＡＣＨリソースが終了する時点、即ちＲＡＣＨブロック直後のシンボルを無効化することはＵＥと基地局の間で約束されることができる。或いは、ブロック直後のシンボルが無効化されるか否かがシグナリングされることもでき、基地局がＲＡＣＨブロック直後のシンボルを無効化すると命令した場合は、ＵＥはＲＡＣＨブロック直後のシンボルを無効化し、ＲＡＣＨブロック内のＲＡＣＨプリアンブルにはＧＴを挿入しない。ＲＡＣＨブロック直後のシンボルを無効化しないという命令を受信したＵＥがＲＡＣＨブロック内で時間軸で最も後行するＲＡＣＨリソース内でプリアンブルを送信する場合、ＵＥはこのプリアンブルを送信した後に信号を送信しないＧＴを該当ＲＡＣＨリソース内に設定する。
ＲＡＣＨリソースが時間軸に連接するこの方法の長所は、毎ＲＡＣＨプリアンブルごとにＧＴを挿入しなくてもよいということである。１つのＲＡＣＨプリアンブルに続いてすぐ後行するＲＡＣＨリソースで送信されるＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さが十分に長いので、該当ＣＰを以前のＲＡＣＨリソースで送信されたＲＡＣＨプリアンブルのＧＰとして使用できるためである。よって、本発明では、まずＲＡＣＨリソースを時間軸にインデクシングし、その後周波数軸にインデクシングすることを提案する。即ち、図２０を参照すると、ＲＡＣＨリソースはまず時間軸によって設定される。その後、ＲＡＣＨリソースが不足した場合は、周波数軸に拡張してＲＡＣＨリソースが設定される。よって、ＲＡＣＨブロック内のＲＡＣＨリソースのインデクシングは時間軸で先に行われることが好ましい。
以下、互いに異なる繰り返し長さを有するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのためのＲＡＣＨリソースを同じスロット内に多重化する方法を図３０を参照しながら説明する。図３０はスロット内にＲＡＣＨリソースを多重化する方法を例示している。図３０において、"ＲＡＣＨ(ｘ)"のｘは該当ＲＡＣＨリソースにおけるプリアンブルの繰り返し回数(即ち、ＲＡＣＨシーケンスの繰り返し回数)を示し、以下"ＲＡＣＨ(ｘ)"はｘ個のシンボルＲＡＣＨ、ｘ個のシンボルＲＡＣＨリソース、或いはｘ個のシンボルＲＡＣＨプリアンブルとも呼ばれる。
多重ビームを考慮した時、同じ時間における互いに異なる周波数に位置するＲＡＣＨリソースの間のターゲットＤＬ受信方向は同一でなければならない。即ち、基地局の受信方向が同一でなければならない。例えば、図３０(ａ)を参照すると、シンボルインデックス３であるシンボルから始まる６つのシンボルＲＡＣＨリソース(図３０において"ＲＡＣＨ(６)")に対する基地局の受信方向と該当時点で該当ＲＡＣＨリソースによりネスト(ｎｅｓｔ)される、即ちＲＡＣＨ(６)のシンボル境界内に位置する、ＲＡＣＨ(４)とＲＡＣＨ(２)の基地局の受信方向は同一でなければならない。これはＲＡＣＨリソースに連関する基地局のＤＬチャネル／信号が同一でなければならないことを意味し、代表的に該当ＲＡＣＨリソースに連関するＳＳブロックのインデックスが同一であることを意味する。例えば、図３０(ａ)を参照すると、ＲＡＣＨ(６)は６回繰り返されたＲＡＣＨシーケンスを有するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのために使用され、ＲＡＣＨ(６)の時間区間内の他の周波数上ではＲＡＣＨ(４)及びＲＡＣＨ(２)は、４回繰り返されたＲＡＣＨシーケンスを有するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのための１つのＲＡＣＨ(４)及び２回繰り返されたＲＡＣＨシーケンスを有するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのための１つのＲＡＣＨ(２)が時間軸に連続して設定されることができ、ＲＡＣＨ(６)の時間区間内のさらに他の周波数上では３つのＲＡＣＨ(２)が時間軸に連続して設定されることができる。このように同じＳＳブロックに連関しているにも関わらず、ＲＡＣＨシーケンスの長さが異なって、結局、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを異なるようにして、互いに異なるＲＡＣＨリソースを設定するこの方法は、競争基盤のＲＡＣＨリソースと競争−フリー(ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ-ｆｒｅｅ)ＲＡＣＨリソースとを区分するために使用されるか、又はＲＡＣＨ送信がシステム情報要請に使用される場合にシステム情報要請用に別のＲＡＣＨリソースを設定するために活用されることができる。一般的に競争基盤の初期接続のためのＲＡＣＨリソースは、長い(即ち、多数の)シンボルを占め、ＵＥがターゲットセルのカバレッジをどの程度把握している可能性が高いハンドオーバーやシステム情報要請などの目的のためのＲＡＣＨリソースは、相対的に短い(即ち、少数の)シンボルを占めて送信されることができる。
以下、上述した本発明に基づいてＮＲシステムにおけるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを具体的に提案する。ＮＲシステムのためのＲＡＣＨプリアンブルフォーマットに関連して、本発明は１つのＯＦＤＭシンボル内のデータシンボル(即ち、有効シンボル区間であって、純データ／情報信号に該当)の長さは２０４８＊ＴＳ、ＣＰ長さは１４４＊ＴＳと仮定した。よって、データ送信に利用可能な１つのＯＦＤＭシンボル長さは(２０４８＋１４４)＊ＴＳである。ここで、ＴＳはサンプリング時間である。以下、説明の便宜上、シンボル長さを言及する時にはＴＳを省略する。表８は副搬送波間隔１５ｋＨｚであり、ＲＡＣＨシーケンス長さ１３９であるプリアンブルの１つのＯＦＤＭシンボル長さ基準のニューマロロジーを示している。表８において有効シンボル長さ２０４８は、ＯＦＤＭシンボル区間のうち、ＣＰではない部分の長さである。特に、表８は１５ｋＨｚ ＳＣＳ及び２０４８ＦＦＴに基づいてサンプリング周波数が３０.７２ＭＨｚである場合、時間サンプリング単位をＴＳ＝１／(１５０００＊２０４８)とする時、スロットを構成するＯＦＤＭシンボルのニューマロロジーを示す。この時、長さ１４４のＣＰが支援する多重経路(ｍｕｌｔｉｐａｔｈ)のプロファイルは最大４.６８ｕｓｅｃである。
Figure 2021108482
ＳＣＳが３０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、１２０ｋＨｚに対するニューマロロジーにおいて、ＴＳは該当ＳＣＳが１５ｋＨｚの何倍であるかによって１５ｋＨｚに対するＴＳ値に反比例するようにスケーリングされる。但し、ＯＦＤＭシンボルの有効シンボル長さ及びＣＰ長さは基本原則は２０４８と１４４に維持される。
