以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)などのような様々な無線接続システムに適用することができる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)によって具現することができる。TDMAは、GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)のような無線技術によって具現することができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術によって具現することができる。UTRAはUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP LTE(Long Term Evolution)はE−UTRAを用いるE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、LTE−A(Advanced)は3GPP LTEを改良したシステムである。説明を明確にするために3GPP LTE/LTE−Aを中心に述べるが、本発明の技術思想はこれに限られない。
無線接続システムにおいて、端末は、下りリンク(DL:Downlink)で基地局から情報を受信し、上りリンク(UL:Uplink)で基地局に情報を送信する。基地局と端末が送受信する情報データ及び種々の制御情報を含み、これらが送受信する情報の種類/用途によって様々な物理チャネルが存在する。
図1は3GPP LTE(−A)システムに用いられる物理チャネル及びこれらを用いた一般的な信号送信方法を説明する図である。
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端末は、段階S101で、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。そのために、端末は基地局から主同期チャネル(P−SCH:Primary Synchronization Channel)及び副同期チャネル(S−SCH:Secondary Synchronization Channel)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。その後、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放送情報を取得する。一方、端末は初期セル探索段階で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。
初期セル探索を終えた端末は、S102段階で、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)、及び物理下りリンク制御チャネル情報に対応する物理下りリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Control Channel)を受信して、より具体的なシステム情報を得る。
その後、端末は基地局への接続を完了するために、段階S103〜段階S106のようなランダムアクセス過程(Random Access Procedure)を行う。そのために、端末は物理ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)を介してプリアンブル(preamble)を送信し(S103)、物理下りリンク制御チャネル及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネルでプリアンブルに対する応答メッセージを受信する(S104)。競合ベースのランダムアクセスの場合、更なる物理ランダムアクセスチャネルの送信(S105)、及び物理下りリンク制御チャネル及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネルの受信(S106)のような衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行う。
上述したような手順を行った端末は、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、物理下りリンク制御チャネル/物理下りリンク共有チャネルの受信(S107)、及び物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)/物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)の送信(S108)を行うことができる。端末が基地局に送信する制御情報を総称して上りリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)という。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。UCIは一般的にPUCCHを介して送信されるが、制御情報とトラフィックデータが同時に送信されるべき場合にはPUSCHを介して送信されてもよい。また、ネットワークの要求/指示によってPUSCHでUCIを非周期的に送信することもできる。
図2は無線フレームの構造を例示する。上りリンク/下りリンクデータパケットの送信はサブフレーム単位で行われ、一つのサブフレームは多数のOFDMシンボルを含む一定時間区間として定義される。3GPP LTE標準では、FDD(Frequency Division Duplex)に適用可能なタイプ1の無線フレーム構造及びTDD(Time Division Duplex)に適用可能なタイプ2の無線フレーム構造を支援する。
図2(a)はタイプ1の無線フレームの構造を示す図である。下りリンク無線フレームは10個のサブフレームで構成され、一つのサブフレームは時間領域において2個のスロットで構成される。一つのサブフレームが送信されるのにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、一つのサブフレームの長さは1msであり、一つのスロットの長さは0.5msである。一つのスロットは、時間領域で複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域で多数のリソースブロック(Resource Block;RB)を含む。3GPP LTEシステムでは、下りリンクでOFDMAを使用するので、OFDMシンボルが一つのシンボル区間を表す。またOFDMシンボルはSC−FDMAシンボル又はシンボル区間と呼ぶことができる。リソースブロック(Resource Block;RB)は、リソース割当単位であり、一つのスロットにおいて複数の連続する副搬送波(subcarrier)を含む。
1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、CP(Cyclic Prefix)の構成(configuration)によって変わることができる。CPには、拡張CP(extended CP)と一般CP(normal CP)がある。例えば、OFDMシンボルが一般CPにより構成された場合、一つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数は7個である。OFDMシンボルが拡張CPにより構成された場合、1OFDMシンボルの長さが伸びるので、一つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数は一般CPの場合よりも少ない。拡張CPの場合に、例えば、一つのスロットに含まれるOFDMシンボルの数は6個である。端末が速い速度で移動するなど、チャネル状態が不安定な場合には、シンボル間の干渉をより減少させるために、拡張CPを用いることができる。
一般CPを用いる場合、一つのスロットは7個のOFDMシンボルを含むので、一つのサブフレームは14個のOFDMシンボルを含む。この時、各サブフレームの最初の3個のOFDMシンボルは、PDCCH(physical downlink control channel)に割り当てられ、残りのOFDMシンボルは、PDSCH(physical downlink shared channel)に割り当てられることができる。
図2(b)はタイプ2の無線フレームの構造を示す図である。タイプ2の無線フレームは2つのハーフフレーム(half frame)で構成される。ハーフフレームは4(5)個の一般サブフレームと1(0)個のスペシャルサブフレームを含む。一般サブフレームはUL−DL構成(Uplink−Downlink Configuration)によって上りリンク又は下りリンクに使用される。サブフレームは2つのスロットで構成される。
表1はUL−DL構成による無線フレーム内のサブフレーム構成を例示する。
表において、Dは下りリンクサブフレームを、Uは上りリンクサブフレームを、Sはスペシャル(special)サブフレームを示す。スペシャルサブフレームはDwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)を含む。DwPTSは端末における初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。UpPTSは、基地局におけるチャネル推定と端末との上り伝送同期化に用いられる。保護区間は、上りリンクと下りリンクとの間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクにおいて干渉を除去するための区間である。
無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームでサブフレームの数、スロットの数、シンボルの数は様々に変更可能である。
図3は下りリンクスロットのリソースグリッドを例示する。
図3を参照すると、下りリンクスロットは時間ドメインにおいて複数のOFDMシンボルを含む。ここで、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つのリソースブロックは周波数ドメインにおいて12個の副搬送波を含むとしているが、これに限定されるものではない。リソースグリッド上で各要素をリソース要素(Resource Element、RE)といい、1つのRBは12×7個のREを含む。下りリンクスロットに含まれるRBの数NDLは、下りリンク送信帯域幅(bandwidth)に従属する。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ってよい。
図4は下りリンクサブフレームの構造を例示する。
図4を参照すると、サブフレームの一番目スロットにおいて前側に位置する最大3(4)個のOFDMシンボルは制御チャネルが割り当てられる制御領域に対応する。その他のOFDMシンボルは、PDSCH(physical downlink shared chancel)が割り当てられるデータ領域に該当し、データ領域の基本リソース単位はRBである。LTEにおいて使用される下りリンク制御チャネルの例は、PCFICH(physical control format indicator channel)、PDCCH(physical downlink control channel)、PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)などを含む。PCFICHはサブフレームの一番目OFDMシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの伝送に使われるOFDMシンボルの数についての情報を運ぶ。PHICHは上りリンク伝送に対する応答であり、HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative−acknowledgment)信号を運ぶ。PDCCHを介して伝送される制御情報はDCI(downlink control information)と称される。DCIは上りリンク又は下りリンクのスケジュール情報又は任意の端末グループのための上りリンク伝送電力制御命令(Transmit Power Control Command)を含む。
