JP7168654B2 - 信頼性能が改善されたｎｐｒａｃｈ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に明確に組み込まれている、2017年8月21日に出願された「NPRACH Having Improved Reliability Performance」と題する、PCT国際出願第PCT/CN2017/098318号の利益を主張する。

本開示は概して、通信システムに関し、より詳細には、狭帯域物理ランダムアクセスチャネル(NPRACH)を含む通信に関する。

ワイヤレス通信システムは、電話、ビデオ、データ、メッセージング、およびブロードキャストなどの、様々な電気通信サービスを提供するために広く展開されている。典型的なワイヤレス通信システムは、利用可能なシステムリソースを共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることが可能な多元接続技術を利用し得る。そのような多元接続技術の例は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)システム、および時分割同期符号分割多元接続(TD-SCDMA)システムを含む。

これらの多元接続技術は、異なるワイヤレスデバイスが都市、国家、地域、さらには地球レベルで通信することを可能にする共通プロトコルを提供するために、様々な電気通信規格において採用されている。例示的な電気通信規格はLong Term Evolution(LTE)である。LTEは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって公表されたUniversal Mobile Telecommunications System(UMTS)モバイル規格に対する拡張のセットである。LTEは、ダウンリンク上でOFDMA、アップリンク上でSC-FDMA、および多入力多出力(MIMO)アンテナ技術を使用して、スペクトル効率の改善、コストの低下、およびサービスの改善を通じてモバイルブロードバンドアクセスをサポートするように設計されている。しかしながら、モバイルブロードバンドアクセスに対する需要が増大し続けるにつれて、LTE技術におけるさらなる改善が必要である。これらの改善は、他の多元接続技術、およびこれらの技術を採用する電気通信規格にも適用可能であり得る。

従来のLTE設計の焦点は、スペクトル効率の改善、ユビキタスなカバレッジ、およびサービス品質(QoS)サポートの向上などに関する。現在のLTEシステムのダウンリンク(DL)とアップリンク(UL)のリンクバジェットは、最先端のスマートフォンおよびタブレットなどのハイエンドデバイスのカバレッジのために設計されることがある。しかしながら、低コストの低レートデバイスもサポートすることが望ましいことがある。そのような通信は、最大帯域幅の低減、たとえば狭帯域の帯域幅、単一の受信無線周波数(RF)チェーンの使用、ピークレートの低減、送信電力の低減、半二重動作の実行などを伴い得る。そのような狭帯域ワイヤレス通信の一例がNarrowband-Internet of Things(NB-IoT)であり、これはシステム帯域幅、たとえば180kHzの単一のRBに制限されることがある。狭帯域ワイヤレス通信の別の例は、改良マシンタイプ通信(eMTC)であり、eMTCは、システム帯域幅の6個のRBに制限されることがある。

狭帯域ワイヤレス通信は、狭帯域の限られた周波数次元に起因する特有の課題を伴う。加えて、そのような低複雑度のデバイスには、低電力動作が非常に重要であり得る。これらの条件では、NPRACHは、ある基地局が異なる基地局に宛てられたUEからのNPRACH信号を検出し得るような、誤警報を経験する。

以下で、1つまたは複数の態様の基本的理解を可能にするために、そのような態様の簡略化された概要を提示する。この概要は、すべての考えられる態様の包括的な概説ではなく、すべての態様の主要または重要な要素を識別することも、いずれかまたはすべての態様の範囲を定めることも意図していない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の導入として、1つまたは複数の態様のいくつかの概念を簡略化された形で提示することである。

UEから送信されるNPRACHは、ある基地局が異なる基地局に宛てられたNPRACH信号を誤って検出するような、誤警報を経験し得る。基地局は、そのNPRACH信号を、その基地局に宛てられるNPRACH信号と区別することが可能ではないことがある。そのようなNPRACH検出の誤りを減らす解決法が本明細書で提供される。本明細書で提示されるように、NPRACHは、複数の反復にわたって適用される反復レベルのスクランブリングシーケンスおよび/またはセル固有の周波数シフトパターンを含むことがあり、これは基地局がNPRACHをより正確に検出することを可能にする。

本開示のある態様では、方法、コンピュータ可読媒体、および装置が提供される。装置は複数の反復を備えるNPRACH信号を生成し、各反復は複数のシンボルグループを備える。装置は、反復レベルのスクランブリングシーケンスをNPRACH信号に適用し、NPRACH信号を送信し、単一のスクランブリングシーケンスが、NPRACH信号に含まれる反復のセットに適用される。

本開示の別の態様では、方法、コンピュータ可読媒体、および装置が提供される。装置は複数の反復を備えるNPRACH信号を生成し、各反復は複数のシンボルグループを備える。装置は、NPRACH信号の反復間で異なる周波数シフトを適用し、NPRACH信号を送信する。周波数シフトは、各反復にわたって適用されるセル固有のランダムな周波数シフトパターンを備え得る。

上記の目的および関係する目的を達成するために、1つまたは複数の態様は、以下で十分に説明され、特に特許請求の範囲で指摘される特徴を含む。以下の説明および添付の図面は、1つまたは複数の態様のいくつかの例示的な特徴を詳細に記載している。しかしながら、これらの特徴は、様々な態様の原理が採用され得る様々な方法のいくつかを示すものにすぎず、この説明は、すべてのそのような態様およびそれらの均等物を含むものとする。

ワイヤレス通信システムおよびアクセスネットワークの例を示す図である。 DLフレーム構造の例を示す図である。 DLフレーム構造内のDLチャネルの例を示す図である。 ULフレーム構造の例を示す図である。 ULフレーム構造内のULチャネルの例を示す図である。 アクセスネットワークの中のevolved Node B(eNB)およびユーザ機器(UE)の例を示す図である。 NPRACH信号が意図されていなかった基地局により誤って検出され得る通信システムの図である。 例示的なNPRACH信号の態様を示す図である。 周波数シフトを有するNPRACH信号を生成するための例示的なシステムを示す図である。 可能な周波数シフトのセットに従ってシフトされる例示的なNPRACH信号のトーン位置を示す図である。 スクランブリングを伴わない例示的なNPRACH信号を示す図である。 シンボルグループレベルのスクランブリングを伴う例示的なNPRACH信号を示す図である。 反復レベルのスクランブリングを伴う例示的なNPRACH信号を示す図である。 ワイヤレス通信の方法のフローチャートである。 ワイヤレス通信の方法のフローチャートである。 例示的な装置の中の異なる手段/構成要素間のデータフローを示す概念データフロー図である。 処理システムを利用する装置のハードウェア実装形態の例を示す図である。

添付の図面に関して以下に記載される発明を実施するための形態は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書で説明される概念が実践され得る唯一の構成を表すものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を与える目的で、具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実践されてもよいことが、当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、そのような概念を不明瞭にすることを回避するために、よく知られている構造および構成要素がブロック図の形態で示される。

ここで、電気通信システムのいくつかの態様が、様々な装置および方法を参照して提示される。これらの装置および方法は、以下の発明を実施するための形態において説明され、(「要素」と総称される)様々なブロック、構成要素、回路、プロセス、アルゴリズムなどによって添付の図面において示される。これらの要素は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの任意の組合せを使用して実装され得る。そのような要素がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、具体的な適用例およびシステム全体に課された設計制約に依存する。

例として、要素、または要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」として実装されることがある。プロセッサの例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィックス処理装置(GPU)、中央処理装置(CPU)、アプリケーションプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、縮小命令セットコンピューティング(RISC)プロセッサ、システムオンチップ(SoC)、ベースバンドプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアがある。処理システムの中の1つまたは複数のプロセッサが、ソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアコンポーネント、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味するように広く解釈されるべきである。

したがって、1つまたは複数の例示的な実施形態では、説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体上に1つまたは複数の命令もしくはコードとして符号化されることがある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ、他の磁気ストレージデバイス、上述のタイプのコンピュータ可読媒体の組合せ、または、コンピュータによってアクセス可能な命令もしくはデータ構造の形態のコンピュータ実行可能コードを記憶するために使用可能な任意の他の媒体を備え得る。

