以下に添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が3GPPシステムに適用された例である。
本明細書ではLTEシステム及びLTE−Aシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。
また、本明細書では、基地局をRRH(remote radio head)、eNB、TP(transmission point)、RP(reception point)、中継機(relay)などを含む包括的な名称として使うことができる。
3GPPベース通信標準は、上位層からの情報を運ぶリソース要素に対応する下りリンク物理チャネルと、物理層によって使用されるものの上位層からの情報を運ばないリソース要素に対応する下りリンク物理信号を定義する。例えば、物理下りリンク共有チャネル(physical downlink shared channel,PDSCH)、物理ブロードキャストチャネル(physical broadcast channel,PBCH)、物理マルチキャストチャネル(physical multicast channel,PMCH)、物理制御フォーマット指示子チャネル(physical control format indicator channel,PCFICH)、物理下りリンク制御チャネル(physical downlink control channel,PDCCH)及び物理ハイブリッドARQ指示子チャネル(physical hybrid ARQ indicator channel,PHICH)が下りリンク物理チャネルとして定義されており、参照信号と同期信号が下りリンク物理信号として定義されている。パイロット(pilot)とも呼ばれる参照信号(reference signal,RS)は、gNBとUEとが互いに知っている予め定義された特別な波形の信号を意味するが、例えば、セル特定的RS(cell specific RS)、UE−特定的RS(UE−specific RS,UE−RS)、ポジショニングRS(positioning RS,PRS)及びチャネル状態情報RS(channel state information RS,CSI−RS)が下りリンク参照信号として定義される。3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層からの情報を運ぶリソース要素に対応する上りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層からの情報を運ばないリソース要素に対応する上りリンク物理信号を定義している。例えば、物理上りリンク共有チャネル(physical uplink shared channel,PUSCH)、物理上りリンク制御チャネル(physical uplink control channel,PUCCH)、物理任意接続チャネル(physical random access channel,PRACH)が上りリンク物理チャネルとして定義され、上りリンク制御/データ信号のための復調参照信号(demodulation reference signal,DMRS)と上りリンクチャネル測定に用いられるサウンディング参照信号(sounding reference signal,SRS)が定義される。
本発明で、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)はそれぞれ、DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/下りリンクACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/下りリンクデータを運ぶ時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。また、PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)はそれぞれ、UCI(Uplink Control Information)/上りリンクデータ/任意接続信号を運ぶ時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。本発明では、特に、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHに割り当てられたり、これに属した時間−周波数リソース或いはリソース要素(Resource Element,RE)をそれぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE又はPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHリソースと称する。以下では、ユーザ機器がPUCCH/PUSCH/PRACHを送信するという表現は、それぞれ、PUSCH/PUCCH/PRACH上で、或いは、を通じて、上りリンク制御情報/上りリンクデータ/任意接続信号を送信することと同じ意味で使われる。また、gNBがPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCHを送信するという表現は、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH上で、或いは、を通じて、下りリンクデータ/制御情報を送信することと同じ意味で使われる。
以下では、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RSが割り当てられた或いは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REを、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RSシンボル/搬送波/副搬送波/REと称する。例えば、トラッキングRS(tracking RS,TRS)が割り当てられた或いは設定されたOFDMシンボルは、TRSシンボルと称し、TRSが割り当てられた或いは設定された副搬送波は、TRS副搬送波と称し、TRSが割り当てられた或いは設定されたREはTRS REと称する。また、TRS送信のために設定された(configured)サブフレームを、TRSサブフレームと称する。また、ブロードキャスト信号が送信されるサブフレームを、ブロードキャストサブフレーム或いはPBCHサブフレームと称し、同期信号(例えば、PSS及び/又はSSS)が送信されるサブフレームを、同期信号サブフレーム或いはPSS/SSSサブフレームと称する。PSS/SSSが割り当てられた或いは設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REをそれぞれ、PSS/SSSシンボル/副搬送波/REと称する。
本発明でいう、CRSポート、UE-RSポート、CSI−RSポート、TRSポートとは、それぞれ、CRSを送信するように設定された(configured)アンテナポート、UE−RSを送信するように設定されたアンテナポート、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポート、TRSを送信するように設定されたアンテナポートを意味する。CRSを送信するように設定されたアンテナポートは、CRSポートによってCRSが占有するREの位置によって相互区別でき、UE−RSを送信するように設定された(configured)アンテナポートは、UE−RSポートによってUE−RSが占有するREの位置によって相互区別でき、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポートは、CSI−RSポートによってCSI−RSが占有するREの位置によって相互区別できる。したがって、CRS/UE−RS/CSI−RS/TRSポートという用語が、一定リソース領域内でCRS/UE−RS/CSI−RS/TRSが占有するREのパターンを意味する用語として用いられることもある。
図1は、3GPP無線接続網の規格に基づく端末とE−UTRANの間の無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)の制御プレーン(Control Plane)及びユーザプレーン(User Plane)の構造を示す図である。制御プレーンは端末(User Equipment;UE)とネットワークがコール(call)を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路を意味する。ユーザプレーンはアプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路を意味する。
第1の層である物理層は、物理チャネル(Physical Channel)を用いて上位層に情報送信サービス(Information Transfer Service)を提供する。物理層は上位にある媒体接続制御(Medium Access Control)層とは送信チャネル(Transport Channel)を介して連結される。この送信チャネルを介して媒体接続制御層と物理層の間でデータが移動する。送信側と受信側の物理層の間では物理チャネルを介してデータが移動する。物理チャネルは時間と周波数を無線リソースとして活用する。具体的には、物理チャネルは、下りリンクにおいて、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で変調され、上りリンクにおいては、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式で変調される。
第2の層である媒体接続制御(Medium Access Control;MAC)層は、論理チャネル(Logical Channel)を介して上位層である無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)層にサービスを提供する。第2の層のRLC層は信頼性のあるデータ送信を支援する。RLC層の機能はMAC内部の機能ブロックにより具現できる。第2の層のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層は帯域幅が狭い無線インターフェースにおいてIPv4或いはIPv6のようなIPパケットを効率的に送信するために不要な制御情報を減らすヘッダ圧縮(Header Compression)の機能を果たす。
第3の層である最下部に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層は、制御プレーンでのみ定義される。RRC層は無線ベアラ(Radio Bearer)の設定(Configuration)、再設定(Re− configuration)及び解除(Release)に関連して論理チャネル、送信チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラは端末とネットワークの間のデータ伝達のために第2の層により提供されるサービスを意味する。このために、端末とネットワークのRRC層は互いにRRCメッセージを交換する。端末とネットワークのRRC層の間にRRC連結(RRC Connected)がある場合、端末はRRC連結状態(Connected Mode)となり、そうではない場合はRRC休止状態(Idle Mode)となる。RRC層の上位にあるNAS(Non−Access Stratum)層は、セッション管理(Session Management)と移動性管理(Mobility Management)などの機能を果たす。
ネットワークから端末にデータを送信する下り送信チャネルとしては、システム情報を送信するBCH(Broadcast Channel)、ページングメッセージを送信するPCH(Paging Channel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りSCH(Shared Channel)などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージの場合、下りSCHを介して送信され、又は特の下りMCH(Multicast Channel)を介して送信されることができる。なお、端末からネットワークにデータを送信する上り送信チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するRACH(Random Access Channel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りSCH(Shared Channel)がある。送信チャネルの上位にありかつ送信チャネルにマッピングされる論理チャネル(Logical Channel)としては、BCCH(Broadcast Control Channel)、PCCH(Paging Control Channel)、CCCH(Common Control Channel)、MCCH(Multicast Control Channel)、MTCH(Multicast Traffic Channel)などがある。
図2は、3GPP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送信方法を説明する図である。
端末は、電源がオンになったり新たにセルに進入した場合は、基地局と同期を取るなどの初期セル探索(Initial cell search)作業を行う(S201)。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)を受信することによって基地局と同期を取り、セルIDなどの情報を得ることができる。その後、端末は基地局から物理放送チャネル(Physical Broadcast Channel)を受信してセル内の放送情報を得ることができる。なお、端末は初期セル探索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状態を確認することができる。
初期セル探索を終了した端末は、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel;PDCCH)及び該PDCCHに載せられた情報によって物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Control Channel;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得ることができる(S202)。
一方、基地局に最初に接続したか或いは信号送信のための無線リソースがない場合は、端末は、基地局に対して任意接続過程(Random Access Procedure;RACH)を行うことができる(S203〜S206)。このために、端末は、物理任意接続チャネル(Physical Random Access Channel;PRACH)を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し(S203及びS205)、PDCCH及び対応するPDSCHを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる(S204及びS206)。競合ベースのRACHの場合、さらに衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行うことができる。
上述した手順を行った端末は、その後、一般的な上り/下りリンク信号送信の手順として、PDCCH/PDSCH受信(S207)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)の送信(S208)を行う。特に、端末は、PDCCHを介して下りリンク制御情報(Downlink Control Information;DCI)を受信する。ここで、DCIは、端末に対するリソース割り当て情報などの制御情報を含み、その使用目的に応じてフォーマットが互いに異なる。
一方、端末が上りリンクを通じて基地局に送信したり又は端末が基地局から受信したりする制御情報は、下り/上りリンクACK/NACK信号、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)、RI(Rank Indicator)などを含む。3GPP LTEシステムの場合、端末は上述したCQI/PMI/RIなどの制御情報をPUSCH及び/又はPUCCHを介して送信することができる。
図3は、LTE/LTE−Aベースの無線通信システムにおいて、同期信号(synchronization signal,SS)の送信のための無線フレームの構造を例示する図である。特に、図3は、周波数分割デュプレックス(frequency division duplex,FDD)において同期信号及びPBCHの送信のための無線フレームの構造を例示するものであり、図3(a)は、正規CP(normal cyclic prefix)として設定された(configured)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り、図3(b)は、拡張CP(extended CP)として設定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。
以下、図3を参照して、SSをより具体的に説明する。SSは、PSS(Primary Synchronization Signal)とSSS(Secondary Synchronization Signal)とに区分される。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用いられ、SSSは、フレーム同期、セルグループID及び/又はセルのCP設定(configuration)(即ち、正規CP又は拡張CPの使用情報)を得るために用いられる。図3を参照すると、PSSとSSSは、毎無線フレームの2つの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)測定を容易にするために、GSM(Global System for Mobile communication)フレームの長さである4.6msを考慮して、サブフレーム0の第1番目のスロットとサブフレーム5の第1番目の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の第1番目のスロットの最後のOFDMシンボルとサブフレーム5の第1番目のスロットの最後のOFDMシンボルでそれぞれ送信され、SSSは、サブフレーム0の第1番目のスロットの最後から第2番目のOFDMシンボルとサブフレーム5の第1番目のスロットの最後から第2番目のOFDMシンボルでそれぞれ送信される。当該無線フレームの境界は、SSSによって検出できる。PSSは、当該スロットの最後のOFDMシンボルで送信され、SSSは、PSS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)のみを用いて、標準では特に定義していない。
PSSは5msごとに送信されるため、UEはPSSを検出することで、当該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1つであることが分かるが、当該サブフレームがサブフレーム0とサブフレーム5のうちいずれなのかは具体的に分からない。よって、UEは、PSSのみでは無線フレームの境界が認知できない。即ち、PSSのみではフレーム同期が得られない。UEは一無線フレームにおいて2回送信されるものの、互いに異なるシーケンスとして送信されるSSSを検出することで無線フレームの境界を検出する。
PSS/SSSを用いたセル(cell)探索過程を行い、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を決定したUEは、また、eNBからUEのシステム設定(system configuration)に必要なシステム情報を取得してこそ、前記eNBと通信することができる。
システム情報は、マスタ情報ブロック(Master Information Block,MIB)及びシステム情報ブロック(System Information Block,SIB)によって設定される(configured)。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の集合を含み、含むパラメータに応じてマスタ情報ブロック(Master Information Block,MIB)及びシステム情報ブロックタイプ1(System Information Block Type 1,SIB1)、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type 2,SIB2)、SIB3−SIB17に区分できる。
MIBは、UEがeNBのネットワーク(network)に初期接続(initial access)するのに必須の、最も頻繁に送信されるパラメータを含む。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設定(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を受信することで、明示的(explicit)に、DL BW、SFN、PHICH設定に関する情報が分かる。一方、PBCH受信によってUEが暗示的(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の送信アンテナ数に関する情報は、PBCHのエラー検出に用いられる16−ビットCRC(Cyclic Redundancy Check)に送信アンテナ数に対応するシーケンスをマスク(例えば、XOR演算)して、暗示的にシグナルリングされる。
SIB1は、他のSIBの時間ドメインスケジューリングに関する情報のみならず、特定のセルがセル選択に適したセルであるか否かを判断するのに必要なパラメータを含む。SIB1はブロードキャストシグナリング又は専用(dedicated)シグナリングによってUEに受信される。
DL搬送波周波数と当該システム帯域幅は、PBCHが運ぶMIBによって得ることができる。UL搬送波周波数及び当該システム帯域幅は、DL信号であるシステム情報によって得られる。MIBを受信したUEは、当該セルに対して格納された有効なシステム情報がないと、システム情報ブロックタイプ2(SystemInformationBlockType2,SIB2)が受信されるまで、MIB内のDL BWの値をUL−帯域幅(UL BW)に適用する。例えば、UEは、システム情報ブロックタイプ2(SystemInformationBlockType2,SIB2)を取得して、前記SIB2内のUL−搬送波周波数及びUL−帯域幅情報によってUEがUL送信に使用可能な全体のULシステム帯域を把握することができる。
周波数ドメインにおいて、PSS/SSS及びPBCHは、実際のシステム帯域幅とは関係なく、当該OFDMシンボルにおいてDC副搬送波を中心として、左右3個ずつ、全6個のRB、即ち、全72個の副搬送波内でのみ送信される。よって、UEは、UEに設定された(configured)下りリンク送信帯域幅とは関係なく、SS及びPBCHを検出(detect)或いは復号(decode)できるように設定される(configured)。
初期セル探索を終えたUEは、eNBへの接続を完了するために、任意接続過程(random access procedure)を行うことができる。このために、UEは、物理任意接続チャネル(physical random access channel,PRACH)を通じてプリアンブル(preamble)を送信し、PDCCH及びPDSCHを通じてプリアンブルへの応答メッセージを受信することができる。競合ベースの任意接続(contention based random access)の場合、更なるPRACHの送信、またPDCCH及びPDCCHに対応するPDSCHのような衝突解決手順(contention resolution procedure)を行うことができる。
上述したような手順を行ったUEは、その後、一般的な上りリンク/下りリンク信号送信手順として、PDCCH/PDSCH受信及びPUSCH/PUCCH送信を行うことができる。
上述した任意接続過程は、任意接続チャネル(random access channel,RACH)過程とも呼ばれる。任意接続過程は、初期接続、上りリンク同期調整、リソース割り当て、ハンドオーバーなどの用途など様々に用いられる。任意接続過程は、競合−ベース(contention-based)過程と、専用(dedicated)(即ち、非−競合−ベース)過程とに分類できる。競合−ベースの任意接続過程は、初期接続を含んで一般的に用いられ、専用任意接続過程はハンドオーバーなどに制限的に用いられる。競合−ベースの任意接続過程において、UEはRACHプリアンブルシーケンスを任意に(randomly)選択する。よって、複数のUEが同時に同一のRACHプリアンブルシーケンスを送信することが可能であり、これによって、その後に衝突解決手順が必要となる。一方、専用任意接続過程において、UEはeNBが当該UEに唯一に割り当てたRACHプリアンブルシーケンスを用いる。よって、他のUEとの衝突なく任意接続過程を行うことができる。
競合−ベースの任意接続過程は、以下の4ステップを含む。以下、ステップ1〜4で送信されるメッセージのそれぞれをメッセージ1〜4(Msg1〜Msg4)と称する。
− ステップ1:RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
− ステップ2:任意接続応答(random access response,RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
− ステップ3:レイヤ2/レイヤ3メッセージ(via PUSCH)(UE to eNB)
− ステップ4:衝突解決(contention resolution)メッセージ(eNB to UE)
専用任意接続過程は、以下の3ステップを含む。以下、ステップ0〜2で送信されるメッセージのそれぞれは、メッセージ0〜2(Msg0〜Msg2)と称する。任意接続過程の一部としてRARに対応する上りリンク送信(即ち、ステップ3)を行うこともできる。専用任意接続過程は、基地局がRACHプリアンブル送信を命令するためのPDCCH(以下、PDCCHオーダー(order))を用いてトリガされることができる。
− ステップ0:専用シグナリングによるRACHプリアンブル割り当て(eNB to UE)
− ステップ1:RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
− ステップ2:任意接続応答(RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