PDCCHを介して送信される制御情報をDCI(Downlink Control Information)と言う。DCIフォーマットは上りリンク用にフォーマット0、3、3A、4、下りリンク用にフォーマット1、1A、1B、1C、1D、2、2A、2B、2Cなどのフォーマットが定義されている。DCIフォーマットによって情報フィールドの種類、情報フィールドの数、各々の情報フィールドのビットの数などが変わる。例えば、DCIフォーマットは用途によってホッピングフラグ(hopping flag)、RB割当て、MCS(Modulation Coding Scheme)、RV(Redundancy Version)、NDI(New Data Indicator)、TPC(Transmit Power Control)、HARQプロセス番号、PMI(Precoding Matrix Indicator)確認などの情報を選択的に含む。従って、DCIフォーマットによってDCIフォーマットに整合される制御情報のサイズが変わる。なお、任意のDCIフォーマットは2つ種類以上の制御情報伝送に使用される。例えば、DCIフォーマット0/1AはDCIフォーマット0又はDCIフォーマット1を運ぶために使用され、これらはフラグフィールド(flag field)により区分される。
PDCCHはDL−SCH(downlink shared channel)の伝送フォーマット及びリソース割り当て、UL−SCH(uplink shared channel)に対するリソース割り当て情報、PCH(paging channel)に対するページング情報、DL−SCH上のシステム情報(system information)、PDSCH上で伝送されるランダム接続応答のような上位階層制御メッセージのリソース割り当て情報、任意の端末グループ内で個別の端末に対する伝送電力制御命令、VoIP(Voice over IP)の活性化(activation)などを運ぶ。複数のPDCCHが制御領域内で送信されることができる。端末は複数のPDCCHをモニタすることができる。PDCCHは一つ又は複数の連続した制御チャネル要素(Control Channel Element、CCE)の集合(aggregation)上で送信される。CCEは無線チャネル状態に基づいて所定の符号率のPDCCHを提供するために使われる論理的割当てユニットである。CCEは複数のリソース要素グループ(Resource Element Group、REG)に対応する。PDCCHのフォーマット及びPDCCHビットの数はCCEの数とCCEにより提供される符号率の間の相関関係によって決定される。基地局は端末に送信されるDCIによってPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付け加える。CRCはPDCCHの所有者又は使用目的によって識別子(例えば、RNTI(Radio Network Temporary Identifier))でマスキングされる。例えば、PDCCHが特定の端末のためのものである場合、該当端末の識別子(例えば、Cell−RNTI(C−RNTI))がCRCにマスキングされることができる。PDCCHがページングメッセージのためのものである場合は、ページング識別子(例えば、Paging−RNTI(P−RNTI))がCRCにマスキングされる。PDCCHがシステム情報(より具体的に、システム情報ブロック(System Information Block、SIB))のためのものである場合、SI−RNTI(System Information RNTI)がCRCにマスキングされる。端末のランダム接続プリアンブルの送信に対する応答である、ランダム接続応答を指示するために、RA−RNTI(Random Access−RNTI)がCRCにマスキングされる。
PDCCHはDCI(downlink control information)と知られたメッセージを運び、DCIは1つの端末又は端末グループのためのリソース割り当て及び他の制御情報を含む。一般的に、複数のPDCCHが1つのサブフレーム内で伝送される。各々のPDCCHは1つ以上のCCE(Control Channel Element)を用いて伝送され、各々のCCEは9セットの4つのリソース要素に対応する。4つのリソース要素はREG(Resource Element Group)と称される。4つのQPSKシンボルが1つのREGにマッピングされる。参照信号に割り当てられたリソース要素はREGに含まれず、これによって与えられたOFDMシンボル内でREGの総数はセル−特定(cell−specific)の参照信号の存在有無によって変わる。REG概念(即ち、グループ単位マッピング、各々のグループは4つのリソース要素を含む)は、他の下りリンク制御チャネル(PCFICH及びPHICH)にも使用される。即ち、REGは制御領域の基本リソース単位として使用される。4つのPDCCHフォーマットが表2のように支援される。
CCEは連続して番号付けされて使用され、デコーディングプロセスを単純化するために、
nCCEsで構成されたフォーマットを有するPDCCHはnの倍数と同じ数を有するCCEでのみ始まる。所定のPDCCHの伝送のために使用されるCCEの数は、チャネル条件に従って基地局により決定される。例えば、PDCCHが良好な下りリンクチャネル(例えば、基地局に近い)を有する端末のためのものである場合、1つのCCEでも十分である。しかし、悪いチャネル(例えば、セル境界に近い)を有する端末の場合は、十分な堅牢さ(robustness)を得るために、8つのCCEが使用される。また、PDCCHのパーワレベルをチャネル条件に合わせて調節できる。
LTEに導入された方案は、各々の端末のためにPDCCHが位置可能な制限されたセットにおけるCCE位置を定義することである。端末が自分のPDCCHを探索できる制限されたセットにおけるCCEの位置は、検索空間(Search Space、SS)と称される。LTEにおいて、検索空間は各々のPDCCHフォーマットによって異なるサイズを有する。また、UE−特定(UE−specific)及び共通(common)の検索空間が別に定義される。UE−特定の検索空間(UE−Specific Search Space、USS)は、各々の端末のために個々に設定され、共通検索空間(Common Search Space、CSS)の範囲は全端末に通知される。UE−特定及び共通検索空間は、与えられた端末に対して重なり合うことができる。非常に小さい検索空間を有する時、所定の端末のための検索空間において一部のCCE位置が割り当てられた場合は残ったCCEがないため、与えられたサブフレーム内で基地局はできる限り全ての端末にPDCCHを伝送するCCEリソースを見つけることができない。このようにブロッキングが次のサブフレームに続く可能性を最小化するために、UE−特定検索空間の開始位置に端末−特定ホッピングシーケンスが適用される。
表3は共通及びUE−特定検索空間のサイズを表す。
ブラインドデコード(Blind Decoding;BD)の総回数による計算負荷を統制下におくために、端末は定義された全てのDCIフォーマットを同時に検索することが要求されない。一般的に、UE−特定検索空間内で端末は常にフォーマット0と1Aを検索する。フォーマット0と1Aは同じサイズを有し、メッセージ内のフラグによって区分される。また端末は追加フォーマットを受信するように要求されることができる(例えば、基地局により設定されたPDSCH伝送モードによって1,1B又は2)。共通検索空間において端末はフォーマット1A及び1Cをサーチする。また端末はフォーマット3又は3Aをサーチするように設定されることができる。フォーマット3及び3Aはフォーマット0及び1Aと同じサイズを有し、端末−特定識別者よりは、互いに異なる(共通)識別者でCRCをスクランブルすることにより区分される。以下、伝送モードによるPDSCHの伝送技法、及びDCIフォーマットの情報コンテンツを記載する。
伝送モード(Transmission Mode、TM)
● 伝送モード1:単一基地局アンテナポートからの伝送
● 伝送モード2:伝送ダイバーシティ
● 伝送モード3:開−ループ空間多重化
● 伝送モード4:閉−ループ空間多重化
● 伝送モード5:多重ユーザ MIMO
● 伝送モード6:閉−ループ ランク−1プリコーディング
● 伝送モード7:単一−アンテナポート(ポート5)の伝送
● 伝送モード8:二重レイヤ伝送(ポート7及び8)又は単一−アンテナポート(ポート7又は8)の伝送
● 伝送モード9:最大8つのレイヤ伝送(ポート7乃至14)又は単一−アンテナポート(ポート7又は8)の伝送
DCIフォーマット
● フォーマット0:PUSCH伝送(上りリンク)のためのリソースグラント
● フォーマット1:単一コードワード PDSCHの伝送(伝送モード1,2及び7)のためのリソース割り当て
● フォーマット1A:単一コードワード PDSCH(全てのモード)のためのリソース割り当てのコンパクトシグナリング
● フォーマット1B:ランク−1 閉−ループ プリコーディングを用いるPDSCH(モード6)のためのコンパクトリソースの割り当て
● フォーマット1C:PDSCH(例えば、ページング/ブロードキャスティングシステム情報)のための非常にコンパクトなリソースの割り当て
● フォーマット1D:多重ユーザ MIMOを用いるPDSCH(モード5)のためのコンパクトなリソースの割り当て
● フォーマット2:閉−ループ MIMO動作のPDSCH(モード4)のためのリソースの割り当て
● フォーマット2A:開−ループ MIMO動作のPDSCH(モード3)のためのリソースの割り当て
● フォーマット3/3A:PUCCH及びPUSCHのために2ビット/1ビットのパワー調整値を有するパワーコントロールコマンド
図5はLTE(−A)で使用される上りリンクサブフレームの構造を例示する図である。
図5を参照すると、サブフレーム500は2つの0.5msスロット501で構成される。普通(Normal)循環前置(Cyclic Prefix、CP)の長さを仮定した時、各々のスロットは7つのシンボル502で構成され、1つのシンボルは1つのSC−FDMAシンボルに対応する。リソースブロック(Resource Block、RB)503は周波数領域で12つの副搬送波、また時間領域で1つのスロットに該当するリソース割り当て単位である。LTE(−A)の上りリンクサブフレームの構造は大きくデータ領域504と制御領域505に区分される。データ領域は各々の端末に伝送される音声、パケットなどのデータ送信に使用される通信リソースを意味し、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)を含む。制御領域は上りリンク制御信号、例えば、各々の端末からの下りリンクチャネル品質報告、下りリンク信号に対する受信ACK/NACK、上りリンクスケジューリング要請などの伝送に使用される通信リソースを意味し、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)を含む。サウンディング参照信号(Sounding Reference Signal、SRS)は1つのサブフレームで時間軸上で最後に位置するSC−FDMAシンボルを介して伝送される。同じサブフレームの最後のSC−FDMAで伝送される複数の端末のSRSは、周波数位置/シーケンスによって区分できる。SRSは上りリンクのチャネル状態を基地局に伝送するために使用され、上位階層(例えば、RRC階層)により設定されたサブフレームの周期/オフセットによって周期的に伝送されるか、或いは基地局の要請によって非周期的に伝送される。
一方、次世代RAT(Radio Access Technology)においては、データ伝送遅延(latency)を最小化するために、自己完結(self−contained)サブフレームが考えられている。図6は自己完結サブフレームの構造を例示している。図6において、斜線領域はDL制御領域を示し、黒色部分はUL制御領域を示す。その他の領域はDLデータ伝送又はULデータ伝送のために使用される。1つのサブフレーム内でDL伝送とUL伝送が順に行われるので、サブフレーム内でDLデータを出し、UL ACK/NACKを受けることができる。結果として、データ伝送エラーの発生時にデータ再伝送までにかかる時間を短縮させることにより、最終データ伝達の遅延を最小化することができる。