図1は、ワイヤレス通信システムおよびアクセスネットワーク100の例を示す図である。(ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)とも呼ばれる)ワイヤレス通信システムは、基地局102と、UE104と、Evolved Packet Core(EPC)160とを含む。基地局102は、マクロセル(高電力セルラー基地局)および/またはスモールセル(低電力セルラー基地局)を含み得る。マクロセルはeNBを含む。スモールセルは、フェムトセルと、ピコセルと、マイクロセルとを含む。

(Evolved Universal Mobile Telecommunications System(UMTS) Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)と総称される)基地局102は、バックホールリンク132(たとえば、S1インターフェース)を通じてEPC160とインターフェースする。他の機能に加えて、基地局102は、ユーザデータの転送、無線チャネルの暗号化および解読、完全性保護、ヘッダ圧縮、モビリティ制御機能(たとえば、ハンドオーバー、デュアル接続性)、セル間干渉協調、接続セットアップおよび解放、負荷分散、非アクセス層(NAS)メッセージのための分配、NASノード選択、同期、無線アクセスネットワーク(RAN)共有、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス(MBMS)、加入者および機器トレース、RAN情報管理(RIM)、ページング、測位、ならびに警告メッセージの配信という機能のうちの、1つまたは複数を実行することができる。基地局102は、バックホールリンク134(たとえば、X2インターフェース)上で互いに直接的または(たとえば、EPC160を介して)間接的に通信することができる。バックホールリンク134は有線またはワイヤレスであり得る。

基地局102はUE104とワイヤレスに通信することができる。基地局102の各々は、それぞれの地理的カバレッジエリア110に通信カバレッジを提供し得る。重複する地理的カバレッジエリア110が存在することがある。たとえば、スモールセル102'は、1つまたは複数のマクロ基地局102のカバレッジエリア110と重複するカバレッジエリア110'を有することがある。スモールセルとマクロセルの両方を含むネットワークは、異種ネットワークとして知られていることがある。異種ネットワークは、限定加入者グループ(CSG)として知られる限定グループにサービスを提供し得るHome Evolved Node B(eNB)(HeNB)を含むこともある。基地局102とUE104との間の通信リンク120は、UE104から基地局102への(逆方向リンクとも呼ばれる)アップリンク(UL)送信、および/または基地局102からUE104への(順方向リンクとも呼ばれる)ダウンリンク(DL)送信を含むことがある。通信リンク120は、空間多重化、ビームフォーミング、および/または送信ダイバーシティを含む、MIMOアンテナ技術を使用することができる。通信リンクは、1つまたは複数のキャリアを介することがある。基地局102/UE104は、各方向における送信に使用される合計でYxMHz(x個のコンポーネントキャリア)までのキャリアアグリゲーションにおいて割り振られた、キャリア当たりYMHz(たとえば、5、10、15、20MHz)までの帯域幅のスペクトルを使用することができる。キャリアは、互いに隣接することも、隣接しないこともある。キャリアの割振りは、DLおよびULに関して非対称であることがある(たとえば、DLに対して、ULよりも多数または少数のキャリアが割り振られることがある)。コンポーネントキャリアは、1次コンポーネントキャリアと、1つまたは複数の2次コンポーネントキャリアとを含むことがある。1次コンポーネントキャリアは1次セル(PCell)と呼ばれることがあり、2次コンポーネントキャリアは2次セル(SCell)と呼ばれることがある。

ワイヤレス通信システムは、5GHzの免許不要周波数スペクトルにおいて通信リンク154を介してWi-Fi局(STA)152と通信しているWi-Fiアクセスポイント(AP)150をさらに含むことがある。免許不要周波数スペクトルにおいて通信するとき、STA152/AP150は、チャネルが利用可能であるかどうかを決定するために、通信する前にクリアチャネルアセスメント(CCA)を実行することができる。

スモールセル102'は、免許および/または免許不要周波数スペクトルにおいて動作し得る。免許不要周波数スペクトルにおいて動作しているとき、スモールセル102'は、LTEを利用し、Wi-Fi AP150によって使用されるのと同じ5GHz免許不要周波数スペクトルを使用することができる。免許不要周波数スペクトルにおいてLTEを利用するスモールセル102'は、アクセスネットワークへのカバレッジを拡大し、かつ/またはアクセスネットワークの容量を増やすことができる。免許不要スペクトルにおけるLTEは、LTE-unlicensed(LTE-U)、licensed assisted access(LAA)、またはMuLTEfireと呼ばれることがある。

ミリメートル波(mmW)基地局180は、UE182と通信するときにmmW周波数および/または準mmW周波数(near mmW frequency)で動作することがある。極高周波数(EHF:extremely high frequency)は、電磁スペクトルにおいてRFの一部である。EHFは、30GHz～300GHzの範囲および1ミリメートルから10ミリメートルの間の波長を有する。この帯域における電波は、ミリメートル波と呼ばれることがある。準mmWは、100ミリメートルの波長を有し、3GHzの周波数まで及ぶことがある。超高周波数(SHF:super high frequency)帯域は、センチメートル波とも呼ばれ、3GHzから30GHzの間に及ぶ。mmW/準mmW無線周波数帯域を使用する通信は、極めて高い経路損失および短い範囲を有する。mmW基地局180は、極めて高い経路損失および短い範囲を補償するために、UE182に対してビームフォーミング184を利用することができる。

ワイヤレス通信システム100は、UE104間の直接の通信192を含み得る。

EPC160は、モビリティ管理エンティティ(MME)162と、他のMME164と、サービングゲートウェイ166と、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス(MBMS)ゲートウェイ168と、ブロードキャストマルチキャストサービスセンター(BM-SC)170と、パケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ172とを含み得る。MME162は、ホーム加入者サーバ(HSS)174と通信していることがある。MME162は、UE104とEPC160との間のシグナリングを処理する制御ノードである。一般に、MME162はベアラおよび接続の管理を行う。すべてのユーザインターネットプロトコル(IP)パケットは、サービングゲートウェイ166を通じて転送され、サービングゲートウェイ166自体はPDNゲートウェイ172に接続される。PDNゲートウェイ172は、UEのIPアドレス割振りならびに他の機能を提供する。PDNゲートウェイ172およびBM-SC170は、IPサービス176に接続される。IPサービス176は、インターネット、イントラネット、IPマルチメディアサブシステム(IMS)、PSストリーミングサービス(PSS)、および/または他のIPサービスを含み得る。BM-SC170は、MBMSユーザサービスのプロビジョニングおよび配信のための機能を提供することができる。BM-SC170は、コンテンツプロバイダMBMS送信のためのエントリポイントとして機能することがあり、公衆陸上移動網(PLMN)内のMBMSベアラサービスを認可および開始するために使用されることがあり、MBMS送信をスケジュールするために使用されることがある。MBMSゲートウェイ168は、特定のサービスをブロードキャストするマルチキャストブロードキャスト単一周波数ネットワーク(MBSFN)エリアに属する基地局102にMBMSトラフィックを配信するために使用されることがあり、セッション管理(開始/停止)およびeMBMS関係の課金情報を収集することを担うことがある。

基地局は、Node B、evolved Node B(eNB)、アクセスポイント、トランシーバ基地局、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、または他の何らかの適切な用語で呼ばれることもある。基地局102は、UE104にEPC160へのアクセスポイントを提供する。UE104の例には、携帯電話、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)電話、ラップトップ、携帯情報端末(PDA)、衛星無線、全地球測位システム、マルチメディアデバイス、ビデオデバイス、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲーム機、タブレット、スマートデバイス、ウェアラブルデバイス、または任意の他の同様の機能デバイスがある。UE104は、局、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または他の何らかの適切な用語で呼ばれることもある。

再び図1を参照すると、いくつかの態様では、UE104は、NPRACHを生成し、NPRACHの複数の反復にわたって反復レベルのスクランブリングシーケンスおよび/または周波数シフトパターンを適用するように構成され得る(198)。

