JP6813668B2 - 無線通信方法、基地局及びユーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、無線通信方法及び基地局に関し、より詳細には、無線通信システムにおける下りリンク信号の送信のための方法に関する。

通信の開始において、ユーザ装置（ＵＥ）（又はユーザ端末（ＵＴ））はセルサーチを実施しなければならない。ＵＥがネットワークに対する探索を開始したときに、ＵＥが接続できる多数のネットワークがある。言い換えれば、空中で利用可能な異なるオペレータからの多数の周波数がある可能性がある。それ故、ＵＥは、各周波数に同期し、該周波数がＵＥが接続したい正しいオペレータからのものであるか否かをチェックしなければならない。ＵＥは、初期同期プロセスを経ることによってこれらのステップを実施する。セル同期は、ＵＥが任意のセルにキャンプオンしたいときの第１のステップである。そうすることから、ＵＥは、物理セルＩＤ（ＰＣＩ）、タイムスロット、及びフレーム同期を取得し、それらは、ＵＥが特定のネットワークからシステム情報ブロックを読み出すことを可能にするであろう。ＵＥは、どの帯域をサポートしているかに応じて異なる周波数チャネルに向けることによって、その電波の向きを合わせるであろう。特定の帯域／チャネルに現在合わされていると仮定すると、ＵＥは、図１のように配置された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボル中に配置されたサブフレーム０のプライマリ同期信号（ＰＳＳ）をまず見つける。これは、サブフレームレベルでＵＥを同期させることを可能にする。ＰＳＳはサブフレーム５において繰り返され、各サブフレームは１ｍｓであるので、それは、ＵＥを５ｍｓベースで同期させることを意味する。ＰＳＳから、ＵＥは、物理レイヤ識別子（Ｐｈｉｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）（０〜２）を取得することもできる。次のステップにおいて、ＵＥは、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）を見つける。図１Ｂに示すように、ＳＳＳシンボルも、ＰＳＳの同じサブフレーム中ではあるが、ＰＳＳよりも前に配置される。ＳＳＳから、ＵＥは、物理レイヤセル識別子グループ番号（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｅｌｌ ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｇｒｏｕｐ ｎｕｍｂｅｒ）（０〜１６７）を取得できる。

一旦同期が取られると、ＵＥは、これが正しいＰＬＭＮであるか否かをチェックするために、マスター情報ブロック（ＭＩＢ）及びシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を読み出す。ＵＥがそのＰＬＭＮ値は正しいと判断したと仮定すると、ＵＥは、セルアクセスに関する重要なパラメータを取得するために、ＳＩＢ１及びＳＩＢ２の読み出しを進めるであろう。次のステップは、あるＵＥがアクセスの取得を試みていることをネットワークが初めて認識するランダムアクセス手順として周知である。

この段階では、ＵＥは、接続したいというその要望をネットワークに通知するために利用可能なリソース又はチャネルを何ら有しておらず、そのため、ＵＥは、共有媒体を経由してリクエストを送信するであろう。この段階では、２つの可能性がある。第１に、同じリクエストを送信する同じエリア（同じセル）内に他の多数のＵＥがあることがあり、該ケースでは、様々な他のＵＥから到来するリクエスト間に衝突の可能性がある。こうしたランダムアクセス手順は、競合ベースのランダムアクセス手順と称される。第２のシナリオでは、そのリクエストが他のＵＥから到来するリクエストと衝突することを防止するために、ネットワークは、ユニークなある識別子をＵＥに通知することができる。第２のシナリオは、競合無し又は非競合ベースのランダムアクセス手順と称される。

（初期ランダムアクセス手順）
Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）において、競合ベースのランダムアクセス手順は、以下の４つのステップを含む。

第１のステップでは、初期同期及びセルサーチが実施されてもよい。ＰＳＳ／ＳＳＳは、セルＩＤ、無線フレームタイミング、及びＣＰ長の識別と共に、粗い時間／周波数同期を提供する。セルサーチ／選択において、参照信号受信品質（ＲＳＲＰ）の測定は、下りリンク（ＤＬ）のセル固有ＲＳ（ＣＲＳ）に基づく。

第２のステップでは、不可欠なシステム情報が報知されてもよい。基地局（ＢＳ）（送受信点（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ Ｐｏｉｎｔ：ＴＲＰ））は、ＤＬの巡回冗長検査（ＣＲＣ）ベースのチャネル推定を用いて（場合によっては、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）上のＳＩＢを必要として）、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）上のＭＩＢを報知してもよい。

第３のステップでは、ランダムアクセスが実施されてもよい。ＵＥは、ランダムアクセス用の割り当てられたリソースで物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を送信してもよい。

