以下、下りリンク(DL:downlink)は基地局から端末への通信を意味し、上りリンク(UL:uplink)は端末から基地局への通信を意味する。下りリンクにおいて、送信機は基地局の一部であり、受信機は端末の一部である。上りリンクにおいては、送信機は端末の一部であり、受信機は基地局の一部である。
以下の技術は、CDMA、FDMA、TDMA、OFDMA、SC−FDMAなどの様々な無線接続システムに使用できる。CDMAはUTRA(Universal Terrestrial radio Access)やCDMA2000のような無線技術により具現される。TDMAはGSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)のような無線技術により具現される。OFDMAはIEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などの無線技術により具現される。UTRAはUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)はE−UTRAを使用するE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、LTE−A(Advanced)/LTE−A proは3GPP LTEの進化したバージョンである。3GPP NR(New radio or New radio Access Technology)は3GPP LTE/LTE−A/LTE−A proの進化したバージョンである。
より明確な説明のために3GPP通信システム(例、LTE−A、NR)に基づいて説明するが、本発明の技術的思想はこれに限られない。LTEは3GPP TS(Technical Specification)36.xxx Release 8以後の技術を意味する。詳しくは、3GPP TS 36.xxx Release 10以後のLTE技術はLTE−Aと呼ばれ、3GPP TS 36.xxx Release 13以後のLTE技術はLTE−A proと呼ばれる。3GPP NRはTS 38.xxx Release 15以後の技術を意味する。LTE/NRは3GPPシステムと称されることもできる。"xxx"は標準文書の細部番号を意味する。LTE/NRは3GPPシステムと通称できる。本発明の説明に使用された背景技術、用語、略語などについては本発明前に公開された標準文書に記載された事項を参照できる。例えば、以下の文書を参照できる。
3GPP LTE
−36.211:Physical channels and modulation
−36.212:Multiplexing and Channel coding
−36.213:Physical layer procedures
−36.300:Overall description
−36.331:Radio Resource Control(RRC)
3GPP NR
−38.211:Physical channels and modulation
−38.212:Multiplexing and Channel coding
−38.213:Physical layer procedures for control
−38.214:Physical layer procedures for data
−38.300:NR and NG−RAN Overall Description
−36.331:Radio Resource Control(RRC) protocol specification
A.システム構造(System architecture)
図1は3GPP LTEシステム構造の一例を示す図である。
無線通信システムはE−UTRAN(evolved−UMTS terrestrial radio Access network)又はLTE(Long Term Evolution)/LTE−Aシステムとも呼ばれる。図1を参照すると、E−UTRANは制御平面及びユーザ平面を端末(例:UE)10に提供する少なくとも1つの基地局(例:BS)20を含む。UE10は固定式又は移動式であり、MS(mobile station)、UT(user terminal)、SS(Subscriber station)、MT(mobile terminal)、無線デバイスなどの用語とも呼ばれる。一般的には、BS20はUE10と通信する固定ステーションであり、eNB(evolved NodE−B)、gNB(general NodE−B)、BTS(base transceiver system)、AP(access point)などの用途とも呼ばれる。複数のBSはX2インターフェースにより互いに接続する。BSはS1インターフェースによりEPC(evolved Packet core)に、より詳しくはS1−MMEによりMME(mobility management entity)に、またS1−UによりS−GW(Serving gateway)に連結される。EPCはMME、S−GW及びP−GW(Packet data network−gateway)を含む。UEとネットワークの間の無線インターフェースプロトコル階層は、通信システムにおいて公知のOSI(Open System Interconnection)の下部3階層に基づいて第1階層(L1)、第2階層(L2)及び第3階層(L3)モデルを使用して分類される。そのうち、第1階層に属する物理階層(PHY)は物理チャネルを用いて情報送信サービスを提供し、第3階層に属するRRC(Radio Resource Control)階層はUEとネットワークの間で無線リソースを制御する。このために、RRC階層はUEと基地局の間でRRCメッセージを交換する。
図2は3GPP NRシステム構造の一例を示す図である。
図2を参照すると、NG−RANはNG−RAユーザ平面(新しいAS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY)及びUE(User Equipment)に対する制御平面(RRC)プロトコル終端を適用するgNBで構成される。gNBはXnインターフェースにより互いに連結される。gNBはNGインターフェースによりNGCに連結される。より具体的には、gNBはN2インターフェースによりAMF(access and Mobility Management Function)に、N3インターフェースによりUPF(User Plane Function)に連結される。
B.フレーム構造(frame structure)
LTEにおけるフレーム構造について説明する。
LTE標準においては、特に言及しない限り、時間領域における様々なフィールドのサイズは時間単位Ts=1/(15000×2048)秒の数で表現される。DL及びUL送信は、Tf=307200×Ts=10ms持続期間(duration)を有する無線フレームに組織化される。2つの無線フレーム構造が支援される。
−type 1、FDDに適用可能
−type 2、FDDに適用可能
(1)フレーム構造タイプ1
フレーム構造タイプ1は全二重(full duplex)及び半二重(half duplex)FDDに全て適用できる。各無線フレームは
であり、長さ
の20個のスロットで構成され、0から19まで番号付けされる。サブフレームは2個の連続するスロットで定義され、サブフレームiはスロット2i及び2i+1で構成される。FDDの場合、10個のサブフレームがDL送信に利用可能であり、10個のサブフレームが毎10ms間隔でUL送信のために利用可能である。UL及びDL送信は周波数領域で分離される。半二重FDD動作において、UEは全二重FDDにおいて、かかる制限のない間に同時に送信及び受信できない。
図3はフレーム構造タイプ1の無線フレーム構造を示す図である。
図3において、無線フレームは10個のサブフレームを含む。サブフレームは時間領域において2個のスロットを含む。1サブフレームを送信する時間を送信時間間隔(transmission time interval、TTI)と定義する。例えば、1サブフレームは1msの長さを有し、1スロットは0.5msの長さを有する。1スロットは時間領域において複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含む。3GPP LTEは下りリンクにおいてOFDMAを使用するので、OFDMシンボルは1つのシンボル期間を示すためのものである。またOFDMシンボルはSC−FDMAシンボル又はシンボル周期とも呼ばれる。リソースブロック(RB)はリソース割り当て単位であり、1スロットに複数の隣接する副搬送波を含む。無線フレーム構造は例示のために示したものである。このように無線フレームに含まれるサブフレーム数又はサブフレームに含まれるスロット数又はスロットに含まれるOFDMシンボル数は様々に変更可能である。
(2)フレーム構造タイプ2
フレーム構造タイプ2はTDDに適用可能である。長さ
の各無線フレームは長さ
の2個の半フレーム(half−frame)で構成される。各半フレームは長さ
の5個のサブフレームで構成される。支援されるUL−DL構成は標準に定義されており、ここで無線フレームの各サブフレームについて"D"は下りリンク送信のために予約されたサブフレームを示し、"U"は上りリンク送信のために予約されたサブフレームを示し、"S"はDwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、GP(Guard Period)及びUpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3つのフィールドのある特殊(Special)サブフレームを示す。DwPTSは下りリンク区間(downlink period)とも呼ばれ、UpPTSは上りリンク区間(uplink period)とも呼ばれる。DwPTSとUpPTSの長さは
と同一であるDwPTS、GPとUpPTSの全体長さに従属する。各サブフレームiは各ブフレームにおいて長さ
である2個のスロット、即ち、スロット2i及び2i+1と定義される。
図4はフレーム構造タイプ2の無線フレーム構造を示す図である。
図4において、5msと10msのDL−UL転換点周期(DL−to−UL switch−point periodicity)を有するUL−DL構成(configuration)が支援される。5ms DL−UL転換点周期(DL−to−UL switch−point periodicity)の場合、特殊サブフレームが2個の半フレームに存在する。10ms DL−UL転換点周期(DL−to−UL switch−point periodicity)の場合、特殊サブフレームは1番目の半フレームのみに存在する。サブフレーム0及び5とDwPTSは常に下りリンク送信のために予約される。UpPTS及び特殊サブフレーム直後のサブフレームは常に上りリンク送信のために予約される。
次に、NRにおけるフレーム構造について説明する。
図5はNRにおけるフレーム構造の一例を示す図である。
NRシステムでは多数のニューマロロジーが支援される。ここで、ニューマロロジーは副搬送波間隔(Subcarrier spacing)とCP(Cyclic Prefix)オーバーヘッドにより定義される。この時、多数の副搬送波間隔は基本の副搬送波間隔を整数N
にスケーリング(Scaling)することにより誘導される。また非常に高い搬送波周波数で非常に低い副搬送波間隔を使用しないと仮定しても、使用されるニューマロロジーは周波数帯域とは独立して選択できる。また、NRシステムでは多数のニューマロロジーによる様々なフレーム構造を支援できる。
以下、NRシステムで考慮されるOFDMニューマロロジー及びフレーム構造について説明する。NRシステムで支援される多数のOFDMニューマロロジーは表1のように定義できる。
NRシステムにおけるフレーム構造に関連して、時間領域の様々なフィールドのサイズは
の時間単位の倍数で表現される。ここで、
であり、
である。下りリンク及び上りリンク送信は
の区間を有する無線フレームで構成される。ここで、無線フレームは各々
の区間を有する10個のサブフレームで構成される。この場合、上りリンクに対する1セットのフレーム及び下りリンクに対する1セットのフレームが存在することができる。また端末(UE)からの上りリンクフレーム番号iの送信は、該当端末における該当下りリンクフレームの開始より
以前に開始される必要がある。ニューマロロジー
について、スロットはサブフレーム内で
の増加順に番号付けされ、無線フレーム内で
の増加順に番号付けされる。1スロットは
の連続するOFDMシンボルで構成され、
は用いられるニューマロロジー及びスロット設定によって決定される。サブフレームにおいてスロット
の開始は同一のサブフレームにおいてOFDMシンボル
の開始と時間的に整列される。全ての端末が同時に送信及び受信することではなく、これは下りリンクスロット又は上りリンクスロットの全てのOFDMシンボルを利用できないことを意味する。表2は一般CPにおけるスロットごとのOFDMシンボル数
、無線フレームごとのスロット数
、サブフレームごとのスロット数
を示し、表3は拡張CPにおけるスロットごとのOFDMシンボル数、無線フレームごとのスロット数、サブフレームごとのスロット数を示す。
図3は
である場合、即ち、SCS(Subcarrier spacing)が60kHzである場合の一例であり、表2を参考すると、1サブフレームは4個のスロットを含む。図5に示された1サブフレーム={1,2,4}スロットは一例であり、1サブフレームに含まれるスロット数は表2のように定義される。
またミニスロットは2、4又は7シンボルで構成でき、より多いか又は少ないシンボルで構成することもできる。
C.物理リソース
図6は1つの下りリンクスロットに対するリソースグリッドを示す。
図6において、下りリンクスロットは時間領域において複数のOFDMシンボルを含む。1つの下りリンクスロットは7個のOFDMシンボルを含み、1リソースブロック(resource block、RB)は一例であって周波数領域で12個の副搬送波を含む。本発明はこれに限定されない。リソースグリッドの各要素はリソース要素(resource element、RE)と称される。1RBには12×7REが含まれる。下りリンクスロットに含まれるRB数は下りリンク送信帯域幅に依存する。上りリンクスロットの構造は下りリンクスロットの構造と同一である。
図7は下りリンクサブフレームの構造を示す。
図7において、サブフレーム内の第1スロットにおける先頭部の最大3個のOFDMシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域に該当する。残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared Chancel)が割り当てられるデータ領域に該当する。3GPP LTEシステムで用いられる下りリンク制御チャネルには、例えば、PCFICH(Physical Control Format IndicatorChannel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Chanel)などがある。PCFICHは、最初のOFDMサブフレームの制御チャネル送信に用いられるOFDMシンボル数に関する情報を含む。PHICHは上りリンク送信の応答であり、HARQ ACK/NACK信号を含む。PDCCHで送信される制御情報をDCI(Downlink Control Information)という。DCIは上りリンク又は下りリンクスケジューリング情報や任意の端末グループに対する上りリンク送信電力制御命令を含む。PDCCHは、下りリンク共有チャネル(DL−SCH)のリソース割り当て、上りリンク共有チャネルのリソース割り当て情報、ページングチャネル(PCH)のページング情報、PDSCHにより送信される任意接続応答、任意のUEグループ内の個別UEに対する送信電力制御命令のセット、送信電力制御情報、送信電力制御情報の活性化のような上位階層制御メッセージのリソース割り当てであるDL−SCH VoIP(Voice over IP)などを含む。複数のPDCCHが制御領域内で送信されることもできる。UEは複数のPDCCHをモニターすることができる。PDCCHは一つ以上の連続する制御チャネル要素(CCE)の組み合わせで送信される。CCEは無線チャネルの状態に基づくコーディングレートでPDCCHを提供するために用いられる論理割り当て単位である。CCEは複数のリソース要素グループ(REG)に対応する。PDCCHフォーマットと利用可能なPDCCHのビット数は、CCE数とCCEが提供するコーディングレートの間の相関関係によって変更されてもよい。基地局は端末に送信されるDCIによってPDCCHフォーマットを決定し、CRC(Cyclic Redundancy Check)を制御情報を付加する。CRCはPDCCHの所有者又はPDCCHの用途によって臨時識別子(Radio Network Temporary Identifier;RNTI)でマスクされる。PDCCHが特定端末に対するものであれば、端末の固有識別子(例えば、cell−RNTI(C−RNTI))がCRCにマスクされることができる。又はPDCCHがページングメッセージに対するものであれば、ページング指示子識別子(Paging Indicator Identifier;P−RNTI)がCRCにマスクされることができる。PDCCHがシステム情報(より具体的には、システム情報ブロック(SIB))に対するものであれば、システム情報識別子及びシステム情報RNTI(SI−RNTI)をCRCにマスクすることができる。端末の任意接続プリアンブルの送信に対する応答である任意接続応答を示すために、任意接続−RNTI(RA−RNTI)がCRCにマスクされることができる。
図8は上りリンクサブフレームの構造を示す。
図8において、上りリンクサブフレームは周波数領域で制御領域及びデータ領域に分割される。制御領域には上りリンク制御情報を運ぶ物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)が割り当てられる。データ領域にはユーザデータを運ぶ物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)が割り当てられる。単一の搬送波特性を維持するために、一つの端末はPUCCHとPUSCHを同時に送信しない。一つの端末に対するPUCCHは、サブフレームにおいてRB対に割り当てられる。RB対に属するRBは各々2つのスロットにおいて異なる副搬送波を占める。これを、PUCCHに割り当てられるRB対がスロット境界で周波数ホッピング(frequency−hopped)されたという。
