本発明に関する理解に役立つために、詳細な説明の一部として含まれる、添付図面は、本発明に係る実施形態を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的特徴を説明する。
以下、本発明に係る好ましい実施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で開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのものであり、本発明が実施されうる唯一の実施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、公知の構造および装置は省略されるか、または各構造および装置の核心(主要)機能を中心(重心)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)により行われてもよい。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network 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)、Node B、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、または移動性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器は、基地局の一部で、受信器は、端末の一部でありうる。アップリンクにおける送信器は、端末の一部で、受信器は、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接続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(登録商標)(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(登録商標))、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(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 LTEの進化(発展型)である。
本発明の実施形態は、無線接続システムであるIEEE 802、3GPPおよび3GPP2のうち、少なくとも一つに開示された標準文書により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あらわすために、説明しないステップまたは部分は、上記文書により裏付けられることができる。また、本文書に開示しているすべての用語は、上記標準文書により説明されることができる。
説明を明確にするために、3GPP LTE/LTE-Aを中心に述べるが、本発明の技術的特徴がこれに制限されることではない。
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 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の無線フレーム構造とを支援する。
図1(a)は、タイプ1無線フレームの構造を例示する。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。一つのサブフレームは、時間領域(time domain)において2個のスロット(slot)から構成される。一つのサブフレームを送信するのに掛かる時間をTTI(Transmission Time Interval)という。例えば、一つのサブフレームの長さは1msで、一つのスロットの長さは、0.5msでありうる。
一つのスロットは、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資源ブロック(RB:Resource Block)を含む。3GPP 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、一つのシンボル区間(symbol period)を表現するためのものである。OFDMシンボルは、一つのSC-FDMAシンボルまたはシンボル区間ということができる。資源ブロック(resource block)は、資源割り当て単位で、一つのスロットにおいて複数の連続する副搬送波(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、2個のハーフフレーム(half frame)から構成され、各ハーフフレームは、5個のサブフレームとDwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、保護区間(GP:Guard Period)およびUpPTS(Uplink Pilot Time Slot)とから構成され、この中で1個のサブフレームは、2個のスロットから構成される。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で使用される。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わせるのに使用される。保護区間は、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(マルチパス)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。
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およびダウンリンクが割り当てられ(または予約(リザーブ)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に示すように、無線フレームの各サブフレームごとに(別に)、「D」は、ダウンリンク送信のためのサブフレームを示し、「U」は、アップリンク送信のためのサブフレームを示し、「S」は、DwPTS、GP、UpPTS 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)を示す。アップリンク-ダウンリンク構成は、7通りに区分される(分ける)ことができ、各構成ごと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および/または数が異なる。
ダウンリンクからアップリンクに変更される時(とき)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(ポイント)(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と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が全て支援される。5ms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番サブフレームおよびDwPTSは、ダウンリンク送信だけのための区間である。UpPTSおよ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、基地局および端末がともに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。
無線フレームの構造は、一つの例示に過ぎず、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一つのダウンリンクスロットに関する資源グリッド(resource grid)を示した図である。
図2に示すように、一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、一つのダウンリンクスロットは、7個のOFDMシンボルを含み、一つの資源ブロックは、周波数領域において12個の副搬送波を含むことを例示として述べるが、これに限定されるものではない。
資源グリッド上において各要素(エレメント)(element)を資源要素(リソースエレメント)(resource element)とし、一つの資源ブロック(RB:Resource Block)は、12×7個の資源要素を含む。ダウンリンクスロットに含まれる資源ブロックの数NDLは、ダウンリンク送信帯域幅(bandwidth)に依存(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1番目のスロットにおいて、前(先頭)の最大3個のOFDMシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)であり、残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)が割り当てられるデータ領域(data region)である。3GPP LTEで使用されるダウンリンク制御チャネルの一例として、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1番目のOFDMシンボルで送信され、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、制御領域の大きさ)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、アップリンク資源割り当て情報、ダウンリンク資源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)の資源割り当ておよ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)の資源割り当て情報(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(上位階層)(upper-layer)制御メッセージに対する資源割り当て、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セット(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、一つまたは複数の連続するCCE(Control Channel Elements)のセットから構成される。CCEは、無線チャネルの状態に応じる符号化レート(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、複数の資源要素グループ(resource element group)に対応する。PDCCHのフォーマットおよび使用可能な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連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(オーナ)(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。
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、一つの端末は、PUCCHとPUSCHとを同時に送信しない。
一つの端末に対するPUCCHには、サブフレーム内における資源ブロック(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(で)周波数ホッピング(frequency hopping)されるという。
物理アップリンク制御チャネル(PUCCH)
PUCCHを介して送信されるアップリンク制御情報(UCI)は、スケジューリング要求(SR:Scheduling Request)、HARQ ACK/NACK情報およびダウンリンクチャネル測定情報を含むことができる。
・SR(Scheduling Request):アップリンクUL−SCH資源を要求するのに使用される情報である。OoK(On-off Keying)方式を利用して送信される。
・HARQ ACK/NACK:PDSCH上のダウンリンクデータパケットに対する応答信号である。ダウンリンクデータパケットが成功裏に受信されたか否かを示す。単一ダウンリンクコードワード(codeword)に対する応答としてACK/NACK1ビットが送信され、2個のダウンリンクコードワードに対する応答としてACK/NACK2ビットが送信される。
−CSI(Channel State Information):ダウンリンクチャネルに対するフィードバック情報である。CSIは、CQI(Channel Quality Indicator)、RI(rank indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、およびPTI(Precoding Type Indicator)のうち、少なくともいずれか一つを含むことができる。サブフレーム当たり(ごとに)、20ビットが使用される。
HARQ ACK/NACK情報は、PDSCH上のダウンリンクデータパケットのデコードが成功したか否かによって生成されることができる。従来の無線通信システムにおいて、ダウンリンク単一コードワード(codeword)の送信に対しては、ACK/NACK情報として1ビットが送信され、ダウンリンク2コードワード送信に対しては、ACK/NACK情報として2ビットが送信される。
チャネル測定情報は、多入力多出力(MIMO:Multiple Input Multiple Output)技法(方式)と関連したフィードバック情報を指し示し、チャネル品質指示子(CQI:Channel Quality Indicator)、プリコーディング行列(プレコーディングマトリックス)インデックス(PMI:Precoding Matrix Index)およびランク指示子(RI:Rank Indicator)を含むことができる。これらのチャネル測定情報を総称(通称)しCQIと表現することもできる。
CQIの送信のために、サブフレーム当たりの(ごとに)20ビットが使用されることができる。
PUCCHは、BPSK(Binary Phase Shift Keying)およびQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)技法を使用して変調されることができる。PUCCHを介して複数の端末の制御情報が送信されることができ、各端末の信号を区別するためにコード分割多重(CDM:Code Division Multiplexing)を行う場合に長さ12のCAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation)シーケンスを主に使用する。CAZACシーケンスは、時間領域(time domain)および周波数領域(frequency domain)において一定の大きさ(amplitude)を維持する特性を有するので、端末のPAPR(Peak-to-Average Power Ratio)またはCM(Cubic Metric)を低くしてカバレッジを増加させるのに適した性質を有する。また、PUCCHを介して送信されるダウンリンクデータ送信に対するACK/NACK情報は、直交シーケンス(orthogonal sequence)または直交カバー(OC:Orthogonal Cover)を利用してカバーリングされる。
また、PUCCH上に送信される制御情報は、互いに異なる循環(サイクリック)シフト(CS:Cyclic Shift)値を有する循環シフトされたシーケンス(cyclically shifted sequence)を利用して区別されることができる。循環シフトされたシーケンスは、基本シーケンス(base sequence)を特定CS量(cyclic shift amount)だけ循環シフトさせて生成できる。特定CS量は、循環シフトインデックス(CS index)により指示される。チャネルの遅延拡散(delay spread)によって使用可能な循環シフトの数は変わることができる。多様な種類のシーケンスが基本シーケンスとして使用されることができ、前述のCAZACシーケンスは、その一例である。
また、端末が一つのサブフレームにおいて送信できる制御情報の量は、制御情報の送信に利用可能なSC-FDMAシンボル(すなわち、PUCCHのコヒーレント(coherent)検出のための参照信号(RS)の送信に利用されるSC-FDMAシンボルを除いたSC-FDMAシンボル)の数に応じて決定されることができる。
3GPP LTEシステムにおけるPUCCHは、送信される制御情報、変調技法、制御情報の量などによって合計(総)7通りの異なるフォーマットで定義され、それぞれのPUCCHフォーマットに従って送信されるアップリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)の属性は、以下の表2のように要約できる。
PUCCHフォーマット1は、SRの単独送信に使用される。SR単独送信の場合には、変調されない波形が適用され、これについては後で詳述する。
PUCCHフォーマット1aまたは1bは、HARQ ACK/NACKの送信に使用される。任意のサブフレームにおいてHARQ ACK/NACKが単独で送信される場合には、PUCCHフォーマット1aまたは1bを使用することができる。または、PUCCHフォーマット1aまたは1bを使用してHARQ ACK/NACKおよびSRが同一サブフレームにおいて送信されることもできる。
PUCCHフォーマット2は、CQIの送信に使用され、PUCCHフォーマット2aまたは2bは、CQIおよびHARQ ACK/NACKの送信に使用される。拡張されたCPの場合には、PUCCHフォーマット2がCQIおよびHARQ ACK/NACKの送信に使用されることもできる。
PUCCHフォーマット3は、48ビットのエンコードされたUCIを運ぶのに使用される。PUCCHフォーマット3は、複数のサービングセルに対するHARQ ACK/NACK、SR(存在する場合)、および一つのサービングセルに対するCSI報告を運ぶことができる。
図5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PUCCHフォーマットがアップリンク物理資源ブロックのPUCCH領域にマッピングされる形態の一例を示す。
PUCCHフォーマット2/2a/2bについて説明する。PUCCHフォーマット2/2a/2bは、チャネル測定フィードバック(CQI、PMI、RI)を送信するための制御チャネルである。
チャネル測定フィードバック(以下、総称のCQI情報と表現)の報告周期および測定の対象になる周波数単位(または周波数解像度(resolution))は、基地局によって制御されることができる。時間領域において周期的および非周期的CQI報告が支援されることができる。PUCCHフォーマット2は、周期的報告だけに使用され、非周期的報告のためには、PUSCHが使用されることができる。非周期的報告の場合に、基地局は、端末にアップリンクデータ送信のためにスケジューリングされた資源に個別CQI報告を載せて送信することを指示できる。
図6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通常CPの場合のCQIチャネルの構造を示す。
一つのスロットのSC-FDMAシンボル0ないし6のうち、SC-FDMAシンボル1および5(2番目および6番目のシンボル)は、復調参照信号(DM RS:Demodulation Reference Signal)の送信に使用され、残りのSC-FDMAシンボルにおいてCQI情報が送信されることができる。一方、拡張されたCPの場合には、一つのSC-FDMAシンボル(SC-FDMAシンボル3)がDM RS送信に使用される。
PUCCHフォーマット2/2a/2bでは、CAZACシーケンスによる変調を支援し、QPSK変調されたシンボルが長さ12のCAZACシーケンスで掛け算される。シーケンスの循環シフト(CS)は、シンボルおよびスロットの間で変更される。DM RSに対して直交カバーリングが使用される。
一つのスロットに含まれる7個のSC-FDMAシンボルのうち、3個のSC-FDMAシンボル間隔だけ離れた2個のSC-FDMAシンボルには、参照信号(DM RS)が載せられ、残りの5個のSC-FDMAシンボルには、CQI情報が載せられる。一つのスロット内で二つのRSが使用されるのは、高速端末を支援するためである。また、各端末は、循環シフト(CS)シーケンスを使用して区分される。CQI情報シンボルは、SC-FDMAシンボル全体で変調されて伝達され、SC-FDMAシンボルは、一つのシーケンスから構成されている。すなわち、端末は、各シーケンスでCQIを変調して送信する。
一つのTTIで送信できるシンボル数は10個であり、CQI情報の変調は、QPSKまで決まっている。SC-FDMAシンボルに対してQPSKマッピングを使用する場合、2ビットのCQI値が載せられることができるので、一つのスロットに10ビットのCQI値を載せることができる。したがって、一つのサブフレームに最大20ビットのCQI値を載せることができる。CQI情報を周波数領域で拡散させるために周波数領域拡散符号を使用する。
周波数領域拡散符号には、長さ-12のCAZACシーケンス(例えば、ZCシーケンス)を使用することができる。各制御チャネルは、互いに異なる循環シフト(cyclic shift)値を有するCAZACシーケンスを適用して区分(識別)されることができる。周波数領域拡散されたCQI情報にIFFTが行われる。
12個の同等な間隔を有した循環シフトによって12個の相異なった端末が同じPUCCH RB上において直交多重化されることができる。通常CPの場合に、SC-FDMAシンボル1および5上の(拡張されたCPの場合はSC-FDMAシンボル3上の)DM RSシーケンスは、周波数領域上のCQI信号シーケンスと似ているが、CQI情報のような変調が適用されない。
PUCCHフォーマット1aおよび1bについて説明する。
PUCCHフォーマット1a/1bにおいてBPSKまたはQPSK変調方式を利用して変調されたシンボルは、長さ12のCAZACシーケンスで掛け算(multiply)される。例えば、変調シンボルd(0)に長さNのCAZACシーケンスr(n)(n=0, 1, 2, ..., N-1)が掛け算された結果は、y(0), y(1), y(2), ..., y(N-1)になる。y(0), ..., y(N-1) シンボルをシンボルブロック(block of symbol)と称することができる。変調シンボルにCAZACシーケンスを掛け算した後に、直交シーケンスを利用したブロック単位(block-wise)拡散が適用される。
通常ACK/NACK情報に対しては、長さ4のアダマール(Hadamard)シーケンスが使用され、短い(shortened)ACK/NACK情報および参照信号(Reference signal)に対しては、長さ3のDFT(Discrete Fourier Transform)シーケンスが使用される。
拡張されたCPの場合の参照信号に対しては、長さ2のアダマールシーケンスが使用される。
図7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通常CPの場合のACK/NACKチャネルの構造を示す。
図7では、CQIがなしで(を伴わずに)HARQ ACK/NACKを送信するためのPUCCHチャネル構造を例示する。
一つのスロットに含まれる7個のSC-FDMAシンボルのうち、中間部分の3個の連続するSC-FDMAシンボルには、参照信号(RS)が載せられ、残りの4個のSC-FDMAシンボルには、ACK/NACK信号が載せられる。
一方、拡張されたCPの場合には、中間の2個の連続するシンボルにRSが載せられることができる。RSに使用されるシンボルの数および位置は、制御チャネルによって変わることができ、これと関連したACK/NACK信号に使用されるシンボルの数および位置もそれにより変更されうる。
1ビットおよび2ビットの確認応答情報(スクランブリングされない状態)は、それぞれBPSKおよびQPSK変調技法を使用して、一つのHARQ ACK/NACK変調シンボルで表現されることができる。肯定確認応答(ACK)は、「1」にエンコードされることができ、否定(不正)確認応答(NACK)は、「0」にエンコードされることができる。
割り当てられる帯域内で制御信号を送信するとき、多重化容量を高めるために、2次元拡散が適用される。すなわち、多重化できる端末の数または制御チャネルの数を高める(増やす)ために、周波数領域拡散と時間領域拡散とを同時に適用する。
ACK/NACK信号を周波数領域で拡散させるために、周波数領域シーケンスを基本シーケンスとして使用する。周波数領域シーケンスとしては、CAZACシーケンスのうちの一つであるZadoff-Chu(ZC)シーケンスを使用することができる。例えば、基本シーケンスであるZCシーケンスに互いに異なる循環シフト(CS:Cyclic Shift)が適用されることによって、互いに異なる端末または互いに異なる制御チャネルの多重化が適用されることができる。HARQ ACK/NACK送信のためのPUCCH RBのためのSC-FDMAシンボルにおいて支援されるCS資源の数は、セル特定(固有)上位層シグナリングパラメータにより設定される。
周波数領域拡散されたACK/NACK信号は、直交拡散(spreading)コードを使用して時間領域で拡散される。直交拡散コードとしては、ウォルシュ・アダマール(Walsh-Hadamard)シーケンスまたはDFTシーケンスが使用されることができる。例えば、ACK/NACK信号は、4シンボルに対して長さ4の直交シーケンス(w0、w1、w2、w3)を利用して拡散されることができる。また、RSも長さ3または長さ2の直交シーケンスを介して拡散させる。これを直交カバーリング(OC:Orthogonal Covering)という。
前述のような周波数領域でのCS資源および時間領域でのOC資源を利用して、複数の端末がコード分割多重(CDM:Code Division Multiplexing)方式により多重化されることができる。すなわち、同じPUCCH RB上において多くの数の端末のACK/NACK情報およびRSが多重化されることができる。
このような時間領域拡散CDMに関して、ACK/NACK情報に対して支援される拡散コードの数は、RSシンボルの数によって制限される。すなわち、RS送信SC-FDMAシンボルの数は、ACK/NACK情報送信SC-FDMAシンボルの数より少ないから、RSの多重化容量(capacity)がACK/NACK情報の多重化容量に比べて少なくなる。
