以下に添付する図面は、本発明に関する理解を助けるためのものであり、詳細な説明と共に本発明に関する実施例を提供する。ただし、本発明の技術的特徴が特定の図面に限定されるものではなく、各図面で開示する特徴が互いに組み合わせられて新しい実施例として構成されてもよい。各図面における参照番号(reference numerals)は構造的構成要素(structural elements)を意味する。
以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合し(組み合わせ)たもの(combinations)である。各構成要素又は特徴は、別の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、別の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、一部の構成要素及び/又は特徴を結合させて本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例において説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換え(取り替え)られて(replaced)もよい。
図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせ得る手順又は段階などは記述を省略し、当業者のレベルで理解可能な程度の手順又は段階も記述を省略する。
明細書全体を通じて、ある部分がある構成要素を「含む(comprising又はincluding)」とされているとき、これは、別に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書でいう“…部”、“…器”、“モジュール”などの用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現することができる。また、「ある(a又はan)」、「1つ(one)」、「その(the)」及び類似の関連語は、本発明を記述する文脈において(特に、添付の請求項の文脈において)本明細書に別に指示されたり文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の両方を含む意味で使うことができる。
本明細書において、本発明の実施例は、基地局と移動局との間のデータ送受信関係を中心に説明される。ここで、基地局は、移動局と通信を直接行うネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本文書において、基地局によって行われるとされている特定の動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)によって行われてもよい。
すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network node)からなるネットワークにおいて、移動局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で行うことができる。このとき、「基地局」は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、gNode B(gNB)、高度(発展した)基地局(ABS:Advanced Base Station)又はアクセスポイント(access point)などの用語に言い換えることができる。
また、本発明の実施例において、端末(Terminal)は、ユーザ機器(UE:User Equipment)、移動局(MS:Mobile Station)、加入者端末(SS:Subscriber Station)、移動加入者端末(MSS:Mobile Subscriber Station)、移動端末(Mobile Terminal)、又は高度(発展した)移動局(移動端末)(AMS:Advanced Mobile Station)などの用語に言い換えることができる。
また、送信端は、データサービス又は音声サービスを提供する固定及び/又は移動ノードを意味し、受信端は、データサービス又は音声サービスを受信する固定及び/又は移動ノードを意味する。したがって、上りリンクでは、移動局を送信端にし、基地局を受信端にすることができる。同様に、下りリンクでは、移動局を受信端にし、基地局を送信端にすることができる。
本発明の実施例は、無線アクセスシステムであるIEEE 802.xxシステム、3GPP(3rd Generation Partnership Project)システム、3GPP LTEシステム及び3GPP 5G NRシステム及び3GPP2システムのうち少なくとも1つに開示されている標準文書によってサポートすることができ、特に、本発明の実施例は、3GPP TS 36.211、3GPP TS 36.212、3GPP TS 36.213、3GPP TS 36.321、3GPP TS 36.331、3GPP TS 38.211、3GPP TS 38.212、3GPP TS 38.213、3GPP TS 38.321及び3GPP TS 38.331の文書によってサポートすることができる。すなわち、本発明の実施例のうち、説明しない自明な段階又は部分は、上記文書を参照して説明することができる。また、本文書に開示されている用語は、いずれも上記標準文書によって説明することができる。
以下、本発明に係る好適な実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのものであり、本発明が実施され得る唯一の実施形態を表すことを意図するものではない。
また、本発明の実施例で使われる特定の用語は本発明の理解し易さのために提供されるものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。
例えば、送信機会区間(TxOP:Transmission Opportunity Period)という用語は、送信区間、送信バースト(Tx burst)又はRRP(Reserved Resource Period)という用語と同じ意味で使うことができる。また、LBT(Listen Before Talk)過程は、チャネル状態がアイドル(遊休)(idle)であるか否かを判断するためのキャリアセンシング過程、CCA(Clear Channel Assessment)、チャネル接続(アクセス)過程(手順)(CAP:Channel Access Procedure)と同じ目的で行うことができる。
以下では、本発明の実施例を利用可能な無線アクセスシステムの一例として3GPP LTE/LTE-Aシステムについて説明する。
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)などの様々な無線アクセスシステムに適用することができる。
CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000などの無線技術(radio technology)によって具現することができる。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM(登録商標) Evolution)などの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(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、E-UTRA(Evolved UTRA)などの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、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC-FDMAを採用する。LTE-A(Advanced)システムは、3GPP LTEシステムを改良したシステムである。本発明の技術的特徴に関する説明を明確にするために、本発明の実施例は、3GPP LTE/LTE-Aシステムを中心に述べられるが、IEEE 802.16e/mシステムなどに適用されてもよい。
1. 3GPP LTE/LTE A システム
1.1.物理チャネル及びこれを用いた信号送受信方法
無線アクセスシステムにおいて、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。基地局と端末とが送受信する情報は一般データ情報及び種々の制御情報を含み、基地局と端末と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、本発明の実施例で使用可能な物理チャネル及びそれらを用いた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、S11段階で、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。そのために、端末は、基地局からプライマリ同期チャネル(P-SCH:Primary Synchronization Channel)及びセカンダリ同期チャネル(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、基地局から物理ブロードキャスト(放送)チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)信号を受信してセル内ブロードキャスト(放送)情報を取得することができる。
一方、端末は、初期セルサーチ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。
初期セルサーチを終えた端末は、S12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取得することができる。
その後、端末は、基地局への接続を完了するために、段階S13~段階S16のようなランダムアクセス過程(Random Access Procedure)を行うことができる。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)でプリアンブル(preamble)を送信し(S13)、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ことができる(S14)。コンテンション(競合)(contention)ベースのランダムアクセスでは、端末は、更なる物理ランダムアクセスチャネル信号の送信(S15)、及び物理下りリンク制御チャネル信号及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネル信号の受信(S16)のような衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)を行うことができる。
上述したような手順を行った端末は、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信号及び/又は物理下りリンク共有チャネル信号の受信(S17)、及び物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)信号及び/又は物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)信号の送信(S18)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)、CQI(Channel Quality Indication)、PMI(Precoding Matrix Indication)、RI(Rank Indication)情報などを含む。
LTEシステムにおいて、UCIは、一般にPUCCHで周期的に送信されるが、制御情報とトラフィックデータとが同時に送信されるべき場合にはPUSCHで送信されてもよい。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。
1.2.リソースの構造
図2は、本発明の実施例で用いられる無線フレームの構造を示す図である。
図2(a)には、タイプ1フレーム構造(frame structure type1)を示す。タイプ1フレーム構造は、全二重(full duplex)FDD(Frequency Division Duplex)システムにも半二重(half duplex)FDDシステムにも適用可能である。
1つの無線フレーム(radio frame)は、Tf=307200*Ts=10msの長さを有するものであり、Tslot=15360*Ts=0.5msの均等な長さを有し、0~19のインデックスが与えられた20個のスロットで構成される。1つのサブフレームは2個の連続したスロットで定義され、i番目のサブフレームは、2i及び2i+1に該当するスロットで構成される。すなわち、無線フレーム(radio frame)は、10個のサブフレーム(subframe)で構成される。1サブフレームを送信するためにかかる時間をTTI(Transmission Time Interval)という。ここで、Tsはサンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(約33ns)と表される。スロットは、時間領域において複数のOFDMシンボル又はSC-FDMAシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック(Resource Block)を含む。
1つのスロットは、時間領域において複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルを含む。3GPP LTEは下りリンクにおいてOFDMAを用いるので、OFDMシンボルは、1シンボル区間(symbol period)を表現するためのものである。OFDMシンボルは、1つのSC-FDMAシンボル又はシンボル区間ということができる。リソースブロック(resource block)は、リソース割り当て単位であり、1つのスロットで複数の連続した副搬送波(subcarrier)を含む。
全二重FDDシステムでは、各10ms区間において10個のサブフレームを下りリンク送信及び上りリンク送信のために同時に利用することができる。このとき、上りリンク送信と下りリンク送信とは、周波数領域において分離される。これに対し、半二重FDDシステムでは、端末が送信と受信とを同時に行うことができない。
上述した無線フレームの構造は1つの例に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるOFDMシンボルの数は様々に変更されてもよい。
図2(b)には、タイプ2フレーム構造(frame structure type2)を示す。タイプ2フレーム構造は、TDDシステムに適用される。1つの無線フレーム(radio frame)は、Tf=307200*Ts=10msの長さを有し、153600*Ts=5msの長さを有する2個のハーフフレーム(half-frame)で構成される。各ハーフフレームは、30720*Ts=1msの長さを有する5個のサブフレームで構成される。i番目のサブフレームは、2i及び2i+1に該当する各Tslot=15360*Ts=0.5msの長さを有する2個のスロットで構成される。ここで、Tsはサンプリング時間を表し、Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(約33ns)と表される。
タイプ2フレームには、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、ガード(保護)区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3つのフィールドで構成されるスペシャル(特別)サブフレーム(special subframe)を含む。ここで、DwPTSは、端末における初期セルサーチ、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とに用いられる。ガード区間は、上りリンクと下りリンクとの間の、下りリンク信号のマルチパス(多重経路)遅延による上りリンクにおける干渉(UL interference between a UL and a DL, caused by the multi-path delay of a DL signal)を除去するための区間である。
次の表1は、スペシャル(特別)フレーム(special subframe)(スペシャルサブフレーム)の構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を表す。
