JP7472901B2 - 通信装置、基地局装置、通信方法、及び基地局装置の制御方法 - Google Patents
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Description
1.はじめに
1.1.システム構成
1.2.関連技術
1.3.提案技術の概要
2.構成例
2.1.基地局の構成例
2.2.端末装置の構成例
3.実施形態
4.応用例
4.1.基地局に関する応用例
4.2.端末装置に関する応用例
5.変形例
6.まとめ
<1.1.システム構成>
図1は、本開示の一実施形態に係る通信システム1の全体構成の一例を示す図である。図1に示したように、通信システム1は、基地局100(100A及び100B)、端末装置200(200A及び200B)、コアネットワーク(Core Network)20、及びPDN(Packet Data Network)30(又は単にDN(Data Network))を含む。
(1)BWP(Bandwidth Part)
図2は、BWPについて説明するための図である。図2の例では、CC(Component Carrier)#1は、複数のBWP(#1及び#2)を含み、CC#2は、複数のBWP(#1及び#2)を含む。なお、本明細書において、#の後の数字は、インデックス(又は識別子(identifier))を示すものとする。異なるCCに含まれるBWPは、インデックスが同一であっても、異なるBWPを示している。BWPは、ひとつのオペレーション周波数帯域幅(operation band width)であるCCを複数の周波数帯域幅に分けたものである。各々のBWPにおいては、異なるサブキャリア間隔(Subcarrier spacing)(i.g. Numerology)が設定され得る。なお、1つのCCはDownlink Component CarrierとUplink Component Carrierとを含んでいてもよいし、Downlink Component CarrierとUplink Component Carrierのいずれかであってもよい。また、1つのCCは1つのCellと対応していてもよい。すなわち、1つのCellの中に複数のBWPが含まれていてもよい。
送受信を行うことが可能なBWPは、アクティブBWPとも称される。3GPPにおいてアクティブBWPは、セルがオペレートする帯域幅の中でUEがオペレートする帯域幅とも定義される。そして、基地局100が同時に送受信を行うことが可能なBWPの数は、アクティブBWPの数とも称される。基地局100のアクティブBWPの数は複数であってもよい。他方、端末装置200のアクティブBWPの数は3GPP Rel.15のUEの場合1つである。しかし本明細書において、端末装置200のアクティブBWPの数は複数であってもよい。本開示にかかる技術では、端末装置200のアクティブBWPの数が1つである場合が想定される。
本開示では、1つのCarrier内で複数のセルが周波数方向にて重なることを許容してもよい。例えば、複数のSSB(Synchronization Signal/PBCH block)が1つのCarrier内の複数のfrequency span毎で送信されてもよい。ただし、UE(端末装置200)の観点では、各セル(サービングセル)が最大で1つのSSB(Cell-defining SSB)と関連付けられる。UE(端末装置200)はCell-defining SSBに関連付けられたBWPをInitial BWPとして使用する。さらにUE(端末装置200)は、Initial BWPと同一Carrier内の1又は複数のfrequency spanで構成されるDedicated BWPをInitial BWPに加えて使用してもよい。UE(端末装置200)の観点では、これらのInitial BWPと追加的なDedicated BWPが1つのセルと関連付けられる。なお、本実施形態は、端末装置200が複数のBWPを同時刻に使用する場合を含んでもよい。
基地局100は、ビームフォーミングを行って端末装置200と通信することで、例えば通信品質を向上させることができる。ビームフォーミングの手法としては、端末装置200に追従するようなビームを生成する手法と、候補のビームの中から端末装置200に追従するようなビームを選択する手法とがある。前者の手法は、ビームを生成する度に計算コストがかかることから、セルラー無線通信システム(例えば、5G)において採用されないかもしれない。一方で、後者の手法は、3GPP(Third Generation Partnership Project)のリリース13のFD-MIMO(Full Dimension Multiple Input Multiple Output)でも採用されている。後者の手法は、コードブックベースビームフォーミング(codebook based beam forming)とも称される。
