KR102368384B1 - 단말 장치, 기지국 장치, 통신 방법, 및, 집적 회로 - Google Patents

단말 장치, 기지국 장치, 통신 방법, 및, 집적 회로 Download PDF

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히데카즈 츠보이
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

단말 장치가, 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 상기 복수의 시간 구간 중 1개 또는 복수의 상기 시간 구간마다 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 송신 빔을 변경하고, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 모니터하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.

Description

단말 장치, 기지국 장치, 통신 방법, 및, 집적 회로
본 발명은, 단말 장치, 기지국 장치, 통신 방법, 및, 집적 회로에 관한 것이다.
본원은, 2016년 9월 29일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-191053호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
현재, 제5세대의 셀룰러 시스템에 대한 무선 액세스 방식 및 무선 네트워크 기술로서, 제3세대 파트너십 프로젝트(3GPP : The Third Generation Partnership Project)에 있어서, LTE(Long Term Evolution)의 확장 규격이 되는 LTE-A Pro(LTE-Advanced Pro) 및 NR(New Radio technology)의 기술 검토 및 규격 책정이 행해지고 있다(비특허문헌 1).
제5 세대의 셀룰러 시스템에서는, 고속·대용량 전송을 실현하는 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), 저지연·고신뢰 통신을 실현하는 URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication), IoT(Internet of Things) 등 머신형 디바이스가 다수 접속하는 mMTC(massive Machine Type Communication)의 3개가 서비스의 상정 시나리오로서 요구되고 있다.
NR에서는, 주로 감쇠가 큰 고주파수의 셀에 있어서 커버리지를 넓게 하기 위해, 빔 포밍에 의해 셀 내에 복수의 영역을 설정하고, 영역마다 순차적으로 신호를 송신함으로써, 셀 전체를 커버하는 것이 검토되고 있다(비특허문헌 2).
RP-161214, NTT DOCOMO, "Revision of SI : Study on New Radio Access Technology", 2016년 6월 3GPP R1-165559 http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_85/Docs/R1-165559.zip
본 발명의 일 양태는 효율적으로 기지국 장치와 통신할 수 있는 단말 장치, 해당 단말 장치와 통신하는 기지국 장치, 해당 단말 장치에 사용되는 통신 방법, 해당 기지국 장치에 사용되는 통신 방법, 해당 단말 장치에 사용되는 집적 회로, 해당 기지국 장치에 사용되는 집적 회로를 제공한다. 예를 들어, 해당 단말 장치, 및, 해당 기지국 장치에 사용되는 통신 방법은, 효율적인 통신, 복잡성의 저감, 셀간, 및/또는, 단말 장치간의 간섭을 저감하기 위한, 상향 링크 송신 방법, 변조 방법, 및/또는, 부호화 방법을 포함해도 된다.
(1) 본 발명의 양태는, 이하와 같은 수단을 강구하였다. 즉, 본 발명의 제1 양태는, 단말 장치로서, 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 상기 복수의 시간 구간 중 1개 또는 복수의 상기 시간 구간마다 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 송신 빔을 변경하는 송신부와, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 모니터하는 수신부를 구비하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(2) 본 발명의 제2 양태는, 기지국 장치로서, 단말 장치로부터 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 수신부와, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 상기 단말 장치에 송신하는 송신부를 구비하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(3) 본 발명의 제3 양태는, 단말 장치에 사용되는 통신 방법으로서, 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 상기 복수의 시간 구간 중 1개 또는 복수의 상기 시간 구간마다 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 송신 빔을 변경하고, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 모니터하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(4) 본 발명의 제4 양태는, 기지국 장치에 사용되는 통신 방법으로서, 단말 장치로부터 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하고, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 상기 단말 장치에 송신하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(5) 본 발명의 제5 양태는, 단말 장치에 실장되는 집적 회로로서, 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 상기 복수의 시간 구간 중 1개 또는 복수의 상기 시간 구간마다 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 송신 빔을 변경하는 기능과, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 모니터하는 기능을 상기 단말 장치에 발휘시키고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(6) 본 발명의 제6 양태는, 기지국 장치에 실장되는 집적 회로로서, 단말 장치로부터 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 기능과, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 상기 단말 장치에 송신하는 기능을 상기 기지국 장치에 발휘시키고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 단말 장치 및 기지국 장치는 서로, 효율적으로 통신 및/또는 복잡성을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 무선 통신 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 서브 프레임(서브 프레임 타입)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 동작의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 기지국 장치(3)의 동작의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 단말 장치(1)가 기지국 장치(3)에 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 위해 이용 가능한 상향 링크 프리코딩의 일례를 도시하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 단말 장치(1)가 기지국 장치(3)에 의해 복수의 상이한 하향 링크 프리코딩 중 어느 것이 적용된 빔을 사용한 하향 링크 신호를 수신하는 경우를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 관한 랜덤 액세스 설정 정보를 수신한 하향 링크 신호에 사용된 기지국 송신 빔과 해당 랜덤 액세스 설정 정보에 나타내어지는 이용 가능한 PRACH 리소스의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 관한 랜덤 액세스 설정 정보에 있어서, 이용 가능한 PRACH 리소스의 세트로서 송신 가능한 서브 프레임 번호가 나타내어지는 경우의 테이블의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 PRACH 설정 인덱스, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용되는 단말기 송신 빔 및 이용 가능한 OFDM 심볼 번호의 인덱스의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 경합 베이스의 랜덤 액세스 수순을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 랜덤 액세스 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신의 일례를 도시하는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 관한 기지국 장치(3)의 랜덤 액세스 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 관한 기지국 장치(3)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
LTE(및 LTE-A Pro)와 NR은, 상이한 RAT(Radio Access Technology)로서 정의되어도 된다. NR은, LTE에 포함되는 기술로서 정의되어도 된다. 본 실시 형태는 NR, LTE 및 다른 RAT에 적용되어도 된다. 이하의 설명에서는, LTE에 관련되는 용어를 사용하여 설명하지만, 다른 용어를 사용하는 다른 기술에 있어서도 적용되어도 된다.
도 1은 본 실시 형태의 무선 통신 시스템의 개념도이다. 도 1에 있어서, 무선 통신 시스템은, 단말 장치(1A), 단말 장치(1B), 기지국 장치(3)를 구비한다. 단말 장치(1A) 및, 단말 장치(1B)를, 단말 장치(1)라고도 칭한다. 단말 장치(1)는, 이동국 장치, 유저 단말기(UE : User Equipment), 통신 단말기, 이동기, 단말기, MS(Mobile Station) 등이라 칭해지는 경우도 있다. 기지국 장치(3)는, 무선 기지국 장치, 기지국, 무선 기지국, 고정국, NB(Node B), eNB(evolved Node B), NR NB(NR Node B), gNB(next generation Node B), 액세스 포인트, BTS(Base Transceiver Station), BS(Base Station) 등이라 칭해지는 경우도 있다. 기지국 장치(3)는, 코어 네트워크 장치를 포함해도 된다. 또한, 기지국 장치(3)는, 1개 또는 복수의 송수신점(4)(transmission reception point : TRP)을 구비해도 된다. 기지국 장치(3)는, 기지국 장치(3)에 의해 제어되는 통신 가능 범위(통신 에어리어)를 1개 또는 복수의 셀로 하여 단말 장치(1)를 서브해도 된다. 또한, 기지국 장치(3)는, 1개 또는 복수의 송수신점(4)에 의해 제어되는 통신 가능 범위(통신 에어리어)를 1개 또는 복수의 셀로 하여 단말 장치(1)를 서브해도 된다. 또한, 1개의 셀을 복수의 부분 영역(Beamed area)으로 나누고, 각각의 부분 영역에 있어서 단말 장치(1)를 서브해도 된다. 여기서, 부분 영역은, 빔 포밍에서 사용되는 빔의 인덱스 혹은 프리코딩의 인덱스에 기초하여 식별되어도 된다.
기지국 장치(3)가 커버하는 통신 에어리어는 주파수마다 각각 상이한 넓이, 상이한 형상이어도 된다. 또한, 커버하는 에어리어가 주파수마다 상이해도 된다. 또한, 기지국 장치(3)의 종별이나 셀 반경의 크기가 상이한 셀이, 동일한 주파수 또는 상이한 주파수에 혼재되어 1개의 통신 시스템을 형성하고 있는 무선 네트워크를, 헤테로지니어스 네트워크라 칭한다.
기지국 장치(3)로부터 단말 장치(1)에의 무선 통신 링크를 하향 링크라 칭한다. 단말 장치(1)로부터 기지국 장치(3)에의 무선 통신 링크를 상향 링크라 칭한다. 단말 장치(1)로부터 다른 단말 장치(1)에의 무선 통신 링크를 사이드 링크라 칭한다.
도 1에 있어서, 단말 장치(1)와 기지국 장치(3) 사이의 무선 통신 및/또는 단말 장치(1)와 다른 단말 장치(1) 사이의 무선 통신에서는, 사이클릭 프리픽스(CP : Cyclic Prefix)를 포함하는 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 싱글 캐리어 주파수 다중(SC-FDM : Single-Carrier Frequency Division Multiplexing), 이산 푸리에 변환 확산 OFDM(DFT-S-OFDM : Discrete Fourier Transform Spread OFDM), 멀티캐리어 부호 분할 다중(MC-CDM : Multi-Carrier Code Division Multiplexing)이 사용되어도 된다.
또한, 도 1에 있어서, 단말 장치(1)와 기지국 장치(3) 사이의 무선 통신 및/또는 단말 장치(1)와 다른 단말 장치(1) 사이의 무선 통신에서는, 유니버설 필터 멀티캐리어(UFMC : Universal-Filtered Multi-Carrier), 필터 OFDM(F-OFDM : Filtered OFDM), 창이 승산된 OFDM(Windowed OFDM), 필터 뱅크 멀티캐리어(FBMC : Filter-Bank Multi-Carrier)가 사용되어도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 OFDM을 전송 방식으로 하여 OFDM 심볼로 설명하지만, 상술한 다른 전송 방식의 경우를 사용한 경우도 본 발명의 일 양태에 포함된다. 예를 들어, 본 실시 형태에 있어서의 OFDM 심볼은 SC-FDM 심볼(SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼이라 칭해지는 경우도 있음)이어도 된다.
또한, 도 1에 있어서, 단말 장치(1)와 기지국 장치(3) 사이의 무선 통신 및/또는 단말 장치(1)와 다른 단말 장치(1) 사이의 무선 통신에서는, CP를 사용하지 않거나, 혹은 CP 대신에 제로 패딩을 한 상술한 전송 방식이 사용되어도 된다. 또한, CP나 제로 패딩은 전방과 후방의 양쪽에 부가되어도 된다.