またLTE Rel-13システムにおいては、スペシャルフレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)が下記の表のようにX(追加的なSC-FDMAのシンボルの数、上位層(上位階層)(higher layer)パラメータsrs-UpPtsAddにより提供され、パラメータが設定されないと、Xは0である)を考慮して設定される構成が新しく追加されており、LTE Rel-14システムにおいては、Special subframe configuration#10が新しく追加されている。ここで、UEは、下りリンクにおけるノーマル(一般)CP(normal cyclic prefix)のためのSpecial subframe configurations{3,4,7,8}及び下りリンクにおける拡張(拡張された)CP(extended cyclic prefix)のためのSpecial subframe configurations{2,3,5,6}に対して2つの追加UpPTS SC-FDMAシンボルが設定されることを期待しない。さらに、UEは、下りリンクにおけるノーマルCPのためのSpecial subframe configurations{1,2,3,4,6,7,8}及び下りリンクにおける拡張CPのためのSpecial subframe configurations{1,2,3,5,6}に対して4つの追加UpPTS SC-FDMAシンボルが設定されることを期待しない。(The UE is not expected to be configured with 2 additional UpPTS SC-FDMA symbols for special subframe configurations{3,4,7,8} for normal cyclic prefix in downlink and special subframe configurations{2,3,5,6} for extended cyclic prefix in downlink and 4 additional UpPTS SC-FDMA symbols for special subframe configurations{1,2,3,4,6,7,8} for normal cyclic prefix in downlink and special subframe configurations{1,2,3,5,6} for extended cyclic prefix in downlink)
図3は、本発明の実施例で利用可能な下りリンクスロットに対するリソースグリッド(resource grid)を例示する図である。
図3を参照すると、1つの下りリンクスロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含む。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領域において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(element)をリソース要素(resource element)といい、1つのリソースブロックは12×7個のリソース要素を含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックの数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には、本発明の実施例で利用可能な上りリンクサブフレームの構造を示す。
図4を参照すると、上りリンクサブフレームは、周波数領域において制御領域とデータ領域とに分けることができる。制御領域には、上りリンク制御情報を搬送するPUCCHが割り当てられる。データ領域には、ユーザデータを搬送するPUSCHが割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、1つの端末はPUCCHとPUSCHとを同時に送信しない。1つの端末に対するPUCCHには、サブフレーム内にRB対が割り当てられる。RB対に属するRBは、2個のスロットのそれぞれにおいて異なる副搬送波を占める。このようなPUCCHに割り当てられたRB対は、スロット境界(slot boundary)で周波数ホッピング(跳躍)(frequency hopping)する、という。
図5は、本発明の実施例で利用可能な下りリンクサブフレームの構造を示す図である。
図5を参照すると、サブフレームにおける1番目のスロットにおいてOFDMシンボルインデックス0から最大で3個までのOFDMシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)であり、残りのOFDMシンボルは、PDSCHが割り当てられるデータ領域(data region)である。3GPP LTEで用いられる下りリンク制御チャネルの例には、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などがある。
PCFICHは、サブフレームの1番目のOFDMシンボルで送信され、サブフレームにおいて制御チャネルの送信のために用いられるOFDMシンボルの数(すなわち、制御領域のサイズ)に関する情報を搬送する。PHICHは、上りリンクに対する応答チャネルであり、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)に対するACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement)信号を搬送する。PDCCHで送信される制御情報を下りリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)という。下りリンク制御情報は、上りリンクリソース割り当て情報、下りリンクリソース割り当て情報、又は任意の端末グループに対する上りリンク送信(Tx)電力制御命令を含む。
2.新しい無線アクセス(接続)技術(New Radio Access Technology)システム
多数の通信機器がより大きな通信容量を要求することにより、既存の無線アクセス技術(Radio Access Technology、RAT)に比べて向上した端末広帯域(Mobile Broadband)通信の必要性が高まっている。また多数の機器及びモノ(物事)(things)を連結していつでもどこでも多様なサービスを提供する大規模(massive)MTC(Machine Type Communications)も必要となっている。さらに信頼性及び遅延などにセンシティブなサービス/UEを考慮した通信システムのデザインが提示されている。
このように向上した端末広帯域通信(Enhanced mobile broadband communication)、大規模MTC、URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication)などを考慮した新しい無線アクセス技術であって、新しい無線アクセス技術システムが提案されている。以下、本発明では、便宜上、該当技術をNew RAT又はNR(New Radio)と称する。
2.1.ニューマロロジ(Numeriologies)
本発明が適用可能なNRシステムにおいては、以下の表のような様々なOFDMニューマロロジがサポートされている。このとき、搬送波帯域幅部分(carrier bandwidth part)ごとのμ及びサイクリックプリフィックス(循環前置)(cyclic prefix)情報は、下りリンク(DL)又は上りリンク(UL)ごとに各々シグナリングされる。一例として、下りリンク搬送波帯域幅部分(downlink carrier bandwidth part)のためのμ及びサイクリックプリフィックス(cyclic prefix)情報は、上位層シグナリングDL-BWP-mu及びDL-MWP-cpを通じてシグナリングされる。他の例として、上りリンク搬送波帯域幅部分(uplink carrier bandwidth part)のためのμ及びサイクリックプリフィックス(cyclic prefix)情報は、上位層シグナリングUL-BWP-mu及びUL-MWP-cpを通じてシグナリングされる。
2.2.フレーム構造
下りリンク及び上りリンクの伝送は、10msの長さのフレームで構成される。フレームは、1msの長さの10個のサブフレームで構成される。このとき、各々のサブフレームごとに連続するOFDMのシンボルの数は、
である。
各々のフレームは、2つの同じサイズのハーフフレーム(half-frame)で構成される。このとき、各々のハーフフレームは、サブフレーム0-4及びサブフレーム5-9で構成される。
副搬送波間隔(subcarrier spacing)μに対して、スロットは、1つのサブフレーム内において昇順に
のようにナンバリングされ、1つのフレーム内において昇順に
のようにナンバリングされる。このとき、1つのスロット内で連続するOFDMのシンボルの数
は、サイクリックプリフィックスによって以下の表のように決定される。1つのサブフレーム内の開始スロット
は、同じサブフレーム内の開始OFDMシンボル
及び時間の次元で整列される(aligned)。以下の表4は、ノーマルサイクリックプリフィックス(normal cyclic prefix)のためのスロットごと/フレームごと/サブフレームごとのOFDMのシンボルの数を示し、表5は、拡張サイクリックプリフィックス(extended cyclic prefix)のためのスロットごと/フレームごと/サブフレームごとのOFDMのシンボルの数を示す。
本発明が適用可能なNRシステムにおいては、上記のようなスロット構造であって、セルフスロット構造(Self-Contained subframe structure)が適用されている。
図6は、本発明に適用可能なセルフサブフレーム構造(Self-Contained subframe structure)を示す図である。
図6において、斜線領域(例えば、symbol index=0)は下りリンク制御(downlink control)領域を示し、黒色領域(例えば、symbol index=13)は上りリンク制御(uplink control)領域を示す。その他の領域(例えば、symbol index=1~12)は下りリンクデータ伝送又は上りリンクデータ伝送のために使用される。
このような構造により基地局及びUEは、1つのスロット内でDL伝送及びUL伝送を順次行うことができ、1つのスロット内でDLデータを送受信し、これに対するUL ACK/NACKも送受信することができる。結果として、この構造では、データ伝送エラーの発生時にデータの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にすることができる。
このようなセルフスロット構造においては、基地局及びUEが送信モードから受信モードに、又は受信モードから送信モードに転換するために一定の時間の長さのタイムギャップ(time gap)が必要である。このために、セルフスロット構造においてDLからULに転換される時点の一部OFDMシンボルは、ガード区間(Guard Period、GP)として設定されることができる。
以上では、セルフスロット構造がDL制御領域及びUL制御領域を全て含む場合を説明したが、制御領域は、セルフスロット構造に選択的に含まれることができる。即ち、本発明によるセルフスロット構造は、図6に示したように、DL制御領域及びUL制御領域を全て含む場合だけではなく、DL制御領域又はUL制御領域のみを含む場合もある。
一例として、スロットは、様々なスロットフォーマットを有することができる。このとき、各々のスロットのOFDMシンボルは、下りリンク(‘D’と表す)、フレキシブル(‘X’と表す)及び上りリンク(‘U’と表す)に分類される。
したがって、下りリンクスロットにおいて、UEは、下りリンク伝送が‘D’及び‘X’シンボルでのみ発生すると仮定できる。同様に、上りリンクスロットにおいて、UEは、上りリンク伝送が‘U’及び‘X’シンボルでのみ発生すると仮定できる。
2.3.アナログビームフォーミング(形成)(Analog Beamforming)
ミリ波(Millimeter Wave、mmW)では、波長が短いので、同一面積に多数の(複数の、a plurality of)アンテナ要素(element)の設置が可能である。即ち、30GHz帯域において、波長は1cmであるので、5*5cmのパネルに0.5lambda(波長)間隔で2次元(2-dimension)配列する場合、合計(総)(total of)100個のアンテナ要素を設けることができる。これにより、ミリ波(mmW)では、多数のアンテナ要素を使用してビームフォーミング(Beamforming、BF)利得を上げてカバレッジを増加させるか、或いはスループット(throughput)を向上させることができる。
このとき、アンテナ要素ごとに伝送パワー及び位相の調節ができるように、各々のアンテナ要素は、TXRU(Transceiver)を含む。これにより、各々のアンテナ要素は、周波数リソースごとに独立したビームフォーミングを行うことができる。
しかし、100余個の全てのアンテナ要素にTXRUを設けることは、費用(コスト)面で実効性が乏しい。したがって、1つのTXRUに多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)でビーム方向を調節する方式が考えられている。かかるアナログビームフォーミング方式では、全帯域において1つのビーム方向しか形成できないので、周波数選択的なビームフォーミングが難しいという短所がある。
これを解決するために、デジタルビームフォーミング及びアナログビームフォーミングの中間形態として、Q個のアンテナ要素より少ない数のB個のTXRUを有するハイブリッドビームフォーミング(hybrid BF)が考えられる。この場合、B個のTXRUとQ個のアンテナ要素との連結方式によって差はあるが、同時に伝送可能なビームの方向はB個以下に制限される。
図7及び図8は、TXRUとアンテナ要素(element)との代表的な連結方式を示す図である。ここで、TXRU仮想化(virtualization)モデルは、TXRUの出力信号とアンテナ要素の出力信号との関係を示す。
図7は、TXRUが部分配列(サブアレイ)(sub-array)に連結された方式を示している。図7の場合、アンテナ要素は1つのTXRUのみに連結される。
反面、図8は、TXRUが全てのアンテナ要素に連結された方式を示している。図8の場合、アンテナ要素は全てのTXRUに連結される。このとき、アンテナ要素が全てのTXRUに連結されるためには、図8に示したように、別の加算器が必要である。
図7及び図8において、Wは、アナログ位相シフタ(analog phase shifter)により乗じられる位相ベクトルを示す。即ち、Wはアナログビームフォーミングの方向を決定する主要パラメータである。ここで、CSI-RSアンテナポートと複数のTXRUとのマッピングは、1:1又は1:多である。
図7の構成によれば、ビームフォーミングのフォーカシング(収束)が難しいという短所があるが、全てのアンテナ構成を低価で構成できるという長所がある。
図8の構成によれば、ビームフォーミングのフォーカシングが容易であるという長所がある。但し、全てのアンテナ要素にTXRUが連結されるので、全体の費用が増加するという短所がある。
本発明が適用可能なNRシステムにおいて、複数のアンテナが使用される場合、デジタルビームフォーミング(Digital beamforming)とアナログビームフォーミングとを結合したハイブリッドビームフォーミング(hybrid beamforming)方式が適用される。このとき、アナログビームフォーミング(又はRF(Radio Frequency)ビームフォーミング)は、RF端でプリコーディング(又は組み合わせ(combining))を行う動作を意味する。また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)端及びRF端は各々プリコーティング(又は組み合わせ)を行う。これによりRFチェーンの数とD/A(Digital to Analog)(又はA/D(Analog to Digital))コンバータの数とを減らしながらデジタルビームフォーミングと同様の(に近接する)(similar to)性能を得られるという長所がある。
説明の便宜上、ハイブリッドビームフォーミングの構造は、N個の送受信端(Transceiver Unit、TXRU)及びM個の物理アンテナで表すことができる。このとき、送信端から伝送するL個のデータ層(データ階層)(digital layer)に対するデジタルビームフォーミングは、N*L(N by L)行列で表される。その後、変換されたN個のデジタル信号は、TXRUを介してアナログ信号に変換され、変換された信号に対してM*N(M by N)行列で表されるアナログビームフォーミングが適用される。
図9は、本発明の一例によるTXRU及び物理アンテナの観点における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。このとき、図9においてデジタルビームの数はL個であり、アナログビームの数はN個である。
さらに、本発明が適用可能なNRシステムにおいては、基地局が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設計して、所定の地域に位置する端末に効率的なビームフォーミングをサポートする方法が考えられる。さらに、図9に示したように、所定の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に定義した時、本発明によるNRシステムにおいては、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法(方案)(method)も考えられる。
以上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、端末ごとに信号の受信に有利なアナログビームが異なる。よって、本発明が適用可能なNRシステムにおいては、基地局が所定のサブフレーム(SF)内でシンボルごとに異なるアナログビームを適用して(少なくとも同期信号、システム情報、ページング(paging)など)信号を伝送することにより、全ての端末が受信機会を得るようにするビームスウィーピング(beam sweeping)動作が考えられている。
図10は、本発明の一例による下りリンク(Downlink、DL)伝送過程において、同期信号(Synchronization signal)及びシステム情報(System information)に対するビームスウィーピング(Beam sweeping)動作を簡単に示す図である。
図10において、本発明が適用可能なNRシステムのシステム情報がブロードキャスト(Broadcasting)方式で伝送される物理リソース(物理的リソース)(又は物理チャネル)を、xPBCH(Physical Broadcast Channel)と称する。このとき、1つのシンボル内で互いに異なるアンテナパネルに属する複数のアナログビームは、同時に伝送可能である。