RACHプリアンブルを送信した後、UEは予め−設定された時間ウィンドー内で任意接続応答(RAR)の受信を試みる。具体的に、UEは、時間ウィンドー内でRA−RNTI(Random Access RNTI)を有するPDCCH(以下、RA−RNTI PDCCH)(例えば、PDCCHにおいてCRCがRA−RNTIでマスクされる)の検出を試みる。RA−RNTI PDCCH検出時に、UEは、RA−RNTI PDCCHに対応するPDSCH内に、UEのためのRARが存在するか否かを確認する。RARは、UL同期化のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス(timing advance, TA)情報、ULリソース割り当て情報(ULグラント情報)、仮り端末識別子(例えば、temporary cell−RNTI, TC−RNTI)などを含む。UEは、RAR内のリソース割り当て情報及びTA値に応じてUL送信(例えば、Msg3)を行うことができる。RARに対応するUL送信にはHARQが適用される。したがって、UEは、Msg3を送信した後、Msg3に対応する受信応答情報(例えば、PHICH)を受信することができる。
任意接続プリアンブル、即ち、RACHプリアンブルは、物理層において長さTCPの循環前置(cyclic prefix)及び長さTSEQのシーケンスからなる。TCPのTSEQは、フレーム構造と任意接続設定(configuration)に依存する。プリアンブルフォーマットは上位層によって制御される。RACHプリアンブルはULサブフレームから送信される。任意接続プリアンブルの送信は、特定の時間及び周波数リソースに制限(restrict)される。このようなリソースをPRACHリソースと呼び、PRACHリソースは、インデックス0が無線フレームにおいて低い番号のPRB及びサブフレームに対応するように、前記無線フレーム内のサブフレーム番号と、周波数ドメインにおいてPRBの増加順に番号付けられる。任意接続リソースがPRACH設定インデックスによって定義される(3GPP TS 36.211標準文書を参照)。PRACH設定インデックスは(eNBによって送信される)上位層信号によって与えられる。
LTE/LTE−Aシステムにおいて任意接続プリアンブル、即ち、RACHプリアンブルのための副搬送波間隔(Subcarrier Spacing)は、プリアンブルフォーマット0〜3の場合は1.25kHzであり、プリアンブルフォーマット4の場合は7.5kHzであると規定される(3GPP TS 36.211を参照)。
<OFDMニューマロロジー>
新RATシステムは、OFDM送信方式又はこれと類似している送信方式を用いる。新RATシステムは、LTEのOFDMパラメータとは異なるOFDMパラメータを従ってもよい。または、新RATシステムは、既存のLTE/LTE−Aのニューマロロジーをそのまま従ってもよく、より大きいシステム帯域幅(例え、100MHz)を有してもよい。または、1つのセルが複数のニューマロロジーを支援してもよい。即ち、互いに異なるニューマロロジーで動作するUEが1つのセル内で共存してもよい。
<サブフレームの構造>
3GPP LTE/LTE−Aシステムにおいて用いられる無線フレームは、10ms(307200Ts)の長さを有して、10個の均等な大きさのサブフレーム(subframe, SF)からなる。一無線フレーム内の10個のサブフレームにはそれぞれ番号が付与されてもよい。ここで、Tsはサンプリング時間を示し、Ts=1/(2048*15kHz)で表される。それぞれのサブフレームの長さは1msであり、2個のスロットからなる。一無線フレーム内で20個のスロットは0から19まで順次にナンバリングされる。それぞれのスロット長は0.5msである。一サブフレームを送信するための時間は、送信時間間隔(transmission time interval, TTI)と定義される。時間リソースは無線フレーム番号(或いは無線フレームインデックスともいう)、サブフレーム番号(或いはサブフレームインデックスともいう)、スロット番号(或いはスロットインデックス)などで分けられる。TTIとは、データがスケジュールされる間隔を意味する。例えば、現在のLTE/LTE−AシステムにおいてULグラント又はDLグラントの送信機会は1msごとに存在し、1msより短時間でUL/DLグラント機会が数回存在することはない。よって、既存のLTE/LTE−AシステムにおいてTTIは1msである。
図4は、新たな無線接続技術(new radio access technology, NR)において利用可能なスロット構造を例示する図である。
データ送信遅れを最小化するために、5世代の新RATでは、制御チャネルとデータチャネルが時間分割多重化(time division multiplexing, TDM)されるスロット構造が考慮されている。
図4において斜線領域は、DCIを運ぶDL制御チャネル(例え、PDCCH)の送信領域を示し、黒い領域は、UCIを運ぶUL制御チャネル(例え、PUCCH)の送信領域を示す。ここで、DCIはgNBがUEに伝達する制御情報であり、前記DCIは前記UEが知るべきセル設定(configuration)に関する情報、DLスケジューリングなどのDL特定的(specific)情報、またULグラントなどのようなUL特定的情報などを含んでもよい。また、UCIはUEがgNBに伝達する制御情報であり、前記UCIはDLデータに対するHARQ ACK/NACK報告、DLチャネル状態に対するCSI報告、またスケジューリング要請(scheduling request, SR)などを含んでもよい。
図4においてシンボルインデックス1からシンボルインデックス12までのシンボル領域は、下りリンクデータを運ぶ物理チャネル(例え、PDSCH)の送信に用いられてもよく、上りリンクデータを運ぶ物理チャネル(例え、PUSCH)の送信に用いられてもよい。図4のスロット構造によれば、1つのスロット内でDL送信とUL送信とが順次行われ、DLデータの送信/受信と前記DLデータに対するUL ACK/NACKの受信/送信が前記1つのスロット内で行われる。結果として、データ送信エラーが発生するとき、データの再送信までかかる時間を減らすことになり、これにつれて最終データ伝達の遅れを最小化することができる。
このスロット構造では、gNBとUEが送信モードから受信モードへの切換過程又は受信モードから送信モードへの切換過程のためのタイムギャップ(time gap)が必要である。このような送信モードと受信モードとの切換過程のためにスロット構造においてDLからULへ切り換えられる時点の一部OFDMシンボルがガード期間(guard period, GP)として設定される。
既存のLTE/LTE−AシステムにおいてDL制御チャネルは、データチャネルとTDMされ、制御チャネルであるPDCCHはシステムの全帯域に広がって送信される。しかし、新RATでは、一システムの帯域幅が少なくとも略100MHzに達することが予想されるため、制御チャネルを全帯域に広げて送信するには無理がある。UEがデータの送信/受信のために、下りリンク制御チャネルを受信するために全帯域をモニタリングすることは、UEのバッテリー消耗増大及び効率性阻害の可能性がある。よって、本発明では、DL制御チャネルがシステム帯域、即ち、チャネル帯域内の一部の周波数帯域でローカライズ(localize)されて送信されてもよく、分散(distribute)されて送信されてもよい。
NRシステムにおいて基本送信単位(basic transmission unit)はスロットである。スロット区間(duration)は正規(normal)循環前置(cyclic prefix, CP)を有する14個のシンボル、又は延長CPを有する12個のシンボルからなる。また、スロットは、使われた副搬送波間隔(Subcarrier Spacing)の関数として時間でスケーリングされる。即ち、副搬送波間隔が大きくなると、スロットの長さは短くなる。例えば、スロット当たりシンボルの数が14である場合、10msのフレーム内のスロットの数が、15kHzの副搬送波間隔に対しては10個であれば、30kHzの副搬送波間隔に対しては20個、60kHzの副搬送波間隔に対しては40個になる。副搬送波間隔が大きくなると、OFDMシンボルの長さも短くなる。スロット内のOFDMシンボルの数は、正規CPと拡張CPとで異なり、副搬送波間隔によっては異ならない。LTE用の基本時間ユニットであるTsは、LTEの基本副搬送波間隔の15kHzと最大FFTサイズの2048を考慮して、Ts=1/(15000*2048)秒と定義され、これは15kHzの副搬送波間隔に対するサンプリング時間でもある。NRシステムでは、15kHzの副搬送波間隔の他に様々な副搬送波間隔が用いられ、副搬送波間隔と当該時間長さは反比例するため、15kHzよりも大きい副搬送波間隔に対応する実際のサンプリング時間は、Ts=1/(15000*2048)秒よりも短い。例えば、副搬送波間隔の30kHz、60kHz、120kHzに対する実際のサンプリング時間はそれぞれ、1/(2*15000*2048)秒、1/(4*15000*2048)秒、1/(8*15000*2048)秒になる。
<アナログビームフォーミング(analog beamforming)>
近来、論議されている5世代移動通信システムは、広い周波数帯域を用いて、複数のユーザへの高い送信率を保持しながらデータを送信するために、高い超高周波帯域、即ち、6GHz以上のミリメートル周波数帯域を用いる方案を考慮している。3GPPでは、これをNRと称しているが、本発明ではNRシステムと称する。しかし、ミリメートル周波数帯域は、高過ぎる周波数帯域を用いることによって、距離による信号の減殺が激しく示される周波数特性を有する。よって、少なくとも6GHz以上の帯域を用いるNRシステムは、激しい伝播減殺特性を補償するために、信号送信を全方向ではなく特定方向へとエネルギーを集めて送信することで、激しい伝播減殺によるカバレッジ減少の問題を解決する狭ビーム(narrow beam)送信法を用いる。しかし、1つの狭ビームのみを用いてサービスする場合、1つの基地局がサービスできる範囲が狭くなるので、基地局は複数の狭ビームを集めて広帯域でサービスすることになる。
ミリメートル周波数帯域、即ち、ミリメートル波長(millimeter wave, mmW)帯域では、波長が短くなり、同一面積に複数のアンテナ要素(element)を取り付けることができる。例えば、1cm程度の波長の30GHz帯域では、5 by 5cmのパネル(panel)に0.5ラムダ(lamda)(波長)間隔で2−次元(dimension)配列の形態として全100個のアンテナ要素を取り付けることができる。したがって、mmWでは、複数のアンテナ要素を用いて、ビームフォーミングの利得を高めて、カバレッジを増加させたり、処理量(throughput)を高めることが考えられる。
ミリメートル周波数帯域で狭ビームを形成するための方法として、基地局やUEにおいて数多くのアンテナに適宜な位相差を用いて同信号を送信することで、特定方向のみにおいてエネルギーを高くするビームフォーミング方式が主に考慮されている。このようなビームフォーミング方式には、デジタル基底帯域(baseband)信号に位相差を形成するデジタルビームフォーミング、変調されたアナログ信号に時間遅れ(即ち、循環シフト)を用いて位相差を形成するアナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングとを両方用いるハイブリッドビームフォーミングなどがある。各アンテナ要素で送信パワー及び位相調節ができるようにトランシーバーユニット(transceiver unit, TXRU)を有すれば、各周波数リソースに対して独立したビームフォーミングが可能となる。しかし、100個余りのアンテナ要素の全てにTXRUを設けるには、コスト面において実効性が落ちる問題がある。即ち、ミリメートル周波数帯域は、激しい伝播減殺の特性を補償するために、数多くのアンテナを使用しなければならず、デジタルビームフォーミングはアンテナの数分だけRFコンポーネント(例えば、デジタルアナログコンバータ(DAC)、ミキサー(mixer)、電力増幅器(power amplifier)、線形増幅器(linear amplifier)など)が必要となるため、ミリメートル周波数帯域においてデジタルビームフォーミングを具現するためには、通信機器の値段が増加してしまう問題点がある。したがって、ミリメートル周波数帯域のように、多くのアンテナが必要な場合は、アナログビームフォーミング又はハイブリッドビームフォーミング方式が考慮される。アナログビームフォーミング方式は、1つのTXRUに複数のアンテナ要素をマッピングし、アナログ位相シフタ(analog phase shifter)でビーム(beam)の方向を調節する。かかるアナログビームフォーミング方式は、全帯域において1つのビーム方向のみを形成することができるため、周波数選択的なビームフォーミング(beamforming, BF)はできないというデメリットがある。ハイブリッドBFは、デジタルBFとアナログBFとの中間形態であって、Q個のアンテナ要素よりも少ないB個のTXRUを有する方式である。ハイブリッドBFの場合、B個のTXRUとQ個のアンテナ要素の連結方式によって差異はあるが、同時に送信可能なビームの方向はB個以下に制限される。
図5は、TXRUとアンテナ要素との接続方式の一例を示す図である。
図5(a)は、TXRUがサブアレイ(sub−array)に接続された方式を示している。この場合、アンテナ要素は1つのTXRUにのみ接続される。これとは異なり、図5(b)は、TXRUが全てのアンテナ要素に接続された方式を示している。この場合、アンテナ要素は全てのTXRUに接続される。図5において、Wはアナログ位相シフタにより乗じられる位相ベクトルを示す。即ち、Wによってアナログビームフォーミングの方向が決定される。ここで、CSI−RSアンテナポートとTXRUとのマッピングは1−to−1又は1−to−多である。
上述したように、デジタルビームフォーミングは、送信する又は受信されたデジタル基底帯域信号に対して信号処理を行うため、多重のビームを用いて同時に多方向に信号を送信又は受信することができるが、一方、アナログビームフォーミングは、送信する又は受信されたアナログ信号を変調した状態でビームフォーミングを行うため、1つのビームがカバーできる範囲を超える多方向に信号を同時に送信又は受信することができない。通常、基地局は広帯域送信又は多重アンテナ特性を用いて、同時に複数のユーザと通信を行うが、基地局がアナログ又はハイブリッドビームフォーミングを用いて、1つのビーム方向にアナログビームを形成する場合には、アナログビームフォーミングの特性から、同じアナログビームの方向内に含まれるユーザとしか通信できない。後述する本発明に係るRACHリソース割り当て及び基地局のリソース活用方案は、アナログビームフォーミング又はハイブリッドビームフォーミングの特性から生じる制約事項を反映した上で提案される。
<ハイブリッドアナログビームフォーミング(hybrid analog beamforming)>
図6は、送受信器ユニット(transceiver unit, TXRU)及び物理的アンテナの観点からハイブリッドビームフォーミングの構造を簡単に示す図である。
複数のアンテナが用いられる場合、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングとを組み合わせたハイブリッドビームフォーミング法が台頭している。このとき、アナログビームフォーミング(又は、RFビームフォーミング)は、トランシーバ(RFユニット)がプリコーディング(又は、コンバイニング)を行う動作を意味する。ハイブリッドビームフォーミングにおいて、基底帯域(baseband)ユニットとトランシーバ(RFユニット)はそれぞれプリコーディング(又は、コンバイニング)を行い、これによって、RFチェーン(chain)の数とD/A(又はA/D)コンバータの数を減らしながらもデジタルビームフォーミングに近づく性能が出せるというメリットがある。便宜のために、ハイブリッドビームフォーミングの構造は、N個のTXRUとM個の物理的アンテナとで表現できる。送信端から送信するL個のデータレイヤーに対するデジタルビームフォーミングは、N−by−L行列で表され、その後、変換されたN個のデジタル信号は、TXRUを経てアナログ信号に変換された後、M−by−N行列で表されるアナログビームフォーミングが適用される。図6において、デジタルビームの数はLであり、アナログビームの数はNである。さらに、NRシステムでは、アナログビームフォーミングをシンボル単位に変更できるように基地局を設計し、特定の地域に位置するUEにより効率的なビームフォーミングを支援する方向が考慮されている。ひいては、N個のTXRUとM個のRFアンテナを1つのアンテナパネル(panel)と定義するとき、NRシステムでは、互いに独立したハイブリッドビームフォーミングが適用可能な複数のアンテナパネルを導入する方案まで考慮されている。このように、基地局が複数のアナログビームを活用する場合、各々のUEにおいて信号受信に有利なアナログビームが異なることがあるため、少なくとも同期信号、システム情報、ページングなどについては、特定のスロット又はサブフレーム(subframe, SF)において、基地局が適用する複数のアナログビームを各シンボルで変更して、全てのUEに受信機会を与えるようにするビームスイーピング動作が考慮されている。
図7は、下りリンク送信過程において同期信号とシステム情報に対するビームスイーピング(Beam sweeping)動作を示す図である。図7において、New RATシステムのシステム情報が放送(Broadcasting)される物理的リソース又は物理的チャネルをxPBCH(physical broadcast channel)と呼ぶ。このとき、1つのシンボルにおいて互いに異なるアンテナパネルに属するアナログビーム(Analog beam)が同時に送信されることができ、各々のアナログビーム(Analog beam)のチャネルを測定するために、図7のように、特定のアンテナパネルに対応する単一アナログビーム(Analog beam)のために送信される参照信号(Reference signal;RS)であるBeam RS(BRS)を導入する方案が論議されている。このBRSは、複数のアンテナポートに対して定義されることができ、BRSの各アンテナポートは、単一アナログビーム(Analog beam)に対応することができる。このとき、BRSとは異なり、同期信号(Synchronization signal)又はxPBCHは、任意のUEが良好に受信できるように、アナログビームグループ(Analog beam group)に含まれた全てのアナログビーム(Analog beam)のために送信されてもよい。
図8は、新たな無線接続技術(new radio access technology,NR)システムのセルを例示する図である。
図8を参照すると、NRシステムでは、従来のLTEなどの無線通信システムに1つの基地局が1つのセルを形成していたこととは異なり、複数のTRPが1つのセルを構成する方案が論議されている。複数のTRPが1つのセルを構成する場合、UEをサービスするTRPが変更されても、絶えない通信が可能となり、UEの移動性を管理することが容易であるというメリットがある。
LTE/LTE−Aシステムにおいて、PSS/SSSは全−方位(omni−direction)に送信されるのに対して、mmWaveを適用するgNBがビーム方向を全−方位に回しながらPSS/SSS/PBCHなどの信号をビームフォーミングして送信する方法が考慮されている。このように、ビーム方向を回しながら信号を送信/受信することをビームスイーピング(beam sweeping)又はビームスキャニングという。本発明における「ビームスイーピング」は送信器側の行動であり、「ビームスキャニング」は受信器側の行動である。例えば、gNBが最大N個のビーム方向を持つことができると仮定すると、N個のビーム方向のそれぞれに対してPSS/SSS/PBCHなどの信号を送信する。即ち、gNBは、自分が持つことのできる又は支援しようとする方向をスイーピングしながら、それぞれの方向に対してPSS/SSS/PBCHなどの同期信号を送信する。又は、gNBがN個のビームを形成できる場合、いくつかのビームを束ねて1つのビームグループとして構成することができ、各ビームグループでPSS/SSS/PBCHが送信/受信されることができる。このとき、1つのビームグループは、1つ以上のビームを含む。同方向に送信されるPSS/SSS/PBCHなどの信号が1つのSSBと定義されてもよく、1つのセル内に複数のSSBが存在してもよい。複数のSSBが存在する場合、各々のSSBを区分するために、SSBインデックスを使用してもよい。例えば、一システムにおいて10個のビーム方向にPSS/SSS/PBCHが送信される場合、同方向へのPSS/SSS/PBCHが1つのSSBを構成することができ、当該システムでは、10個のSSBが存在することと理解されてもよい。本発明において、ビームインデックスは、SSBインデックスとして解釈されてもよい。
以下、本発明の実施例による同期信号を生成する方法及び同期信号インデックス、ハーフフレーム(Half Frame)インデックスなどの時間インデックスを指示する方法について説明する。
一方、本発明において表現する「上位ビット」及び「最上位ビット」は、最高数を最右に位置させる情報ビットの配列において左側ビットを意味する。即ち、最高数を最左に位置させる情報ビットの配列において、この情報ビットが指す値が整数の偶数であるか奇数でるかを決定する単位値となるビットであるLSB(Least Significant Bit、最下位ビット)と同じ意味として解釈されてもよい。
これと同様に、「下位ビット」及び「最下位ビット」は、最高数を最右に位置させる情報ビットの配列において右側ビットを意味する。換言すれば、最高数を最左に位置させる情報ビットの配列において、MSB(Most Significant Bit,最上位ビット)と同じ意味として解釈されてもよい。
例えば、後述する発明の内容のうち、「SFNの上位N-bit情報を取得して(例えば、S0、S1、S2)、PBCHコンテンツからその他の(10-N)bitに該当するSFN情報(例えば、S3〜S9)を取得して、全10bitのSFN情報を構成することができる」という表現がある。
これは、情報ビット列の順序において、最高数を最右に位置させる配列、即ち、(S0 S1 S2 S3 … S9)のように構成された情報ビット列において、「上位N−bit」は、左側N−bit(例えば、S0 S1 S2)を意味して、「その他の(10−N)bit」は、右側(10−N)bit(例えば、S3〜S9)を意味する。これをLSBとMSBで表現する場合には、(S9 S8 S7 … S1 S0)の順序で表現される情報ビット列においてLSB N−bitと表現する場合、ビット列は(例えば、S2 S1 S0)の順に表現され、またその他の「(10−N)bit(例えば、S3〜S9)」をMSB(10−N)bitで表現する場合、ビット列は、(S9 S8 S7 … S3)の順に表現されることができる。
1.SSブロック構成
仮に、PSSをSSブロックの前部に位置させる場合、120kHzと240kHzの副搬送波間隔を用いるとき、端末のAGC(Automatic Gain Control)動作に問題が発生する可能性がある。即ち、120kHz及び240kHzの副搬送波間隔の場合、AGC動作によって、NR−PSSの検出が良好に行えない可能性があり、これによって、以下の2つの実施例のように、SSブロック構成を変更することを考慮することができる。
(方案1)PBCH−PSS−PBCH−SSS
(方案2)PBCH−PSS−PBCH−SSS−PBCH
即ち、PBCHシンボルをSSブロックの開始部分に位置させて、PBCHシンボルをAGC動作のためのダミー(Dummy)シンボルとして使用することで、端末のAGC動作がより円滑に行えるようにすることができる。
2.SSバースト集合構成
図9は、SSブロックを配置する副搬送波間隔が120kHzのときと、240kHzのときのSSバーストセット構成を示す。図10を参照すると、120kHzと240kHzの副搬送波を有するとき、4個のSSバースト単位で所定間隔を空けて、SSバーストを構成する。即ち、0.5ms単位で0.125msの上りリンク送信のためのシンボル区間を空けて、SSブロックを配置する。
ところが、6GHz以上の周波数範囲において、60kHzの副搬送波間隔がデータ送信のために用いられてもよい。即ち、図19のように、NRではデータ送信のための60kHzの副搬送波間隔と、SSブロック送信のための120kHz又は240kHzの副搬送波間隔がマルチプレックスされることができる。
一方、図10の四角形で表示した箇所をみると、120kHzの副搬送波間隔のSSブロックと60kHzの副搬送波間隔のデータがマルチプレックスされて、120kHzの副搬送波間隔のSSブロックと60kHzの副搬送波間隔のGPと下りリンク制御領域間の衝突又は重畳が発生することが分かる。SSブロックとDL/UL制御領域の衝突は出来る限り避けた方が好ましいため、SSバースト及びSSバーストセット構成の修正が要求される。
本発明では、これを解決するためのSSバースト構成の修正方向として、2つの実施例を提案する。
第1の実施例は、図11のように、SSバーストフォーマット1とSSバーストフォーマット2の位置を変更する方法である。即ち、図10の四角形内にあるSSバーストフォーマット1とフォーマット2を取り替えることで、SSブロックとDL/UL制御領域間の衝突が発生しないようにすることができる。換言すれば、SSバーストフォーマット1が60kHzの副搬送波間隔のスロットの前部に位置して、SSバーストフォーマット2が60kHzの副搬送波間隔のスロットの後部に位置する。
上述した実施例をまとめると、以下のように表現され得る。
1)120KHzの副搬送波間隔(subcarrier spacing)
− 候補SSBの第1番目のOFDMシンボルのインデックスは{4,8,16,20,32,36,44,48}+70*nを有する。このとき、搬送波周波数が6GHzよりも大きい場合、n=0,2,4,6である。(the first OFDM symbols of the candidate SS/PBCH blocks have indexes{4, 8, 16, 20, 32, 36, 44, 48} + 70*n. For carrier frequencies larger than 6 GHz, n=0, 2, 4, 6)
− 候補SSBの第1番目のOFDMシンボルのインデックスは{2,6,18,22,30,34,46,50}+70*nを有する。このとき、搬送波周波数が6GHzよりも大きい場合、n=1,3,5,7である。(the first OFDM symbols of the candidate SS/PBCH blocks have indexes {2, 6, 18, 22, 30, 34, 46, 50} + 70*n. For carrier frequencies larger than 6 GHz, n=1, 3, 5, 7.)
