以下、本発明に係る好適な実施の形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明を実施できる唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項無しにも本発明を実施可能であるということが当業者には理解できる。
基地局を含む多数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて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ネットワークノードによって行うことができるのは自明である。‘基地局(BS:Base Station)’は固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(AP:Access Point)などの用語に取り替えられることができる。中継機はRelay Node(RN)、Relay Station(RS)などの用語に取り替えられることができる。また、‘端末(Terminal)’はUE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)、SS(Subscriber Station)などの用語に取り替えられることができる。
以下の説明で使う特定用語は本発明の理解を助けるために提供したもので、このような特定用語の使用は本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で他の形態に変更可能である。
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が省略されることもあり、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図示されることもある。また、本明細書全般にわたって同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。
本発明の実施例は、無線接続システムであるIEEE 802システム、3GPPシステム、3GPP LTE及びLTE−A(LTE−Advanced)システム及び3GPP2システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によってサーポトすることができる。すなわち、本発明の実施例のうち、本発明の技術的思想を明確にするために説明していない段階又は部分は、上記文書によってサポ−トすることができる。また、本文書で開示している全ての用語は、上記標準文書によって説明することができる。
以下の技術は、CDMA(Code Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、TDMA(Time Division Multiple Access)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)などのような様々な無線接続システムに用いることができる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)によって具現することができる。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することができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などの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 Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)は、E−UTRAを使用するE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、下りリンクにおいてOFDMAを採用し、上りリンクにおいてSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は3GPP LTEの進展である。WiMAXは、IEEE 802.16e規格(WirelessMAN−OFDMA Reference System)及び発展したIEEE 802.16m規格(WirelessMAN−OFDMA Advanced system)によって説明することができる。明確性のために以下では3GPP LTE及び3GPP LTE−Aシステムを中心に説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
LTEシステム構造
図1を参照して本発明が適用可能な無線通信システムの一例であるLTEシステムのシステム構造を説明する。LTEシステムはUMTSシステムから進化した移動通信システムである。図1に示すように、LTEシステム構造は、E−UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)とEPC(Evolved Packet Core)に大別することができる。E−UTRANはUE(User Equipment、端末)とeNB(Evolved NodeB、基地局)からなり、UEとeNBの間をUuインターフェース、eNBとeNBの間をX2インターフェースと言う。EPCは制御平面(Control plane)機能を担当するMME(Mobility Management Entity)と使用者平面(User plane)機能を担当するS−GW(Serving Gateway)からなり、eNBとMMEの間をS1−MMEインターフェースと言い、eNBとS−GWの間をS1−Uインターフェースと言い、これらの両者をS1インターフェースと通称する。
無線区間であるUuインターフェースには無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)が定義されており、これは水平的に物理階層(Physical Layer)、データリンク階層(Data Link Layer)及びネットワーク階層(Network Layer)からなり、垂直的には使用者データ送信のための使用者平面とシグナリング(Signaling、制御信号)伝達のための制御平面に区分される。このような無線インターフェースプロトコルは、一般的に通信システムで広く知られた開放型システム間相互接続(Open System Interconnection;OSI)基準モデルの下位3個階層を基にして図2及び図3のように物理階層であるPHYを含むL1(第1階層)、MAC(Medium Access Control)/RLC(Radio Link Control)/PDCP(Packet Data Convergence Protocol)階層を含むL2(第2階層)、及びRRC(Radio Resource Control)階層を含むL3(第3階層)に区分されることができる。これらはUEとE−UTRANに対(pair)として存在し、Uu interfaceのデータ送信を担当する。
図2及び図3で示す無線プロトコルの各階層についての説明は次のようである。図2は無線プロトコルの制御平面を示す図、図3は無線プロトコルの使用者平面を示す図である。
第1階層である物理(Physical;PHY)階層は物理チャネル(Physical Channel)を用いて上位階層に情報送信サービス(Information Transfer Service)を提供する。PHY階層は上位の媒体接続制御(Medium Access Control;MAC)階層と送信チャネル(Transport Channel)を介して連結され、この送信チャネルを介してMAC階層とPHY階層の間でデータが移動する。この時、送信チャネルは、チャネルの共有可否によって専用(Dedicated)送信チャネルと共用(Common)送信チャネルに大別される。そして、互いに異なるPHY階層の間、つまり送信側と受信側のPHY階層の間は無線リソースを用いた物理チャネルを介してデータが移動する。
第2階層には色々の階層が存在する。まず、媒体接続制御(MAC)階層は多様な論理チャネル(Logical Channel)を多様な送信チャネルにマッピングさせる役目をし、また多くの論理チャネルを単一送信チャネルにマッピングさせる論理チャネル多重化(Multiplexing)の役目をする。MAC階層は上位階層である無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)階層とは論理チャネル(Logical Channel)で連結され、論理チャネルは、送信される情報の種類によって、制御平面の情報を送信する制御チャネル(Control Channel)と使用者平面の情報を送信するトラフィックチャネル(Traffic Channel)に大別される。
第2階層のRLC階層は、上位階層から受信したデータを分割(Segmentation)及び連結(Concatenation)して、下位階層が無線区間にデータを送信するのに適するようにデータのサイズを調節する役目をする。また、それぞれの無線ベアラー(Radio Bearer;RB)が要求する多様なQoSを保障することができるようにするために、TM(Transparent Mode、透明モード)、UM(Un−acknowledged Mode、無応答モード)、及びAM(Acknowledged Mode、応答モード)の3種の動作モードを提供している。特に、AM RLCは信頼性のあるデータ送信のために自動繰り返し及び要請(Automatic Repeat and Request;ARQ)機能による再送信機能をしている。
第2階層のパケットデータ収斂(Packet Data Convergence Protocol;PDCP)階層はIPv4又はIPv6のようなIPパケット送信時に帯域幅の小さな無線区間で効率的に送信するために、相対的に大きくて不必要な制御情報を保存しているIPパケットヘッダーのサイズを減らすヘッダー圧縮(Header Compression)機能をする。これは、データのヘッダー(Header)部分で必ず必要な情報のみを送信するようにして、無線区間の送信効率を高める役目をする。また、LTEシステムではPDCP階層が保安(Security)機能もする。これは、第3者のデータ傍受を防止する暗号化(Ciphering)と第3者のデータ操作を防止する完全性保護(Integrity protection)からなる。
第3階層の最上部に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)階層は制御平面でのみ定義され、無線ベアラー(Radio Bearer;RB)の設定(Configuration)、再設定(Re−configuration)及び解除(Release)と関連して、論理チャネル、送信及び物理チャネルの制御を担当する。ここで、無線ベアラー(RB)は端末とUTRAN間のデータ伝達のために無線プロトコルの第1及び第2階層によって提供される論理的経路を意味し、一般的にRBが設定されるというのは特定サービスを提供するために必要な無線プロトコル階層及びチャネルの特性を規定し、それぞれの具体的なパラメーター及び動作方法を設定する過程を意味する。RBはさらにSRB(Signaling RB)とDRB(Data RB)の2種に分けられ、SRBは制御平面でRRCメッセージを送信する通路として使われ、DRBは使用者平面で使用者データを送信する通路として使われる。
LTE/LTE−Aリソース構造/チャネル
図4及び図5を参照して下りリンク無線フレームの構造について説明する。
セルラーOFDM無線パケット通信システムにおいて、上り/下りリンクデータパケット送信サブフレーム(subframe)単位でなされ、一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。3GPP LTE標準では、FDD(Frequency Division Duplex)に適用可能な第1タイプ無線フレーム(radio frame)構造とTDD(Time Division Duplex)に適用可能な第2タイプ無線フレーム構造を支援する。
図4は第1タイプ無線フレームの構造を示す図である。下りリンク無線フレーム(radio frame)は10個のサブフレーム(subframe)からなり、一サブフレームは時間領域(time domain)で2個のスロット(slot)からなる。一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、一サブフレームの長さは1ms、一スロットの長さは0.5msであり得る。一スロットは時間ドメインで複数の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(RB:Resource Block)を含む。3GPP LTE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シンボルはまたSC−FDMAシンボル又はシンボル区間と言うこともできる。リソースブロック(RB)はリソース割当て単位であり、一つのスロットにおいて複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含むことができる。
