JPWO2020137072A1 - 送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法 - Google Patents

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Abstract

ランダムアクセス処理を適切に行うことができる端末。端末(100)において、RACHリソース決定部(104)は、プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、ランダムアクセス信号のフォーマットを決定する。無線送信部(109)は、フォーマットに基づいて、ランダムアクセス信号を送信する。

Description

本開示は、送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法に関する。
5Gの標準化において、LTE/LTE-Advancedとは必ずしも後方互換性を持たない新しい無線アクセス技術(NR:New Radio access technology)が3GPPで議論されている。
NRでは、LTE-LAA(License-Assisted Access)と同様に、アンライセンス帯域での運用について議論されている。LTE-LAAでは、ライセンス帯域での運用に不随するアンライセンス帯域での運用がサポートされた。一方、NRでは、ライセンス帯域を用いず、アンライセンス帯域での運用(Stand-alone operation)を実現することが要求されている。
そこで、NRでは、端末(UE(User Equipment)とも呼ぶ)が基地局(gNBとも呼ぶ)との初期接続に用いるPRACH(Physical Random Access Channel)のアンライセンス帯域への導入が検討されている(例えば、非特許文献1又は非特許文献2を参照)。
R2-1809940, LG Electronics Inc., "Considerations on 2-Step CBRA procedure for NR-U SA", 3GPP TSG-RAN WG2 Meeting#AH-1807 3GPP TR 38.889 V1.1.0, "Study on NR-based Access to Unlicensed Spectrum (Release 16)", 2018-12 3GPP TS 38.211 V15.3.0, "NR; Physical channels and modulation (Release 15), 2018-09" R1-1809726, Ericsson, "Feature lead summary for UL Signals and Channels", 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting#94
しかしながら、NRにおけるランダムアクセス方法については十分に検討されていない。
本開示の非限定的な実施例は、ランダムアクセス処理を適切に行うことができる送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法の提供に資する。
本開示の一実施例に係る送信装置は、プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定する制御回路と、前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を送信する送信回路と、を具備する。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の一実施例によれば、ランダムアクセス処理を適切に行うことができる。
本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
ランダムアクセス手順の一例を示す図 msg1及びmsg3のSlot formatの一例を示す図 2段階ランダムアクセスにおけるSlot formatの一例を示す図 実施の形態1に係る端末の一部の構成を示すブロック図 実施の形態1に係る基地局の一部の構成を示すブロック図 実施の形態1に係る端末の構成を示すブロック図 実施の形態1に係る基地局の構成を示すブロック図 実施の形態1に係る端末及び基地局の動作例を示すシーケンス図 実施の形態1に係るSlot formatの一例を示す図 実施の形態1に係るSlot format一例を示す図 実施の形態1に係るSlot formatの一例を示す図 実施の形態2に係る基地局の構成を示すブロック図 実施の形態2に係るSlot format一例を示す図 実施の形態2に係るSlot format一例を示す図 実施の形態2に係るSlot format一例を示す図 他の実施の形態に係るSlot format一例を示す図
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[ランダムアクセス手順]
例えば、ライセンス帯域におけるランダムアクセス手順は、4段階ランダムアクセス(4-step RACH(Random Access Channel)又は4-Step CBRA(Contention Based Random Access)とも呼ぶ)で実施される。
4段階ランダムアクセスでは、例えば、図1(a)に示すように、端末(UE)は、1段階目の送信(msg1)として、Preambleを基地局(gNB)に送信する。基地局は、msg1の受信及び復号後に、2段階目の送信(msg2)として、Preambleに対する応答(RA response)及びmsg3の上り送信タイミングを含むスケジューリング情報等を端末に通知する。端末は、msg2の受信及び復号後に、3段階目の送信(msg3)として、msg2で指示されたスケジューリング情報を用いて、端末に関する情報(例えば、端末ID等)等のRRC(Radio Resource Control)接続要求情報を基地局に通知する。最後に、基地局は、4段階目の送信(msg4)として、端末がRRC接続するための制御情報又はContention resolutionのための制御情報等を端末に通知する。Contention resolutionのための制御情報は、例えば、端末から通知された制御信号である。Contention resolutionでは、例えば、端末は、当該端末が送信した制御信号とmsg4に含まれるContention resolutionのための制御情報とを比較して同一情報でない場合、再度、msg1からやり直すことにより複数端末のRACH衝突を回避する。
一方、NRのアンライセンス帯域におけるランダムアクセス手順として、2段階ランダムアクセス(2-step RACH又は2-Step CBRAとも呼ぶ)の導入が検討されている(例えば、非特許文献1及び非特許文献2を参照)。
2段階ランダムアクセスでは、例えば、図1(b)に示すように、端末は、1段階目の送信(msgA)として、Preamble part(図1(a)のPreamble(又はmsg1)に相当)と、Data part(図1(a)のmsg3に相当)とを基地局に送信する。端末は、Preamble partとData partとを同時に送信してもよく、連続した時間で送信してもよく、又は、規定された時間内(例えば1スロット内)で送信してもよい。