構成/設定が可能な自己完結サブフレームタイプの例として、少なくとも以下の4つのタイプが考えられる。各々の区間は時間順に並んでいる。
−DL制御区間+DLデータ区間+GP(Guard Period)+UL制御区間
−DL制御区間+DLデータ区間
−DL制御区間+GP+ULデータ区間+UL制御区間
−DL制御区間+GP+ULデータ区間
DL制御区間ではPDFICH、PHICH、PDCCHが伝送され、DLデータ区間ではPDSCHが伝送される。UL制御区間ではPUCCHが伝送され、ULデータ区間ではPUSCHが伝送される。GPは基地局と端末が送信モードから受信モードに転換される過程又は受信モードから送信モードに転換される過程で時間ギャップを提供する。サブフレーム内においてDLからULに転換される時点の一部OFDMシンボルがGPと設定される。
3GPP NRシステム環境では、1つの端末に併合される複数のセル間にOFDMニューマロロジー、例えば、副搬送波間隔(SCS)及びそれに基づくOFDMシンボル(OS)区間(duration)が異なるように設定される。これにより、同数のシンボルで構成された時間リソース(例、SF、スロット又はTTI)(便宜上、TU(Time Unit)と統称)の(絶対時間)区間が併合されたセル間に異なるように設定される。ここで、シンボルはOFDMシンボル、SC−FDMAシンボルを含む。
図7は3GPP NRに定義されたフレーム構造を例示する。LTE/LTE−Aの無線フレームのように(図2を参照)、3GPP NRにおいて1つの無線フレームは10個のサブフレームで構成され、各サブフレームは1msの長さを有する。1つのサブフレームは1つ以上のスロットを含み、スロット長さはSCSによって異なる。3GPP NRは15KHz、30KHz、60KHz、120KHz、240KHzのSCSを支援する。ここで、スロットは図6のTTIに対応する。
表4はSCSによってスロットごとのシンボル数、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が変化することを例示する。
以下、NB−IoT(Narrow Band−Internet of Things)について説明する。便宜上、3GPP LTE標準に基づくNB−IoTを主に説明するが、以下の説明は3GPP NR標準にも同様に適用できる。このために、一部の技術構成を変更して解釈することもできる(例:LTE帯域−>NR帯域、サブフレーム−>スロット)。
NB−IoTはインバンド、ガードバンド、スタンドアローンの3つの運用モードを支援し、各モードごとに同じ要求事項が適用される。
(1)インバンドモード:LTE帯域内のリソースの一部をNB−IoTに割り当てる。
(2)ガードバンドモード:LTEの保護周波数帯域を活用し、NB−IoTキャリアはLTEの縁部の副搬送波にできる限り近く配置される。
(3)スタンドアローンモード:GSM帯域内の一部キャリアをNB−IoTに割り当てる。
NB−IoT端末は初期同期化のために100kHz単位でアンカーキャリアを探索し、インバンド及びガードバンドにおいてアンカーキャリアの中心周波数は100kHzチャネルラスターから±7.5kHz以内に位置する必要がある。LTE PRBのうちの6個のPRBはNB−IoTに割り当てられない。従って、アンカーキャリアは特定のPRBのみに位置する。
図8はLTE帯域幅10MHzでのインバンドアンカーキャリアの配置を例示する。
図8を参照すると、DC(Direct Current)副搬送波はチャネルラスターに位置する。隣接するPRBの間の中心周波数間隔が180kHzであるので、PRBインデックス4、9、14、19、30、35、40、45はチャネルラスターから±2.5kHに中心周波数が位置する。これと同様に、LTE帯域幅20MHzでアンカーキャリアとして適合するPRBの中心周波数はチャネルラスターから±2.5kHzに位置し、LTE帯域幅3MHz、5MHz、15MHzでアンカーキャリアとして適合するPRBの中心周波数はチャネルラスターから±7.5kHzに位置する。
ガードバンドモードの場合、帯域幅10MHzと20MHzでLTEの縁部のPRBに隣接するPRBがチャネルラスターから±2.5kHzに中心周波数が位置する。帯域幅3MHz、5MHz、15MHzの場合、縁部のPRBから3個の副搬送波に該当する保護周波数帯域を使用することにより、チャネルラスターから±7.5kHzにアンカーキャリアの中心周波数を位置させることができる。
スタンドアローンモードのアンカーキャリアは100kHzチャネルラスターに整列され、DCキャリアを含む全てのGSMキャリアをNB−IoTアンカーキャリアとして活用することができる。
NB−IoTはマルチキャリアを支援し、インバンド+インバンド、インバンド+ガードバンド、ガードバンド+ガードバンド、スタンドアローン+スタンドアローンの組み合わせが使用される。
NB−IoT下りリンクは15kHz副搬送波間隔を有するOFDMA方式を使用する。これは副搬送波間の直交性を提供してLTEシステムとの共存を円滑にする。
NB−IoT下りリンクには、NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel)、NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel)、NPDCCH(Narrowband Physical Downlink control Channel)のような物理チャネルが提供され、NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal)、NSSS(Narrowband Primary Synchronization Signal)、NRS(Narrowband Reference Signal)のような物理信号が提供される。
NPBCHはNB−IoT端末がシステム接続に必要な最小限のシステム情報であるMIB−NB(Master Information Block−Narrowband)を端末に伝達する。NPBCH信号はカバレッジ向上のために総8回の繰り返し送信が可能である。MIB−NBのTBS(Transport Block Size)は34ビットであり、640ms TTI周期ごとに新しく更新される。MIB−NBは運用モード、SFN(System Frame Number)、Hyper-SFN、CRS(cell−specific Reference Signal)ポート数、チャネルラスターオフセットなどの情報を含む。
NPSSはシーケンス長さが11であり、ルートインデックスが5であるZC(Zadoff−Chu)シーケンスで構成される。NPSSは以下の数式により生成される。
ここで、OFDMシンボルインデックスlに対するS(l)は表5のように定義される。
NSSSは、シーケンス長さが131であるZCシーケンスとアダマール(Hadamard)シーケンスのようなバイナリースクランブル(binary scrambling)シーケンスとの組み合わせで構成される。NSSSはセル内のNB−IoT端末にシーケンスの組み合わせによりPCIDを指示する。
NSSSは以下の数式により生成される。
ここで、数2に適用される変数は以下のように定義される。
ここで、バイナリーシーケンスbq(m)は表6のように定義され、b0(m)〜b3(m)は各々128次のアダマールマトリックスの1、32、64、128列に該当する。フレーム番号nfに対する循環シフト(cyclic shift)θfは数4のように定義される。
ここで、nfは無線フレーム番号を示す。modはモジュロ関数を示す。
NRSは下りリンク物理チャネルの復調に必要なチャネル推定のための基準信号として提供され、LTEと同じ方式で生成される。但し、初期化のための初期値としてNB−PCID(Narrowband−Physical cell ID)(又はNCell ID、NB−IoT基地局ID)を使用する。NRSは1つ又は2つのアンテナポートにより送信される(p=2000、2001)。
NPDCCHはNPBCHと同じ送信アンテナ構成を有し、DCIを運ぶ。3種類のDCIフォーマットを支援する。DCIフォーマットN0はNPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel)スケジューリング情報を含み、DCIフォーマットN1とN2はNPDSCHスケジューリング情報を含む。NPDCCHはカバレッジ向上のために最大2048回の繰り返し送信が可能である。
NPDSCHはDL−SCH(Downlink−Shared Channel)、PCH(Paging Channel)のような送信チャネルのデータ(例、TB)を送信するために使用される。最大TBSは680ビットであり、カバレッジ向上のために最大2048回の繰り返し送信が可能である。
図9はFDD LTEシステムにおいてNB−IoT下りリンク物理チャネル/信号が送信される位置を例示する。
図9を参照すると、NPBCHは毎フレームの1番目のサブフレーム、NPSSは毎フレームの6番目のサブフレーム、NSSSは毎偶数フレームの最後(例:10番目)のサブフレームで送信される。NB−IoT端末は同期信号(NPSS、NSSS)を用いて周波数、シンボル及びフレーム同期を得、504個のPCID(Physical Cell ID)(即ち、基地局ID)を探索する。LTE同期信号は6個のPRBにより送信され、NB−IoT同期信号は1個のPRBにより送信される。
NB−IoTにおいて、上りリンク物理チャネルはNPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel)とNPUSCHで構成され、シングルトン送信とマルチトン送信を支援する。シングルトン送信は3.5kHzと5kHzの副搬送波間隔に対して支援され、マルチトン送信は15kHzの副搬送波間隔のみに対して支援される。上りリンクにおいて、15Hzの副搬送波間隔はLTEとの直交性を維持することができるので、最適の性能を提供するが、3.75kHzの副搬送波間隔は直交性が瓦解されて干渉による性能劣化が発生することができる。
NPRACHプリアンブルは4個のシンボルグループで構成され、各シンボルグループはCPと5個の(SC−FDMA)シンボルで構成される。NPRACHは3.75kHzの副搬送波間隔のシングルトン送信のみを支援し、互いに異なるセル半径を支援するために、長さ66.7μsと266.67μsのCPを提供する。各シンボルグループは周波数跳躍を行い、跳躍パターンは以下の通りである。1番目のシンボルグループを送信する副搬送波は擬似ランダム(pseudo−random)方式で決定される。2番目のシンボルグループは1副搬送波の跳躍、3番目のシンボルグループは6副搬送波の跳躍、また4番目のシンボルグループは1副搬送波の跳躍を行う。繰り返し送信の場合、周波数ホッピング手順を繰り返して適用し、カバレッジ向上のためにNPRACHプリアンブルは最大128回までの繰り返し送信が可能である。
NPUSCHは2つのフォーマットを支援する。NPUSCHフォーマット1はUL−SCH送信に使用され、最大TBSは1000ビットである。NPUSCHフォーマット2はHARQ ACKシグナリングのような上りリンク制御情報送信に使用される。NPUSCHフォーマット1はシングル/マルチトン送信を支援し、NPUSCHフォーマット2はシングルトン送信のみを支援する。シングルトン送信の場合、PAPR(Peat−to−Average Power Ratio)を減らすために、pi/2−BPSK(Binary Phase Shift Keying)、pi/4−QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)を使用する。