以下の表は本発明によるプリアンブルフォーマットを示している。特に、表９は１５ｋＨｚ ＳＣＳのプリアンブルシーケンス(ｐｒｅａｍｂｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗｉｔｈ １５ｋＨｚ ＳＣＳ)の場合のプリアンブルフォーマットを例示しており、表１０は３０ｋＨｚ ＳＣＳのプリアンブルシーケンス(ｐｒｅａｍｂｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗｉｔｈ ３０ｋＨｚ ＳＣＳ)の場合のプリアンブルフォーマットを例示しており、表１１は６０ｋＨｚ ＳＣＳのプリアンブルシーケンス(ｐｒｅａｍｂｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗｉｔｈ ６０ｋＨｚ ＳＣＳ)の場合のプリアンブルフォーマットを例示しており、表１２は１２０ｋＨｚ ＳＣＳのプリアンブルシーケンス(ｐｒｅａｍｂｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗｉｔｈ １２０ｋＨｚ ＳＣＳ)の場合のプリアンブルフォーマットを例示している。表９乃至表１１において、ガード期間(ｇｕａｒｄ ｐｅｒｉｏｄ)はプリアンブルフォーマットＡ１又はＡ２のためのＲＡＣＨバーストの終了後のＯＦＤＭシンボルに設定される。
Figure 2021108482
Figure 2021108482
Figure 2021108482
Figure 2021108482
表９乃至表１２において、有効シンボル長さ(ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｙｍｂｏｌ ｌｅｎｇｔｈ)は、ＲＡＣＨプリアンブルにおいてＣＰではない情報部分の長さ、即ちシーケンス部分の長さＴＳＥＱである。
表９のプリアンブルフォーマット１に基づいて本発明で提案するＮＲ用プリアンブルフォーマットを詳しく説明する。プリアンブルフォーマット１は、ＲＡＣＨプリアンブルが２個のシンボル長さであり、同一のプリアンブルが２個のシンボルにわたって２回繰り返される。図３１は２つのシンボルと整列される２個のシンボル長さのＲＡＣＨプリアンブル(以下、２個のシンボルＲＡＣＨプリアンブル)の送信フォーマットを例示する図である。ＲＡＣＨプリアンブルを送信するＵＥに２個のシンボル長さのＲＡＣＨリソースが設定され、該当ＲＡＣＨリソースに合うＲＡＣＨプリアンブルフォーマットが指示される場合、ＵＥは図３１に示したように、２８８個のサンプル長さほどのＣＰ以後の２０４８個のサンプル長さのプリアンブルを２回繰り返して送信する。但し、基地局が図３１に示したようなＲＡＣＨプリアンブルを受信する時、どのような方式で受信するかによってＲＡＣＨプリアンブルが支援可能なセルカバレッジが変化する。
図３２は表９のプリアンブルフォーマット１に該当するプリアンブルフォーマットを例示する図である。特に、図３２(ａ)は表９のプリアンブルフォーマット１のＡ２(以下、プリアンブルフォーマット１−Ａ２)を示し、図３２(ｂ)は表９のプリアンブルフォーマット１のＡ１(以下、プリアンブルフォーマット１−Ａ１)を示し、図３２(ｃ)は表９のプリアンブルフォーマット１のＢ(以下、プリアンブルフォーマット１−Ｂ)を示す。
図３２(ａ)を参照すると、例えば、表９のプリアンブルフォーマット１−Ａ２は、基地局がプリアンブルが１回繰り返された信号であると仮定して、ＲＡＣＨプリアンブルを受信する。この場合、上記基地局は２０４８長さのシーケンス以外の部分はＣＰとＧＰ(ガード期間、ＧＴと同一)であると仮定する。但し、基地局はプリアンブルフォーマット１−Ａ２によるＲＡＣＨプリアンブルのシーケンス以後の最大２０４８サンプルをＧＰと仮定して、ＲＡＣＨプリアンブルを受信する。ＲＡＣＨリソースが互いに連接する場合、連接するＲＡＣＨリソースのＣＰ長さが十分であるので、後行するＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ区間だけをＧＰと仮定してＲＡＣＨプリアンブルを受信しても、隣接ＲＡＣＨリソースにおいて他のＲＡＣＨプリアンブルの受信には問題がない。よって、表９のプリアンブルフォーマット１−Ａ２の場合、基地局の受信の観点でＣＰ長さは２３３６、ＧＰ長さは２０４８と思われ、ＲＡＣＨプリアンブルの繰り返し回数は１になる。十分なＧＰ長さにより、該当フォーマットは最大セル半径９２９７ｍまで支援できる。
一方、セル半径が小さいセルの場合、図３１のような形態でＵＥが送信したＲＡＣＨプリアンブルについて、基地局はプリアンブルシーケンス信号が２回繰り返された信号であると見なして受信することができる。即ち、図３２(ｂ)を参照すると、ＣＰ長さを２８８、シーケンス部分の長さを４０９６と仮定でき、該当ＲＡＣＨプリアンブルのシーケンス部分は、長さ２０４８のシーケンスが２回繰り返された信号と理解できる。これはプリアンブルフォーマット１−Ａ１に該当する。勿論、ＧＰは該当ＲＡＣＨリソースの後の、即ち該当ＲＡＣＨリソースに後行するシンボルを無効化(ｎｕｌｌｉｎｇ)することにより確保できる。或いは、後行するシンボルのＣＰ長さ内に入る事実上のＧＰ長さは、後行するＣＰ長さにより限定される。即ち、ＲＡＣＨプリアンブルのＧＰの場合、ＲＡＣＨプリアンブル以後のシンボルを無効化するか又は以後のシンボルで送信される信号のＣＰをＧＰとして使用できるが、後者の場合、以後の信号のＣＰをＧＰとして使用するので、ＧＰの長さがＣＰの長さより大きくない。言い換えれば、ＲＡＣＨリソースが時間ドメインにおいて連続する場合、連続するＲＡＣＨリソースのうちの最後のＲＡＣＨリソースではない、任意の１ＲＡＣＨリソースの後の信号がＲＡＣＨプリアンブルであり、ＲＡＣＨリソースに隣接したＲＡＣＨプリアンブルがプリアンブルフォーマット１−Ａ１である場合は、ＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さは２８８になる。結局、プリアンブルフォーマット１−Ａ１の場合、ＣＰ及びＧＰ長さによって該当プリアンブルフォーマットが支援可能な最大半径が制限される。表９に示したように、ＲＡＣＨプリアンブルが１５ｋＨｚを仮定した時、プリアンブルフォーマット１−Ａ１が支援する最大のセル半径は７０３ｍになる。
これとは異なり、プリアンブルフォーマット１−Ｂの場合、ＣＰ−シーケンス−ＧＰがいずれも１つのＲＡＣＨリソース内に含まれるように設計される。即ち、ＵＥは図３１に示したように、シーケンスを２回繰り返して送信するが、基地局は該当ＲＡＣＨプリアンブル送信区間内でＣＰとＧＰをいずれも確保してシーケンスを検出する。この場合、図３２(ｃ)を参照すると、基地局は１つのＲＡＣＨプリアンブルが２つのシンボルを占める場合には、シーケンスの最大繰り返し回数を１回と見なすことができる。もし、１つのＲＡＣＨプリアンブルがＮ個のシンボルを占める場合は、基地局はシーケンスの繰り返し回数をＮ−１回と見なすことができる。
本発明をより一般化するために、ＲＡＣＨプリアンブル送信のために６つのシンボルを使用する場合について説明する。ＲＡＣＨプリアンブルのＳＣＳ＝１５ｋＨｚである表９を参照して説明する。ＲＡＣＨプリアンブルの送信に６つのシンボルを使用するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットをプリアンブルフォーマット３とすると、プリアンブルフォーマット３−Ｂは、プリアンブルフォーマット１−Ｂに対して、上述したように、該当ＲＡＣＨリソース区間、即ち６つのＯＦＤＭシンボル区間の間にＵＥはデータＣＰの６倍長さのＣＰを送信し、続いて同じプリアンブルを６回繰り返して送信する。しかし、基地局がこれを受信する時は、該当ＲＡＣＨリソース内でＧＰを確保するためにプリアンブルが５回繰り返されたと仮定し、該当ＲＡＣＨプリアンブに対する繰り返し利得は６ではなく５が得られる。ＵＥが同じプリアンブルを６回繰り返して送信するので、基地局が６回繰り返し利得を得ようとする場合(プリアンブルフォーマット３−Ａ１)には該当プリアンブルシーケンスが支援する最大セル半径が３５１６ｍになり、５回繰り返し利得を得ようとする場合(プリアンブルフォーマット３−Ａ２)には該当プリアンブルシーケンスが支援可能な最大セル半径は９２９７ｍになる。言い換えれば、６回繰り返されたプリアンブルを有するプリアンブルフォーマットでＲＡＣＨプリアンブルを送信するとＵＥに命令した時、基地局のセル半径が３５１６ｍより小さい場合は、基地局はＲＡＣＨプリアンブルから６回の繰り返し利得を得ることができるが、これより大きいセル半径を支援すると、基地局が得られる繰り返し利得は５回しかない。