次に、図1(b)に示すように、基地局は、msgAの受信及び復号後に、2段階目の送信(msgB)として、上り送信タイミングと端末側のRRC接続のための制御情報又はContention resolution用制御情報等(図1(a)のmsg2及びmsg4に相当)を端末に通知する。
NRのアンライセンス帯域において、2段階ランダムアクセスを導入することにより、例えば、LBT(Listen Before Talk)処理の低減、又は、ランダムアクセスの遅延時間の低減の効果が期待される。
なお、2段階ランダムアクセスの導入は、アンライセンス帯域に限定されない。例えば、2段階ランダムアクセスをライセンス帯域に流用し、URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications、超高信頼低遅延)向けサービスに適用することにより、データ送受信の遅延時間を低減することが検討されている。
[Slot format]
図2は、4段階ランダムアクセスのmsg1(例えば、Preamble)におけるSlot formatの一例(例えば、short preamble format A3と呼ぶ)、及び、msg3におけるSlot formatの一例を示す(例えば、非特許文献3を参照)。
図2に示すように、msg1は、複数の系列(図2に示す「Seq.」(=Sequence))を繰り返し、CP(Cyclic Prefix)を先頭に付加することで構成される。
また、msg3は、通常の上りデータチャネル(例えば、PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)と同じslot formatを用いてよい。例えば、図2に示すように、msg3は、データにCPを付加して構成されるOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbolをslot内に14 OFDM symbol生成することで構成される。msg3の複数のOFDM symbolの各々には、例えば、異なるデータが含まれる。
例えば、図2に示すように、msg1(例えば、Preamble)は、OFDM symbolのFFT windowサイズ以下の系列長の系列を繰り返して構成されている。換言すると、msg1は、例えば、同一の複数の系列で構成されている。そのため、Preambleと他の端末のPUSCHとが周波数多重される場合にも、FFT windowの両端において信号の連続性が確保されるため、PreambleからPUSCHへの干渉(Inter-carrier interference (ICI))を抑えることができる。
一方、2段階ランダムアクセスにおけるSlot formatの構成については十分に議論されていない。
例えば、ライセンス帯域向けの2段階ランダムアクセスでは、Preamble partの後にMessage part(又はData partと呼ぶ)を送信するslot formatが検討されている(例えば、非特許文献4を参照)。Preamble partがMessage partよりも先に送信されることで、Preamble partは、Message partのデータ復調用参照信号(例えば、DMRS:Demodulation Reference Signal)として用いる場合に、msgA全体の復調処理時間を低減できる効果がある。
一方、アンライセンス帯域では、端末は、送信開始前のLBTの結果がBusy(換言すると、NG)となる場合があり、msgAの先頭の一部を送信できない場合が生じる。図3は、Preamble part、Data partの順で構成されるmsgAのSlot formatの一例を示す。なお、図3では、例えば、msgAの送信タイミング(送信スロットタイミング)は固定されている。例えば、図3に示すmsgAにおいて、LBT結果がBusy(NG)となり、端末がPreamble partの一部を送信できない場合が生じる。
例えば、Preamble partがData partのDMRSとして用いられる場合、図3に示すように、Preamble partの一部が送信されないことにより、基地局ではData partの信号を復号できなくなる可能性がある。
また、Preamble partの復号結果と、Data partのMCS(Modulation and Coding Scheme)等の復号方法とが対応付けられる場合がある。この場合にも、図3に示すように、Preamble partの一部が送信されないことにより、基地局ではData partを復号できなくなる可能性がある。
そこで、本開示の一実施例では、LBT結果の性能への影響を低減できる2段階ランダムアクセスのSlot formatについて説明する。
なお、以下の説明において、「2段階ランダムアクセス」とは、Preamble part(4段階ランダムアクセスのmsg1に相当)と、Data part(4段階ランダムアクセスのmsg3に相当)とが、同時に送信、連続する無線リソースで送信、又は、所定時間内(例えばスロット内)の無線リソースで送信されるランダムアクセス手順を意味する。換言すると、2段階ランダムアクセスとは、Data partがPreamble partとともに送信されるランダムアクセス手順を意味する。又は、2段階ランダムアクセスとは、端末が、Preambleに対する応答(4段階ランダムアクセスのmsg2に相当)を受信する前にData partを送信、又は、Preambleに対する応答を待たずにData partを送信するランダムアクセス手順を意味する。
(実施の形態1)
[通信システムの概要]
本開示の一実施の形態に係る通信システムは、端末100及び基地局200を備える。以下の説明では、一例として、端末100(送信装置に相当)がPRACH(又はランダムアクセス信号と呼ぶ)を送信し、基地局200(受信装置に相当)がPRACHを受信する。
図4は本開示の実施の形態に係る端末100の一部の構成を示すブロック図である。図4に示す端末100において、RACHリソース決定部104(例えば、制御回路に相当)は、プリアンブル部(例えば、Preamble part)及びデータ部(例えば、Data part)を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、ランダムアクセス信号のフォーマット(例えば、Slot format)を決定する。無線送信部109(例えば、送信回路に相当)は、フォーマットに基づいて、ランダムアクセス信号を送信する。
図5は本開示の実施の形態に係る基地局200の一部の構成を示すブロック図である。図5に示す基地局200において、RACHリソース制御部201(例えば、制御回路に相当)は、ランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、ランダムアクセス信号のフォーマットを決定する。無線受信部206(例えば、受信回路に相当)は、フォーマットに基づいて、ランダムアクセス信号を受信する。
[端末の構成]
図6は、本実施の形態に係る端末100の構成を示すブロック図である。
