以下に添付の図面を参照して説明される本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が3GPPシステムに適用された例である。
本明細書では、LTEシステム及びLTE−Aシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。
また、本明細書では、基地局をRRH(Remote Radio Head)、eNB、TP(Transmission Point)、RP(Reception Point)、中継器(relay)などを含む包括的な名称として使うことができる。
3GPPベース通信標準は、上位層からの情報を運ぶリソース要素に対応する下りリンク物理チャネルと、物理層によって使用されるものの上位層からの情報を運ばないリソース要素に対応する下りリンク物理信号と、を定義する。例えば、物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Shared CHannel,PDSCH)、物理ブロードキャストチャネル(Physical Broadcast CHannel,PBCH)、物理マルチキャストチャネル(Physical Multicast CHannel,PMCH)、物理制御フォーマット指示子チャネル(Physical Control Format Indicator CHannel,PCFICH)、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control CHannel,PDCCH)及び物理ハイブリッドARQ指示子チャネル(Physical Hybrid ARQ indicator CHannel,PHICH)が、下りリンク物理チャネルとして定義されており、参照信号及び同期信号が下りリンク物理信号として定義されている。パイロット(pilot)とも呼ばれる参照信号(Reference Signal,RS)は、gNBとUEとが互いに知っている予め定義された特別な波形の信号を意味するが、例えば、セル固有(セル特定的)RS(cell specific RS)、UE固有(UE−特定的)RS(UE-specific RS,UE−RS)、ポジショニングRS(Positioning RS,PRS)及びチャネル状態情報RS(Channel State Information RS,CSI−RS)が下りリンク参照信号として定義される。3GPP LTE/LTE−A標準は、上位層からの情報を運ぶリソース要素に対応する上りリンク物理チャネルと、物理層によって用いられるが、上位層からの情報を運ばないリソース要素に対応する上りリンク物理信号と、を定義している。例えば、物理上りリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared CHannel,PUSCH)、物理上りリンク制御チャネル(Physical Uplink Control CHannel,PUCCH)、物理ランダムアクセス(任意接続)チャネル(Physical Random Access CHannel,PRACH)が、上りリンク物理チャネルとして定義され、上りリンク制御/データ信号のための復調参照信号(DeModulation Reference Signal,DMRS)と上りリンクチャネル測定に用いられるサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal,SRS)とが、(上りリンク物理信号として)定義される。
本発明において、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)は、それぞれ、DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/下りリンクACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/下りリンクデータを運ぶ時間−周波数リソースのセット(集合)(set)又はリソース要素のセットを意味する。また、PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)は、それぞれ、UCI(Uplink Control Information)/上りリンクデータ/ランダムアクセス信号を運ぶ時間−周波数リソースのセット又はリソース要素のセットを意味する。本発明では、特に、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHに割り当てられたり、これに属する時間−周波数リソース又はリソース要素(Resource Element,RE)を、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE又はPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACHリソースと称する。以下では、ユーザ機器がPUCCH/PUSCH/PRACHを送信するという表現は、それぞれ、PUSCH/PUCCH/PRACH上で、又は、を通じて、上りリンク制御情報/上りリンクデータ/ランダムアクセス信号を送信することと同じ意味で使われる。また、gNBがPDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCHを送信するという表現は、それぞれ、PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH上で、又は、を通じて、下りリンクデータ/制御情報を送信することと同じ意味で使われる。
以下では、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RSが割り当てられた又は設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REを、CRS/DMRS/CSI−RS/SRS/UE−RSシンボル/搬送波/副搬送波/REと称する。例えば、トラッキングRS(Tracking RS,TRS)が割り当てられた又は設定されたOFDMシンボルは、TRSシンボルと称し、TRSが割り当てられた又は設定された副搬送波は、TRS副搬送波と称し、TRSが割り当てられた又は設定されたREは、TRS REと称する。また、TRS送信のために設定された(configured)サブフレームを、TRSサブフレームと称する。また、ブロードキャスト信号が送信されるサブフレームを、ブロードキャストサブフレーム又はPBCHサブフレームと称し、同期信号(例えば、PSS及び/又はSSS)が送信されるサブフレームを、同期信号サブフレーム又はPSS/SSSサブフレームと称する。PSS/SSSが割り当てられた又は設定された(configured)OFDMシンボル/副搬送波/REを、それぞれ、PSS/SSSシンボル/副搬送波/REと称する。
本発明における、CRSポート、UE-RSポート、CSI−RSポート、TRSポートとは、それぞれ、CRSを送信するように設定された(configured)アンテナポート、UE−RSを送信するように設定されたアンテナポート、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポート、TRSを送信するように設定されたアンテナポートを意味する。CRSを送信するように設定されたアンテナポートは、CRSポートによって(according to)CRSが占有するREの位置で(by)相互に区別でき、UE−RSを送信するように設定された(configured)アンテナポートは、UE−RSポートによってUE−RSが占有するREの位置で相互に区別でき、CSI−RSを送信するように設定されたアンテナポートは、CSI−RSポートによってCSI−RSが占有するREの位置で相互に区別できる。したがって、CRS/UE−RS/CSI−RS/TRSポートという用語が、一定のリソース領域内でCRS/UE−RS/CSI−RS/TRSが占有するREのパターンを意味する用語として用いられることもある。
図1は、3GPP無線アクセスネットワークの規格に基づく端末とE−UTRANとの間の無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)の制御プレーン(Control Plane)及びユーザプレーン(User Plane)の構造を示す図である。制御プレーンは、端末(User Equipment;UE)及びネットワークが呼(call)を管理するために用いる制御メッセージが送信される通信路を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通信路を意味する。
第1の層である物理層は、物理チャネル(Physical Channel)を用いて上位層に情報送信サービス(Information Transfer Service)を提供する。物理層は、上位にあるメディアアクセス(媒体接続)制御(Medium Access Control)層とは、トランスポート(送信)チャネル(Transport Channel)を介して連結される。このトランスポートチャネルを介してメディアアクセス制御層と物理層との間でデータが移動する。送信側と受信側との物理層間では、物理チャネルを介してデータが移動する。物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的には、物理チャネルは、下りリンクにおいて、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で変調され、上りリンクにおいては、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式で変調される。
第2の層であるメディアアクセス制御(Medium Access Control;MAC)層は、論理チャネル(Logical Channel)を介して上位層である無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)層にサービスを提供する。第2の層のRLC層は、信頼性のあるデータ送信をサポート(支援)する(supports)。RLC層の機能は、MAC内部の機能ブロックにより具現できる。第2の層のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層は、帯域幅が狭い無線インターフェースにおいて、IPv4又はIPv6などのIPパケットを効率的に送信するために不要な制御情報を減らすヘッダ圧縮(Header Compression)の機能を果たす。
第3の層である最下部に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層は、制御プレーンでのみ定義される。RRC層は、無線ベアラ(Radio Bearer)の設定(Configuration)、再設定(Re-configuration)及び解除(Release)に関連して、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために第2の層により提供されるサービスを意味する。このために、端末とネットワークとのRRC層は、互いにRRCメッセージを交換する。端末とネットワークとのRRC層の間にRRC接続(連結)(RRC Connected)がある場合、端末は、RRC接続状態(Connected Mode)となり、そうでない場合は、RRCアイドル(休止)状態(Idle Mode)となる。RRC層の上位にあるNAS(Non-Access Stratum)層は、セッション管理(Session Management)及びモビリティ(移動性)管理(Mobility Management)などの機能を果たす。
ネットワークから端末にデータを送信する下りトランスポートチャネルとしては、システム情報を送信するBCH(Broadcast CHannel)、ページングメッセージを送信するPCH(Paging CHannel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りSCH(Shared CHannel)などがある。下りマルチキャスト又はブロードキャスト(放送)(broadcast)サービスのトラフィック又は制御メッセージの場合、下りSCHを介して送信され、又は特の(別に定義された(separately defined))下りMCH(Multicast CHannel)を介して送信されることができる。なお、端末からネットワークにデータを送信する上りトランスポートチャネルとしては、初期制御メッセージを送信するRACH(Random Access CHannel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りSCH(Shared CHannel)がある。トランスポートチャネルの上位にありかつトランスポートチャネルにマッピングされる論理チャネル(Logical Channel)としては、BCCH(Broadcast Control CHannel)、PCCH(Paging Control CHannel)、CCCH(Common Control CHannel)、MCCH(Multicast Control CHannel)、MTCH(Multicast Traffic CHannel)などがある。
図2は、3GPPシステムに用いられる物理チャネル及びこれらを用いた一般的な信号送信方法を説明する図である。
端末は、電源がオンになったり新たにセルに進入した場合は、基地局と同期を取るなどの初期セルサーチ(探索)(Initial cell search)作業を行う(S201)。このために、端末は、基地局からプライマリ(主)同期チャネル(Primary Synchronization CHannel;P−SCH)及びセカンダリ(副)同期チャネル(Secondary Synchronization CHannel;S−SCH)を受信することによって、基地局と同期を取り、セルIDなどの情報を得ることができる。その後、端末は、基地局から物理ブロードキャスト(放送)チャネル(Physical Broadcast Channel)を受信してセル内のブロードキャスト情報を得ることができる。なお、端末は、初期セルサーチ段階において、下りリンク参照信号(DownLink Reference Signal;DL RS)を受信して下りリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セルサーチを終了した端末は、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control CHannel;PDCCH)及び該PDCCHに載せられた情報によって、物理下りリンク共有チャネル(Physical Downlink Control CHannel;PDSCH)を受信することによって、より具体的なシステム情報を得ることができる(S202)。
一方、基地局に最初に接続したか又は信号送信のための無線リソースがない場合、端末は、基地局に対してランダムアクセス過程(Random Access Procedure;RACH)を行うことができる(S203〜S206)。このために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access CHannel;PRACH)を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し(S203及びS205)、PDCCH及び対応するPDSCHを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる(S204及びS206)。コンテンション(競合)(contention)ベースのRACHの場合、さらに、衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行うことができる。