即ち、表９乃至表１２において、プリアンブルフォーマット１、２、３、４、５の数は、ＵＥがＲＡＣＨプリアンブルをいくつのシンボル区間の間に何回繰り返して送信するかを指示する値である。プリアンブルフォーマット１は２回繰り返し(或いは２つのシンボル)、プリアンブルフォーマット２は４回繰り返し(或いは４つのシンボル)、プリアンブルフォーマット３は６回繰り返し(或いは６つのシンボル)、プリアンブルフォーマット４は１２回繰り返し(或いは１２つのシンボル)、プリアンブルフォーマット５は１４回繰り返し(或いは１４つのシンボル)を意味する。表９乃至表１２において、Ａ１、Ａ２、Ｂは、基地局のセル半径によって基地局が該当信号をどのように検出するかに関する。基地局がＲＡＣＨプリアンブルをどのように検出するかに関しては、具現イッシュ(ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｓｓｕｅ)であることもできるが、基地局がどのように検出を行うかによってＵＥが使用できる又は基地局が割り当てることができるＲＡＣＨシーケンスの循環遷移値(即ち、ＮＣＳ)が変化する。即ち、セル半径が大きい場合、同一のルートインデックスを有するＺａｄｏｆｆ Ｃｈｕシーケンスに対して相互隣接するＣＳを使用することは、ＲＡＣＨの性能を阻害することができる。従って、かかる場合、互いに差が大きいＣＳを使用／割り当てることが好ましい。
表９乃至表１２において、プリアンブルフォーマット４、５は各々プリアンブルを１２回、１４回繰り返すフォーマットであるが、プリアンブルフォーマット１、２、３とは異なって、フォーマットＡ１又はＡ２がフォーマットＢに比べて有する利得がほぼない。プリアンブルフォーマット１、２、３において、フォーマットＡ１又はＡ２がフォーマットＢに比べて有する利得は広いセル半径を支援するに反して、プリアンブルフォーマット４、５では、スロット内で該当長さを有する複数のＲＡＣＨリソースが連続して存在するとは見なされない。特に、プリアンブルフォーマット５の場合、１４個のシンボルを全部ＲＡＣＨリソースとして使用するので、セル半径の拡張のためには、１４個のシンボル以後の１つのシンボルをＧＰと設定して無効化する必要があるが、今後スロットのＤＬ制御チャネル送信が起こるシンボルを無効化することが負担になるので、プリアンブルフォーマット５は仕方なくＲＡＣＨリソース内で確保できるＧＰのみを活用するしかない。よってプリアンブルフォーマット５の場合、さらに確保できるＧＰよりは、１４個のシンボル内で確保できるＧＰにより最大セル半径が決定される。プリアンブルフォーマット４もプリアンブルフォーマット５と同様に、ＲＡＣＨリソース内で確保可能なＧＰにより最大のセル半径が決定される。従って、プリアンブルフォーマット４、５はフォーマットＡ１及び／又はＡ２よりはフォーマットＢのみを支援することが好ましい。
反面、プリアンブルフォーマット１、２、３の場合、フォーマットＡ２とフォーマットＢは同一の繰り返し利得が得られるに反して、フォーマットＢがフォーマットＡ２に比べて支援可能なセル半径がより小さい。よって、プリアンブルフォーマット１、２、３の場合、フォーマットＡ１及び／又はＡ２のみを支援し、フォーマットＢを支援しないことが好ましい。
ＮＲ標準文書において、フォーマットＡ１とＡ２又はフォーマットＢの区分は事実上無意味であるが、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを規定する時、該当ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットにより支援しようとするセル半径を明確にする必要があるので、かかる目的のために、該当フォーマットが互いに区分されて定義される。特に、フォーマットＡ１とＡ２の場合、各フォーマットが支援できるセル半径の差によって、ＰＲＡＣＨプリアンブルのＣＳが変化し、よってＵＥが選択できるＣＳ値のセットが変化する。勿論、ネットワークが同一のＲＡＣＨプリアンブルフォーマットを指示することにより、例えば、表９乃至表１２においてプリアンブルフォーマット１／２／３／４／５の数のみでプリアンブルフォーマットを指定して、基地局が支援するカバレッジによって各フォーマットごとのＣＳ値を異なるように指定してシグナリングすることもできる。
上記本発明のＲＡＣＨプリアンブルフォーマットについては、表９の１５ｋＨｚ ＳＣＳを代表として説明しているが、他のＳＣＳを有する表１０乃至表１２のプリアンブルフォーマットにも上述した本発明の説明を同様に適用できる。勿論、支援するセル半径はＳＣＳの長さによりスケーリングダウンされる。
本発明で提案するプリアンブルフォーマットは、以下のような方案に変形することもできる。
＊方案１)短いシーケンス基盤のＲＡＣＨプリアンブルは、データ送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの長さのＮ倍(Ｎは１より大きい自然数)に合わせて構成される。ここで、シーケンスを最大Ｍ回繰り返す場合、ＲＡＣＨプリアンブルはＯＦＤＭシンボル長さのＭ倍に該当する長さと等しいか又は短く構成される。反面、シーケンスを最大Ｋ回(ＫはＭより大きい自然数)繰り返す場合には、ＲＡＣＨプリアンブルはＯＦＤＭシンボル長さのＫ倍に該当する長さより短く構成される。例えば、１４つのＯＦＤＭシンボルで構成されるスロットにおいて、ＲＡＣＨプリアンブルを送信する場合、短いシーケンス基盤のＲＡＣＨプリアンブルはシーケンスがＭ回繰り返され(例えば、Ｍ＝２,４,６,１２,１４)、各々ＣＰが形成される。この時、ＲＡＣＨプリアンブルの長さによっては、ＲＡＣＨプリアンブルがスロット内で時間的に多数のリソースに区分されることができる。例えば、１４つのＯＦＤＭシンボルで構成されるスロットにおいて、シーケンスが６回繰り返されるＲＡＣＨプリアンブルのためには、スロット内において時間で区分される２つのＲＡＣＨリソースがあり得る。反面、シーケンスが１２回繰り返されるＲＡＣＨプリアンブルのためには、スロット内において時間で区分されるＲＡＣＨリソース１つがあり得る。Ｍ＝１２,１４の場合、ＯＦＤＭシンボル長さのＭ倍より短いＲＡＣＨプリアンブルが定義される。反面、Ｍ＝２,４,６の場合には、ＯＦＤＭシンボル長さのＭ倍より短いＲＡＣＨプリアンブルだけではなく、同じ長さのＲＡＣＨプリアンブルが定義されることもできる。
＊方案２)短いシーケンス基盤のＲＡＣＨプリアンブルのための時間及び周波数区間のリソースが定義されることができる。この時、Ｍ個のＲＡＣＨリソースを時間／周波数リソースを使用して構成する場合、まず時間を使用してＲＡＣＨリソースを構成する。