본 실시 형태에서는, 단말 장치(1)에 대하여 1개 또는 복수의 서빙 셀이 설정된다. 설정된 복수의 서빙 셀은, 1개의 프라이머리 셀과 1개 또는 복수의 세컨더리 셀을 포함한다. 프라이머리 셀은, 초기 커넥션 확립(initial connection establishment) 프로시저가 행해진 서빙 셀, 커넥션 재확립(connection re-establishment) 프로시저를 개시한 서빙 셀, 또는, 핸드 오버 프로시저에 있어서 프라이머리 셀로 지시된 셀이다. RRC(Radio Resource Control) 커넥션이 확립된 시점, 또는, 후에, 1개 또는 복수의 세컨더리 셀이 설정되어도 된다.
본 실시 형태의 무선 통신 시스템은, TDD(Time Division Duplex) 및/또는 FDD(Frequency Division Duplex)가 적용되어도 된다. 복수의 셀 모두에 대하여 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용되어도 된다. 또한, TDD 방식이 적용되는 셀과 FDD 방식이 적용되는 셀이 집약되어도 된다.
하향 링크에 있어서, 서빙 셀에 대응하는 캐리어를 하향 링크 컴포넌트 캐리어(혹은 하향 링크 캐리어)라 칭한다. 상향 링크에 있어서, 서빙 셀에 대응하는 캐리어를 상향 링크 컴포넌트 캐리어(혹은 상향 링크 캐리어)라 칭한다. 사이드 링크에 있어서, 서빙 셀에 대응하는 캐리어를 사이드 링크 컴포넌트 캐리어(혹은 사이드 링크 캐리어)라 칭한다. 하향 링크 컴포넌트 캐리어, 상향 링크 컴포넌트 캐리어, 및/또는 사이드 링크 컴포넌트 캐리어를 총칭하여 컴포넌트 캐리어(혹은 캐리어)라 칭한다.
본 발명의 실시 형태에 있어서의 빔 포밍, 빔 매니지먼트 및/또는 빔 스위핑에 대하여 설명한다.
송신측에 있어서의 빔 포밍은, 복수의 송신 안테나 엘리먼트의 각각에 대하여 아날로그 또는 디지털로 진폭·위상을 제어함으로써 임의의 방향으로 높은 송신 안테나 게인으로 신호를 송신하는 방법이며, 그 필드 패턴을 송신 빔이라 칭한다. 또한, 수신측에 있어서의 빔은, 복수의 수신 안테나 엘리먼트의 각각에 대하여 아날로그 또는 디지털로 진폭·위상을 제어함으로써 임의의 방향으로 높은 수신 안테나 게인으로 신호를 수신하는 방법이며, 그 필드 패턴을 수신 빔이라 칭한다.
빔 포밍은, 버추얼라이제이션, 프리코딩, 웨이트의 승산 등이라 칭해져도 된다. 또한, 간단히 빔 포밍된 송신 신호를 송신 빔이라 칭해도 된다.
단, 프리코딩 혹은 송신 빔의 각각에 대하여 안테나 포트가 할당되어도 된다. 예를 들어, 본 실시 형태에 관한 상이한 프리코딩을 사용하여 송신되는 신호 혹은 상이한 송신 빔을 사용하여 송신되는 신호는 상이한 1개 또는 복수의 안테나 포트로 송신되는 신호로서 정의되어도 된다. 단, 안테나 포트는, 어떤 안테나 포트로 어떤 심볼이 송신되는 채널을, 동일한 안테나 포트로 다른 심볼이 송신되는 채널로부터 추정할 수 있는 것으로서 정의된다. 동일한 안테나 포트란, 안테나 포트의 번호(안테나 포트를 식별하기 위한 번호)가 동일한 것이어도 된다. 복수의 안테나 포트로 안테나 포트 세트가 구성되어도 된다. 동일한 안테나 포트 세트란, 안테나 포트 세트의 번호(안테나 포트 세트를 식별하기 위한 번호)가 동일한 것이어도 된다. 상이한 단말기 송신 빔을 적용하여 신호를 송신한다란, 상이한 안테나 포트 또는 복수의 안테나 포트로 구성되는 상이한 안테나 포트 세트로 신호를 송신하는 것이어도 된다. 빔 인덱스는 각각 OFDM 심볼 번호, 안테나 포트 번호 또는 안테나 포트 세트 번호여도 된다.
본 실시 형태에서는, 상향 링크 송신의 빔 포밍에서 단말 장치(1)가 사용하는 송신 빔을 단말기 송신 빔(UE Tx beam)이라 칭하고, 상향 링크 수신의 빔 포밍에서 기지국 장치(3)가 사용하는 수신 빔을 기지국 수신 빔(BS Rx beam)이라 칭한다. 또한, 하향 링크 송신의 빔 포밍에서 기지국 장치(3)가 사용하는 송신 빔을 기지국 송신 빔(BS Tx beam)이라 칭하고, 하향 링크 수신의 빔 포밍에서 단말 장치(1)가 사용하는 수신 빔을 단말기 수신 빔(UE Rx beam)이라 칭한다. 단, 단말기 송신 빔과 기지국 수신 빔을 총칭하여 상향 링크 빔, 기지국 송신 빔과 단말기 수신 빔을 총칭하여 하향 링크 빔이라 칭해도 된다. 단, 상향 링크 빔 포밍을 위해 단말 장치(1)가 행하는 처리를 단말기 송신 빔 처리, 또는 상향 링크 프리코딩 이라 칭하고, 상향 링크 빔 포밍을 위해 기지국 장치(3)가 행하는 처리를 기지국 수신 빔 처리라 칭해도 된다. 단, 하향 링크 빔 포밍을 위해 단말 장치(1)가 행하는 처리를 단말기 수신 빔 처리라 칭하고, 하향 링크 빔 포밍을 위해 기지국 장치(3)가 행하는 처리를 기지국 송신 빔 처리 또는 하향 링크 프리코딩이라 칭해도 된다. 트랜스폼 프리코딩에는, 레이어 맵핑에 의해 생성된, 1개 또는 복수의 레이어에 대한 복소 변조 심볼이 입력된다. 트랜스폼 프리코딩은, 복소수 심볼의 블록을, 1개의 OFDM 심볼에 대응하는 각각의 레이어마다의 세트로 분할하는 처리여도 된다. OFDM이 사용되는 경우에는, 트랜스폼 프리코딩에서의 DFT(Discrete Fourier Transform)의 처리는 필요하지 않을지도 모른다. 프리코딩은, 트랜스폼 프리코더로부터의 얻어진 벡터의 블록을 입력으로 하여, 리소스 엘리먼트에 맵핑하는 벡터의 블록을 생성하는 것이어도 된다. 공간 다중의 경우, 리소스 엘리먼트에 맵핑하는 벡터의 블록을 생성할 때에, 프리코딩 매트릭스의 1개를 적응해도 된다. 이 처리를, 디지털 빔 포밍이라 칭해도 된다. 또한, 프리코딩은, 아날로그 빔 포밍과 디지털 빔 포밍을 포함하여 정의되어도 되고, 디지털 빔 포밍으로서 정의되어도 된다. 프리코딩된 신호에 빔 포밍이 적용되도록 해도 되고, 빔 포밍이 적용된 신호에 프리코딩이 적용되도록 해도 된다. 빔 포밍은, 아날로그 빔 포밍을 포함하고 디지털 빔 포밍을 포함하지 않아도 되고, 디지털 빔 포밍과 아날로그 빔 포밍의 양쪽을 포함해도 된다. 빔 포밍된 신호, 프리코딩된 신호, 또는 빔 포밍 및 프리코딩된 신호를 빔이라 칭해도 된다. 빔의 인덱스는 프리코딩 매트릭스의 인덱스여도 된다. 빔의 인덱스와 프리코딩 매트릭스의 인덱스가 독립적으로 정의되어도 된다. 빔의 인덱스로 나타내어진 빔에 프리코딩 매트릭스의 인덱스로 나타내어지는 프리코딩 매트릭스를 적용하여 신호를 생성해도 된다. 프리코딩 매트릭스의 인덱스로 나타내어지는 프리코딩 매트릭스를 적용한 신호에, 빔의 인덱스로 나타내어진 빔 포밍을 적용하여 신호를 생성해도 된다. 디지털 빔 포밍은, 주파수 방향의 리소스(예를 들어, 서브 캐리어의 세트)에 상이한 프리코딩 매트릭스를 적응하는 것일지도 모른다.
단, 1OFDM 심볼로 기지국 장치(3)로부터 복수의 기지국 송신 빔이 송신되어도 된다. 예를 들어, 기지국 장치(3)의 안테나 엘리먼트를 서브 어레이로 분할하여 각 서브 어레이에서 상이한 빔 포밍을 행해도 된다. 편파 안테나를 사용하여 각 편파에서 상이한 빔 포밍을 행해도 된다. 마찬가지로 1OFDM 심볼로 단말 장치(1)로부터 복수의 단말기 송신 빔이 송신되어도 된다.
본 실시 형태의 물리 채널 및 물리 신호에 대하여 설명한다.
도 1에 있어서, 단말 장치(1)와 기지국 장치(3)의 무선 통신에서는, 이하의 물리 채널이 사용된다. 물리 채널은, 상위층으로부터 출력된 정보를 송신하기 위해 사용된다.
·PBCH(Physical Broadcast CHannel)
·PCCH(Physical Control CHannel)
·PSCH(Physical Shared CHannel)
·PRACH(Physical Random Access CHannel)
PBCH는, 단말 장치(1)가 필요로 하는 중요한 시스템 정보(Essential information)를 포함하는 중요 정보 블록(MIB : Master Information Block, EIB : Essential Information Block)을 기지국 장치(3)가 통지하기 위해 사용된다. 여기서, 1개 또는 복수의 중요 정보 블록은, 중요 정보 메시지로서 송신되어도 된다. 예를 들어, 중요 정보 블록에는 프레임 번호(SFN : System Frame Number)의 일부 혹은 전부를 나타내는 정보(예를 들어, 복수의 프레임으로 구성되는 슈퍼 프레임 내에 있어서의 위치에 관한 정보)가 포함되어도 된다. 예를 들어, 무선 프레임(10㎳)은 1㎳의 서브 프레임의 10개로 구성되고, 무선 프레임은, 프레임 번호로 식별된다. 프레임 번호는, 1024에서 0으로 되돌아간다(Wrap around). 또한, 셀 내의 영역마다 상이한 중요 정보 블록이 송신되는 경우에는 영역을 식별할 수 있는 정보(예를 들어, 영역을 구성하는 기지국 송신 빔의 식별자 정보)가 포함되어도 된다. 여기서, 기지국 송신 빔의 식별자 정보는, 기지국 송신 빔(프리코딩)의 인덱스를 사용하여 나타내어져도 된다. 또한, 셀 내의 영역마다 상이한 중요 정보 블록(중요 정보 메시지)이 송신되는 경우에는 프레임 내의 시간 위치(예를 들어, 당해 중요 정보 블록(중요 정보 메시지)이 포함되는 서브 프레임 번호)를 식별할 수 있는 정보가 포함되어도 된다. 즉, 상이한 기지국 송신 빔의 인덱스가 사용된 중요 정보 블록(중요 정보 메시지)의 송신의 각각이 행해지는 서브 프레임 번호의 각각을 결정하기 위한 정보가 포함되어도 된다. 예를 들어, 중요 정보에는, 셀에의 접속이나 모빌리티를 위해 필요한 정보가 포함되어도 된다.