上述した手順を行った端末は、その後、一般的な上り/下りリンク信号送信の手順として、PDCCH/PDSCHの受信(S207)及び物理上りリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared CHannel;PUSCH)/物理上りリンク制御チャネル(Physical Uplink Control CHannel;PUCCH)の送信(S208)を行う。特に、端末は、PDCCHを介して下りリンク制御情報(Downlink Control Information;DCI)を受信する。ここで、DCIは、端末に対するリソース割り当て情報などの制御情報を含み、その使用目的に応じてフォーマットが互いに異なる。
一方、端末が上りリンクを通じて基地局に送信したり又は端末が基地局から受信したりする制御情報は、下り/上りリンクACK/NACK信号、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)、RI(Rank Indicator)などを含む。3GPP LTEシステムの場合、端末は、上述したCQI/PMI/RIなどの制御情報をPUSCH及び/又はPUCCHを介して送信することができる。
図3は、LTE/LTE−Aベースの無線通信システムにおいて、同期信号(Synchronization Signal,SS)の送信のための無線フレームの構造を例示する図である。特に、図3は、周波数分割デュプレックス(Frequency Division Duplex,FDD)において同期信号及びPBCHの送信のための無線フレームの構造を例示するものであり、図3(a)は、ノーマル(正規)CP(Normal Cyclic Prefix)として設定された(configured)無線フレームにおいて、SS及びPBCHの送信位置を示す図であり、図3(b)は、拡張CP(extended CP)として設定された無線フレームにおいて、SS及びPBCHの送信位置を示す図である。
以下、図3を参照して、SSをより具体的に説明する。SSは、PSS(Primary Synchronization Signal)とSSS(Secondary Synchronization Signal)とに区分される。PSSは、OFDMシンボル同期、スロット同期などの時間領域(ドメイン)同期(time-domain synchronization)及び/又は周波数領域(ドメイン)同期(frequency-domain synchronization)を得るために用いられ、SSSは、フレーム同期、セルグループID及び/又はセルのCP設定(configuration)(即ち、ノーマルCP又は拡張CPの使用情報)を得るために用いられる。図3を参照すると、PSS及びSSSは、各無線フレームの2つのOFDMシンボルでそれぞれ送信される。具体的には、SSは、インターRAT(Inter Radio Access Technology)測定を容易にするために、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communication)フレームの長さである4.6msを考慮して、サブフレーム0の第1番目のスロットとサブフレーム5の第1番目のスロットとでそれぞれ送信される。特に、PSSは、サブフレーム0の第1番目のスロットの最後のOFDMシンボルとサブフレーム5の第1番目のスロットの最後のOFDMシンボルとでそれぞれ送信され、SSSは、サブフレーム0の第1番目のスロットの最後から第2番目のOFDMシンボルとサブフレーム5の第1番目のスロットの最後から第2番目のOFDMシンボルとでそれぞれ送信される。当該無線フレームの境界は、SSSによって検出できる。PSSは、当該スロットの最後のOFDMシンボルで送信され、SSSは、PSSの直前のOFDMシンボルで送信される。SSの送信ダイバーシチ(diversity)方式は、単一アンテナポート(single antenna port)のみを用い、標準では特に定義していない。
PSSは、5msごとに送信されるため、UEは、PSSを検出することで、当該サブフレームがサブフレーム0及びサブフレーム5のうちの1つであることが分かるが、当該サブフレームがサブフレーム0及びサブフレーム5のうちのいずれであるかは、具体的に分からない。よって、UEは、PSSのみでは、無線フレームの境界を認知できない。即ち、PSSのみでは、フレーム同期が得られない。UEは、1つの無線フレームにおいて2回送信されるものの、互いに異なるシーケンスとして送信されるSSSを検出することで、無線フレームの境界を検出する。
PSS/SSSを用いたセル(cell)探索過程を行い、DL信号の復調(demodulation)及びUL信号の送信を正確な時点で行うのに必要な時間及び周波数パラメータを決定したUEは、また、eNBから、UEのシステム設定(system configuration)に必要なシステム情報を取得してこそ、上記eNBと通信することができる。
システム情報は、マスタ情報ブロック(Master Information Block,MIB)及びシステム情報ブロック(System Information Block,SIB)によって設定される(configured)。各システム情報ブロックは、機能的に関連するパラメータのセットを含み、この含まれるパラメータに応じて、マスタ情報ブロック(Master Information Block,MIB)及びシステム情報ブロックタイプ1(System Information Block Type 1,SIB1)、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type 2,SIB2)、SIB3〜SIB17に区分できる。
MIBは、UEがeNBのネットワーク(network)に初期アクセス(接続)(initial access)するのに必須の、最も頻繁に送信されるパラメータを含む。UEは、MIBをブロードキャストチャネル(例えば、PBCH)を介して受信することができる。MIBには、下りリンクシステム帯域幅(DL-BandWidth,DL BW)、PHICH設定(configuration)、システムフレームナンバ(SFN)が含まれる。よって、UEは、PBCHを受信することで、明示的(explicit)に、DL BW、SFN、PHICH設定に関する情報が分かる。一方、PBCHの受信によってUEが暗示的(implicit)に分かる情報としては、eNBの送信アンテナポートの数がある。eNBの送信アンテナ数に関する情報は、PBCHのエラー検出に用いられる16ビットCRC(Cyclic Redundancy Check)に送信アンテナ数に対応するシーケンスをマスク(例えば、XOR演算)して、暗示的にシグナルリングされる。
SIB1は、他のSIBの時間領域スケジューリングに関する情報のみならず、特定のセルがセル選択に適したセルであるか否かを判断するのに必要なパラメータを含む。SIB1は、ブロードキャストシグナリング又は専用(dedicated)シグナリングによってUEに受信される。
DL搬送波周波数及び当該システム帯域幅は、PBCHが運ぶMIBによって得ることができる。UL搬送波周波数及び当該システム帯域幅は、DL信号であるシステム情報によって得られる。MIBを受信したUEは、当該セルに対して記憶された(stored)有効なシステム情報がないと、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type 2,SIB2)が受信されるまで、MIB内のDL BWの値をUL帯域幅(UL BW)に適用する。例えば、UEは、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type 2,SIB2)を取得して、上記SIB2内のUL搬送波周波数及びUL帯域幅情報によって、UEがUL送信に使用可能な全体のULシステム帯域を把握することができる。
周波数領域において、PSS/SSS及びPBCHは、実際のシステム帯域幅とは関係なく、当該OFDMシンボルにおいてDC副搬送波を中心として、左右3個ずつ、全6個のRB、即ち、全72個の副搬送波内でのみ送信される。よって、UEは、UEに設定された(configured)下りリンク送信帯域幅とは関係なく、SS及びPBCHを検出(detect)又は復号(decode)できるように設定される(configured)。
初期セルサーチを終えたUEは、eNBへの接続を完了するために、ランダムアクセス過程(random access procedure)を行うことができる。このために、UEは、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access CHannel,PRACH)を通じてプリアンブル(preamble)を送信し、PDCCH及びPDSCHを通じてプリアンブルへの応答メッセージを受信することができる。コンテンションベースのランダムアクセス(contention based random access)の場合、更なるPRACHの送信、また、PDCCH及びPDCCHに対応するPDSCHなどの衝突解決手順(contention resolution procedure)を行うことができる。
上述したような手順を行ったUEは、その後、一般的な上りリンク/下りリンク信号送信手順として、PDCCH/PDSCH受信及びPUSCH/PUCCH送信を行うことができる。
上述したランダムアクセス過程は、ランダムアクセスチャネル(Random Access CHannel,RACH)過程とも呼ばれる。ランダムアクセス過程は、初期アクセス、上りリンク同期調整(UL synchronization adjustment)、リソース割り当て、ハンドオーバなどの用途などに様々に用いられる。ランダムアクセス過程は、コンテンションベース(contention-based)過程と、専用(dedicated)(即ち、非コンテンションベース(non-contention-based))過程と、に分類できる。コンテンションベースのランダムアクセス過程は、初期アクセスを含んで一般的に用いられ、専用ランダムアクセス過程は、ハンドオーバなどに制限的に用いられる。コンテンションベースのランダムアクセス過程において、UEは、RACHプリアンブルシーケンスを任意に(randomly)選択する。よって、複数のUEが、同時に同一のRACHプリアンブルシーケンスを送信することが可能であり、これによって、その後に衝突解決手順が必要となる。一方、専用ランダムアクセス過程において、UEは、eNBが当該UEに専用に(唯一に)(dedicatedly)割り当てたRACHプリアンブルシーケンスを用いる。よって、他のUEとの衝突なくランダムアクセス過程を行うことができる。
コンテンションベースのランダムアクセス過程は、以下の4ステップを含む。以下、ステップ1〜4で送信されるメッセージのそれぞれをメッセージ1〜4(Msg1〜Msg4)と称する。
− ステップ1:RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
− ステップ2:ランダムアクセス応答(Random Access Response,RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
− ステップ3:レイヤ2/レイヤ3メッセージ(via PUSCH)(UE to eNB)
− ステップ4:衝突解決(contention resolution)メッセージ(eNB to UE)
専用ランダムアクセス過程は、以下の3ステップを含む。以下、ステップ0〜2で送信されるメッセージのそれぞれを、メッセージ0〜2(Msg0〜Msg2)と称する。ランダムアクセス過程の一部として、RARに対応する上りリンク送信(即ち、ステップ3)を行うこともできる。専用ランダムアクセス過程は、基地局がRACHプリアンブルの送信を命じるためのPDCCH(以下、PDCCHオーダ(order))を用いてトリガされることができる。
− ステップ0:専用シグナリングによるRACHプリアンブル割り当て(eNB to UE)
− ステップ1:RACHプリアンブル(via PRACH)(UE to eNB)
− ステップ2:ランダムアクセス応答(RAR)(via PDCCH及びPDSCH)(eNB to UE)
RACHプリアンブルを送信した後、UEは、予め設定された時間ウィンドウ内でランダムアクセス応答(RAR)の受信を試みる。具体的には、UEは、時間ウィンドウ内でRA−RNTI(Random Access RNTI)を有するPDCCH(以下、RA−RNTI PDCCH)(例えば、PDCCHにおいてCRCがRA−RNTIでマスクされる)の検出を試みる。RA−RNTI PDCCHの検出時に、UEは、RA−RNTI PDCCHに対応するPDSCH内に、UEのためのRARが存在するか否かを確認する。RARは、UL同期のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス(Timing Advance,TA)情報、ULリソース割り当て情報(ULグラント情報)、一時(仮り)端末識別子(temporary UE identifier)(例えば、temporary cell−RNTI, TC−RNTI)などを含む。UEは、RAR内のリソース割り当て情報及びTA値に応じてUL送信(例えば、Msg3)を行うことができる。RARに対応するUL送信には、HARQが適用される。したがって、UEは、Msg3を送信した後、Msg3に対応する受信応答情報(例えば、PHICH)を受信することができる。
ランダムアクセスプリアンブル、即ち、RACHプリアンブルは、物理層において長さTCPのサイクリックプリフィックス(循環前置)(cyclic prefix)及び長さTSEQのシーケンスからなる。TCPのTSEQは、フレーム構造及びランダムアクセス設定(configuration)に依存する(depend on)。プリアンブルフォーマットは、上位層によって制御される。RACHプリアンブルは、ULサブフレームから送信される。ランダムアクセスプリアンブルの送信は、特定の時間及び周波数リソースに制限(restrict)される。このようなリソースをPRACHリソースと呼び、PRACHリソースは、インデックス0が無線フレームにおいて低い番号のPRB及びサブフレームに対応するように、上記無線フレーム内のサブフレーム番号及び周波数領域においてPRBの増加順(ascending order)に番号付けられる。ランダムアクセスリソースは、PRACH設定インデックスによって定義される(3GPP TS 36.211標準文書を参照)。PRACH設定インデックスは、(eNBによって送信される)上位層信号によって与えられる。
LTE/LTE−Aシステムにおいて、ランダムアクセスプリアンブル、即ち、RACHプリアンブルのための副搬送波間隔(Subcarrier Spacing)は、プリアンブルフォーマット0〜3の場合は1.25kHzであり、プリアンブルフォーマット4の場合は7.5kHzであると規定される(3GPP TS 36.211を参照)。
<OFDMニューマロロジ>
新たなRATシステムでは、OFDM送信方式又はこれと類似している送信方式が用いられる。新たなRATシステムでは、LTEのOFDMパラメータとは異なるOFDMパラメータを用いて(従って)もよい。あるいは、新たなRATシステムでは、既存のLTE/LTE−Aのニューマロロジにそのまま従ってもよく、より大きいシステム帯域幅(例えば、100MHz)を有してもよい。あるいは、1つのセルが複数のニューマロロジをサポートしてもよい。即ち、互いに異なるニューマロロジで動作するUEが1つのセル内で共存してもよい。
<サブフレームの構造>