図6において、端末100は、アンテナ101と、無線受信部102と、復調・復号部103と、RACHリソース決定部104と、Preamble生成部105と、Data生成部106と、多重部107と、LBT部108と、無線送信部109と、を有する。
無線受信部102は、アンテナ101を介して基地局200から送信された信号に対して、ダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理により得られた受信信号を復調・復号部103へ出力する。
基地局200から送信される信号には、例えば、端末100が2段階ランダムアクセスの送信に使用する無線リソース情報を含む制御情報、又は、PRACHの応答データ信号(例えば、図1(b)に示すmsgB)等が含まれる。また、例えば、無線リソース情報には、Preamble part用の系列情報、Preamble part用の周波数割当情報、Data part用のMCS情報、Data part用の周波数割当情報、Slot format情報等のRACHリソース情報が含まれる。
復調・復号部103は、無線受信部102から入力される受信信号を復調及び復号する。例えば、復調・復号部103は、上位レイヤシグナリング(例えば、higher layer signaling、RRC signaling又はhigher layer parameterとも呼ぶ)又は下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)等を復調及び復号し、復号した信号のうち、RACHリソース情報をRACHリソース決定部104へ出力する。
また、復調・復号部103において、PRACHの応答データ信号を正しく受信できた場合、2段階ランダムアクセスによるRRC接続処理は完了となる。
RACHリソース決定部104は、例えば、復調・復号部103から入力されるRACHリソース情報に基づいて、Preamble part用のリソース情報をPreamble生成部105へ出力し、Data part用のリソース情報をData生成部106に出力する。また、RACHリソース決定部104は、2段階ランダムアクセスのSlot format(例えば、msgAのフォーマット)を設定し、Slot formatの設定情報を多重部107へ出力する。
Preamble生成部105は、RACHリソース決定部104から入力されるリソース情報に基づいて、Preambleを生成する。例えば、Preamble生成部105は、Preamble番号群の中から1つのPreamble番号をランダムに選択し、選択したPreamble番号に対応する系列番号及び巡回シフト(CS:Cyclic shift)量を用いて、CS-ZC系列を生成する。Preamble生成部105は、生成したCS-ZC系列を、例えば、リソース情報に示される周波数リソースに割り当てる。また、Preamble生成部105は、例えば、CS-ZC系列に対してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)処理を行い、時間領域の信号に変換する。そして、Preamble生成部105は、時間領域の信号であるCS-ZC系列を定められたsymbol数分繰り返し、任意の時間長のCP長を付加することにより生成した信号(例えば、Short preamble format信号。例えば、図2に示すPreambleと同様のformatの信号)を、Preamble part信号として多重部107へ出力する。
なお、Preamble part信号に用いる系列は、ZC系列に限らず、相関特性が良好な系列であればよい。また、Preamble part信号は、短い系列長の系列を繰り返して生成される場合に限らない。例えば、PRACHと異なる他の上りチャネル(例えば、PUSCH)と周波数多重しない、又は、ガードバンドを設けることにより干渉を低減できれば、Preamble part信号は、Preamble partの時間長に相当する長い系列長の系列にCPを付加することにより生成されてもよい。
また、下り制御信号(例えば、DCI)によって、Preamble part用のPreamble番号が基地局200から端末100へ通知される場合、Preamble生成部105は、通知されたPreamble番号に対応する系列番号と巡回シフト量とを用いてCS-ZC系列を生成すればよい。
Data生成部106は、例えば、端末ID等のRRC接続要求情報(又は、Connection確率に使用する情報)等を含むデータ信号(例えば、4段階ランダムアクセスにおけるmsg3に相当)を生成する。Data生成部106は、例えば、RACHリソース決定部104から入力されるリソース情報に基づいて、生成したデータ信号を符号化及び変調(例えば、QPSK又は16QAM等)する。また、Data生成部106は、リソース情報に基づいて、変調後の信号(データ系列)を周波数リソースに割り当て、OFDM変調(例えば、IFFT処理)を行い、CP付加することにより、OFDMシンボルを生成する。また、Data生成部106は、生成したOFDMシンボルを定められたsymbol数分、時間領域に並べて構成される信号をData part信号として多重部107へ出力する。なお、Data part信号には、チャネル推定精度の改善等のためにデータ復調用参照信号(例えば、DMRS)が含められてもよい。
多重部107は、RACHリソース決定部104から入力される2段階ランダムアクセスのSlot formatの設定情報に基づいて、Preamble生成部105から入力されるPreamble part信号と、Data生成部106から入力されるData part信号とを時間多重し、多重信号を2段階ランダムアクセスのmsgA信号として、LBT部108へ出力する。
LBT部108は、例えば、多重部107から入力されるmsgA信号の送信がアンライセンス帯域での送信の場合、LBT処理を行う。例えば、LBT部108は、Slotの送信タイミングの直前のLBT結果がBusy(NG)の場合、定められた時間長の間、更にキャリアセンスを続ける。一方、例えば、LBT部108は、LBT結果がIdle(OK)になった場合、LBT結果がIdleになったタイミングからのmsgA信号を無線送信部109へ出力する。換言すると、LBT部108は、Slotの送信開始タイミングからLBT結果がBusyである時間分のmsgA信号(換言すると、msgA信号の先頭部分)を除いた信号を、無線送信部109へ出力する。
なお、ライセンス帯域の場合には、例えば、LBT部108におけるLBT処理は不要である。
無線送信部109は、LBT部108から入力される信号に対してD/A変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理により得られた無線信号(例えば、2段階ランダムアクセスにおけるmsgA信号)を、アンテナ101から基地局200へ送信する。
[基地局の構成]
図7は、本実施の形態に係る基地局200の構成を示すブロック図である。
図7において、基地局200は、RACHリソース制御部201と、制御情報生成部202と、LBT部203と、無線送信部204と、アンテナ205と、無線受信部206と、分離部207と、Preamble検出部208と、Data復調・復号部209と、を有する。
