以下の技術はCDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access)などの多様な無線接続システムに用いられることができる。CDMAはUTRA(Universal Terrestrial Radio Access)又はCDMA2000のような無線技術(radio technology)によって具現可能である。TDMAはGSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)のような無線技術によって具現可能である。OFDMAはIEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、E-UTRA(Evolved UTRA)などの無線技術によって具現可能である。UTRAはUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(long term evolution)はE-UTRAを用いるE-UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC-FDMAを採用する。LTE-A(Advanced)は3GPP LTEの進化したバージョンである。説明を明確にするために、3GPP LTE/LTE-Aを主として説明したが、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
無線通信システムにおいて、端末は基地局から下りリンク(Downlink、DL)を介して情報を受信し、端末は基地局から上りリンク(Uplink、UL)を介して情報を伝送する。基地局と端末が送受信する情報はデータ及び様々な制御情報を含み、これらが送受信する情報の種類/用途によって様々な物理チャネルが存在する。
図1は3GPP LTE(-A)システムに用いられる物理チャネル及びこれらを用いた一般的な信号伝送方法を例示する図である。
電源Off状態で電源を入れたか或いは新しくセルに進入した端末は、段階S101において、基地局と同期を確立するなどの初期セル探索(Initial cell search)作業を行う。このために、端末は基地局から主同期チャネル(Primary Synchronization Channel、P-SCH)及び副同期チャネル(Secondary Synchronization Channel、S-SCH)を受信して基地局と同期を確立し、セルID(cell identity)などの情報を得る。その後、端末は基地局から物理放送チャネル(Physical Broadcast Channel、PBCH)を受信してセル内の放送情報を得る。なお、端末は初期セル探索の段階において、下りリンク参照信号(Downlink Reference Signal、DL RS)を受信して下りリンクチャネルの状態を確認できる。
初期セル探索が終了した端末は、段階S102において、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel、PDCCH)及び物理下りリンク制御チャネルの情報に基づく物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Control Channel、PDSCH)を受信して、より具体的なシステム情報を得る。
以後端末は基地局に接続を完了するために、段階S103乃至段階S106のような任意接続過程(Random Access Procedure)を行う。このために端末は、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(preamble)を伝送し(S103)、物理下りリンク制御チャネル及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネル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(S104)。競争基盤の任意接続(Contention based random access)の場合、さらなる物理任意接続チャネルの伝送(S105)、物理下りリンク制御チャネル及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネルの受信(S106)のような衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行う。
このような手順を行った端末は、その後一般的な上り/下りリンク信号の伝送手順として物理下りリンク制御チャネル/物理下りリンク共有チャネルの受信(S107)、及び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)の伝送を行う(S108)。端末が基地局に伝送する制御情報を併せて上りリンク制御情報(Uplink Control Information、UCI)と称する。UCIは、HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK)、SR(Scheduling Request)、CSI(Channel State Information)などを含む。CSIは、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indication)などを含む。UCIは一般的にPUCCHを介して伝送されるが、制御情報とトラヒックデータが同時に伝送される必要がある場合にはPUSCHを介して伝送される。また、ネットワークの要請/指示によってPUSCHを介してUCIを非周期的に伝送することができる。
図2は無線フレーム(radio frame)構造を例示する。上りリンク/下りリンクデータパケット伝送サブフレーム(subframe)単位でなり、一つのサブフレームは多数のOFDMシンボルを含む一定時間区間と定義される。LTE(-A)はFDD(Frequency Division Duplex)のためのタイプ1無線フレーム構造及びTDD(Time Division Duplex)のためのタイプ2無線フレーム構造を支援する。
図2(a)はタイプ1無線フレーム構造を例示する。下りリンク無線フレームは10個のサブフレームで構成され、一つのサブフレームは時間領域(time domain)で2個のスロット(slot)で構成される。一つのサブフレームが送信されるのにかかる時間をTTI(transmission time interval)と言う。例えば、一つのサブフレームの長さは1msであり、一つのスロットの長さは0.5msであってもよい。一つのスロットは時間領域で複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域で多数のリソースブロック(Resource Block、RB)を含む。3GPPLTE(-A)システムにおいては下りリンクでOFDMAを使うので、OFDMシンボルが一つのシンボル区間を示す。OFDMシンボルはSC-FDMAシンボル又はシンボル区間と言うこともできる。リソース割当て単位としてのリソースブロック(RB)は一つのスロットで複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含むことができる。
スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、CP(Cyclic Prefix)の構成によって異なる。CPには拡張CP(extended CP)とノーマルCP(normal CP)がある。例えば、OFDMシンボルがノーマルCPにより構成される場合、1つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数は7つである。OFDMシンボルが拡張されたCPによって構成される場合、1つのOFDMシンボルの長さが長くなるので、1つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数はノーマルCPの場合より少なくなる。例えば、拡張CPの場合、1つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数が6つである。端末の高速移動などによりチャネルの状態が不安定な場合、シンボルの間の干渉を減らすために拡張CPが使用される。
ノーマルCPが使用される場合、スロットは7つのOFDMシンボルを含むので、サブフレームは14つのOFDMシンボルを含む。サブフレームの初めから最大3つのOFDMシンボルはPDCCH(physical downlink control channel)に割り当てられ、その他のOFDMシンボルはPDSCH(physical downlink shared channel)に割り当てられる。
図2(b)はタイプ2の無線フレームの構造を例示する。タイプ2の無線フレームは、2つのハーフフレーム(half frame)で構成される。ハーフフレームは4(5)個の一般サブフレームと1(0)個のスペシャルサブフレームを含む。一般サブフレームはUL-DL構成(Uplink-Downlink Configuration)によって上りリンク又は下りリンクに使用される。サブフレームは2つのスロットで構成される。
表1はUL-DL構成による無線フレーム内のサブフレームの構成を例示する。
表で、Dは下りリンクサブフレームを、Uは上りリンクサブフレームを、Sはスペシャル(special)サブフレームを示す。スペシャルサブフレームはDwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、GP(Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)を含む。DwPTSは端末における初期セル探索、同期化又はチャネル推定に使用される。UpPTSは基地局におけるチャネル推定、端末の上りリンク伝送同期の確立に使用される。保護区間は上りリンクと下りリンクの間における下りリンク信号の多重経路遅延により上りリンクに発生し得る干渉を除去するための区間である。