第４のステップでは、ＵＥは、ランダムアクセスレスポンスをＢＳから受信してもよい。
初期ランダムアクセス手順において、まず、ＵＥは、同期信号（ＳＳ）を検出し、報知されたシステム情報を復号することに続いて、上りリンクでＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する。ＳＩＢ２に含まれるＰＲＡＣＨコンフィギュレーションインデックスは、３ＧＰＰ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＴＳ３６．２１１， Ｔａｂｌｅ ５．７．１−２で定義されるように、ＰＲＡＣＨプリアンブルタイプと共に、ＰＲＡＣＨプリアンブルをＵＥが送信可能なフレーム及びサブフレームを示す。ＢＳは、ランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を用いて応答し、ＵＥは、上りリンクでメッセージ３を送信する。

（高キャリア周波数経由のＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯシステム）
自由空間パス損失はキャリア周波数と共に増加する。ミリ波（ｍｍＷａｖｅ）システムでの送信は、付加的に、見通し外損失、例えば、回折損、侵入損、酸素吸収損、枝葉損等に悩まされ得る。初期アクセスの間、ＢＳ及びＵＥは、これらの高いパス損失を克服し、互いを発見する必要がある。Ｍａｓｓｉｖｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ−Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＭＯ）（Ｍ−ＭＩＭＯ）テクノロジーは、将来の無線アクセステクノロジーにとって非常に魅力的な候補になってきている。これは、高い自由空間パス損失と付加的な見通し外損失とを補償するためにビームフォーミングを用いることによって、より大きなカバレッジを提供することに対するＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯの有望性に部分的には起因する。

図２には、ヘテロジニアスネットワークが図示され、ここで、左図のＲｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄｓ （ＲＲＨ）は、マクロセルのカバレッジ内の幾つかのホットスポットでＵＥをサーブするために、３．５ＧＨｚ帯使用の４Ｇ ＬＴＥに配備される。右図のＲＨＨがｍｍＷａｖｅ帯等の高キャリア周波数のスペクトルに配備された場合、伝搬に適さず、自由空間伝搬損失はより高く、侵入損と共に回折損はより高い。これら全ての著しい伝搬損失は、より低い周波数帯での各ＲＨＨの本来のカバレッジを減少させるであろう。しかしながら、アンテナ素子がより小さくなるので、より高い周波数も機会を与える。したがって、より多くの素子をより小さなアンテナに詰め込むことが可能になる。例えば、２．６ＧＨｚ用の最先端のアンテナは、おおよそ１メートルの高さであり、２０個の素子を含む。１５ＧＨｚでは、ほんの５ｃｍの幅で２０ｃｍの高さであり、２００個の素子を有するアンテナを設計することが可能である。より多くのアンテナ素子を有すると、意図する受信機に向けた送信を操ることが可能になる。それ故、カバレッジが有意に改善されるように、送信をある一定方向に集中するために、ＲＨＨ毎にＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯが用いられる。ＲＨＨ送信機が極めて多数の（例えば、３２個、６２個、又は１００個の）送信アンテナを装備する場合、それは、非常に少数の（例えば、１個、２個、４個等の）受信アンテナを有する複数のＵＴへの送信に同時に使用できる。

より高いキャリア周波数が用いられる場合、ＤＬカバレッジエリア及び／又はＵＬカバレッジ距離をカバーするために、マルチビーム初期アクセスが必要になることがある。ＢＳにおける送信機ビームフォーミングと受信機ビームフォーミングが用いられるべきである。ＢＳ及び／又はＵＥにおいて送信（Ｔｘ）／受信（Ｒｘ）の相互性（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）が利用可能である場合、初期アクセスのオーバヘッド及び複雑さを大幅に削減できる。何故ならば、ＢＳ及び／又はＵＥは、最良な又は許容可能なＴｘ（又はＲｘ）ビームを、最良な又は許容可能なＲｘ（Ｔｘ）ビームとみなしてもよいからである。マルチビームベースの手法の一例はビームスイーピングである。信号（又はチャネル）に対してビームスイーピングが適用される場合、信号（又はチャネル）は複数のビーム上で送信／受信され、それらは、有限の継続期間内の複数のタイムインスタンス上にある（非特許文献１）。

（ハイブリッドアナログ／デジタルビームフォーミング）
一方、送信機／受信機ビームフォーミングの生成は、ＭＩＭＯの実装を考慮すべきである。デジタルビームフォーミングは、最も柔軟性があり、それでは、位相制御及び振幅信号制御は、より良い操縦精度を実現できるが、より費用がかかる。アナログビームフォーミングは、図３Ａに示すように、ビームフォーミング素子の大きさではなく位相シフタを用いて、同じビームフォーミングが信号の帯域幅全体に適用されるので、柔軟性が最も少なく、複雑さは非常に少ないが乏しい性能を提供する。図３Ｂに説明されるように、ハイブリッドビームフォーミングは、デジタル及びアナログのビームフォーミングの組み合わせであり、マルチビーム初期アクセスに対するビームフォーミングのベースラインとして想定される。