また、図10に示したように、本発明が適用可能なNRシステムにおいて、アナログビームごとのチャネルを測定するための構成であって、(所定のアンテナパネルに対応する)単一のアナログビームが適用されて伝送される参照信号(Reference Signal、RS)であるビーム参照信号(Beam RS、BRS)の導入が論議されている。BRSは複数のアンテナポットに対して定義され、BRSの各々のアンテナポットは単一のアナログビームに対応する。このとき、BRSとは異なり、同期信号又はxPBCHは、任意の端末がよく受信するようにアナログビームのグループ内の全てのアナログビームが適用されて伝送される。
3.提案する実施例
以下、上記のような技術的思想に基づいて、本発明が提案する構成について詳しく説明する。
本発明が適用可能な無線通信システムにおいては、端末が基地局のスケジューリングなしで(無しに)(without)(grant-free)上りリンクの信号伝送を行うことができる。以下、説明を統一するために、基地局によるスケジューリングがなくても実行できる上りリンクの信号伝送をgrant-free上りリンク信号伝送と呼ぶ。
本発明が適用可能なNRシステムにおいて、grant-free上りリンク信号伝送に対するスケジューリング方法は、以下の2つのタイプがある。
-Type 1(configured grant Type 1):上位層シグナリング(例えば、RRC)によってULグラントが提供され、設定されたULグラントとして記憶(のように貯蔵)される(stored as configured UL grant)。
-Type 2(configured grant Type 2):L1シグナリング(例えば、PDCCH)によってULグラントが提供され、設定されたグラントの活性化又は非活性化(configured grant activation or deactivation)を指示するL1シグナリングに基づいて設定されたULグラントとして記憶(のように貯蔵)されるか或いはクリア(削除)される(cleared)。
このとき、端末は、効果的なリソース使用のために、上りリンク伝送のために複数の端末が共有するリソースプール(resource pool)をコンテンションベースで使用する。
但し、基地局は、このようなコンテンションベースのリソース(contention-based resource)を用いて信号伝送を試みた端末の識別情報(身元)(identity)(例えば、識別子(識別者)(identifier))を正確に把握し難く、これにより、対応する端末固有(端末特定)フィードバック(UE-specific feedback)を伝送することが難しい。このような問題を解決するために、基地局は、端末固有のA/Nチャネル(UE-specific A/N channel)ではないリソース固有(リソース特定)のA/Nチャネル(resource-specific A/N channel)を使用することができる。
また、本発明が適用可能な無線通信システムにおいては、grant-free上りリンク信号伝送に対する伝送成功率を高めるために、端末は、複数回繰り返してgrant-free上りリンク信号伝送を行うことができる。
但し、従来の無線通信システムでサポートする専用上りリンクリソース(dedicated UL resource)ではないコンテンションベースの上りリンクリソースにおいて端末の信号伝送回数を増加させることは、端末間の衝突確率を高めることができる。特に、端末が伝送ごとに同一のリソースで信号を伝送する場合、連続的な衝突を引き起こすことができる。
さらに、このような信号送受信方式に対して従来の無線通信システムで定義されたフィードバック伝送方法を使用することは、大きなシグナリングオーバーヘッド(signaling overhead)を引き起こすことができる。したがって、grant-free信号伝送の特殊性を考慮したgrant-free信号に対するフィードバック伝送チャネル、フィードバックの伝送方法及びこれを受信した端末の具体的な動作に対する提案が必要である。
よって、本発明では、基地局の動的スケジューリング(dynamic scheduling)なしで上りリンク伝送を行う端末が、同一のTB(Transmission Block)に対して同一又は繰り返し伝送を行う場合、多数のフィードバックチャネルを考慮した基地局のフィードバック伝送方法、及びこれに対応してフィードバックを受信した端末の具体的な動作について詳しく説明する。
以下の説明において、無線リソース(radio resource)又はリソースとは、時間/周波数リソースだけではなく、拡散コード(spreading code)、スクランブルコード(scrambling code)、インターリーブ(インターリービング)パターン(interleaving pattern)、電力割り当て(power allocation)などの多元接続(multiple access)方式によって互いに区別(区分)される(distinguished)要素を意味する。
以下、フィードバック、ACK又はNACKは、単に受信したデータのデコード結果に限られず、端末の成功した(成功的な)UL伝送を示す(の)ために(to indicate successful UL transmission)基地局が伝送する特定の信号に対する応答を全て含む。
以下、ULチャネル/信号及びgrant-free/grant-based無線リソースを中心として詳しく説明するが、本発明の構成はこれらに限られず、DLチャネル/信号及び他の無線リソースについても拡張して適用できる。
3.1. A/Nチャネル伝送に基づく同期タイミング(Synchronous timing based A/N channel transmission)
本発明が適用可能な無線通信システムにおいて、端末が割り当てられた上りリンクリソースを通じて上りリンク信号伝送を行った時、基地局は、それに対するフィードバックを端末に伝達する必要がある。基地局がgrant-free信号伝送端末にUL伝送成功のフィードバック(例えば、A/N)を伝達する方法として、以下の2つの方法が考えられる。
(1) 第1タイプリソースを通じたフィードバックの伝達方法
第1タイプリソースを通じたフィードバックの伝達方法は、端末固有リソース(UE-specific resource)を使用するフィードバックの伝達方法である。一例として、基地局は、ULグラントなどのメッセージにA/N情報を含ませて対応する端末に伝送するか、或いは所定の端末固有指定リソース(UE-specific dedicated resource)を割り当てて各々の端末に対するA/N伝達のために使用することができる。
(2) 第2タイプリソースを通じたフィードバックの伝達方法
第2タイプリソースを通じたフィードバックの伝達方法は、リソース固有リソース(Resource-specific resource)を使用するフィードバック伝達方法である。このとき、リソース固有リソースとは、grant-freeリソースプールに対するA/Nビットマップを含むDCI、又は従来のLTEシステムのPHICHと同様に伝送リソースに連関する時間/周波数リソースを意味する。また、一般に、第2タイプリソースとは、端末が上りリンク信号を伝送したリソースによって異なって決定されるリソースを意味する。
第1タイプリソースを用いたフィードバックの場合、基地局は、端末のARQスキーム(scheme)によってHARQプロセス番号などを用いて特定のフィードバックがどの信号伝送に対するフィードバックであるかを指示することができる。
但し、第2タイプリソースを用いたフィードバックの場合、このフィードバックは、対応する(端末の上りリンク)信号伝送に使用された時間/周波数リソースを示す(又は指示する)必要がある。
このために、第2タイプリソースを用いたフィードバックでは、時間情報を除いたリソース情報を含み、フィードバックの伝送時点によって時間(リソース)情報が指示される方法が適用される。言い換えれば、第2タイプリソースを用いたフィードバックでは、伝送時点及び所定のリソース情報によって対応する(端末の上りリンク)信号に対するリソースを指示することができる。
より具体的には、時間#Nに伝送されたフィードバックがリソース#Rを示す(又は指示する)情報を含む場合、フィードバックは、フィードバックが伝送された時点(例えば、時間#N)から固定された時間間隔Kほど離れた時間#N-K内のリソース#Rにおける上りリンク信号伝送に対するフィードバックと見なされることができる。ここで、時間間隔Kは、基地局からのシグナリングによってUE-specific/resource-specific/group-specificに決定される。また時間間隔Kは、端末の能力(capability)によって決定される。
伝送信号のリソースと伝送信号に対応するA/Nリソースとの1:1マッピングが暗黙的に決定される場合(例えば、リソースプール内のインデックスがA/Nインデックスとして使用される(index within a resource pool is used for A/N index))、異なるK値を有する端末間の衝突を避けるために、A/Nインデックスに対して所定のオフセットが設定されることができる。このような設定は、上位層、DCI又はMAC CE(Medium Access Control Control Element)などにより変更可能である。
一般的な同期(synchronous)HARQ-ACK伝送を仮定したとき、A/Nリソースは、grant-free UL伝送の時間/周波数リソースと暗黙的なマッピング関係を有する。よって適用可能な例として、以下のものが考えられる。
1)PHICH又はA/Nチャネルは、N個のA/Nリソースを有する。ここで、Nは1つのスロット内のリソースプールに含まれたリソースの数に対応する(PHICH or A/N channel has“N”ACK-NACK resources where N corresponds to number of resources in a resource pool in a slot)。また、リソースは周波数/コードで区別される。
-具体的な一例として、A/Nが伝送されるタイミングMは暗黙的に決定できる。このとき、端末は、端末のプロセス能力によってタイミング値を異なって仮定する。より具体的には、端末のプロセス能力がタイミングMより小さいか又は等しい場合(言い換えれば、端末が上りリンク信号を伝送し、下りリンク信号を受信できるように動作を変更するための最小時間(例えば、UL-to-DL switching time)がタイミングMより小さいか又は等しい場合)、端末は、A/N伝送タイミング値をMと仮定することができる。反面、端末のプロセス能力がタイミングMより大きい場合には、端末はA/N伝送タイミング値を2*Mと仮定することができる。このとき、端末のプロセス能力がタイミング2*Mより大きい端末に対しては、同じリソースプール及びA/Nリソースがサポートされないと仮定する。
ここで、M値は、各々のA/NリソースまたはA/Nチャネルごとに設定される。
タイミング2*Mのための端末のために、A/Nリソースは、各々のインデックスごとに少なくとも2つのリソースで構成される(即ち、one for timing M UE、the order for timing 2*M UE for the same resource)。各々のリソースごとにコードブロックの伝送が多数個(回)である場合、各々のインデックスごとのA/Nリソースはさらに設定されることができる。
具体的な他の例として、A/Nフィードバックが伝送されるタイミングKは各々の端末ごとに設定される。このとき、各々の端末は、互いに異なるK値を有するか、衝突を避けるために各々のリソース(例えば、周期的/コードリソース)ごとに異なるK値に対応するA/Nリソースが割り当てられるか、或いはK値による互いに異なるオフセットが設定される。
2)PHICH又はA/Nチャネルは、P個のA/Nリソースを有する。ここで、Pは、1つのスロット内のリソースプールで受信された信号の数(正確に受信されたか否かに関係なく)に対応する(PHICH or A/N channel has“P”ACK-NACK resources where P corresponds to number of received(regardless of whether corrected detected or not) in a resource pool in a slot)。
この例の場合、リソースプールのうち、使用されたリソースに対するA/N伝送(NACK或いはACK)のためのリソースのみが設定される。又はフィードバック(例えば、NACK或いはACK)を伝送するリソースの数だけA/Nリソースが設定される。この方法によれば、Kに対する識別情報は、A/Nフィードバックと共に伝送されるか或いは別に(特に)(separately)設定される。
2)の例によるマッピングにおいて、上述した1)の方法のように、A/Nフィードバックタイミングは、端末間で同一に設定されるか或いは異なって設定される。
また、grant-free上りリンク信号伝送のためにコンテンションベースの上りリンクリソースが使用される場合、端末間に衝突が発生したとき、各々の端末は、これに対するフィードバックを伝送する必要がある。よって、繰り返し信号伝送を試みる端末は、頻繁なフィードバック伝送が必要である。
このとき、上述した第2タイプリソースがフィードバックの伝送のために使用されると、シグナリングオーバーヘッドが減少することができる。反面、ACKを伝達するにおいて、第2タイプリソースが使用される場合、端末にnear-far-problemがあったり、該当端末が低電力UEであって該当信号が基地局まで伝送できなかったりすることにより、該当端末は、NACK-to-ACK errorを引き起こすことができる。
したがって、伝達するフィードバック及び端末のリソース設定によって異なるフィードバックチャネルを活用する方法が考えられる。かかるフィードバックチャネルとgrant-free伝送を行う端末の伝送繰り返しとを考慮したとき、本発明では、以下のようなA/N伝送方法が考えられる。
<1> 受信又は繰り返しごとにA/N伝送(A/N transmission per repetition or each reception)
基地局は、受信/繰り返しごとに信号伝送に対するフィードバックを端末に伝達する。このとき、端末が繰り返し伝送を行うと、基地局は、端末に1つのTBに対して複数のACK又はNACKを伝送する。
<2> 繰り返し伝送の最後に対してのみA/Nフィードバックを伝送(A/N transmission only for end of repetition)
基地局は、端末の最後の繰り返し伝送に対してのみ端末にフィードバックを伝送できる。
ここで、端末の最後の繰り返し伝送を定義する方法として、基地局と端末との間のシグナリングによって予め定義された繰り返し回数が使用される。ここで、端末の初期伝送(initial transmission)と繰り返し伝送(又は再伝送)とは区別できると仮定する。端末の最後の繰り返し伝送を特定することが不可能な場合、指定されたリソース上で送信される(が出した)TB(the TB transmitted on designated resources)に対するA/N伝送が可能であると仮定する。一例として、grant-freeリソース(又は信号)が各(毎)(every)スロット又は各mini-スロットから伝送されると仮定した場合、A/N信号の伝送に該当するリソースは、各Kスロット又は各Kmini-スロットなどと仮定できる。ネットワークは、該当リソースから初期伝送又は繰り返し伝送に対するA/N信号を伝送することができる。特に、ネットワークが同じデータを区別できる場合、ネットワークは、端末から伝送された信号に対するA/Nを結合/蓄積(aggregation/accumulation)した後にACK又はNACKに対する伝送を行うことができる。
又は、最後の繰り返し伝送を定義する方法として、端末の最後の繰り返し伝送は、基地局と端末との間のシグナリングによって予め定義されたリソースから伝達されるものとして定義できる。ここで、シグナリングは、UE-specific/Group-specific上位層シグナリング又はDCI/Group DCIに対応する。
なお、基地局がA/N信号を伝達する時点が端末の最後の繰り返し伝送であると定義できる。ちなみに、基地局がA/N信号を伝送するスロット又はmini-スロットが予め設定された場合(例えば、スロット又はmini-スロット#N)、スロット又はmini-スロット#N-Kで伝送されるリソース(又は信号)が最後の繰り返し伝送になるように初期伝送を構成することができる。
ネットワークが初期伝送の開始点を分からない場合、端末は、繰り返し伝送ごとに何回目の繰り返し伝送であるかをデータ又はUCIの形態で伝送することができる。
-適用可能な一例として、ACKは第2タイプリソースを通じて伝達され、NACKはさらに第1タイプリソースを用いて伝送されるように設定できる。より具体的には、NACKはULグラントを介して伝送され、ULグラントが表すULリソースは端末の再伝送のために使用される。
また、第2タイプリソースを通じてACKとは異なる情報が伝送されることができる。このとき、端末は、ACKが受信されるとACKと見なすが、A/Nチャネルで指定されたリソースからACKが指示されないと該当伝送に対して如何なる仮定も行わない。よって、ネットワークがULグラントを伝送して再伝送をトリガするまで、端末は再伝送を行わない。ULグラントを介して再伝送に対するトリガがない場合、端末は、一定時間後にbuffer flushを行うか、grant-free信号伝送に対する繰り返し伝送を続けるか、或いは再伝送を行わないことができる。
-適用可能な他の例として、A/N信号は、第2タイプリソースのみを使用して伝送され、伝送復旧のための再伝送は、grant-free resource poolに含まれたリソースを用いて行われる。またA/N信号伝送と再伝送とに使用されるリソースプールは、同一に設定されることができる。