PCCH는, 상향 링크의 무선 통신(단말 장치(1)로부터 기지국 장치(3)의 무선 통신)의 경우에는, 상향 링크 제어 정보(Uplink Control Information : UCI)를 송신하기 위해 사용된다. 여기서, 상향 링크 제어 정보에는, 하향 링크의 채널의 상태를 나타내기 위해 사용되는 채널 상태 정보(CSI : Channel State Information)가 포함되어도 된다. 또한, 상향 링크 제어 정보에는, UL-SCH 리소스를 요구하기 위해 사용되는 스케줄링 요구(SR : Scheduling Request)가 포함되어도 된다. 또한, 상향 링크 제어 정보에는, HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat request ACKnowledgement)가 포함되어도 된다. HARQ-ACK는, 하향 링크 데이터(Transport block, Medium Access Control Protocol Data Unit : MAC PDU, Downlink-Shared Channel : DL-SCH)에 대한 HARQ-ACK를 나타내도 된다.
또한, PCCH는, 하향 링크의 무선 통신(기지국 장치(3)로부터 단말 장치(1)에의 무선 통신)의 경우에는, 하향 링크 제어 정보(Downlink Control Information : DCI)를 송신하기 위해 사용된다. 여기서, 하향 링크 제어 정보의 송신에 대하여, 1개 또는 복수의 DCI(DCI 포맷이라 칭해도 됨)가 정의된다. 즉, 하향 링크 제어 정보에 대한 필드가 DCI로서 정의되고, 정보 비트에 맵된다.
예를 들어, DCI로서, 스케줄링된 PSCH에 포함되는 신호가 하향 링크의 무선 통신인지 상향 링크의 무선 통신인지 나타내는 정보를 포함하는 DCI가 정의되어도 된다.
예를 들어, DCI로서, 스케줄링된 PSCH에 포함되는 하향 링크의 송신 기간을 나타내는 정보를 포함하는 DCI가 정의되어도 된다.
예를 들어, DCI로서, 스케줄링된 PSCH에 포함되는 상향 링크의 송신 기간을 나타내는 정보를 포함하는 DCI가 정의되어도 된다.
예를 들어, DCI로서, 스케줄링된 PSCH에 대한 HARQ-ACK를 송신하는 타이밍(예를 들어, PSCH에 포함되는 최후의 심볼로부터 HARQ-ACK 송신까지의 심볼수)을 나타내는 정보를 포함하는 DCI가 정의되어도 된다.
예를 들어, DCI로서, 스케줄링된 PSCH에 포함되는 하향 링크의 송신 기간, 갭, 및 상향 링크의 송신 기간을 나타내는 정보를 포함하는 DCI가 정의되어도 된다.
예를 들어, DCI로서, 1개의 셀에 있어서의 1개의 하향 링크의 무선 통신 PSCH(1개의 하향 링크 트랜스포트 블록의 송신)의 스케줄링을 위해 사용되는 DCI가 정의되어도 된다.
예를 들어, DCI로서, 1개의 셀에 있어서의 1개의 상향 링크의 무선 통신 PSCH(1개의 상향 링크 트랜스포트 블록의 송신)의 스케줄링을 위해 사용되는 DCI가 정의되어도 된다.
여기서, DCI에는, PSCH에 상향 링크 또는 하향 링크가 포함되는 경우에 PSCH의 스케줄링에 관한 정보가 포함된다. 여기서, 하향 링크에 대한 DCI를, 하향 링크 그랜트(downlink grant), 또는, 하향 링크 어사인먼트(downlink assignment)라고도 칭한다. 여기서, 상향 링크에 대한 DCI를, 상향 링크 그랜트(uplink grant), 또는, 상향 링크 어사인먼트(Uplink assignment)라고도 칭한다.
PSCH는, 매개 액세스(MAC : Medium Access Control)로부터의 상향 링크 데이터(UL-SCH : Uplink Shared CHannel) 또는 하향 링크 데이터(DL-SCH : Downlink Shared CHannel)의 송신에 사용된다. 또한, 하향 링크의 경우에는 시스템 정보(SI : System Information)나 랜덤 액세스 응답(RAR : Random Access Response) 등의 송신에도 사용된다. 상향 링크의 경우에는, 상향 링크 데이터와 함께 HARQ-ACK 및/또는 CSI를 송신하기 위해 사용되어도 된다. 또한, CSI만, 또는, HARQ-ACK 및 CSI만을 송신하기 위해 사용되어도 된다. 즉, UCI만을 송신하기 위해 사용되어도 된다.
여기서, 기지국 장치(3)와 단말 장치(1)는 상위층(higher layer)에 있어서 신호를 교환(송수신)한다. 예를 들어, 기지국 장치(3)와 단말 장치(1)는, 무선 리소스 제어(RRC : Radio Resource Control)층에 있어서, RRC 시그널링(RRC message : Radio Resource Control message, RRC information : Radio Resource Control information이라고도 칭해짐)을 송수신해도 된다. 또한, 기지국 장치(3)와 단말 장치(1)는, MAC(Medium Access Control)층에 있어서, MAC 컨트롤 엘리먼트를 송수신해도 된다. 여기서, RRC 시그널링, 및/또는, MAC 컨트롤 엘리먼트를, 상위층의 신호(higher layer signaling)라고도 칭한다. 여기에서의 상위층은, 물리층으로부터 본 상위층을 의미하기 때문에, MAC층, RRC층, RLC층, PDCP층, NAS층 등 중 1개 또는 복수를 포함해도 된다. 예를 들어, MAC층의 처리에 있어서 상위층이란, RRC층, RLC층, PDCP층, NAS층 등 중 1개 또는 복수를 포함해도 된다.
PSCH는, RRC 시그널링, 및, MAC 컨트롤 엘리먼트를 송신하기 위해 사용되어도 된다. 여기서, 기지국 장치(3)로부터 송신되는 RRC 시그널링은, 셀 내에 있어서의 복수의 단말 장치(1)에 대하여 공통의 시그널링이어도 된다. 또한, 기지국 장치(3)로부터 송신되는 RRC 시그널링은, 어떤 단말 장치(1)에 대하여 전용의 시그널링(dedicated signaling이라고도 칭함)이어도 된다. 즉, 단말 장치 고유(UE 스페시픽)의 정보는, 어떤 단말 장치(1)에 대하여 전용의 시그널링을 사용하여 송신되어도 된다. PSCH는, 상향 링크에 있어서 UE의 능력(UE Capability)의 송신에 사용되어도 된다.
또한, PCCH 및 PSCH는 하향 링크와 상향 링크에서 동일한 호칭을 사용하고 있지만, 하향 링크와 상향 링크에서 상이한 채널이 정의되어도 된다. 예를 들어, 하향 링크용의 PCCH를 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)로 정의하고, 상향 링크용의 PCCH를 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)로 정의해도 된다. 예를 들어, 하향 링크용의 PSCH를 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)로 정의하고, 상향 링크용의 PSCH를 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 정의해도 된다.
PRACH는, 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 위해 사용되어도 된다. PRACH는, 초기 커넥션 확립(initial connection establishment) 프로시저, 핸드오버 프로시저, 커넥션 재확립(connection re-establishment) 프로시저, 상향 링크 송신에 대한 동기(타이밍 조정), 및 상향 링크의 PSCH(UL-SCH) 리소스의 요구를 나타내기 위해 사용되어도 된다.
도 1에 있어서, 하향 링크의 무선 통신에서는, 이하의 하향 링크 물리 신호가 사용된다. 여기서, 하향 링크 물리 신호는, 상위층으로부터 출력된 정보를 송신하기 위해 사용되지 않지만, 물리층에 의해 사용된다.
·동기 신호(Synchronization signal : SS)
·참조 신호(Reference Signal : RS)
동기 신호는, 단말 장치(1)가 하향 링크의 주파수 영역 및 시간 영역의 동기를 취하기 위해 사용되어도 된다. 동기 신호는, PSS(Primary Synchronization Signal), 및/또는, SSS(Second Synchronization Signal)를 포함해도 된다. 또한, 동기 신호는, 하향 링크 빔 포밍에 있어서 기지국 장치(3)가 사용하는 기지국 송신 빔 및/또는 단말 장치(1)가 사용하는 단말기 수신 빔의 선택/식별/결정에 사용되어도 된다. 즉, 동기 신호는, 기지국 장치(3)에 의해 하향 링크 신호에 대하여 적용된 기지국 송신 빔의 인덱스를, 단말 장치(1)가 선택/식별/결정하기 위해 사용되어도 된다.
하향 링크의 참조 신호(이하, 간단히, 참조 신호라고도 기재함)는, 주로 단말 장치(1)가 물리 채널의 전반로 보상을 행하기 위해 사용된다. 즉, 하향 링크의 참조 신호에는, 복조 참조 신호가 포함되어도 된다. 하향 링크의 참조 신호는, 단말 장치(1)가 하향 링크의 채널 상태 정보를 산출하기 위해서도 사용되어도 된다. 즉, 하향 링크의 참조 신호에는, 채널 상태 정보 참조 신호가 포함되어도 된다. 또한, 하향 링크의 참조 신호는, 무선 파라미터나 서브 캐리어 간격 등의 뉴머럴로지나 FFT의 창 동기 등이 가능한 정도의 세밀한 동기(Fine synchronization)에 사용되어도 된다.
하향 링크 물리 채널 및 하향 링크 물리 신호를 총칭하여, 하향 링크 신호라 칭해도 된다. 상향 링크 물리 채널 및 상향 링크 물리 신호를 총칭하여, 상향 링크 신호라 칭해도 된다.
이하, 서브 프레임에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 서브 프레임이라 칭하지만, 리소스 유닛, 무선 프레임, 시간 구간, 시간 간격 등이라 칭해져도 된다.
도 2에, 서브 프레임(서브 프레임 타입)의 일례를 도시하고 있다. 도 2에 있어서, D는 하향 링크, U는 상향 링크를 나타내고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 어떤 시간 구간 내(예를 들어, 시스템에 있어서 1개의 UE에 대하여 할당해야만 하는 최소의 시간 구간)에 있어서는,
·하향 링크 파트
·갭
·상향 링크 파트 중 1개 또는 복수를 포함해도 된다.