例えば、通常CPの場合に4個のシンボルにおいてACK/NACK情報が送信されることができるが、ACK/NACK情報のために4個でない3個の直交拡散コードが使用され、これは、RS送信シンボルの数が3個に制限されてRSのために3個の直交拡散コードだけが使用されることができるためである。
通常CPのサブフレームにおいて、一つのスロットで3個のシンボルがRS送信のために使用され、4個のシンボルがACK/NACK情報送信のために使用される場合に、例えば、周波数領域において6個の循環シフト(CS)および時間領域において3個の直交カバー(OC)資源を使用することができるならば、合計18個の相異なった端末からのHARQ確認応答が一つのPUCCH RB内で多重化されることができる。仮に、拡張されたCPのサブフレームにおいて一つのスロットで2個のシンボルがRS送信のために使用され、4個のシンボルがACK/NACK情報送信のために使用される場合に、例えば、周波数領域において6個の循環シフト(CS)および時間領域において2個の直交カバー(OC)資源を使用することができるならば、合計12個の相異なった端末からのHARQ確認応答が一つのPUCCH RB内で多重化されることができる。
次に、PUCCHフォーマット1について説明する。スケジューリング要求(SR)は、端末がスケジューリングされることを要求するか、または要求しない方式により送信される。SRチャネルは、PUCCHフォーマット1a/1bでのACK/NACKチャネル構造を再び使用し、ACK/NACKチャネル設計に基づいてOOK(On-Off Keying)方式で構成される。SRチャネルでは、参照信号が送信されない。したがって、通常CPの場合には、長さ7のシーケンスが利用され、拡張されたCPの場合には、長さ6のシーケンスが利用される。SRおよびACK/NACKに対して相異なった循環シフトまたは直交カバーが割り当てられることができる。すなわち、肯定(positive)SR送信のために、端末は、SR用として割り当てられた資源を介してHARQ ACK/NACKを送信する。否定(不正)(negative)SR送信のためには、端末は、ACK/NACK用として割り当てられた資源を介して、HARQ ACK/NACKを送信する。
次に、改善されたPUCCH(e-PUCCH)フォーマットについて説明する。e-PUCCHは、LTE-AシステムのPUCCHフォーマット3に対応できる。PUCCHフォーマット3を利用したACK/NACK送信には、ブロック拡散(block spreading)技法が適用されることができる。
ブロック拡散技法は、従来のPUCCHフォーマット1系列または2系列とは異なり、制御信号送信をSC-FDMA方式を利用して変調する方式である。図8において示すように、シンボルシーケンスがOCC(Orthogonal Cover Code)を利用して時間領域(domain)上において拡散されて送信されることができる。OCCを利用することによって同じRB上に複数の端末の制御信号が多重化されることができる。前述のPUCCHフォーマット2の場合には、一つのシンボルシーケンスが時間領域にわたって送信され、CAZACシーケンスのCS(Cyclic Shift)を利用して、複数の端末の制御信号が多重化されるのに対し、ブロック拡散基盤(ベースの)PUCCHフォーマット(例えば、PUCCHフォーマット3)の場合には、一つのシンボルシーケンスが周波数領域にわたって送信され、OCCを利用したとき、時間領域拡散を利用して複数の端末の制御信号が多重化される。
図8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一つのスロットの間に5個のSC-FDMAシンボルを生成して送信する一例を示す。
図8では、1スロットの間に一つのシンボルシーケンスに長さ=5(またはSF=5)のOCCを利用して5個のSC-FDMAシンボル(すなわち、データ部分)を生成して送信する例を示す。この場合、1スロットの間に2個のRSシンボルが使用されることができる。
図8の例において、RSシンボルは、特定循環シフト値が適用されたCAZACシーケンスから生成されることができ、複数のRSシンボルにわたって所定のOCCが適用された(または掛け算された)形態により送信されることができる。また、図8の例において各々のOFDMシンボル(またはSC-FDMAシンボル)ごとに12個の変調シンボルが使用され、各々の変調シンボルは、QPSKにより生成されると仮定すると、一つのスロットにおいて送信できる最大ビット数は、12x2=24ビットとなる。したがって、2個のスロットで送信できるビット数は、合計48ビットとなる。このようにブロック拡散方式のPUCCHチャネル構造を使用する場合、既存のPUCCHフォーマット1系列および2系列に比べて拡張された大きさの制御情報の送信が可能になる。
キャリアアグリゲーション(併合)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)支援環境をすべて含む。すなわち、本発明で用いられるマルチキャリアシステムまたはキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)システムは、広帯域を支援するために、目標とする広帯域を構成するときに目標帯域より小さな帯域幅(bandwidth)を有する一つまたは複数のコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)をアグリゲーション(集約)(aggregation)して使用するシステムのことをいう。
本発明においてマルチキャリアは、キャリアのアグリゲーション(または、搬送波集成)を意味し、このとき、キャリアのアグリゲーションは、隣接した(contiguous)キャリア間のアグリゲーションだけでなく、隣接していない(non-contiguous)キャリア間のアグリゲーションを全部意味する。また、ダウンリンクとアップリンクとの間で、集約(集成)されるコンポーネントキャリアの数は、異なって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とする)の数とアップリンクコンポーネントキャリア(以下、UL CCとする)の数とが同じ場合を対称(symmetric)アグリゲーション(集成)といい、その数が異なる場合を非対称(asymmetric)アグリゲーションという。このようなキャリアアグリゲーションは、搬送波アグリゲーション、帯域幅アグリゲーション(bandwidth aggregation)、スペクトルアグリゲーション(spectrum aggregation)などのような用語と混用して使用されることができる。
二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帯域幅まで支援することを目標とする。目標帯域より小さな帯域幅を有する一つまたは複数のキャリアを結合するときに、結合するキャリアの帯域幅は、従来のIMTシステムとの互換性(backward compatibility)を維持するために、従来のシステムにおいて使用する帯域幅に制限できる。例えば、従来の3GPP LTEシステムでは、{1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz帯域幅を支援し、3GPP LTE-advancedシステム(すなわち、LTE-A)では、既存システムとの互換性のために上記の帯域幅だけを利用して20MHzより大きな帯域幅を支援するようにすることができる。また、本発明で用いられるキャリアアグリゲーションシステムは、既存システムで使用する帯域幅と関係なく新しい帯域幅を定義してキャリアアグリゲーションを支援するようにすることができる。
LTE-Aシステムは、無線資源を管理するために、セル(cell)の概念を使用する。
上述のキャリアアグリゲーション環境は、マルチ(多重)セル(multiple cells)環境と称することができる。セルは、ダウンリンク資源(DL CC)とアップリンク資源(UL CC)との一対の組み合わせとして定義されるが、アップリンク資源は、必須要素ではない。したがって、セルは、ダウンリンク資源単独、またはダウンリンク資源とアップリンク資源とから構成されることができる。特定端末がただ一つの設定されたサービングセル(configured serving cell)を有する場合、1個のDL CCおよび1個のUL CCを有することができるが、特定端末が2個以上の設定されたサービングセルを有する場合には、セルの数だけのDL CCを有し、UL CCの数は、それと同一であるか、またはそれより小さくなりうる。
または、それと反対にDL CCとUL CCとが構成されることもできる。すなわち、特定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がより多いキャリアアグリゲーション環境も支援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、各々キャリア周波数(セルの重心周波数)が互いに異なる二つ以上のセルのアグリゲーションと理解されることができる。ここで、言う「セル(Cell)」は、一般に使用される基地局がカバーする領域としての「セル」とは区分されなければならない。
LTE-Aシステムにおいて使用されるセルは、プライマリセル(PCell:Primary Cell)およびセカンダリセル(SCell:Secondary Cell)を含む。PセルおよびSセルは、サービングセル(Serving Cell)として使用されることができる。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ないか、またはキャリアアグリゲーションを支援しない端末の場合、Pセルだけから構成されたサービングセルがただ一つ存在する。それに対し、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、一つまたは複数のサービングセルが存在でき、全体のサービングセルには、Pセルと一つまたは複数のSセルが含まれる。
サービングセル(PセルおよびSセル)は、RRCパラメータを介して設定されることができる。PhysCellIdは、セルの物理層(階層)識別子であって、0から503までの定数値を有する。SCellIndexは、Sセルを識別するために使用される簡略な(short)識別子であって、1から7までの定数値を有する。ServCellIndexは、サービングセル(PセルまたはSセル)を識別するために使用される簡略(short)識別子であって、0から7までの定数値を有する。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において最も小さなセルID(またはセルインデックス)を有するセルがPセルになる。
Pセルは、プライマリ周波数(または、primary CC)上において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、または接続再設定過程を行うのに使用されることができ、ハンドオーバ過程で指示されたセルを称することができる。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(重心)になるセルを意味する。すなわち、端末は、自体(自分)のPセルにおいてPUCCHを割り当てられて送信でき、システム情報を獲得するか、またはモニタリング手順を変更するのにPセルだけを利用できる。E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)は、キャリアアグリゲーション環境を支援する端末に移動性制御情報(mobility Control Info)を含む上位層のRRC接続再設定(RRCConnectionReconfigutaion)メッセージを利用して、ハンドオーバ手順のためにPセルだけを変更することもできる。
Sセルは、セカンダリ周波数(または、Secondary CC)上において動作するセルを意味できる。特定端末にPセルは、一つだけが割り当てられ、Sセルは、一つまたは複数が割り当てられることができる。Sセルは、RRC接続が設定された後に構成可能であり、追加の(追加的な)無線資源を提供するの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支援する端末に追加するとき、RRC_CONNECTED状態にある関連したセルの動作と関連したすべてのシステム情報を特定(専用)シグナル(dedicated signal)を介して提供できる。システム情報の変更は、関連したSセルの解放(解除)および追加によって制御されることができ、このとき、上位層のRRC接続再設定(RRCConnectionReconfigutaion)メッセージを利用できる。E-UTRANは、関連したSセル内でブロードキャストするより、端末ごとに異なったパラメータを有する特定シグナリング(dedicated signaling)を行うことができる。
初期セキュリティ活性化過程が始まった以後に、E-UTRANは、接続設定過程で初期に構成されるPセルに追加(付加)して、一つまたは複数のSセルを含むネットワークを構成できる。キャリアアグリゲーション環境でPセルおよびSセルは、各々のコンポーネントキャリアとして動作できる。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セルと同じ意味として使用されることができ、セカンダリコンポーネントキャリア(SCC)は、Sセルと同じ意味として使用されることができる。
図9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コンポーネントキャリアおよびキャリアアグリゲーションの一例を示す。
図9(a)は、LTEシステムにおいて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およびUL CCがある。一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9(b)は、LTE_Aシステムにおいて使用されるキャリアアグリゲーション構造を示す。図9(b)の場合に、20MHzの周波数の大きさを有する3個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およびUL CCがそれぞれ3個ずつあるが、DL CCおよびUL CCの数に制限はない。キャリアアグリゲーションの場合、端末は、3個のCCを同時にモニタリングでき、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/データを送信できる。
仮に、特定セルにおいてN個のDL CCが管理される場合には、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。このとき、端末は、M個の制限されたDL CCだけをモニタリングし、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に優先順位をつけて主な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は、必ずモニタリング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全く同様に適用されることができる。
ダウンリンク資源の搬送波周波数(またはDL CC)とアップリンク資源の搬送波周波数(または、UL CC)との間のリンケージ(リンク)(linkage)は、RRCメッセージのような上位層メッセージまたは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)によって定義されるリンケージによって、DL資源とUL資源との組み合わせが構成されることができる。具体的には、リンケージは、ULグラントを運ぶPDCCHが送信されるDL CCと上記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(またはUL CC)とHARQ ACK/NACK信号が送信されるUL CC(またはDL CC)との間のマッピング関係を意味することもできる。
クロスキャリアスケジューリング(Cross Carrier Scheduling)
キャリアアグリゲーションシステムでは、キャリア(もしくは搬送波)またはサービングセル(Serving Cell)に対するスケジューリングの観点で、セルフスケジューリング(Self-Scheduling)方法およびクロスキャリアスケジューリング(Cross Carrier Scheduling)方法の2通りがある。クロスキャリアスケジューリングは、クロスコンポーネントキャリアスケジューリング(Cross Component Carrier Scheduling)またはクロスセルスケジューリング(Cross Cell Scheduling)と称することができる。
クロスキャリアスケジューリングは、PDCCH(DL Grant)およびPDSCHがそれぞれ異なるDL CCで送信されるか、またはDL CCから送信されたPDCCH(UL Grant)によって送信されるPUSCHがULグラントを受信したDL CCとリンクされているUL CCでない他のUL CCを介して送信されることを意味する。
クロスキャリアスケジューリングを行うかどうかは、端末固有(特定)(UE-specific)に活性化または非活性化されることができ、上位層シグナリング(例えば、RRC signaling)を介して半静的(セミスタティック)(semi-static)に各端末ごとに知られることができる。
クロスキャリアスケジューリングが活性化された場合、PDCCHに、該当PDCCHが指示するPDSCH/PUSCHがどのDL/UL CCを介して送信されるかを知らせるキャリア指示子フィールド(CIF:Carrier Indicator Field)が必要である。例えば、PDCCHは、PDSCH資源またはPUSCH資源をCIFを利用して複数のコンポーネントキャリアのうちの何れか一つに割り当てることができる。すなわち、DL CC上でのPDCCHが多重集約(アグリゲーション)されたDL/UL CCのうちの何れか一つにPDSCHまたはPUSCH資源を割り当てる場合、CIFが設定される。この場合、LTE-A Release-8のDCIフォーマットは、CIFによって拡張されることができる。このとき、設定されたCIFは、3bitフィールドに固定されるか、または設定されたCIFの位置は、DCIフォーマットの大きさと無関係に固定されることができる。また、LTE-A Release-8のPDCCH構造(同一コーディングおよび同じCCEに基づく(基盤の)資源マッピング)を再使用することもできる。
これに対し、DL CC上のPDCCHが同じDL CC上のPDSCH資源を割り当てるか、または単一リンクされたUL CC上のPUSCH資源を割り当てる場合には、CIFが設定されない。この場合、LTE-A Release-8と同じPDCCH構造(同一コーディングおよび同じCCEに基づく(基盤の)資源マッピング)とDCIフォーマットとが使用されることができる。
クロスキャリアスケジューリングが可能であるとき、端末は、CC別送信モードおよび/または帯域幅に応じてモニタリングCCの制御領域において複数のDCIに対するPDCCHをモニタリングすることが必要である。したがって、これを支援できる検索空間の構成およびPDCCHモニタリングが必要である。
キャリアアグリゲーションシステムにおいて、端末DL CCセットは、端末がPDSCHを受信するようにスケジューリングされたDL CCのセットを示し、端末UL CCセットは、端末がPUSCHを送信するようにスケジューリングされたUL CCのセットを示す。また、PDCCHモニタリングセット(monitoring set)は、PDCCHモニタリングを行う少なくとも一つのDL CCのセットを示す。PDCCHモニタリングセットは、端末DL CCセットと同じであるか、または端末DL CCセットのサブセット(副集合)(subset)でありうる。PDCCHモニタリングセットは、端末DL CCセット内のDL CCのうち、少なくとも何れか一つを含むことができる。またはPDCCHモニタリングセットは、端末DL CCセットに関わらず別に定義されることができる。PDCCHモニタリングセットに含まれるDL CCは、リンクされたUL CCに対するセルフスケジューリング(self-scheduling)は、常に可能なように設定されることができる。このような、端末DL CCセット、端末UL CCセットおよびPDCCHモニタリングセットは、端末固有(特定)(UE-specific)、端末グループ固有(特定)(UE group-specific)またはセル固有(特定)(Cell-specific)に設定されることができる。
クロスキャリアスケジューリングが非活性化された場合には、PDCCHモニタリングセットが常に端末DL CCセットと同一であることを意味し、このような場合には、PDCCHモニタリングセットに対する別のシグナリングなどの指示を必要としない。しかしながら、クロスキャリアスケジューリングが活性化された場合には、PDCCHモニタリングセットが端末DL CCセット内で定義されることが好ましい。すなわち、端末に対してPDSCHまたはPUSCHをスケジューリングするために、基地局は、PDCCHモニタリングセットだけを介してPDCCHを送信する。
図10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クロスキャリアスケジューリングに応じるサブフレーム構造の一例を示す。
図10に示すように、LTE-A端末のためのDLサブフレームは、3個のDL CCが結合されており、DL CC(ダウンリンクコンポーネントキャリア)「A」は、PDCCHモニタリングDL CCに設定された場合を示す。CIFが使用されない場合、各DL CCは、CIFなしで(を利用せずに)自体のPDSCHをスケジューリングするPDCCHを送信できる。これに対し、CIFが上位層シグナリングを介して使用される場合、ただ一つのDL CC「A」だけがCIFを利用して自体のPDSCHまたは他のCCのPDSCHをスケジューリングするPDCCHを送信できる。このとき、PDCCHモニタリングDL CCに設定されないDL CC「B」および「C」は、PDCCHを送信しない。
ACK/NACKマルチプレクス方法
端末がeNBから受信される複数のデータユニットに該当する複数のACK/NACKを同時に送信しなければならない状況で、ACK/NACK信号の単一周波数特性を維持し、ACK/NACK送信電力を減らすために、PUCCH資源選択に基づいたACK/NACK多重化方法が考慮され得る。
ACK/NACK多重化とともに、複数のデータユニットに対するACK/NACK応答のコンテンツは、実際にACK/NACK送信に使用されるPUCCH資源とQPSK変調シンボルの資源との結合により識別される。
例えば、一つのPUCCH資源が4ビットを送信し、最大4個のデータユニットが送信され得る場合、ACK/NACKの結果は、下記の表3のようにeNBで識別(特定)されることができる。
上記表3においてHARQ−ACK(i)は、i番目のデータユニット(data unit)に対するACK/NACKの結果を表す。上記表3においてDTX(DTX(Discontinuous Transmission)は、該当するHARQ−ACK(i)のために送信されるデータユニットがないか、端末がHARQ−ACK(i)に対応するデータユニットを検出できないことを意味する。
ACK/NACKチャネル選択において、少なくとも一つのACKがある場合、NACKとDTXとは結合される(couple)。これは、予約された(reserved)PUCCH資源とQPSKシンボルとの組み合わせでは、全てのACK/NACK状態を表すことができないためである。しかし、ACKがなければ、DTXはNACKと分離される(decouple)。
この場合、1個の明確なNACKに該当するデータユニットにリンクされたPUCCH資源は、複数のACK/NACKの信号を送信するために再度予約されることができる。
セミパーシステント(半持続的)スケジューリング(Semi-Persistent Scheduling)
セミパーシステントスケジューリング(SPS:Semi-Persistent Scheduling)は、特定端末に資源を特定期間の間、持続的に維持されるように割り当てるスケジューリング方式である。
VoIP(Voice over Internet Protocol)のように、特定時間の間、一定量のデータが送信される場合には、資源割当のためにデータ送信区間毎に制御情報を送信する必要がないので、SPS方式を使用して制御情報の浪費を減らすことができる。いわゆるセミパーシステントスケジューリング(SPS:Semi-Persistent Scheduling)方法では、端末に資源が割り当てられ得る時間資源領域を先に割り当てる。
このとき、セミパーシステント割当方法では、特定端末に割り当てられる時間資源領域が周期性を有するように設定することができる。次いで、必要に応じて周波数資源領域を割り当てることにより、時間−周波数資源の割当を完成する。このように周波数資源領域を割り当てることをいわゆる活性化(Activation)と称することができる。セミパーシステント割当方法を使用する場合、1回のシグナリングにより一定期間の間資源割当が維持されるので、繰り返し資源割当を行う必要がなく、シグナリングオーバーヘッドを減らすことができる。
その後、上記端末に対する資源割当の必要がなくなると、周波数資源割当を解除するためのシグナリングを基地局から端末に送信することができる。このように周波数資源領域の割当を解除(解放)(release)することを非活性化(Deactivation)と称することができる。