図5は第2タイプ無線フレームの構造を示す図である。第2タイプ無線フレームは2個のハーフフレーム(half frame)からなり、各ハーフフレームは5個のサブフレームとDwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、保護区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)からなり、このうち1個のサブフレームは2個のスロットからなる。DwPTSは端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に使われる。UpPTSは基地局でのチャネル推定と端末の上り送信同期を取るのに使われる。保護区間は上りリンクと下りリンクの間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで発生する干渉を除去するための区間である。一方、無線フレームのタイプにかかわらず、1個のサブフレームは2個のスロットからなる。
無線フレームの構造は例示に過ぎなく、無線フレームに含まれるサブフレームの数又はサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボルの数は多様に変更可能である。
図6は下りリンクスロットでのリソースグリッド(resource grid)を示す図である。一つの下りリンクスロットは時間ドメインで7個のOFDMシンボルを含み、一つのリソースブロック(RB)は周波数領域で12個の副搬送波を含むものとして示されているが、本発明がこれに制限されるものではない。例えば、一般CP(Cyclic Prefix)の場合には、一つのスロットが7個のOFDMシンボルを含むが、拡張CP(extended−CP)の場合には、一つのスロットが6個のOFDMシンボルを含むことができる。リソースグリッド上のそれぞれの要素はリソース要素(resource element)と言う。一つのリソースブロックは12×7リソース要素を含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックのNDLの数は下りリンク送信帯域幅による。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り得る。
図7は下りリンクサブフレームの構造を示す図である。一つのサブフレーム内で一番目スロットの前部の最大で3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相当する。残りのOFDMシンボルは物理下りリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared CHannel)が割り当てられるデータ領域に相当する。3GPP LTEシステムで使われる下りリンク制御チャネルには、例えば物理下りリンク制御チャネル(PCFICH:Physical Control Format Indicator CHannel)、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control CHannel)、物理HARQ指示者チャネル(PHICH:Physical Hybrid automatic repeat request Indicator CHannel)などがある。PCFICHは、サブフレームの一番目OFDMシンボルで送信され、サブフレーム内の制御チャネル送信に使われるOFDMシンボルの数についての情報を含む。PHICHは、上りリンク送信の応答として、HARQ ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative ACK)信号を含む。PDCCHを介して送信される制御情報を下りリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)と言う。DCIは上りリンク又は下りリンクスケジューリング情報を含むとか任意の端末グループに対する上りリンク送信電力制御命令を含む。PDCCHは下りリンク共有チャネル(DL−SCH)のリソース割当て及び送信フォーマット、上りリンク共有チャネル(UL−SCH)のリソース割当て情報、ページングチャネル(PCH)のページング情報、DL−SCH上のシステム情報、PD−SCH上に送信される任意接続応答(Random Access Response)のような上位階層制御メッセージのリソース割当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信電力制御命令のセット、送信電力制御情報、VoIP(Voice over IP)の活性化などを含むことができる。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は一つ以上の連続する制御チャネル要素(CCE:Control Channel Element)のアグリゲーション(aggregation)に送信される。CCEは無線チャネルの状態に基づくコーディングレートでPDCCHを提供するために使われる論理割当て単位である。CCEは複数のリソース要素グループに対応する。PDCCHフォーマットと利用可能なビット数はCCEの数とCCEによって提供されるコーディングレート間の相関関係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、制御情報に周期的冗長検査(CRC:Cyclic Redundancy Check)を付け加える。CRCはPDCCHの所有者又は用途によって無線ネットワーク臨時識別子(RNTI:Radio Network Temporary Identifier)と言う識別子でマスキングされる。PDCCHが特定端末に対するものであれば、端末のcell−RNTI(C−RNTI)識別子がCRCにマスキングされることができる。もしくは、PDCCHがページングメッセージについてのものであれば、ページング指示子識別子、例えばP−RNTI(Paging−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。PDCCHがシステム情報(より具体的に、システム情報ブロック(SIB:System Information Block))についてのものであれば、システム情報識別子及びシステム情報RNTI(SI−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。端末の任意接続プリアンブル(random access preamble)の送信に対する応答である任意接続応答(random access response)を示すために、任意接続RNTI(RA−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。
図8は上りリンクサブフレームの構造を示す図である。上りリンクサブフレームは周波数領域で制御領域とデータ領域に分割されることができる。制御領域には上りリンク制御情報を含む物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control CHannel)が割り当てられる。データ領域には使用者データを含む物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared CHannel)が割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、一つの端末はPUCCHとPUSCHを同時に送信しない。一つの端末に対するPUCCHはサブフレームでリソースブロック対(RB pair)に割り当てられる。リソースブロック対に属するリソースブロックは2スロットに対して相異なる副搬送波を占める。これをPUCCHに割り当てられるリソースブロック対がスロット境界で周波数ホッピング(frequency−hopped)されると言う。
UEがeNBから信号を受信するとか前記eNBに信号を送信するためには、前記UEの時間/周波数同期を前記eNBの時間/周波数同期と合わせなければならない。eNBと同期化するときにのみ、UEがDL信号の復調(demodulation)及びUL信号の送信を正確な時点に行うのに必要な時間及び周波数パラメーターを決定することができるからである。
図9は同期信号(synchronization signal、SS)の送信のための無線フレーム構造を例示した図である。特に、図9は周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex、FDD)で同期信号及びPBCHの送信のための無線フレーム構造を例示したもので、図9の(a)は正常CP(normal cyclic prefix)で構成された無線フレームにおいてSS及びPBCHの送信位置を示す図、図9の(b)は延長CP(extended CP)で構成された無線フレームにおいてSS及びPBCHの送信位置を示す図である。
UEは電源がオンされるとか新たにセルに接続しようとする場合、前記セルとの時間及び周波数同期を獲得し、前記セルの物理セル識別子(physical cell identity)
を検出(detect)するなどのセル探索(initial cell search)過程(procedure)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と同期を取り、セル識別子(identity、ID)などの情報を獲得することができる。
図9を参照して、SSをより具体的に説明すれば次のようである。SSはPSSとSSSに区分される。PSSはOFDMシンボル同期、スロット同期などの時間ドメイン同期及び/又は周波数ドメイン同期を得るために使われ、SSSはフレーム同期、セルグループID及び/又はセルのCP構成(すなわち、正常CP又は延長CPの使用情報)を得るために使われる。図9を参照すると、PSSとSSSは毎無線フレームの2個のOFDMシンボルでそれぞれ送信される。具体的に、SSはインターRAT(inter radio access technology)測定の容易さのためにGSM(Global System for Mobile communication)フレーム長である4.6msを考慮して、サブフレーム0の一番目スロットとサブフレーム5の一番目スロットでそれぞれ送信される。特に、PSSはサブフレーム0の一番目スロットの最後OFDMシンボルとサブフレーム5の一番目スロットの最後OFDMシンボルでそれぞれ送信され、SSSはサブフレーム0の一番目スロットの終わりから二番目のOFDMシンボルとサブフレーム5の一番目スロットの終わりから二番目のOFDMシンボルでそれぞれ送信される。該当無線フレームの境界はSSSを介して検出されることができる。PSSは該当スロットの最後のOFDMシンボルで送信され、SSSはPSSの直前のOFDMシンボルで送信される。SSの送信ダイバーシティ(diversity)方式は単一アンテナポート(single antenna port)のみを使い、標準では別に定義していない。すなわち、単一アンテナポート送信又はUEに透明な(transparent)送信方式(例えば、PVS(Precoding Vector Switching)、TSTD(Time Switched Diversity)、CDD(cyclic delay diversity))がSSの送信ダイバーシティのために使われることができる。
SSは3個のPSSと168個のSSの組合せによって総504個の固有した物理階層セル識別子(physical layer cell ID)を示すことができる。言い換えれば、前記物理階層セルIDは各物理階層セルIDがただ一つの物理階層セル識別子グループの部分となるように各グループが3個の固有した識別子を含む168個の物理階層セル識別子グループにグルーピングされる。したがって、物理階層セル識別子
は物理階層セル識別子グループを示す0から167までの範囲内の番号
と前記物理階層セル識別子グループ内前記物理階層識別子を示す0から2までの番号によって固有に定義される。UEはPSSを検出して3個の固有した物理階層識別子のうち一つが分かり、SSSを検出して前記物理階層識別子と関連した168個の物理階層セルIDのうち一つを識別することができる。長さ63のZC(Zadoff−Chu)シーケンスが周波数ドメインで定義されてPSSとして使われる。例えば、ZCシーケンスは次の式によって定義することができる。