ＮＲの多重ビーム環境において、ＲＡＣＨプリアンブルを送信するための物理的な時間／周波数リソースは複数個が必要である。特定のスロットにおいてＲＡＣＨリソースとして設定可能な位置はＲＡＣＨプリアンブルのプリアンブル繰り返し回数と連関する。勿論、ＲＡＣＨリソースとして設定されるスロットにおけるスロットフォーマットにより正確なＲＡＣＨリソースの位置、例えば、シンボル番号が決定される。ＲＡＣＨリソースが設定されるスロットをＲＡＣＨスロットとすると、ＲＡＣＨスロットのスロットタイプによって、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットごとにＲＡＣＨプリアンブルを送信できる正確なリソース位置が決定される。ＲＡＣＨスロットタイプはＲＡＣＨ設定(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)によりＵＥに指示されて、準−静的(ｓｅｍｉ-ｓｔａｔｉｃ)に固定される。ここで、ＲＡＣＨスロットタイプを指示するとは、該当スロットにおけるＤＬ制御チャネル及びＵＬ制御チャネルが送信可能なシンボルの数及び位置を指示することであり、スロットフォーマット指示であると理解できる。スロット内のＲＡＣＨリソースの位置及び個数はＲＡＣＨ設定により決定される。
図３３乃至図３５はＲＡＣＨスロットタイプによるスロット内のＲＡＣＨリソースの位置を例示する図である。図３３乃至図３５に提案したＲＡＣＨスロットタイプは例示に過ぎず、図３３乃至図３５に例示した開始位置以外にも、ＲＡＣＨリソースは該当スロットのどの時点であってもシステムで指定する時点で開始することができる。
図３３乃至図３５を参照すると、基地局はＲＡＣＨリソースをＵＥにシグナリングする時、各ＲＡＣＨリソースが属するスロットのスロットタイプ及び該当スロットにおいて各ＲＡＣＨリソースが何回目のリソースであるか、いくつのＯＦＤＭシンボルで構成されるかなどの情報を共に提供する。ネットワークは１つ以上のＲＡＣＨリソース(即ち、ＲＡＣＨ時間／周波数リソース)を設定し、これらをＵＥに知らせなければならない。ここで、ＲＡＣＨリソースとは、１つのＲＡＣＨプリアンブルフォーマットが送信可能な時間／周波数リソースを称する。各ＲＡＣＨリソースごとに使用されるＲＡＣＨプリアンブルフォーマットが指定されてシグナリングされる必要がある。表９乃至表１２から分かるように、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットによりＲＡＣＨリソースのＯＦＤＭシンボル長さが決定され、ＲＡＣＨリソースごとに指定されるＲＡＣＨプリアンブルフォーマット情報を用いてＵＥはＲＡＣＨリソースのシンボル長さ(即ち、ＯＦＤＭシンボルの数)を分かることができる。本発明によるプリアンブルフォーマットを例示した表９乃至表１２において、各プリアンブルフォーマットごとのシンボル持続期間(ｓｙｍｂｏｌ ｄｕｒａｔｉｏｎ)は、プリアンブルの長さ、正確にはプリアンブルの繰り返しによって該当プリアンブルフォーマットが占めるＯＦＤＭシンボルの数を意味する。但し、初期接続などのための休止(ＩＤＬＥ)状態で使用されるＲＡＣＨプリアンブルの持続期間の場合、ネットワークが複数個のＲＡＣＨリソースを設定するとしてもＲＡＣＨリソースごとにプリアンブル持続期間を異なるように設定する理由がほぼない。これは、該当セルが支援する最大セルのカバレッジを支援しなければならないので、あるＲＡＣＨリソースにおけるプリアンブル持続期間は長く設定し、他のＲＡＣＨリソースにおけるプリアンブル持続期間は短く設定する理由がないためである。従って、ＲＡＣＨリソースごとにプリアンブル持続期間を同一に設定すると、基地局はＲＡＣＨリソースごとにプリアンブルフォーマットを指定せず、ＲＡＣＨリソースに共通に(ｃｏｍｍｏｎ)プリアンブルフォーマットを指定することができる。又はＲＡＣＨリソースをＲＡＣＨリソースグループ(例えば、長いＲＡＣＨプリアンブルグループ、短いＲＡＣＨプリアンブルグループなど)に区分し、ＲＡＣＨリソースグループごとにプリアンブルフォーマットを指定することができる。ＲＡＣＨリソースに共通に又はＲＡＣＨリソースグループごとにプリアンブルフォーマットを指定する場合、表９乃至表１２を参照して説明したように、ネットワークはプリアンブルフォーマット１、２、３、４、５のうちの１つをシグナリングすることができる。例えば、ネットワークがシグナリングしたプリアンブルフォーマットがプリアンブルフォーマット２であると、１つのＲＡＣＨリソースは４つのシンボルで構成される。４つのＯＦＤＭシンボル長さのＲＡＣＨリソース３つが予約される場合、連続して時間分割多重化(ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＴＤＭ)される３つのＲＡＣＨリソースに対して先行する１番目、２番目のＲＡＣＨリソースではフォーマットＡ(即ち、フォーマットＡ１又はフォーマットＡ２)をプリアンブルフォーマットとして適用し、ＲＡＣＨブロックの最後のＲＡＣＨリソースにはフォーマットＢをプリアンブルフォーマットとして適用するように強制することができる。即ち、ＲＡＣＨブロックの最後のＲＡＣＨリソースでＲＡＣＨプリアンブルを送信する時、ＵＥをしてギャップ区間を必ず挿入するようにする。
又はＲＡＣＨリソースが連続して存在する場合、ネットワークは連続して設定された各ＲＡＣＨリソースについてＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのセットをシグナリングすることができる。例えば、プリアンブルフォーマット１が使用され、３つの連続するＲＡＣＨリソースが設定される場合、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのセット、例えば、{Ａ１、Ｂ}、{Ａ１、Ａ１}、{Ａ２、Ａ２}、又は{Ａ２、Ｂ}、などの形態でＲＡＣＨリソースブロックに適用可能なＲＡＣＨプリアンブルフォーマットをＲＡＣＨリソースブロックごとに、或いは全てのＲＡＣＨリソースブロックに同様に適用されるようにシグナリングすることができる。ネットワークが{Ａ１、Ｂ}の組み合わせをシグナリングする場合、ＵＥは連続するＲＡＣＨリソースのうち、最後のＲＡＣＨリソースではプリアンブルフォーマット１−Ｂを使用し、最後のＲＡＣＨリソースを除いた残りのＲＡＣＨリソースではいずれもプリアンブルフォーマット１−Ａ１を使用する。即ち、ネットワークがフォーマットの組み合わせをシグナリングした場合、例えば、{Ａ１、Ｂ}の組み合わせをシグナリングした場合、ＵＥは検出したＳＳブロックに連関するＲＡＣＨリソースが時間ドメインにおいてＲＡＣＨスロットのＲＡＣＨリソースのうちの最後のＲＡＣＨリソースではないと、連関するＲＡＣＨリソースにおいてプリアンブルフォーマットＡ１のＲＡＣＨプリアンブルを送信し、連関するＲＡＣＨリソースがＲＡＣＨスロットの最後のＲＡＣＨリソースであると、プリアンブルフォーマットＢのＲＡＣＨプリアンブルを送信する。
ネットワークが設定する１つ以上のＲＡＣＨリソースがある時、各ＲＡＣＨリソースに対する識別のために、ＲＡＣＨリソースごとに固有のインデックスが付与される。ＲＡＣＨリソースインデックスごとに特定すべき情報は以下の通りである。
＞連関するＳＳブロックインデックス(或いはインデックス):連関するＳＳブロックインデックスが複数個である場合、ＳＳブロックごとにプリアンブルシーケンスリソースを区分してシグナリングする。
＞ＲＡＣＨプリアンブルのためのシーケンスリソース(例えば、ルートインデックス、ＣＳなど):該当ＲＡＣＨリソースで使用可能なＲＡＣＨプリアンブルのルートインデックス情報、循環遷移情報などがシグナリングされる。
＞ＲＡＣＨプリアンブルフォーマット:該当ＲＡＣＨリソースで使用されるプリアンブルフォーマット、ＲＡＣＨリソースの長さ(例えば、シンボルの数)が指示される。