NRでは、通信に用いるべき最適なビームを選択するために、ビーム群に属する複数のビームの各々を用いて、測定用信号(既知信号)を送信する又は受信する、ビームスィーピングについて検討されている。測定用信号は、参照信号(Reference Signal)とも称される場合がある。測定用信号が下り信号の場合、測定用信号はSSB(Synchronization Signal/PBCH(Physical Broadcast Channel) block)又はCSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)を含んでもよい。ビームスィーピングしながら基地局から送信された測定用信号(i.e. 各ビームの測定用信号)の測定結果に基づいて、端末は最適な送信用ビーム(以下、送信ビームとも称する)を選択することができる。その一例を、図3を参照して説明する。
CSI(Channel State Information)取得手続きは、上述したビームスィーピングを伴うビーム選択手続きにより、最適なビームが選択された後に実行される。CSI取得手続きにより、選択されたビームを用いた通信におけるチャネル品質が取得される。例えば、CSI取得手続きにおいて、CQI(Channel Quality Indicator)が取得される。
アンテナの指向性を制御するために、アナログ回路ですべての処理を行うアーキテクチャが考えられる。そのようなアーキテクチャは、フルデジタルアーキテクチャとも称される。フルデジタルアーキテクチャでは、アンテナの指向性を制御するために、アンテナ(即ち、アンテナ素子)と同じ数だけのアンテナ重みがデジタル領域で(即ち、デジタル回路により)適用される。アンテナ重みとは、振幅及び位相を制御するための重みである。しかし、フルデジタルアーキテクチャでは、デジタル回路が大きくなってしまうという短所があった。このような、フルデジタルアーキテクチャの欠点を解消するアーキテクチャとして、アナログ-デジタルハイブリットアンテナアーキテクチャがある。
図6Aでは、一つのデジタル領域の重みに3つのアナログ領域のフェイズシフターが接続されている。この一つのデジタル領域の重みと、3つのアナログ領域のフェイズシフターとの組をアンテナパネルとして纏めて配置することができる。図6Aに示したのは、アンテナ素子3つでアンテナパネルを構成し、このアンテナパネルが2つある場合の例になっている。表1で説明したが、通常は、一つのパネルでは、同じ時間に別の周波数を使って別の方向のビームを作ることができない。しかし、2つのパネルを使えば、同一時間であっても、別の方向のビームを作ることができる。このアンテナパネルの構成は、基地局側と端末側の両方で使用される。
ビームスィーピングやCSI取得手続きを実施するためには、基地局装置100と端末装置200との間で参照信号の送受信が必要となる。また、基地局装置100と端末装置200との間でユーザ情報を送受信する場合にも、参照信号の送受信が必要となる。これらの参照信号は、基本的は、周波数と時間のリソースで指定され、一部、直交するシーケンスを使用してリソースを指定する場合も含まれる。一方、ユーザ情報は、制御信号に含まるスケジューリング情報がユーザ情報の周波数と時間リソースを指定する。ユーザ情報の場合は、直交するシーケンスをリソースとして割り当てることはない。周波数と時間リソースのみである。
(10-1)ビームマネジメント段階でのアンテナパネルとビームの選択
ビームマネジメント中は、基地局100から到来するビームを端末装置200側で、試行錯誤(e.g.ビームとアンテナパネルの組み合わせを1つずつ試行)しながら、どのアンテナパネルのどのビームで受信すべきかの組み合わせを決定する。異なるアンテナパネルは、基本的に同時に動作することが可能であるので、例えばリソースブロックにおける4つのリソース領域がダウンリンクビーム用の同一のビームに対する参照信号のリソースとして設定されている場合には、端末装置200は、アンテナパネル毎に、異なる4つの受信ビームを使用し、どれが端末装置200にとって望ましい受信ビームであるかを決定することができる。このような動作を基地局100側の異なる方向に対応するダウンリンクビームの本数分行う。ダウンリンクビームの本数が10本の場合には、10×4=40個のリソースを使って、端末装置200が受信ビームを観測することにより、基地局100からの望ましいビームと端末装置200側のアンテナパネルと望ましいビームとを決定することができる。なお本明細書では説明の便宜上、端末が受信に用いる受信アンテナパネル及び受信ビームの組み合わせは、受信環境とも称される。