3GPP LTE/LTE−Aシステムにおいて用いられる無線フレームは、10ms(307200Ts)の長さを有し、10個の均等な大きさのサブフレーム(SubFrame,SF)からなる。1つの無線フレーム内の10個のサブフレームには、それぞれ番号が付与されてもよい。ここで、Tsは、サンプリング時間を示し、Ts=1/(2048*15kHz)で表される。それぞれのサブフレームの長さは、1msであり、2個のスロットからなる。1つの無線フレーム内で、20個のスロットは、0から19まで順次ナンバリングされる。それぞれのスロットの長さは、0.5msである。1つのサブフレームを送信するための時間は、送信時間間隔(Transmission Time Interval,TTI)と定義される。時間リソースは、無線フレーム番号(又は無線フレームインデックスともいう)、サブフレーム番号(又はサブフレームインデックスともいう)、スロット番号(又はスロットインデックス)などで区別され(分けられ)る(distinguished)。TTIとは、データがスケジューリングされる間隔を意味する。例えば、現在のLTE/LTE−Aシステムにおいて、ULグラント又はDLグラントの送信機会は、1msごとに存在し、1msより短い時間でUL/DLグラント機会が数回存在することはない。よって、既存のLTE/LTE−Aシステムにおいて、TTIは1msである。
図4は、新たな無線アクセス技術(New Radio access technology,NR)において利用可能なスロット構造を例示する図である。
データ送信の遅れを最小にするために、5世代の新たなRATでは、制御チャネルとデータチャネルとが時間分割多重化(Time Division Multiplexing,TDM)されるスロット構造が考慮されている。
図4において、斜線領域は、DCIを運ぶDL制御チャネル(例えば、PDCCH)の送信領域を示し、黒い領域は、UCIを運ぶUL制御チャネル(例えば、PUCCH)の送信領域を示す。ここで、DCIは、gNBがUEに伝達する制御情報であり、上記DCIは、上記UEが知るべきセル設定(configuration)に関する情報、DLスケジューリングなどのDL固有(特定的)(specific)情報、また、ULグラントなどのUL固有(特定的)情報などを含んでもよい。また、UCIは、UEがgNBに伝達する制御情報であり、上記UCIは、DLデータに対するHARQ ACK/NACK報告、DLチャネル状態に対するCSI報告、また、スケジューリング要求(Scheduling Request,SR)などを含んでもよい。
図4において、シンボルインデックス1からシンボルインデックス12までのシンボル領域は、下りリンクデータを運ぶ物理チャネル(例えば、PDSCH)の送信に用いられてもよく、上りリンクデータを運ぶ物理チャネル(例えば、PUSCH)の送信に用いられてもよい。図4のスロット構造によれば、1つのスロット内でDL送信とUL送信とが順次行われ、DLデータの送信/受信と上記DLデータに対するUL ACK/NACKの受信/送信とが上記1つのスロット内で行われる。結果として、データ送信エラーが発生したとき、データの再送信までにかかる時間を減らすことになり、これにつれて最終データの伝達の遅れを最小にすることができる。
このスロット構造では、gNB及びUEが送信モードから受信モードへ切り換える過程又は受信モードから送信モードへ切り換える過程のためのタイムギャップ(time gap)が必要である。このような送信モードと受信モードとの切換過程のために、スロット構造においてDLからULへ切り換えられる時点の一部のOFDMシンボルがガード区間(Guard Period,GP)として設定される。
既存のLTE/LTE−Aシステムにおいて、DL制御チャネルは、データチャネルとTDMされ、制御チャネルであるPDCCHは、システムの全帯域に跨がって(広がって)(across)送信される。しかしながら、新たなRATでは、一つのシステムの帯域幅が少なくとも略100MHzに達することが予想されるため、制御チャネルを全帯域に跨がって(広げて)送信するには無理がある。UEがデータの送信/受信のために、下りリンク制御チャネルを受信するために全帯域をモニタリングすることは、UEのバッテリ消耗の増大及び効率性の阻害の可能性がある。よって、本発明では、DL制御チャネルが、システム帯域、即ち、チャネル帯域内の一部の周波数帯域でローカライズ(localize)されて送信されてもよく、分散(distribute)されて送信されてもよい。
NRシステムにおける基本送信単位(basic transmission unit)は、スロットである。スロット区間(duration)は、ノーマル(normal)サイクリックプリフィックス(Cyclic Prefix,CP)を有する14個のシンボル、又は拡張(延長)CPを有する12個のシンボルからなる。また、スロットは、使われた副搬送波間隔(Subcarrier Spacing)の関数として時間でスケーリングされる。即ち、副搬送波間隔が大きくなると、スロットの長さは短くなる。例えば、スロット当たりのシンボルの数が14である場合、10msのフレーム内のスロットの数は、15kHzの副搬送波間隔に対して10個であれば、30kHzの副搬送波間隔に対しては20個、60kHzの副搬送波間隔に対しては40個になる。副搬送波間隔が大きくなると、OFDMシンボルの長さも短くなる。スロット内のOFDMシンボルの数は、ノーマルCPと拡張CPとで異なり、副搬送波間隔によっては異ならない。LTE用の基本時間ユニットであるTsは、LTEの基本副搬送波間隔の15kHzと最大FFTサイズの2048とを考慮して、Ts=1/(15000*2048)秒と定義され、これは、15kHzの副搬送波間隔に対するサンプリング時間でもある。NRシステムでは、15kHzの副搬送波間隔の他に様々な副搬送波間隔が用いられ、副搬送波間隔と当該時間の長さとは反比例するため、15kHzよりも大きい副搬送波間隔に対応する実際のサンプリング時間は、Ts=1/(15000*2048)秒よりも短い。例えば、副搬送波間隔が30kHz、60kHz、120kHzである実際のサンプリング時間は、それぞれ、1/(2*15000*2048)秒、1/(4*15000*2048)秒、1/(8*15000*2048)秒になる。
<アナログビームフォーミング(analog beamforming)>
近来、論議されている5世代移動通信システムは、広い周波数帯域を用いて、複数のユーザへの高い送信レート(率)(transmission rate)を保持しながらデータを送信するために、高い超高周波帯域、即ち、6GHz以上のミリ波(ミリメートル)周波数帯域を用いる方式を考慮している。3GPPでは、これをNRと称しているが、本発明では、NRシステムと称する。しかしながら、ミリ波周波数帯域は、高過ぎる周波数帯域を用いることによって、距離による信号の減衰(減殺)(attenuation)が激しく示される周波数特性を有する。よって、少なくとも6GHz以上の帯域を用いるNRシステムでは、激しい伝播減衰特性を補償するために、信号送信を全方向ではなく特定方向へとエネルギを集めて送信することで、激しい伝播減衰によるカバレッジ減少の問題を解決する狭ビーム(narrow beam)送信法が用いられる。しかしながら、1つの狭ビームのみを用いてサービスを提供する場合、1つの基地局がサービスできる範囲が狭くなるので、基地局は、複数の狭ビームを集めて広帯域でサービスを提供することになる。
ミリ波周波数帯域、即ち、ミリ波長(Millimeter Wave,mmW)帯域では、波長が短くなり、同一面積に複数のアンテナ要素(element)を取り付けることができる。例えば、1cm程度の波長の30GHz帯域では、5×(by)5cmのパネル(panel)に0.5ラムダ(lambda)(波長)間隔で、2次元(dimension)配列の形態として全100個のアンテナ要素を取り付けることができる。したがって、mmWでは、複数のアンテナ要素を用いて、ビームフォーミングの利得を高めて、カバレッジを増加させたり、処理量(throughput)を高めることが考えられる。
ミリ波周波数帯域で狭ビームを形成するための方法として、基地局やUEにおいて数多くのアンテナに適宜な(appropriate)位相差を用いて同信号を送信することで、特定方向のみにおいてエネルギを高くするビームフォーミング方式が主に考慮されている。このようなビームフォーミング方式には、デジタルベースバンド(基底帯域)(baseband)信号に位相差を形成するデジタルビームフォーミング、変調されたアナログ信号に時間の遅れ(即ち、巡回シフト)を用いて位相差を形成するアナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングとを両方用いるハイブリッドビームフォーミングなどがある。各アンテナ要素で送信電力(パワー)(transmission power)及び位相調節ができるようにトランシーバユニット(TRansceiver Unit,TXRU)を有すれば、各周波数リソースに対して独立したビームフォーミングが可能となる。しかしながら、100個余りのアンテナ要素の全てにTXRUを設けるには、コスト面において実効性が落ちる問題がある。即ち、ミリ波周波数帯域は、激しい伝播減衰の特性を補償するために、数多くのアンテナを使用しなければならず、デジタルビームフォーミングは、アンテナの数分だけRFコンポーネント(例えば、デジタルアナログコンバータ(DAC)、ミキサ(mixer)、電力増幅器(power amplifier)、線形増幅器(linear amplifier)など)が必要となるため、ミリ波周波数帯域においてデジタルビームフォーミングを具現するためには、通信機器の値段が増加してしまう問題点がある。したがって、ミリ波周波数帯域のように、多くのアンテナが必要な場合は、アナログビームフォーミング又はハイブリッドビームフォーミング方式が考慮される。アナログビームフォーミング方式は、1つのTXRUに複数のアンテナ要素をマッピングし、アナログ位相シフタ(analog phase shifter)でビーム(beam)の方向を調節する。かかるアナログビームフォーミング方式は、全帯域において1つのビーム方向しかを形成することができないため、周波数選択的なビームフォーミング(Beamforming,BF)はできないというデメリットがある。ハイブリッドBFは、デジタルBFとアナログBFとの中間形態であって、Q個のアンテナ要素よりも少ないB個のTXRUを有する方式である。ハイブリッドBFの場合、B個のTXRUとQ個のアンテナ要素との接続(連結)方式(connections)によって差異はあるが、同時に送信可能なビームの方向は、B個以下に制限される。
図5は、TXRUとアンテナ要素との接続方式の一例を示す図である。
図5(a)は、TXRUがサブアレイ(sub-array)に接続された方式を示している。この場合、アンテナ要素は、1つのTXRUにのみ接続される。これとは異なり、図5(b)は、TXRUが全てのアンテナ要素に接続された方式を示している。この場合、アンテナ要素は、全てのTXRUに接続される。図5において、Wは、アナログ位相シフタにより乗じられる位相ベクトルを示す。即ち、Wによって、アナログビームフォーミングの方向が決定される。ここで、CSI−RSアンテナポートとTXRUとのマッピングは、一対一又は一対多である。
上述したように、デジタルビームフォーミングでは、送信する又は受信したデジタルベースバンド信号に対して信号処理を行うため、複数(多重)の(multiple)ビームを用いて同時に多方向で信号を送信又は受信することができるが、一方、アナログビームフォーミングでは、送信する又は受信したアナログ信号を変調した状態でビームフォーミングを行うため、1つのビームがカバーできる範囲を超える多方向で信号を同時に送信又は受信することができない。通常、基地局は、広帯域送信又はマルチ(多重)アンテナ(multiple antenna)特性を用いて、同時に複数のユーザと通信を行うが、基地局がアナログ又はハイブリッドビームフォーミングを用いて、1つのビーム方向にアナログビームを形成する場合には、アナログビームフォーミングの特性から、同じアナログビームの方向内に含まれるユーザとしか通信できない。後述する本発明に係るRACHリソース割り当て及び基地局のリソース活用方式は、アナログビームフォーミング又はハイブリッドビームフォーミングの特性から生じる制約事項を反映した上で提案される。
<ハイブリッドアナログビームフォーミング(hybrid analog beamforming)>
図6は、送受信器ユニット(transceiver unit,TXRU)及び物理アンテナの観点からハイブリッドビームフォーミングの構造を簡単に示す図である。
複数のアンテナが用いられる場合、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングとを組み合わせたハイブリッドビームフォーミング法が台頭している。このとき、アナログビームフォーミング(又は、RFビームフォーミング)は、トランシーバ(RFユニット)がプリコーディング(又は、コンバイニング)を行う動作を意味する。ハイブリッドビームフォーミングにおいて、ベースバンド(baseband)ユニット及びトランシーバ(RFユニット)は、それぞれプリコーディング(又は、コンバイニング)を行い、これによって、RFチェーン(chain)の数並びにD/A(若しくはA/D)コンバータの数を減らしながらも、デジタルビームフォーミングに近づく性能が出せるというメリットがある。便宜のために、ハイブリッドビームフォーミングの構造は、N個のTXRUとM個の物理アンテナとで表現できる。送信端から送信するL個のデータレイヤに対するデジタルビームフォーミングは、N×L行列で表され、その後、変換されたN個のデジタル信号は、TXRUを経てアナログ信号に変換された後、M×N行列で表されるアナログビームフォーミングが適用される。図6において、デジタルビームの数はLであり、アナログビームの数はNである。さらに、NRシステムでは、アナログビームフォーミングをシンボル単位で変更できるように基地局を設計し、特定の地域に位置するUEにより効率的なビームフォーミングをサポートする方向が考慮されている。ひいては、N個のTXRUとM個のRFアンテナとを1つのアンテナパネル(panel)として定義するとき、NRシステムでは、互いに独立したハイブリッドビームフォーミングが適用可能な複数のアンテナパネルを導入する方式まで考慮されている。このように、基地局が複数のアナログビームを活用する場合、各々のUEにおいて信号受信に有利なアナログビームが異なることがあるため、少なくとも、同期信号、システム情報、ページングなどについては、特定のスロット又はサブフレーム(SubFrame,SF)において、基地局が適用する複数のアナログビームを各シンボルで変更して、全てのUEに受信機会を与えるようにするビームスイーピング動作が考慮されている。
図7は、下りリンク送信過程において同期信号及びシステム情報に対するビームスイーピング(Beam sweeping)動作を示す図である。図7において、New RATシステムのシステム情報がブロードキャスト(Broadcasting)される物理リソース又は物理チャネルをxPBCH(Physical Broadcast CHannel)と呼ぶ。このとき、1つのシンボルにおいて、互いに異なるアンテナパネルに属するアナログビーム(Analog beam)が同時に送信されることができ、各々のアナログビーム(Analog beam)のチャネルを測定するために、図7のように、特定のアンテナパネルに対応する単一アナログビーム(Analog beam)のために送信される参照信号(Reference Signal;RS)であるBeam RS(BRS)を導入する方式が論議されている。このBRSは、複数のアンテナポートに対して定義されることができ、BRSの各アンテナポートは、単一アナログビーム(Analog beam)に対応することができる。このとき、BRSとは異なり、同期信号(Synchronization signal)又はxPBCHは、任意のUEが良好に受信できるように、アナログビームグループ(Analog beam group)に含まれた全てのアナログビーム(Analog beam)のために送信されてもよい。