<3> ACKは繰り返し伝送ごとに伝送され、NACKは最後の繰り返し伝送にのみ伝送される(A/N transmission per repetition (if occurred) (ACK is transmitted for all repeated transmission), NACK transmission only for the end of repetition)。
基地局は、端末の各繰り返し伝送において(毎繰り返し伝送に対する)フィードバックがACKである場合にのみその(毎)繰り返し伝送に対してACKを伝送し(When feedback on UE’s repeated transmission is ACK, a BS transmits the ACK in response to the repeated transmission)、端末の最後の繰り返し伝送に対してのみ全てのフィードバック(例えば、ACK又はNACK)を伝送することができる。より具体的には、基地局は、各繰り返し伝送に対してはNACKを除いたフィードバックのみを伝達し、該当繰り返し伝送が最後の繰り返し伝送である場合には、全てのフィードバック(例えば、ACK又はNACK)を伝達できる。
一例として、基地局がフィードバック情報としてACK、COLLISION、NACK又はDTX(Discontinuous Transmission)を伝送する場合、NACKは最後の繰り返し伝送の場合にのみ伝送され、その他のフィードバック情報は各繰り返し伝送(又は初期伝送)に対応して伝送できる。
フィードバック情報としてACK、COLLISION及びDTXのうちのいずれか1つが伝送される場合、端末は、伝送された情報によって異なる動作を行う。具体的には、フィードバック情報がDTXである場合、端末は、MCS(Modulation and Coding Scheme)や電力などを調整する。フィードバック情報がCOLLISIONである場合は、端末は、新しいリソースを選択するか或いは他のリソースに変更して続く信号伝送を行う。フィードバック情報がACKである場合には、端末は、繰り返し伝送を中止する。
このような動作によれば、繰り返し伝送が終了するまでにはgrant-freeのリソースを用いた手順によってcollision及びlow SINR conditionが解決され、所定回数ほど繰り返し伝送が行われた後には端末の再伝送過程を通じて回復過程が行われる。
<4> 1番目のACKに対するACK伝送(ACK transmission for the first success、NACK transmission)
基地局は、初めてACKが発生すると、これに対するフィードバックを伝達し、該当繰り返し伝送が最後の繰り返し伝送であると、これに対するフィードバックとしてACK又はNACKを伝達することができる。
より具体的には、基地局は、繰り返し伝送ごとに伝送に対するNACK及び最初に発生したACKを除いたフィードバックのみを伝達し、該当繰り返し伝送が最後の繰り返し伝送である場合は、最初に発生したACKを除いた全てのフィードバックを伝達することができる。この場合、上述した<3>での動作に比べて、ACKのオーバーヘッドを減らすことができるという長所がある。
上述した伝送方法によりフィードバックが伝達されるA/Nチャネルは、第1タイプリソース又は第2タイプリソースで構成される。このとき、同じ情報を有するフィードバックであっても、フィードバックが伝達されるA/Nチャネルによって、端末は、互いに異なる動作を行うことができる。ここで、端末が繰り返し伝送を行わない場合、基地局は、初期繰り返し(initial repetition)を最後の繰り返し(last repetition)と同様に扱ってA/N信号を伝送することができる。
このようなA/Nチャネルは、端末の合計(総)繰り返し伝送回数(the total number of repetitions)或いは各々の繰り返し順序(順番)(repetition order)によって変化する。
一例として、端末が自由に合計繰り返し回数を変更するか、或いは同一の(信号伝送)リソースで互いに異なる端末が異なる合計繰り返し回数を有する場合、A/Nチャネルマッピングを容易にするために、A/Nチャネルリソースは、合計繰り返し回数によって異なって設定される。
この場合、A/Nチャネルは、端末が使用する合計繰り返し回数に合わせて繰り返されるように設定される。また各々の繰り返し伝送に対するA/N信号を区別するために、繰り返し伝送の順序(repetition transmission order)によって異なるA/Nチャネルが割り当てられる。
ここで、合計繰り返し回数とA/Nチャネルの数とは異なることができる。このとき、A/Nチャネルと各繰り返し(繰り返し回数)との間のマッピング(The mapping relationship between A/N channels and repetitions)は、基地局の上位層シグナリングによって予め決定されることができる。一例として、各スロットにおける信号伝送に対して、該当スロットから各Kスロット後にA/N信号が伝送される場合、A/N信号の周期Kは、基地局によって予め設定されることができる。また(Alternatively)、所定のテーブル情報によって(based on separate table information)、繰り返し伝送の総数(total number of repetitions)に対してA/N信号が伝送される繰り返し順序が予め決められる。
基地局は、A/Nチャネルを介してACK及びNACKだけではなく、端末が上りリンク伝送に関する結果を判断する時に役に立つ他の情報を伝達することができる。より具体的には、基地局は、A/Nチャネルを介して対応する信号伝送が成功したか或いは失敗したかだけではなく、信号伝送の失敗原因などを示す情報を伝達することができる。
一例として、端末の伝送が失敗した場合、基地局は、この伝送失敗が、1)他の端末との衝突によるものであるか(COLLISSION)、2)伝送自体が基地局に到達しなかったか(DTX)、或いは3)単に基地局がデコードに失敗したかを端末に知らせることができる。このとき、基地局が端末に知らせる情報の例としては、以下のものを適用できる。
1> 第1タイプリソースがA/Nリソースとして使用される場合、基地局は、伝送される情報に含まれた所定のフィールドを通じてCOLLISION及びDTXを表す(又は指示する)。
2> A/Nリソースとして第1タイプリソースと第2タイプリソースとが同時に使用される場合、基地局は、第1タイプリソースを用いてACK信号を伝送することによりACK信号をUE-specificに伝送し、第2タイプリソースを用いてDTX/COLLISIONに関する情報を伝送することができる。
このとき、第2タイプリソースに対して、端末は、OOK(On-Off Keying)を考慮することができる。一例として、端末にUE-specificした(端末固有の)リソースR1及びresource specificした(リソース固有の)リソースR2が割り当てられた場合、端末は、R1を通じてACKが伝達され(を受信し)、R2のon-off keyingを通じてNACKを判断することができる。また必要な場合、端末は、R2をデコードしてDTX/COLLISIONなどの原因を把握することができる。
3> 1つの物理無線リソースに対して多数のACK/NACKを伝達できる場合、基地局は、該当のACK/NACKの特定の組み合わせを通じて他の情報を表すことができる。
一例として、1つの物理無線リソースが互いに異なる端末に対してDM-RSなどに区分されて共有される場合、基地局は、各々のDM-RS当たりに(ごとに)A/N信号を伝送することができる。このとき、基地局と端末とは、A/Nの組み合わせのうちの特定の組み合わせが異なる情報を指示すると互いに約束することができる。一例として、全ての端末に対するフィードバック情報がACKで示された場合、基地局及び端末は、該当ケースをcollision caseとして判断することができる。
4> 1つの物理無線リソースに対して多数の端末に対するACK/NACKが伝達され、端末が他の端末に対するACK/NACKも受信できる場合、端末は、他の端末のACK/NACKを通じて現在のケースを推定できる。
一例として、信号伝送を試みた端末がNACKを受信し、ACKを受信した他の端末が存在することを認知した場合、端末は、現在ケースをcollision caseと判断できる。
より具体的には、DCI format 3/3Aなどの形態でACK/NACKを受信する場合、基地局は、情報インデックス及び同一のリソースを共有する端末の情報インデックスの範囲を端末に知らせることができる。このとき、特定の端末のインデックスに該当する情報がNACKであり、該当情報インデックス範囲内の他の端末に対して少なくとも1つのACKが存在する場合、特定の端末は、現在ケースをcollision caseと判断することができる。また、特定の端末のインデックスに該当する情報がNACKであり、該当情報インデックス範囲内の他の端末に対してもACKが存在しない場合は、特定の端末は、現在ケースをDTX caseと判断することができる。
このようなフィードバック伝送方法を使用して基地局が端末にフィードバックを伝達する過程において、特定の時点に対するスロットが使用不可能であったり使用可能なA/Nリソースがないか足りないことがある。
一例として、DCIのような形態でA/N信号が伝送される場合、1つのスケジューリング時間に伝達できるA/Nフィードバックの数は、リソースのサイズ又は情報のサイズ検索領域(search space)の構成などにより制限される。また、特定の時間/周波数リソースがA/Nリソースで割り当てられる場合、該当リソース領域は、他の物理チャネル(例えば、PBCH)により制限される。
したがって、A/Nフィードバックの伝送時点がデータの伝送時点に連関して、上記のような理由によって基地局がフィードバックを伝送できない場合、これに対応した端末の動作が新しく定義される必要がある。以下、上記のような理由などによってA/Nフィードバックが伝送されない場合、これに対応する端末の具体的な動作について詳しく説明する。
[1] A/N伝送は、機会主義的である(A/N transmission can be opportunistic)
端末は、基本的にA/N信号が受信できないことがあると仮定する。よって、信号伝送に対するフィードバックが受信されなかった場合、端末は何も仮定しない。言い換えれば、端末の信号伝送に対して基地局がA/N信号を伝達できない場合、該当構成は端末の動作に影響を与えない。このような動作によれば、端末は、ACKを受信したか、NACKを受信したか、或いは明示的に特定の情報を受信した場合にのみ所定の動作を行う。
[2] A/N伝送はいつも仮定される(A/N transmission is always assumed)
端末は、基本的に全ての信号伝送に対してA/N信号が伝達されたと仮定する。よって、端末の信号伝送に対して基地局がA/N信号を伝達できない場合(又はA/N信号を受信できなかった場合)、端末は、伝送した信号が伝送失敗したと仮定して、NACKを受信した場合と同様に動作する。また(Alternatively)、端末は、A/N信号を受信しないと、基本(default)動作としてDTXを受信した場合と同様に動作する。このような動作の一例として、端末は、電力などを調整して受信性能を高める。
[3] A/N信号が受信されない場合、これをACKと仮定する(In case A/N is missing, consider it as ACK)
端末は、基本的にACKの伝達は省略できると仮定する。即ち、端末が基地局から何らのフィードバック情報も受信できなかった場合(例えば、A/Nが伝達されなかった場合)、端末は、信号伝送に成功したと仮定して、ACKを受信した場合と同様に動作する。
このような端末の動作において、A/N信号の伝送方法は、上述したA/N伝送方法のうちのいずれかに従う。
同一の情報を有するフィードバックを受信しても、上述した端末の具体的な動作及びA/N伝送方法の組み合わせによって、端末は異なる動作を行う。
また、端末の繰り返し回数によって、端末は互いに異なる動作を適用できる。一例として、端末は、初期伝送又は繰り返し伝送に対するA/N信号を受信できなかった場合(missing)と、最後の繰り返し伝送に対するA/N信号を受信できなかった場合(A/N missing)とに、互いに異なる動作を行う。
端末は、基地局がフィードバックを伝送しなかったか、或いは基地局がフィードバックを伝送したにもかかわらず端末がフィードバック受信に失敗したか、を区別することが難しい。よって、フィードバックに対する仮定によって発生する誤動作を避けるために、端末は、上述した動作のうち、[1]による動作を行うことができる。又は[2]若しくは[3]による動作によってフィードバックを仮定することにより、端末はより機敏に動作できる。
但し、間違ったフィードバック仮定は、grant-free resource poolの衝突を引き起こすことができる。一例として、間違ったgrant-free resource pool configurationが行われるか、或いは端末が既に伝送された基地局のグラントをmissingした(受信しなかった)場合、端末は、基地局の意図とは異なる動作を行い、これによって他の端末の伝送と衝突を引き起こすことができる。
また、A/N missingが持続的に発生する場合、端末には大きな遅延時間が発生する。一例として、基地局が端末の間違ったresource pool設定又は非同期状態などによって端末の識別情報を検出できない場合、端末は、基地局との同期を再設定したりresource poolを再設定したりするなどの復旧を行うまでは伝送を完了し難い。したがって、この場合、端末の動作が新しく定義される。以下、上記のような状況で適用可能な端末の動作について詳しく説明する。
1] grant-free伝送を行う端末において、所定のK_missingほどのA/N missingが連続して発生する場合、端末は、該当伝送の繰り返しを中止し、新しい伝送を開始する。
2] grant-free伝送を行う端末において、所定のK_missingほどのA/N missingが連続して発生する場合、端末は、grant-free reconfigurationを行う。ここで、grant-free reconfigurationとは、SR(Scheduling Request)などのシグナリングによって端末がgrant-based伝送方式に変換されることを意味するか、或いはSR/PRACHと同様の方式でgrant-free failureに対するフィードバックを伝達し、新しいgrant-free resource poolが割り当てられることを意味する。
3] grant-free伝送を行う端末において、所定のK_missingほどのA/N missingが連続して発生する場合、端末は、割り当てられたgrant-free resource poolの代わりに所定のgrant-free fallback resourceを使用することができる。ここで、fallback resourceは、基地局がMIB/SIB(Master Information Block/System Information Block)などのシグナリングによってcell-specific/group-specificに設定した(設定された)grant-free resource poolであるか、或いはgrant-free configuration過程で割り当てられたUE-dedicated resourceである。
このような例外動作は、端末が連続してNACKやCOLLISION又はDTXを指示する信号を受信した場合にも同様に適用できる。このような状態(例えば、NACK、COLLISION、DTXなど)が連続して伝送されることは、resource poolのcollision rateが高いか、或いはsignal reception quailityが非常に低いことを意味するので、端末は、構成されたconfigurationなどを修訂する(correct)必要がある。一例として、DTXが持続されると、端末は、信号を伝送するビームを変更する必要がある。よって、repetitionが繰り返される場合、端末は、複数のビームで繰り返し伝送を行うことができる。
本発明によれば、連続してNACKやCOLLISION又はDTXが発生した場合、端末は、以下のように動作できる。
(A) 端末は、基地局のハンドリングを待機することができる。より具体的には、端末が自ら(自律的に、自動的に、autonomously)判断したCOLLISION又はDTXが間違った場合(例えば、明示的なDTX/COLLISION指示子(指示者、indicator)が受信された場合)、基地局は、既に該当端末のDTX、COLLISIONの有無を把握していると仮定できる。よって、端末は、基地局の電力制御(power control)又はgrant-free re-configuraionを期待して基地局からのハンドリングを待つ。一例として、端末は、進行中の信号伝送を中止し、grant-based信号伝送方式への転換を期待する。
(B) 端末は、基地局にハンドリングを要求(要請)する(request)ことができる。端末が自らCOLLISION/DTXを判断したか或いはlatency-sensitiveしたトラフィックを使用する場合、基地局は、端末のDTX、COLLISIONの有無を知らないか或いは直ちにハンドリングを行わないことができる。よって、端末は、基地局に直接ハンドリングを要求することができる。
(B-1) 端末が基地局にDTX/COLLISIONのハンドリングを要求する場合、端末は、上位層シグナリングによって基地局にハンドリングを要求できる。
