以下、本発明にかかる好ましい実施の形態を添付された図面を参照して詳細に説明する。添付された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の形態を説明するためのものであり、本発明が実施されうる唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかしながら、当業者は、本発明がこのような具体的な細部事項がなくても実施できることを理解すべきである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されるか、または各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図形式で示されることができる。
本明細書において基地局は、端末と直接的に通信を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り行われると説明された特定の動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)により行われても良い。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる多様な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われうることは明らかである。「基地局(BS:Base Station)」は、固定局(fixed station)、NodeB、eNB(evolved-NodeB)、BTS(base transceiver system)、アクセスポイント(AP:Access Point)などの用語により代替されることができる。また、「端末(Terminal)」は、固定されるか、またはモビリティを有することができ、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、UT(user terminal)、MSS(Mobile subscriber Station)、SS(Subscriber Station)、AMS(Advanced Mobile Station)、WT(Wireless terminal)、MTC(Machine-Type Communication)装置、M2M(Machine-to-Machine)装置、D2D(Device-to-Device)装置などの用語に代替されることができる。
以下、ダウンリンク(DL:downlink)は、基地局から端末への通信を意味し、アップリンク(UL:uplink)は、端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクにおける送信機は、基地局の一部で、受信機は、端末の一部でありうる。アップリンクにおける送信機は、端末の一部で、受信機は、基地局の一部でありうる。
以下の説明において用いられる特定の用語は、本発明の理解に役立つために提供されたものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想から外れない範囲内で他の形態に変更されることができる。
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)、NOMA(non-orthogonal multiple access)などのような多様な無線アクセスシステムに利用されることができる。CDMAは、UTRA(universal terrestrial radio access)またはCDMA2000のような無線技術(radio technology)により実現されることができる。TDMAは、GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)のような無線技術により実現されることができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、E-UTRA(evolved UTRA)などのような無線技術により実現されることができる。UTRAは、UMTS(universal mobile telecommunications system)の一部である。3GPP(登録商標)(3rd generation partnership project)LTE(long term evolution)は、E-UTRAを使用するE-UMTS(evolved UMTS)の一部であり、ダウンリンクにおいてOFDMAを採用し、アップリンクにおいてSC-FDMAを採用する。LTE-A(advanced)は、3GPP(登録商標) LTEの進化である。
本発明の実施形態は、無線アクセスシステムであるIEEE 802、3GPP(登録商標)、及び3GPP(登録商標)2のうち少なくとも1つに開示された標準文書によって裏付けられることができる。すなわち、本発明の実施形態のうち、本発明の技術的思想を明確に示すために説明していない段階又は部分は、前記文書によって裏付けられることができる。また、本文書で開示している全ての用語は、前記標準文書によって説明されることができる。
説明を明確にするために、3GPP(登録商標) LTE/LTE-Aを中心に記述するが、本発明の技術的特徴がこれに制限されるわけではない。
システム一般
図1は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおける無線フレームの構造を示す。
3GPP(登録商標) LTE/LTE-Aでは、FDD(Frequency division Duplex)に適用可能なタイプ1無線フレーム(radio frame)構造とTDD(Time division Duplex)に適用可能なタイプ2無線フレーム構造をサポートする。
図1において、無線フレームの時間領域でのサイズは、T_s=1/(15000*2048)の時間単位の倍数で表される。ダウンリンク及びアップリンク送信は、T_f=307200*T_s=10msの区間を有する無線フレームから構成される。
図1の(a)は、タイプ1無線フレームの構造を示す。タイプ1無線フレームは、全二重(full duplex)及び半二重(half duplex)FDDに全部適用されることができる。
無線フレーム(radio frame)は、10個のサブフレーム(subframe)から構成される。1つの無線フレームは、T_slot=15360*T_s=0.5ms長の20個のスロットから構成され、各スロットは、0から19までのインデックスが付与される。1つのサブフレームは、時間領域(time domain)で連続した2個のスロット(slot)から構成され、サブフレームiは、スロット2i及びスロット2i+1から構成される。1つのサブフレームを送信するのにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、1つのサブフレームは、長さは1msで、1つのスロットの長さは、0.5msでありうる。
FDDにおいてアップリンク送信及びダウンリンク送信は、周波数ドメインにおいて区分される。全二重FDDに制限がないことに対し、半二重FDD動作における端末は、同時に送信及び受信ができない。
1つのスロットは、時間領域において複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック(RB:Resource Block)を含む。3GPP(登録商標) LTEは、ダウンリンクにおいてOFDMAを使用するから、OFDMシンボルは、1つのシンボル区間(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シンボルまた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、1つのスロットにおいて複数の連続した副搬送波(subcarrier)を含む。
図1の(b)は、タイプ2フレーム構造(frame structure type 2)を示す。タイプ2無線フレームは、各153600*T_s=5msの長さの2個のハーフフレーム(half frame)から構成される。各ハーフフレームは、30720*T_s=1ms長の5個のサブフレームから構成される。
TDDシステムのタイプ2フレーム構造においてアップリンク-ダウンリンク構成(uplink-downlink configuration)は、すべてのサブフレームに対してアップリンクとダウンリンクが割り当てられ(または予約され)るかどうかを表す規則である。表1は、アップリンク-ダウンリンク構成を示す。
表1を参照すると、無線フレームの各サブフレーム別に、「D」は、ダウンリンク送信のためのサブフレームを表し、「U」は、アップリンク送信のためのサブフレームを表し、「s」は、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、ガード区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3通りのフィールドから構成されるスペシャルサブフレーム(special subframe)を表す。
DwPTSは、端末での初期セルサーチ、同期化またはチャネル推定に使用される。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末のアップリンク送信同期とを合せるのに使用される。GPは、アップリンクとダウンリンクとの間にダウンリンク信号の多重経路の遅延によりアップリンクにおいて生じる干渉を除去するための区間である。
各サブフレームiは、各T_slot=15360*T_s=0.5ms長のスロット2i及びスロット2i+1から構成される。
アップリンク-ダウンリンク構成は、7通りに区分されることができ、各構成別にダウンリンクサブフレーム、スペシャルサブフレーム、アップリンクサブフレームの位置及び/又は数が異なる。
ダウンリンクからアップリンクに変更される時点またはアップリンクからダウンリンクに切り替えられる時点を切り替え時点(switching point)という。切り替え時点の周期性(Switch-point periodicity)は、アップリンクサブフレームとダウンリンクサブフレームが切り替えられる様相が同様に繰り返される周期を意味し、5msまたは10msが全てサポートされる。5msのダウンリンク-アップリンク切り替え時点の周期を有する場合には、スペシャルサブフレーム(S)は、ハーフフレーム毎に存在し、5msのダウンリンク-アップリンク切り替え時点の周期を有する場合には、1番目のハーフフレームだけに存在する。
すべての構成において、0番、5番サブフレーム及びDwPTSは、ダウンリンク送信だけのための区間である。UpPTS及びサブフレームサブフレームに直ちにつながるサブフレームは、常にアップリンク送信のための区間である。
このような、アップリンク-ダウンリンク構成はシステム情報であって、基地局と端末ともが知っていることができる。基地局は、アップリンク-ダウンリンク構成情報が変わる毎に構成情報のインデックスだけを送信することによって、無線フレームのアップリンク-ダウンリンク割り当て状態の変更を端末に知らせることができる。また、構成情報は、一種のダウンリンク制御情報として他のスケジューリング情報と同様にPDCCH(Physical Downlink control Channel)を介して送信されることができ、放送情報としてブロードキャストチャネル(broadcast channel)を介してセル内のすべての端末に共通に送信されることもできる。
表2は、スペシャルサブフレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を示す。
図1の例示による無線フレームの構造は、1つの例示に過ぎず、無線フレームに含まれる副搬送波の数またはサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、多様に変更されることができる。
図2は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおける1つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド(resource grid)を示した図である。
図2に示すように、1つのダウンリンクスロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含む。ここで、1つのダウンリンクスロットは、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ことを例示的に述べるが、これに限定されるものではない。
リソースグリッド上において各要素(element)をリソースエレメント(resource element)とし、1つのリソースブロック(RB:resource block)は、12×7個のリソースエレメントを含む。ダウンリンクスロットに含まれるリソースブロックの数N^DLは、ダウンリンク送信帯域幅(bandwidth)に従属する。
アップリンクスロットの構造は、ダウンリンクスロットの構造と同一でありうる。
図3は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるダウンリンクサブフレームの構造を示す。
図3に示すように、サブフレーム内の第1番目のスロットにおいて前の最大3個のOFDMシンボルが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(Physical Downlink Shared Channel)が割り当てられるデータ領域(data region)である。3GPP(登録商標) LTEで使用されるダウンリンク制御チャネルの一例にPCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink control Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などがある。
PCFICHは、サブフレームの第1番目のOFDMシンボルにおいて送信され、サブフレーム内に制御チャネルの送信のために使用されるOFDMシンボルの数(すなわち、制御領域のサイズ)に関する情報を運ぶ。PHICHは、アップリンクに対する応答チャネルで、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)に対するACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement)信号を運ぶ。PDCCHを介して送信される制御情報をダウンリンク制御情報(DCI:downlink control information)という。ダウンリンク制御情報は、アップリンクリソース割り当て情報、ダウンリンクリソース割り当て情報または任意の端末グループに対するアップリンク送信(Tx)パワー制御命令を含む。
PDCCHは、DL-SCH(Downlink Shared Channel)のリソース割り当て及び送信フォーマット(これをダウンリンクグラントともいう)、UL-SCH(Uplink Shared Channel)のリソース割り当て情報(これをアップリンクグラントともいう)、PCH(Paging Channel)でのページング(paging)情報、DL-SCHでのシステム情報、PDSCHから送信されるランダムアクセス応答(random access response)のような上位層(upper-layer)制御メッセージに対するリソース割り当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信パワー制御命令の集合、VoIP(Voice over IP)の活性化などを運ぶことができる。複数のPDCCHは、制御領域内で送信されることができ、端末は、複数のPDCCHをモニタリングできる。PDCCHは、1つまたは複数の連続したCCE(control channel elements)の集合から構成される。CCEは、無線チャネルの状態に応じる符号化率(coding rate)をPDCCHに提供するために使用される論理的割り当て単位である。CCEは、複数のリソースエレメントグループ(resource element group)に対応する。PDCCHのフォーマット及び使用可能なPDCCHのビット数は、CCEの数とCCEにより提供される符号化率との間の関係によって決定される。