図8は、新たな無線アクセス技術(New Radio access technology,NR)システムのセルを例示する図である。
図8を参照すると、NRシステムでは、従来のLTEなどの無線通信システムに1つの基地局が1つのセルを形成していたのとは異なり、複数のTRPが1つのセルを構成する方式が論議されている。複数のTRPが1つのセルを構成する場合、UEにサービスを提供するTRPが変更されても、シームレスな(絶えない)通信(seamless communication)が可能となり、UEのモビリティを管理することが容易であるというメリットがある。
LTE/LTE−Aシステムにおいて、PSS/SSSは、全方位(omni-direction)に送信されるのに対して、mmWaveを適用するgNBがビーム方向を全方位に回しながらPSS/SSS/PBCHなどの信号をビームフォーミングして送信する方法が考慮されている。このように、ビーム方向を回しながら信号を送信/受信することをビームスイーピング(beam sweeping)又はビームスキャンという。本発明における「ビームスイーピング」は、送信器側の行動であり、「ビームスキャン」は、受信器側の行動である。例えば、gNBが最大N個のビーム方向を持つことができると仮定すると、N個のビーム方向のそれぞれに対してPSS/SSS/PBCHなどの信号を送信する。即ち、gNBは、自体が持つことのできる又はサポートしようとする方向をスイーピングしながら、それぞれの方向に対してPSS/SSS/PBCHなどの同期信号を送信する。あるいは、gNBがN個のビームを形成できる場合、いくつかのビームを束ねて1つのビームグループとして構成することができ、各ビームグループでPSS/SSS/PBCHが送信/受信されることができる。このとき、1つのビームグループは、1つ又は複数のビームを含む。同方向に送信されるPSS/SSS/PBCHなどの信号が1つのSSBとして定義されてもよく、1つのセル内に複数のSSBが存在してもよい。複数のSSBが存在する場合、各々のSSBを識別(区分)する(identify)ために、SSBインデックスを使用してもよい。例えば、1つのシステムにおいて10個のビーム方向にPSS/SSS/PBCHが送信される場合、同方向へのPSS/SSS/PBCHが1つのSSBを構成することができ、当該システムでは、10個のSSBが存在すると理解されてもよい。本発明において、ビームインデックスは、SSBインデックスとして解釈されてもよい。
以下、本発明の実施例による同期信号が送信される時間インデックスを指示する方法及び同期信号を介して下りリンクのためのCORESET及び帯域幅を設定する方法について説明する。
1.SS/PBCHブロック
(1)6GHz以上の帯域において実際に送信されるSS/PBCHブロックに関する情報を圧縮した形態で指示
6GHz以上の帯域において、ネットワークは、RMSI(Remaining Minimum System Information)を介してGroup−Bitmap(8ビット)+Bitmap in Group(8ビット)である、全16ビットを用いて、実際に送信されるSS/PBCHブロックに関する情報を端末に伝達する。これは、シグナリングオーバーヘッドと柔軟性(flexibility)との均衡を考慮した設計である。全16ビットよりも少ないビット数を用いて、実際に送信されるSS/PBCHブロックを送信する代案が他にあるものの、他の代案は、実際に送信されるSS/PBCHブロックに関する情報の表現(表示)(representing)において柔軟性に欠ける。即ち、ネットワークは、UEの状態及び配置(deployment)のシナリオに従って、実際に送信されるSS/PBCHブロック情報を送信するためのリソースをできる限り柔軟に割り当てる必要があるが、グループ内のビットマップを有するグループビットマップ方式は、他の代案より低いビットサイズを用いて柔軟性を提供することができるため、実際に送信されるSS/PBCHブロックに関する情報を送信する方法として最も適する。
一方、ここで、RMSIは、UEがPBCHに含まれたMIBをデコードし、これに基づいて取得されるシステム情報であって、SIB1(System Information Block 1)とも呼ばれる。
(2)SS/PBCHブロック設計
SSエントリ数が少なくなるというメリットを有するように、20個のRBの帯域幅でSS/PBCHブロックを設計することができる。また、データとDMRSとに対して同様に周波数−時間の順にマッピングするマッピング規則を適用してもよい。図9は、SS/PBCHブロックの設計を示す。
図9を参照すると、3番目のOFDMシンボルにおいてSSSがマッピングされなかったその他のPRBは、PBCH送信に用いられるため、SSS送信のためのパワー(電力)ブースティング(power boosting)が適用されない。よって、SSS REとPBCH DM−RS REとの間のEPREオフセットは、0dBと決定される。よって、Cell−IDを一度で検出することを保証(保障)(guarantee)できない可能性がある。Cell−IDの検出性能が保証できれば、SSS REとPBCH DM−RS REとの間に0dB EPREオフセットを適用することができる。
一方、図9によるPBCHにおいて、PBCH送信のためのREの数は、PRB帯域幅が24個であるSS/PBCHブロックの設計と同様に576個である。PBCHのDMRS密度及びDMRSマッピングがそもそもSS/PBCH設計と同様であるという仮定の下、図9によるPBCHのデコーディング性能は、PRB帯域幅が24個であるSS/PBCHブロック設計と同様であることが予想されたが、3番目のOFDMシンボルにおいてPBCH DMRSを用いる場合、チャネル推定性能が維持できないため、図9によるSS/PBCHブロック設計は、24個のPRB帯域幅であるSS/PBCHブロックと同様なデコーディング性能を期待することは難しい。よって、PBCHデコーディング性能の向上のために、以下のようなPBCH DMRSマッピング方法を考慮する。
− DMRS密度:シンボルごとにRB当たり4つのRE
− DMRSマッピング
− SS/PBCHブロックの2番目及び4番目のシンボルに対する等密度(Equal density)マッピング
− SS/PBCHブロックの3番目のシンボルに対するDMRSマッピングが無い
上述した代案は、図9によるSS/PBCHブロックよりも良好なチャネル推定性能及びPBCHデコーディング性能を提供することができる。
(3)評価結果
図10乃至図13を参照して、上述した代案のPBCHデコーディング性能を比較する。上述したPBCHデコーディング性能の評価において、SSバーストセットのデフォルトの周期性(即ち、20ms)が用いられ、エンコードされたビットが80ms内で送信されると仮定する。また、シミュレーションに関する詳細な仮定は、以下の[表1]の通りである。
SS/PBCHブロック設計の細部事項は、以下の通りである。
1)代案1(図10(a)):NR−PBCH送信のために24個のRBを用いる2個のOFDMシンボルが用いられる。即ち、24個のRBを用いるSS/PBCHブロックの2番目及び4番目のOFDMシンボルでNR−PBCHを送信(全48個のRB)
− DMRS密度:シンボルごとにRB当たり3つのRE
− DMRSマッピング:SS/PBCHブロックの2番目及び4番目のOFDMシンボルに対する等密度マッピング
− DMRSのRE数:144
2)代案2(図10(b)):20個のRBを有する2個のシンボルである、SS/PBCHブロックの2番目及び4番目のOFDMシンボルと、8個のRBを有する1個のOFDMシンボルである、SS/PBCHブロックの3番目のOFDMシンボルと、によってNR−PBCHを送信(全48個のRB)
− DMRS密度:シンボルごとにRB当たり3つのRE
− DMRSマッピング:SS/PBCHブロックの2、3、4個のOFDMシンボルに対する等密度(equal density)マッピング
− DMRSのRE数:144
3)代案3(図10(c)):20個のRBを有する2個のシンボルである、SS/PBCHブロックの2番目及び4番目のOFDMシンボルと、8個のRBを有する1個のOFDMシンボルである、SS/PBCHブロックの3番目のOFDMシンボルと、によってNR−PBCHを送信(全48個のRB)
− DMRS密度:シンボルごとにRB当たり4つのRE
− DMRSマッピング:SS/PBCHブロックの2番目及び4番目のOFDMシンボルに対する等密度(equal density)マッピング(SS/PBCHブロックの3番目のシンボルに対するDMRSマッピングが無い)
− DMRSに対するREの数:160
図11乃至図12を参照すると、代案2は、代案1又は代案3より悪い性能を提供することが分かる。このようなデコーディング性能の損失は、3番目のシンボルのDMRSのチャネル推定性能の低下によるものである。一方、提案された3つの方法のうち、代案3が最良のDMRSデコーディング性能を示す。この性能向上は、代案3のDMRS配置によって、代案1及び代案2のDMRS配置よりも正確なチャネル情報が得られるからである。
(4)チャネルラスタ(Channel raster)及び同期ラスタ(Sync Raster)
NRでは、最大2.65GHz周波数の範囲で100kHzチャネルラスタが用いられる。また、同期ラスタは、N*900kHz+M*5kHzの式より決定される。換言すれば、同期ラスタは、{895, 900, 905, 1795, 1800, 1805, 2695, 2700, 2705, ..., 2649.605}kHzで決定される。即ち、900kHzごとに3個の同期ラスタの候補がある。この場合、UEは、SS/PBCHブロックの正確な周波数位置を取得する必要がある。何故なら、UEが正確なSS/PBCHブロックの周波数位置をを取得できない場合、最大10kHzオフセットだけの時間移動(drifting)が生じ、これは、UEがDRXモードにおけるSleep−wake upプロセス過程において問題を起こす可能性があるからである。
SS/PBCHブロックの正確な周波数位置を取得するための1つの方式は、UEが複数の仮定(hypothesis)に従って、SSS信号検出及びPBCHデコーディングを行うことである。しかしながら、900kHzごとに位置する3個の候補同期ラスタ位置間において大きな検出性能の差がない場合、UEがSSSを検出してPBCHをデコードする動作によってSS/PBCHブロックの正確な位置情報を取得することは容易でない。例えば、チャネルラスタによる最大10kHzオフセットは、10kHz周波数オフセットの効果と類似するため、たとえUEの検出性能は低下するものの、UEは、セルID検出、SS/PBCHブロックの時間インデックスの検出及びPBCHデコーディングが行えないわけではない。よって、UEが検出したセルID検出、SS/PBCHブロック時間インデックス検出及びPBCHデコーディングなどの結果がある候補同期ラスタの位置情報であるかを分かることは容易ではない(In particular, it is not easy to know position information of a synchronization raster candidate to which the cell ID and the SS/PBCH block time index detected by the UE and a result of the PBCH decoding belong thereto)。
UEが同期ラスタの5kHzオフセットを知る必要がある場合、ネットワークがUEにM値(+1、0、−1)を指示することができる。特に、M値の指示は、LTE Re−farming帯域において必須である。M値は、初期アクセス(initial access)の初期段階(early stage)でUEに知られる方が好ましいため、MIB又はRMSIを用いてM値を指示することができる。例えば、M値をMIBによって指示する場合、M値のために2ビットを用いることができ、また、2ビットで表現される4つの状態は、−1、0、+1及びNULLを示すことができる。(2.4GHz以上の周波数範囲では、NULLが用いられる)。
一方、M値は、以下の[表2]のように構成される。
(5)FR1における同期ラスタ定義のためのM値の指示
上述のように、基地局は、FR1に対する同期ラスタの定義(即ち、0、±1)のためのM値をUEに指示する。但し、隣接する同期ラスタ間の最小(最初)距離(minimum distance)が初期周波数オフセットの許容値以上と十分である場合、M値の指示は、これ以上必要ではない。即ち、+/−100kHzのシフト値を有する場合、UEは、全ての同期ラスタで同期信号を検出する動作を行うため、M値の指示は、これ以上必要でない。
しかしながら、上述したシフト値(即ち、+/−5kHz)を維持するか、シフト値を+/−10kHzに変更する場合、RMSI内にM値の指示子を含む必要がある。NR UEは、LTE re−farming帯域である2.4GHz周波数帯域までの帯域上において、シフト値と搬送波周波数オフセットとを同時に検出できる能力を有しているため、PBCHデコーディング性能及びPDSCHデコーディング性能を保証することができる。図13は、シフト値が5kHz又は10kHzと仮定されるときのPBCHデコーディング性能を示す。
図13に示したように、同期ラスタシフト値5kHz及び10kHzは、シフト値0kHzとほぼ同一のPBCHデコーディング性能を提供する。CFOとシフト値との和は、UEのCFO推定範囲内であるため、CFO及びシフト値は、UEによって検出できる。また、シフト値に関係なく、同一のPDSCHデコーディング性能を保証することができる。この理由によって、5kHz及び10kHzのいずれも性能側面においてシフト値として適宜である。
また、UEが3個の異なるシフト値を有する同期ラスタのクラスタのうち、1個の同期ラスタにおいて同期信号を検出する場合、UEは、同期信号の検出に対する仮定数を減少させることができる。
(6)周波数領域における複数のSS/PBCHブロック
UEは、RMSIの存在しないSS/PBCHブロックを受信して、検出することができる。また、RMSIの存在しないシグナリングは、MIBを用いて伝達することができる。UEが、初期アクセス過程において、RMSIが存在しないというシグナリングを検出した場合、UEは、RMSIの存在するSS/PBCHブロックを探すために、同期ラスタを確認する。次のSS/PBCHブロックにも対応するRMSIが存在しない場合、UEは、次の同期ラスタを続けてチェックする。
よって、効率的な同期プロセスのために、初期にRMSIが存在しないというシグナリングを受信したとき、RMSIの存在するSS/PBCHブロックの周波数位置を指示する方が好ましい。一方、RMSIの存在しないSS/PBCHブロックのMIBは、RMSI CORESETを構成するための8ビットを含む必要がないため、これをRMSIの存在するSS/PBCHブロックの周波数位置を指示するために用いることができる。例えば、8ビットは、SS/PBCHブロックが位置する同期ラスタの周波数位置を示すことができる。
2.OFDM波形生成
(1)波形
NRシステムにおいて、UEのために設定されたアクティブ(活性)(Active)BWP(BandWidth Part)の帯域幅及び搬送周波数は、gNBの帯域幅及び搬送周波数とは異なり得る。この場合、搬送周波数の周期がOFDMシンボル境界と揃わない(整列しない)(not aligned with)ため、各シンボルは、互いに異なる位相に回転(rotation)するので、これにより、シンボルの復元(recovery)は、困難になる。
各シンボルの位相回転は、
及び
であり、
このとき、
である。
よって、上述した問題点を解決するために、位相が補償される必要があり、このためのOFDMシンボル生成方法として、以下の[表3]に示した3つのオプションが考えられる。
