JP2021536150A - 送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法 - Google Patents

送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】アンライセンス帯域において信号を適切に送信すること。【解決手段】端末２００において、無線送信部２０９は、信号を送信し、制御部２０４は、所定の周波数帯域において信号を割り当てる割当リソースを決定する。ここで、所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、複数の帯域の各々には、信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれる。また、信号が割り当てられる割当リソースは、複数の帯域の各々の少なくとも１つの基本単位で構成される。また、上記割当リソースを構成する基本単位の設定方法は、複数の帯域毎に異なる。【選択図】図１２

Description

本開示は、送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法に関する。
5Gの標準化において、LTE/LTE-Advancedとは必ずしも後方互換性を持たない新しい無線アクセス技術（NR：New Radio）が3GPPで議論されている。
NRでは、LTE-LAA（License-Assisted Access）と同様に、アンライセンス帯域での運用が想定されている。また、NR単独での運用が可能なNR Stand-aloneをアンライセンス帯域において実現するために、LTE-LAAでは導入されていない、PRACH（Physical Random Access Channel）のアンライセンス帯域への導入が検討されている（例えば、非特許文献１を参照）。
InterDiginal, R1-1804869, "On UL Physical Layer Channel Design for NR-U", 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting#92b, April 2018 MediaTek, R1-1804064, "On physical layer channel design for NR-U operation", 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting#92b 3GPP TS 36.213 V15.1.0, "Physical layer procedures (Release 15)", 2018-03 3GPP TS 38.331 V15.1.0, "NR; Radio Resource Control (RRC) protocol specification (Release 15)", 2018-03
しかしながら、アンライセンス帯域での信号の送信方法については十分に検討がなされていない。
本開示の一態様は、アンライセンス帯域において信号を適切に送信できる送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法の提供に資する。
本開示の一態様に係る送信装置は、信号を送信する送信回路と、所定の周波数帯域において前記信号を割り当てる割当リソースを決定する制御回路と、を具備し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の一態様に係る受信装置は、信号を受信する受信回路と、所定の周波数帯域において前記信号が割り当てられる割当リソースを決定する制御回路と、を具備し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の一態様に係る送信方法は、信号を送信し、所定の周波数帯域において前記信号を割り当てる割当リソースを決定し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の一態様に係る受信方法は、信号を受信し、所定の周波数帯域において前記信号が割り当てられる割当リソースを決定し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の一態様によれば、アンライセンス帯域において信号を適切に送信できる。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
PRACHの構成例を示す図 B-IFDMAにおけるリソース割当の一例を示す図 B-IFDMAにおけるリソース割当の他の例を示す図 PRACHの自己相関特性の一例を示す図 case1 mappingにおけるcluster block-interlaceマッピングテーブル及びリソース割当の一例を示す図 B-IFDMAとcase1 mappingとの自己相関特性の比較例を示す図 case2 mappingにおけるcluster block-interlaceマッピングテーブル及びリソース割当の一例を示す図 B-IFDMAとcase2 mappingとの自己相関特性の比較例を示す図 実施の形態１に係る基地局の一部の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る端末の一部の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る基地局及び端末の動作例を示すシーケンス図 実施の形態１の算出例１の設定例１に係るCluster Block毎のインターレース番号の一例を示す図 実施の形態１の算出例１の設定例２に係るCluster Block毎のインターレース番号の一例を示す図 実施の形態１のPRACHリソースの決定方法１に係るPRACH FDMリソースの一例を示す図 実施の形態１のPRACHリソースの決定方法１に係るリソース割当の一例を示す図 実施の形態１のPRACHリソースの決定方法２に係るPRACH FDMリソースの一例を示す図 Random access configurationsの一例を示す図 PRACHのrepetition構成の一例を示す図 実施の形態２に係るCluster Block毎のインターレース番号の一例を示す図 他の実施の形態に係るcluster block-interlaceマッピングテーブルの一例を示す図 他の実施の形態に係るcluster block-interlaceマッピングテーブルの一例を示す図 他の実施の形態に係るcluster block-interlaceマッピングテーブルの一例を示す図
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［PRACH］
図１に示すように、PRACHは、CP（cyclic prefix）、Preamble、及び、GP（guard period）から構成される。preambleは、例えば、Zadoff-Chu系列等の符号系列から生成される。また、CPはpreambleの一部をコピーした信号である。GPは無送信区間である。PRACHは、基地局（gNBと呼ぶこともある）において、端末（UE（User Equipment）と呼ぶこともある）の上り送信タイミング制御に用いられる。例えば、基地局は、PRACHから受信信号を検出し、受信信号（遅延波を含む）がCP内に収まるように端末の上り送信タイミングを制御する。
［B-IFDMA］
アンライセンス帯域でのPRACH送信方法の一つとして、LTE-LAAにおけるPUSCH（Physical Uplink Shared Channel）の送信方法として導入されたB-IFDMA（Block-interleaved Frequency Division Multiple Access)が検討されている（例えば、非特許文献１を参照）。
B-IFDMAは、アンライセンス帯域のOCB（Occupied Channel Bandwidth）の制限を遵守し、PSD（Power Spectral Density）limitの影響を和らげるために、システム帯域内において周波数方向に均一に分散されたインターレース（interlace）と呼ばれる帯域を用いて信号を送信する方法である。
インターレースは、連続するサブキャリア（連続した周波数リソースの塊）によって構成される。インターレースは、アンライセンス帯域における信号に対するリソース割当の基本単位である。例えば、システム帯域を複数のブロックに分割した帯域（以下、「Cluster Block」と呼ぶ）内に、複数のインターレースが含まれる。各Cluster Blockに含まれるインターレースには番号（以下、「インターレース番号」と呼ぶ）が付けられる。
なお、Cluster Blockは、同一インターレース番号のインターレースが配置される「間隔」と同様な意味である。すなわち、同一インターレース番号のインターレースは、複数のCluster Blockに渡って周波数方向に均一に分散されている。
また、Cluster Blockは、システム帯域を複数のブロックに分割した帯域に限らず、所定の帯域（例えば、LBT（listen before talk）が実施される帯域、20MHz帯域、又は、20MHzの整数倍の帯域等）を複数のブロックに分割した帯域と定義されてもよい。
例えば、システム帯域幅が20MHz（100PRB（Physical Resource Block）)であるLTE-LAAでは、インターレースあたりの帯域幅は1PRB（12サブキャリア）である。例えば、図２に示すように、信号（例えば、PUSCH）は、10PRB間隔で配置された10個のインターレースを用いて送信される（例えば、非特許文献３を参照）。