スタンドアローン及びガードバンドモードでは、1PRBに含まれた全てのリソースをNB−IoTに割り当てることができる。一方、インバンドモードの場合は、既存のLTE信号との共存のために、リソースマッピングに制約がある。例えば、インバンドモードにおいて、LTE制御チャネル割り当て領域に分類されるリソース(毎サブフレームの0〜2番目のOFDMシンボル)はNPSS/NSSSに割り当てられず、LTE CRS REにマッピングされたNPSS/NSSSシンボルは穿孔される。
図10はインバンドモードにおいてNB−IoT信号とLTE信号のリソース割り当てを例示する図である。図10を参照すると、NPSS及びNSSSは容易な具現のために、運用モードに関係なくLTEシステムの制御領域に該当するOFDMシンボル(例:サブフレーム内の最初の3個のOFDMシンボル)では送信されない。またLTE CRS REと物理リソース上で衝突するNPSS/NSS REはパンクチャリングされてLTEシステムに影響を与えないようにマッピングされる。
セル探索後、NB−IoT端末はPCID以外のシステム情報がない状況でNPBCHを復調する。従って、LTE制御チャネル割り当て領域にNPBCHシンボルをマッピングできない。またシステム情報がない状況において、NB−IoT端末は4個のLTEアンテナポート(例:p=0、1、2、3)、2個のNB−IoTアンテナポート(例:p=2000、2001)を仮定するので、それによるCRS RE及びNRS REにはNPBCHが割り当てられない。従って、NPBCHは与えられた可用のリソースに合わせてレートマッピングされる。
NPBCHの復調後、NB−IoT端末はCRSアンテナポート数に関する情報を得るが、相変わらずLTE制御チャネル割り当て領域に関する情報は知らない。従って、SIB1(System Information Block type 1)データを送信するNPDSCHは、LTE制御チャネル割り当て領域に分類されたリソースにマッピングされない。
しかし、NPBCHとは異なって、LTE CRSに実際割り当てられないREはNPDSCHに割り当てられることができる。SIB1の受信後、NB−IoT端末はリソースマッピングに関する情報を全て獲得した状態であるので、基地局はLTE制御チャネル情報とCRSアンテナポート数に基づいてNPDSCH(SIB1を送信する場合を場外)とNPDCCHを可用リソースにマッピングする。
図11はFDD NB−IoTにおいてマルチキャリアが構成された場合の動作を例示する図である。FDD NB−IoTでは、DL/ULアンカーキャリアが基本的に構成され、さらにDL(及びUL)ノンアンカーキャリアが構成される。RRCConnectionReconfigurationにノンアンカーキャリアに関する情報が含まれる。DLノンアンカーキャリアが構成されると、端末はデータをDLノンアンカーキャリアのみで受信する。反面、同期信号(NPSS、NSSS)、放送信号(MIB、SIB)及びページング信号はアンカーキャリアのみで提供される。DLノンアンカーキャリアが構成されると、端末はRRC_CONNECTED状態にある間にはDLノンアンカーキャリアのみを聞く(listen)。これと同様に、ULノンアンカーキャリアが構成されると、端末はデータをULノンアンカーキャリアのみで送信し、ULノンアンカーキャリアとULアンカーキャリアで同時送信は許容されない。RRC_IDLE状態に遷移すると、端末はアンカーキャリアに戻る。
図11において、UE1はアンカーキャリアのみが構成された場合を示し、UE2はDL/ULノンアンカーキャリアがさらに構成された場合を示し、UE3はDLノンアンカーキャリアがさらに構成された場合を示す。これにより、各UEにおいて、データが送/受信されるキャリアは以下の通りである。
−UE1:データ受信(DLアンカーキャリア)、データ送信(ULアンカーキャリア)
−UE2:データ受信(DLノンアンカーキャリア)、データ送信(ULノンアンカーキャリア)
−UE3:データ受信(DLノンアンカーキャリア)、データ送信(ULアンカーキャリア)
NB−IoT端末は送信と受信を同時に行えず、送/受信動作は各々1つのバンドに制限される。従って、マルチキャリアが構成されても、端末は1つの180kHz帯域の送/受信チェーンのみを要求する。
実施例:NB−IoTのためのセル間干渉緩和
NB−IoTシステムがTDDで動作する場合、上りリンク繰り返し送信と下りリンク繰り返し受信の過程に存在する下りリンクサブフレームと上りリンクサブフレームを効果的に使用するための方法が必要である。また端末の電力消費向上と効果的なリソース運用のための技法が必要である。これを解決するために、本発明は大きく、(1)UL/DLインターレーススケジューリング方法、(2)下りリンク早期終了方法、(3)上りリンク早期終了方法、及び(4)スイッチング時間確保方法について提案する。
本発明で提案するUL/DLインターレーススケジューリング方法は、下りリンクと上りリンクの送受信に多い繰り返しを支援するシステムに適用される。特に、繰り返し送/受信中に下りリンクと上りリンクが交互に存在する場合、より効果的に適用することができる。説明の便宜上、本発明では3GPP LTE Rel−13とRel−14のNB−IoTシステムを基準として説明するが、以後、release及びeMTCのように繰り返し送信を必要とするシステム及び他の一般的なシステムにも適用可能である。また本発明はTDDのように下りリンクと上りリンクリソースの量がUL/DL構成によって異なる場合に効果的に適用できるが、他のデュプレックスモードシステムでも下りリンクと上りリンクリソースが繰り返し送信のために不足する場合に活用できる。
以下の説明において、NPDCCHはPDCCH又は(物理)下りリンク制御チャネルに一般化でき、NPDSCHはPDSCH又は(物理)下りリンク共有チャネル、(物理)下りリンクデータチャネルに一般化できる。またNPUSCHはPUSCH又は(物理)上りリンク共有チャネル、(物理)上りリンクデータチャネルに一般化できる。
(1)UL/DLインターレーススケジューリング方法
TDDシステムでは、時間領域において特定の周期(例:LTEの場合、5msec又は10msec)単位で下りリンクと上りリンクが交差して存在する。もし、一つのHARQプロセスに対する繰り返し送信を特徴とするNB−IoTのようなシステムにおいて、上りリンク送信を完了する前に下りリンク受信を許容しないと、特定の周期で示される下りリンクリソースが浪費される。また下りリンク受信を完了する前に上りリンク送信を許容しなかった場合にも、リソースが浪費される。これを克服するために、上りリンクと下りリンクを交差して送受信できるUL/DLインターレーススケジューリング技法を提案する。
[方法#1:シングルDCIによりUL/DLスケジューリングする方法]
端末は上りリンクデータ送信と下りリンクデータ受信のために、下りリンクリソース(例:サブフレーム又はスロット)でULグラント及びDLグラントを受信する必要がある。TDDシステムのように下りリンクリソースが不足するシステムでは、ULグラントとDLグラントを各々独立して受信するよりは、一つのDCIにULグラントとDLグラントを全て含める方法が必要である。このために、シングルDCIによりUL/DLスケジューリングする方法を提案し、該当DCIは"ULグラント"、"DLグラント"又は"UL/DLグラント"であるかを区分するための更なるフィールドを必要とする。以下の事項を考えることができる。
■ "ULとDLを同時にスケジューリングできるDCI(以下、DL/UL joint DCI)"は、"ULとDLを個々にスケジューリングできるDCI"とは異なるフォーマット(例:ペイロードサイズ)で定義される。端末は特定の時間に2つのDCIフォーマットを同時に検出しないことができる。
■ "ULとDLを同時にスケジューリングできるDCI"と"ULとDLを個々にスケジューリングできるDCI"が同じペイロードサイズで定義される場合は、DCI内にフォーマットを区別するために2ビットフラグが含まれる。
〇 1ビットフラグは"フォーマットN0/フォーマットN1の区分のためのフラグ"であると定義できる。残りの1ビットフラグはUL/DLを同時にスケジューリングするフォーマットを指示するために使用できる。DCIフォーマットN0はNPUSCH(NarrOwband Physical Uplink Shared Channel)スケジューリング情報を含み、DCIフォーマットN1はNPDSCHスケジューリング情報を含む。DCIフォーマットN0とDCIフォーマットN1は同じペイロードサイズを有する。
〇 2ビットで表現される0乃至3の値は各々"DLスケジューリング"、"ULスケジューリング"、"UL/DLスケジューリング"及び"DL/ULスケジューリング"を指示する。UL/DLとDL/ULは、DCI後にULが先に開始されるか、或いはDLが先に開始されるかを区分するために使用される。
■ ULとDLを同時にスケジューリングする場合、ULスケジューリング遅延(即ち、DCI−to−NPUSCH遅延)とDL ACK/NACK遅延(即ち、NPDSCH−to−ACK/NACK遅延)を共通遅延情報/値から誘導して使用することができる。即ち、一つの遅延値でULスケジューリング遅延とDL ACK/NACK遅延を同時に設定して、DCIペイロードサイズを効果的に減らすことができる。
〇 (Opt.1)シングルDCI(DL/UL joint DCI)は、NPUSCHスケジューリング遅延(NPUSCH送信タイミング)のみを知らせ、NPDSCHに対するACK/NACKは常に該当NPUSCHにピギーバックされる。なお、ACK/NACKピギーバック有無は、NPDSCHを復号完了した後に時間軸に残っているNPUSCHフォーマット1のサブフレーム数(即ち、繰り返し送信回数)によって異なる。例えば、NPUSCHフォーマット1の残りの繰り返し送信回数がACK/NACKの繰り返し送信に十分である場合は、一部のACK/NACK繰り返し送信は残りのNPUSCHフォーマット1にピギーバックされ、残りのACK/NACK繰り返し送信はNPUSCHフォーマット2により行われる。もしNPUSCHフォーマット1の残りの繰り返し送信回数がACK/NACKの繰り返し送信に十分であると、NPUSCHフォーマット1にACK/NACKをピギーバックして送信し、残りのNPUSCHフォーマット1の繰り返し送信区間の間にNPUSCHフォーマット1はACK/NACKピギーバック無しに送信される。
〇 (Opt.2)シングルDCI(DL/UL joint DCI)は遅延に関連する単一値のみを知らせ、該当値はACK/NACK遅延(NPDSCH−to−ACK/NACK)とULスケジューリング遅延(DCI−to−NPUSCH遅延)に共通に適用される。ここで、共通に適用されるとは、(1)単一値から同じ遅延情報が誘導されるか、(2)単一値から各々の遅延情報が独立して誘導されることを意味する。(2)の場合には、単一値から複数の異なる遅延情報が誘導される。
図12乃至図14はOpt.2による信号送信を例示する。図において、SCHはリソース(即ち、UL、DL)によってNPUSCH又はNPDSCHを意味し、U/Dグラントは上りリンクと下りリンクを一つのNPDCCHにスケジューリングした場合を意味する(即ち、DL/UL joint DCI)。図において、ULとDLは各々ULキャリアとDLキャリアを意味するか、又は同一のキャリアのULリソースを意味する(例:サブフレーム、スロット)とDLリソース(例:サブフレーム、スロット)。また、U/Dグラントは上りリンクスケジューリング情報と下りリンクスケジューリング情報が時間上で重複しない時点にNPDCCHを介して伝達された場合を意味する。k0はU/Dグラントにより指示され、NPDSCH−to−ACK/NACK遅延とDCI−to−NPUSCH遅延値として全て活用できる。A/NはDL−SCHデータ(例:送信ブロック)に対するACK/NACK情報を意味する。DL−SCHデータはNPDSCHを介して送信され、UL−SCHデータはNPUSCHを介して送信される。ULとDLにおいてハッチングが変わることは、物理チャネルが繰り返し送信される間にスクランブルシーケンス及び/又はリダンダンシーバージョン(Redundancy version)などが変更されたことを意味する。