現在、LTEでは、アップリンクおよび/またはダウンリンクに対するSPSのために、まず、RRC(Radio Resource Control)シグナリングを介してどのサブフレームでSPS送信/受信を行わなければならないかを端末に知らせる。すなわち、RRCシグナリングを介してSPSのために割り当てられる時間−周波数資源のうち、時間資源を先に指定する。使用され得るサブフレームを知らせるために、例えば、サブフレームの周期およびオフセットを知らせることができる。しかし、端末は、RRCシグナリングを介しては時間資源領域のみ割り当てられるので、RRCシグナリングを受けたとしても直ちにSPSによる送受信を行うものではなく、必要に応じて周波数資源領域を割り当てることにより、時間−周波数資源の割当を完成する。このように周波数資源領域を割り当てることを活性化(Activation)と称することができ、周波数資源領域の割当を解除(release)することを非活性化(Deactivation)と称することができる。
したがって、端末は、活性化を指示するPDCCHを受信した後に、その受信されたPDCCHに含まれたRB割当情報に応じて周波数資源を割り当て、MCS(Modulation and Coding Scheme)情報による変調(Modulation)および符号率(符号化レート)(Code Rate)を適用して、上記RRCシグナリングを介して割り当てられたサブフレーム周期およびオフセットにより送受信を始める。
次いで、端末は、基地局から非活性化を知らせるPDCCHを受信すると、送受信を中断する。送受信を中断した後に活性化または再活性化を指示するPDCCHを受信した場合、そのPDCCHで指定したRB割当、MCSなどを使用してRRCシグナリングで割り当てられたサブフレーム周期およびオフセットを有して(によって)再度送受信を再開する。すなわち、時間資源の割当は、RRCシグナリングを介して行われるが、実際の信号の送受信は、SPSの活性化および再活性化を指示するPDCCHを受信した後に行われることができ、信号送受信の中断は、SPSの非活性化を指示するPDCCHを受信した後に行われる。
端末は、次のような条件を全て満たす場合に、SPS指示を含むPDCCHを確認できる。第一に、PDCCHペイロードのために追加されたCRCパリティビットがSPS C−RNTIでスクランブルされなければならず、第2に、新しいデータ指示子(NDI:New Data Indicator)フィールドが0にセットされなければならない。ここで、DCIフォーマット2、2A、2B、および2Cの場合、新しいデータ指示子フィールドは、活性化された送信ブロックの一つを表す。
そして、DCIフォーマットに使用される各フィールドが下記の表4および表5によってセットされると、確認が完了する。このような確認が完了すると、端末は、受信したDCI情報を有効なSPS活性化または非活性化(または、解除)であると認識する。それに対し、確認が完了しなければ、端末は、受信したDCIフォーマットに非マッチング(適合しない)(non-matching)CRCが含まれると認識する。
表4は、SPS活性化を指示するPDCCH確認のためのフィールドを表す。
表5は、SPS非活性化(または、解除)を指示するPDCCH確認のためのフィールドを表す。
DCIフォーマットがSPSダウンリンクスケジューリング活性化を指示する場合、PUCCHフィールドのためのTPC命令値は、上位層により設定された4個のPUCCH資源値を表すインデックスとして使用されることができる。
PUCCH piggybacking
図11は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてUL−SCHの送信チャネルプロセシング(処理)の一例を示す。
3GPP LTEシステム(=E−UTRA、Rel.8)では、ULの場合、端末器のパワーアンプを効率的に活用(利用)するために、パワーアンプの性能に影響を及ぼすPAPR(Peak-to-Average Power Ratio)特性やCM(Cubic Metric)特性の良いsingle carrier(単一搬送波)送信を維持する(ようになっている)。すなわち、既存のLTEシステムのPUSCH送信の場合、送信しようとするデータをDFT-precoding(プリコーディング)を介してsingle carrier特性を維持し、PUCCH送信の場合は、single carrier特性を有しているsequence(シーケンス)に情報を載せて送信することにより、single carrier特性を維持できる。しかし、DFT-precodingしたデータを周波数軸に非連続的に割り当てるか、PUSCHとPUCCHとが同時に送信する場合には、このようなsingle carrier特性が破れる(なくなる)。したがって、図11のように、PUCCH送信と同じsubframe(サブフレーム)にPUSCH送信がある場合、single carrier特性を維持するために、PUCCHに送信するUCI(Uplink Control Information)情報をPUSCHを介してデータとともに送信(Piggyback)する(ようになっている)。
前述したように、既存のLTE端末は、PUCCHとPUSCHとが同時に送信されることができないため、PUSCHが送信されるsubframeでは、Uplink Control Information(UCI)(CQI/PMI、HARQ−ACK、RI等)をPUSCH領域にmultiplexingする方法を使用する。
一例として、PUSCHを送信するようにallocationされ(割り当てられ)たsubframeでChannel Quality Indicator(チャネル品質インジケータ)(CQI) and/or(および/または) Precoding Matrix Indicator(プリコーディング行列インジケータ)(PMI)を送信しなければならない場合、UL−SCH data(データ)およびCQI/PMIをDFT-spreading(拡散)する前にmultiplexing(多重化)してcontrol(制御)情報とdata(データ)とを共に送信することができる。この場合、UL−SCH dataは、CQI/PMI resource(リソース)を考慮してrate-matching(レートマッチング)を行う。また、HARQ ACK、RI等のcontrol情報は、UL−SCH dataをpuncturing(パンクチャリング)してPUSCH領域にmultiplexingされる方式が使用されている。
図12は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて送信(トランスポート)チャネル(transport channel)であるアップリンク共有チャネルの信号処理過程の一例を示す。
以下、アップリンク共有チャネル(以下、「UL−SCH」という。)の信号処理過程は、一つまたは複数の送信チャネルまたは制御情報タイプに適用されることができる。
図12に示すように、UL−SCHでは、送信時間区間(間隔)(TTI:transmission time interval)毎に1回ずつデータが送信(トランスポート)ブロック(TB:Transport Block)の形態で符号化ユニット(coding unit)に伝達される。
一方、PUSCHから制御情報が送信されるとき、制御情報であるCQI/PMI、RI、ACK/NACKは、各々独立して(独立的に)チャネル符号化が行われる(S126、S127、S128)。各制御情報の送信のために、各々互いに異なる符号化されたシンボルが割り当てられるので、それぞれの制御情報は、互いに異なるコーディングレート(符号化レート)(coding rate)を有する。
TDD(Time Division Duplex)においてACK/NACKフィードバック(feedback)モードは、上位層の設定によりACK/NACKバンドリング(bundling)およびACK/NACK多重化(multiplexing)の2つのモードが支援される。ACK/NACKバンドリングのために、ACK/NACK情報ビットは、1ビットまたは2ビットで構成され、ACK/NACK多重化のために、ACK/NACK情報ビットは、1ビットから4ビットの間で構成される。
次いで、多重化されたデータとCQI/PMI、別にチャネル符号化されたRI、ACK/NACKとは、チャネルインターリービングされて出力信号が生成される(S129)。
MIMO(Multi-Input Multi-Output)
MIMO技術は、いままで一般に一個の送信アンテナと一個の受信アンテナを使用したことから脱却して、多重(複数の)送信(Tx)アンテナと多重(複数の)受信(Rx)アンテナを使用する。言い換えると、MIMO技術は、無線通信システムの送信端または受信端で多入力多出力アンテナを使用して、容量増大または性能改善を試みるための技術であることができる。以下、「MIMO」を「多入力多出力アンテナ」と称する。
さらに具体的には、多入力多出力アンテナ技術は、一つの完全なメッセージ(total message)を受信するために、一個のアンテナ経路に依存せず、いくつかのアンテナを介して受信した複数のデータ片を収集して、完全なデータを完成させる。結果的に、多入力多出力アンテナ技術は、特定システム範囲内でデータ送信レート(率)を増加させることができ、また特定データ送信レートによってシステムの範囲を増加させることができる。
次世代移動通信は、既存の移動通信に比べてはるかに高いデータ送信レートを要求するので、効率的な多入力多出力アンテナ技術が必ず必要であると予想される。このような状況でMIMO通信技術は、移動通信端末および中継器などに幅広く使用することができる次世代移動通信技術であり、データ通信の拡大などによる限界状況による他の移動通信の送信量限界を克服できる技術として関心を集めている。
一方、現在研究されている多様な送信効率の向上技術のうち、多入力多出力アンテナ(MIMO)技術は、追加の周波数割り当てまたは電力増加がなくても通信容量および送受信性能を画期的に向上させることができる方法として、現在最も大きな注目を集めている。
図13は、一般的な多入力多出力アンテナ(MIMO)通信システムの構成図である。
図13に示すように、送信アンテナの数をNT個に、受信アンテナの数をNR個に同時に増やすと、送信器または受信器においてのみ多数のアンテナを使用する場合とは異なり、アンテナ数に比例して理論的なチャネル送信容量が増加するので、送信レート(transfer rate)を向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。この場合、チャネル送信容量の増加に応じる送信レートは、一つのアンテナを利用する場合の最大送信レート(Ro)に次のようなレート増加率(Ri)が掛け算された分だけ理論的に増加できる。
すなわち、例えば、4個の送信アンテナと4個の受信アンテナとを利用するMIMO通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上4倍の送信レートを獲得できる。
このような多入力多出力アンテナの技術は、多様なチャネル経路を通過したシンボルを利用して送信信頼度を高める空間ダイバーシチ(spatial diversity)方式と、多数の送信アンテナを利用して多数のデータシンボルを同時に送信して送信レートを向上させる空間マルチプレクス(spatial multiplexing)方式とに分けられる。また、これらの2通りの方式を適切に結合して各々の長所を適切に得るための方式に関する研究も、最近多く研究されている分野である。
各々の方式についてさらに具体的に述べると、以下の通りである。
第1に、空間ダイバーシチ方式の場合には、時空間ブロック符号系列(方式)と、ダイバーシチ利得と符号化利得とを同時に利用する時(とき)空間トレリス(Trellis)符号系列方式とがある。一般に、ビットエラー率改善性能および符号生成自由度は、トレリス符号方式が優秀であるが、演算複雑度は、時空間ブロック符号が簡単である。このような空間ダイバーシチ利得は、送信アンテナ数(NT)と受信アンテナ数(NR)との積 (NT×NR)に該当(対応)する量を得ることができる。
第2に、空間マルチプレクス技法は、各送信アンテナで互いに異なるデータ列を送信する方法であるが、このとき、受信器では、送信器から同時に送信されたデータとの間で相互干渉が発生する。受信器では、この干渉を適切な信号処理技法を利用して除去した後で受信する。ここで使用される雑音除去方式は、MLD(Maximum Likelihood Detection)受信器、ZF(Zero-Forcing)受信器、MMSE(Minimum Mean Square Error)受信器、D-BLAST(Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time)、V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time)などがあり、特に送信端でチャネル情報が分かる場合には、SVD(Singular Value Decomposition)方式などを使用することができる。
第3に、空間ダイバーシチと空間マルチプレクスとの結合された技法を例に挙げることができる。空間ダイバーシチ利得だけを得る場合、ダイバーシチの次数の増加に応じた性能改善利得が順次飽和され、空間マルチプレクス利得だけを取ると、無線チャネルにおいて送信信頼度が低下する。これを解決しながら2通りの利得を全部得る方式が研究されてきたのであり、このうち、時空間ブロック符号(Double-STTD)、時空間BICM(STBICM)などの方式がある。
上述のような多入力多出力アンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するために、これを数学的にモデル化(モデリング)する場合、以下のように表すことができる。
まず、図13に示すように、NT個の送信アンテナとNR個の受信アンテナが存在すると仮定する。
まず、送信信号に関して述べると、NT個の送信アンテナがある場合、最大の送信可能な情報は、NT個であるので、これを次のようなベクトルで表すことができる。
一方、各々の送信情報s1, s2, ..., sNTにおいて送信電力を異なるようにすることができ、このとき、各々の送信電力をP1,P2,...,PNTとすると、送信電力が調整された送信情報は、次のようなベクトルで表すことができる。
ここで、wijは、i番目の送信アンテナとj番目の送信情報との間の重みを表し、Wは、これを行列で表したものである。このような行列Wを重み行列(Weight Matrix)またはプリコーディング(プレコーディング)行列(Precoding Matrix)と呼ぶ。
一方、上述のような送信信号(x)は、空間ダイバーシチを使用する場合と空間マルチプレクスを使用する場合とに分けて考慮することができる。
空間マルチプレクスを使用する場合は、互いに異なる信号を多重化して送信するので、情報ベクトルsの要素(元素)が全部異なる値を有するのに対し、空間ダイバーシチを使用すると、同じ信号を複数のチャネル経路を介して送信するので、情報ベクトルsの要素が全て同一の値を有する。
もちろん、空間マルチプレクスと空間ダイバーシチとを混合する方法も考慮可能である。すなわち、例えば、3個の送信アンテナを介して同じ信号を空間ダイバーシチを利用して送信し、残りは、各々異なる信号を空間マルチプレクスして送信する場合も考慮することができる。
次に、受信信号は、NR個の受信アンテナがある場合、各アンテナの受信信号y1,y2,...,yNRをベクトルyで次の通りに表すことにする。
一方、多入力多出力アンテナ通信システムにおけるチャネルをモデル化する場合、各々のチャネルは、送受信アンテナインデックスに応じて区分でき、送信アンテナjから受信アンテナiを経るチャネルをhijと表示することにする。ここで、hijのインデックスの順序が受信アンテナインデックスが先で、送信アンテナのインデックスが後であることに留意されたい。
このようなチャネルは、いくつかを束にしてベクトルおよび行列形態でも表現(表示)可能である。ベクトル表現(表示)の例を挙げて説明すると、以下のとおりである。
図14は、多数の送信アンテナから一つの受信アンテナへのチャネルを示した図である。
図14に示すように、合計NT個の送信アンテナから受信アンテナiに到着するチャネルは、以下のとおりに表現可能である。
また、上記数式7のような行列表現によってNT個の送信アンテナからNR個の受信アンテナを経るチャネルを全て表す場合、以下のように表すことができる。
一方、実際のチャネルは、上のようなチャネル行列Hを経た後に白色雑音(AWGN:Additive White Gaussian Noise)が加えられるので、NR個の受信アンテナの各々に加えられる白色雑音n1,n2,...,nNRをベクトルで表現すると、以下のとおりである。
上述のような送信信号、受信信号、チャネル、および白色雑音のモデル化を介して多入力多出力アンテナ通信システムでの各々は、次のような関係によって表すことができる。
一方、チャネルの状態を表すチャネル行列Hの行および列の数は、送受信アンテナの数によって決定される。チャネル行列Hは、上述のように、行の数は、受信アンテナの数NRと同じくなり、列の数は、送信アンテナの数NTと同じくなる。すなわち、チャネル行列Hは、NR×NT行列になる。
一般に、行列のランク(rank)は、互いに独立である(independent)行または列の数の中の最小数と定義される。したがって、行列のランクは、行または列の数より大きくなりえなくなる。数式として、例えば、チャネル行列Hのランク(rank(H))は、以下のとおりに制限される。
また、行列の固有値分解(Eigen value decomposition)を行ったとき、ランクは、固有値(Eigen value)のうち、0でない固有値の数として定義することができる。類似の方法で、ランクのSVD(Singular Value Decomposition)(特異値分解)を行ったとき、0でない特異値(singular value)の数として定義することができる。したがって、チャネル行列においてランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送ることができる最大数ということができる。
本明細書において、MIMO送信に関する「ランク(Rank)」は、特定時点および特定周波数資源において独立して信号を送信できる経路の数を表し、「層(レイヤ)(階層)(layer)の数」は、各経路を介して送信される信号ストリームの数を示す。一般に、送信端は、信号の送信に利用されるランク数に対応する数の層を送信するから、特別な言及がない限り、ランクは、層数と同じ意味を有する。
参照信号(RS:Reference Signal)
無線通信システムにおいてデータは、無線チャネルを介して送信されるので、信号は、送信中に歪むことがある。受信端で歪んだ信号を正確に受信するために、受信された信号の歪みは、チャネル情報を利用して補正されなければならない。チャネル情報を検出するために、送信側と受信側とが共に知っている信号送信方法と、信号がチャネルを介して送信されるとき、歪まれた程度を利用してチャネル情報を検出する方法を主に利用する。上述した信号をパイロット信号または参照信号(RS)という。
多入力多出力アンテナを用いてデータを送受信するとき、信号を正確に受信するために、送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状態が検出されなければならない。したがって、各送信アンテナは、個別の参照信号を有さなければならない。
下り(下向き)参照信号は、一つのセル内の全ての端末が共有する共通参照信号(CRS:common RS)と特定端末だけのための専用参照信号(DRS:dedicated RS)とがある。このような参照信号を用いて復調(demodulation)およびチャネル測定(channel measurement)のための情報を提供できる。
受信側(すなわち、端末)は、CRSからチャネル状態を測定し、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)および/またはRI(Rank Indicator)などのチャネル品質と関連した指示子を送信側(すなわち、基地局)にフィードバックする。CRSは、セル固有(特定)参照(基準)信号(cell-specific RS)ともいう。それに対し、チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)のフィードバックと関連した参照信号をCSI−RSと定義することができる。
DRSは、PDSCH上のデータ復調が必要な場合、資源要素を介して送信されることができる。端末は、上位層を介してDRSの有無(存在可否)を受信することができ、相応するPDSCHがマッピングされたときにのみ有効である。DRSを端末固有参照信号(UE-specific RS)または復調参照信号(DM RS:DeModulation RS)ということができる。
図15は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてダウンリンク資源ブロック対にマッピングされた参照信号パターンを例示する。
図15に示すように、参照信号がマッピングされる単位として、ダウンリンク資源ブロック対は、時間領域で一つのサブフレーム×周波数領域で12個の副搬送波に表すことができる。すなわち、時間軸(x軸)上で一つの資源ブロック対は、通常(一般)サイクリックプレフィックス(循環前置)(normal CP:normal Cyclic Prefix)である場合、14個のOFDMシンボルの長さを有し(図15の(a)の場合)、拡張サイクリックプレフィックス(extended CP:extended Cyclic Prefix)である場合、12個のOFDMシンボルの長さを有する(図15の(b)の場合)。資源ブロックグリッド(格子)で「0」、「1」、「2」、および「3」と記載された資源要素(REs)は、各々アンテナポートインデックス「0」、「1」、「2」、および「3」のCRSの位置を意味し、「D」と記載された資源要素は、DRSの位置を意味する。
以下、CRSについてもう少し詳しく記述すると、CRSは、物理アンテナのチャネルを推定するために使用され、セル内に位置する全ての端末に共通に受信され得る参照信号として周波数帯域全体に分布される。また、CRSは、チャネル品質情報(CSI)およびデータ復調のために用いられることができる。
CRSは、送信側(基地局)でのアンテナ配列によって多様なフォーマットで定義される。3GPP LTEシステム(例えば、リリース−8)では、多様なアンテナ配列を支援し、ダウンリンク信号の送信側は、(3個の)単一の送信アンテナ、2個の送信アンテナ、および4個の送信アンテナのように3種類のアンテナ配列を有する。基地局が単一の送信アンテナを使用する場合、単一アンテナポートのための参照信号が配列される。基地局が2個の送信アンテナを使用する場合、2個の送信アンテナポートのための参照信号は、時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)および/または周波数分割多重(FDM Frequency Division Multiplexing)方式を利用して配列される。すなわち、2個のアンテナポートのための参照信号は、各々が区別されるために、互いに異なる時間資源および/または互いに異なる周波数資源が割り当てられる。
さらに、基地局が4個の送信アンテナを使用する場合、4個の送信アンテナポートのための参照信号は、TDMおよび/またはFDM方式を利用して配列される。ダウンリンク信号の受信側(端末)によって測定されたチャネル情報は、単一の送信アンテナ送信、送信ダイバーシチ、閉鎖ループ空間多重化(closed-loop spatial multiplexing)、開放ループ空間多重化(open-loop spatial multiplexing)、またはマルチユーザ多入力多出力アンテナ(Multi-User MIMO)などの送信方式を利用して送信されたデータを復調するために使用されることができる。
多入力多出力アンテナが支援される場合、参照信号が特定のアンテナポートから送信されるとき、上記参照信号は、参照信号のパターンによって特定された資源要素の位置で送信され、他のアンテナポートのために特定された資源要素の位置で送信されない。すなわち、互いに異なるアンテナ間の参照信号は、互いに重ならない。
資源ブロックにCRSをマッピングする規則は、次のように定義される。
より具体的には、CRSを介してチャネル推定性能を向上させるために、CRSの位置は、セルによって周波数領域でシフト(偏移)されることができる。例えば、参照信号が3個の副搬送波の間隔で位置する場合、一つのセルでの参照信号は、3k番目の副搬送波に割り当てられ、他のセルでの参照信号は、3k+1番目の副搬送波に割り当てられる。一つのアンテナポートの観点で参照信号は、周波数領域で6個の資源要素間隔で配列され、さらに他のアンテナポートに割り当てられた参照信号とは、3個の資源要素間隔で分離される。
時間領域で参照信号は、各スロットのシンボルインデックス0から始めて同一間隔(constant interval)で配列される。時間間隔は、サイクリックプレフィックスの長さによって異なるように定義される。通常サイクリックプレフィックスの場合、参照信号は、スロットのシンボルインデックス0および4に位置し、拡張サイクリックプレフィックスの場合、参照信号は、スロットのシンボルインデックス0および3に位置する。2個のアンテナポートのうち、最大値を有するアンテナポートのための参照信号は、一つのOFDMシンボル内に定義される。したがって、4個の送信アンテナ送信の場合、参照信号アンテナポート0および1のための参照信号は、スロットのシンボルインデックス0および4(拡張サイクリックプレフィックスの場合、シンボルインデックス0および3)に位置し、アンテナポート2および3のための参照信号は、スロットのシンボルインデックス1に位置する。アンテナポート2および3のための参照信号の周波数領域における位置は、2番目のスロットで互いに交換される。
以下、DRSについてもう少し詳しく記述すると、DRSは、データを復調するために使用される。多入力多出力アンテナ送信で特定の端末のために使用されるプリコーディング(先行符号化)(precoding)の重みは、端末が参照信号を受信したとき、各送信アンテナで送信された送信チャネルと結合されて、相応(対応)するチャネルを推定するために変更せずに使用される。