例えば、図２では、各Cluster Block内の１０個のインターレースには、interlace#0, #1, …, #9とインターレース番号が割り振られる。また、図２では、Cluster Blockには、Cluster Block#0, #1, …, #9とCluster Block番号が割り振られる。図２の場合、同一インターレース番号のインターレースは、周波数方向に10PRB毎に（換言すると、1Cluster Block毎に）均一に分散されている。例えば、１つのインターレース番号（図２ではinterlace#0）のインターレースを用いてPUSCHが送信される場合、PUSCHが割り当てられるPRB index（又は、PRB番号と呼ぶ）は、(0, 10, 20,…, 90)となる。
また、LTE-LAAのPUSCHは、各Cluster Blockにおいて複数のインターレース（周波数リソース）を用いて送信されることも可能である。例えば、図３は、各Cluster Blockにおいて２つのインターレース（例えば、interlace#0, 5）を用いてPUSCHが送信される場合のリソース割り当ての一例を示す。
上記のように、LTE-LAAでは、PUSCHの送信に使用されるインターレース番号は、各Cluster Blockにおいて同じである。換言すると、各Cluster BlockにおいてPUSCHの送信に使用されるインターレース（同一インターレース番号）が配置される周波数間隔は同じである。例えば、図２又は図３の例では、同一インターレース番号のインターレースは、Cluster Blockに相当する周波数間隔（10個のインターレース又は10PRB）毎に配置される。
［B-IFDMAを用いたPRACH送信］
B-IFDMAを用いてPRACHを送信する場合、PRACHの自己相関特性が劣化し、上り送信タイミングの推定精度が劣化するという課題が生じる（例えば、非特許文献２を参照）。
一例として、図４は、システム帯域幅20MHz（FFTサイズ=2048）とし、系列長113のZadoff-Chu系列をPRACHのpreambleとして用い、LTEと同様にpreambleを連続帯域に割り当てた場合（Localized FDMA）の自己相関特性（左図）、及び、B-IFDMAを用いてpreambleを帯域に割り当てた場合の自己相関特性（右図）を示す。図４に示すように、B-IFDMAを用いてpreambleを送信する場合には、自己相関特性における正確なタイミング位置以外の位置に多くのピーク（サイドローブ）が生じていることが分かる。例えば、図４の横軸の1 sampleは32.55[ns]に相当するため、サイドローブは、数μs程度の幅となる。
よって、端末がB-IFDMAを用いてPRACHを送信する場合には、基地局における上り送信タイミングの推定精度が劣化してしまう。上り送信タイミングの推定精度が劣化する場合、基地局は、端末の上り送信タイミングを正常に制御できないため、上り受信性能が劣化してしまう。
そこで、以下では、端末がPRACHを送信する場合において、基地局における上り送信タイミングの推定精度の劣化を防ぎ、基地局における上りリンクの受信性能を向上させるPRACHの送信方法について説明する。
LTE-LAAでは、信号の送信に用いる各Cluster Blockにおけるインターレース番号が同じである（例えば、図２又は図３を参照）。これに対して、本開示の一態様では、PRACHの送信に用いる各Cluster blockにおけるインターレース番号は、少なくとも一つが異なる。換言すると、本開示の一態様では、PRACHを割り当てる割当リソース（以下、PRACHリソースと呼ぶこともある）を構成するインターレース（連続する周波数リソースの塊）の設定方法は、システム帯域を複数のブロック（例えば、Cluster Block）に分割した帯域毎に異なる。
本発明者らは、B-IFDMAのように、Cluster Block内のインターレースを用いてPRACHが送信される場合に、PRACHリソースが割り当てられるインターレース（換言すると、インターレース番号）をCluster Block毎に変えることにより、上述した上り送信タイミングの推定精度を改善できることが計算機シミュレーションにより分かった。
以下、各Cluster Blockのインターレース番号を変える方法の一例として、偶数番目のCluster Blockと奇数番目のCluster Blockとに対して異なるインターレース番号を用いる場合の例（以下、「case1 mapping」と呼ぶ)、及び、Cluster Block毎のインターレース番号を乱数によって設定する場合の例（以下、「case2 mapping」と呼ぶ）について説明する。
なお、以下では、一例として、各Cluster Blockには１０個のインターレースが含まれ、interlace#0, #1, …, #9とインターレース番号が割り振られる（後述する図５及び図７を参照）。また、Cluster Blockには、Cluster Block#0, #1, …, #9とCluster Block番号が割り振られる（後述する図５及び図７を参照）。
図５は、case1 mappingにおけるCluster Block毎のインターレース番号を示すテーブル（以下、「cluster block-interlaceマッピングテーブル」と呼ぶ）の一例、及び、当該cluster block-interlaceマッピングテーブルを用いた場合のリソース配置例を示す図である。
図５では、信号（例えば、PRACH）には、偶数番号のCluster Blockにおいてインターレース番号0が割り当てられ、奇数番号のCluster Blockにおいてインターレース番号1が割り当てられる。図５に示すように、偶数番号のCluster Blockと、奇数番号のCluster Blockとでは、１つのPRACHの送信に使用されるインターレース番号が異なる。換言すると、図５では、各Cluster Block内においてPRACHが割り当てられる周波数リソース位置が偶数番号のCluster Blockと奇数番号のCluster Blockとで異なる。
図６は、B-IFDMA（例えば、図２を参照）を用いたPRACHの送信における自己相関特性（実線で示す）、及び、case1 mapping（例えば、図５を参照）を用いたPRACHの送信における自己相関特性（点線で示す）を示す。図６に示すように、case1 mapping（図５に示すリソースに配置）を用いることで、B-IFDMAを用いる場合と比較して、自己相関特性においてサイドローブの電力が減少していることが分かる。よって、case1 mappingを用いることにより、基地局での上り送信タイミングの推定精度が向上すると考えられる。
また、パワーアンプの性能に影響するCM（Cubic Metric）特性に関して、B-IFDMAを用いる場合には1.72dBとなり、case1 mappingを用いる場合には1.88dBとなる。よって、B-IFDMAとcase1 mappingとの間においてCM特性に差異はほぼない。
次に、図７は、case2 mappingにおけるcluster block-interlaceマッピングテーブルの一例、及び、当該cluster block-interlaceマッピングテーブルを用いた場合のリソース配置例を示す図である。
図７では、信号（例えば、PRACH）には、Cluster block毎に乱数を用いてインターレース番号が割り当てられる。図７に示すように、１つのPRACHの送信に使用されるインターレース番号は、各Cluster Blockにおいてランダムな値（図７では、0, 1, 3, 4, 5又は7の何れか）となる。換言すると、図７では、各Cluster Block内においてPRACHが割り当てられる周波数リソース位置はランダムに設定され、Cluster Block毎に異なる可能性が高い。
図８は、B-IFDMA（例えば、図２を参照）を用いたPRACHの送信における自己相関特性（実線で示す）、及び、case2 mapping（例えば、図７を参照）を用いたPRACHの送信における自己相関特性（点線で示す）を示す。図８に示すように、case2 mapping（図７に示すリソース配置）を用いることで、B-IFDMAを用いる場合と比較して、自己相関特性においてサイドローブの電力が減少していることが分かる。また、図８に示すように、case2 mappingを用いることで、case1 mappingを用いる場合（例えば、図６を参照）と比較して、自己相関特性においてサイドローブの電力の低減量が大きいことが分かる。よって、case2 mappingを用いることにより、B-IFDMA及びcase1 mappingと比較して、基地局での上り送信タイミングの推定精度が向上すると考えられる。
また、CM特性に関して、B-IFDMAを用いる場合には1.72dBとなり、case2 mappingを用いる場合には2.80dBとなる。よって、case2 mappingを用いることにより、CMが高くなる。CMが高いほど、信号の送信に使用する電力消費量が高くなるため、端末のバッテリ寿命が低下してしまう。
このように、図５に示すcase 1 mapping又は図７に示すcase2 mappingのように、信号を割り当てるインターレース番号をCluster Block毎に変えることにより、B-IFDMAを用いる場合と比較して、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
なお、各Cluster Blockのインターレース番号を変える方法は、case1 mapping及びcase2 mappingに限定されない。Cluster Block毎に設定されるインターレース番号を用いるパターン（換言すると、異なるインターレース番号を含むパターン）であれば、どのようなパターンでも、B-IFDMAよりも上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
また、図６及び図８に示すように、Cluster Block毎に設定されるインターレース番号のランダム性が高いほど、自己相関特性におけるサイドローブの電力の低減量はより大きくなる一方、CMは高くなる。換言すると、Cluster Block毎のインターレース番号を変える方法において、サイドローブの電力の低減効果と、CM特性とはトレードオフの関係となる。