(B-2) 端末は、UCIを通じて基地局にDTX/COLLISIONのハンドリングを要求することができる。一例として、端末が特定のSR resourceを通じてSRを要求する場合、基地局は、該当端末が(に対する)re-configuraionを要求した(こと)と仮定できる。又は、端末は、CSIのような形態でgrant-free reportを伝送することにより基地局にハンドリングを要求できる。この場合、grant-free reportは、DTX及びCOLLISIONの有無を示す1ビット情報である。
(B-3) 端末は、ランダムアクセス(任意接続)(random access)を通じて基地局にハンドリングを要求することができる。一例として、grant-freeが設定された端末がランダムアクセスを要求する場合、基地局は、COLLISION/DTX又は間違ったconfigurationを仮定して端末にgrant-free re-configurationを行うことができる。又は、一般的なランダムアクセスと区別される特定のプリアンブルがgrant-free report用として予約(保留、リザーブ)(reserve)される場合、端末は、特定のプリアンブルを用いたランダムアクセスを通じて基地局にハンドリングを要求することができる。
(C) 端末は、任意にDTX/COLLISIONのハンドリングを行うことができる。一例として、端末がDRXであることが分かった場合、端末は、伝送電力をrampingして再び信号伝送を行うことができる。又は端末がCOLLISIONであることを分かった場合、端末は、他のリソースを使用したり一定時間の間に伝送をback-offしたりすることができる。このとき、TX power rampingのstepやback-offの長さは、基地局の上位層シグナリング又はL1 signalingによってUE-specific又はresource/group/cell specificに決定されるか或いは所定の値が適用される。
上述したように、grant-free伝送によって新しい伝送又は再伝送を行う端末は、基地局のスケジューリングなしで伝送を行うことができる。よって、UE-specificのメッセージ(例えば、ULグラントなど)を通じてフィードバックを受信しようとする場合、端末は、既存のメッセージに含まれたリソース割り当て情報の組み合わせを通じてフィードバックを判断することができる。これによる具体的な端末の動作例は、以下の通りである。
A) 基地局は、使用不可能であるか或いは使用頻度が低いリソース割り当て情報をACKとして活用できる。一例として、従来のシステムのRA(Resource Allocation)type 2のようなリソース割り当て情報において、RIV to resource allocation mapping Tableに存在しないインデックスは、端末に提供されるフィードバック情報の指示用として活用できる。即ち、基地局は、従来のシステムで定義されていないRIV to resource allocation mapping Tableのインデックスを用いて、端末にフィードバック情報を提供することができる。又はその他のリソース割り当て情報のうち、基地局が指定するある値は、端末によってフィードバック情報の1つとして判断されることができる。よって、基地局は、上記のある値を指示したリソース割り当て情報を端末に伝送することにより、端末にフィードバック情報を伝送することができる。
B) 基地局は、現在使用していないHARQプロセスを用いてフィードバック情報のうちの1つを指示することができる。
C)基地局は、上述したA)、B)及び所定の情報の組み合わせにより、フィードバック情報のうちの1つを端末に提供することができる。
上述したA/Nリソース、A/N信号伝送方法及び端末動作の構成によって、端末は、同じフィードバック(例えば、ACK、NACK)を受信しても異なる動作を行うことができる。以下、A/N伝送方法による具体的な端末動作の例について詳しく説明する。
<A> A/N collision/DTX transmission per repetition
-端末が基地局からNACK/COLLISIONを受信した場合、端末は、進行中の繰り返し伝送を中断し、初期伝送から再度新しく伝送を開始する。このような動作により不要な再伝送が行われることはあるが、遅延に対する利益(benefit)が得られる。端末が基地局からDTXを受信した場合、端末は、電力、ビームなどの伝送パラメータを変更できる。
-端末は、基地局からNACKを受信してもgrant-free resource poolで繰り返し伝送を引き続き行うことができる。また、繰り返し伝送が終わると、端末は、再伝送を行うことができる。端末が基地局からCOLLISIONを受信した場合、端末は、grant-free resource poolで他のリソースを設定するか、或いはresourceが繰り返し伝送によって変わると他のresourceを選択して引き続き繰り返し伝送を行うことができる。端末が基地局からDTXを受信した場合、端末は、電力、ビームなどの伝送パラメータを変更できる。
-端末が基地局からNACK及び/又はCOLLISION及び/又はDRXを受信した場合、端末は、繰り返し伝送回数をT1ほど追加(又は増加)して繰り返し伝送を行うことができる。
-端末がある閾値(臨海値)(threshold value)T2以上に繰り返し伝送を行う場合、端末は、基地局からNACKを受信すると、次の繰り返し伝送からはデータの他のリダンダンシ(冗長度)バージョン(redundancy version)を伝送することができる。
-端末が最後の繰り返し伝送に対してNACK/COLLISIONを受信した場合、端末は、進行中の繰り返し伝送を中断し、初期伝送から再度新しく伝送を開始する。
-端末が最後の繰り返し伝送に対してNACK/COLLISIONを受信したか或いは最後の繰り返し伝送時点をNとしたとき、N+KまでACKを受信できないと、端末は、繰り返し伝送回数をT1ほど追加(又は増加)して繰り返し伝送を行うことができる。ここで、Kは0より大きいか又は等しい値を有するスケジューリング時間単位である。
<B> A/N transmission only for end of repetition
-端末が基地局からNACK/COLLISIONを受信した場合、端末は、進行中の繰り返し伝送を中断し、初期伝送から再度新しく伝送を開始する。
-端末が基地局からNACK/COLLISIONを受信したか或いは最後の繰り返し伝送時点をNとしたとき、N+KまでACKを受信できないと、端末は、繰り返し伝送回数をT1ほど追加(又は増加)して繰り返し伝送を行うことができる。ここで、Kは、0より大きいか又は等しい値を有するスケジューリング時間単位である。
<C> A/N transmission per repetition、NACK transmission only for the end of repetition
-端末が基地局からACKを受信した場合、端末は繰り返し伝送を中断する。端末が基地局からNACKを受信した場合、端末は、上述した<B>の動作のうちのいずれかによって動作する。
<D> ACK transmission for the first success, NACK transmission
-端末が基地局からACKを受信した場合、端末は繰り返し伝送を中断する。端末が基地局からNACKを受信した場合、端末は、上述した<B>の動作のうちのいずれかによって動作する。
上述した動作において、端末が新しい伝送を開始する場合、新しい伝送によるデータは、以前の伝送と全く同じデータであるか、以前の伝送で使用された伝送ブロックの他のリダンダンシバージョンであるか、或いは以前の伝送とは関係ない新しい伝送ブロックのデータである。
この動作において、端末の繰り返し伝送回数が変わる場合、端末は、追加された繰り返し回数に対して他のリダンダンシバージョンを使用できる(即ち、端末は、追加された繰り返し回数を通じてデータの他のリダンダンシバージョンを伝送できる)。
フィードバックが伝達されたA/Nチャネルによって、端末は、上述した動作を同一又は相異なるように行うことができる。一例として、端末は、第1タイプリソースを通じて受信したフィードバックと第2タイプリソースを通じて受信したフィードバックとを区別して、各々に対して異なる動作を行ったり同じ動作を行ったりする。
上述した<A>の動作において、追加繰り返し伝送回数T1、閾値T2及び時間Kは、端末と基地局との間のシグナリングによって決定されるか、端末のハードウェア特性によって決定されるか、或いは伝送されるデータのレイテンシ(遅延)要求値(latency requirement)によって制限される。このとき、端末と基地局とのシグナリングとは、resource specific/UE-specific/Group-specificの上位層シグナリング又はDCI/Group DCIなどを意味する。
3.2.A/Nチャネル伝送に基づく非同期タイミング(Asynchronous timing based A/N channel transmission)
第2タイプリソースがA/Nチャネルとして使用される場合、無線リソースの柔軟な使用などのために非同期A/N伝送が必要である。より具体的には、時間Nに伝送されたフィードバックは、一定時間範囲N-1からN-Kまでの伝送に対するフィードバック、又はそのうちの一部のフィードバックを示す。このとき、A/N信号伝送は、以下のように行われる。
(1) 基地局が端末にA/N信号を伝達するとき、A/N信号はタイミング情報を含む。より具体的には、フィードバックは、A/N信号及び時間情報Kを含むリソース情報Rを含むことができ、フィードバックを受信した端末は、この情報に基づいて該当フィードバックをN-KのリソースRにおける上りリンク伝送に対するフィードバックと見なすことができる。
(1-1) 時間情報Kは、端末が伝送するデータの特性によって自律的に決定される。一例として、端末が伝送するデータのサービスタイプによってフィードバックを受信するリソースの時間的位置(time-domain location)が異なる。
(1-2) 端末がgrant-free伝送に使用するパラメータに基づいてgrant-free伝送に使用するtime/frequencyリソースを決定する場合、基地局は、端末にA/Nタイミングの時間情報K又はリソース情報Rを特に伝達しない。その代わりに、端末は、A/N信号に含まれた伝送パラメータに基づいて時間情報K又はリソース情報Rを決定することができる。
より具体的には、端末がgrant-freeの伝送時に使用するHARQプロセスIDは、端末が使用するgrant-free resourceのスロット番号、サブフレームの番号又はRBインデックスによって区別される。これにより、基地局は、端末が伝送するgrant-free伝送のHARQプロセスIDを初期伝送、繰り返し伝送の区別なしで判断することができる。
一例として、端末Aがスロット[a,b,c,d]において、HARQプロセスID H1に該当するTBのみを伝送する場合、基地局は、該当スロットで伝送される端末Aのgrant-free伝送を全てHARQプロセスID H1と仮定できる。端末は、A/N信号に含まれたHARQプロセスIDのフィールドを通じて該当A/N信号がスロット[a,b,c,d]から伝達されたgrant-free伝送に対するA/N信号であることを把握できる。特に、ULグラントを介してA/Nが伝達され、grant-free(伝送)とgrant-based(伝送)とが分離された(を区別できる)HARQプロセスを使用する(が使用される)場合(when A/N is transmitted through UL grant and an HARQ process capable of distinguishing between grant-free transmission and grant-based transmission is used)、ULグラントは、(grant-free(伝送)とgrant-based(伝送)とを)区別するための指示又は各々のHARQプロセスIDを示す2つのフィールドを含むことができる。
(1-3) 端末がgrant-free伝送に使用するパラメータによってgrant-free伝送に使用するtime/frequencyリソースが決定される場合、基地局は、ある区間NからN+Lにおいて同一のTBが伝送されると仮定できる。この場合、端末は、該当区間からあるtiming offset kほど離れた区間N+kからN+L+kに伝送されたフィードバックを該当TBの最後の伝送に対するフィードバックであると見なすことができる。一例として、端末がgrant-free初期伝送を所定の周期的なgrant-free resourceで行い、所定のgrant-free resourceで繰り返し伝送を行う場合、基地局は、初期伝送リソースの間のintervalの間に同一のTBが伝送されると仮定できる。又は、初期伝送のためのgrant-free resourceの信頼度が高い場合、基地局は、初期伝送の受信後から新しい初期伝送が受信されない一定時間の間又は新しい初期伝送が受信されるまでには同一のTBが伝送されていると仮定できる。このとき、端末は、同一のTBが伝送されていると仮定される時間区間又は該当時間区間から特定のoffsetほど離れた時間区間に伝達されるフィードバックを該当TBのフィードバックと見なすことができる。
(2) 基地局が端末にA/N信号を伝達する場合、A/N信号は、伝送時間ごとのA/Nを示す、一定(の数)のビーム(ビット)の長さ(bit length)のA/N bitmapを含むことができる。より具体的には、リソース情報R及びb1,b2,b3,…,bnからなるA/N信号を含むフィードバックを受信した端末は、各々bk(k=1,2,…,n)をresource Rにおける異なる時点の上りリンク伝送に対するフィードバックであると見なすことができる。ここで、各々のビット情報と時点との間の連関性は、端末と基地局とのシグナリングによって設定できる。
上述したフィードバックの伝送方法において、端末は、同期タイミング(synchronous timing)を有するA/N伝送と類似した動作を行うことができる。
但し、非同期方式では、端末の伝送に対するフィードバックの伝送時点が決まっていないので、端末がどのタイプのA/Nリソースを使用するかに関係なく、端末がある信号伝送に対するフィードバックを待つために端末の動作を保留する(defer)必要がある。これにより追加遅延時間が発生し得る。
よって、このような遅延時間を抑えるために、端末は、以下のように動作することができる。
<A> 端末が伝送ブロックTB1に対する伝送は完了したが、最後の繰り返し伝送に対するフィードバックを受信できなかった場合、端末は、該当フィードバックを受信せず伝送ブロックTB1の伝送を再び開始する。
<B> 端末が伝送ブロックTB1に対する伝送は完了したが、最後の繰り返し伝送に対するフィードバックを受信できなかった場合、端末は、該当フィードバックを受信せず次の伝送ブロックであるTB2の伝送を開始する。
3.3.第2タイプリソースに関する情報(Information of resource type2)
基地局が第2タイプリソースであるA/N伝送リソースを活用して、ある信号伝送に対するA/N信号を伝達する場合、基地局は、該当A/N伝送リソースを通じて基本的に以下のような要素を端末に伝達する。
(1)信号伝送に対する基地局のフィードバック
(2)信号伝送を試みたリソースの位置、又は対応するインデックス情報
ここで、リソースの位置とは、リソースの物理的な位置だけではなく、該当リソースが拡散コード(spreading code)、スクランブルコード(scrambling code)、インターリーブパターン(interleaving pattern)、電力割り当て(power allocation)などの方法により複数の信号伝送に区分できる場合、該当多元接続(マルチ接続)(multiple access)方式のインデックスも含む。
このとき、基地局は、resource poolを使用する複数の端末に該当端末の数、無線リソースのサイズ、トラフィック到着レート(traffic arrival rate)、collision頻度などに基づいて以下の方法のうちのいずれかを通じてA/N信号を伝達する。
1) 基地局は、各々のリソースに対するフィードバックをビットマップ形態で伝達する。一例として、リソースR1,R2に対するフィードバックF1,F2は、[F1F2]のビットマップ形態で伝達される。複数の端末の無線リソース活用が高い場合、ビットマップ形態の伝送方法は、より低いシグナリングオーバーヘッドを有する。またビットマップ形態の伝送方法は、DTX/COLLISIONなどの情報を送る場合にも使用できる。
2) 基地局は、各々のリソースのうち、フィードバック伝送が必要なリソースのインデックス及びこれに対応するフィードバック値のみを伝達できる。一例として、リソースR1,R2に対するフィードバックF1,F2は、[R1F1]の形態で伝達される。複数の端末の無線リソース活用が低い場合、このフィードバック伝送方法は、より低いシグナリングオーバーヘッドを有する。
3) 基地局は、上記1),2)の方法の組み合わせでフィードバックを伝達することができる。一例として、物理リソースP1がmultiple access schemeなどでr1,r2,r3,r4に区分され、これらに対応するフィードバックF1,F2,F3,F4が伝送される場合、対応するフィードバック情報は、[P1F1F2F3F4]のような形態で伝達される。
3.4.DL繰り返し伝送のためのHARQ-ACK(HARQ-ACK for DL repetition)
本発明が適用可能なNRシステムにおいては、URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communication)をサポートできる。これにより、下りリンク状況でも低い遅延時間及び高い信頼度が必要になる。