3GPP LTEシステム(例えば、リリース−8)は、最大4個の送信アンテナを支援し、ランク1ビームフォーミング(beamforming)のためのDRSが定義される。ランク1ビームフォーミングのためのDRSは、さらにアンテナポートインデックス5のための参照信号を表す。
資源ブロックにDRSをマッピングする規則は、次のように定義される。数式13は、通常サイクリックプレフィックスの場合を表し、数式14は、拡張サイクリックプレフィックスの場合を表す。
サウンディング参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)
SRSは、主にアップリンクの周波数選択的スケジューリングを行うために、チャネル品質測定に使用され、アップリンクデータおよび/または制御情報の送信と関連しない。しかし、これに限定されず、SRSは、電力制御の向上または最近スケジューリング(スケジュール)されていない端末の多様なスタートアップ(start-up)機能を支援するための多様な他の目的のために使用されることができる。スタートアップ機能の一例として、初期の変調および符号化方式(MCS:Modulation and Coding Scheme)、データ送信のための初期の電力制御、タイミングアドバンス(前進)(timing advance)、および周波数半選択的(semi-selective)スケジューリングが含まれ得る。このとき、周波数半選択的スケジューリングは、サブフレームの最初のスロットに選択的に周波数資源を割り当て、2番目のスロットでは、他の周波数で擬似ランダム(pseudo-randomly)に跳躍(ホッピング、スキップ)して周波数資源を割り当てるスケジューリングをいう。
また、SRSは、アップリンクとダウンリンクとの間で無線チャネルが相互的(相互交換、反転)(reciprocal)であるという仮定の下、ダウンリンクチャネル品質を測定するために使用されることができる。このような仮定は、アップリンクとダウンリンクとが同じ周波数スペクトルを共有し、時間領域では、分離された時分割デュプレックス(TDD:Time Division Duplex)システムで特に有効である。
セル内においてある端末によって送信されるSRSのサブフレームは、セル固有(特定)放送信号によって表すことができる。4ビットセル固有(特定)「srsSubframeConfiguration」パラメータは、SRSが各無線フレームを介して送信され得る15個の可能なサブフレームの配列を表す。このような配列により、運用シナリオ(deployment scenario)によってSRSオーバーヘッド(overhead)の調整に対する流動性(フレキシビリティ)を提供する。
このうち、16番目の配列は、セル内で完全にSRSのスイッチをオフし、これは、主に高速端末をサービングするサービングセルに適している。
図16は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてサウンディング参照信号シンボルを含むアップリンクサブフレームを例示する。
図16に示すように、SRSは、配列されたサブフレーム上で常に最後のSC−FDMAシンボルを介して送信される。したがって、SRSとDM RSとは、他のSC−FDMAシンボルに位置する。
PUSCHデータ送信は、SRS送信のための特定のSC−FDMAシンボルでは許されず、結果として、サウンディング(サウンド)(sounding)オーバーヘッドが最も高い場合、すなわち、全てのサブフレームにSRSシンボルが含まれる場合でもサウンディングオーバーヘッドは、約7%を超過しない。
各SRSシンボルは、与えられた時間単位および周波数帯域に関する基本シーケンス(ランダムシーケンスまたはZadoff−Ch(ZC)に基づくシーケンスセット)により生成され、同一セル内の全ての端末は、同じ基本シーケンスを使用する。このとき、同じ周波数帯域および同じ時間で同一セル内の複数の端末からのSRS送信は、基本シーケンスの互いに異なるサイクリックシフト(循環移動)(cyclic shift)により直交(orthogonal)して互いに区別される。
それぞれのセル毎に互いに異なる基本シーケンスが割り当てられることにより、互いに異なるセルからのSRSシーケンスが区別され得るが、互いに異なる基本シーケンス間で直交性は保障されない。
COMP(Coordinated Multi-Point Transmission and Reception)
LTE-advancedの要求に合わせて、システム性能向上のためにCoMP送信が提案された。CoMPは、co-MIMO、collaborative MIMO、network MIMOなどとも呼ばれる。CoMPは、セル境界に位置する端末の性能を向上させ、平均セル(セクタ)の効率(スループット)(throughput)を向上させると予想される。
一般に、セル間干渉(Inter-Cell Interference)は、周波数再使用指数が1であるマルチ(多重)セル環境においてセル境界に位置する端末の性能および平均セル(セクタ)効率を低下させる。セル間干渉を緩和させるために、干渉制約的な(干渉が限定された)(interference-limited)環境においてセル境界に位置する端末が適正な性能効率を有するように、LTEシステムでは、部分周波数再使用(FFR:Fractional frequency Reuse)などの単純な受動的方法が適用された。しかしながら、各セル当たりの周波数資源の使用を減少させる代わり、端末が受信しなければならない信号(desired signal)としてセル間干渉を再度使用するか、またはセル間干渉を緩和させる方法がより利益になる。上述の目的を達成するために、CoMP送信方式が適用されることができる。
ダウンリンクに適用されることができるCoMP方式は、JP(Joint Processing)方式とCS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming)方式とに分けることができる。
JP方式において、データは、CoMP単位(ユニット)の各ポイント(基地局)で使用されることができる。CoMP単位は、CoMP方式において利用される基地局のセットを意味する。JP方式は、またジョイント(連合)送信(joint transmission)方式と動的セル選択(dynamic cell selection)方式とに分けることができる。
ジョイント送信方式は、CoMP単位において全体または一部分である複数のポイントからPDSCHを介して信号が同時に送信される方式を意味する。すなわち、単一の端末に送信されるデータは、複数の送信ポイントから同時に送信されることができる。このようなジョイント送信方式により可干渉的(コヒーレントである)(coherently)または非干渉的(コヒーレントでない)(non-coherently)に関わらず、端末に送信される信号の品質を高めることができ、さらに異なる端末との干渉を積極的に除去できる。
動的セル選択方式は、CoMP単位において単一のポイントからPDSCHを介して信号が送信される方式を意味する。すなわち、特定時間に単一の端末に送信されるデータは、単一のポイントから送信され、CoMP単位内の異なるポイントでは、上記端末にデータを送信しない。端末にデータを送信するポイントは、動的に選択されることができる。
CS/CB方式によると、CoMP単位は、単一の端末へのデータ送信のために協力してビーム形成を行う。すなわち、サービングセルだけで端末にデータを送信するが、ユーザスケジューリング/ビーム形成は、CoMP単位内の複数のセル間の協力を介して決定されることができる。
アップリンクの場合、CoMP受信は、地理的に分離された複数のポイント間の協力によって送信された信号を受信することを意味する。アップリンクに適用されることができるCoMP方式は、JR(Joint Reception)方式とCS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming)方式とに分けることができる。
JR方式は、CoMP単位において全体または一部分である複数のポイントがPDSCHを介して送信された信号を受信する方式を意味する。CS/CB方式は、単一のポイントにおいてのみPDSCHを介して送信された信号を受信するが、ユーザスケジューリング/ビーム形成は、CoMP単位内の複数のセル間の協力を介して決定されることができる。
リレイノード(RN:Relay Node)
リレイノードは、基地局と端末との間で送受信されるデータを二つの異なるリンク(バックホールリンクおよびアクセスリンク)を介して伝達する。基地局は、ドナー(donor)セルを含むことができる。リレイノードは、ドナーセルを介して無線で無線アクセスネットワークに接続される。
一方、リレイノードの帯域(またはスペクトル)使用と関連して、バックホールリンクがアクセスリンクと同じ周波数帯域で動作する場合を「インバンド(in-band)」といい、バックホールリンクとアクセスリンクとが相異なった周波数帯域で動作する場合を「アウトバンド(out-band)」という。インバンドおよびアウトバンドの場合、全部既存のLTEシステム(例えば、リリース-8)によって動作する端末(以下、レガシ(legacy)端末という。)がドナーセルに接続できなければならない。
端末においてリレイノードを認識するかどうかに応じてリレイノードは、トランスペアレント(transparent)リレイノードまたはノントランスペアレント(トランスペアレントでない)(non-transparent)リレイノードに分類されることができる。トランスペアレントは、端末がリレイノードを介してネットワークと通信するかどうかを認知できない場合を意味し、ノントランスペアレントは、端末がリレイノードを介してネットワークと通信するかどうかを認知する場合を意味する。
リレイノードの制御と関連して、ドナーセルの一部として構成されるリレイノードと自ら(自体で)セルを制御するリレイノードとに区分される(分ける)ことができる。
ドナーセルの一部として構成されるリレイノードは、リレイノード識別子(relay ID)を有することはできるが、リレイノード自体のセル識別子(cell identity)を有しない。
ドナーセルが属する基地局によってRRM(Radio Resource Management)の少なくとも一部が制御される場合、RRMの残りの部分がリレイノードに位置しても、ドナーセルの一部として構成されるリレイノードという。好ましくは、このようなリレイノードは、レガシ端末を支援できる。例えば、スマートリピ−タ(中継器)(Smart repeaters)、デコード-アンド-フォワードリレイノード(decode-and-forward relays)、L2(第2層(階層))リレイノードの多様な種類およびタイプ-2リレイノードがこのようなリレイノードに該当する。
自らセルを制御するリレイノードの場合に、リレイノードは、一つまたは複数のセルを制御し、リレイノードにより制御されるセルの各々に固有の物理層セル識別子が提供される。また、リレイノードにより制御されるセルの各々は、同じRRMメカニズムを利用できる。端末の観点では、リレイノードによって制御されるセルにアクセスすることと一般基地局により制御されるセルにアクセスすることとに差異がない。このようなリレイノードにより制御されるセルは、レガシ端末を支援できる。例えば、セルフバックホーリング(Self-backhauling)リレイノード、L3(第3層(階層))リレイノード、タイプ-1リレイノードおよびタイプ-1aリレイノードがこのようなリレイノードに該当する。
タイプ-1リレイノードは、インバンドリレイノードとして複数のセルを制御し、これらの複数のセルの各々は、端末の立場でドナーセルと区別される別のセルとして見える。また、複数のセルは、それぞれの物理セルID(これは、LTEリリース-8で定義されること)で、リレイノードは、自体の同期(化)チャネル、参照信号などを送信できる。単一セル動作の場合に、端末は、リレイノードから直接スケジューリング情報およびHARQフィードバックを受信し、リレイノードに自体の制御チャネル(スケジューリング要求(SR)、CQI、ACK/NACK等)を送信できる。また、レガシ端末(LTEリリース-8システムに従って動作する端末)にタイプ-1リレイノードは、レガシ基地局(LTEリリース-8システムに従って動作する基地局)として見える。すなわち、後方(逆方向)互換性(backward compatibility)を有する。一方、LTE-Aシステムに従って動作する端末には、タイプ-1リレイノードは、レガシ基地局と異なる基地局としてみえ、性能向上を提供できる。
タイプ-1aリレイノードは、アウトバンドとして動作する他に、前述のタイプ-1リレイノードと同じ特徴を有する。タイプ-1aリレイノードの動作は、L1(第1層(階層))動作に対する影響を最小にするかまたは無くすように構成されることができる。
タイプ-2リレイノードは、インバンドリレイノードであって、別の物理セルIDを有せず、これにより新しいセルを形成しない。タイプ-2リレイノードは、レガシ端末に対してトランスペアレントであり、レガシ端末は、タイプ-2リレイノードの存在を認知できない。タイプ-2リレイノードは、PDSCHを送信できるが、少なくともCRSおよびPDCCHは送信しない。
一方、リレイノードがインバンドとして動作するようにするために、時間-周波数空間での一部の資源がバックホールリンクのために予備されなければならず、この資源は、アクセスリンクのために使用されないように設定できる。これを資源分割(resource partitioning)という。
リレイノードでの資源分割における一般的な原理は、次の通りに説明できる。バックホールダウンリンクおよびアクセスダウンリンクが一つの搬送波周波数上において時間分割多重(TDM)方式により多重化できる(すなわち、特定時間でバックホールダウンリンクまたはアクセスダウンリンクのうち、一つだけが活性化される)。同様に、バックホールアップリンクおよびアクセスアップリンクは、一つの搬送波周波数上においてTDM方式で多重化されることができる(すなわち、特定時間においてバックホールアップリンクまたはアクセスアップリンクのうちの何れか一つだけが活性化される)。
FDDでのバックホールリンク多重化では、バックホールダウンリンク送信は、ダウンリンク周波数帯域で行われ、バックホールアップリンク送信は、アップリンク周波数帯域で行われることができる。TDDでのバックホールリンク多重化では、バックホールダウンリンク送信は、基地局およびリレイノードのダウンリンクサブフレームで行われ、バックホールアップリンク送信は、基地局およびリレイノードのアップリンクサブフレームで行われることができる。
インバンドリレイノードの場合に、例えば、同じ周波数帯域で基地局からのバックホールダウンリンク受信と端末へのアクセスダウンリンク送信とが同時になされると、リレイノードの送信端から送信される信号によってリレイノードの受信端で信号干渉が発生できる。すなわち、リレイノードのRFフロントエンド(front-end)で信号干渉またはRFジャミング(jamming)が発生できる。同様に、同じ周波数帯域で基地局へのバックホールアップリンク送信と端末からのアクセスアップリンク受信とが同時になされる場合にも、信号干渉が発生できる。
したがって、リレイノードで同じ周波数帯域において同時に信号を送受信するために、受信信号と送信信号との間に十分な分離(例えば、送信アンテナおよび受信アンテナを地上/地下に設置するように地理的に十分に離隔させて設置する)が提供されないと実現しがたい。
このような信号干渉の問題を解決する一つの方案(方法、方式)は、リレイノードがドナーセルから信号を受信する間に、端末に信号を送信しないように動作させることである。すなわち、リレイノードから端末への送信にギャップ(gap)を生成し、このギャップ間には、端末(レガシ端末を含む)がリレイノードからのいかなる送信も期待しないように設定できる。このようなギャップは、MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network)サブフレームを構成することによって設定できる。
図17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リレイノード資源分割を例示する。
図17において、1番目のサブフレームでは、通常サブフレームとしてリレイノードから端末にダウンリンク(すなわち、アクセスダウンリンク)制御信号およびデータが送信され、2番目のサブフレームでは、MBSFNサブフレームとしてダウンリンクサブフレームの制御領域では、リレイノードから端末に制御信号が送信されるが、ダウンリンクサブフレームの残りの領域では、リレイノードから端末に送信が何ら行われない。ここで、レガシ端末の場合には、すべてのダウンリンクサブフレームでPDCCHの送信を期待するので(言い換えると、リレイノードは、自体の領域内のレガシ端末がサブフレームごとにPDCCHを受信して、測定機能を行うように支援する必要があるので)、レガシ端末の正しい動作のためには、すべてのダウンリンクサブフレームでPDCCHを送信する必要がある。したがって、基地局からリレイノードへのダウンリンク(すなわち、バックホールダウンリンク)送信のために設定されたサブフレーム(2番目のサブフレーム)上においても、サブフレームの最初のN(N=1,2または3)個のOFDMシンボル区間で、リレイノードは、バックホールダウンリンクを受信することでなくアクセスダウンリンク送信を行わなければならない。これに対し、2番目のサブフレームの制御領域においてPDCCHがリレイノードから端末に送信されるので、リレイノードがサービングするレガシ端末に対する後方互換性が提供されることができる。第2サブフレームの残りの領域では、リレイノードから端末に何らの送信が行われない間に、リレイノードは、基地局からの送信を受信することができる。したがって、このような資源分割方式により、インバンドリレイノードでアクセスダウンリンク送信とバックホールダウンリンク受信とが同時に行われないようにすることができる。
MBSFNサブフレームを利用する2番目のサブフレームについて具体的に説明する。2番目のサブフレームの制御領域は、リレイノード非リッスン(聴取)(non-hearing(listening))区間ということができる。リレイノード非リッスン区間は、リレイノードがバックホールダウンリンク信号を受信せずにアクセスダウンリンク信号を送信する区間を意味する。この区間は、前述のように1、2または3個のOFDMの長さに設定されることができる。リレイノード非リッスン区間で、リレイノードは、端末へのアクセスダウンリンク送信を行い、残りの領域では、基地局からバックホールダウンリンクを受信することができる。このとき、リレイノードは、同じ周波数帯域で同時に送受信を行うことができないので、リレイノードが送信モードから受信モードに切り替わるのに時間がかかる。したがって、バックホールダウンリンク受信領域における最初の一部の区間で、リレイノードが送信/受信モードスイッチング(切り替え)を行うようガード時間(GT:guard time)が設定される必要がある。同様に、リレイノードが基地局からのバックホールダウンリンクを受信し、端末へのアクセスダウンリンクを送信するように動作する場合にも、リレイノードの受信/送信モードスイッチングのためのガード時間が設定されることができる。このようなガード時間の長さは、時間領域の値として与えられることができ、例えば、k(k≧1)個の時間サンプル(Ts:time sample)値として与えられることができ、または一つもしくは複数のOFDMシンボルの長さに設定されることもできる。あるいは、リレイノードバックホールダウンリンクサブフレームが連続して設定されている場合に、または所定のサブフレームタイミング整列(timing alignment)関係によって、サブフレームの最後の部分のガード時間は、定義されるか、または設定されないことができる。このようなガード時間は、後方互換性を維持するために、バックホールダウンリンクサブフレーム送信のために設定されている周波数領域においてのみ定義されることができる(アクセスダウンリンク区間でガード時間が設定される場合には、レガシ端末を支援できない)。ガード時間を除いたバックホールダウンリンク受信区間で、リレイノードは、基地局からPDCCHおよびPDSCHを受信することができる。これをリレイノード専用物理チャネルという意味でR-PDCCH(Relay-PDCCH)およびR-PDSCH(Relay-PDSCH)と表現することもできる。
チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)フィードバック
MIMO方式は、開ループ(open-loop)方式と閉ループ(closed-loop)方式とに区分される(分ける)ことができる。開ループMIMO方式は、MIMO受信端からのチャネル状態情報のフィードバックを伴わずに送信端でMIMO送信を行うことを意味する。閉ループMIMO方式は、MIMO受信端からのチャネル状態情報がフィードバックされて送信端でMIMO送信を行うことを意味する。閉ループMIMO方式では、MIMO送信アンテナの多重化利得(multiplexing gain)を得るために、送信端および受信端の各々がチャネル状態情報に基づいてビームフォーミングを行うことができる。受信端(例えば、端末)がチャネル状態情報をフィードバックできるように、送信端(例えば、基地局)は、受信端(例えば、端末)にアップリンク制御チャネルまたはアップリンク共有チャネルを割り当てることができる。
フィードバックされるチャネル状態情報(CSI)は、ランク指示子(RI)、プリコーディング行列インデックス(PMI)、およびチャネル品質指示子(CQI)を含むことができる。
RIは、チャネルランクに関する情報である。チャネルのランクは。同じ時間−周波数の資源を介して互いに異なる情報を送ることができるレイヤ(または、ストリーム)の最大数を意味する。ランク値は、チャネルの長期間(long term)フェージングによって主に決定されるので、PMIおよびCQIに比べて一般により長い周期によって(すなわち、少し頻繁に)フィードバックされることができる。
PMIは、送信端からの送信に利用されるプリコーディング行列に関する情報であり、チャネルの空間特性を反映する値である。プリコーディングとは、送信レイヤを送信アンテナにマッピングさせることを意味し、プリコーディング行列によりレイヤ−アンテナマッピング関係が決定され得る。PMIは、信号対雑音および干渉比(SINR:Signal-to-Interference plus Noise Ratio)などの測定値(metric)を基準として端末が選好する(preferred)基地局のプリコーディング行列インデックスに対応(該当)する。プリコーディング情報のフィードバックオーバーヘッドを減らすために、送信端と受信端とが種々のプリコーディング行列を含むコードブックを予め共有しており、当該コードブックで特定プリコーディング行列を指示するインデックスのみをフィードバックする方式が使用され得る。
CQIは、チャネル品質またはチャネル強度を表す情報である。CQIは、予め決定されたMCS組み合わせとして表現されることができる。すなわち、フィードバックされるCQIインデックスは、対応(該当)する変調技法(modulation scheme)およびコードレート(code rate)を表す。一般に、CQIは、基地局がPMIを用いて空間チャネルを構成する場合に得ることができる受信SINRを反映する値となる。
拡張されたアンテナ構成を支援するシステム(例えば、LTE−Aシステム)では、マルチユーザMIMO(MU−MIMO)方式を利用して、追加のマルチユーザダイバーシチを取得することを考慮している。MU−MIMO方式では、アンテナ領域(domain)で多重化される端末間の干渉チャネルが存在するので、マルチユーザのうち、一つの端末がフィードバックするチャネル状態情報を基地局で利用してダウンリンク送信を行う場合に、他の端末に対して干渉が発生しないようにすることが必要である。したがって、MU−MIMO動作が正しく行われるためには、シングル(単一)ユーザMIMO(SU−MIMO)方式に比べてより高い精度(正確度)のチャネル状態情報がフィードバックされなければならない。
このように、より正確なチャネル状態情報を測定および報告できるように、既存のRI、PMI、およびCQIで構成されるCSIを改善した新しいCSIフィードバック方案が適用され得る。例えば、受信端がフィードバックするプリコーディング情報が2個のPMIの組み合わせによって指示され得る。2個のPMIのうち、一つ(第1のPMI)は、長期間および/または広帯域(long term and/or wideband)の属性を有し、W1と称されることができる。2個のPMIのうち、他の一つ(第2のPMI)は、短期間および/またはサブ帯域(サブバンド)(short term and/or subband)の属性を有し、W2と称されることができる。W1とW2との組み合わせ(または、関数)によって最終的なPMIが決定され得る。例えば、最終PMIをWとすると、W=W1*W2またはW=W2*W1のように定義されることができる。
ここで、W1は、チャネルの周波数および/または時間上の平均的な特性を反映する。言い換えると、W1は、時間上で長期間(long term)チャネルの特性を反映するか、周波数上で広帯域(wideband)チャネルの特性を反映するか、または時間上で長期間であり、且つ周波数上で広帯域チャネルの特性を反映するチャネル状態情報として定義されることができる。W1のこのような特性を簡略的に表現するために、W1を長期間−広帯域属性のチャネル状態情報(または、長期間−広帯域PMI)という。
一方、W2は、W1に比べて相対的に瞬間的な(instantaneous)チャネル特性を反映する。言い換えると、W2は、時間上で短期間(short term)チャネルの特性を反映するか、周波数上でサブ帯域(subband)チャネルの特性を反映するか、または時間上で短期間であり、且つ周波数上でサブ帯域チャネルの特性を反映するチャネル状態情報として定義されることができる。W2のこのような特性を簡略的に表現するために、W2を短期間−サブ帯域属性のチャネル状態情報(または、短期間−サブ帯域PMI)という。