ＢＳの送信（Ｔｘ）側では、ＳＳの異なる送信タイミングで複数のＳＳビームを送信するために、ビームスイーピングが用いられる。受信側では、ＵＥは、何れのＳＳビームが最良であるかを特定できる。ＴＤＤシステムにおいてＴｘ／Ｒｘの相互性を仮定すると、同じＤＬ／ＵＬカバレッジを維持するために、ＰＲＡＣＨ等のランダムアクセス用のＵＬ信号を受信するために、同じ受信（Ｒｘ）ビームフォーミングが用いられ得る。ＤＬ信号（ＳＳ、測定参照信号（ＭＲＳ）、ＭＩＢ、及びＳＩＢ等）を送信するためのＴｘビームフォーミングと、ＵＬ信号（ＰＲＡＣＨ等）の受信のためのＲｘビームフォーミングとの間の関連性が定義される必要がある。

（従来の方法１）
ＤＬ ＳＳとＵＬ ＰＲＡＣＨリソースとの間の関係を定義するための２つの方法がある(非特許文献２)。従来の方法１では、各ＳＳビームとＰＲＡＣＨリソースと間の関連性として、固定のタイミング秩序が用いられる。Ｔｘ／Ｒｘビーム毎のタイミングオフセットは、報知システム情報を用いて事前に構成又は構成される。ＵＥは、ＤＬ ＳＳの測定に基づいて、Ｔｘビームフォーミングを用いて最良のＤＬビームを選択する。ＵＬ ＰＲＡＣＨは、ＰＲＡＣＨの受信のために、選択されたＴｘビームフォーミングと同じＲｘビームフォーミングをＢＳが使用するタイミング／継続期間で送信される。それ故、ＵＥは、ＢＳ側でのＲｘビームスイーピングを認識しており、Ｒｘビームスイーピングは、Ｔｘビームスイーピングと同じパターン（ビーム順序／数）を有する。

（従来の方法２）
従来の方法２では、ＤＬ ＳＳビームに対して共通のＰＲＡＣＨリソースが定義され、すなわち、ＰＲＡＣＨの送信は、同じタイミングから開始し、同じ送信継続期間を有する。この方法は、従来の方法１と比較して、リソースのより低いオーバヘッドを有してもよい。或いは、方法１及び２に対して同様のＰＲＡＣＨリソースのオーバヘッドを有する設計では、この方法２を用いて、より長いＰＲＡＣＨプリアンブルが送信できる。

ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出した場合、ＢＳは、異なるＲｘアナログビームフォーミングに切り替えてもよく（非特許文献３）、そこでは、Ｒｘビームの生成と共に、Ｒｘビームスイーピングは、ＵＥにとってトランスペアレントである。

ＲＡＮ１ Ｃｈａｉｒｍａｎ‘ｓ Ｎｏｔｅｓ， ３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１♯８５， Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ ２３ｒｄ − ２７ｔｈ Ｍａｙ ２０１６ Ｒ１−１６７０５９， "Ｏｎ ｔｈｅ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，" Ｅｒｉｃｓｓｏｎ， ３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１♯８６， Ｇｏｔｈｅｎｂｕｒｇ， Ｓｗｅｄｅｎ， Ａｕｇｕｓｔ ２２−２６， ２０１６ Ｒ１−１６７０５８， "Ｏｎ ＰＲＡＣＨ ｐｒｅａｍｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ，" Ｅｒｉｃｓｓｏｎ， ３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１♯８６， Ｇｏｔｈｅｎｂｕｒｇ， Ｓｗｅｄｅｎ， Ａｕｇｕｓｔ ２２−２６， ２０１６

本発明の１つ以上の実施形態に従えば、無線通信方法は、複数の下りリンク（ＤＬ）信号を基地局（ＢＳ）から送信するステップと、ユーザ装置（ＵＥ）が、前記複数のＤＬ信号のうち２つ以上のＤＬ信号を受信するステップと、前記基地局が前記ＵＥへ、前記２つ以上のＤＬ信号の数を通知するステップと、前記ＵＥが、前記２つ以上のＤＬ信号の数に基づいて、前記の送信を制御するステップと、を具備し、前記２つ以上のＤＬ信号が物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースに関連しており、前記２つ以上のＤＬ信号は異なる時間に送信されることを特徴とする。

本発明の１つ以上の実施形態に従えば、基地局（ＢＳ）は、２つ以上の下りリンク（ＤＬ）信号を含む複数のＤＬ信号と、前記２つ以上のＤＬ信号の数を、ユーザ装置（ＵＥ）へ送信する送信部と、前記２つ以上のＤＬ信号の数に基づいて、前記２つ以上のＤＬ信号に対応する物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースを前記ＵＥに割り当てるプロセッサと、を具備し、前記２つ以上のＤＬ信号が物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースに関連しており、前記２つ以上のＤＬ信号は異なる時間に送信されることを特徴とする。