図2Aは、LTEにおけるDLフレーム構造の例を示す図200である。図2Bは、LTEにおけるDLフレーム構造内のチャネルの例を示す図230である。図2Cは、LTEにおけるULフレーム構造の例を示す図250である。図2Dは、LTEにおけるULフレーム構造内のチャネルの例を示す図280である。他のワイヤレス通信技術は、異なるフレーム構造および/または異なるチャネルを有することがある。LTEでは、フレーム(10ms)は、等しいサイズの10個のサブフレームに分割され得る。各サブフレームは、連続する2つのタイムスロットを含み得る。2つのタイムスロットを表すためにリソースグリッドが使用されることがあり、各タイムスロットは、1つまたは複数の(物理RB(PRB)とも呼ばれる)同時のリソースブロック(RB)を含む。リソースグリッドは複数のリソース要素(RE)に分割される。LTEでは、ノーマルサイクリックプレフィックスの場合、RBは、合計84個のREに対して、周波数領域において12個の連続するサブキャリア、かつ時間領域において7個の連続するシンボル(DLの場合はOFDMシンボル、ULの場合はSC-FDMAシンボル)を含む。拡張サイクリックプレフィックスの場合、RBは、合計72個のREに対して、周波数領域において12個の連続するサブキャリア、かつ時間領域において6個の連続するシンボルを含む。各REによって搬送されるビット数は変調方式に依存する。

図2Aに示されるように、REのうちのいくつかは、UEにおけるチャネル推定のためのDL基準(パイロット)信号(DL-RS)を搬送する。DL-RSは、(共通RSと呼ばれることもある)セル固有基準信号(CRS)と、UE固有基準信号(UE-RS)と、チャネル状態情報基準信号(CSI-RS)とを含むことがある。図2Aは、(それぞれ、R₀、R₁、R₂、およびR₃として示された)アンテナポート0、1、2、および3のためのCRSと、(R₅として示された)アンテナポート5のためのUE-RSと、(Rとして示された)アンテナポート15のためのCSI-RSとを示す。図2Bは、フレームのDLサブフレーム内の様々なチャネルの例を示す。物理制御フォーマットインジケータチャネル(PCFICH)はスロット0のシンボル0内にあり、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)が1つのシンボルを占有するか、2つのシンボルを占有するか、または3つのシンボルを占有するかを示す制御フォーマットインジケータ(CFI)を搬送する(図2Bは、3つのシンボルを占有するPDCCHを示す)。PDCCHは、1つまたは複数の制御チャネル要素(CCE)内でダウンリンク制御情報(DCI)を搬送し、各CCEは9つのREグループ(REG)を含み、各REGはOFDMシンボルの中に4つの連続するREを含む。UEは、DCIも搬送するUE固有のenhanced PDCCH(ePDCCH)で構成されることがある。ePDCCHは、2つ、4つ、または8つのRBペアを有することがある(図2Bは2つのRBペアを示し、各サブセットは1つのRBペアを含む)。物理ハイブリッド自動再送要求(ARQ)(HARQ)インジケータチャネル(PHICH)もスロット0のシンボル0内にあり、物理アップリンク共有チャネル(PUSCH)に基づいてHARQ肯定応答(ACK)/否定応答(NACK)フィードバックを示すHARQインジケータ(HI)を搬送する。1次同期チャネル(PSCH)は、フレームのサブフレーム0および5内のスロット0のシンボル6内にあり、サブフレームタイミングと物理レイヤ識別情報とを決定するためにUEによって使用される1次同期信号(PSS)を搬送する。2次同期チャネル(SSCH)は、フレームのサブフレーム0および5内のスロット0のシンボル5内にあり、物理レイヤセル識
別情報グループ番号を決定するためにUEによって使用される2次同期信号(SSS)を搬送する。物理レイヤ識別情報および物理レイヤセル識別情報グループ番号に基づいて、UEは物理セル識別子(PCI)を決定することができる。PCIに基づいて、UEは上述のDL-RSの位置を決定することができる。物理ブロードキャストチャネル(PBCH)は、フレームのサブフレーム0のスロット1のシンボル0、1、2、3内にあり、マスター情報ブロック(MIB)を搬送する。MIBは、DLシステム帯域幅の中のRBの数と、PHICH構成と、システムフレーム番号(SFN)とを提供する。物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)は、ユーザデータと、システム情報ブロック(SIB)などのPBCHを通じて送信されないブロードキャストシステム情報と、ページングメッセージとを搬送する。

図2Cに示されるように、REのうちのいくつかは、eNBにおけるチャネル推定のための復調基準信号(DM-RS)を搬送する。UEは加えて、サブフレームの最終シンボルにおいてサウンディング基準信号(SRS)を送信することがある。SRSはコム構造を有することがあり、UEは、コムのうちの1つでSRSを送信することがある。SRSは、eNBによって、UL上での周波数依存スケジューリングを可能にするために、チャネル品質推定のために使用される場合がある。図2Dは、フレームのULサブフレーム内の様々なチャネルの例を示す。物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)は、PRACH構成に基づいてフレーム内の1つまたは複数のサブフレーム内にあり得る。PRACHは、サブフレーム内に6つの連続するRBペアを含み得る。PRACHにより、UEが初期システムアクセスを実行し、UL同期を実現することが可能になる。物理アップリンク制御チャネル(PUCCH)は、ULシステム帯域幅の端に位置することがある。PUCCHは、スケジューリング要求、チャネル品質インジケータ(CQI)、プリコーディング行列インジケータ(PMI)、ランクインジケータ(RI)、およびHARQ ACK/NACKフィードバックなどのアップリンク制御情報(UCI)を搬送する。PUSCHは、データを搬送し、バッファステータス報告(BSR)、パワーヘッドルーム報告(PHR)、および/またはUCIを搬送するために追加で使用されることがある。

図3は、アクセスネットワークにおいてUE350と通信しているeNB310のブロック図である。DLでは、EPC160からのIPパケットがコントローラ/プロセッサ375に提供され得る。コントローラ/プロセッサ375はレイヤ3およびレイヤ2の機能を実装する。レイヤ3は無線リソース制御(RRC)レイヤを含み、レイヤ2は、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)レイヤと、無線リンク制御(RLC)レイヤと、媒体アクセス制御(MAC)レイヤとを含む。コントローラ/プロセッサ375は、システム情報(たとえば、MIB、SIB)のブロードキャスティング、RRC接続制御(たとえば、RRC接続ページング、RRC接続確立、RRC接続修正、およびRRC接続解放)、無線アクセス技術(RAT)間モビリティ、ならびにUE測定報告のための測定構成に関連するRRCレイヤ機能と、ヘッダ圧縮/解凍、セキュリティ(暗号化、解読、完全性保護、完全性検証)、およびハンドオーバーサポート機能に関連するPDCPレイヤ機能と、上位レイヤパケットデータユニット(PDU)の転送、ARQを介した誤り訂正、RLCサービスデータユニット(SDU)の連結、セグメンテーション、およびリアセンブリ、RLCデータPDUの再セグメンテーション、ならびにRLCデータPDUの並べ替えに関連するRLCレイヤ機能と、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピング、トランスポートブロック(TB)上へのMAC SDUの多重化、TBからのMAC SDUの逆多重化、スケジューリング情報報告、HARQを介した誤り訂正、優先度処理、および論理チャネル優先順位付けに関連するMACレイヤ機能とを提供する。

送信(TX)プロセッサ316および受信(RX)プロセッサ370は、様々な信号処理機能と関連付けられるレイヤ1機能を実装する。物理(PHY)レイヤを含むレイヤ1は、トランスポートチャネル上の誤り検出と、トランスポートチャネルの前方誤り訂正(FEC)コーディング/復号と、インターリービングと、レートマッチングと、物理チャネル上へのマッピングと、物理チャネルの変調/復調と、MIMOアンテナ処理とを含むことがある。TXプロセッサ316は、様々な変調方式(たとえば、2位相シフトキーイング(BPSK)、4位相シフトキーイング(QPSK)、M位相シフトキーイング(M-PSK)、M直交振幅変調(M-QAM))に基づく信号コンスタレーションへのマッピングを扱う。コーディングされ変調されたシンボルは、次いで、並列ストリームに分割されることがある。各ストリームは、次いで、時間領域OFDMシンボルストリームを搬送する物理チャネルを生成するために、OFDMサブキャリアにマッピングされ、時間領域および/または周波数領域で基準信号(たとえば、パイロット)と多重化され、次いで、逆高速フーリエ変換(IFFT)を使用して一緒に合成されることがある。OFDMストリームは、複数の空間ストリームを生成するために空間的にプリコーディングされる。チャネル推定器374からのチャネル推定値は、コーディングおよび変調方式を決定するために、ならびに空間処理のために使用されることがある。チャネル推定値は、UE350によって送信された基準信号および/またはチャネル状態フィードバックから導出されることがある。各空間ストリームは、次いで、別個の送信機318TXを介して異なるアンテナ320に提供されることがある。各送信機318TXは、送信のためにそれぞれの空間ストリームでRFキャリアを変調することがある。