基地局は、端末に送信しようとするDCIに応じてPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付ける。CRCには、PDCCHの所有者(owner)または用途に応じて、固有の識別子(これをRNTI(Radio Network Temporary Identifier)という。)がマスキングされる。特定の端末のためのPDCCHであれば、端末の固有の識別子、例えばC-RNTI(Cell-RNTI)がCRCにマスキングされることができる。またはページングメッセージのためのPDCCHであれば、ページング指示識別子、例えばP-RNTI(Paging-RNTI)がCRCにマスキングされることができる。システム情報、さらに具体的にシステム情報ブロック(SIB:system information block)のためのPDCCHであれば、システム情報識別子、SI-RNTI(system information RNTI)がCRCにマスキングされることができる。端末のランダムアクセスプリアンブルの送信に対する応答であるランダムアクセス応答を指示するために、RA-RNTI(random access-RNTI)がCRCにマスキングされることができる。
EPDCCH(enhanced PDCCH)は、端末固有の(UE-specific)シグナリングを運ぶ。EPDCCHは、端末固有に設定された物理リソースブロック(PRB:physical resource block)に位置する。言い換えると、前述したように、PDCCHは、サブフレーム内の1番目のスロットにおいて前の最大3つのOFDMシンボルにおいて送信できるが、EPDCCHは、PDCCH以外のリソース領域において送信される。サブフレーム内のEPDCCHが開始する時点(すなわち、シンボル)は、上位層シグナリング(例えば、RRCシグナリングなど)を介して端末に設定される。
EPDCCHは、DL-SCHに関連する送信フォーマット、リソース割り当て及びHARQ情報、UL-SCHに関連する送信フォーマット、リソース割り当て及びHARQ情報、SL-SCH(Sidelink Shared Channel)及びPSCCH(Physical Sidelink Control Channel)に関連するリソース割り当て情報などを運ぶことができる。複数のEPDCCHがサポートされることができ、端末はEPCCHのセットをモニターすることができる。
EPDCCHは、1つ又はそれ以上の連続した進歩したCCE(ECCE:enhanced CCE)を利用して送信されてもよく、各EPDCCHフォーマット別に単一のEPDCCH当たりのECCEの個数が決められてもよい。
各ECCEは、複数のリソースエレメントグループ(EREG:enhanced resource element group)から構成される。EREGは、ECCEのREへのマッピングを定義するために使われる。PRBペア別に16個のEREGが存在する。各PRBペア内でDMRSを運ぶREを除いて、全てのREは、周波数が増加する順に、その次、時間が増加する順に、0ないし15までの番号が付与される。
端末は、複数のEPDCCHをモニターすることができる。例えば、端末がEPDCCH送信をモニターする1つのPRBペア内に1つ又は2つのEPDCCHセットが設定されることができる。
異なる個数のECCEが併合されることにより、EPCCHのための異なる符号化率(coding rate)が実現される。EPCCHは、地域的送信(localized transmission)又は分散的送信(distributed transmission)を使用することができ、これによってPRB内のREへのECCEのマッピングが変わる可能性がある。
図4は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるアップリンクサブフレームの構造を示す。
図4に示すように、アップ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られる。制御領域には、アップリンク制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink control Channel)が割り当てられる。データ領域は、ユーザデータを運ぶPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)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、サブフレーム内にリソースブロック(RB:Resource Block)対が割り当てられる。RB対に属するRBは、2個のスロットの各々で互いに異なる副搬送波を占める。これをPUCCHに割り当てられたRB対は、スロット境界(slot boundary)から周波数ホッピング(frequency hopping)されるという。
キャリアアグリゲーション一般
本発明の実施形態において考慮する通信環境は、マルチキャリア(Multi-carrier)サポート環境を全て含む。すなわち、本発明で使用されるマルチキャリアシステム又はキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)システムとは、広帯域をサポートするために、目標とする広帯域を構成するときに目標帯域より小さい帯域幅(bandwidth)を有する1つ以上のコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)を併合(aggregation)して使用するシステムをいう。
本発明においてマルチキャリアは、キャリアの併合(又は、搬送波集成)を意味し、ここで、キャリアの併合は、隣接した(contiguous)キャリア間の併合だけでなく、非隣接した(non-contiguous)キャリア間の併合の両方ともを意味する。また、ダウンリンクとアップリンクとの間に集成されるコンポーネントキャリアの数は異なるように設定されることができる。ダウンリンクコンポーネントキャリア(以下、「DL CC」という。)の数とアップリンクコンポーネントキャリア(以下、「UL CC」という。)の数が同一である場合を対称的(symmetric)集成といい、その数が異なる場合を非対称的(asymmetric)集成という。このようなキャリアアグリゲーションは、搬送波集成、帯域幅集成(bandwidth aggregation)、スペクトル集成(spectrum aggregation)などの用語と混用して使用されることができる。
2つ以上のコンポーネントキャリアが結合されて構成されるキャリアアグリゲーションは、LTE-Aシステムでは100MHz帯域幅までサポートすることを目標とする。目標帯域より小さい帯域幅を有する1つ以上のキャリアを結合するとき、結合するキャリアの帯域幅は、既存のIMTシステムとの互換性(backward compatibility)の維持のために既存のシステムで使用する帯域幅に制限することができる。例えば、既存の3GPP(登録商標) LTEシステムにおいては、{1.4,3,5,10,15,20}MHz帯域幅をサポートし、3GPP(登録商標) LTE-advancedシステム(すなわち、LTE-A)においては、既存のシステムとの互換性のために前記帯域幅のみを利用して20MHzより大きい帯域幅をサポートするようにすることができる。また、本発明で使用されるキャリアアグリゲーションシステムは、既存のシステムで使用する帯域幅と関係なく新たな帯域幅を定義してキャリアアグリゲーションをサポートするようにすることもできる。
LTE-Aシステムは、無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を使用する。
前述したキャリアアグリゲーション環境は、マルチセル(multiple cells)環境ということができる。セルは、ダウンリンクリソース(DL CC)とアップリンクリソース(UL CC)の一対の組み合わせで定義されるが、アップリンクリソースは必須要素ではない。従って、セルは、ダウンリンクリソース単独、又はダウンリンクリソースとアップリンクリソースで構成されることができる。特定の端末がただ1つの設定されたサービングセル(configured serving cell)を有する場合、1つのDL CCと1つのUL CCを有することができるが、特定の端末が2つ以上の設定されたサービングセルを有する場合は、セルの数の分だけのDL CCを有し、UL CCの数は、それと等しいかより少ない。
また、その逆にDL CCとUL CCが構成されることもできる。すなわち、特定の端末が複数の設定されたサービングセルを有する場合、DL CCの数よりUL CCがさらに多いキャリアアグリゲーション環境もサポートされることができる。すなわち、キャリアアグリゲーション(carrier aggregation)は、それぞれキャリア周波数(セルの中心周波数)が異なる2つ以上のセルの併合として理解されることができる。ここで言う「セル(Cell)」は、一般的に使用される基地局がカバーする領域としての「セル」とは区別されるべきである。
LTE-Aシステムで使用されるセルは、プライマリセル(PCell:Primary Cell)及びセカンダリセル(SCell:Secondary Cell)を含む。PセルとSセルは、サービングセル(Serving Cell)として用いられることができる。RRC_CONNECTED状態にあるが、キャリアアグリゲーションが設定されていないか、キャリアアグリゲーションをサポートしない端末の場合、Pセルのみで構成されたサービングセルがただ1つ存在する。それに対して、RRC_CONNECTED状態にあり、キャリアアグリゲーションが設定された端末の場合、1つ以上のサービングセルが存在することができ、全体のセルにはPセルと1つ以上のSセルが含まれる。
サービングセル(PセルとSセル)は、RRCパラメータにより設定されることができる。PhysCellIdは、セルの物理層識別子として0から503までの整数値を有する。SCellIndexは、Sセルを識別するために使用される簡略な(short)識別子として1から7までの整数値を有する。ServCellIndexは、サービングセル(Pセル又はSセル)を識別するために使用される簡略な(short)識別子として0から7までの整数値を有する。0値はPセルに適用され、SCellIndexは、Sセルに適用するために予め付与される。すなわち、ServCellIndexにおいて最小のセルID(又は、セルインデックス)を有するセルがPセルとなる。
Pセルは、プライマリ周波数(又は、primary CC)上で動作するセルを意味する。端末が初期接続設定(initial connection establishment)過程を行うか、接続再設定過程を行うことに使用されることができ、ハンドオーバー過程で指示されたセルを称することもできる。また、Pセルは、キャリアアグリゲーション環境で設定されたサービングセルのうち制御関連通信の中心となるセルを意味する。すなわち、端末は、自分のPセルにおいてのみPUCCHの割り当てを受けて送信することができ、システムの情報を取得するか、モニタリング手順を変更することにPセルのみを利用することができる。E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)は、キャリアアグリゲーション環境をサポートする端末にモビリティ制御情報(mobilityControlInfo)を含む上位層のRRC接続再設定(RRCConnectionReconfigutaion)メッセージを利用して、ハンドオーバー手順のためにPセルのみを変更することもできる。
Sセルは、セカンダリ周波数(又は、Secondary CC)上で動作するセルを意味することができる。特定の端末にPセルは1つのみが割り当てられ、Sセルは、1つ以上が割り当てられることができる。Sセルは、RRC接続の設定が行われた後に構成可能であり、追加的な無線リソースを提供することに使用されることができる。キャリアアグリゲーション環境で設定されたサービングセルのうちPセルを除いた残りのセル、すなわち、SセルにはPUCCHが存在しない。E-UTRANは、Sセルをキャリアアグリゲーション環境をサポートする端末に追加するとき、RRC_CONNECTED状態にある関連セルの動作と関連した全てのシステム情報を特定シグナル(dedicated signal)により提供することができる。システム情報の変更は、関連したSセルの解除及び追加により制御されることができ、ここで、上位層のRRC接続再設定(RRCConnectionReconfigutaion)メッセージを利用することができる。E-UTRANは、関連したSセル内においてブロードキャストするよりは端末別に異なるパラメータを有する特定シグナリング(dedicated signaling)をすることができる。
初期セキュリティ活性化の過程が開始された後、E-UTRANは、接続設定過程で、初期に構成されるPセルに付加して1つ以上のSセルを含むネットワークを構成することができる。キャリアアグリゲーション環境でPセル及びSセルは、それぞれのコンポーネントキャリアとして動作することができる。以下の実施形態では、プライマリコンポーネントキャリア(PCC)はPセルと同一の意味で用いられることができ、セカンダリコンポーネントキャリア(SCC)はSセルと同一の意味で用いられることができる。
図5は、本発明が適用できる無線通信システムにおけるコンポーネントキャリア及びキャリアアグリゲーションの一例を示す。
図5の(a)は、LTEシステムで使用される単一キャリア構造を示す。コンポーネントキャリアにはDL CCとUL CCがある。1つのコンポーネントキャリアは、20MHzの周波数範囲を有することができる。
図5の(b)は、LTE-Aシステムで使用されるキャリアアグリゲーション構造を示す。図5の(b)の場合、20MHzの周波数サイズを有する3つのコンポーネントキャリアが結合された場合を示す。DL CCとUL CCがそれぞれ3つずつあるが、DL CCとUL CCの個数に制限があるわけではない。キャリアアグリゲーションの場合、端末は、3つのCCを同時にモニターすることができ、ダウンリンク信号/データを受信することができ、アップリンク信号/データを送信することができる。
特定のセルにおいてN個のDL CCが管理される場合、ネットワークは、端末にM(M≦N)個のDL CCを割り当てることができる。ここで、端末は、M個の制限されたDL CCのみをモニターし、DL信号を受信することができる。また、ネットワークは、L(L≦M≦N)個のDL CCに優先順位を与えて主なDL CCを端末に割り当てることができ、このような場合、UEは、L個のDL CCを必ずモニターしなければならない。このような方式は、アップリンクの送信にも同様に適用されることができる。