図12乃至図14を参照すると、DL−SCH(例:NPDSCH)の最後のサブフレーム受信時点からNPDSCH−to−ACK/NACK遅延(例:k0)後にNPUSCHフォーマット1のサブフレームが存在するか否かによってDL−SCHに対するACK/NACKはNPUSCHフォーマット1にピギーバックされるか(図12及び図13)、又は別に送信される(図14)。図12はUL−SCH(例:NPUSCH)とDL−SCHのサブフレームが類似する時点に終了される場合を、図13はDL−SCHの最後のサブフレーム後にUL−SCHサブフレームが存在する場合を示す。図13の場合、UL−SCHサブフレームの送信中にDLグラントをモニタすることができる。図14はDL−SCHの最後のサブフレーム後にUL−SCHサブフレームが存在しない場合を示す。
[方法#2:Separate DCIによりULとDLを独立してスケジューリングする方法]
■ 端末がULデータを繰り返し送信する場合(一つのUL HARQプロセスでULデータを続けて繰り返し送信しており、端末のUL HARQプロセスが全てスケジューリングされた場合)、ULデータの繰り返し送信が完了する前にDLサブフレームでNPDCCHをモニタすることができる(図13を参照)。この時、端末のUL HARQプロセスが全てスケジュールされて上りリンク送信中であると、端末は(上りリンク送信中には)新しい上りリンクスケジューリングを期待しない。これにより、端末のUL HARQプロセスが全てスケジュールされて上りリンク送信中であり、DL HARQプロセスの一部がスケジューリングされない場合、端末はULデータの繰り返し送信中に下りリンクサブフレーム区間でさらにモニタするNPDCCHのDCIが下りリンクスケジューリングのためのものであると期待する。下りリンクスケジューリングのためのものと期待されるDCIは、DL compact DCIフォーマットである。一方、ULデータの繰り返し送信が完了した後には、DLグラントDCIフォーマットとULグラントDCIフォーマットが正常的にモニタされる。
〇 ここで、DL compact DCIフォーマットは、ULグラントと解釈される可能性がないフォーマットである。例えば、DL compact DCIフォーマットは、DCIフォーマットN0/N1において、"フォーマットN0/フォーマットN1の区分のためのフラグ"が省略されたフォーマットである。既存にDCIフォーマットNOとDCIフォーマットN1は同一のペイロードサイズを有し、フォーマットN0/フォーマットN1の区分のための1ビットフラグを用いて区分される。
■ 端末がDLデータを繰り返し受信する場合(一つのDL HARQプロセスでDLデータを続けて繰り返し受信する時)、繰り返し受信の完了前、又は繰り返し受信は完了したが、未だACK/NACKを報告していないと、特定のDLサブフレーム区間の間にNPDCCHをモニタすることができる。この時、端末のDL HARQプロセスが全てスケジュールされて下りリンク受信中であると、端末は(下りリンク受信中には)新しい下りリンクスケジューリングを期待しない。これにより、端末のDL HARQプロセスが全てスケジュールされて下りリンク受信中であり、UL HARQプロセスの一部はスケジューリングされない場合は、端末は(特定のDLサブフレーム区間の間に)さらにモニタするNPDCCHのDCIが上りリンクスケジューリングのためのものであると期待する。上りリンクスケジューリングのためのものと期待されるDCIは、UL compact DCIフォーマットである。ここで、UL compact DCIはUL早期終了のために使用されることができる(例:方法#6〜8を参照)。一方、DLデータの繰り返し受信が完了し、DLデータに対するACK/NACKが報告された場合は、DLグラントDCIフォーマットとULグラントDCIフォーマットは正常的にモニタされる。
〇 ここで、UL compact DCIフォーマットは、DLグラントと解釈される可能性がないフォーマットである。例えば、UL compact DCIフォーマットは、DCIフォーマットN0/N1において、"フォーマットN0/フォーマットN1の区分のためのフラグ"が省略されたフォーマットである。
〇 ここで、UL compact DCIフォーマットは、受信中のDLデータに対するACK/NACK報告を要請するために設計されたフォーマットである。UL compact DCIフォーマットを受信した場合、端末は最初設定されたDLデータの繰り返し回数まで全て受信完了する前にDLデータに対するACK/NACK(又はACKである場合に限って)を指示されたULリソース(例:NPUSCH)を用いて報告する。
■ 端末がULデータを繰り返し送信しており(一つのULHARQプロセスでULデータを続けて繰り返し送信しており、端末のULHARQプロセスが全てスケジューリングされた場合)、端末の全てのDL HARQプロセスが予めスケジューリングされたか、又はDL HARQプロセスに対するACK/NACK報告が完了していない場合は、DLサブフレーム区間でNPDCCHモニタリングを行わない(例:NPDCCHモニタリングをスキップ)。
[方法#3:DCIモニタリングを設定する方法]
■ UL/DLインターレーススケジューリングは、特定のCE(Coverage Enhancement)レベル以上(又は以下)の端末のみに適用できる。3GPP LTE Rel−14を参照すると、MME(Mobility Management Entity)は最大3個のCEレベル、即ち、CEレベル0〜2まで構成できる。CEレベル値によってメッセージは端末位置によって複数回繰り返して送信される。
〇 特定のCEレベル未満(又は超過)の端末は、スケジューリングされたUL又はDL HARQプロセスが完了する前にはNPDCCHをモニタしない(例:NPDCCHモニタリングをスキップ)。
〇但し、2以上のHARQプロセスを有する端末は、スケジュールされたUL又はDL HARQプロセスが完了する前にもNPDCCHをモニタすることができる。
■ UL/DLインターレーススケジューリングは、特定のRmax以下(又は以上)に設定されたNPDCCHのみについて適用できる。ここで、RmaxはNPDCCH繰り返し送信回数を示す。
■ UL/DLインターレーススケジューリングは、特定の繰り返し送信回数以上(又は以下)のみにNPUSCH及び/又はNPDSCHをスケジュールすることができる。
■ 設定された繰り返し送信回数ほどのNPUSCH送信を完了する前に特定の下りリンクサブフレーム/スロット区間でNPDCCHをモニタすることができる(例:図13を参照)。
〇 NPUSCH繰り返し送信が特定の時間より長いと、端末はNPDCCHモニタリングキャリア(図11を参照)でNPDCCH検出を一定時間行うことができる。ここで、特定の時間は、ULギャップであるか、又は下りリンク同期をトラッキングするために許容された値である。
〇 NPUSCH送信を指示したULグラントでNPDCCHモニタリングのためのギャップ区間を直接指示することができる。
上述したように、UL/DLインターレーススケジューリングは、時間軸で不連続して交差する下りリンクと上りリンクのサブフレーム(スロット)を効果的に使用することができる。しかし、UL/DLインターレーススケジューリングには、更なるNPDCCHモニタリングが必要であるので、端末の電力消耗が多い。これを緩和するために、端末は特定の条件のみでUL/DLインターレーススケジューリングを期待するか、又はさらにNPDCCHモニタリングを行うことができる。例えば、上りリンク繰り返し送信の間に存在する下りリンクサブフレームの数が特定値(又は比率)より小さいか、又はNPDCCH最大繰り返し送信回数(Rmax)より等しいか或いは小さい場合にのみ、端末は更なるNPDCCHモニタリングを期待する/行うことができる。又はNPUSCH繰り返し送信回数が特定値より大きい場合は、下りリンク同期トラッキングなどのためにNPUSCH送信を一部区間の間に遅延する条件が発生すると、該当区間でNPDCCHをさらにモニタすることができる。これは端末のUL/DLスイッチングギャップを考慮して設定される。またNPUSCHをスケジュールしたULグラントでNPUSCH繰り返し送信中にNPDCCHをモニタできる特定の区間を明示的(Explicit)に設定することもできる。
(2)下りリンクの早期終了方法
狭帯域を使用しながら大きいMCL(Max Coupling Loss)を支援するNB−IoTシステムの測定正確度は、広帯域を使用するシステムと比較して相対的に悪い。これにより、基地局は端末で測定した不正確な測定に基づいてNPDSCH繰り返し送信回数を高すぎる値に設定することができる。この場合、端末は所定の繰り返し送信回数ほどNPDSCHを受信する前に復号に成功することができる。このようなリソース浪費を克服するためには、NPDSCH繰り返し受信を完了する前にDL ACK/NACKを報告する方法が必要である。特に、TDDシステムのように時間軸で上りリンクと下りリンクのリソースが交差する場合には、下りリンク繰り返し受信中に存在する上りリンクリソースを用いてACK/NACKを早く報告する方法を効果的に適用することができる。
[方法#4:DL早期終了設定方法]
■ 上りリンクと下りリンクのリソースが時間領域で交差して存在する場合、下りリンクの繰り返し受信中に存在する上りリンクリソースでACKを早く報告することができる。
〇 設定されたDL HARQプロセスの繰り返し受信が完了する前に、上りリンクに報告するDL復号の結果はACKのみについて許容される。
■ DLグラントでスケジュールDL HARQプロセスに対して複数のACK/NACK報告遅延を設定することができる。
〇 端末はNPDSCH繰り返し受信中にACKが発生した場合に限って、最長ACK/NACK報告遅延より早いACK/NACK報告遅延に対応する上りリンクリソース(例:サブフレーム、スロット)に設定されたACK/NACKリソースを用いてACKを報告する。
〇 最長ACK/NACK報告遅延以前にACKを報告しなかった場合、設定された最後のACK/NACKリソース(即ち、最長ACK/NACK報告遅延に設定されたACK/NACKリソース)を用いてACK又はNACKを報告する。
〇 最長ACK/NACK報告遅延以前にACKを報告したが、基地局から明示的/暗黙的に該当DL HARQプロセスに対する送信中断などの指示がない場合は、設定された最後のACK/NACKリソースを用いてACK又はNACKを報告する。
例えば、基地局はDLグラントによりNPDSCHをスケジュールする時、複数のDL ACK/NACK報告リソースを設定する。ここで、各々のDL ACK/NACK報告リソースは、各々のACK/NACK報告遅延に対応する。複数のDL ACK/NACK報告リソースを順に1〜Nとした時(N>1)、ACK/NACKリソース1〜N−1は、受信中のNPDSCHの復号結果がACKである場合のみに使用できる。一方、ACK/NACKリソース1〜N−1を用いてACKを一回も報告しなかったか、又はACKを報告したが、基地局で明示的又は暗黙的に該当DL HARQプロセスを止めるという指示がなかった場合は、端末はACK/NACKリソースNを用いてACK又はNACKを報告することができる。ここで、ACK/NACKリソースNは、最長ACK/NACK報告遅延に対応する。
■ DL繰り返し受信を完了する前にACKが発生し、ULデータ送信がスケジュールされた場合
〇 NPDSCHの繰り返し受信と共にNPUSCHフォーマット1を送信している場合、NPDSCH復号の結果、ACKが発生すると、送信中のNPUSCHフォーマット1を特定時間の間に止め、NPUSCHフォーマット2によりACKを送信する。
〇 一方、ACKは送信中のNPUSCHフォーマット1になり、NPUSCHフォーマット1でACKが載せられる位置にあるデータはパンクチャリングされることができる。また、NACKはNPUSCHフォーマット1にピギーバックされないことができる。
[方法#5:ACK/NACKとULデータの同時送信方法]
■ ACK/NACKとULデータが多重化されることができる(ACK/NACKピギーバック)
〇 ULデータ送信のためのNPUSCHフォーマット1のトン数が1RB(12個のトン)より小さい場合は、NPUSCHフォーマット1とACK/NACK報告のためのNPUSCHフォーマット2はFDMされる。