UE350において、各受信機354RXは、受信機のそれぞれのアンテナ352を通じて信号を受信する。各受信機354RXは、RFキャリア上に変調された情報を復元し、その情報を受信(RX)プロセッサ356に提供する。TXプロセッサ368およびRXプロセッサ356は、様々な信号処理機能と関連付けられるレイヤ1機能を実装する。RXプロセッサ356は、UE350に宛てられたあらゆる空間ストリームを復元するために、情報に対して空間処理を実行することができる。複数の空間ストリームがUE350に宛てられる場合、複数の空間ストリームは、RXプロセッサ356によって単一のOFDMシンボルストリームへと合成されることがある。次いで、RXプロセッサ356は、高速フーリエ変換(FFT)を使用して、OFDMAシンボルストリームを時間領域から周波数領域に変換する。周波数領域信号は、OFDM信号の各サブキャリアに対して別々のOFDMシンボルストリームを備える。各サブキャリア上のシンボルおよび基準信号は、eNB310によって送信される、可能性が最も高い信号のコンスタレーションポイントを決定することによって復元および復調される。これらの軟判定は、チャネル推定器358によって算出されたチャネル推定値に基づくことがある。軟判定は、次いで、物理チャネル上でeNB310によって最初に送信されたデータと制御信号とを復元するために復号およびデインターリーブされる。データおよび制御信号は、次いで、レイヤ3およびレイヤ2の機能を実装するコントローラ/プロセッサ359に提供される。

コントローラ/プロセッサ359は、プログラムコードとデータとを記憶するメモリ360と関連付けられ得る。メモリ360は、コンピュータ可読媒体と呼ばれることがある。ULでは、コントローラ/プロセッサ359は、EPC160からのIPパケットを復元するために、トランスポートチャネルと論理チャネルとの間の逆多重化と、パケットリアセンブリと、解読と、ヘッダ解凍と、制御信号処理とを行う。コントローラ/プロセッサ359はまた、HARQ動作をサポートするために、ACKおよび/またはNACKプロトコルを使用する誤り検出に関与する。

eNB310によるDL送信に関して説明された機能と同様に、コントローラ/プロセッサ359は、システム情報(たとえば、MIB、SIB)収集、RRC接続、および測定報告と関連付けられるRRCレイヤ機能と、ヘッダ圧縮/解凍およびセキュリティ(暗号化、解読、完全性保護、完全性検証)と関連付けられるPDCPレイヤ機能と、上位レイヤPDUの転送、ARQを通じた誤り訂正、RLC SDUの連結、セグメンテーション、およびリアセンブリ、RLCデータPDUの再セグメンテーション、ならびにRLCデータPDUの並べ替えと関連付けられるRLCレイヤ機能と、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピング、TB上へのMAC SDUの多重化、TBからのMAC SDUの逆多重化、スケジューリング情報報告、HARQを通じた誤り訂正、優先度処理、および論理チャネル優先度付けと関連付けられるMACレイヤ機能とを提供する。

eNB310によって送信された基準信号またはフィードバックから、チャネル推定器358によって導出されたチャネル推定値は、適切なコーディングおよび変調方式を選択するために、ならびに空間処理を容易にするために、TXプロセッサ368によって使用され得る。TXプロセッサ368によって生成された空間ストリームは、別個の送信機354TXを介して異なるアンテナ352に提供されることがある。各送信機354TXは、送信のためにそれぞれの空間ストリームでRFキャリアを変調し得る。

UL送信は、UE350における受信機機能に関して説明された方式と同様の方式で、eNB310において処理される。各受信機318RXは、受信機のそれぞれのアンテナ320を通じて信号を受信する。各受信機318RXは、RFキャリア上に変調された情報を復元し、その情報をRXプロセッサ370に提供する。

コントローラ/プロセッサ375は、プログラムコードとデータとを記憶するメモリ376と関連付けられ得る。メモリ376は、コンピュータ可読媒体と呼ばれることがある。ULでは、コントローラ/プロセッサ375は、UE350からのIPパケットを復元するために、トランスポートチャネルと論理チャネルとの間の逆多重化と、パケットリアセンブリと、解読と、ヘッダ解凍と、制御信号処理とを行う。コントローラ/プロセッサ375からのIPパケットは、EPC160に提供されることがある。コントローラ/プロセッサ375は、HARQ動作をサポートするために、ACKおよび/またはNACKプロトコルを使用する誤り検出も担う。

狭帯域ワイヤレス通信は、狭帯域の限られた周波数次元に起因する特有の課題を伴う。そのような狭帯域ワイヤレス通信の一例は、システム帯域幅の単一のRB、たとえば、180kHzに限定されるNB-IoTである。狭帯域ワイヤレス通信の別の例はeMTCであり、eMTCは、システム帯域幅の6個のRBに制限される。

複数のユーザが狭帯域を利用することがある。特定の時間においてUEのうちの一部だけがアクティブであることがあり、狭帯域通信はそのようなマルチユーザ容量をサポートすべきである。加えて、狭帯域通信は、異なるカバレッジ拡張(CE)レベルを必要とする環境におけるデバイスを考慮することによって、ディープカバレッジを可能にする必要があり得る。たとえば、一部のデバイスは、20dBものCEを必要とすることがあり、このことは、より大きいアップリンク送信時間間隔(TTI)バンドリングをもたらし、時間リソースをさらに制約する。

NB-IoT通信はまた、たとえば約35kmもの、大きなセル半径を伴うことがある。したがって、通信は、200μsなどの長い遅延を伴うことがあり、これは、長いサイクリックプレフィックス(CP)長を利用することがある。

たとえばカテゴリ0の低コストMTC UEとの、eMTCを使用する狭帯域通信に、類似の課題が関与する。MTC UEは、ピークデータレートが低減されて(たとえば、トランスポートブロックサイズに対して最大1000ビット)実装されることがある。さらに、MTC UEは、ランク1送信をサポートすることおよび/または1つの受信アンテナを有することに限定されることがある。MTC UEが半二重であるとき、MTC UEは、LTE規格に従ったレガシーUEすなわち非MTC UEと比較して、切替えタイミング(送信から受信または受信から送信への切替え)が緩和され得る。たとえば、非MTC UEは切替え時間が20マイクロ秒程度であり得るが、MTC UEは切替え時間が1ミリ秒程度であり得る。MTC UEは、非MTC UEと同じ方法で、たとえば、広帯域信号を監視すること、PDCCHとePDCCHの両方を求めて監視することなどで、DL制御チャネルを監視し得る。追加のMTC拡張がサポートされ得る。MTC UEは狭帯域の中で動作するが、MTC UEはまた、より広いシステム帯域幅(たとえば、1.4/3/5/10/15/20MHz)の中での動作が可能であり得る。たとえば、MTC UEは、1.4MHzというシステム帯域幅の中で動作することがあり、6個のリソースブロック(RB)を使用することがある。さらに、MTC UEは、最大で15dBの拡張されたカバレッジを有し得る。