ダウンリンクリソースの搬送波周波数(又は、DL CC)とアップリンクリソースの搬送波周波数(又は、UL CC)の間のリンケージ(linkage)は、RRCメッセージのような上位層メッセージやシステム情報により指示されることができる。例えば、SIB2(System Information Block Type2)により定義されるリンケージによりDLリソースとULリソースの組み合わせが構成されることができる。具体的に、リンケージは、ULグラントを運ぶPDCCHが送信されるDL CCと、前記ULグラントを使用するUL CCとの間のマッピング関係を意味することができ、HARQのためのデータが送信されるDL CC(又は、UL CC)とHARQ ACK/NACK信号が送信されるUL CC(又は、DL CC)との間のマッピング関係を意味することもできる。
図6は、キャリアアグリゲーションをサポートするシステムのセルの区分を例示した図である。
図6に示すように、設定されたセル(configured cell)は、図5のように、基地局のセルのうち測定報告に基づいてキャリアアグリゲーションできるようにしたセルであり、端末別に設定される。設定されたセルは、PDSCHの送信に対するack/nack送信のためのリソースを予め予約しておくことができる。活性化されたセル(activated cell)は、設定されたセルのうち実際にPDSCH/PUSCHを送信するように設定されたセルであり、PDSCH/PUSCH送信のためのCSI(Channel State Information)報告とSRS(Sounding Reference Signal)送信を行う。非活性化されたセル(de-activated cell)は、基地局の命令又はタイマー動作によりPDSCH/PUSCHの送信をしないようにするセルであり、CSI報告及びSRS送信も中断することができる。
NB-IoTのための同期信号(synchronization signal)
NB-IoTシステムにおいて、同期信号は、NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal)及びNSSS(Narrowband Secondary Synchronization Signal)に分類される。このとき、504個の固有物理層識別子は、NSSSにより指示されることができる。
まず、NPSSのために利用されるシーケンスdl(n)は、数式1による周波数領域上のザドフチューシーケンス(Zadoff-Chu sequence)から生成されることができる。
数式1において、ザドフチュールートシーケンスインデックス(Zadoff-Chu root sequence index)uは5であり、異なるシンボルインデックスlに対するS(l)値は表3により与えられる。表3は、S(l)値の定義を示す。
NPSSのために用いられるシーケンスは、次のような方式によりリソースエレメント(resource element(s))にマッピングされる。
具体的に、サブフレーム内のNPSSの全てのシンボルに対して同一のアンテナポートが利用される必要がある。端末は、NPSSが任意のダウンリンク参照信号と同一のアンテナポートを介して送信されると仮定することはできない。また、端末は、与えられたサブフレームでのNPSS送信が任意の他のサブフレームでのNPSSと同一のアンテナポートを利用すると仮定することはできない。
このとき、シーケンスdl(n)は、各無線フレーム(すなわち、フレーム)のサブフレーム#5においてリソースエレメント(k、l)にマッピングされ、シーケンスdl(n)は、インデックスkが増加する順にマッピングされた後、インデックスlが増加する順にマッピングされることができる。セル固有の参照信号(cell-specific reference signal)が送信されるリソースエレメントと重なるリソースエレメントの場合、当該シーケンス要素d(n)はNPSSのためには利用されないが、マッピング手順でカウントされることができる。
次に、NSSSをために利用されるシーケンスd(n)は、数式2による周波数領域上のザドフチューシーケンスから生成されることができる。
数式2において、二進シーケンスb
q(m)は表4により与えられ、フレーム番号n
fでの循環シフト
は数式3により与えられる。
NSSSのために用いられるシーケンスは、次のような方式によりリソースエレメントにマッピングされることができる。
具体的に、サブフレーム内のNSSSの全てのシンボルに対して同一のアンテナポートが利用される必要がある。端末は、NSSSが任意のダウンリンク参照信号と同一のアンテナポートを介して送信されると仮定することはできない。また、端末は、与えられたサブフレームでのNSSS送信が任意の他のサブフレームでのNSSSと同一のアンテナポートを利用すると仮定することはできない。
シーケンスd(n)は、d(0)からリソースエレメント(k、l)に順次マッピングされる。このとき、シーケンスd(n)は、無線フレームのサブフレーム#9において、12個の割り当てされたサブキャリアにわたって1番目のインデックスkが増加する順に、それ以後に割り当てられた最後の
シンボルにわたってインデックスlが増加する順にマッピングされることができる。ここで、無線フレームはn
f mod 2=0を満足する無線フレームに該当する。ここで、
は、表5により与えられる。
セル固有参照信号が送信されるリソースエレメントと重なるリソースエレメントの場合、当該シーケンス要素d(n)はNSSSのためには利用されないが、マッピング手順でカウントされることができる。
また、前述したNPSS及びNSSSとは異なり、セルサーチ向上のためのNB-IoTチャネル構造の場合、下記のような「aNPSS」及び「aNSSS」が追加的に考慮されることもある。ここで、「aNPSS」は向上したNPSS(advanced NPSS)を意味し、「aNSSS」は向上したNSSS(advanced NSSS)を意味する。そのとき、「aNPSS」はNPSSのタイプの一部に該当するか、NPSSとは別途に定義されることもある。これと同様に、「aNSSS」はNSSSのタイプの一部に該当するか、NSSSとは別途に定義されることもある。
まず、「aNPSS」の構成について具体的に説明する。
追加的に考慮されるaNPSSが前述した数式1により定義される既存のNPSSと同一の信号で構成されると、NB-IoT端末は、検出されたシーケンスがNPSS及びaNPSSを両方とも送信する基地局から受信されたものであるか、又は異なる送信時間を有する基地局からNPSSを受信したのかを区分しにくい可能性がある。
従って、aNPSSは、既存のNPSSと異なるように構成される必要があり、これは、NPSSのPAPRより高くなく、NB-IoT端末の実現及び演算複雑度の増加を最小化する方法で設計される必要がある。これを達成するために、次のようにザドフチューシーケンス(Zadoff-Chu sequence)のルートインデックスとカバーコード(cover code)を変更することができる。
1)aNPSSのためのザドフチューシーケンス
aNPSSは、前述した数式1のuの値として6を利用するように設定されることができる。
一般的に、長さLを有するザドフチューシーケンスのルート(root)がu及びL-uである場合、両シーケンスは互いに複素共役(complex conjugate)関係であるので、サンプル(sample)ごとに一回の複素多重化(complex multiplication)により相互相関を求めることができるという長所がある。また、これは、NPSSと同一のPAPR特性を有することができ、長さLのシーケンス内でNPSSとの相互相関値が低い値を有するという長所がある。
すなわち、レガシー(legacy)(すなわち、既存の)NB-IoT端末はaNPSSを検出できない確率が高く、aNPSSを利用するNB-IoT端末はNPSSに対する相互相関モジュール(module)を再活用することができる。これは、初期セルサーチ(cell search)のときに当該アンカー搬送波(anchor carrier)の基地局がaNPSSを送信するか否かが分からない場合、複雑度の側面から特に長所がある。また、既存のシーケンスと同一の構造を有するため、NPSSとaNPSSに対するそれぞれの相互相関値を累積するにおいて、同一の加重値を適用できるという長所がある。
2)aNPSSのためのカバーコード
NB-IoT端末は、前述した数式1に定義されたカバーコードS(l)の特性を利用して、NPSS検出のために自己相関特性基盤のセルサーチ(cell search)を行うことができる。このような端末の実現を考慮すると、前記提案された「ルートu=6」はNPSSの「ルートu=5」と区分されない可能性もある。
従って、NPSSのカバーコードと相互相関特性が低い新たなカバーコードをaNPSSに適用する必要がある。
図7は、カバーコードが適用された場合、NPSS又はaNPSSの自己相関特性を示す。
特に、図7aは、NPSSのカバーコード(S=[1 1 1 1 -1 -1 1 1 1 -1 1])を使用した場合のNPSSの自己相関特性を示す。
それとは異なり、図7bないし図7dは、aNPSSに対して既存のNSSSのカバーコードと異なるカバーコードを適用した場合のaNPSSの自己相関特性を示す。具体的に、図7bは、aNPSSにカバーコードとしてS=[1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1]を利用した場合の自己相関特性を示し、図7cは、aNPSSにカバーコードとしてS=[-1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1]を利用した場合の自己相関特性を示し、図7dは、aNPSSにカバーコードとしてS=[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1-1 1]を利用した場合の自己相関特性を示す。
図7aから図7dにおいて、レガシーNB-IoTに該当するグラフは、NB-IoT端末が既存のNPSSのカバーコードを利用して自己相関を推定した場合を示し、NRシステム(例えば、Rel.15)において考慮されるNB-IoTグラフは、各図において新たに追加されたカバーコードを適用して自己相関を推定した場合を示す。
図7aから分かるように、NPSSのカバーコードを活用する場合、自己相関値は正確なタイミング(timing)である特定の
において最大値を有し、該当タイミング(timing)を基準に狭い領域においてピーク(peak)(すなわち、狭いピーク)を形成する。また、最大値を含むピークを除いた周辺ピーク(side peak)値は相対的に低い値を有する。
それに対して、図7bに利用されたカバーコードは、周辺ピーク値をほとんど有していないが、正確なタイミングの周囲において広い領域にピーク(すなわち、広いピーク)を有する短所がある。これは、端末のタイミング推定性能に劣化をもたらす可能性がある。
また、図7cに利用されたカバーコードは、正確なタイミング位置で狭いピーク(narrow peak)を有するが、直ぐ隣接した領域にわたって相対的に高い周辺ピーク値を有する。
また、図7dに利用されたカバーコードは、正確なタイミング位置において図7aと類似した狭いピークを有し、図7cよりは低い周辺ピークを有する。また、図7dに示すように、レガシーNB-IoT端末のNPSS検出にはほとんど影響を及ぼさない自己相関特性を有することを確認することができる。従って、aNPSSのカバーコードS(l)として[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1]が考慮されることができる。
前述したように提案されたザドフチューシーケンスのルート(u=6)とカバーコード(S=[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1])はaNPSSに全て適用されることではなく、既存のNPSS(u=5)と提案したS=[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1]を結合して適用されるか、既存のNPSSのカバーコードと提案する(u=6)を結合して構成する方法が考慮されることもできる。
次に、「aNSSS」の構成について具体的に説明する。
前述したNSSSのシーケンスを構成する情報(例えば、数式2及び3)のうちuと
を変形してaNSSSを定義する場合、レガシー端末のNSSS検出に影響を与えることがある。このような点を考慮して、前述した表4において定義されたNSSSのb
q(m)を追加する方法及び変形されたリソースマッピング方法を利用してaNSSSが構成される。追加的に、
の値を追加する方法によりaNSSSが構成されることもある。
1)aNSSSのためのbq(m)
NSSSのザドフチューシーケンスを変更せずに、bq(m)のみを変更又は追加してaNSSSを構成する場合、レガシーNB-IoT端末は、変更又は追加されたbq(m)の検出を試みることなく、aNSSS検出を試みるNB-IoT端末はNSSS検出のために使われた複素乗算(complex multiplication)の結果を再活用できる長所がある。従って、aNSSSのために利用されるbq(m)には既存のNSSSのbq(m)に利用された128次アダマール行列(Hadamard matrix)の1、32、64、128列を除いた値16、48、80、112列を追加で利用することができる。
数式3のように、
は0、33/132、66/132、99/132を20msecごとに循環することができる。それに対して、aNSSSの場合、
は33/264、99/264、165/264、231/264を20msecごとに循環するか、又は4つの値の一部の集合を循環するか、又は特定の値に固定されることもできる。
図8は、循環シフト値
によるNSSS又はaNSSSの相互相関値を示す。
具体的に、図8は、NSSSを使用する場合に相互関係値(例えば、Legacy NB-IoT w/NSSS)、
を33/264、99/264、165/264、231/264のうち選択したaNSSSを受信した場合にaNSSSに適用された
を利用した相互関係値(例えば、Rel.15 NB-IoT w/aNSSS)及びNSSSの
を使用した相互関係値(例えば、Rel.15 NB-IoT w/NSSS)の特性を示す。
図8に示すように、相互相関値の分布から分かるように、NSSSにおいて使用された
及び他の
を使用したaNSSSの相互相関値は互いに干渉が大きくないことを確認することができる。
このような相互関係値の観察により、aNSSSの
は{0、33/132、66/132、99/132}ではない値の集合と選択されることができるが
と比較してNB-IoT端末においてシーケンスの生成のためにより多くのメモリが必要となる短所があり得る。
3)aNSSSのためのリソースマッピング
周波数選択的な(Frequency selective)環境では、NSSSのシーケンス相互相関特性が悪化する可能性がある。これによって、NSSSとaNSSSの間の相互相関特性をリソースマッピングの過程でランダム化(randomization)する方法が考慮されることができる。
図9は、NSSS又はaNSSSのためのリソースマッピング方法の例を示す。
図9に示すように、図9aないし図9dは、ls番目のOFDMシンボルのks番目のリソースエレメント(Resource Element:RE)の位置から周波数優先マッピング(frequency first mapping)方式でNSSS又はaNSSSを割り当て、le番目のOFDMシンボルのke番目のREの位置まで実線と点線の矢印に沿って順次にマッピングするリソースマッピング方式を示す。
具体的に、図9aは、NSSSに対するリソースマッピング方式であり、図9bは、図9aにおいてリソースマッピング開始OFDMシンボルの位置を特定の値の分だけ移動させる方式である。また、図9cは、図9a方式のリソースマッピング順序を逆に行う方式であり、図9dは、図9a方式と同一の開始位置及び終了位置を有するが、時間優先マッピング(time first mapping)方式を適用する方式である。