＞時間ドメイン情報:該当ＲＡＣＨリソースの時間情報。時間ドメイン情報は以下を含むことができる:
i．該当ＲＡＣＨリソースが属するスロットインデックス、フレーム番号;
ii．該当ＲＡＣＨリソースが属するスロットのタイプ情報、即ち、ＲＡＣＨスロットタイプ情報;及び／又は
iii．該当ＲＡＣＨリソースが属するスロット内のシンボル位置。ＲＡＣＨリソースが属するスロット内のシンボル位置を示す情報は、該当ＲＡＣＨリソースが始まるシンボル番号と該当ＲＡＣＨリソースの持続期間(例えば、シンボル数)に関する情報である。或いは、ＲＡＣＨリソースが属するスロット内のシンボル位置を示す情報は、該当ＲＡＣＨリソースがＲＡＣＨスロット内の何回目に位置するＲＡＣＨリソースであるかを指示する情報であることができる。ＲＡＣＨスロット内において、ＲＡＣＨリソース数及びシンボル数はＲＡＣＨプリアンブルフォーマットによりＵＥが類推でき、上述したＲＡＣＨスロットタイプ情報によりＲＡＣＨリソースがスロット内で何回目のシンボルから始まるかを把握することができる。かかる情報は、例えば、図３３乃至図３５を参照すると、スロット内のＲＡＣＨリソースユニット番号(即ち、ＲＡＣＨスロット内のＲＡＣＨリソース)はＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの長さ(即ち、持続期間)によって以下のようにシグナリングされる:
(ａ)シンボル１２個のプリアンブルフォーマットの場合、省略可能
(ｂ)シンボル６個のプリアンブルフォーマットの場合、１ビット(０又は１)
(ｃ)シンボル４個のプリアンブルフォーマットの場合、２ビット
(ｄ)シンボル３個のプリアンブルフォーマットの場合、２ビット
(ｅ)シンボル２個のプリアンブルフォーマットの場合、３ビット
(ｆ)シンボル１個のプリアンブルフォーマットの場合、４ビット
＞周波数ドメイン情報:該当ＲＡＣＨリソースの周波数位置情報。ＲＡＣＨリソースの周波数位置に対する基準点を知らせるために、ＲＡＣＨリソースが位置できる最低の(又は最高の)周波数位置に関する情報がシグナリングされることができる。例えば、上述したＲＡＣＨリソースブロックが開始される周波数位置がシグナリングされることができる。ＲＡＣＨリソースの周波数位置情報はＲＡＣＨ設定内でＲＡＣＨリソース共通(ｃｏｍｍｏｎ)情報としてシグナリングされる。ＲＡＣＨリソースの帯域幅、即ちＲＡＣＨ帯域幅がシグナリングされる。或いは、ＲＡＣＨリソースのサブバンドのサイズ、即ちＲＡＣＨ帯域幅はＲＡＣＨプリアンブルフォーマットに依存的に決定でき、長いシーケンス基盤のプリアンブルが使用される時のＲＡＣＨ帯域幅と短いシーケンス基盤のプリアンブルが使用される時のＲＡＣＨ帯域幅が互いに異なるように決定される。即ち、プリアンブルフォーマットが各ＲＡＣＨリソースごとに或いはＲＡＣＨリソースグループごとにシグナリングされると、ＵＥは副搬送波間隔を考慮して、長いシーケンス基盤のプリアンブルのＲＡＣＨ帯域幅と短いシーケンス基盤のプリアンブルのＲＡＣＨ帯域幅を容易に把握できる。
図３６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受信できるＲＦユニット１３，２３と、無線通信システム内における通信に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的に連結され、これらの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格納することができ、入／出力される情報を臨時記憶する。メモリ１２，２２をバッファー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)などとも呼ばれる。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、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１１,２１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ル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、スクランブリング、変調過程などを経てＫ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階層が提供するデータブロックである送信ブロックと等価である。１送信ブロック(ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｌｏｃｋ，ＴＢ)は１コードワードに符号化され、各々のコードワードは１つ以上のレイヤ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はオシレーター(ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ)を備えることができる。ＲＦユニット１３は、Ｎｔ個(Ｎｔは１以上の正の整数)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)して基底帯域信号に復元する。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ー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するデータを復元することができる。
ＲＦユニット１３，２３は１つ以上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)無線チャネルであるか、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)チャネルであるかに関係なく、受信装置２０にとってアンテナに対するチャネル推定を可能にする。即ち、アンテナは、該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重入出力(Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ)機能を支援するＲＦユニットの場合、２個以上のアンテナと連結することができる。本発明において、ＲＦユニットはトランシーバとも呼ばれる。
本発明において、ＲＦユニット１３，２３は受信ビームフォーミングと送信ビームフォーミングを支援できる。例えば、本発明において、ＲＦユニット１３，２３は図３に示した機能を行うように構成される。
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、ｇＮＢ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、トランシーバ及びメモリをＵＥプロセッサ、ＵＥトランシーバ及びＵＥメモリとそれぞれ称し、ｇＮＢに具備されたプロセッサ、トランシーバ及びメモリをｇＮＢプロセッサ、ｇＮＢトランシーバ及びｇＮＢメモリとそれぞれ称する。