NRシステムにおける物理リソースに関連して、アンテナポート、リソースグリッド、リソース要素、リソースブロック及びキャリアパート(carrier part)などが考えられる。以下、NRシステムで考慮される物理リソースについて具体的に説明する。まずアンテナポートは、アンテナポート上のシンボルが運ばれるチャネルが同じアンテナポート上の他のシンボルが運ばれるチャネルから推論されるように定義される。1つのアンテナポート上のシンボルが運ばれるチャネルの広範囲特性(large−scale property)が他のアンテナポート上のシンボルが運ばれるチャネルから類推される場合、2つのアンテナポートはQC/QCL(quasi co−located或いはquasi co−location)関係にあると言える。ここで、広範囲特性は、遅延拡散(Delay spread)、ドップラー拡散(Doppler spread)、周波数シフト(Frequency shift)、平均受信パワー(Average received power)、受信タイミング(Received Timing)のうちのいずれか1つを含む。
図9はNRにおけるリソースグリッドの一例を示す。
図9を参考すると、リソースグリッドが周波数領域上に
副搬送波で構成され、1つのサブフレームが
OFDMシンボルで構成されることを例示しているが、それに限られない。NRシステムにおいて、送信される信号(transmitted signal)は
副搬送波で構成される1つ又はそれ以上のリソースグリッド及び
のOFDMシンボルにより説明される。ここで、
である。
は最大送信帯域幅を示し、これはニューマロロジーだけではなく、上りリンクと下りリンクの間でも変化する。この場合、図9のように、ニューマロロジー
及びアンテナポートpごとに1つのリソースグリッドが設定される。ニューマロロジー
及びアンテナポートpに対するリソースグリッドの各要素はリソース要素(resource element)と称され、インデックス対
により固有的に識別される。ここで、
は周波数領域上のインデックスであり、
はサブフレーム内におけるシンボルの位置である。スロットにおいてリソース要素を称する時には、インデックス対
が用いられる。ここで、
である。ニューマロロジー
及びアンテナポートpに対するリソース要素
は複素値(complex value)
に該当する。混同(confusion)の危険のない場合或いは特定のアンテナポート又はニューマロロジーが特定されない場合、インデックスp及び
はドロップ(drop)されることができ、その結果、複素値は
又は
になる。また、リソースブロック(resource block、RB)は周波数領域上の
連続する副搬送波により定義される。
ポイントAはリソースブロックグリッドの共通基準ポイント(common reference point)としての役割を果たし、以下のように得られる。
−PCell(Primary cell)下りリンクに対するoffsetToPointAは初期セル選択のためにUEにより使用されたSS/PBCHブロックと重なる最低リソースブロックの最低副搬送波とポイントAとの間の周波数オフセットを示し、FR1(frequency range 1)に対して15kHzの副搬送波間隔及びFR2(frequency range 2)に対して60kHzの副搬送波間隔を仮定したリソースブロック単位で表現され;
−AbsoluteFrequencyPointAはARFCN(absolute radio−frequency Channel number)のように表現されたポイントAの周波数−位置を示す。
共通リソースブロック(common resource block)は副搬送波間隔の設定
に対する周波数領域において0から上側に番号付けされる。
副搬送波間隔の設定
に対する共通リソースブロック0の副搬送波0の中心は‘point A’と一致する。
周波数領域において共通リソースブロック番号
と副搬送波間隔の設定
に対するリソース要素(k,l)は、以下の数1のように与えられる。
ここで、kはk=0がポイントAを中心とする副搬送波(subcarrier)に該当するようにポイントAに相対的に定義される。
物理リソースブロックは帯域幅パート(bandwidth part、BWP)内で0から
まで番号付され、iはBWPの番号である。
BWP iにおいて物理リソースブロック
と共通リソースブロック
の間の関係は以下の数2のように与えられる。
はBWPが共通リソースブロック0に相対的に始める共通リソースブロックである。
図10はNRにおける物理リソースブロックの一例を示す図である。
D.無線通信装置
図11は本明細書で提案する方法が適用可能な無線通信装置のブロック構成図を例示する図である。
図11を参照すると、無線通信システムは基地局1110と基地局領域内に位置する多数の端末1120を含む。基地局を送信装置、端末を受信装置と表現し、その逆も可能である。基地局と端末はプロセッサ1111,1121、メモリ1114,1124、1つ以上の送信(Tx)/受信(Rx)RFモジュール1115,1125(又はRF transceiver)、Txプロセッサ1112,1122、Rxプロセッサ1113,1123及びアンテナ1116,1126を含む。プロセッサは上述した機能、過程及び/又は方法を具現する。より具体的には、下りリンクDL(基地局から端末への通信)においてコアネットワークからの上位階層パケットはプロセッサ1111に提供される。プロセッサはL2階層の機能を具現する。下りリンク(DL)において、プロセッサは論理チャネルと送信チャネルの間の多重化(multiplexing)、無線リソース割り当てを端末1120に提供し、端末へのシグナリングを担当する。送信(Tx)プロセッサ1112はL1階層(即ち、物理階層)に対する様々な信号処理機能を具現する。信号処理機能は端末においてFEC(forward error correction)を容易にし、コーディング及びインターリービング(coding and interleaving)を含む。符号化及び変調されたシンボルは並列ストリームに分割され、各々のストリームはOFDM副搬送波にマッピングされ、時間及び/又は周波数領域において基準信号(Reference Signal、RS)と多重化され、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)を使用して共に結合し、時間領域OFDMAシンボルストリームを運ぶ物理的チャネルを生成する。OFDMストリームは多重空間ストリームを生成するために空間的にプリコーディングされる。各々の空間ストリームは個別Tx/Rxモジュール(又は送受信機、1115)により異なるアンテナ1116に提供される。各々のTx/Rxモジュールは送信のために各々の空間ストリームにRF搬送波を変調することができる。端末において、各々のTx/Rxモジュール(又は送受信機、1125)は各Tx/Rxモジュールの各アンテナ1126により信号を受信する。各々のTx/RxモジュールはRFキャリアに変調された情報を復元して、受信Rxプロセッサ1123に提供する。Rxプロセッサはレイヤ1の様々な信号プロセシング機能を具現する。RXプロセッサは端末に向かう任意の空間ストリームを復旧するために情報に空間プロセシングを行う。もし多数の空間ストリームが端末に向かう場合、多数のRXプロセッサにより単一OFDMAシンボルストリームで結合できる。RXプロセッサは高速フーリエ変換(FFT)を使用してOFDMAシンボルストリームを時間領域から周波数領域に変換する。周波数領域信号はOFDM信号の各々の副搬送波に対する個別的なOFDMAシンボルストリームを含む。各々の副搬送波上のシンボル及び基準信号は基地局により送信された可能性の高い信号配置ポイントを決定することにより復元されて復調される。かかる軟判定(Soft decision)はチャネル推定値に基づく。軟判定は物理チャネル上で基地局により元来送信されたデータ及び制御信号を復元するためにデコーディング及びデインターリービングされる。該当データ及び制御信号はプロセッサ1121に提供される。
上りリンク(UL)(端末から基地局への通信)は、端末1120に関連して受信機の機能について記載したような方式で基地局1110で行われる。各々のTx/Rxモジュール(又は送受信機1125)は、各々のアンテナ1126により信号を受信する。各々のTx/RxモジュールはRF搬送波及び情報をRxプロセッサ1123に提供する。プロセッサ1121はプログラムコード及びデータを格納するメモリ1124に関連する。メモリはコンピューター読み取り可能な媒体とも称される。
E.MTC(Machine type Communication)
MTC(Machine type Communication)はM2M(Machine−to−Machine)又はIoT(Internet−of−Things)などに適用可能な多い処理量(throughput)を要求しない応用分野(application)であり、3GPP(3rd Generation Partnership Project)においてIoTサービスの要求事項を満たすために採択された通信技術を言う。
MTCは、( i )低い費用及び低い複雑度、( ii )向上したカバレッジ、及び(iii)低い電力消費という基準を満たすように具現される。
3GPPにおいて、MTCはRelease 10から適用されており、3GPPのReleaseごとに追加されたMTCの特徴について簡略に説明する。
まず、3GPP Release 10とRelease 11に記載されたMTCは、負荷制御(load control)方法に関する。
負荷制御方法はIoT(又はM2M)デバイスが基地局に急に負荷を与えることを予め防止するためのものである。
より具体的には、Release 10の場合、基地局は負荷が発生した場合、接続しているIoTデバイスに対する接続を解除することにより負荷を制御する方法に関し、Release 11の場合は、基地局がSIB14のようなブロードキャストにより今後接続することを予め端末に知らせて端末に対する接続を予め遮断する方法に関する。
Release 12の場合、低費用MTCのための特徴が追加されており、このために、UEカテゴリー0が新しく定義されている。UEカテゴリーは、端末がどのくらいのデータを通信モデムで処理できるかを示す指標である。
即ち、UEカテゴリー0の端末は、減少した最大データ送信率(peak data rate)、緩和した(relaxed)RF要求事項を有する半二重動作(Half Duplex Operation)と単一(Single)の受信アンテナを使用することにより、端末の基底バンド(baseband)及びRF複雑度を減らすことができる。
Release 13においては、eMTC(enhanced MTC)という技術が紹介されており、レガシーLTEで支援する最小周波数帯域幅である1.08MHzのみで動作するようにして単価及び電力消耗を抑えることができる。
後述する内容は主にeMTCに関連する特徴であるが、特に言及しない限り、MTC、eMTC、5G(又はNR)に適用されるMTCにも同様に適用できる。以下、説明の便宜のために、MTCと通称して説明する。
従って、後述するMTCは、eMTC(enhanced MTC)、LTE−M1/M2、BL(Bandwidth reduced low complexity)/CE(coverage enhanced)、non-BL UE(in enhanced coverage)、NR MTC、enhanced BL/CEなどの用語に呼ばれることもできる。即ち、MTCという用語は、今後3GPP標準で定義される用語に代替することができる。
1)MTCの一般的な特徴
(1)MTCは特定システム帯域幅(又はチャネル帯域幅)のみで動作する。
特定のシステム帯域幅は以下の表4のようにレガシーLTEの6RBを使用でき、表5乃至表7に定義されたNRの周波数範囲及びSCS(Subcarrier spacing)を考慮して定義できる。特定のシステム帯域幅は狭帯域(narrowband、NB)とも表現できる。参考として、レガシーLTEはMTC以外の3GPP標準で記載される部分を意味する。好ましくは、NRにおいてMTCはレガシーLTEでのように、以下の表6及び表7における最低システム帯域幅に対応するRBを使用して動作することができる。又はNRにおいてMTCは少なくとも1つの帯域幅パート(bandwidth part、BWP)で動作するか又はBWPの特定帯域で動作することもできる。
表5はNRにおいて定義される周波数範囲(frequency range、FR)を示す表である。
表6はNRのFR1においてチャネル帯域幅及びSCSに対する最大送信帯域幅の構成(NRB)の一例を示す表である。
表7はNRのFR2においてチャネル帯域幅及びSCSに対する最大送信帯域幅の構成(NRB)の一例を示す表である。
MTC狭帯域(narrowband、NB)についてより具体的に説明する。
MTCは物理チャネル及び信号を送受信するために狭帯域動作(narrowband operation)に従い、最大チャネル帯域幅は1.08MHz又は6(LTE)RBに減少する。
この狭帯域は下りリンクと上りリンクの一部チャネルのリソース割り当て単位に参考単位として使用でき、周波数領域において各狭帯域の物理的な位置はシステム帯域幅によって異なるように定義される。
MTCに定義された1.08MHzの帯域幅は、MTC端末がレガシー端末と同じセル探索(cell search)及び任意接続手順に従うように定義される。
MTCは1.08MHzよりさらに大きい帯域幅(例:10MHz)を有するセルにより支援できるが、MTCにより送受信される物理チャネル及び信号は常に1.08MHzと制限される。
さらに大きい帯域幅を有するシステムとしては、レガシーLTE、NRシステム、5Gシステムなどがある。
狭帯域は周波数領域において6個の重畳しない(non-overlapping)連続する物理リソースブロックにより定義される。
である場合、広帯域は周波数領域において4個の重畳しない狭帯域により定義される。もし
である場合は、
及び単一の広帯域は
重畳しない狭帯域で構成される。
例えば、10MHzチャネル(50RBs)の場合、8個の重畳しない狭帯域が定義される。
図12は狭帯域動作(Narrowband Operation)及び周波数ダイバーシティの一例を示す。
図12(a)は狭帯域動作の一例を示し、図12(b)はRF再チューニング(retuning)を有する繰り返しの一例を示す。
図12(b)を参考して、RF再チューニングによる周波数ダイバーシティについて説明する。
狭帯域RF、単一アンテナ(Single antenna)及び制限された移動性により、MTCは制限された周波数、空間及び時間ダイバーシティを支援する。フェーディング(fading)及び停止(outage)を減らすために、周波数ホッピングはRF再チューニングにより互いに異なる狭帯域の間で支援される。
かかる周波数ホッピングは繰り返しが可能である時、互いに異なる上りリンク及び下りリンク物理チャネルに適用される。
例えば、32個のサブフレームがPDSCH送信のために使用される場合、最初の16個のサブフレームは1番目の狭帯域上で送信できる。この時、RFフロントエンド(front-end)は他の狭帯域に再チューニングされ、残りの16個のサブフレームは2番目の狭帯域上で送信される。
MTCの狭帯域は、システム情報又はDCI(downlink control information)により構成される。
(2)MTCは半二重モード(half duplex mode)で動作し、制限された(又は減少した)最大送信電力を使用する。
(3)MTCはレガシーLTE又はNRの全体システム帯域幅にわたって分散される(レガシーLTE又はNRで定義される)チャネルを使用しない。
一例として、MTCに使用しないレガシーLTEチャネルはPCFICH、PHICH、PDCCHなどがある。
従って、MTCは上記チャネルをモニターできないので、新しい制御チャネルであるMPDCCH(MTCPDCCH)を定義する。
MPDCCHは、周波数領域において最大6RB、及び時間領域において1つのサブフレームにわたっている。
MPDCCHはEPDCCHと類似し、ページング及び任意接続のための共通検索空間(common search space)をさらに支援する。
MPDCCHはレガシーLTEで使用されるE−PDCCHの概念と類似する。
(4)MTCは新しく定義されたDCIフォーマットを使用し、一例としてDCIフォーマット6−0A、6−0B、6−1A、6−1B、6−2などがある。
(5)MTCはPBCH(physical broadcast Channel)、PRACH(physical random Access Channel)、M−PDCCH(MTCphysical downlink control Channel)、PDSCH(physical downlink shared Channel)、PUCCH(physical uplink control Channel)、PUSCH(physical uplink shared Channel)を繰り返して送信することができる。このようなMTC繰り返し送信は、地下室などの劣悪な環境のように信号品質又は電力が非常に悪い場合にもMTCチャネルを復号できるので、セル半径増加及び信号浸透の効果が得られる。MTCは単一レイヤ(Single layer)(又は単一アンテナ)で動作可能な制限された数の送信モード(transmission mode、TM)のみを支援するか、又は単一レイヤで動作可能なチャネル又は参照信号(reference signal、RS)を支援することができる。一例として、MTCが動作可能な送信モードはTM1、2、6又は9などがある。
(6)MTCのHARQ再送信は、適応的(adaptive)、非同期(asynchronous)方式であり、MPDCCHで受信された新しいスケジューリング割り当て(Scheduling assignment)に基づく。
(7)MTCにおいて、PDSCHスケジューリング(DCI)とPDSCH送信は互いに異なるサブフレームで発生する(クロスサブフレームスケジューリング)。
(8)SIB1復号のための全てのリソース割り当て情報(サブフレーム、TBS(Transport Block Size)、サブバンドインデックス)は、MIBのパラメータにより決定され、MTCのSIB1復号のためにいかなる制御チャネルも使用されない。
(9)SIB2復号のための全てのリソース割り当て情報(サブフレーム、TBS、サブバンドインデックス)は、複数のSIB1パラメータにより決定され、MTCのSIB2復号のためのいかなる制御チャネルも使用されない。
(10)MTCは拡張ページング(DRX)周期を支援する。
(11)MTCはレガシーLTE又はNRで使用されるPSS(Primary synchronization signal)/SSS(Secondary synchronization signal)/CRS(common reference signal)を同一に使用できる。NRの場合、PSS/SSSはSSブロック(又はSS/PBCHブロック又はSSB)単位で送信され、TRS(tracking RS)はCRSと同じ用途で使用される。即ち、TRSはセル特定の(cell-specific)RSであり、周波数時間追跡(frequency/time tracking)のために使用できる。
2)MTC動作モード及びレベル
次に、MTC動作モードとレベルについて説明する。MTCはカバレッジ向上のために2つの動作モード(第1モード、第2モード)と4つの互いに異なるレベルに分類され、以下の表8の通りである。
MTC動作モードはCEモードと称され、この場合、第1モードはCEモードA、第2モードはCEモードBと称することができる。