RACHリソース制御部201は、例えば、基地局200のセル内において利用可能なRACHリソースを制御し、決定したRACHリソースを示すRACHリソース情報を制御情報生成部202及び分離部207へ出力する。例えば、RACHリソース制御部201は、2段階ランダムアクセスのSlot format(例えば、msgAのフォーマット)を設定する。
RACHリソース情報には、例えば、端末100において2段階ランダムアクセスを送信するために使用される無線リソース情報(例えば、Preamble part用の系列情報、Preamble part用の周波数割当情報、Data part用のMCS情報、Data part用の周波数割当情報、Slot format情報等)が含まれる。
制御情報生成部202は、RACHリソース制御部201から入力されるRACHリソース情報を含む制御情報を生成する。制御情報生成部202は、例えば、生成した制御情報を含む信号をLBT部203に出力する。
なお、制御情報は、例えば、上位レイヤシグナリング又は下り制御情報(DCI)に含まれてよい。上位レイヤシグナリングは、例えば、NRにおけるRACH-Configuration(例えば、RACH-ConfigCommon, RACH-ConfigDedicated等)でもよい。また、下り制御情報は、例えば、NRにおけるDCI format1_0でもよい。
また、全ての制御情報が端末100に対して同時に通知される必要はない。例えば、一部の制御情報はセル共通情報として、又は、準静的な通知情報、動的な通知情報(DCI等)として端末100に通知されてもよい。また、一部の制御情報は、例えば、システム共通情報としてスペックで規定され、基地局200から端末100に通知されなくてもよい。
LBT部203は、制御情報生成部202から入力される制御情報の送信がアンライセンス帯域での送信の場合、LBT処理を行う。例えば、LBT部203は、LBT結果がIdle(OK)となった場合、LBT結果がIdleとなったタイミングからの制御情報を無線送信部204へ出力する。なお、ライセンス帯域の場合には、LBT部203におけるLBT処理は不要である。
無線送信部204は、LBT部203から入力される信号に対してD/A変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理により得られた無線信号をアンテナ205から端末100へ送信する。
無線受信部206は、例えば、基地局200のセル内の端末100に通知したRACH送信リソースにおいて、アンテナ205を介して受信した、端末100からのRACH信号(例えば、2段階ランダムアクセスにおけるmsgA)に対してダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を行う。無線受信部206は、受信処理により得られた信号を分離部207へ出力する。
分離部207は、例えば、RACHリソース制御部201から入力される、セル内の端末100に通知したRACHリソース情報(例えば、時間リソース情報、周波数リソース情報又はSlot format情報等)に基づいて、無線受信部206から入力されるmsgA信号から、Preamble part信号とData part信号とを分離する。分離部207は、Preamble part信号をPreamble検出部208へ出力し、Data part信号をData復調・復号部209へ出力する。
Preamble検出部208は、基地局200のセル内において利用可能なPreamble番号群の各Preamble番号に対応する系列番号及びCS番号を用いて、Preamble part信号を検出するためのレプリカ信号を生成する。Preamble検出部208は、生成したレプリカ信号と、分離部207から入力されるPreamble part信号との相関処理を行い、Preamble番号の検出、及び、送信タイミング推定を行う。Preamble検出部208は、相関結果(換言すると、チャネル推定値)をData復調・復号部209に出力する。また、Preamble検出部208は、検出結果(例えば、Preamble番号)をData復調・復号部209に出力してよい。
Data復調・復号部209は、Preamble検出部208から入力されるチャネル推定値を用いて、分離部207から入力されるData part信号の復調及び復号処理を行い、復号結果(受信データ)を出力する。なお、Preamble番号とData復調用のMCSとが対応付けられる場合、Data復調・復号部209は、Preamble検出部208から入力されるPreamble番号からMCSを選択し、選択したMCSに基づいてData part信号の復調及び復号処理を行う。
[端末100及び基地局200の動作]
以上の構成を有する端末100及び基地局200における動作例について説明する。
図8は端末100(図6)及び基地局200(図7)の動作例を示すシーケンス図である。
図8において、基地局200は、例えば、端末100が2段階ランダムアクセス送信に使用するRACHリソース情報を含むセル情報を端末100へ通知(換言すると、報知)する(ST101)。RACHリソース情報の通知には、例えば、上位レイヤシグナリング又は下り制御情報(DCI)が使用されてよい。
端末100は、セル情報に示されるRACHリソース情報に基づいて、例えば、msgA信号に含まれるPreamble part信号を生成し(ST102)、msgA信号に含まれるData part信号を生成する(ST103)。
端末100は、RACHリソース情報に示されるSlot format情報(例えば、msgAのSlot format)に基づいて、生成したPreamble part信号とData part信号とを時間多重して、msgA信号を生成する(ST104)。
また、端末100は、LBTを行う(ST105)。端末100は、LBT結果がIdle(OK)になったタイミングでmsgA信号(PRACH信号)を基地局200へ送信する(ST106)。msgA信号には、例えば、Slot先頭から、LBT結果がNGである時間長の信号を除いた信号が含まれる。
基地局200は、端末100に通知したRACHリソース情報(例えば、msgAのSlot format)に基づいて、msgA信号から、Preamble part信号と、Data part信号とを分離する(ST107)。基地局200は、Preamble part信号を用いて、チャネル推定値を算出し、Preamble番号を検出する(ST108)。そして、基地局200は、チャネル推定値(又はPreamble番号)を用いて、Data part信号を復調及び復号する(ST109)。
[2段階ランダムアクセスのSlot formatの設定方法]
次に、2段階ランダムアクセスのSlot formatの設定方法の一例について説明する。
例えば、2段階ランダムアクセス用Slot formatは、図9及び図10に示すように、Data part(データ部)の少なくとも一部がPreamble part(プリアンブル部)よりも前に配置されるフォーマットである。換言すると、端末100及び基地局200は、例えば、Preamble part信号の送信前に、Data partの全て又は一部が送信される構成にSlot formatを設定する。