本発明のｇＮＢプロセッサは、本発明によるＲＡＣＨ設定情報を送信するようにｇＮＢトランシーバを制御する。ＲＡＣＨ設定情報はプリアンブルフォーマットを示すことができ、プリアンブルフォーマットは本発明によるプリアンブルフォーマットのうちの１つである。ＲＡＣＨ設定情報はＲＡＣＨプリアンブルが送信可能なスロット、即ちＲＡＣＨリソースが設定されたスロット(以下、ＲＡＣＨスロット)を示す情報を含む。ＲＡＣＨスロット情報はＲＡＣＨスロット内のＲＡＣＨ時間リソースの数を示す情報を含む。ＲＡＣＨ設定情報はＲＡＣＨリソースで使用可能なプリアンブルシーケンス情報を含む。ｇＮＢプロセッサはＲＡＣＨスロット内のＲＡＣＨリソースで信号を受信するようにｇＮＢトランシーバを制御できる。ｇＮＢプロセッサはＲＡＣＨリソースに該当するプリアンブルフォーマットによってＲＡＣＨプリアンブルの検出を試みることができる。例えば、ＲＡＣＨ設定情報がプリアンブルフォーマット１−Ａ１(表９乃至表１２を参照)を示すと、ｇＮＢプロセッサはプリアンブルフォーマット１−Ａ１に合うＲＡＣＨプリアンブルを検出するように試みることができる。他の例として、ＲＡＣＨ設定情報が本発明で提案するプリアンブルフォーマットＡ１とＢの組み合わせであるプリアンブルフォーマットを示すと、ｇＮＢプロセッサはＲＡＣＨスロット内の連続するＲＡＣＨリソースのうち、時間ドメインにおいて最後のＲＡＣＨリソースではないＲＡＣＨリソースではプリアンブルフォーマットＡ１によってＲＡＣＨプリアンブルの検出を試み、最後のＲＡＣＨリソースではプリアンブルＢによってＲＡＣＨプリアンブルの検出を試みることができる。
本発明のＵＥトランシーバはＲＡＣＨ設定情報を受信し、ＵＥプロセッサはＲＡＣＨ設定情報に基づいてＲＡＣＨプリアンブルを送信するようにＵＥトランシーバを制御する。例えば、ＵＥトランシーバが本発明で提案されたプリアンブルフォーマットＡ１を指示するプリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定情報を受信した場合、ＵＥプロセッサはプリアンブルフォーマットＡ１のＲＡＣＨプリアンブルを送信するようにＵＥトランシーバを制御する。ＲＡＣＨプリアンブルは時間ドメインでＣＰ部分とシーケンス部分を含むが、ＵＥプロセッサはＲＡＣＨ設定情報内のプリアンブルフォーマット情報によるプリアンブルフォーマットに合うようにＲＡＣＨプリアンブルを生成し、ＵＥトランシーバを制御してＲＡＣＨプリアンブルを送信する。例えば、ＲＡＣＨ設定情報が指示するプリアンブルフォーマットがプリアンブルフォーマットＡ１である場合、ＵＥプロセッサはＲＡＣＨプリアンブルのＣＰ長さがＲＡＣＨプリアンブル用ＳＣＳと同じＳＣＳを使用するデータ用ＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さＮＣＰのＮ倍になるようにＲＡＣＨプリアンブルを生成できる。ここで、ＮはＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの数であり、１より大きい値である。例えば、表９乃至表１２を参照すると、プリアンブルフォーマット１−Ａ１を示すＲＡＣＨ設定情報を受信した場合にはＮ＝２、プリアンブルフォーマット２−Ａ１を示すＲＡＣＨ設定情報を受信した場合にはＮ＝４、プリアンブルフォーマット３−Ａ１を示すＲＡＣＨ設定情報を受信した場合にはＮ＝６になるようにＲＡＣＨプリアンブルを生成できる。ＲＡＣＨプリアンブルのシーケンス部分の長さもＮに比例して増加する。ＵＥプロセッサは長さ１３９であるＺａｄｏｆｆ ＣｈｕシーケンスをＮ回含むようにシーケンス部分を生成できる。ＵＥプロセッサは本発明でプリアンブルフォーマットＡ１或いはＡ２の場合、ＲＡＣＨプリアンブル用ＳＣＳと同じＳＣＳを有するデータ用ＯＦＤＭシンボルのＮ倍と同一になるようにＲＡＣＨプリアンブルを生成できる。ＵＥプロセッサはＲＡＣＨプリアンブルをデータ用のＯＦＤＭシンボルＮ個の境界と一致して送信するようにＵＥトランシーバを制御できる。例えば、ＵＥプロセッサはプリアンブルフォーマットＡ１のＲＡＣＨプリアンブルをＲＡＣＨプリアンブルの送信に使用されるＮ個のＯＦＤＭシンボルの総長さと同一になるように生成し、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの開始に合わせてＲＡＣＨプリアンブルを送信するようにＵＥトランシーバを制御することができる。
ＲＡＣＨ設定情報内のプリアンブルフォーマット情報がプリアンブルフォーマットＡ１或いはＡ２とプリアンブルフォーマットＢの組み合わせを指示することもできる。例えば、プリアンブルフォーマット１−Ａ１及びプリアンブルフォーマット１−Ｂの組み合わせが指示された場合、ユーザ機器がＲＡＣＨ送信に使用するＲＡＣＨリソースがＲＡＣＨスロットの時間ドメインにおいて最後のＲＡＣＨリソースではないと、プリアンブルフォーマット１−Ａ１によってＲＡＣＨプリアンブルを生成し、ＵＥトランシーバを制御してＲＡＣＨプリアンブルをＲＡＣＨリソースで送信する。一方、ユーザ機器がＲＡＣＨ送信に使用するＲＡＣＨリソースがＲＡＣＨスロットの時間ドメインにおいて最後のＲＡＣＨリソースであると、プリアンブルフォーマット１−ＢによってＲＡＣＨプリアンブルを生成し、ＵＥトランシーバを制御してＲＡＣＨプリアンブルをＲＡＣＨリソースで送信する。ＵＥプロセッサはセル上で検出されたＳＳブロックに連結されたＲＡＣＨリソースでＲＡＣＨプリアンブルを送信するようにＵＥトランシーバを制御する。セル上において複数のＳＳブロックが送信され、ＵＥプロセッサが検出されたＳＳブロックのうち、特定の基準によってＳＳブロックを選択し、選択されたＳＳブロックに連関するＲＡＣＨリソースをＲＡＣＨプリアンブル送信に使用することができる。
以上の本発明の好適な実施形態についての詳細な説明は、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。以上では本発明の好適な実施形態に挙げて本発明を説明したが、該当技術分野における熟練した当業者には、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正及び変更できるということは明らかである。したがって、本発明は、具体的な実施形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を有するものである。
上述した任意接続チャネルを送信する方法及びそのために装置は、５世代ＮｅｗＲＡＴシステムに適用される例を中心として説明したが、５世代ＮｅｗＲＡＴシステム以外にも様々な無線通信システムに適用することができる。

Claims (15)

  1. 無線通信システムにおいてユーザ機器が任意接続チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブルを送信する方法であって、
    プリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定を受信するステップと、
    第１フォーマット及び第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルで、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信するステップと、を含み、
    前記Ｎは１より大きく、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、時間ドメインにおいて１つの循環前置（ＣＰ）部分及び１つのシーケンス部分のみを含み、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、
    前記１つのＣＰ部分の長さが、Ｎ×ＮＣＰと等しく、ＮＣＰはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さであること、及び、