〇 ACK/NACKは時間軸でNPUSCHフォーマット1のDMRSの両側のOFDMシンボルにマッピングされ、DMRSの両側のNPUSCHフォーマット1データはパンクチャリングされる。
〇 NPUSCHフォーマット1の繰り返し送信を一部省略し、ACK/NACKが送信される。
〇 NPUSCHフォーマット1のトン数が1RBより小さい場合は、ACK(又はACK/NACK)をピギーバックして送信できるリソースと、ACK(又はACK/NACK)をピギーバックしないデータリソースをFDMに多重化して、基地局でACK(又はACK/NACK)とデータを区分する。
〇 ACK/NACKをピギーバックするNPUSCHフォーマット1は、ACK/NACKをピギーバックしないNPUSCHフォーマット1より高い電力で送信されるように許容される。
■ ACK/NACKとULデータを個々に送信する。
〇 DLグラント−to−ACK/NACK遅延とULグラント−to−NPUSCHフォーマット1のスケジューリング遅延を一つの値に設定することができる。スケジューリング遅延後にACK/NACK報告のためのNPUSCHフォーマット2の送信を先に開始し、NPUSCHフォーマット2の繰り返し送信が完了した後にPUSCHフォーマット1を続いて送信する。即ち、NPUSCHフォーマット1とACK/NACK報告のためのNPUSCHフォーマット2はTDMされる。
〇 ACK/NACKをスペシャルサブフレームで送信する。
〇 DLグラントで該当DL HARQプロセスについて複数のACK/NACK報告遅延を設定することができる。端末はNPDSCHの繰り返し受信中にACKが発生する場合に限って、最長ACK/NACK報告遅延より早いACK/NACK報告遅延に割り当てられたACK/NACKリソースを用いてACKを報告することができる。最長ACK/NACK報告遅延前にACKを報告しなかった場合、所定の最後のACK/NACKリソース(例:最長ACK/NACK報告遅延に対応する上りリンクリソース(例:サブフレーム、スロット))に設定されたACK/NACKリソースを用いてACK又はNACKを常に報告することができる。
(3)上りリンクの早期終了方法
狭帯域を使用しながら大きいMCLを支援するNB−IoTシステムの測定正確度は、広帯域を使用するシステムと比較して相対的に悪い。これにより、基地局は端末で測定した不正確な測定に基づいてNPDSCH繰り返し送信回数を高すぎる値に設定することができる。従って、基地局は設定された繰り返し送信回数ほどNPUSCHを受信する前に復号に成功することができる。この場合、ULデータに対するACKを下りリンクで迅速にフィードバックして不要なULリソースの使用を減らし、端末の不要な電力消耗を予防することができる。
[方法#6:UL早期終了の設定方法]
■ NPUSCH繰り返し送信を完了する前に、下りリンクのサブフレーム区間でNPDCCHをモニタすることができる。
〇 明示的なACKチャネルをモニタすることができる。NACKはNPUSCH繰り返し送信の完了前に別に送信しない。
〇 ULグラントをモニタして暗黙的にACK報告を受けることができる。例えば、送信中のUL HARQプロセスに対する新しいULグラントが設定される場合、端末は送信中のUL HARQプロセスについてACKが受信されたと解釈することができる。
〇 NPUSCH繰り返し送信を所定回数完了する前に端末がモニタするNPDCCH DCIは、UL早期終了用に設計されたUL compact DCIである。例えば、端末はUL早期終了用に設計されたUL compact DCIのみについてブラインド復号を行うことができる。この時、UL compact DCIの最大繰り返し送信回数はULグラントのための(normal)DCIの最大繰り返し送信回数より小さい。
〇 DLグラントをモニタして暗黙的にACK報告を受けることができる。例えば、1)UL送信の完了前、又は2)UL送信を完了したが、該当UL HARQプロセスに対するACK/NACK情報を受信しなかった場合、DLグラントを受信すると、端末は送信中のUL HARQプロセスについてACKが受信されたと解釈することができる。
■ NPUSH繰り返し送信が特定の条件を満たさないと、UL早期終了のためのNPDCCHモニタリングを行わないことができる。端末がNPUSCH繰り返し送信中に存在する下りリンクサブフレームで常にNPDCCHをモニタすることは、不要な電力消耗になるためである。これにより、繰り返し送信中のNPUSCHがACKにより復号される確率が非常に少ない場合は、UL早期終了のためのNPDCCHモニタリングを省略することができる。例えば、特定の条件は以下の通りである。
〇 NPUSCH繰り返し送信をULグラントで指示されたNPUSCH繰り返し送信回数より特定比率以上完了していない場合
〇 NPUSCH繰り返し送信中に表れるNPDCCHモニタリング可能な下りリンクのサブフレーム区間が特定値より短い場合(即ち、UL早期終了のためにACKをフィードバックできる下りリンクサブフレームの数が一定値より小さい場合)
〇 ULグラントで指示されたNPUSCH繰り返し送信回数が特定値より低い場合
〇 NPDSCHがインターレーススケジュールされてNPUSCH送信とNPDSCH受信をインターレースして進行している場合。即ち、UL/DLデータがインターレーススケジューリングされて送/受信中である場合には、NPUSCH繰り返し送信中に存在する下りリンクのサブフレーム区間でNPDCCHモニタリングの代わりに、NPDSCH受信を優先して行うことができる。
[方法#7:UL送信中に明示的なACK/NACKモニタリング方法]
■ NPUSCH送信時点と特定の時間間隔を有する下りリンクのサブフレームでUL HARQプロセスに対するACKを送信する。NACKは別に送信されない。UL早期終了のためにNPUSCH繰り返し送信中にモニタするACK/NACKチャネルは、明示的なACKチャネル(synchronous ACK/NACK)により設計される。ここで、明示的なACKチャネルは、NPUSCH送信リソースと特定の関係を有する下りリンクリソース/区間で常にACKを報告するように設計される。例えば、明示的なACKチャネルのためのリソース(例:送信時点/周波数トーン)は、UL HARQプロセスのデータを送信したNPUSCHフォーマット1の開始サブフレーム(又はスロット)、トーンの位置/数及び/又は繰り返し送信回数と特定関係に定義されて予約される。従って、端末はNPUSCHフォーマット1の送信中、約束された特定の下りリンクリソースで該当UL HARQプロセスに対するACKをモニタすることができる。ACKが検出されないと、端末は送信中のNPUSCHフォーマット1を続けて送信することができる。
[方法#8:UL送信中に暗黙的なACK/NACK(DCI)モニタリング方法]
■ 送信中のNPUSCHフォーマット1のUL HARQプロセスに対するNDI(New Data Indicator)がトグルされて暗黙的にACKを知らせる場合、新規データ送信を省略するか否かを指示する。暗黙的なACK/NACK方法は、送信完了したか又は送信中のUL HARQプロセスに対するNDI(ULグラント)をトグルすることにより、ULデータに対するACK/NACKをフィードバックすると解釈する方法である。この時、UL HARQプロセスに対するNDIがトグルされると、該当UL HARQプロセスにおいて新しいデータを送信するように指示/解釈され、NDIがトグルされないと、送信完了したか又は送信中のUL HARQプロセスを再送信又は続けて送信するという意味で指示/解釈することができる。もしUL HARQプロセスについてACKが発生したか、又はそれ以上の新規データ送信を必要としない場合には、早期UL終了する方法がないか又は効果が低減する。即ち、HARQ−ACKフィードバックがACKとして解釈されるので、端末は該当UL HARQプロセスに対するデータ送信は止めるが、送信する新しいデータが存在するか否かに関係なく新しい送信を開始しなければならないためである。これを解決するために、ULグラントでUL HARQプロセスのNDIと共に新規データ送信を省略できるか否かを明示的に知らせることができる。
■ NPUSCH繰り返し送信をULグラントで指示された回数完了する前に新しく受信されたULグラントでUL HARQプロセスに対するNDIがトグルされても、該当UL HARQプロセスに対する新規データを送信しないことができる。例えば、ULグラントで指示されたNPUSCH繰り返し送信を全て完了する前に、新しいULグラントで送信中のUL HARQプロセスのNDIがトグルされると、端末は送信中のNPUSCHフォーマット1を止め、以前に設定されたNPUSCHフォーマット1の繰り返し送信回数の残った時間ほど新規データを送信しないことができる。
(4)UL/DLインターレースの間のトランシーバースイッチング(DL−to−UL及びUL−to−DL)のための時間ギャップを確保する方法
一般的に、DL−to−ULとUL−to−DLスイッチングのためにトランシーバースイッチング時間が必要である。スイッチング時間が確保されないと、UL−to−DL又はDL−to−ULインターレース送受信において、先に送信される(物理)チャネルの最後の区間及び/又は後に送信される(物理)チャネルの最初の区間の使用に制約があり得る。これを解決するために、時間ギャップを確保する方法が必要であるが、運用モードなどによって具体的な方法が異なる。また時間ギャップを確保するために使用される時間(即ち、端末が下りリンク信号受信を期待しないか、又は上りリンク信号送信が許容されない区間)が、TTI又は一つの物理チャネルが完全に送信されるために使用される基本単位時間(例:サブフレーム、スロット)の一部に該当する場合は、基本単位時間内で送信が許容されるか又は受信を期待できる時間区間のチャネルをどのように構成するかに関する様々な方法があり得る。例えば、時間ギャップとして使用される区間の信号を無視するか、又は時間ギャップ区間を考慮して送/受信チャネルのレートマッチングを変更することができる。
[方法#9:UL/DLインターレースの間のトランシーバースイッチング(DL−to−UL及びUL−to−DL)のための時間ギャップを確保する方法]
■ インターレーススケジューリング及びインターレースチャネルの送/受信は運用モードによって異なる時間ギャップを必要とする。
〇 インバンド運用モードである場合
−NPDCCH/NPDSCH受信とNPUSCH送信の間には明示的な時間ギャップが必要ない。従って、NPDCCH/NPDSCH受信とNPUSCH送信の間に明示的な時間ギャップが定義されないことができる。その代わりに、DLとULの間のスペシャルサブフレームに含まれた'GP+UpPTS'区間が時間ギャップのためのガード時間として活用される(図2(b)を参照)。又はNPUSCH送信直前のスペシャルサブフレームのDwPTSでは、端末がNPDCCH/NPDSCHを受信しないように設定されることができる。これはDwPTS長さによって異なる。また受信しないDwPTS区間のNPDCCH/NPDSCHは、全体繰り返し数に含まれない。
−NPUSCH送信とNPDCCH/NPDSCH受信の間には明示的な時間ギャップが必要ない。従って、NPUSCH送信とNPDCCH/NPDSCH受信の間に明示的な時間ギャップが定義されないことができる。その代わりに、UL送信の(すぐ)後にDLを受信する最初のDLサブフレームの制御領域(図4の制御領域を参照)を時間ギャップのためのガード時間として活用することができる。ここで、DLサブフレームの制御領域サイズ(例:シンボル数)に関する情報は、NB−IoTシステム情報ブロックにより送信される。一方、UL送信後にDLを受信する最初のDLサブフレームで制御領域のサイズがガード時間を十分に収容することが難しい場合は、UL送信の(すぐ)後にDLを受信する最初のDLサブフレームの制御領域サイズは、NB−IoTシステム情報ブロックで設定された値より大きく設定される。即ち、UL/DLインターレース動作する場合、端末はUL送信の(すぐ)後にDLを受信する最初のDLサブフレームで制御領域をシステム情報ブロックで放送された値とは異なるように(例:大きく)解釈することができる。なお、最初のDLサブフレーム以外のDLサブフレームでは、制御領域サイズがシステム情報ブロックで放送された値と同様に解釈されることができる。