ここで、NZC=63であり、DC副搬送波に相当するシーケンス要素(sequence element)であるn=31は穿孔(puncturing)される。
PSSは中心周波数に近い6個のRB(=72個の副搬送波)にマッピングされる。前記72個の副搬送波のうち9個の残った副搬送波はいつも0の値を搬送し、これは同期実行のためのフィルター設計を容易にする要素として作用する。総3個のPSSが定義されるために、式1でu=24、29及び34が使われる。u=24及びu=34は共役対称(conjugate symmetry)関係を持っているから、2個の相関(correlation)が同時に行われることができる。ここで、共役対称とは次の式の関係を意味する。
共役対称の特性を用いれば、u=29とu=34に対するワンショット相関器(one−shot correlator)が具現されることができ、共役対称がない場合に比べ、全体的な演算量が約33.3%減少することができる。
より具体的には、PSSのために使われるシーケンスd(n)は周波数ドメインZCシーケンスから次の式によって生成される。
ここで、ZCルートシーケンスインデックスuは次の表によって与えられる。
図9を参照すると、PSSは5msごとに送信されるので、UEはPSSを検出することによって該当サブフレームがサブフレーム0とサブフレーム5のいずれか一つであることが分かるが、該当サブフレームがサブフレーム0とサブフレーム5のうち具体的に何かは分からない。したがって、UEはPSSのみでは無線フレームの境界を認知することができない。すなわち、PSSのみではフレーム同期を獲得することができない。UEは、一無線フレーム内で2度送信されるとともに互いに異なるシーケンスで送信されるSSSを検出して無線フレームの境界を検出する。
図10は2次同期信号(secondary synchronization signal、SSS)の生成方式を説明するために示した図である。具体的には、図10は論理ドメイン(logical domain)での2個のシーケンスが物理ドメインにマッピングされる関係を示す図である。
SSSのために使われるシーケンスは2個の長さ31のmシーケンスのインターリーブされた連結(interleaved concatenation)であって、前記接合されたシーケンスはPSSによって与えられるスクランブリングシーケンスによってスクランブリングされる。ここで、mシーケンスはPN(Pseudo Noise)シーケンスの一種である。
図10を参照すると、SSS符号生成のために使われる2個のmシーケンスをそれぞれS1、S2と言うと、S1とS2はPSSに基づく相異なる2個のシーケンスがSSSにスクランブリングされる。この時、S1とS2は互いに異なるシーケンスによってスクランブリングされる。PSSに基づくスクランブリング符号はx5+x3+1の多項式によって生成されたmシーケンスを循環遷移して得ることができ、PSSインデックスによって6個のシーケンスが前記mシーケンスの循環遷移によって生成される。その後、S2はS1に基づくスクランブリング符号によってスクランブリングされる。S1に基づくスクランブリング符号はx5+x4+x2+x1+1の多項式によって生成されたmシーケンスを循環遷移して得ることができ、S1のインデックスによって8個のシーケンスが前記mシーケンスの循環遷移によって生成される。SSSの符号は5msごとに交換(swap)されるが、PSSに基づくスクランブリング符号は交換されない。例えば、サブフレーム0のSSSが(S1、S2)の組合せでセルグループ識別子を搬送すると仮定すれば、サブフレーム5のSSSは(S2、S1)に交換(swap)されたシーケンスを搬送する。これにより、10msの無線フレーム境界が区分されることができる。この時、使われるSSS符号はx5+x2+1の多項式によって生成され、長さ31のmシーケンスの互いに異なる循環遷移(circular shift)によって総31個の符号が生成されることができる。
SSSを定義する2個の長さ31のmシーケンスの組合せ(combination)はサブフレーム0とサブフレーム5で違い、2個の長さ31のmシーケンスの組合せによって総168個のセルグループ識別子(cell group ID)が表現される。SSSのシーケンスとして使われるmシーケンスは周波数選択的環境で壮健であるという特性がある。また、高速ハダマール変換(fast Hadarmard transform)を用いた高速mシーケンス変換によって変換されることができるから、mシーケンスがSSSとして活用されれば、UEがSSSを解釈するのに必要な演算量を減らすことができる。また、2個の短い符号(short code)でSSSが構成されることにより、UEの演算量が減少することができる。
より具体的に、SSSの生成について説明すれば、SSSのために使われるシーケンスd(0)、...、d(61)は2個の長さ31の2進(binary)シーケンスのインターリーブされた連結である。前記連結されたシーケンスはPSSによって与えられるスクランブリングシーケンスでスクランブリングされる。
PSSを定義する2個の長さ31のシーケンスの組合せはサブフレーム0とサブフレーム5で次によって違う。
ここで、0≦n≦30である。インデックスm0及びm1は物理階層セル識別子グループ
から次によって誘導される。
式5の出力(output)は式11の次の表2に記載されている。
2個のシーケンス
及び
は次によってmシーケンスs(n)の2個の他の循環遷移によって定義される。
ここで、s(i)=1−2x(i)(0≦i≦30)は初期条件(initial conditions)x(0)=0、x(1)=0、x(2)、x(3)=0、x(4)=1で次の式によって定義される。
2個のスクランブリングシーケンス
及び
はPSSに依存し、mシーケンスc(n)の2個の他の循環遷移によって次の式によって定義される。
ここで、N(2) ID∈{0、1、2}は物理階層セル識別子グループ内の物理階層識別子であり、c(i)=1−2x(i)(0≦i≦30)は初期条件(initial conditions)x(0)=0、x(1)=0、x(2)、x(3)=0、x(4)=1で次の式によって定義される。
スクランブリングシーケンス
及び
は次の式によってmシーケンスz(n)の循環遷移によって定義される。
ここで、m0及びm1は式11の次に記載された表2から得られ、z(i)=1−2x(i)(0≦i≦30)は初期条件(initial conditions)x(0)=0、x(1)=0、x(2)、x(3)=0、x(4)=1であって、次の式によって定義される。
SSSを用いたセル(cell)探索過程を行ってDL信号の復調(demodulation)及びUL信号の送信を正確な時点に行うのに必要な時間及び周波数パラメーターを決定したUEはさらに前記eNBから前記UEのシステム構成に必要なシステム情報を獲得することによって前記eNBと通信することができる。
システム情報はマスター情報ブロック(Master Information Block、MIB)及びシステム情報ブロック(System Information Blocks、SIBs)によって構成される。各システム情報ブロックは機能的に関連したパラメーターの集まりを含み、含まれたパラメーターによってマスター情報ブロック(Master Information Block、MIB)及びシステム情報ブロックタイブ1(System Information Block Type1、SIB1)、システム情報ブロックタイブ2(System Information Block Type2、SIB2)、SIB3〜SIB8に区分される。MIBはUEがeNBのネットワーク(network)に初期接続(initial access)するのに必須である、最もよく送信されるパラメーターを含む。SIB1は他のSIBの時間ドメインスケジューリングについての情報だけではなく、特定セルがセル選択に適したセルであるかを判断するのに必要なパラメーターを含む。
UEはMIBをブロードキャストチャネル(例えば、PBCH)を介して受信することができる。MIBには下りリンクシステム帯域幅(dl−Bandwidth、DL BW)、PHICH構成(configuration)、システムフレームナンバー(SFN)が含まれる。よって、UEはPBCHを受信することによって明示的(explicit)にDL BW、SFN、PHICH構成についての情報が分かる。一方、PBCHの受信によってUEが黙示的(implicit)に分かる情報としてはeNBの送信アンテナポートの数がある。eNBの送信アンテナの数についての情報はPBCHのエラー検出に使われる16ビットCRC(Cyclic Redundancy Check)に送信アンテナの数に対応するシーケンスをマスキング(例えば、XOR演算)して黙示的にシグナリングされる。
PBCHは40msの間に4個のサブフレームにマッピングされる。40msの時間はブラインド検出されるもので、40msの時間に対する明示的なシグナリングが別に存在しない。時間ドメインで、PBCHは無線フレーム内のサブフレーム0内スロット1(サブフレーム0の二番目スロット)のOFDMシンボル0〜3で送信される。
周波数ドメインで、PSS/SSS及びPBCHは、実際システム帯域幅と関係なく、該当OFDMシンボル内でDC副搬送波を中心に左右3個ずつ総6個のRB、すなわち総72個の副搬送波内でのみ送信される。よって、UEは、前記UEに構成された下りリンク送信帯域幅と関係なく、SS及びPBCHを検出又は復号することができるように構成される。
初期セル探索を終えてeNBのネットワークに接続したUEはPDCCH及び前記PDCCHに含まれた情報によってPDSCHを受信することによってより具体的なシステム情報を獲得することができる。上述したような過程を行ったUEは以後の一般的な上り/下りリンク信号送信過程としてPDCCH/PDSCH受信及びPUSCH/PUCCH送信を行うことができる。
PBCH(Physical Broadcast Channel)一般
PBCHとはPSS、SSSと一緒にUEのセル探索過程を構成するLTEシステムの物理階層の一つで、サービスを受ける全てのUEが分からなければならないMIB(Master Information Block)のような情報を伝達する。UEはPSSとSSSを介して同期を獲得してセル識別子を検出した後、該当セルのPBCHを受信することができる。これはPBCHがセル識別子によってスクランブリングされるからである。
PBCHはeNBの送信アンテナの数によって違う送信ダイバーシティ方式を使って送信される。アンテナが2個の場合、SFBC(Space Frequency Block Code)方式で送信され、アンテナが4個の場合、SFBC+FSTD(Frequency Switching Transmit Diversity)方式で送信される。したがって、PBCH受信のためにはeNBの送信アンテナの数を必ず知っていなければならなく、LTEシステムでは、このために黙示的な(implicit)シグナル方式を使う。すなわち、BCHトランスポートブロックにCRCが付け加わった後、アンテナの数によって他の信号がマスク(mask)され、これによってUEはeNBの送信アンテナ数をブラインド検出することができる。
PBCHは送信帯域に関係なく全てのUEが受信することができなければならないので、システム帯域幅の中央に位置する6RBで送信され、SS(synchronization signal)に連続してnf mod 4=0を満たす無線フレームで一番目サブフレームの二番目スロットの最初(又は始まり)4個のOFDMシンボルを占める。
参照信号(RS:Reference Signal)
移動通信システムにおいてパケットは無線チャネルを介して送信されるから、信号の歪みが発生し得る。また、受信側で歪んだ信号を補正するためには、受信側がチャネル情報を知らなければならない。よって、チャネル情報を知るために、送信側は送信側と受信側の両方で知っている信号を送信し、受信側は受信された信号の歪み程度によってチャネルの情報を探り出す方法が主に使われる。この場合、送信側と受信側が共に知っている信号をパイロット信号(pilot signal)又は参照信号(Reference Signal、RS)と言う。また、多重アンテナ(MIMO)技術が適用された無線通信において、各送信アンテナ別に別個の参照信号が存在する。
移動通信システムにおいて、参照信号はチャネル情報獲得のための目的の参照信号とデータ復調のための参照信号に分類されることができる。チャネル情報獲得のための参照信号は端末が下りリンクへのチャネル情報を獲得することに目的があるので、広帯域に送信されて、特定サブフレームで下りリンクデータを受信しない端末も該当参照信号を受信して測定することができなければならない。また、チャネル情報獲得のための参照信号はハンドオーバー(handover)のためのチャネル状態測定のためにも用いられることができる。データ復調のための参照信号は基地局が下りリンクデータを送信するときに下りリンクリソースに一緒に送信する参照信号であって、端末は参照信号を受信することによってチャネル推定を行い、データを復調することができる。復調のための参照信号はデータが送信される領域で送信される。