本発明のその他の実施形態及び利点は、説明及び図面から分かるであろう。
従来のＬＴＥ標準によるＰＳＳ／ＳＳＳフレーム構成タイプ１（ＦＤＤモード）を示す図である。 従来のＬＴＥ標準によるＰＳＳ／ＳＳＳフレーム構成タイプ２（ＴＤＤモード）を示す図である。 従来のＬＴＥ標準によるｍｍＷａｖｅ帯のＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯシステムを示す図である。 従来のＬＴＥ標準によるアナログビームフォーミングの実装を示す図である。 従来のＬＴＥ標準によるハイブリッドビームフォーミングの実装を示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態による無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態によるＤＬ信号グループとＰＲＡＣＨリソースとの間の関連性を示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態によるＤＬ信号グループとＰＲＡＣＨリソースとの間の関連性を示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態による方法と従来の方法との比較例を示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態による方法と従来の方法との比較例を示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態による方法と従来の方法との比較例を示す図である。 従来のＬＴＥ標準によるＭＩＢ中に示されるパラメータを示す図である。 本発明の１つ以上の実施形態によるＤＬ ＳＳシーケンスと関連付けられたＤＬ信号グループインデックスを示す表である。 本発明の１つ以上の実施形態による様々なＰＲＡＣＨ送信モードを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態では、本発明のより完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、これらの具体的な詳細なしに本発明を実施できることは当業者には明らかであろう。他の例では、本発明を不明瞭にすることを避けるために、周知の特徴を詳細には説明していない。

図４は、本発明の１つ以上の実施形態による無線通信システム１である。無線通信システム１は、ユーザ装置（ＵＥ）１０（ＵＥ１０＃１〜＃３）及び基地局（ＢＳ）２０を含む。無線通信システム１は、新たな無線（ＮＲ）システムであってもよい。無線通信システム１は、本明細書に記述される特定の構成に限定されず、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）システム等の任意の種類の無線通信システムであってもよい。

ＢＳ２０は、ＢＳ２０のセル内のＵＥ１０と、上りリンク（ＵＬ）及び下りリンク（ＤＬ）信号を通信してもよい。ＤＬ及びＵＬ信号は、制御信号及びユーザデータを含んでもよい。ＢＳ２０は、バックホールリンク３１を介してコアネットワーク３０とＤＬ及びＵＬ信号を通信してもよい。ＢＳ２０は、ｇＮｏｄｅＢ（ｇＮＢ）であってもよい。ＢＳ２０は、ＴＲＰと称されてもよい。例えば、無線通信システム１がＬＴＥシステムである場合、ＢＳは、ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）であってもよい。図４に示すように、ＢＳ２０は、複数のビームを用いて複数のＤＬ信号をＵＥ１０へ送信してもよい。言い換えれば、ＢＳ２０は、ビームスイーピングを用いて複数のＤＬ信号を送信してもよい。

ＢＳ２０は、アンテナ、隣接するＢＳ２０と通信するための通信インターフェース（例えば、Ｘ２インターフェース）、コアネットワークと通信するための通信インターフェース（例えば、Ｓ１インターフェース）、及びＵＥ１０との送受信信号を処理するためのプロセッサ又は回路等のＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）を具備する。ＢＳ２０の動作は、メモリに格納されたデータ及びプログラムを処理又は実行するプロセッサによって実装されてもよい。しかしながら、ＢＳ２０は、上述したハードウェア構成に限定されず、当業者に理解されるようなその他の適切なハードウェア構成によって実現されてもよい。無線通信システム１のより広いサービスエリアをカバーするように、複数のｇＮＢ２０が配備されてもよい。

ＵＥ１０は、制御情報及びユーザデータを含むＤＬ及びＵＬ信号をＭｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ （ＭＩＭＯ）テクノロジーを用いてＢＳ２０と通信してもよい。ＵＥ１０は、移動局、スマートフォン、携帯電話、タブレット、モバイルルータ、又はウェアラブル機器等の無線通信機能を有する情報処理装置であってもよい。

ＵＥ１０は、プロセッサ等のＣＰＵ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、フラッシュメモリ、及びＢＳ２０とＵＥ１０との間で無線信号を送受信するための無線通信装置を具備する。例えば、以下で説明するＵＥ１０の動作は、メモリに格納されたデータ及びプログラムを処理又は実行するＣＰＵによって実装されてもよい。しかしながら、ＵＥ１０は、上述したハードウェア構成に限定されず、例えば、以下で説明される処理を実現するための回路を用いて構成されてもよい。