チャネル状態を表す2個の互いに異なる属性の情報(例えば、W1およびW2)から一つの最終プリコーディング行列(W)を決定できるようにするために、それぞれの属性のチャネル情報を表すプリコーディング行列で構成される別のコードブック(すなわち、W1に対する第1のコードブックおよびW2に対する第2のコードブック)を構成する必要がある。このように構成されるコードブックの形態を階層コードブック(hierarchical codebook)ということができる。また、階層コードブックを用いて最終的に使用されるコードブックを決定することを、階層コードブック変換(hierarchical codebook transformation)ということができる。
このようなコードブックを用いる場合、単一コードブックを用いる場合に比べて高い精度のチャネルフィードバックが可能となる。このように、高い精度のチャネルフィードバックを用いてシングル(単一)セルMU−MIMOおよび/またはマルチ(多重)セル協力通信などを支援することもできる。
Enhanced PMI for MU−MIMOまたはCoMP
LTE−Aのような次世代通信標準で高い送信レートを達成するために、MU−MIMOおよびCoMPなどの送信技法が提案された。このような向上した送信技法を実現するために、UEは、より複雑且つ多様なCSIを基地局にフィードバックしなければならない。
一例として、MU−MIMOでは、UE−AがPMIを選択するとき、自体の最適なPMI(desired PMI)だけでなく、自体とともにスケジューリングされるUEのPMI(以下、BCPMI(best companion PMI)と称する。)も共に載せるCSIフィードバック方式が考慮されている。
すなわち、precoding matrix(プリコーディング行列) codebook(コードブック)内でco-scheduled(同時に実行される) UEがprecoder(プリコーダ)で使用したとき、UE−Aに干渉をあまり与えないBCPMIを計算して、追加的に基地局にフィードバックする。
基地局は、この情報を利用して、UE−AとBCPM(BCPM(best companion precoding matrix):BCPMIに該当するprecoding matrix)precoding(プリコーディング)を選好するさらに他のUEとをMU−MIMOスケジューリングする。
BCPMIフィードバック方式は、フィードバックpayload(ペイロード)の有無によって大きくexplicit(明示的)フィードバックとimplicit(暗示的)フィードバックの2つに分類される。
第1に、フィードバックpayloadがあるexplicitフィードバック方式がある。
Explicitフィードバック方式は、UE−Aがprecoding matrix codebook内でBCPMIを決定した後、control channel(制御チャネル)を介して基地局にフィードバックする。一つの方式として、UE−Aは、推定SINRが最大になるようにする干渉信号precoding matrixをcodebook内で選択し、これをBCPMI値でフィードバックする。
Explicitフィードバックの長所は、干渉除去により効果的なBCPMIを選択して送ることができることである。UEは、codebook内の全てのcodeword(コードワード)に対して一つずつ干渉beam(ビーム)と仮定し、SINR等のmetric(測定値、メトリック)を比較して干渉除去に最も効果的な値をBCPMIとして決定するためである。しかし、codebook size(サイズ、大きさ)が大きくなるほど、BCPMIのcandidate(候補)が増えるため、より大きいフィードバックpayload sizeが必要である。
第2に、フィードバックpayloadがないimplicitフィードバック方式がある。
Implicitフィードバック方式は、UE−Aがcodebook内で干渉を少なく受けるcodewordをsearch(検索、サーチ)してBCPMIとして選択するのではなく、desired(所望の)PMIが決定される場合、それに相応(対応)するBCPMIがstatic(静的)に決定される方式である。このとき、BCPMは、決定されたdesired PMIに対してorthogonal(直交)なvector(ベクトル)等で構成されることが好ましい。
なぜなら、desired PMは、受信SINRを最大にするために、チャネルHのチャネル gain(ゲイン)を最大にできる方向に設定されたため、干渉信号は、このPMの方向を回避して選択することが干渉緩和に効果的なためである。チャネルHをsingular value decomposition(特異値分解法)(SVD)によって複数のindependent(独立)channel(チャネル)で分析してみると、このようなBCPMI決定方式は、さらに正当化される。4×4チャネルHは、下記の数式15のように、SVDによって分解することができる。
Implicitフィードバックの一例として、LTE codebookを使用する場合、BCPMIは、PMIに対してorthogonalなvector index(インデックス)でstaticに決定されることができる。
送信アンテナが4個であり、PMIをフィードバックしたUEの受信rankを1であると仮定し、desired PMIに対してorthogonalな3個のvectorは、3個のBCPMIで表現される。
例えば、PMI=3である場合、BCPMI=0、1、2に決定される。PMIとBCPMIは、codebook内にある4×1 vector codewordのインデックスを表す。基地局は、上記BCPMI set(セット)(BCPMI=0、1、2)を干渉除去に有効なprecoding indexであると見做して、一部または全部をco-schedule UEのprecoderとして使用する。
Implicit PMIの長所は、desired PMIとBCPMI setとが1:1にmapping(マッピング)されているので、追加のフィードバックoverhead(オーバーヘッド)がないということである。しかし、desired PM(PM:PMIに対応(該当)するprecoding matrix)の量子化誤差のため、それに従属された(依存する)BCPMも最適な干渉除去beam方向との誤差がありうる。量子化誤差がない場合、3個のBCPMは、全て干渉を完全に除去する干渉beam(ideal(理想)干渉beam)を表すが、誤差がある場合、各BCPMは、ideal干渉beamとの差異が発生する。
また、各BCPMが有するideal干渉beamとの差異は平均的に(平均すると)同じであるが、特定の瞬間には異なり得る。例えば、desired PMI=3である場合、BCPMI0、1、2の順に干渉信号除去に効果的でありうるし、BCPMI0、1、2の相対的な誤差を知らない基地局は、ideal干渉beamと誤差が最も大きいBCPMI2を干渉信号のbeamに決めて、co-scheduled UE間に強い干渉が存在する状態で通信する可能性がある。
D2D通信一般
一般に、D2D通信は、事物と事物との間の通信または事物知能(インテリジェント)通信を指し示す用語として制限的に使用される場合もあるが、本発明でのD2D通信は、通信機能が装着(実装)された単純な装置はもちろん、スマートフォンまたは個人用コンピュータのように通信機能を揃えた多様な形態の装置間の通信を全部含むことができる。
図18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D2D通信を概念的に説明するための図である。
図18の(a)は、既存の基地局(eNB)を中心とする(重心の)通信方式を示すもので、UE 1は、アップリンクにおいて基地局へデータを送信でき、基地局は、ダウンリンクにおいてUE 2へデータを送信できる。このような通信方式は、基地局を介した間接通信方式ということができる。間接通信方式では、既存の無線通信システムで定義されたリンクであるUnリンク(基地局間のリンクまたは基地局と中継器との間のリンクとして、バックホールリンクと称することができる)および/またはUuリンク(基地局と端末との間のリンクまたは中継器と端末との間のリンクとして、アクセスリンクと称することができる)が関連することができる。
図18の(b)は、D2D通信の一例としてUE-to-UE通信方式を示すことで、UE間のデータ交換が基地局を経ずに行われることができる。このような通信方式は、装置間の直接(ダイレクト)通信方式ということができる。D2D直接通信方式は、既存の基地局を介した間接通信方式に比べて遅延(latency)(レイテンシ、待ち時間)が減少し、より少ない無線資源を使用する等の長所を有する。
図19は、本明細書で提案する方法が適用されることができるD2D通信の多様なシナリオの一例を示す。
D2D通信のシナリオは、UE 1とUE 2とがセルカバレッジ内(in-coverage)/セルカバレッジ外(out-of-coverage)のいずれに位置するかによって、大きく(1)Out-of-Coverage Network、(2)Partial-Coverage Network、および(3)In-Coverage Networkに分けられることができる。
In-Coverage Networkの場合、基地局のカバレッジに該当するセル(Cell)の数に応じて、In-Coverage-Single-CellおよびIn-Coverage-Multi-Cellに分けられることができる。
図19の(a)は、D2D通信のOut-of-Coverage Networkシナリオの一例を示す。
Out-of-Coverage Networkシナリオは、基地局の制御を受けずにD2D端末間D2D通信を行うことを意味する。
図19の(a)において、UE 1およびUE 2だけが存在し、UE 1とUE 2とは、直接通信することを確認することができる。
図19の(b)は、D2D通信のPartial-Coverage Networkシナリオの一例を示す。
Partial-Coverage Networkシナリオは、ネットワークカバレッジ内に位置するD2D端末とネットワークカバレッジ外に位置するD2D端末との間でD2D通信を行うことを意味する。
図19の(b)において、ネットワークカバレッジ内に位置するUE 1とネットワークカバレッジ外に位置するUE 2とが通信することを確認することができる。
図19の(c)は、In-Coverage-Single-Cellシナリオの一例を、図19の(d)は、In-Coverage-Multi-Cellシナリオの一例を示す。
In-Coverage Networkシナリオは、D2D端末が、ネットワークカバレッジ内で基地局の制御を介してD2D通信を行うことを意味する。
図19の(c)において、UE 1とUE 2とは、同じネットワークカバレッジ(またはセル)内に位置し、基地局の制御下でD2D通信を行う。
図19の(d)において、UE 1とUE 2とは、ネットワークカバレッジ内に位置するものの、互いに異なるネットワークカバレッジ内に位置する。そして、UE 1とUE 2とは、各ネットワークカバレッジを管理する基地局の制御下でD2D通信を行う。
以下、D2D通信に関してさらに詳細に説明する。
D2D通信は、図19に示すシナリオで動作できるが、一般にネットワークカバレッジ内(in-coverage)およびネットワークカバレッジ外(out-of-coverage)で動作できる。D2D通信(端末間直接通信)のために利用されるリンクをD2Dリンク(D2D link)、ダイレクトリンク(directlink)またはサイドリンク(sidelink)などと称することができる、以下、説明の便宜のために、サイドリンクと総称して説明する。
サイドリンク送信は、FDDの場合、アップリンクスペクトルで動作し、TDDの場合、アップリンク(或いはダウンリンク)サブフレームで動作できる。サイドリンク送信とアップリンク送信との多重化のために、TDM(Time Division Multiplexing)が利用されることができる。
サイドリンク送信とアップリンク送信とは、同時に行われない。アップリンク送信のために使用されるアップリンクサブフレームまたはUpPTSと部分的に或いは全体的に重なるサイドリンクサブフレームでは、サイドリンク送信が行われない。また、サイドリンクの送信と受信ともまた同時に行われない。
サイドリンクの送信に利用される物理資源の構造は、アップリンク物理資源の構造が同一に利用されることができる。ただし、サイドリンクサブフレームの最後のシンボルは、保護区間(guard period)から構成されてサイドリンクの送信に利用されない。
サイドリンクサブフレームは、拡張サイクリックプレフィックス(extended CP)または通常サイクリックプレフィックス(normal CP)により構成されることができる。
D2D通信は、大きく(概して)、ディスカバリ(discovery)、直接通信(direct communication)、同期化(Synchronization)に区分される(分ける)ことができる。
1)ディスカバリ(discovery)
D2Dディスカバリは、ネットワークカバレッジ内で適用されることができる。(Inter-cell、Intra-cellを含む)。インターセル(inter-cell)ディスカバリで同期化された(synchronous)または同期化されない(asynchronous)セル配置がともに考慮されることができる。D2Dディスカバリは、近接領域内のUEに広告、クーポン発行、友人検索などの多様な常用目的として活用できる。
UE 1がディスカバリメッセージ送信の役割(role)を有する場合、UE 1は、ディスカバリメッセージを送信し、UE 2は、ディスカバリメッセージを受信する。UE 1およびUE 2の送信および受信の役割は替わることができる。UE 1からの送信は、UE 2のような一つまたは複数のUEにより受信されることができる。
ディスカバリメッセージは、単一のMAC PDUを含むことができ、ここで、単一のMAC PDUは、UE IDおよびapplication(アプリケーション)IDを含むことができる。
ディスカバリメッセージを送信するチャネルとして物理サイドリンクディスカバリチャネル(PSDCH:Physical Sidelink discovery CHannel)が定義されることができる。PSDCHチャネルの構造は、PUSCH構造を再度利用できる。
D2Dディスカバリのための資源割り当て方法は、2通りのタイプ(Type 1、Type 2)が利用されることができる。
タイプ1の場合、eNBは、端末固有でない(non-UE specific)方式でディスカバリメッセージ送信のための資源を割り当てることができる。
具体的には、特定周期(以下、「ディスカバリ周期」)内で複数のサブフレームセットおよび複数の資源ブロックセットで構成されたディスカバリ送信および受信のための無線資源プール(pool)が割り当てられ、ディスカバリ送信端末は、この無線資源プール(pool)内で特定資源を任意に選択した後、ディスカバリメッセージを送信する。
このような周期的なディスカバリ資源プール(pool)は、半静的(semi-static)な方式でディスカバリ信号送信のために割り当てられることができる。ディスカバリ送信のためのディスカバリ資源プール(pool)の設定情報は、ディスカバリ周期、ディスカバリ周期内のディスカバリ信号の送信のために使用できるサブフレームセット、および資源ブロックセット情報などを含む。このようなディスカバリ資源プールの設定情報は、上位層シグナリングにより端末に送信されることができる。In−coverage端末の場合、ディスカバリ送信のためのディスカバリ資源プール(pool)は基地局により設定され、RRCシグナリング(例えば、SIB(System Information Block))を利用して端末に知らせることができる。
一つのディスカバリ周期内でディスカバリのために割り当てられたディスカバリ資源プール(pool)は、同じ大きさを有する時間−周波数資源ブロックでTDMおよび/またはFDMで多重化されることができ、このような同じ大きさを有する時間−周波数資源ブロックを「ディスカバリ資源(discovery resource)」と称することができる。ディスカバリ資源は、一つのサブフレーム単位で区分されることができ、各サブフレームでスロット当たり二つの物理資源ブロック(PRB)を含むことができる。一つのディスカバリ資源は、一つの端末によりディスカバリMAC PDUの送信のために使用されることができる。
また、端末は、一つの送信ブロック(transport block)の送信のために、ディスカバリ周期内でディスカバリ信号を繰り返し送信することができる。一つの端末により送信されるMAC PDUの送信は、ディスカバリ周期内(すなわち、無線資源プール(pool))で連続的に(contiguous)或いは非連続的(non-contiguous)に繰り返される(例えば、4回繰り返す)ことができる。一つの送信ブロックのためのディスカバリ信号の送信回数は、上位層シグナリングにより端末に送信されることができる。
端末は、MAC PDUの繰り返される送信のために使用され得るディスカバリ資源セット(discovery resource set)で1番目のディスカバリ資源を任意に選択し、それ以外のディスカバリ資源は、1番目のディスカバリ資源と関連して決定されることができる。例えば、一定パターンが予め設定され、端末が最初に選択したディスカバリ資源の位置によって、その次のディスカバリ資源が予め設定されたパターンによって決定されることができる。また、端末がMAC PDUの繰り返される送信のために使用され得るディスカバリ資源セット内でそれぞれのディスカバリ資源を任意に選択することもできる。
タイプ2は、ディスカバリメッセージ送信のための資源が端末固有(UE specific)に割り当てられる。タイプ2は、さらにタイプ2A(Type−2A)、タイプ2B(Type−2B)に細分化される。タイプ2Aは、基地局が、ディスカバリ周期内で、端末がディスカバリメッセージを送信する時点(instance)毎に資源を割り当てる方式であり、タイプ2Bは、半静的な(semi-persistent)方式で資源を割り当てる方式である。
タイプ2Bの場合、RRC_CONNECTED端末は、RRCシグナリングを介して基地局にD2Dディスカバリメッセージの送信のための資源の割当を要求する。そして、基地局は、RRCシグナリングを介して資源を割り当てることができる。端末は、RRC_IDLE状態に遷移するとき、または基地局がRRCシグナリングを介して資源割当を撤回(withdraw)するとき、最も最近に割り当てられた送信資源を解放(解除)する。このようにタイプ2Bの場合、RRCシグナリングにより無線資源が割り当てられ、PDCCHにより割り当てられた無線資源の活性(activation)/非活性(deactivation)が決定され得る。
ディスカバリメッセージ受信のための無線資源プール(pool)は、基地局により設定され、RRCシグナリング(例えば、SIB(System Information Block))を利用して端末に知らせることができる。
ディスカバリメッセージ受信端末は、ディスカバリメッセージ受信のために、上述したタイプ1およびタイプ2のディスカバリ資源プール(pool)を共にモニタリングする。
2)直接通信(direct communication)
D2D直接通信の適用領域は、ネットワークカバレッジ内外(in−coverage、out−of−coverage)はもちろん、ネットワークカバレッジ境界領域(edge−of−coverage)も含む。D2D直接通信は、PS(Public Safety(公安))などの目的で利用されることができる。
端末1が直接通信データ送信の役割を有する場合、端末1は、直接通信データを送信し、端末2は、直接通信データを受信する。端末1および端末2の送信および受信の役割は替わることができる。端末1からの直接通信送信は、端末2のような一つまたは複数の端末(等)により受信されることができる。
D2DディスカバリとD2D通信とは、互いに連係されず、独立して定義されることができる。すなわち、グループキャスト(groupcast)およびブロードキャスト(broadcast)直接通信では、D2Dディスカバリが要求されない。このように、D2DディスカバリとD2D直接通信とが独立して定義される場合、端末は、隣接する端末を認知する必要がない。言い換えると、グループキャストおよびブロードキャスト直接通信の場合、グループ内の全ての受信端末が互いに近接することを要求しない。
D2D直接通信データを送信するチャネルとして、物理サイドリンク共有チャネル(PSSCH:Physical Sidelink Shared CHannel)が定義され得る。また、D2D直接通信のための制御情報(例えば、直接通信データ送信のためのスケジューリング承認(割当)(SA:Scheduling Assignment)、送信形式等)を送信するチャネルとして、物理サイドリンク制御チャネル(PSCCH:Physical Sidelink Control CHannel)が定義され得る。PSSCHおよびPSCCHは、PUSCH構造を再利用できる。
D2D直接通信のための資源割当方法は、2つのモード(mode1、mode2)が用いられ得る。
モード1は、基地局が端末にD2D直接通信のためのデータまたは制御情報を送信するために使用する資源をスケジューリングする方式をいう。in−coverageでは、モード1が適用される。
基地局は、D2D直接通信に必要な資源プール(pool)を設定する。ここで、D2D通信に必要な資源プール(pool)は、制御情報プールとD2Dデータプールとに区分される(分ける)ことができる。基地局がPDCCHまたはePDCCHを用いて送信D2D端末に設定されたプール内で制御情報およびD2Dデータ送信資源をスケジューリングする場合、送信D2D端末は、割り当てられた資源を利用して制御情報およびD2Dデータを送信する。
送信端末は、基地局に送信資源を要求し、基地局は、制御情報およびD2D直接通信データの送信のための資源をスケジューリングする。すなわち、モード1の場合、送信端末は、D2D直接通信を行うために、RRC_CONNECTED状態になければならない。送信端末は、スケジューリング要求を基地局に送信し、次いで、基地局が送信端末により要求される資源の量を決定できるように、BSR(Buffer Status Report)手順が進められる。
受信端末は、制御情報プールをモニタリングし、自体と関連した制御情報をデコードする場合、当該制御情報と関連したD2Dデータ送信を選択的にデコードすることができる。受信端末は、制御情報デコード結果に応じてD2Dデータプールをデコードしないこともできる。
モード2は、端末がD2D直接通信のためのデータまたは制御情報を送信するために、資源プール(pool)で特定資源を任意に選択する方式をいう。out−of−coverageおよび/またはedge−of−coverageでモード2が適用される。
モード2において、制御情報送信のための資源プール(pool)および/またはD2D直接通信データ送信のための資源プール(pool)は、予め設定(pre-configured)されるか、半静的に(semi-statically)設定されることができる。端末は、設定された資源プール(時間および周波数)を提供され、資源プールでD2D通信送信のための資源を選択する。すなわち、端末は、制御情報を送信するために、制御情報資源プールで制御情報送信のための資源を選択できる。また、端末は、D2D直接通信データ送信のために、データ資源プールで資源を選択できる。
D2Dブロードキャスト通信において、制御情報は、ブロードキャスト端末により送信される。制御情報は、D2D直接通信データを運搬する物理チャネル(すなわち、PSSCH)と関連してデータ受信のための資源の位置を明示的に(explicit)および/または黙示的に(implicit)指示する。
3)同期化(synchronization)
D2D同期信号(D2DSS:D2D Synchronization Signal/Sequence)は、端末が時間−周波数同期を取得するために用いられることができる。特に、ネットワークカバレッジ外の場合、基地局の制御が不可能なので、端末間で同期を確立するための新しい信号および手順が定義され得る。D2D同期信号は、サイドリンク同期信号(Sidelink Synchronization signal)と称することができる。
D2D同期信号を周期的に送信する端末をD2D同期ソース(D2D Synchronization Source)またはサイドリンク同期ソース(Sidelink Synchronization Source)などと称することができる。D2D同期ソースが基地局である場合、送信されるD2D同期信号の構造はPSS/SSSと同様でありうる。D2D同期ソースが基地局でない場合(例えば、端末またはGNSS(Global Navigation Satellite System)等)、送信されるD2D同期信号の構造は新しく定義されることができる。
D2D同期信号は、40msより小さくない周期にて周期的に送信される。端末ごとに多重(複数)の物理層D2D同期識別子(physical-layer D2D synchronization identity)を有することができる。物理層D2D同期識別子は、物理層サイドリンク同期識別子(physical-layer sidelink synchronization identity)または単にD2D同期識別子と称されることもできる。
D2D同期信号は、D2Dプライマリ同期信号(primary synchronization signal/sequence)とD2Dセカンダリ同期信号(secondary synchronization signal/sequence)とを含む。これを各々プライマリサイドリンク同期信号(Primary Sidelink Synchronization Signal;PSSS)およびセカンダリサイドリンク同期信号(Secondary Sidelink Synchronization Signal;SSSS)と称することができる。
D2D同期信号を送信する前に、まず、端末はD2D同期ソースを探索できる。そして、D2D同期ソースが探索されると、端末は、探索されたD2D同期ソースから受信したD2D同期信号を介して時間−周波数同期を取得できる。そして、当該端末は、D2D同期信号を送信できる。