CSI手続き段階は、基地局100で送信用のプリコーディング(より細かいアンテナ制御)を使った上で、チャネルの品質をより詳しく確認する段階である。CSI手続き段階では、先のビームマネジメント段階で同定した端末装置200のアンテナパネルと、そのアンテナパネルの中で一番望ましいと判断したビームで、CSI手続き用の参照信号(CSI-RS)の受信を行う。
端末装置200は、ユーザ情報受信段階では、CSI手続き段階と同様にビームマネジメント時に決定したアンテナパネルと受信ビームとを使ってユーザ情報を受信すれば良い。ただし、このようなアンテナパネルを使ったビームが2つある場合には、端末装置200は、どのようにアンテナパネル及びビームを選択すべきかが分からない。
図7において、基地局100は、受信アンテナパネル(0)の受信ビーム(j)によってPDCCH(0)を受信できるということを明示的(explicitly)に又は暗示的に(implicitly)に端末装置200に伝えられるかもしれない。一例として、直接、端末装置200の受信アンテナパネルと受信ビームを指定する方法が考えられる。
上記では、基地局100は、「Reference Signal A」を受信した時と同じ受信アンテナパネルと受信ビームを使ってくださいと、端末装置200に対して明確に指示をした。しかしながら、基地局100から指示がない、または、基地局100による指示の設定が間に合わなかった場合があるため、かかる場合の処理が必要となる。例えば、端末装置200が基地局100との間で同期を行った時に用いた受信アンテナパネルと受信ビームをデフォルトとして使用するということが考えられる。
ここで、同期信号について説明する。同期信号は、SSBバーストを周期的に送信するような信号である。SSBバーストとは、複数のビームフォーミングされたSSBを含む。SSBの中には、同期信号のPSSとSSSというシーケンスとPBCHというブロードキャストするシステム情報が含まれる。PSSおよびSSSは、LTEと同じような使い方を想定している。基地局100は、各SSBを、異なる方向へのビームを使って送信する。したがって、端末装置200は、端末装置200の方向に向いているSSBを受信して同期を行うことになる。
図8および図9は、参照信号のリソースセットに関する図である。図8に示すように、参照信号を送るリソース(RS Resource)は、周波数と時間リソースで指定される。そのような参照信号のリソースは、複数個を一つのグループ(信号群)にすることによって、参照信号のリソースセットとして扱うことができる。基地局100は、このリソースセットの個々の参照信号のリソースを使って、異なる方向へビームを送信することにより、ビームスィーピングを行う。なお、リソースセットを使わずに、別々の参照信号のリソースを用意してビームスィーピングをすることも可能であるが、設定が複雑になるため、信号群としてリソースを確保するためにリソースセットを設定して、それをビームスィーピングに使うことが望ましい。
リソースセットの中の各参照信号のリソースは、一つのアンテナパネルに属すると考えるのが自然である。また、図9に示すように、異なるリソースセットは、異なるアンテナパネルを使ったものである場合(図9におけるリソースセット(1)およびリソースセット(3)の関係)と、同じアンテナパネルを使ったものである場合(図9におけるリソースセット(1)およびリソースセット(2)の関係)とが考えられる。
従来は、基地局100は、送信アンテナパネルの配置を考慮せずに、ビームスィーピングのオペレーションを行っていたため、例えば、端末装置200側で不要な受信処理を行っていた。具体的には、基地局は、端末へ参照信号のリソースセット(すなわち、信号群)を複数送信する場合、同じ向きを向いた複数のアンテナパネルそれぞれからリソースセットを送信することがある。かかる場合、端末側では、異なるリソースセットであるが、送信アンテナパネルが同じ向きであるため、端末側の受信アンテナパネルも同じとなる可能性が高い。つまり、従来は、基地局側のアンテナパネルの配置を考慮せずに信号群を送信していたため、端末側で不要な受信処理を行うおそれがあった。
以下、本実施形態に係る基地局100(基地局装置100)および端末装置200の構成について詳細に説明する。
図10は、実施形態に係る基地局装置100の構成の一例を示すブロック図である。図10に示すように、基地局装置100は、アンテナ部110と、通信部120と、記憶部130と、制御部140とを備える。
図11は、実施形態に係る端末装置200の構成の一例を示すブロック図である。図11に示すように、端末装置200は、アンテナ部210と、通信部220と、記憶部230と、制御部240とを備える。
例えば、基地局100の複数の送信アンテナパネルは、同じ向きを向いて配置される場合と、異なる向きを向いて配置される場合とがある。