〇 ガードバンド及びスタンドアローン運用モードである場合
−NPDCCH/NPDSCH受信とNPUSCH送信の間に明示的な時間ギャップは必要ない。従って、NPUSCH送信とNPDCCH/NPDSCH受信の間に明示的な時間ギャップが定義されないことができる。その代わりに、DLとULの間のスペシャルサブフレームに含まれた'GP+UpPTS'区間が時間ギャップのためのガード時間として活用される。従って、UpPTSがNPUSCH送信に使用可能な場合にも、DL受信後に続くスペシャルサブフレームのUpPTSは使用されない。即ち、端末はスペシャルサブフレームのUpPTSをNPUSCH送信に使用するか否かを、UL/DLインターレースが適用/動作する場合とそうではない場合によって異なるように選択/解釈することができる。即ち、UL/DLインターレースの適用/動作時、UpPTSがNPUSCH送信に使用可能な場合にも、DL受信後に続くスペシャルサブフレームのUpPTSは使用されない。反面、UL/DLインターレースの未適用/未動作時、UpPTSがNPUSCH送信に使用可能な場合であれば、DL受信後に続くスペシャルサブフレームのUpPTSはNPUSCH送信に使用されることができる。
−他の方案として、NPUSCH送信とNPDCCH/NPDSCH受信の間に明示的なギャップが定義されることができる。このために、特定のサブフレーム又はスロットを完全にガード時間として割り当てるか、又は仮想の制御領域を設定してガード時間として活用することができる。まず、特定のサブフレーム又はスロットをガード時間として活用する場合、UL/DLインターレースの適用/動作有無によってULサブフレームの(すぐ)後の一部連続するDLサブフレーム使用に制約があり得る。次に、仮想の制御領域をガード時間として活用する場合は、該当制御領域を構成するOFDMシンボル数は0ではない任意の値を有する。即ち、ガードバンド及びスタンドアローン運用モードでは制御領域のシンボル数が0に仮定されるが、UL/DLインターレースが適用/動作する場合、UL送信(例:NPUSCH)の(すぐ)後の最初のDLサブフレーム又は連続するDLサブフレームの制御領域サイズを0より大きい値に設定して該当区間の間に下りリンク信号(例:NPDCCH/NPDSCH)受信を期待しないことができる。これにより、端末はUL送信(例:NPUSCH)の(すぐ)後の最初のDLサブフレームの開始部分で下りリンク信号(例:NPDCCH/NPDSCH)受信をスキップすることができる。なお、NPUSCH送信とNPDCCH/NPDSCH受信の間に特定数のシンボル(例:上記例において特定値の制御領域サイズに該当)が常に使用されないという側面で、スイッチングのためのガード時間は暗黙的なギャップとして理解されることができる。例えば、運用モードがガードバンド又はスタンドアローンである場合は、トランシーバースイッチングのためのシンボル数は独立してシグナリングされず、特定値に仮定されることができる。これにより、端末はUL送信(例:NPUSCH)の(すぐ)後の最初のDLサブフレーム(又は連続するDLサブフレーム)の開始部分で下りリンク信号(例:NPDCCH/NPDSCH)の受信をスキップすることができる。
図15は本発明による下りリンク信号受信を例示する図である。
図15を参照すると、端末(例:NB−IoT端末)は、UL区間でPUSCHを繰り返し送信する。UL区間は複数の時間ユニット(例:TTI、サブフレーム、スロット)を含み、各PUSCHはUL区間で対応する時間ユニットにより送信される。その後、端末はPUSCHの繰り返し送信後に続くDL区間でPDSCHを繰り返し受信するようにスケジューリングされる。DL区間も複数の時間ユニット(例:TTI、サブフレーム、スロット)を含み、各PDSCHはDL区間に対応する時間ユニットにより受信される。この時、端末がインバンドモードで動作する場合、各PDSCHはDL区間内の対応する各時間ユニットからk−番目以後のOFDMシンボルから受信される。kは1より大きい整数であり、システム情報(SI)(例:NB−IoTシステム情報ブロック)により受信される。
一方、端末がガードバンド又はスタンドアローンモードで動作する場合は、PDSCHの繰り返し受信時にDL区間の開始部分で信号受信(過程)をスキップすることができる。例えば、1番目のPDSCHは対応する時間ユニットの少なくとも1番目のOFDMシンボルの一部で信号受信(過程)がスキップされる。なお、2番目以後のPDSCHは対応する時間ユニットで1番目のOFDMシンボルから受信される。
ここで、PUSCHの繰り返し送信とPDSCHの繰り返し受信は同じキャリア上でTDM方式で行われる。キャリア上のUL/DLリソース構成は、表1のUL/DL構成により指示される。NB−IoTの場合、PUSCHはNPUSCHを含み、PDSCHはNPDSCHを含む。(N)PDSCHの送信に使用される副搬送波間隔は15kHzである。また、無線通信システムは3GPP−基盤の無線通信システムを含む。
〇 上記方法において、トランシーバースイッチングのためのガード時間区間(例:サブフレーム、スロット、シンボル、シンボルの一部)はパンクチャリング又はレートマッチングにより処理される。
−パンクチャリングされる時間区間は、上りリンク区間の最初のシンボル、上りリンク区間の最後のシンボル、下りリンク区間の最初のシンボル、下りリンク区間の最後のシンボル、又は挙げられた区間の上りリンクと下りリンクの組み合わせで構成される。ここで、パンクチャリングされる時間区間に参照信号が含まれるか否かによって、挙げられた区間のうち、パンクチャリングに使用される区間が異なる。
−この方法において、上りリンク送信(例:NPUSCH送信)後に続いて下りリンク信号(例:NPDCCH/NPDSCH)を受信する場合、下りリンク区間の最初のOFDMシンボル(即ち、ULサブフレームの(すぐ)後のDLサブフレームの最初のOFDMシンボル)は実際に基地局では送信されるが、端末は下りリンク区間の最初のOFDMシンボル(又は最初のOFDMシンボルの少なくとも一部)で下りリンク信号を受信しないことができる(即ち、NPDCCH/NPDSCH受信をスキップ)。即ち、特定の端末の立場では、該当OFDMシンボルがパンクチャリングされたと解釈することができる。しかし、基地局はUL/DLインターレースしないか、又はトランシーバースイッチング時間が多く必要ないか、又は上りリンク送信チャネルのTA(Timing Advance)値ほどのオフセットでトランシーバースイッチング時間が十分に吸収された端末のために、実際には該当OFDMシンボルをパンクチャリングせず送信することができる。なお、上りリンク送信後に続いて受信する下りリンク信号の間に、UL又はDL無効サブフレームなどにより時間ギャップが発生した場合には、トランシーバースイッチング時間が不要であることもできる。この場合、端末は(UL送信の直後の)下りリンク受信区間の1番目のOFDMシンボルを正常的に受信することができる。
−繰り返し送信が設定されたサブフレームにガード時間が含まれると、サブフレーム内でガード時間区間を除いた送信区間で送信チャネルのデータは送信チャネルの繰り返し数によってレートマッチングされるか又はパンクチャリングされる。例えば、繰り返し数が特定値より小さい場合、ガード時間を除いて残りの時間区間のリソース(例:RE)を考慮してレートマッチングされることができる。反面、繰り返し数が特定値より大きい場合は、ガード時間区間をパンクチャリングし、ガード時間を除いて残りの時間区間についてはレートマッチングが適用されない。送信チャネルの繰り返し数が多い場合はSNR(Signal to Noise Ratio)が低い環境であるので、この時にはレートマッチングによるコーディング利得よりは繰り返し送信の間に同じマッピング(即ち、パンクチャリングにより繰り返し送信の間に同じREに同じ情報がマッピングされる)がより効果的であるためである。
−トランシーバースイッチング時間を確保するために使用される区間及びインターレーススケジューリング制約又は送受信制約は、キャリアの運用モードによって異なる。一方、周波数リチューニング(retuning)のための時間は、周波数リチューニング後に使用されるキャリアの運用モードによって異なる。例えば、上りリンクキャリアから下りリンクキャリアに周波数リチューニングする場合、下りリンクキャリアがインバンド運用モードである場合は、1msecのギャップが必要ない。この場合にも、端末は1msec内でNB−IoTチャネルの最初の一部シンボル(例:NB−IoT端末にシステム情報により設定されたLTEレガシー端末のCFI値以後の最初のOFDMシンボル)又は最初のシンボルの一部について受信を期待しないことができる。反面、下りリンクキャリアがガードバンド又はスタンドアローン運用モードである場合は、端末は最初の1msecの間にNB−IoTチャネルを期待しないか、又はスロット単位の時間の間にNB−IoTチャネルを期待しないことができる。即ち、周波数リチューニングのための時間にNB−IoTチャネル/信号の受信を期待できない区間が含まれるか否かによって周波数リチューニング時間を確保する具体的な方法が異なる。
−トランシーバースイッチング時間を確保するために使用される区間及びインターレーススケジューリング制約又は送受信制約は、キャリアがアンカー−キャリアであるか又はノン−アンカーキャリアであるかによって異なる。例えば、上りリンクキャリアから下りリンクキャリアに周波数リチューニングする場合、下りリンクキャリアがノン−アンカーキャリアである場合は、1msecのギャップが必要ない。この場合にも、端末は1msec内でNB−IoTチャネルの最初の一部シンボル(即ち、NB−IoT端末にシステム情報により設定されたLTEレガシー端末のCFI値以後の最初のOFDMシンボル)又は最初のシンボルの一部について受信を期待しないことにより明示的なガード時間が定義されないことができる。反面、アンカーキャリアである場合、最初の1msecの間にNB−IoTチャネルを期待しないか、又はスロット単位時間の間にNB−IoTチャネルを期待しないように明示的なガード時間が定義されることができる。
−トランシーバースイッチング時間を確保するために使用される区間及びインターレーススケジューリング制約又は送/受信制約は、UL−to−DLスイッチングに必要なガード時間区間が有効又は無効になるサブフレームを含むか否かによって異なる。
−トランシーバースイッチング時間を確保するために使用される区間及びインターレーススケジューリング制約又は送/受信制約はUL−to−DL区間のUL区間で端末が送信するULチャネルにTAが適用されたか否かによって異なる。例えば、NPRACHを送信する場合、TAが適用されないので、UL−to−DL区間のトランシーバースイッチングギャップのために続くDLサブフレームの使用に制約があり得る。即ち、一部の下りリンクOFDMシンボル又は一部のサブフレーム(例:1msec)は使用に制約(パンクチャリング又はレートマッチング)が必要である。また必要なDL制約区間は端末が送信したNPRACHフォーマットによって異なる。例えば、端末が送信するNPRACHが、NPDCCHオーダーに基づくNPRACHであるか、RRC_CONNECTEDモードで送信されたNPRACHであるか、競争基盤のNPRACHであるか、又は非競争基盤のNPRACHであるかによって、DL制約区間は異なる値(例:パンクチャリングされるか又はレートマッチングされる区間)に設定される。反面、TAが適用されるNPUSCH送信後に続くDLチャネル/信号は端末が受信するように定義することができる。勿論、挙げられた条件(運用モード、アンカー/ノン−アンカーキャリア、有効/無効サブフレームなど)によって、DLチャネル/信号を受信しない具体的な条件が定義されることもできる。