第1モードは完全な移動性及びCSI(Channel state information)フィードバックが支援される小さいカバレッジ向上のために定義され、繰り返しがないか又は繰り返し回数の少ないモードである。第1モードの動作はUEカテゴリー1の動作範囲と同一である。第2モードはCSIフィードバック及び制限された移動性を支援する極めて劣悪なカバレッジ条件のUEについて定義され、多数の繰り返し送信が定義される。第2モードはUEカテゴリー1の範囲を基準として最大15dBのカバレッジ向上を提供する。MTCの各レベルはRACHとページング過程(paging procedure)において異なるように定義される。
MTC動作モードと各レベルが決定される方法について説明する。
MTC動作モードは基地局により決定され、各レベルはMTC端末により決定される。具体的には、基地局はMTC動作モードに関する情報を含むRRCシグナリングを端末に送信する。ここで、RRCシグナリングは、RRC連結設定(connection setup)メッセージ、RRC連結再設定(connection reconfiguration)メッセージ又はRRC連結再確立(connection reestablishment)メッセージなどである。ここで、メッセージの用語は情報要素(Information Element、IE)で表現できる。
その後、MTC端末は各動作モード内のレベルを決定し、決定されたレベルを基地局に送信する。具体的には、MTC端末は測定したチャネル品質(例:RSRP、RSRQ又はSINR)に基づいて動作モード内のレベルを決定し、決定されたレベルに対応するPRACHリソース(周波数、時間、プリアンブル)を用いて基地局に決定されたレベルを知らせる。
3)MTC保護区間(guard period)
上述したように、MTCは狭帯域で動作する。狭帯域の位置は特定時間ユニット(例:サブフレーム又はスロット)ごとに異なる。MTC端末は全ての時間ユニットで異なる周波数にチューニングする。従って、全ての周波数再チューニングには一定の時間が必要であり、この一定の時間をMTCの保護区間であると定義する。即ち、1つの時間ユニットから次の時間ユニットに転換(transition)する時には保護区間(guard period)が必要であり、該当期間の間には送信及び受信が発生しない。
保護区間は下りリンクであるか又は上りリンクであるかによってその定義が異なり、下りリンク又は上りリンクの状況によっても定義が異なる。まず、上りリンクで定義された保護区間は、第1時間ユニット(時間ユニットN)と第2時間ユニット(時間ユニットN+1)により運ばれるデータの特性によって定義が異なる。次に、下りリンクの保護区間は、(1)第1下りリンク狭帯域中心周波数(first downlink narrowband center frequency)と第2狭帯域中心周波数(Second narrowband center frequency)とが異なり、(2)TDDにおいて、第1上りリンク狭帯域中心周波数(first uplink narrowband center frequency)と第2下りリンク中心周波数が(Second downlink center frequency)とが異なるという条件が要求される。
レガシーLTEで定義されたMTC保護区間について説明すると、2つの連続するサブフレームの間のTx−Tx周波数再チューニングのために、最大
SC−FDMAシンボルの保護区間が生成される。上位階層パラメータcE−RetuningSymbolsが設定されると、
はcE−RetuningSymbolsと等しく、そうではないと、
である。また、上位階層パラメータsrs−UpPTSAddで構成されたMTC端末について、フレーム構造タイプ2に対する第1特別サブフレーム(Special subframe)と第2上りリンクサブフレームの間のTx−Tx周波数再チューニングのために、最大SC−FDMAシンボルの保護区間が生成される。
図13はMTC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示す図である。
電源が消えた状態で電源がついたり、新しくセルに進入したりしたMTC端末は、S1301段階において基地局と同期を取るなどの初期セル探索(Initial cell search)動作を行う。そのために、MTC端末は基地局からPSS(Primary Synchronization Signal)及びSSS(Secondary Synchronization Signal)を受信して基地局と同期を取り、セルIDなどの情報を取得する。MTCの初期セル探索動作に用いられるPSS/SSSとしては、レガシーLTEのPSS/SSS、RSS(Resynchronization signal)などがある。
その後、MTC端末は基地局から物理放送チャネル(PBCH:physical broadcast Channel)信号を受信してセル内の放送情報を得ることができる。
一方、MTC端末は初期セル探索段階において下りリンク参照信号(DL RS:downlink reference signal)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。PBCHにより送信される放送情報はMIB(Master Information Block)であり、MTCにおいてMIBは無線フレームのサブフレーム#0の最初のスロットと他のサブフレーム(FDDの場合、サブフレーム#9、TDDの場合、サブフレーム#5)で繰り返される。
PBCH繰り返しは、PBCH復号前にも初期周波数エラーの推定に使用できるように、互いに異なるOFDMシンボルで正確に同じ配置点(constellation point)を繰り返すことにより行われる。
図14はMTCのシステム情報送信の一例を示す図である。
図14(a)はFDDにおいてサブフレーム#0に対する繰り返しパターン、一般CP及び繰り返されたシンボルに対する周波数エラー推定方法の一例を示し、図14(b)は広帯域LTEチャネル上におけるSIB−BR送信の一例を示す。
MIBにおいて5個の予備ビット(reserved bit)は時間/周波数位置及び送信ブロックサイズを含む新しいSIB1−BR(System information block for bandwidth reduced device)に対するスケジューリング情報を送信するためにMTCで使用される。
SIB−BRは関連する如何なる制御チャネル無しに直接PDSCH上で送信される。
SIB−BRは多数のサブフレームの結合を許容するように、512個の無線フレーム(5120ms)において変化せず残っている。
表9はMIBの一例を示す表である。
表9において、schedulingInfoSIB1−BRフィールドはSystemInformationBlockType1−BRスケジューリング情報を定義する表に対するインデックスを示し、値(value)0はSystemInformationBlockType1−BRがスケジュールされないことを意味する。SystemInformationBlockType1−BR(又はSIB1−BR)により運ばれる全般的な機能と情報は、レガシーLTEのSIB1と類似する。SIB1−BRの内容(contents)は、(1)PLMN、(2)セル選択(cell selection)基準、(3)SIB2及び他のSIBに対するスケジューリング(Scheduling information)に分類できる。
初期セル探索を終えたMTC端末は、S1302段階でMPDCCH及びMPDCCH情報によるPDSCHを受信して、より具体的なシステム情報を得ることができる。MPDCCHは、(1)EPDCCHと非常に類似し、共通(common)及びUE特定(Specific)のシグナリングを運び、(2)1回だけ送信されるか又は繰り返して送信され(繰り返し数は上位階層シグナリングにより設定される)、(3)多数のMPDCCHが支援され、UEがMPDCCHセットをモニタリングし、(4)eCCE(enhanced control Channel element)結合により形成され、各eCCEはリソース要素の集合を含み、(5)RA−RNTI(radio Network Temporary Identifier)、SI−RNTI、P−RNTI、C−RNTI、臨時C−RNTI及びSPS(Semi−persistent scheduling)C−RNTIを支援する。
その後、MTC端末は基地局に接続を完了するために、今後段階S1303乃至段階S1306のような任意接続手順(random Access procedure)を行う。RACH手順に関連する基本的な構成はSIB2により送信される。SIB2はページング(paging)に関連するパラメータを含む。ページング機会(Paging Occasion、PO)はMPCCH上でP−RNTIが送信可能なサブフレームである。P−RNTI PDCCHが繰り返して送信される時、POはMPDCCH繰り返しの開始サブフレームを称する。ページングフレーム(PF)は1つの無線フレームであり、1つ又は多数のPOを含む。DRXが使用される時、MTC端末はDRXサイクル当たり1つのPOのみをモニターする。ページング狭帯域(Paging NarrowBand)(PNB)は1つの狭帯域であり、MTC端末がページングメッセージの受信を行う。
このために、MTC端末は物理任意接続チャネル(PRACH:physical random Access Channel)を介してプリアンブルを送信し(S1303)、MPDCCH及びそれに対応するPDSCHを介してプリアンブルに対する応答メッセージ(RAR)を受信する(S1304)。競争基盤の任意接続の場合、MTC端末は更なるPRACH信号の送信(S1305)及びMPDCCH信号及びそれに対応するPDSCH信号の受信(S1306)のような衝突解決手順(contention resolution procedure)を行う。MTCにおいて、RACH手順で送信される信号及び/又はメッセージ(Msg1、Msg2、Msg3、Msg4)は繰り返して送信され、かかる繰り返しパターンはCE(coverage enhancement)レベルによって設定が異なる。Msg1はPRACHプリアンブルを意味し、Msg2はRAR(random access response)を意味し、Msg3はRARに対するMTC端末のUL送信を意味し、Msg4はMsg3に対する基地局のDL送信を意味する。
任意接続について、互いに異なるPRACHリソース及び互いに異なるCEレベルに対するシグナリングが支援される。これは類似する経路減殺(path loss)を経験するUEを共にグルーピングすることにより、PRACHに対するnear−far効果の同一の制御を提供する。最大4個の互いに異なるPRACHリソースがMTC端末としてシグナリングされる。
MTC端末は下りリンクRS(例:CRS、CSI−RS、TRSなど)を用いてRSRPを推定し、測定結果に基づいて任意接続に対するリソースのうちの1つを選択する。4個の任意接続に対するリソースは各々PRACHに対する繰り返し数及びRAR(random Access response)に対する繰り返し数に関連を有する。
従って、悪いカバレッジのMTC端末は基地局により成功的に検出されるように多数の繰り返しが必要であり、これらのカバレッジレベルを満たすように該当する繰り返し数を有するRARを受信する必要がある。
RAR及び競争解決メッセージ(contention resolution message)に対する検索空間はシステム情報により定義され、各カバレッジ レベルについては独立的である。
MTCで使用されるPRACH波形はレガシーLTEで使用されるPRACH波形と同一である(例えば、OFDM及びZadoff−Chu sequence)。
上述したような手順を行ったMTC端末は、今後一般的な上/下りリンク信号送信手順として、MPDCCH信号及び/又はPDSCH信号の受信(S1307)及び物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)信号及び/又は物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)信号の送信(S1308)を行う。MTC端末が基地局に送信する制御情報を上りリンク制御情報(UCI:uplink control information)と通称する。UCIはHARQ−ACK/NACK、スケジューリング要請(SR:scheduling Request)、チャネル品質指示子(CQI)、プリコーディング行列指示子(PMI:precoding matrix indicator)、ランク指示子(RI:rank Indication)情報などを含む。
MTC端末に対するRRC連結が確立されると、MTC端末は上りリンク及び下りリンクデータ割り当てを得るために設定された検索空間でMPDCCHをブラインド復号する。
MTCはDCIを送信するために、サブフレームで利用可能なOFDMシンボルを全て使用する。よって、同じサブフレームで制御チャネル及びデータチャネルの間の時間領域多重化は不可能である。即ち、上述したように、制御チャネル及びデータチャネルの間のクロス−サブフレームのスケジューリングが可能である。
サブフレーム#Nで最後の繰り返しを有するMPDCCHはサブフレーム#N+2でPDSCH割り当てをスケジュールする。
MPDCCHにより送信されるDCIはPDSCH送信の開始時にMTC端末が認知するようにMPDCCHがどのくらい繰り返されたかに関する情報を提供する。
PDSCH割り当ては互いに異なる狭帯域で行われる。よってMTC端末はPDSCH割り当てを復号する前に再チューニングする必要がある。
上りリンクデータ送信について、スケジューリングはレガシーLTEと同じタイミングによる。ここで、サブフレーム#Nにおいて、最後のMPDCCHはサブフレーム#N+4で開始されたPUSCHの送信をスケジュールする。
図15はMTCとレガシーLTEの各々に対するスケジューリングの一例を示す図である。
レガシーLTE割り当てはPDCCHを使用してスケジュールされ、これは各サブフレームで最初のOFDMシンボルを使用し、PDSCHはPDCCHが受信されるサブフレームと同じサブフレームでスケジュールされる。
逆に、MTC PDSCHはクロス−サブフレームスケジュールされ、1つのサブフレームはMPDCCH復号及びRF再チューニングを許容するようにMPDCCHとPDSCHの間で定義される。
MTC制御チャネル及びデータチャネルは極端的なカバレッジ条件で復号されるように、MPDCCHについて最大256個のサブフレームとPDSCHについて最大2048個のサブフレームを有する多数のサブフレームにより繰り返される。
F.NB−IoT(Narrowband−Internet of Things)
NB−IoTは無線通信システム(例:LTEシステム、NRシステムなど)の1PRB(Physical Resource Block)に該当するシステム帯域幅(System BW)により低い複雑度(complexity)、低い電力消費を支援するシステムを意味する。
ここで、NB−IoTはNB−LTE、NB−IoT向上、向上したNB−IoT、さらに向上したNB−IoT、NB−NRなどの用語にも呼ばれる。即ち、NB−IoTは3GPP標準で定義されたか又は定義される用語に代替することができ、以下、説明の便宜のために‘NB−IoT’と通称して表現する。
主にNB−IoTはMTC(machine−type communication)のような装置(又は端末)をセルラーシステム(cellular system)で支援してIoT(即ち、モノのインターネット)を具現するための通信方式に用いられることもできる。この時、既存のシステム帯域の1PRBをNB−IoT用に割り当てることにより、周波数を効率的に使用することができる。またNB−IoTの場合、各端末は単一のPRB(Single PRB)を各々のキャリアとして認識するので、この明細書で言及するPRB及びキャリアは同じ意味に解釈することができる。
以下、この明細書において、NB−IoTに関連するフレーム構造、物理チャネル、多重キャリア動作(multi carrier Operation)、動作モード(Operation mode)、一般的な信号送受信などは、既存のLTEシステムの場合を考慮して説明されるが、次世代システム(例:NRシステムなど)の場合に拡張して適用することもできる。またこの明細書において、NB−IoTに関連する内容は、類似する技術的目的(例:低電力、低費用、カバレッジ向上など)を志向するMTC(Machine type Communication)に拡張して適用することもできる。
1)NB−IoTのフレーム構造及び物理リソース
まず、NB−IoTフレーム構造は副搬送波間隔によって異なるように設定される。
図16及び図17は副搬送波間隔によるNB−IoTフレーム構造の例を示す。より具体的には、図16は副搬送波間隔が15kHzである場合のフレーム構造の一例を示し、図17は副搬送波間隔が3.75kHzである場合のフレーム構造の一例を示す。但し、NB−IoTフレーム構造はこれらに限られず、他の副搬送波間隔(例:30kHzなど)に対するNB−IoTも時間/周波数単位を変更して考慮することができる。
一方、この明細書では、LTEシステムフレーム構造に基づくNB−IoTフレーム構造を例示しているが、これは説明の便宜のためのものであり、それに限られない。この明細書で説明する方式を次世代システム(例:NRシステム)のフレーム構造に基づくNB−IoTに拡張して適用することもできる。
図16を参照すると、15kHzの副搬送波間隔に対するNB−IoTフレーム構造は、上述したレガシーシステム(即ち、LTEシステム)のフレーム構造と同様に設定できる。即ち、10ms NB−IoTフレームは10個の1ms NB−IoTサブフレームを含み、1ms NB−IoTサブフレームは2個の0.5ms NB−IoTスロットを含む。また各々の0.5ms NB−IoTは7個のOFDMシンボルを含む。
一方、図17を参照すると、10ms NB−IoTフレームは5個の2ms NB−IoTサブフレームを含み、2ms NB−IoTサブフレームは7個のOFDMシンボルと1個の保護区間(Guard Period、GP)を含む。また2ms NB−IoTサブフレームはNB−IoTスロット又はNB−IoT RU(resource unit)などに表現できる。
次に、下りリンク及び上りリンクの各々に対するNB−IoTの物理リソースについて説明する。
まず、NB−IoT下りリンクの物理リソースは、システム帯域幅が特定数のRB(例:1個のRB、即ち、180kHz)に制限されることを除いては、他の無線通信システム(例:LTEシステム、NRシステムなど)の物理リソースを参考して設定できる。一例として、上述したように、NB−IoT下りリンクが15kHz副搬送波間隔のみを支援する場合、NB−IoT下りリンクの物理リソースは、上記図6に示したLTEシステムのリソースグリッドを周波数領域上の1RB(即ち、1PRB)に制限したリソース領域に設定されることができる。
次に、NB−IoT上りリンクの物理リソースの場合にも、下りリンクのように、システム帯域幅は1個のRBに制限されて構成されることができる。一例として、上述したように、NB−IoT上りリンクが15kHz及び3.75kHzの副搬送波間隔を支援する場合、NB−IoT上りリンクのためのリソースグリッドは、図18のように表現できる。この時、図18において上りリンク帯域の副搬送波の数