2)240KHzの副搬送波間隔(subcarrier spacing)
− 候補SSBの第1番目のOFDMシンボルのインデックスは{8,12,16,20,32,36,40,44,64,68,72,76,88,92,96,100}+140*nを有する。このとき、搬送波周波数が6GHzよりも大きい場合、n=0,2である。(the first OFDM symbols of the candidate SS/PBCH blocks have indexes {8, 12, 16, 20, 32, 36, 40, 44, 64, 68, 72, 76, 88, 92, 96, 100} + 140*n. For carrier frequencies larger than 6 GHz, n=0, 2)
− 候補SSBの第1番目のOFDMシンボルのインデックスは{4,8,12,16,36,40,44,48,60,64,68,72,92,96,100,104}+140*nを有する。このとき、搬送波周波数が6GHzよりも大きい場合、n=1,3である。(the first OFDM symbols of the candidate SS/PBCH blocks have indexes {4, 8, 12, 16, 36, 40, 44, 48, 60, 64, 68, 72, 92, 96, 100, 104} + 140*n. For carrier frequencies larger than 6 GHz, n=1, 3)
第2の実施例は、図12のように、SSバーストセット構成を変更する方法である。即ち、SSバーストセットはSSバーストセットの開始境界と60kHzの副搬送波間隔スロットの開始境界が整列されるように、即ち、一致するように構成される。
具体的に、SSバーストは1msの間に局部的に配置されるSSブロックで構成される。よって、1msの間、120kHzの副搬送波間隔のSSバーストは、16個のSSブロックを有して、240kHzの副搬送波間隔のSSバーストは、32個のSSブロックを有することになる。このようにSSバーストを構成すると、SSバーストの間に60kHzの副搬送波間隔を基準として1つのスロットがギャップ(gap)として割り当てられる。
上述した第2の実施例をまとめると、以下のようである。
1)120KHzの副搬送波間隔(subcarrier spacing)
− 候補SSBの第1番目のOFDMシンボルのインデックスは{4,8,16,20}+28*nを有する。このとき、搬送波周波数が6GHzよりも大きい場合、n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12,13,15,16,17,18である。(the first OFDM symbols of the candidate SS/PBCH blocks have indexes {4, 8, 16, 20} + 28*n. For carrier frequencies larger than 6 GHz, n=0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18)
2)240KHzの副搬送波間隔(subcarrier spacing)
− 候補SSBの第1番目のOFDMシンボルのインデックスは{8,12,16,20,32,36,40,44}+56*nを有する。このとき、搬送波周波数が6GHzよりも大きい場合、n=0,1,2,3,5,6,7,8である。(the first OFDM symbols of the candidate SS/PBCH blocks have indexes {8, 12, 16, 20, 32, 36, 40, 44} + 56*n. For carrier frequencies larger than 6 GHz, n=0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8.)
3.5ms区間において実際に送信されるSS/PBCHブロックを指示する方法(The indication of actually transmitted SS/PBCH block within 5ms duration)
一方、ネットワーク環境によってはSSブロック送信のための候補の数には制限があり得る。例えば、SSブロックが配置される副搬送波間隔に応じて候補の数が異なる。この場合、実際に送信されるSSブロックの位置をCONNECTED/IDLEモードでUEに知らせることができる。このとき、実際に送信されるSSブロックの位置を知らせるActual transmitted SS/PBCH block indicationは、サービングセルのためにはリソース活用の目的、例えば、レートマッチングのために使用されることができ、隣接セルのためには当該リソースに関連する測定のために使用されることができる。
サービングセルに関連して、UEが送信されないSSブロックに対して正確に認知できる場合、UEは送信されないSSブロックの候補リソースを介してページング又はデータのような他の情報が受信可能であることを認知することができる。このようなリソースの柔軟性のために、サービングセルにおいて実際に送信されるSSブロックは正確に指示される必要がある。
即ち、SSブロックが送信されるリソースでは、ページング又はデータのような他の情報を受信することができないため、実際にSSブロックが送信されないSSブロックによって他のデータ又は他の信号を受信して、リソース活用の効率性を高めるために、UEはSSブロックが実際に送信されないSSブロック候補に対して認知する必要があるのである。
よって、サービングセルで実際に送信されるSSブロックを正確に指示するために、4、8又は64ビットのフールビットマップ情報が求められる。このとき、ビットマップに含まれるビットサイズは各周波数範囲において最大に送信可能なSSブロックの数によって決定されることができる。例えば、5ms区間において実際に送信されるSSブロックを指示するために、3GHzから6GHzの周波数範囲では8ビットが要求され、6GHz以上の周波数範囲では64ビットが要求される。
サービングセルにおいて実際に送信されるSSブロックのためのビットはRMSI又はOSIで定義されることができ、RMSI/OSIはデータ又はページングのための設定情報を含む。Actual transmitted SS/PBCH block indicationは下りリンクリソースのための設定と関連するため、RMSI/OSIが実際に送信されるSSブロック情報を含むことに帰結され得る。
一方、隣接セル測定のために隣接セルのActual transmitted SS/PBCH block indicationが求められる。即ち、隣接セルの測定のために隣接セルの時間同期情報を取得する必要があるが、NRシステムのTRP間の非同期送信を許容するように設計する場合、隣接セルの時間同期情報を知らせても、その情報の正確性は状況に応じて異なり得る。よって、隣接セルの時間情報を知らせるときには、TRP間の非同期送信を仮定しながらもUEに有効な情報として、その時間情報の単位が決定される必要がある。
ただし、リストされたセル(listed cell)が多い場合、フルビットマップタイプの指示子は、シグナリングオーバーヘッドを過度に増加させる恐れがある。よって、シグナリングのオーバーヘッドを減少させるために、多様に圧縮されたタイプの指示子を考慮してもよい。一方、隣接セルの測定のためのみならず、シグナリングオーバーヘッドを減少させるために、サービングセルが送信するSSブロックのための指示子として圧縮されたタイプの指示子を考慮してもよい。換言すれば、後述するSSブロック指示子は、隣接セル及びサービングセルの実際に送信されるSSブロック指示のために使用されることができる。また、上述のように、SSバーストは各副搬送波による1つのスロットに含まれたSSブロックの集合を意味してもよいが、後述する実施例に限って、SSバーストはスロットには関係なく、所定数のSSブロックをグループしたSSブロックグループを意味してもよい。
図13に示された1つの実施例によると、SSバーストが8個のSSブロックで構成されると仮定する場合、64個のSSブロックが位置可能な6GHz以上の帯域で全8個のSSバーストが存在することができる。
ここで、SSブロックをSSバーストでグループすることは、64ビットの全体ビットマップを圧縮するためである。64ビットのビットマップ情報の代わりに、実際に送信されるSSブロックを含むSSバーストを指示する8ビット情報を用いることができる。仮に、8ビットのビットマップ情報がSSバースト#0を指示する場合、SSバースト#0は、実際に送信されるSSブロックを1つ以上含むことができる。
ここで、UEにSSバースト当たり送信されるSSブロックの数をさらに指示するための追加情報を考慮してもよい。追加情報によって指示されるSSブロックの数だけ各SSバーストに局部的にSSブロックが存在してもよい。
よって、追加情報によって指示されるSSバースト当たり実際に送信されるSSブロックの数、及び実際に送信されるSSブロックを含むSSバーストを指示するためのビットマップを組み合わせて、UEは、実際に送信されるSSブロックを推定することができる。
例えば、以下の表1のように指示されることを仮定することができる。
即ち、表1によると、8ビットのビットマップによってSSバースト#0、#1、#7にSSブロックが含まれていることが分かり、追加情報によって各SSバーストに4個のSSブロックが含まれていることが分かるため、結局、SSバースト#0、#1、#7の前に4個の候補位置によってSSブロックが送信されることを推定することができる。
一方、上述した例とは異なり、追加情報もビットマップ形式で伝達することで、SSブロックが送信される位置の柔軟性を持たせることができる。
例えば、SSバースト送信に関する情報は、ビットマップで指示して、SSバースト内に送信されるSSブロックをその他のビットで指示する方法がある。
即ち、全64個のSSブロックを各々8個のSSバースト(即ち、SSブロックグループ)に区分して、8ビットのビットマップ送信としていずれのSSバーストが使用されるかを端末に知らせる。図13のようにSSバーストを定義すると、副搬送波間隔が60kHzであるスロットとマルチプレックスする場合、SSバーストと60kHzの副搬送波を有するスロットの境界が整列されるメリットがある。よって、ビットマップとしてSSバーストを使用するか否かを指示すると、6Ghz以上の周波数帯域では、全ての副搬送波間隔に対してスロット単位でSSブロックの送信可否を端末が認知することができる。
ここで、上述した例示と異なる点は、追加情報をビットマップ方式で知らせることである。この場合、各々のSSバーストに含まれた8個のSSブロックに対してビットマップ情報を送信しなければならないため、8ビットが必要であり、当該追加情報は全てのSSバーストに共通して適用される。例えば、SSバーストに対するビットマップ情報によって、SSバースト#0とSSバースト#1が使用されることが指示され、SSブロックに対する追加ビットマップ情報によって、SSバーストにおいて第1番目と第5番目のSSブロックが送信されることが指示された場合、SSバースト#0とSSバースト#1はいずれも第1番目と第5番目のSSブロックが送信され、実際に送信されるSSブロックの全4個になる。
一方、いくつかの隣接セルはセルリストに含まれていなくてもよいが、セルリストに含まれていない隣接セルは、実際に送信されるSSブロックのための基本フォーマット(default format)を使用する。このような基本フォーマットを用いることで、UEは、リストに含まれていない隣接セルに対する測定を行うことができる。このとき、上述した基本フォーマットは予め定義されるか、ネットワークによって設定されてもよい。
一方、サービングセルで送信される実際に送信されるSSブロックに関する情報と、隣接セルで送信される実際に送信されるSSブロックに関する情報とがかち合う場合、端末はサービングセルで送信されるSSブロック情報を優先して、実際に送信されるSSブロックに関する情報を取得することができる。
即ち、実際に送信されるSSブロックに関する情報がフルビットマップタイプと、グルーピングタイプで受信された場合、フルビットマップタイプの情報の精度が高い可能性が大きいため、フルビットマップタイプの情報を優先して、SSブロック受信に利用することができる。
4.システムフレームナンバー、ハーフフレーム境界(System Frame Number、Half frame boundary)
SFN情報下位N−bitsは、PBCHペイロードで伝達され、上位M−bitは、PBCHスクランブリングシーケンスで伝達される。一方、SFN情報の上位M−bitsのうち最上位1−bitは、PBCH DMRS、NR−SSS又はSS blockの時間/周波数位置の変化で伝達される。さらに、ハーフ無線フレーム(5ms)境界に関する情報は、PBCH DMRS、NR−SSS又はSS blockの時間/周波数位置の変化で伝達されることができる。
ここで、「上位bit」及び「最上位bit」は、情報ビット列において最高数を最右に位置させる場合における左側ビットを意味する。これは、情報ビット列において最高数を最左に位置させる配列において、整数の偶数であるか奇数であるかを決定する単位値となるビットであるLSB(Least Significant Bit,最下位ビット)と同じ意味として解釈されてもよい。
また、「下位bit」及び「最下位bit」は、情報ビット列において最高数を最右に位置させる場合における右側ビットを意味する。これは、情報ビット列において最高数を最左に位置させる配列において、MSB(Most Significant Bit,最上位ビット)と同じ意味として解釈されてもよい。
実施例1−1
特定のSSブロックに含まれたNR−PBCHで伝達するコンテンツが80msごとに変更されるとき、NB−PBCHコンテンツには、80ms内で変更されていない情報が含まれる。例えば、PBCH TTI(80ms)範囲においてPBCHコンテンツに含まれるSFN情報はいずれも同一であり、そのために、10bit SFN情報のうち、PBCHコンテンツには下位7−bits情報が含まれ、フレーム境界(10ms)を区分する上位3bit情報は、PBCHスクランブリングシーケンスなどに含まれる。
実施例1−2
特定のSSブロックに含まれたNR−PBCHで伝達するコンテンツが80msごとに変更されるとき、NB−PBCHコンテンツには、80ms内で変更されていない情報が含まれる。例えば、PBCH TTI(80ms)範囲においてPBCHコンテンツに含まれるSFN情報はいずれも同一であり、そのために、10bit SFN情報のうち、PBCHコンテンツには下位7bits情報が含まれ、フレーム境界(10ms)を区分する上位3bit情報のうち、下位2bits情報はPBCHスクランブリングシーケンスに含まれ、最上位1bit情報はPBCHコンテンツ、CRC、スクランブリングシーケンスなど、PBCHチャネルコーディングとは区別される他の信号又はチャネルを用いて送信する。例えば、PBCHチャネルコーディングに関する部分とは区分される他の信号としては、PBCH DMRSが用いられ、DMRSシーケンス、DMRS RE位置、DMRSシーケンスto REマッピング変更、SSブロック内シンボル位置変更、SSブロックの周波数位置変更などを情報として用いることができる。
具体的に、DMRSシーケンスが用いられる場合、DMRS送信される2つのOFDMシンボルの位相差、例えば、Orthogonal code coverを用いる方法を考慮してもよい。また、DMRSシーケンスが用いられる場合、初期値を変更する方法を考慮してもよい。具体的には、Goldシーケンスに用いられる2つのm−sequenceのうち、一方のm−sequenceの初期値は固定して、他方のm−sequenceの初期値をcell−ID及び他の情報を用いて変更した場合、固定した初期値を用いたm−sequenceに送信しようとする情報を用いて初期値を変更する方法を導入することができる。
より具体的に、10ms境界情報を示す1bitによって、既存の固定した初期値(例えば、[1 0 0 … 0])にさらに他の初期値(例えば、[0 1 0 … 0])を導入することで、20ms範囲において2つの初期値を10ms単位に変更することが考えられる。他の方法としては、一方のm−sequenceは固定した初期値をそのまま用いて、他方のm−sequenceの初期値に送信しようとする情報を追加する方法が考えられる。
また、DMRS RE位置を用いる場合、情報に応じて、DMRSの周波数軸位置を変更する、v−shift方法を適用してみてもよい。具体的に、20ms範囲において0msと10ms送信時にRE位置を異ならせて配置するが、DMRSが4REごとに配置されるとき、2RE単位でシフトする方案を導入することができる。
また、PBCH DMRSシーケンスがREにマッピングされる方式を変更する方法を適用してもよい。具体的に、0msの場合、最初のREからシーケンスをマッピングして、10msの場合、シーケンスに他のマッピング方法を適用するが、例えば、最初のREにシーケンスを逆にマッピングするか、最初のOFDMシンボルの中間REからマッピングするか、2番目のOFDMシンボルの最初のREからマッピングするなどの方法を適用してもよい。また、SSブロック内においてPSS−PBCH−SSS−PBCHなどの順序配置を他の配置に変更する方案も考えられる。例えば、基本的に、PBCH−PSS−SSS−PBCHなどで配置するものの、0msと10msにおいて互いに異なる配置方法を適用する。また、SSブロック内においてPBCHデータがマッピングされるRE位置を変更する方法を適用してもよい。
実施例1−3
ハーフフレーム境界を指示する1bit情報は、PBCHコンテンツ、CRC、スクランブリングシーケンスなどPBCHチャネルコーディングに関する部分とは区分される他の信号又はチャネルなどを用いて送信することができる。例えば、PBCHチャネルコーディングとは区別される他の信号としては、実施例1−2と同様に、PBCH DMRSが用いられてもよく、DMRSシーケンス、DMRS RE位置、DMRSシーケンス to REマッピング変更、SSブロック内シンボル位置変更、SSブロックの周波数位置変更などを情報として用いてもよい。特に、これは、10ms範囲において0msと5ms境界に変更されるときに適用することができる。
さらに、ハーフフレーム境界情報及びSFN最上位1bit情報を含む20ms範囲において、5ms単位の時間変更情報のために、実施例1−2で提示した方法のように、DMRSシーケンス、DMRS RE位置、DMRSシーケンス to REマッピング変更、SSブロック内シンボル位置変更、SSブロックの周波数位置変更などを情報として用いてもよい。これは、20ms範囲において、0、5、10、15msの境界で時間情報が変更されるときに適用することができる。
実施例1−4
一方、実施例1−4において、「上位bit」及び「最上位bit」は情報ビット列において、最高数を最右に位置させる場合における左側ビットを意味する。これは、情報ビット列において、最高数を最左に位置させる配列において、整数の偶数であるか奇数であるかを決定する単位値となるビットであるLSB(Least Significant Bit,最下位ビット)と同じ意味として解釈されてもよい。
また、「下位bit」及び「最下位bit」は、情報ビット列において、最高数を最右に位置させる場合における右側ビットを意味する。これは、情報ビット列において、最高数を最左に位置させる配列において、MSB(Most Significant Bit,最上位ビット)と同じ意味として解釈されてもよい。
1つのPBCHが全N REsからなるとき、PBCHデータ送信のために、M(<N)REsが割り当てられ、QPSK変調が用いられる場合、スクランブリングシーケンスの長さは2*Mとなる。全L個の互いに異なる2*M長さのスクランブリングシーケンスを生成する方法は、全L*2*M長さの長いシーケンスを生成して2*M単位で区分して、L個のシーケンスを生成する。スクランブリングシーケンスとしてはPNシーケンスが用いられ、Gold sequence及びM sequenceなどが用いられてもよい。具体的に、長さ31のGold sequenceが用いられてもよい。PNシーケンスを初期化する値としては、少なくともセルIDが用いられ、PBCH DMRSから取得したSSブロックインデックスがさらに用いられてもよい。SSブロックインデックスからスロットナンバー及びOFDMシンボルが類推される場合、スロットナンバー/OFDMシンボルナンバーが用いられてもよい。さらに、ハーフ無線フレーム境界情報を初期化値として用いてもよい。さらに、SFN情報のうち一部bitをコンテンツやスクランブリングシーケンスなど、チャネルコーディングとは区別される信号又はチャネルとして取得できる場合、該当SFN情報は、スクランブリングシーケンスの初期化値として用いてもよい。
スクランブリングシーケンスの長さは、SFN情報のうち、スクランブリングシーケンスで伝達されるビットの長さに応じて決定される。例えば、SFN情報のうち3bitの情報がスクランブリングシーケンスで伝達される場合、8つの状態が表現される必要があるが、このために、全8*2*M長さのシーケンスが要求される。これと同様に、2bit情報が伝達される場合には、全2*2*M長さのシーケンスが要求される。