本発明の１つ以上の実施形態は、Ｔｘビームのグループ（又はＤＬ信号のグループ）に対するＵＬ ＰＲＡＣＨリソースを構成し、ここで、Ｔｘビームの各グループは、同じＴｘアナログビームフォーミングを共有する。割り当てられたＰＲＡＣＨリソース上でＵＬ ＰＲＡＣＨを受信するためのＲｘアナログビームフォーミングは、ＤＬ信号グループのＴｘアナログビームフォーミングと同じであるべきである。言い換えれば、Ｔｘ／Ｒｘアナログビームフォーミングのみが一致するように、ＤＬ信号送信のＴｘビームスイーピングと、ＰＲＡＣＨ受信のＲｘビームスイーピングとの間に部分的関連性がある。本発明の１つ以上の実施形態では、ＤＬ信号は、ＳＳ、報知チャネル（ＢＣＨ）、及び復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）であってもよい。

Ｔｘビームスイーピングは、Ｔｘ電力の制限に起因して、アナログ／デジタルビームフォーミングによって生成された全ての狭ビームを異なるタイムスロットで切り替えなければならず、ビーム間の干渉を回避しなければならない。一方、Ｒｘビームスイーピングは異なり、そこでは、アナログビームフォーミングは時分割多重（ＴＤＭ）モードで切り替えられるが、複数のデジタルビームフォーミング／デジタルフィルタリングは、各アナログビームフォーミング期間内で並行して処理され得る。

図５のように、ＤＬ ＳＳ送信のビームスイーピングが図示され、そこでは、各ＳＳビームは異なるタイムスロットでそれぞれ送信される。Ｔｘビームは、Ｔｘアナログビームフォーミングによって幾つかのＤＬ信号グループに分割される。ＵＬ ＰＲＡＣＨリソースは、ＤＬ信号グループ毎に構成される。同じＴｘ／Ｒｘアナログビームフォーミングを仮定すると、Ｔｘアナログビームフォーミングを用いるＤＬ信号グループに対するＰＲＡＣＨリソースは、ＢＳ側で同じＲｘアナログビームフォーミングによって受信されるべきである。同じＲｘアナログビームフォーミングに対するＴｘ ＤＬ信号グループとＰＲＡＣＨリソースとの間の関連性は事前に定義されてもよく、又は報知システム情報（ＭＩＢ／ＳＩＢ）を通じてＵＥに通知されてもよい。Ｒｘアナログビームフォーミング毎の期間内では、並行したＲｘデジタルビームフォーミング／デジタルフィルタリング処理は、ＵＥにとってトランスペアレントであり得る。ハイブリッドＲｘアナログ／デジタルビームフォーミングによれば、ＢＳにより検出された最良のＲｘビームは、ＵＥにより選択された最良のＴｘビームと同じであろう。

Ｒｘアナログビームフォーミング毎のＰＲＡＣＨリソースは、ＰＲＡＣＨフォーマットと共に、時間オフセット、継続期間、周波数オフセットを含み、独立して構成され得る。何故ならば、各Ｔｘ／Ｒｘアナログビームフォーミングは、様々なビームカバレッジ、形状、デジタルビームフォーミングにより生成される狭ビームの数、チャネル環境を、トラフィック負荷及びユーザ分布と共に有してもよいからである。

本発明の１つ以上の実施形態によれば、ＢＳ２０は、ＤＬ信号グループに分割された複数のＤＬ信号をＵＥ１０へ送信してもよく、ＤＬ信号グループの各々にＰＲＡＣＨリソースを割り当ててもよい。図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の１つ以上の実施形態によるＤＬ信号グループとＰＲＡＣＨリソースとの間の関連性を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂの一例では、ＤＬ信号はＳＳであってもよい。本発明の１つ以上の実施形態では、ＤＬ信号グループはビームグループと称されてもよい。

本発明の１つ以上の実施形態によれば、ＢＳ２０は、ＤＬ信号グループの構成をＵＥに通知してもよい。ＢＳ２０は、ＭＩＢ及びＳＩＢの内の少なくとも１つを用いて、該構成をＵＥ１０に通知してもよい。該構成は、複数のＤＬ信号の数、ＤＬ信号グループの数、ＤＬ信号グループの各々の複数のＤＬ信号の数、及びＤＬ信号グループの各々を特定するＤＬ信号グループインデックスの内の少なくとも１つを示す。複数のＤＬ信号は、異なる複数のビームを用いてそれぞれ送信され、該構成は、複数のビームの各々を特定するビームインデックス、及びＤＬ信号グループの各々のビームインデックスの内の少なくとも１つを含む。

図５Ａに示すように、ＢＳ２０は、複数のＳＳ ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４、及びｃ１〜ｃ４を送信してもよい。ＳＳ ａ１〜ａ４はＤＬ信号グループａに分割されてもよい。ＳＳ ｂ１〜ｂ４はＤＬ信号グループｂに分割されてもよい。ＳＳ ｃ１〜ｃ４はＤＬ信号グループｃに分割されてもよい。複数のＳＳ ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４、及びｃ１〜ｃ４にはＴｘアナログビームがそれぞれ適用されてもよい。したがって、ＰＲＡＣＨリソースは、異なるＤＬ信号グループａ、ｂ、及びｃに対してそれぞれ割り当てられる。