도 2의 (a)는 어떤 시간 구간(예를 들어, 1UE에 할당 가능한 시간 리소스의 최소 단위)에서, 모두 하향 링크 송신에 사용되고 있는 예이며, 도 2의 (b)는 최초의 시간 리소스에서 예를 들어 PCCH를 통해 상향 링크의 스케줄링을 행하고, PCCH의 처리 지연 및 하향으로부터 상향의 전환 시간, 송신 신호의 생성을 위한 갭을 두고 상향 링크 신호를 송신한다. 도 2의 (c)는, 최초의 시간 리소스에서 하향 링크의 PCCH 및/또는 하향 링크의 PSCH의 송신에 사용되고, 처리 지연 및 하향으로부터 상향의 전환 시간, 송신 신호의 생성을 위한 갭을 두고 PSCH 또는 PCCH의 송신에 사용된다. 여기서, 일례로서는, 상향 링크 신호는 HARQ-ACK 및/또는 CSI, 즉 UCI의 송신에 사용되어도 된다. 도 2의 (d)는 최초의 시간 리소스에서 하향 링크의 PCCH 및/또는 하향 링크의 PSCH의 송신에 사용되고, 처리 지연 및 하향으로부터 상향의 전환 시간, 송신 신호의 생성을 위한 갭을 두고 상향 링크의 PSCH 및/또는 PCCH의 송신에 사용된다. 여기서, 일례로서는, 상향 링크 신호는 상향 링크 데이터, 즉 UL-SCH의 송신에 사용되어도 된다. 도 2의 (e)는 모두 상향 링크 송신(상향 링크의 PSCH 또는 PCCH)에 사용되고 있는 예이다.
상술한 하향 링크 파트, 상향 링크 파트는, LTE와 마찬가지로 복수의 OFDM 심볼로 구성되어도 된다.
여기서, 리소스 그리드가, 복수의 서브 캐리어와 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼에 의해 정의되어도 된다. 또한, 1개의 슬롯을 구성하는 서브 캐리어의 수는, 셀의 대역폭에 의존해도 된다. 1개의 하향 링크 파트, 상향 링크 파트를 구성하는 OFDM 심볼의 수는 1개 또는 2개 이상이어도 된다. 여기서, 리소스 그리드 내의 엘리먼트의 각각은 리소스 엘리먼트라 칭해진다. 또한, 리소스 엘리먼트는, 서브 캐리어의 번호와 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼 번호를 사용하여 식별되어도 된다.
본 실시 형태의 랜덤 액세스 수순(Random Access procedure)에 대하여 설명한다.
랜덤 액세스 수순은, 경합 베이스(contention based)와 비경합 베이스(non-Contention based)의 2개의 수순으로 분류된다.
경합 베이스의 랜덤 액세스 수순은, 기지국 장치(3)와 접속(통신)하고 있지 않은 상태로부터의 초기 액세스 시, 및/또는, 기지국 장치(3)와 접속 중이지만 단말 장치(1)에 송신 가능한 상향 링크 데이터 혹은 송신 가능한 사이드 링크 데이터가 발생한 경우의 스케줄링 리퀘스트 시 등에 행해진다.
단말 장치(1)에 송신 가능한 상향 링크 데이터가 발생하고 있는 것은, 송신 가능한 상향 링크 데이터에 대응하는 버퍼 스테이터스 리포트가 트리거되어 있는 것을 포함해도 된다. 단말 장치(1)에 송신 가능한 상향 링크 데이터가 발생하고 있는 것은, 송신 가능한 상향 링크 데이터의 발생에 기초하여 트리거된 스케줄링 리퀘스트가 펜딩되어 있는 것을 포함해도 된다.
단말 장치(1)에 송신 가능한 사이드 링크 데이터가 발생하고 있는 것은, 송신 가능한 사이드 링크 데이터에 대응하는 버퍼 스테이터스 리포트가 트리거되어 있는 것을 포함해도 된다. 단말 장치(1)에 송신 가능한 사이드 링크 데이터가 발생하고 있는 것은, 송신 가능한 사이드 링크 데이터의 발생에 기초하여 트리거된 스케줄링 리퀘스트가 펜딩되어 있는 것을 포함해도 된다.
비경합 베이스의 랜덤 액세스 수순은, 기지국 장치(3)로부터 지시된 단말 장치(1)가 사용하는 수순이며, 기지국 장치(3)와 단말 장치(1)가 접속 중이지만 핸드 오버나 이동국 장치의 송신 타이밍이 유효하지 않은 경우에, 신속히 단말 장치(1)와 기지국 장치(3) 사이의 상향 링크 동기를 취하기 위해 사용된다.
본 실시 형태에 있어서의 경합 베이스의 랜덤 액세스 수순에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 단말 장치(1)는, 랜덤 액세스 수순을 개시하기(initiate) 전에 상위층을 통해 랜덤 액세스 설정 정보를 수신한다. 해당 랜덤 액세스 설정 정보에는 하기의 정보 또는 하기의 정보를 결정/설정하기 위한 정보가 포함되어도 된다.
·랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 1개 또는 복수의 시간/주파수 리소스(PRACH 리소스라고도 칭해짐)(예를 들어, 이용 가능한 PRACH 리소스의 세트)
·1개 또는 복수의 랜덤 액세스 프리앰블 그룹
·이용 가능한 1개 또는 복수의 랜덤 액세스 프리앰블 혹은 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블에 있어서 이용 가능한 1개 또는 복수의 랜덤 액세스 프리앰블
·랜덤 액세스 응답의 윈도우 사이즈 및 충돌 해소(컨텐션 레졸루션 : Contention Resolution) 타이머(mac-Contention Resolution Timer)
·파워 램핑 스텝
·프리앰블 송신의 최대 송신 횟수
·프리앰블의 초기 송신 전력
·프리앰블 포맷에 기초하는 전력 오프셋
·1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 위해 이용 가능한 단말기 송신 빔의 최대수
단, 단말 장치(1)는, 1개 또는 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 수신하고, 해당 1개 또는 복수의 랜덤 액세스 설정 정보로부터 1개를 선택하여 랜덤 액세스 수순을 행해도 된다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 동작의 일례를 설명하는 흐름도이다. 단말 장치(1)는, 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 수신하고(S301), 수신한 복수의 랜덤 액세스 설정 정보 중에서, 랜덤 액세스 수순에 있어서 사용되는 랜덤 액세스 설정에 사용하는 랜덤 액세스 설정 정보를 선택한다(S302). 단말 장치(1)는, 선택한 랜덤 액세스 설정 정보에 기초하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한다(S303). 도 4는 본 실시 형태에 관한 기지국 장치(3)의 동작의 일례를 설명하는 흐름도이다. 기지국 장치(3)는, 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 송신하고(S401), 송신한 복수의 랜덤 액세스 설정 정보의 각각에 기초하여 송신되는 랜덤 액세스 프리앰블을 모니터한다(S402).
단, 단말 장치(1)는, 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 상이한 셀에서 수신해도 된다. 예를 들어, 단말 장치(1)는 기지국 장치(3)가 구성하는 제1 셀에서 수신한 랜덤 액세스 설정 정보와, 동일 또는 상이한 기지국 장치(3)가 구성하는 제2 셀에서 수신한 랜덤 액세스 설정 정보로부터 1개의 랜덤 액세스 설정 정보를 선택하여 랜덤 액세스 수순을 행해도 된다.
단, 1개 또는 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 단말 장치(1)가 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 기지국 장치(3)와는 상이한 기지국 장치(3)로부터 수신해도 된다. 예를 들어, 단말 장치(1)는 제1 셀을 형성하는 제1 기지국 장치(3)로부터 수신한 랜덤 액세스 설정 정보 중 적어도 1개에 기초하여 제2 셀을 형성하는 제2 기지국 장치(3)에 랜덤 액세스 프리앰블을 송신해도 된다.
단, 단말 장치(1)는, 상이한 기지국 송신 빔이 적용된 복수의 하향 링크 신호로 각각 랜덤 액세스 설정 정보를 수신해도 된다. 예를 들어, 단말 장치(1)는, 제1 기지국 송신 빔이 적용된 하향 링크 신호로 수신한 제1 랜덤 액세스 설정 정보와, 제2 기지국 송신 빔이 적용된 하향 링크 신호로 수신한 제2 랜덤 액세스 설정 정보로부터 1개의 랜덤 액세스 설정 정보를 선택하여 랜덤 액세스 수순을 행해도 된다. 기지국 장치(3)는, 단말 장치(1)가 선택한 랜덤 액세스 설정 정보에 기초하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신함으로써, 해당 단말 장치(1)에 하향 링크 신호를 송신할 때에 적용할 기지국 송신 빔을 결정해도 된다.
본 실시 형태에 관한 단말 장치(1)가, 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 수신하고, 해당 복수의 랜덤 액세스 설정 정보로부터 랜덤 액세스 수순에 사용하는 1개의 랜덤 액세스 설정 정보를 선택하는 경우의 선택 룰에 대하여 설명한다.
단말 장치(1)는, 기지국 장치(3)와의 사이의 전반로 특성에 기초하여 랜덤 액세스 수순에 사용하는 랜덤 액세스 설정 정보를 선택해도 된다. 단말 장치(1)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 하향 링크 참조 신호에 의해 측정한 전반로 특성에 기초하여 랜덤 액세스 수순에 사용하는 랜덤 액세스 설정 정보를 선택해도 된다.
단말 장치(1)는, 수신한 복수의 랜덤 액세스 설정 정보로부터 1개의 랜덤 액세스 설정 정보를 랜덤하게 선택해도 된다.
단말 장치(1)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 하향 링크 신호에 기초하여, 수신한 복수의 랜덤 액세스 설정 정보로부터 1개의 랜덤 액세스 설정 정보를 선택해도 된다. 단, 해당 하향 링크 신호는, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신처인 기지국 장치(3)로부터 수신한 것이어도 되고, 상이한 기지국 장치(3)로부터 수신한 것이어도 된다. 예를 들어, 제1 셀을 형성하는 제1 기지국 장치(3)로부터의 하향 링크 신호에 기초하여 선택한 랜덤 액세스 설정 정보를 제2 셀을 형성하는 제2 기지국 장치(3)와의 랜덤 액세스 수순에 사용해도 된다.
랜덤 액세스 설정 정보에 포함되는 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 1개 또는 복수의 PRACH 리소스의 정보는, 이용 가능한 단말기 송신 빔마다 독립적인 설정이어도 된다.
단, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 1개 또는 복수의 PRACH 리소스 중 적어도 1개는, 상향 링크 빔 스위핑을 행하지 않고 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 경우에 사용 가능한 리소스여도 된다. 단, 이용 가능한 1개 또는 복수의 PRACH 리소스 중 적어도 1개는, 상향 링크 빔 스위핑을 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 경우에 사용 가능한 리소스여도 된다. 단, 이용 가능한 1개 또는 복수의 PRACH 리소스 중 적어도 1개에 있어서, 상향 링크 빔 스위핑을 행하는 경우에 사용하는 리소스와, 상향 링크 빔 스위핑을 행하지 않는 경우에 사용하는 리소스가 주파수 및/또는 시간으로 분할되어 있어도 된다. 기지국 장치(3)는, 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용된 시간 및/또는 시간 리소스에 기초하여, 해당 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 단말 장치(1)가, 상향 링크 빔 스위핑을 행하였는지 여부, 혹은, 행할 수 있는지 여부를 식별해도 된다.
단, 이용 가능한 1개 또는 복수의 랜덤 액세스 프리앰블은, 이용 가능한 단말기 송신 빔마다 독립적인 설정이어도 된다. 예를 들어, 단말기 송신 빔마다 랜덤 액세스 프리앰블 그룹이 설정되고, 해당 랜덤 액세스 프리앰블 그룹마다, 사용 가능한 랜덤 액세스 프리앰블이 설정되어도 된다. 단, 각 단말기 송신 빔에 있어서의 랜덤 액세스 프리앰블의 최대 송신 횟수는, 이용 가능한 단말기 송신 빔 모두에 대하여 공통의 값이 설정되어도 된다.
도 5는 단말 장치(1)가 기지국 장치(3)에 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 위해 이용 가능한 단말기 송신 빔의 일례를 도시하는 개념도이다. 단말 장치(1)는, 빔 인덱스가 Ip1인 단말기 송신 빔 p1, 빔 인덱스가 Ip2인 단말기 송신 빔 p2, 빔 인덱스가 Ip3인 단말기 송신 빔 p3 및, 빔 인덱스가 Ip4인 단말기 송신 빔 p4 중 어느 것을 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한다. 단, 빔 인덱스 Ip1, Ip2, Ip3 및 Ip4는 각각 안테나 포트 번호 또는 안테나 포트 세트 번호여도 된다.
도 6은, 단말 장치(1)가, 기지국 장치(3)에 의해 복수의 상이한 기지국 송신 빔을 사용한 하향 링크 신호를 수신하는 경우를 도시하는 도면이다. 기지국 장치(3)는, 빔 인덱스가 Ib1인 기지국 송신 빔 b1, 빔 인덱스가 Ib2인 기지국 송신 빔 b2, 및/또는 빔 인덱스가 Ib3인 기지국 송신 빔 b3을 사용하여 하향 링크 신호를 단말 장치(1)에 송신한다. 단, 빔 b1, b2 및/또는 b3을 사용한 복수의 하향 링크 신호가 중복된 시간에서 송신되어도 되고, 상이한 시간에서 송신되어도 된다.
도 7은 랜덤 액세스 설정 정보를 수신한 하향 링크 신호에 사용된 기지국 송신 빔과 해당 랜덤 액세스 설정 정보에 나타내어지는 PRACH 리소스의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 빔 b1을 사용한 하향 링크 신호로 수신한 랜덤 액세스 설정 정보에는, PRACH 리소스 R1에 관한 정보가 나타내어져 있다. 빔 b2를 사용한 하향 링크 신호로 수신한 랜덤 액세스 설정 정보에는, PRACH 리소스 R2에 관한 정보가 나타내어져 있다. 빔 b3을 사용한 하향 링크 신호로 수신한 랜덤 액세스 설정 정보에는, PRACH 리소스 R3에 관한 정보가 나타내어져 있다. 단말 장치(1)는, 예를 들어 하향 링크 신호의 수신 특성에 기초하여 b1, b2, b3 중 어느 1개의 기지국 송신 빔이 사용된 하향 링크 신호의 랜덤 액세스 설정 정보를 선택하고, 해당 랜덤 액세스 설정 정보에 나타내어지는 R1, R2 또는 R3 중 어느 1개의 PRACH 리소스를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한다. 이와 같이 기지국 송신 빔에 대하여 상향 링크의 PRACH 리소스를 관련지음으로써, 기지국 송신 빔과 기지국 수신 빔에 상호 의존 관계가 있는 경우에는, 기지국 장치(3)는 랜덤 액세스 프리앰블을 적절한 기지국 수신 빔을 사용한 상태에서 수신할 수 있다.
랜덤 액세스 설정 정보에 포함되는 이용 가능한 1개 또는 복수의 PRACH 리소스로서, 각각 랜덤 액세스 프리앰블을 송신 가능한 서브 프레임 번호, 시스템 프레임 번호, 심볼 번호, 이용 가능한 단말기 송신 빔, 및/또는, 프리앰블의 포맷이 설정되어도 된다.
도 8은, 랜덤 액세스 설정 정보에 있어서, 이용 가능한 PRACH 리소스의 세트로서 송신 가능한 서브 프레임 번호가 나타내어지는 경우의 테이블의 일례이다. 도 8에서는, PRACH 설정 인덱스로서 0, 1, 2, 3이 설정 가능하고, 각각 서브 프레임 번호 i1, i2, i3, i4가 이용 가능한 것이 도시되어 있다. 단, 각 PRACH 설정 인덱스에 있어서 이용 가능한 서브 프레임 번호는 시스템 프레임 내의 서브 프레임 번호 중 1개 또는 복수여도 된다. 단, PRACH 설정 인덱스의 각각에 대하여, 이용 가능한 시스템 프레임 번호가 나타내어져도 된다. 단, 이용 가능한 시스템 프레임 번호는, 홀수인지 짝수인지가 나타내어져도 된다. 단, PRACH 설정 인덱스의 각각에 대하여, 단말기 송신 빔마다 이용 가능한 심볼 번호가 나타내어져도 된다. 그 밖에, 임의의 시간 단위로의 시간 리소스를 지정하는 정보가 나타내어져도 된다. 단, PRACH 설정 인덱스의 각각에 대하여, 이용 가능한 프리앰블의 포맷이 나타내어져도 된다.
도 9는 PRACH 설정 인덱스, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용되는 단말기 송신 빔 및 이용 가능한 OFDM 심볼 번호의 인덱스의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 9에서는, PRACH 설정 인덱스가 0인 경우에, 제1 단말기 송신 빔을 사용한 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 OFDM 심볼 번호는 i1이고, 제2 단말기 송신 빔을 사용한 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 OFDM 심볼 번호는 i2인 것을 나타내고 있다. 또한, PRACH 설정 인덱스가 1인 경우에, 제1 단말기 송신 빔을 사용한 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 OFDM 심볼 번호는 i3이고, 제2 단말기 송신 빔을 사용한 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용 가능한 OFDM 심볼 번호는 i4인 것을 나타내고 있다.
단, 랜덤 액세스 설정 정보에, 단말 장치(1)가 이용 가능한 단말기 송신 빔의 수에 대응하는 복수의 PRACH 리소스가 나타내어져도 된다. 예를 들어, 랜덤 액세스 설정 정보에 의해 4개의 PRACH 리소스가 나타내어지고, 단말 장치(1)가 2개의 단말기 송신 빔을 이용 가능한 경우에, 해당 4개의 PRACH 리소스 중 2개 혹은 모두를 사용하여 2개의 단말기 송신 빔을 사용한 랜덤 액세스 프리앰블을 송신해도 된다.
단, 각 단말기 송신 빔에 있어서 이용 가능한 OFDM 심볼 번호는, 시스템에서 미리 정해져 있어도 된다. 예를 들어, PRACH 리소스에 의해 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 서브 프레임이 부여된 경우에, 해당 서브 프레임 내의 소정의 1개 또는 복수의 OFDM 심볼이 소정의 단말기 송신 빔에 사용되어도 된다.
도 10에 도시한 바와 같이, 경합 베이스의 랜덤 액세스 수순은 단말 장치(1)와 기지국 장치(3) 사이의 4종류의 메시지의 송수신에 의해 실현된다.
<메시지1(S800)>
송신 가능한 상향 링크 데이터 혹은 송신 가능한 사이드 링크 데이터가 발생한 단말 장치(1)는, 기지국 장치(3)에 대하여, 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH; Physical Random Access Channel)로 랜덤 액세스를 위한 프리앰블(랜덤 액세스 프리앰블이라 칭함)을 송신한다. 이 송신되는 랜덤 액세스 프리앰블을 메시지1 또는 Msg1이라 칭해도 된다. 랜덤 액세스 프리앰블은, 복수의 시퀀스에 의해 기지국 장치(3)에 정보를 통지하도록 구성된다. 예를 들어, 64종류의 시퀀스가 준비되어 있는 경우, 6비트의 정보를 기지국 장치(3)에 나타낼 수 있다. 이 정보는, 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(Random Access preamble Identifier)로서 나타내어진다. 프리앰블 시퀀스는, 프리앰블 인덱스를 사용하는 프리앰블 시퀀스 중에서 선택된다. 지정된 PRACH의 리소스에 있어서 송신 전력 PPRACH로, 선택된 랜덤 액세스 프리앰블이 송신된다.
<메시지2(S801)>
랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국 장치(3)는, 단말 장치(1)에 송신을 지시하기 위한 상향 링크 그랜트를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 생성하고, 생성한 랜덤 액세스 응답을 하향 링크의 PSCH로 단말 장치(1)에 송신한다. 랜덤 액세스 응답을, 메시지2 또는 Msg2라 칭해도 된다. 또한, 기지국 장치(3)는, 수신한 랜덤 액세스 프리앰블로부터 단말 장치(1)와 기지국 장치(3) 사이의 송신 타이밍의 어긋남을 산출하고, 해당 어긋남을 조정하기 위한 송신 타이밍 조정 정보(Timing Advance Command)를 메시지2에 포함시킨다. 또한, 기지국 장치(3)는, 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응한 랜덤 액세스 프리앰블 식별자를 메시지2에 포함시킨다. 또한, 기지국 장치(3)는, 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 단말 장치(1) 앞으로의 랜덤 액세스 응답을 나타내기 위한 RA-RNTI(랜덤 액세스 응답 식별 정보 : Random Access-Radio Network Temporary Identity)를, 하향 링크의 PCCH로 송신한다. RA-RNTI는, 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 물리 랜덤 액세스 채널의 주파수 및 시간의 위치 정보에 따라서 결정된다. 여기서, 메시지2(하향 링크의 PSCH)에는, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용된 단말기 송신 빔의 인덱스가 포함되어도 된다. 또한, 하향 링크의 PCCH 및/또는 메시지2(하향 링크의 PSCH)를 사용하여 메시지3의 송신에 사용되는 단말기 송신 빔을 결정하기 위한 정보가 송신되어도 된다. 여기서, 메시지3의 송신에 사용되는 단말기 송신 빔을 결정하기 위한 정보에는, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용된 프리코딩의 인덱스로부터의 차분(조정, 보정)을 나타내는 정보가 포함되어도 된다.