LTEシステムではユニキャスト(unicast)サービスのために2種の下りリンク参照信号が定義される。チャネル状態についての情報獲得及びハンドオーバーなどの測定のための共同参照信号(Common RS、CRS)とデータ復調のために使われる端末特定参照信号。LTEシステムにおいて、端末特定参照信号はデータ復調用にのみ用いられ、CRSはチャネル情報獲得及びデータ復調の両方のために用いられることができる。CRSはセル特定信号であって、広帯域の場合、サブフレームごとに送信されることができる。
LTE−A(LTE−Advanced)において、最大で8個の送信アンテナを支援することができる参照信号が要求される。LTEシステムとの逆方向互換性(backward−compatibility)を維持しながら8個の送信アンテナを支援するために、LTEで定義されたCRSが全帯域でサブフレームごとに送信される時間周波数領域で追加的に8個の送信アンテナに対する参照信号が定義される必要がある。しかし、LTE−Aシステムにおいて、従来のLTEのCRSのような方式で最大で8個のアンテナに対する参照信号を追加すれば、参照信号によるオーバーヘッド(overhead)が過度に増加する。よって、LTE−AではMCS(Modulation and Coding Scheme)、PMI(Precoding Matrix Indicator)などの選択のためのチャネル測定目的の参照信号として、チャネル状態情報参照信号(Channel State Information−RS、CSI−RS)とデータ復調のための復号参照信号(DM−RS)が導入された。既存のCRSがチャネル測定、ハンドオーバーなどの測定と同時にデータ復調に用いられるものとは違い、CSI−RSはチャネル状態についての情報を得る目的のみで送信される。よって、CSI−RSはサブフレームごとに送信されないこともある。CSI−RSによるオーバーヘッドを減少させるために、CSI−RSは時間領域上で間歇的に送信され、データ復調のためには該当端末に対するDM−RSが送信される。よって、特定端末のDM−RSは該当端末がスケジューリングされた領域、つまり特定端末がデータを受信する時間周波数領域でのみ送信される。
図11及び図12は4個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するLTEシステムでの参照信号の構造を示す図である。特に、図11は正常(normal)循環前置(Cyclic Prefix)の場合を示し、図13は延長(extended)循環前置の場合を示す。
図11及び図12を参照すると、格子に記載された0〜3はアンテナポート0〜3のそれぞれに対応してチャネル測定とデータ復調のために送信されるセル特定参照信号であるCRS(Common Reference Signal)を意味し、前記セル特定参照信号であるCRSはデータ情報領域だけではなく制御情報領域全般にわたって端末に送信されることができる。
また、格子に記載された‘D’は端末特定RSである下りリンクDM−RS(Demodulation−RS)を意味し、DM−RSはデータ領域、つまりPDSCHを介して単一アンテナポート送信を支援する。端末は上位階層を介して前記端末特定RSであるDM−RSの存在可否のシグナリングを受ける。図11及び図12はアンテナポート5に対応するDM−RSを例示し、3GPP標準文書36.211ではアンテナポート7〜14、つまり総8個のアンテナポートに対するDM−RSも定義している。
例えば、リソースブロックへの参照信号マッピング規則は下記の式によることができる。
CRSの場合、下記の式12によって参照信号がマッピングされることができる。
また、DRS(Dedicated RS)は下記の式13によって参照信号がマッピングされることができる。
式12及び式13で、kは副搬送波インデックスを、pはアンテナポートを示す。また、NDL RBは下りリンクに割り当てられたリソースブロックの数を、nsはスロットインデックスをNID cellはセルIDを示す。
LTE−Aシステムにおいて、基地局は全てのアンテナポートに対するCSI−RSを送信する。上述したように、CSI−RSは時間領域上で間歇的に送信されることができる。例えば、CSI−RSは一サブフレームの整数倍の周期を持って周期的に送信されるとか、特定送信パターンで送信されることができる。この場合、CSI−RSが送信される周期/パターンは基地局が設定することができる。CSI−RSを用いてチャネルを測定するために、端末は自分が属するセルのCSI−RSアンテナポートに対するCSI−RS送信サブフレームインデックス、送信サブフレーム内のCSI−RSリソース要素時間周波数位置、及びCSI−RSシーケンスなどの情報が知らなければならない。
LTE−Aシステムにおいて、互いに異なるアンテナポートのCSI−RS送信のために使われるリソースは互いに直交(orthogonal)する。一基地局が互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを送信するとき、それぞれのアンテナポートに対するCSI−RSを互いに異なるリソース要素にマッピングすることにより、周波数分割多重化(FDM)/時分割多重化(TDM)方式でこれらのリソースが互いに直交性を有するように割り当てることができる。また、基地局は互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを互いに直交するコードを用いてマッピングし、コード分割多重化方式でCSI−RSを送信することができる。
図13は周期的CSI−RS送信方式の一例示である。図13で、CSI−RSは10msの周期で送信され、オフセットは3である。多くのセルのCSI−RSが互いに均一に分布するように、オフセット値は基地局ごとに異なる値を有することもできる。10msの周期でCSI−RS送信される場合、基地局が有することができるオフセットは0〜9の10個の値である。オフセットは特定周期を有する基地局がCSI−RS送信を始めるサブフレームのインデックス値を示す。基地局がCSI−RSの周期とオフセット値を知らせば、端末は該当値を用いて該当位置で基地局のCSI−RSを測定してCQI/PMI/RIなどの情報を基地局に報告する。CSI−RSに関連した情報はいずれも特定情報である。
図14は非周期的CSI−RS送信方式の例示である。図14で、基地局はサブフレームインデックス3、4でCSI−RSを送信する。送信パターンは10個のサブフレームで構成され、それぞれのサブフレームでのCSI−RS送信可否がビットインジケーター(bit indicator)によって指定されることができる。
一般に、基地局が端末にCSI−RS設定を知らせる方法として二つの方法を考慮することができる。
まず、基地局はCSI−RS設定情報を基地局が端末にブロードキャスティング(broadcasting)するDBCHシグナリング(Dynamic Broadcast CHannel)を用いてCSI−RS設定を送信することができる。LTEシステムで、システム情報についての内容を端末に知らせるために、BCH(Broadcasting CHannel)が用いられる。しかし、情報の量が多くてBCHによって全て送信することができない場合、情報は一般データのような方式で送信され、データのPDCCHが特定端末IDではないSI−RNTI(System Information RNTI)がCRCマスキングされて送信される。この場合、実際システム情報は一般ユニキャストデータのようにPDSCH領域で送信される。セル内の全ての端末はSI−RNTIを用いてPDCCHをデコードした後、該当PDCCHがインジケートするPDSCHをデコードしてシステム情報を獲得することができる。このような方式のブロードキャスティング方式は一般的なブロードキャスティング方式であるPBCH(Physical BCH)と区分されてDBCHとも称することもある。LTEシステムにおいて、ブロードキャスティングされるシステム情報は、PBCHに送信されるMIB(Master Information Block)とPDSCHで一般ユニキャストデータと多重化して送信されるSIB(System Information Block)である。LTE−Aで新たに導入されたSIB9.SIB10などを用いてCSI−RS設定が送信されることができる。
また、RRC(Radio Resource Control)シグナリングを用いて基地局が端末にCSI−RS関連情報を送信することができる。端末が初期アクセス又はハンドオーバーを介して基地局との連結を確立する過程で基地局は端末にRRCシグナリングを用いてCSI−RS設定を送信することができる。また、基地局はCSI−RS測定に基づくフィードバックを要求するRRCシグナリングメッセージを介して端末にCSI−RS設定情報を送信することもできる。
以下で、端末が端末間直接通信(device to device communication(以下、D2D通信又はD2D直接通信などと称することができる)を行う多様な実施態様について説明する。D2D通信の説明において、詳細な説明のために3GPP LTE/LTE−Aを例として説明するが、D2D通信は他の通信システム(IEEE 802.16、WiMAXなど)にも適用されて使われることもできる。
D2D通信タイプ
D2D通信はネットワークの制御によってD2D通信を行うかによって、ネットワーク協力D2D通信タイプ(Network coordinated D2D communication)及び自律D2D通信タイプ(Autonomous D2D communication)に区分されることができる。ネットワーク協力D2D通信タイプはさらにネットワークの介入程度によってD2Dがデータのみ送信するタイプ(データonly in D2D)とネットワークが接続制御のみを行うタイプ(Connection control only in network)に区分されることができる。説明の便宜のために、以下ではD2Dがデータのみ送信するタイプを‘ネットワーク集中型D2D通信タイプ’と、ネットワークが接続制御のみを行うタイプを‘分散型D2D通信タイプ’と称する。
ネットワーク集中型D2D通信タイプではD2D端末間にデータのみ互いに交換し、D2D端末間の接続制御(connection control)及び無線リソース割当て(grant message)はネットワークによって行われる。D2D端末はネットワークによって割り当てられた無線リソースを用いてデータ送受信又は特定制御情報を送受信することができる。例えば、D2D端末間のデータ受信に対するHARQ ACK/NACKフィードバック又はチャネル状態情報(Channel State Information、CSI)はD2D端末間に直接交換されるものではなく、ネットワークを介して他のD2D端末に送信されることができる。具体的には、ネットワークがD2D端末間のD2Dリンクを設定し、設定されたD2Dリンクに無線リソースを割り当てれば、送信D2D端末及び受信D2D端末は割り当てられた無線リソースを用いてD2D通信を行うことができる。すなわち、ネットワーク集中型D2D通信タイプにおいて、D2D端末間のD2D通信はネットワークによって制御され、D2D端末はネットワークによって割り当てられた無線リソースを用いてD2D通信を行うことができる。
分散型D2D通信タイプにおけるネットワークはネットワーク集中型D2D通信タイプにおけるネットワークより限定的な役目をすることになる。分散型D2D通信タイプでネットワークはD2D端末間の接続制御を行うが、D2D端末間の無線リソース割当て(grant message)はネットワークの助けなしにD2D端末が自らの競争によって占有することができる。例えば、D2D端末間のデータ受信に対するD2D端末間のデータ受信に対するHARQ ACK/NACKフィードバック又はチャネル状態情報はネットワークを介せずにD2D端末間に直接交換されることができる。
上述した例のように、D2D通信はネットワークのD2D通信介入程度によってネットワーク集中型D2D通信タイプ及び分散型D2D通信タイプに分類されることができる。この時、ネットワーク集中型D2D通信タイプ及び分散型D2D通信タイプの共通した特徴はネットワークによってD2D接続制御を行うことができるという点である。
具体的に、ネットワーク協力D2D通信タイプにおけるネットワークは、D2D通信を行おうとするD2D端末間にD2Dリンクを設定することにより、D2D端末間連結(connection)を構築することができる。D2D端末間にD2Dリンクを設定することにおいて、ネットワークは設定されたD2Dリンクにフィジカル(physical)D2DリンクID(Link Identifier、LID)を付与することができる。フィジカルD2DリンクIDは、複数のD2D端末間に複数のD2Dリンクが存在する場合、それぞれを識別するための識別子(Identifier)として使われることができる。