図14Aは、ビーム特性が同じ参照信号を示す図である。従来は、基地局100が端末装置200の受信時に使用する受信ビームを指定する時には、参照信号を受信した時と同じ受信ビームを使用すべきとの指示を基地局100から端末装置200に設定していた。
通常のダウンリンク(以下、DL)におけるビームスィーピングは、基地局100から複数のDLのリソースセットを使い、異なる方向に対して、ビームスィーピングする。端末装置200は、複数のリソースで送信された参照信号をモニターし、どの参照信号に対応するビームが最も適しているかを決定する。一方、アップリンク(以下、UP)でも同様に、ビームスィーピングの手続きがある。端末装置200から複数のUPのリソースセットを使い、端末装置200から見て異なる方向に対して、ビームスィーピングする。端末装置200が使用するUPのリソースセットは、基地局100から端末装置200に設定するリソースである。
上記では、基地局100は、端末装置200からアンテナパネルに関する情報を取得して、端末装置200のアンテナパネルの特性を把握する場合について述べた。ここで、基地局100は、端末装置200のアンテナパネルの特性を把握できない場合も想定される。かかる場合には、基地局100は、UPのビームスィーピングを行う送信アンテナパネルを指定することが難しい。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。
(第1の応用例)
図18は、本開示に係る技術が適用され得るgNBの概略的な構成の第1の例を示すブロック図である。gNB800は、1つ以上のアンテナ810、及び基地局装置820を有する。各アンテナ810及び基地局装置820は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。なお、gNBに代えて、eNBに本開示の技術が適用されてもよい。
図19は、本開示に係る技術が適用され得るgNBの概略的な構成の第2の例を示すブロック図である。gNB830は、1つ以上のアンテナ840、基地局装置850、及びgNB-DU860を有する。各アンテナ840及びgNB-DU860は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置850及びgNB-DU860は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。なお、gNBに代えてeNBに本開示の技術が適用される場合、gNB-DU860がRRHに置き換えられる。
(第1の応用例)
図20は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース912、1つ以上のアンテナスイッチ915、1つ以上のアンテナ916、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
図21は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、1つ以上のアンテナスイッチ936、1つ以上のアンテナ937及びバッテリー938を備える。
本実施形態の基地局装置100、または端末装置200を制御する制御装置は、専用のコンピュータシステム、又は汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、本実施形態に係る通信装置(例えば、端末装置200)は、取得部242と、受信部243とを備える。取得部242は、基地局100から送信される複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を取得する。受信部243は、取得部242によって取得された類似情報に基づいて、複数の信号群のうち受信する信号群を選択して受信する。
(1)
基地局から送信される複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記類似情報に基づいて、前記複数の信号群のうち受信する前記信号群を選択して受信する受信部と
を備える通信装置。
(2)
前記受信部は、
選択した前記信号群以外の信号群の受信処理を省略する
前記(1)に記載の通信装置。
(3)
前記取得部は、
前記基地局から前記信号群を受信するアンテナパネルを指定する受信パネル情報を取得し、
前記受信部は、
前記取得部によって取得された前記受信パネル情報により指定された前記アンテナパネルで前記信号群を受信する
前記(1)または(2)に記載の通信装置。
(4)
前記基地局に対して所定の信号群を送信する送信部をさらに備え、
前記取得部は、
前記基地局から前記信号群を送信するアンテナパネルを指定する送信パネル情報を取得し、
前記送信部は、
前記取得部によって取得された前記送信パネル情報により指定された前記アンテナパネルで前記信号群を送信する