図10は、リソースマッピング方法によるレガシーNB-IoT端末のNSSS相互相関特性を示す。図10に示すように、図10aないし図10dは、図9aないし図9dにおいて説明された各リソースマッピング方法によるレガシーNB-IoT端末のNSSSザドフチューシーケンスの相互相関特性を示す。
図10aで確認できるように、レガシーNB-IoT端末のNSSSザドフチューシーケンス相互相関特性は、uとu’が同一である場合にシーケンスの長さの分だけの値を有し、そうでない場合は、相対的に低い相互相関特性を有する。それに対して、図10bの方式は、既存のNSSSザドフチューシーケンスと一部uとu’組み合わせにおいて約50%程度に該当する値を有することを確認することができる。また、図10cの方式は、大部分のuとu’との組み合わせにおいて既存のNSSSザドフチューシーケンスと低い相互相関値を示すが、特定のuとu’との組み合わせにおいては約70%以上の相互関係値を有する。それに対して、図10dの方式は、全てのuとu’との組み合わせにおいて既存のザドフチューシーケンスと相対的に低い相互関係値を有することを確認することができる。
これによって、aNSSSのリソースマッピング方式で図10dのような時間優先マッピング方式を考慮することが好ましいかもしれず、リソースマッピングの開始及び終了RE位置は特定の値の分だけ循環移動(circular shift)される。
そのとき、前述した
を追加する方法は、提案されたb
q(m)と必ず同時に適用されるべきではなく、提案されたリソースマッピング方式ではない他の方法のリソースマッピング方式に従う場合に適用されることもできる。また、前記提案されたb
q(m)の128アダマール行列の列の値は、提案された図10dに示すリソースマッピング方式と結合されて同時に適用されることもできる。また、既存のNSSSのb
q(m)と図10dに示すリソースマッピング方式を結合して適用されるか、又は既存のNSSSのリソースマッピング方式と提案するb
q(m)の128アダマール行列の列の値を結合して構成されることもできる。
前述した方法に関連して、NPSSとNSSSの構造及び送信位置は、NPSSのみが追加送信される場合に適用されるか、又はNSSSのみが追加送信される場合にも独立的に適用されることもできる。すなわち、前述したNPSS及びNSSSではない新しいシーケンスを有するNPSSとNSSSが追加送信される場合にも、当該シーケンスが追加送信されるサブフレーム及び無線フレームの位置は前述した方式に従うことができる。
また、前述したaNPSSとaNSSSが検出される場合、NB-IoT端末は、システム情報(例えば、MIB-NB、SIB1-NB)も追加的な送信があり得ると判断することができる。すなわち、NB-IoT端末は、aNPSSとaNSSSの検出可否に応じて、既存のMIB-NB及びSIB1-NB検出の試みと共に追加送信されるMIB-NBとSIB1-NBに対する追加検出を試みることができる。反対の場合として、NB-IoT端末は、システム情報の追加的な情報提供があるセルであると判断される場合、当該セルのaNPSSとaNSSSの送信可否も判断することができる。
また、前述したaNPSSとaNSSSは、基地局においてNPSS及びNSSSとともに常に周期的に送信されるべきではなく、基地局の必要に応じて特定の時間中にaNPSSとaNSSSが送信されることもできる。また、aNPSSとaNSSSの周期的又は非周期的な送信可否は相互独立的に決定されることもでき、NB-IoT端末の測定などの特定の動作のためにaNPSSとaNSSS送信に関する情報(例えば、送信周期及び区間)を基地局において設定することができる。これは、aNPSSとaNSSSの送信可否をNB-IoT端末が分からない場合、aNPSSとaNSSSをブラインド検出しなければならないため、特定の条件を満足する場合に対して基地局がaNPSSとaNSSSの送信を開始又は中断することができる。ただし、aNPSSとaNSSSに基づいて測定を行うなどの端末の安定的な動作のために、aNPSSとaNSSSの送信開始と中断をセル内の一部又は全体端末に通知することができる。
また、前述した内容は、NB-IoTシステムだけでなく、LTEシステムの帯域幅の一部を活用するeMTC(enhanced Machine Type Communication)のようなシステムにも同様に適用できる。特に、前述したaNPSS及び/又はaNSSSの概念のように、eMTCにおいてセルサーチとシステム情報の取得のための遅延を効率的に改善するために新しい同期信号又は既存のPSS及び/又はSSSが変形して送信される場合、これはシステム情報に関する情報(例えば、MIB及び/又はSIB1-BR)も該当セルにおいて追加に送信されることを指示することができる。反対の場合も同様に該当することができる。すなわち、端末がセルサーチの過程でセルサーチ向上(cell search enhancement)のための同期信号を検出できなかった場合も、当該端末は、後続過程で向上したシステム情報が追加送信されると、当該セルにおいて向上した同期信号があることを期待することができる。
特に、eMTC端末がセルサーチ性能向上のためにNPSS及び/又はNSSSを追加的に受信する場合、該当セルにおいてNB-IoTサービスをサポートするか否かによって下記のように2つの場合に区分されることができる。
第一に、当該セルにおいてeMTCとNB-IoTサービスを同時にサポートする場合、eMTC端末は当該セルにおいてNB-IoTサービスのために送信されるNPSS及び/又はNSSSを追加的に受信してセルサーチ性能向上が期待することができる。このとき、一部のサブフレーム(例えば、5番サブフレームの位置ではLTE PSS/SSSとNB-IoT NPSSが基地局から同時に送信)においてはLTEのセルサーチのための信号とNB-IoTのセルサーチのための信号が同時に送信されることができる。従って、eMTC端末がどの信号を選択的に受信するかに対しては、当該端末が直接選択することもでき、又は基地局から指示された動作を行うこともできる。
第二に、当該セルにおいてeMTCサービスはサポートするが、NB-IoTサービスはサポートしない場合、基地局は、当該セルにおいてNB-IoTをサービスしないと、eMTC端末のセルサーチ性能向上のために、追加的にNPSSとNSSSを送信することができる。そのとき、他のNB-IoT端末が当該NPSSとNSSSを受信して当該セルにおいてNB-IoTをサービスすると誤認することを防ぐために、基地局は、既存のNPSS及びNSSSとは異なる信号を送信する必要がある。
この場合、前述したaNPSSとaNSSSが使用されることができる。このとき、aNPSSとaNSSSは、前述したサブフレーム位置と異なる所から送信されることがあり、アンカー搬送波ではない非アンカー搬送波の位置から送信されることもある。また、LTEセル識別子(cell ID)と異なるNB-IoTセル識別子を設定して送信することができ、このような場合は、LTEセル識別子とNB-IoTセル識別子に対するマッピング方式が定義されることもできる。ただし、このように実際のNB-IoT端末をサービスするためのaNPSSとaNSSSの送信でない場合には、NRS(Narrowband Reference Signal)を含まずに送信できる違いがあり得る。
また、前記提案されたaNPSSとaNSSSは、NB-IoT及びeMTCのような狭帯域(narrow band)システムのセルサーチ性能向上などの用途だけでなく、システム情報の更新などの指示信号として活用されることもある。ここで、システム情報の更新は、端末がセルから基本的又は追加的に受信しなければならないセルの情報(例えば、MIB及びSIBなど)を意味することができる。当該情報が変更された場合には、一般的にページング指示(paging indication)又はページングメッセージ(paging message)などにより基地局が端末にシステム情報を更新することを指示することができる。
一般的に、レガシーシステム(例えば、LTEシステム)では、特定区間(paging occasion)においてP-RNTIなどにスクランブルされたPDCCH、MPDCCH、又はNPDCCHでシステム情報の更新(又は、変更)可否を指示する。これは、NB-IoT又はeMTCのように低コスト(low cost)と長いバッテリ寿命(long battery life)を特徴とするシステムでは、電力消費の観点から効果的でない可能性がある。このような点を考慮して、同期化のために設計されたNPSS、NSSSを一部変形して指示信号として活用することができ、既存のNPSS及びNSSSと区分するために前述したaNPSS及び/又はaNSSSが使用されることができる。
このとき、ページングインジケータ又はシステム情報の更新可否に関する情報検出のフォールスアラーム(false alarm)を減らすために、aNPSS及び/又はaNSSSのセル識別子、無線フレーム番号情報を一部の情報に制限してページングインジケータとして活用することができる。このとき、aNPSSとaNSSSの送信位置は、前述した一部のサブフレームの位置に常に送信されるべきではなく、ページング機会などと連係して特定の位置に制限されることがあり、周期的又は非周期的に送信されることがある。それだけでなく、ページングインジケータとして活用される場合、これを検出した端末の動作は、システム情報の更新又は特定区間中にシステム情報の更新と関連した動作を行わないように定義されることもある。
また、このような用途でaNPSSとaNSSSが活用される場合は、同一の基地局から送信されるaNPSSとaNSSSが毎度同一の信号及び/又はシーケンスではないかもしれない。すなわち、セルサーチ用途で活用される場合は、aNPSSとaNSSSが送信毎に同一の情報(例えば、セル識別子、無線フレーム番号)を伝達する必要があるが、ページングインジケータのような用途で活用される場合は、aNPSS及び/又はaNSSS 送信毎に異なる情報を伝達することができる。
また、前述したaNPSSとaNSSSは、TDDとFDDの二重モード(duplex mode)を区分するために使われてもよい。この場合、aNPSS及びaNSSSは、前述したサブフレーム位置と異なる位置に送信されることもある。また、TDDシステムの同期信号として使われる場合は、UL-DL設定(UL-DL configuration)を区分するために、aNPSSのルートu及び/又はカバーコードが使用されることができる。
例えば、カバーコードは、二重モードを区分するために使用されてもよく、ルートuは、UL-DL設定を区分するために使用されてもよい。もし、UL-DL設定を全て区分できるルートu及び/又はカバーコードの種類が十分でないか、全てのUL-DL設定を区分できるようにルートu及び/又はカバーコードを使用することによる性能劣化が予想される場合は、UL-DL設定のうち一部のみを区分できるようにルートu及び/又はカバーコードの種類が使用できる。すなわち、UL-DL設定に応じて(a)NPSS及び(a)NSSSの相対的な位置が変わる場合、(a)NPSSは(a)NSSSとの相対的な位置関係に対する区分のみを可能にする情報を伝達できれば十分である。この場合、端末は、(a)NPSS及び(a)NSSSの検出後にTDD用のMIB-NB又はSIBを介して実際のUL-DL設定を取得することができる。
前述したように、NB(Narrowband)-LTEは、LTEシステムの1PRB(Physical Resource Block)に該当するシステム帯域幅(system BW)を有する低い複雑度(complexity)、低い電力消費(power consumption)をサポートするためのシステムをいう。
すなわち、NB-LTEシステムは、主にMTC(machine-type communication)端末及び/又はIoT端末のような装置をセルラーシステム(cellular system)においてサポートするための通信方式として利用されることもある。すなわち、NB-LTEシステムはNB-IoTシステムと称されることもできる。
NB-IoTシステムは、既存のLTEシステムで使用するサブキャリア間隔(subcarrier spacing)などのOFDMパラメータをLTEシステムと同様のものを使うことにより、NB-IoTシステムのために追加的な帯域(band)を割り当てなくてもよい。この場合、レガシーLTEシステム帯域(band)の1PRBをNB-IoT用として割り当てることにより、周波数を効率的に使用できる長所がある。
このとき、NB-IoTシステムの物理チャネルは、ダウンリンクの場合、N-PSS(N-Primary Synchronization Signal)/N-SSS(N-Secondary Synchronization Signal)、N-PBCH(N-Physical Broadcast Channel)、N-PDCCH/N-EPDCCH、N-PDSCHなどに定義されることもできる。ここで、レガシーLTEと区別するために「N-」が利用されてもよい。
また、以下に説明される本発明の実施形態は、既存のLTEシステムを基準に説明されるが、NR(New RAT)システムにも同一又は類似に適用できることは言うまでもない。例えば、本明細書で説明されるシーケンス生成及びリソースマッピング方法は、LTEシステムにおける送信単位(例えば、サブフレーム)を基準に説明されるが、NRシステムにおける送信単位(例えば、短い送信単位、サブフレーム、スロットなど)にも同一又は類似に適用できる。
また、NB-IoTシステムの場合、各端末は、単一PRB(single PRB)をそれぞれの搬送波(carrier)と認識するので、本明細書で言及されるPRBは搬送波と同一の意味に解釈されることもできる。
また、本明細書で言及されるDCIフォーマットN0、DCIフォーマットN1、及びDCIフォーマットN2は、先に説明された(例えば、3GPP(登録商標)標準に定義された)DCIフォーマットN0、DCIフォーマットN1、及びDCIフォーマットN2を意味することもある。
また、アンカータイプPRB(anchor-type PRB)(又は、アンカータイプ搬送波(anchor-type carrier)又はアンカー搬送波(anchor carrier))は、基地局の観点から初期接続(initial access)のためにN-PSS、N-SSS、N-PBCH、及び/又はシステム情報ブロック(N-SIB)のためのN-PDSCHなどの送信するPRBを意味することもある。この場合、1つのアンカータイプPRBが存在するか、又は複数のアンカータイプPRBが存在することもある。
また、本明細書において、前述したように、1つ又は複数のアンカータイプPRBが存在する場合、端末が初期接続により選択した特定アンカータイプPRBは、アンカーPRB(anchor PRB)又はアンカー搬送波(anchor carrier)と称されることもできる。また、本明細書において、初期接続以後のダウンリンク過程(又は、手順)を行うために基地局から割り当てられたPRBは、追加PRB(additional PRB)(又は、追加搬送波(additional carrier))と称されることもできる。
NB-IoTシステムの同期信号を利用して無線フレーム構造を区分する方法
既存のLTEシステムの場合、端末が当該セルが提供する無線フレーム構造のタイプを初期接続(initial access)段階で分かるようにするために、端末がPSSとSSSの送信位置の違いにより無線フレーム構造を区分できるように設定されている。ここで、無線フレーム構造は、FDD(Frequency Division Duplex)をサポートする第1タイプとTDD(Time Division Duplex)をサポートする第2タイプとに区分される。