以下では、明瞭性のために、D2D通信における2個の装置間の直接通信を例に挙げて説明するが、本発明の範囲がこれに制限されるものではなく、2つ以上の複数の装置間のD2D通信に対しても本発明で説明する同じ原理が適用され得る。
D2D同期信号およびD2D同期チャネル送信方法
本発明は、端末間直接通信(D2D communication)に使用される同期チャネル或いは信号の設計方法について提案する。
端末間通信を行うためには、予め端末間同期が仮定されなければならないので、同期を取得するために同期信号が要求される。上述したように、このような信号をD2D同期信号(D2DSS:D2D Synchronization Signal/sequence)またはサイドリンク同期信号(Sidelink Synchronization signal)などと称することができるが、以下、説明の便宜上、D2D同期信号(D2DSS)と総称して説明する。
また、同期化とともに、端末間通信に使用される必須情報を伝達する目的(ため)のチャネルが必要でありうる。このようなチャネルを物理D2D同期チャネル(PD2DSCH:Physical D2D Synchronization CHannel)或いは物理サイドリンク放送チャネル(PSBCH:Physical Sidelink Broadcast CHannel)などと称することができるが、以下、説明の便宜上、物理D2D同期チャネル(PD2DSCH)(または、単にD2D同期チャネル)と総称して説明する。
D2DSSには、LTE/LTE−Aシステムで使用されたZadoff−Chu(ZC)シーケンス、またはMシーケンス(M-sequence)が使用され得る。しかし、その長さおよび構成は変わることができる。
D2D同期信号/D2D同期チャネルは、カバレッジ内(in-coverage)で使用されるか、カバレッジ外(out-of-coverage)にあるD2D端末に同期を提供するために使用されるか、またはカバレッジ外でD2D端末が通信を行うために同期を取得する目的で使用される。
図20は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルが使用されるシナリオを例示する図である。
図20に示すように、UE Aは、自体が自ら生成するか、或いはeNBから受信したD2D同期信号/D2D同期チャネルを生成してUE BおよびUE Cに伝達する役割を果たす。一種のD2D同期信号/D2D同期チャネル中継端末である。
この場合、D2D同期チャネルには、同期ソース(synchronization source)、タイプ(type)、資源構成(resource configuration)、ホップカウンタ(hop counter)、TDD/FDD指示子(TDD/FDD indicator)、パワー制御(power control)などの情報が含まれ得る。同期ソース(synchronization source)は、同期信号がどこから始まって中継されているかを表し、タイプ(type)は、同期信号を生成した装置が端末形態であるか、基地局形態であるかを表し、資源構成(resource configuration)は、どの資源を利用して通信を行うべきかに関する資源割当情報を表す。
また、図20では、D2D同期ソースがカバレッジ外(out-of-coverage)に位置する場合に、D2D同期信号/D2D同期チャネルが伝達される例を図示する。
この場合、D2D同期ソース(例えば、UE 1)が基地局と断絶(切断)されていると仮定すると、カバレッジ外の一つの端末(例えば、UE 1)がD2D同期信号/D2D同期チャネルを生成してブロードキャストする。UE 1がブロードキャストする信号または情報は、UE 2およびUE 3のように到達範囲内の信号が受信される全ての端末に伝達される。UE 2およびUE 3は、受信したD2D同期信号/D2D同期チャネルを判断してUE 1に同期を合わせるか否かを検索する。UE 1に同期を合わせない場合、他のD2D同期信号/D2D同期チャネルを探索して、そこに同期を合わせるか否かを再度決定することができる。したがって、D2D同期信号が無くなるときにおいて同様に新しいD2D同期ソースを探索するであろう。
図21は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号の資源の構成を例示する図である。
図21では、DCキャリアを考慮してD2D同期信号および/もしくはD2D同期チャネルの送信に使用されるか、または、D2D同期信号シーケンスマッピングに使用されるサブキャリア(subcarrier)を例示する。図21では、D2D同期信号および/またはD2D同期チャネルの構造が62サブキャリアであると仮定する。
図21のように、中心にDCキャリア(DC carrier)が存在するならば、当該DCキャリアをサブキャリアインデックスから除外させることにより、D2D同期信号をDCキャリアにマッピングさせないことができる。DCキャリアを除外させない場合、当該サブキャリアにマッピングされたシーケンスシンボルは、パンクチャリング(puncturing)されるか、雑音のため、受信する端末側で復調できないか、或いは復調し難いことがある。
すなわち、全73サブキャリアからDCキャリアが除外され、両側の帯域で各々5サブキャリアが実質的な情報送信に使用されず、62個のサブキャリアにD2D同期信号および/またはD2D同期チャネルがマッピングされ得る。
ここで、D2D同期信号および/またはD2D同期チャネルが送信されるシンボルで両側の帯域の5サブキャリアは、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。
zero paddingは、事実上情報がないため、この帯域を利用して追加情報を送信するために、予め指定されたビット/シンボルパターンを両側の帯域の5サブキャリアにマッピングさせて送信することができる。このような、追加情報の一例として、送信に対する応答信号(例えば、HARQ/ARQ)が使用され得る。その他にも、追加情報に対する用途は多様でありうる。例えば、追加情報は、D2D同期信号の種類を指示するか、固有の識別子または識別子グループを表現するか、表現を補助する用途として使用されることができる。また、追加情報は、D2D同期信号が緊急用であるか否かを指示できる。また、追加情報は、資源割当情報を含むか、或いは資源割当情報と結合されて新しい情報を生成することもできる。
既存のダウンリンクPSS(Primary Synchronization Signal)信号とは異なり、この領域を追加に使用できるという点が変わり得る。このような規則は、D2D SSSおよびPD2DSCHにも同様に適用されることができる。すなわち、余分な資源空間を、追加情報を提供するのに使用することができる。
一方、図21では、DCキャリアが中間に位置する場合を例示しているが、場合によって、73サブキャリアのどの位置にも存在できる。これは、アップリンクサブキャリアインデックスとRBインデックスとの関係設定とD2D同期信号マッピング規則とによって変わることができる。例えば、DCキャリアを避けてRB構成とすることもできる。
それに対し、ダウンリンクとは異なり、アップリンクの場合、D2D端末或いは端末グループに与えられた資源領域にDCキャリアがない状況も発生するので、他の形態のマッピングも可能である。これについて下記の図面を参照して説明する。
図22は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号の資源の構成を例示する図である。
図22では、DCキャリアを考慮しないD2D同期信号および/もしくはD2D同期チャネルの送信に使用されるか、または、D2D同期信号シーケンスマッピングに使用されるサブキャリアを例示する。図22では、D2D同期信号および/またはD2D同期チャネルの構造が62サブキャリアであると仮定する。
図22に示すように、DCキャリアを考慮しないので、実質的に合計72サブキャリアが使用されて6RB(Resource Block)を占める。すなわち、全72サブキャリアにおいて両側の帯域で各々5サブキャリアが実質的な情報送信に使用されず、62個のサブキャリアにD2D同期信号および/またはD2D同期チャネルがマッピングされ得る。
この場合にも、前述した図21の例示での説明と同様に、D2D同期信号および/またはD2D同期チャネルが送信されるシンボルで両側の帯域の5サブキャリアはゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。すなわち、D2D PSS、D2D SSS、および/またはPD2DSCHが送信される62サブキャリア以外の両側の帯域の5サブキャリア領域に追加情報を送信できる。追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
一方、図21および図22では、D2D同期信号および/またはD2D同期チャネルの構造が62サブキャリアであると仮定して説明したが、これは、一つの例示であり、本発明がこれに限定されるものではない。
すなわち、D2D同期信号は、LTE/LTE−A PSS/SSSと異なる長さの信号(例えば、4RBまたは5RB)を使用することができる。
例えば、4RBを使用する場合、48サブキャリアのみを使用し、長さ48のZCシーケンスを使用できる。この場合、循環拡張(巡回拡大)(cyclic extension)技法を使用して長さ48に合わせてシーケンスを生成できる。
さらに他の方法として、アップリンク参照信号(例えば、復調参照信号(demodulation reference signal)等)で生成した長さ1RB、2RBの長さのシーケンス(computer-generated sequence)を用いることができる。例えば、長さ1RB(12サブキャリア)を4回、5回、或いは6回繰り返して4RB、5RB、または6RBの長さのD2D PSS(または、D2D SSS)を構成できる。また、2RB(24サブキャリア)を1回、2回、3回繰り返して2RB、4RB、または6RBの長さのD2D PSS(または、D2D SSS)を構成できる。
ここで、1RB、2RBの長さのZCシーケンスは、各々30個ずつ存在し、これを全て使用することができ、または、このうち、一部のみ選択して使用することもできる。これは、D2D PSSおよびD2D SSSを用いていくつ(か)の固有の識別子(すなわち、物理層D2D同期識別子または物理層サイドリンク同期識別子)を作るかと密接な関連がある。例えば、D2D PSSを30個に増やし、D2D SSSを20個程度に減らして600個の固有の識別子を生成できる。
以下、D2D同期信号(D2D PSS、D2D SSS)、D2D同期チャネル(PD2DSCH)の構造について図面を参照してより詳細に説明する。
図23は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図23を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図23のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP:Guard Period)2311、2321、2331が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、シンボルシフト(shift)などを用いてGP(2311、2321、2331)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することもできる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下(以内)の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上でGP(2311、2321、2331)の次にD2D PSS(2312、2322、2332)がマッピングされ得る。D2D PSS(2312、2322、2332)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上でD2D PSS(2312、2322、2332)の次にPD2DSCH(2313、2323、2333)とD2D SSS(2314、2324、2334)とが交互に繰り返(インターレース)されて(interlaced)マッピングされることができる。D2D SSS(2314、2324、2334)も一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
D2D PSS(2312、2322、2332)およびD2D SSS(2314、2324、2334)は共に端末間通信のための同期を取得するのに使用するが、PD2DSCH(2313、2323、2333)の復調参照信号(DM RS:DeModulation Reference Signal)の用途で活用することができる。特に、D2D SSS(2314、2324、2334)の場合、PD2DSCH(2313、2323、2333)と近接してDM RSとして使用するのに適している。
以下、周波数領域で、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅を説明する。
まず、図23aのように、D2D PSS(2312)、D2D SSS(2314)、およびPD2DSCH(2313)が送信される帯域幅が全て同様でありうる。このとき、送信帯域幅の大きさは、D2D PSS(2312)および/またはD2D SSS(2314)に使用されるシーケンスの種類および長さによって変わることができる。
例えば、D2D PSS(2312)およびD2D SSS(2314)は、LTE/LTE−Aで定義されるダウンリンクPSS/SSSと同じシーケンス長を有することができる。すなわち、D2D PSS(2312)およびD2D SSS(2314)は、62個のサブキャリアにマッピングされて送信されることができる。また、PD2DSCH(2313)も同様に周波数領域で62個のサブキャリアにマッピングされることができる。この場合、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域(両側端帯域)の5個のサブキャリアは、D2D PSS(2312)、D2D SSS(2314)、およびPD2DSCH(2313)の送信のために使用されない。
また、D2D PSS(2312)、D2D SSS(2314)、およびPD2DSCH(2313)は、RB単位で送信されることができる。すなわち、PD2DSCH(2313)は、物理資源にRB単位でマッピングされ、D2D PSS(2312)およびD2D SSS(2314)がPD2DSCH(2313)の帯域幅と同じ長さを有するようにシーケンスの長さが調整され得る。例えば、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の1RBを除き、D2D PSS(2312)、D2D SSS(2314)、およびPD2DSCH(2313)を送信するために、4RBが用いられ得る。
全帯域において、D2D PSS(2322)、D2D SSS(2324)、およびPD2DSCH(2323)を送信するために使用されない両端の帯域における一部の領域(例えば、5サブキャリアまたは1RB)は、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。ここで、両端の帯域における一部のサブキャリアで上述したように追加情報を送信することができ、追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
次に、図23bに示すように、チャネルの資源割当がRBの整数倍である可能性が高いので、PD2DSCH(2323)は、RBの整数倍の大きさで物理資源にマッピングされることができる。
ただし、D2D PSS(2322)およびD2D SSS(2324)の送信のために使用される帯域幅は、PD2DSCH(2323)が送信される帯域幅と異なり得る。このとき、D2D PSS(2322)および/またはD2D SSS(2324)の送信帯域幅の大きさは、D2D PSS(2322)および/またはD2D SSS(2324)に使用されるシーケンスの種類および長さによって変わることができる。
D2D PSS(2322)およびD2D SSS(2324)は、LTE/LTE−Aで定義されるダウンリンクPSS/SSSと同じシーケンス長を有することができる。すなわち、62個のサブキャリアを介して送信されることができる。この場合、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の5個のサブキャリアは、D2D PSS(2322)およびD2D SSS(2324)の送信のために使用されない。
そして、D2D PSS(2322)、D2D SSS(2324)、およびPD2DSCH(2323)のために全帯域で6RBを使用する場合、全帯域の両端RBにおける一部のサブキャリア(例えば、5サブキャリア)がD2D PSS(2322)およびD2D SSS(2324)の送信のために使用されないため、全帯域の両端の2個のRBを除いた4RBをPD2DSCH(2323)に割り当てることができる。すなわち、N_rbの全帯域幅を使用するD2D PSS(2322)/D2D SSS(2324)の場合、全帯域幅の両端の2個のRBを除いた(N_rb−2)個のRBにPD2DSCH(2323)がマッピングされ得る。
また、帯域幅によって、またはD2D同期信号のシーケンスの長さによってゼロパディングのサブキャリア数が変わり得る。例えば、N_rb全帯域幅を使用するD2D PSS(2322)/D2D SSS(2324)の場合、両側に各々2個のRBがゼロパディングされるサブキャリアを含むと、両側の各々2個のRBを除いた(N_rb−4)個のRBにPD2DSCH(2323)がマッピングされ得る。この場合には、D2D PSS(2322)およびD2D SSS(2324)は、4RBと同じであるか、より大きい帯域で送信されることができる。
全帯域でD2D PSS(2322)、D2D SSS(2324)、およびPD2DSCH(2323)を送信するために使用されない両端の帯域における一部の領域(例えば、5サブキャリア、1RB)は、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。ここで、両端の帯域における一部のサブキャリアで上述したように追加情報を送信することができ、追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
次に、図23cに示すように、D2D SSS(2334)を、PD2DSCH(2333)のチャネル推定および復調を用途として使用することができるので、D2D SSS(2334)の帯域幅がPD2DSCH(2333)の帯域幅と同じになるようにD2D SSS(2334)のシーケンスの長さを調整できる。
上述したように、例えば、D2D PSS(2332)は、LTE/LTE−Aで定義されるダウンリンクPSS/SSSと同じシーケンス長を有することができる。すなわち、62個のサブキャリアを介して送信されることができる。この場合、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の5個のサブキャリアは、D2D PSS(2322)およびD2D SSS(2324)の送信のために使用されない。
そして、PD2DSCH(2333)は、RB単位で計算された帯域幅(例えば、4RB)が割り当てられ、この帯域幅と一致するようにD2D SSS(2334)のシーケンスの長さを調整できる。このように、RB単位で計算された帯域幅にD2D SSS(2334)のシーケンスの長さを合わせる場合、既存に(従来)定義されているPUSCH DM RSの4RB DM RSシーケンスを同様に使用することができる。このように、既存の技術を再使用できるので、RB単位でD2D SSS(2334)を割り当てることが設計の側面でより有利でありうる。
全帯域でD2D PSS(2332)、D2D SSS(2334)、およびPD2DSCH(2333)を送信するために使用されない両端の帯域における一部の領域(例えば、5サブキャリア、1RB)は、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。ここで、両端の帯域における一部のサブキャリアで上述したように追加情報を送信することができ、追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
図24は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図24では、前述した図23の場合をより一般化して示す。すなわち、前述した図23では、D2D SSSとPD2DSCHとが交互に繰り返されて(interlaced)配置される場合を例示したが、これは、一つの例示に該当し、本発明がこれに限定されるものではない。
図24を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図24のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)2411、2421、2431が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、GP(2411、2421、2431)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することができる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(2411、2421、2431)の次にD2D PSS(2412、2422、2432)がマッピングされ得る。D2D PSS(2412、2422、2432)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(2412、2422、2432)の次のD2D SSS(2414、2424、2434)とPD2DSCH(2413、2423、2433)との位置は、前述した図23の場合と異なり得る。例えば、一つのサブフレームで時間上に一つまたは複数のシンボルでD2D PSS(2412、2422、2432)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでPD2DSCH(2413、2423、2433)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでD2D SSS(2414、2424、2434)がマッピングされ得る。
ただし、図24の場合にも、周波数領域でD2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅は、前述した図23での説明と同様であるから、以下、説明を省略する。
一方、D2D SSSまたはPD2DSCHは、全帯域(full band)を使用する構造を有することもできる。これについて図面を参照して説明する。
図25は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図25を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図25のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)2511が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、シンボルシフト(shift)などを用いてGP(2511)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することもできる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(2511)の次にD2D PSS(2512)がマッピングされ得る。D2D PSS(2512)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(2512)の次にPD2DSCH(2513)とD2D SSS(2514)とが交互に繰り返されて(interlaced)マッピングされることができる。D2D SSS(2514)も一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
上述したように、D2D PSS(2512)およびD2D SSS(2514)は、PD2DSCH(2513)の復調参照信号(DM RS)の用途で活用することができる。特に、D2D SSS(2514)の場合、PD2DSCH(2513)と近接してDM RSとして使用するのに適している。
以下、周波数領域で、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅を説明する。
D2D PSS(2512)の場合、全帯域で一部の帯域のみ使用して送信されるが、D2D SSS(2514)およびPD2DSCH(2513)は、全帯域を使用して送信されることができる。
D2D PSS(2512)は、全帯域で両端の領域の一部(例えば、5サブキャリアまたは1RB)を除き、残りの帯域幅で送信されることができる。
例えば、D2D PSS(2512)は、LTE/LTE−Aで定義されるダウンリンクPSSと同じシーケンス長を有することができる。すなわち、D2D PSS(2512)は、62個のサブキャリアを介して送信されることができる。この場合、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の5個のサブキャリアは、D2D PSS(2512)の送信のために使用されない。
また、D2D PSS(2512)は、RB単位でシーケンスの長さが調整され得る。例えば、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の1RBを除き、D2D PSS(2512)を送信するために4RBが用いられ得る。