たとえばNB-IoTのためのNPRACH設計は、セル間の干渉による誤警報の問題を経験することがある。たとえば、セルは、異なるセルに宛てられるUEからNPRACH信号を誤って検出することがある。図4は、第1のセルのための基地局402および第2のセルのための基地局406を含む例示的なシステム400を示す。UE408がNPRACH信号410を第1のセルのための基地局402に送信するとき、NPRACH信号410は、たとえば干渉する信号として、第2のセルのための基地局406によっても受信されることがある。しかしながら、基地局406は、NPRACH信号410が第2のセルに宛てられていなかったことを認識していないことがある。このことは、基地局406が異なるセル、たとえば第1のセルのための基地局402に代わりに宛てられていたNPRACH信号410を受信するような、誤警報の状況を作り出し得る。

図5は、例示的なNPRACH送信500を示す。NPRACH送信は、1つまたは複数の反復502a、502b、502c、502dを備える。4つだけの反復が図5に示されているが、たとえば最高で128回の反復までの、異なる数の反復が使用され得る。図5に示されるように、各反復は、4つのシンボルグループ504a、504b、504c、504dを備える。各シンボルグループ(504a、504b、504c、504d)は、所与の3.75kHzのトーンにおいて、サイクリックプレフィックス(CP)506および5つの連続する同じ値のシンボル508を備える。5つのシンボルの中の各シンボル送信は同じであるので、セルがあるUEからのNPRACHを別のUEのNPRACHと区別することが難しいことがある。NPRACH反復502a、502b、502c、502dの第1のシンボルグループ504aと第2のシンボルグループ504bとの間で、1トーンまたは-1トーンのいずれかの周波数ホップが行われ得る。同様に、NPRACH反復の第3のシンボルグループ504cと第4のシンボルグループ504dとの間で、1または-1のいずれかの周波数ホップが行われ得る。NPRACH反復の第2のシンボルグループ504bと第3のシンボルグループ504cとの間で、6トーンまたは-6トーンのいずれかの周波数ホップが行われ得る。図5は、シンボルグループ504aと504bとの間のa+1トーンのホップ、シンボルグループ504cと504dとの間のa-1トーンのホップ、およびシンボルグループ504bと504cとの間の+6トーンのホップを示す。

セル固有のランダムなホッピングは、反復間で、たとえば示されるように502cと502dとの間で発生し得る。基地局があるセルに宛てられているNPRACHを別のセルに宛てられているNPRACHから区別することを可能にする、セル固有のランダムなホッピングが、NPRACH送信における唯一の差であり得る。異なるカバレッジレベルが提供されることがあり、各カバレッジレベルは異なる数のNPRACH反復を有することがある。たとえば、最高で3つの異なるカバレッジレベルが定義されることがあり、各々が異なる数のNPRACH反復を有する。カバレッジレベルの各々が、反復の数によって表され得る。異なるセルと関連付けられるNPRACH信号が反復間のセル固有のランダムなホッピングだけにより区別されるとき、第1のセルのためのNPRACHが第2のセルのためのNPRACHと同じであることがあり得る。たとえば、1つの反復を伴うカバレッジレベルに対して、NPRACHシンボルグループの中の5つのシンボルは定数値によって変調される。したがって、NPRACHは、0.75kHzの整数倍である周波数を伴う正弦波信号である。2つのセルが、時間的に少なくとも一部重複するNPRACHリソースを有する場合、あるセルへのNPRACH信号(たとえば、基地局402へのNPRACH410)が、別のセル(たとえば、基地局406)によって誤って検出されることがある。

誤検出の問題は、反復の数が少ないときには特に問題であり得る。たとえば、2つの異なるUEがともに1回の反復により表されるカバレッジレベルを有する場合、NPRACH信号は両方のUEに対して同じであり、NPRACHを受信する基地局は、どのUEがNPRACHを送信したかを知らない。図4の例では、NPRACH信号410が単一反復のNPRACHである場合、基地局406は、NPRACH信号410が基地局406に宛てられたか、または別のセルに宛てられたかを決定することが可能ではない。基地局によるこの誤検出はコリジョンと呼ばれることがあり、このとき、基地局は、NPRACHが基地局に宛てられたか、または別のセルに宛てられたかを区別することが可能ではない。

NPRACH信号を送信する前に、NPRACH信号に周波数シフトが適用され得る。図6Aは、NPRACH信号生成器602によってNPRACH信号が生成された後で、周波数シフト604が適用され得ることを示す。各シンボルグループは、0.75kHzの整数倍の信号として送信され得る。周波数シフトm1*0.75kHzおよびm2*0.75kHzを伴いトーンkにおいて割り振られる2つのNPRACH信号は、互いに直交する。ある例では、5つの可能な周波数シフト値、たとえば[-2, -1, 0, 1, 2]*0.75kHzが使用され得る。図6Bは、5つの周波数シフト値の例に基づく、周波数における新しいNPRACHトーン位置を示す。

後方互換性を持たせるために、レガシーUEは、たとえば意図されるセルとは無関係に、NPRACHを送信するときシフト0を使用し得る。周波数シフトが可能なUEは、第1の周波数シフト値fd1のための5つのシフト値fd1=[-2 -1 0 1 2]*0.75kHzのうちの1つ、または第2の周波数シフト値fd2のための4つの値fd2=[-2 -1 1 2]*0.75kHzのうちの1つを使用し得る。特定のシフト値がセルに割り当てられ得る。たとえば、シフト値は、セルIDに基づくことがあり、セルIDの定められた関数であることがある。たとえば、UEは、fd1に関連したエントリmod(cell_ID,5)+1、またはfd2に関連したエントリmod(cell_ID,4)+1のいずれかを使用し得る。このことは5または4という周波数再使用係数を可能にし、すなわち、4つまたは5つのセルが各々、NPRACHのための異なる周波数を有し得る。別の選択肢では、基地局は、基地局へのNPRACH送信においてUEが使用するための、特定の周波数シフトをシグナリングし得る。たとえば、基地局は、システム情報においてUEに周波数シフトを示し得る。基地局は、異なる周波数シフトを各々伴う、または同じ周波数シフトを伴う、複数のNPRACHリソースをシグナリングすることができる。

一般に、単一のトーン間隔(たとえば、0.75kHz)の整数(N)倍としてのホッピング距離と、シンボルグループ当たりのM個のシンボル(たとえば、周波数変更を伴わない連続する送信)とを仮定して、周波数シフトm*N/M HzとともにM個のシフトを作ることができ、m=0,...M-1である。各ホップは時間長1/Nを有する。

しかしながら、2つのセルが同じ周波数シフトを有する場合、異なるセルに宛てられたNPRACHを基地局が検出するような、誤警報が依然として発生し得る。多数の反復を伴うディープカバレッジにおいてNPRACHが利用され得るので、多数の反復は長期間にわたる干渉につながり得る。

反復間のランダムな周波数シフトホッピング

異なるセルによって誤って検出される、あるセルに宛てられたNPRACH信号がないようにするために、ランダムな周波数シフトホッピングパターンが、複数の反復にわたってNPRACH信号に適用され得る。ランダムな周波数シフトホッピングパターンは擬似ランダムであり得る。ランダムな周波数シフトホッピングパターンは、基地局とUEとの間で同期され得る。たとえば、各セルは、反復間でホッピングする、対応するセル固有の周波数シフトパターンを有し得る。

たとえば、4つの反復(たとえば、502a、502b、502c、502d)を伴うNPRACHはそれぞれ、反復1～4(たとえば、502a、502b、502c、502d)のための[2,-1, 0 1]*0.75kHzという周波数シフトパターンを適用し得る。4つの反復のための例示的なパターン[2,-1,0,1]に従って、[2]*0.75kHzに基づく周波数シフトが第1の反復のために適用され、[-1]*0.75kHzという周波数シフトが第2の反復のために適用され、[0]*0.75kHzという周波数シフトが第3の反復のために適用され、[1]*0.75kHzという周波数シフトが第4の反復のために適用される。