    前記１つのＣＰ部分の長さに前記１つのシーケンス部分の長さを加えた長さが、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの総長と等しいことを満たし、
    前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、前記時間ドメインにおいてＣＰ部分及びシーケンス部分を含み、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボル内で、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記シーケンス部分の後ろに信号がないガード時間が続き、
    前記第１フォーマット及び前記第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信するステップは、
    前記時間ドメインにおけるスロットの最後のＲＡＣＨリソースではないＲＡＣＨリソースに基づいて、ＲＡＣＨに対して使用されるスロットのＲＡＣＨリソースのうちの１つのＲＡＣＨリソースにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信するステップと、
    前記スロットの最後のＲＡＣＨリソースであるＲＡＣＨリソースに基づいて、前記ＲＡＣＨリソースにおいて、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信するステップと、を含む、ＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  2. 前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのシーケンス部分は、前記時間ドメインにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのＣＰ部分の全体の後に配置される、請求項１に記載のＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  3. 前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの開始と終了は、前記時間ドメインにおいて、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの開始と終了に、それぞれ一致する、請求項１または２に記載のＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  4. 前記１つのＣＰ部分の長さは、Ｎ×１４４×ＴＳであり、前記１つのシーケンス部分の長さは、Ｎ×２０４８×ＴＳであり、ＴＳはサンプリング時間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  5. １４４×ＴＳはＮＣＰと等しく、２０４８×ＴＳはＯＦＤＭシンボル毎のデータ部分の長さと等しい、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  6. Ｎは２、４又は６である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  7. 前記シーケンス部分は、シーケンス長さ１３９のプリアンブルシーケンスをＮ回含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＲＡＣＨプリアンブル送信方法。
  8. 無線通信システムにおいて任意接続チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブルを送信するユーザ機器であって、
    トランシーバと、
    プロセッサと、
    メモリと、を含み、
    前記メモリは、前記プロセッサに、
    プリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定を受信し、
    第１フォーマット及び第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルで、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信することを含む動作を実行させる少なくとも１つのプログラムを格納し、
    前記Ｎは１より大きく、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、時間ドメインにおいて１つの循環前置（ＣＰ）部分及び１つのシーケンス部分のみを含み、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、
    前記１つのＣＰ部分の長さが、Ｎ×ＮＣＰと等しく、ＮＣＰはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さであること、及び、
    前記１つのＣＰ部分の長さに前記１つのシーケンス部分の長さを加えた長さが、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの総長と等しいことを満たし、
    前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、前記時間ドメインにおいてＣＰ部分及びシーケンス部分を含み、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボル内で、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記シーケンス部分の後ろに信号がないガード時間が続き、
    前記第１フォーマット及び前記第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信することは、
    前記時間ドメインにおけるスロットの最後のＲＡＣＨリソースではないＲＡＣＨリソースに基づいて、ＲＡＣＨに対して使用されるスロットのＲＡＣＨリソースのうちの１つのＲＡＣＨリソースにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信することと、
    前記スロットの最後のＲＡＣＨリソースであるＲＡＣＨリソースに基づいて、前記ＲＡＣＨリソースにおいて、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを送信することと、を含む、ユーザ機器。
  9. 前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのシーケンス部分は、前記時間ドメインにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのＣＰ部分の全体の後に配置され、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの開始と終了は、前記時間ドメインにおいて、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの開始と終了に、それぞれ一致する、請求項８に記載のユーザ機器。
  10. 前記１つのＣＰ部分の長さは、Ｎ×１４４×ＴＳであり、前記１つのシーケンス部分の長さは、Ｎ×２０４８×ＴＳであり、ＴＳはサンプリング時間である、請求項８または９に記載のユーザ機器。