<메시지3(S802)>
랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 단말 장치(1)는, 해당 랜덤 액세스 프리앰블 송신 후의 복수의 서브 프레임 기간(RA 응답 윈도우라 칭해짐) 내에서, RA-RNTI에 의해 식별되는 랜덤 액세스 응답에 대한 하향 링크의 PCCH의 모니터링을 행한다. 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 단말 장치(1)는, 해당하는 RA-RNTI를 검출한 경우에, 하향 링크의 PSCH에 배치된 랜덤 액세스 응답의 복호를 행한다. 랜덤 액세스 응답의 복호에 성공한 단말 장치(1)는, 해당 랜덤 액세스 응답에, 송신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응한 랜덤 액세스 프리앰블 식별자가 포함되는지 여부를 확인한다. 랜덤 액세스 프리앰블 식별자가 포함되는 경우, 랜덤 액세스 응답에 나타내어지는 송신 타이밍 조정 정보를 사용하여 동기의 어긋남을 보정한다. 또한, 단말 장치(1)는 수신한 랜덤 액세스 응답에 포함되는 상향 링크 그랜트를 사용하여, 버퍼에 보관되어 있는 데이터를 기지국 장치(3)에 송신한다. 이때 상향 링크 그랜트를 사용하여 송신되는 데이터를 메시지3 또는 Msg3이라 칭한다.
또한, 단말 장치(1)는, 복호에 성공한 랜덤 액세스 응답이 일련의 랜덤 액세스 수순에 있어서 처음으로 수신에 성공한 것이었던 경우에, 송신하는 메시지3에 단말 장치(1)를 식별하기 위한 정보(C-RNTI)를 포함시켜 기지국 장치(3)에 송신한다.
<메시지4(S803)>
기지국 장치(3)는, 랜덤 액세스 응답으로 단말 장치(1)의 메시지3에 대하여 할당한 리소스로 상향 링크 송신을 수신하면, 수신한 메시지3에 포함되는 C-RNTI MAC CE를 검출한다. 그리고, 해당 단말 장치(1)와 접속을 확립하는 경우, 기지국 장치(3)는, 검출한 C-RNTI 앞으로 PCCH를 송신한다. 기지국 장치(3)는, 검출한 C-RNTI 앞으로 PCCH를 송신하는 경우, 해당 PCCH에 상향 링크 그랜트를 포함시킨다. 기지국 장치(3)가 송신하는 이들 PCCH는 메시지4, Msg4 혹은 컨텐션 레졸루션 메시지라 칭해진다.
메시지3을 송신한 단말 장치(1)는, 기지국 장치(3)로부터의 메시지4를 모니터링하는 기간을 정한 컨텐션 레졸루션 타이머를 개시하고, 타이머 내에서 기지국으로부터 송신되는 하향 링크의 PCCH의 수신을 시도한다. 메시지3에 의해 C-RNTI MAC CE를 송신한 단말 장치(1)는, 송신한 C-RNTI 앞으로의 PCCH를 기지국 장치(3)로부터 수신하고, 또한 해당 PCCH에 신규 송신을 위한 상향 링크 그랜트가 포함되어 있었던 경우, 다른 단말 장치(1)와의 컨텐션 레졸루션에 성공한 것으로 간주하고, 컨텐션 레졸루션 타이머를 정지하고, 랜덤 액세스 수순을 종료한다. 타이머 기간 내에서, 자장치가 메시지3에 의해 송신한 C-RNTI 앞으로의 PCCH의 수신을 확인할 수 없었던 경우에는, 컨텐션 레졸루션이 성공하지 못한 것으로 간주하고, 단말 장치(1)는 다시 랜덤 액세스 프리앰블의 송신을 행하여, 랜덤 액세스 수순을 속행한다. 단, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신을 소정 횟수 반복하고, 컨텐션 레졸루션에 성공하지 못한 경우에는, 랜덤 액세스에 문제가 있다고 판정하고, 상위층에 랜덤 액세스 프로블럼을 지시한다. 예를 들어, 상위층은, 랜덤 액세스 프로블럼에 기초하여 MAC 엔티티를 리셋해도 된다. 상위층에 의해 MAC 엔티티의 리셋을 요구받은 경우, 단말 장치(1)는 랜덤 액세스 수순을 스톱한다.
이상의 4개의 메시지의 송수신에 의해, 단말 장치(1)는 기지국 장치(3)와의 동기를 취하여, 기지국 장치(3)에 대한 상향 링크 데이터 송신을 행할 수 있다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 랜덤 액세스 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
단말 장치(1)는, 상위 레이어로부터의 정보에 기초하여 설정된 1개 또는 복수의 이용 가능한 랜덤 액세스 프리앰블로부터 1개를 선택한다(S1001). 단말 장치(1)는, 이용 가능한 PRACH 리소스에 있어서, 선택된 1개의 랜덤 액세스 프리앰블의 1개 또는 복수의 시간 구간마다(예를 들어 1개 또는 복수의 OFDM 심볼마다) 상이한 단말기 송신 빔을 적용하여, 스텝 S1001에서 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한다(S1002). 단, 스텝 S1002에 있어서, 상이한 단말기 송신 빔을 적용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한다란, 상이한 안테나 포트 또는 복수의 안테나 포트로 구성되는 상이한 안테나 포트 세트로 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 것이어도 된다. 단말 장치(1)는, 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 후에 하향 링크 신호를 모니터하고, 송신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하는 랜덤 액세스 응답을 수신한다(S1003). 예를 들어, 송신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하는 랜덤 액세스 응답이란, 송신한 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답이어도 된다. 단, 일정한 시간 내에서 송신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하는 랜덤 액세스 응답을 수신할 수 없었던 경우에는 다시 스텝 S1001로 되돌아가도 된다. 송신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하는 랜덤 액세스 응답을 수신한 단말 장치(1)는, 수신한 랜덤 액세스 응답에 나타내어지는 정보에 기초하여 결정한 단말기 송신 빔을 사용하여 메시지3을 송신한다(S1004). 단, 해당 랜덤 액세스 응답에 나타내어지는 정보는, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 이용한 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 나타내는 정보여도 된다.
도 12는 본 실시 형태에 관한 단말 장치(1)의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신의 일례를 도시하는 개념도이다.
도 12에 있어서, 1개의 랜덤 액세스 프리앰블은, 제1 프리앰블 계열을 제1 시간 구간, 제2 시간 구간, 제3 시간 구간 및 제4 시간 구간에 있어서 합계 4회 송신함으로써 구성된다. 단말 장치(1)는, 사용하는 단말기 송신 빔 수에 대응하여 각각의 시간 구간의 프리앰블 계열에 적용하는 송신 빔을 설정한다. 예를 들어, 빔 포밍을 행하지 않는 단말 장치(1)는, 어느 시간 구간에 있어서도 빔 포밍 처리를 행하지 않고 제1 프리앰블 계열을 4회 송신한다. 단, 항상 1개의 단말기 송신 빔을 사용하는 경우에, 단말 장치(1)는 모든 송신 구간에서 동일한 단말기 송신 빔을 사용해도 된다. 단말기 송신 빔을 2종류 사용하는 단말 장치(1)는, 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간에 있어서 제1 단말기 송신 빔을 사용하여 제1 프리앰블 계열을 2회 송신하고, 제3 시간 구간 및 제4 시간 구간에 있어서 제2 단말기 송신 빔을 사용하여 제1 프리앰블 계열을 2회 송신한다. 단말기 송신 빔을 4종류 사용하는 단말 장치(1)는, 제1 시간 구간에 있어서 제1 단말기 송신 빔을 사용하여 제1 프리앰블 계열을 송신하고, 제2 시간 구간에 있어서 제2 단말기 송신 빔을 사용하여 제1 프리앰블 계열을 송신하고, 제3 시간 구간에 있어서 제3 단말기 송신 빔을 사용하여 제1 프리앰블 계열을 송신하고, 제4 시간 구간에 있어서 제4 단말기 송신 빔을 사용하여 제1 프리앰블 계열을 송신한다.
단, 도 12에 있어서, 1개의 랜덤 액세스 프리앰블은 1서브 프레임 또는 복수의 서브 프레임에서 송신되어도 된다. 단, 도 12에 있어서, 제1 시간 구간, 제2 시간 구간, 제3 시간 구간 및 제4 시간 구간은 1개의 OFDM 심볼의 송신 시간, 복수의 OFDM 심볼의 송신 시간, 1슬롯 또는 1서브 프레임이어도 된다. 단, 도 12의 예에서는, 시간 구간은 4개로 하였지만 임의의 수의 시간 구간이 사용되어도 된다. 예를 들어, 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 구성하는 시간 구간의 수는 1서브 프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수여도 된다.
단, 도 12에 있어서, 1개의 랜덤 액세스 프리앰블은 모든 시간 구간에 있어서 제1 프리앰블 계열을 송신하는 예를 나타냈지만, 시간 구간마다, 혹은 단말기 송신 빔마다 상이한 프리앰블 계열이 사용되어도 된다. 단, 랜덤 액세스 프리앰블을 구성하는 프리앰블 계열의 계열 길이는, 단말 장치(1)가 사용하는 단말기 송신 빔 수에 따라 상이해도 된다.
단, 본 실시 형태에서는, 1개의 프리앰블 계열을 복수회 송신한 것을 랜덤 액세스 프리앰블이라 칭하고 있지만, 프리앰블 계열을 1회 송신한 것을 랜덤 액세스 프리앰블이라 칭해도 된다. 예를 들어, 복수의 시간 구간에서 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 해당 복수의 랜덤 액세스 프리앰블의 각각에서 상이한 송신 빔이 사용되어도 된다.
도 12의 예에 도시된 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국 장치(3)는, 제1 시간 구간, 제2 시간 구간, 제3 시간 구간 또는 제4 시간 구간 중 어느 1개를 나타내는 정보를, 랜덤 액세스 응답에 포함시켜도 된다. 이에 의해, 예를 들어 4종류의 단말기 송신 빔을 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 단말 장치(1)에 대한 랜덤 액세스 응답에 제2 시간 구간을 나타내는 정보가 포함되는 경우, 해당 랜덤 액세스 응답을 수신한 단말 장치(1)는, 제2 단말기 송신 빔이 적절한 단말기 송신 빔인 것을 알고, 메시지3에 대하여 제2 단말기 송신 빔을 적용할 수 있다. 또한, 기지국 장치(3)는 각각의 시간 구간에 있어서의 프리앰블 계열의 상관을 확인하고, 가장 상관이 높은 시간 구간의 정보를 송신하면 되고, 기지국 장치(3)가 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용된 단말기 송신 빔의 수나 종류에 대하여 상관없이, 단말 장치(1)에 의한 적절한 단말기 송신 빔의 선택 처리가 행해진다.