反復間での周波数シフトホッピングパターンを使用することで、UEのサービングセルと同じ周波数シフトkを伴う第2のセル(たとえば、干渉されるセル)がある確率が下がる。複数の反復にわたるランダムな周波数シフトホッピングを伴わない設計において、あるセル(たとえば、サービングセル)に宛てられたNPRACHが別のセル(たとえば、干渉されるセル)により利用されるのと同じホッピングパターンおよび同じ周波数シフトkを有するときに、問題が生じ得る。第2のセルは、第2のセルに宛てられたNPRACHとしてNPRACHを誤って検出することがある。狭帯域デバイス、たとえばNB UEは、ディープカバレッジのシナリオのもとで通信し得るので、NB UEは多数のNPRACH反復を使用する必要があり得る。2つの異なるセルによって同じkが選択される場合、このことは、長い時間長にわたって発生するコリジョン/誤ったNPRACH検出につながり得る。しかしながら、反復のためのセル固有の周波数シフトパターンの使用を通じて、2つの基地局が同じホッピングパターンを使用する可能性は、反復の数が多いほど低下する。UEが多数の反復を使用するとき、反復のための潜在的な周波数シフトパターンの数は指数関数的に増大する。したがって、基地局による誤検出の可能性を下げることができる。

周波数シフト値が、セル固有の周波数シフトパターンに従って反復ごとにのみ変更されるとき、UEにおける複雑さの増大を避けることができる。

セルに関する周波数シフトkのホッピングパターンは、kと反復インデックスとの間の関数に基づき得る。一例では、周波数シフトホッピングパターンは、UEに知られていることがあるkに基づく指定された関数であり得る。したがって、UEは、kを認識すると、ホッピングパターンを決定して適用することができる。UEは、kおよび対応する反復に対する反復インデックスに基づいて、決定されたホッピングパターンを適用することができる。

別の例では、基地局は、セルのためのホッピングパターンインデックスをUEに通知し、または別様に示すことができる。UEは、インデックスを使用して、対応するホッピングパターンを決定することができる。基地局からのRRCシグナリングまたはシステム情報シグナリングにおいて、ホッピングパターンインデックスがUEに通知または指示され得る。

スクランブリングシーケンス

誤ったNPRACH検出の発生を減らすために、シンボルレベルのスクランブリングまたはシンボルグループレベルのスクランブリングが、生成されたNPRACH信号に適用され得る。たとえば、CP506シンボルの後で、生成されたNPRACH(たとえば、シンボルシーケンス508)のプリアンブルシーケンスの他のシンボルが、同じ値を備え得る。NPRACHシーケンスのこれらのシンボルは、「1」を備えるものとして見なされ得る。図7Aは、スクランブリングを伴わないNPRACH信号の例示的なシンボルグループ704を示す。図7Aに示されるように、シンボルの各々が値「1」を有する。

図7Bは、スクランブリングシーケンス[1,-1,1,1,-1]に従ってスクランブリングが適用されている、図7Aの例示的なシンボルグループと同様の例示的なシンボルグループ706を示す。異なるセルが異なるシンボルレベルのスクランブリングまたはシンボルグループレベルのスクランブリングを適用することができ、このことはさらに、異なるセルに宛てられるNPRACH信号を分離することができる。異なるスクランブリングシーケンスは、受信されたNPRACHが基地局に宛てられたか、または異なるセルに宛てられたかを、基地局が決定することを可能にし得る。

しかしながら、そのようなスクランブリングは、受信機におけるFFT処理にエラーを引き起こし得る。たとえば、「-1」として多重化されるプリアンブルのスクランブリングされた第2のシンボル702は、多重化されないプリアンブルの第3のシンボルのCPとして受信機により誤って見なされることがある。NPRACHが何らかの遅延を有する場合、プリアンブルの第3のシンボルは第2のシンボルの一部を含むことがある。このことはFFT処理に対する問題を引き起こすことがあり、これは誤ったNPRACH検出の原因を作り出すことがある。異なるサブキャリア上でのプリアンブル送信の直交性が失われることがあり、このことも、誤ったNPRACH検出の新しい原因につながることがある。

シンボルグループレベルのスクランブリングまたはシンボルレベルのスクランブリングを通じて作り出され得るそのようなFFT処理のエラーを避けながら、異なるセルに宛てられるNPRACH信号間の区別をそれでも可能にするために、代わりに反復レベルでスクランブリングが適用され得る。図8は、例示的なスクランブリングシーケンス[1,-1,1,1]に従った反復レベルスクランブリングを有する例示的なNPRACH信号800を示す。したがって、第1の反復802aの4つのシンボルグループの中の各シンボルは、「1」に基づく適用されるスクランブリングを有する。第2の反復802bの4つのシンボルグループの中の各シンボルは、「-1」に基づく適用されるスクランブリングを有する。第3の反復802cの4つのシンボルグループの中の各シンボルは、「1」に基づく適用されるスクランブリングを有する。第4の反復802dの4つのシンボルグループの中の各シンボルは、「1」に基づく適用されるスクランブリングを有する。図8は、反復レベルのスクランブリングシーケンスに従って、「1」に基づいて各々スクランブリングされる、CP806およびシンボル808を有する4つのシンボルグループ804a、804b、804c、および804dを示す。同様に、反復802bにおけるシンボルグループの各シンボルは、「-1」に基づいてスクランブリングされる。

大量の反復に対して、反復レベルのスクランブリングは、基地局がNPRACH信号を正しく検出することを可能にする、一意なシーケンスを提供することができる。

スクランブリングシーケンスは、スクランブリングシーケンスとセルIDとの間の関数に基づき得る。したがって、スクランブリングシーケンスはセル固有であり得る。関数は指定されることがあり、UEは、意図されるセル(たとえば、サービングセル)のセルIDに基づいて、スクランブリングシーケンスを決定することが可能であることがある。

別の例では、基地局は、たとえば、RRCシグナリングにおいて、またはシステム情報において、スクランブリングシーケンスインデックスをUEに通知し得る。基地局はまた、別の方式でスクランブリングシーケンスをUEに示し得る。

一例では、ランダムな周波数シフトホッピングパターンが複数の反復にわたってNPRACH信号に適用されることがあり、反復レベルのスクランブリングがNPRACH信号に適用されることがある。

図9は、ワイヤレス通信の方法のフローチャート900である。方法は、UE(たとえば、UE104、350、408、装置1102、1102')によって実行され得る。方法の任意選択のステップは、破線のボックスにおいて与えられる。この方法では、UEは、NPRACH信号の反復間で異なる周波数シフトを適用することによって、異なる基地局に宛てられるNPRACH信号を基地局が誤って検出するような、誤警報を減らす。UEは、複数の反復にわたってセル固有の周波数シフトパターンを適用することができ、このことは、基地局がNPRACHをより正確に検出することを可能にする。

904において、UEは、(たとえば、図5に関連して説明されたように)複数の反復を備える狭帯域物理ランダムアクセスチャネル(NPRACH)信号を生成し、各反復は複数のシンボルグループを備える。

906において、UEは、NPRACH信号の反復間で異なる周波数シフトを適用する。したがって、周波数シフトは第1の反復に適用されることがあり、第2の周波数シフトは第2の反復に適用されることがあり、第3の周波数シフトは第3の反復に適用されることがあり、以下同様である。

908において、UEは、適用される周波数シフトを有する生成されるNPRACH信号を送信する。周波数シフトのパターンはNPRACH信号に適用され得る。パターンは、NPRACH信号が送信される基地局に対応する、セル固有の周波数シフトパターン(たとえば、ランダムな周波数シフトホッピングパターン)を備え得る。ランダムな周波数シフトホッピングパターンは擬似ランダムであり得る。ランダムな周波数シフトホッピングパターンは、基地局とUEとの間で同期され得る。ホッピングパターンは、各反復にわたって適用され得る。反復レベルの周波数シフトホッピングパターンの使用は、UEからNPRACH信号を正しく基地局が検出することを可能にし得る。

一例では、周波数シフトのパターンは指定される関数に基づくことがあり、この関数は反復インデックスおよび対応する周波数シフトに基づく。

別の例では、UEは、902において、基地局からの周波数シフトのパターンの指示を受信し得る。この指示は、周波数シフトパターンインデックスを備え得る。この指示は、RRCシグナリングまたはシステム情報シグナリングに含まれ得る。したがって、UEは、902において受信される指示に基づいて、906において周波数シフトのパターンを適用し得る。