前記(1)~(3)のいずれかに記載の通信装置。
(5)
前記送信部は、
前記基地局から送信される前記信号群を受信したアンテナパネルを用いて、前記基地局に対して前記信号群を送信する
前記(4)に記載の通信装置。
(6)
前記類似情報に基づいて前記信号群を選択して受信することが可能であることを示す能力情報を前記基地局に対して予め通知する通知部
を備える前記(1)~(5)のいずれかに記載の通信装置。
(7)
前記通知部は、
前記信号群を受信するアンテナパネルのビーム特性に関する特性情報を前記基地局に対して予め通知する
前記(6)に記載の通信装置。
(8)
通信装置へ送信する複数の信号群における送信環境の特性の類似性を示す類似情報を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記類似情報を通信装置へ送信する送信部と
を備える基地局装置。
(9)
前記通信装置から前記信号群を選択して受信することが可能であることを示す能力情報を取得する取得部を備え、
前記送信部は、
前記能力情報に基づいて、前記通信装置が前記信号群を選択して受信することが可能である場合に、当該通信装置に対して前記類似情報を送信する
前記(8)に記載の基地局装置。
(10)
基地局から送信される複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された前記類似情報に基づいて、前記複数の信号群のうち受信する前記信号群を選択して受信する受信工程と
を含む通信方法。
(11)
通信装置へ送信する複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記類似情報を通信装置へ送信する送信工程と
を含む基地局装置の制御方法。
100 基地局装置(基地局)
200 端末装置
Claims (11)
- 基地局から送信される複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記類似情報に基づいて、前記複数の信号群のうち受信する前記信号群を選択して受信する受信部と
を備える通信装置。 - 前記受信部は、
選択した前記信号群以外の信号群の受信処理を省略する
請求項1に記載の通信装置。 - 前記取得部は、
前記基地局から前記信号群を受信するアンテナパネルを指定する受信パネル情報を取得し、
前記受信部は、
前記取得部によって取得された前記受信パネル情報により指定された前記アンテナパネルで前記信号群を受信する
請求項1に記載の通信装置。 - 前記基地局に対して所定の信号群を送信する送信部をさらに備え、
前記取得部は、
前記基地局から前記信号群を送信するアンテナパネルを指定する送信パネル情報を取得し、
前記送信部は、
前記取得部によって取得された前記送信パネル情報により指定された前記アンテナパネルで前記信号群を送信する
請求項1に記載の通信装置。 - 前記送信部は、
前記基地局から送信される前記信号群を受信したアンテナパネルを用いて、前記基地局に対して前記信号群を送信する
請求項4に記載の通信装置。 - 前記類似情報に基づいて前記信号群を選択して受信することが可能であることを示す能力情報を前記基地局に対して予め通知する通知部
を備える請求項1に記載の通信装置。 - 前記通知部は、
前記信号群を受信するアンテナパネルのビーム特性に関する特性情報を前記基地局に対して予め通知する
請求項6に記載の通信装置。 - 通信装置へ送信する複数の信号群における送信環境の特性の類似性を示す類似情報を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記類似情報を通信装置へ送信する送信部と
を備える基地局装置。 - 前記通信装置から前記信号群を選択して受信することが可能であることを示す能力情報を取得する取得部を備え、
前記送信部は、
前記能力情報に基づいて、前記通信装置が前記信号群を選択して受信することが可能である場合に、当該通信装置に対して前記類似情報を送信する
請求項8に記載の基地局装置。 - 通信装置が、
基地局から送信される複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された前記類似情報に基づいて、前記複数の信号群のうち受信する前記信号群を選択して受信する受信工程と
を含む通信方法。 - 通信装置へ送信する複数の信号群における送信アンテナパネルのビーム特性の類似性を示す類似情報を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記類似情報を通信装置へ送信する送信工程と
を含む基地局装置の制御方法。
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