また、NRのPRACH（例えば、NR PRACHと呼ぶこともある）に対しては、周波数領域に複数のリソース（以下、PRACH FDMリソースと呼ぶこともある）を設定できる。例えば、上位レイヤシグナリング（higher layer signaling）（例えば、msg1-FDMと呼ばれる制御信号）を用いて、１つの時間単位に周波数多重されるPRACH FDMリソースの数を{1, 2, 4, 8}の中から変更することが可能である（例えば、非特許文献４を参照）。
（実施の形態１）
［通信システムの概要］
本開示の一実施の形態に係る通信システムは、基地局１００及び端末２００を備える。以下の説明では、一例として、端末２００（送信装置に相当）がPRACHを送信し、基地局１００（受信装置に相当）がPRACHを受信する。
図９は本開示の実施の形態に係る基地局１００の一部の構成を示すブロック図である。図９に示す基地局１００において、無線受信部１０９は、信号（例えば、PRACH）を受信し、制御部１０１は、所定の周波数帯域において信号が割り当てられる割当リソース（例えば、PRACHリソース）を決定する。
図１０は本開示の実施の形態に係る端末２００の一部の構成を示すブロック図である。図１０に示す端末２００において、無線送信部２０９は、信号（例えば、PRACH）を送信し、制御部２０４は、所定の周波数帯域において信号を割り当てる割当リソース（例えば、PRACHリソース）を決定する。
ここで、所定の周波数帯域は複数の帯域（例えば、Cluster Block）に分割され、複数の帯域の各々には、信号のリソース割当の基本単位である周波数リソース（例えば、インターレース）が複数含まれる。また、信号が割り当てられる割当リソースは、複数の帯域の各々の少なくとも１つの基本単位で構成される。また、上記割当リソースを構成する基本単位の設定方法は、複数の帯域毎に異なる。
［基地局の構成］
図１１は、本実施の形態に係る基地局１００の構成を示すブロック図である。
図１１において、基地局１００は、制御部１０１と、レプリカ信号生成部１０４と、制御情報生成部１０５と、符号化・変調部１０６と、無線送信部１０７と、アンテナ１０８と、無線受信部１０９と、検出部１１０と、を有する。
制御部１０１（例えば、スケジューラ）は、例えば、端末２００に対して上りリンク送信におけるリソースを割り当てる。例えば、制御部１０１は、PRACHの送信に使用される割当リソース（例えば、PRACH FDMリソース）を決定する。制御部１０１は、インターレース番号決定部１０２及びPRACHリソース決定部１０３を有する。
インターレース番号決定部１０２は、PRACHが割り当てられるインターレース番号をCluster Block毎に決定する。インターレース番号決定部１０２は、決定したCluster Block毎のインターレース番号を示す情報を、PRACHリソース決定部１０３及び制御情報生成部１０５へ出力する。また、インターレース番号決定部１０２は、Cluster Block毎のインターレース番号の決定の際に使用したパラメータを端末２００へ通知する場合、当該パラメータを示す情報を制御情報生成部１０５へ出力する。なお、インターレース番号決定部１０２におけるCluster Block毎のインターレース番号の決定方法の詳細については後述する。
PRACHリソース決定部１０３は、インターレース番号決定部１０２から入力されるCluster Block毎のインターレース番号に基づいて、PRACH FDMリソース毎のインターレース番号を決定する。PRACHリソース決定部１０３は、決定したPRACH FDMリソース毎のインターレース番号を示す情報を、レプリカ信号生成部１０４及び制御情報生成部１０５へ出力する。また、PRACHリソース決定部１０３は、PRACH FDMリソースの決定の際に使用したパラメータを端末２００へ通知する場合、当該パラメータを示す情報を、制御情報生成部１０５へ出力する。なお、PRACHリソース決定部１０３におけるPRACH FDMリソース毎のインターレース番号の決定方法の詳細については後述する。
レプリカ信号生成部１０４は、PRACHリソース決定部１０３から入力される情報に基づいて、PRACH preambleを検出するためのレプリカ信号を生成し、生成したレプリカ信号を検出部１１０へ出力する。
制御情報生成部１０５は、インターレース番号決定部１０２又はPRACHリソース決定部１０３から入力される情報に基づいて、制御情報を生成する。制御情報生成部１０５は、生成した制御情報を、符号化・変調部１０６へ出力する。
なお、インターレース番号決定部１０２及びPRACHリソース決定部１０３から入力される情報は、端末２００に対して同時に通知される必要はない。例えば、制御情報生成部１０５において生成される制御情報の一部の情報はセル共通情報として端末２００に通知されてもよく、準静的な通知情報として端末２００に通知されてもよい。また、制御情報の一部の情報は、システム共通情報としてスペックで規定され、基地局１００から端末２００に通知されなくてもよい。
符号化・変調部１０６は、制御情報生成部１０５から入力される制御情報を変調及び符号化し、符号化後の信号を無線送信部１０７へ出力する。
無線送信部１０７は、符号化・変調部１０６から入力される信号に対してＤ／Ａ変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理により得られた無線信号をアンテナ１０８から端末２００へ送信する。
無線受信部１０９は、アンテナ１０８を介して受信した端末２００からの信号に対してダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施し、受信処理により得られた信号を検出部１１０へ出力する。
検出部１１０は、無線受信部１０９から入力される信号と、レプリカ信号生成部１０４から入力されるレプリカ信号との相関処理を行い、PRACH preambleの検出、及び、タイミング推定を行う。なお、検出部１１０において、相関処理は、時間領域において相関処理を行うことにより、タイミング推定において使用される遅延プロファイルを算出する処理でもよく、周波数領域において相関処理（除算処理）を行ってから、IFFT（Inverse Fast Fourier Transform）を行うことにより遅延プロファイルを算出する処理でもよい。
［端末の構成］
図１２は、本実施の形態に係る端末２００の構成を示すブロック図である。
図１２において、端末２００は、アンテナ２０１と、無線受信部２０２と、復調・復号部２０３と、制御部２０４と、送信信号生成部２０７と、リソース割当部２０８と、無線送信部２０９と、を有する。
無線受信部２０２は、アンテナ２０１を介して基地局１００から受信した受信信号に対して、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施し、受信処理により得られた受信信号を復調・復号部２０３へ出力する。
復調・復号部２０３は、無線受信部２０２から入力される受信信号を復調及び復号し、復号結果から、基地局１００から送信された制御情報を抽出する。復調・復号部２０３は、抽出した制御情報を、制御部２０４へ出力する。
制御部２０４は、復調・復号部２０３から入力される制御情報に基づいて、送信信号（例えば、PRACH）を割り当てる割当リソース（例えば、PRACH FDMリソース）を決定する。例えば、制御部２０４は、インターレース番号算出部２０５と、PRACHリソース決定部２０６と、を含む。
インターレース番号算出部２０５は、復調・復号部２０３から入力される制御情報に基づいて、PRACHが割り当てられるインターレース番号をCluster Block毎に算出する。インターレース番号算出部２０５は、算出したCluster Block毎のインターレース番号を示す情報を、PRACHリソース決定部２０６へ出力する。なお、インターレース番号算出部２０５におけるCluster Block毎のインターレース番号の算出方法の詳細については後述する。
PRACHリソース決定部２０６の動作は、基地局１００のPRACHリソース決定部１０３の動作と同様である。例えば、PRACHリソース決定部２０６は、復調・復号部２０３から入力される制御情報、及び、インターレース番号算出部２０５から入力されるCluster Block毎のインターレース番号を示す情報に基づいて、PRACH FDMリソース毎のインターレース番号を決定する。PRACHリソース決定部２０６は、決定したPRACH FDMリソース毎のインターレース番号を示す情報をリソース割当部２０８へ出力する。なお、PRACHリソース決定部２０６におけるPRACH FDMリソース毎のインターレース番号の決定方法の詳細については後述する。
送信信号生成部２０７は、送信信号（例えば、図１のPRACH preamble）を生成し、生成した送信信号をリソース割当部２０８に出力する。送信信号は、例えば、Zadoff-Chu系列等の符号系列に対して、巡回シフト（Cyclic Shift）等を加えて生成される符号系列でもよい。また、PRACH preambleは、周波数領域において生成されてもよく、時間領域において生成された符号系列をFFT（Fast Fourier Transform）して周波数領域の符号系列に変換して生成されてもよい。
リソース割当部２０８は、PRACHリソース決定部２０６から入力される情報（例えば、PRACH FDMリソース毎のインターレース番号）に基づいて、送信信号生成部２０７から入力される送信信号（例えば、符号系列）を周波数リソースに割り当てる。リソース割当部２０８は、リソース割当て後の送信信号を無線送信部２０９に出力する。
無線送信部２０９は、リソース割当部２０８から入力される信号に対してＤ／Ａ変換、アップコンバート等の送信処理を施し、送信処理により得られた無線信号を、アンテナ２０１から基地局１００へ送信する。
［基地局１００及び端末２００の動作］
以上の構成を有する基地局１００及び端末２００における動作について詳細に説明する。
図１３は基地局１００（図１１）及び端末２００（図１２）の動作を示すシーケンス図である。