上述した3つのオプションは、ほぼ同様な方法である。上述した問題点の主な解決方法は、位相不連続からの位相補償がどうようにして分離できるかである(to separate phase compensation from phase discontinuity)。
上述したオプション1及びオプション2のように、位相補償は、送信側及び受信側のうちの一方にのみ行われるか、オプション3のように、両方について行われることができ、この場合、反対側の搬送波周波数情報が使用可能である。3つのオプションのうち効率的なオプションを選択するためには、オプション1及び2を選択する方が好ましい。何故なら、他方の搬送波周波数情報が知られた場合、一方で位相を補償することができるからである。
換言すれば、位相は、UEによって用いられる搬送周波数の事前仮定(pre-assumption)を有するgNBによって予め補償され、UEは、位相補償のために更なる動作を行う必要がない。
(2)OFDM波形生成
NRシステムでは、送信器と受信器との搬送波周波数が同一ではないことがあるため、全てのシンボルにおいて信号の位相が急に変化する可能性がある。これによるOFDM波形の問題を解決するために、非量子化された(un-quantized)搬送波周波数の位相は、OFDMシンボル境界で決定された値で再設定されてもよい。また、PRACHを除く全てのチャネル/信号に対するアップ変換(Up-Conversion)公式は、以下の[数式1]より算出できる。
一方、上述した波形生成に関連して、同期ラスタクラスタ内の+/−5kHzシフト値の補償問題とUE具現の複雑性の問題とがあるが、以下、これについて詳細に説明する。
(3)同期ラスタクラスタ内において+/−5kHzシフト値の補償
上述したオプション3bの場合、同期ラスタクラスタ内の+/−5kHzシフト値がAFCによって自然に補償されることがあるため、オプション3aでは、オプション3bよりも多いPBCH/RMSI検出器が必要であると考えられる。しかしながら、オプション3aの場合、RMSIで指示可能な+/−5kHzシフト値がPBCH/RMSI検知性能を低下させないと思われるほど小さい性能の差にもかかわらず、OFDMシンボル内で位相差が測定されることがあり、よって、オプション3aは、複数のPBCH/RMSI検出器を必要としない。
また、LTE re−farming帯域において、30kHzの副搬送波間隔をサポートするために、+/−10kHzシフト値に変更する必要がある。しかしながら、図13の評価結果より、+/−10kHzシフト値を仮定するときには、PBCH検出性能の低下が僅かであることが分かるため、オプション3bがシフト値の補償の側面から明確なメリットがないことが分かる。
但し、上述よりも大きいシフト値である(+/−100kHz)をシフト値の候補として考える場合、オプション3a及びオプション3bを具現するために、複数のPBCH/RMSI検出器又はイントラシンボル周波数オフセット推定器が必要である。
(4)UE具現の複雑性(The UE implementation complexity)
量子化(quantized)されなかった搬送波周波数に対する位相再設定又は位相補償の複雑性が、量子化された搬送波周波数のうちの1つより大きい場合がある。この場合、量子化された搬送波周波数のうちの1つは、オプション3bによる同期ラスタで決定された絶対DCポイント(absolute DC point)周辺の同期ラスタが共通参照ポイントとして用いられてもよい。しかしながら、UE具現方法に応じて、上述したオプションによる算出値は、不正確である可能性がある。よって、UE具現の複雑性を比較するために、UE具現のための3つの方法の分析を提供する。
− 方法1)位相再設定(位相前置補償器(pre-compensator))
− 方法2)自励(自由動作)発振器(free-running oscillator)及びデジタル周波数変換器
− 方法3)FFTリソースマッピング
上述したUEの具現方法に関する説明に先立って、アップ変換(up-conversion)のための搬送波周波数は、以下の[数式2]で示される。
ここで、
は、アップ変換のための搬送波周波数であり、
は、副搬送波間隔であり、
であり、
であり、
である。
参考までに、NRシステムで定義されたニューマロロジとして、CPを含む1個のOFDMシンボル間隔が整数サイクル数を満たす最小周波数を探す必要がある。定義によれば、{144, 160, 2048}のGCDは16であり、16サンプルのサイクルを有する周波数は、
である。よって、
は、アップ変換の間に互いに異なるOFDMシンボルにわたって位相変化を引き起こさない基本周波数を意味する。
1)方法1:位相再設定(位相前置補償器)
位相ランピング(ramping)の量は、自励発振器でアップ変換する前に前置補償されることができ、これは、以下の[数式3]及び図14の通りである。一方、[数式3]は、[数式1]に基づく。
一方、[数式2]及び[数式3]に従えば、
、
及び
であるため、位相前置補償器は、アップ変換周波数のための128*3=384個のパターンを必要とする。
2)方法2:自励発振器(free-running oscillator)及びデジタル周波数変換器
[数式1]は、
を用いて、以下の[数式4]のように表現できる。このとき、
は、自励発振器からの位相不連続性を避けるために、アップ変換のための搬送波周波数を意味する。さらに、アナログ発振器のアップ変換を追加して、デジタル発振器が残差周波数シフト
として用いられる。このとき、
は、全てのOFDMシンボル境界で位相再設定のための関数(function)として容易に提供される。
3)方法3:FFTリソースマッピング
上述した方法2において、デジタル発振器の変換周波数は、図15のように、
と
とに区分できる。このとき、
は、複数の副搬送波間隔を意味し、IFFTのコンポーネント周波数と対応する。よって、
に対応する周波数変換の関数は、IFFTにおけるリソース再マッピングによって具現できる。よって、
に対応する残差周波数(the residual frequency)は、位相不連続性によるコンポーネントであり、この残差周波数は、以下の[数式5]及び図16によって補償できる。
上述した方法に加えて、位相補正のための様々な実施例がある。特に、オプション3bのために、
のための自励発振器を用いた類似する方法が用いられる。
上述に従うとき、方法1が具現に用いられる場合、量子化されなかった搬送波周波数に対する位相補償は、量子化された位相補償方法よりも大きいメモリ記憶装置を必要とする。しかしながら、方法3によるときには、
に対応するパターンは、位相再設定のための加重値として必要であり、
が0である場合、位相再設定のための更なる掛け算は不要である。よって、具現方法に応じて、複雑性の側面からの方法には大きな差がない。よって、オプション3bが、シフト値の補償及びUE具現の複雑性の観点から目立つメリットを有するという明確な証拠はない。
3.タイミング情報指示(Timing Information Indication)
(1)ハーフフレーム(Half Frame)指示
1ビットのハーフフレーム指示子は、PBCHペイロードに含まれ、測定のためのCSI−RSの周期が20ms以上の場合、UEは、ネットワークがCSI−RS測定のための「同期式(synchronous)」であると仮定する。また、3GHz以下の帯域では、最大のビーム数が4個であるため、ハーフフレーム指示子がPBCH DMRSによって暗示的(implicitly)にシグナリングされる。
さらに、PBCHをデコーディングせずに、3〜6GHz帯域におけるフレームの境界を確認する方法が必要である。3〜6GHz帯域におけるイントラ周波数測定のために、隣接セル(neighbor cell)のフレーム境界指示のために、以下のような状況が考えられる。
1)ネットワークが20ms以上の周期を有するCSI−RSを設定(configuration)する場合、サービングセルは、同期指示子を「同期式」に設定し、UEは、ネットワークが同期式であると仮定できる。
2)ネットワークが10msの周期性を有するCSI−RSを設定(configuration)する場合、サービングセルは、UEに「CSI−RS−Config−Mobility」の情報を提供し、UEは、1つの候補CSI−RSスクランブルシーケンスの開始位置が奇数番目の5msであるか偶数番目の5msであるかを、PBCH DMRSシーケンスによるSS/PBCHブロックインデックスを取得した後、コリレーションを行うことで取得できる。
3)ネットワークが5msの周期性を有するCSI−RSを設定(configuration)する場合、サービングセルは、UEに「CSI−RS−Config−Mobility」の情報を提供し、UEは、2つの候補CSI−RSスクランブルシーケンスの開始位置が奇数番目の5msであるか偶数番目の5msであるかを、PBCH DMRSシーケンスによるSS/PBCHブロックインデックスを取得した後、コリレーションを行うことで取得できる。
4)CSI−RSのスクランブルシーケンスの周期は、5msと定義される。
5)ネットワークがCSI−RSを設定しない場合、UEは、PBCH DMRSシーケンスを介してSSBインデックスを取得しても、偶数番目の5msと奇数番目の5msとを区分することができない。
4)及び5)で生じ得る問題点を解決するために、ネットワークは、常に「10msの周期を有するCSI−RS」又は「10msのスクランブルシーケンス周期を有する5msのCSI−RS周期」を設定(configuration)しなければならない。サービングセルは、ネットワークが非同期式である場合、「CSI−RS−Config−Mobility」の情報をUEに提供する。
ネットワークが同期式である場合、サービングセルは、同期指示子を「同期式」に設定する。換言すれば、CSI−RSが設定されていないか、CSI−RS周期が5ms以下で、CSI−RSのスクランブルシーケンス周期が5ms以下であるか、又はCSI−RS周期が20ms、40ms、80ms、160ms、320msである場合、ネットワークが同期式で動作し、サービングセルは、同期指示子を「同期式」に設定する。
(2)同期情報(Synchronization information)
隣接セルに対するSS/PBCH時間インデックスを取得する方法について説明する。DMRSシーケンスがPBCHコンテンツのデコーディングよりも優れた性能を提供するため、各5ms周期内においてDMRSシーケンスを変更して、3ビットのSS/PBCHブロックインデックスを伝達する。即ち、6GHz以下の周波数帯域では、隣接セルに対するSS/PBCH時間インデックスをNR−PBCH DMRSから得ることができる。一方、6GHz以上の周波数帯域では、64個のSS/PBCHブロックインデックスがPBCH−DMRSとPBCHコンテンツとに分離されて表現されるため、隣接セルのSS/PBCHブロックインデックスを取得するために、UEは、隣接セルのPBCHをデコードする。しかしながら、上述した方法は、隣接セルNR−PBCHのデコーディングによる更なる複雑性をもたらす。また、PBCHのデコーディング性能がPBCH−DMRSを用いたデコーディング性能より悪いため、UEがSS/PBCHブロックインデックスを得るために、隣接セルのPBCHを直接デコードする理由がない。
よって、隣接セルのPBCHをデコードする代わりに、サービングセルが隣接セルに対するSS/PBCHブロックインデックスに関する設定を提供する方法が考えられる。例えば、サービングセルは、ターゲット隣接セルに対するSS/PBCHブロックインデックスのMSB(Most Significant Bits)(3bits)の設定を提供することができる。その後、UEは、隣接セルのPBCH−DMRSを介して、隣接セルのSS/PBCHブロックインデックスのLSB(Least Significant Bits)3ビットを検出することができる。その後、隣接セルのSS/PBCHブロックインデックスを取得するために、サービングセルのPBCHデコーディングによって取得したMSB 3ビットと隣接セルのPBCH−DMRSによって取得したLSB 3ビットとを組み合わせて、ターゲット隣接セルに対するSS/PBCHブロックインデックスを取得することができる。
4.NR−PBCHコンテンツ
(1)ペイロードサイズ及びコンテンツ
PBCHのペイロードサイズは、6GHz以下及び6GHz以上のいずれも同様に54ビットであり、PBCHコンテンツは、以下の[表4]の通りである。
(2)最小帯域幅10MHzを有するRMSI CORESET設定(Configuration)
SS/PBCHブロックの副搬送波間隔が30kHzである場合、最小チャネル帯域幅(MinCBW)が40MHzである帯域に基づくRMSI CORESET設定を有することができる。さらに、15kHzのSS/PBCHブロック副搬送波間隔を有する10MHz MinCBWに対する新たなRMSI CORESET設定が必要であるかについて考える必要がある。Band 41は、SS/PBCHブロックに対する15kHzの副搬送波間隔が用いられる10MHz MinCBWに対して定義される。よって、Band 41をサポートするRSMI CORESET設定を提供する必要がある。
また、広いMinCBW(即ち、10MHz、40MHz)に対するSSエントリの数を減らすために、全ての候補SSエントリに対してダウン選択を採択することに決定した。即ち、Band 41において15kHzの副搬送波間隔を有する場合、ダウン選択値が「3」であるため、同期ラスタ値が大きくなる(即ち、4.32MHz)。このように、15kHzの副搬送波間隔に対して大きな値の同期ラスタをサポートするためには、NRは、10MHz MinCBWを有する(のある)(including)SS/PBCHブロックの15kHz副搬送波間隔に対するRMSI CORESETを設定する必要がある。また、CORESET設定を定めるとき、ネットワーク帯域幅の状態に応じてネットワークの動作(作動)の柔軟性(operation flexibility)を考慮する。この理由によって、15kHz副搬送波間隔及び10MHz MinCBW用RMSI CORESET設定(Configuration)は、10MHz BW〜20MHz BWをサポートするように設計される必要がある。
一方、MIB設定(Configuration)のための4ビットは、SS/PBCHブロックからRMSI CORESETまでのRBオフセットに対する全ての候補値を示すのに十分ではない。この問題点を解決するために、RMSI CORESET帯域幅によって2つの設定テーブルを定義し、それらのうちの1つのテーブルを選択する方法を考慮してもよい。しかしながら、この方法は、チャネル帯域幅の使用制限やRMSI CORESET BWの制限が発生する可能性がある。よって、この方法は、ネットワークリソース活用に適さないかもしれない。よって、2つのテーブルを動的に選択するために、MIBで用いられる更なるビットを決定する必要があり、SS/PBCHブロックインデックス指示のための予約されたビットから1ビットを決定することができる。即ち、5bitsを用いて新たなRMSI CORESET設定テーブルを設計することができる。換言すれば、CORESET設定のための1ビットがさらに必要であり、このビットは、SS/PBCHブロックインデックス指示のための予約されたビットのうち1ビットを活用することができる。
(3)PBCHを介してRMSIが存在しないことを素早く識別するための情報
NRシステムでは、SSブロックがネットワーク接続のための情報を提供するだけではなく、動作測定(operating measurement)のために用いられる。特に、広帯域CC動作のためには、測定のために複数のSS/PBCHブロックを送信することができる。しかしながら、RMSIがSS/PBCHブロックが送信される全ての周波数位置から伝達される場合、これは、シグナリングオーバーヘッドを増加させることになり得る。よって、リソース活用の効率性のためには、RMSIが特定の周波数位置を介して伝達されると見なされる。この場合、初期アクセス過程にあるUEは、現在UEが検出した周波数位置においてシステム情報が提供されるか否かを認識することができないため、システム情報取得に曖昧性をもたらす可能性がある。この曖昧性を解決するための解決策として、PBCHに該当するRMSIがないことを素早く識別するために、ビットフィールドを定義する方法を考える必要がある。また、ビットフィールドを導入する必要のない他の解決策も考慮する必要がある。このうちの1つの解決策は、測定目的のSS/PBCHブロックを、周波数ラスタで定義されない周波数位置から送信する方法である。この場合、初期アクセス過程にあるUEは、SS/PBCHブロックを検出できないため、RMSIの存否に対する曖昧性が解決される。