無線フレームの構造は一例に過ぎず、無線フレームにおいてサブフレームの数、スロットの数、シンボルの数は様々に変更可能である。
図3は下りリンクスロットのリソースグリッドを例示する図である。
図3を参照すると、下りリンクスロットは時間ドメインで複数のOFDMシンボルを含む。ここでは、1つの下りリンクスロットは7つのOFDMシンボルを含み、1つのリソースブロック(RB)は周波数ドメインで12つの副搬送波を含むことが例示されている。しかし、本発明はこれに制限されない。リソースグリッド上で各々の要素はリソース要素(Resource Element、RE)と称される。1つのRBは12×7REを含む。下りリンクスロットに含まれたRBの数NDLは下りリンクの伝送帯域に依存する。上りリンクスロットの構造は下りリンクスロットの構造と同一である。
図4は下りリンクサブフレームの構造を例示する。
図4を参照すると、サブフレームの一番目スロットにおいて前側に位置する最大3(4)個のOFDMシンボルは制御チャネルが割り当てられる制御領域に対応する。その他のOFDMシンボルは、PDSCH(physical downlink shared chancel)が割り当てられるデータ領域に該当し、データ領域の基本リソース単位はRBである。LTEにおいて使用される下りリンク制御チャネルの例は、PCFICH(physical control format indicator channel)、PDCCH(physical downlink control channel)、PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)などを含む。PCFICHはサブフレームの一番目OFDMシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの伝送に使われるOFDMシンボルの数についての情報を運ぶ。PHICHは上りリンク伝送に対する応答であり、HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative-acknowledgment)信号を運ぶ。PDCCHを介して伝送される制御情報はDCI(downlink control information)と称される。DCIは上りリンク又は下りリンクのスケジューリング情報又は任意の端末グループのための上りリンク伝送電力制御命令(Transmit Power Control Command)を含む。
PDCCHを介して送信される制御情報をDCI(Downlink Control Information)と言う。DCIフォーマットは上りリンク用にフォーマット0、3、3A、4、下りリンク用にフォーマット1、1A、1B、1C、1D、2、2A、2B、2Cなどのフォーマットが定義されている。DCIフォーマットによって情報フィールドの種類、情報フィールドの数、各々の情報フィールドのビットの数などが変わる。例えば、DCIフォーマットは用途によってホッピングフラグ(hopping flag)、RB割当て、MCS(Modulation Coding Scheme)、RV(Redundancy Version)、NDI(New Data Indicator)、TPC(Transmit Power Control)、DMRS(DeModulation Reference Signal)のための循環シフト、CQI(Channel Quality Information)要請、HARQプロセス番号、TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)などの情報を選択的に含む。従って、DCIフォーマットによってDCIフォーマットに整合される制御情報のサイズが変わる。なお、任意のDCIフォーマットは2つ種類以上の制御情報伝送に使用される。例えば、DCIフォーマット0/1AはDCIフォーマット0又はDCIフォーマット1を運ぶために使用され、これらはフラグフィールド(flag field)により区分される。
PDCCHはDL-SCH(downlink shared channel)の伝送フォーマット及びリソース割り当て、UL-SCH(uplink shared channel)に対するリソース割り当て情報、PCH(paging channel)に対するページング情報、DL-SCH上のシステム情報(system information)、PDSCH上で伝送されるランダム接続応答のような上位階層制御メッセージのリソース割り当て情報、任意の端末グループ内で個別の端末に対する伝送電力制御命令、VoIP(Voice over IP)の活性化(activation)などを運ぶ。複数のPDCCHが制御領域内で送信されることができる。端末は複数のPDCCHをモニターすることができる。PDCCHは一つ又は複数の連続した制御チャネル要素(Control Channel Element、CCE)の集合(aggregation)上で送信される。CCEはPDCCHに無線チャネル状態に基づくコーディングレートを提供するのに使われる論理的割当てユニットである。CCEは複数のリソース要素グループ(Resource Element Group、REG)に対応する。PDCCHのフォーマット及びPDCCHビットの数はCCEの数によって決定される。基地局は端末に送信されるDCIによってPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付け加える。CRCはPDCCHの所有者又は使用目的によって識別子(例えば、RNTI(Radio Network Temporary Identifier))でマスキングされる。例えば、PDCCHが特定の端末のためのものである場合、該当端末の識別子(例えば、Cell-RNTI(C-RNTI))がCRCにマスキングされることができる。PDCCHがページングメッセージのためのものである場合、ページング識別子(例えば、Paging-RNTI(P-RNTI))がCRCにマスキングされる。PDCCHがシステム情報(より具体的に、システム情報ブロック(System Information Block、SIB))のためのものである場合、SI-RNTI(System Information RNTI)がCRCにマスキングされる。PDCCHがランダム接続応答のためのものである場合、RA-RNTI(Random Access-RNTI)がCRCにマスキングされる。
PDCCHはDCI(downlink control information)と知られたメッセージを運び、DCIは1つの端末又は端末グループのためのリソース割り当て及び他の制御情報を含む。一般的に、複数のPDCCHが1つのサブフレーム内で伝送される。各々のPDCCHは1つ以上のCCE(Control Channel Element)を用いて伝送され、各々のCCEは9セットの4つのリソース要素に対応する。4つのリソース要素はREG(Resource Element Group)と称される。4つのQPSKシンボルが1つのREGにマッピングされる。参照信号に割り当てられたリソース要素はREGに含まれず、これによって与えられたOFDMシンボル内でREGの総数はセル-特定(cell-specific)の参照信号の存在有無によって変わる。REG概念(即ち、グループ単位マッピング、各々のグループは4つのリソース要素を含む)は、他の下りリンク制御チャネル(PCFICH及びPHICH)にも使用される。即ち、REGは制御領域の基本リソース単位として使用される。4つのPDCCHフォーマットが表2のように支援される。
複数のCCEは連続的にナンバーリングされて使用され、復号化プロセスを単純化するために、n CCEsで構成されたフォーマットを有するPDCCHはnの倍数と同じ数を有するCCEでのみ始まる。所定のPDCCHの伝送のために使用されるCCEの数は、チャネル条件に従って基地局により決定される。例えば、PDCCHが良好な下りリンクチャネル(例えば、基地局に近い)を有する端末のためのものである場合、1つのCCEでも十分である。しかし、悪いチャネル(例えば、セル境界に近い)を有する端末の場合は、十分な堅牢さ(robustness)を得るために、8つのCCEが使用される。また、PDCCHのパーワレベルをチャネル条件に合わせて調節できる。
LTEに導入された方案は、各々の端末のためにPDCCHが位置可能な制限されたセットにおけるCCE位置を定義することである。端末が自分のPDCCHを探索できる制限されたセットにおけるCCEの位置は、検索空間(Search Space、SS)と称される。LTEにおいて、検索空間は各々のPDCCHフォーマットによって異なるサイズを有する。また、UE-特定(UE-specific)及び共通(common)の検索空間が別に定義される。UE-特定の検索空間(UE-Specific Search Space、USS)は、各々の端末のために個々に設定され、共通検索空間(Common Search Space、CSS)の範囲は全端末に通知される。UE-特定及び共通検索空間は、与えられた端末に対して重なり合うことができる。非常に小さい検索空間を有する時、所定の端末のための検索空間において一部のCCE位置が割り当てられた場合は残ったCCEがないため、与えられたサブフレーム内で基地局はできる限り全ての端末にPDCCHを伝送するCCEリソースを見つけることができない。このようにブロッキングが次のサブフレームに続く可能性を最小化するために、UE-特定検索空間の開始位置に端末-特定ホッピングシーケンスが適用される。
表3は共通及びUE-特定検索空間のサイズを表す。
ブラインドデコード(Blind Decoding;BD)の総回数による計算負荷を統制下におくために、端末は定義された全てのDCIフォーマットを同時に検索することが要求されない。一般的に、UE-特定検索空間内で端末は常にフォーマット0と1Aを検索する。フォーマット0と1Aは同じサイズを有し、メッセージ内のフラグによって区分される。また端末は追加フォーマットを受信するように要求されることができる(例えば、基地局により設定されたPDSCH伝送モードによって1,1B又は2)。共通検索空間において端末はフォーマット1A及び1Cをサーチする。また端末はフォーマット3又は3Aをサーチするように設定されることができる。フォーマット3及び3Aはフォーマット0及び1Aと同じサイズを有し、端末-特定識別者よりは、互いに異なる(共通)識別者でCRCをスクランブルすることにより区分される。以下、伝送モードによるPDSCHの伝送技法、及びDCIフォーマットの情報コンテンツを記載する。