方法#9は、以下の方法#10が適用されるか又は既存のLTE端末のSRS送信を避けるためにNPUSCH−AllSymbolsとsrs−SubframeConfigが設定された状況では適用されないように定義できる。例えば、方法#9は、DL有効サブフレームの受信直前のUL有効サブフレームで端末がULを送信する時、(1つ以上の)最後のシンボル送信を省略するように指示された場合には適用されないことができる。ここで、DL有効サブフレームはNPDCCH又はNPDSCH送信が行われるサブフレームを意味し、UL有効サブフレームはNPUSCH送信が行われるサブフレームを意味する。これにより、例えば、図15の場合、NPDSCH受信されたサブフレームの直前のULサブフレーム(即ち、4番目のNPUSCH送信が行われるサブフレーム)で端末がNPUSCHを送信する時、(1つ以上の)最後のシンボル送信を省略するように指示/設定することができる。この時、インバンド動作モードの場合、端末動作は図15と同一である。反面、ガードバンド/スタンドアローン動作モードの場合、端末はNPUSCHが送信されたサブフレーム直後のDLサブフレームの開始部分で信号受信(過程)がスキップされることが適用されない。即ち、端末はNPUSCHが送信されたサブフレーム直後のDLサブフレームの1番目のシンボルからNPDSCH信号を受信することができる。
[方法#10:SRS区間設定を活用してトランシーバースイッチング(DL−to−UL及びUL−to−DL)のための時間ギャップ及び/又はRFスイッチングギャップを確保する方法]
トランシーバースイッチングギャップ及びRFスイッチングギャップのために暗黙的な時間ギャップを設定する方法以外に、SRS送信区間を設定してスイッチングギャップを確保する方法があり得る。方法#9はスイッチング及び遷移後に下りリンク信号の一部を端末が受信しないようにする方法である。反面、SRS送信区間を活用して時間ギャップを確保する方法は、スイッチング前の上りリンク信号の一部を端末が送信しないように許容/約束して時間ギャップを確保する方法である。
表7は、既存のLTE端末のSRS送信を避けるために、NPUSCH−AllSymbolsとSRS−SubframeConfigを設定する例を示す。
npusch−AllSymbolsに失敗した場合、srs−SubframeConfigによって(レガシー端末の)SRSリソースとして設定された特定の上りリンクサブフレーム/シンボル区間は、NPUSCH送信時に端末が送信しない。srs−SubframeConfigはセル内でSRS送信が設定されたサブフレームセットを定義するために使用されるサブフレーム周期/オフセットを示す。表7の方法は、レガシーUEのSRS送信を保護するためのものであるが、この実施例では他の用途、即ち、NB−IoT端末のスイッチング時間を確保する方法として使用されることもできる。このために、srs−SubframeConfigの定義及び値が変更される。
他の例として、srs−SubframeConfigを直接使用せず、例えば、npusch−AllSymbolsのみを使用するか、又は類似情報を活用してUL−to−DLスイッチングギャップを確保するように定義することができる。例えば、npusch−AllSymbols(又はこれと類似するパラメータ、即ち、NPUSCHの最後のシンボルを送信しないように指示する、又は連続したUL有効サブフレームの最後のシンボルを送信しないように指示する、又はUL有効サブフレームとDL有効サブフレームが隣接した区間のUL有効サブフレームに最後のシンボルを送信しないように指示する)に失敗した場合、UL有効サブフレームの最後のシンボル送信を省略するように指示することができる。提案された解釈/指示は以下に限って適用される。以下の事項を組み合わせることもできる。
−UL/DLインターレースが設定されたか又は行われる端末にのみ適用できる。即ち、該当情報がセル内に共通に構成される場合にも実際にUL/DLインターレース動作を行うように設定された端末のみが該当ULの最後シンボル送信を省略することができる。
−UL有効サブフレームとDL有効サブフレームが隣接した場合にのみ適用できる。即ち、UL有効サブフレームとDL有効サブフレームの間にギャップがないか、又はUL有効サブフレーム以後のDL有効サブフレームで制御領域シンボル数が'0'であるか、又は特定値より小さい場合にのみ、端末は該当UL最後のシンボル送信を省略することができる。一方、UL有効サブフレームとDL有効サブフレームが連続した場合にも、端末がUL送信直後の(隣接する)最初のDL有効サブフレームで受信しないように期待される区間がある場合は(及び区間のサイズが特定値より大きい場合は)、UL最後のシンボル送信を省略する動作が適用されないことができる。例えば、NPUSCHフォーマット2の送信後にNPDCCHモニタリング区間に1msec以上のギャップが設定されるか、又はUL送信後に続く有効DLサブフレームで端末が受信しないように許容された区間がある場合、UL最後のシンボル送信を省略する動作が適用されないことができる。
−NB−IoT運用モードによって異なるように適用される。例えば、インバンドの運用モードではサブフレームの制御領域がUL−to−DLギャップに活用されるので、UL最後のシンボル送信を省略する動作が適用されない。従って、ガードバンド/スタンドアローン運用モードのみでULの最後のシンボル送信を省略する動作が適用される。
また方法#9が適用される場合には、方法#10が構成されないか、又は方法#10の動作を省略するように定義することができる。
提案された方法#9と#10は、トランシーバースイッチングギャップ及びRFスイッチングギャップの確保だけではなく、NB−IoT/eMTCリレーが導入される場合に基地局−リレーのリンク/チャネルとリレー−端末リンク/チャネルとリレー−リレーリンク/チャネルの間の干渉を緩和させるために使用される。即ち、リレーは時間を区分して、1)基地局と通信を行うか、2)リレーがサービスする端末と通信を行うか、又は3)次のHopのリレーと通信を行うにおいて、1)、2)、3)区間の間に時間ギャップが必要であり、それを確保するために提案方法#9と#10が活用されることができる。
本発明で提案するUL/DLインターレーススケジューリング技法は端末能力に該当し、例えば、HARQプロセス数に関係する。即ち、シングル−HARQのみを支援する端末はインターレーススケジューリングを期待しない。但し、TDDシステムでは、UL/DL構成によって2−HARQで得られるスループット向上よりインターレーススケジューリングにより得られるスループット向上の方がもっと大きい。従って、シングル−HARQプロセスのみを支援する端末も別の能力信号でインターレーススケジューリングを支援することを知らせることができる。また、HARQプロセス及び端末のバッファー/メモリ(例:受信器のソフトバッファーと送信器のソフトバッファーを共有する場合)の複雑度を考慮して、特定の方式又は特定の条件を満たす方法でインターレーススケジューリングを支援することができる。基地局はかかる特定の方式又は特定の条件を満たす場合のみにインターレーススケジューリングすることもできる。例えば、基地局は端末にスケジューリングするNPDSCHと上りリンクによりスケジューリングするNPUSCHを特定のメモリサイズ(例:端末のHARQプロセス能力を考慮してシングル−HARQバッファーを基準として設定されたレファレンスメモリサイズ又は2−HARQバッファーを基準として設定されたレファレンスメモリサイズ)を超えないようにインターレーススケジューリングすることができる。この時、先にNPDSCHをスケジュールしたが、該当NPDSCHに対するACK/NACKが受信されなかった場合、又は失敗した状況でNPUSCHをスケジュールする場合には、スケジュールしたNPDSCHがいずれも端末のバッファー/メモリにあると仮定し、残りのバッファー/メモリ空間のみを使用できるNPUSCHをスケジュールすることができる。この時、端末の受信ソフトバッファーは各情報ビットごとにLLRを表現するためのビット数を基地局又は標準で特定値に指定して計算することができる。もし端末がそれを満たさないインターリーブスケジューリングを受信する場合は、該当バッファーの一部又は全体領域を新しく受信された又は送信した情報により上書きするか、又は遅く受信されたインターリーブスケジューリングを無視することができる。
図16は本発明に適用可能な基地局及び端末を例示する。
図16を参照すると、無線通信システムは、基地局(BS)110及び端末(UE)120を含む。無線通信システムがリレーを含む場合、基地局又は端末はリレーに代替されてもよい。
基地局110は、プロセッサ112、メモリ114及び無線周波数(Radio Frequency、RF)ユニット116を含む。プロセッサ112は、本発明で提案した手順及び/又は方法を具現するように構成される。メモリ114は、プロセッサ112に接続され、プロセッサ112の動作に関連する様々な情報を格納する。RFユニット116は、プロセッサ112に接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。端末120は、プロセッサ122、メモリ124及び無線周波数ユニット126を含む。プロセッサ122は、本発明で提案した手順及び/又は方法を具現するように構成される。メモリ124は、プロセッサ122に接続され、プロセッサ122の動作に関連する様々な情報を格納する。RFユニット126は、プロセッサ122に接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。
以上で説明された各実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定の形態で結合されたものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれることができ、又は、他の実施例に対応する構成又は特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係のない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めることができるということは自明である。
本文書では、本発明の各実施例について主に端末と基地局の間の信号送受信関係を中心として説明する。かかる送受信関係は、端末とリレー又は基地局とリレーの間の信号送受信にも同一/同様に拡張できる。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、その上位ノード(upper node)によって行われてもよい。即ち、基地局を含む複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークで端末との通信のために行う多様な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行えることは自明である。基地局は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に代替可能である。また、端末は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)などの用語に代替可能である。
本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウエア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、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することができる。
ファームウエアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納されて、プロセッサによって駆動可能である。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公示となった多様な手段により前記プロセッサとデータを交換することができる。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは、当業者にとって自明である。従って、上記の詳細な説明は、全ての面において制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定しなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。