そのための具体的な実施例を説明すると、ANRの可能なEN−DC UEが、システム情報が存在しない周波数位置でシステム情報を取得しようと試みないように、1つのコードポイント(例えば、all−zeros)を「SIB1が存在しない」として定義することができる。このとき、「コードポイント」を定義する主な目的は、追加ビットによるオーバーヘッドを避けることである。
そのための1つの方法として、4ビットのRMSI検索ウィンドウ機会(Search window occasion)設定(configuration)のうちの1つの状態をコードポイントのための候補として用いることができる。他の方法は、cellBarred及びintraFreqReselectionに対して2ビットフィールドを結合して、各目的に対して4つの状態を定義することである。例えば、「00」はcellBarred、「01」はintraFreqReselection、「10」はSIB1無し、「11」はSIB1有りを示すことができる。
「SIB1 not present」がトリガされる場合、MIBの他のビットフィールドを用いてSIB1のある周波数位置を示すことができる。この方法は、UEの検出の複雑性を減少させるというメリットを提供することができる。
具体的には、SSB−subcarrier−offsetの予約された(reserved)値を用いてSS/PBCHブロックに関するRMSIがないことを指示するが、RMSIが指示されないとき、RMSI−PDCCH−configがRMSIを有するSS/PBCHブロックを検索するための次の同期ラスタを指示するのに用いる。即ち、次の同期ラスタの指示のために、SS_PBCH_frequency位置の定義に従うことができる。
一方、SS/PBCHブロックの周波数位置は、NR動作帯域当たり最低の同期ラスタ、同期ラスタの倍数及びラスタオフセットの関数で定義される。
例えば、FR1では、{2400MHz+N*1.44MHz}でSS/PBCHブロックの周波数位置が定められ、FR2では、{[24250.08]MHz+N*[17.28]}MHzで定められ、LTE re−farming帯域では、{N*900kHz+M*5kHz}でSS/PBCHブロックの周波数位置が定められる。
同様な方式によって、NR動作帯域当たりの最低同期ラスタを定義することができる。また、RMSI−PDCCH−configは、NR動作帯域ごとに「N」値を指示するために用いられる。また、次の同期ラスタに対するラスタオフセット「M」の正確な値は、MIBで指示されない。UEが指示されたSS/PBCHブロック周波数位置でRMSIに対するPDSCHをデコードした後、UEは、RMSIから正確な「M」値を得ることができる。
一方、「N」の範囲は、NR動作帯域によって定義される。多くの場合、RMSI−PDCCH−Configの8ビットは、該当RSMIがある次の同期ラスタを示すのに十分であるため、「N」に対して256の範囲内で次の同期ラスタを示すことができる。
しかしながら、[表5]に示されるように、一部のバンドには、「N」に対する256以上の範囲が必要である。
特に、Band n77及びn78には、それぞれ620個の同期ラスタ候補値と342個の同期ラスタ候補値とがある。よって、次の同期ラスタ指示のための追加状態を指示(表示)する(indicating)ための指示方法が必要である。そのために、SSB−subcarrier−offset指示で用いられた後に残った状態を用いることが考えられる。FR1のSSB−subcarrier−offsetに対する「32」個の状態のうち、24個の状態がオフセットの指示に用いられ、8個の状態が残される。よって、残りの状態のうちの一部の状態を用いて「N」の指示範囲を定義することができる。また、UEに現在接続している帯域にRMSIが存在しない可能性がある場合、UEが他の帯域を検索するための指針を提供するために、帯域内にRMSIがないという追加指示を考慮してもよい。
例えば、SSB−subcarrier−offsetに対する状態のうち、RMSI指示及びSS/PBCH検索候補に対して、以下の4つの状態を定義することができる。
− 第1の状態:帯域内にRMSI無し
− 第2の状態:同期ラスタにRMSIが無く、「N」の範囲は0から255まで
− 第3の状態:同期ラスタにRMSIが無く、「N」の範囲は256から511まで
− 第4の状態:同期ラスタにRMSIが無く、「N」の範囲は512から767まで
5.初期アクティブ下りリンクBWP(Initial Active DL BWP)
UEは、セルID検出及びPBCHデコーディングを含む初期同期過程の間、SS/PBCHブロックの帯域幅内において信号の検出を試みる。また、UEは、初期アクティブDL/ULバンド(帯域幅)内において次の初期アクセス過程であるシステム情報を取得するための過程及びRACHプロセスを続けて行う。
初期アクティブDL BWPは、RMSI CORESETの周波数位置及びRMSI CORESETの帯域幅、RMSIのニューマロロジに基づいて定義される。RMSI CORESET設定(Configuration)及びRMSIのニューマロロジは、PBCHペイロードで設定(Configuration)することができる。また、SS/PBCHブロックと初期アクティブDL BWPとの間のオフセットは、PBCHを介して指示される。図17のように、オフセットは、6GHz以下及び6GHz以上の周波数範囲においてSS/PBCHブロックとチャネルRBとの任意のオフセットとして指示されるため、オフセット値は、6GHz以下及び6GHz以上の周波数範囲の全てに対して定義される必要がある。UEは、初期アクティブDL BWP及びCORESETの情報を得た後、初期アクティブBWP及びCORESETの情報に基づいて、システム情報(即ち、RMSI)を取得するための過程を行うことができる。
NRは、QCLed SS/PBCHブロック及びRMSIのFDM送信をサポートする。また、SS/PBCHブロック及び初期アクティブDL BWPを多重化する帯域幅を明確にする必要がある。UEは、RMSIに対応するPDCCH CORESETを、RMSIを運ぶPDSCHのために割り当てられるリソースではSSブロックが送信されないと仮定する(When a resource is allocated to PDSCH on which RMSI corresponding to a PDCCH CORESET is carried, a UE assumes that an SS block is not transmitted in the allocated resource)。即ち、図18のように、3個のOFDMシンボルがRMSI CORESETのために用いられるとき、SS/PBCHブロックとRMSI CORESET/PDSCHとがFDMされる。一方、RMSI CORESETに対して、最大2個のOFDMシンボルが割り当てられる場合、SS/PBCHとRMSI CORESETとは、TDMされ、SS/PBCH(と)RMSI PDSCH(と)は、初期アクティブDL BWP内においてFDMされる。
初期アクセス過程の間に、UEは、測定(measurement)、時間/周波数追跡(tracking)、RACH電力制御などのために、SS/PBCHブロックを周期的に受信する必要がある。しかしながら、SS/PBCHブロックがUE最小BWの外部に位置すると、広帯域動作を行う能力のない一部のUEは、周期的にSS/PBCHブロックを受信するために周波数再設定(retuning)を行わなければならない。このような周波数再設定は、UE動作の観点から、RFの再組み合わせによる初期アクセス過程の待機時間を増加させることがある。よって、NRでは、SS/PBCHブロックとRMSI CORESETとがFDMされても、SS/PBCHブロックとRMSI CORESETとは、UE最小RX帯域幅内に制限されてFDMされることもある。
6.RMSI CORESET設定
(1)RMSI CORESET設定のためのビットサイズ
NR−PBCHペイロードのRMSI設定(Configuration)には、RMSI CORESETに対する帯域幅(PRB単位で表現)、OFDMシンボル、周波数位置及びモニタリングウィンドウが含まれてもよい。このために、PBCHペイロードは、24ビットのCRCを含み、全56ビットを用いる。このとき、CRCの24ビットを除く32ビットのうちの8ビットは、RMSI CORESETの設定(Configuration)のために用いられてもよい。また、周波数オフセット指示のための4ビットが周波数位置を示す部分であると考えられる場合、全12ビットがRMSI CORESET設定のために割り当てられる。一方、6GHz以下の周波数帯域に対しては、RMSI CORESETの設定(Configuration)のために3ビットがさらに用いられる。
(2)要求帯域幅(Required Bandwidth)及びOFDMシンボル
RMSI CORESETにどのくらいの周波数/時間リソース、即ち、どのくらいのPRBの数及びOFDMシンボルの数が必要であるかを決定するために、NRでサポートされるアグリゲーション(集成)レベル(Aggregation level)を考慮する。例えば、NRが4、6及び8の3個のアグリゲーションレベルをサポートする場合、24、32及び48個のRBのように少なくとも3個のPRBサイズが要求される。また、チャネルBW内のPRBの数は、副搬送波間隔によって定義される。例えば、チャネルBWが10MHzであるとき、15kHz副搬送波間隔におけるPRBの数は52であり、30kHz副搬送波間隔におけるPRBの数は24である。この場合、要求されるアグリゲーションレベルを提供するために、1個又は2個のOFDMシンボルが必要となる。よって、PRBの数及びOFDMシンボルの数を示す2つの表(即ち、表6及び表7)を提案する。
ここで、[表6]は、1個のRMSI CORESETのためのPRBの数を示し、[表7]は、1個のRMSI CORESETのためのOFDMシンボルの数を示す。
表6において、PRBの数は、PBCHペイロードによって指示された副搬送波間隔に応じて定義される。また、RMSI CORESET帯域幅の数は、周波数範囲によって異なるため、帯域幅設定のために互いに異なるビットサイズを考慮することができる。例えば、6GHz以下の周波数帯域では、2ビットを用いて、6GHz以上の周波数帯域では、1ビットを用いることができる。また、これに基づいて、RMSI CORESETの帯域幅のためのUE最小BWを決定することができる。例えば、6GHz以下の周波数帯域におけるUE最小BWは、20/40MHzであり、6GHz以上の周波数帯域におけるUE最小BWは、100MHzまで考慮できる。但し、表6における一部の設定は、6GHz以上の周波数帯域から除いてもよい。例えば、100MHz帯域幅は、除いてもよい。
表7では、OFDMシンボルの数を定義する。RMSI CORESETの場合、スロット内においてPDCCHに対して最大3個のOFDMシンボルが用いられる。特に、スロット内において最大2個のRMSI CORESETが構成でき、RMSI CORESETのためのOFDMシンボルが1個割り当てられた場合、スロット内においてPDCCHのために最大2個のOFDMシンボルが用いられる。上述とは異なる場合には、1個のRMSI CORESETがスロット内で用いられてもよい。
(3)周波数位置指示(Frequency Position Indication)
RMSI CORESETの周波数位置は、RMSI CORESETの周波数位置とSS/PBCHブロックの周波数位置との相対的なREオフセットで示すことができる。このREオフセットは、SS/PBCHブロックの副搬送波間隔によって定義される。図19は、RMSI CORESETの周波数位置を示す実施例を示す。
図19を参照すると、RMSI CORESETの最低(最下位)のPRBが、SS/PBCHブロック送信のための2個の連続したSS/PBCHブロックの候補位置の間に存在するとき、ネットワークは、より高い周波数の位置を有する1個の候補SS/PBCHブロック位置を選択することができる。高い周波数の位置を有する候補SS/PBCHブロック位置で、SSBを定義するセル、即ち、RMSIを有するSS/BPCHブロックが送信され、RMSI CORESETは、SS/PBCHブロックの最低のPRBインデックスを基準として指示される。また、RMSI CORESETがSS/PBCHブロック送信のための2個の連続したSS/PBCHブロックの候補位置のうちの高い周波数位置にあるSS/PBCHブロックを基準として指示されると仮定すると、RMSI CORESETとSS/PBCHブロックとの間の周波数位置のオフセットの最大範囲は、同期ラスタによって定義される。
また、上述した例では、2個の連続したSS/PBCHブロックの候補位置を基準とするとき、より高い周波数の位置にあるSS/PBCHブロックを基準として指示されるという意味は、RMSI CORESETの中心から最も近いSS/PBCHブロックを意味する。具体的には、図19を参照すると、オフセット値は、RMSI CORESETの最低のPRBと、SS/PBCHブロックの最低のPRBとの間のオフセット値で定義されるため、図19において、上端のPRBが低いインデックスを有するPRBとなる。即ち、RMSI CORESETにおいて最低のPRBは、図19において最上端に位置するRMSI CORESETのPRBであり、よって、RMSI CORESETの最低のPRBの上下に位置するSS/PBCHブロックは、図19に示すSS/PBCHブロックのうち、最上のSS/PBCHブロック及び中間のSS/PBCHブロックとなる。
即ち、図19において、上端部の周波数値が低い場合、下端部の周波数値が高いものである。よって、オフセット値の基準となり得る候補SS/PBCHブロックは、最上のSS/PBCHブロック及び中間のSS/PBCHブロックであり、このうち、高い周波数位置にある中間SS/PBCHブロックの最低の(図19では最上位)PRBとRMSI CORESETの最低のPRBとの相対的なRB値の差がオフセットとして表現される。
よって、図19によれば、最上のSS/PBCHブロック及び中間のSS/PBCHブロックのうち、中間のSS/PBCHブロックがRMSI CORESETの中心に最も近いため、高い周波数位置に存在するSS/PBCHブロックをオフセット値の基準SS/PBCHブロックとして決定するという意味は、RMSI CORESETの中心から最も近いSS/PBCHブロックになり得ることを意味する。
また、同期ラスタは、最小チャネル帯域幅、SS/PBCHブロック帯域幅及びチャネルラスタによって定義される。例えば、最小チャネル帯域幅が広い場合、同期ラスタは広くなる。よって、より広い同期ラスタは、SSエントリ数を減らすというメリットがある。但し、同期ラスタが広い場合、RMSI CORESETとSS/PBCHブロックとの間の周波数位置を指示するために必要なビットサイズは、増加する。よって、上述した事項を考慮して、同期ラスタの適宜な範囲を決定する必要がある。
以下の[表8]乃至[表13]は、最小チャネル帯域幅及び副搬送波間隔に応じて周波数オフセットの指示に必要なビットサイズの例を示す。
このうち、[表9]によれば、最小チャネル帯域幅が10MHzであるとき、15kHz副搬送波間隔に対して52個のPRBを仮定する。よって、同期ラスタは5775kHzであり、これは、15kHz副搬送波間隔において385個のREsと表現される。この場合、REレベル周波数オフセット指示のために、最大9ビットが必要である。