도 13은 본 실시 형태에 관한 기지국 장치(3)의 랜덤 액세스 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
기지국 장치(3)는 PRACH 리소스 내의 복수의 시간 구간에서 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한다(S2001). 기지국 장치(3)는 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대하여, 이용 가능한 1개 또는 복수의 프리앰블 계열의 각각과의 시간 구간마다의 상관 특성을 계측한다(S2002). 기지국 장치(3)는, 계측한 시간 구간마다의 상관 특성에 기초하여, 수신 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하는 인덱스 정보와 랜덤 액세스 프리앰블의 수신에 사용한 복수의 시간 구간 중 1개를 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 송신한다(S2003). 단, 랜덤 액세스 응답에 포함되는 인덱스 정보 및 복수의 시간 구간 중 1개를 나타내는 정보는, 스텝 S2002에 있어서 가장 상관 피크가 높은 프리앰블 계열, 상관 피크의 시간 위치에 의해 결정된 정보여도 된다. 단, 복수의 시간 구간 중 1개를 나타내는 정보는, OFDM 심볼 번호여도 된다.
본 실시 형태에 관한 단말 장치(1)는, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 단말기 송신 빔을 기지국 장치(3)로부터의 하향 링크 신호의 수신에 사용하는 단말기 수신 빔에 기초하여 선택해도 된다. 예를 들어, 하향 링크 신호의 수신에 사용한 단말기 수신 빔(또는, 상기 하향 링크의 신호의 측정에 의해 가장 좋다고 판단된 단말기 수신 빔)과 관련지어져 있는(예를 들어, 하향 링크 신호로부터 추측하여 가장 좋은 전송 특성이 얻어지는) 1개 또는 복수의 단말기 송신 빔을 선택하여, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용해도 된다. 송신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하는 랜덤 액세스 응답을 수신할 수 없었던 경우에는, 사용하지 않은 단말기 송신 빔 중에서 상기 전송 특성이 가장 좋아진다고 추측되는 것을 선택해도 된다.
이하, 본 실시 형태에 있어서의 장치의 구성에 대하여 설명한다.
도 14는 본 실시 형태의 단말 장치(1)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다. 도시한 바와 같이, 단말 장치(1)는, 무선 송수신부(10), 및, 상위층 처리부(14)를 포함하여 구성된다. 무선 송수신부(10)는, 안테나부(11), RF(Radio Frequency)부(12), 및, 베이스 밴드부(13)를 포함하여 구성된다. 상위층 처리부(14)는, 매체 액세스 제어층 처리부(15), 및, 무선 리소스 제어층 처리부(16)를 포함하여 구성된다. 무선 송수신부(10)를 송신부, 수신부, 또는, 물리층 처리부라고도 칭한다.
상위층 처리부(14)는, 유저의 조작 등에 의해 생성된 상향 링크 데이터(트랜스포트 블록)를 무선 송수신부(10)에 출력한다. 상위층 처리부(14)는, 매체 액세스 제어(MAC : Medium Access Control)층, 패킷 데이터 통합 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol : PDCP)층, 무선 링크 제어(Radio Link Control : RLC)층, 무선 리소스 제어(Radio Resource Control : RRC)층의 일부 혹은 모든 처리를 행한다.
상위층 처리부(14)가 구비하는 매체 액세스 제어층 처리부(15)는, 매체 액세스 제어층의 처리를 행한다. 매체 액세스 제어층 처리부(15)는, 무선 리소스 제어층 처리부(16)에 의해 관리되고 있는 각종 설정 정보/파라미터에 기초하여, 스케줄링 리퀘스트의 전송의 제어를 행한다.
상위층 처리부(14)가 구비하는 무선 리소스 제어층 처리부(16)는, 무선 리소스 제어층의 처리를 행한다. 무선 리소스 제어층 처리부(16)는, 자장치의 각종 설정 정보/파라미터의 관리를 한다. 무선 리소스 제어층 처리부(16)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 상위층의 신호에 기초하여 각종 설정 정보/파라미터를 세트한다. 즉, 무선 리소스 제어층 처리부(16)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 각종 설정 정보/파라미터를 나타내는 정보에 기초하여 각종 설정 정보/파라미터를 세트한다. 상위층 처리부(14)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 랜덤 액세스 설정 정보에 기초하여, 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 1개 또는 복수의 단말기 송신 빔을 선택하는 기능을 가져도 된다. 상위층 처리부(14)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 복수의 랜덤 액세스 설정 정보 중에서, 랜덤 액세스 수순에 있어서 사용하는 1개의 랜덤 액세스 설정 정보를 선택하는 기능을 가져도 된다.
무선 송수신부(10)는, 변조, 복조, 부호화, 복호화 등의 물리층의 처리를 행한다. 무선 송수신부(10)는, 기지국 장치(3)로부터 수신한 신호를, 분리, 복조, 복호하고, 복호한 정보를 상위층 처리부(14)에 출력한다. 무선 송수신부(10)는, 랜덤 액세스 설정 정보를 수신한다. 무선 송수신부(10)는, 복수의 랜덤 액세스 설정 정보를 수신하는 기능을 가져도 된다. 무선 송수신부(10)는, 데이터를 변조, 부호화함으로써 송신 신호를 생성하고, 기지국 장치(3)에 송신한다. 무선 송수신부(10)는, 상위층 처리부(14)에서 선택한 1개 또는 복수의 단말기 송신 빔을 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국 장치(3)에 송신하는 기능을 가져도 된다. 무선 송수신부(10)는, 상위층 처리부(14)에서 선택한 랜덤 액세스 설정 정보에 기초하여 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국 장치(3)에 송신하는 기능을 가져도 된다.
RF부(12)는, 안테나부(11)를 통해 수신한 신호를, 직교 복조에 의해 베이스 밴드 신호로 변환하여(다운 컨버트 : down covert), 불필요한 주파수 성분을 제거한다. RF부(12)는, 처리를 한 아날로그 신호를 베이스 밴드부에 출력한다.
베이스 밴드부(13)는, RF부(12)로부터 입력된 아날로그 신호를, 디지털 신호로 변환한다. 베이스 밴드부(13)는, 변환한 디지털 신호로부터 CP(Cyclic Prefix)에 상당하는 부분을 제거하고, CP를 제거한 신호에 대하여 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT)을 행하여, 주파수 영역의 신호를 추출한다.
베이스 밴드부(13)는, 데이터를 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform : IFFT)하여, OFDM 심볼을 생성하고, 생성된 OFDM 심볼에 CP를 부가하여, 베이스 밴드의 디지털 신호를 생성하고, 베이스 밴드의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 베이스 밴드부(13)는, 변환한 아날로그 신호를 RF부(12)에 출력한다.
RF부(12)는, 로우 패스 필터를 사용하여 베이스 밴드부(13)로부터 입력된 아날로그 신호로부터 여분의 주파수 성분을 제거하고, 아날로그 신호를 반송파 주파수로 업 컨버트(up convert)하여, 안테나부(11)를 통해 송신한다. 또한, RF부(12)는 전력을 증폭한다. 또한, RF부(12)는 송신 전력을 제어하는 기능을 구비해도 된다. RF부(12)를 송신 전력 제어부라고도 칭한다.
도 15는 본 실시 형태의 기지국 장치(3)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다. 도시한 바와 같이, 기지국 장치(3)는, 무선 송수신부(30), 및, 상위층 처리부(34)를 포함하여 구성된다. 무선 송수신부(30)는, 안테나부(31), RF부(32), 및, 베이스 밴드부(33)를 포함하여 구성된다. 상위층 처리부(34)는, 매체 액세스 제어층 처리부(35), 및, 무선 리소스 제어층 처리부(36)를 포함하여 구성된다. 무선 송수신부(30)를 송신부, 수신부, 또는, 물리층 처리부라고도 칭한다. 또한 다양한 조건에 기초하여 각 부의 동작을 제어하는 제어부를 별도로 구비해도 된다.
상위층 처리부(34)는, 매체 액세스 제어(MAC : Medium Access Control)층, 패킷 데이터 통합 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol : PDCP)층, 무선 링크 제어(Radio Link Control : RLC)층, 무선 리소스 제어(Radio Resource Control : RRC)층의 일부 혹은 모든 처리를 행한다.
상위층 처리부(34)가 구비하는 매체 액세스 제어층 처리부(35)는, 매체 액세스 제어층의 처리를 행한다. 매체 액세스 제어층 처리부(35)는, 무선 리소스 제어층 처리부(36)에 의해 관리되고 있는 각종 설정 정보/파라미터에 기초하여, 스케줄링 리퀘스트에 관한 처리를 행한다.
상위층 처리부(34)가 구비하는 무선 리소스 제어층 처리부(36)는, 무선 리소스 제어층의 처리를 행한다. 무선 리소스 제어층 처리부(36)는, 물리 하향 링크 공용 채널에 배치되는 하향 링크 데이터(트랜스포트 블록), 시스템 정보, RRC 메시지, MAC CE(Control Element) 등을 생성하거나, 또는 상위 노드로부터 취득하여, 무선 송수신부(30)에 출력한다. 또한, 무선 리소스 제어층 처리부(36)는, 단말 장치(1) 각각의 각종 설정 정보/파라미터의 관리를 한다. 무선 리소스 제어층 처리부(36)는, 상위층의 신호를 통해 단말 장치(1) 각각에 대하여 각종 설정 정보/파라미터를 세트해도 된다. 즉, 무선 리소스 제어층 처리부(36)는, 각종 설정 정보/파라미터를 나타내는 정보를 송신/통지한다. 즉, 무선 리소스 제어층 처리부(36)는, 불특정 다수의 단말 장치(1)에 대하여 랜덤 액세스 설정 정보를 송신/통지한다.
무선 송수신부(30)는 랜덤 액세스 설정 정보를 송신하는 기능을 갖는다. 또한, 무선 송수신부(30)는, 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 기능과 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 포함하는 하향 링크 신호를 송신하는 기능을 갖는다. 그 밖에, 무선 송수신부(30)의 일부의 기능은, 무선 송수신부(10)와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 또한, 기지국 장치(3)가 1개 또는 복수의 송수신점(4)과 접속하고 있는 경우, 무선 송수신부(30)의 기능의 일부 혹은 전부가, 각 송수신점(4)에 포함되어도 된다.
또한, 상위층 처리부(34)는, 기지국 장치(3)간 혹은 상위의 네트워크 장치(MME, S-GW(Serving-GW))와 기지국 장치(3) 사이의 제어 메시지, 또는 유저 데이터의 송신(전송) 또는 수신을 행한다. 도 15에 있어서, 그 밖의 기지국 장치(3)의 구성 요소나, 구성 요소간의 데이터(제어 정보)의 전송 경로에 대해서는 생략되어 있지만, 기지국 장치(3)로서 동작하기 위해 필요한 그 밖의 기능을 갖는 복수의 블록을 구성 요소로서 갖는 것은 명백하다. 예를 들어, 무선 리소스 제어층 처리부(36)의 상위에는, 무선 리소스 관리(Radio Resource Management)층 처리부나, 어플리케이션층 처리부가 존재하고 있다.