図11は、LTEシステムの無線フレーム構造による同期信号の送信位置を示す。
図11の(a)に示すように、LTEシステムにおいてFDDの場合、PSSは#0サブフレームの#6シンボルにおいて送信され、SSSはPSSのすぐ前のシンボル、すなわち、#0サブフレームの#5シンボルにおいて送信される。
これとは異なり、図11の(b)に示すように、LTEシステムにおいてTDDの場合、PSSは#1サブフレームの#2シンボルにおいて送信され、SSSはPSSより3シンボル前である#0サブフレームの#13シンボルにおいて送信される。
本明細書で、「#n」は「n番目」を意味する。すなわち、#0サブフレームは、無線フレームの0番目のサブフレームを意味する。
このように、PSS及びSSSが送信される場合、端末は、PSSとSSSが送信される位置の違いにより当該セルがTDDを提供するか、又はFDDを提供するかを区別することができる。一例として、端末は、一般CP(normal Cyclic Prefix)及び拡張CP(extended CP)を含む4つの候補(すなわち、一般CPの場合にTDD、一般CPの場合にFDD、拡張CPの場合にTDD、及び拡張CPの場合にFDD)のうち1つを選択することができる。
同様に、NRシステム(又は、向上した(enhanced)LTEシステム)のNB-IoTにおいて、端末及び/又は基地局のTDD動作(すなわち、第2タイプの無線フレーム構造を利用する動作)が考慮される場合も、前述した理由のように初期接続段階で無線フレーム構造を区分できるように設定する方法が考慮される必要がある。
従って、本明細書は、NPSS(又は、前述したaNPSS)及びNSSS(又は、前述したaNSSS)を用いて初期接続段階で無線フレーム構造のタイプを区分できるように設定する方法を提案する。
ただし、本明細書で提案する実施形態は、無線フレーム構造のタイプを区別するためのものだけでなく、それ以外の他の情報を区別するためにも利用できることは言うまでもない。例えば、以下に説明される方法は、動作モード(operation mode)、CP長、同期信号周期(Synchronization Signal Periodicity)などの情報を区別するためにも利用される。具体的に、動作モードを区別するにおいて、既存の方式によってインバンド(in-band)モード及び/又はガードバンド(guard band)モードを指示し、新しい方式でスタンドアローン(standalone) モードを指示することができる。
また、本明細書で提案する実施形態を拡張して、TDD又はFDD以外の無線フレーム構造までも区分するように設定することもできる。ここで、追加的に考慮される無線フレーム構造は、LTEシステムの第3タイプの無線フレーム構造(frame structure type 3)又は新しく導入される無線フレーム構造でもあり得る。
以下に説明される本明細書で提案する実施形態は、説明の便宜のために区分されたものに過ぎず、ある実施形態の一部構成や特徴は他の実施形態に含まれることができ、又は他の実施形態の対応する構成又は特徴と交換されることもできる。
(第1の実施形態)
まず、NSSS又はNPSSの密度(density)を変更してTDD又はFDDを区分するように設定する方法が考慮されることができる。ここで、NSSS又はNPSSの密度は、NSSS又はNPSSが送信される周期、すなわち、送信周期により設定されることができる。
すなわち、当該方法は、TDDに該当する第2タイプの無線フレーム構造におけるNSSS又はNPSSの送信周期(すなわち、シーケンス密度(sequence density))をFDDに該当する第1タイプの無線フレーム構造におけるNSSS又はNPSSの送信周期と異なるように設定して無線フレーム構造を区別する方法である。以下、説明の便宜のためにNSSSの場合に限定して当該方法を説明するが、これはNPSSの場合にも拡張して適用できることは言うまでもない。
既存のNB-IoTシステム(例えば、Rel.13におけるNB-IoTシステム)において、NSSSは20ms当たり1つのサブフレームを占有して送信するように設定される。具体的に、NSSSは20msごとに#9サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルを介して送信される。ここで、残りの3つのシンボルはダウンリンク制御チャネルの送信のために設定された領域に該当することもある。
このとき、NSSSに利用されるシーケンスは、前述した数式2のようであり、二進シーケンスb
q(m)は、前述した表4のようである。また、フレーム番号n
fでの循環シフト
は数式3のようである。
この場合、フレーム番号によって循環シフト値
は{0、1/4、1/2、3/4}のうち1つの値であり得る。このとき、NPSSに対して4つの異なるシーケンスを利用することは、20msごとに送信されるNSSSを利用して80msの境界(boundary)を判断(又は、確認)するためである。この場合、80ms内で20msごとに4つの異なるシーケンスが利用されることができる。
無線フレーム構造の区別のためにTDDに利用されるNSSSの密度を従来と比較して半分に設定する場合、NSSSを介して80ms境界を区分するためには、前記4つの循環シフト値のうち2つのみを利用するように設定されることができる。すなわち、NSSSが40msごとに1つのサブフレーム(例えば、#9サブフレーム)を占有(例えば、14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)する場合、循環シフト値
のうち2つのみが利用されることができる。
例えば、TDDに利用されるNSSSの循環シフト値
は、フレーム番号によって{0、1/2}のうち1つに設定される。この場合、循環シフト値
は、前述した数式3とは異なって、下記の数式4のように定義されることができる。
他の例を挙げると、TDDに利用されるNSSSの循環シフト値
は、フレーム番号によって{1/4、3/4}のうち1つに設定されることもできる。この場合、循環シフト値
は、前述した数式3とは異なって、以下の数式5のように定義されることができる。
当該方法を利用する場合、NSSSの密度が半分に減少されることにより、TDDにおいて不足しているダウンリンクサブフレーム(DL subframe)を確保できるという長所がある。ただし、循環シフト値がFDDにおいて利用されていた値の部分集合(subset)に指定されることによるエラー率の側面、2つのNSSSの密度によってブラインドデコーディングを行った後、無線フレーム構造を決定することによる端末の負担の側面で好ましくない可能性がある。
前述した方法を利用することにより、端末は、受信されるNSSS又はNPSSの周期によって、自分の属するセルがTDD方式を提供するか、又はFDD方式を提供するかを区分することができる。
また、前述した方法の他にも、NPSS及びNSSSの両方ともの送信周期(すなわち、密度)を変更してFDD/TDDを区別する方法、及び/又は特徴的にNPSS又はNSSSの送信周期を伸ばすこと(すなわち、密度を減少させること)によりFDD/TDDを区別する方法も考慮されることができる。
(第2実施形態)
次に、前述した第1実施形態で説明されたNSSS又はNPSSの密度を変更することに、追加的にシーケンスまで変更してTDD又はFDDを区分するように設定する方法も考慮されることができる。当該方法の場合、第1実施形態の方法によるTDDのための循環シフト値がFDDにおいて利用されていた値の部分集合(subset)に指定されることによるエラー率の側面を解決できる長所がある。
すなわち、当該方法は、TDDに該当する第2タイプの無線フレーム構造におけるNSSS又はNPSSの送信周期や循環シフト値を変更して無線フレーム構造を区別する方法である。
無線フレーム構造の区別のためにTDDに利用されるNSSSの密度を従来と比較して半分に設定する場合、第1実施形態で説明したように2つの循環シフト値が決定される必要がある。すなわち、NSSSが40msごとに1つのサブフレーム(例えば、#9サブフレーム)を占有(例えば、14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)する場合、2つの循環シフト値が利用されることができる。
このとき、FDDにおいて利用されない循環シフト値
のうち2つのみを利用するように設定することができる。この場合、考慮される6つの場合は以下の数式6のようである。
数式6は、TDDにおいて利用されるNSSSの循環シフト値が{1/8、3/8}、{1/8、5/8}、{1/8、7/8}、{3/8、5/8}、{3/8、7/8}、又は{5/8、7/8}に設定される場合を示す。
当該方法を利用する場合、NSSSの密度が半分に減少されることにより、TDDにおいて不足しているダウンリンクサブフレームを確保できる長所がある。また、端末が2つのNSSS密度によるブラインドデコーディングを行う必要なく、シーケンス検出のみでTDD又はFDDを区別できる長所もある。また、前述したように、FDDのために利用される既存のNSSSと前述したNSSS(すなわち、TDDのために設定可能なNSSS)との間の明確な区分が相互相関結果によって判断されることができる。この場合、端末のNSSS検出のための追加的な演算が要求されることもある。
本実施形態は、主にNSSSを基準に説明されているが、これはNPSSの場合にも共通して拡張して適用できることは言うまでもない。すなわち、NSSSだけでなく、NPSSのシーケンス及び周期(すなわち、密度)を変更する方法も考慮されることができる。前述したように、NPSSのカバーコード及び/又はルートインデックスの変更以外に、NPSSの密度変更によりTDD又はFDDが区別されることもできる。
(第3実施形態)
次に、NPSSが送信されるサブフレームの位置によってTDD又はFDDを区分するように設定する方法も考慮されることができる。すなわち、これは、予め約束された(又は、設定された、定義された)特定区間内でNPSSが非周期的に送信されるように設定し、当該特定区間は周期的に繰り返されるように設定する方法である。
特に、当該特定区間内で、NPSSが予め約束されたパターンによって非周期的に送信されるように設定することもできる。例えば、予め約束された特定の区間を20msに設定し、20msの区間が周期的に繰り返されることができる。このとき、20msの区間内に送信されるNSSSは20msごとに(例えば、偶数番目の無線フレームごとに)1回ずつ#9サブフレームにおいて送信されるように設定でき、NPSSは、偶数番目の無線フレームでは#5サブフレームにおいて、奇数番目の無線フレームでは#9サブフレームにおいて送信されるように設定することができる。
図12は、本明細書で提案する方法が適用できる同期信号送信方法の一例を示す。図12は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
図12に示すように、FDDの場合(すなわち、第1タイプの無線フレーム構造)、NPSSは10msごとに(すなわち、各無線フレームごとに)1回ずつ#5サブフレームにおいて送信されるように設定され、NSSSは20msごとに(例えば、偶数番目の無線フレームごとに)1回ずつ#9サブフレームにおいて送信されるように設定される。
これとは異なって、TDDの場合(すなわち、第2タイプの無線フレーム構造)、予め約束された特定区間内でNPSSは非周期的に送信されるように設定され、当該特定区間を定期的に繰り返すように設定する方法が考慮されることができる。このような方法で、端末はTDD又はFDDを区分することができる。
例えば、図12のように、NSSSは、20msごとに(例えば、偶数番目の無線フレームごとに)1回ずつ#9サブフレームにおいて送信されるように設定され、NPSSは、偶数番目の無線フレームでは#5サブフレームにおいて送信され、奇数番目の無線フレームでは#9サブフレームにおいて送信されるように設定することができる。この場合、前述したNPSSの送信と関連した予め約束された特定の区間は、20msに設定される場合が仮定される。このとき、NPSSの具体的な送信位置は、図12に示すこととは異なるように設定されることもある。
当該方法を利用すると、端末は、NPSSの位置(すなわち、送信サブフレーム位置)のみによりTDD又はFDDを区分できるので、迅速に無線フレーム構造を区分できるという長所がある。ただし、この場合、端末は、NPSSの検出のための検出ウィンドウ(detection window)を既存より大きな範囲に設定する必要があり得る。
また、前述した方法に追加的に、予め約束された特定区間内に送信される2つ以上のNPSSが異なるシーケンスを有するように設定する方法も考慮されることができる。前述したように、NPSSのカバーコード又はルートインデックスが異なるように設定されたNPSSが予め約束された特定区間内で送信されるように設定することができる。
例えば、偶数番目の無線フレームの#5サブフレームに送信されるNPSSのルートインデックスは5に設定され、奇数番目の無線フレームの#9サブフレームに送信されるNPSSのルートインデックスは5ではない値(例えば、6)に設定されることができる。特に、2つのうち1つのNPSSのルートインデックスはFDDに利用されるNPSSのルートインデックス値と同一であり、他の1つのNPSSのルートインデックスはFDDに利用されるNPSSのルートインデックス値と異なるように設定されることができる。
(第4実施形態)
本実施形態では、前述した第3実施形態のように、FDDの場合にNPSSは10msごとに1回ずつ#5サブフレームにおいて送信されるように設定され、NSSSは20msごとに(例えば、偶数番目の無線フレームごとに)1回ずつ#9サブフレームにおいて送信されるように設定される場合が仮定される。
ただし、前述した第3実施形態とは異なり、本実施形態ではNPSSとNSSSとの間の送信サブフレームの間隔差を利用して、TDD又はFDDを区分できるように設定する方法について説明する。
具体的には、TDD又はFDDの区分のために、TDDの場合のNPSS、NSSS、及び/又はNPBCHの送信サブフレームの位置をFDDと異なるように設定する方法が考慮されることができる。すなわち、無線フレームのタイプによって、NPSS、NSSS、及び/又はNPBCHは異なる位置(すなわち、サブフレーム)に配置されることができる。以下、これに関する例示を方法1)及び方法2)を介して具体的に説明する。
方法1)
例えば、TDDの場合、NPSSは#9サブフレームにおいて送信され、NSSSは#5サブフレームにおいて送信するように設定されることができる。すなわち、TDD又はFDDを区別するために、TDDにおいてNPSSは10msごと1回ずつ#9サブフレームにおいて送信されるように設定し、NSSSは20msごとに(例えば、偶数番目の無線フレームごとに)1回ずつ#5サブフレームにおいて送信されるように設定する方法が考慮されることができる。これに対する具体的な例示は図13のようである。
図13は、本明細書で提案する方法が適用できる同期信号の送信方法の他の例を示す。図13は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図13に示すように、FDD又はTDDの区分のために、TDDにおけるNPSS及びNSSSの送信サブフレームの位置がFDDの場合と異なるように設定される。これにより、NPSSの送信完了時点以後に最も近い時点に送信されるNSSSまでの距離は、FDDとTDDの場合に異なるように設定される。