また、[表11]によれば、最小チャネル帯域幅が40MHzであるとき、30kHz副搬送波間隔に対して106PRBを仮定して、同期ラスタは30975kHzとなり、これは、30kHz副搬送波間隔において1033個のREsと表現される。この場合、REレベル周波数オフセット指示のために最大11ビットが必要である。また、[表12]のように、最小チャネル帯域幅が50MHzである場合、120kHz副搬送波間隔に対して同期ラスタは17340kHzとなり、これは、145個のREsと表現される。よって、REレベル周波数オフセット指示のために最大8ビットが必要である。
しかしながら、必要なビットサイズがPBCH MIBに収容(許容)する(allowed)には大き過ぎる場合、NRは、同期ラスタサイズを減らすか、周波数オフセット指示範囲を制限してもよい。例えば、30kHz副搬送波間隔の場合、周波数オフセット指示のために、最大11ビットが必要であるため、同期ラスタのサイズを減らすことが考えられる。
[表11]に戻り、30kHz副搬送波間隔に対して51個のPRBを仮定すると、同期ラスタは11175kHzとなり、30kHz副搬送波間隔において373個のREsと表現される。この場合、REレベル周波数オフセットの指示には、最大9ビットが必要である。一方、上述した方法によれば、SSエントリの数は、4から9に増加するが、これは、重要な事項ではない。また、120kHz副搬送波間隔の場合、周波数オフセット指示の範囲を制限してもよい。RMSI CORESETとSS/PBCHブロックとの間の周波数位置の指示の最大周波数範囲が128個のREに制限される場合、REレベル周波数オフセット指示に最大7ビットが必要である。
ここで、上述したRMSI CORESET周波数位置を指示する方法に関する実施例による、UE及び基地局における動作を説明する。
図20は、UEの動作を示す。図20を参照すると、UEは、基地局からSS/PBCHブロックを受信し(S2001)、SS/PBCHブロックに含まれるPBCHコンテンツ、即ち、MIBを介して、RMSI CORESETの位置を示すオフセット値を取得する。このとき、オフセット値は、上述したように、RMSI CORESETの最低のPRBインデックスと、最大のPRBインデックスの上下に存在する複数のSS/PBCHブロックのうち、最高の周波数位置を有するSS/PBCHのPRBと、の間のオフセット値である(S2003)。
一方、上述したRMSI CORESETとSS/PBCHブロックとの間のPRBオフセット値は、上述のように、副搬送波間隔、同期ラスタ及び最小チャネル帯域幅に基づいて制限されてもよい。換言すれば、PRBオフセット値を指示するには多過ぎるビット数が必要となるのを防止するために、副搬送波間隔による同期ラスタの範囲を制限し、調整された範囲によってオフセット値を設定することができる。これによって、オフセット値を指示するために要求されるビットの数も変化する。
UEは、オフセット値に基づいてRMSI CORESETの周波数位置を決定し(S2005)、PBCHコンテンツ、即ち、MIBを介して取得したRMSI CORESETのサイズに関する情報に基づいて、決定されたRMSI CORESET内においてRMSIをスケジューリングするPDCCHを受信し(S2007)、PDCCHのスケジューリング情報に基づいてRMSIを取得する(S2009)。このとき、RMSI CORESETのサイズは、オフセット値を示すためのビットによって共に取得されることができる。
図21を参照して、基地局の側面からの動作を検討すると、基地局は、SS/PBCHブロックをUEに送信する。このとき、基地局は、SS/PBCHブロック内にあるPBCHコンテンツ、即ち、MIBにRMSI CORESETの最低のPRBと、RMSI CORESETが位置する同期ラスタに存在する複数のSS/PBCHブロックのうち、高い周波数位置にあるSS/PBCHブロックと、の間の相対的な周波数位置に該当するオフセット値に関する情報を含めて送信することができる(S2101)。また、オフセット値のためのビットの値によって、RMSI CORESETのサイズも共に知ることができる。
その後、基地局は、PBCHコンテンツに含めたRMSI CORESETに関する情報に基づいて、RMSI CORESET内でRMSIをスケジューリングするPDCCHを送信し(S2103)、PDCCHのスケジューリングに従って、RMSIをUEに送信する(S2105)。
図22によって、上述した基地局及びUEの動作を簡単にまとめると、基地局は、SS/PBCHブロックをUEに送信し(S2201)、UEは、PBCHをデコードし、RMSI CORESETの位置及びサイズに関する情報を取得する(S2203)。このとき、RMSI CORESETの位置は、RMSI CORESETが存在する周波数に対応する同期ラスタに関する複数のSS/PBCHブロックのうち、高い周波数位置にあるSS/PBCHブロックとRMSI CORESETの最低のPRBとの相対的な位置を示すオフセット値によって取得することができる。
取得した情報に基づいて、UEは、RMSI CORESETの周波数位置及びサイズを決定し(S2205)、RMSI CORESETによってRMSIをスケジューリングするPDCCHを基地局から受信する(S2207)。その後、UEは、PDCCHを介して取得したスケジューリング情報に基づいてRMSIを受信する(S2209)。
(4)RMSI PDCCHモニタリングウィンドウの設定(Configuration)
SS/PBCHブロックに関するRMSI PDCCHモニタリングウィンドウは、周期的に繰り返される。図23は、RMSI PDCCHモニタリングウィンドウのオフセット、区間(duration)及び周期(period)に関する実施例を示す。
RMSI PDCCHモニタリング周期は、SS/PBCHブロックを検出するための基本周期(default period)と同一かより長く定義することができる。初期アクセス過程において、UEは、20msごとにSS/PBCHブロックを検出する。即ち、SS/PBCHの基本検出周期は、20msである。
よって、RMSI CORESETがRMSI CORESETに対応するSS/PBCHブロックを送信すると仮定すると、UEは、SS/PBCHブロックの検出周期と同一の周期、即ち、20msでRMSI CORESETをモニタリングすることができる。
RMSI TTIが160msと決定される場合、UEは、RMSI TTI内において同一のRMSIを含むPDSCHを数回受信することができる。例えば、RMSI TTIが160msと決定される場合、基本SS/PBCHブロックの検出周期が20msであるため、同一のRMSIが、8回繰り返して受信されることができる。
一方、RMSI送信に対する周期が短くなると、RMSIのカバレッジが拡大される。しかしながら、この場合、ネットワークは、ブロードキャスト(放送)システム情報(broadcast system information)伝達のためのDL専用送信持続区間(duration)を予約(reserved)するはずであり、これは、TDDシステムにおけるリソース活用の柔軟性(flexibility)を制限する可能性がある。例えば、TS 38.213 v 1.3.0に従うとき、SS/PBCHブロックの数が8であり、RMSI副搬送波間隔が15kHzであり、Oが5であり、スロット当たりのサーチスペースセットの数が1であり、M=2である場合、10msでは、UL設定(configuration)ができない場合がある。さらに、6GHz以上の周波数範囲において、UL設定のための時間リソースは、減らされることもある。
この問題点を解決するために、SS/PBCHブロックの数を制限してもよいが、これは、NRシステム上、多過ぎる制約をもたらす可能性がある。一方では、TS 38.213の表13−9乃至13−13における媒介変数を修正する方法が考えられる。換言すれば、M=2の場合、問題が多いため、Mの値は、1/2又は1と設定することができる。また、O値のセットは、6GHzより小さい周波数範囲では{0, 2, 5, 7}であり、6GHz以上の周波数範囲では{0, 2.5, 5, 7.5}であるが、5msより大きいオフセット値が設定された(Configured)場合、UL設定(Configuration)に対する時間リソースが10msと十分でない可能性がある。よって、O値の設定は、6GHz以下の周波数範囲では{0, 2, 10, 12}に、6GHz以上の周波数範囲では{0, 2.5, 10, 12.5}に変更される。
一方では、UEがより短い周期に基づいてPDCCHをモニタリングする場合、UEのバッテリの消耗が増加することがある。よって、40msのように、より長い周期を考える必要がある。
しかしながら、複数のビーム方向を有する多重RSMI送信のために、複数の送信機会(occasion)が提供されるために、20msなどのより短い周期が求められる場合もある。この場合、図23に示したように、gNBが偶数インデックスビーム及び奇数インデックスビームに対するRMSI CORESETを20msごとに交互に送信すると、UEは、特定のSSに対して40msの周期を有して、特定のSS/PBCHブロックインデックスに対応するRMSI CORESETをモニタリングすることができる。
RMSI PDCCHモニタリングの持続区間(duration)は、実際に送信されたSS/PBCHブロックの数に応じて決定される。例えば、複数のSS/PBCHブロックを送信する場合、異なる方向を有する複数のRMSI送信のためにより長いモニタリング持続区間(duration)が必要となる。この場合、UEは、RMSIモニタリング区間がより長いと仮定することができる。しかしながら、実際に送信されたSS/PBCHブロックの数が少ない場合にも、UEがRMSIモニタリングの固定的に長い持続区間を仮定すると、UEのバッテリの消耗の観点から効率的ではない。
よって、gNBがRMSI PDCCHモニタリング区間(duration)を設定する必要がある。例えば、RSMI PDCCHモニタリング区間は、2つのスロット又は4つのスロット区間と設定することができる。このとき、RMSI PDCCHモニタリングウィンドウは、SS/PBCHブロック間において重なる場合がある。この場合、UEは、互いに異なるSS/PBCHブロック間でQCL可能なPDCCHを検出することができる。また、SS/PBCHブロックインデックスとRMSIとの対応の曖昧性を避けるために、RMSIに対するPDCCHのスクランブルシーケンス又はDMRSシーケンスがSS/PBCHブロックインデックスによって初期化されることができる。
RMSI PDCCHモニタリングのために設定可能なオフセットは、ネットワークのためのリソース活用の柔軟性を提供することができる。例えば、ネットワークに広いスペクトルがある場合、gNBは、SS/PBCHブロックとRMSIとを同一区間(duration)内で送信することができる。また、ネットワークがSS/PBCHブロックとRMSIとを個別に送信できる柔軟性を有する場合、gNBは、SS/PBCHブロックが送信される時間間隔と異なる時間間隔に基づいて、RMSIを送信することができる。一方、準静的(半静的)(semi-static)DL/UL割り当て周期を考慮する場合、オフセット値は、0ms及び10msが適切である。
(5)SS/PBCHブロックの副搬送波間隔が240kHzであり、PDCCHの副搬送波間隔が60kHzであるときの、多重化パターン2
SS/PBCHブロックとRMSI CORESET/PDSCHとの間の多重化が可能である。そのためのパターン1は、6GHz以下の周波数でSS/PBCHブロックとRMSIとのTDMをサポートするように定義され、パターン2及び3は、6GHz以上の周波数でSS/PBCHブロックとRMSIとのFDMをサポートするように定義される。
ところが、現在、{SS/PBCHブロック,PDCCH}副搬送波間隔{240,60}kHzに対しては、パターン2が定義されていない。しかしながら、240kHzのSS/PBCHブロックがビームスイーピングによるオーバーヘッドを減らすというメリットがあることを考慮すると、パターン2を、{SS/PBCHブロック,PDCCH}副搬送波間隔{240,60}kHzに対して定義する必要がある。
一方、パターン2をサポートするためには、RMSI CORESETに十分なOFDMシンボルが必要である。副搬送波間隔{240,60}kHzに対してパターン2を用いる1つの方法は、RMSI CORESETが20msごとに偶数インデックスビームと奇数インデックスビームとを交互に送信することである。図24は、{SS/PBCHブロック,PDCCH}副搬送波間隔{240,60}kHzの場合に対するパターン2の実施例を示す。
即ち、UEは、図24に示したパターン2に従って、{SS/PBCHブロック,PDCCH}副搬送波間隔{240,60}kHzの場合に対して、40msの周期性を有するSS/PBCHブロックインデックスによるRMSI CORESETを効率的にモニタリングすることができる。
図24に示したパターン2を表にまとめると、以下の[表14]のインデックス4、5、6及び7の通りである。
(6)広帯域幅のサポート(Wide Bandwidth support)
現在、CORESET設定は、FR1の場合、UE最小帯域幅が20MHz以下であり、FR2の場合、UE最小帯域幅は50MHz以下であると決定された。しかしながら、RMSI CORESET設計に対する仮定は、変更が必要である。何故なら、6GHz以下の全てのNR帯域に対して、TS 38.101−1 v15.0.0の表5.3.5−1に示した全ての帯域幅が、単一コンポーネント搬送波を有している必要があるからである。よって、15kHz副搬送波間隔の場合、必ず50MHz BWをサポートし、30kHz副搬送波間隔の場合、必ず100MHz BWをサポートする必要がある。よって、RMSI CORESETに15kHz/30kHzの副搬送波間隔の場合、50MHz BW/100MHz BWのように、従来の合意よりも広い帯域幅が導入されると、RMSI CORESETのためのより少ない数のOFDMシンボルを適用することができる。
より広い帯域幅をサポートするために、CORESET設定(Configuration)に関して、196個のRBのように、1個以上のRBを設定することが考えられる。よって、この場合、RMSI CORESET設定のために、5ビットを用いてもよく、5ビットを用いたRMSI CORESET設定は、以下の[表15]乃至[表18]の通りである。
(7)RAN4同意による同期ラスタ
同期ラスタは、15kHz副搬送波間隔の場合は900kHzであり、30kHz副搬送波間隔の場合は1.44MHzであると仮定して、RMSI CORESET設定テーブルを作成した後、同期ラスタの正確な値を決定した。[表19]には、周波数範囲による同期ラスタの値を示す。
[表19]に示されるように、同期ラスタは、各周波数範囲、SS/PBCHブロックの副搬送波間隔及び最小チャネルBWに基づいて定義される。[表19]を参照すると、最小チャネル帯域幅が広い場合、同期ラスタが広くなる。
TDM送信が用いられる多重化パターン1が6GHz以下の周波数帯域でのみ用いられる場合、RMSI CORESETの周波数位置とSS/PBCHブロックの周波数位置との間のオフセットに対する新たな設定(Configuration)表を定義することができる。また、オフセットに対する新たな設定表は、同期ラスタによって定義される。この新たな設定表は、以下の[表20]の通りである。
(8)多重化パターン1のためのRMSI PDCCHモニタリングウィンドウ機会(Occasion)設定
SystemInformationBlockType1、即ち、RMSIを伝達するPDSCHを受信するとき、UEは、PDSCHの受信のために用いられたREではSS/PBCHブロックが送信されないと仮定できる。