及びスロット期間
は、以下の表10のように与えられる。
図18はNB−IoT上りリンクに対するリソースグリッドの一例を示す図である。
またNB−IoT上りリンクのリソース単位(resource unit、RU)は時間領域上のSC−FDMAシンボルで構成され、周波数領域上において
連続する副搬送波で構成されることができる。一例として、
及び
はフレーム構造類型1(即ち、FDD)の場合、以下の表11のように与えられ、フレーム構造類型2(即ち、TDD)の場合は、表12のように与えられる。
2)NB−IoTの物理チャネル
NB−IoTを支援する基地局及び/又は端末は既存のシステムとは別に設定された物理チャネル及び/又は物理信号を送受信するように設定できる。以下、NB−IoTで支援される物理チャネル及び/又は物理信号に関連する具体的な内容について説明する。
まずNB−IoTシステムの下りリンクについて説明する。NB−IoT下りリンクには15kHzの副搬送波間隔に基づいてOFDMA(ORthogonal Frequency Division Multiple Access)方式が適用される。これにより、副搬送波の間の直交性を適用して既存のシステム(例:LTEシステム、NRシステム)との共存(co−existence)を効率的に支援することができる。
NB−IoTシステムの物理チャネルは既存のシステムとの区分のために、‘N’が追加された形態で表現できる。例えば、下りリンク物理チャネルは、NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel)、NPDCCH(Narrowband Physical Downlink control Channel)、NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel)などに定義され、下りリンク物理信号は、NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal)、NSSS(Narrowband Secondary Synchronization Signal)、NRS(Narrowband Reference Signal)、NPRS(Narrowband Positioning Reference Signal)、NWUS(Narrowband Wake Up Signal)などに定義される。
一般的には、上述したNB−IoTの下りリンク物理チャネル及び物理信号は、時間領域多重化方式及び/又は周波数領域多重化方式に基づいて送信されるように設定される。
また特徴的には、NB−IoTシステムの下りリンクチャネルであるNPBCH、NPDCCH、NPDSCHなどの場合、カバレッジ向上のために繰り返し送信(repetition transmission)が行われることができる。
またNB−IoTは新しく定義されたDCIフォーマットを使用し、一例としてNB−IoTのためのDCIフォーマットはDCIフォーマットN0、DCIフォーマットN1、DCIフォーマットN2などに定義される。
次に、NB−IoTシステムの上りリンクについて説明する。NB−IoT上りリンクには15kHz又は3.75kHzの副搬送波間隔に基づいてSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式が適用される。NB−IoTの上りリンクでは、多重トーン(multi−tone)送信及び単一トーン(Single−tone)送信が支援される。一例として、多重トーン送信は15kHzの副搬送波間隔のみで支援され、単一トーン送信は15kHz及び3.75kHzの副搬送波間隔について支援されることができる。
下りリンクに関連して言及したように、NB−IoTシステムの物理チャネルは既存のシステムとの区分のために、‘N’が追加された形態で表現できる。例えば、上りリンク物理チャネルはNPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel)及びNPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel)などに定義され、上りリンク物理信号はNDMRS(Narrowband Demodulation Reference Signal)などに定義される。
ここで、NPUSCHはNPUSCHフォーマット1とNPUSCHフォーマット2などで構成される。一例として、NPUSCHフォーマット1はUL−SCH送信(又は運搬)のために用いられ、NPUSCHフォーマット2はHARQ ACKシグナリングなどの上りリンク制御情報送信のために用いられる。
また特徴的には、NB−IoTシステムの下りリンクチャネルであるNPRACHなどの場合、カバレッジ向上のために繰り返し送信が行われる。この場合、繰り返し送信は周波数ホッピングが適用されて行われることができる。
3)NB−IoTの多重キャリア動作
次に、NB−IoTの多重キャリア動作について説明する。多重キャリア動作はNB−IoTで基地局及び/又は端末が互いにチャネル及び/又は信号を送受信するにおいて、互いに用途が異なる(即ち、類型が異なる)多数のキャリアが利用されることを意味する。
一般的には、NB−IoTは、上述したような多重キャリアモードで動作する。この時、NB−IoTにおいて、キャリアはアンカー類型のキャリア(anchor type carrier)(即ち、アンカーキャリア(anchor carrier)、アンカーPRB)及び非アンカー類型のキャリア(non−Anchor type carrier)(即ち、非アンカーキャリア(non−Anchor carrier)、非アンカーPRB)に定義される。
アンカーキャリアは基地局の観点で初期接続(initial access)のためにNPSS、NSSS、NPBCH及びシステム情報ブロック(N−SIB)のためのNPDSCHなどを送信するキャリアを意味する。即ち、NB−IoTにおいて初期接続のためのキャリアはアンカーキャリアと呼ばれ、それ以外は非−アンカーキャリアと呼ばれる。この時、アンカーキャリアはシステム上で1つのみ存在するか、又は多数のアンカーキャリアが存在する。
4)NB−IoTの動作モード
次に、NB−IoTの動作モードについて説明する。NB−IoTシステムでは3つの動作モードが支援される。図19はNB−IoTシステムで支援される動作モードの一例を示す図である。この明細書ではNB−IoTの動作モードをLTE帯域に基づいて説明するが、これは説明の便宜のためのものであり、他のシステム帯域(例:NRシステム帯域)についても拡張して適用することができる。
具体的には、図19(a)はインバンド(In−band)システムの一例を示し、図19(b)はガードバンド(Guard−band)システムの一例を示し、図19(c)は独立型(Stand−Alone)システムの一例を示す。この時、インバンドシステムはインバンドモード、ガードバンドシステムはガードバンドモード、独立型システムは独立型モードと表現される。
インバンドシステムは、LTE帯域内の特定の1RB(即ち、PRB)をNB−IoTのために使用するシステム又はモードを意味する。インバンドシステムはLTEシステムキャリアの一部リソースブロックを割り当てて運用することができる。
ガードバンドシステムは、LTE帯域のガードバンドのために空いておいた(reserved)空間にNB−IoTを使用するシステム又はモードを意味する。ガードバンドシステムは、LTEシステムでリソースブロックとして使用されないLTEキャリアのガードバンドを割り当てて運用できる。一例として、LTE帯域は各LTE帯域の最後に最小100kHzのガードバンドを有するように設定することができる。200kHzを用いるためには、2個の不連続(non−contiguous)ガードバンドを用いることができる。
上述したように、インバンドシステム及びガードバンドシステムは、LTE帯域内にNB−IoTが共存する構造で運用できる。
逆に、独立型(Standalone)システムは、(レガシー)LTE帯域から独立して構成されたシステム又はモードを意味する。スタンドアローンシステムは、GERAN(GSM EDGE radio Access Network)で使用される周波数帯域(例:今後再割り当てられたGSMキャリア)を別に割り当てて運用されることができる。
上述した3つの動作モードは各々独立して運用されるか、又は2つ以上の動作モードが組み合わせられて運用される。
5)NB−IoTの一般的な信号送受信手順
図20はNB−IoT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の一例を示す。無線通信システムにおいて、NB−IoT端末は基地局から下りリンク(DL)を介して情報を受信し、NB−IoT端末は基地局に上りリンク(UL)を介して情報を送信する。言い換えれば、無線通信システムにおいて、基地局はNB−IoT端末に下りリンクにより情報を送信し、基地局はNB−IoT端末から上りリンクを介して情報を受信する。
基地局とNB−IoT端末が送受信する情報はデータ及び様々な制御情報を含み、これらが送受信する情報の種類/用途によって様々な物理チャネルが存在する。また図20により説明されるNB−IoTの信号送受信方法は、上述した無線通信装置(例:図11の基地局及び端末)により行われることができる。
電源が消えた状態で電源がついたり、新しくセルに進入したりしたNB−IoT端末は、基地局と同期を取るなどの初期セル探索作業を行う(S11)。このために、NB−IoT端末は基地局からNPSS及びNSSSを受信して基地局との同期化を行い、セルIDなどの情報を得る。またNB−IoT端末は基地局からNPBCHを受信してセル内の放送情報を得ることができる。またNB−IoT端末は初期セル探索の段階でDL RS(Downlink Reference Signal)を受信して下りリンクチャネルの状態を確認することもできる。
言い換えれば、基地局は新しくセルに進入したNB−IoT端末が存在する場合、該当端末と同期を取るなどの初期セル探索作業を行うことができる。基地局はNB−IoT端末にNPSS及びNSSSを送信して該当端末との同期化を行い、セルID(cell identity)などの情報を伝達することができる。また基地局はNB−IoT端末にNPBCHを送信(又はブロードキャスト)してセル内の放送情報を伝達することができる。また基地局はNB−IoT端末に初期セル探索段階でDL RSを送信して下りリンクチャネル状態を確認することもできる。
初期セル探索を終えたNB−IoT端末はNPDCCH及びそれに対応するNPDSCHを受信してより具体的なシステム情報を得る(S12)。言い換えれば、基地局は初期セル探索を終えたNB−IoT端末にNPDCCH及びそれに対応するNPDSCHを送信してより具体的なシステム情報を伝達することができる。
その後、NB−IoT端末は基地局に接続を完了するために任意接続過程(Random Access Procedure)を行う(S13乃至S16)。
具体的には、NB−IoT端末はNPRACHを介してプリアンブルを基地局に送信し(S13)、上述したように、NPRACHはカバレッジ向上などのために周波数ホッピングなどに基づいて繰り返して送信されるように設定される。即ち、基地局はNB−IoT端末からNPRACHを介してプリアンブルを(繰り返して)受信することができる。
その後、NB−IoT端末はNPDCCH及びそれに対応するNPDSCHを介してプリアンブルに対するRAR(Random Access Response)を基地局から受信する(S14)。言い換えれば、基地局はNPDCCH及びそれに対応するNPDSCHを介してプリアンブルに対するRARをNB−IoT端末に送信する。
その後、NB−IoT端末はRAR内のスケジューリング情報を用いてNPUSCHを基地局に送信し(S15)、NPDCCH及びそれに対応するNPDSCHのような衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行う(S16)。言い換えれば、基地局はNB−IoT RAR内のスケジューリング情報を用いてNPUSCHを端末から受信し、衝突解決手順を行う。
上述したような手順を行ったNB−IoT端末は、その後、一般的な上り/下りリンク信号の送信手順としてNPDCCH/NPDSCH受信(S17)及びNPUSCH送信(S18)を行う。即ち、上記手順を行った後、基地局はNB−IoT端末に一般的な信号送受信手順としてNPDCCH/NPDSCHの送信及びNPUSCHの受信を行う。
NB−IoTの場合、上述したように、NPBCH、NPDCCH、NPDSCHなどはカバレッジ向上などのために繰り返して送信されることができる。またNB−IoTの場合、NPUSCHを介してUL−SCH(即ち、一般的な上りリンクデータ)及び上りリンク制御情報が伝達される。この時、UL−SCH及び上りリンク制御情報は各々異なるNPUSCHフォーマット(例:NPUSCHフォーマット1、NPUSCHフォーマット2など)により送信されるように設定される。
端末が基地局に送信する制御情報はUCI(Uplink control Information)と呼ばれる。UCIはHARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative−ACK)、SR(Scheduling Request)、CSI(Channel State Information)などを含む。CSIはCQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indication)などを含む。上述したように、NB−IoTにおいて、UCIは一般的にNPUSCHを介して送信される。またネットワーク(例:基地局)の要請/指示によって、端末はNPUSCHを介してUCIを周期的(periodic)、非周期的(aperiodic)又は半持続的(Semi−persistent)に送信する。
6)NB−IoTの初期接続手順(Initial Access Procedure)
NB−IoTの一般的な信号送受信手順の部分にNB−IoT端末が基地局に初期接続する手順が簡略に説明されている。具体的には、NB−IoT端末が基地局に初期接続する手順は、初期セルを探索する手順、及びNB−IoT端末がシステム情報を得る手順などで構成される。
これに関連して、NB−IoTの初期接続に関連する端末(UE)と基地局(例:NodeB、eNodeB、eNB、gNBなど)の間における具体的なシグナリング手順が図21に示されている。以下、図21を参照しながら、一般的なNB−IoTの初期接続手順、NPSS/NSSSの構成、システム情報(例:MIB、SIBなど)の獲得などについて具体的に説明する。
図21はNB−IoTの初期接続手順の一例を示し、各物理チャネル及び/又は物理信号の名称などは、NB−IoTが適用される無線通信システムによって設定又は名称などが異なる。一例として、図21は基本的にはLTEシステムに基づくNB−IoTを考慮して示されているが、これは説明の便宜のためのものであり、その内容はNRシステムに基づくNB−IoTにも拡張して適用することができる。またこのような初期接続手順に関する具体的な内容は、上述したMTCの場合にも拡張して適用することができる。
図21を参照すると、NB−IoT端末は基地局から狭帯域同期信号(即ち、NPSS及びNSSS)を受信する(S2110及びS2120)。この場合、狭帯域同期信号は物理階層シグナリングにより伝達される。
その後、NB−IoT端末はNPBCHを介してMIB(Master Information Block)(例:MIB−NB)を基地局から受信する(S2130)。この場合、MIBは上位階層シグナリング(例:RRCシグナリング)により伝達される。
その後、NB−IoT端末はNPDSCHにおいてSIB(System information block)を基地局から受信する(S2140及びS2150)。具体的には、NB−IoT端末は上位階層シグナリング(例:RRCシグナリング)によりSIB1−NB及びSIB2−NBなどをNPDSCHで受信する。一例として、SIB1−NBはSIBのうち、優先順位の高いシステム情報を意味し、即ち、SIB2−NBはSIB1−NBより下位のシステム情報を意味する。
その後、NB−IoT端末は基地局からNRSを受信し(S2160)、該当動作は物理階層シグナリングにより行われる。
7)NB−IoTの任意接続手順(Random Access Procedure)
NB−IoTの一般的な信号送受信手順の部分にNB−IoT端末が基地局に任意接続する手順が簡略に説明されている。具体的には、NB−IoT端末が基地局に任意接続する手順は、NB−IoT端末がプリアンブルを基地局に送信し、それに対する応答を受信する手順などにより行われる。
これに関連して、NB−IoTの任意接続に関連する端末(UE)と基地局(例:NodeB、eNodeB、eNB、gNBなど)の間における具体的なシグナリング手順が図22に示されている。以下、図22を参照しながら、一般的なNB−IoTの任意接続手順に用いられるメッセージ(例:Msg1、Msg2、Msg3、Msg4)に基づく任意接続手順について具体的に説明する。
図22はNB−IoTの任意接続手順の一例を示し、各物理チャネル、物理信号及び/又はメッセージ名称などは、NB−IoTが適用される無線通信システムによって設定又は名称などが異なる。一例として、図22は基本的にはLTEシステムに基づくNB−IoTを考慮して示されているが、これは説明の便宜のためのものであり、その内容がNRシステムに基づくNB−IoTにも拡張して適用することができる。またこのような初期接続手順に関する具体的な内容は、上述したMTCの場合にも拡張して適用することができる。
図22を参考すると、NB−IoTは競争基盤の任意接続(contention−based random Access)を支援するように設定される。
まず、NB−IoT端末は該当端末に対するカバレッジ水準(coverage level)に基づいてNPRACHリソースを選択する。このように選択されたNPRACHリソースにより、NB−IoT端末は任意接続プリアンブル(即ち、メッセージ1、Msg1)を基地局に送信する。
その後、NB−IoT端末はRA−RNTI(Random Access−RNTI)にスクランブルされたDCI(例:DCIフォーマットN1)に対するNPDCCHを探索するために、NPDCCH探索領域をモニターする。RA−RNTIにスクランブルされたDCIに対するNPDCCHを受信した端末は、該当NPDCCHに対応するNPDSCHを介して基地局から任意接続応答(random access response、RAR)(即ち、メッセージ2、Msg2)を受信する。RARにより、NB−IoT端末は臨時識別子(例:臨時C−RNTI)、TA命令(timing advance command)などを得ることができる。またRARはスケジューリングされたメッセージ(即ち、メッセージ3、Msg3)のための上りリンクグラントを提供する。