例えば、図9に示すSlot formatでは、Preamble part信号の送信前に、Data part信号の全てが送信される構成が設定される。換言すると、図9に示すSlot formatでは、Data part信号の後にPreamble part信号が送信される。
また、例えば、図10に示すSlot formatでは、Preamble part信号の送信前に、一部のData part信号が送信され、Preamble part信号の後に、残りのData part信号が送信される。
図9又は図10に示すSlot formatが設定されることにより、例えば、LBT結果がBusyとなり、端末100においてmsgAの先頭の一部が送信できない場合でも、端末100がPreamble part信号の全てを送信できる確率が増加する。換言すると、LBT結果がBusyとなり、端末100においてmsgAの先頭の一部が送信できない場合に、Data part信号の一部が送信されない確率が増加する。
基地局200は、端末100から送信されるPreamble part信号を正しく受信できれば、Data part信号を復号できる可能性がある。よって、図9又は図10に示すSlot formatでは、基地局200がPreamble part信号を正しく受信できる確率が増加するので、Data part信号を復号できる可能性が高くなる。
また、図9又は図10に示すSlot formatが設定された場合に、基地局200がData part信号を復号できない場合でも、基地局200は、Data part信号の再送を要求すること、例えば、4段階ランダムアクセスに移行(換言すると、fallback)することが可能となり、Preamble part信号の再送が不要となる。
このように、本実施の形態によれば、端末100は、例えば、図9又は図10に示すSlot formatを決定し、決定したSlot formatに基づいてmsgA(換言すると、ランダムアクセス信号)を送信する。また、基地局200は、例えば、図9又は図10に示すSlot formatを決定し、決定したSlot formatに基づいてmsgA(換言すると、ランダムアクセス信号)を受信する。
例えば、図9及び図10に示すSlot formatの設定により、LBT結果に起因するmsgA信号の一部の未送信がランダムアクセス性能へ与える影響を低減できる。よって、本実施の形態によれば、端末100及び基地局200は、ランダムアクセス処理を適切に行うことができる。
また、図9に示すように、Data part信号の全てがPreamble part信号の前に送信されることにより、LBT結果によってPreamble part信号が送信されない可能性を、図10と比較してより低減できる。よって、図9では、ランダムアクセス性能への影響をより低減できる。
また、図10に示すように、Data part信号の一部がPreamble part信号の前に送信されることにより、例えば、基地局200は、DMRSとして用いられるPreamble part信号をより早く受信でき、msgAの復号時間を低減できる。
なお、図9及び図10に示すSlot formatは一例であり、Slot formatはこれらに限定されない。例えば、Preamble partの前に配置されるData partのシンボル数と、Preamble partの後に配置されるData partのシンボル数との関係は、図10に示す例に限定されない。
また、上述したRACH信号(例えば、msgA)のSlot formatは、RACH信号に関するパラメータに基づいて決定されてもよい。以下、本実施の形態のバリエーションについて説明する。
(実施の形態1のバリエーション1)
本実施の形態において説明したSlot formatは、RACH信号の送信に用いる帯域が、アンライセンス帯域に限らず、ライセンス帯域において用いてもよい。例えば、Slot formatがライセンス帯域とアンライセンス帯域とで共通化されることにより、端末100及び基地局200におけるランダムアクセスの送受信処理を簡易化できる。
(実施の形態1のバリエーション2)
本実施の形態において説明したSlot format(例えば、図9又は図10)は、RACH信号の送信が特定の通信条件を満たす場合に適用されてもよい。
例えば、図9又は図10に示すSlot formatは、LBT処理が行われるアンライセンス帯域において適用され、アンライセンス帯域と異なる帯域(例えば、ライセンス帯域)において適用されなくてもよい。これにより、例えば、アンライセンス帯域では、msgAの送信において、Data part信号の全て又は一部がPreamble part信号の前に送信される。
一方、例えば、ライセンス帯域では、LBT処理が行われないため、2段階ランダムアクセスのSlot formatは、図11に示すように、Preamble part信号、Data part信号の順で送信される構成でもよい。これにより、ライセンス帯域ではmsgAの復号時間を低減できる。
(実施の形態1のバリエーション3)
2段階ランダムアクセスのSlot format(換言すると、Preamble part信号及びData part信号の送信順序)はセル単位で設定されてよい(換言すると、切り替えられてよい)。
例えば、セルが密集する環境に存在するセルでは、LBT結果がBusyになる確率が高い。そのため、セルが密集する環境に存在するセルでは、例えば、LBT結果がランダムアクセス性能へ与える影響をより低減できる図9に示すSlot formatが適用されてよい。
一方、セルが密集する環境と異なる環境(例えば、セルが点在する環境)に存在するセルでは、例えば、復号時間の低減を目的に、図10又は図11に示すSlot formatを適用してよい。
(実施の形態1のバリエーション4)
端末100及び基地局200は、LBT(換言すると、キャリアセンス)のカテゴリに応じて、Slot formatの適用を制御してもよい。
例えば、カテゴリ1はキャリアセンス不要で信号を送信可能なLBTであり、カテゴリ2は所定時間長(例えば25us)のキャリアセンスの結果がIdle(OK)の場合に信号を送信可能なLBTである。カテゴリ1又はカテゴリ2のLBTは、短時間のキャリアセンスで信号が送信できるため、端末100が特定のSlot timingにおいてmsgAを送信する場合に適している。
一方、カテゴリ3又はカテゴリ4は、特定のバックオフ時間におけるキャリアセンスの結果がIdle(OK)の場合に送信可能なLBTである。カテゴリ3又はカテゴリ4のLBTは、特定のSlot timingに合わせて送信することが困難なLBTであり、LBT結果がIdle(OK)となった後のSlot timing(例えば、RACHリソース)においてmsgAが送信される。そのため、カテゴリ3又はカテゴリ4では、遅延が増加するものの、LBT結果に起因してmsgAの先頭の一部が送信されないという課題は生じない。
そこで、端末100及び基地局200は、例えば、図9又は図10に示すSlot formatを、カテゴリ1又はカテゴリ2のLBTを用いる場合に適用すると判断してもよい。換言すると、端末100及び基地局200は、例えば、図9又は図10に示すSlot formatを、カテゴリ3又はカテゴリ4のLBTを用いる場合に適用しないと判断してもよい。端末100及び基地局200は、例えば、カテゴリ3又はカテゴリ4のLBTを用いる場合、図11に示すSlot formatを適用すると判断してもよい。