図10は、ワイヤレス通信の方法のフローチャート1000である。方法は、UE(たとえば、UE104、350、408、装置1102、1102')によって実行され得る。方法の任意選択のステップは、破線のボックスにおいて与えられる。この方法では、UEは、NPRACH信号に反復レベルのスクランブリングを適用することによって、異なる基地局に宛てられるNPRACH信号を基地局が誤って検出するような誤警報を減らす。反復レベルのスクランブリングは、基地局がNPRACHをより正確に検出することを可能にし得る。

1004において、UEは、(たとえば、図5に関連して説明されたように)複数の反復を備える狭帯域物理ランダムアクセスチャネル(NPRACH)信号を生成し、各反復は複数のシンボルグループを備える。

1006において、UEは、反復レベルのスクランブリングシーケンスをNPRACH信号に適用し、単一のスクランブリングシーケンスが、NPRACH信号に含まれる反復のセットに適用される。図8は、NPRACH信号に適用される反復レベルのスクランブリングの例を示す。

一例では、反復レベルのスクランブリングシーケンスは、スクランブリングシーケンスと、NPRACH信号が送信される基地局のセルIDとの間の関数に基づく。

別の例では、UEは、1002において、基地局からのスクランブリングシーケンスの指示を受信し得る。この指示は、スクランブリングシーケンスインデックスを備え得る。この指示は、基地局からUEに送信されるRRCシグナリングまたはシステム情報に含まれ得る。したがって、UEは、1002において受信される指示に基づいて、1006においてスクランブリングシーケンスを適用し得る。

1008において、UEは、適用される反復レベルのスクランブリングを有する生成されるNPRACH信号を送信する。反復レベルのスクランブリングの使用は、UEからのNPRACH信号を正しく基地局が検出することを可能にし得る。

図9および図10が別々に示されているが、複数の反復にわたる反復レベルのスクランブリングと周波数シフトパターンの両方が、NPRACHに適用され得る。

図11は、例示的な装置1102における異なる手段/構成要素間のデータフローを示す概念データフロー図1100である。装置はUE(たとえば、UE104、350、408)であり得る。装置は、基地局1150からダウンリンク通信を受信する受信構成要素1104、およびアップリンク通信を基地局へ送信する送信構成要素1106を含む。装置は複数の反復を備えるNPRACH信号を生成するNPRACH構成要素1108を含むことがあり、各反復は複数のシンボルグループを備える。例示的なNPRACH信号の態様は、図5に関連して説明される。装置は、NPRACH信号の反復間で異なる周波数シフトを適用する、周波数シフト構成要素1110を含み得る。したがって、周波数シフト構成要素は、生成されるNPRACH信号をNPRACH構成要素1108から受信し、送信構成要素1106がNPRACHを送信する前にNPRACHの反復間に周波数シフトを適用し得る。反復間の周波数シフトは、NPRACH信号が送信される基地局1150に対応するパターン、たとえばセル固有の周波数シフトパターンを備え得る。周波数シフトパターンは、反復および対応する周波数シフトの関数に基づき得る。別の例では、周波数シフトパターンは、基地局1150によって装置に示され得る。したがって、装置は、(たとえば、RRCシグナリング/システム情報において)基地局1150からの周波数シフトのパターンの指示を受信し、対応する周波数シフトシーケンスを周波数シフト構成要素1110に提供する、周波数シフトシーケンスインジケータ構成要素1114を含み得る。

装置は、反復レベルのスクランブリングシーケンスをNPRACH信号に適用するスクランブリング構成要素1112を備えることがあり、単一のスクランブリングシーケンスが、NPRACH信号に含まれる反復のセットに適用される。スクランブリングシーケンスの例が図8に関連して説明される。スクランブリング構成要素1112は、生成されるNPRACHをNPRACH構成要素1108から受信することができ、送信構成要素1106がNPRACHを送信する前にスクランブリングシーケンスを適用することができる。スクランブリングシーケンスは、スクランブリングシーケンスとサービングセルのセルIDとの間の関数に基づき得る。したがって、装置は、セルIDに基づいてスクランブリングシーケンスを決定することが可能であり得る。別の例では、装置は、(たとえば、RRCシグナリング/システム情報において)基地局1150からスクランブリングシーケンスの指示を受信し、対応するスクランブリングシーケンスをスクランブリング構成要素1112に提供する、スクランブリングシーケンスインジケータ構成要素1116を備え得る。

ある例では、反復間の周波数シフトと、反復レベルのスクランブリングシーケンスの両方が、基地局1150への送信の前にNPRACHに適用され得る。図11に示されるように、スクランブリング構成要素1112は、NPRACH構成要素1108によって生成されたNPRACHにスクランブリングシーケンスを適用し、スクランブリングされたNPRACHを周波数シフト構成要素1110に提供することができ、周波数シフト構成要素1110が次いで、NPRACHが送信される前にNPRACHの反復間で周波数シフトを適用する。代わりに、周波数シフト構成要素1110は、NPRACH構成要素1108によって生成されるNPRACHの反復間で周波数シフトを適用することができ、周波数シフトされたNPRACH信号をスクランブリング構成要素に提供することができる。スクランブリング構成要素は次いで、NPRACHが基地局1150に送信される前に、反復レベルのスクランブリングシーケンスをNPRACHに適用することができる。

装置は、図9および図10の上述のフローチャートの中のアルゴリズムのブロックの各々を実行する追加の構成要素を含み得る。したがって、図9および図10の上述のフローチャートの中の各ブロックは、1つの構成要素によって実行されることがあり、装置は、それらの構成要素のうちの1つまたは複数を含み得る。構成要素は、述べられたプロセス/アルゴリズムを遂行するように具体的に構成された1つもしくは複数のハードウェア構成要素であるか、述べられたプロセス/アルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサによって実装されるか、プロセッサによる実装のためにコンピュータ可読媒体内に記憶されるか、またはそれらの何らかの組合せであり得る。

図12は、処理システム1214を利用する装置1102'のハードウェア実装形態の例を示す図1200である。処理システム1214は、バス1224によって全体的に表されるバスアーキテクチャを用いて実装され得る。バス1224は、処理システム1214の具体的な適用例と全体的な設計制約とに応じて、任意の数の相互接続するバスおよびブリッジを含み得る。バス1224は、プロセッサ1204によって表される1つまたは複数のプロセッサおよび/またはハードウェア構成要素と、構成要素1104、1106、1108、1110、1112、1114と、コンピュータ可読媒体/メモリ1206とを含む様々な回路を互いにつなぐ。バス1224はまた、タイミングソース、周辺装置、電圧調整器、および電力管理回路などの、様々な他の回路をつなぎ得るが、これらの回路は当技術分野においてよく知られており、したがって、これらの回路はこれ以上説明されない。

処理システム1214はトランシーバ1210に結合され得る。トランシーバ1210は1つまたは複数のアンテナ1220に結合される。トランシーバ1210は、送信媒体を通じて様々な他の装置と通信するための手段を与える。トランシーバ1210は、1つまたは複数のアンテナ1220から信号を受信し、受信された信号から情報を抽出し、抽出された情報を処理システム1214、具体的には受信構成要素1104に提供する。加えて、トランシーバ1210は、処理システム1214、具体的には送信構成要素1106から情報を受信し、受信された情報に基づいて、1つまたは複数のアンテナ1220に加えられるべき信号を生成する。処理システム1214は、コンピュータ可読媒体/メモリ1206に結合されたプロセッサ1204を含む。プロセッサ1204は、コンピュータ可読媒体/メモリ1206に記憶されたソフトウェアの実行を含む、一般的な処理を担う。ソフトウェアは、プロセッサ1204によって実行されると、任意の特定の装置について上で説明された様々な機能を処理システム1214に実行させる。コンピュータ可読媒体/メモリ1206はまた、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ1204によって操作されるデータを記憶するために使用され得る。処理システム1214は、構成要素1104、1106、1108、1110、1112、1114のうちの少なくとも1つをさらに含む。それらの構成要素は、プロセッサ1204内で動作し、コンピュータ可読媒体/メモリ1206の中に存在する/記憶されたソフトウェア構成要素、プロセッサ1204に結合された1つまたは複数のハードウェア構成要素、またはそれらの何らかの組合せであり得る。処理システム1214は、UE350の構成要素であることがあり、メモリ360、ならびに/またはTXプロセッサ368、RXプロセッサ356、およびコントローラ/プロセッサ359のうちの少なくとも1つを含むことがある。