その後、NB−IoT端末は競争解消手順を開始するために、スケジューリングされたメッセージを基地局に送信する。その後、基地局は任意接続手順の成功的な終了を知らせるために、NB−IoT端末に連関する競争解消メッセージ(associated contention resolution message)(即ち、メッセージ、Msg4)を送信する。
上述した手順により、基地局とNB−IoT端末の間における任意接続を完了することができる。
8)NB−IoTのDRX手順(Discontinuous Reception Procedure)
上述したNB−IoTの一般的な信号送受信手順を行う間に、NB−IoT端末は電力消耗を減少するために休止状態(idle state)(例:RRC_IDLE state)及び/又は非活性化状態(inactive state)(例:RRC_INACTIVE state)に転換することができる。この場合、休止状態及び/又は非活性化状態に転換されたNB−IoT端末は、DRX方式を用いるように設定される。一例として、休止状態及び/又は非活性化状態に転換されたNB−IoT端末は、基地局などにより設定されたDRXサイクルによる特定サブフレーム(又はフレーム、スロット)のみでページングに関連するNPDCCHモニタリングを行うように設定される。ここで、ページングに関連するNPDCCHはP−RNTI(Paging Access−RNTI)にスクランブルされたNPDCCHを意味する。
図23は休止状態及び/又は非活性化状態におけるDRX方式の一例を示す。
またNB−IoT端末に対するDRX設定及び指示は、図24のように行われる。図24はNB−IoT端末に対するDRX設定及び指示手順の一例を示す。図24は単に説明の便宜のためのものであり、この明細書で提案する方法を制限することではない。
図24を参考すると、NB−IoT端末は基地局(例:NodeB、eNodeB、eNB、gNBなど)からDRX設定情報を受信する(S2410)。この場合、端末はこの情報を上位階層シグナリング(例:RRCシグナリング)により基地局から受信する。ここで、DRX設定情報はDRXサイクル情報、DRXオフセット、DRXに関連するタイマーに関する設定情報などを含む。
その後、NB−IoT端末は基地局からDRX命令を受信する(S2420)。この場合、端末はこのようなDRX命令を上位階層シグナリング(例:MAC−CEシグナリング)により基地局から受信する。
上記DRX命令を受信したNB−IoT端末は、DRXサイクルによって特定の時間単位(例:サブフレーム、スロット)でNPDCCHをモニターする(S2430)。ここで、NPDCCHをモニターすることは、該当探索領域により受信しようとするDCIフォーマットによって特定領域だけのNPDCCHを復号した後、該当CRCを所定のRNTI値にスクランブルして所望の値と合うか(即ち、一致するか)否かを確認することを意味する。
上述した図24のような手順により、該当NMB−IoT端末がNPDCCHで自分のページングID及び/又はシステム情報の変更を示す情報を受信した場合、基地局との連結(例:RRC連結)を初期化(又は再設定)するか(例:図20のセル探索手順など)、又は新しいシステム情報を基地局から受信する(又は得る)ように設定することができる(例:図20のシステム獲得手順など)。
G.信号及びそれに関連するチャネルの間のオフセット設定のための提案
本発明では、特定の信号又はチャネルが他の信号又はチャネルに関する情報を指示するために使用される場合に、情報を伝達する特定の信号又はチャネルと情報の対象となる信号又はチャネルの間の相互関係を定める方法を提案する。特徴的には、情報を伝達する特定の信号は情報の対象となる信号又はチャネルの送信有無を知らせる起動信号(wake up signal、WUS)である。この時、情報の対象となるチャネルの特徴的な例としては、ページングのためのNPDCCH(又はPDCCH、MPDCC)がある。このような特徴的な例示において、WUSはページングのためのNPDCCHの送信有無に関する情報を知らせるために使用される。以後の説明では、他の信号又はチャネルに関する情報を指示するために使用される特定の信号又はチャネルを便宜上“signal−A”と定義し、signal−Aが伝達する情報に対応する信号又はチャネルを便宜上“channel−B”と定義して説明する。以下、説明の便宜上、例示としてWUSとページングのためのNPDCCHとの相互関係を中心として説明するが、一般的には、特定の信号又はチャネルが他の信号又はチャネルに関する情報を指示するために使用される他の状況にも適用することができる。以下、本発明で提案する方法では、各方法を独立して運用するか、又は1つ以上の方法を組み合わせて運用することができる。
本発明では、signal−Aの送信時点がchannel−Bの送信時点に対する相対的な位置に定められる場合を考える。一般的には、channel−Bの送信時点が決定されている場合、signal−Aの送信時点はchannel−Bの送信時点より前の位置に定められ、正確な時点はchannel−Bの送信時点に対するオフセットにより決定される。
G.1 signal−Aとchannel−Bの間のオフセット(offset between signal−A及びchannel−B)
(方法1)signal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、オフセット値はsignal−Aの送信長さに対する関数により決定される。
もしsignal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、オフセットのサイズはsignal−Aの送信のために十分である必要がある。一例として、signal−Aの送信長さとしてLサブフレームが必要である場合、オフセットのサイズは最小限Lサブフレームより大きいか又は等しい必要がある。またオフセットの長さはsignal−Aの送信開始時点から送信終了時点の間に存在する送信不可能区間のサイズを考慮する必要がある。一例として、NB−IoTのDL送信において、WUSはSIB(System information block)(又はシステム情報)のために使用されない有効DL NB−IoTサブフレーム(valid DL NB−IoT subframe)上のみで可能であるように決められており、そうではないサブフレームの場合には、無効サブフレーム(invalid subframe)として取り扱うことができる。この場合、WUSの送信に必要な最大持続期間(maximum duration)のサイズがLサブフレームであると、送信開始時点はL個以上の有効DL NB−IoTサブフレームを含む必要がある。
かかる問題を解決するために、本発明ではsignal−Aの送信開始時点を決定するchannel−Bに対するオフセット値をsignal−Aの送信長さに対する関数により定める方法を提案する。
この時、オフセット値を決定する関数は、signal−Aの送信長さにスケーリング因子(scaling factor)が乗じられる形態で決められる。一例として、signal−AがWUSであり、channel−BがページングのためのNPDCCHである場合、WUSの最大持続期間のサイズがLで構成された状態で、スケーリング因子値がalphaに決められた状況を仮定できる。この時、signal−Aの送信開始時点を決定するためのオフセット値toffset-alphaは、以下の数3のように決定される。
上記数3において、
はxの切り上げ値を求める式を意味する。この時、alpha値は1より大きい実数値を有する。
上記数3において、スケーリング因子値alphaは、SIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより基地局で構成される値である。この場合、基地局がsignal−Aとchannel−Bの間のオフセットを調整する柔軟性(flexibility)が増加する長所がある。又は数3において、スケーリング因子値alphaは、他のパラメータ値によって暗黙的(implicit)に決定される値である。一例として、使用可能なパラメータ値としては、単位時間当たりsignal−Aが送信される可用送信区間のサイズを使用することができる。特徴的な一例として、NB−IoTにおいてWUSの送信開始時点を決定するための場合、オフセット値を決定するためのスケーリング因子値alphaは、有効DLサブフレームを称するためのビットマップで有効サブフレーム数に依存して決定される。
オフセット値を決定する関数は、signal−Aの送信長さによって所定のオフセット値が定められるテーブルのような形態である。この時、テーブルが指示する値は、(1)オフセット値を直接表現することができ、又は(2)signal−Aの送信長さに乗じてオフセット値を計算するためのスケーリング因子値である。この時、テーブルにおいて、signal−Aの送信長さに対応するオフセット値は1つ以上である。この場合、テーブル内で使用されるオフセットを選択する基準は、(1)SIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより指示された値を使用するか、又は(2)他のパラメータ(例:ビットマップで有効DLサブフレームの比率)値を用いて決定することができる。
図25は上述した方法を用いてsignal−Aの送信開始時点とchannel−Bの送信開始時点の間のオフセット値がtoffset-alphaに計算される場合を例示する図である。
上記方法が適用される具体的な一例は以下の通りである。この例示では、DL送信のために使用されるサブフレームの位置を知らせるビットマップが存在し、ビットマップを用いて表現できるDLサブフレームの総数がXであり、そのうち、signal−Aが送信できるサブフレームの数がYである場合を考える。この時、スケーリング因子のサイズはXとYの関数により決定される。一例として、Xを用いて使用するテーブルを決定し、Yを用いてテーブル内の値を選択する方法が使用される。この場合、端末がテーブルを貯蔵する代わりに、各状況に適する値を予め決めることができるという長所がある。さらに他の例として、XとYの比率を用いてスケーリング因子を定義することができる。より具体的な例として、スケーリング因子であるalpha値をc+d*Y/Xのような形態で定義することができる。この時、cはXとYの比率に関係せず、signal−Aの送信長さのみに関係するオフセット値を設定するために加えられる常数値である。また、dはXとYの比率とオフセットとの間の関係を補正するために乗じられる常数値である。この時、cとd値の選択はXの長さによって異なる。またcとd値の適用はアンカーキャリア(anchor carrier)と非アンカーキャリア(non−anchor carrier)で各々異なる。これはアンカーキャリアと非アンカーキャリアで常に送信されるオーバーヘッドのサイズが異なることを反映するためのものである。
(方法2)signal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、オフセット値はsignal−Aの送信長さに対する関数と追加オフセットとの組み合わせにより決定される。
端末がsignal−Aを介してchannel−Bに関する情報を得た後、channel−Bの受信を準備するためには、一定サイズ以上の時間が必要である。一例として、signal−Aがチャネル推定無しに検出できる信号形態である場合、端末はchannel−Bの受信のためにチャネル推定の正確度を高めるための起動(warming up)区間が必要である。特徴的な一例として、NB−IoTの場合、端末はページングのためのNPDCCHをモニタリングするために、NPDCCHが送信される検索空間が開始される前に10有効DLサブフレーム区間でNRSをモニタリングするようになっている。
上記方法1を使用する場合、オフセットを決定するシグナリングやパラメータの数は制限的であり、これはsignal−Aの送信終了時点とchannel−B送信開始時点の間のギャップに対する精度(granularity)の制限を発生させる。一例として、NB−IoTの場合、ページングのためのNPDCCHをモニタリングするための10有効DLサブフレームの必要条件を満たさないこともできる。さらに他の例として、signal−Aの送信長さの精度が大きい場合、signal−Aの送信長さが大きいと、ギャップのサイズが比例して増加するという短所がある。特徴的な一例として、NB−IoTの場合、WUS送信開始時点がページングのためのNPDCCHの送信開始時点とのオフセットにより定義され、オフセット値はWUSの最大持続期間とスケーリング因子であるalphaの積で決定される状況で、同じalpha値を使用する場合、WUSの最大持続期間が1024サブフレームである場合と512サブフレームである場合のギャップには2倍の差が発生することができる。
かかる問題を解決するために、本発明では、signal−Aの送信開始時点を決定するchannel−Bに対するオフセット値をsignal−Aの送信長さに対する関数と追加オフセット値により決める方法を提案する。この時、signal−Aの送信開始時点を決定するためのオフセット値toffset-sumは、以下の数4により決定される。
[数4]
toffset−sum=toffset−alpha+toffset−beta
上記数4において、toffset−alphaには方法1に記載された方法が使用される。
上記数4において、toffset−betaには標準により予め決定された値が使用される。これは他のシグナリングや解釈無しに常に一定サイズ以上のオフセットを保障するためのものである。又は数4において、toffset−betaはSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより指示される値である。これは、ネットワークが状況に合うオフセットを設定するように許容して、必要な最小限のギャップサイズを保障するか、又は不要なサイズギャップを減らすためのものである。又は数4において、toffset−betaは他のパラメータにより決定される値である。一例として、他のパラメータ値はsignal−Aの送信長さである。これはsignal−Aの送信長さによって必要なオフセットのサイズを予め決め、不要なシグナリングのオーバーヘッドを減少するためのものである。toffset−betaを決定する方法は、各々独立して使用するか、又は1つ以上の方法を組み合わせて使用することができる。
図26は上述した方法を用いてsignal−Aの送信開始時点とchannel−Bの送信開始時点の間のオフセット値がtoffset−alphaとtoffset−betaの組み合わせにより計算される場合を例示する図である。
(方法3)signal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、オフセット値として指定される開始時点の送信リソースがsignal−Aの送信のためには使用できない場合、signal−Aの送信開始時点は次の送信リソースのうち、signal−Aの送信のために使用できる最も近い送信リソースの位置に延期される。
ネットワークは時間/周波数領域の送信リソースを運用する時、互いに異なる目的で使用される2つ以上の信号又はチャネルが同じ送信リソースを必要とする場合、特定の信号又はチャネルのみに送信リソースの使用を許容し、残りの信号又はチャネルには送信リソースの使用を許容しないことができる。一例として、もし周期的に送信される特定の信号が存在し、該当信号が他の信号やチャネルに比べて高い重要度を有する場合(例:synchronization signal;PSS/SSS/PBCH又はNPSS/NSSS/NPBCH)、ネットワークは該当信号が送信される送信リソースについては他の目的の信号やチャネルが送信されないようにすることができる。さらに他の例として、NB−IoTの場合、ネットワークは特定のキャリアの特定のサブフレームに対して、NB−IoTのために送信が許容されたNB−IoT有効サブフレームとそうではないサブフレームを区分して決定し、これを端末に知らせることができる。
かかる問題を解決するために、本発明ではオフセットにより指定されたsignal−Aの送信開始時点がsignal−Aの送信のためには使用できない場合、signal−Aの送信開始時点を次の送信リソースのうち、signal−Aの送信のために使用できる最も近い送信リソースの位置に延期する方法を提案する。一例として、NB−IoTの場合、WUSがNB−IoT DL有効サブフレーム(NB−IoT DL valid subframe)のみで送信できることがある。この時、オフセットにより指定されたWUSの送信開始サブフレームがNB−IoT DL有効サブフレーム(NB−IoT DL valid subframe)ではない場合、WUSは次のサブフレームのうち、最も近いNB−IoT DL有効サブフレーム(NB−IoT DL valid subframe)で送信が開始されるように決めることができる。提案する方法は、端末と基地局がsignal−Aの送信時点を判断する基準を予め計算せず、オフセット基準で決定された時点に判断することができるため、複雑度が減らすという長所がある。
図27は上述した方法を用いてsignal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより指定された時、該当送信リソースを可用ではない場合(invalidの場合)、signal−Aの送信開始時点を延期する方法の一例を例示する図である。
(方法4)signal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、オフセット値として指定される開始時点の送信リソースをsignal−Aの送信のためには使用できない場合、signal−Aの送信開始時点は先の送信リソースのうち、signal−Aの送信のために使用できる最も近い送信リソースの位置に前進する(advance)。
ネットワークは時間/周波数領域の送信リソースを運用する時、互いに異なる目的で使用される2つ以上の信号又はチャネルが同じ送信リソースを必要とする場合、特定の信号又はチャネルのみに送信リソースの使用を許容し、残りの信号又はチャネルには送信リソースの使用を許容しないことができる。一例として、もし周期的に送信される特定の信号が存在し、該当信号が他の信号やチャネルに比べて高い重要度を有する場合(例:synchronization signal;PSS/SSS/PBCH又はNPSS/NSSS/NPBCH)、ネットワークは該当信号が送信される送信リソースについては他の目的の信号やチャネルが送信できないようにすることができる。さらに他の例として、NB−IoTの場合、ネットワークは特定のキャリアの特定のサブフレームに対して、NB−IoTのために送信が許容されたNB−IoT有効サブフレームとそうではないサブフレームを区分して決定し、これを端末に知らせることができる。
もし方法3のように、signal−Aの送信開始時点を延期する場合、signal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点との間のギャップサイズが減らすことができ、深刻な場合には、signal−Aとchannel−Bの送信領域が互いに重畳することもできる。