또한, 도면 중의 「부」란, 섹션, 회로, 구성 장치, 디바이스, 유닛 등 용어에 의해서도 표현되는, 단말 장치(1) 및 기지국 장치(3)의 기능 및 각 수순을 실현하는 요소이다.
단말 장치(1)가 구비하는 부호 10 내지 부호 16이 붙여진 부의 각각은, 회로로서 구성되어도 된다. 기지국 장치(3)가 구비하는 부호 30 내지 부호 36이 붙여진 부의 각각은, 회로로서 구성되어도 된다.
이하, 본 발명의 일 양태에 있어서의, 단말 장치(1) 및 기지국 장치(3)의 양태에 대하여 설명한다.
(1) 본 발명의 제1 양태는, 단말 장치(1)로서, 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 상기 복수의 시간 구간 중 1개 또는 복수의 상기 시간 구간마다 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신에 사용하는 송신 빔(단말기 송신 빔)을 변경하는 송신부(10)와, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 모니터하는 수신부(10)를 구비하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(2) 본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 나타내는 정보는 OFDM 심볼 번호이다.
(3) 본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 송신부(10)는, 수신한 상기 제1 정보에 기초하여 결정된 송신 빔(단말기 송신 빔)을 사용하여 메시지3을 송신한다.
(4) 본 발명의 제2 양태는, 기지국 장치(3)로서, 단말 장치로부터 복수의 시간 구간에서 1개의 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 수신부(30)와, 상기 1개의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 상기 단말 장치에 송신하는 송신부(30)를 구비하고, 상기 랜덤 액세스 응답은, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 특정하기 위한 제1 정보를 포함한다.
(5) 본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 복수의 시간 구간 중 어느 1개를 나타내는 정보는 OFDM 심볼 번호이다.
(6) 본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 수신부(30)는, 상기 제1 정보에 기초하여 결정된 송신 빔(단말기 송신 빔)을 사용한 메시지3을 수신한다.
본 발명의 일 양태에 관한 장치에서 동작하는 프로그램은, 본 발명의 일 양태에 관한 실시 형태의 기능을 실현하도록, Central Processing Unit(CPU) 등을 제어하여 컴퓨터를 기능시키는 프로그램이어도 된다. 프로그램 혹은 프로그램에 의해 취급되는 정보는, 일시적으로 Random Access Memory(RAM) 등의 휘발성 메모리 혹은 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리나 Hard Disk Drive(HDD), 혹은 그 밖의 기억 장치 시스템에 저장된다.
또한, 본 발명의 일 양태에 관한 실시 형태의 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 기록해도 된다. 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어들여, 실행함으로써 실현해도 된다. 여기에서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, 장치에 내장된 컴퓨터 시스템이며, 오퍼레이팅 시스템이나 주변 기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다. 또한, 「컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체」란, 반도체 기록 매체, 광 기록 매체, 자기 기록 매체, 단시간 동적으로 프로그램을 유지하는 매체, 혹은 컴퓨터가 판독 가능한 그 밖의 기록 매체여도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 사용한 장치의 각 기능 블록, 또는 제반 특징은, 전기 회로, 예를 들어 집적 회로 혹은 복수의 집적 회로에서 실장 또는 실행될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능을 실행하도록 설계된 전기 회로는, 범용 용도 프로세서, 디지털 시그널 프로세서(DSP), 특정 용도용 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 또는 그 밖의 프로그래머블 논리 디바이스, 디스크리트 게이트 또는 트랜지스터 로직, 디스크리트 하드웨어 부품, 또는 이들을 조합한 것을 포함해도 된다. 범용 용도 프로세서는, 마이크로프로세서여도 되고, 종래 형의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 또는 스테이트 머신이어도 된다. 전술한 전기 회로는, 디지털 회로로 구성되어 있어도 되고, 아날로그 회로로 구성되어 있어도 된다. 또한, 반도체 기술의 진보에 의해 현재의 집적 회로를 대체하는 집적 회로화의 기술이 출현한 경우, 본 발명의 1 또는 복수의 양태는 당해 기술에 의한 새로운 집적 회로를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 본원 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 실시 형태에서는, 장치의 일례를 기재하였지만, 본원 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니고, 옥내외에 설치되는 거치형 또는 비가동형의 전자 기기, 예를 들어 AV 기기, 키친 기기, 청소·세탁 기기, 공조 기기, 오피스 기기, 자동 판매기, 그 밖의 생활 기기 등의 단말 장치 혹은 통신 장치에 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 또한, 본 발명의 일 양태는, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 상이한 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한, 상기 각 실시 형태에 기재된 요소이며, 마찬가지의 효과를 발휘하는 요소끼리를 치환한 구성도 포함된다.
본 발명의 일 양태는, 예를 들어 통신 시스템, 통신 기기(예를 들어, 휴대 전화 장치, 기지국 장치, 무선 LAN 장치, 혹은 센서 디바이스), 집적 회로(예를 들어, 통신 칩), 또는 프로그램 등에 있어서, 이용할 수 있다.
1(1A, 1B) : 단말 장치
3 : 기지국 장치
4 : 송수신점(TRP)
10 : 무선 송수신부
11 : 안테나부
12 : RF부
13 : 베이스 밴드부
14 : 상위층 처리부
15 : 매체 액세스 제어층 처리부
16 : 무선 리소스 제어층 처리부
30 : 무선 송수신부
31 : 안테나부
32 : RF부
33 : 베이스 밴드부
34 : 상위층 처리부
35 : 매체 액세스 제어층 처리부
36 : 무선 리소스 제어층 처리부

Claims (14)

  1. 단말 장치로서,
    수신 회로 - 상기 수신 회로는:
    기지국으로부터 하향 링크 신호들을 수신하고;
    랜덤 액세스 프리앰블의 송신을 위한 복수의 리소스 구성들을 나타내는 제1 정보를 수신하도록 구성되고,
    상기 리소스 구성들은 복수의 OFDM 심볼들 및 복수의 단말기 송신 빔들에 대응함 -;
    상기 하향 링크 신호들의 측정에 기초하여 상기 리소스 구성들 중 하나를 선택하도록 구성된 상위층 처리 회로 - 상기 리소스 구성들 중 하나는 상기 OFDM 심볼들 중 하나 및 상기 단말기 송신 빔들 중 하나에 대응함 -;
    상기 리소스 구성들 중 하나에 기초하여, 상기 OFDM 심볼들 중 하나 및 상기 단말기 송신 빔들 중 하나를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하도록 구성된 송신 회로; 및
    제2 정보를 모니터링하도록 구성된 모니터링 회로 - 상기 제2 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하고, 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 하나에만 응답하고, 상기 OFDM 심볼들 중 선택된 하나에 대응하는 OFDM 심볼 번호 및 슬롯 번호를 식별함 -
    를 포함하는, 단말 장치.
  2. 기지국으로서,
    송신 회로 - 상기 송신 회로는:
    단말 장치에 하향 링크 신호들을 송신하고;
    랜덤 액세스 프리앰블의 송신을 위한 복수의 리소스 구성들을 나타내는 제1 정보를 송신하도록 구성되고,
    상기 리소스 구성들은 복수의 OFDM 심볼들 및 복수의 단말기 송신 빔들에 대응함 -;
    상기 OFDM 심볼들 중 하나를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하도록 구성된 수신 회로를 포함하고,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은, 상기 단말 장치에 의해, 상기 리소스 구성들 중 하나에 기초하여 상기 단말기 송신 빔들 중 하나를 통해 송신되고,
    상기 리소스 구성들 중 하나는, 상기 단말 장치에 의해, 상기 하향 링크 신호들의 측정에 기초하여 선택되고,
    상기 리소스 구성들 중 하나는 상기 OFDM 심볼들 중 하나 및 상기 단말기 송신 빔들 중 하나에 대응하고,
    상기 송신 회로는 제2 정보를 송신하도록 추가로 구성되고,
    상기 제2 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하고, 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 하나에만 응답하고, 상기 OFDM 심볼들 중 하나에 대응하는 OFDM 심볼 번호 및 슬롯 번호를 식별하는, 기지국.
  3. 단말 장치를 위한 방법으로서,
    기지국으로부터 하향 링크 신호들을 수신하는 단계;
    랜덤 액세스 프리앰블의 송신을 위한 복수의 리소스 구성들을 나타내는 제1 정보를 수신하는 단계 - 상기 리소스 구성들은 복수의 OFDM 심볼들 및 복수의 단말기 송신 빔들에 대응함 -;
    상기 하향 링크 신호들의 측정에 기초하여 상기 리소스 구성들 중 하나를 선택하는 단계 - 상기 리소스 구성들 중 하나는 상기 OFDM 심볼들 중 하나 및 상기 단말기 송신 빔들 중 하나에 대응함 -;
    상기 리소스 구성들 중 하나에 기초하여, 상기 OFDM 심볼들 중 하나 및 상기 단말기 송신 빔들 중 하나를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계; 및
    제2 정보를 모니터링하는 단계 - 상기 제2 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하고, 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 하나에만 응답하고, 상기 OFDM 심볼들 중 하나에 대응하는 OFDM 심볼 번호 및 슬롯 번호를 식별함 -
    를 포함하는, 방법.
  4. 기지국을 위한 방법으로서,
    단말 장치에 하향 링크 신호들을 송신하는 단계;
    랜덤 액세스 프리앰블의 송신을 위한 복수의 리소스 구성들을 나타내는 제1 정보를 송신하는 단계 - 상기 리소스 구성들은 복수의 OFDM 심볼들 및 복수의 단말기 송신 빔들에 대응함 -;
    상기 OFDM 심볼들 중 하나를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 단계 - 상기 랜덤 액세스 프리앰블은, 상기 단말 장치에 의해, 상기 리소스 구성들 중 하나에 기초하여 상기 단말기 송신 빔들 중 하나를 통해 송신되고, 상기 리소스 구성들 중 하나는, 상기 단말 장치에 의해, 상기 하향 링크 신호들의 측정에 기초하여 선택되고, 상기 리소스 구성들 중 하나는 상기 OFDM 심볼들 중 하나 및 상기 단말기 송신 빔들 중 하나에 대응함 -; 및
    제2 정보를 송신하는 단계 - 상기 제2 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하고, 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 단말기 송신 빔들 중 상기 하나에만 응답하고, 상기 OFDM 심볼들 중 하나에 대응하는 OFDM 심볼 번호 및 슬롯 번호를 식별함 -
    를 포함하는, 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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