PBCHコンテンツとCRCを含むbit列は、ポーラーコード(Polar code)を用いてエンコードされて、長さ512の符号化されたビットが生成される。符号化されたビットは、スクランブリングシーケンスの長さより短いが、長さ512の符号化されたビットを数回繰り返してスクランブリングシーケンス長さと同じ長さのbit列にする。この後、繰り返された符号化されたビットをスクランブリングシーケンスに掛け算して、QPSK変調を行う。変調されたシンボルは、長さM単位に分割して、PBCH REにマッピングする。
例えば、図14を参照して説明すると、SFN情報のうち3bitの情報がスクランブリングシーケンスで伝達される場合、10msごとにスクランブリングシーケンスを変更するために、長さM単位の変調されたシンボルシーケンスを10ms単位で送信する。このとき、10ms単位で送信されるそれぞれの変調されたシンボルは互いに異なる。SSバースト集合の周期が5msの場合、10ms範囲に含まれた2回の5ms送信周期の間には、同一の変調されたシンボルシーケンスを送信する。端末がハーフ無線フレーム(5ms)境界情報を取得可能な場合は、10ms範囲で2回送信されたPBCHの情報を結合することができ、80ms範囲で10ms単位で送信される8つのスクランブリングシーケンスを検索するために、全8回のブラインドデコーディングを行う。このとき、端末は、PBCHではない他のチャネルのデコーディングを行い、ハーフフレーム境界1bit情報(例えば、C0)を取得する。また、端末は、PBCHブラインドデコーディングを行い、SFNの上位N-bit情報を取得して(例えば、S0、S1、S2)、PBCHコンテンツからその他の(10-N)bitに該当するSFN情報(例えば、S3〜S9)を取得して、全10bitのSFN情報を構成することができる。
また他の例として、SFN情報のうち3bit情報がスクランブリングシーケンスによって伝達され、ハーフフレーム境界情報がPBCHコンテンツに含まれる場合、10ms送信周期では同一のコンテンツが含まれるが、5msオフセットがあるPBCHコンテンツはハーフフレーム境界情報1bitが異なるため、5msごとに異なるコンテンツが送信され得る。即ち、ハーフフレーム境界情報1bitによって2つのコンテンツが構成され、基地局は2つのコンテンツをそれぞれエンコードし、それぞれに対して、bit繰り返し、スクランブリング、変調などを行う。
端末が5ms境界情報を取得できなかった場合、5msごとに送信された信号の結合を行うことは難しく、その代わりに、10msごとに行った8回のブラインドデコーディングを5msオフセットでも同様に行う。即ち、端末は、最小8回のブラインドデコーディングを行い、SFNの上位N−bits情報を取得して(例えば、S0、S1、S2)、PBCHコンテンツからその他の10−N bitsに該当するSFN情報(例えば、S3〜S9)のみならず、ハーフ無線フレーム境界1bit情報(例えば、C0)を取得する。換言すれば、取得したbit情報を構成して、5ms単位の時間情報を取得することができる。
これと同様に、SFN情報のうち2bitの情報がスクランブリングシーケンスによって伝達される場合、20msごとにスクランブリングシーケンスが変更され、20ms範囲に含まれた4回の5ms送信周期の間には同一の変調されたシンボルシーケンスを送信する。端末がハーフフレーム境界情報及びSFNの最上位1bit情報を取得できる場合、20ms範囲で受信した4回のPBCHを結合することができ、20msごとに4回のブラインドデコーディングを行う。このとき、端末の受信複雑度は、ハーフフレーム境界情報及びSFN最上位bit情報を取得することで増加し得るものの、PBCHブラインドデコーディングの複雑度を低下することができ、PBCH結合を最大16回行うことができるため、検出性能の向上が期待できる。このとき、端末は、PBCHではない他のチャネルのデコーディングを行い、ハーフフレーム境界1bit情報(例えば、C0)及びSFNの最上位1bit情報(例えば、S0)を取得する。
端末は、PBCHブラインドデコーディングを行い、SFNの最上位1bit以後の上位(N−1)−bit情報を取得して(例えば、S1、S2)、PBCHコンテンツからその他の10−N bitに該当するSFN情報(例えば、S3〜S9)を取得する。これからハーフ無線フレーム境界情報(例えば、C0)及び全10bitのSFN情報(S0〜S9)を構成することができ、このように取得した時間情報は5ms単位を提供する。このとき、5ms範囲において複数のSSブロックが送信され得るが、5ms範囲におけるSSブロック位置は、PBCH DMRS及びPBCHコンテンツから取得することができる。
一方、SFN情報のうち2ビット(例えば、S1、S2)の情報がスクランブリングシーケンス(scrambling sequence)によって伝達され、SFN情報のうち最上位1ビット(例えば、S0)の情報とハーフフレーム境界1bit(例えば、C0)は、PBCHコンテンツから伝達される場合、20ms範囲で5msごとにPBCHコンテンツの内容が変更されることで(例えば、S0、C0)、4つの情報ビット集合(information bit set)が生成され、各情報ビット集合(information bit set)は、各情報ビット集合ごとにチャネルコーディング過程を行う。
また他の例として、SFN情報10bitとハーフフレーム境界情報1bitをPBCHコンテンツに含ませてもよい。この場合、SFN上位3bit(例えば、S0、S1、S2)及びハーフフレーム1bit(例えば、C0)を除くPBCHコンテンツは、PBCH TTI(例えば、80ms)の間には変更されない。但し、SFN上位3bit(例えば、S0、S1、S2)及びハーフフレーム1bit(例えば、C0)情報は、5ms単位に変更される。これによって、PBCH TTI(例えば、80ms)区間では、16つのPBCH情報ビット集合(information bit set)が生成され得る。
また、PBCHペイロード(payload)に含まれた情報ビット(information bit)において、SFN情報の一部ビット(例えば、S1、S2)を除く情報ビット及びCRCにスクランブリングシーケンス(Scrambling sequence)が適用される。このとき、スクランブリングシーケンス(Scrambling sequence)としては、ゴールドシーケンスのようなPNシーケンスが用いられる。また、スクランブリングシーケンスは、セルIDによって初期化されることができる。
一方、スクランブリングされるビット数をMとするとき、M*N長さのシーケンスを生成して、シーケンスの要素(element)が重ならないように、長さMのシーケンスをN個に分割して、SFN情報のうち一部のビット(例えば、S1、S2)が変更される順序に従って、以下の例示のように、長さMのシーケンスをN個のシーケンスの各々に対するスクランブリングシーケンスとして用いる。
(例示)
− (S2,S1)=(0,0)であるとき、0〜M−1のシーケンス列をスクランブリングシーケンスとして用いる
− (S2,S1)=(0,1)であるとき、M〜2M−1のシーケンス列をスクランブリングシーケンスとして用いる
− (S2,S1)=(1,0)であるとき、2M〜3M−1のシーケンス列をスクランブリングシーケンスとして用いる
− (S2,S1)=(1,1)であるとき、3M〜4M−1のシーケンス列をスクランブリングシーケンスとして用いる
上述によれば、PBCH TTI(例えば、80ms)区間で生成される16つのPBCH情報ビット集合(information bit set)のうち、20ms範囲で送信される4つのPBCH情報ビット集合(information bit set)には、同一のスクランブリングシーケンス(scrambling sequence)が用いられ、次の20ms範囲で送信される4つのPBCH情報ビット集合(information bit set)には、前の20ms範囲で送信される4つのPBCH情報ビットで用いられたスクランブリングシーケンスとは異なるスクランブリングシーケンス(scrambling sequence)が用いられる。
この後、上述のように、スクランブリングシーケンスを用いてスクランブリングが行われた16つのPBCH情報ビット集合(information bit set)のそれぞれにチャネルコーディング(channel coding)が行われ、チャネルコーディングによって符号化されたビット(encoded bit)に2番目のスクランブリングシーケンスが適用される。即ち、16つのPBCH情報ビット集合に、上述のような方式によって、1番目のスクランブリングシーケンスを適用してスクランブリングを行った後、チャネルコーディングが行われ、それによって、取得した符号化されたビットに2番目のスクランブリングシーケンスを適用する。このとき、2番目のスクランブリングシーケンスとしては、ゴールドシーケンスのようなPNシーケンスが用いられ、2番目のスクランブリングシーケンスは、セルID及びPBCH DMRSで伝達さえるSSブロックインデックス3bitによって初期化されることができる。
特定のSSブロックインデックスと関連して送信されるPBCHコンテンツの符号化されたビット(encoded bit)には、送信時点によって同一のスクランブリングシーケンス(scrambling sequence)が用いられてもよい。
一方、ハーフフレーム境界情報によって、5ms単位に変更されたスクランブリングシーケンスを適用してもよい。例えば、スクランブリングされる符号化されたビットの数をKとするとき、2*K長さのシーケンスを生成して、シーケンスの要素が重ならないようにそれぞれ長さKの2個のシーケンスに分割して、それぞれのハーフフレーム境界情報に適用する。上述した方法によれば、10ms区間で送信されるPBCHをソフトコンバイニング(soft combining)するとき、干渉(interference)をランダム(randomization)に分散することで、性能を改善することができる。
一方、2番目のスクランブリングシーケンスの候補シーケンスに関する情報がない場合、UEは候補シーケンスとして可能なスクランブリングシーケンス(scrambling sequence)が送信されたと仮定して、数回デコーディングを行うことができる。
一方、ハーフフレーム境界情報1bitは、PBCHコンテンツ、CRC、スクランブリングシーケンスなど、PBCHチャネルコーディングに関する部分とは異なる信号及び/又はチャネルなどを用いて送信されてもよい。
例えば、PBCH DMRSを活用して、ハーフフレーム境界情報1bitを送信してもよく、 DMRSシーケンス、DMRS RE位置(position)、DMRSシーケンスをREにマッピングする方法、又は順序の変更、SSブロック内のPSS/SSS/PBCHのシンボル位置変更、SSブロックの周波数位置変更、SS又はPBCH OFDMシンボルの極性反転などを活用して、ハーフフレーム境界情報1bitを送信することができる。これに関する詳細については、後述する。
PBCHデコーディングを行う前に、UEがハーフフレーム境界情報を取得する場合、UEは、取得されたハーフフレーム境界情報に対応するスクランブリングシーケンスを用いてデ−スクランブリング(de−scrambling)を行うことができる。
5.SSブロック時間インデックス
ここで、SSブロック時間インデックスを指示する方法について説明する。
SSブロック時間インデックスのうち一部はPBCH DMRSのシーケンスで伝達され、その他のインデックスはPBCHペイロードで伝達される。このとき、PBCH DMRSシーケンスで伝達されるSSブロック時間インデックスはN−bitsの情報であり、PBCHペイロードで伝達されるSSブロック時間インデックスはM−bitsの情報である。周波数範囲の最大SSブロックの数をL−bitsとするとき、L−bitはM−bitとN−bitsの和となる。5ms範囲で伝達され得る全H(=2^L)状態をグループA、PBCH DMRSシーケンスで伝達されるN−bitsが表現可能なJ(=2^N)状態をグループB、PBCHペイロードで伝達されるM−bitsが表現可能なI(=2^M)状態をグループCとするとき、グループAの状態数Hは、グループBの状態数JとグループCの状態数Cの積で表現できる。このとき、グループB又はグループCのうち1つのグループに属した状態は、0.5ms範囲内では最大P(このとき、Pは1又は2)個を表現することができる。一方、本発明で言うグループは、説明の便宜のために使用して、様々な形態で表現することができる。
一方、PBCH DMRSシーケンスで伝達される状態の数は、3GHz以下の周波数範囲では4個、3GHz〜6GHzの周波数範囲では8個、6GHz以上の周波数範囲では8個となる。6GHz以下の帯域では15kHz及び30kHz副搬送波間隔が用いられるが、このとき、15kHz副搬送波間隔が用いられる場合、0.5ms範囲内で最大1個の状態が含まれ、30kHz副搬送波間隔が用いられる場合、0.5ms範囲内で最大2個の状態が含まれる。6GHz以上の帯域において120kHz及び240kHz副搬送波間隔が用いられるが、このとき、120kHz副搬送波間隔が用いられる場合、0.5ms範囲内で最大1個の状態が含まれ、240kHz副搬送波間隔が用いられる場合、0.5ms範囲内で最大2個の状態が含まれる。
図15(a)、(b)のそれぞれは、15kHz/30kHz副搬送波間隔を用いる場合と、120kHz/240kHz副搬送波間隔を用いる場合、0.5ms範囲に含まれるSSブロックを示す。図15のように、15kHz副搬送波間隔の場合、0.5ms範囲には1個、30kHz副搬送波間隔の場合には2個、120kHz副搬送波間隔の場合には8個、240kHz副搬送波間隔の場合には16個のSSブロックが含まれる。
15kHz及び30kHz副搬送波間隔の場合、0.5ms内に含まれるSSブロックのインデックスは、PBCH DMRSシーケンスに送信されるインデックスと1対1でマッピングされることができる。PBCHペイロードには、SSブロックインデックスを指示するための指示子ビットが含まれてもよいが、6GHz以下の帯域ではSSブロックインデックスのためのビットとして解釈されず、他の目的の情報として解釈されてもよい。例えば、カバレッジ拡張の目的として用いられてもよく、SSブロックに関連する信号又はリソースの繰り返し回数を伝達する目的として用いられてもよい。
PBCH DMRSシーケンスは、セルIDとSSブロックインデックスで初期化されるとき、15kHz及び30kHz副搬送波の場合、5ms範囲で送信されるSSブロックインデックスをシーケンスの初期値として用いることができる。ここで、SSブロックインデックスは、SSB IDと同じ意味であってもよい。
実施例2−1
副搬送波間隔が120kHzである場合、0.5ms内に含まれるSSブロックのインデックスは8個であるが、0.5ms範囲でPBCH DMRSシーケンスが同一であり、PBCHペイロードはSSブロックインデックスに応じて変更され得る。但し、第1のSSブロックグループが送信される0.5ms区間におけるPBCH DMRSシーケンスは、第1のSSブロックグループの前に送信される第2のSSブロックグループの0.5ms区間で用いたシーケンスとは区分される、即ち、異なるシーケンスを用いる。また、異なる0.5ms区間で送信されるSSブロックを区分するために、SSブロックグループのためのSSブロックインデックスは、PBCHペイロードで伝達される。
240kHzの場合、0.5ms内に含まれるSSブロックのインデックスは16個であるが、0.5ms範囲でPBCH DMRSシーケンスは2個である。即ち、SSブロックのうち、前半部の0.5ms内の8個のSSブロックと後半部の0.5ms内の8個のSSブロックに用いられるPBCH DMRSシーケンスは互いに異なってもよい。前半部及び後半部のSSブロックに含まれるPBCHペイロードでSSブロックインデックスを伝達する。
このように、所定の時間区間の間に、PBCH DMRSシーケンスが一定に維持される方案を適用する場合、端末が隣接セルの時間情報を確保するために、隣接セル信号検出を試みるとき、検出複雑度が低く、検出性能が良好なPBCH DMRSシーケンスベースの時間情報伝達方法を適用することで、0.5ms又は0.25ms程度の正確性を有する時間情報を取得することができるというメリットを提供する。これは、周波数範囲には関係なく、0.25ms又は0.5ms程度の時間の正確性を提供するというメリットがある。
実施例2−2
120kHzの副搬送波間隔の場合、0.5ms内に含まれるSSブロックのインデックスは8個であるが、0.5ms範囲でPBCHペイロードに含まれるSSブロックインデックスは同一であり、PBCH DMRSシーケンスは、SSブロックインデックスに応じて変更可能である。但し、第1のSSブロックグループが送信される0.5ms区間におけるPBCHペイロードによって伝達されるSSブロックインデックスは、第1のSSブロックグループが送信される前に送信される第2のSSブロックグループの0.5ms区間におけるインデックスとは区分される、即ち、異なるシーケンスを用いる。
240kHzの副搬送波間隔の場合、0.5ms内に含まれるSSブロックのインデックスは16個であるが、0.5ms範囲でPBCHペイロードで伝達されるSSブロックインデックスは2個になり得る。即ち、SSブロックのうち、前半部0.5ms区間における8個のSSブロックで送信されるPBCHペイロードに含まれるSSブロックインデックスは同一であり、後半部0.5ms区間における8個のSSブロックインデックスは、前半部のSSブロックインデックスとは区分される、即ち、異なるインデックスである。このとき、前半部及び後半部のそれぞれに含まれるPBCH DMRSは、SSブロックインデックスに応じて区分されるシーケンスが用いられる。
120kHz及び240kHz副搬送波間隔の場合、SSブロックインデックスは、2つの経路から取得したインデックスを組み合わせて表現される。上述した実施例2−1及び実施例2−2の場合、それぞれ以下の[数1]及び[数2]によって表現できる。
[数1]
SS−PBCH block index = SSBID*P + SSBGID
SSBID = Floor (SS−PBCH block index / P)
SSBGID = Mod(SS−PBCH block index, P)
[数2]
SS−PBCH block index = SSBID*P + SSBGID
SSBID = Mod(SS−PBCH block index, P)
SSBGID = Floor (SS−PBCH block index / P)
ここで、Pは、2^(PBCH DMRSで伝達されるbit数)で表現できる。
上述では、特定数(例えば、4又は8)を用いて説明したが、これは、説明の便宜のためであって、上述した特定値には限定されない。例えば、PBCH DMRSで伝達される情報bitの数によって、特定値が決定されてもよく、PBCH DMRSで2bitの情報が伝達される場合、SSブロックグループは、4個のSSブロックで構成されてもよく、15kHz/30kHz副搬送波間隔の場合にも、120kHz/240kHz副搬送波間隔において説明したSSブロック時間インデックスの伝達方式が適用されてもよい。
図14に元って、「4.システムフレームナンバー、ハーフフレーム境界」及び「5.SSブロック時間インデックス」において説明した時間情報のビット構成及び該当情報の伝達経路の例をまとめると、以下のようである。
− SFN10bitのうち7bitとSSブロックグループインデックス3bitは、PBCHコンテンツで伝達
− 20ms境界情報2bit(S2,S1)は、PBCHスクランブリングで伝達
− 5ms境界情報1bit(C0)と10ms境界情報1bit(S0)は、DMRS RE位置シフト、PBCHが含まれたOFDMシンボルのDMRS間位相差、DMRSシーケンスをREにマッピングする方法の変更、PBCH DMRSシーケンス初期値変更などで伝達
− SSブロックインデックス指示情報3bit(B2,B1,B0)は、DMRSシーケンスで伝達
6.NR−PBCHコンテンツ
UEは、セルID及びシンボルタイミング情報を検出した後、SFN、SSブロックインデックス、ハーフフレームタイミングのようなタイミング情報の一部、時間/周波数の位置のような共通制御チャネルに関する情報、帯域幅、SSブロックの位置のような帯域幅パート(Bandwidth part)情報、SSバーストセット周期及び実際に送信されたSSブロックインデックスのようなSSバーストセット情報などを含むPBCHからネットワークアクセスのための情報を取得することができる。
576REという制限された時間/周波数リソースのみがPBCHのために占有されるため、PBCHには必須情報が含まれる必要がある。また、可能であれば、必須情報又は追加情報をさらに含ませるために、PBCH DMRSのような補助信号を使用することができる。
(1)SFN(System Frame Number)
NRでは、システムフレームナンバー(SFN)を定義して、10ms間隔を区別することができる。また、LTEシステムと同様に、SFNのために0と1023の間のインデックスを導入することができ、このインデックスは、明示的にビットを用いて指示するか、暗示的な方式で示すことができる。
NRでは、PBCH TTIが80msであり、最小SSバースト周期が5msである。よって、最大16倍のPBCHが80ms単位で送信されることができ、各送信に対して異なるスクランブリングシーケンスがPBCHエンコードされたビットに適用可能である。UEはLTE PBCHデコーディング動作と同様に、10ms間隔を検出することができる。この場合、SFNの8つの状態がPBCHスクランブリングシーケンスによって暗示的に表示され、SFN表示のための7ビットがPBCH内容に定義されることができる。
(2)無線フレーム内のタイミング情報