具体的に、FDDの場合、NPSS送信が終了した時点からNSSS送信が開始される時点まで3つのサブフレーム(すなわち、3ms)の間隔が存在する。それに対して、TDDの場合、NPSS送信が終了した時点からNSSS送信が開始される時点まで5つのサブフレーム(すなわち、5ms)の間隔が存在する。これにより、端末は、NPSSとNSSSとの距離の差を利用してTDD又はFDDを区分することができる。
当該方法を利用すると、FDDの場合、奇数番目の無線フレームの#9サブフレームにおいてNRSが送信される可能性があるため、すぐに後続して送信されるNPBCHを検出するとき、端末は、#9サブフレームと次の無線フレームの#0サブフレームとの間にクロスサブフレームチャネル推定(cross-subframe channel estimation)を行うことができる。それに対して、TDDの場合、#9サブフレームに常にNPSSが送信されてNRSは送信されないので、端末は、NPBCHの検出のためのクロスサブフレームチャネル推定を行うことができない。
ここで、NRSは、狭帯域のための参照信号を意味し、当該サブフレームでのチャネルを推定するために用いられることができる。NRSは、NPSS 又はNSSSが送信されるサブフレームにおいては送信されないように設定される。また、クロスサブフレームチャネル推定は、サブフレーム間のチャネル推定を行うことを意味し得る。
ただし、TDDのUL-DL設定による#1のスペシャルサブフレーム(special subframe)に前述したNRSがデフォールト(default)として送信されるように設定される場合は、端末は、#0サブフレームと#1サブフレームとの間にクロスサブフレームチャネル推定を行うことができる。
方法2)
他の例を挙げると、TDDの場合、NPBCHは#9サブフレームにおいて送信され、NSSSは#0サブフレームにおいて送信するように設定される。この場合、前述した方法1)と異なって、NPBCHの検出のためのクロスサブフレームチャネル推定がTDDの場合にも行われることができる。
すなわち、TDD又はFDDを区別するために、TDDにおいてNPBCHは10msごとに1回ずつ#9サブフレームにおいて送信されるように設定し、NSSSは20msごとに(例えば、偶数番目の無線フレームごとに)1回ずつ#0サブフレームにおいて送信されるように設定する方法が考慮される。これに関する具体的な例示は図14のようである。
図14は、本明細書で提案する方法が適用できる同期信号の送信方法のまた他の例を示す。図14は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図14に示すように、FDD又はTDDの区分のために、TDDにおけるNPBCH及びNSSSの送信サブフレームの位置がFDDの場合と異なるように設定される。これによって、NPSSの送信完了時点に最も近い時点に送信されるNSSSまでの距離はFDDとTDDの場合に異なるように設定される。
具体的に、FDDの場合、NPSS送信が終了した時点からNSSS送信が開始される時点まで3つのサブフレーム(すなわち、3ms)の間隔が存在する。それに対して、TDDの場合、NPSS送信が終了した時点からNSSS送信が開始される時点まで4つのサブフレーム(すなわち、4ms)の間隔が存在する。これによって、端末は、NPSSとNSSSとの距離の差を利用してTDD又はFDDを区分することができる。
当該方法を利用すると、TDDの場合、奇数番目の無線フレームの#0サブフレームにNRSを送信するように設定することができる。これは、当該方法において#0サブフレームがNPSS又はNSSSにより常に占有されることではないからである。従って、端末は、#0サブフレームにおいて送信されるNRSを利用して、#9サブフレームにおいて送信されるNPBCHの検出のためのクロスサブフレームチャネル推定を行うことができる長所がある。
(第5実施形態)
また、NPSS又はNSSSにサブフレームレベルのカバーコード(subframe level cover code )を追加してTDD又はFDDを区別できるように設定する方法も考慮される。
図15は、本明細書で提案する方法が適用できる同期信号の送信方法のまた他の例を示す。図15は、説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図15に示すように、NB-IoTシステムにおける同期信号にサブフレームレベルのカバーコードが適用されることができる。図15の(a)は、FDD又はTDDによるカバーコードが適用されたNPSSを示し、図15の(b)は、FDD又はTDDによるカバーコードが適用されたNSSSを示す。ここで、NPSSの送信周期は10msであり、NSSSの送信周期は20msである場合が仮定される。
このとき、FDDの場合にサブフレームレベルのカバーコードとして[1、1、1、...]が用いられるように設定し、TDDの場合は、[1、1、1、...]と異なって検出性能が良いサブフレームレベルのカバーコードが利用されるように設定することができる。例えば、図15のように、TDDの場合、NPSS及び/又はNSSSに対してサブフレームレベルのカバーコードとして[1、-1、1、-1、...]が用いられるように設定することができる。
当該方法は、基地局及び端末の両方ともに複雑度が高くない簡単な方法であって、端末がカバーコードのみを検出してTDD又はFDDを判断できる長所がある。この場合、端末は、TDD又はFDDを判断するために多数のサブフレームを検出しなければならないこともある。
(第6実施形態)
また、前述した第1実施形態ないし第5実施形態は2つ又は2つ以上の組み合わせであって、TDD又はFDDを区別するために利用されることもできる。
一例として、前述した第2実施形態と前述した第4実施形態の方法2)を組み合わせてTDD又はFDDを区別する方法が考慮される。具体的に、TDDに利用されるNSSSの密度(すなわち、送信周期)を従来と比較して半分に減らす場合、前述した第2実施形態の方法を適用して循環シフト値
を決定することができる。すなわち、NSSSが40msごとに1つのサブフレーム(例えば、#9サブフレーム)を占有(例えば、14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)する場合、2つの循環シフト値が決定される必要がある。このとき、追加的に、前述した第4実施形態のように、NPBCHは#9サブフレームにおいて送信し、NSSSは#0サブフレームにおいて送信するように設定されることができる。これに対する具体的な例示は、図16のようである。
図16は、本明細書で提案する方法が適用できる同期信号の送信方法のまた他の例を示す。図16は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。図16に示すように、前述した第2実施形態の方法と第4実施形態の方法2)が結合して適用される場合が仮定される。
図16に示すように、TDDの場合(すなわち、第2タイプの無線フレーム構造)、NSSSは4つの無線フレームごとに1回ずつ送信され、NPSSの送信が終了した時点からNSSSの送信が開始する時点までの間隔がFDD又はTDDによって異なるように設定される。すなわち、無線フレーム構造のタイプを区分するにおいて、NPSSの送信サブフレームとNSSSの送信サブフレームとの間の距離の差だけでなく、NSSSのシーケンスの差まで考慮されることができる。
このように、前述した実施形態の組み合わせからなる方法が利用される場合、端末の立場でエラー補正(error correction)効果を得ることができる長所がある。
また、NPSS及びNSSSの両方ともの送信周期(すなわち、密度)を変更し、特徴的に周期を伸ばし(すなわち、密度を減らし)、それぞれのシーケンスまで変更してTDD又はFDDを区別する方法も考慮されることができる。
例えば、FDDの場合、NPSSは10msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#5サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定し、NSSSは20msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#9サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定する場合を仮定する。このとき、TDDの場合、NPSSは20msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#5サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルだけが占有)するように設定し、NSSSは40msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#9サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定することができる。これに、追加的に、NPSSのルートインデックス及び/又はカバーコードを変更するように設定することができ、NSSSの循環シフト値を前述した方法によって変更するように設定することもできる。
このように多数の方法の組み合わせにより無線フレーム構造のタイプを区別する場合、端末のエラー補正効果を得ることができる長所がある。
他の例を挙げて、FDDの場合、NPSSは10msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#5サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定し、NSSSは20msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#9サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定する場合を仮定する。このとき、TDDの場合、NPSSは20msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#5サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定し、NSSSは40msごとに1つのサブフレームを占有(例えば、#5サブフレームの14個のシンボルのうち11個のシンボルのみを占有)するように設定することができる。これに、追加的に、NPSSのルートインデックス及び/又はカバーコードを変更するように設定されることができ、NSSSの循環シフト値を前述した方法によって変更するように設定することもできる。
当該例示の場合、TDDにおいてNPSSとNSSSが占有するサブフレームの位置が同一である。これに対する具体的な例示は図17のようである。
図17は、本明細書で提案する方法が適用できる同期信号の送信方法のまた他の例を示す。図17は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図17に示すように、FDDの場合でNPSS及びNSSSを送信する方式とTDDの場合でNPSS及びNSSSを送信する方式が異なるように設定される。
このとき、TDDの場合、NPSSとNSSSは両方とも#5サブフレームにおいて送信されることができる。ただし、NPSSとNSSSの送信周期が異なるように設定(NPSSは20ms、NSSSは40ms)されることにより、NPSSとNSSSは互いに重畳されずに送信されることができる。
この場合、NPSSとNSSSが占有するサブフレームの位置が同一であるので、すなわち、1つのサブフレームのみを利用してNPSSとNSSSが送信できるので、TDDの側面からダウンリンクサブフレームを確保できるという長所がある。これは、TDDについては、ダウンリンクサブフレームの数が制限されることを考慮すると、ダウンリンクの送信をより効率的に行うことができることと関連がある。
また、TDDのための無線フレーム構造の毎#9サブフレームにおいてNRSが送信できるので、端末が#0サブフレームにおいて送信されるNPBCHを検出するためのクロスサブフレームチャネル推定を行うことができる長所がある。また、前述したように、端末のエラー補正効果を得ることもできる。
図18は、本明細書で提案する方法が適用できる無線通信システムにおいて端末が同期信号を利用してセルサーチ手順を行う動作フローチャートを示す。図18は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図18に示すように、狭帯域同期信号はNB-IoTシステムのために設定された同期信号(例えば、前述したNPSS、NSSSなど)を意味し、特に、基地局及び/又は端末は前述した実施形態(特に、第4実施形態の方法2))によってNPSS、NSSS、及び/又はNPBCHを送受信することができる。
まず、端末は、基地局から狭帯域同期信号(narrowband synchronization signal)(例えば、NPSS、NSSS)を受信することができる(S1805段階)。この場合、狭帯域同期信号は、前述した方法によって送信される。
例えば、端末は、NPSS及びNSSSを受信し、当該NPSS及びNSSSは異なるサブフレームにおいて送信されることができる。特に、NSSSが送信されるサブフレームは、無線フレーム構造のタイプによって異なるように設定されることができる。
具体的に、FDDのための無線フレーム構造(例えば、前述した第1タイプの無線フレーム構造)の場合、NSSSは無線フレームの#9サブフレームにおいて送信され、TDDのための無線フレーム構造(例えば、前述した第2タイプの無線フレーム構造)の場合、NSSSは無線フレームの#0サブフレームにおいて送信される(例えば、図14)。また、NPSSは無線フレームの#5サブフレームにおいて送信されることができる。
この場合、NSSSの送信周期(例えば、20ms)はNPSSの送信周期(例えば、10ms)の2倍に設定され、NSSSは無線通信システムがサポートする多数の無線フレームのうち偶数番目の無線フレームにおいて送信される。また、前述したように、NPSS及びNSSSのそれぞれは、サブフレーム内の11個のOFDMシンボルを介して送信されることができる。
追加的に、端末は、狭帯域放送チャネル(narrowband broadcast channel)(例えば、NPBCH)を受信することができ、狭帯域放送チャネルが送信されるサブフレームも無線フレーム構造のタイプによって異なるように設定されることができる。例えば、FDDのための無線フレーム構造の場合、狭帯域放送チャネルは無線フレームの#0サブフレームにおいて送信され、TDDのための無線フレーム構造の場合、狭帯域放送チャネルは無線フレームの#9サブフレームにおいて送信される(例えば、図14)。
このとき、当該端末は、前述した方法のように、NPSSが送信されるサブフレームとNSSSが送信されるサブフレームとの間の間隔(gap)を利用して、当該基地局が提供する無線フレーム構造を決定することができる。
次に、端末は、受信された狭帯域同期信号に基づいて、基地局に対するセルサーチ手順(cell search procedure)を行うことができる。ここで、セルサーチ手順は、同期信号を利用して時間及び周波数同期を取得し、当該基地局のセル識別子(cell ID)を取得する手順を意味する。
前述のような過程を通じて、端末は、初期接続(initial access)手順を行いながら同期信号(例えば、NPSS、NSSS、及び/又はNPBCH)を利用して自分に提供される無線フレーム構造を迅速に判断又は確認することができる。
NB-IoTシステムの無線フレーム構造区分のための新しいNPSSカバーコード