かかる問題を解決するために、本発明ではオフセットにより指定されたsignal−Aの送信開始時点がsignal−Aの送信のために使用できない場合、signal−Aの送信開始時点を先の送信リソースのうち、signal−Aの送信のために使用できる最も近い送信リソースの位置に前進させる方法を提案する。一例として、NB−IoTの場合、WUSがNB−IoT DL有効サブフレーム(NB−IoT DL valid subframe)のみで送信できることがある。この時、オフセットにより指定されたWUSの送信開始サブフレームがNB−IoT DL有効サブフレームではない場合、WUSは先のサブフレームのうち、最も近いNB−IoT DL有効サブフレームで送信が開始されるようにすることができる。これはsignal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間のギャップサイズを縮めないという長所がある。
図28は上述した方法を用いてsignal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより指定された時、該当送信リソースを可用ではない場合(invalidの場合)、signal−Aの送信開始時点を前進させる方法の一例を示す図である。
(方法5)signal−Aの送信開始時点がchannel−B送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、signal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間には最小限のギャップを保障することができる。
端末はsignal−Aを得た後、channel−Bのモニタリングを準備するための起動(warming up)区間が必要である。特徴的な一例として、NB−IoTの場合、端末はページングのためのNPDCCHをモニタリングするために、NPDCCHが送信される検索空間が開始される前に主受信機(main receiver)を駆動させ、NRSをモニタリングするための最小限のギャップを必要とする。
もしsignal−Aの送信開始時点がchannel−Bの送信開始時点に対するオフセットにより定義される場合、このように最小限要求されるギャップのサイズが保障されないことがある。一例として、signal−Aの送信開始時点からchannel−B送信開始時点前に必要なギャップが開始される時点の間にsignal−Aの送信のために使用できる送信リソースの数がsignal−Aの必要な送信長さより小さい場合があり得る。特徴的な一例として、NB−IoTの場合、ページングのためのNPDCCHからのオフセットにより決定されたWUSの開始サブフレーム位置からギャップが開始されるサブフレームの間に存在するNB−IoT DL有効サブフレームの数がWUSの最大持続期間より小さい場合がある。
かかる問題を解決するために、本発明ではsignal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間に最小限のギャップを保障する方法を提案する。具体的には、ギャップが開始される時点まではsignal−Aの送信を許容し、その後からはsignal−Aの送信をパンクチャリングする方法を使用できる。
channel−Bの送信開始時点後に必要な最小限のギャップサイズを決めるための1つの方法として方法5と方法2が共に使用される時、方法2で定義されたtoffset−betaのようなオフセット値を使用することができる。
図29は上述した方法を用いてsignal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間の最小ギャップを保障する方法の一例を示す図である。
(方法6)signal−Aの送信終了時点がchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定される場合、オフセット値はsignal−Aの送信のために使用できる送信リソースのみを基準として計算される。
signal−Aの送信位置を決定する方法として、signal−Aの送信終了時点をchannel−Bの送信開始時点とのオフセットにより決定する方法が使用される。この場合、signal−Aの送信開始時点はsignal−Aの送信終了時点からsignal−Aの送信長さ以前の位置に計算されて決定される。この時、signal−Aの送信開始時点はsignal−Aを送信できる送信リソースのみを基準として送信長さを計算することができる。
端末はsignal−Aを得た後、channel−Bのモニタリングを準備するための起動(warming up)区間が必要である。特徴的な一例として、NB−IoTの場合、端末はページングのためのNPDCCHをモニタリングするために、NPDCCHが送信される検索空間が開始される前に主受信機(main receiver)を駆動させ、NRSをモニタリングするための最小限のギャップを必要とする。
かかる問題を解決するために、本発明ではsignal−Aの送信終了時点を決定する時、channel−Bの送信開始時点からsignal−Aを送信できる送信リソースを基準としてオフセットを計算する方法を提案する。
G.2 オフセット及びUE能力(Offset and ue capability)
signal−Aの送信時点はchannel−Bの送信時点に対する相対的なオフセットにより決定される。この時、オフセットはsignal−Aの送信開始時点とchannel−Bの送信開始時点の間の間隔により定義されるか、又はsignal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間の間隔により定義される。
端末は具現方式によってsignal−Aの検出(又は復号)に必要な処理時間が異なることができる。又は端末は具現方式によってsignal−Aの検出(又は復号)完了後、channel−Bのモニタリングを開始するために必要な準備時間が異なることができる。従って、端末は具現方式によってsignal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間の間隔であるギャップサイズが異なるか、又はsignal−Aの送信時点を決定するオフセット値が異なることができる。かかる具現方式の差による端末の性能差はUE能力と定義されて区分される。この時、端末は自分のUE能力によって必要なギャップサイズやオフセットサイズが異なる。
(方法7)基地局が構成できるオフセット決定方法は1つ以上存在する。この時、基地局はSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより1つのオフセット決定方法を端末に指示することができる。
上述したように、signal−Aとchannel−Bの間に必要な最小限のギャップサイズとそれを決定するオフセット値は状況によって異なる。一例として、NB−IoTでWUSがsignal−Aを目的として、ページングのためのNPDCCHがchannel−Bを目的として使用される場合、WUSとページングのためのNPDCCHの間に必要なギャップサイズは端末の具現方式によって最小数十ms(milliseconds)から最大数sec(secondS)のサイズが必要である。この時、もし基地局がオフセットサイズをSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより指示する場合、全てのギャップサイズを同じフィールド内で解釈すると、このためのオーバーヘッドのサイズが大きく増加することができる。また数十ms単位のギャップを支援するためのオフセット決定方式と数sec単位のギャップを支援するためのオフセット決定方式の最適化した方法は互いに異なる。
本発明では、上述した問題を解決するために、基地局がSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングによりオフセットが決定される方法を指示する方法を提案する。一例として、signal−Aの送信開始時点とchannel−Bの送信開始時点の間のオフセットを決定する方法として、小さいサイズのオフセットを支援するためのオプション1と大きいサイズのオフセットを支援するためのオプション2の2つの方法が存在する場合、基地局はオプション1とオプション2のうちの1つを決定してオフセットを構成し、それを端末に指示することができる。
上記方法7が適用される具体的な方法として、基地局はSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにオフセット決定方法を選択する1ビット指示情報を含めることができる。一例として、1ビット指示情報が0である場合、端末はオプション1の方法を用いたオフセット値を計算し、1ビット指示情報が1である場合は、端末はオプション2の方法を用いたオフセット値の計算を行うことができる。この時、もしオフセットの具体的な値を決定するための更なるフィールドがNビットで構成される場合、このフィールドを解釈する方法は1ビット指示情報によって変わることができる。
上記方法7が適用される他の方法として、基地局はsignal−Aとchannel−Bの間のオフセットを決定するためのNビットサイズのフィールドをSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングに含ませ、これを用いて表現できる2N個の状態を互いに異なるオフセット決定方法が分けて使用することができる。一例として、2N個の状態のうち、1つの状態を数sec長さのオフセット決定方法を選択するための情報表現方式で使用し、残りの2N−1個の状態を数ms長さのオフセット決定方法を選択するための情報表現方式で使用することができる。これは、数sec長さのオフセットは数ms長さのオフセットに比べて相対的にギャップサイズに対する敏感度が低く、これにより相対的に低い水準の精度を必要とするためである。
上記方法7が適用されるさらに他の方法として、基地局はデフォルトとして使用されるオフセット決定方法に関する情報のみを指示し、もし指示された情報が特定の条件を満たす場合、他のオフセット決定方法を適用することができる。一例として、特定の条件は、シグナリングされたオフセット値がsignal−Aの送信終了時点とchannel−Bの送信開始時点の間に必要な最小限のギャップサイズを満たさない場合である。この時、基地局は他のシグナリング無しにオフセットを決定する方法を変更できるという長所がある。
(方法8)1つのchannel−Bに対応するsignal−Aの送信位置は1つ以上存在する。この時、端末は自分のUE能力(capability)によってsignal−Aをモニタリングする送信位置を決定することができる。
上述したように、signal−Aとchannel−Bの間に必要な最小限のギャップサイズとそれを決定するオフセット値は端末の具現方式によって異なる。この時、もし小さいギャップサイズを支援するためのオフセットが構成される場合、大きいサイズのギャップを要求する端末はsignal−Aのモニタリングが容易ではなく、逆に大きいギャップサイズを支援するためのオフセットが構成される場合は、小さいサイズのギャップで十分な端末には不要なギャップサイズによる電力消耗増加などの性能劣化が発生することができる。
かかる問題を解決するために、本発明では、1つのchannel−Bに対応するsignal−Aの送信位置が1つ以上構成される方法を提案する。この時、互いに異なるsignal−Aの送信は互いに異なるオフセット値により区分され、端末は自分のUE能力を基準として自分に適するオフセット値を選択してsignal−Aをモニタリングすることができる。この時、UE能力は端末が必要とする最小限のギャップサイズ(又はオフセットサイズ)を基準として決定される。もし端末が自分のUE能力を基地局に報告する場合、基地局は各端末がsignal−Aをモニタリングする位置を予め認知して、該当送信位置のみにsignal−Aを送信することができる。
図30は上述した方法を用いてUE能力によるsignal−Aの送信開始時点とchannel−Bの送信開始時点の間のオフセットを決定する方法の一例を示す。
以下、説明の便宜上、もし1つのchannel−Bについて2つのオフセットによるsignal−Aの送信時点が決定される場合、それを相対的に長い長さを有するoffset-longと相対的に短い長さを有するoffset-shortと定義して説明する。端末が自分のUE能力に合うsignal−Aの送信開始時点と送信終了時点の位置を知らせるために、基地局は互いに異なるオフセットに関する情報を端末にシグナリングする必要がある。もしsignal−Aに対する2つの互いに異なるオフセットが存在し、これらがSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングによりoffset-longとoffset-shortに指示される場合、このための具体的な方法として以下の付随的方法(sub−method)のうちの1つが使用される。
(Sub−method 8-1)offset-longとoffset-shortはSIBやRRCシグナリング内で各々独立したフィールドにより指示される。端末はoffset-longとoffset-shortの情報を全て認知して、自分のUE能力に合うフィールドを解釈して使用することができる。これにより、offset-longとoffset-shortが互いに影響を受けず、各々のスケジューリング柔軟性(scheduling flexibility)を最大に保障できるという長所がある。
(Sub−method 8-2)offset-longとoffset-shortのうちの1つ以上には標準により固定された値が使用される。一例として、offset-longには標準により定義された固定した値が使用され、offset-shortはSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより指示される値であることができる。これは、offset-longの場合、signal−Aとchannel−Bの間の間隔が相対的に長いので、スケジューリング制約(scheduling restriction)の影響がないか又は僅かであるためであり、逆にoffset-shortの場合は、signal−Aとchannel−Bの間の間隔が可用の送信リソース数や通信環境によって影響を受けるためである。
(Sub−method 8-3)offset-longとoffset-shortはSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリング内で同じフィールドにより指示されることができる。具体的な方法の一例として、offset-shortに対するサイズを上位階層シグナリングにより指示し、offset-longのサイズはoffset-shortのサイズに対するオフセット及び/又は倍数で決定することができる。さらに他の方法として、上位階層シグナリングによりオフセットを指示するためのフィールド領域をUE能力によって互いに異なるように解釈することもできる。これにより、必要なoffset-longのサイズとoffset-shortのサイズの間に相関関係がある場合、その特性を用いてオーバーヘッドを減らしながら2つのオフセット値を全て制御することができる。
(方法9)1つのsignal−Aの送信位置に対応するchannel−Bの送信位置は1つ以上が存在する。この時、signal−Aを得た端末がモニタリングするchannel−Bの送信位置は端末のUE能力によって決定される。
もし多数のUE能力を支援するために、各channel−Bの送信に対するsignal−Aの送信位置がUE能力の個数だけ必要である場合、ネットワークの側面ではsignal−Aを送信するためのオーバーヘッドの増加とスケジューリングの制約が発生することができる。
かかる問題を解決するために、本発明では、signal−Aの送信時点に対応するchannel−Bの送信位置を1つ以上指定し、signal−Aの送信に対応するchannel−Bの送信時点がUE能力によって決定される方法を提案する。これは、方法8のように1つのchannel−Bの送信時点に対応するsignal−Aの送信時点が多数存在する状況で、signal−Aの送信時点を他のchannel−Bの送信時点に対応する他の位置のsignal−Aの送信時点に制限する方法である。一例として、NB−IoTの場合、各ページングのためのNPDCCHに対応するWUSの送信位置が決まっている場合、短いオフセットサイズであるoffset-shortを必要とする端末がn番目のページングNPDCCHのモニタリング有無を決定するためにn番目のページングNPDCCHに対応するWUSの送信位置をモニタリングすることができ、長いオフセットサイズであるoffset-longを必要とする端末がn番目のページングNPDCCHのモニタリング有無を決定するためにn−1番目のページングNPDCCHに対応するWUSの送信位置をモニタリングすることができる。
図31は上記提案された方法を用いてUE能力によってsignal−Aの送信開始時点とchannel−Bの送信開始時点の間のオフセットを決定する方法の一例を示す図である。
上記提案した方法9が適用される具体的な方法の例示として、channel−BがDRXサイクルにより送信される位置が周期的に構成された場合を考えられる。特徴的な一例として、ページングのためのNPDCCHが送信される検索空間がDRXサイクルにより構成され、各ページングのためのNPDCCHの送信開始時点から特定のオフセット前にWUSの送信時点が決定される場合が考えられる。この時、offset-shortを必要とする端末がWUSを受信した場合、直後のページングのためのNPDCCHを期待し、それをモニタリングすることができる。反面、offset-longを必要とする場合は、WUSを受信した場合には直後のページングのためのNPDCCHをモニタリングせず、その後のDRXサイクルに登場する(又はX DRXサイクル以後に登場する)ページングのためのNPDCCHをモニタリングすることができる。この例示は以下の数5のように表現できる。
[数5]
toffset-long =X*T+toffset-short
上記数式において、toffset-longはoffset-longを必要とするUE能力の端末のためのオフセット値を意味し、toffset-shortはoffset-shortを必要とするUE能力の端末のためのオフセット値を意味する。またTはページングのためのNPDCCHを目的とするDRXサイクルのサイズを意味する。上記数式において、X値が整数である場合(例:X=1、2、・・・)、offset-longを必要とする端末は同じPO(paging occasion)を共有するoffset-short UE能力の端末のWUS送信時点を共有し、WUSに対応するPOの解釈が変わる。反面、上記数式において、X値が有理数である場合は(例:X=1/2、1/4、・・・)、offset-longを必要とする端末は他のUEグループ(UE_IDにより区分され、特定のPOに対するモニタリング有無を決定するグループ)のためのPOに対応するWUS送信時点を共有する。