SSブロックインデックスは、搬送波周波数の範囲に応じて、PBCH DMRSシーケンス及び/又はPBCHコンテンツに含まれたビットによって明示的に指示されることができる。例えば、6GHz以下の周波数帯域に対しては、SSブロックインデックスの3ビットがPBCH DMRSシーケンスでのみ伝達される。また、6GHz以上の周波数帯域に対して、SSブロックインデックスの最下位3ビットは、PBCH DMRSシーケンスで表示され、SSブロックインデックスの最上位3ビットは、PBCHコンテンツによって伝達される。即ち、6GHz〜52.6GHzの周波数範囲に限って、SSブロックインデックスのための最大3ビットがPBCHコンテンツに定義されることができる。
また、ハーフフレームの境界は、PBCH DMRSシーケンスによって伝達されることができる。特に、3GHz以下の周波数帯域においてハーフフレーム指示子がPBCH DMRSに含まれる場合、PBCHコンテンツにハーフフレーム指示子が含まれるよりも効果を高めることができる。即ち、3Ghz以下の周波数帯域では、主にFDD方式が用いられるため、サブフレーム又はスロット間の時間同期が外れる程度が大きい可能性がある。よって、より正確な時間同期を取るためには、PBCHコンテンツよりデコーディング性能の良好なPBCH DMRSによってハーフフレーム指示子を伝達した方が有利である。
但し、3Ghz帯域を越える場合は、TDD方式が多く使われるため、サブフレーム又はスロット間の時間同期が外れる程度が大きくないことから、PBCHコンテンツによってハーフフレーム指示子を伝達しても、不利益は少ないことができる。
一方、ハーフフレーム指示子は、PBCH DMRSとPBCHコンテンツの両方によって伝達されてもよい。
(4)PBCHに対応するRMSIがないことを識別するための情報
NRでは、SSブロックはネットワークアクセスのための情報の提供のみならず、動作測定のためにも使用することができる。特に、広帯域CC動作のためには、測定のために多重SSブロックを送信することができる。
しかし、RMSIがSSブロックの送信される全ての周波数位置から伝達されることは不要である。即ち、リソース活用の効率性のために、RMSIが特定の周波数位置によって伝達されてもよい。この場合、初期接続手順を行うUEは、検出された周波数位置でRMSIが提供されるか否かを認識することができない。この問題を解決するために、検出された周波数領域のPBCHに対応するRMSIがないことを識別するためのビットフィールドを定義する必要がある。一方では、ビットフィールド無しにPBCHに対応するRMSIがないことを識別可能な方法を考える必要もある。
このために、RMSIが存在しないSSブロックは、周波数ラスタ(Frequency Raster)で定義されない周波数位置から送信されるようにする。この場合、初期接続手順を行うUEは、SSブロックが検出できないため、上述した問題点を解決することができる。
(5)SSバーストセット周期性及び実際に送信されるSSブロック
測定のためにSSバーストセット周期性及び実際に送信されたSSブロックに関する情報が指示されてもよい。よって、このような情報は、セル測定及びinter/intraセルの測定のために、システム情報に含まれることが好ましい。即ち、PBCHコンテンツにおいて上述した情報を定義する必要はない。
(8)ペイロードサイズ
PBCHのデコーディング性能を考慮して、[表2]のように、最大64ビットのペイロードサイズを仮定することができる。
7.NR−PBCHスクランブリング
NR−PBCHスクランブリングシーケンスのタイプとシーケンス初期化について説明する。NRにおいてPNシーケンスを使用することを考慮してもよいが、LTEシステムで定義された長さ31のゴールドシーケンスをNR−PBCHシーケンスとして使用することに深刻な問題が発生しない以上、NR−PBCHスクランブリングシーケンスとしてゴールドシーケンスを再使用した方が好ましい。
また、スクランブリングシーケンスは、少なくともCell−IDによって初期化することができ、PBCH−DMRSによって指示されたSSブロックインデックスの3ビットがスクランブリングシーケンスの初期化に用いられることができる。また、ハーフフレーム指示子がPBCH−DMRS又は他の信号によって表示される場合、ハーフフレーム指示子もスクランブリングシーケンスの初期化のためのシード値として使用できる。
8.PBCHコーディングチェーン構成及びPBCH DMRS送信方式
以下、図16を参照して、PBCHコーディングチェーン構成及びPBCH DMRS送信方式の実施例について説明する。
先ず、SSブロックごとにCORESET情報、SSブロックグループインデックスに応じてMIB構成が異なってもよい。よって、SSブロックごとにMIBに対するエンコーディングを行い、このとき、エンコードされたビットのサイズは、3456ビットである。ポーラーコードアウトプットビット(Polar code output bit)が512ビットであるため、ポーラーコードアウトプットビットは、6.75回繰り返されることができる(512*6+384)。
繰り返されたビットに長さ3456のスクランブリングシーケンスを掛けるが、スクランブリングシーケンスは、セルIDとDMRSで伝達されるSSブロックインデックスで初期化される。また、3456ビットのスクランブリングシーケンスを864ビットずつ4等分して、それぞれに対してQPSK変調を行い、432長さの変調されたシンボル4個の集合を構成する。
20msごとに新たに変調されたシンボル集合(Modulated symbol set)が送信され、20ms内で同一の変調されたシンボル集合が最大4回繰り返し送信されることができる。このとき、同一の変調されたシンボル集合が繰り返し送信される区間において、PBCH DMRSの周波数軸位置は、セルIDによって変更される。即ち、0/5/10/15msごとにDMRSの位置は、以下の[数3]によってシフトされる。
[数3]
vshift = (vshift_cell + vshift_frame)mod4, vshift_cell = Cell−ID mod3, vshift_frame= 0,1,2,3
PBCH DMRSシーケンスは、31長さのGold sequenceが用いられ、1番目のm−sequenceの初期値は1つの値に固定して、2番目のm−sequenceの初期値は、[数4]のように、SSブロックインデックスとセルIDに基づいて決定する。
[数4]
cinit = 210*(SSBID+1)*(2*CellID+1) + CellID
仮に、SSブロックのコンテンツが同一である場合、チャネルコーディングとビットの繰り返しは、1つのSSブロックのみに対して行われる。また、スクランブリングシーケンスは、SSブロックごとに異なる値が適用されると仮定すると、スクランブリングシーケンスを生成して掛ける過程からビットを分割(segmentation)して変調する過程を各々のSSブロックにおいて行う。
以下、ハーフフレーム情報とSFN最上位1bitが伝達される方式による基地局動作及び端末動作を説明する。以下、説明によるC0、S0はそれぞれ、図14のハーフフレーム境界及びフレーム境界指示ビットに対応する。
(1)C0、S0をCRCで伝達:
この情報は、0、5、10、15msごとに変更される情報であって、全4個のCRCが生成され、4回のエンコーディングを行った後、各エンコードされたビットを20msごとに全4回送信するという仮定下で繰り返し配列して、スクランブリングシーケンスを掛ける。
また、端末受信のとき、0、5、10、15msごとに送信される情報を結合するために、ブラインドデコーディングをさらに行う必要がある。20msごとに受信されるPBCHのみブラインドデコーディングを行う方式であれば、更なる複雑性(additional complexity)はないものの、5msごとに送信される信号を結合することができないため、最大性能を保障することが難しいというデメリットがある。
(2)C0、S0をPBCHスクランブリングで伝達:
1つの情報ビット+CRCを用いて、エンコーディングを行った後、エンコードされたビットを5msごとに送信、即ち、全16回送信するという仮定下で繰り返し配列して、スクランブリングシーケンスを掛ける。この方式を用いる場合、ブラインドデコーディング回数が16回に増加するという問題点がある。
(3)C0、S0をDMRSシーケンスで伝達:
144長さのシーケンスで5bitを伝達する方式であって、1つの情報+CRCを用いてエンコーディングを行うが、これをスクランブリングする方式には、2つがある。
1)エンコードされたビットを5msごとに送信、即ち、全16回送信するという仮定下で繰り返し配列して、スクランブリングシーケンスを掛ける。この場合、5msごとにスクランブリングシーケンスが変更されるため、PBCHのICIランダム化が発生し得る。また、端末は、DMRSシーケンスからC0、S0情報を取得するため、0、5、10、15msごとに変更されるスクランブリングシーケンス情報を取得することができる。また、PBCHデコーディングの時、ブラインドデコーディングの回数は増加しない。また、この方法は、5msごとに送信される信号を結合するため、最大性能が期待できる。
2)エンコードされたビットを20msごとに送信、即ち、全4回送信するという仮定下で繰り返し配列して、スクランブリングシーケンスを掛ける。この場合、ICIランダム化は減少できる。また、端末のブラインドデコーディング回数は増加せず、性能向上が期待でき、取得時間(acquisition time)が向上される。
但し、C0、SoをDMRSシーケンスで伝達する場合、DMRSシーケンスに複数のビットを含ませる必要があるため、検出性能が減少して、ブラインド検出回数が増加するという問題点がある。これを克服するためには、結合を数回行わなければならない。
(4)C0、S0をDMRS位置で伝達:
C0、S0をDMRSシーケンスで伝達することと基本的に同様である。但し、DMRS位置によってC0、S0を伝達するためには、セルIDに基づいて位置を決定して、0、5、10、15msに応じて周波数位置を移動する。隣接セルも同様な方式によってシフトを行うことができる。特に、DMRSに電力ブーストを行う場合、性能がさらに向上されることができる。
9.NR−PBCH DM−RS設計
NR−PBCH DMRSは、1008個のセルID及び3ビットのSSブロックインデックスによってスクランブルされる必要がある。これは、DMRSシーケンスの仮説数によって検出性能を比較した場合、3ビットの検出性能がDMRSシーケンスの仮説数に最も適するためである。しかし、4〜5ビットの検出性能も性能の損失がほとんどないため、4〜5ビットの仮説数を用いても関係ない。
一方、DMRSシーケンスによってSSブロック時間インデックスと5ms境界が表現できる必要があるため、全16個の仮説が持てるように設計される。
換言すれば、DMRSシーケンスは、少なくともセルID、SSバーストセット内のSSブロックインデックス及びハーフフレーム境界(Half frame indication)が表現できる必要があり、セルID、SSバーストセット内のSSブロックインデックス及びハーフフレーム境界(Half frame indication)によって初期化が可能である。具体的な初期化式は、以下の[数5]のようである。
ここで、
は、SSブロックグループ内のSSブロックインデックスであり、
セルIDである場合、HFは{0,1}の値を有するハーフフレーム指示子インデックスである。
NR−PBCH DMRSシーケンスは、LTE DMRSシーケンスと同様に、長さ31のゴールドシーケンスを用いるか、長さ7又は8のゴールドシーケンスに基づいて生成されてもよい。
一方、長さ31のゴールドシーケンスと長さ7又は8のゴールドシーケンスを用いる場合の検出性能が類似するため、本発明では、LTE DMRSのように、長さ31のゴールドシーケンスを使用することを提案するが、6GHz以上の周波数範囲では31より長いゴールドシーケンスを考慮してもよい。
QPSKを用いて変調されたDMRSシーケンス
は、以下の[数6]によって定義できる。
また、DMRSシーケンス生成のための変調タイプとしてBPSKとQPSKを考慮することができるが、BPSKとQPSKの検出性能は類似するものの、QPSKコリレーション性能がBPSKより優れるため、QPSKがDMRSシーケンス生成の変調タイプとしてさらに適切である。
ここで、より具体的に、PBCH DMRSシーケンスを構成する方法について説明する。PBCH DMRSシーケンスはGold sequenceが用いられ、2つのm−sequenceは同一の長さを構成する多項式からなるが、シーケンスの長さが短い場合、1つのm−sequenceは短い長さの多項式に取り替えられてもよい。
実施例3−1
Gold sequenceを構成する2つのm−sequenceは、同一の長さで構成される。そのうち、一方のm−sequenceの初期値は固定した値を用いて、他方のm−sequenceの初期値はセルID及び時間指示子によって初期化される。
例えば、Gold sequenceとしては、LTEで用いた31長さのGold sequenceが用いられてもよい。従来のLTEのCRSは、31長さのGold sequenceを用いて、504個のセルID、7個のOFDMシンボルオ及び20個のスロットに基づく140個の時間指示子に基づいて初期化して、互いに異なるシーケンスを生成した。
6GHz以下の帯域では、15kHz及び30kHz副搬送波間隔が用いられ、5ms範囲で含まれるSSブロックの数が最大8個であり、20msの範囲では最大32個のSSブロックが含まれ得る。即ち、20ms範囲で5ms境界に関する情報をPBCH DMRSシーケンスで取得する場合、32個のSSブロックを検索することと同様な動作を行う。NRのセルIDが1008とLTEに対して2倍増えたが、区分すべきSSブロックの数が70(=140/2)より少ないため、上述したシーケンスを用いることができる。
一方、6GHz以上の帯域では、5ms範囲でSSブロックの最大数は64個であるが、PBCH DMRSで伝達するSSブロックインデックスは最大8個であり、これは、6GHz以下の帯域の最大SSブロックインデックスの数と同一であるため、6GHz以上の帯域でも31長さのGold sequenceを用いてセルID及び時間指示子に応じてシーケンスを生成することができる。
また他の方法としては、周波数範囲に応じて長さの異なるGold sequenceが適用されてもよい。6GHz以上の帯域では、120kHz副搬送波間隔及び240kHz副搬送波間隔が用いられるが、これによって、10msに含まれるスロットの数が15kHz副搬送波間隔に対してそれぞれ8倍(即ち、80個)及び16倍(即ち、160個)増加する。特に、データDMRSのシーケンスを16bitのC−RNTIとスロットインデックスを用いて初期化する場合、既存の31よりも長い多項式が求められる可能性もある。この要求事項に応じて、Length−N (>31) Gold sequenceが導入される場合、このシーケンスはPBCH DMRS及びPBCHスクランブリングに用いられることができる。この場合、周波数範囲に応じて長さの異なるGold sequenceを適用することができる。6GHz以下の帯域では、Length−31 Gold sequenceを用いて、6GHz以上の帯域では、Length−N (>31) Gold sequenceを用いることができる。このとき、初期値は、上述のような方式によって適用することができる。
実施例3−2
Gold sequenceを構成する2つのm−sequenceは、同一の長さで構成する。そのうち、一方のm−sequenceの時間指示子を用いて初期化して、他方のm−sequenceの初期値は、セルID又はセルID及び他の時間指示子を用いて初期化することができる。例えば、Gold sequenceとしてはLTEで用いたlength−31のGold sequenceが用いられてもよい。既存に固定した初期値が適用されたm−sequenceは、時間指示子を用いて初期化する。また、他方のm−sequenceは、セルIDで初期化する。
他の方法としては、時間指示子のうちSSブロックインデックスと共に、ハーフ無線フレーム境界(5ms)、SFN最上位1bit(10ms境界)などがPBCH DMRSで送信される場合、ハーフ無線フレーム境界(5ms)及びSFN最上位1bit(10ms境界)などは、1番目のm−sequenceで指示され、SSブロックインデックスは、2番目のm−sequenceで指示される。
上述した実施例3−1のように、周波数範囲に応じて、長さが互いに異なるGold sequenceが導入される場合にも、上述したシーケンスの初期化方法を適用することができる。
実施例3−3
互いに異なる長さの多項式を有するM−sequenceでGold sequenceを構成する。多い指示が求められる情報には、長い多項式を有するM−sequenceを用いて、少ない指示が求められる情報には、相対的に短い多項式を有するM−sequenceを用いる。
PBCH DMRSのシーケンスは、セルID及びSSブロック指示のような、時間情報に応じて生成される。1008個のセルIDとP個の時間情報(例えば、SSブロック指示子3bit)を表現するために、2つの互いに異なる多項式を用いることができる。例えば、セルIDを区分するために、31長さの多項式が用いられ、時間情報を区分するために、7長さの多項式が用いられる。このとき、2つのm−sequenceはそれぞれ、セルIDと時間情報で初期化されることができる。一方、上述した例において、31長さの多項式は、LTEで用いられたGold sequenceを構成するm−sequenceのうち一部であってもよく、7長さの多項式は、NR−PSS又はNR−SSSシーケンスを構成するために定義された2つのm−sequenceのうち1つであってもよい。
実施例3−4
長さが短い多項式を有するM−sequenceからシーケンスを生成して、長さが長い多項式を有するM−sequenceからなるGold sequenceからシーケンスを生成して、2つのシーケンスを要素ごとに(element wise)掛ける。
以下、PBCH DMRSシーケンスとして用いられるシーケンスの初期値の設定方法を説明する。PBCH DMRSシーケンスは、セルID、時間指示子によって初期化される。また、初期化に用いられるbit列をc( i )*2^ i , i =0,・・・,30と表示するとき、c(0)〜c(9)はセルIDによって決定され、c(10)〜c(30)はセルID及び時間指示子によって決定される。特に、c(10)〜c(30)に該当するbitには、時間指示子の情報のうち一部が伝達され得るが、その情報の属性に応じて初期化の方法が異なり得る。
実施例4−1
セルIDとSSブロックインデックスで初期化するとき、上述のように、c(0)〜c(9)はセルIDによって決定され、c(10)〜c(30)はセルIDとSSブロックインデックスで決定される。以下の[数7]において、NIDはセルIDを示し、SSBIDはSSブロックインデックスを示す。
[数7]
2^10*( SSBID *(2*NID+1) ) + NID+1
2^10*(( SSBID +1)*(2*NID+1) ) + NID+1
2^10*(( SSBID +1)*(2*NID+1) ) + NID
実施例4−2
実施例4−1に示された初期化方式において、時間指示子を追加する場合、SSブロックが増える形態で初期化値を設定する。5ms範囲においてPBCH DMRSシーケンスで伝達されるSSブロックインデックスの数をPとするとき、ハーフ無線フレーム境界をDMRSシーケンスで検索しようとする場合、SSブロックインデックスの数を2倍増加したような効果と表現できる。また、ハーフフレーム境界のみならず、10ms境界を検索しようとするとき、これはSSブロックインデックスの数を4倍増加したような効果と表現できる。上述した実施例4−2に関する数式は、以下の[数8]のようである。
[数8]
2^10*(( SSBID + P*( i ))*(2*NID+1) ) + NID+1
2^10*(( SSBID +1+ P *( i ))*(2*NID+1) ) + NID+1
2^10*(( SSBID +1+ P*( i ))*(2*NID+1) ) + NID
ここで、0、5、10、15msの境界を表現する場合、 i =0,1,2,3であり、ハーフフレーム境界のみを表現する場合、 i =0,1である。
実施例4−3
実施例4−1に示された初期化方式において、時間指示子を追加する場合、SSブロックインデックスと区分して表示することができる。例えば、c(0)〜c(9)はセルIDによって決定され、c(10)〜c(13)はSSブロックインデックスによって、またc(14)〜c(30)はハーフフレーム境界、SFN情報などのように、追加された時間指示子によって決定される。実施例4−3に関する数式は、以下の[数9]のようである。
[数9]
2^13*( i )+2^10*( (SSBID +1) ) + NID
2^13*( i +1)+2^10*( (SSBID +1) ) + NID
2^13*( i )+2^10*( (SSBID +1) ) + NID+1
2^13*( i +1)+2^10*( (SSBID +1) ) + NID+1
実施例4−4
周波数範囲に応じて最大SSブロックの数Lが決定されるが、PBCH DMRSシーケンスで伝達されるSSブロックインデックスの数をPとするとき、LがPより小さいか同一である場合、SSブロックインデックスはいずれもDMRSシーケンスで伝達され、SSブロックインデックスはDMRSシーケンスで取得したインデックスと同一である。一方、LがPより大きい場合、SSブロックインデックスは、DMRSシーケンスで伝達されるインデックスとPBCHコンテンツで伝達されるインデックスの組み合わせで構成される。