そして、全帯域でD2D PSS(2512)を送信するために使用されない両端の帯域における一部の領域(例えば、5サブキャリア、1RB)は、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。ここで、両端の帯域における一部のサブキャリアで上述したように追加情報を送信することができ、追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
そして、D2D SSS(2514)およびPD2DSCH(2513)は全帯域を使用して送信されることができる。例えば、D2D PSS(2512)、D2D SSS(2514)、およびPD2DSCH(2513)のために使用される全帯域が6RBである場合、D2D SSS(2514)およびPD2DSCH(2513)は6RBで送信されることができる。
ゼロパディングしなくてもよい場合、このように、全帯域で両端のゼロパディング領域をなるべく減らし、当該領域で送信しようとするペイロード(payload)をさらに追加したり、或いはペイロードの符号化率(コーディング率)(coding rate)を低めるための追加のコーディング情報(additional coding information)を追加できる。また、予備ビット(reserved bit)を挿入してデコード(decoding)に付加的な情報を提供する仮想的なCRCの役割を果たすこともできる。
特に、D2D SSS(2514)がPD2DSCH(2513)のDM RSを用途として使用され得るという点を考慮すれば、PD2DSCH(2513)帯域を全帯域に割り当てると、D2D SSS(2514)も全帯域を使用して送信することが復調性能(demodulation performance)を増加させることができるという効果がある。すなわち、PD2DSCH(2513)とD2D SSS(2514)との帯域幅を同様に設定することを意味する。
図26は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図26では、前述した図25の場合をより一般化して示す。すなわち、前述した図25では、D2D SSSとPD2DSCHとが交互に繰り返されて(interlaced)配置される場合を例示したが、これは、一つの例示に該当し、本発明がこれに限定されるものではない。
図26を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図26のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)2611が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、GP(2611)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することができる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(2611)の次にD2D PSS(2612)がマッピングされ得る。D2D PSS(2612)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(2612)の次のD2D SSS(2614)とPD2DSCH(2613)との位置は、前述した図25の場合と異なり得る。例えば、一つのサブフレームで時間上に一つまたは複数のシンボルでD2D PSS(2612)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでPD2DSCH(2613)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでD2D SSS(2614)がマッピングされ得る。
ただし、図26の場合にも、周波数領域でD2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅は、前述した図25での説明と同様であるから、以下、説明を省略する。
一方、D2D PSSおよびD2D SSSは、既存(従来)のシーケンスおよびマッピング方法を同様に適用するが、PD2DSCHは、全帯域(full band)を使用する構造を有することもできる。これについて図面を参照して説明する。
図27は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図27を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図27のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)(2711、2721)が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、シンボルシフト(shift)などを用いてGP(2711、2721)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することができる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(2711、2721)の次にD2D PSS(2712、2722)がマッピングされ得る。D2D PSS(2712、2722)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(2712、2722)の次にPD2DSCH(2713、2723)とD2D SSS(2714、2724)とが交互に繰り返されて(interlaced)マッピングされ得る。D2D SSS(2714、2724)も一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
上述したように、D2D PSS(2712、2722)およびD2D SSS(2714、2724)は、復調参照信号(DM RS)の用途で活用することができる。特に、D2D SSS(2714、2724)の場合、PD2DSCH(2713、2723)と近接してDM RSとして使用するのに適している。
以下、周波数領域でD2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅を説明する。
まず、図27aのように、D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)の場合、全帯域で一部の帯域のみを使用して送信されるが、PD2DSCH(2713)は、全帯域を使用して送信されることができる。
D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)は、全帯域で両端の領域の一部(例えば、5サブキャリアまたは1RB)を除き、残りの帯域幅で送信されることができる。
例えば、D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)は、LTE/LTE−Aで定義されるダウンリンクPSS/SSSと同じシーケンス長を有することができる。すなわち、D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)は、62個のサブキャリアを介して送信されることができる。この場合、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の5個のサブキャリアは、D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)の送信のために使用されない。
また、D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)は、RB単位でシーケンスの長さが調整され得る。例えば、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の1RBを除き、D2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)を送信するために4RBが用いられ得る。
そして、全帯域でD2D PSS(2712)およびD2D SSS(2714)を送信するために使用されない両端の帯域における一部の領域(例えば、5サブキャリア、1RB)は、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。ここで、両端の帯域における一部のサブキャリアで上述したように追加情報を送信することができ、追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
そして、PD2DSCH(2713)は、全帯域を使用して送信されることができる。D2D PSS(2712)、D2D SSS(2714)、およびPD2DSCH(2713)のために使用される全帯域が6RBである場合、PD2DSCH(2713)は、6RBで送信されることができる。
次に、図27bに示すように、D2D PSS(2722)およびD2D SSS(2724)の場合、全帯域で一部の帯域のみ使用して送信されるが、PD2DSCH(2723)は、全帯域を使用して送信されることができる。
前述した図27aの場合と比較すると、図27aの例示においてD2D SSS(2724)が送信されるシンボルに設定されるゼロパディング領域がPD2DSCH(2723)に割り当てられる点以外は、同様である。すなわち、D2D PSS(2722)およびD2D SSS(2724)は、同じ帯域幅を介して送信されるが、D2D PSS(2722)が送信されるシンボルにはゼロパディング領域が設定されることに対し、D2D SSS(2724)が送信されるシンボルにはPD2DSCH(2723)の送信のための資源が割り当てられる。
PD2DSCH(2713、2723)の場合、情報を伝達するチャネルであるから、D2D PSS(2712、2722)および/またはD2D SSS(2714、2724)と必ずしも同じ帯域で送信される必要はない。
したがって、図27の例示のように、なるべく割り当てられた帯域を全て使用(例えば、全帯域(full bandwidth)、6RB等)することが符号化率(coding rate)を下げるのに役に立つことができる。
図28は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図28では、前述した図27の場合をより一般化して示す。すなわち、前述した図27では、D2D SSSとPD2DSCHとが交互に繰り返されて(interlaced)配置される場合を例示したが、これは、一つの例示に該当し、本発明がこれに限定されるものではない。
図28を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図28のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)(2811、2821)が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、GP(2811、2821)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することができる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(2811、2821)の次にD2D PSS(2812、2822)がマッピングされ得る。D2D PSS(2812、2822)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(2812、2822)の次のD2D SSS(2814、2824)とPD2DSCH(2813、2823)との位置は、前述した図27の場合と異なり得る。例えば、一つのサブフレームで時間上に一つまたは複数のシンボルでD2D PSS(2812、2822)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでPD2DSCH(2813、2823)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでD2D SSS(2814、2824)がマッピングされ得る。
ただし、図28の場合にも、周波数領域でD2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅は、前述した図27での説明と同様であるから、以下、説明を省略する。
一方、D2D PSSおよびPD2DSCHは、全帯域における一部の帯域で送信されるが、D2D SSSは、与えられた全帯域で送信することもできる。これについて図面を参照して説明する。
図29は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図29を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図29のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)(2911、2921)が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、シンボルシフト(shift)などを用いてGP(2911、2921)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することができる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(2911、2921)の次にD2D PSS(2912、2922)がマッピングされ得る。D2D PSS(2912、2922)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(2912、2922)の次にPD2DSCH(2913、2923)とD2D SSS(2914、2924)とが交互に繰り返されて(interlaced)マッピングされることができる。D2D SSS(2914、2924)も一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
上述したように、D2D PSS(2912、2922)およびD2D SSS(2914、2924)は、復調参照信号(DM RS)の用途で活用することができる。特に、D2D SSS(2914、2924)の場合、PD2DSCH(2913、2923)と近接してDM RSとして使用するのに適している。
以下、周波数領域で、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅を説明する。
まず、図29aのように、D2D PSS(2912)およびPD2DSCH(2913)は、全帯域で一部の帯域にのみマッピングされて送信され、互いに同じ帯域幅を有することができる。それに対し、D2D SSS(2914)は、全帯域にわたってマッピングされて送信されることができる。
すなわち、D2D PSS(2912)およびPD2DSCH(2913)は、全帯域で両端の領域の一部(例えば、5サブキャリアまたは1RB)を除き、残りの帯域幅で送信されることができる。
例えば、D2D PSS(2912)は、LTE/LTE−Aで定義されるダウンリンクPSSと同じシーケンス長を有することができる。すなわち、D2D PSS(2912)は、62個のサブキャリアにマッピングされて送信されることができる。また、PD2DSCH(2913)も同様に周波数領域で62個のサブキャリアにマッピングされることができる。この場合、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の5個のサブキャリアは、D2D PSS(2912)およびPD2DSCH(2913)の送信のために使用されない。
また、PD2DSCH(2913)は、RB単位で計算された帯域幅(例えば、4RB)にマッピングされ、この帯域幅と一致するようにD2D PSS(2912)のシーケンスの長さを調整できる。このように、RB単位で計算された帯域幅にD2D PSS(2912)のシーケンスの長さを合わせる場合、既存に(従来)定義されているPUSCH DM RSの4RB DM RSシーケンスを同様に使用することができる。例えば、周波数領域でD2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される全帯域が6RBである場合、両端の帯域の1RBを除き、D2D PSS(2912)およびPD2DSCH(2913)を送信するために4RBが用いられ得る。
そして、全帯域でD2D PSS(2912)およびPD2DSCH(2913)を送信するために使用されない両端の帯域における一部の領域(例えば、5サブキャリア、1RB)は、ゼロパディング(zero padding)されるか、予め指定された値を有することができる。ここで、両端の帯域における一部のサブキャリアで上述したように追加情報を送信することができ、追加情報の例示は、前述した情報と同様であるから、以下、説明を省略する。
そして、全帯域にわたってD2D SSS(2914)を送信するために、D2D SSS(2914)のシーケンスの長さを調整できる。D2D PSS(2912)、D2D SSS(2914)、およびPD2DSCH(2913)のために使用される全帯域が6RBである場合、D2D SSS(2914)は、6RBで送信されることができる。
次に、図29bに示すように、PD2DSCH(2923)が送信される帯域幅は、RBの整数倍の大きさに割り当てられることができる。すなわち、D2D PSS(2922)およびD2D SSS(2924)が送信される帯域幅は、前述した図29aの例示と同様であるが、PD2DSCH(2923)がマッピングされる帯域幅は、RBの整数倍の大きさを有することができる。
D2D PSS(2922)、D2D SSS(2924)、およびPD2DSCH(2923)のための全帯域で6RBが使用される場合、全帯域の両端RBにおける一部のサブキャリア(例えば、5サブキャリア)がD2D PSS(2922)の送信のために使用されないため、全帯域の両端2個のRBを除いた4RBにPD2DSCH(2923)がマッピングされ得る。すなわち、N_rbの全帯域幅を使用するD2D PSS(2922)/D2D SSS(2924)の場合、全帯域幅の両端の2個のRBを除いた、(N_rb−2)個のRBにPD2DSCH(2923)がマッピングされ得る。
図30は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図30では、前述した図29の場合をより一般化して示す。すなわち、前述した図29では、D2D SSSとPD2DSCHとが交互に繰り返されて(interlaced)配置される場合を例示したが、これは、一つの例示に該当し、本発明がこれに限定されるものではない。
図30を参照すると、D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体を簡略的に図示したものである。D2D同期信号およびD2D同期チャネルのために使用される資源領域全体は、周波数領域でm個のRBサイズ(例えば、6RB)を有することができ、時間領域でn個のスロット(または、サブフレーム)サイズ(例えば、1サブフレーム)を有することができる。
図30のように、D2D同期信号がマッピングされる資源ブロックと同じ資源ブロックにD2D同期チャネルがマッピングされ得る。そして、D2D同期信号およびD2D同期チャネルは、多重化されて送信されることができる。
具体的に説明すると、時間上の最初および最後にガード区間(GP)(3011、3021)が位置し得る。ただし、これは、一つの例示に過ぎず、GP(3011、3021)の位置は、時間上の最初または最後のうち、一つの領域でのみ存在することができる。また、時間上の長さも多様に設定されることができる。例えば、一つのシンボル以下の長さ、一つのシンボルの長さ、或いは一つのシンボル以上の長さを有することができる。
そして、時間上で、GP(3011、3021)の次にD2D PSS(3012、3022)がマッピングされ得る。D2D PSS(3012、3022)は、一つのサブフレーム内で一つまたは複数のシンボルで送信されることができる。複数のシンボルで送信される場合、隣接したシンボルまたは隣接していないシンボルで送信されることができる。
そして、時間上で、D2D PSS(3012、3022)の次のD2D SSS(3014、3024)とPD2DSCH(3013、3023)との位置は、前述した図29の場合と異なり得る。例えば、一つのサブフレームで時間上に一つまたは複数のシンボルでD2D PSS(3012、3022)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでPD2DSCH(3013、3023)がマッピングされ、その次に、一つまたは複数のシンボルでD2D SSS(3014、3024)がマッピングされ得る。
ただし、図30の場合にも、周波数領域でD2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される帯域幅は、前述した図29での説明と同様であるから、以下、説明を省略する。
図31は、本発明の一実施形態に係るD2D同期チャネルの物理資源へのマッピング方法を例示する図である。
図31aは、前述した図23aのようなD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造でD2D同期チャネル(PD2DSCH)の無線資源へのマッピング(すなわち、REマッピング)方法を例示する。図31bは、前述した図23bのようなD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造でPD2DSCHの無線資源へのマッピング方法を例示する。
ただし、これは、一つの例示であり、D2D同期信号およびD2D同期チャネルがこれと異なる構造を有する場合にも、PD2DSCHの無線資源へのマッピング方法が同様に適用され得ることはもちろんである。以下、D2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造に関する説明は省略する。
図31に示すように、PD2DSCHに時間軸によってシンボルレベルで繰り返しコーディング(repetition coding)を適用できる。すなわち、PD2DSCHで送信するデータを繰り返して当該データと同じ複数の写本(コピー)データを生成する。例えば、PD2DSCHが一つのサブフレームでn個のシンボルで送信される場合、合計n回の繰り返しコーディングが行われ得る。図31の例示では、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される資源領域全体で、PD2DSCHが合計5個のシンボルで送信されるので、時間によってシンボル単位で5回繰り返される繰り返しコーディングが行われ得る。
また、一つまたは複数のシンボルをグループ化し、シンボルグループ単位で繰り返しコーディングを行うことができる。この場合、グループごとにシンボル数を一定に形成するためには、PD2DSCH送信に使用される全シンボル数を偶数或いは整数の倍数に設定することが好ましい。例えば、一つのグループが2個のシンボルで構成される場合、合計6個のシンボルがPD2DSCH送信に使用され得る。
PD2DSCHに使用されるシンボルの数および位置は例示であり、シンボルの数および位置が異なるように決定される場合にも、同様に時間によってシンボル単位で繰り返しコーディングを適用できる。
このように、PD2DSCHに時間による繰り返しコーディングが適用されて送信されることにより、PD2DSCH送信エラーに対するロバスト(強靭)性(error robustness)を向上させることができる。言い換えると、PD2DSCHを介して送信される情報損失の減少を最小にし、システム送信効率を上げることができる。
図32は、本発明の一実施形態に係るD2D同期チャネルの物理資源へのマッピング方法を例示する図である。
図32aは、前述した図23aのようなD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造でD2D同期チャネル(PD2DSCH)の無線資源へのマッピング(すなわち、REマッピング)方法を例示する。図32bは、前述した図23bのようなD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造でPD2DSCHの無線資源へのマッピング方法を例示する。
ただし、これは、一つの例示であり、D2D同期信号およびD2D同期チャネルがこれと異なる構造を有する場合にも、PD2DSCHの無線資源へのマッピング方法が同様に適用され得ることはもちろんである。以下、D2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造に関する説明は省略する。
図32に示すように、PD2DSCHを送信するシンボルの順に先に無線資源にマッピングし、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される資源領域全体の終端に到達すると、さらにPD2DSCHが送信される1番目のシンボルの2番目のサブキャリアで再度シンボルの順にコーディングされたビット(coded bit)がマッピングされる。そして、同じ方式で最後のサブキャリアまで順次コーディングされたビットがマッピングされる。すなわち、時間優先REマッピング(time-first RE mapping)を行う。
図32の例示では、PD2DSCHが合計K個のシンボルおよびN個のサブキャリアで送信されると仮定する。この場合、1、2、...、K、K+1、K+2、...、2K、2K、2K+1、2K+2、...、3K、...、(N−1)K+1、(N−1)K+2、...、NKの順にコーディングされたビットがマッピングされる。
ここで、時間の制限は、一つのサブフレームまたはスロットが該当し得るし、また、D2D PSS、D2D SSS、PD2DSCHが複数のサブフレームにわたって送信される場合(例えば、2個のサブフレーム)、複数のサブフレームにわたって時間優先マッピング(time-first mapping)を行うこともできる。周波数上では、RB単位で分離して時間優先マッピング(time-first mapping)を行うこともできる。