上記方法9が適用される時、offset-longを適用した端末の待機時間が過度に長くなることを防止するために、T値を特定サイズに制限することができる。一例として、ページングのためのNPDCCHが送信される検索空間がDRXサイクルにより構成され、各ページングのためのNPDCCHの送信開始時点から特定のオフセット前にWUSの送信時点が決定される場合が考えられる。この時、選択できるDRXサイズが{1.28s、2.5s、5.12s、10.24s}である場合、もし10.24sのような値が選択されると、WUSとページングの間隔が過度に増加することができる。これを防止するために、WUSとページングの間のoffset-longを決定するために選択可能なT値を小さいサイズに決定することができる。
toffset-longを決定する数式は、signal−Aの送信位置が適用されない場合にも使用することができる。一例として、数5により決定されたsignal−Aの送信位置は、T及び/又はX値によって1つのsignal−Aの送信位置に対応するchannel−Bの送信が1つであるか又は多数である。
(方法10)signal−Aは対応するchannel−Bの送信位置に関する情報を含む。
上記方法9のように、1つのsignal−Aの送信位置を互いに異なるUE能力を有する端末が共有する場合、一部端末は自分が望まない(又は間違った)channel−Bに関する情報を検出することができる。一例として、signal−AがWUSであり、channel−BがページングのためのNPDCCHである場合、offset-longのUE能力を有する端末を起動(wake up)するために送信されたWUSが、同じWUS送信時点を共有するoffset−shortのUE能力を有する端末を共に起動して、不要な電力消耗が発生することができる。
このような問題を防止するために、本発明ではsignal−Aの送信に基地局がsignal−Aにより伝達しようとする対応するchannel−Bの送信位置に関する情報を含む方法を提案する。一例として、この情報はオフセットのサイズを決定するUE能力である。この時、端末はsignal−Aに自分のUE能力に対応する情報が検出された場合、所定のオフセットによって対応するchannel−Bをモニタリングすることができる。
上記提案する方法10において、signal−Aがシーケンス形態で構成される場合、signal−Aに含まれる情報はシーケンスによって区分されるか、及び/又はカバーコードやスクランブルによって区分される情報である。一例として、signal−AがZC(Zadoff Chu)シーケンスを基底シーケンスとして使用する場合、ZCシーケンスのルートインデックス(root index)、循環シフト値(cyclic shift value)などを使用することができ、又はカバーコードやスクランブルコードが適用されることもできる。
上記提案する方法10が使用される時、signal−Aにより表現される情報のうち、1つ以上は2つ以上のUE能力を同時に指示するために使用される。これは、互いに異なるUE能力を有する複数の端末により共有される1つのsignal−Aの送信時点に互いに異なるUE能力を有する複数の端末に情報を同時に提供するためのものである。一例として、2つのUE能力が存在する状況で1つのsignal−Aで送信可能なシーケンスの種類は3つ以上であり、各UE能力に該当する端末を区分して指示するための2つのシーケンスと、全てのUE能力の端末に共通に指示するための1つのシーケンスがこれに該当する。
上記提案した方法のように、全てのUE能力に共通に適用される情報を含むsignal−Aが送信される場合、各UE能力の端末は各々のUE能力に合うオフセット値を適用してchannel−Bに対応することができる。これは、UE能力に合うchannel−Bの送受信を誘導して端末の観点で区分された情報を得るか、又は最適化した動作を行うためのものである。
また上記提案した方法のように、全てのUE能力に共通に適用される情報を含むsignal−Aが送信される場合、全てのUE能力の端末は最大サイズを有するオフセット値を適用してchannel−Bに対応することができる。これは、channel−Bが全てのUE能力に関係なく共通した情報を含む場合、ネットワークの側面で不要なchannel−Bの繰り返し送信によるオーバーヘッドの増加を防止するためのものである。
(方法11)signal−Aに対応するchannel−Bの送信位置の数はsignal−Aとchannel−Bの間のオフセット値によって決定される。
signal−Aとchannel−Bの間のオフセットがchannel−Bの発生周期より長い場合、signal−Aに対応するchannel−Bの間のオフセット区間には1つ以上のsignal−Aの発生地点がさらに存在する。この時、signal−Aが伝達するchannel−Bに関する情報が一定区間にわたって維持される情報である場合、signal−Aの繰り返される送信及びモニタリングはネットワークオーバーヘッドの側面や端末の電力節減の側面で非効率的である。一例として、signal−AがWUSであり、channel−BがページングのためのNPDCCHである場合、基地局は端末のページングが信頼性のある受信のためにページングのためのNPDCCHを複数のPOにわたって繰り返して送信することができる。かかる状況で端末が取り得る動作の簡単な例として、端末はsignal−Aを1回得た後、該当channel−Bの送信が開始するまで続けてsignal−Aをモニタリングすることができる。しかし、この場合、端末がページングのためのNPDCCHの復号成功前に複数のWUSを繰り返してモニタリングする動作により、同じ目的の情報のために続けて復号を行って不要な電力消耗が発生することができる。
かかる問題を解決するために、本発明ではsignal−Aに対応するchannel−Bの送信位置の数をsignal−Aとchannel−Bの間のオフセット値により決定する方法を提案する。具体的な方法として、signal−Aに対応するchannel−Bの送信位置の数はsignal−Aとchannel−Bの間に構成されるオフセット値が特定の臨界値を基準として決定されるようにすることができる。この時、特定の臨界値の一例として、channel−Bの周期(又はchannel−Bの周期に比例する値)を使用できる。一例として、signal−AがWUSであり、channel−BがページングのためのNPDCCHである場合、オフセットのサイズに対する臨界値はPOが示す周期である(例:DRXサイクル)。
上記提案した方法の具体的な例示として、signal−Aとchannel−Bの間のオフセット値が、channel−Bの送信周期より大きいoffset-longと、channel−Bの送信周期より小さいoffset-shortの2つ存在する場合が考えられる。この時、端末は自分に適用されたオフセット値のサイズによってsignal−Aとchannel−Bの間の対応関係を把握することができる。一例として、offset-shortを使用する端末の場合、signal−Aに対応するchannel−Bの送信位置を1つに決め、offset-longを使用する端末の場合は、signal−Aに対応するchannel−Bの送信位置を2つ以上に決めることができる。
上記提案した方法によって、1つのsignal−Aに対する多数のchannel−Bの対応関係が決められた場合、対応するchannel−B送信位置の数は、(1)標準により予め決定されるか、(2)基地局により構成される値であるか、又は(3)他のパラメータにより決定される値である。対応するchannel−B送信位置の数が標準により予め決められる場合、追加シグナリング無しに端末が常に一定の動作を行うことができる。反面、オフセットのサイズなどの状況によって非効率的な対応関係が発生することができる。対応するchannel−B送信位置の数が基地局によって構成される場合、具体的な方法としては、SIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリングにより決定される値である。これはオフセットのサイズや端末の動作方式によって効率的な構成が可能であるという長所がある反面、追加シグナリングのオーバーヘッドが発生し得るという短所もある。対応するchannel−B送信位置の数が他のパラメータによって決定される場合の一例として、他のパラメータ値はオフセットのサイズ及び/又はchannel−Bの送信周期になることができる。具体的な方法の一例として、signal−Aに対応するchannel−Bの間に存在する全てのsignal−Aの送信位置の数に決めることができる。対応するchannel−Bの送信位置の数が他のパラメータにより決定される場合のさらに他の例として、他のパラメータはeDRX構成であることができる。具体的な方法の例示として、eDRXが構成された場合、適用されるsignal−Aとchannel−Bの対応関係と、そうではない場合の対応関係が互いに異なることができる。
G.3 本発明による方法のフローチャート
図32は本発明による方法のフローチャートである。図32においては、端末(例:UE)の動作を基準として説明するが、図32に例示する動作に対応する動作が基地局により行われることもできる。
図32を参照すると、端末は、特定の信号(例:signal−A)の受信(又は送信)時点とこの特定の信号に関連する特定のチャネル(例:Channel−B)の受信(又は送信)時点の間の時間オフセットを決定する(S3202)。例えば、端末は、G.1に説明した方法(例:方法1乃至方法6)のうちの1つ又はそれ以上の組み合わせに基づいて、特定の信号(例:signal−A)の受信(又は送信)時点とこの特定の信号に関連する特定のチャネル(例:Channel−B)の受信(又は送信)時点の間の時間オフセットを決定することができる。特定の信号の受信(又は送信)時点は、特定の信号の受信(又は送信)開始時点又は特定の信号の受信(又は送信)終了時点を称する。
より具体的には、一例として、S3202段階において、本発明の方法1に基づいて時間オフセットtoffset−alphaが決定される。他の例として、S3202段階において、本発明の方法2に基づいて時間オフセットtoffset−sumが決定され、時間オフセットtoffset−sumは第1時間オフセット(例:toffset−alpha)と第2時間オフセット(例:toffset−beta)に基づいて決定される。
上述した例とは独立して又はさらに、S3202段階において、特定の信号の受信(又は送信)時点が使用できない時間リソースに該当する場合、時間オフセットは使用できる最も近い時間リソースの位置に延期される(又は時間オフセットは使用できる最も近い時間リソース位置までの時間リソースを除いて決定される)(例:本発明の方法3を参照)。又はS3202段階において、特定の信号の受信(又は送信)時点が使用できない時間リソースに該当する場合は、時間オフセットは使用できる最も近い時間リソースの位置に前進する(又は時間オフセットは使用できる最も近い時間リソース位置までの時間リソースを含めて決定される。例えば、使用できない時間リソースは、有効サブフレームとして設定されないサブフレーム(又は無効サブフレーム)を含むことができる。より具体的には、使用できない時間リソースは、(基地局により)NB−IoT DLサブフレームとして設定されたサブフレームを除いたサブフレーム(又はNB−IoT DLサブフレームとして設定されないサブフレーム)を含む。
上述した例とは独立して又はさらに、特定の信号(例:signal−A)の受信(又は送信)終了時点と特定のチャネル(例:Channel−B)の受信(又は送信)開始時点との間に最小限のギャップが保障されるように構成できる(例:本発明の方法5を参照)。
上述した例とは独立して又はさらに、時間オフセットは特定の信号(例:signal−A)の送信目的に使用できる送信リソースのみを基準として決定することができる(例:本発明の方法6を参照)。
端末は、S3202段階で決定された時間オフセットに基づいて、特定の信号(例:signal−A)が送信される時間位置を決定し、該決定された時間位置で特定の信号(例:signal−A)をモニタリングする。モニタリングは信号を検出及び/又は復号する動作を称する。
一例として、特定の信号(例:signal−A)が受信(又は送信)される時間位置は、時間オフセットと特定のチャネル(例:Channel−B)の受信(又は送信)時点に基づいて決定される。より具体的には、特定の信号が受信(又は送信)される時間位置は、特定のチャネルの受信(又は送信)時点に時間オフセットを適用して(例:加えて)決定できる。
S3204段階で決定された時間位置で端末が特定の信号(例:signal−A)を検出する場合、端末はS3202段階で決定された時間オフセットに基づいて特定のチャネル(例:Channel−B)に対するモニタリングを行う。反面、S3204段階で決定された時間位置で端末が特定の信号を検出できなかった場合、端末は特定のチャネル(例:Channel−B)に対するモニタリングを省略することができる(又はモニタリングを行わないことができる)。
図33は本発明による方法のフローチャートである。図33においては、端末(例:UE)の動作を基準として説明するが、図33に例示する動作に対応する動作が基地局により行われることもできる。
図33を参照すると、S3302段階において、端末は複数の時間オフセット情報を受信する。例えば、端末は第1時間オフセット情報(例:offset-short)と第2時間オフセット情報(例:offset-long)を含めて複数の時間オフセット情報を受信する。より具体的には、第1時間オフセット情報は第2時間オフセット情報より短い長さを有するように設定される。上述したように、時間オフセット情報は特定の信号(例:signal−A)の受信(又は送信)(開始又は終了)時点と特定の信号に関連する特定のチャネル(例:Channel−B)の受信(又は送信)(開始又は終了)時点との間の時間オフセットを指示することができる。
S3304段階において、端末は複数の時間オフセット情報のうちの1つに基づいて特定の信号(例:signal−A)のための時間位置を決定し、この決定された時間位置で特定の信号をモニタリングする。モニタリングは信号を検出及び/又は復号する動作を称する。
本発明によれば、1つのオフセット情報は端末の能力に基づいて決定され(例:本発明の方法8を参照)、端末の能力は端末がこの方法を行う前に基地局に報告することができる。複数の時間オフセット情報はシステム情報(又はSIB)により受信されるか、又はRRC信号により受信される。また複数の時間オフセット情報はシステム情報(又はSIB)又はRRC信号内で独立したフィールドにより受信される(例:Sub−method 8−1を参照)。また複数の時間オフセット情報のうちのいずれか1つには標準により固定された値が使用される(例:Sub−method 8−2を参照)。また複数の時間オフセット情報はSIBやRRCシグナリングのような上位階層シグナリング内で同じフィールドにより指示できる(例:Sub−method 8−3を参照)。これと独立して又はさらに、時間オフセット情報はG.1で説明した方法のうちの1つ又はそれ以上の組み合わせに基づいて決定される。
特定の信号(例:signal−A)は物理信号であり、特定のチャネル(例:Channel−B)は物理制御チャネルである。例えば、特定の信号(例:signal−A)はWUS(wake up signal)であり、特定のチャネル(例:Channel−B)はページングのためのNPDCCH(narrowband physical downlink control Channel)である。
また図33のS3302段階において、複数の時間オフセット情報の代わりに複数のオプション情報が端末に構成され、基地局が複数のオプション情報のうちの1つを指示する情報を端末にシグナリングすることができる(例:本発明の方法7を参照)。この場合、端末はS3304段階で、上記指示されたオプション情報に基づいて時間オフセットを決定し、該決定された時間オフセットに基づいて決定された時間位置で特定の信号をモニタリングする。
またS3302段階において、端末は本発明の方法9に基づいて複数の時間オフセット情報を得ることができる。この場合、複数の時間オフセット情報のうちの1つは本発明の方法9に基づいて端末の能力によって決定され、端末は該決定された1つの時間オフセット情報に基づいて決定された時間位置で特定の信号をモニタリングする。
S3304段階で決定された時間位置で端末が特定の信号(例:signal−A)を検出する場合、端末は1つの時間オフセット情報に基づいて特定のチャネル(例:Channel−B)に対するモニタリングを行う。反面、S3304段階で決定された時間位置で端末が特定の信号を検出しない場合は、端末は特定のチャネル(例:Channel−B)に対するモニタリングを省略する(又はモニタリングを行わない)。
本発明の方法に関する説明においては、WUSとページングのためのNPDCCHとの相互関係を中心として説明したが、本発明の原理はWUSとNPDCCHの間の関係のみに制限されない。特に、G.の前半部に説明したように、signal−Aは他の信号又はチャネルに関する情報を指示するために使用される特定の信号又はチャネルを称する。従って、本発明による方法において、signal−Aは他のチャネルに関する情報を指示するために使用されるチャネルに代替できる。例えば、signal−Aは物理チャネルであり、より具体的な例として、signal−Aは物理制御チャネル(例:PDCCH、MPDCCH、NPDCCH)であることができる。
一例として、本発明の方法において、signal−Aは物理制御チャネル(例:PDCCH、MPDCCH、NPDCCH)に該当し、Channel−Bの受信(又は送信又はモニタリング)を行うか否かを指示する。ここで、signal−AとChannel−Bの間の時間オフセットは、本発明の方法のうちの1つ又はそれ以上の組み合わせに基づいて決定される。
特に、signal−AとChannel−Bの間の時間オフセットはsignal−Aにより指示される(例:本発明の方法10を参照)。例えば、signal−AとChannel−Bの間の時間オフセットは、signal−Aに該当する物理制御チャネルにより受信されるDCIにより指示できる。より具体的な例として、signal−AとChannel−Bの間の時間オフセットは、DCI内の特定のフィールドにより指示できる。
もし複数の時間オフセット決定方法が端末に構成された場合(例:本発明の方法7を参照)、又は複数の時間オフセット情報が端末に構成された場合(例:本発明の方法8を参照)、又はsignal−Aに対応する複数のChannel−Bの受信(又は送信)位置が端末に構成された場合(例:本発明の方法9を参照)、基地局はsignal−Aに該当する物理制御チャネルにより送受信されるDCI(又はDCI内の特定のフィールド)により、1つの時間オフセット決定方法又は1つの時間オフセット情報又は1つの受信(又は送信)位置を端末に指示することができる。また基地局はsignal−Aに該当する物理制御チャネルに使用された識別子(例:RNTI(radio Network Temporary Identifier))に基づいて、1つの時間オフセット決定方法又は1つの時間オフセット情報又は1つの受信(又は送信)位置を端末に指示することができる。