DMRSシーケンスにおいて用いるインデックスをSSBIDとして、PBCHコンテンツに含まれるインデックスをSSBGIDとするとき、以下の3つのケースが考えられる。
(1)Case 0 : L <= P
SS−PBCH block index = SSBID
(2)Case 1 : L > P
SS−PBCH block index = SSBID*P + SSBGID
SSBID = Floor (SS−PBCH block index / P)
SSBGID = Mod(SS−PBCH block index, P)
(3)Case 2 : L > P
SS−PBCH block index = SSBID*P + SSBGID
SSBID = Mod(SS−PBCH block index, P)
SSBGID = Floor (SS−PBCH block index / P)
一方、NR−PBCH DMRSシーケンスを生成するためのPesudo−randomシーケンスは、長さ31のGold Sequenceで定義され、長さ
のシーケンス
は、以下の[数10]によって定義される。
ここで、
であり、
であり、1番目のm−sequenceは、
の初期値を有して、2番目のm−sequenceの初期値は、
によって定義され、このとき、
である。
10.NR−PBCH DMRSパターン設計
DMRSの周波数位置に関連して、2つのDMRS REマッピング方法を考慮することができる。固定的REマッピング方法は、周波数ドメイン上でRSマッピング領域を固定させるものであり、可変的REマッピング方法は、Vshift方法を用いてセルIDによってRS位置をシフトするものである。このような可変的REマッピング方法は、干渉をランダム化して、さらなる性能利得が得られるというメリットがあり、可変的REマッピング方法を用いることがより好ましいと考えられる。
可変的REマッピングを詳しく説明すると、ハーフフレーム内に含まれた複素変調シンボル
は、[数11]によって定義される。
ここで、k、lは、SSブロック内に位置する副搬送波とOFDMシンボルインデックスを示し、
はDMRSシーケンスを示す。 一方、
によって決定されてもよい。
また、性能向上のために、RS電力ブーストが考慮されてもよいが、RS電力ブーストとVshiftが共に用いられる場合、干渉TRP(Total Radiated Power)からの干渉は減少できる。また、RS電力ブーストの検出性能の利得を考慮するとき、PDSCH EPRE対参照信号EPREの比は、−1.25dBが好ましい。
以下, PBCH DMRSシーケンスのREマッピング方法に関する実施例について説明する。
実施例5−1
DMRSのためのシーケンスの長さは、PBCH DMRSで用いられるREの個数及び変調次数によって決定される。
PBCH DMRSにM個のREが用いられ、シーケンスをBPSK変調する場合、長さMのシーケンスを生成する。シーケンスの順序の通りにBPSK変調を行い、変調されたシンボルはDMRS REにマッピングされる。例えば、2個のOFDMシンボルにPBCH DMRS REが全144個ある場合、1つの初期値を用いて長さ144のシーケンスを生成して、BPSK変調した後、REマッピングを行う。
一方、PBCH DMRSにM個のREが用いられ、QPSK変調する場合、長さ2*Mのシーケンスを生成する。シーケンス列をs(0),…,s(2*M−1)とするとき、偶数インデックスのシーケンスと奇数インデックスのシーケンスを組み合わせてQPSK変調する。例えば、2個のOFDMシンボルにPBCH DMRS REが全144個ある場合、1つの初期値を用いて長さ288のシーケンスを生成して、QPSK変調した後、生成された長さ144の変調シーケンスをDMRS REにマッピングする。
また、1個のOFDMシンボルにおいてPBCH DMRSにN個のREが用いられ、シーケンスをBPSK変調する場合、長さNのシーケンスを生成する。シーケンスの順序の通りにBPSK変調を行い、変調されたシンボルはDMRS REにマッピングされる。例えば、1個のOFDMシンボルにPBCH DMRS REが全72個ある場合、1つの初期値を用いて長さ72のシーケンスを生成して、BPSK変調した後、REマッピングを行う。1つ以上のOFDMシンボルがPBCH送信に用いられる場合、各OFDMシンボルごとに初期化を行って、他のシーケンスを生成することもでき、この前のシンボルで生成したシーケンスを同様にマッピングしてもよい。
また、1個のOFDMシンボルにおいてPBCH DMRSにN個のREが用いられ、シーケンスをQPSK変調する場合、長さ2*Nのシーケンスを生成する。シーケンス列をs(0),…,s(2*M−1)とするとき、偶数インデックスのシーケンスと奇数インデックスのシーケンスを組み合わせてQPSK変調する。変調されたシンボルはDMRS REにマッピングする。例えば、1個のOFDMシンボルにPBCH DMRS REが全72個ある場合、1つの初期値を用いて長さ144のシーケンスを生成して、QPSK変調した後、REマッピングを行う。1個以上のOFDMシンボルがPBCH送信に用いられる場合、各OFDMシンボルごとに初期化を行い、他のシーケンスを生成することもでき、この前のシンボルで生成したシーケンスを同様にマッピングしてもよい。
実施例5−2
同一のシーケンスを他のシンボルにマッピングする場合、循環シフト(cyclic shift)を適用してもよい。例えば、2個のOFDMシンボルが用いられる場合、1番目のOFDMシンボルの変調されたシーケンス列を順次にREにマッピングすると、2番目のOFDMシンボルには変調されたシーケンス列を変調されたシーケンス列Nの1/2に該当するオフセットだけ循環シフトしてREマッピングを行う。NR−PBCHは24RBを用いて、NR−SSSは12RBを用いるとき、NR−SSSがNR−PBCHと中間周波数REとを一致させる場合、7番目のRBから18番目のRB位置にNR−SSSが配置される。NR−SSSからチャネルを推定することができるが、NR−PBCH DMRSからSSブロックインデックスを検出するときには、推定されたチャネルを用いてコヒーレント検出(coherent detection)を試みることができる。このような検出を容易にするために、上述のような循環シフト方法を適用すると、NR−SSSが送信される中間の12RB領域において2個のOFDMシンボルにわたってPBCH DMRSのシーケンス列が送信されるような効果が得られる。
実施例5−3
SSブロック指示の他に時間指示子が送信されるとき、時間指示子によって循環シフト値が決定されてもよい。
OFDMシンボルに同一のシーケンスがマッピングされる場合には、各々のOFDMシンボルに同一の循環シフトが適用されてもよく、各々のOFDMシンボルに互いに異なる循環シフトが適用されてもよい。仮に、PBCHとして用いられるOFDMシンボルに含まれたDMRS REの全数に対応するようにシーケンスが生成される場合、全体のシーケンスに循環シフトを適用した後、DMRS REにマッピングする。循環シフトの他の例として、逆マッピング(Reverse mapping)を考慮してもよい。例えば、変調されたシーケンス列がs(0), …, s(M−1)とするとき、逆マッピングはs(M−1), …, s(0)となり得る。
以下, PBCH DMRS REの周波数位置について説明する。
PBCH DMRSのために用いられるREの周波数位置は、特定のパラメータによって変更されてもよい。
実施例6−1
N個(例えば、N=4)REごとにDMRSが配置される場合、周波数軸のRE位置がシフトされる最大範囲はNと設定することができる。例えば、N*m + v_shift(where, m=0,.., 12xNRB_PBCH−1, v_shift = 0,…, N−1)のように表現できる。
実施例6−2
周波数軸シフトのオフセットは、少なくともセルIDによって決定できる。PSS及びSSSから取得したセルIDを用いて、シフトのオフセットが決定できる。NRシステムのセルIDは、PSSから取得したCell_ID(1)と、SSSから取得したCell_ID(2)の組み合わせで構成することができるが、セルIDは、Cell_ID(2)*3+Cell_ID(1)で表示できる。このように取得したセルID情報又はそのうちの一部の情報を用いてシフトのオフセットを決定することができる。オフセットを算出する例示は、以下の[数12]のようである。
[数12]
v_shift = Cell−ID mod N(ここで、Nは、DMRSの周波数間隔であって、例えば、Nは4と設定)
v_shift = Cell−ID mod 3(隣接する3個のセル間干渉ランダム化効果、DMRS周波数間隔は3より広くてもよい、例えば、Nは4)
v_shift = Cell_ID(1)(PSSから取得したCell_ID(1)をシフトのオフセット値として用いる)
実施例6−3
周波数軸シフトのオフセットは、時間情報のうちの一部値によって決定されてもよい。例えば、ハーフ無線フレーム境界(5ms)又はSFNの最上位1−bit情報(10ms境界)などによってシフトのオフセット値が決定されてもよい。オフセットを算出する例示は、以下の[数13]のようである。
[数13]
v_shift = 0, 1, 2, 3 (0/5/10/15msごとにDMRSの位置はシフトされる、DMRSの周波数間隔が4である場合、4回のシフト機会がある)
v_shift = 0, 1 (0/5ms boundary又は0/10ms boundaryによってシフトされる)
v_shift = 0, 2 (0/5ms boundary又は0/10ms boundaryによってシフトされる、DMRSの周波数間隔が4である場合、最大間隔である2だけシフトする)
実施例6−4
周波数軸シフトのオフセットは、セルID及び時間情報のうちの一部値によって決定されてもよい。例えば、実施例6−3及び実施例6−3の組み合わせで構成されてもよい。セルIDによるシフトであるvshift_cellと時間情報によるシフトであるvshift_frameの組み合わせで構成されるが、この間隔は、DMRS RE間隔Nのモジュロール(modulor)で表示できる。上述したオフセットを求める実施例は、以下の[数14]のようである。
[数14]
vshift = (vshift_cell + vshift_frame) mod N
図17は、SSブロック内でDMRSがマッピングされる例示を示す図である。
以下、PBCH DMRS REとData REとの電力比を説明する。PBCH DMRS送信のために用いられるREは、PBCH DMRSが含まれたOFDMシンボルにあるデータ送信のためのREの電力に対して高い電力で送信されることができる。
実施例7−1
Data RE当たりエネルギー対比DMRS RE当たりエネルギーの比は、周波数バンド別に固定した値を用いる。このとき、全ての周波数バンドで固定した値を用いてもよく、特定の周波数バンドで特定の電力比を適用してもよい。即ち、周波数バンド別に異なる電力比が適用されてもよい。例えば、ICIが支配的に作用する6GHz以下の帯域では、高い電力を用いて、雑音が制限された環境である6GHz以上の帯域では、同一の電力を用いることができる。
本発明では、説明の便宜のために、電力比率を「Data RE当たりEnergy対比DMRS RE当たりEnergyの比」と表現したが、これに対しては様々な方式で表現することができる。例えば、以下のようである。
− DMRS RE当たりPower対比Data RE当たりPowerの比
− DMRS RE当たりEnergy対比Data RE当たりEnergyの比
− Data RE当たりPower対比DMRS RE当たりPowerの比
− Data RE当たりEnergy対比DMRS RE当たりEnergyの比
実施例7−2
DMRSとして用いられるREの電力は、データとして用いられるREの電力に対して3dBより低い値に設定することができる。例えば、12REのうち3REをDMRSとして用いて、9REをデータとして用いる場合と、4RE/8RE(DMRS/Data)を用いる場合、PBCHデコーディング性能が類似するとき、3REのDMRSから4REを用いたものと類似する効果を得るために、3RE DMRSの電力をRE別に約1.3334倍に向上させて、隣接Data REの電力を0.8889倍に調整して、OFDMシンボルの全体電力を維持しながらDMRSの電力を増加させることができる。このとき、Power boosting levelは、約1.76dB(=10*log(1.3334/0.8889))となる。
他の例として、3RE/9RE(DMRS/Data)を用いるとき、4.8RE DMRSの検出性能と類似する性能を提供する場合、Power boosting levelは、約3dBとなる。(4.15RE DMRSは、約2dB)
実施例7−3
NRシステムがLTEシステムと連係してNon Stand Alone(NSA)動作する場合、基地局はUEにData RE当たりEnergy対比DMRS RE当たりEnergyの比を指示することができる。
実施例7−4
基地局はUEにNRシステムにおいて用いられるPBCH Data RE当たりEnergy対比DMRS RE当たりEnergyの比を指示することができる。例えば、初期接続(Initial access)ステップにおいて、UEはPBCH Data RE当たりEnergy対比DMRS RE当たりenergyの比が同一であると仮定して、PBCHデータを復調(Demodulation)することができる。その後、基地局はUEに実際に送信に用いたEnergy比を指示することができる。特に、ハンドオーバー(Handover)のための設定(Configuration)のうち、ターゲットセル(Target cell)に対するEnergy比を指示することができる。
また他の例として、サービングセルに対するPBCH DMRSの送信電力を指示するシステム情報(System Information)と共にEnergy比を指示することができる。指示されたEnergy比の値のうち少なくとも1つは0dBを指示して、DMRSの送信電力が増加又は減少した場合、これに対する値を含んでもよい。
11.時間インデックス指示方法
図18を参照すると、時間情報はSFN(System Frame Number)、ハーフフレーム(Half frame)間隔、SSブロック時間インデックスを含む。各時間情報は、SFNのための10ビット、ハーフフレームのための1ビット、SSブロック時間インデックスのための6ビットで表現される。このとき、SFNのための10ビットのうち一部はPBCHコンテンツに含まれてもよい。また、NR−PBCH DMRSはSSブロックインデックスのための6ビットのうち3ビットを含むことができる。
図18に示された時間インデックス指示方法の実施例は、以下のようである。
− 方案1:S2 S1(PBCH scrambling)+S0 C0(PBCH contents)
− 方案2:S2 S1 S0(PBCH scrambling)+C0(PBCH contents)
− 方案3:S2 S1(PBCH scrambling)+S0 C0(PBCH DMRS)
− 方案4:S2 S1 S0(PBCH scrambling)+C0(PBCH DMRS)
NR−PBCH DMRSによってハーフフレーム指示子が伝達される場合、5msごとにPBCHデータを結合することで、更なる性能向上をもたらすことができる。よって、方案3及び4のように、ハーフフレーム指示子のための1ビットがNR−PBCH DMRSによって伝達されることができる。
方案3及び4を比較すると、方案3は、ブラインドデコーディング回数を減らすことができるが、PBCH DMRS性能の損失をもたらす可能性がある。仮に、PBCH DMRSがS0、C0、B0、B1、B2を含む5ビットを優れた性能で伝達できる場合、方案3が時間指示方法として適切である。しかし、上述した5ビットをPBCH DMRSが優れた性能で伝達できない場合、実施例4が時間指示方法として適切である。
上述のように、SFNの最上位7ビットはPBCHコンテンツに含ませて、最下位2ビット又は3ビットをPBCHスクランブリングによって伝達することができる。また、PBCH DMRSにSSブロックインデックスの最下位3ビットを含ませて、PBCHコンテンツにSSブロックインデックスの最上位3ビットを含ませることができる。
さらに、隣接セルのSSブロック時間インデックスを取得する方法が考えられるが、DMRSシーケンスによるデコーディングがPBCHコンテンツによるデコーディングよりも良好な性能を発揮するため、各5ms期間内でDMRSシーケンスを変更することで、SSブロックインデックスの3ビットを送信することができる。
一方、6GHz以下の周波数範囲では、SSブロック時間インデックスは、隣接セルのNR−PBCH DMRSのみを用いて送信することができるが、6GHz以上の周波数範囲では、64個のSSブロックインデックスをPBCH−DMRS及びPBCHコンテンツによって区分して指示するため、UEは隣接セルのPBCHをデコードする必要がある。
しかし、PBCH−DMRS及びPBCHコンテンツを共にデコードすることは、NR−PBCHデコーディングの更なる複雑性をもたらす可能性があり、PBCH−DMRSのみを用いるよりPBCHのデコーディング性能を減少させる可能性がある。よって、隣接セルのSSブロックを受信するためにPBCHをデコードすることが難しいことがある。
よって、隣接セルのPBCHをデコードする代わりに、隣接セルのSSブロックインデックスに関する設定をサービングセルが提供することが考えられる。例えば、サービングセルは、ターゲット隣接セルのSSブロックインデックスの最上位3ビットに関する設定を提供して、UEはターゲット隣接セルのPBCH−DMRSによって最下位3ビットを検出する。また、上述した最上位3ビットと最下位3ビットを組み合わせて、ターゲット隣接セルのSSブロックインデックスを取得することができる。
上述の内容を補充すると、サービングセルから受信したSSBのPBCHコンテンツによって、サービングセルが送信したSSBのSSブロックインデックスの最上位3ビットを取得して、PBCH−DMRSによって、サービングセルが送信したSSBのSSブロックインデックスの最下位3ビットを検出する。また、UEは隣接セルから他のSSBを受信した後、他のSSBに含まれたPBCH−DMRSによって、他のSSBのSSブロックインデックスの最下位3ビットを検出して、サービングセルが送信したSSBのPBCHコンテンツから取得されたSSブロックインデックスの最上位3ビットを隣接セルにも共通して適用して、隣接セルのSSブロックインデックスを取得することができる。
12.測定結果評価
ここで、ペイロードサイズ、送信方式及びDMRSによる性能測定結果を説明する。このとき、NR−PBCH送信のために24個のRBを有する2個のOFDMシンボルが用いられると仮定する。また、SSバースト集合(即ち、10、20、40、80ms)は複数の周期を有することができ、インコードされたビットが80ms内に送信されると仮定する。
(1)DMRSシーケンス仮説の数
図19は、SSブロックインデックスによる測定結果を示す。ここで、24RB及び2個のOFDMシンボルにおいてDMRSのために144REが用いられ、情報のために432REが用いられた。また、DMRSシーケンスは長いシーケンス(例えば、長さ31のゴールドシーケンス)及びQPSKが用いられたと仮定する。
図19を参照すると、3〜5ビットの検出性能を2回蓄積して測定するとき、−6dBで1%のエラー率を示す。よって、3〜5ビットの情報は、検出性能の観点からDMRSシーケンスに対する仮説数として使用することができる。
(2)変調タイプ
図20乃至図21は、BPSKとQPSKを比較した性能測定結果である。本実験において、DMRS仮説は3ビットであり、DMRSシーケンスは長いシーケンスをベースとし、干渉TRPの電力レベルはサービングTRPの電力レベルと同一である。
図20乃至図21を参照すると、BPSKとQPSKの性能が類似していることが分かる。よって、ある変調タイプをDMRSシーケンスのための変調タイプとして使用しても、性能測定の観点からは大した差がない。しかし、図25及び図26を参照すると、BPSKとQPSKを使用した場合、各コリレーション特性が異なることが分かる。
図22及び図23を参照すると、BPSKはQPSKよりコリレーション振幅が0.1以上の領域にさらに多く分布する。よって、多重セル環境を考慮すれば、DMRSの変調タイプとしてQPSKを使用することが好ましい。即ち、コリレーション特性の側面からはQPSKがDMRSシーケンスに適宜な変調タイプである。
(3)PBCH DMRSのシーケンス生成
図24乃至図25は、 DMRSシーケンス生成による測定結果を示す。DMRSシーケンスは、多項式の次数30以上の長いシーケンス又は多項式の次数8以下の短いシーケンスをベースとして生成することができる。また、DMRSに対する仮説は3ビットであり、干渉TRPの電力レベルはサービングTRPと同一であると仮定する。
図24乃至図25を参照すると、短いシーケンスベース生成の検出性能と、長いシーケンスベース生成の検出性能が類似していることが分かる。
具体的に、1番目のM−sequenceに長さ7の多項式を導入して、シーケンスのコリレーション性能を高めようとしたが、既存の1番目のM−sequenceである長さ31の多項式を用いる方式とは差がない。また、1番目のM−sequenceの初期値をSSBIDとしてシーケンスを生成したが、既存の1番目のM−sequenceの初期値を固定して、2番目のM−sequenceにSSBID−CellIDを用いる方式とは差がない。