言い換えれば、ＴＤＭモードで送信される合計１２個のビームがあり、全ての４つのビームは、同じアナログビームフォーミングを共有しており、例えば、｛ａ１，ａ２，ａ３，ａ４｝はＴｘアナログビームａを用いることによって生成され、｛ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４｝はＴｘアナログビームｂを用いることによって生成され、｛ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４｝はＴｘアナログビームｃを用いることによって生成される。｛ａ１，ａ２，ａ３，ａ４｝はＤＬ信号グループａとみなされ、｛ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４｝はＤＬ信号グループｂとみなされ、｛ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４｝はＤＬ信号グループｃとみなされる。マルチビームのＤＬ ＳＳを検出及び比較することによって、ＤＬ信号グループａ中のＤＬ ＳＳビームを特定したＵＥは、ＰＲＡＣＨリソース＿ａを割り当てられ、ＰＲＡＣＨの受信のためにＲｘアナログビームフォーミングａが用いられる。ＤＬ信号グループｂ中の最良のＤＬ ＳＳビームを見つけたＵＥに対してはＰＲＡＣＨリソース＿ｂが割り当てられ、ＰＲＡＣＨの受信のためにＲｘアナログビームフォーミングｂが用いられる。同様に、ＤＬ信号グループｃ中の最良のＤＬ ＳＳビームを見つけたＵＥに対してはＰＲＡＣＨリソース＿ｃが割り当てられ、ＰＲＡＣＨの受信のためにＲｘアナログビームフォーミングｃが用いられる。また、異なるＤＬ信号グループに対するＰＲＡＣＨリソースは、独立して構成され得、それは、以下の実施形態で説明されるであろう。

上述の従来の方法１は、あらゆるＴｘビームとＲｘビームとの間の一つずつの関係性を定義する。ＵＥは、割り当てられたＰＲＡＣＨリソースを経由してそのＰＲＡＣＨを送信するために、対象のＲｘビームのタイミング（選択されたＴｘビームと同じ）を待機しなければならない。それ故、特に、より多数のＴｘ／Ｒｘビームがあるケースでは、ＴＤＭベースのマルチビーム送信／受信のためのランダムアクセス手順には長時間かかる。

上述の従来の方法２は、Ｔｘ及びＲｘのビームフォーミング間の関連性を定義しない。Ｒｘビームフォーミングの認識なしに、共通のＰＲＡＣＨリソースが割り当てられる。ＵＥは、それらのＰＲＡＣＨを共通のリソース経由で送信する。異なるＲｘビームフォーミングを試みるためには、受信機にとって長時間かかる。しかしながら、ＲｘアナログビームフォーミングがＴｘアナログビームフォーミングと同じである場合にのみ、ＰＲＡＣＨは検出できる。Ｒｘアナログビームフォーミングが、検出されたＴｘビームのそれとは異なる場合、ダイバーシチ利得への寄与が僅かであるので、ＰＲＡＣＨの送信電力を浪費する。

上述の従来の方法と比較して、本発明の１つ以上の実施形態は以下の利点を有してもよい。
・ビーム形状、ビームカバレッジ、ユーザ分布を考慮した、ＰＲＡＣＨリソースの柔軟なネットワーク制御の構成と、ＲｘアナログＢＦの該構成と連携したＵＥ毎の送信モード、
・ＵＥ検出のビームの検出されたＴｘアナログＢＦとは異なるＲｘアナログＢＦ上の電力の浪費無し、及び、
・ＵＥ検出のビームのＴＸアナログＢＦと同じＲｘアナログＢＦを用いる継続期間に渡るＰＲＡＣＨ検出合成利得の実現。

本発明の１つ以上の実施形態による方法と従来の方法との比較が図６Ａ〜図６Ｃに図示される。図６Ａは、本発明の１つ以上の実施形態による、ＤＬ信号グループに分割された複数のＤＬ信号の送信方法を示す図である。図６Ａでは、例えば、ＵＥ１０＃１（ＵＥ１）、１０＃２（ＵＥ２）、及び１０＃３（ＵＥ３）は、ＤＬ信号ａ１（ビームａ１）、ｂ２、及びｃ３をそれぞれ受信してもよい。

本発明の１つ以上の実施形態に従えば、方法及び装置の部類が開示され、それらは、密集アンテナ／アンテナサイトのネットワーク配備において、単位面積当たりのネットワークのスペクトル効率を増加させることが可能である。方法は、アクティブな（スケジューリングされた）ユーザ端末による上りリンクでの使用のために適切に設計されたパイロットコード又は参照信号（ＲＳ）と、ネットワークによる各アンテナサイトでのより高速なユーザ検出のためのメカニズムとの併用に依拠する。設計された上りリンクのパイロットは、上りリンクのランダムアクセス手順と共に、チャネル推定のための上りリンクのサウンディング手順のために使用される。