  11. 無線通信システムにおいて基地局が任意接続チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブルを受信する方法であって、
    プリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定を送信するステップと、
    第１フォーマット及び第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルで、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みるステップと、を含み、
    前記Ｎは１より大きく、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、時間ドメインにおいて１つの循環前置（ＣＰ）部分及び１つのシーケンス部分のみを含み、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、
    前記１つのＣＰ部分の長さが、Ｎ×ＮＣＰと等しく、ＮＣＰはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さであること、及び、
    前記１つのＣＰ部分の長さに前記１つのシーケンス部分の長さを加えた長さが、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの総長と等しいことを満たし、
    前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、前記時間ドメインにおいてＣＰ部分及びシーケンス部分を含み、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボル内で、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記シーケンス部分の後ろに信号がないガード時間が続き、
    前記第１フォーマット及び前記第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みるステップは、
    前記時間ドメインにおけるスロットのＲＡＣＨリソースのうち、ＲＡＣＨに対して使用されるスロットの最後のＲＡＣＨリソース以外のＲＡＣＨリソースにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みるステップと、
    前記スロットの最後のＲＡＣＨリソースにおいて、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みるステップと、を含む、ＲＡＣＨプリアンブル受信方法。
  12. 前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのシーケンス部分は、前記時間ドメインにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのＣＰ部分の全体の後に配置され、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの開始と終了は、前記時間ドメインにおいて、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの開始と終了に、それぞれ一致する、請求項１１に記載のＲＡＣＨプリアンブル受信方法。
  13. 前記１つのＣＰ部分の長さは、Ｎ×１４４×ＴＳであり、前記１つのシーケンス部分の長さは、Ｎ×２０４８×ＴＳであり、ＴＳはサンプリング時間である、請求項１１または１２に記載のＲＡＣＨプリアンブル受信方法。
  14. 無線通信システムにおいて任意接続チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブルを受信する基地局であって、
    トランシーバと、
    プロセッサと、
    メモリと、を含み、
    前記メモリは、前記プロセッサに、
    プリアンブルフォーマット情報を含むＲＡＣＨ設定を送信し、
    第１フォーマット及び第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルで、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みることを含む動作を実行させる少なくとも１つのプログラムを格納し、
    前記Ｎは１より大きく、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、時間ドメインにおいて１つの循環前置（ＣＰ）部分及び１つのシーケンス部分のみを含み、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、
    前記１つのＣＰ部分の長さが、Ｎ×ＮＣＰと等しく、ＮＣＰはＯＦＤＭシンボルのＣＰ長さであること、及び、
    前記１つのＣＰ部分の長さに前記１つのシーケンス部分の長さを加えた長さが、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの総長と等しいことを満たし、
    前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルは、前記時間ドメインにおいてＣＰ部分及びシーケンス部分を含み、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボル内で、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記シーケンス部分の後ろに信号がないガード時間が続き、
    前記第１フォーマット及び前記第２フォーマットの組み合わせを示す前記プリアンブルフォーマット情報に基づいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブル又は前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みることは、
    前記時間ドメインにおけるスロットのＲＡＣＨリソースのうち、ＲＡＣＨに対して使用されるスロットの最後のＲＡＣＨリソース以外のＲＡＣＨリソースにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みることと、
    前記スロットの最後のＲＡＣＨリソースにおいて、前記第２フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルを検出することを試みることと、を含む、基地局。
  15. 前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのシーケンス部分は、前記時間ドメインにおいて、前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの前記１つのＣＰ部分の全体の後に配置され、
    前記第１フォーマットのＲＡＣＨプリアンブルの開始と終了は、前記時間ドメインにおいて、前記Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの開始と終了に、それぞれ一致する、請求項１４に記載の基地局。
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