伝送モード(Transmission Mode、TM)
● 伝送モード1:単一基地局アンテナポートからの伝送
● 伝送モード2:伝送ダイバーシティ
● 伝送モード3:開-ループ空間多重化
● 伝送モード4:閉-ループ空間多重化
● 伝送モード5:多重ユーザ MIMO
● 伝送モード6:閉-ループ ランク-1プリコーディング
● 伝送モード7:単一-アンテナポート(ポート5)の伝送
● 伝送モード8:二重レイヤ伝送(ポート7及び8)又は単一-アンテナポート(ポート7又は8)の伝送
● 伝送モード9:最大8つのレイヤ伝送(ポート7乃至14)又は単一-アンテナポート(ポート7又は8)の伝送
DCIフォーマット
● フォーマット0:PUSCH伝送(上りリンク)のためのリソースグラント
● フォーマット1:単一コードワード PDSCHの伝送(伝送モード1,2及び7)のためのリソース割り当て
● フォーマット1A:単一コードワード PDSCH(全てのモード)のためのリソース割り当てのコンパクトシグナリング
● フォーマット1B:ランク-1 閉-ループ プリコーディングを用いるPDSCH(モード6)のためのコンパクトリソースの割り当て
● フォーマット1C:PDSCH(例えば、ページング/ブロードキャスティングシステム情報)のための非常にコンパクトなリソースの割り当て
● フォーマット1D:多重ユーザ MIMOを用いるPDSCH(モード5)のためのコンパクトなリソースの割り当て
● フォーマット2:閉-ループ MIMO動作のPDSCH(モード4)のためのリソースの割り当て
● フォーマット2A:開-ループ MIMO動作のPDSCH(モード3)のためのリソースの割り当て
● フォーマット3/3A:PUCCH及びPUSCHのために2ビット/1ビットのパワー調整値を有するパワーコントロールコマンド
図5はEPDCCHを例示する図である。EPDCCHはLTE-Aでさらに導入されたチャネルである。
図5を参照すると、サブフレームの制御領域(図4参照)には既存LTEによるPDCCH(便宜上、Legacy PDCCH、L-PDCCH)が割り当てられる。図において、L-PDCCH領域は、L-PDCCHが割り当てられる領域を意味する。なお、データ領域(例えば、PDSCHのためのリソース領域)内には、さらにPDCCHが割り当てられることができる。データ領域に割り当てられたPDCCHをEPDCCHと称する。図示したように、EPDCCHを介してさらに制御チャネルリソースを確保することにより、L-PDCCH領域の制限された制御チャネルリソースによるスケジューリング制約を緩和できる。L-PDCCHと同様に、EPDCCHはDCIを運ぶ。例えば、EPDCCHは下りリンクスケジューリング情報、上りリンクスケジューリング情報を運ぶことができる。例えば、端末はEPDCCHを受信し、EPDCCHに対応するPDSCHを介してデータ/制御情報を受信する。また端末はEPDCCHを受信し、EPDCCHに対応するPUSCHを介してデータ/制御情報を送信する。セルタイプによってEPDCCH/PDSCHはサブフレームの1番目のOFDMシンボルから割り当てられることができる。特に区別しない限り、この明細書でPDCCHはL-PDCCHとEPDCCHを全て含む。
図6はLTE(-A)で使用される上りリンクサブフレームの構造を例示する図である。
図6を参照すると、サブフレーム500は2つの0.5msスロット501で構成される。普通(Normal)循環前置(Cyclic Prefix、CP)の長さを仮定した時、各々のスロットは7つのシンボル502で構成され、1つのシンボルは1つのSC-FDMAシンボルに対応する。リソースブロック(Resource Block、RB)503は周波数領域で12つの副搬送波、また時間領域で1つのスロットに該当するリソース割り当て単位である。LTE(-A)の上りリンクサブフレームの構造は大きくデータ領域504と制御領域505に区分される。データ領域は各々の端末に伝送される音声、パケットなどのデータ送信に使用される通信リソースを意味し、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)を含む。制御領域は上りリンク制御信号、例えば、各々の端末からの下りリンクチャネル品質報告、下りリンク信号に対する受信ACK/NACK、上りリンクスケジューリング要請などの伝送に使用される通信リソースを意味し、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)を含む。サウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)は1つのサブフレームで時間軸上で最後に位置するSC-FDMAシンボルを介して伝送される。同じサブフレームの最後のSC-FDMAで伝送される複数の端末のSRSは、周波数位置/シーケンスによって区分できる。SRSは上りリンクのチャネル状態を基地局に伝送するために使用され、上り階層(例えば、RRC階層)により設定されたサブフレームの周期/オフセットによって周期的に伝送されるか、或いは基地局の要請によって非周期的に伝送される。
図7はSC-FDMA方式とOFDMA方式を例示する図である。3GPPシステムにおいては、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC-FDMAを採用する。
図7を参照すると、上りリンクの信号伝送のための端末及び下りリンクの信号伝送のための基地局はいずれも直列-並列コンバーター401(Serial-to-Parallel Converter)、副搬送波マッパー403(mapper)、M-ポイントIDFTモジュール404及びCP(Cyclic Prefix)追加モジュール406を含む点で同一である。但し、SC-FDMA方式で信号を伝送するための端末は、さらにN-ポイントDFTモジュール402を含む。N-ポイントDFTモジュール402は、M-ポイントIDFTモジュール404のIDFT処理影響を一定部分相殺することにより伝送信号が単一搬送波特性(single carrier property)を有するようにする。
次に、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)について説明する。無線通信システムにおいて、上り/下りリンクで伝送するデータを有する端末が多数存在する時、基地局は伝送単位時間(Transmission Time Interval、TTI)(例えば、サブフレーム)ごとにデータを伝送する端末を選択する。多重搬送波及びこれと同様に運営されるシステムにおいて、基地局はTTIごとに上り/下りリンクでデータを伝送する端末を選択し、該当端末がデータ伝送のために使用する周波数帯域も一緒に選択する。
上りリンクを基準として説明すると、複数の端末は上りリンクを介して参照信号(又はパイロット)を伝送し、基地局は端末から伝送された参照信号を用いて端末のチャネル状態を把握してTTIごとに各々の単位周波数帯域において上りリンクを介してデータを伝送する端末を選択する。基地局はその結果を端末に通知する。即ち、基地局は、特定のTTIに上りリンクスケジューリングされた端末に特定の周波数帯域を用いてデータを伝送せよという上りリンク割り当てメッセージ(assignment message)を伝送する。上りリンク割り当てメッセージは、ULグラント(grant)とも称される。端末は上りリンク割り当てメッセージによってデータを上りリンクに伝送する。上りリンク割り当てメッセージは、端末ID(UE Identity)、RB割り当て情報、MCS(Modulation and Coding Scheme)、RV(Redundancy Version)バージョン、新規データ指示者(New Data indication、NDI)などを含む。
同期(Synchronous)HARQ方式の場合、再伝送時間はシステム的に約束されている(例えば、NACK受信時点から4サブフレーム後)(同期HARQ)。従って、基地局が端末に送信するULグラントメッセージは初期伝送時にのみ送信すればいい。その後の再伝送はACK/NACK信号(例えば、PHICH信号)により行われる。非同期HARQ方式の場合、再伝送時間を互いに約束していないため、基地局が端末に再伝送要請メッセージを出さなければならない。また非適応(non-adaptive)HARQ方式の場合は、再伝送のための周波数リソースやMCSは以前の伝送と同一であり、適応HARQ方式の場合、再伝送のための周波数リソースやMCSが以前の伝送と異なることができる。一例として、非同期適応HARQ方式の場合、再伝送のための周波数リソースやMCSが伝送時点ごとに異なるので、再伝送要請メッセージは端末ID、RB割り当て情報、HARQプロセスID/番号、RV、NDI情報を含むことができる。
図8はLTE(-A)システムにおいてUL HARQ動作を例示する図である。LTE(-A)システムにおいて、UL HARQ方式は同期非適応HARQを使用する。8チャネルHARQを使用する場合、HARQプロセス番号は0~7である。TTI(例えば、サブフレーム)ごとに1つのHARQプロセスが動作する。図8を参照すると、基地局110はPDCCHを介してULグラントを端末120に伝送する(S600)。端末120はULグラントを受信した時点(例えば、サブフレーム0)から4サブフレーム後(例えば、サブフレーム4)にULグラントにより指定されたRB及びMCSを用いて基地局110に上りリンクデータを伝送する(S602)。基地局110は端末120から受信した上りリンクデータを復号した後、ACK/NACKを生成する。上りリンクデータに対する復号が失敗した場合、基地局110は端末120にNACKを伝送する(S604)。端末120はNACKを受信した時点から4サブフレーム後に上りリンクデータを再伝送する(S606)。上りリンクデータの初期伝送と再伝送は同じHARQプロセッサが担当する(例えば、HARQプロセス4)。ACK/NACK情報はPHICHを介して伝送される。