なお、端末100が用いるLBTのカテゴリは、例えば、Channel occupancy time(COT)の条件等又はチャネル種別に応じて規定される。そのため、端末100は、端末100が用いるLBTのカテゴリを認識できる。
(実施の形態1のバリエーション5)
端末100及び基地局200は、ランダムアクセス送信のタイプを示すRACH種別(例えば、RACH typeと呼ぶ)に応じて、Slot formatの適用を制御してもよい。
RACH種別には、例えば、CBRA(Contention Based Random Access)、及び、CFRA(Contention Free Random Access)の2種類がある。CBRAは、端末主導で送信されるRACHであり、msgAのSlot timingは端末によって決定される。一方、CFRAは、基地局主導(例えば、下り制御チャネルによる指示又はトリガ)によって送信されるRACHであり、複数の端末間の衝突が生じないように、各端末のmsgA送信がスケジューリングされている。
端末100は、例えば、CFRAの場合、特定のSlot timingでmsgAを送信するため、msgAの先頭の一部が送信されないという課題が生じる可能性が高い。そこで、端末100及び基地局200は、例えば、図9又は図10に示すSlot formatを、RACH種別がCFRAの場合に適用すると判断してもよい。また、例えば、端末100及び基地局200は、RACH種別がCBRAの場合に、図11に示すSlot formatを適用すると判断してもよい。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る端末は、実施の形態1に係る端末100と基本構成が共通するので、図6を援用して説明する。
図12は、本実施の形態に係る基地局300の構成例を示すブロック図である。なお、図12において、実施の形態1(図7を参照)と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。例えば、図12に示す基地局300では、図7に示す基地局200の構成に対して、伝搬遅延推定部301が追加されている点が異なる。
基地局300において、伝搬遅延推定部301は、基地局300において想定されるカバーエリア等に基づいて、基地局300と端末100との間で予想される伝搬遅延時間(例えば、最大伝搬遅延時間)を推定する。伝搬遅延推定部301は、推定結果をRACHリソース制御部302へ出力する。
RACHリソース制御部302は、例えば、伝搬遅延推定部301から入力される伝搬遅延時間の推定結果に応じて、Preamble partのCP長を決定する。例えば、RACHリソース制御部302は、遅延波によるシンボル間干渉(Inter-symbol interference (ISI))を低減するために、最大伝搬遅延時間以上のCP長を設定する。そして、RACHリソース制御部302は、最大伝搬遅延時間の推定結果又はPreamble partのCP長に基づいて、Data partのSlot formatの構成を制御する。
例えば、RACHリソース制御部302は、最大伝搬遅延時間又はPreamble partのCP長と閾値との比較結果に基づいて、Data partのSlot formatの構成を制御する。例えば、最大伝搬遅延時間がPreamble partのCP長によって表される場合、閾値には、他の上りチャネルのCP長が設定されてよい(一例を後述する)。
[2段階ランダムアクセス用Data partのSlot formatの設定方法]
次に、本実施の形態に係る2段階ランダムアクセス用Data partのSlot formatの設定方法の一例について説明する。
[Data partの送信制御]
RACH信号(例えば、msgA信号)は、初期同期、つまり、送信タイミング制御前でも送信される。そのため、Preamble partのCP長は、干渉を低減するために、例えば、基地局300と端末100との間の距離から予想される最大伝搬遅延時間を考慮して各セルにおいて設定される。
一方、RACHと異なる他の上りチャネル(例えば、PUSCH等)のCP長は、例えば、SCS(Sub-Carrier Spacing、サブキャリア間隔)に応じて定義された時間長を設定する。また、他の上りチャネルは、送信タイミング制御された状態で送信され得る。そのため、他の上りチャネルのCP長は、基地局300と端末100との間の距離に依存せず、例えば、遅延波の最大遅延量を考慮して設定される。例えば、他の上りチャネルのCP長は、システムで定義されてよい。
ここで、例えば、msgAとPUSCHとが周波数多重される場合、msgAのPreamble partと同様に、Data partについても、他の上りチャネル(例えば、PUSCH)への干渉(Inter-carrier interference (ICI))を抑えるように考慮する必要がある。
例えば、図13に示すように、Preamble partのCP長(伝搬遅延長)が、PUSCHのCP長を超える場合、Data partでは、PUSCHのFFT windowの両端において信号の連続性が確保されない。よって、図13に示すように、PUSCHのFFT window内に、異なるOFDM symbolのData part信号が混在するため、OFDMの直交性が崩れ、RACH(例えば、msgAのData part信号)からPUSCHへのICI干渉となる。
そこで、RACHリソース制御部302は、基地局300と端末100との間で予想される最大伝搬遅延時間又はPreamble partのCP長が、他の上りチャネル(例えば、PUSCH又はSRS等)のCP長(換言すると、閾値)より大きい場合、端末100に対してData part信号の送信停止(換言すると未送信の設定)を指示する。例えば、端末100は、Data part信号の送信停止の指示を受けると、msgA信号において、Preamble part信号を送信し、Data part信号を送信しない。
また、例えば、RACHリソース制御部302は、msgAにおいてData partの送信停止を指示する端末100に対して、4段階ランダムアクセスの適用(換言すると、fallback)を指示してもよい。
これにより、RACHから他の上りチャネルへのICI干渉を抑えることができる。
一方、RACHリソース制御部302は、Preamble partのCP長が、他の上りチャネルのCP長(換言すると、閾値)以下の場合、端末100に対してData part信号の送信を指示する。この場合、例えば、図14に示すように、PUSCHのFFT window内に異なるOFDM symbolのData part信号が混在しないので、PUSCHのFFT windowの両端において信号の連続性が確保され、RACHからPUSCHへのICI干渉が発生しない。
[Data partのCP長制御]
RACHから他の上りチャネル(例えば、PUSCH)への干渉(ICI)を抑えるために、RACHリソース制御部302は、Preamble partのCP長(換言すると、伝搬遅延時間の推定結果)に応じて、Data partのCP長を制御してもよい。