（第１の実施例）
本発明の第１の実施例の１つ以上の実施形態では、複数のＤＬ信号グループに対するＰＲＡＣＨリソースの構成をどのように示すかが記述されてもよい。該信号化は、ＤＬ信号（ＳＳ、ＢＣＨ、ＤＭ−ＲＳ、ＭＩＢ、及びＳＩＢ）の送信のためのＤＬ信号グループの構成と、異なるＤＬ信号グループに対するＰＲＡＣＨの構成とを含む。

ＤＬ信号グループ（ビームグループ）の構成は、ＤＬ信号（ビーム）の最大数、ＤＬ信号グループの最大数、ＤＬ信号グループ毎のＤＬ信号（ビーム）の最大数、ＤＬ信号（ビーム）の総数、ＤＬ信号グループの数、ＤＬ信号グループ毎のＤＬ信号（ビーム）の数、ビームインデックス（ｂｅａｍＩｎｄｅｘ）、ＤＬ信号グループインデックス（ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ）、及びＤＬ信号グループ中のビームインデックス（ｂｅａｍＩｎｄｅｘ＿ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ）を含んでもよい。

異なるＤＬ信号グループに対するＰＲＡＣＨ構成フィールドは、
− ｒｏｏｔＳｅｑｕｅｎｃｅＩｎｄｅｘ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
− ｐｒａｃｈ＿ＣｏｎｆｉｇＩｎｄｅｘ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］であって、それは、
｛
− ｐｒａｃｈ＿ｆｏｒｍａｔ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
− ｐｒａｃｈ＿ｆｒａｍｅＩｎｄｅｘ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
− ｐｒａｃｈ＿ｓｕｂｆｒａｍｅＩｎｄｅｘ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
− ｐｒａｃｈ＿ｔｒａｓｎｍｉｓｓｉｏｎＭｏｄｅ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
− ｐｒａｃｈ＿ｄｕｒａｔｉｏｎ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
｝を含む。
− ｚｅｒｏＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＺｏｎｅＣｏｎｆｉｇ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
− ｐｒａｃｈ＿ＦｒｅｑＯｆｆｓｅｔ［ｇｒｏｕｐＩｎｄｅｘ］
を含む。

ＬＴＥでは、３ＧＰＰ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＴＳ３６．２１１−Ｔａｂｌｅ ５．７．１−２で定義されるＳＩＢ２中のパラメータ“ｐｒａｃｈ＿ＣｏｎｆｉｇＩｎｄｅｘ”は、如何なる種類のプリアンブルフォーマットが用いられるべきか、及び如何なるシステムフレーム及びサブフレームでＵＥがＰＲＡＣＨプリアンブルを送信できるかを決定する。３ＧＰＰ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＴＳ３６．２１１−Ｔａｂｌｅ ５．７．１−２で定義されるＰＲＡＣＨフォーマットは、ＰＲＡＣＨシーケンスの長さを定義する。ＳＩＢ２中のパラメータ“ｐｒａｃｈ−ＦｒｅｑＯｆｆｓｅｔ”は（ＴＤＤのためのＰＲＡＣＨフォーマットタイプと共に）ＵＥを通知し、隣接する他のセルは、何れのＰＲＢがＲＡＣＨアクセスに利用可能であるかについて認識する。ＬＴＥにおいて、ＭＩＢ中に示されるパラメータが図７に示される。例えば、開始タイミング、周波数オフセット、継続期間、ＰＲＡＣＨフォーマット、ＰＲＡＣＨシーケンス、及びＰＲＡＣＨシーケンスセットのパラメータは、ＤＬ信号グループの各々において共通の値であってもよい。

後方互換性を考慮すると、ＤＬ信号グループの構成の幾つかのパラメータは、ＭＩＢの予約フィールド中に示されてもよく、異なるＤＬ信号グループに対するＤＬ信号グループの構成及びＰＲＡＣＨの構成フィールドのパラメータ又は一部のパラメータは、ＳＩＢ２に含まれてもよい。また、ビームの最大数、ＤＬ信号グループの最大数、グループ毎のビームの最大数等の幾つかのパラメータは、信号化のオーバヘッドを抑制するために事前に定義されてもよい。信号化のオーバヘッドを抑制するために、パラメータの幾つかは黙示に示されてもよい。例えば、ＤＬ信号グループは、図８に説明されるように、ビームグループ固有のＤＬ参照信号シーケンス、又はＤＬ参照信号シーケンスのセットによって特定される。