よって、LTEのように、Length−31 Gold sequenceを用いて、初期化は、既存のように、1番目のM−sequenceの初期値を固定して、2番目のM−sequenceにSSBID−CellIDを用いる。
(4) DMRS REマッピング
図26は、等間隔REマッピング方法及び等間隔ではないREマッピング方法による性能測定の結果を示す。ここで、DMRSに対する仮説は3ビットであり、DMRSシーケンスは長いシーケンスをベースとし、干渉TRP電力レベルはサービングTRPと同一である。また、ただ1つの干渉源のみが存在する。
図26に示されたように、可変REマッピングを使用する場合、干渉がランダムに分散する効果が得られる。よって、可変REマッピングの検出性能が固定REマッピング性能よりも優秀である。
図27は、RS電力ブーストを使用した場合の測定結果を示す。ここで、DMRSに対するRE送信電力は、PBCHデータに対するRE送信電力より約1.76dB(= 10 * log (1.334 / 0.889))高いと仮定する。可変REマッピングとDMRS電力ブーストを共に使用する場合、他のセルの干渉が減少する。図27のように、RS電力ブーストを適用した性能は、RSパワーブーストのない場合よりも2〜3dBの利得を有する。
一方、RS電力ブーストは、PBCHデータに対するRE送信電力を減少させる。よって、RS電力ブーストはPBCH性能に影響を与えることができる。図28〜図29は、RS電力ブーストのある場合とRS電力ブーストのない場合のPBCH性能を測定した結果である。ここで、SSバーストセットの周期は40msと仮定して、エンコードされたビットは80ms以内に送信されることを仮定する。
PBCHデータに対するREの送信電力が減少する場合、性能損失が発生する可能性がある。しかし、RS電力増加によってチャネル推定性能が向上されるため、復調性能を向上させることができる。よって、図28〜図29のように、2つの場合の性能がほぼ同一である。よって、PBCHデータに対するREの送信電力損失の影響はチャネル推定性能の利得によって補完されることができる。
一方、図30乃至図31を参照して、RS電力ブーストにVshiftを適用した実験観察結果を説明する。DMRS REの周波数軸位置をセルIDによって変更するVshiftを導入すると、多重セル環境において送信されるPBCH DMRSを2回の周期の間に受信して、2個のPBCHを結合すると、ICIランダム化によって検出性能を改善する効果が生じて、Vshiftを適用した場合、検出性能の向上は大きい。
以下の[表3]は、上述した性能測定のために用いられたパラメータの仮定値である。
13.ハーフフレームインデックス指示及び信号設計
一方、上述のような時間インデックスの指示方法の他に時間インデックスの指示方法なども考えられるが、特に、これからハーフフレームインデックスを効果的に指示するための様々な実施例について説明する。
5ms区間(duration)に含まれたSSブロックは、5ms、10ms、20ms、40ms、80ms、160msなどの周期を有して送信されることができる。また、初期接続段階のUEは、5msより長い周期(例えば、10ms、20msなど)でSSブロックが送信されると仮定して、信号検出を行う。特に、NRシステムにおいて、初期接続段階のUEは、SSブロックが20ms周期で送信されると仮定して、信号検出を行う。
しかし、基地局が5ms周期でSSブロックを送信して、UEが20ms周期でSSブロックを検出する場合、UEは、SSブロックが前半部ハーフフレーム(First half radio frame)でも送信され、後半部ハーフフレーム(Second half radio frame)でも送信されることを考慮する必要がある。即ち、UEは、SSブロックが前半部ハーフフレームで受信されるか、後半部ハーフフレームで受信されるかについて正確に仮定することができない。よって、基地局は、SSブロックが前半部ハーフフレームで送信されるか、又は後半部ハーフフレームで送信されるかをUEに正確に伝達するための方法を以下のように考慮することができる。
(1)明示的指示(Explicit indication):
− 5ms周期でPBCHコンテンツを変更。この場合、UEは受診されたSSブロックをデコードして、ハーフフレーム時間情報を取得することができる。
(2)暗示的指示(Implicit indication):
− 5ms周期でPBCH DMRSのシーケンスを変更
− 5ms周期でPBCH DMRSのシーケンスマッピング方法を変更
− 5ms周期でPBCHを送信するOFDMシンボルの位相(phase)を変更
− 5ms周期でPBCHコンテンツの符号化されたビット(encoded bit)に互いに異なるスクランブリングシーケンス(scrambling sequence)を適用
ここて、上述した方法は、互いに組み合わせて用いることができ、上述した方法の様々な変形も可能である。これは、UEが初期接続状態であるか、IDLEモードであるかなどのUEの状態又は隣接セル(Inter−cell)/他のRAT(Inter−rat)へのハンドオーバー(Handover)実行など、現在にUEが時間情報を受信しなければならない状況によって、ハーフフレーム時間情報を伝達するための様々な方法が考えられる。
ここで、ハーフフレーム時間情報の取得時の複雑度を減らすための方法について説明する。
実施例8−1
初期接続段階のUEは、10ms時間範囲において前半部ハーフフレーム又は後半部ハーフフレームのうち1つの固定した位置にSSブロックが送信されると仮定して、SSブロックの信号検出を試みる。即ち、UEは、SFN、SSブロックインデックスなどの時間情報は、SSブロックに含まれた信号及びチャネルなどに含まれたシーケンス検出又はデータデコーディングなどの過程によって取得して、ハーフフレーム情報は、無線フレーム内でSSブロックが送信されると定義されたスロット、OFDMシンボルの位置によって取得する。
上述した方法の具体例として、以下、上述した時間情報取得方案として、5ms周期でSSブロックが送信されるとき、初期接続(Initial access)を行うUEが特定のハーフフレームで送信されるSSブロックのみを検出することができ、他のハーフフレームで送信されるSSブロックは検出できないようにする方法及び端末動作を説明する。
このために、2つの異なる形態のSSブロックを構成する。本発明では、説明の便宜のために、この2つの異なる形態のSSブロックを第1の形態のSSブロック及び第2の形態のSSブロックという。ネットワークは、第1の形態のSSブロックを構成して、第1の形態のSSブロックを構成するPSS/SSS/PBCHなどの位相、シンボル位置、シーケンスタイプ(sequence type)、シンボルマッピング規則(symbol mapping rule)及び送信電力などを変形した第2の形態のSSブロックを構成する。
その後、基地局は、前半部(first)ハーフフレームでは、第1の形態のSSブロックを送信して、後半部(second)ハーフフレームでは、第2の形態のSSブロックを送信する。
このとき、初期接続を行うUEは、第1の形態のSSブロックが基地局から送信されたと仮定して、同期信号検出及びPBCHデコーディングを試みる。また、同期信号検出及びPBCHデコーディングに成功した場合、UEは該当地点を前半部(First)ハーフフレームに属するスロット及びOFDMシンボルであると仮定する。
実施例8−2
実施例8−1の具体的な方法として、SSブロックを構成するPSS/SSS/PBCHがマッピングされるシンボルのうち、一部のシンボルの位相を変更して、ハーフフレーム境界情報を取得する方法について説明する。
即ち、SSブロックを構成するPSS/SSS/PBCHの位相変化によって、SFN、ハーフフレーム、SSブロックインデックスなどの時間情報を伝達することができ、特に、ハーフフレームの時間情報を伝達するために用いられる。
このとき、SSブロックに含まれたPSS/SSS/PBCHは、同一のアンテナポートを用いると仮定する。
具体的に、PSS/SSSを含むOFDMシンボルとPBCHを含むOFDMシンボルの位相を送信周期に応じて変更することができる。このとき、位相が変更される送信周期は、5msである。
図32を参照すると、5ms周期でPSS−PBCH−SSS−PBCHを含むOFDMシンボルにそれぞれ(+1,+1,+1,+1)の位相を許可するか、(+1,−1,+1,−1)の位相を許可することができる。他の方法としては、PSS/SSSを含むOFDMシンボルの極性を反転する方法がある。即ち、PSS−PBCH−SSS−PBCHを含むOFDMシンボルの極性をそれぞれ(a,b,c,d)とするとき、(+1,+1,+1,+1)と(−1,+1,−1,+1)などでPBCHの極性を反転(Polarity inversion)することができる。また、PSS又はSSSを含むOFDMシンボルのうち一部のOFDMシンボルの極性を(+1,+1,+1,+1)及び(+1,+1,−1,+1)のように反転するか、(+1,+1,+1,+1)及び(−1,+1,+1,+1)のように反転してもよい。
一方、上述した例示を具体化して、20ms間隔周期で位相を変更する方法も考えられる。即ち、図32を参照すると、1番目の5ms周期の位相を(+1,+1,+1,+1)で送信して、2番目の5ms周期の位相を(+1,−1,+1,−1)で送信して、3番目の5ms周期の位相を(+1,−1,−1,−1)で送信して、4番目の5ms周期の位相を(−1,−1,−1,−1)で送信することもできる。上述した方法によって、5ms周期、即ち、ハーフフレームの境界情報を取得することができ、20ms間隔周期で位相が変更されるため、SFNの情報を取得することもできる。但し、SFNの情報を取得するために、20ms間隔周期で、1番目の10msでは(+1,+1,+1,+1)で送信して、2番目の10msでは(+1,−1,+1,−1)で送信してもよい。
一方、20ms間隔周期を区分するために、SSブロックに含まれたPSSとSSSの位相のみを変更させてもよい。例えば、1番目の5ms周期の位相を(+1,+1,+1,+1)で送信して、2番目の5ms周期から4番目の5ms周期の位相を(−1, +1, −1, +1)で送信することができる。即ち、1番目の5ms周期のPSS/SSS位相とその他の5ms周期のPSS/SSS位相を変更して送信することで、20ms周期を区分することができる。
このとき、2番目の5ms周期から4番目の5ms周期で送信されるSSブロックは、PSS/SSSの位相が変更され、UEによって検出されないこともある。
一方、送信される位相の極性反転と共に位相変化も考えられる。例えば、(+1,+1,+1,+1)及び(+1,+j,+1,+j)と区分して、SSブロックを5ms周期で送信してもよく、(+1,+1,+1,+1)及び(+1,−j,+1,−j)と区分してSSブロックを5ms周期で送信してもよい。
ハーフフレームの時間情報は、PBCHシンボルの位相変化で取得されてもよく、PBCHスクランブリングシーケンスの決定に用いてもよい。即ち、基地局は、毎5msごとにSSSシンボルとPBCHシンボル間の位相を変化してSSブロックを構成して、送信する。換言すれば、基地局は、特定の周期内でSSブロックが送信される位置に応じて、SSブロックのPBCHとSSSが送信されるシンボルの位相を変更することができるが、このとき、位相が変更されるシンボルは、SSブロックが送信され得る全ての候補SSブロックに対応するSSS及びPBCHのシンボル位相ではない、基地局が実際に送信するSSブロックに対応するSSS及びPBCHのシンボル位相を変更することができる。
換言すれば、5msのハーフフレーム内に含まれた候補SSブロックに対応するが、実際にSSブロックが送信されない候補SSブロックのSSS及びPBCHに対応するシンボルの位相は変更しなくてもよい。
これに関する具体的な方案について説明する。
(方案1)PBCH DMRS内の1ビットをハーフフレームを指示するための指示子として用いてもよい。また、PBCHスクランブリングシーケンスは、ハーフフレームタイミングのための指示子によって初期化されてもよい。このとき、SFNのMSB[7〜10]ビットは、PBCHコンテンツによって明示的に指示されてもよく、SFNのLBS[3]ビットは、PBCHスクランブリングシーケンスのために用いられてもよい。
(方案2)ハーフフレームタイミングのための1ビットは、PBCHによって指示されてもよい。また、PBCHスクランブリングシーケンスは、ハーフフレームタイミングのための指示子によって初期化されてもよい。このとき、PBCHシンボルとSSSシンボルとの位相差が発生する可能性があり、SFNのMSB[7〜10]ビットは、PBCHコンテンツによって明示的に指示されてもよく、SFNのLBS[3]ビットは、PBCHスクランブリングシーケンスのために用いられてもよい。
(方案3)ハーフフレームタイミングのための1ビットは、PBCHによって指示されてもよい。このとき、PBCHシンボルとSSSシンボルとの位相差が発生する可能性があり、SFNのMSB[7〜10]ビットは、PBCHコンテンツによって明示的に指示されてもよく、SFNのLBS[3]ビットは、PBCHスクランブリングシーケンスのために用いられてもよい。
実施例8−3
測定(Measurement)及びハンドオーバー(Handover)を行うUEに、基地局は、実際に送信されるSSブロックの送信周期を指示する。これは、測定(Measurement)に関する時間情報に含まれた測定周期(Measurement periodicity)情報と共に、さらに伝達されてもよく、また、測定周期(Measurement periodicity)に関する情報をSSブロックの送信周期情報とみなして、これに基づいて測定(Measurement)及びハンドオーバー(Handover)を行うことができる。また、ハンドオーバー命令(Handover command)には、セル情報、SIB 0、1、2などのようなターゲットセル(Target cell)に関するシステム情報が含まれてもよい。一方、NRシステムでは、設計時の論議の便宜のために、LTEで定義したSIB 0、1、2などの情報を含む新たなシステム情報をRMSI(Remaining Minimum System Information)と表現する。
上述したRMSIには、ターゲットセル(Target cell)で実際に送信に用いるSSブロックの位置及び送信周期に関する情報が含まれてもよい。また、ハンドオーバー(Handover)のためには、ターゲットセル(Target Cell)だけではなく、ハンドオーバー(Handover)の候補になれるセルに対するSSブロック送信周期情報がさらにUEに伝達される必要がある。よって、候補セルに対するSSブロック送信周期に関する情報がハンドオーバー命令(Handover command)と区分されるシステム情報として定義され、UEに伝達されることができる。
このときのUEの動作を説明すると、5msより長いSSブロック送信周期が指示された場合、UEは、第1の形態のSSブロックを用いて、隣接セルの同期信号検索及び時間情報取得、即ち、SSブロックインデックスを取得する。仮に、5msの送信周期が指示された場合、UEは第1の形態のSSブロック及び第2の形態のSSブロックを用いて隣接セルの同期信号検索及び時間情報を取得する。
一方、UEの受信複雑度を減らすための方案として、UEは、第1の形態のSSブロックを用いて、10ms周期のSSブロックを検索して、第1の形態のSSブロックを検出した後、10ms範囲内で検出された第1の形態のSSブロックを基準として、5ms程度のオフセットを有する時間位置において、UEは、第2の形態のSSブロックを用いて同期信号検出及び時間情報取得を試みることができる。また、上述した方法によってハンドオーバー(Handover)を行うUEは、ターゲットセル(Target Cell)/候補セル(Candidate Cells)/ターゲットRAT(Target RAT)などで用いる時間情報を取得することができる。
上述した実施例8−2に対してまとめると、測定(Measurement)を行うための周期(Periodicity)がUEに伝達されるとき、SSブロックが実際に送信される周期もUEに指示される。このとき、測定(Measurement)のための設定(configuration)は、UE観点から測定(Measurement)を行うために与えられる周期で、これは実際に基地局が送信するSSブロック送信周期よりも長く設定(configuration)されてもよく、これはUEがハンドオーバーの前に隣接セルのPBCHをデコードするとき、実際にSSブロックが送信される周期に合わせてデコーディングを行うようにして、デコーディング回数を減らしてUEのバッテリー消耗を減らすことができる。
実施例8−4
チャネル/信号の構成、リソース設定(Resource configuration)方式、シーケンスマッピング(Sequence mapping)方式などは、基地局の時間情報仮定やUEの状態に応じて変更される。
時間情報は、SFN、スロット、OFDMシンボルナンバーなどで構成されるが、M時間範囲でサブフレームナンバー、スロットナンバーなどがインデックスされ、Mより小さいN時間範囲でサブフレームナンバー、スロットナンバーなどがインデックスされる。ここで、M=10msであり、N=5msであってもよく、基地局が時間情報仮定、UEの接続状態などのような条件に応じて、互いに異なる時間範囲で定義された時間インデックスが適用される。
以下、これに関する具体的な実施方案について説明する。
(方案1)同期ネットワークであるか非同期ネットワークであるかを知らせる指示子である同期指示子、又はUEの接続状態が初期接続(Initial access)、ハンドオーバー(Handover)、IDLE/CONNECTEDモードであるか等に応じて、時間情報、チャネル/信号構成、リソース設定(Resource configuration)方式が変更される。このとき、同期指示子は基地局からUEに伝達されることができる。
(方案2)DMRS、CSI−RS、SRSなどの参照信号にマッピングされるシーケンス又はPDSCH/PUSCHなどのようなデータビットのスクランブリングシーケンスなどがスロットナンバー又はOFDMシンボルナンバーなどのような10ms範囲内の時間情報に応じてシーケンスが変更されるか、5ms周期で変更される。即ち、CSI−RSリソース、PRACHリソースなどが10ms範囲内で無線フレーム範囲、前半部(first)ハーフフレーム範囲又は後半部(second)ハーフフレーム範囲に基づいて構成されてもよく、5ms周期でハーフフレームに基づいて構成されてもよい。
(方案3)帯域幅部分(Bandwidth part)に応じてチャネル/信号の構成、リソース設定(Resource configuration)方式及びシーケンスマッピング(Sequence mapping)方式が変更される。初期接続(Initial access)に用いられる帯域幅部分(Bandwidth part)内において、ブロードキャストされるシステム情報(Broadcasting SI)、RACH Msg2/3/4及びページング(Paging)などを伝達するためのPDSCH/PUSCHのようなデータチャネル、PDCCH/PUSCHのような制御チャネル、DMRS/CRS−RS/SRS/PTRSなどのような参照信号は、N時間範囲内で構成して、N時間単位で繰り返し送信されることができる。一方、RRC接続状態において設定(configuration)される帯域幅部分(Bandwidth part)では、M時間範囲においてデータチャネル、制御チャネル及び参照信号を構成して、M時間単位で繰り返し送信されることができる。
(方案4)ハンドオーバー(Handover)で用いられるリソースであるPRACHプリアンブル、Msg2などは、M時間範囲及びN時間範囲で構成することができる。ここで、説明の便宜のために、M=10ms、N=5msと仮定する。
仮に、同期ネットワーク(Synchronous network)でUEに指示される場合、UEは、同一周波数帯域のセルから送信される信号が予め設定された範囲(例えば、1ms)誤差内で受信されたと仮定して、サービングセル(Serving cell)から取得した5ms時間情報は、サービングセルだけではなく隣接セルにも同様に適用できると仮定する。
このような仮定下、M時間範囲で構成されたリソースを活用することができる。即ち、基地局から特に指示子の送信がなくても、同期ネットワーク(Synchronous network)と仮定できる環境では、M時間範囲で構成されたリソースを用いることができる。一方、非同期ネットワーク(Asynchronous network)でUEに指示される場合、又は非同期ネットワーク(Asynchronous network)と仮定する環境では、N時間範囲で構成されたリソースを用いることができる。
(方案5)同期ネットワーク(Synchronous network)でUEに指示される場合、UEは、同一周波数帯域のセルから送信される信号が予め設定された範囲(例えば、1ms)誤差内で受信されたと仮定して、サービングセル(Serving cell)から取得した5ms時間情報は、サービングセルだけではなく隣接セルにも同様に適用できると仮定する。
14. 下りリンク共通チャネル送信のためのBWP(Bandwidth part)
LTEの初期接続手順は、MIB(Master Information Block)によって構成されたシステム帯域幅内で動作する。また、PSS/SSS/PBCHはシステム帯域幅の中心を基準として整列されている。また、共通検索空間は、システム帯域幅内で定義され、システム帯域幅内で割り当てられた共通検索空間のPDSCHによってシステム情報が伝達され、Msg1/2/3/4に対するRACH手順が動作する。