例えば、RACHリソース制御部302は、Preamble partのCP長(例えば、想定される最大伝搬遅延量に相当)がPUSCHのCP長(換言すると、閾値)以下の場合、Data partのCP長をPUSCHのCP長と同じ値に設定する。この場合、例えば、図14に示すように、Preamble part及びData partの双方ともに、PUSCHへの干渉は発生しない。
一方、RACHリソース制御部302は、Preamble partのCP長がPUSCHのCP長(換言すると、閾値)より大きい場合、干渉の発生を防止するために、Data partのCP長を大きく設定する。すなわち、Preamble partのCP長(又は伝搬遅延時間)が閾値より大きい場合のData partのCP長は、Preamble partのCP長が閾値以下の場合のData partのCP長よりも長い。
例えば、図15に示すように、端末100は、Data partの奇数番目及び偶数番目の何れか一方のOFDM symbolを、次のOFDM symbol(換言すると、Data partの奇数番目及び偶数番目の他方のOFDM symbol)のCPとして用いる。これにより、Data partの奇数番目又は偶数番目の何れか一方のOFDM symbol分のCPによって、PUSCHのFFT windowの両端における信号の連続性が確保されるので、RACHからPUSCHへのICI干渉が発生しない可能性が高い。
このように、本実施の形態によれば、基地局300は、RACH信号の送信に関するパラメータ(例えば、最大伝搬遅延時間又はPreamble partのCP長)に基づいて、msgAのSlot format(例えば、msgAにおけるData partの設定)を決定する。端末100は、RACH信号の送信に関するパラメータ(例えば、最大伝搬遅延時間又はPreamble partのCP長)に基づいて決定されたSlot formatに基づいてmsgA信号を送信する。
これにより、本実施の形態では、例えば、RACHと他の上りチャネル(例えば、PUSCH)とが隣接する周波数リソースに割り当てられている場合でも、RACHから他の上りチャネルへ与える干渉(ICI)を低減できる。よって、本実施の形態によれば、端末100及び基地局300は、ランダムアクセス処理を適切に行うことができる。
なお、図13、図14及び図15では、RACHと異なる他の上りチャネルの一例にPUSCHを用いたが、他の上りチャネルは、PUSCHに限らず、他の上りチャネル(例えば、PUCCH(Physical Uplink Control Channel))でもよい。
以上、本開示の各実施の形態について説明した。
(他の実施の形態)
(1)実施の形態1の方法及び実施の形態2の方法を組み合わせてもよい。例えば、図16に示すように、msgAのData partの全て(又は一部)は、実施の形態1と同様、Preamble partよりも前に送信されてよい。また、図16に示すように、Data partのCP長は、実施の形態2と同様、Preamble partのCP長に応じて変更されてよい。
(2)上記実施の形態では、2段階ランダムアクセス用信号であるmsgAについて説明した。しかし、本開示の一実施例が適用される信号はmsgAに限定されない。例えば、例えば、端末100(送信装置に対応)が基地局200(受信装置に対応)へ送信する他の信号でもよく、基地局200(送信装置に対応)が端末100(受信装置に対応)に対して送信する送信信号でもよい。
例えば、Preamble partをSRSに読み替え、Data partをPUSCHに読み替えてもよい。この場合、SRSとPUSCHとが同一Slot内において送信される場合のSRS及びPUSCHのSlot formatに上記実施の形態を適用してもよい。
以上、他の実施の形態について説明した。
本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるLSIとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのLSI又はLSIの組み合わせによって制御されてもよい。LSIは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。LSIはデータの入力と出力を備えてもよい。LSIは、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム(通信装置と総称)において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機(携帯電話、スマートフォン等)、タブレット、パーソナル・コンピューター(PC)(ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等)、カメラ(デジタル・スチル/ビデオ・カメラ等)、デジタル・プレーヤー(デジタル・オーディオ/ビデオ・プレーヤー等)、着用可能なデバイス(ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等)、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン(遠隔ヘルスケア・メディシン処方)デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関(自動車、飛行機、船等)、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス(家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等)、自動販売機、その他IoT(Internet of Things)ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ(Things)」をも含む。
通信には、セルラーシステム、無線LANシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。
また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