LTEにおいてUL伝送のためのスケジューリングは、端末のUL伝送タイミングが同期化された場合にのみ可能である。ランダム接続過程は様々な用途で使用される。例えば、ランダム接続過程はネットワーク初期接続、ハンドオーバー、データの発生時に行われる。また端末はランダム接続過程によりUL同期を得ることができる。UL同期が得られると、基地局は該当端末にUL伝送のためのリソースを割り当てる。ランダム接続過程は衝突基盤(contention based)過程と非衝突基盤(non-contention based)過程に区分される。
図9は衝突基盤のランダム接続過程を例示する図である。
図9を参照すると、端末はシステム情報を通じて基地局からランダム接続に関する情報を受信する。その後、ランダム接続が必要であれば、端末はランダム接続プリアンブル(メッセージ1ともいう)を基地局に伝送する(S710)。基地局が端末からランダム接続プリアンブルを受信すると、基地局はランダム接続応答メッセージ(Random Access Response;メッセージ2ともいう)を端末に伝送する(S720)。具体的には、ランダム接続応答メッセージに対する下りスケジューリング情報はRA-RNTI(Random Access-RNTI)にCRCマスキングされてL1/L2制御チャネル(PDCCH)上で伝送される。RA-RNTIにマスキングされた下りスケジューリング信号を受信した端末は、PDSCHからランダム接続応答メッセージを受信してデコード(decoding)する。その後、端末はランダム接続応答メッセージに自分に指示されたランダム接続応答情報があるか否かを確認する。自分に指示されたランダム接続応答情報があるか否かは、端末が伝送したプリアンブルに対するRAID(Random Access preamble ID)が存在するか否かによって確認できる。ランダム接続応答情報は同期化のためのタイミングオフセット情報を表すタイミングアドバンス(Timing Advance、TA)、上りリンクに使用される無線リソース割り当て情報、端末識別のための臨時識別者(例えば、T-CRNTI)などを含む。端末はランダム接続応答情報を受信すると、応答情報に含まれた無線リソース割り当て情報によって上りSCH(Shared Channel)に上りメッセージ(メッセージ3ともいう)を伝送する(S730)。基地局はS730での上りメッセージを端末から受信した後、衝突解決メッセージ(contention resolution;メッセージ4ともいう)を端末に伝送する(S740)。
図10は非衝突基盤のランダム接続過程を例示する図である。非衝突基盤のランダム接続過程はハンドオーバー過程で使用されるか或いは基地局の命令によって要請される場合に存在する。基本的な過程は競争基盤のランダム接続過程と同一である。
図10を参照すると、端末は基地局から自分だけのためのランダム接続プリアンブル(即ち、専用(dedicated)ランダム接続プリアンブル)が割り当てられる(S810)。専用ランダム接続プリアンブル指示情報(例えば、プリアンブルインデックス)は、ハンドオーバー命令メッセージに含まれるか、或いはPDCCHを介して受信される。端末は専用ランダム接続プリアンブルを基地局に伝送する(S820)。その後、端末は基地局からランダム接続応答を受信し(S830)、ランダム接続過程を終了する。
非衝突基盤のランダム接続過程をPDCCH命令(order)により開始するために、DCIフォーマット1Aが使用される。DCIフォーマット1Aは、1つのPDSCHコードワードに対してコンパクトスケジューリングするためにも使用される。DCIフォーマット1Aを用いて以下の情報を伝送する。
-DCIフォーマット0/1Aを区分するためのフラグ:1ビット。フラグ値0はDCIフォーマット0を示し、フラグ値1はDCIフォーマット1Aを示す。
DCIフォーマット1AのCRCがC-RNTIでスクランブルされた後に残った全てのフィールドが以下のようにセットされた場合、DCIフォーマット1AはPDCCH命令によるランダム接続過程のために使用される。
-偏在(localized)/分散(distributed) VRB(Virtual Resource Block)割り当てフラグ:1ビット。フラグが0にセットされる。
-リソースブロック割り当て情報:
ビット。全ビットが1にセットされる。
-プリアンブル(preamble)インデックス:6ビット
-PRACHマスクインデックス:4ビット
-DCIフォーマット1AでPDSCHコードワードのコンパクトスケジューリングのために残った全ビットが0にセットされる。
図11は上りリンク-下りリンクのフレームタイミングの関係を例示する図である。
図11を参照すると、上りリンク無線フレームiの伝送は、該当下りリンク無線フレームより(NTA+NTAoffset)*TS秒以前に始まる。LTEシステムの場合、0≦NTA≦20512であり、FDDでNTAoffset=0であり、TDDでNTAoffset=624である。NTAoffset値は基地局と端末が予め認知している値である。ランダム接続過程においてタイミングアドバンス命令によってNTAが指示されると、端末はUL信号(例えば、PUCCH/PUSCH/SRS)の伝送タイミングを上記数式により調整する。UL伝送タイミングは16TSの倍数に設定される。タイミングアドバンス命令は現ULタイミングに基づいてULタイミングの変化を指示する。ランダム接続応答内のタイミングアドバンス命令(TA)は11ビットであって、TAは0,1,2,…,1282の値を表し、タイミング調整値(NTA)はNTA=TA*16である。その他の場合、タイミングアドバンス命令(TA)は6ビットであって、TAは0,1,2,…,63の値を表し、タイミング調整値(NTA)はNTA new=NTA old+(TA-31)*16である。サブフレームnで受信されたタイミングアドバンス命令は、サブフレームn+6から適用される。FDDの場合、図示したように、ULサブフレームnの伝送時点はDLサブフレームnの開始時点に基づいて繰り上がれる。反面、TDDの場合、ULサブフレームnの伝送時点はDLサブフレームn+1の終了時点に基づいて繰り上がれる(図示せず)。
図12はキャリア併合(Carrier Aggregation、CA)通信システムを例示する。
図12を参照すると、複数のUL/DLコンポーネントキャリア(Component Carrier、CC)はより広いUL/DL帯域幅を支援することができる。CCは周波数領域で互いに隣接するか隣接しない。各CCの帯域幅は独立的に決定できる。UL CCの数とDLのCCの数が異なる非対称キャリアの併合も可能である。なお、制御情報は特定のCCを通じてのみ送受信できるように設定される。この特定のCCをプライマリーCCと称し、その他のCCをセカンダリーCCと称する。一例として、クロス-キャリアスケジューリング(cross-carrier scheduling)(又はクロス-CCスケジューリング)が適用される場合、下りリンク割り当てのためのPDCCHはDL CC#0に伝送され、該当PDSCHはDL CC#2に伝送される。用語‘コンポーネントキャリア’は等価の他の用語(例えば、キャリア、セルなど)に代替できる。
クロス-CCスケジューリングのために、CIF(carrier indicator field)が使用される。PDCCH内にCIFの存在又は不在のための設定が、半-静的に端末-特定(又は端末グループ-特定)に上位階層シグナリング(例えば、RRCシグナリング)によって可能になる(enable)。以下、PDCCH伝送の基本事項を整理する。
■ CIFディセーブルド(disabled):DL CC上のPDCCHは同じDL CC上のPDSCHリソースを割り当てるか一つのリンクされたUL CC上のPUSCHリソースを割り当てる
● No CIF
■ CIFイネーブルド(enabled):DL CC上のPDCCHはCIFを用いて複数の併合されたDL/UL CCのうち特定のDL/UL CC上のPDSCH又はPUSCHリソースを割り当てることができる
● CIFを有するように拡張されたLTE DCIフォーマット
- CIF(設定された場合)は固定されたx-ビットフィールド(例えば、X=3)
- CIF(設定された場合)の位置はDCIフォーマットサイズに関係なく固定される。
CIFの存在時、基地局は端末側のBD複雑度を低くするために、モニタリングDL CC(セット)を割り当てることができる。PDSCH/PUSCHスケジューリングのために、端末は該当DL CCでのみPDCCHの検出/復号を行う。また基地局はモニタリングDL CC(セット)を通じてのみPDCCHを伝送できる。モニタリングDL CCセットは端末-特定、端末-グループ-特定又はセル-特定の方式でセットされる。
図13は複数のキャリアが併合された場合のスケジューリングを例示する。3個のDL CCが併合され、DL CCAがPDCCHモニタリングDL CCに設定された場合を例示する。 DL CCA~CはサービングCC、サービングキャリア、サービングセルなどと言える。CIFがディセーブルされた場合、それぞれのDL CCはLTE PDCCH規則に従ってCIFなしに自分のPDSCHをスケジュールするPDCCHのみを送信することができる(非クロス-CC スケジューリング)。反面、端末-特定(又は端末-グループ-特定又はセル-特定)の上位階層シグナリングによってCIFが可能になると、特定のCC(例えば、DL CC A)はCIFを用いてDL CC AのPDSCHをスケジューリングするPDCCHだけではなく、他のCCのPDSCHをスケジューリングするPDCCHも伝送できる(クロス-CC スケジューリング)。反面、DL CC B/CではPDCCHが伝送されない。