一方、NRシステムは、広帯域CC(Component Carrier)における動作を支援するが、UEが全ての広帯域CCにおいて必要な動作を行うための能力(Capability)を有するように具現することは、コスト面から非常に難しい問題である。よって、システム帯域幅において初期接続手順を円滑に行うように具現することは難しい。
この問題を解決するために、図33のように、NRは初期接続動作のためのBWPを定義することができる。NRシステムでは、各UEに対応するBWP内でSSブロック送信、システム情報伝達、ページング及びRACH手順のための初期接続手順を行うことができる。また、少なくとも1つの下りリンクBWPは、少なくとも1つの主コンポーネント搬送波において共通検索空間を有する1つのCORESETを含むことができる。
よって、少なくともRMSI、OSI、ページング、RACHメッセージ2/4に関する下りリンク制御情報は、共通検索空間を有するCORESETで送信され、下りリンク制御情報に関わる下りリンクデータチャネルは下りリンクBWP内に割り当てられる。また、UEは、このUEに対応するBWP内でSSブロックが送信されると予想できる。
即ち、NRでは、少なくとも1つの下りリンクBWPが下りリンク共通チャネル送信のために使用されることができる。ここで、下りリンク共通チャネルに含まれる信号は、SSブロック、 共通検索空間を有するCORSET及びRMSI、OSI、ページング、RACHメッセージ2/4などのためのPDSCHなどがある。ここで、RMSIは、SIB1(System Information Block 1)として解釈されてもよく、PBCH(Physical Broadcast Channel)を介してMIB(Master System Information Block)受信後にUEが取得すべきシステム情報である。
(1)ニューマロロジー
NRでは、15、30、60及び120kHzの副搬送波間隔がデータ送信に用いられる。よって、下りリンク共通チャネルに対するBWP内のPDCCH及びPDSCHに対するニューマロロジーは、データ送信のために定義されたニューマロロジーの中から選択することができる。例えば、6GHz以下の周波数範囲に対しては、15kHz、30kHz及び60kHzの副搬送波間隔のうち1つ以上を選択することができ、6GHz〜52.6GHzの周波数範囲に対しては60kHz及び120kHzの副搬送波間隔のうち1つ以上を選択することができる。
しかし、6GHz以下の周波数範囲では、URLLCサービスのために、60kHzの副搬送波間隔が予め定義されているため、60kHzの副搬送波間隔は、6GHz以下の周波数範囲におけるPBCH送信に適しない。よって、6GHz以下の周波数範囲で下りリンク共通チャネル送信のために15kHz及び30kHzの副搬送波間隔を使用することができ、6GHz以上の周波数範囲では60kHz及び120kHzの副搬送波間隔を使用することができる。
一方、NRでは、SSブロック送信のために、15、30、120及び240kHzの副搬送波間隔を支援する。SSブロックと共通検索空間を有するCORESET及びRMSI、ページング、RARに対するPDSCHのような下りリンクチャネルに対して、同一の副搬送波間隔が適用されると仮定することができる。よって、このような仮定を適用すると、PBCHコンテンツにニューマロロジー情報を定義する必要がなくなる。
逆に、下りリンク制御チャネルに対する副搬送波間隔の変更が必要となる場合がある。例えば、240kHzの副搬送波間隔が6GHz以上の周波数帯域においてSSブロック送信に適用される場合、下りリンク制御チャネル送信を含むデータ送信には、240kHzの副搬送波間隔が用いられないため、下りリンク制御チャネル送信を含むデータ送信のためには、副搬送波間隔の変更が必要である。よって、下りリンクデータチャネル送信を含むデータ送信のために、副搬送波間隔が変更できる場合、PBCHコンテンツに含まれる1ビット指示子によってこれを指示することができる。例えば、搬送波周波数の範囲によって、1ビット指示子は{15kHz、30kHz}又は{60kHz、120kHz}と解釈することができる。また、表示された副搬送波間隔は、RBグリッドの参照ニューマロロジーとみなすことができる。上述では、PBCHコンテンツは、PBCHに含まれて送信されるMIB(Master Information Block)を意味してもよい。
即ち、周波数範囲が6Ghz以下である場合、1ビット指示子によって、初期接続のためのRMSI又は、OSI、ページング、Msg2/4に対する副搬送波間隔が15kHz又は30kHzであることが指示でき、周波数範囲が6Ghz以上である場合には、1ビット指示子によって、初期接続のためのRMSI又は、OSI、ページング、Msg2/4に対する副搬送波間隔が60kHz又は120kHzであることが指示できる。
(2)下りリンク共通チャネル送信のためのBWPの帯域幅
NRシステムにおいて、下りリンク共通チャネルに対するBWPの帯域幅がネットワークが動作するシステム帯域幅と同一である必要はない。即ち、BWPの帯域幅は、システム帯域幅より狭くてもよい。即ち、帯域幅は、搬送波の最小帯域幅より広い必要があるが、UEの最小帯域幅より広くてはいけない。
よって、下りリンク共通チャネル送信のためのBWPは、BWPの帯域幅がSSブロックの帯域幅より広く、各周波数範囲において動作可能な全てのUEの特定の下りリンク帯域幅と等しいか、又は小さいように定義することができる。例えば、6GHz以下の周波数範囲で搬送波の最小帯域幅は5MHzと定義され、UEの最小帯域幅は20MHzと仮定することができる。この場合、下りリンク共通チャネルの帯域幅は、5MHz〜20MHzの範囲で定義されることができる。即ち、SSブロックは、下りリンク共通チャネル帯域幅の一部分に位置することができる。
(3)帯域幅設定
図34は、帯域幅設定の例示を示す。
UEは、セルID検出及びPBCHデコーディングを含む初期同期化手順の間にSSブロックの帯域幅内で信号の検出を試みる。その後、UEは、PBCHコンテンツによってネットワークが指示する下りリンク共通チャネルに対する帯域幅内において次の初期接続手順を続けて行うことができる。即ち、UEは、 下りリンク共通チャネルに対する帯域幅内においてシステム情報を取得して、RACH手順を行うことができる。
一方、SSブロックに対する帯域幅と下りリンク共通チャネルに対する帯域幅間の相対的な周波数位置のための指示子がPBCHコンテンツに定義されることができる。一方、上述のように、PBCHコンテンツは、PBCHに含まれて送信されるMIB(Master Information Block)を意味してもよい。
例えば、図34に示されたように、下りリンク共通チャネルに対する帯域幅間の相対的な周波数位置として、SSブロックに対する帯域幅と下りリンク共通チャネルに対する帯域幅の間隔に関するオフセット情報で定義されることができる。
特に、図34を参照すると、オフセット値は、RB単位で指示されてもよく、指示されたRB数だけのオフセット位置に下りリンク共通チャネルに対する帯域幅が位置することとUEが決定することができる。一方、NRシステムでは、SSブロック帯域幅と下りリンク共通チャネルに対する帯域幅のニューマロロジー、即ち、副搬送波間隔が異なるように設定されてもよいが、このときには、SSブロック帯域幅の副搬送波間隔と下りリンク共通チャネルに対する帯域幅の副搬送波間隔のうちいずれか1つを基準として、RB単位で指示されるオフセットの絶対的な周波数間隔を算出することができる。
また、相対的な周波数位置の指示を単純化するために、複数のSSブロックに対する帯域幅は、下りリンク共通チャネルに対する帯域幅内でSSブロックを位置させる候補位置のうちいずれか1つであり得る。
また、NRシステムでは、下りリンク共通チャネルの帯域幅がネットワークが動作するシステム帯域幅と同一である必要はない。また、帯域幅はシステム帯域幅より狭くてもよい。即ち、下りリンク共通チャネルの帯域幅は、搬送波の最小帯域幅より広い必要があるが、UEの最小帯域幅より広くてはいけない。例えば、6GHz以下の周波数範囲で搬送波の最小帯域幅は5MHzと定義され、UEの最小帯域幅が20MHzと仮定される場合、下りリンク共通チャネルの帯域幅は、5MHz〜20MHzの範囲で定義することができる。
例えば、SSブロックの帯域幅が5MHzであり、下りリンク共通チャネルの帯域幅が20MHzであると仮定すると、下りリンク共通チャネルのための帯域幅内においてSSブロックを探すための4個の候補位置を定義することができる。
15.CORESET設定
(1)CORESET情報とRMSIスケジューリング情報
RMSIに対するスケジューリング情報を直接指示するより、ネットワークがRMSIスケジューリング情報を含むCORESET情報をUEに送信した方がより効率的である。即ち、PBCHコンテンツにおいて、CORESET及び周波数位置に対する帯域幅のような周波数リソースに関する情報を指示することができる。また、開始OFDMシンボル、保持時間及びOFDMシンボルの数のような時間リソースに関する情報は、ネットワークリソースを柔軟に利用するためにさらに設定されてもよい。
また、共通探索空間モニタリング周期、保持時間及びオフセットに関する情報もUE検出の複雑性を減少させるために、ネットワークからUEへ送信されてもよい。
一方、送信タイプ及びREGバンドリングサイズは、共通検索空間のCORESETによって固定されてもよい。ここで、送信タイプは、送信される信号がインタリーブされているか否かによって区分されてもよい。
(2)スロットに含まれたOFDMシンボルの数
スロットにおけるOFDMシンボル数又は6GHz以下の搬送波周波数の範囲に関連して、7OFDMシンボルスロット及び14OFDMシンボルスロットのような2つの候補を考慮する。仮に、NRシステムにおいて、6GHz以下の搬送波周波数の範囲のために2つタイプのスロットをいずれも支援すると決定した場合、共通検索空間を有するCORESETの時間リソース表示のために、スロットタイプに対する指示方法を定義する必要がある。
(3)PBCHコンテンツのビットサイズ
PBCHコンテンツにおいて、ニューマロロジー、帯域幅及びCORESET情報を表示するために、[表4]のように、約14ビットを指定することができる。
図35は、本発明の実施例を実行する送信装置10及び受信装置20の構成要素を示すブロック図である。
送信装置10及び受信装置20は、情報及び/又はデータ、信号、メッセージなどを運ぶ無線信号を送信又は受信できるRF(Radio Frequency)ユニット13,23と、無線通信システムにおける通信と関連した各種情報を記憶するメモリ12,22と、上記RFユニット13,23及びメモリ12,22などの構成要素と動作的に連結され、上記構成要素を制御して該当装置が前述した本発明の実施例の少なくとも1つを行うようにメモリ12,22及び/又はRFユニット13,23を制御するように構成された(configured)プロセッサ11,21とをそれぞれ備える。
メモリ12,22は、プロセッサ11,21の処理及び制御のためのプログラムを記憶することができ、入/出力される情報を仮り記憶することができる。メモリ12,22がバッファーとして活用されてもよい。
プロセッサ11,21は、通常、送信装置又は受信装置における各種モジュールの動作全般を制御する。特に、プロセッサ11,21は、本発明を実行するための各種制御機能を果たすことができる。プロセッサ11,21は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ぶことができる。プロセッサ11,21は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、又はFPGAs(field programmable gate arrays)などをプロセッサ11,21に備えることができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行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11,21内に設けられたりメモリ12,22に格納されてプロセッサ11,21によって駆動されるようにすることができる。
送信装置10におけるプロセッサ11は、プロセッサ11又はプロセッサ11に接続しているスケジューラからスケジュールされて外部に送信される信号及び/又はデータに対して所定の符号化(coding)及び変調(modulation)を行った後、RFユニット13に送信する。例えば、プロセッサ11は、送信しようとするデータ列を逆多重化、チャネル符号化、スクランブリング及び変調などを経てK個のレイヤに変換する。符号化されたデータ列はコードワードとも呼ばれ、MAC層が提供するデータブロックである送信ブロックと等価である。一送信ブロック(transport block、TB)は一コードワードに符号化され、各コードワードは一つ以上のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップ変換のために RFユニット13はオシレータ(oscillator)を含むことができる。RFユニット13はNt個(Ntは1以上の正の整数)の送信アンテナを含むことができる。
受信装置20の信号処理過程は、送信装置10の信号処理過程の逆となる。プロセッサ21の制御下に、受信装置20のRFユニット23は送信装置10から送信された無線信号を受信する。RFユニット23は、Nr個の受信アンテナを含むことができ、RFユニット23は受信アンテナから受信した信号のそれぞれを周波数ダウン変換して(frequency down−convert)基底帯域信号に復元する。RFユニット23は、周波数ダウン変換のためにオシレータを含むことができる。プロセッサ21は、受信アンテナから受信した無線信号に対する復号(decoding)及び復調(demodulation)を行い、送信装置10が本来送信しようとしたデータに復元することができる。
RFユニット13,23は、1つ以上のアンテナを具備する。アンテナは、プロセッサ11,21の制御下に、本発明の一実施例によって、RFユニット13,23によって処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してRFユニット13,23に伝達する機能を果たす。アンテナは、アンテナポートとも呼ばれる。各アンテナは、1つの物理アンテナに該当してもよく、1つよりも多い物理アンテナ要素(element)の組み合わせによって構成(configured)されてもよい。各アンテナから送信された信号は、受信装置20でそれ以上分解することができない。該当アンテナに対応して送信された参照信号(reference signal、RS)は、受信装置20の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが1つの物理アンテナからの単一(single)無線チャネルか或いは上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素(element)からの合成(composite)チャネルかに関係なく、上記受信装置20にとって上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。即ち、アンテナは、上記アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが、上記同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されうるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多重入出力(Multi−Input Multi−Output、MIMO)機能を支援するRFユニットの場合は、2個以上のアンテナと接続することができる。
本発明においてRFユニット13, 23は、受信ビームフォーミングと送信ビームフォーミングを支援することができる。例えば、本発明において、RFユニット13,23は、図5乃至図8に例示された機能を行うように構成される。本発明においてRFユニットは、トランシーバ(Transceiver)とも呼ばれる。
本発明の実施例において、UEは、上りリンクでは送信装置10として動作して、下りリンクでは受信装置20として動作する。本発明の実施例において、gNBは、上りリンクでは受信装置20として動作して、下りリンクでは送信装置10として動作する。以下、UEに備えられたプロセッサ、RFユニット及びメモリはUEプロセッサ、UE RFユニット及びUEメモリとそれぞれ称されて、gNBに備えられたプロセッサ、RFユニット及びメモリはgNBプロセッサ、gNB RFユニット及びgNBメモリとそれぞれ称される。
本発明のgNBプロセッサは、PSS/SSS/PBCHで構成されたSSBをUEに送信するように制御する。このとき、PBCHペイロードからはSSBインデックスを指示するための最上位3ビットを送信して、PBCH DMRSからSSBインデックスを指示するための最下位3ビットを送信することができる。このとき、PBCHペイロード及びPBCH DMRSはいずれもPBCHがマッピングされるシンボルから送信されるため、PBCHによって伝達されることと解釈されてもよい。
また、SSBインデックスを指示するための最上位3ビットは、該当SSBが属したSSBグループを指示することができ、SSBインデックスを指示するための最下位3ビットは、SSBグループ内のSSBの位置を示すことができる。
一方、PBCHペイロードには、SSBインデックスを指示するための最上位3ビットの他に、ハーフフレーム指示子及びフレームインデックスを指示する指示子をさらに含むことができ、SSBインデックス指示子、ハーフフレーム指示子及びフレームインデックス指示子を総称して、SSBの時間情報と読んでもよい。
また、PBCHペイロードをスクランブリングするためのスクランブリングシーケンスは、20ms内で同様に適用されることができ、PBCH DMRSの周波数位置は、5msごとに変更され得る。よって、スクランブリングシーケンス及びPBCH DMRSの周波数位置に基づいて、SSBが送信されるハーフフレームを識別することができる。一方、PBCH DMRSの周波数 位置は、セルの識別子に依存してマッピングされてもよい。
また、gNBプロセッサは、隣接セルのSSBインデックスを取得するために、サービングセルの時間情報を用いることができるか否かを指示する指示子をUEに送信することができる。
本発明のUEプロセッサは、gNBからPSS/SSS/PBCHで構成されたSSBを受信するように制御することができる。
このとき、UEプロセッサは、サービングセルと隣接セルからそれぞれSSBを受信することができ、サービングセルから受信したSSBに含まれたPBCHのペイロード及びDMRSによって、時間情報を取得することができる。即ち、サービングセルから受信したSSBが送信されたフレーム及びハーフフレーム情報、SSBインデックス情報を取得することができる。具体的に、基地局から隣接セルのSSBインデックスを取得するために、サービングセルの時間情報を用いることができるか否かを指示する指示子を受信して、指示子がサービングセルの時間情報を隣接セルのSSBインデックス取得に使用可能であることを指示する場合、サービングセルから受信したSSBインデックス情報で隣接セルから受信したSSBのインデックスを決定することができる。即ち、隣接セルから受信したPBCH DMRSから隣接セルSSBのインデックスのための最下位3ビットをサービングセルから受信したSSBのPBCHペイロードから受信したサービングセルSSBのインデックスのための最上位3ビットを組み合わせて、隣接セルから受信したSSBのインデックスを決定することができる。
これと同様に、サービングセルSSBのインデックスは、サービングセルのPBCHペイロードから取得した最上位3ビットとサービングセルのPBCH DMRSから取得した最下位3ビットを組み合わせて決定することができ、このとき、最上位3ビットはSSBグループを示して、最下位3ビットはSSBグループ内のSSBの位置を示す。
また、UEプロセッサは、サービングセルSSB又は隣接セルSSBが送信されるハーフフレームをそれぞれのPBCHスクランブリングシーケンスとPBCH DMRSがマッピングされた周波数位置によって識別することができ、DMRSがマッピングされた周波数位置はそれぞれのセルの識別子に依存して決定することができる。また、UEプロセッサは、PBCHを受信するとき、PBCHのEPREとPBCH DMRSのEPREとが同一であると仮定して受信することができる。
本発明のgNBプロセッサ又はUEプロセッサはアナログ又はハイブリッドビームフォーミングが使用される6GHz以上の高周波帯域において動作するセル上に本発明を適用するように構成されてもよい。
上述のような本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供される。上述では、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野における熟練した当業者には、添付する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更できるということが理解できる。したがって、本発明は、ここに示した実施の形態に制限されるものではなく、ここに開示した原理及び新規な特徴と一致する最広の範囲を与えるためのものである。