この場合、上りリンク伝送と同様に、基地局が端末に多数のスケジューリング時間単位で連続して信号を伝送することが考えられる。このとき、各々の信号伝送がself-decodableであるか、或いは各々の信号伝送が互いに組み合わせられてデコードされる場合、端末は、各々の下りリンクの繰り返し伝送(DL repetition)、最後の繰り返し伝送、又はデコードに成功した信号伝送に対するフィードバックを伝送できる。このとき、端末は、上述した上りリンクフィードバック伝送方法において伝送方向のみを逆に変更した方法を使用してフィードバックを伝送できる。
従来の無線通信システムにおいて、基地局が伝送する1つの下りリンクリソースの割り当てメッセージは、該当メッセージが伝送されたスケジューリング単位の無線リソースを示す。但し、本発明が適用可能なNRシステムにおいては、1つの下りリンクリソースの割り当て(DL assignment)メッセージは、複数のスケジューリング単位の無線リソースを示すか、或いは該当メッセージが伝達されたスケジューリング単位から任意の(ランダムな)(random)時間間隔ほど離れた位置の無線リソースを示す。
下りリンク繰り返し伝送のために、基地局は、各々の繰り返し伝送ごとに下りリンクリソース割り当て(DL assignment)を伝送するか、或いは繰り返し伝送のための複数の無線リソースを1つのDL割り当てとして示すことができる。又は、基地局の繰り返し伝送に対する無線リソースは、DL割り当てに含まれた情報によって暗黙的に決定される。
端末は、DLデータに対するHARQ-ACK伝送に対するtime/frequency/codeリソース又はその一部に関する情報を動的に下りリンクスケジューリングを通じて受信する。このような上りリンク無線リソースに関する情報は、ある基準時間位置(reference time location)に対する相対的な時間位置及び周波数リソース情報又はこれに対するインデックスなどで表現される。
これらの情報によって指定された(伝送)時点(transmission time)を決める原則は、以下の通りである。以下の方式は、端末に繰り返し伝送が設定されるか或いは単一伝送(single transmission)が設定された場合のいずれに対しても適用可能である。または(Alternatively)、以下の方式(オプション、options)は、繰り返し伝送ではない1つのデータ伝送が多重mini-スロット又は多重スロット(multi-slot)でスケジューリングされた場合にも適用できる。
(1) Option 1
DL割り当てに含まれたフィードバックリソースのタイミングは、DL割り当ての伝送時点又は受信時点に基づいて決定される。タイミングがOFDMシンボル単位で決定される場合、フィードバックリソースのタイミングはDL割り当て又はDL割り当てが受信される制御領域の最後のシンボルに基づいて決定される。又は、フィードバックリソースのタイミングは、準静的(semi-static)に指定された制御領域の最後のシンボルに基づいて決定されることができる。タイミングがスロット単位又はmini-スロット単位で決定される場合は、フィードバックリソースのタイミングは、DL割り当てが受信されるスロット又はmini-スロットに基づいて決定される。
(2) Option 2
DL割り当てに含まれたフィードバックリソースのタイミングは、DL割り当てが示す下りリンクリソース(例えば、PDSCH)の開始又は終了時点に基づいて決定される。タイミングがOFDMシンボル単位で決定される場合、フィードバックリソースのタイミングは、データ伝送の開始又は最終シンボルに基づいて決定されることができる。タイミングがスロット単位又はmini-スロット単位で決定される場合は、フィードバックリソースのタイミングは、DL割り当てが受信されるスロット又はmini-スロットに基づいて決定される。
(3) Option 3
DL割り当てが繰り返し伝送のための多数の無線リソースを含む場合、対応するフィードバックリソース情報のタイミングは、それらのうちの時間的に最後のリソースの開始又は終了時点に基づいて決定される。即ち、繰り返し伝送が終了した時点に基づいてフィードバックのタイミングを決定できる。
(4) Option 4
DL割り当てが繰り返し伝送のための多数の無線リソースを含む場合、対応するフィードバックリソース情報のタイミングは、それらのうちの所定のN番目のリソースの開始又は終了時点に基づいて決定される。ここで、Nは、基地局により準静的に設定されるか、或いはDL割り当てに含まれて伝達される。
端末は、これらの方法のうちのいずれかを通じて下りリンク繰り返し伝送に対するフィードバック伝送を行うことができる。
繰り返し伝送に対する各々の又は一部のフィードバックを伝送するために複数のフィードバックリソース割り当てが必要な場合、端末は、上記方法のうちのいずれか1つを通じて得たフィードバックリソース情報を一定時間間隔で繰り返してK´回使用することができる。
上記方法により伝送される複数のHARQ-ACK伝送は、時間的に連続するか或いは連続しない(例えば、HARQ-ACK間の時間間隔が異なる場合)。また繰り返されるHARQ-ACK伝送に関連した繰り返し伝送は、連続しないことができる。一例として、K´が繰り返し回数Kより小さい場合、端末は、任意の繰り返し伝送に対するA/N信号を伝送しないことができる。
ここで、K´は、cell-specific/UE-specificに基地局により準静的に決められるか、或いはUE-specificにDL割り当てに含まれて伝達される。また、同一の繰り返し結束(バンドリング)(bundling)に対するA/N伝送間の時間間隔は、基地局によって(例えば、Higher layer signaling or DCI Indication)指示されることができる。
このような構成は、下りリンクに対するA/Nフィードバックの設定又は解釈方法の他に、グラントに基づくUL伝送に対するA/Nフィードバックの設定又は解釈方法にも拡張適用できる。この場合、上述したDL割り当てはULグラントに代替されて適用できる。
3.5.グラントの無いUL伝送におけるHARQプロセスIDの決定(HARQ process ID determination in UL transmission without grant)
端末が基地局からUE-specific DCIのような第1タイプリソースを通じてフィードバックを受信した場合、上述のようにフィードバックに対するHARQプロセスの番号(数、number)(又はHARQプロセスID)などによってHARQ-ACKと上りリンク伝送との間のリンクが決定される。
この場合、端末が自ら自体の上りリンク伝送のHARQプロセス番号(又はHARQプロセスID)を決定する必要がある。このように決定されたHARQプロセス番号(又はHARQプロセスID)は、基地局が該当伝送をデコードする前に分かるべきであるので、端末は、HARQプロセス番号に関する情報を基地局と端末とが共通して有している情報により得ることができる。
端末の繰り返し伝送と繰り返し伝送との間のHARQの組み合わせ(combining)(例えば、Incremental redundancy方式のHARQの組み合わせ)を考慮する場合、端末は、HARQプロセス番号と共に繰り返し伝送の順序も得る必要がある。
一例として、あるTBインデックス、HARQプロセス番号(又はHARQプロセスID)、繰り返し伝送の手順などを示す方法として、以下の方法を活用できる。
(1)Opt.1: Time resource index used in UL transmission without grant
(2)Opt.2: Frequency resource index used in UL transmission without grant
(3)Opt.3: DM-RS sequence or parameter used in UL transmission without grant
(4)Opt.4: UCI on self-decodable channel
上記Opt.1~3が使用される場合、grant-free resourceを共有可能な最大の端末の数が減少する。一例として、DM-RSシーケンスの総数が8つであり、これらにより各々の端末を区別すると仮定する。このとき、DM-RSを通じて2つのHARQプロセス番号[0,1]を指示(表示)(indicate)すべき場合、DM-RSシーケンスでは最大4つの端末だけを区別できる。
但し、かかる問題は、時間又は周波数リソースを2倍に使用することにより解決できる。このようにOpt.1~3を使用して発生する端末収容量(amount of accommodated UEs)の減少は、他のドメインリソースを使用することにより解決できる。
但し、DM-RSの場合、端末の収容量を任意に増やすことが困難である。よって、DM-RSの場合、端末の収容量の減少を解決するために、RSシーケンスの追加使用が必要であり、そのためにさらなるRSリソース領域が必要である。
端末の繰り返し順序のための多様性(diversity)の利得と端末の伝送電力とを考慮したとき、端末及び基地局は、上述したOpt.1を基本とした上で、必要に応じてOpt.2を使用できる。
端末のHARQプロセス番号(又はHARQプロセスID)は、上述したオプションとは関係ないこともある。但し、端末が同時に2つ以上の伝送ブロックを伝送しない限り、Opt.1を使用した方が利得が良い。
端末がOpt.4を使用する場合、他のオプションに比べて情報をより柔軟に示すことができるが、TBインデックスのサイズによって大きいオーバーヘッドが発生することができる。
以下、上述したOpt.1~3を使用して端末がN個の情報を表示する方法の例について詳しく説明する。
1) 基地局は、Opt.1によってN個の上りリンクリソースを周期的に割り当てることができる。これにより、端末は、割り当てられた上りリンクリソースを通じて上りリンク信号(例えば、grant-free上りリンク信号)を伝送できる。この方法は、N個のHARQプロセスを使用する端末に対して周期を有する上りリンクリソースがN個割り当てられ、各々のリソースを通じた端末の信号伝送によって基地局がどのHARQプロセスであるかを把握する方法である。
2) 基地局は、Opt.2によってN個の互いに異なる周波数領域の上りリンクリソースを割り当てることができる。これにより、端末は、割り当てられた互いに異なる周波数領域の上りリンクリソースを通じて上りリンク信号(例えば、grant-free上りリンク信号)を伝送できる。この方法は、N個のHARQプロセスを使用する端末に対して互いに異なる周波数領域の上りリンクリソースがN個割り当てられ、各々のリソースを通じた端末の信号伝送によって基地局がどのHARQプロセスであるかを把握する方法である。
3)Opt.3によって、端末は、N個の互いに異なるRS sequenceのうちのいずれかをユーザデータと共に伝送することができる。
これらの方法において、互いに異なるリソースドメインを通じて副作用を補償(compensate)できる。よって、基地局は、このような影響を考慮して端末に対する設定を行うことができる。
また、上記方法は、複数の情報を表現するために同時に使用できる。一例として、N個のHARQプロセスとM個の繰り返し順序とを示すために、端末は、Opt.1を使用してN個のHARQプロセスを示し、Opt.3を使用して繰り返し順序を示すことができる。これに対応して、基地局は、Opt.1を使用してN個のHARQプロセスを示し、Opt.3を使用して繰り返し順序を示すことを端末と約束することができる。
端末は、各々の情報を示すために、同じ方法を重複して使用できる。
図11及び図12は、本発明の一例によるHARQプロセスID(又はHARQプロセス番号)と周期的に割り当てられたリソースとの関係を示す図である。
図11及び図12に示したように、端末は、N個のHARQプロセス番号(又はHARQプロセスID)及びM個の繰り返し順序を示すために、Opt.1を使用できる。以下、図11及び図12において、HxはHARQプロセス番号x(又はHARQプロセスID=x)を意味し、Rxは繰り返し順序=xを意味する。
このために、基地局及び端末は、割り当てられるリソース及び各々のリソースに対するHARQプロセス番号(又はHARQプロセスID)及び繰り返し順序は、図11又は図12のように設定されると互いに約束できる。これにより、図11又は図12のように、基地局は、N個の周期的なリソース(Hxに対応するR1,R2,R3,x=1,2,3)をM回(M=3)端末に割り当てることができる。
UE-ID(例えば、C-RNTI)又はTBインデックス(例えば、HPN(HARQ Process Number)及び繰り返し順序)などを区別する方法において、区別のために使用するリソースのドメインによって得られる効果が異なる。
他の例として、上述したように多様性を得るためには、あるリソースドメインの使用は禁止(止揚)(prohibited)(又は制限(restricted))する必要がある。
なお、grant-free resourceを共有する端末の数又はトラフィック(トラピック)(traffic)の特性によって効果的な設定が異なる。よって、grant-free resource configurationを通じてUE-ID、TBインデックスを区別する場合、ネットワークは、使用するリソースドメインを状況によって適切に選択できる。
繰り返し伝送を考慮する場合、基地局は、端末が伝送したTBのTBインデックスをより効果的に分かる(取得する)(obtain)ために、端末がTBインデックスを示すときに使用する方法と分かったTBインデックスに基づいて再伝送グラントを伝送する方法とをさらに考えることができる。このとき、本発明によれば、以下の方法を適用できる。
<1>(separating transmission between initial and repetition)端末がTBインデックスを示す(場合)において、端末は、繰り返し順序を全部示さず、初期伝送と繰り返し伝送とを区別して示すことができる。この場合、繰り返し順序(initial or not)を除いた他のTB情報(例えば、HPN)は、偏に(単に、only)初期伝送によってのみ決定できる。初期伝送と繰り返し伝送との間に所定のパターンが存在するとき、基地局は、端末の初期伝送を感知して繰り返し伝送の有無と伝送された繰り返し伝送のTB情報とを決定できる。上記方法を適用する(場合)において、初期伝送が受信されず基地局が繰り返し伝送のTB情報を決定できない場合は、さらに以下の方法を使用できる。
-初期伝送を含むK個の繰り返し伝送のうち、初期伝送のみが受信されず、連続するK-1個の繰り返し伝送を受信したか、或いは繰り返し伝送が初期伝送のTB情報にマッピングされるあるパターンを有している場合、基地局は、これらの情報から推定されるTBインデックスを繰り返し伝送のTB情報として仮定することができる。一例として、あるパターンの例示としては、初期伝送可能なリソース間にintervalがある場合、該当interval内における繰り返し伝送は1つのTBにマッピングされると仮定でき、対応する繰り返し伝送が受信された場合は、最も近接した初期伝送リソースに基づいてHARQプロセスIDを算出できる例が適用されることができる。
-基地局がある信号伝送のTBインデックスを正確に推定できなくても、あるパターン又は関係を通じてある伝送バンドル(束)(transmission bundle)が同一のTBに対する伝送バンドルであることを確認できる場合(例えば、TB間にK-1ほどのtransmission occurrenceを常に伝送しないので受信した繰り返し伝送が同一のTBであることを把握できる場合)、基地局は、再伝送のために任意のTBインデックスとgrant-free伝送の受信タイミングとを使用して端末に該当TBの再伝送要求を示すことができる。このとき、任意のTBインデックスは、端末が使用するTBインデックス値のうちのいずれか1つが任意に選択されるか、或いはunknown TBインデックスを意味する特定のTBインデックスに設定されることができる。他の例として、初期伝送及び繰り返し伝送が1つのスロット又はM個のスロット内にのみ存在すると仮定するか、或いは初期伝送及び繰り返し伝送が行われるスロット内のmini-スロットリソースが各々のスロットごとに同様に使用されると仮定する場合、端末又は基地局は、同じスロット又はM個のスロット内で伝送される初期伝送又は繰り返し伝送のHARQが同じであると仮定するか、又はmini-スロットインデックスが同一である伝送の全て(同士)でHARQが同一である(all transmission with the same mini-slot index has the same HARQ)と仮定できる。この場合、HARQプロセスIDを変更するために、端末は、他のスロット又は他のM(個の)スロットを使用するか、或いは他のmini-スロットインデックスを使用して信号を伝送できる。一例として、K個のHARQプロセスをサポートする場合、基地局は、1つのスロット内のK個のgrant-free resourceを割り当て、スロット内のminiスロットインデックスによってHARQプロセスインデックスを決定できる。
-基地局が初期伝送を受信できなかった場合、基地局は、初期伝送以外に受信した他の信号伝送(例えば、repetition)も全て受信できなかったと仮定できる。