一方、ミリメートルウエーブ(mmW)は信号の波長が短いので、同一の面積に多数のアンテナを設けることができる。例えば、30GHz帯域において波長は1cmであるので、5by5cmのパネルに0.5λ(波長)間隔の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。従って、mmWシステムでは、多数のアンテナ要素を使用してビーム形成(BF)利得を上げてカバレッジを増加させるか、或いはスループットを向上させることができる。
これに関連して、アンテナ要素ごとに伝送パワー及び位相の調節ができるように、TXRU(transceiver)を有しかつ周波数リソースごとに独立的なビーム形成を行うことができる。しかし、100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。従って、1つのTXRUに多数のアンテナ要素をマッピングし、アナログ位相シフターでビーム方向を調節する方式が考えられる。かかるアナログビーム形成方式は、全帯域において1つのビーム方向のみを形成できるので、周波数選択的なビーム形成が難しいという短所がある。デジタルBF及びアナログBFの中間形態として、Q個のアンテナ要素より少ない数のB個のTXRUを有するハイブリッドBFが考えられる。この場合、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、同時に伝送可能なビームの方向はB個以下に制限される。
図14はアナログビーム形成を例示する図である。図14を参照すると、送信器は時間によってビームの方向を変化して信号を伝送し(送信ビーム形成)、受信器も時間によってビームの方向を変化して信号を受信することができる(受信ビーム形成)。一定の時区間内において、(i)送信ビームと受信ビームは時間によって同時にビームの方向が変化するか、(ii)送信ビームは固定した状態で受信ビームの方向のみが時間によって変化するか、或いは(iii)受信ビームは固定した状態で送信ビームの方向のみが時間によって変化することができる。
一方、次世代RAT(Radio Access Technology)においては、データ伝送遅延(latency)を最小化するために、自己完結(self-contained)サブフレームが考えられている。図15は自己完結サブフレームの構造を例示している。図15において、斜線領域はDL制御領域を示し、黒色部分はUL制御領域を示す。その他の領域はDLデータ伝送又はULデータ伝送のために使用される。1つのサブフレーム内でDL伝送とUL伝送が順に行われるので、サブフレーム内でDLデータを出し、UL ACK/NACKを受けることができる。結果として、データ伝送エラーの発生時にデータ再伝送までにかかる時間を短縮させることにより、最終データ伝達の遅延を最小化することができる。
構成/設定が可能な自己完結サブフレームタイプの例として、少なくとも以下の4つのタイプが考えられる。各々の区間は時間順に並んでいる。
-DL制御区間+DLデータ区間+GP(Guard Period)+UL制御区間
-DL制御区間+DLデータ区間
-DL制御区間+GP+ULデータ区間+UL制御区間
-DL制御区間+GP+ULデータ区間
DL制御区間ではPDFICH、PHICH、PDCCHが伝送され、DLデータ区間ではPDSCHが伝送される。UL制御区間ではPUCCHが伝送され、ULデータ区間ではPUSCHが伝送される。GPは基地局と端末が送信モードから受信モードに転換される過程又は受信モードから送信モードに転換される過程で時間ギャップを提供する。サブフレーム内においてDLからULに転換される時点の一部OFDMシンボルがGPと設定される。
実施例
New RAT(NR)システム環境では、1つの端末にCA併合される複数のセル間にも、セル(グループ)ごとに使用されるOFDMニューマロロジー(例えば、副搬送波スペーシング及びこれに基づくOFDMシンボル区間)及び適用されるビーム形成動作(例えば、TX/RS(アナログ又はハイブリッド)ビーム形成及びビーム掃引)などが異なって設定される。このようなCA状況におけるDL/ULデータスケジューリング/伝送に関連したHARQ動作及びUL状況における電力制御方式、ビーム関連情報のシグナリング方法、端末-共通信号の伝送メカニズムなどに関する考慮が必要である。
[1] UCIを運ぶUL制御チャネルの伝送方式
NRシステム環境でも端末の具現及び能力(implementation and capability)などによってUL CA動作が可能な端末と不可能な端末がともに存在する。またUL CA動作が可能な端末であっても、ULカバレッジ及び電力制限(limitaton)などの要因によって複数のセルを介したUL伝送性能が低下することができる。よって、CA状況において以下の2つの(UCIを運ぶ)UL制御チャネルの伝送モードを考慮できる。具体的には、端末は、1)UL制御チャネルを特定の1つのセル(例えば、PCell)のみを介して伝送するか、或いは2)UL制御チャネルを各々のセルごとに個々に伝送することができる。便宜上、DLデータの受信に対するHARQ-ACK(即ち、A/N)を主として説明するが、CSI及びSRなどの他のUCIに対しても同一の原理を適用できる。
(A)Mode 1: UL control channel on PCell only
このモードにおいて、端末は複数のセルにおけるDLデータの受信に対応する複数のA/Nフィードバック(以下、マルチ-セル A/N)を特定の1つのセル(例えば、PCell)のみを介して伝送するように動作する。マルチ-セルA/Nは、Alt 1)1つのUL制御チャネルリソースのみを介して伝送されるか、或いはAlt 2)複数のUL制御チャネルリソースを介して伝送されるように設定される。Alt 2の場合、各々のUL制御チャネルリソースの1つを介して、Alt 2-a)1つのセルにおけるDLデータ受信に対応するA/Nのみが伝送されるか、或いはAlt 2-b)1つ以上のセルで構成された(全体セル集合の一部に該当する)セルグループを介して受信されたDLデータに対する1つ以上のA/Nが伝送されるように設定される。従って、各々のセル(Alt 2-aの場合)或いはセルグループ(Alt 2-bの場合)ごとに対応するA/N伝送用のUL制御チャネルリソースが異なって設定/割り当てられる。これにより、A/Nを運ぶUL制御チャネルリソース情報をDLグラントを介して指示する動作を考慮した場合、各々のセル(Alt 2-aの場合)或いはセルグループ(Alt 2-bの場合)に対してDLデータスケジューリングを行うDLグラントを介して互いに異なるUL制御チャネルリソースの情報が指示されることができる。
なお、複数のセルのDL無線チャネルに対する複数のCSIフィードバック(以下、マルチーセルCSI)の場合にも、特定の1つのセル(例えば、PCell)を介してのみ伝送するように動作することができる。マルチ-セルCSIは、Alt 1)1つのUL制御チャネルリソースのみを介して伝送されるか、或いはAlt 2)複数のUL制御チャネルリソースを介して伝送されるように設定される。Alt 2の場合、各々のUL制御チャネルリソースの1つを介して、Alt 2-a)1つのセルに対する単一のCSIのみが伝送されるか、或いはAlt 2-b)1つ以上のセルで構成された(全体セル集合の一部に該当する)セルグループに対する1つ以上のCSIを伝送するように設定される。従って、各々のセル(Alt 2-aの場合)或いはセルグループ(Alt 2-bの場合)ごとに対応するCSI伝送用のUL制御チャネルリソースが異なって設定/割り当てられる。なお、SRの場合にも、1つ或いは複数のUL制御チャネルリソースを介して伝送されるように設定されることができる。具体的には、端末のULバッファ状態を複数のビットで量子化(quantization)することにより、マルチ-ビット形態の量子化されたBSR(Buffer Status Report)を単一或いは複数のUL制御チャネルリソースを介して伝送する方法が考えられる。
(b)Mode 2: UL control channel on each Cell
このモードでは、各々のセルにおけるDLデータ受信に対応するA/N(及び/又はCSI)フィードバックを該当セル自体を介して伝送するように動作する。
Mode 1とMode 2のうちのいずれかに基づいてUL制御チャネルの伝送を行うか(及び/又はMode 1でAlt 1とAlt 2のうちのいずれかに基づいてUL制御チャネルの伝送を行うか)を、上位階層信号(例えば、RRC信号)を通じて半-静的(semi-static)に設定するか、或いはL1シグナリング(例えば、DL制御チャネル(例えば、PDCCH)伝送)を通じて動的に指示することができる。また、Mode 2に基づくUL制御チャネルの伝送動作(及び/又はMode 1でAlt 2に基づくUL制御チャネルの伝送動作)の可能有無は、端末具現によって変化する端末能力に依存し、端末は該当能力情報を適当な時点(例えば、初期接続段階、RRC連結段階)に基地局に報告することができる。
一方、互いに異なるUCI(例えば、A/NとCSI)に対してUL制御チャネルの伝送Mode(或いはMode 1におけるAlt方式)が同一に設定されるか、或いは各々UCIごとにUL制御チャネルの伝送Mode(或いはMode 1におけるAlt方式)が独立的に(異なって)設定されることができる。
図16はMode 1によるUCIの伝送過程を例示し、図17はMode 2によるUCI伝送過程を例示している。図16を参照すると、端末は複数のセルから複数のDLデータを受信し、複数のセルのDLデータ受信に対応する複数のA/Nフィードバック(以下、マルチ-セルA/N)を特定の1つのセル(例えば、PCell)のみを介して伝送するように動作することができる。マツチ-セルA/Nは、Alt 1)1つのUL制御チャネルリソースのみを介して伝送されるか、或いはAlt 2)複数のUL制御チャネルリソースを介して伝送される。図16はAlt 2によってマルチ-セルA/Nを伝送する過程を例示している。図17を参照すると、端末は複数のセルから複数のDLデータを受信し、各々のセルにおけるDLデータ受信に対応するA/N(及び/又はCSI)フィードバックを該当セル自体を介して伝送するように動作することができる。