自律D2D通信タイプにおいては、ネットワーク集中型及び分散型D2D通信タイプとは違い、ネットワークの助けなしにD2D端末が自由にD2D通信を行うことができる。すなわち、自律D2D通信タイプにおいては、ネットワーク集中型及び分散型D2D通信とは違い、接続制御及び無線リソースの占有などをD2D端末が自ら行うようになる。必要な場合、ネットワークはD2D端末に該当セルで使えるD2Dチャネル情報を提供することもできる。
D2D通信リンクの設定
本明細書で、説明の便宜のために、端末間直接通信であるD2D通信を行うとか行える端末をD2D端末と称する。また、以下の説明で、“端末(UE)”はD2D端末を称するものであり得る。送信端と受信端を区分する必要がある場合、D2D通信の時、D2Dリンクに付与された無線リソースを用いて他のD2D端末にデータを送信するとかあるいは送信しようとするD2D端末を送信D2D端末(D2D TX UE)と称し、送信D2D端末からデータを受信するあるいは受信しようとする端末を受信D2D端末(D2D RX UE)と称する。送信D2D端末からデータを受信するとかあるいは受信しようとする受信D2D端末が複数の場合、複数の受信D2D端末は‘第1〜N’の接頭辞によって区分されることもできる。また、説明の便宜のために、以下ではD2D端末間の接続制御又はD2Dリンクへの無線リソースを割り当てるための基地局、D2Dサーバー及び接続/セッション管理サーバーなどのネットワーク端の任意のノードを‘ネットワーク’と称する。
D2D通信を行うD2D端末はD2D通信を介して他のD2D端末にデータを送信するためにデータを送受信することができる周辺に位置するD2D端末の存在を予め確認する必要があり、このために、D2Dピア探索(D2D peer discovery)を行う。D2D端末は探索区間(discovery interval)内でD2D探索を行い、全てのD2D端末は探索区間を共有することもできる。D2D端末は探索区間内で探索領域の論理チャネル(logical channel)をモニターし、他のD2D端末が送信するD2D探索信号を受信することができる。他のD2D端末の送信信号を受信したD2D端末は受信信号を用いて隣接したD2D端末のリストを作成する。また、探索区間内で自分の情報(すなわち、識別子)を放送し、他のD2D端末はこの放送されたD2D探索信号を受信することによって該当D2D端末がD2D通信を行うことができる範囲内に存在するということが分かる。
D2D探索のための情報放送は周期的に行われることもできる。また、このような放送タイミングはプロトコルによって前もって決定されてD2D端末に知られることもできる。また、D2D端末は探索区間の一部の間に信号を送信/放送することができ、それぞれのD2D端末は他のD2D端末によって潜在的に送信される信号をD2D探索区間の残りでモニターすることもできる。
例えば、D2D探索信号はビーコン信号(beacon signal)であり得る。また、D2D探索区間は多数のシンボル(例えば、OFDMシンボル)を含むことができる。D2D端末はD2D探索区間内の少なくとも一つのシンボルを選択してD2D探索信号を送信/放送することもできる。また、D2D端末はD2D端末によって選択されたシンボルにある一つのトーン(tone)に対応する信号を送信することもできる。
D2D端末がD2D探索過程によって互いを見つけた後、D2D端末は接続(connection)樹立過程を行い、トラフィックを他のD2D端末に送信することができる。
図15は簡略化したD2D通信ネットワークを示す。
図15で、D2D通信を支援する端末(UE1及びUE2)間のD2D通信が行われる。一般に、UE(User Equipment)は使用者の端末を意味するが、eNB(evolved NodeB)のようなネットワーク装備が端末間(UE1及びUE2)の通信方式によって信号を送受信する場合には、eNBも一種のUEと見なすこともできる。
UE1は一連のリソースの集合を意味するリソースプール(resource pool)内で特定のリソースに相当するリソースユニット(resource unit)を選択し、該当リソースユニットを使ってD2D信号を送信するように動作することができる。これに対する受信端末であるUE2は、UE1が信号を送信することができるリソースプールの設定(configure)を受け、該当プール内でUE1の信号を検出することができる。例えば、UE1が基地局の連結範囲にある場合、リソースプールは該当基地局が知らせることができる。また、例えば、UE1が基地局の連結範囲外にある場合には、他の端末がリソースプールをUE1に知らせるとかUE1は前もって決定されたリソースに基づいてリソースプールを決定することもできる。一般に、リソースプールは複数のリソースユニットから構成され、各端末は一つ又は複数のリソースユニットを選定して自分のD2D信号送信に使うことができる。
図16は一例示によるリソースユニットの構成を示す。
図16で、縦軸は周波数リソースを、横軸は時間リソースを意味する。また、無線リソースは時間軸上でNT個に分割されてNT個のサブフレームを構成する。また、一つのサブフレーム上で周波数リソースはNF個に分割され、一サブフレームはNT個のシンボルを含むことができる。したがって、総NF*NT個のリソースユニットがリソースプールとして構成されることもできる。
ユニット番号0に割り当てられたD2D送信リソース(ユニット#0)がNT個のサブフレームごとに繰り返され、図16の実施例において、リソースフォールはNT個のサブフレームを周期で繰り返されることができる。図16に示したように、特定リソースユニットは周期的に繰り返し現れることもできる。また、時間次元又は周波数次元における多様性(diversity)効果を得るために、一つの論理的リソースユニットがマッピングされる物理的リソースユニットのインデックス(index)が既設定のパターンによって変化することもできる。例えば、論理的リソースユニットは実際物理的リソースユニット上で既設定のパターンによって時間及び/又は周波数軸上でホッピング(hopping)されることもできる。図16で、リソースプールとは、D2D信号を送信しようとする端末が信号の送信に使えるリソースユニットの集合を意味し得る。
上述したリソースプールは多くのタイプに細分化されることもできる。例えば、リソースプールは各リソースプールで送信されるD2D信号のコンテンツ(content)によって区分されることもできる。例えば、D2D信号のコンテンツは下記の説明のように分類されることができ、それぞれに対して別個のリソースプールが設定されることもできる。
−スケジューリング割当て(Scheduling Assignment、SA):SA(又はSA情報)は各送信端末が後続するD2Dデータチャネルの送信のために用いるリソースの位置、その以外のデータチャネルの復調のために必要な変調及び符号化方法(Modulation and Coding Scheme、MCS)及び/又はMIMO(Multiple Input Multiple Output)送信方式を含むことができる。また、SA情報は各送信端末がデータを送信しようとする目的(target)端末の識別子(User Equipment Identifier)を含むこともできる。SA情報を含む信号は同一リソースユニット上でD2Dデータと一緒に多重化(multiplex)されて送信されることもできる。この場合、SAリソースプールはスケジューリング割当てがD2Dデータと一緒に多重化されて送信されるリソースプールを意味し得る。
−D2Dデータチャネル:D2Dデータチャネルはスケジューリング割当てによって指定されたリソースを用いて送信端末が使用者データを送信するのに用いるリソースプールを意味し得る。仮に、同一リソースユニット上でD2Dリソースデータと一緒にスケジューリング割当てが多重化して送信されることができる場合、D2Dデータチャネルのためのリソースプールではスケジューリング割当て情報を除いた形態のD2Dデータチャネルのみが送信されることもできる。すなわち、SAリソースプール内の個別リソースユニット上で、スケジューリング割当て情報を送信するためのリソース要素(element)がD2Dデータチャネルのリソースプール上でD2Dデータの送信のために用いられることもできる。
−探索メッセージ(Discovery Message):探索メッセージリソースプールは送信端末が自分のID(Identifier)などの情報を送信して、隣接した端末が自分を見つけるようにする探索メッセージを送信するためのリソースプールを意味し得る。
上述したように、D2DリソースプールはD2D信号のコンテンツによって分類されることもできる。しかし、D2D信号のコンテンツが同一であると言っても、D2D信号の送受信属性によって互いに異なる支援プールが用いられることもできる。例えば、同じD2Dデータチャネル又は探索メッセージと言ってもD2D信号の送信タイミング決定方式(例えば、同期基準信号の受信時点で送信されるのか、又は受信時点で一定の先行タイミング(timing advance)を適用して送信されるか)又はリソース割当て方式(例えば、個別信号の送信リソースをeNBが個別送信端末に指定するか又は個別送信端末がリソースプール内で自ら個別信号の送信リソースを選択するか)、又は信号フォーマット(例えば、各D2D信号が一サブフレームで占めるシンボルの数又は一D2D信号の送信に使われるサブフレームの数)によって互いに異なるリソースプールに区分されることもできる。
上述したように、D2D通信を用いてデータを送信しようとする端末は、まずSAリソースプールのうち適切なリソースを選択して自分のスケジューリング割当て(SA)情報を送信することができる。また、例えば、SAリソースプールの選択基準としては他の端末のSA情報の送信のために用いられないリソース及び/又は他の端末のSA情報の送信に後行するサブフレームでデータ送信がないと予想されるリソースと連動するSAリソースがSAリソースプールとして選択されることもできる。また、端末は干渉水準が低いと予想されるデータリソースと連動するSAリソースを選択することもできる。また、SA情報はブロードキャスティング(Broadcasting)されることもできる。よって、D2D通信システム内の端末がブロードキャスティングされたSA情報を受信することもできる。以下の説明で、“送信”又は“送信”は“ブロードキャスティング”に取り替えられることもできる。
上述したD2D通信で、用語D2Dはサイドリンク(Sidelink)に取り替えられることができる。
図17は簡略化したV2X通信ネットワークを示す。
V2X通信はV2V(Vehicle−to−Vehicle)通信、V2P(Vehicle−to−Pedestrian)、及びV2I(Vehicle−to−Infrastructure entity)通信に区分することができる。V2V通信は車両1701と車両1702間の通信を称し得る。交通情報などがV2V通信を介して車両1701と車両1702の間に共有されることができる。V2Pは車両1701と歩行者1703が持っているデバイス(例えば、歩行者又は自転車運転手のハンドヘルド(handheld)ターミナル)間の通信を称し得る。歩行者1703も道路に隣接した人道に沿って移動することができるから、道路上の危険についての情報などがV2P通信を介して共有されることもできる。また、V2I通信は車両1701と路辺ユニット(Roadside Unit、RSU)1104間の通信を称し得る。RSU1704は交通基盤施設(infrastructure)エンティティー(entity)を称し得る。例えば、RSU1704は速度知らせを送信するエンティティーであり得る。V2X通信のために車両1701、1702、RSU1704、及び歩行者1703のハンドヘルドデバイスは送受信機(transceiver)を備えることができる。V2X通信は3GPP(3rd Generation Partnership Project)の通信標準のD2D(Device−to−Device)通信と類似した技術を用いて具現されることもできる。また、V2X通信はIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)のDSRC(Dedicated Short−Range Communications)技術を用いて具現されることもできる。