一構成では、ワイヤレス通信のための装置1102/1102'は、複数の反復を備える狭帯域物理ランダムアクセスチャネル(NPRACH)信号を生成するための手段と、NPRACH信号の反復間で異なる周波数シフトを適用するための手段と、反復レベルのスクランブリングシーケンスをNPRACH信号に適用するための手段と、基地局からスクランブリングシーケンスの指示を受信するための手段と、基地局からの周波数シフトのパターンの指示を受信するための手段と、生成されたNPRACH信号を送信するための手段とを含む。上述の手段は、上述の手段によって列挙された機能を実行するように構成された装置1102および/または装置1102'の処理システム1214の上述の構成要素のうちの1つまたは複数であり得る。上で説明されたように、処理システム1214は、TXプロセッサ368、RXプロセッサ356、およびコントローラ/プロセッサ359を含み得る。そのため、一構成では、上述の手段は、上述の手段によって列挙された機能を実行するように構成されたTXプロセッサ368、RXプロセッサ356、およびコントローラ/プロセッサ359であり得る。

開示されたプロセス/フローチャートにおけるブロックの特定の順序または階層は例示的な手法の例示であることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、プロセス/フローチャートにおけるブロックの特定の順序または階層が再構成されることがあることを理解されたい。さらに、いくつかのブロックは組み合わされてもよく、または省略されてもよい。添付の方法クレームは、様々なブロックの要素を例示的な順序で提示したものであり、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。

上述の説明は、本明細書で説明された様々な態様を当業者が実践できるようにするために提供される。これらの態様への様々な変更は当業者に容易に明らかになり、本明細書で定義される一般原理は他の態様に適用されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示される態様に限定されるものではなく、クレーム文言と一致するすべての範囲を与えられるべきであり、単数形での要素への言及は、そのように明記されていない限り、「唯一無二の」ではなく、「1つまたは複数の」を意味するものとする。「例示的」という単語は、本明細書では「例、事例、または例示としての働きをすること」を意味するために使用される。本明細書で「例示的」であるものとして説明されているいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。別段特に述べられない限り、「いくつかの」という用語は、1つまたは複数を指す。「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、またはCのうちの1つまたは複数」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの1つまたは複数」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、A、B、および/またはCの任意の組合せを含み、複数のA、複数のB、または複数のCを含み得る。具体的には、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、またはCのうちの1つまたは複数」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの1つまたは複数」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびB、AおよびC、BおよびC、またはAおよびBおよびCであってもよく、任意のそのような組合せは、A、B、またはCのうちの1つまたは複数のメンバーを含んでもよい。当業者に知られているか、または後に知られることになる、本開示全体を通じて説明された様々な態様の要素に対するすべての構造的および機能的均等物が、参照により本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。さらに、本明細書で開示されたものは、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公に供されるものではない。「モジュール」、「機構」、「要素」、「デバイス」などの単語は、「手段」という単語の代用ではないことがある。したがって、いかなるクレーム要素も、その要素が「のための手段」という語句を使用して明確に列挙されていない限り、ミーンズプラスファンクションとして解釈されるべきではない。

100 アクセスネットワーク
102 基地局
104 UE
110 地理的カバレッジエリア
120 通信リンク
132 バックホールリンク
134 バックホールリンク
150 Wi-Fiアクセスポイント
152 STA
154 通信リンク
160 EPC
162 MME
164 他のMME
166 サービングゲートウェイ
170 BM-SC
172 PDNゲートウェイ
174 HSS
176 IPサービス
180 mmW基地局
182 UE
184 ビームフォーミング
310 eNB
316 TXプロセッサ
318 送信機、受信機
320 アンテナ
350 UE
352 アンテナ
354 受信機、送信機
356 RXプロセッサ
358 チャネル推定器
359 コントローラ/プロセッサ
360 メモリ
368 TXプロセッサ
370 RXプロセッサ
374 チャネル推定器
375 コントローラ/プロセッサ
376 メモリ
400 システム
402 基地局A
406 基地局B
408 UE
410 NPRACH信号
500 NPRACH送信
502a、502b、502c、502d 反復
504a、504b、504c、504d シンボルグループ
506 サイクリックプレフィックス
508 シンボル
602 NPRACH信号生成器
604 周波数シフト
702 シンボル
704 シンボルグループ
706 シンボルグループ
800 NPRACH信号
802a 第1の反復
802b 第2の反復
802c 第3の反復
802d 第4の反復
804a、804b、804c、804d シンボルグループ
806 CP
808 シンボル
1102、1102' 装置
1104 受信構成要素
1106 送信構成要素
1108 NPRACH構成要素
1110 周波数シフト構成要素
1112 スクランブリング構成要素
1114 周波数シフトインジケータ構成要素
1116 スクランブリングシーケンスインジケータ構成要素
1204 プロセッサ
1206 コンピュータ可読媒体/メモリ
1210 トランシーバ
1214 処理システム
1220 アンテナ
1224 バス

Claims (15)

1. ユーザ機器(UE)におけるワイヤレス通信の方法であって、
   複数の反復を備える狭帯域物理ランダムアクセスチャネル(NPRACH)信号を生成するステップであって、各反復が複数のシンボルグループを備える、ステップと、
   反復レベルのスクランブリングシーケンスを前記NPRACH信号に適用するステップであって、単一のスクランブリングシーケンスが、前記NPRACH信号に含まれる反復のセットに適用される、ステップと、
   前記NPRACH信号を基地局に送信するステップとを備える、方法。
2. 前記反復レベルのスクランブリングシーケンスがセル固有である、請求項1に記載の方法。
3. 前記反復レベルのスクランブリングシーケンスが、スクランブリングシーケンスと、前記NPRACH信号が送信される前記基地局のセル識別子(ID)との間の関数に基づく、請求項2に記載の方法。
4. 前記基地局からスクランブリングシーケンスの指示を受信するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
5. 前記指示が、無線リソース制御(RRC)シグナリングまたはシステム情報シグナリングに含まれるスクランブリングシーケンスインデックスを備える、請求項4に記載の方法。
6. 前記NPRACH信号の反復間で異なる周波数シフトを適用するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
7. 周波数シフトのパターンが前記NPRACH信号に適用される、請求項6に記載の方法。
8. 周波数シフトの前記パターンが、前記NPRACH信号が送信される前記基地局に対応するセル固有の周波数シフトパターンを備える、請求項7に記載の方法。
9. 周波数シフトの前記パターンがランダムな周波数シフトホッピングパターンを備える、請求項7に記載の方法。
10. ワイヤレス通信のための装置であって、
    複数の反復を備える狭帯域物理ランダムアクセスチャネル(NPRACH)信号を生成するための手段であって、各反復が複数のシンボルグループを備える、手段と、
    反復レベルのスクランブリングシーケンスを前記NPRACH信号に適用するための手段であって、単一のスクランブリングシーケンスが、前記NPRACH信号に含まれる反復のセットに適用される、手段と、
    前記NPRACH信号を基地局に送信するための手段とを備える、装置。
11. 前記反復レベルのスクランブリングシーケンスがセル固有である、請求項10に記載の装置。
12. 前記反復レベルのスクランブリングシーケンスが、スクランブリングシーケンスと、前記NPRACH信号が送信される前記基地局のセル識別子(ID)との間の関数に基づく、請求項10に記載の装置。
13. 前記基地局からスクランブリングシーケンスの指示を受信するための手段をさらに備える、請求項10に記載の装置。
14. 前記指示が、無線リソース制御(RRC)シグナリングまたはシステム情報シグナリングに含まれるスクランブリングシーケンスインデックスを備える、請求項13に記載の装置。
15. コンピュータ上での実行時に、請求項1～9のいずれか一項に記載の方法を前記コンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラム。

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