基地局１００は、Cluster Block毎のインターレース番号を決定する（ＳＴ１０１）。そして、基地局１００は、ＳＴ１０１において決定したCluster Block毎のインターレース番号を用いて、各Cluster BlockにおけるPRACH FDMリソース毎のインターレース番号を決定する（ＳＴ１０２）。基地局１００は、端末２００がPRACH FDMリソースを算出するための制御情報を端末２００へ送信する（ＳＴ１０３）。
端末２００は、基地局１００から通知された制御情報を用いて、Cluster Block毎のインターレース番号を算出する（ＳＴ１０４）。そして、端末２００は、ＳＴ１０４において決定したCluster Block毎のインターレース番号を用いて、各Cluster BlockにおけるPRACH FDMリソース毎のインターレース番号を決定する（ＳＴ１０５）。
そして、端末２００は、ＳＴ１０５において決定した各Cluster BlockにおけるPRACH FDMリソース毎のインターレース番号（すなわち、PRACHリソース）に基づいて、PRACH preambleを基地局１００へ送信する（ＳＴ１０６）。
基地局１００は、端末２００から送信されたPRACH preambleを検出し、検出したPRACH preambleを用いて、例えば、タイミング推定を行う（ＳＴ１０７）。
［インターレース番号の決定方法及び算出方法］
次に、基地局１００のインターレース番号決定部１０２におけるインターレース番号の決定方法（例えば、図１３のＳＴ１０１の処理）、及び、端末２００のインターレース番号算出部２０５におけるインターレース番号の算出方法（例えば、図１３のＳＴ１０４の処理）について詳細に説明する。
端末２００のインターレース番号算出部２０５は、基地局１００から通知された制御情報に基づいてインターレース番号をCluster Block毎に算出する。また、基地局１００のインターレース番号決定部１０２は、制御情報の代わりに、制御部１０１において決定されたリソース割当情報に基づいてインターレース番号を決定する。
なお、基地局１００から端末２００への制御情報は必ずしも必要というわけではなく、スペックで規定されたシステム共通情報又は算出式を用いて端末２００が導出する方法でもよい。
以下の説明では、主に、端末２００のインターレース番号算出部２０５における動作を説明する。基地局１００のインターレース番号決定部１０２は、インターレース番号算出部２０５と同様の方法によりインターレース番号を決定すればよい。
インターレース番号算出部２０５におけるインターレース番号の算出例１〜３について説明する。
<算出例１>
端末２００のインターレース番号算出部２０５は、基地局１００から通知された制御情報に含まれる「Cluster Block毎のインターレース番号」に基づいて、PRACHを送信する周波数リソース（換言すると、Cluster Block毎のインターレース番号）を決定する。
なお、「Cluster Block毎のインターレース番号」は、基地局１００から端末２００へ上位レイヤシグナリング（例えば、RRC（Radio Resource Control））又はダイナミックシグナリング（例えば、DCI（Downlink Control Information））によって通知されてもよい。また、「Cluster Block毎のインターレース番号」は、基地局１００から端末２００へ通知される場合に限らず、例えば、スペックで規定されてもよい。
このように、Cluster block毎のインターレース番号を変えることで、端末２００が送信するPRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を減少でき、基地局１００は、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
以下、Cluster block毎のインターレース番号の設定例１、２について説明する。
（設定例１）
設定例１では、図１４に示すように、PRACHに割り当てられるインターレースのうち、偶数番目のCluster Blockに含まれるインターレース番号と、奇数番目のCluster Blockに含まれるインターレース番号とが異なる。図１４では、偶数番目のCluster Blockにおいてインターレース番号０が割り当てられ、奇数番目のCluster Blockにおいてインターレース番号１が割り当てられている。
設定例１によれば、PRACHに用いられるインターレース番号（図１４では０又は１）が少ないため、各Cluster BlockにおいてPRACHが割り当てられる帯域が限られ、PRACHと他のチャネル（例えば、PUSCH等）との周波数多重が容易になる。また、設定例１では、上述したcase1 mappingと同様、CM特性の劣化を抑えられる効果がある。
なお、図１４に示すインターレース番号は一例であり、他のインターレース番号が割り当てられてもよい。
（設定例２）
設定例２では、図１５に示すように、PRACHに割り当てられる各Cluster Blockのインターレース番号は疑似乱数又は乱数を用いて設定される。
ここで、乱数とは、例えば、以下のような定義を一つでも含む値とする。
（１）隣接するCluster Block間のインターレース番号が異なる
（２）PRACHに使用可能なインターレース番号（例えば、0, 1, 2,…, M (M=最大インターレース番号)）の値を全て使用して、各Cluster Blockのインターレース番号が算出される。
設定例２のように、各Cluster Blockのインターレース番号が乱数によって設定されることにより、上述したcase2 mapping（例えば、図８を参照）と同様、PRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を減少させる効果が大きくなる。よって、基地局１００は、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
なお、図１５に示すインターレース番号は一例であり、他のインターレース番号が割り当てられてもよい。
また、アンライセンス帯域の規制であるPSD limitの影響を抑えるために、隣接するCluster Block間のインターレース番号は以下の式を満たすように設定されてもよい。
Figure 2021536150
Xは、例えば、PSD limitの影響を抑えるために、隣接するCluster Block（例えば、Cluster Block#kとCluster Block#k-1）間のインターレースの間隔が1MHz以上離れるように設定されてもよい。
以上、Cluster block毎のインターレース番号の設定例１、２について説明した。
上述したように、算出例１では、PRACHが割り当てられるリソースを構成するインターレースのインターレース番号は、複数のCluster Block毎にそれぞれ設定される。具体的には、PRACHが割り当てられる割当リソースを構成するインターレースのうち、複数のCluster Blockのうちの少なくとも１つのCluster Blockに含まれるインターレース番号と、他のCluster Blockに含まれるインターレース番号とが異なる。換言すると、PRACHは、少なくとも２種類のインターレース番号のリソースを用いて送信される。
これにより、PRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を減少でき、基地局１００は、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
また、設定例１と設定例２とでは、基地局１００における上り送信タイミングの推定精度の改善量は異なる。具体的には、設定例２における上り送信タイミングの推定精度は、設定例１における上り送信タイミングの推定精度よりも高い。
そこで、基地局１００及び端末２００は、例えば、初期アクセス、ハンドオーバ、タイミング補正、又は、ビームリカバリ等のPRACHの用途において要求されるタイミング推定精度に応じて、Cluster block毎のインターレース番号の設定方法（例えば、設定例１及び設定例２）を切り替えてもよい。例えば、初期アクセスのように、基地局１００においておおよそのタイミング推定が行えればよい場合には、設定例１が適用されてもよい。一方、基地局１００においてより正確なタイミング推定が必要な場合には、設定例２が適用されてもよい。
<算出例２>
算出例１では、Cluster Block毎のインターレース番号が基地局１００から端末２００へ通知される場合、又は、スペックに予め規定される場合について説明した。
これに対して、算出例２では、端末２００のインターレース番号算出部２０５は、基地局１００から通知される制御情報に含まれる１つのインターレース番号に基づいて、規定されたルール又は算出式に従って、Cluster block毎のインターレース番号を算出する。
換言すると、算出例２では、PRACHが割り当てられるリソースを構成する、Cluster Block毎のインターレースのインターレース番号は、複数のCluster Block間で共通のインターレース番号に基づいて決定される。
算出例２によれば、複数のCluster Block#に対して１つのインターレース番号が通知されるので、シグナリングのオーバヘッドを低減できる。
また、算出例２によれば、通知される１つのインターレース番号を用いてCluster block毎のインターレース番号を変えることで、算出例１と同様、端末２００が送信するPRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を減少でき、基地局１００は、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
以下、Cluster block毎のインターレース番号の設定例１、２について説明する。
（設定例１）