一方、前述した図23ないし図32で提案した実施形態において、D2D SSSの代わりに、LTE/LTE−Aで定義されたPUSCH DM RSを使用することにより、PD2DSCHを復調のために使用することもできる。すなわち、D2D PSSは、ZCシーケンスを使用するが、D2D SSSは、PUSCH DM RSに定義されたN−RB DM RSシーケンスを使用することができる。また、PUSCH DM RSは、D2D PSSとともに同期を取得する用途として使用されることができる。
また、前述した図23ないし図32で提案した実施形態において、D2D SSSの場合、PD2DSCHにパンクチャリング(puncturing)してマッピングされることもできる。すなわち、D2D PSSを除いた領域にPD2DSCHをマッピング(例えば、与えられた全帯域にわたってマッピング)し、ここに、D2D SSSをD2D PSSと一致する帯域幅の分だけ、指定されたシンボル位置にパンクチャリングしてマッピングすることができる。この場合、D2D SSSがPD2DSCHの復調のためのDM RSとして使用される場合、D2D SSSがマッピングされる帯域幅をPD2DSCHの帯域幅と同様に維持することが好ましい。
また、図32では図示されていないが、PD2DSCHを物理資源にマッピングするために、周波数優先マッピング(frequency-first mapping)方式が適用されることもできる。具体的には、PD2DSCHを送信する1番目のシンボルでサブキャリアのインデックスの昇順に無線資源にマッピングし、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが送信される資源領域全体の最後のサブキャリアに到達すると、再度PD2DSCHが送信される2番目のシンボルでサブキャリアインデックス昇順にコーディングされたビット(coded bit)がマッピングされる。そして、同じ方式で最後のシンボルまで順次コーディングされたビットがマッピングされる。
図32の例示では、1、K+1、2K+1、...、(N−1)K+1、2、K+2、2K+2、...、(N−1)K+2、...、K、2K、3K、...、NKの順にコーディングされたビットがマッピングされる。
一方、前述した実施形態では、D2D PSS、D2D SSS、およびPD2DSCHが時間領域上で連続的にマッピングされる構造を例示したが、互いに時間領域上で分離されて送信されることもできる。これについて下記の図面を参照して説明する。
図33は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図33に示すように、D2D同期信号(すなわち、D2D PSS(3301)およびD2D SSS(3302))とPD2DSCH(3303)とが時間領域上で分離されて送信される場合を例示する。
D2D同期信号(すなわち、D2D PSS(3301)およびD2D SSS(3302))の周期とPD2DSCHの周期とが互いに異なり、互いに重複して位置することができるが、互いに異なるサブフレームに位置することもできる。
したがって、D2D同期信号(すなわち、D2D PSS(3301)およびD2D SSS(3302))とPD2DSCH(3303)とが同一のサブフレームで送信される場合、前述した図23ないし図32の実施例のように多重化されて送信されることができる。
ただし、互いに異なるサブフレームで各々送信される場合、図33のように構成されることができる。この場合、D2D PSS(3301)、D2D SSS(3302)は、両端の帯域でゼロパディングが5サブキャリアずつ適用されて、62サブキャリアの帯域幅を有するか、或いは両端の帯域でゼロパディングが1RBずつ適用されて4RBの帯域幅を有するように構成されることができる。そして、これとは異なり、PD2DSCHは、6RBの帯域幅を全て用いる形態で構成されることができる。
また、図33の例示のように、時間領域で一つのサブフレームにわたってPD2DSCH(3303)が送信され得る。ただし、これに限定されず、時間領域におけるPD2DSCH(3303)の割当領域はこれと異なり得る。
また、図33の例示のように、SSS(3302)は、互いに隣接した二つのシンボルで送信されることができる。ただし、これに限定されず、時間領域でSSS(3302)が送信されるシンボルの位置はこれと異なり得る。
図34は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図34に示すように、前述した図33の例示とは異なり、D2D PSS(3401)、D2D SSS(3403)、PD2DSCH(3402)の周期が全て異なる場合や、或いはD2D PSS(3401)とD2D SSS(3403)+PD2DSCH(3402)との周期が互いに異なる場合に、D2D PSS(3401)とは別に、D2D SSS(3403)がPD2DSCH(3402)と同じサブフレームで多重化されて送信されることができる。
この場合、D2D PSS(3401)は、両端の帯域でゼロパディングが5サブキャリアずつ適用されて62サブキャリアの帯域幅を有するか、或いは両端の帯域でゼロパディングが1RBずつ適用されて4RBの帯域幅を有するように構成されることができる。
それに対し、D2D SSS(3403)は、D2D同期化機能だけでなく、PD2DSCH(3402)の復調参照信号の役割を果たすことができるので、PD2DSCH(3402)の帯域幅と同様に、6RBの帯域幅にマッピングされて送信されることができる。
また、図34の例示のように、一つのサブフレーム内でPD2DSCH(3402)は、3回送信(同じ情報または互いに異なる情報)され、SSS(3403)は、2回送信されることができる。ただし、これに限定されず、一つのサブフレーム内のPD2DSCHおよびSSSの送信回数はこれと異なり得る。
図35は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
前述した図34の例示のように、D2D SSSがPD2DSCHと同じサブフレームで多重化される場合にはPD2DSCHと同じ帯域幅にマッピングされ、PD2DSCHと同じサブフレームで多重化されない場合にはPSSと同じ帯域幅にマッピングされるためには、二つの長さを有するD2D SSSシーケンスを設計しなければならない。
したがって、上記のように、D2D SSSシーケンスを二つの長さに設計せず、D2D PSSシーケンスと同じ長さを有し、同じサブキャリアで送信されるように構成されることができる。
この場合、D2D PSS(3501)は、両端の帯域でゼロパディングが5サブキャリアずつ適用されて62サブキャリアの帯域幅を有するか、或いは両端の帯域でゼロパディングが1RBずつ適用されて4RBの帯域幅を有するように構成されることができる。
また、D2D SSS(3403)は、PD2DSCH(3502)と同じサブフレームで多重化されて送信されても、D2D PSS(3501)と同様に、両端の帯域でゼロパディングが5サブキャリアずつ適用されて62サブキャリアの帯域幅を有するか、或いは両端の帯域でゼロパディングが1RBずつ適用されて4RBの帯域幅を有するように構成されることができる。
また、図35の例示のように、一つのサブフレーム内でPD2DSCH(3502)は3回送信(同じ情報または互いに異なる情報)され、SSS(3503)は、2回送信されることができる。ただし、これに限定されず、一つのサブフレーム内のPD2DSCHおよびSSSの送信回数はこれと異なり得る。
図36は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルの構造を例示する図である。
図36に示すように、実質的にPD2DSCH(3602)は、PUSCHのようにRB単位の資源割当を使用することがより容易なので、PD2DSCH(3602)は、4RB、5RB、または6RB等、整数倍のRBの帯域幅を有するように構成することが好ましい。
この場合、D2D PSS(3601)は、両端の帯域でゼロパディングが5サブキャリアずつ適用されて62サブキャリアの帯域幅を有するか、或いは両端の帯域でゼロパディングが1RBずつ適用されて4RBの帯域幅を有するように構成されることができる。
それに対し、D2D SSS(3603)は、PD2DSCH(3602)と同じサブフレームで多重化されて送信される場合に、PD2DSCH(3602)と同じ大きさの帯域幅、すなわち、RBの整数倍を維持することにより、PD2DSCH(3602)と同じ大きさの帯域幅を有することが好ましい。
また、図36の例示のように、一つのサブフレーム内でPD2DSCH(3602)は、3回送信(同じ情報または互いに異なる情報)され、SSS(3603)は、2回送信されることができる。ただし、これに限定されず、一つのサブフレーム内のPD2DSCHおよびSSSの送信回数はこれと異なり得る。
以下、D2D同期チャネルで送信される情報の構成および情報による端末間動作について説明する。以下、D2D同期チャネルは、前述したPD2DSCHだけでなく、PD2DSCHとマッピングされる送信チャネル(transport channel)または論理チャネル(logical channel)を全て含む概念を総称する。
図37は、本発明の一実施形態に係るD2D同期チャネルで送信される情報の構成および情報による端末間動作を例示する図である。
図37は、前述した図20の例示をより具体化したものである。すなわち、UE Aは、自体が自ら生成したり或いはeNBから受信したD2D同期信号/D2D同期チャネルを生成してUE BおよびUE Cに伝達する役割を果たす、一種のD2D同期信号/D2D同期チャネル中継端末である。そして、UE 1は、自体が自らD2D同期信号/D2D同期チャネルを生成してUE 2およびUE 3に送信する役割を果たす。
D2D同期チャネルは下記のような情報を運ぶことができる。
・同期ソースの識別子(Identity of synchronization source)
・同期ソースのタイプ(Type of synchronization source)
・データおよび/または制御シグナリングのための資源割当(Resource allocation for data and/or control signaling)
・データおよび/または制御および/またはディスカバリのためのスケジューリング承認に対する資源割当またはプール(Resource allocation or pool for scheduling assignment for data and/or control and/or discovery)
・データ(Data)
・それ以外の情報
特に、カバレッジ外(out-of-coverage)で動作するD2D UE(図37の場合、UE B、UE C、UE 2、UE 3)の場合、初期通信のために予め割り当てられた資源領域が必要でありうる。
ここで、資源領域は、データ(data)送信資源、制御(control)情報送信資源、ディスカバリ(discovery)送信資源、および/またはスケジューリング承認(SA:Scheduling Assignment)送信資源を含む。ここで、スケジューリング承認は、スケジューリング情報を運ぶチャネルまたは情報を意味し、データまたは制御情報に対する資源割当情報などが含まれる。
D2D UE等が初期通信のために使用するデータ、制御情報、ディスカバリ、および/またはSA用送信資源を予め固定(fixed)させることができるが、この場合、特定の状況で衝突が深刻となり得るなど、資源効率が良くないので、より適した資源割当方式が要求される。
資源割当方式の一例として、UEが自体の識別子(例えば、C−RNTI、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)、GUTI(Globally Unique Temporary Identifier)、S−TMSI(SAE Temporary Mobile Subscriber Identity)、IPアドレス(PDN(Packet Data Network)アドレス)等)に基づいて予め指定された一つまたは複数の固定資源のうち、一つを選択する方法が利用され得る。図37においてUE Aは、自体の識別子に基づいて選択された資源を介してD2D同期チャネルを送信し、UE 1は、自体の識別子に基づいて選択された資源を介してD2D同期チャネルを送信する。
このようにすれば、端末ごとに、または送信される情報(例えば、データ、制御、ディスカバリ、SA等)ごとに複数の固定資源領域に分散されることができる。このとき、UEが自体の識別子の代わりに、ランダムに生成された数に基づいて資源を選択することもできる。
また、基地局から、或いは仲介端末(図37の場合、UE A)から、或いはクラスタヘッド(cluster head)または同期ヘッド(synchronization head)からデータ、制御、ディスカバリ、および/またはSAに使用する資源を割り当てられることができ、この場合がより安定的でありうる。
図37の例示においてUE Aは、UE BおよびUE Cがデータ、制御、ディスカバリ、および/またはSAに使用する資源を知らせる役割を果たす。同様に、UE 1は、UE BおよびUE Cがデータ、制御、ディスカバリ、および/またはSAに使用する資源を知らせる役割を果たす。
この場合、予め指定された一つまたは複数の資源領域(例えば、資源プール(resource pool))が設定され、その資源領域のうち、一つ或いはそれ以上を指定するために(すなわち、データ、制御、ディスカバリ、および/またはSA送信資源を選択して指定)、D2D同期チャネルが用いられ得る。
より具体的には、D2D同期チャネルの資源設定(RA:Resource Configuration)フィールドが使用され得る。すなわち、資源設定フィールドは、データ、制御、ディスカバリ、SA送信資源を指示する。
ここで、RAフィールドが特定ビットストリームである場合、特定の目的を指示するように予め規則を定めておくことができる。例えば、ビットストリーム1はデータ資源設定、ビットリーム2は制御資源設定などのように、D2D同期チャネルの目的ごとにビットストリームを異なるように設定することができる。
また、RAフィールドの最初の1ビットは、RAフィールドが動的資源設定(dynamic resource configured)(すなわち、D2D同期チャネルで指示した資源を使用)または予め設定された資源(preconfigured resource)(すなわち、D2D同期チャネルを受信するUEが予め決められた資源プールで送信資源を選択したり、或いは予め決められた資源単位(resource unit)を直ちに使用したりする)を意味するかを知らせる用途として活用されることができる。
また、資源プールでD2D同期チャネルを受信するUEが、データ、制御、ディスカバリ、SA送信資源を選択するという意味であるか、またはD2D同期チャネルを受信するUEが、指定された資源領域を実質的な送信に直接使用するということであるかを指示する用途として使用されることもできる。pre−configured RAの場合、指す(示す)対象が制限されているか、予め知っている資源領域でありうるので、全てのビットフィールドを使用しないことができる。例えば、緊急なケースの場合、予め設定された資源(pre-configured resource)を使用させるために、最初のビットを「1」に設定すると、それ以後のRAビットストリームの内容とは関係なく、予め設定された資源(pre-configured resource)を持続的に使用できるので、単に1ビット情報のみが必要でありうる。
また、RAフィールドのビット幅(bit width)を拡張して、予め設定された資源プール(pre-configured resource pool)のうち、特定送信資源を指す用途として使用されることができる。これを活用する例として、緊急なケースを細分化して設定し、一つまたは複数のビットを活用することにより、指示状態(indication status)を増やし、もう少し細分化して予め設定された資源指示(pre-configured resource indication)を行うこともできる。例えば、2ビット情報を活用して緊急ケース0、1、2、3を設定し、各ケースによって互いに異なる予め設定された資源(pre-configured resource)を使用するようにD2D同期チャネルのRAフィールドで指示することができる。
上記のように、RAフィールドの一部のみが使用される場合、フィールドの残りのビットは、使用していない予備(リザーブ)ビット(reserved bit)として残すことができる。また、特定の知られたビット(known bit)で満たして仮想CRC(virtual CRC)形態で使用することにより、符号化率(coding rate)を下げる用途として使用することができる。また、予め設定された指示ビット(pre-configuration indication bit)を複数繰り返して符号化率(coding rate)を下げることもできる。
受信端では、単に予め設定されたビット(pre-configured bit)の内容を読み、それ以後、ビット情報は捨てたり、無視したり、無相関(ドントケア)ビット(don’t care bit)処理を行うこともできる。
図37においてUE A(または、UE 1)は、UE BおよびUE C(または、UE 2およびUE 3)がデータ、制御、および/またはディスカバリ送信に使用する資源を直接知らせることができる。また、UE A(または、UE 1)は、UE BおよびUE C(または、UE 2およびUE 3)がデータ、制御、および/またはディスカバリ送信に使用するための資源要求を行うことができるスケジューリング要求(scheduling request)資源を知らせることができる。また、UE Aは、データ、制御、および/またはディスカバリ送信に使用される資源を指示するスケジューリング承認(scheduling assignment)が送信される(候補)資源領域を知らせることもできる。
このような状況で、予め設定された資源(preconfigured resource)を使用するか、或いは指示された/スケジューリングされた資源(indicated/scheduled resource)を使用するかを知らせる用途としてD2D同期チャネルが使用され得る。ここで、予め設定された資源(preconfigured resource)或いはスケジューリングされた資源(scheduled resource)は、実際、データ、ディスカバリ、または制御チャネルを送信する資源を意味できる。また、データ、ディスカバリ、および/または制御情報がどこで送信されるかを知らせるスケジューリング承認(scheduling assignment)資源を意味することもできる。
以下、D2D同期チャネルのペイロード(payload)に対するコーディング方式を説明する。
D2D同期チャネルのソースビット(source bit)は、シーケンス形態ではなく、伝達しようとする情報であり、特に、制御情報の属性により密接であるといえる。すなわち、上述したように、D2D同期チャネルは、同期信号ソース識別子(synchronization signal source id)、ソースタイプ(source type)、RAなどの情報を伝達する。
LTE/LTE−Aシステムでダウンリンク/アップリンク制御情報には、テールバイティングコンボリューションコーディング(TBCC:Tail-Biting Convolution Coding)が使用される。ここで、アップリンク制御情報のうち、CQIの場合、リードミューラ(RM(Reed-Muller)coding)のようなブロックコーディング(block coding)が使用される。
PUCCH CQIの場合、11ビット以下では、(ACK/NACKを含む場合、13ビット)ブロックコード(20、A)(ここで、「A」は、ビット数を意味し、最大13)が使用される。
そして、PUSCH CQIの場合、11ビット以下では、ブロックコード(32、O)(ここで、「O」は、ビット数を意味し、最大11)を使用し、12ビット以上では、TBCC CQIコーディングが使用される。特に、PUCCHとの衝突のため、PUSCHにピギーバック(piggyback)される場合には、ブロックコード(32、11)が循環バッファレートマッチング(circular buffer rate matching)とともに使用される。
したがって、D2D同期チャネルで送信される情報がKビット(例えば、11、12、または13ビット)以下である場合には、ブロックコーディング(block coding)を使用し、Kビット以上である場合には、TBCCコーディングを使用できる。すなわち、D2D同期チャネルで送信される情報がKビットを超える場合と超えない場合とに分けてコーディング方法を異なるように設定することができる。
それに対し、D2D同期チャネルを介して伝達すべきビットは、極めて簡単に構成されることができる。例えば、特殊な状況でソースタイプ(source type)と予め設定された資源使用指示(pre-configured resource use indication)情報のみを伝達すると、非常に少ないビットのみが伝達され得る。この場合、既存のRMコーディングを使用できる。
図38は、本発明の一実施形態に係るD2D同期信号およびD2D同期チャネルを送信するための方法を例示する図である。
図38に示すように、第1の端末は、D2D同期信号およびD2D同期チャネルを物理資源(physical resource)にマッピングする(S3801)。
第1の端末は、前述した図21ないし図36で説明した実施形態にしたがってD2D同期信号およびD2D同期チャネルを物理資源にマッピングし、物理資源にマッピングする方法に関する詳細な説明は省略する。
そして、第1の端末は、物理資源にマッピングされたD2D同期信号およびD2D同期チャネルを第2の端末に送信する(S3803)。
本発明が適用され得る装置一般
図39は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置のブロック構成図を例示する。
図39に示すように、無線通信システムは、基地局3910と、基地局3910領域内に位置する複数の端末3920と、を備える。
基地局3910は、プロセッサ(processor、3911)、メモリ(memory、3912)、およびRF部(Radio Frequency unit、3913)を備える。プロセッサ3911は、前述した図1ないし図38で提案された機能、過程、および/または方法を実現する。無線インターフェースプロトコルの階層は、プロセッサ3911により実現されることができる。メモリ3912は、プロセッサ3911と接続(連結)されて、プロセッサ3911を駆動するための様々な情報を格納する。RF部3913は、プロセッサ3911と接続されて、無線信号を送信および/または受信する。
端末3920は、プロセッサ3921、メモリ3922、およびRF部3923を備える。プロセッサ3921は、前述した図1ないし図38で提案された機能、過程、および/または方法を実現する。無線インターフェースプロトコルの階層は、プロセッサ3921により実現されることができる。メモリ3922は、プロセッサ3921と接続されて、プロセッサ3921を駆動するための様々な情報を格納する。RF部3923は、プロセッサ3921と接続されて、無線信号を送信および/または受信する。
メモリ3912、3922は、プロセッサ3911、3921内部または外部にありうるし、よく知られた様々な手段でプロセッサ3911、3921と接続されることができる。また、基地局3910および/または端末3920は、シングル(1個の)アンテナ(single antenna)またはマルチ(多重、複数の)アンテナ(multiple antenna)を有することができる。
以上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で結合されたものである。各構成要素または特徴は、別の明示上言及がない限り選択的なものと考慮されなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素または特徴と結合されない形態で実施されることができる。また、一部の構成要素および/また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。本発明の実施形態において説明される動作の順序は変更されることができる。ある実施形態の一部の構成または特徴は、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交替され(置き替え)ることができる。特許請求の範囲において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しい請求項として含めることができることは自明である。
本発明に係る実施形態は、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されることができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施形態は、一つまたは複数の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されることができる。
ファームウェアまたはソフトウェアによる具現の場合、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、手順、関数などの形態により具現化されることができる。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されることができる。上記メモリは、上記プロセッサの内部または外部に位置して、予め公知された多様な手段により上記プロセッサとデータをやり取りすることができる。
本発明は、本発明の必須特徴から外れない範囲で他の特定の形態で具体化されうることは当業者にとって自明である。したがって、上述の詳細な説明は、すべての面において制限的に解析されてはならず、例示に過ぎないと考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付された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すべての変更は、本発明の範囲に含まれる。