[2] CA scheme between different OFDM numerologies
NRシステム環境では1つの端末に併合される複数のセルの間にOFDMニューマロロジー、例えば、副搬送波スペーシングSCS及びこれに基づくOFDMシンボルOS区間が異なって設定される。これにより、1つの端末の観点ではSF又はTTI(便宜上、SFとする)の(絶対時間)区間が併合されたセルの間で異なって設定される。これを勘案して、異なるSCS及びOS区間を有するセルの間のCA状況におけるDL/ULデータ関連のHARQ過程(例えば、SCellにおけるDL/ULデータ伝送がPCellからクロス-CCスケジューリングされる場合、SCellにおけるDLデータ受信に対応するA/NフィードバックがPCellを介して伝送される場合)について以下のような動作方法が考えられる。同一のSCS及びOS区間を有するセルの間のCA状況において、SF或いはTTI区間がセルの間で異なって設定された状況でも同じ原理が適用される。
(A)Cross-CC scheduling between different SCS
図18は大きいSCS(即ち、短いOS区間、或いは短いSF区間)を有するセルXが小さいSCS(即ち、長いOS区間、或いは長いSF区間)を有するセルYからスケジューリングされるように設定された場合を例示している。図18を参照すると、セルYの1つのSFからセルXのK個(K>1)のSFにおけるDL/ULデータ伝送がスケジューリングされるように設定される。セルYの単一SFとセルXのK個のSFは同じ時間区間を有する。この場合、Opt 1)セルYの(単一SF内)1つのDL制御チャネル伝送領域を介してセルXの互いに異なる(最大)K個のSFをスケジューリングするDL/ULグラントが同時伝送/検出されるか、Opt 2)セルYの単一SF内にK個のDL制御チャネル伝送領域が独立的に構成/設定された状態で、各々の領域を介してセルXにおける互いに異なる単一のSFをスケジューリングするDL/ULグラントが各々伝送/検出されることができる。
図19は小さいSCS(即ち、長いOS、或いは長いSF区間)を有するセルXが大きいSCS(即ち、短いOS、或いは短いSF区間)を有するセルYからスケジューリングされるように設定された場合を例示している。図19を参照すると、セルYのN個(N>1)のSF全体、或いはそのうちの特定の一部(例えば、1つ)のSFからセルXの単一のSFにおけるDL/ULデータ伝送がスケジューリングされるように設定される。セルYのN個のSFとセルXの単一のSFは同じ時間区間を有する。この場合、Opt 1)セルYのN個のSF全体、或いはそのうちの特定の一部に該当する複数のSF(即ち、SFグループ)に属する1つのSFを介してセルXの1つのSFをスケジューリングするDL/ULグラントが伝送/検出されるか(図19(a))、Opt 2)セルYのN個のSFのうち、特定の1つのSF(例えば、セルXのSF内の1番目OSと時間が重なるセルYのSF)のみを介してセルXの1つのSFをスケジューリングするDL/ULグラントが伝送/検出されることができる(図19(b))。Opt 1の場合、SFグループ内でDL/ULグラントが伝送されるSFタイミングは変わることができる。またSFグループ内でDL/ULグラントは各々異なるSFを介して伝送される。これにより、端末はセルYのSFグループに属した全てのSF内のDL制御チャネル伝送領域に対して時間順にブラインド復号動作を行うことができ、セルYの1つのSFグループ内でセルXに対するDL/ULグラントが全て検出された後の残りのSF内のDL制御チャネル伝送領域に対してはブラインド復号動作が省略される。
(B)HARQ-ACK timing for CA with different SCS
NRシステムのCA状況では、DLデータが伝送されたセル(例えば、SCell)と該当DLデータ受信に対応するA/Nフィードバックが伝送されるセル(例えば、PCell)の間にSCS或いはOS区間(或いはTTI長さ)が互いに異なって設定される。この場合、A/Nタイミング(例えば、DLデータ受信とA/N伝送の間の遅延)は、Opt 1)DLデータ伝送SCellのTTI長さに基づいて設定されるか(例えば、A/Nタイミング(候補セット)をSCell TTI長さの倍数に設定)、Opt 2)A/Nフィードバック伝送PCellのTTI長さに基づいて設定されることができる(例えば、A/Nタイミング(候補セット)をPCell TTI長さの倍数に設定)。便宜上、Opt 1/2によって設定されたA/Nタイミングをtemp A/Nタイミングと称する。この時、Opt 1の場合に実際に適用されるPCell上のactual A/Nタイミングは、SCell上のDLデータの受信時点からtemp A/Nタイミング(例えば、N個のSCell TTIに該当する時間)以後の時点と時間が重なる時点、或いは該当時点を含んでその後に存在する最も早いPCell上のTTI(或いは(A/N用)UL制御チャネル伝送)区間に決定される。また、Opt 2の場合に実際に適用されるPCell上のactual A/Nタイミングは、SCell上のDLデータ受信と時間が重なる時点、或いは該当時点を含んでその後に存在する最も早いPCell上のTTI(或いは(A/N用)UL制御チャネル伝送)区間からtemp A/Nタイミング(例えば、M個のPCell TTIに該当する時間)以後のTTI(或いは(A/N用)UL制御チャネル伝送)区間に決定される。
なお、UL HARQの場合にも、ULグランドが伝送されたセル(例えば、PCell)と該当ULグラントに対応するULデータが伝送されるセル(例えば、SCell)の間にSCS或いはOS区間(或いはTTI長さ)が互いに異なって設定される。この場合、HARQタイミング(例えば、ULグラント受信とULデータ伝送の間の遅延)は、Opt 1)ULグラント伝送PCellのTTI長さに基づいて設定されるか(例えば、HARQタイミング(候補セット)をPCell TTI長さの倍数に設定)、Opt 2)ULデータ伝送SCellのTTI長さに基づいて設定される形態である(例えば、HARQタイミング(候補セット)をSCell TTI長さの倍数に設定)。便宜上、Opt 1/2によって設定されたHARQタイミングをtemp HARQタイミングと称する。この時、Opt 1の場合に実際に適用されるSCell上のactual HARQタイミングは、PCell上のURグラントの受信時点からtemp HARQタイミング(例えば、K個のPCell TTIに該当する時間)以後の時点と時間が重なる時点、或いは該当時点を含んでその後に存在する最も早いSCell上のTTI(或いは、ULデータチャネル伝送)区間に決定される。また、Opt 2の場合に実際に適用されるSCell上のactual HARQタイミングは、PCell上のULグラント受信時点と時間が重なる時点、或いは該当時点を含んでその後に存在する最も早いSCell上のTTI(或いは(ULデータチャネル伝送)区間からtemp HARQタイミング(例えば、L個のSCell TTIに該当する時間)以後のTTI(或いはULデータチャネル伝送)区間に決定される。
(C)UL TA(Timing Advancement) management between different SCS
異なるSCSで動作するセル間のCA状況において、UL同期を確立するためのTA適用を考慮する場合、SCSによってサンプルタイム及びCP長さも変化するので、SCSが異なるセルには同じTA値を適用することが難しいか或いは不可能である。従って、同一の1つのTA値を適用できる1つ以上のセル集合をTAG(Timing Advance Group)と定義すると、1つのTAGには同じSCSで動作するセルのみが属するように設定される。即ち、異なるSCSで動作するセルは同一のTAGに属しないように設定される。さらに1つのTAGには同一のSCS、また同一のCP長さ(或いはセル間のCP長さの差が特定水準以下)で動作するセルのみが属するように設定され、異なるSCS又は異なるCP長さ(或いはセル間のCP長さの差が特定の水準を超える)で動作するセルが同一のTAGに属しないように設定される。又は、1つのTAGにはセル間のSCS値の差(及び/又はセル間のCP長さの差)が特定の水準以下であるセルのみが属するように設定され、セル間のSCS値の差(及び/又はセル間のCP長さの差)が特定の水準を超えるセルが同一のTAGに属しないように設定される。
他の方法として、特にTAGの設定制約がない状態で1つのTAGに異なるSCSで動作するセルが属するように設定された場合、TA値の決定のためのランダム接続信号の伝送は、該当TAGに属するセルのうち、最大SCS(即ち、最小サンプルタイム及びCP長さ)で動作する(或いは、ランダム接続信号のSCSが最大値に設定された)セルを介してのみ行われるように動作/設定される。TAG内に最大のSCSで動作する(或いは、ランダム接続信号のSCSが最大値に設定された)セルが複数個ある場合は、同一のTAG内において最大のSCSで動作する(或いはランダム接続信号のSCSが最大値に設定された)セルのうち、最小CP長さが設定されたセルを介してのみランダム接続信号の伝送が行われるように動作/設定される。
一方、特定のセル集合に(属した複数のセル)に対するUCI(例えば、A/N、CSI)を運ぶUL制御チャネル(或いはULデータチャネル)の伝送が該当セル集合内の特定の(或いは任意の)セルを介してのみ行われるようにセルグループ(UCI Group、UCIG)が設定される。即ち、UCIG内の特定のセルを介してのみ該当UCIGに属したセルに対するUCIを運ぶUL制御チャネルの伝送が可能になるように設定される。これに関連して、上述したTAG(及びランダム接続信号の伝送セル)と同じ条件を適用してUCIG(及びUL制御チャネル(UCI)伝送セル)が設定される。又は、特定のセル集合に(属したセルに)対するDCI(例えば、DL/ULスケジューリンググラント)を運ぶDL制御チャネル伝送が該当セル集合内のセルを介してのみ行われるようにセルグループ(DCI Group、DCIG)が設定される。即ち、UCIG内のセル間でのみクロス-CCスケジューリングが可能であるように設定される。これに関連して、上述したTAG(及びランダム接続シグナルの伝送セル)と同じ条件を適用してDCIG(及びDL制御チャネル(DCI)伝送セル)が設定される。
[3] Analog beam-forming considering CA scheme
特定の周波数帯域(例えば、高キャリア周波数)で動作するNRシステムの場合、mmWの特性に基づいて基地局(及び/又は端末)でDL/UL信号の送受信に対するTX/RX(アナログ又はハイブリッド)ビーム形成を行う方式で動作する可能性が高い。一例として、基地局はビーム方向が互いに異なる複数の特定の(端末-共通)信号(例えば、同期信号或いは参照信号)を一定区間内に伝送し、端末は受信した特定の信号(即ち、ビーム方向)の受信品質/状態情報、即ち、BSI(Beam State Information)及び/又は自分に最適な(即ち、よい品質の)好みのビーム情報(例えば、ビームID又はインデックス)を基地局に報告することができる。これに基づいて、ビーム形成に基づくDL/UL信号の送受信動作が行われる。ここで、ビームID(又はインデックス)は互いに異なるアンテナポートの組み合わせで形成されたビーム(方向)を区分するインデックスを意味する。なお、特定の周波数帯域(例えば、低キャリア周波数)で動作するNRシステムではビーム形成が適用されないので、既存のシステムのように動作する可能性がある。これにより、NRシステム環境でビーム形成(BF)を適用するセル(即ち、BFセル)と適用しないセル(非BFセル)が1つの端末に同時に併合されることができる。
(A)CA between non-BF cell and BF cell
非-BFセルとBFセルの間のCA状況においては、非-BFセルがBFセルに比べて相対的に優れた信号伝送信頼度(reliability)及びカバレッジを支援する可能性がある。これを考慮して、特定(例えば、重要度が高い)情報タイプに対しては非-BFセル(該当セル上のULデータ/制御チャネル)のみを介して(或いは非-BFセル上のULデータ/制御チャネルを(BFセルより)優先的に選択して)伝送を行うように動作する。ここで、特定の情報タイプは基地局からのRRC構成に対する応答メッセージ、基地局からのMACコマンドに対する応答メッセージ、(イベント-トリガ及び周期方式に基づく)MAC信号を使用した各種報告(例えば、電力ヘッドルーム報告、バッファー状態報告)、RRM(Radio Resource Management)測定関連報告のうちいずれか1つを含む。
一方、1つのDCIGには非-BFセルのみが属するように、或いはBFセルのみが属するように設定され、非-BFセルとBFセルが同一のDCIGに属しないように設定される。又は、特にDCIGの構成に制約がなく、1つのDCIGに非-BFセルとBFセルがいずれも属するように設定された場合は、DL制御チャネル(DCI)の伝送は、非-BFセルを介してのみ行われるように動作/設定される。またこの動作のために1つのDCIGには少なくとも1つの非-BFセルが属する。同様に、1つのUCIGには非-BFセルのみが属するように、或いはBFセルのみが属するように設定され、非-BFセルとBFセルが同一のUCIGに属しないように設定される。なお、この場合にも、特にUCIGの構成に制約がなく、1つのUCIGに非-BFセルとBFセルがいずれも属するように設定された場合は、UL制御チャネル(UCI)の伝送は、非-BFセルを介してのみ行われるように動作/設定される。またこの動作のために1つのUCIGには少なくとも1つの非-BFセルが属する。さらに、1つのTAGには非-BFセルのみが属するように、或いはBFセルのみが属するように設定され、非-BFセルとBFセルが同一のTAGに属しないように設定される。なお、この場合にも、特にTAGの構成に制約がなく、1つのTAGに非-BFセルとBFセルがいずれも属するように設定された場合は、ランダム接続信号の伝送は、非-BFセルを介してのみ行われるように動作/設定される。またこの動作のために1つのTAGには少なくとも1つの非-BFセルが属する。
また、BFセルに対するBSIフィードバックを含んで基地局にビームID変更を要請する信号、基地局にTX/RXビーム不一致状態を報告する信号、或いはBFセルに対するBSI又はBRI(Beam Refinement Information)フィードバック伝送用のULリソースを要請する信号、基地局にビーム測定/微調整(refinement)用のDL RS伝送を要請する信号などを、端末が非-BFセル(該当セル上のULデータ/制御チャネル)を介して基地局に伝送することができる(便宜上、このような用途の信号を‘ビーム関連SR’と称する)。また端末は、BFセルを介して伝送されたビーム測定/微調整(refinement)用のDL RS伝送に対する測定の結果を非-BFセルを介して基地局に報告することができる。また端末は、BFセルを介してDL制御チャネル(例えば、DL/ULデータチャネルをスケジューリングするDL/ULグラント信号など)が検出されたか否かを非-BFセルを介して基地局にシグナリングすることができる。一例として、特定時間区間の間にBFセルを介してDL制御チャネルが検出されたか否か、又はどのくらい検出されたかの情報を非-BFセルを介して基地局にシグナリングする。端末がBFセルで動作する時、無線チャネルの状況によってTX/RXビームにミスマッチが発生することができ、かかる状態にあるBFセルを介してはDL/UL信号(特に、制御チャネル)の伝送が不安定であるためである。
なお、上記の提案動作は、非-BFセルとBFセルの間のCA状況に限られない。一例として、非-BFセルとBFセルを各々PCellとSCell又はセル1とセル2に代替した状態で同じ動作が適用されることができる。一般的には、非-BFセルとBFセルを互いに異なるセル1とセル2又は同一の1つのセルに見なした状態で提案動作を適用することは可能である。
(B)Activation/deactivation of BF cell
既存の非-BFセルとは異なり、BFセルの場合は、非活性化区間の間に無線チャネルの変化などによって(好みの)ビームIDが非活性化以前と比較して変化することができる。これを考慮して、端末はBFセルに対しては活性化後から特定信号(例えば、同期信号或いは参照信号)の受信によりBSIの測定及び(好みの)ビームサーチを行うように(及び該当BSI及び(好みの)ビームIDを基地局に報告するように)動作することができる。なお、これらの動作が完了するまで端末は該当BFセルにおける他のDL/UL信号の送受信動作を行わない。
他の方法として、BFセルに対しては非活性化の間にも特定信号(例えば、同期信号或いは参照信号)の受信によりビームトラッキング(例えば、BSI測定、(好みの)ビームサーチ)を行うように動作できる。これにより、BFセルの活性化の間(例えば、活性化メッセージに対する応答メッセージを介して)端末は(最近)BSI及び(好みの)ビームIDを基地局に報告するように動作できる。なお、かかる動作を勘案して、基地局はBFセルに対する活性化メッセージを通じて端末にBSI測定用のRS伝送をトリガするか及び/又は端末にBSIの測定結果を報告するように指示できる。
なお、非-BFセルの場合、活性化区間の間に正常的にUL/DL信号の送受信動作を行い、非活性化区間の間にはUL/DL信号の送受信動作を行わない。例えば、非-BFセルは非活性化区間の間にDL物理チャネル(例えば、PDCCH、PHICHなど)を受信せず、CSI/SRS送信動作を行わない。
[4] 様々なCA状況におけるUL電力の制御
互いに異なるSCS(又は互いに異なるOS区間)で動作するセルの間のCA状況において、端末の最大電力の制限にかかることができる。例えば、同じ時点での(基地局が設定した)ULチャネル/信号電力の総合が端末の最大電力を超えることができる。この場合、小さいSCS(又は長いOS区間)で構成/設定された(セルの)ULチャネル/信号電力を優先して減らすか、及び/又は大きいSCS(又は短いOS区間)で構成/設定された(セルの)ULチャネル/信号に最小保障電力を付与する方式が考えられる。例えば、特定のULチャネル/信号に対して最小保障電力をG-powerと定義し、基地局が設定した電力をC-powerと定義すると、端末の最大電力の制限にかかった状態で電力スケーリング過程を通じて算出される該当特定のULチャネル/信号の最終電力S-powerは、min{G-power、C-power}以上の値のみに決定される。即ち、S-powerが有し得る最小値がmin{G-power、C-power}に制限される。なお、非-BFセルとBFセルの間のCA状況において、端末の最大電力の制限にかかった場合は、非-BFセルのULチャネル/信号電力を優先して減らすか、及び/又はBFセルのULチャネル/信号にG-powerを付与する方式が考えられる。
なお、互いに異なるシンボルの数で構成された(又は互いに異なる時間区間を有する)ULチャネル/信号(例えば、ULデータ/制御チャネル、ULサウンディング信号)の同時伝送状況において、端末の最大電力の制限にかかった場合、多いシンボルの数で構成された(又は長い時間区間を有する)ULチャネル/信号電力を優先して減らすか、及び/又は少ないシンボルの数で構成された(又は短い時間区間を有する)ULチャネル/信号に最小保障電力を付与する方式が考えられる。なお、異なるUL変調方式(例えば、OFDM又はDFTに基づくSC-FDM)が適用されたULチャネル/信号(例えば、ULデータ/制御チャネル、ULサウンディング信号)の同時伝送の状況において、端末の最大電力の制限にかかった場合は、OFDM方式が適用されたULチャネル/信号電力を優先して減らすか、及び/又はSC-FDM方式が適用されたULチャネル/信号に最小保障電力を付与する方式が考えられる。