（第２の実施例）
ランダムアクセスに対するＵＥの挙動に関しては、ＰＲＡＣＨに対する１つ又は幾つかの送信モードを定義することが可能である。本発明の第２の実施例の１つ以上の実施形態では、ＤＬ信号グループ毎のネットワーク制御のＵＬ ＰＲＡＣＨ送信モードは、トラフィック負荷、ユーザ分布、チャネル環境等を考慮して、ＭＩＢ／ＳＩＢ２中に示されてもよい。様々なＰＲＡＣＨ送信モードが図９に図示されている。ＤＬ信号グループに対して割り当てられたＰＲＡＣＨリソースの間、ＰＲＡＣＨは、反復を伴う短いシーケンス、長いシーケンス、異なるタイムスロット／シンボルでのランダムな／スケジューリングされたホッピング、異なるリソースブロック（ＲＢ）又はサブキャリアでのランダムな／スケジューリングされたホッピングを用いてもよい。

本開示は限定された数の実施形態のみに関して記載されたが、本開示の利益を有する当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく様々な他の実施形態が考案され得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

Claims (11)

1. 複数の下りリンク（ＤＬ）信号を基地局（ＢＳ）から送信するステップと、
   ユーザ装置（ＵＥ）が、前記複数のＤＬ信号のうち２つ以上のＤＬ信号を受信するステップと、
   前記基地局が前記ＵＥへ、前記２つ以上のＤＬ信号の数を通知するステップと、
   前記ＵＥが、前記２つ以上のＤＬ信号の数に基づいて、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の送信を制御するステップと、を具備し、
   前記２つ以上のＤＬ信号が前記ＰＲＡＣＨのリソースに関連しており、
   前記２つ以上のＤＬ信号は異なる時間に送信されることを特徴とする、無線通信方法。
2. 前記複数のＤＬ信号が同期信号（ＳＳ）である、請求項１に記載の無線通信方法。
3. ＰＲＡＣＨリソースの構成を示す情報を前記ＢＳが前記ＵＥに通知するステップを更に含む、請求項１に記載の無線通信方法。
4. 前記複数のＤＬ信号はＤＬ信号グループに分割され、
   前記ＤＬ信号グループのそれぞれが前記２つ以上のＤＬ信号を含み、
   前記ＰＲＡＣＨリソースの構成は、前記ＤＬ信号グループの各々の開始タイミング、周波数オフセット、継続期間、及びＰＲＡＣＨフォーマットを含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線通信方法。
5. 前記複数のＤＬ信号は、報知チャネル（ＢＣＨ）、又は復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）であることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信方法。
6. 前記開始タイミング、前記周波数オフセット、前記継続期間、及び前記ＰＲＡＣＨフォーマットのパラメータは、前記ＤＬ信号グループの各々において共通の値であることを特徴とする、請求項４に記載の無線通信方法。
7. ２つ以上の下りリンク（ＤＬ）信号を含む複数のＤＬ信号と、前記２つ以上のＤＬ信号の数を、ユーザ装置（ＵＥ）へ送信する送信部と、
   前記２つ以上のＤＬ信号の数に基づいて、前記２つ以上のＤＬ信号に対応する物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースを前記ＵＥに割り当てるプロセッサと、を具備し、
   前記２つ以上のＤＬ信号が前記ＰＲＡＣＨリソースに関連しており、
   前記２つ以上のＤＬ信号は異なる時間に送信される、基地局（ＢＳ）。
8. 前記複数のＤＬ信号が同期信号（ＳＳ）である、請求項７に記載のＢＳ。
9. 基地局（ＢＳ）から、２つ以上の下りリンク（ＤＬ）信号及び、前記２つ以上のＤＬ信号の数を受信する受信部と、
   前記２つ以上のＤＬ信号の数に基づいて、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の送信を制御するプロセッサと、を具備し、
   前記２つ以上のＤＬ信号が前記ＰＲＡＣＨリソースに関連しており、
   前記２つ以上のＤＬ信号は異なる時間に送信される、ことを特徴とするユーザ装置（ＵＥ）。
10. 前記複数のＤＬ信号が同期信号（ＳＳ）である、請求項９に記載のＵＥ。
11. 前記複数のＤＬ信号はＤＬ信号グループに分割され、
    前記ＤＬ信号グループのそれぞれが前記２つ以上のＤＬ信号を含み、
    前記受信部は、ＰＲＡＣＨリソースの構成を示す情報を前記ＢＳから受信し、
    前記ＰＲＡＣＨリソースの構成は、前記ＤＬ信号グループの各々の開始タイミング、周波数オフセット、継続期間、及びＰＲＡＣＨフォーマットを含み、
    前記開始タイミング、周波数オフセット、前記継続期間、及び前記ＰＲＡＣＨフォーマットのパラメータは、前記ＤＬ信号グループの各々において共通の値であることを特徴とする、請求項９に記載のＵＥ。