以下で、本実施例によるV2X通信によるアラームメッセージ(alarm message)の送信方法について説明する。以下の説明において、V2V通信を中心に説明するが、以下の実施例はV2I及び/又はV2P通信に対しても適用可能である。また、以下の実施例は3GPPの通信標準を中心に説明するが、IEEEの通信標準に対応する技術によって具現されることもできる。また、以下の説明において、用語、送信とブロードキャスティングは互いに交換されることができる。また、以下の説明において、車両又は歩行者は使用者装置(user equipment)を搬送する車両又は歩行者を意味し得る。以下の説明において、車両又は歩行者は端末そのものを意味する用語として使われることができる。
以下の内容はV2X(Vehicle−to−Something)、例えばV2V、通信を仮定して説明するが、D2Dのような他の通信にも適用可能である。上述したように、端末が移動する一部シナリオ(例えば、V2X)で、周波数オフセットエラー(frequency offset error)が発生し得る。例えば、ドップラー効果などによって、受信信号が一定範囲の周波数オフセットを超える場合、受信端末は受信信号を復号することができないこともあり得る。
図18aは正常循環前置(normal cyclic prefix)でのDMRS(DeModulation Reference Signal)のマッピングを示し、図18bは延長循環前置(extended cyclic prefix)でのDMRSのマッピングを示す。
例えば、V2X通信では従来のLTE PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)構造を有するサブフレームを用いることもできる。現在のLTEシステムにおいて、正常CP(Cyclic Prefix)のサブフレームでのDMRSは図18aのように配置されることができる。図18aに示したように、例えば、DMRSは3番及び10番OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル(Symbol)に配置されることができる。また、現在のLTEシステムにおいて、延長CPのサブフレームでのDMRSは図18bのように配置されることができる。図18bに示したように、例えば、DMRSは2番及び8番OFDMシンボルに配置されることができる。
一方、V2Vを含むV2Xシナリオにおいて、DSRC(Dedicated Short Range Communication)用途に用いられる5.9GHzの周波数も中心周波数として研究されている。また、例えば、V2V通信の初期周波数オフセット要求値(initial frequency offset requirement)は10ppm(Parts Per Million)と定義されることができる。また、残留周波数オフセット要求値(residual frequency offset request)は+/−0.1ppmと定義されることができる。例えば、2個の車両が共通の基地局(eNB)、車両、又は他の供給源(source)から提供される信号を用いて同期化することもできる。この場合、両車両間の周波数オフセットの差は+/−0.2ppmとなることもできる。例えば、第1車両は第2車両からの信号に基づいて同期化することもできる。この場合、第3車両が第1車両と同期化することができる。この場合、第3車両は2台の車両にかけて同期化したから、第3車両の同期は2ホップシンク(hop−sync)と称することができる。また、第4車両が第1車両と同期化することができる。よって、第4車両も2ホップシンクを有する。この場合、同じ第1車両を基にする第3車両と第4車両は+/−0.4ppmの周波数オフセット差を有し得る。例えば、同じ車両に対して3ホップシンクを有する2代の車両間の周波数オフセットは+/−0.6ppmであり得る。
図18aのように、サブフレーム内の2個のOFDMシンボルにDMRSがマッピングされる場合、受信端末(例えば、車両)は2列のDMRSを用いて周波数オフセットの補正を行うことができる。図18aの場合、一番目DMRSと二番目DMRSの間には5個のOFDMシンボルが存在する。この場合、2個のDMRSの間には0.5msの時間区間が存在する。また、端末は位相(phase)オフセットの変化量に基づいて周波数オフセットの変化量を推正することができる。よって、端末は0.5msの時間の間に増加した周波数オフセットによる位相(phase)オフセット量の変動を測定することができなければならない。下記の表3は中心周波数及びホップシンクによる0.5msの間の位相増加を示す。
表3に示したように、700MHzの中心周波数で周波数オフセットが+/−0.6ppmと言っても、位相オフセットの増加がパイ(pi)値を超えない。よって、700MHzの中心周波数では、現在のDMRS構造を用いて周波数オフセットを補正することもできる。しかし、2GHzの中心周波数で、周波数オフセットが+/−0.6ppmの場合、位相オフセット値がパイ値を超える。この場合、端末は周波数オフセットの補正に失敗することもある。
実質的に、V2V通信の最小周波数オフセットは+/−0.2ppmと定義されることもできる。上述したように、同じ車両又は基地局に基づいて同期化した2代の車両間には+/−0.2ppmの周波数オフセットが仮定されることができる。この場合、表1に示したように、5.9GHzの中心周波数で動作する端末は現在のDMRS構造(例えば、図18a又は図18b)を用いて周波数オフセットを補正することができないこともある。
表4は周波数オフセットとDMRS間の間隔(OFDMシンボル単位)による位相オフセット(ラジアン(radian)単位)を示す。
表4に記載したように、周波数オフセットが+/−0.2ppmの場合にも、周波数オフセット補正のために、少なくとも5シンボル間隔のDMRS配置が要求される。周波数オフセットが+/−0.4ppmの場合、表4に記載したように、周波数オフセット補正のために少なくとも2シンボル間隔のDMRS配置が要求される。周波数オフセットが+/−0.6ppmの場合には、少なくとも1シンボル間隔のDMRS配置が要求される。
したがって、上述したように周波数オフセットが大きな環境で、現在のLTE上りリンク通信に用いられる7OFDMシンボル間隔のDMRS設計は適しない。
以下で、V2X又はD2D通信のためのDMRS設計について説明する。以下の説明において、DMRSは1サブフレーム内で3以上のシンボルにマッピングされることができる。
図19a及び図19bは一実施例による同期化信号(synchronization signal)のマッピングを示す。
現在のD2D通信のPSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel)内の参照信号マッピングを図19a及び図19bに基づいて説明する。正常CP(normal cyclic prefix)の場合、図19aに示したように、DMRSがマッピングされる。延長CP(Extended cyclic prefix)の場合、図19bに示したように、DMRSがマッピングされる。
図19a及び図19bに示したように、最後のOFDMシンボル(図19aの13番OFDMシンボル及び図19bの11番OFDMシンボル)は空いたままで送信される。最後のOFDMシンボルはD2D保護区間(guard period)として用いられるからである。また、最後のOFDMシンボルを用いて受信/送信転換(Rx/Tx switching)が行われる。
例えば、V2X通信のPSBCHに、図19a及び図19bに示したように、同期化信号(例えば、PSSS(Physical Side link Synchronization signals)及びSSSS(Secondary Sidelink Synchronization signals))がマッピングされることができる。例えば、SSSSはPSBCHの2個の連続したシンボル上にマッピングされることができる。現在、SSSSの送信電力はPAPRのために減少する。よって、SSSSのためのOFDMシンボルの間に他の用途のOFDMシンボルが位置した場合、SSSSのための電力調整が数回行われることもできる。例えば、端末はSSSS送信のために電力を調整し、他の用途のOFDMシンボルのためにさらに電力を調整した後、さらにSSSSの送信のために電力を再調整しなければならないこともあり得る。このような電力調整過程で電力過渡(power transient)区間が発生し得る。また、電力過渡区間によって送信信号が歪むことがある。よって、SSSSを連続したOFDMシンボルにマッピングすることによって電力過渡区間が減少することができる。
図20は一実施例による拡張CPでの参照信号及び同期化信号マッピングを示す。
例えば、正常CPの場合、0番OFDMシンボルと13番OFDMシンボルは自動利得制御(Automatic Gain Control、AGC)及び/又は受信/送信転換のために用いられることができる。延長CPの場合、0番OFDMシンボルと11番OFDMシンボルがAGC及び/又は受信/送信転換のために用いられることができる。この場合、図19bのように、DMRS及びPSSSをマッピングすれば、0番OFDMシンボルがPSSSによって用いられる。よって、延長CPの場合、図20のようにDMRS及びPSSSがマッピングされることができる。図20で、1番OFDMシンボル及び2番OFDMシンボルにPSSSがマッピングされる。また、DMRSは3番OFDMシンボル上にマッピングされる。
図21は一実施例による正常CPでの参照信号及び同期化信号マッピングを示す。
正常CPで、0番シンボルがAGC及び/又は受信/送信転換のために用いられないこともある。この場合、図19aに示したように、PSBCHを受信した端末は3番OFDMシンボルのDMRSを用いて0番OFDMシンボルのチャネルを推定しなければならない。しかし、上述したように、周波数オフセットによって端末は3番OFDMシンボルに基づいて0番OFDMシンボルのチャネルを推定しにくいこともある。よって、DMRSはPSSSがマッピングされたシンボルの間にマッピングされることができる。例えば、図21に示したように、PSSSは1番及び3番OFDMシンボルにマッピングされ、DMRSは2番OFDMシンボルにマッピングされることができる。DMRSを2番OFDMシンボルにマッピングすることによって0番OFDMシンボルとの間隔が減少することができる。よって、2番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSを用いて0番OFDMシンボルのチャネル推定性能を改善することができる。
図22a及び図22bは一実施例による参照信号マッピングを示す。
例えば、周波数オフセット補正のためにDMRSのマッピング位置が変更されることができる。また、例えば、周波数オフセット補正のためにPSSS及びSSSSが用いられることができる。例えば、正常CPの場合、図22aのように、DMRSが5番及び8番OFDMシンボルにマッピングされることができる。よって、周波数オフセット補正のために、同期信号と参照信号が同じ間隔で配置されることができる。また、図22aで、5番OFDMシンボルと8番OFDMシンボルのそれぞれに基づいて2シンボルに対するアウターポレーション(outer−polation)が行われることができる。アウターポレーションの性能を向上させるために、DMRSは4番及び8番OFDMシンボルにマッピングされるとか、5番及び9番OFDMシンボルにマッピングされることもできる。
例えば、延長CPの場合、図22bのように、4番及び6番OFDMシンボルにDMRSがマッピングされることができる。また、例えば、同期信号とDMRS間の間隔を減らすために、DMRSは4番及び7番OFDMシンボルにマッピングされるとか3番及び6番OFDMシンボルにマッピングされることもできる。また、4番及び7番OFDMシンボルにDMRSをマッピングすることにより、スロットごとに一つのDMRSが位置する。よって、4番及び7番OFDMシンボルにDMRSをマッピングすることにより、スロットホッピングが支援されることができる。
周波数オフセットの補正のために、従来の2シンボルのDMRSに1シンボルのDMRSが付け加わることができる。よって、1サブフレーム内に3シンボルのDMRSがマッピングされることができる。図19aを参照して、正常CPで6番又は7番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることができる。また、図21を参照して、6番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることもできる。また、例えば、延長CPの場合、図19bを参照して、5番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることができる。また、例えば、図20を参照して、5番又は6番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることができる。