本開示の一実施例に係る送信装置は、プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定する制御回路と、前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を送信する送信回路と、を具備する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記フォーマットは、前記データ部の少なくとも一部が前記プリアンブル部よりも前に配置される第1のフォーマットである。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、アンライセンス帯域において前記ランダムアクセス信号を送信する場合、前記第1のフォーマットを適用する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、キャリアセンスのカテゴリに応じて、前記第1のフォーマットを適用するか否かを判断する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、ランダムアクセス送信のタイプに応じて、前記第1のフォーマットを適用するか否かを判断する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、伝搬遅延に応じて、前記データ部の構成を制御する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、前記伝搬遅延が閾値より大きい場合、前記データ部の信号の未送信を設定する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記伝搬遅延が閾値より大きい場合の前記データ部のサイクリックプリフィックス(CP)長は、前記伝搬遅延が前記閾値以下の場合の前記データ部の前記CP長よりも長い。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、前記データ部における偶数番号及び奇数番号の何れか一方の番号のシンボルを、前記偶数番号及び前記奇数番号の他方の番号のシンボルに対する前記CPに設定する。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記伝搬遅延は、前記プリアンブル部のサイクリックプリフィックス(CP)長又はサイクリックシフト(CS)量によって表され、前記閾値は、ランダムアクセスチャネルと異なる他のチャネルにおけるCP長である。
本開示の一実施例に係る送信装置において、前記伝搬遅延は、前記プリアンブル部のサイクリックプリフィックス(CP)長又はサイクリックシフト(CS)量によって表され、前記プリアンブル部のCP長が閾値以下の場合、前記データ部のCP長は、ランダムアクセスチャネルと異なる他のチャネルにおけるCP長に設定される。
本開示の一実施例に係る受信装置は、プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定する制御回路と、前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を受信する受信回路と、を具備する。
本開示の一実施例に係る送信方法は、プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定し、前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を送信する。
本開示の一実施例に係る受信方法は、プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定し、前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を受信する。
2018年12月28日出願の特願2018−247266の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本開示の一実施例は、移動通信システムに有用である。
100 端末
101,205 アンテナ
102,206 無線受信部
103 復調・復号部
104 RACHリソース決定部
105 Preamble生成部
106 Data生成部
107 多重部
108,203 LBT部
109,204 無線送信部
200,300 基地局
201,302 RACHリソース制御部
202 制御情報生成部
207 分離部
208 Preamble検出部
209 Data復調・復号部
301 伝搬遅延推定部

Claims (14)

  1. プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定する制御回路と、
    前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を送信する送信回路と、
    を具備する送信装置。
  2. 前記フォーマットは、前記データ部の少なくとも一部が前記プリアンブル部よりも前に配置される第1のフォーマットである、
    請求項1に記載の送信装置。
  3. 前記制御回路は、アンライセンス帯域において前記ランダムアクセス信号を送信する場合、前記第1のフォーマットを適用する、
    請求項2に記載の送信装置。
  4. 前記制御回路は、キャリアセンスのカテゴリに応じて、前記第1のフォーマットを適用するか否かを判断する、
    請求項2に記載の送信装置。
  5. 前記制御回路は、ランダムアクセス送信のタイプに応じて、前記第1のフォーマットを適用するか否かを判断する、
    請求項2に記載の送信装置。
  6. 前記制御回路は、伝搬遅延に応じて、前記データ部の構成を制御する、
    請求項1に記載の送信装置。
  7. 前記制御回路は、前記伝搬遅延が閾値より大きい場合、前記データ部の信号の未送信を設定する、
    請求項6に記載の送信装置。
  8. 前記伝搬遅延が閾値より大きい場合の前記データ部のサイクリックプリフィックス(CP)長は、前記伝搬遅延が前記閾値以下の場合の前記データ部の前記CP長よりも長い、
    請求項6に記載の送信装置。
  9. 前記制御回路は、前記データ部における偶数番号及び奇数番号の何れか一方の番号のシンボルを、前記偶数番号及び前記奇数番号の他方の番号のシンボルに対する前記CPに設定する、
    請求項8に記載の送信装置。
  10. 前記伝搬遅延は、前記プリアンブル部のサイクリックプリフィックス(CP)長又はサイクリックシフト(CS)量によって表され、
    前記閾値は、ランダムアクセスチャネルと異なる他のチャネルにおけるCP長である、
    請求項7に記載の送信装置。
  11. 前記伝搬遅延は、前記プリアンブル部のサイクリックプリフィックス(CP)長又はサイクリックシフト(CS)量によって表され、
    前記プリアンブル部のCP長が閾値以下の場合、前記データ部のCP長は、ランダムアクセスチャネルと異なる他のチャネルにおけるCP長に設定される、
    請求項6に記載の送信装置。
  12. プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定する制御回路と、
    前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を受信する受信回路と、
    を具備する受信装置。
  13. プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定し、
    前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を送信する、
    送信方法。
  14. プリアンブル部及びデータ部を含むランダムアクセス信号の送信に関するパラメータに基づいて、前記ランダムアクセス信号のフォーマットを設定し、
    前記フォーマットに基づいて、前記ランダムアクセス信号を受信する、
    受信方法。
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