即ち、RMSIを送信するSS/PBCHブロックとPDSCHとが時間領域において多重化されるとき、gNBは、互いに異なる時間インスタンスにおいて、RMSIのためのSS/PBCHブロックとPDSCHとを送信する。図25のように、FR1においてパターン1で多重化する場合、SS/PBCHバーストセット送信のためのSFNを偶数SFN及び奇数SFNの中から選択すると、SS/PBCHとRMSIに対するPDSCHとの間の衝突を避けることができる。
また、FR2において、殆どの場合、衝突は、SS/PBCHブロックインデックスの選択、PDSCHの副搬送波間隔、モニタリングウィンドウオフセットの値などの設定(Configuration)パラメータの適宜な組み合わせによって防止できる。しかしながら、FR2においてM=2である場合は、SS/PBCHブロックとRMSIに対するPDSCHとの間の衝突を回避することが難しい。よって、このためには、図26のように、SS/PBCHブロックの数を制限する方法を用いてもよい。
(9)多重化パターン2のためのRMSI PDCCHモニタリングウィンドウ機会(Occasion)の設定
スロット内においてSS/PBCHブロックの候補位置は、DL制御及びUL制御のための一部のOFDMシンボルを保存する範囲で決定される。
また、全てのスロットにおいてUL制御送信を保証するために、インデックス12及び13のOFDMシンボルには、SS/PBCHブロックが割り当てられない。しかしながら、{SS/PBCHブロック,PDCCH}の副搬送波間隔が{240,120}kHzである多重化パターン2をモニタリングするときには、インデックス12及び13のOFDMシンボルでPDCCHのモニタリング機会(Occasion)の設定(Configuration)が定義される。具体的には、多重化パターン2のスロットインデックス(nc)は、以下のように定義される。
・0, 1, 2, 3, 0, 1 in i=8k, i=8k+1, i=8k+2, i=8k+3, i=8k+6, i=8k+7 (nc = nSSB,i)
・12, 13 in i=8k+4, i=8k+5 (nc = nSSB,i−1)
即ち、多重化パターン2のためのスロットでは、UL制御送信のための機会(Occasion)が許可(許容)され(permitted)ない。
よって、各スロットに含まれたインデックス0、1、2及び3を有するOFDMスロットにおいてDL送信のためのPDCCHモニタリング機会(Occasion)を設定するための方法が考えられる。図27は、多重化パターン2に対するRMSI PDCCHモニタリングウィンドウ機会(Occasion)を示す。
図27の場合、PDCCHモニタリングのためのOFDMシンボルの数は、スロット内のSS/PBCHブロックの数より少ない。よって、この問題点を解決するために、SS/PBCHブロックの数を制限して、SS/PBCHブロックインデックスのスロットに対するマッピング規則を変更することができる。
具体的には、1対1のマッピングというSS/PBCHブロックインデックスのスロットに対するマッピング規則は維持して、SS/PBCHインデックスのOFDMシンボルへのマッピングを変更してもよい。他の方法として、複数のSS/PBCHブロックインデックスを同一のOFDMシンボルにマッピングすることができる。
1)SS/PBCHブロック数の制限
− Entry #1:0, 1, 2, 3, 0, 1 in i=8k, i=8k+1, i=8k+2, i=8k+3, i=8k+4, i=8k+5 (nc = nSSB,i)
− Entry #2:0, 2, 0 in i={8k, 8k+1}, i={8k+2, 8k+3}, i={8k+4, 8k+5} (nc = nSSB,i)
2)複数のSS/PBCHブロックインデックスを同一のOFDMシンボルにマッピング
− Entry #3:0, 1, 0, 1 in i={8k, 8k+1}, i={8k+2, 8k+3}, i={8k+4, 8k+5}, i={8k+6, 8k+7} (nc = nSSB,i)
図28は、無線装置10とネットワークノード20との間の通信の例を示すブロック図である。ここで、ネットワークノード20は、図28の無線装置又はUEに置き換え(取り替え)られ(replaced)てもよい。
本明細書において、無線装置10又はネットワークノード20は、1つ又は複数の他の無線装置、ネットワークノード及び/又はネットワークの他の要素と通信するためのトランシーバ(Transceiver)11,21を含む。トランシーバ11,21は、1つ又は複数の送信器、1つ又は複数の受信器及び/又は1つ又は複数の通信インターフェースを含むことができる。
また、上記トランシーバ11,21は、1つ又は複数のアンテナを備えてもよい。アンテナは、処理(プロセシング)チップ(processing chip)12,22の制御下において、本発明の一実施例に従い、トランシーバ11,21によって処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信して処理チップ12,22へ伝達したりする機能を果たす。アンテナは、アンテナポートとも呼ばれる。各アンテナは、1つの物理アンテナに該当するか、2つ以上の物理アンテナ要素(element)の組み合わせによって構成される(configured)。各アンテナから送信された信号は、無線装置10又はネットワークノード20によってそれ以上分解されることはない。該当アンテナに対応して送信された参照信号(Reference Signal,RS)は、無線装置10又はネットワークノード20の観点から見たアンテナを定義し、チャネルが一つの物理アンテナからの単一(single)の無線チャネルであるか、又は上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素(element)からの合成(composite)チャネルであるかに関係なく、無線装置10又はネットワークノード20にとって上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。即ち、アンテナは、上記アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが、同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多入力多出力(Multi-Input Multi-Output,MIMO)機能をサポートするトランシーバの場合は、2つ以上のアンテナと接続されてもよい。
本発明において、トランシーバ11,21は、受信ビームフォーミングと送信ビームフォーミングとをサポートすることができる。例えば、本発明において、トランシーバ11,21は、図5乃至図8に例示された機能を行うように構成される。
また、無線装置10又はネットワークノード20は、処理チップ12,22を含む。処理チップ12,22は、プロセッサ13,23などの少なくとも1つのプロセッサ及びメモリ14,24などの少なくとも1つのメモリ装置を含むことができる。
処理チップ12,22は、本明細書において説明された方法及び/又はプロセスのうちの少なくとも1つを制御することができる。換言すれば、処理チップ12,22は、本明細書に記載された少なくとも1つの実施例を実行するように構成される。
プロセッサ13,23は、本明細書において説明された無線装置10又はネットワークノード20の機能を行うための少なくとも1つのプロセッサを含む。
例えば、1つ又は複数のプロセッサは、図28の1つ又は複数のトランシーバ11,21を制御して、情報を送受信することができる。
また、処理チップ12,22に含まれたプロセッサ13,23は、無線装置10又はネットワークノード20の外部に送信される信号及び/又はデータに対して所定の符号化(coding)及び変調(modulation)を行った後、トランシーバ11,21に送信する。例えば、プロセッサ13,23は、送信しようとするデータ列を逆多重化及びチャネル符号化、スクランブル及び変調過程などを経て、K個のレイヤに変換する。符号化されたデータ列は、コードワードとも呼ばれ、MAC層が提供するデータブロックであるトランスポート(輸送)ブロック(transport block)と等価である。一つのトランスポートブロック(Transport Block,TB)は、1つのコードワードに符号化され、各コードワードは、1つ又は複数のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップコンバート(変換)(frequency up converting)のために、トランシーバ11,21は、オシレータ(oscillator)を含むことができる。トランシーバ11,21は、Nt個(Ntは、1以上の正の整数)の送信アンテナを含むことができる。
また、処理チップ12,22は、データ、プログラミング可能なソフトウェアコード及び/又は本明細書に説明された実施例を行うための他の情報を記憶するように構成されたメモリ14,24を含む。
換言すれば、本明細書による実施例において、メモリ14,24は、プロセッサ13,23などの少なくとも1つのプロセッサによって実行(executed)されるとき、プロセッサ13,23に、図28のプロセッサ13,23によって制御されるプロセスのうちの一部又は全部を行わせるか、図1乃至図27に基づいて、本明細書に説明された実施例を実行させるための命令を含むソフトウェアコード15,25を記憶する。
具体的には、本発明の実施例による無線装置10の処理チップ12は、基地局からSS/PBCHブロックを受信するように制御して、SS/PBCHブロックに含まれたPBCHコンテンツ、即ち、MIBを介して、RMSI CORESETの位置を示すオフセット値を取得する。このとき、オフセット値は、上述のように、RMSI CORESETの最低のPRBインデックスと、この最低のPRBインデックスの上下に存在する複数のSS/PBCHブロックのうち、最高の周波数位置を有するSS/PBCHのPRBと、の間のオフセット値である。換言すれば、これは、RMSI CORESETの中心から最も近いSS/PBCHブロックとRMSI CORESETとの間のオフセット値である。
一方、上述したRMSI CORESETとSS/PBCHブロックとの間のPRBオフセット値は、上述のように、副搬送波間隔、同期ラスタ及び最小チャネル帯域幅に基づいて制限されてもよい。換言すれば、PRBオフセット値を指示するために、多すぎるビット数が必要になるのを防止するために、副搬送波間隔による同期ラスタの範囲を制限し、この調整された範囲によってオフセット値を設定することができる。これにより、オフセット値を指示するために求められるビットの数も変わる。
無線装置10の処理チップ12は、上記オフセット値に基づいてRMSI CORESETの周波数位置を決定し、PBCHコンテンツ、即ち、MIBを介して取得したRMSI CORESETのサイズに関する情報に基づいて、決定されたRMSI CORESET内においてRMSIをスケジューリングするPDCCHを受信し、PDCCHのスケジューリング情報に基づいてRMSIを取得するように制御する。このとき、RMSI CORESETのサイズは、オフセット値を示すためのビットによって共に取得されることができる。
また、本発明の実施例によるネットワークノード20の処理チップ22は、SS/PBCHブロックをUEに送信するように制御する。このとき、ネットワークノード20の処理チップ22は、SS/PBCHブロック内にあるPBCHコンテンツ、即ち、MIBに、RMSI CORESETの最低のPRBと、RMSI CORESTの最低のPRBインデックスの上下に存在する複数のSS/PBCHブロックのうち、高い周波数位置にあるSS/PBCHブロックと、の間の相対的な周波数位置に該当するオフセット値に関する情報を含んで送信するように制御することができる。換言すれば、これは、RMSI CORESETの中心から最も近いSS/PBCHブロックとRMSI CORESETとの間のオフセット値である。また、オフセット値のためのビットの値によって、RMSI CORESETのサイズも共に知ることができる。
一方、上述したRMSI CORESETとSS/PBCHブロックとの間のPRBオフセット値は、上述のように、副搬送波間隔、同期ラスタ及び最小チャネル帯域幅に基づいて制限されてもよい。換言すれば、PRBオフセット値を指示するために、多すぎるビット数が必要になるのを防止するために、副搬送波間隔による同期ラスタの範囲を制限し、調節された範囲によってオフセット値を設定することができる。これにより、オフセット値を指示するために求められるビットの数も変わる。
その後、ネットワークノード20の処理チップ22は、PBCHコンテンツに含めたRMSI CORESETに関する情報に基づいて、RMSI CORESET内においてRMSIをスケジューリングするPDCCHを送信するように制御し、PDCCHのスケジューリングに従って、RMSIをUEに送信するように制御する。
以上で説明した実施例は、本発明の構成要素及び特徴が所定形態に結合されたものである。それぞれの構成要素又は特徴は、別に明示的に言及しない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。それぞれの構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と組み合わせら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/又は特徴を組み合わせて、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する動作の順序は、変更可能である。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれることができ、あるいは、他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えられることができる。特許請求の範囲で明示的な引用関係がない請求項を組み合わせて、実施例を構成するか、又は出願後の補正によって新たな請求項として含めることができるのはいうまでもない。
この明細書にて説明した基地局により行われる特定の動作は、場合によっては、その上位ノード(upper node)により行われることができる。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において、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードにより行われることができる。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に代替できる。
本発明に係る実施例は、多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの結合(組み合わせ)などによって具現できる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、1つ又は複数の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、本発明の一実施例は、以上で説明し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、メモリユニットに記憶してプロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知の多様な手段によってプロセッサとデータをやり取りすることができる。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲内で他の特定の形態で具体化されることができるのは、当業者にとって明らかである。したがって、上記詳細な説明は、すべての面で制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の合理的解釈によって決定されなければならず、本発明の等価的範囲内でのすべての変更は、本発明の範囲に含まれる。