前述した表3を参照すると、FDDのための無線フレーム構造(以下、第1タイプの無線フレーム構造)において利用されるNPSSの長さ11カバーコードは[1、1、1、1、-1、-1、1、1、1、-1、1]のようである。
前述したようなNPSSを利用して無線フレーム構造のタイプを区分する多数の方法だけでなく、TDDのための無線フレーム構造(以下、第2タイプの無線フレーム構造)において利用されるNPSSのカバーコード値をFDDの場合と異なるように設定して無線フレーム構造のタイプを区分する方法も考慮されることができる。このとき、TDDのための無線フレーム構造において考慮できるカバーコードは、次のような3つの特性を有するように設定される。
1)第1タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局が送信するNPSSシーケンスは、第2タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局に接続することを希望する端末からよく検出されてはならない。
2)第2タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局が送信するNPSSシーケンスは、第1タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局に接続することを希望する端末からよく検出されてはならない。
3)第2タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局が送信するNPSSシーケンスは、第2タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局に接続することを希望する端末からよく検出されなければならない。このとき、よく検出されるということは、第1タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局が送信するNPSSシーケンスを、第1タイプの無線フレーム構造をサポートする基地局に接続することを希望する端末が検出できるレベルと類似していることを意味する。
このような特性を有するカバーコードは、以下に説明される2つの実験により決定されることができる。
まず、1番目の実験として、基地局端のNPSSカバーコード値を第1タイプの無線フレーム構造において利用される[1、1、1、1、-1、-1、1、1、1、-1、1]に設定し、端末が受信段階で2047個のカバーコードに対して算出された相関電力(correlation power)値を比較して、ピーク電力(peak power)値が小さく設定されるカバーコードを見つける方法が考慮されることができる。
ここで、前記2047個のカバーコードは、長さ11の全てのカバーコードにおいて第1タイプの無線フレーム構造において利用されるカバーコードを除いた211-1つのカバーコードを意味する。また、前記相関電力値は、複数のOFDMシンボルレベルの差分アルゴリズム(several OFDM symbol level differential algorithm)により算出される。
該当実験を通じて、前記ピーク電力値が小さい順にカバーコードが羅列されることができ、このうち、上位15個のカバーコードは表6のようであり得る。すなわち、表6は、1番目の実験の結果として、ピーク電力値が小さい上位15個のカバーコードのインデックスを示す。
表6において、カバーコードインデックスは、カバーコードを2進数(このとき、-1は0とみなす)とみなすときに取得し得る値を意味する。例えば、[-1、-1、-1、-1、-1、-1、-1、-1、-1、-1、-1]はカバーコードインデックス0で表現され、[1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1]はカバーコードインデックス2047で表現される。このような方式に従うと、表6での下線のカバーコードインデックス1699は[1、1、-1、1、-1、1、-1、-1、-1、1、1]を意味することができる。
次に、2番目の実験として、基地局端のNPSSカバーコード値を2048個のカバーコードのうち1つを選択するように設定し、端末が受信段階で先に選択したカバーコードを用いて算出された相関電力値を比較することができる。
このとき、選択されたカバーコードを利用して取得された相関電力の2番目のピーク電力(second peak power)対比ピーク電力値(以下、A値)が、第1タイプの無線フレーム構造において利用されるカバーコード(例えば、[1、1、1、1、-1、-1、1、1、1、-1、1])を利用して取得された相関電力の2番目のピーク電力対比ピーク電力値(以下、B値)より大きいか同一のカバーコードが存在し得る。
ここで、2番目のピーク電力対比ピーク電力値は、相関電力値に対する周辺ピーク(side peak)対比メインピーク(main peak)値を意味する。例えば、ピーク電力(すなわち、メインピーク)が1であり、2番目のピーク電力(すなわち、周辺ピーク)が0.5である場合、2番目のピーク電力対比ピーク電力値は2である。2番目のピーク電力対比ピーク電力値が大きいということは、当該シーケンスの相関性能が高いことを意味する。
すなわち、A値がB値より大きいか同一である条件を満足するカバーコードが決定されることができ、このようなカバーコードのうちピーク電力値が大きいカバーコードが第2タイプの無線フレーム構造のNPSSに対するカバーコードとして設定されることができる。
該当実験を通じて、A値がB値より大きいか同一である条件を満足するカバーコードがピーク電力値が大きい順に羅列されることができ、このうち、上位15個のカバーコードは表7のようである。すなわち、表7は、2番目の実験の結果としてピーク電力値が大きい上位15個のカバーコードのインデックスを示す。
表7を参照すると、1番目の実験で上位15個のカバーコードに含まれたカバーコードインデックス1699(すなわち、[1、1、-1、1、-1、1、-1、-1、-1、1、1])は2番目の実験でも上位15個のカバーコードに含まれる。
前述した両実験の結果を考慮すると、第2タイプの無線フレーム構造に対して適合したカバーコードは、カバーコードインデックス1699(すなわち、[1、1、-1、1、-1、1、-1、-1、-1、1、1])であり得る。
追加的に、各実験の結果のうち最上位のカバーコード(すなわち、カバーコードインデックス2007及び562)、第2タイプの無線フレーム構造に対して適合したと判断されたカバーコードインデックス1699、及び第1タイプの無線フレーム構造に利用されるカバーコード(すなわち、カバーコードインデックス1949)を利用して、1番目の実験及び2番目の実験に対する相関電力値を算出した結果は、それぞれ図19及び図20のようである。
図19は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSのカバーコード値に対する相関電力グラフの例を示す。図19は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
図19を参照すると、第2タイプの無線フレーム構造と関連したカバーコードインデックス2007、562、及び1699に該当するカバーコードと第1タイプの無線フレーム構造において利用されるカバーコードを利用して、1番目の実験の方式に基づいて複数のOFDMシンボルレベルの差分アルゴリズムにより相関電力値が算出されることができる。
図19のグラフを分析すると、カバーコードインデックス1699及び2007は0に近い値を有するのに対して、カバーコードインデックス562は不正確な時間サンプルインデックス(time sample index)において0.1に近いピーク値を有する。
従って、1番目の実験の場合、カバーコードインデックス562はカバーコードインデックス1699及び2007に比べて性能がよくないと判断され得る。すなわち、図19のグラフを通じて、1番目の実験結果の上位15個のカバーコードにカバーコードインデックス562が含まれていない点が類推されることができる。
図20は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSのカバーコード値に対する相関電力グラフの他の例を示す。図20は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図20に示すように、第2タイプの無線フレーム構造と関連したカバーコードインデックス2007、562、及び1699に該当するカバーコードと第1タイプの無線フレーム構造において利用されるカバーコードを利用して、2番目の実験の方式に基づいて複数のOFDMシンボルレベルの差分アルゴリズムを通じて相関電力値が算出されることができる。
図20のグラフを分析すると、カバーコードインデックス562及び1699は、先鋭なメインピーク(main peak)のみを有するに対して、カバーコードインデックス2007はメインピークだけでなく、両側に周辺ピーク(side peak)を追加的に有することができる。
従って、2番目の実験の場合、カバーコードインデックス2007は、カバーコードインデックス562及び1699に比べて性能がよくないと判断される可能性がある。すなわち、図20のグラフを通じて、2番目の実験結果の上位15個のカバーコードにカバーコードインデックス2007が含まれていないことが類推されることができる。
このとき、メインピークは、複数のOFDMシンボルレベルの差分アルゴリズムにより取得された出力(すなわち、相関電力)値が最も大きい値を意味し、周辺ピークは、メインピークから特定の範囲を外れた最も大きな出力値を意味する。ここで、特定の範囲は、ピーク値の検出後に受信側において次の動作を行うのにおいて追加演算に利用される区間(すなわち、ピーク値から特定の範囲内のサンプル)を意味することができる。一例として、特定の区間は±16Ts’に設定されることができ、ここで、Ts’は、240kHzサンプリング周波数の時間単位(240kHz sampling frequency time unit)を意味することができる。
従って、前述した結果によって、第2タイプの無線フレーム構造においてNPSSに適用されるカバーコードとして[1、1、-1、1、-1、1、-1、-1、-1、1、1](すなわち、カバーコードインデックス1699)が設定される。FDDの場合にNPSSに利用されるカバーコードを示す表3と比較して、TDDの場合にNPSSに利用されるカバーコードS(l)は、表8のように表現されることができる。
また、前述したように選択された[1、1、-1、1、-1、1、-1、-1、-1、1、1]は、第2タイプの無線フレーム構造のNPSSに利用できるだけでなく、また他の無線フレーム構造タイプ(例えば、LTEシステムの第3タイプの無線フレーム構造、NRシステムにおいて新たに導入される無線フレーム構造)のNPSSに利用されるように設定されることもできる。また、当該カバーコードがNPSSではない他の信号(例えば、 wake-up信号、go-to-sleep信号など)にも拡張して適用できることは言うまでもない。
これは、既存の(すなわち、レガシー)NB-IoT端末のうち第1タイプの無線フレーム構造のみをサポートする場合が存在するため、追加的な信号が標準に反映されていることを考慮するとき、既存の端末に及ぼす影響が少なくなければならないことを考慮するとき、前述に説明された方法によってカバーコードを選択することが好ましいかもしれない。
また、第2タイプの無線フレーム構造において先に選択されたカバーコード(すなわち、数式8のカバーコード)が利用されるとき、当該NPSSのシーケンス(例えば、ZCシーケンス)のルートインデックス値は、既存の値(例えば、5)が適用されるか、これと異なる新しい値(例えば、6)が適用されることもできる。
また、前述したルートインデックスやカバーコードを設定する方法だけでなく、無線フレーム構造のタイプによってNPSSとNSSSとの間隔(すなわち、サブフレーム間隔(subframe gap))の差が発生するように設定することもできる。例えば、NPSSの送信が終了した時点とNSSSの送信が開始する時点との間の間隔が第1タイプの無線フレーム構造の場合に4つのサブフレームに設定されるのに対して、第2タイプの無線フレーム構造の場合は5つのサブフレームに設定されることもできる。すなわち、NPSSとNSSSとの間の間隔を異なるように設定するためにNPSS及びNSSSの送信サブフレームの位置を変更する方法も、第2タイプの無線フレーム構造のNPSS及びNSSS設定に適用されることができる。
NB-IoTシステムの新しいNPSS設計
前述したように、既存のNB-IoTシステム(例えば、Rel.13 NB-IoTシステム)のNPSSは、11個のOFDMシンボルと11個のサブキャリアを占有するように設計される。
図21は、既存のNB-IoTシステムのNPSSが占有するリソース領域を示す。
図21に示すように、NPSSは、時間領域上で#3OFDMシンボルから#13OFDMシンボルまでの11個のOFDMシンボルを占有し、周波数領域上で#0サブキャリアから#10サブキャリアまでの11個のサブキャリアを占有するように設定される。
このとき、中心周波数(center frequency)が低い帯域(例えば、900MHz)において、図21のように設計されたNPSSは、オシレータエラー(oscillator error)による周波数オフセット(frequency offset)と追加的なラスタオフセットを考慮しても最大±25.5kHzほどの誤差が発生する可能性がある。これに対する具体的な例示は図22のようである。
図22は、既存のNB-IoTシステムのNPSSに対する周波数オフセットの一例を示す。
図22に示すように、中心周波数の帯域幅が小さく設定され(例えば、900MHz)、NPSSは11個のサブキャリア(すなわち、165kHz)を占有する場合が仮定される。このとき、周波数オフセットは、NB-IoT端末の場合に20ppm、追加的なラスタオフセットは±7.5kHzであり得る。
この場合、周波数オフセット及び追加的なラスタオフセットを考慮しても最大±25.5kHzほどの誤差のみが発生するので、NPSSが占有するリソース領域はアナログフィルタ帯域(例えば、240kHz)を外れない。これは、240kHz帯域のアナログフィルタと180kHを占有するNPSSの間に上下にそれぞれ30kHzの分だけの余裕空間(margin)が存在するためである。
それとは異なり、中心周波数が高い帯域(例えば、2.6GHz)において、図21のように設計されたNPSSは、オシレータエラーによる周波数オフセットと追加的なラスタオフセットを考慮すると、最大±59.5kHzほどの誤差が発生する可能性がある。これに対する具体的な例示は図23のようである。
図23は、既存のNB-IoTシステムのNPSSに対する周波数オフセットの他の例を示す。
図23に示すように、中心周波数の帯域幅が高く設定され(例えば、2.6GHz)、NPSSは11個のサブキャリア(すなわち、165kHz)を占有する場合が仮定される。このとき、周波数オフセットはNB-IoT端末の場合に20ppm、追加的なラスタオフセットは±7.5kHzであり得る。
この場合、周波数オフセット及び追加的なラスタオフセットを考慮すると、最大±59.5kHzほどの誤差が発生するので、NPSSが占有するリソース領域がアナログフィルタ帯域(例えば、240kHz)を離れる場合が発生する。これは、59.5kHzの誤差値がアナログフィルタの帯域とNPSSの占有帯域間に存在する余裕空間(例えば、30kHz)より大きいためである。
従って、前述したように、NPSSリソース領域がアナログフィルタ帯域を外れることを防止するために、本明細書は、NPSSが占有するサブキャリアの数をNB-IoTシステムが運用される中心周波数の値によって従来の11個から11-(K1+K2)個に変更して利用するように設定する方法を提案する。