またsignal−Aは少なくとも1つのChannel−Bに連関する。従って、signal−Aは1つ又はそれ以上のChannel−Bの受信(又は送信又はモニタリング)を行うか否かを指示することができる。端末がsignal−Aを検出する場合、端末は本発明によって決定された時間オフセットに基づいて1つ又はそれ以上のChannel−Bに対するモニタリングを行うことができる。
G.4 装置の構造
図34は本明細書で提案する方法が適用可能な無線通信装置のブロック図である。
図34を参照すると、無線通信システムは第1装置3410と第2装置3420を含む。
第1装置3410としては、基地局(base station、BS)、ネットワークノード、送信端末(transmission user equipment、UE)、受信端末(reception UE)、無線デバイス、無線通信デバイス、運送手段(vehicle)、自律走行機能を有する運送手段(vehicle having an autonomous traveling function)、コネクティッド・カー(connected car)、無人空中運送手段(unmanned aerial vehicle、UAV)、人工知能(artificial intelligence、AI)モジュール、ロボット、拡張現実(augmented reality、AR)デバイス、仮想現実(virtual reality、VR)デバイス、複合現実(mixed reality、MR)デバイス、ホログラム(hologram)デバイス、公共安全のためのデバイス(public safety Device)、MTCデバイス、IoTデバイス、医療用デバイス(medical Device)、フィンテックデバイス(FinTech Device)(又はfinancial Device)、保安デバイス(security Device)、気象/環境デバイス(weather/environment Device)、5Gサービスに関連するデバイス、又は4次産業革命分野(fourth industrial revolution field)に関連するデバイスがある。
第2装置3420としては、基地局(BS)、ネットワークノード、送信端末(transmission UE)、受信端末(reception UE)、無線デバイス、無線通信デバイス、運送手段、自律走行機能を有する運送手段(vehicle having an autonomous traveling function)、コネクティッド・カー(connected car)、無人空中運送手段(unmanned aerial vehicle、UAV)、人工知能(artificial intelligence、AI)モジュール、ロボット、拡張現実(augmented reality、AR)デバイス、仮想現実(virtual reality、VR)デバイス、複合現実(mixed reality、Mr)デバイス、ホログラム(hologram)デバイス、公共安全のためのデバイス(public safety Device)、MTCデバイス、IoTデバイス、医療用デバイス(medical Device)、フィンテックデバイス(FinTech Device)(又はfinancial Device)、保安デバイス(Security Device)、気象/環境デバイス(weather/environment Device)、5Gサービスに関連するデバイス、又は4次産業革命分野(fourth industrial revolution field)に関連するデバイスがある。
端末(UE)としては、例えば、携帯電話(cellular phone)、スマートホン、ラップトップ(laptop computer)、デジタル放送用端末(digital broadcast terminal)、PDA(personal digital assistant)、PMP(portable multimedia player)、ナビゲーションシステム(navigation system)、スレートPC(slate PC)、タブレットPC(tablet PC)、ウルトラブック(ultrabook)、ウェアラブルデバイス(wearable Device)(例:スマートウオッチ、スマートガラス又は頭装着型ディスプレイ(HMD;head mounted display))などがある。例えば、HMDは頭に装着されるタイプのデバイスである。例えば、HMDはVR、AR、MRの具現に用いられる。
UAVは、例えば、無人飛行機(aircraft without a human being onboard)であり、無線制御信号により操縦する。VRデバイスは、例えば、仮想世界の物体又は背景を具現するためのデバイスを含む。ARデバイスは、例えば、仮想世界の物体又は背景を現実世界の物体又は背景に連結するように具現されるデバイスを含む。MRデバイスは、例えば、仮想世界の物体又は背景を現実世界の物体又は背景に併合(merge)するように具現されるデバイスを含む。ホログラムデバイスは、例えば、ホログラフィ(holography)と呼ばれる2つのレーザが合った時に生成される光の干渉現象を用いて立体情報を記録し、再生産することにより、360°の立体映像を具現するためのデバイスを含む。公共安全のためのデバイスは、例えば、ユーザの体に着用可能な(wearable)映像中継デバイス又は映像デバイスを含む。MTCデバイス及びIoTデバイスは直接的な人間の干渉又は操作を必要としないデバイスを含む。例えば、MTCデバイスとIoTデバイスは、スマートメーター(smartmeter)、自動販売機(vending machine)、温度計(thermometer)、スマート電球(smartbulb)、ドアロック(door lock)又は様々なセンサを含む。医療用デバイスは、例えば、診断(diagnosing)、診療(treating)、緩和(relieving)、治療(curing)、疾病予防(preventing disease)のために使用されるデバイスである。例えば、医療用デバイスは救助又は機能を検査(inspecting)、代替(replacing)、修正(modifying)するために使用されるデバイスである。例えば、医療用デバイスは妊娠調節(adjusting pregnancy)のためのデバイスである。例えば、医療用デバイスは診療のためのデバイス、手術(operation)のためのデバイス、(体外)診断((in vitro)diagnosis)のためのデバイス、補聴器(hearing aid)、施術(procedure)のためのデバイスを含む。保安デバイスは、例えば、あり得る危険を防止し、安全を守るために設けられるデバイスである。例えば、保安デバイスとしてはカメラ、CCTV、録音装置(Recorder)、又はブラックボックスがある。フィンテックデバイスは、例えば、モバイル決済(mobile payment)のような金融サービス(financial service)を提供するデバイスである。例えば、フィンテックデバイスは、決済デバイス(payment device)又はPOS(point of sales)システムを含む。気象/環境デバイスは、例えば、気象/環境をモニタリングするためのデバイスを含む。
第1装置3410は、プロセッサ3411のような少なくとも1つのプロセッサと、メモリ3412のような少なくとも1つのメモリと、送受信機3413のような少なくとも1つの送受信機を含む。プロセッサ3411は上述した機能、手順及び/又は方法を行う。プロセッサ3411は1つ以上のプロトコルを行う。例えば、プロセッサ3411は無線インターフェースプロトコルの1つ以上の階層を行う。メモリ3412はプロセッサ3411に連結され、様々な形態の情報及び/又は命令を格納する。送受信機3413はプロセッサ3411に連結され、無線シグナルを送受信するように制御される。
第2装置3420は、プロセッサ3421のような少なくとも1つのプロセッサと、メモリ3422のような少なくとも1つのメモリ装置と、送受信機3423のような少なくとも1つの送受信機を含む。プロセッサ3421は上述した機能、手順及び/又は方法を行う。プロセッサ3421は1つ以上のプロトコルを具現する。例えば、プロセッサ3421は無線インターフェースプロトコルの1つ以上の階層を具現する。メモリ3422はプロセッサ3421に連結され、様々な形態の情報及び/又は命令を格納する。送受信機3423はプロセッサ3421に連結され、無線シグナルを送受信するように制御される。
メモリ3412及び/又はメモリ3422は、プロセッサ3411及び/又はプロセッサ3421の内部又は外部に各々連結され、有線又は無線連結のような様々な技術により他のプロセッサに連結されることもできる。
第1装置3410及び/又は第2装置3420は、1つ以上のアンテナを有する。例えば、アンテナ3414及び/又はアンテナ3424は無線信号を送受信するように構成される。
図35は5G使用シナリオの一例を示す図である。
図35を参照すると、5Gの主要要求事項の3つの領域は、(1)改善したモバイル広帯域(Enhanced Mobile Broadband、eMBB)領域、(2)多量のマシンタイプ通信(massive Machine type Communication、mMTC)領域、及び(3)超信頼及び低遅延通信(Ultra−Reliable and Low Latency Communications、URLLC)領域を含む。
一部の使用例(Use Case)では、最適化のために多数の領域が要求され、他の使用例では、ただ1つの核心性能指標(Key Performance Indicator、KPI)のみに集中することもできる。5Gはかかる様々な使用例を柔らかく信頼できる方法で支援することである。
eMBBは基本的なモバイルインターネットアクセスを飛び越えて、豊かな両方向作業、クラウド又は拡張現実におけるメディア及びエンターテインメントアプリケーションをカバーする。データは5Gの核心動力の1つであり、5G時代に初めて専用音声サービスが見られないことができる。5Gにおいて、音声は単に通信システムにより提供されるデータ連結を使用して応用プログラムとして処理されることが期待される。増加したトラフィック量のための主要原因はコンテンツのサイズ増加及び高いデータ送信率を要求するアプリケーション数の増加である。ストリーミングサービス(オーディオ及びビデオ)、会話型ビデオ及びモバイルインターネット連結は、より多い装置がインターネットに連結されるほど広く使用される。かかる多い応用プログラムはユーザに実時間情報及び通知をプッシュするために常にオンになっている連結性が必要である。クラウドストーリッジ及びアプリケーションはモバイル通信プラットホームで急に増加しており、これは業務及びエンターテインメントに全て適用できる。またクラウドストーリッジは上りリンクデータ送信率の成長を牽引する特別な使用例である。5Gはクラウドの遠隔業務にも使用され、触覚インターフェースが使用される時、優れたユーザ経験を維持するように非常に低い端−対−端(end−to−end)遅延を要求する。エンターテインメント、例えば、クラウドゲーム及びビデオストリーミングは、モバイル広帯域能力に対する要求を増加させる他の核心要素である。エンターテインメントは汽車、車及び飛行機のような高移動性の環境を含むどこでもスマートホン及びタブレットにおいて必須である。さらに他の使用例としては、エンターテインメントのための拡張現実及び情報検索がある。ここで、拡張現実は非常に低い遅延と瞬間的なデータ量を必要とする。
また多く予想される5G使用例のうちの1つは、全ての分野において埋め込みセンサを円滑に連結できる機能、即ち、mMTCに関する。2020年まで潜在的なIoT装置は204億個に至ると予測される。産業IoTは5Gがスマート都市、資産管理(asset tracking)、スマート有用性(utility)、農業及び保安インフラを可能にする主要役割を行う領域の1つである。
URLLCは主要インフラの遠隔制御及び自体駆動車両(self−driving vehicle)のような超信頼/利用可能な低遅延のリンクにより産業を変化させる新しいサービスを含む。信頼性と遅延の水準は、スマートグリッド制御、産業自動化、ロボット工学、ドローン制御及び調整に必須である。
次に、図35では三角形内に示した多数の使用例についてより具体的に説明する。
5Gは、1秒当たりに数百メガバイトから1秒当たりギガバイトに評価されるストリームを提供する手段により、FTTH(fiber−to−the−home)及びケーブル基盤の広帯域(又はDOCSIS)を補完することができる。かかる速い速度は仮想現実及び拡張現実だけではなく、4K以上(6K、8K及びそれ以上)の解像度でTVを伝達するためにも要求される。VR(Virtual Reality)及びAR(Augmented Reality)アプリケーションは、ほぼ没入型(immersive)スポーツ競技を含む。特定の応用プログラムには特別なネットワーク設定が求められることができる。例えば、VRゲームの場合、ゲーム会社が遅延を最小化するために、コアサーバーとネットワークオペレーターのエッジネットワークサーバーとの通合が必要であることができる。
自動車(Automotive)は車両に対する移動通信のための多い使用例と共に、5Gにおいて重要な新しい動力になると思われる。例えば、乗客のためのエンターテインメントは、高い同時容量と高い移動性モバイル広帯域を要求する。これは、未来のユーザは彼らの位置及び速度に関係なく高品質の連結を期待するためである。自動車分野の他の活用例としては拡張現実ダッシュボード(dashboard)がある。これは、運転者が見ている前側ウィンドウの上に、闇の中で物体を識別して運転者に物体の距離及び動きを知らせる情報を重ねてディスプレイする。未来の無線モジュールは、車両間通信、車両と支援するインフラ構造の間での情報交換及び自動車と他の連結されたデバイス(例えば、歩行者により伴われるデバイス)の間での情報交換を可能にする。安全システムは、運転者のより安全な運転のために行動の代替コースなどを案内して事故の危険を減らすことはできる。次の段階は遠隔操縦、又は自体運転車両(self−driven vehicle)になる。これは互いに異なる自体運転車両の間及び自動車とインフラの間で非常に高い信頼性と非常に早い通信を要求する。未来には、自体運転車両が全ての運転活動を行い、運転者は車両自体が識別できない交通異常のみに集中するようになる。自体運転車両の技術的要求事項は、人が達成できない程度の水準までトラフィック安全が増加するように超低遅延と超高速信頼性を要求する。
スマート社会(smart society)として言及されるスマート都市とスマートホームは、高密度の無線センサネットワークに埋め込まれる。知能型センサの分散ネットワークは都市又はホームの費用及びエネルギー効率的な維持に関する条件を識別する。類似設定が各家庭のために行われる。温度センサ、窓及び暖房制御、盗難警報及び家電製品は全て無線連結される。かかるセンサの殆どは典型的に低いデータ送信速度、低電力及び低費用である。しかし、例えば、実時間HDビデオは監視のために特定タイプの装置で要求される。
熱又はガスを含むエネルギーの消費及び分配は高度に分散化されており、分散センサネットワークの自動化された制御が要求される。スマートグリッドは情報を収集し、これにより作動するようにデジタル情報及び通信技術を使用してかかるセンサを相互連結する。この情報は供給業体と消費者の行動を含むので、スマートグリッドが効率性、信頼性、経済性、生産の持続性及び自動化方式で電気のような燃料の分配を改善することができる。スマートグリッドは遅延の少ない他のセンサネットワークとも見える。
健康部分では移動通信の恵みを受ける多い応用プログラムを保有している。通信システムは遠く離れたところで臨床診療を提供する遠隔診療を支援する。これにより距離に対する壁を超えることができ、距離の遠い農村では持続的に利用できない医療サービスへの接近を改善することができる。またこれは重要な診療及び救急状況で生命を救うために使用される。移動通信基盤の無線センサネットワークは心拍数及び血圧のようなパラメータに対する遠隔モニタリング及びセンサを提供することができる。
無線及びモバイル通信は産業応用分野において重要になっている。配線は設置及び維持費用が高い。従って、ケーブルを再構成する無線リンクへの交替可能性は多い産業分野で魅力的な機会である。しかし、これを達成することは、無線連結がケーブルのような遅延、信頼性及び容量で動作することと、その管理が簡単になることが求められる。低い遅延と非常に低いエラー率は5Gに連結される必要がある新しい要求事項である。
物流(logistics)及び貨物追跡(freight tracking)は位置基盤情報システムを使用してどこでもインベントリー(inventory)及びパッケージ追跡を可能にする移動通信に対する重要な使用例である。物流及び貨物追跡の使用例は、典型的に低いデータ速度を要求するが、広い範囲と信頼性のある位置情報が必要である。
以上の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別に明示しない限り、選択的なものとして考慮され得る。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、また、一部の構成要素及び/又は特徴は結合されて本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に代えてもよい。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新たな請求項として含むことができる。
上述した本発明の実施例は様々な手段によって具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現されてもよい。ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、1つ又はそれ以上のASICs(Application Specific Integrated Circuits)、DSPs(Digital Signal Processors)、DSPDs(Digital Signal Processing Devices)、PLDs(Programmable Logic Devices)、FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現されてもよい。
例えば、本発明はシステム・オン・チップ(System On Chip、SOC)のような形態のデバイス又は装置により具現される。このデバイス又は装置は端末又は基地局に取り付けられ、メモリ及びプロセッサを含む。メモリは命令語(instructions)又は実行可能なコード(executable codes)を含み、動作時(operatively)にプロセッサに連結される。プロセッサは動作時にメモリに連結され、メモリに格納された命令語又は実行可能なコードを実行して本発明による方法を含む動作を具現するように構成される。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態で具現することができる。実行可能なコードはメモリに格納され、プロセッサによって駆動されてもよい。前記メモリは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によって前記プロセッサとデータを交換することができる。