また、周波数オフセットの補正のために、従来の2シンボルのDMRSに2シンボルのDMRSが付け加わることができる。例えば、図19aを参照して、5番及び8番OFDMシンボル、5番及び7番OFDMシンボル、又は6番及び8番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることもできる。また、図21を参照して、4番及び7番OFDMシンボル、5番及び7番OFDMシンボル、又は5番及び8番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることもできる。例えば、延長CPの場合、図19bを参照して、4番及び6番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることもできる。また、図20を参照して、5番及び6番OFDMシンボルにDMRSが付け加わることもできる。
また、周波数オフセット補正のために、3シンボルのDMRSが新たに設計されることができる。例えば、従来の2シンボルのDMRSの位置が変更されることもできる。正常CPの場合、図19aに示したように、3番OFDMシンボルと10番OFDMシンボルにDMRSが位置する。この場合、上述した実施例のように、DMRS間の間隔を維持するために6番OFDMシンボル又は7番OFDMシンボルに1シンボルのDMRSが付け加わることができる。この場合、付け加わったDMRSは従来のDMRS(3番OFDMシンボル又は10番OFDMシンボルにマッピングされた)の一つとは3OFDMシンボル間隔を有する。上述したように、3OFDMシンボル間隔は周波数オフセット補正に適しないこともある。
例えば、0番OFDMシンボルと13番OFDMシンボルはAGC及び/又は受信/送信転換のために用いられることができる。この場合、0番OFDMシンボルと13番OFDMシンボルは周波数オフセット補正のために用いられないこともある。また、0番OFDMシンボルと13番OFDMシンボルには参照信号又は同期化信号がマッピングされないこともある。以下で、図23a〜図23dを参照して、DMRSマッピングについて説明する。
図23aは一実施例による3シンボルDMRSマッピングを示す。図23aに示したように、DMRSは4番、7番及び9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。この場合、DMRS間の間隔が2OFDMシンボルを超えない。また、3番及び10番OFDMシンボルはDMRSに基づいてチャネルが推定されることができる。例えば、DMRSに基づくアウターポレーション(outer−polation)が行われることができる。
図23bは他の実施例による3シンボルDMRSマッピングを示す。図23bに示したように、DMRSは4番、7番、及び10番OFDMシンボルにマッピングされることができる。アウターポレーションは一般的にインターポレーション(interpolation)より低い性能を有する。よって、図23bのように、DMRSをマッピングすることによって、アウターポレーションが減少するとともにインターポレーションが増加することができる。
図23cはさらに他の実施例による3シンボルDMRSマッピングを示す。図23cに示したように、DMRSは4番、6番、及び9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。この場合、DMRSが時間軸上で最大で2シンボル間隔でマッピングされる。DMRSが配置されないOFDMシンボルに対するチャネルがDMRSに基づいて行われることができる。例えば、5番、7番、及び8番OFDMシンボルはDMRS間のインターポレーションによってチャネルが推定されることができる。また、例えば、3番及び10番OFDMシンボルに対するチャネルはDMRSに基づくアウターポレーションによって推定されることができる。
図23dはさらに他の実施例による3シンボルDMRSマッピングを示す。図23dに示したように、DMRSは3番、6番、及び9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。この場合、DMRS間の間隔が2OFDMシンボルを超えない。また、アウターポレーションが減少するとともにインターポレーションが増加することができる。
図23eはさらに他の実施例による3シンボルDMRSマッピングを示す。図23a〜図23dに基づいて上述した3シンボルDMRSマッピングは、図19a〜図22bに基づいて上述した同期化信号のマッピングと組み合わせられることができる。例えば、同期化信号は図19aのようにマッピングされることができる。例えば、PSSSは1番及び2番OFDMシンボルにマッピングされ、SSSSは11番及び12番OFDMシンボルにマッピングされることができる。また、例えば、図23cのDMRSマッピングのように、DMRSは4番、6番、及び9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。よって、図23eに示したように、参照信号(例えば、DMRS)と同期化信号(例えば、PSSS及びSSSS)がマッピングされることができる。
図23a〜図23eに基づいて上述した実施例は、D2D通信及び/又はV2X通信に適用可能である。例えば、上述した参照信号及び/又は同期化信号のマッピングはPSBCHに適用されることができるが、これに制限されるものではない。
図24は一実施例による延長CPでの3シンボルDMRSマッピングを示す。
例えば、DMRSは3番、5番、及び7番OFDMシンボルにマッピングされることができる。また、PSSSは0番及び1番OFDMシンボルにマッピングされ、SSSSは9番及び10番OFDMシンボルにマッピングされることができる。この場合、DMRSが等間隔でマッピングされることができる。
図25a及び図25bは一実施例による参照信号及び同期化信号のマッピングを示す。
上述したように、SSSSは相対的に低い送信電力を有するから、SSSSによる電力遷移時間(power transient time)が発生する。例えば、図19aに示したような正常CPの場合、10番OFDMシンボルのDMRSと11番OFDMシンボルのSSSSの間で電力遷移が発生し得る。また、図19bに示したような延長CPの場合、8番OFDMシンボルのDMRSと9番OFDMシンボルのSSSSの間で電力遷移が発生し得る。よって、電力遷移による歪みが参照信号(DMRS)とSSSSの間で発生しないようにDMRSが配置されることができる。
図25aに示したように、正常CPの場合、周波数オフセット補正のためにDMRSが10番OFDMシンボルの代わりに9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。すなわち、図19aで、10番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSが図25aのように9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。また、例えば、図25aに示したように、1シンボルのDMRSが6番OFDMシンボルに付け加わることができる。
図25bに示したように、延長CPの場合、周波数オフセット補正のためにDMRSが8番OFDMシンボルの代わりに7番OFDMシンボルにマッピングされることができる。すなわち、図19bで、8番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSが、図25bのように、7番OFDMシンボルにマッピングされることができる。また、例えば、図25bに示したように、1シンボルのDMRSが5番OFDMシンボルに付け加わることができる。
図19a〜図25bに示したように、DMRSがマッピングされたシンボルの12個のリソース要素の全てにDMRSがマッピングされることもできる。しかし、例えば、DMRSはコム(comb)状にシンボルにマッピングされることもできる。例えば、DMRSは2リソース要素(Resource element、RE)ごとにマッピングされることができる。この場合、DMRSはシンボル内の奇数番副搬送波インデックスに対応するリソース要素(奇数(odd)RE)にマッピングされるとか、偶数番副搬送波インデックスに対応するリソース要素(偶数(even)RE)にマッピングされることができる。コムタイプの偶数REマッピングと奇数REマッピングは既設定の又はOFDMシンボル単位で変更されることもできる。例えば、図23cを参照して、DMRSが4番、6番、及び9番OFDMシンボルにマッピングされることができる。この場合、4番及び9番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSは偶数番REにマッピングされ、6番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSは奇数番REにマッピングされることができる。また、4番及び9番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSは奇数番REにマッピングされ、6番OFDMシンボルにマッピングされたDMRSは偶数番REにマッピングされることができる。よって、コムタイプのDMRSマッピングにおいて、OFDMシンボル単位で偶数REマッピングと奇数REマッピングが交互に用いられることができる。よって、周波数選択チャネル(frequency selective channel)でのチャネル推定性能を改善することができる。
上述した実施例は帯域特定方式で使われることができる。すなわち、特定帯域に対してのみ上述した実施例が適用されることもできる。例えば、上述した実施例は6GHzの搬送波周波数(carrier frequency)を有する帯域に適用可能である。例えば、搬送波周波数が既設定の周波数より低い場合、周波数オフセット補正のための上述した実施例による参照信号マッピング及び/又は物理フォーマットが適用されないこともある。この場合、既存のD2D PSBCHのDMRSマッピング及び/又は物理フォーマットが適用可能である。また、既設定の搬送波周波数以上の場合、上述した実施例による参照信号マッピング及び/又は物理フォーマットが適用されることができる。搬送波周波数が高い帯域の場合、相対的に大きな周波数オフセットが発生し得るからである。
また、上述した実施例は送信/ターゲット端末の類型(type)に基づいて適用可否が決定されることもある。例えば、車両端末の場合、上述した実施例の一つのDMRSマッピング及び/又は物理フォーマットが適用可能である。また、例えば、歩行者端末の場合には、D2D PSBCHのDMRSマッピング及び/又は物理フォーマットが適用可能である。車両端末が歩行者端末に比べて相対的に高い速度を有するから、車両端末に比べて大きなドップラー効果が発生し得るからである。
例えば、上述した実施例はV2X通信のPSBCHに適用されることもできる。しかし、V2X通信のPSBCHとD2D通信のPSBCHが互いに異なるように設定される場合、受信端末に混同が発生することもできる。例えば、PSBCHを受信した端末は該当PSBCHがD2Dのためのものであるか又はV2Xのためのものであるかを区分することができないこともある。また、例えば、PSBCHは歩行者端末と車両端末に対して互いに異なるように構成されることもできる。この場合、受信端末は該当PSBCHが歩行者端末又は車両端末に対するものであるかを区分することができないこともある。よって、互いに異なる用途のPSBCHに対して相異なるリソース領域に割り当てられることもできる。したがって、端末はPSBCHの用途(D2D、V2X、車両及び/又は歩行者)をPSBCHのリソース領域に基づいて決定することができる。PSBCHがマッピングされるリソース領域は既に設定されるとかRRC(Radio Resource Control)シグナリングによって端末に指示されることもできる。以下で、V2X通信においてPSBCHのためのDMRS送信のためのシーケンス(sequence)を説明する。現在のD2D通信において、DMRS設計のために、従来の上りリンクDMRS設計が用いられる。具体的な従来の上りリンクDMRS設計は3GPP TR 36.211の5.5節を参することができる。従来の上りリンクDMRS設計から基本シーケンス(base sequence)、循環移動(cyclic shift、CS)、及び直交カバーコード(Orthogonal Cover Code、OCC)が変更されたDMRS設計がD2D通信のためのDMRS設計に用いられる。より具体的に、下記の表5のように、パラメーターを交替することによってD2D通信におけるPSBCHが設計される。物理階層サイドリンク同期化識別子(physical layer sidelink synchronization identity) NID SLの4ビットは基本シーケンス(base sequence)のために用いられ、3ビットは(Cyclic Shift)のために用いられ、1ビットは直交カバーコード(Orthogonal Cover Code、OCC)のために用いられる。