ここで、K1及びK2は0≦K1+K2<11、0≦K1<11、0≦K2<11を満足する整数を意味することができる。特に、K1は低い周波数(low frequency)の方から除外できるサブキャリアの数を示し、K2は高い周波数(high frequency)の方から除外できるサブキャリアの数を示す。
この場合、基地局は、基本的に中心周波数に関する情報を知っていることが仮定されるので、基地局は中心周波数の値によって予め約束された(又は、設定された、定義された)K1及びK2値を選択してNPSSを送信するように設定されることができる。また、端末は、現在自分が接続したいセル(cell)が配置された帯域(band)に関する情報を知っていることが仮定されるので、当該帯域に存在することができる中心周波数の値によって予め約束されたK1及びK2値を選択してNPSSを検出するように設定される。
表9は、中心周波数の値による最大周波数オフセット、予め約束されたK1及びK2値、及びそれによってNPSSが占有するサブキャリア数の例を示す。
前述したようにNPSSが占有できるサブキャリア数が11-(K1+K2)に決定される場合、NPSSシーケンス(NPSS sequence)は次のような方法によりマッピングされることができる。
まず、NPSSのために設定された既存の長さ11のザドフチューシーケンス(Length 11 Zadoff-Chu sequence, Length 11 ZC sequence)を同様に利用する場合を仮定する。このとき、長さ11のザドフチューシーケンスを低い周波数の方からK1個のREを除き、高い周波数の方からK2のREを除いて、残りのシーケンスを11-(K1+K2)個のREにマッピングする方法が考慮されることができる。ここで、残りのシーケンスをマッピングするということは、除かれたREには0をマッピングし、除外されていないREには既存のシーケンス値をマッピングすることを意味する。これに関する例示は、図24のようであり得る。
図24は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSシーケンスマッピング方法の一例を示す。図24は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図24に示すように、低い周波数の方で適用されるK1が2に設定され、高い周波数の方で適用されるK2が2に設定される場合が仮定される。この場合、NPSSシーケンスの長さは7(すなわち、11-4)に変更され、長さ7シーケンスが#2サブキャリアから#8サブキャリアまでの7つのサブキャリアにマッピングされることができる。このとき、シーケンスがマッピングされないREには、既存のシーケンスの値ではない「0」がマッピングされることができる。
追加的に、既存の長さ11のザドフチューシーケンスに対して、低い周波数又は高い周波数のいずれか一方からK1+K2のREを除いて残りのシーケンスをマッピングするように設定することもできる。例えば、残りのシーケンスは、#0サブフレームから#6サブフレームまでマッピングされるか、#4サブフレームから#10サブフレームまでマッピングされることもできる。
当該方法の特徴は、最初にザドフチューシーケンスを生成するときはルートインデックス5を使用してシーケンスを生成するが、実際のリソースにマッピングされたシーケンスは、このうち長さ11-(K1+K2)の分だけのシーケンスに該当するということである。
次に、既存の長さ11のザドフチューシーケンスの代わりに、NPSSのための長さ11-(K1+K2)のザドフチューシーケンスを生成して、NPSSが占有できるサブキャリアに該当するREにマッピングする方法が考慮されることができる。NPSSを構成するザドフチューシーケンスの特性上、奇数長のシーケンスが性能が良く、ルートインデックスはシーケンス長の中間数字と選択することが好ましいかもしれない。
例えば、中心周波数が2.6GHzである場合、最大周波数オフセットが±59.5kHzであるので、K1は2に設定され、K2は1又は2に設定される。これに関する例示は図25のようである。
図25は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSシーケンスマッピング方法の他の例を示す。図25は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図25に示すように、低い周波数の方で適用されるK1が2に設定され、高い周波数の方で適用されるK2が2に設定される場合が仮定される。この場合、NPSSのために生成された長さ7のザドフチューシーケンスが利用され、該当シーケンスは#2サブキャリアから#8サブキャリアまでの7つのサブキャリアにマッピングされることができる。
性能的な側面を考慮すると、長さ11のザドフチューシーケンスを生成して両方又は一方の一部を除いて利用するシーケンスの性能より、より短い長さのザドフチューシーケンスであるが全体を利用するシーケンスの性能がより良い可能性がある。
図26は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSに対する周波数オフセットの一例を示す。図26は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図26に示すように、K1及びK2が2と選択された場合、NPSSがアナログフィルタ帯域(すなわち、240kHz)を外れないことを確認することができる。すなわち、K1及びK2が2と選択された場合、最大誤差(例えば、±59.5kHz)を考慮してもNPSSがマッピングされたサブキャリアは240kHz帯域内に存在することができる。
また、前述した方法により減少したRE数の分だけ(すなわち、K1+K2)、NPSSの送信時にパワーブースティング(power boosting)になることができる。減少されたREに相応するパワーブースティング効果を期待することができ、これはNPSSに適用されることができる。
また、前述した方法のように、中心周波数によってNPSSの占有するサブキャリア数を変更する代わりに、NPSSのためのサブキャリア間隔を変更する方法が考慮されることもできる。すなわち、既存のNPSSのように15kHzのサブキャリア間隔を利用する代わりに、中心周波数が高い場合(例えば、2.6GHz)、NPSSの送信のための時点(timing)(例えば、1ms内、1サブフレーム内)のサブキャリア間隔を減らしてNPSSを送信するように設定することができる。ここで、サブキャリア間隔を減らすことは、シンボル長さを伸ばすことを意味する。これに関する例示は図27のようである。
図27は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSシーケンスマッピング方法のまた他の例を示す。図27は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図27に示すように、サブキャリア間隔が15kHz(すなわち、既存のLTEでのサブフレーム間隔)から半分に縮まった7.5kHzを利用してNPSSを送信する場合が仮定される。サブキャリア間隔が半分に縮まったことにより、シンボル長さは2倍に増加する。このとき、既存のLTEシステムの制御領域を保証するために最初の2つのシンボルは空けるように設定される。
また、既存のNPSS設計において長さ11のザドフチューシーケンス及びルートインデックス値をそのままに維持することはできるが、11個のシンボルにわたって利用されるカバーコードは5つのシンボルにわたって利用できるように変更される必要がある。このとき、変更方法は既存のカバーコード(長さ11に合わせて設定されたカバーコード)を前から5つまで切って利用するか、長さ5に該当するカバーコードを新しく導入して利用するように設定することもできる。
図28は、本明細書で提案する方法が適用できるNPSSに対する周波数オフセットの他の例を示す。図28は、単に説明の便宜のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限することではない。
図28に示すように、サブキャリア間隔が半分に縮まったとき(すなわち、7.5kHzのサブキャリア間隔)、中心周波数が2.6GHzである帯域において、NPSSがアナログフィルタ帯域(すなわち、240kHz)を外れないことを確認することができる。
本明細書で前述した方法はLTEシステムを基準に説明されたが、これはNRシステムにおいても共通して適用できることは言うまでもない。例えば、前述した方法は、NRシステムにおいて限定された帯域幅(limited bandwidth)を利用するシステムに利用されることができる。
本発明が適用できる装置一般
図29は、本明細書で提案する方法適用できる無線通信装置のブロック構成図を例示する。
図29に示すように、無線通信システムは、基地局2910と基地局2910の領域内に位置する複数の端末2920を含む。
基地局2910は、プロセッサ(processor)2911、メモリ(memory)2912及びRF部(radio frequency unit)2913を含む。プロセッサ2911は、図1ないし図28で提案された機能、過程及び/又は方法を実現する。無線インタフェースプロトコルの階層は、プロセッサ2911により実現されることができる。メモリ2912は、プロセッサ2911と接続されて、プロセッサ2911を駆動するための様々な情報を保存する。RF部2913は、プロセッサ2911と接続されて、無線信号を送信及び/又は受信する。
端末2920は、プロセッサ2921、メモリ2922及びRF部2923を含む。
プロセッサ2921は、図1ないし図28で提案された機能、過程及び/又は方法を実現する。無線インタフェースプロトコルの階層は、プロセッサ2921により実現されることができる。メモリ2922は、プロセッサ2921と接続されて、プロセッサ2921を駆動するための様々な情報を保存する。RF部2923は、プロセッサ2921と接続されて、無線信号を送信及び/又は受信する。
メモリ2912、2922は、プロセッサ2911、2921の内部又は外部に位置し、周知の多様な手段でプロセッサ2911、2921と接続される。また、基地局2910及び/又は端末2920は、1つのアンテナ(single antenna)又は複数のアンテナ(multiple antenna)を有することができる。
図30は、本発明の一実施形態による通信装置のブロック構成図を例示する。
特に、図30では、図29の端末をより詳細に例示する図である。
図30に示すように、端末は、プロセッサ(又は、デジタル信号プロセッサ(DSP:digital signal processor)3010、RFモジュール(RF module)(又は、RFユニット)3035、パワー管理モジュール(power management module)3005、アンテナ(antenna)3040、バッテリ(battery)3055、ディスプレイ(display)3015、キーパッド(keypad)3020、メモリ(memory)3030、SIMカード(SIM(Subscriber Identification Module) card)3025(この構成は、選択的である)、スピーカ(speaker)3045及びマイクロホン(microphone)3050を含んで構成される。端末はまた、単一のアンテナ又は多重のアンテナを含むことができる。
プロセッサ3010は、図1ないし図28で提案された機能、過程及び/又は方法を実現する。無線インタフェースプロトコルの階層はプロセッサ3010により実現されることができる。
メモリ3030は、プロセッサ3010と接続され、プロセッサ3010の動作に関する情報を保存する。メモリ3030は、プロセッサ3010の内部又は外部に位置し、周知の多様な手段でプロセッサ3010と接続される。
ユーザは、例えば、キーパッド3020のボタンを押すか(又は、タッチするか)又はマイクロホン3050を利用した音声駆動(voice activation)により電話番号などの命令情報を入力する。プロセッサ3010は、このような命令情報を受信し、電話番号で電話をかけるなどの適切な機能を果たすように処理する。駆動上のデータ(operational data)はSIMカード3025又はメモリ3030から抽出することができる。また、プロセッサ3010はユーザの認知及び便宜のために命令情報又は駆動情報をディスプレイ3015上にディスプレイすることができる。
RFモジュール3035は、プロセッサ3010に接続されて、RF信号を送信及び/又は受信する。プロセッサ3010は、通信を開始するために、例えば、音声通信データを構成する無線信号を送信するように命令情報をRFモジュール3035に伝達する。RFモジュール3035は、無線信号を受信及び送信するために受信機(receiver)及び送信機(transmitter)で構成される。アンテナ3040は、無線信号を送信及び受信する機能を果たす。無線信号を受信するとき、RFモジュール3035は、プロセッサ3010により処理するために信号を伝達し、基底帯域に信号を変換することができる。処理された信号は、スピーカ3045を介して出力される可読又は可聴情報に変換されることができる。
以上で説明された実施形態は本発明の構成要素と特徴が所定の形態に結合されたものである。各構成要素または特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮されなければならない。各構成要素または特徴は他の構成要素や特徴と結合されない形態に実施できる。また、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施形態を構成することも可能である。本発明の実施形態で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施形態の一部の構成や特徴は他の実施形態に含まれることができ、または他の実施形態の対応する構成または特徴と取替えできる。特許請求の範囲で明示的な引用関係がない請求項を結合して実施形態を構成するか、または出願後の補正により新たな請求項に含めることができることは明らかである。
本発明に従う実施形態は多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、またはそれらの結合などにより具現化できる。ハードウェアによる具現化の場合、本発明の一実施形態は1つまたはそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロ・プロセッサなどにより具現化できる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現化の場合、本発明の一実施形態は以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手続、関数などの形態に具現化できる。ソフトウェアコードは、メモリに格納されてプロセッサにより駆動できる。前記メモリは、前記プロセッサ内部または外部に位置し、既に公知の多様な手段により前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、本発明の必須の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者に明らかである。従って、前述した詳細な説明は全ての面から制約的に解析されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は添付の請求項の合理的解析により決定されなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。