<2> (No soft combining among repetition)端末がTBインデックスを示す(場合)において、端末は、該当信号伝送が同一のTBに対するものであるか否かを区別せず、全ての信号伝送に対して独立したTBインデックスを示すことができる。一例として、端末があるTBに対して4回の繰り返し伝送を行うとき、この4回の伝送はいずれも異なるTBインデックスを有することができる。基地局は、受信したTBの再伝送のために、TBインデックスを示すか或いは任意のTBインデックスと共にgrant-free伝送の受信タイミングを示すことができる(inform the reception timing of grant-free transmission with a random TB index)。このとき、基地局は、同一のTBに対する多数の伝送を別々にデコードするので、一部の信号伝送が成功してもその他の信号伝送に対しては再伝送を要求することができる。この場合、伝送成功に対する明示的なフィードバックが必要である。また、デコードの後に基地局が該当TBが同一のTBであるか否かを判断できるように、TB情報がTBに含まれて(例えば、MAC header)伝送される方法を適用できる。また、端末は、同一のTBに対して複数のHARQプロセスを実行するので、基地局から同一のTBに対して異なるTBインデックス(例えば、HPN)を有する複数のUL grantを受信することができる。このとき、端末は、さらに以下の方法を使用できる。
-端末は、最初に発生するULグラントを介して再伝送を行い、その他の同一のTBに対するグラントを無視できる。遅延時間の側面において、端末は、自体が伝送したTBの伝送成功について確信できないので、先に受信したULグラントについて優先して動作を行う。
-高い伝送成功率を得るために、端末は、受信した全てのULグラントについて再伝送を行うことができる。基地局から同一のTBに関連する信号伝送のうちの1つに対して伝送成功フィードバックを受信した場合、端末は、その後に受信するULグラントを無視することができる。
-端末は、最後のフィードバックまで伝送成功したか否か(有無)の受信を待つことができる。次いで、全ての信号伝送が失敗したと判断された場合、端末は、最後に受信したULグラントを使用して再伝送を試みる。
<3>(Indicating NDI as TB index) 端末がTBインデックスを示すに(場合)おいて、端末は、常に連続した信号伝送に対して1つのTBをマッピングすることができる。即ち、端末は、互いに異なるTBに対する伝送を交互に行わないことができる。これにより、後に伝送されるTBを以前のTBと区別することができる。一例として、以前の伝送と異なるTBを伝送する場合、端末は、互いに異なる時間リソース、周波数リソース又はRSパラメータを使用できる。基地局は、端末の再伝送のために受信したUL伝送のうち、1つの信号伝送に対する受信タイミングを示すことができる。該当UL伝送は、同一のTBにマッピングされたUL伝送のうち、最初、最後或いは任意の信号伝送になり得る。
上述した動作において、基地局がgrant-free伝送の受信タイミングを示す方法としては、上述した3.1.及び3.2.に記載したフィードバック及び伝送を示す方法を同様に適用できる。また、受信タイミングを示す方法としては、ある基準点に対する相対的な時間オフセット値を使用できる。ここで、基準点は、フィードバックの伝送時点、SFNのようなあるフレーム、サブフレーム、スロットのあるインデックスなどになる。
TBインデックスを通じて各々の伝送の繰り返し順序を示す場合、繰り返し伝送番号(number of repetition)Kは、リソースの設定時に考慮する必要がある。一例として、端末が4回の繰り返し伝送を行う場合、基地局は、同一のTBのための4つ以上のリソースを設定しなければならない。このとき、繰り返し伝送番号KはUE-specificに設定される。
したがって、多数の端末が1つのtime/frequency resourceを共有する場合、各々の端末が互いに異なる繰り返し伝送番号Kを有することができる。この場合、以下の方法を適用できる。
1>各々の端末に対して、リソースを共有する端末が使用する繰り返し伝送番号Kのうち、最大値を基準として設定されたリソースが割り当てられる。一例として、端末A,Bが各々K1、K2(K1>K2)の繰り返し回数を使用するとき、端末A,Bの両方ともにK1を基準として設定されたリソースが割り当てられる。このとき、端末Bは、設定されたリソースを使用してK2回の繰り返しを行った後、その他のリソースを空けることができる(即ち、使用しないことができる)。このとき、端末BがK1個のリソースのうちK2個のリソースを選択する方法は、higher layer signaling又はL1 signalingを通じて決定されるか或いは予め決定される。
2>端末が有し得る繰り返し伝送回数K値に制限があり、各々の端末に対して最小のK値によってリソースが割り当てられることができる。また、各々の端末は、入れ子式(nested)でリソースを使用できる。
図13は、本発明の一例によって繰り返し伝送回数によりリソースが割り当てられることを例示する図である。
図13に示したように、各々の端末が2,4,8のうちのいずれか1つのK値のみを使用できると仮定する。このとき、8回の伝送のためのリソースが割り当てられた場合、各々の端末は、Kが図13のように割り当てられたリソースを使用できる。
上述した1)の方法でのように、端末が割り当てられたリソースを通じて繰り返し(繰り替え)(repetitions)の順序を示す(場合)において、初期伝送と初期ではない伝送との2つのみを区別する方法が考えられる。遅延時間を考慮したとき、端末は、任意の時間に初期伝送を開始するためにOpt.11を除いた他のオプションを使用できる。
基地局が端末が伝送した初期伝送のTBインデックスを通じて端末の伝送開始を認知する場合、その後、基地局は、所定のパターンを通じて次の伝送の位置及び順序を分かることができる。よって、繰り返し順序を示すためのリソースN個は、実際に端末が行う繰り返し回数Kとは関係がない。
なお、端末が繰り返し伝送は行うが、基地局が繰り返しの順序を分かる必要がない場合(例えば、Chase combining方法でHARQ組み合わせ(HARQ combining)を行ってHPN(HARQ Process Number)以外の情報は不要な場合)、繰り返されるrepetitionのためのプールのみが要求される。このとき、繰り返し伝送のためのリソースプールのサイズは、繰り返し伝送の回数Kとは関係なく設定できる。
図14乃至図16は、初期伝送を含む3つの繰り返し伝送が設定される場合のリソース割り当ての例を簡単に示す図である。
図14乃至図16において、Kより少ないリソースが使用される場合、多数のHARQプロセスが作動することが有利である。また、grant-free伝送がULグラントを介してgrant-based伝送に転換されることを考慮したとき、端末は、中間のアイドル(有休)区間(idle interval)にgrant-basedに転換して不要な繰り返し伝送を防止することができる。
図14に示したように、特定の端末がKより大きい数のリソースを使用する場合、この特定の端末は、より多い区間でK個(回)の繰り返し(繰り替え)伝送(K repetitions)を連続して行うことができる。但し、この場合、同一のHPNの次のリソースまで相対的に長い時間が必要である。よって、他の例によれば、図15及び図16のように、特定の端末は、レイテンシ境界(latency boundary)を考慮して同一のHPNにマッピングされた後、リソースにおける繰り返し伝送を省略することができる。
上述したように、初期伝送の(リソース)位置によってのみHARQプロセスが決定される。この場合、端末がK repetitionを連続するtransmission occasion(送信オケージョン)で行いながら2つ以上のTBを順に伝送するためには、さらなるHARQプロセスIDのマッピング方法及び繰り返し伝送番号Kに対する考慮が必要である。
図17及び図18は、端末が2つのTB(TB1,TB2)を連続して伝送する動作を簡単に示す図である。このとき、図17及び図18に示したように、端末が2つのTB(TB1,TB2)を連続して伝送するとき、繰り返し伝送番号(number of repetition)K及びHPNの数(MAX_HPN)を考慮しないと、以下のような問題が発生し得る。
より具体的には、図17では、K=4、MAX_HPN=4である状況でHPNが順にマッピングされた状況を示している。このとき、端末がTB1に対してHPN1をマッピングして4回のrepetitionを行う場合、次のtransmission occasionが再びHPN1に対応し、端末は、他のHPNを有するtransmission occasionまで伝送を待機しなければならない。
図18では、HPNが連続するN個のtransmission occasionにマッピングされた状況を示している。図18に示したように、Kより多いtransmission occasionが同一のHPNにマッピングされる場合、図17と同様に、端末は、他のHPNにマッピングされたスロットまで信号伝送を待機しなければならない。
このような端末の信号伝送待機は、さらなる遅延時間を発生させる。よって、重複するHPNを避けることにより端末が信号伝送を待機する状況を減らすためには、以下の事項が考えられる。
-NをKより小さいか又は等しくする。但し、MAX_HPNが2の場合には、N=Kである。
-MAX_HPN*NをKより大きくする。
-KをMAX_HPN*Nより大きくする場合、MAX_HPN*NはKの約数(因数、factor)ではないようにする。
-KとMAX_HPN*Nが同一である場合、MAX_HPN*Nごとに異なるHPNがマッピングされるようにする。一例として、N=1、MAX_HPN=K=4である場合、[0 1 2 3][1 2 3 0][2 3 0 1]…のようなHPNマッピング方法が考えられる。
以上の条件を全て満足する最も簡単な方法として、MAX_HPNに関係なくN=Kにするマッピング方法が考えられる。
なお、上記条件のうちの一部のみを満足すると、端末が重複するHPNを避けるためにTB伝送を待機する場合を減らすことができる。したがって、HPNマッピングの柔軟性及び他の動作のために、上記条件のうちの一部のみを満足するマッピングも許容される。一例として、信号伝送の一部が受信されない状況においてHPNを区別できない状況を避けるために、NはKより大きく設定されることができる。
端末が繰り返し伝送を行う場合、基地局がこれをsoft combiningすることが考えられる。特に、基地局がIncremental redundancy方式のsoft combiningを行う場合、端末は、各々の繰り返し伝送において異なるRV(redundancy version)を使用して伝送できる。しかし、端末がグラントなしで信号を伝送する場合、基地局側では、端末がどのRVを使用したかを把握することができない。このために、端末と基地局との間で端末のgrant-free信号伝送で使用されるRVに対する約束が必要である。このとき、以下のような方法が適用できる。
(A)端末の伝送手順によって自動的に伝送されるRVが変わることができる。基地局が受信時点で端末の伝送手順を正確に把握できる場合(端末が所定の(時間)位置で常時伝送を開始して所定の規則によって繰り返し伝送を開始するか、端末がK回の繰り返し伝送時に各々の伝送の手順を(特に)示すか、或いは初期伝送の手順を所定のリソースを使用して示す場合など)、基地局は、端末の伝送手順に基づいてRVを類推してデコードを行うことができる。
(B)端末が割り当てられたgrant-free uplink resourceによって、端末が信号伝送時に使用するRVが決定されることができる(即ち、grant-free uplink resourceとRVとの間のマッピング関係が設定される)。かかるマッピング関係は、端末が信号伝送時に使用するtime及び/又はfrequency indexによって決定されるか、或いは端末に割り当てられたリソースのtransmission occasionごとに所定のパターンによって変更される。パターンは、基地局のL1 signaling又はRRC signalingによって決定されるか、或いは予め決められる。
上記(B)のような方法を使用する場合、端末が使用するRVパターンによって性能が変化する。
一例として、端末に割り当てられたgrant-free resourceは、システムの予約リソース(reserved resource)、RACH(Random Access CHannel)、SRS(Sounding Reference Signal) configuration、dynamic TDD(Time Division Duplex)などの様々な理由で使用不可能になることがある。このために端末が使用するRVパターンのうちの一部がドロップされる(漏れる)(dropped)ことがある。
また、異なる端末が同時に信号を伝送する場合、基地局は、該当信号伝送を完全に受信できないことがある。
一般に、systematic bitの伝送の有無は、TBの受信性能にdominantした影響を与えるので、端末が伝送する繰り返し伝送のうち、systematic bitを多数含むRVの伝送がドロップされると、性能が大きく低下する。したがって、systematic bitを主に含むRV0を少なくとも繰り返し伝送を1回以上(必要であればより多く)伝送するように設定する必要がある。よって、以下のような事項が考えられる。
A)RVパターンにRV0を多数含む。
B)端末が同一のTBに対してK回のrepetitionを行い、RVパターンがtransmission occasionにマッピングされる場合、RVパターンにRV0、systematic bitを最も多く含むRVが少なくともK transmission occasionのうち1回以上含むように設定される。又は、RVパターンの長さがKより短く設定される。
C)端末が同一のTBに対してK回のrepetitionを行い、RVパターンがresource indexにマッピングされる場合、端末又はgrant-free configurationごとに異なるマッピング(パターン)が適用される。このとき、適用されるマッピング(パターン)は、端末が使用するリソースの位置、周期などを考慮して基地局がRV0を受信する可能性の高いマッピング(パターン)である。
このようなRVパターンは、端末、grant-free configuration又はセルごとに異なり、動作中にも変更できる。端末にRVパターンが割り当てられるか或いは動作中にRVパターンが変更された場合、端末が新しいRVパターンをある時点から使用するかについて、以下のような端末の動作が考えられる。
<A>RVパターンがL1シグナリングによって決定される場合、端末は、L1シグナリングの受信時点から該当RVパターンを使用できる。このとき、基地局は、L1シグナリングの受信確認のために端末からフィードバックを受信できる。
<B>端末は、新しいRVパターンを使用する時点をシステムと共通に使用する時間リソースインデックスに基づいて決定できる。一例として、端末は、RVパターンが受信されたSFN(System Frame Number)の次のSFNからRVパターンを使用することができる。又は、端末は、SFN0又は現在のSFNを基準として提供されるオフセット情報に基づいてRVパターンの適用時点を決定することができる。
<C>RVパターンは、grant-free resource configurationによって決められるか、或いはこれと同一又は類似するメッセージによって設定されることができる。このとき、端末は、grant-free resourceの適用時点と同一の時点で新しいRVパターンを使用できる。
さらに、基地局がRVパターンに対するシグナリングを行う場合、これに対するフィードバックが特に存在しない。このとき、基地局は、2つのRVパターン(例えば、以前のRVパターン、新しいRVパターン)の両方に対してブラインドデコードを行うことができる。
端末が伝送した合計K個の信号伝送のうち、初期伝送が基地局に伝達されず以後の繰り返し伝送のみが基地局に伝達された場合、基地局は、全ての繰り返し伝送K-1個が全部受信されない限り、該当繰り返し伝送のHARQプロセス番号を特定することができない。したがって、上記のように初期伝送が受信されなかった場合、以後の繰り返し伝送は基地局から無視される。
初期伝送が受信されない確率が十分に低い場合、上記のような影響は十分に無視される。さらに初期伝送が受信されない確率を減らすために、以下の方法が考えられる。
A>Non-Symmetric RS sequence
初期伝送と繰り返し伝送とを互いに異なるRS sequenceで区別する場合、初期伝送に使用されるRS sequenceは、繰り返し伝送に使用されるRE sequenceよりrobustに割り当てられる。互いに異なるcyclic shifted RSを使用して初期伝送及び繰り返し伝送が区別される場合、初期伝送に使用されるRSのCS gapは、繰り返し伝送に使用されるRSのCS gapより大きく設定される。
図19及び図20は、本発明に適用可能な初期伝送及び繰り返し伝送に対して適用可能なCS gapを簡単に示す図である。
図19では、初期伝送と繰り返し伝送とに使用される全てのRS sequenceが同一のCS gapを有する構成を示す。反面、図20では、初期伝送に使用されるRS sequenceが繰り返し伝送に使用されるRS sequenceより大きいCS gapを有する構成を示している。
即ち、図20のように初期伝送及び繰り返し伝送に使用されるRS sequenceのCS gapを異なるように設定すると、初期伝送の受信が失敗する確率を最小化できる。
B>Non-Symmetric power control
端末は、初期伝送と繰り返し伝送とに対して互いに異なるTX powerを使用できる。一例として、端末は、初期伝送に対してさらに(additionally)所定のオフセットほどの伝送電力を割り当てて初期伝送を行うことができる。
3.6.端末固有のHARQ-ACKフィードバックによる多重HARQプロセスハンドリング(Handling multiple HARQ process by UE-specific HARQ-ACK feedback)