端末はNID SLを変えながら(8bit)、S−RSRP(Sidelink−Reference Signal Received Power)を測定することができる。また、端末は高い電力(power)を有するNID SLを用いて同期化を行うことができる。この場合、端末は8ビットのNID SLを用いないこともある。よって、固定値のCS又はOCCが用いられることもできる。
端末がGNSS(Global Navigation Satellite System)を用いて同期化を行わない場合、前記表5に基づいて同期化を行うことができる。一方、この場合、周波数オフセットによって、端末がOCCを区分することができないこともある。よって、固定値のOCCが用いられることができる。
2シンボルのDMRSのための現在のOCCはコード[11]及び[1−1]を含む。周波数オフセット及びドップラー効果を考慮するとき、上述したように、もっと多いシンボルにDMRSがマッピングされることができる。ただ、現在のOCCは2個シンボルにマッピングされたDMRSに基づいて決定されたものである。よって、例えば3個のシンボルにマッピングされたDMRSが用いられる場合、既存OCCは修正が要求される。この場合、DMRSのためのOCCは後述するように決定されることができる。
一番目、V2Xメッセージを送信する端末はOCCを用いないとか又は固定されたOCCを用いることができる。例えば、4個のシンボルにDMRSがマッピングされる場合、[1、1、1、1]の固定値を有するOCCが用いられることができる。例えば、OCCが端末によって変更される場合、受信端末はOCCが変化したかそれともチャネルが変更されたかを判断することができないこともある。この場合、端末の受信性能が低下することができる。よって、固定値のOCCを用いるとかOCCを用いないことにより、受信性能の低下を防止することができる。
二番目、V2Xメッセージを送信する端末は一つのスロット内でOCCを適用しないとか、固定値のOCCを適用することもできる。例えば、1サブフレーム内で4個のシンボル上に参照信号(例えば、DMRS)がマッピングされることができる。この場合、一つのスロットには[1、1]又は[1、−1]の固定値を有するOCCが適用可能である。スロット内で隣接した二つの参照信号の間にはより正確なチャネル変更の推定が要求される。したがって、スロット内で固定されたOCCを用いることにより、不確実性(uncertainty)が減少することができる。この方法において、各スロット間には相異なるOCCが適用可能である。例えば、一番目スロットには[1、−1]のOCCが適用され、二番目スロットには[−1、1]のOCCが適用されることができる。また、例えば、各スロットに適用されたOCC又はOCCの組合せに基づいて送信端末の情報が他の端末に指示されることができる。例えば、二番目スロットに適用されたOCCの値が送信端末についての情報を指示することができる。例えば、歩行者の端末は[1、−1]及び[−1、1]のOCCを用い、車両端末は[1、−1]及び[1、−1]のOCCを用いることができる。よって、受信端末は二番目スロットのOCCに基づいて送信端末の類型を決定することもできる。また、一番目スロットのOCCが上述した情報の送信のために用いられることもできる。
三番目、V2Xメッセージを送信する端末にOCCが適用されることができる。例えば、端末の移動速度又は端末の類型に基づいて相異なるOCCが適用されることもできる。例えば、既設定の速度以下の端末に対しては既設定の速度を超える端末のOCCとは異なるOCCが適用可能である。また、例えば、歩行者端末と車両端末に対して相異なるOCCが適用されることもできる。また、OCCはスロット単位で変更されることもできるが、OCCはスロット内で変更されることもできる。よって、OCCに基づいてもっと多い情報が受信端末に送信されることができる。
四番目、V2Xメッセージの優先順位に基づいてOCCが決定されることもできる。例えば、メッセージの優先順位によるOCC値が前もって設定されることができる。また、例えば、イベントによってトリガーされるメッセージ(event triggered message)と周期的(periodic)メッセージは互いに異なるOCC値を有することもできる。例えば、上述した一番目〜三番目の方法によってOCCが互いに異なるように設定されることができる。
五番目、例えば、V2Xメッセージ送信のためにSRS(Sounding Reference Signal)のようなコム(comb)状にDMRSがマッピングされることができる。この場合、コムインデックスに基づいて特定情報が受信端末に指示されることができる。例えば、メッセージの優先順位、端末類型、及び/又は端末の移動性(mobility)に基づいてコムインデックスが決定されることができる。例えば、コムインデックスは参照信号が偶数番副搬送波にマッピングされるか、あるいは奇数番副搬送波にマッピングされるかを指示することができる。この場合、互いに異なるメッセージが互いに重畳しても、参照信号を区分することによって、受信性能を改善することができる。
上述した五つの方法は互いに組み合わせて適用することができる。上述した五つの方法の少なくとも一つが適用される場合、S−RSRPは16個(4ビット)の基礎シーケンスと8個(3ビット)のCSに基づいて同期源(syncsource)が区分されることができる。端末は、S−RSRPを測定するとき、7ビットの基礎シーケンスとCSの組合せのうち最高値を有する同期源によって同期化を行うことができる。また、上述した五つの方法は図19a〜図25bに基づいて上述した実施例に適用可能である。
図26は本発明の一実施例による参照信号送信方法のフローチャートである。
図26に示したように、端末は参照信号を含むPSBCHを送信することができる(S2601)。上述した端末はD2D又はV2X通信を行う端末であり得る。PSBCHは参照信号及び/又は同期化信号を含むことができる。参照信号はDMRSであり得る。また、同期化信号はPSSS及び/又はSSSSを含むことができる。参照信号及び/又は同期化信号は図19a〜図25bに基づいて上述した実施例によってマッピングされることができる。また、上述したように、送信/ターゲット端末の類型又は通信類型によって図19a〜図25bの実施例が適用可能である。また、表5に基づいて上述したように、多様な類型のOCCなどがDMRSに適用可能である。
図27は本発明の一実施例として図1〜図26に基づいて説明した本発明の実施例が適用可能な器機の構成を概略的に説明するための図である。
図27で、第1器機2700及び第2器機2750はそれぞれ無線周波数ユニット(RFユニット)2710、2760、プロセッサ2720、2770、及び選択的なメモリ2730、2780を含むことができる。第1器機2700及び第2器機2750は端末及び/又は基地局であり得る。
各RF(Radio Frequency)ユニット2730、2760はそれぞれ送信機2711、2761及び受信機2712、2762を含むことができる。それぞれのRFユニット2730、2760は送受信機(transceiver)であり得る。第1器機2700の送信機2711及び受信機2712は第2器機2750及び他の端末と信号を送信及び受信するように構成され、プロセッサ2720は送信機2711及び受信機2712と機能的に連結され、送信機2711及び受信機2712が他の器機と信号を送受信する過程を制御するように構成されることができる。一方、第1器機2700及び/又は第2器機2750は基地局であり得る。
また、プロセッサ2720は送信する信号に対する各種処理を行ってから送信機2711に送信し、受信機2712が受信した信号に対する処理を行うことができる。必要な場合、プロセッサ2720は交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ2730に格納することができる。
上述した構造によって第1器機2700は上述した本発明の多様な実施形態の方法を実行することができる。例えば、各信号及び/又はメッセージなどはRFユニットの送信機及び/又は受信機を用いて送受信され、各動作はプロセッサの制御によって行われることができる。
一方、図27に示されてはいないが、第1器機2700はその器機アプリケーションタイプによって多様な追加の構成を含むことができる。例えば、第1器機2700が知能型計量のためのものである場合、第1器機2700は電力測定などのための追加的な構成を含むことができ、このような電力測定動作はプロセッサ2720の制御を受けるとか、別に構成されたプロセッサ(図示せず)の制御を受けることもできる。
例えば、第2器機2750は基地局であり得る。ここで、基地局の送信機2761及び受信機2762は他の基地局、サーバー、器機と信号を送信及び受信するように構成され、プロセッサ2770は送信機2761及び受信機2762と機能的に連結され、送信機2761及び受信機2762がほかの器機と信号を送受信する過程を制御するように構成されることができる。また、プロセッサ2770は送信する信号に対する各種処理を行ってから送信機2761に送信し、受信機2762が受信した信号に対する処理を行うことができる。必要な場合、プロセッサ2770は交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ2730に格納することができる。このような構造によって基地局2750は前述した多様な実施形態の方法を行うことができる。
図27で、第1器機2700及び第2器機2750のそれぞれのプロセッサ2720、2770はそれぞれ第1器機(2700)及び第2器機2750での動作を指示(例えば、制御、調整、管理など)する。それぞれのプロセッサ2720、2770はプログラムコード及びデータを格納するメモリ2730、2780と連結されることができる。メモリ2730、2780はプロセッサ2720、2770に連結されて、オペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル(general files)を格納する。
本発明のプロセッサ2720、2770はコントローラー(controller)、マイクロコントローラー(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピューター(microcomputer)などとも称することができる。一方、プロセッサ2720、2770は、ハードウェア(hardware)又はファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はこれらの結合によって具現されることができる。ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)又はDSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)などがプロセッサ2720、2770に備えられることができる。
一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明の実施例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、本発明を実行でき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内に設けられたりメモリに格納され、プロセッサによって駆動され得る。
以上で説明された実施例は、本発明の構成要素や特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮されるべきである。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施してもよく、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してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は他の実施例に含まれてもよく、又は、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えられてもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよいことは明らかである。
本発明の精神及び必須特徴から逸脱しない範囲で本発明を他の特定の形態として具体化できることは、通常の技術者に明らかである。したがって、上記の詳細な説明はいずれの面においても制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されるべきである。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されなければならず、本発明の同等範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。