この提案方式は、ULチャネル/信号の間の電力スケーリング優先順位(例えば、ランダム接続信号>制御チャネル>データチャネル>サウンディング信号の順に電力を減らす)及びUCIタイプ間の電力スケーリング優先順位(例えば、A/N>SR>CSI、A/N=SR>CSI或いはSR>A/N>CSIの順に電力を減らす)を考慮して適用できる。一例として、先ず上記提案方式を適用した後、チャネル/信号の間及びUCIタイプの間の優先順位によって電力スケーリングを行うか、或いは先ずチャネル/信号の間及びUCIタイプの間の優先順位によって電力スケーリングを行った後、同一の優先順位を有するチャネル/信号の間及びUCIタイプの間に上記提案方式を適用する方式が考えられる。
一方、(CAの設定有無に関係なく)ビーム関連SRに対しては、他のUCIタイプ(例えば、A/N、CSI)より高い電力スケーリング優先順位が付与される。これにより、端末の最大電力の制限にかかった場合、ビーム関連SR信号に比べて他のUCIタイプの信号電力を先に減らすことができる。具体的には、ULデータ伝送リソースを要請する一般データSRにはA/Nより低い(或いはA/Nと同一の)電力スケーリング優先順位が付与される反面、ビーム関連SRにはA/Nより高い電力スケーリング優先順位が付与されることができる。また、一般データSRにはランダム接続信号より低い電力スケーリング優先順位が付与される反面、ビーム関連SRにはランダム接続信号より高い電力スケーリング優先順位が付与されることができる。一方、(ランダム接続状況における過渡な競争及び混雑を防止するために)初期接続或いはアイドル(idle)モードで端末が選択/伝送可能な(競争基盤の)ランダム接続信号のリソースと連結モードで(例えば、スケーリング要請を目的として)端末が選択/伝送可能な(競争基盤の)ランダム接続信号のリソースは、時間/周波数/コード上で区分されるように設定できる。
[5] 非-スタンド-アローン SCellを含むCA方式(初期接続しないセル)
NRシステム環境において、CAを構成するSCellはスタンドアローン形態或いは非-スタンドアローン形態で動作する。このうち、非-スタンドアローンSCellが含まれたCA状況では該当SCellにおける特定(端末-共通)信号(例えば、同期信号、システム情報、参照信号など)の伝送が、1)基地局により非周期的にトリガされるか、或いは2)端末から非周期的に要請される方式で行われる。これを考慮して、特定信号の伝送が可能な(潜在的(potential)又は候補(candidate))タイミング及び周期(period)を予め設定しておくことができる。その後、任意の時点に特定の信号に対する基地局のトリガ信号或いは端末の要請信号の伝送があった場合、トリガ/要請信号の伝送時点(或いはここに特定の時間オフセットを追加した時点)から最も近いタイミング及び周期を通じてトリガ/要請された特定の信号を伝送するか、或いはこれに対する受信動作を行う方式が考えられる。特定の信号に対する基地局のトリガ信号或いは端末の要請信号は、スタンド-アローン形態で動作するセル(例えば、PCell)を介して伝送される。
一方、スタンド-アローンのセルの場合にも、該当セルにおける特定(端末-共通)信号(例えば、同期信号、一部システム情報(例えば、初期接続段階/過程に必要な情報(例えば、ランダム接続信号/リソース構成)を除いたシステム情報)、参照信号など)の伝送が、基地局又は端末から非周期的にトリガ/要請される方式で行われ、この場合にも上記提案方式が同様に適用される。より一般的には、上記提案方式は、スタンドーアローンセルと非-スタンドアローンセルの間のCA状況のみに限られず、スタンドーアローンセルと非-スタンドアローンセルを各々PCellとSCell、或いは各々セル1とセル2に代替した状態でも同じ動作を適用することができる。さらに一般的には、スタンドーアローンセルと非-スタンドアローンセルを互いに異なるセル1とセル2、或いは同一の1つのセルに見なした状態で提案方式を適用することもできる。
なお、1つのDCIGにはスタンド-アローンセル(即ち、SA-cell)のみが属するか、或いは非-スタンドアローンセル(即ち、NSA-cell)のみが属するように設定できる。即ち、SA-cellとNSA-cellが同一のDCIGに属しないように設定されることができる。又は特にDCIGの構成に制約がなく、1つのDCIGにSA-cellとNSA-cellがいずれも属するように設定することもできる。後者の場合、DL制御チャネル(DCI)の伝送は、SA-cellを介してのみ行われるように動作/設定でき、この動作のために1つのDCIGには少なくとも1つのSA-cellが属するように設定される。同様に、1つのDCIGにはSA-cellのみが属するか、或いはNSA-cellのみが属するように設定できる。即ち、SA-cellとNSA-cellが1つのUCIGに属しないように設定されることができる。又は特にDCIGの構成に制約がなく、1つのDCIGにSA-cellとNSA-cellがいずれも属するように設定された場合、UL制御チャネル(UCI)の伝送は、SA-cellを介してのみ行われるように動作/設定でき、この動作のために1つのUCIGには少なくとも1つのSA-cellが属するように設定される。さらに、1つのTAGにはSA-cellのみが属するか、或いはNSA-cellのみが属するように設定できる。即ち、SA-cellとNSA-cellが同一のTAGに属しないように設定されることができる。又は特にTAGの構成に制約がなく、1つのTAGにSA-cellとNSA-cellがいずれも属するように設定することもできる。後者の場合、ランダム接続信号の伝送は、SA-cellを介してのみ行われるように動作/設定でき、この動作のために1つのTAGには少なくとも1つのSA-cellが属するように設定される。
また、単一のセル或いはキャリアを複数のサブバンドに分け、各々のサブバンドの間に異なるサイズのSCS或いはTTIを設定した状態で、端末が複数のサブバンド上で同時に動作するか、又はサブバンド間をスイッチングする方式で動作する状況でも本発明における全ての提案方法を(例えば、この発明におけるセルをサブバンドに代替して)同様に適用できる。
図20は本発明に実施例に適用可能な基地局及び端末を例示する。
図20を参照すると、無線通信システムは、基地局(BS)110及び端末(UE)120を含む。リレーを含むシステムの場合、基地局又は端末はリレーに取り替えられることができる。
基地局110は、プロセッサ112、メモリ114及び無線周波数(Radio Frequency、RF)ユニット116を含む。プロセッサ112は本発明で提案した過程及び/又は方法を具現するように構成されることができる。メモリ114はプロセッサ112に連結され、プロセッサ112の動作に関連した多様な情報を記憶する。RFユニット116はプロセッサ112に連結され、無線信号を送信及び/又は受信する。端末120は、プロセッサ122、メモリ124及びRFユニット126を含む。プロセッサ122は本発明で提案した過程及び/又は方法を具現するように構成されることができる。メモリ124はプロセッサ122に連結され、プロセッサ122の動作に関連した多様な情報を記憶する。RFユニット126はプロセッサ122に連結され、無線信号を送信及び/又は受信する。
前述した実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定形態に結合されたものである。各構成要素又は特徴は、別途の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の実施例で説明する各動作の順序は変更可能である。いずれかの実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含ませることができ、又は、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えることができる。特許請求の範囲で明示的な引用関係のない請求項を組み合せて実施例を構成するか、出願後の補正によって新しい請求項として含ませ得ることは自明である。
本文書で、本発明の実施例は主に端末と基地局間のデータ送受信関係を中心として説明した。本文書で、基地局によって遂行されると説明した特定の動作は場合によってはその上位ノード(upper node)によって遂行することができる。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network nodes)でなるネットワークで端末との通信のために行われる多様な動作は基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって遂行することができるのは明らかである。基地局は、固定国(fixed station)、Node B、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に取り替えることができる。また、端末はUE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)などの用語に取り替えられることができる。
本発明の実施例は、多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの組合せなどによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、前述した機能又は動作を行うモジュール、手続、関数などの形態に具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納してプロセッサによって駆動することができる。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知の多様な手段によって前記プロセッサとデータをやり取りすることができる。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。よって、前記の詳細な説明は、全ての面で制限的に解釈してはならなく、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈によって決定しなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。