設定例１では、端末２００のインターレース番号算出部２０５は、例えば、偶数番目のCluster Blockには通知された１つのインターレース番号を設定し、奇数番目のCluster Blockには通知された１つのインターレース番号にオフセットを加えたインターレース番号を設定する。
なお、オフセットの値は、制御情報の一部として基地局１００から端末２００へ通知されてもよく、スペックで規定されたシステム共通情報とし、基地局１００から端末２００へ通知されなくてもよい。
例えば、基地局１００から端末２００へ通知される１つのインターレース番号を「０」とし、オフセットの値を「１」とした場合、算出例１の設定例１と同様（例えば、図１４を参照）のCluster Block毎のインターレース番号が算出される。
なお、インターレース番号算出部２０５は、奇数番目のCluster Blockには通知された１つのインターレース番号を設定し、偶数番目のCluster Blockには通知された１つのインターレース番号にオフセットを加えたインターレース番号を設定してもよい。
また、１つのインターレース番号に加算されるオフセットは、偶数番目のCluster Block及び奇数番目のCluster Blockの各々に設定されてもよい。例えば、基地局１００から端末２００へ通知される１つのインターレース番号を「０」とし、偶数番号のCluster Blockに対するオフセットの値を「０」とし、奇数番目のCluster Blockに対するオフセットの値を「１」とした場合、算出例１の設定例１と同様（例えば、図１４を参照）のCluster Block毎のインターレース番号が算出される。
なお、オフセットは、「０」又は「１」に限らない。オフセットは、少なくとも、偶数番号のCluster Blockと奇数番目のCluster Blockとで異なればよい。
（設定例２）
設定例２では、端末２００のインターレース番号算出部２０５は、各Cluster Block（Cluster Block番号k，k=0, 1, 2, … , K-1 (KはCluster Block数)）のインターレース番号「InterlaceNok」を、以下の式から算出する。
Figure 2021536150
式（２）において、InterlaceNoは、端末２００に通知される１つのインターレース番号を示し、InterlaceOffsetは、各Cluster Block間のインターレース番号のオフセットを示し、maxInterlaceNoは、使用可能なインターレース番号の最大値を示す。なお、mod(X, Y)とは、XをYで割ったときの剰余を返す関数である。
式（２）に示すように、１つのインターレース番号（InterlaceNo）に加算されるオフセット（InterlaceOffset×k）は、Cluster Block（Cluster Block番号k）毎に異なるので、Cluster Block毎のインターレース番号（InterlaceNok）は、Cluster Block毎に異なる。
＜算出例３＞
算出例１又は算出例２では、全て又は一部のインターレース番号が基地局１００から端末２００へ通知される場合について説明した。これに対して、算出例３では、端末２００のインターレース番号算出部２０５は、基地局１００からのインターレース番号の通知無しで、規定されたルール又は算出式に従って、Cluster block毎のインターレース番号を算出する。
算出例３によれば、基地局１００から端末２００へインターレース番号が通知されないので、シグナリングのオーバヘッドを低減できる。また、算出例３によれば、Cluster block毎のインターレース番号を変えることで、算出例１及び２と同様、端末２００が送信するPRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を減少でき、基地局１００は、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
以下、Cluster block毎のインターレース番号の設定例について説明する。
端末２００のインターレース番号算出部２０５は、各Cluster Block（Cluster Block番号k, k=0, 1, 2, … , K-1 (KはCluster Block数))のインターレース番号「InterlaceNok」を以下の式から算出する。
Figure 2021536150
式（３）において、PNkは、疑似乱数系列である。PNkを算出する関数の入力引数が同じ場合には、基地局１００及び端末２００において同一の乱数値（出力値）が出力される。例えば、インターレース番号算出部２０５（及び、基地局１００のインターレース番号決定部１０２）は、PNkを算出する関数の入力引数に、例えば、セルID又はCluster Block番号等を用いてもよい。
式（３）に示すように、各Cluster Block（Cluster Block番号k）のインターレース番号（InterlaceNok）は、疑似乱数系列（PNk）によって設定されるので、Cluster Block毎に異なる可能性が高い。
以上、インターレース番号の算出例１〜３について説明した。
［PRACH FDMリソースの決定方法］
次に、基地局１００のPRACHリソース決定部１０３及び端末２００のPRACHリソース決定部２０６におけるPRACH FDMリソース毎のインターレース番号の決定方法について説明する。
PRACHに対して設定されるPRACH FDMリソース（PRACHが周波数多重される周波数リソース）に割り当てられるインターレース（インターレース番号）は、例えば、インターレース番号決定部１０２及びインターレース番号算出部２０５において複数のCluster Block毎に設定されるインターレース番号に基づいて設定される。
なお、PRACH FDMリソース数は、例えばNR PRACHについて規定されているhigher layer signalingであるmsg1-FDMによって端末２００へ通知される。
以下、PRACH FDMリソースの決定方法１、２について説明する。
＜決定方法１＞
決定方法１では、PRACHリソース決定部１０３及びPRACHリソース決定部２０６は、Cluster Block#kのPRACH FDMリソース#n毎のインターレース番号「InterlaceNok,n」を、以下の式に従って算出する。
Figure 2021536150
式（４）において、InterlaceNokは、インターレース番号決定部１０２又はインターレース番号算出部２０５から入力される、Cluster Block番号kのインターレース番号を示す。InterlaceNokは、例えば、上述したインターレース番号の算出例１〜３の何れかに基づいて決定されてもよい。
また、式（４）において、offsetはPRACH FDMリソース毎のインターレース番号のオフセット値を示し、nはPRACH FDMリソース番号を示し、maxInterlaceNoはPRACHに使用されるインターレース番号の最大値を示す。
例えば、Cluster Block数を10個とし、interlaceNokとして偶数番号のCluster Blockにはインターレース番号0が設定され、奇数番号のCluster Blockにはインターレース番号１が設定され、offsetを1とし、maxInterlaceNoを3とする場合について説明する。この場合の各PRACH FDMリソース毎のインターレース番号を図１６に示し、PRACHの周波数リソース割り当て例を図１７に示す。
例えば、図１６及び図１７に示すように、偶数番号のCluster Blockにおいて、PRACH FDMリソース#1（n=1）にはインターレース番号０が割り当てられ、PRACH FDMリソース#2（n=2）にはインターレース番号１が割り当てられ、PRACH FDMリソース#3（n=3）にはインターレース番号２が割り当てられ、PRACH FDMリソース#4（n=4）にはインターレース番号３が割り当てられる。
また、例えば、図１６及び図１７に示すように、奇数番号のCluster Blockにおいて、PRACH FDMリソース#1（n=1）にはインターレース番号１が割り当てられ、PRACH FDMリソース#2（n=2）にはインターレース番号２が割り当てられ、PRACH FDMリソース#3（n=3）にはインターレース番号３が割り当てられ、PRACH FDMリソース#4（n=4）にはインターレース番号０が割り当てられる。
決定方法１では、PRACHリソース決定部１０３及びPRACHリソース決定部２０６は、Cluster Block毎に設定されるインターレース番号（InterlaceNok）に、PRACH FDMリソース毎に設定される固定のオフセット値（offset×(n-1)）を加えて、PRACHで使用可能な最大インターレース番号（maxInterlaceNo）による除算の余りを算出する。
これにより、図１７に示すように、各PRACH FDMリソースでは、偶数番目のCluster Blockと奇数番目のCluster Blockとで異なるInterlace番号が割り当てられる。このため、各PRACH FDMリソースでは、PRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を減少でき、基地局１００は、上り送信タイミングの推定精度を向上できる。
また、図１７に示すように、各Cluster Blockにおいて、PRACH FDMリソース#1〜#4は、Interlace#0〜#3の何れかに設定される。このように、全てのPRACH FDMリソースは、各Cluster Block内の周波数領域においてある程度まとまった帯域（例えば、図１７では４インターレース（又は４PRB））として確保される。このため、各Cluster Blockでは、他のチャネルを割当可能な帯域としてもまとまった帯域が確保されるので、PRACHと他のチャネルとの周波数多重が容易になるという効果が得られる。
なお、式（４）に示すoffset又はmaxInterlaceNoは制御情報として基地局１００から端末２００に通知されてもよく、スペックで規定されたシステム共通情報として、基地局１００から端末２００へ通知されなくてもよい。また、PRACH FDMリソースの算出式がスペックに表記される場合に限らず、各Cluster BlockとPRACH FDMリソースのインターレースとの関係がスペックにおいて規定されてもよい。
＜決定方法２＞
決定方法１では、式（４）に示すように、PRACH FDMリソース毎のインターレース番号のオフセット（offset）を用いる場合について説明した。これに対して、決定方法２では、Cluster Block毎かつPRACH FDMリソース毎のインターレース番号のオフセットを用いる場合について説明する。
例えば、PRACHリソース決定部１０３及びPRACHリソース決定部２０６は、Cluster Block#k毎かつPRACH FDMリソース#n毎のインターレース番号「InterlaceNok,n」を以下の式に従って算出する。
Figure 2021536150
式（５）において、InterlaceNokは、インターレース番号決定部１０２又はインターレース番号算出部２０５から入力される、Cluster Block番号kのインターレース番号を示す。InterlaceNokは、例えば、上述したインターレース番号の算出例１〜３の何れかに基づいて決定されてもよい。
また、式（５）において、offsetk,nは、Cluster Block毎かつPRACH FDMリソース毎のインターレース番号のオフセット値を示し、maxInterlaceNoはPRACHに使用されるインターレース番号の最大値を示す。
例えば、Cluster Block数を10個とし、interlaceNokとして、偶数番号のCluster Blockにはインターレース番号0が設定され、奇数番号のCluster Blockにはインターレース番号１が設定され、maxInterlaceNoを5とする場合について説明する。この場合の各PRACH FDMリソース毎のインターレース番号を図１８に示す。
図１８では、一例として、Cluster Block#0（k=0）において、PRACH FDMリソース#2（n=2）に対するオフセットoffset0,2=1とし、PRACH FDMリソース#3（n=3）に対するオフセットoffset0,3=2とし、PRACH FDMリソース#4（n=4）に対するオフセットoffset0,4=4とする。なお、図１８では、Cluster Block#0（k=0）のPRACH FDMリソース#1（n=1）に対するオフセットoffset0,1=0である。
また、図１８では、一例として、Cluster Block#3（k=3）において、PRACH FDMリソース#2（n=2）に対するオフセットoffset3,2=3とし、PRACH FDMリソース#3（n=3）に対するオフセットoffset3,3=1とし、PRACH FDMリソース#4（n=4）に対するオフセットoffset3,4=5とする。なお、図１８では、Cluster Block#3（k=3）のPRACH FDMリソース#1（n=1）に対するオフセットoffset3,1=0である。
この場合、図１８に示すように、Cluster Block#0において、PRACH FDMリソース#1（n=1）にはインターレース番号０が設定され、PRACH FDMリソース#2にはインターレース番号１が設定され、PRACH FDMリソース#3にはインターレース番号２が設定され、PRACH FDMリソース#4にはインターレース番号４が設定される。また、図１８に示すように、Cluster Block#3において、PRACH FDMリソース#1にはインターレース番号１が設定され、PRACH FDMリソース#2にはインターレース番号４が設定され、PRACH FDMリソース#3にはインターレース番号２が設定され、PRACH FDMリソース#4にはインターレース番号０が設定される。
なお、図１８において、他のCluster Blockについても、Cluster Block#0又はCluster Block#3と同様にしてインターレース番号が割り当てられる。
このように、決定方法２では、Cluster Block毎、かつ、PRACH FDMリソース毎に、インターレース番号のオフセット値が通知される。これにより、例えば、図１８に示すように、各PRACH FDMリソースにおける複数のCluster Blockでのインターレース番号の分布に差が生じる。よって、PRACH FDMリソース毎のCM特性の差は異なる。換言すると、CM特性が良好であるPRACH FDMリソースと、CM特性が劣悪であるPRACH FDMリソースとが混在する。
これにより、例えば、端末２００がPRACHの送信に使用するPRACH FDMリソースのうち、あるPRACH FDMリソースではPRACHのCMは高くなる一方、他のPRACH FDMリソースではPRACHのCMが低くなる可能性が高くなる。そこで、例えば、端末２００がPRACHの送信に使用するPRACH FDMリソースをランダムに決定する場合、CM特性が劣化する影響をランダム化できる。これにより、PRACHが送信される複数のCluster BlockのPRACH FDMリソースに渡ってCMが高くなることを防止できる。よって、例えば、端末２００の電力消費量が高くなり、端末２００のバッテリ寿命が低下してしまうことを防止できる。
また、例えば、基地局１００がスケジューリングにおいて各端末２００のPRACH FDMリソースを決定する際、パスロスが小さい端末２００をCM特性が劣悪であるPRACH FDMリソースに割り当て、パスロスが大きい端末２００をCM特性が良好であるPRACH FDMリソースに割り当ててもよい。これにより、CM特性の劣化による影響を抑えることができる。
なお、式（５）に示すoffsetk,n又はmaxInterlaceNoは制御情報として基地局１００から端末２００へ通知されてもよく、スペックで規定されたシステム共通情報とし、基地局１０００から端末２００へ通知されなくてもよい。
また、式（５）のoffsetk,nの代わりに、Cluster Block毎のオフセット量は同じであり、PRACH FDMリソース毎のオフセット量が異なるパラメータ（例えば、Offsetn）を用いてもよい。この場合でも、PRACH FDMリソース毎のCM特性の差を異ならせることができる。
以上、PRACH FDMリソースの決定方法１、２について説明した。
このように、本実施の形態では、基地局１００及び端末２００において、PRACHが割り当てられるPRACH FDMリソースを構成するインターレースの設定方法は、複数のCluster Block毎に異なる。例えば、複数のCluster Blockのうちの少なくとも１つのCluster Blockに含まれるインターレース番号と、他のCluster Blockに含まれるインターレース番号とを異ならせる。
これにより、上述したB-IFDMAと比較して、PRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を低減できる。よって、端末２００がPRACHを送信する場合において、基地局１００における上り送信タイミングの推定精度の劣化を防ぎ、基地局１００における上りリンクの受信性能を向上できる。
以上より、本実施の形態によれば、端末２００は、アンライセンス帯域においてPRACHを適切に送信できる。
（実施の形態２）
NRでは、PRACHの送信タイミングは、例えば、Random access configurationsと呼ばれる制御情報によって端末へ指示される。
図１９は、Random access configurationsの一例である。
例えば、端末は、図１９に示すRandom access configurationsにおいて指示されたPRACH configuration Indexに基づいて、PRACHの送信が可能なSFN（System Frame Number）、subframe番号、シンボル等のパラメータを認識できる。
また、図１９に示すPRACH configuration Indexの値によっては、端末は、複数のsubframe番号を用いてPRACHを送信可能である。例えば、PRACH Configuration Index = 87では、Subframe number=4, 9を用いてPRACHを送信可能である。
また、端末は、図１９に示す「preamble format」に基づいて、PRACHの構成（例えば、CP長、preamble長、preambleの繰り返し回数、GP長等）を認識できる。例えば、図１９において、preamble formatがA1の場合、図２０に示すように、preambleは、２回repetition（repetition番号0, repetition番号1）された構成となる。なお、preambleのrepetitionは２回に限らず、３回以上（例えば、４回）でもよい。
本実施の形態では、実施の形態１と同様、PRACHの送信に用いるインターレース番号をCluster Block毎に変えることにより、基地局における上り送信タイミングの推定精度を向上させる。ただし、cluster block-interlaceマッピングのパターンによっては、CM特性が劣化する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、PRACHの送信タイミングに応じて、cluster block-interlaceマッピングを変える。これにより、CM特性の劣化をランダム化させる効果を得る。
なお、本実施の形態に係る基地局及び端末は、実施の形態１に係る基地局１００及び端末２００と基本構成が共通するので、図１１及び図１２を援用して説明する。具体的には、本実施の形態では、基地局１００のインターレース番号決定部１０２及び端末２００のインターレース番号算出部２０５の動作が実施の形態１と異なる。
インターレース番号決定部１０２及びインターレース番号算出部２０５は、例えば、PRACHの送信タイミングに応じて、PRACHの送信に使用するcluster block-interlaceマッピングテーブルを変える。換言すると、インターレース番号決定部１０２及びインターレース番号算出部２０５は、PRACHを割り当てる割当リソースを構成する、複数のCluster Block毎のインターレースのインターレース番号を、PRACHの送信タイミングに応じて変更する(以下、インターレースホッピングと呼ぶ)。
ここで、PRACHの送信タイミングを示すパラメータは、例えば、SFN、subframe番号、シンボル番号、repetition番号の少なくとも１つでもよく、PRACHの送信タイミングに関連する他のパラメータでもよい。
図２１は、一例として、PRACHの送信に使用されるsubframe番号（図２１ではsubframe#4及びsubframe#9）に応じたCluster Block毎のインターレース番号の設定例を示す。図２１に示すように、subframe#4では、偶数番号のCluster Blockにおいてインターレース番号０が設定され、奇数番号のCluster Blockにおいてインターレース番号１が設定される。一方、図２１に示すように、subframe#9では、偶数番号のCluster Blockにおいてインターレース番号０が設定され、奇数番号のCluster Blockにおいてインターレース番号３が設定される。
このように、本実施の形態によれば、基地局１００及び端末２００は、PRACHの送信タイミングに応じてCluster Block毎のインターレース番号を変える。これにより、各Cluster Blockでは、PRACHの送信毎に異なるインターレース番号が設定されるので、CM特性の劣化をランダム化する効果が得られる。
例えば、或る送信タイミングではPRACHのCMは高くなるが、別の送信タイミングではPRACHのCMが低くなる可能性が高くなる。これにより、複数の送信タイミングにおいてCMが高くなることを防止できる。よって、端末２００の電力消費量が高くなり、端末２００のバッテリ寿命が低下してしまうことを防止できる。
なお、subframe#4及びsubframe#9（例えば、図１９のPRACH Configuration Index=87又は89）は、一例であって、PRACHの送信に使用されるsubframe番号は他のsubframe番号でもよい。
また、各subframe番号におけるcluster block-interlaceマッピングテーブルは、図２１に示す例に限らない。例えば、実施の形態１で説明した図１４及び図１５に示すcluster block-interlaceマッピングテーブルが各送信タイミングにおいて設定されてもよい。また、インターレースホッピングは、subframe番号間に限らず、他の送信タイミングに適用してもよい。例えば、図２０に示すように２つのrepetition番号間においてインターレースホッピングを適用してもよい。
また、端末２００と基地局１００との間のチャネルの周波数変動が大きい場合は、repetition番号間でのインターレースホッピングは適用しなくてもよい。端末２００がPRACH preambleをrepetitionする場合、受信側である基地局１００は、repetitionされたpreambleを同相合成する。そのため、端末２００では、repetitionされるpreambleに対してインターレースホッピングを適用せずに、同一周波数リソースに割り当てることにより、repetitionされたpreamble間の周波数変動の差を小さくすることが可能となる。これにより、基地局１００における同相合成のゲインが増加し、preamble検出精度を向上できる。
また、例えば、Cluster Block毎のインターレース番号が、疑似乱数を用いて決定される場合、基地局１００及び端末２００は、PRACHの送信タイミング（例えば、SFN、subframe番号、シンボル番号、repetition番号等）に基づいて、疑似乱数系列を生成してもよい。例えば、以下の式に示すように、疑似乱数系列を生成する関数の引数に送信タイミング(SFN、subframe番号、シンボル番号、repetition番号)を示す変数「TxTiming」が含まれてもよい。これにより、PRACHの送信タイミング毎に生成される疑似乱数系列に基づくインターレース番号が設定される。
Figure 2021536150
また、インターレースホッピングは、PRACHの送信タイミング以外の情報に基づいて制御されてもよい。例えば、DCI（Downlink Control Information）によってPRACH送信がトリガされる場合、DCIの受信タイミングに基づいて、インターレースホッピングの適用が制御されてもよい。または、端末２００が、DCIに含まれる制御情報に基づいてインターレースホッピングを切り替えてもよい。DCIによってCluster block毎のインターレースを切り替えることにより、インターレースホッピングをより動的に適用することが可能となる。
以上、本開示の各実施の形態について説明した。
（他の実施の形態）
（１）上記実施の形態において、PRACHが割り当てられる周波数帯域幅（例えば、システム帯域幅）が、所定の帯域幅（例えば、20MHz）よりも広い場合（例えば、40MHz、80MHz又は160MHz等の場合）、所定の帯域幅（例えば、20MHz）において規定されたcluster-interlace mappingテーブルを、当該所定の帯域幅（例えば、20MHz）単位で繰り返して使用してもよい。これにより、インターレース番号に関するシグナリングのオーバヘッドを削減できる。また、異なる帯域幅の信号の多重が容易になる。
（２）上記実施の形態において、各Cluster BlockのPRACH FDMリソースにおいて複数のインターレース番号が使用されてもよい。図２２は、各Cluster BlockのPRACH FDMリソースにおいて２つのインターレース番号が割り当てられる例を示す。この場合でも、上記実施の形態と同様、PRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を低減でき、基地局１００における上り送信タイミングの推定精度の劣化を防止できる。なお、各Cluster BlockのPRACH FDMリソースに割り当てられるインターレース番号の個数は、３個以上でもよい。
（３）端末２００へ通知されるインターレース番号のオフセットは１つに限定されない。例えば、所定の周波数帯毎（例えば、20MHz毎）、又は、Cluster Block内の複数のインターレース番号毎に適用すべきオフセットがそれぞれ端末２００へ通知されてもよい。
（４）複数のCluster Blockのうち一部のCluster Blockには、該当するインターレース番号が存在しなくてもよい。例えば、図２３では、Cluster Block#0〜#8には、インターレース番号が割り当てられているのに対して、Cluster Block#9にはインターレース番号が割り当てられていない。
例えば、システム帯域を構成するリソース数（例えば、PRB数）によっては、当該リソースを複数のCluster Blockに均等に分割できない場合もある。この場合、例えば、他のCluster Blockよりも割り当てられるリソース数（例えば、PRB数）が少ないCluster Block（例えば、図２３ではCluster Block#9）に対して、インターレース番号が設定されなくてもよい。換言すると、図２３に示すCluster Block#9では、PRACHは送信されない。
なお、インターレース番号が設定されないCluster Blockは、図２３のような最後尾のCluster Blockに限らず、何れのCluster Blockでもよい。
（５）cluster block-interlaceマッピングは、SCS（Subcarrier spacing）毎に設定されてもよい。
また、SCS毎（例えば15KHz, 30KHz毎）にCluster Block数が異なる場合、Cluster Block数が最も多いSCSをベースにcluster block-interlaceマッピングテーブルを規定してもよい。この場合、他のSCSでは、Cluster Block数が最も多いSCSに対するcluster-interlaceマッピングテーブルの一部が使用されてもよい。
図２４は、15kHz及び30kHzの２種類のSCSに関するcluster block-interlaceマッピングテーブルの一例を示す。図２４では、SCS=15kHzの場合のCluster Block数をN個（Nは４以上の整数）とし、SCS=30kHzの場合のCluster Block数を4個とする。
図２４に示すように、SCS=15kHzに対してcluster block-interlaceマッピングテーブルが規定される。また、図２４に示すように、SCS=30kHzに対しては、SCS=15kHzに対して規定されたcluster block-interlaceマッピングテーブルの一部が適用される。
こうすることで、インターレース番号のシグナリングのオーバヘッドを削減できる効果がある。
（６）CM特性が劣悪となるcluster-interlace mappingが適用されるPRACHリソースには、CM特性が良好な系列（例えば、CMが低いZadoff-chu系列番号など）が割り当てられてもよい。これにより、PRACHにおけるCM特性を改善しつつ、PRACHの自己相関特性においてサイドローブの電力を低減できる。
（７）上記実施の形態では、送信信号の一例としてPRACHについて説明した。しかし、送信信号はPRACHに限定されない。例えば、端末２００（送信装置に対応）が基地局１００（受信装置に対応）へ送信する他の信号でもよく、基地局１００（送信装置に対応）が端末２００（受信装置に対応）に対して送信する送信信号でもよい。
例えば、送信信号は、PUSCH、SRS（Sounding Reference Signal）、PDSCH（Physical Downlink Shared Channel）、PBCH（Physical Broadcast Channel）、SS（Synchronizing Signal）等の他のチャネルの信号でもよい。
例えば、PUSCH又はPDSCHでは、受信側では、付随するDM-RS（Demodulation Reference Signal)を用いてPRACHと同様なパケット検出処理及びタイミング推定を行うことにより、PRACHの場合と同様の効果が得られる。
（８）上記実施の形態では、一例として、所定の周波数帯域（例えば、システム帯域）におけるCluster Block数を１０個とし、各Cluster Block内のインターレース数を１０個とし、インターレースあたりのサブキャリア数を１２サブキャリアとする場合について説明した。しかし、Cluster Block数、Cluster Block内のインターレース数、及び、インターレースを構成するサブキャリア数は、これらの値に限定されず、他の値でもよい。
（９）上記実施の形態において、インターレースは「クラスタ」と呼ばれることもある。すなわち、Cluster Block内に複数の「クラスタ」が存在すると表現されてもよい。
または、Cluster Blockは単に「クラスタ」と呼ばれることもある。すなわち、「クラスタ」内に複数のインターレースが存在すると表現されてもよい。
以上、他の実施の形態について説明した。
本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示の送信装置は、信号を送信する送信回路と、所定の周波数帯域において前記信号を割り当てる割当リソースを決定する制御回路と、を具備し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の送信装置において、前記複数の帯域の各々に含まれる前記基本単位には番号が付され、同一番号の前記基本単位は、前記複数の帯域に渡って均一に分散され、前記割当リソースを構成する前記基本単位のうち、前記複数の帯域のうちの少なくとも１つの帯域に含まれる基本単位の番号と、他の帯域に含まれる基本単位の番号とが異なる。
本開示の送信装置において、前記割当リソースを構成する前記基本単位の番号は、前記複数の帯域毎にそれぞれ設定される。
本開示の送信装置において、前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、上位レイヤシグナリングによって端末へ通知される、または、予め規定されている。
本開示の送信装置において、前記割当リソースを構成する基本単位のうち、偶数番号の前記帯域に含まれる基本単位の番号と、奇数番号の前記帯域に含まれる基本単位の番号と、は異なる。
本開示の送信装置において、前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、疑似乱数又は乱数を用いて設定される。
本開示の送信装置において、前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、前記複数の帯域間で共通の番号に基づいて決定される。
本開示の送信装置において、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、前記共通の番号にオフセットを加えて算出され、前記オフセットは、偶数番号の前記帯域と奇数番号の前記帯域とで異なる。
本開示の送信装置において、前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、前記信号の送信タイミングに応じて変更される。
本開示の送信装置において、前記信号に対して設定される複数の周波数リソースに割り当てられる前記基本単位は、前記複数の帯域毎に設定される前記基本単位の番号に基づいて設定される。
本開示の送信装置において、前記所定の周波数帯域は、アンライセンス帯域内の帯域であり、前記帯域は、Cluster Blockであり、前記基本単位の周波数リソースは、連続するサブキャリアで構成されるインターレースである。
本開示の受信装置は、信号を受信する受信回路と、所定の周波数帯域において前記信号が割り当てられる割当リソースを決定する制御回路と、を具備し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の送信方法は、信号を送信し、所定の周波数帯域において前記信号を割り当てる割当リソースを決定し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の受信方法は、信号を受信し、所定の周波数帯域において前記信号が割り当てられる割当リソースを決定し、前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる。
本開示の一態様は、移動通信システムに有用である。
１００ 基地局
１０１，２０４ 制御部
１０２ インターレース番号決定部
１０３，２０６ PRACHリソース決定部
１０４ レプリカ信号生成部
１０５ 制御情報生成部
１０６ 符号化・変調部
１０７，２０９ 無線送信部
１０８，２０１ アンテナ
１０９，２０２ 無線受信部
１１０ 検出部
２００ 端末
２０３ 復調・復号部
２０５ インターレース番号算出部
２０７ 送信信号生成部
２０８ リソース割当部

Claims (14)

  1. 信号を送信する送信回路と、
    所定の周波数帯域において前記信号を割り当てる割当リソースを決定する制御回路と、
    を具備し、
    前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、
    前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、
    前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる、
    送信装置。
  2. 前記複数の帯域の各々に含まれる前記基本単位には番号が付され、
    同一番号の前記基本単位は、前記複数の帯域に渡って均一に分散され、
    前記割当リソースを構成する前記基本単位のうち、前記複数の帯域のうちの少なくとも１つの帯域に含まれる基本単位の番号と、他の帯域に含まれる基本単位の番号とが異なる、
    請求項１に記載の送信装置。
  3. 前記割当リソースを構成する前記基本単位の番号は、前記複数の帯域毎にそれぞれ設定される、
    請求項２に記載の送信装置。
  4. 前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、上位レイヤシグナリングによって端末へ通知される、または、予め規定されている、
    請求項３に記載の送信装置。
  5. 前記割当リソースを構成する基本単位のうち、偶数番号の前記帯域に含まれる基本単位の番号と、奇数番号の前記帯域に含まれる基本単位の番号と、は異なる、
    請求項４に記載の送信装置。
  6. 前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、疑似乱数又は乱数を用いて設定される、
    請求項３に記載の送信装置。
  7. 前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、前記複数の帯域間で共通の番号に基づいて決定される、
    請求項２に記載の送信装置。
  8. 前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、前記共通の番号にオフセットを加えて算出され、
    前記オフセットは、偶数番号の前記帯域と奇数番号の前記帯域とで異なる、
    請求項７に記載の送信装置。
  9. 前記割当リソースを構成する、前記複数の帯域毎の前記基本単位の番号は、前記信号の送信タイミングに応じて変更される、
    請求項２に記載の送信装置。
  10. 前記複数の帯域の各々において前記信号が周波数多重される複数の周波数リソースに割り当てられる前記基本単位は、前記複数の帯域毎に設定される前記基本単位の番号に基づいて設定される、
    請求項２に記載の送信装置。
  11. 前記所定の周波数帯域は、アンライセンス帯域内の帯域であり、
    前記帯域は、Cluster Blockあり、
    前記基本単位の周波数リソースは、連続するサブキャリアで構成されるインターレースである、
    請求項１に記載の送信装置。
  12. 信号を受信する受信回路と、
    所定の周波数帯域において前記信号が割り当てられる割当リソースを決定する制御回路と、
    を具備し、
    前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、
    前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、
    前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる、
    受信装置。
  13. 信号を送信し、
    所定の周波数帯域において前記信号を割り当てる割当リソースを決定し、
    前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、
    前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、
    前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる、
    送信方法。
  14. 信号を受信し、
    所定の周波数帯域において前記信号が割り当てられる割当リソースを決定し、
    前記所定の周波数帯域は複数の帯域に分割され、前記複数の帯域の各々には、前記信号のリソース割当の基本単位である周波数リソースが複数含まれ、
    前記割当リソースは、前記複数の帯域の各々の少なくとも１つの前記基本単位で構成され、
    前記割当リソースを構成する前記基本単位の設定方法は、前記複数の帯域毎に異なる、
    受信方法。
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