端末がgrant-free上りリンク伝送に対してHARQ-ACKフィードバックを受信する場合、フィードバックによって端末の上りリンク伝送モードがgrant-based上りリンク伝送モードに変更される。grant-free上りリンク伝送において、HARQプロセスを端末が任意(自動的)に(autonomously)決定できるので、基地局は、該当HARQプロセスを予め予約する必要がある。このとき、該当HARQプロセスがgrant-basedに転換されると、端末と基地局との間のミスマッチが発生する。よって、本発明では、端末のgrant-free上りリンク伝送がgrant-based上りリンク伝送に変更された場合に適用可能な端末及び基地局の動作について詳しく説明する。
(1)同一のHPNを使用
-基地局は、あるHARQプロセス番号をgrant-freeについてのみ使用するように予約することができる。このとき、grant-free伝送の再伝送に限って該当HPNが一時的(臨時)に(temporarily)grant-basedで動作する(一時的にgrant-basedを使用する)。この場合、該当HPNは、該当TBの伝送が完了するまでgrant-free伝送は使用できない。
-grant-free HARQプロセスに対して優先権が設定されることができる。より具体的には、あるHPN Xがgrant-freeで動作するとき、ULグラントが同一のHPN Xを示すと、端末はULグラントを無視できる。
(2)grant-freeからgrant-basedへの転換時に他のHPNに転換
-この場合、転換される前のHPNは、他のTBに対するgrant-free伝送に使用できる。
上述した3.1.及び3.2.でのように、UE-specific HARQ-ACKフィードバックとこれに関連する上りリンク伝送との間の連結(リンク)は、該当上りリンク伝送のHPN及び該当フィードバックに含まれたHPN情報によって特定されるか、或いは該当上りリンクの伝送に使用されたリソース及び該当フィードバックに含まれたリソース情報、又はフィードバックが伝送されたリソースによって特定できる。これらを考慮したとき、端末のgrant-free伝送モードからgrant-basedへの転換は、以下のようなメッセージに基づいて行われることができる。
1)上述した(1)の方法が適用される場合、端末のgrant-free伝送のHPN及びgrant-basedリソースを含むHARQ-ACKフィードバックに基づいて、端末のgrant-free伝送モードからgrant-basedへの転換が行われることができる。
2)上述した(2)の方法が適用される場合、grant-freeリソースとこれに使用されるgrant-based伝送のHPN情報とを含むHARQ-ACKフィードバックに基づいて、端末のgrant-free伝送モードからgrant-basedへの転換が行われることができる。このとき、HPNを除いた方法でフィードバックとgrant-free上りリンク伝送との連結関係が成り立つことができる。
2-1)grant-free伝送又はその伝送に関連するHPNによってHARQ-ACKフィードバックのCRCスクランブルが変わる。
2-2)grant-free伝送又はその伝送に関連するHPNによってHARQ-ACKフィードバックが伝達されるリソースが変わる。
2-3)HARQ-ACKフィードバックは、grant-free伝送に使用されたリソースの割り当て又はそれに対するインデックスを含むことができる。
2-4)HARQ-ACKフィードバックは、grant-basedのHPNだけではなく、grant-freeのHPNも含むことができる。
grant-free上りリンク伝送及びgrant-based上りリンク伝送のHARQプロセスIDが個々に設定されても、同時に動作できるHARQプロセスの総数は、端末のsoft bufferなどにより制限される。このとき、端末のgrant-free伝送の試みが制限されないように、grant-basedのためのHARQプロセスの数は、最大HARQプロセス番号をNとしたとき、N-1に制限される。また、端末は、任意に(arbitrarily)grant-based上りリンク伝送のHARQプロセスのうちのいずれか1つを中断し、grant-free伝送を行うことができる。
3.7.A/N受信失敗のケースをハンドリングするための情報(Information for Handling A/N missing case)
伝送フィードバックのタイプと関係なく該当フィードバックが受信されない状況が発生することができる。よって、以下のような事項が考えられる。
基地局は、フィードバックに対する確認メッセージを要求しないので、該当フィードバックの伝送が成功したか否かを分かることができない。
一例として、該当フィードバックがNACKである場合(特に、RA情報を含むDCIで伝送失敗を知らせる場合)、基地局は、端末の再伝送を期待できる。よって、基地局は、該当RAで期待した再伝送に対する受信を試みることができる。
このとき、端末が該当DCIを受信できなかった場合、基地局は、端末の再伝送受信に失敗することが明らかである。よって、基地局は、受信できなかった再伝送について2回目の再伝送を要求できる。
このとき、端末が分からない2回目の再伝送に対するフィードバックを受信した場合(特に、該当フィードバックが、第2タイプリソースを通じたフィードバックのように単にgrant-freeリソースに連結されるか、或いは第1タイプリソースを通じて伝送されてもTBのHARQプロセス番号というよりむしろ(ではない)(rather than)(単純)DCIのreception timingなどでtransmissionがUL grantに関連する場合)、端末は、(元々)再伝送すべきTBを正確に把握することができない。
よって、このような問題を解決するために、以下のような方法が考えられる。
(1)常に決められた再伝送タイミングt_HARQ(synchronomous HARQ)を使用
より具体的には、端末は、時間TにULグラントを受信したが、時間T-t_HARQにおいて端末が行った信号伝送が存在しないことができる。このとき、端末は、ULグラントが時間T-n*t_HARQの信号伝送に対するULグラント(即ち、フィードバック)であると仮定する。このとき、nは1より大きい自然数が適用される。
さらに、基地局は、DCIに明示的にn番目の再伝送であることを表示して端末に伝送することができる。これにより、端末がDCIを含むULグラントを受信した場合、端末は、該当ULグラントが時間T-n*t_HARQの信号伝送に対するフィードバックであると仮定できる。
(2)端末は、ULグラントを受信したタイミング又は時間ウィンドウに基づいてULグラントに対応する上りリンク伝送を決定することができる。この場合、基地局は、ULグラントに該当タイミング又は時間ウィンドウに対するオフセット情報を含ませて端末に提供する。
この場合、n番目の再伝送に対するULグラントが示す信号伝送はいつも初期伝送である。このとき、再伝送の回数を示すために、基地局は、ULグラントに明示的なビットフィールドを追加するか、或いはULグラント伝送に使用するCRCスクランブルを変える(異なるようにする)(change)ことができる。これにより、端末は再伝送の回数を類推できる。
(3)ULグラントは、以前の信号伝送に対するリソース情報を含むことができる。これにより、ULグラントとTBとの連関関係が設定される。この場合、該当リソース情報が表示可能な情報の範囲(量)(amount)は、十分に大きく設定され、再伝送の回数とは関係なくいつも初期伝送を示すことができる。
(4)ULグラントは、以前の信号伝送に対するリソース情報を含むことができる。これにより、ULグラントとTBとの連関関係が設定される。このとき、基地局は以前の信号伝送に対するリソース情報に所定のオフセット情報を含むことにより、初期伝送と以前の伝送との差を示すことができる。これにより、ULグラントは、初期伝送の(時間)位置と以前の伝送の(時間)位置とを同時に示すことができる。
図21は、本発明の一例による端末及び基地局の動作の例を簡単に示す図である。
図21に示したように、端末1は、基地局100によってグラントのない上りリンク伝送(grant-free伝送)が設定される(S2110)。
このとき、設定は、所定のRRCシグナリングによって行われる。
ここで、グラントのない上りリンク伝送とは、特別な動的シグナリング(例えば、ULグラントなど)なしで基地局により設定されたリソースを通じて端末が上りリンク信号を伝送する構成を意味する。
次に、端末1は、基地局100に1回以上の上りリンク信号を繰り返して伝送する(S2120)。ここで、上りリンク信号の繰り返し伝送は、一定周期内に基地局によって設定されたリソースを通じて行われる。
このとき、一定周期内に1回以上繰り返し伝送した上りリンク信号は、いずれも同一のHARQプロセスIDに対応するように設定される。
また、端末に対して繰り返し伝送回数がK回に設定された場合、端末の繰り返し伝送は、(1)上記一定周期内に端末がK回ほど繰り返し伝送を行ったか、或いは(2)上記一定周期が終了したときに完了される。
また、端末は、上りリンク信号に対する確認応答情報を基地局から得ることができる。
このとき、端末が上りリンク信号に対する確認応答情報を得ることは、1)基地局からHARQプロセスIDに対応する確認応答情報を受信すると、端末は、上りリンク信号に対するNACK(Non-ACKnowledgement)を得、2)基地局からHARQプロセスIDに対応する確認応答情報を受信しないと、端末は、上りリンク信号に対するACKを得ることを含む。
このとき、端末が上りリンク信号に対するNACKを得た場合、端末は、上りリンク信号に対する再伝送を行うことができる。
また、確認応答情報は、<1>端末に対するリソース割り当て情報として特定の値を指示する情報、及び<2>現在使用していないHARQプロセスを用いたフィードバック情報のうち、いずれか1つ又は両方(複数)の(either or both of)組み合わせにより指示される。
HARQプロセスIDは、繰り返し伝送のうち、最初の伝送(initial transmission)が行われるリソースに基づいて(例えば、最初の伝送が行われるか或いは行われることができるリソースの位置など)決定される。
なお、端末によって繰り返し伝送される上りリンク信号に対応するリダンダンシバージョンは、端末に割り当てられたリソースに基づいて決定されるパターンによって変更可能である。
このような端末の構成に対応して、基地局は、S2120段階において端末から1回以上繰り返し伝送された上りリンク信号を受信する。
このとき、端末に対して繰り返し伝送回数がK回に設定された場合(Kは1以上の自然数)、基地局は、一定周期内に端末の繰り返し伝送方法によって端末から1回以上、K回以下、上りリンク信号を受信できる。
また、基地局は、受信した上りリンク信号がデコードできたか否かによって端末へのHARQプロセスIDに対応する確認応答情報の伝送又は伝送放棄のうちのいずれかを選択する。
より具体的には、基地局は、受信した上りリンク信号のデコードに成功すると、所定の確認応答情報を端末に伝送せず(即ち、伝送放棄)、受信した上りリンク信号のデコードに失敗すると、所定の確認応答情報を端末に伝送する。よって確認応答情報は、上りリンク信号に対するNACKに対応できる。
又は、基地局は、受信した上りリンク信号がデコードできたか否かによって端末へのHARQプロセスIDに対応する確認応答情報を伝送する。このとき、確認応答情報は、<1>端末に対するリソース割り当て情報として特定の値を指示する情報、及び<2>現在使用していないHARQプロセスを用いたフィードバック情報のうち、いずれか1つ又は両方の組み合わせにより指示される。
上述した提案方式に対する一例も本発明の具現方法の1つとして含まれてもよく、一種の提案方式と見なし得ることは明白な事実である。また、上述した提案方式は、独立して具現されてもよく、一部の提案方式の組合せ(又は、併合)の形態で具現されてもよい。上記提案方法適用の有無に関する情報(又は、上記提案方法の規則に関する情報)は、基地局が端末に事前に定義されたシグナル(例えば、物理層シグナル又は上位層シグナル)で知らせるように規則が定義されてもよい。
4.装置構成
図22は、提案する実施例が具現される端末及び基地局の構成を示す図である。図22に示した端末及び基地局は、上述した端末及び基地局の動作方法の実施例を具現するように動作する。
端末(UE:User Equipment)1は、上りリンクでは送信端として動作し、下りリンクでは受信端として動作することができる。また、基地局(eNB:e-Node B)100は、上りリンクでは受信端として動作し、下りリンクでは送信端として動作することができる。
すなわち、端末及び基地局は、情報、データ及び/又はメッセージの送信及び受信を制御するためにそれぞれ、送信器(Transmitter)10,110及び受信器(Receiver)20,120を含むことができ、情報、データ及び/又はメッセージを送受信するためのアンテナ30,130などを含むことができる。
また、端末及び基地局は、それぞれ、上述した本発明の実施例を行うためのプロセッサ(Processor)40,140、及びプロセッサの処理過程を一時的に又は持続的に記憶できるメモリ50,150を含むことができる。
このように構成された端末1は、基地局によってグラントのない上りリンク伝送が設定された場合、送信器10を制御するプロセッサ40を介して一定周期内に基地局によって設定されたリソースを通じて1回以上上りリンク信号に対する繰り返し伝送を行う。このとき、一定周期内に1回以上繰り返し伝送した上りリンク信号は、いずれも同一のHARQプロセスIDに対応する。
これに対応して、基地局100は、端末に対してグラントのない上りリンク伝送が設定された場合、受信器120を制御するプロセッサ140を介して端末から一定周期内に基地局によって設定されたリソースを通じて1回以上上りリンク信号を受信する。このとき、一定周期内に1回以上繰り返し伝送した上りリンク信号は、いずれも同一のHARQプロセスIDに対応する。
端末及び基地局に含まれた送信器及び受信器は、データ送信のためのパケット変復調機能、高速パケットチャネルコーディング機能、直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)パケットスケジューリング、時分割デュプレックス(TDD:Time Division Duplex)パケットスケジューリング及び/又はチャネル多重化機能を有することができる。また、図22の端末及び基地局は、低電力RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency)ユニットをさらに含むことができる。
一方、本発明において端末として、個人携帯端末機(PDA:Personal Digital Assistant)、セルラフォン、個人通信サービス(PCS:Personal Communication Service)フォン、GSM(登録商標)(Global System for Mobile)フォン、WCDMA(登録商標)(Wideband CDMA)フォン、MBS(Mobile Broadband System)フォン、ハンドヘルドPC(Hand-Held PC)、ノートPC、スマート(Smart)フォン、又はマルチモードマルチバンド(MM-MB:Multi Mode-Multi Band)端末機などを用いることができる。
ここで、スマートフォンとは、移動通信端末機及び個人携帯端末機の長所を混合した端末機であり、移動通信端末機に、個人携帯端末機の機能である日程管理、ファクシミリ送受信、及びインターネット接続などのデータ通信機能を統合した端末機を意味することができる。また、マルチモードマルチバンド端末機とは、マルチモデムチップを内蔵して携帯インターネットシステム及び他の移動通信システム(例えば、CDMA(Code Division Multiple Access)2000システム、WCDMA(登録商標)(Wideband CDMA)システムなど)のいずれにおいても作動し得る端末機のことを指す。
本発明の実施例は、様々な手段によって具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合などによって具現することができる。
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、1つ又は複数のASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、DSPD(Digital Signal Processing Device)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、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。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、手順又は関数などの形態として具現することができる。例えば、ソフトウェアコードは、メモリ2680,2690に記憶(格納)し(stored)、プロセッサ2620,2630によって駆動することができる。上記メモリユニットは、上記プロセッサの内部又は外部に設けられて、既に公知である様々な手段によって上記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、本発明の技術的アイディア及び必須の特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態として具体化することができる。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても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、添付する請求項の合理的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における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよい。