無線通信システムにおけるディスカバリ信号マッピング方法及び装置

以下の説明は、無線通信システムに係り、特に、装置対装置通信においてディスカバリ信号を生成、マッピングする方法及び装置に関する。

無線通信システムが音声やデータなどのような様々な通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。一般に、無線通信システムは、利用可能なシステムリソース(帯域幅、送信電力など)を共有して複数ユーザとの通信を支援できる多元接続(multiple access)システムである。多元接続システムの例には、CDMA(code division multiple access)システム、FDMA(frequency division multiple access)システム、TDMA(time division multiple access)システム、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)システム、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)システム、MC−FDMA(multi carrier frequency division multiple access)システムなどがある。

装置対装置(Device−to−Device;D2D)通信とは、端末(User Equipment;UE)間に直接的なリンクを設定し、基地局(evolved NodeB;eNB)の介入無しに端末間で音声、データなどを直接やり取りする通信方式のことをいう。D2D通信は、端末−対−端末(UE−to−UE)通信、ピア−対−ピア(Peer−to−Peer)通信などの方式を含むことができる。また、D2D通信方式は、M2M(Machine−to−Machine)通信、MTC(Machine Type Communication)などに応用することができる。

D2D通信は、急増しているデータトラフィックによる基地局の負担を解決可能な一つの方法として考慮されている。例えば、D2D通信によれば、既存の無線通信システムと違い、基地局の介入無しに装置間でデータをやり取りするので、ネットワークの過負荷が減る。また、D2D通信を導入することによって、基地局における手順の減少、D2Dに参加する装置の消費電力の低減、データ伝送速度の増加、ネットワークの収容能力の増大、負荷の分散、セルカバレッジの拡大などの効果を期待することができる。

本発明では、装置対装置通信におけるディスカバリ信号の生成、構造、ディスカバリ信号の送信に用いられるリソースの定義、ディスカバリ信号のマッピングなどを技術的課題とする。

本発明で達成しようとする技術的課題は、以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

本発明の第1の技術的側面は、無線通信システムにおいて端末がディスカバリ信号をマップする方法であって、ディスカバリ信号を生成するステップと、前記ディスカバリ信号をディスカバリユニットにマップするステップと、前記ディスカバリユニットを複数のディスカバリ信号RB(resource block)の少なくとも一部にマップするステップとを有し、前記端末を含めてディスカバリ信号を送受信する端末の数が、あらかじめ設定された値以下である場合、前記複数のディスカバリ信号RBのうち、DC搬送波を基準に、正の周波数領域に含まれるディスカバリ信号RBの周波数帯域の絶対値は、負の周波数領域に存在するディスカバリ信号RBに該当する周波数帯域の絶対値と重複しない、ディスカバリ信号マッピング方法である。

本発明の第二の技術的側面は、無線通信システムにおける端末装置であって、受信モジュールと、プロセッサとを備え、前記プロセッサは、ディスカバリ信号を生成し、前記ディスカバリ信号をディスカバリユニットにマップし、前記ディスカバリユニットを複数のディスカバリ信号RB(resource block、DSRB)の少なくとも一部にマップし、前記端末を含めてディスカバリ信号を送受信する端末の数が、あらかじめ設定された値以下である場合、前記複数のディスカバリ信号RBのうち、DC搬送波を基準に、正の周波数領域に含まれるディスカバリ信号RBの周波数帯域の絶対値は、負の周波数領域に存在するディスカバリ信号RBに該当する周波数帯域の絶対値と重複しない、端末装置である。

上記の第1の技術的側面及び第二の技術的側面は、次の事項の全部/一部を含むことができる。

前記端末のシステム帯域幅が偶数個のRBからなる場合、前記複数のディスカバリ信号RBは、DC搬送波に最も隣接した2つのディスカバリ信号RBを含まない。

前記端末のシステム帯域幅が奇数個のRBからなる場合、前記複数のディスカバリ信号RBはDC搬送波を含むディスカバリ信号RBを含まなくてもよい。

前記複数のディスカバリ信号RBにはPUCCH送信のためのRBが含まれなくてもよい。

前記PUCCH送信のためのRBには、PUCCHがマップされるRB及び前記PUCCHがマップされるRBに隣接したm個(m>0)のRBを含むことができる。

前記複数のディスカバリ信号RBに含まれた隣接した2つのRBは、l個(l>0)のRBだけの間隔を有することができる。

前記複数のディスカバリ信号RBのそれぞれは、n個(n>0)のRBで構成されてもよい。

前記複数のディスカバリ信号RBは、前記端末に設定されたサブフレーム上でのみ存在することができる。

前記端末を含めてディスカバリ信号を送受信する端末の数が、あらかじめ設定された値よりも大きい場合、前記重複が許容されてもよい。

前記複数のディスカバリ信号RBの少なくとも一部は、前記端末に設定された複数のディスカバリ信号RBサブセットのいずれか一つに該当してもよい。

前記ディスカバリユニットのサイズは、前記端末のシステム帯域幅によって変化してもよい。

前記ユニットサイズの変化は、前記システム帯域幅におけるディスカバリユニットの個数が一定であるという制限下でなされてもよい。

本発明によれば、ディスカバリ信号の送信による様々な干渉の影響を最小化しながらディスカバリ信号を送信することができる。

本発明から得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって明らかになるであろう。

本明細書に添付される図面は、本発明に関する理解を提供するためのものであり、本発明の様々な実施の形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明するためのものである。

無線フレームの構造を示す図である。

下りリンクスロットにおけるリソースグリッド(resource grid)を示す図である。

下りリンクサブフレームの構造を示す図である。

上りリンクサブフレームの構造を示す図である。

本発明の実施例に係るディスカバリ信号リソースブロックを説明するための図である。

本発明の実施例に係るディスカバリ信号リソースブロックを説明するための図である。

本発明の実施例に係るディスカバリ信号を説明するための図である。

本発明の実施例に係るディスカバリ信号を説明するための図である。

本発明の実施例に係るディスカバリ信号を説明するための図である。

本発明の実施例に係るディスカバリ信号を説明するための図である。

送受信装置の構成を示す図である。

以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別に明示しない限り、選択的なものとして考慮されてもよい。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、また、一部の構成要素及び/又は特徴は結合されて本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に代えてもよい。

本明細書では、本発明の実施例を、基地局と端末間におけるデータ送受信の関係を中心に説明する。ここで、基地局は、端末と直接に通信を行うネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本文書で、基地局により行われるとした特定の動作は、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)で構成され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様々な動作は、基地局、又は基地局以外の他のネットワークノードにより行われるということは明らかである。「基地局(BS:Base Station)」は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(AP:Access Point)などの用語に代えてもよい。中継機は、Relay Node(RN)、Relay Station(RS)などの用語に代えてもよい。また、「端末(Terminal)」は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)、SS(Subscriber Station)などの用語に代えてもよい。以下に記述されるセルの名称は、基地局(base station、eNB)、セクタ(sector)、リモートラジオヘッド(remote radio head,RRH)、リレー(relay)などの送受信ポイントに適用され、また、特定の送受信ポイントで構成搬送波(component carrier)を区分するための包括的な用語で使われてもよい。

以下の説明で使われる特定の用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、これらの特定の用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱することなく他の形態に変更されてもよい。

場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示すこともできる。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。

本発明の実施例は、無線接続システムであるIEEE 802システム、3GPPシステム、3GPP LTE及びLTE−A(LTE−Advanced)システム、及び3GPP2システムの少なくとも一つに開示された標準文書でサポートすることができる。すなわち、本発明の実施例において本発明の技術的思想を明確にするために説明していない段階又は部分は、上記の標準文書でサポートすることができる。なお、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。

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)などのような種々の無線接続システムに用いることができる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)によって実現することができる。TDMAは、GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)のような無線技術によって実現することができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術によって実現することができる。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を用いるE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は、3GPP LTEの進展である。WiMAXは、IEEE 802.16e規格(WirelessMAN−OFDMA Reference System)及び進展したIEEE 802.16m規格(WirelessMAN−OFDMA Advanced system)によって説明することができる。明確性のために、以下では、3GPP LTE及びLTE−Aシステムを中心に説明するが、本発明の技術的思想はこれに制限されない。

LTA/LTA−Aリソース構造/チャネル 図1を参照して無線フレームの構造について説明する。

セルラーOFDM無線パケット通信システムにおいて、上り/下りリンク信号パケット送信はサブフレーム(subframe)単位に行われ、1サブフレームは、複数のOFDMシンボルを含む一定の時間の区間と定義される。3GPP LTE標準では、FDD(Frequency Division Duplex)に適用可能なタイプ1無線フレーム(radio frame)構造と、TDD(Time Division Duplex)に適用可能なタイプ2無線フレーム構造を支援する。

図1(a)は、タイプ1無線フレームの構造を例示する図である。下りリンク無線フレームは10個のサブフレームで構成され、1個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)で構成される。1個のサブフレームを送信するためにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、1サブフレームの長さは1msであり、1スロットの長さは0.5msであってよい。1スロットは時間領域において複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック(Resource Block;RB)を含む。3GPP LTEシステムでは、下りリンクでOFDMAを用いているため、OFDMシンボルが1シンボル区間を表す。OFDMシンボルは、SC−FDMAシンボル又はシンボル区間と呼ぶこともできる。リソースブロック(RB)はリソース割当て単位であり、1スロットにおいて複数個の連続した副搬送波(subcarrier)を含むことができる。

1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、CP(Cyclic Prefix)の構成(configuration)によって異なってもよい。CPには、拡張CP(extended CP)及び一般CP(normal CP)がある。例えば、OFDMシンボルが一般CPによって構成された場合、1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は7個であってよい。OFDMシンボルが拡張CPによって構成された場合、1 OFDMシンボルの長さが増加するため、1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は、一般CPの場合に比べて少ない。拡張CPの場合に、例えば、1スロットに含まれるOFDMシンボルの数は6個であってもよい。端末が速い速度で移動する場合などのようにチャネル状態が不安定な場合は、シンボル間干渉をより減らすために、拡張CPを用いることができる。

一般CPが用いられる場合、1スロットは7個のOFDMシンボルを含み、1サブフレームは14個のOFDMシンボルを含む。このとき、各サブフレームにおける先頭2個又は3個のOFDMシンボルはPDCCH(physical downlink control channel)に割り当て、残りのOFDMシンボルはPDSCH(physical downlink shared channel)に割り当てることができる。

図1(b)は、タイプ2無線フレームの構造を示す図である。タイプ2無線フレームは、2ハーフフレーム(half frame)で構成される。各ハーフフレームは、5サブフレーム、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、保護区間(Guard Period;GP)、及びUpPTS(Uplink Pilot Time Slot)で構成され、ここで、1サブフレームは2スロットで構成される。DwPTSは、端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末の上り送信同期を取るために用いられる。保護区間は、上りリンク及び下りリンク間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。一方、無線フレームのタイプにかかわらず、1個のサブフレームは2個のスロットで構成される。

無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるシンボルの数は様々に変更されてもよい。

図2は、下りリンクスロットにおけるリソースグリッド(resource grid)を示す図である。同図で、1下りリンクスロットは時間領域で7個のOFDMシンボルを含み、1リソースブロック(RB)は周波数領域で12個の副搬送波を含むとしたが、本発明はこれに制限されない。例えば、一般CP(normal−Cyclic Prefix)では1スロットが7 OFDMシンボルを含むが、拡張CP(extended−CP)では1スロットが6 OFDMシンボルを含んでもよい。リソースグリッド上のそれぞれの要素をリソース要素(resource element)と呼ぶ。1リソースブロックは12×7個のリソース要素を含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックの個数NDLは、下り送信帯域幅による。上りリンクスロットは下りリンクスロットと同一の構造を有することができる。

図3は、下りリンクサブフレームの構造を示す図である。1サブフレーム内で第1のスロットにおける先頭部の最大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に該当する。残りのOFDMシンボルは、物理下り共有チャネル(Physical Downlink Shared Chancel;PDSCH)が割り当てられるデータ領域に該当する。3GPP LTEシステムで用いられる下り制御チャネルには、例えば、物理制御フォーマット指示子チャネル(Physical Control Format Indicator Channel;PCFICH)、物理下り制御チャネル(Physical Downlink Control Channel;PDCCH)、物理HARQ指示子チャネル(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Chanel;PHICH)などがある。PCFICHは、サブフレームの最初のOFDMシンボルで送信され、サブフレーム内の制御チャネル送信に用いられるOFDMシンボルの個数に関する情報を含む。PHICHは、上り送信の応答としてHARQ ACK/NACK信号を含む。PDCCHで送信される制御情報を、下りリンク制御情報(Downlink Control Information;DCI)という。DCIは、上りリンク又は下りリンクスケジューリング情報を含んだり、任意の端末グループに対する上り送信電力制御命令を含む。PDCCHは、下り共有チャネル(DL−SCH)のリソース割当て及び送信フォーマット、上り共有チャネル(UL−SCH)のリソース割当て情報、ページングチャネル(PCH)のページング情報、DL−SCH上のシステム情報、PDSCH上で送信されるランダムアクセス応答(Random Access Response)のような上位層制御メッセージのリソース割当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信電力制御命令のセット、送信電力制御情報、VoIP(Voice over IP)の活性化などを含むことができる。複数のPDCCHが制御領域内で送信されてもよく、端末は複数のPDCCHをモニタすることができる。PDCCHは一つ以上の連続する制御チャネル要素(Control Channel Element;CCE)の組み合わせ(aggregation)で送信される。CCEは、無線チャネルの状態に基づくコーディングレートでPDCCHを提供するために用いられる論理割当て単位である。CCEは、複数個のリソース要素グループに対応する。PDCCHのフォーマットと利用可能なビット数は、CCEの個数とCCEによって提供されるコーディングレート間の相関関係によって決定される。基地局は、端末に送信されるDCIによってPDCCHフォーマットを決定し、制御情報に巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check;CRC)を付加する。CRCは、PDCCHの所有者又は用途によって無線ネットワーク臨時識別子(Radio Network Temporary Identifier;RNTI)という識別子でマスクされる。PDCCHが特定の端末に対するものであれば、端末のcell−RNTI(C−RNTI)識別子をCRCにマスクすることができる。又は、PDCCHがページングメッセージに対するものであれば、ページング指示子識別子(Paging Indicator Identifier;P−RNTI)をCRCにマスクすることができる。PDCCHがシステム情報(より具体的に、システム情報ブロック(SIB))に対するものであれば、システム情報識別子及びシステム情報RNTI(SI−RNTI)をCRCにマスクすることができる。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示すために、ランダムアクセス−RNTI(RA−RNTI)をCRCにマスクすることができる。

図4は、上りリンクサブフレームの構造を示す図である。上りリンクサブフレームは、周波数領域で制御領域とデータ領域とに区別できる。制御領域には上りリンク制御情報を含む物理上り制御チャネル(Physical Uplink Control Channel;PUCCH)が割り当てられる。データ領域には、ユーザーデータを含む物理上り共有チャネル(Physical uplink shared channel;PUSCH)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を同時に送信しない。一つの端末のPUCCHは、サブフレームにおいてリソースブロック対(RB pair)に割り当てられる。リソースブロック対に属するリソースブロックは、2スロットに対して互いに異なった副搬送波を占める。これを、PUCCHに割り当てられるリソースブロック対がスロット境界で周波数−ホップ(frequency−hopped)するという。

以下では、上述した説明に基づいて、本発明の実施例に係るD2D通信、特に、ディスカバリ信号(Discovery Signal)の送受信に関連したリソースの構造などについて説明する。ディスカバリ信号は、D2D通信で相手端末を見つけるための用途に用いられる信号を意味する。しかし、本発明の原理はD2Dディスカバリ信号の送受信に制限されず、一部の原理が一般的なD2D通信信号の送信に適用されてもよい。

ディスカバリ信号RB構成(DS resource block configuration) 本発明の実施例に係るディスカバリ信号RB(ディスカバリ信号送信のためのRB)は、干渉の影響を最小化するような構成とすることができる。具体的に、全体システム帯域幅に含まれる複数のディスカバリ信号RBのうち、DC(Direct Current)搬送波を基準に、右側(DC搬送波を基準に正の周波数)領域に含まれるディスカバリ信号RBの周波数帯域の絶対値は、左側(DC搬送波を基準に負の周波数)領域に存在するディスカバリ信号RBに該当する周波数帯域の絶対値と重ならないようにすることができる。すなわち、I/Qイメージによる干渉を避けるために、DC搬送波を中心に互いにずれるように構成することができる。また、DC搬送波を含んだりDC搬送波に隣接するRBは、搬送波漏れ(carrier leakage)によって深刻な干渉を受ける恐れがあるので、ディスカバリ信号RBから除外してもよい。具体例が図5に示されている。図5(a)を参照すると、システム帯域幅が偶数個のRBからなる場合であり、この場合、複数のディスカバリ信号RBは、DC搬送波に最も隣接している2つのディスカバリ信号RBを含まないことがわかる。そして、ディスカバリ信号RB(DSRB)は、DC搬送波を中心に互いにずれていることにより、I/Qイメージによる干渉を回避することがわかる。すなわち、DC搬送波の左側にDSRBをガードRBを考慮して設定すると、DC搬送波の後には、イメージ(image)の発生する領域は避けてDSRBを設定するようにオフセットを印加することができる。また、図5(b)は、システム帯域幅が奇数個のRBからなる場合であって、複数のディスカバリ信号RBは、DC搬送波を含むディスカバリ信号RBを含まない。複数のディスカバリ信号RBはそれぞれ、n個(n>0)のRBで構成されるが、特に、図5では、DSRBが1個のRBで構成されている。

複数のディスカバリ信号RBにはPUCCH送信のためのRBが含まれないようにすることができる。すなわち、既存セルがPUCCHを送信するRBはDSRBから除外されてもよい。また、PUCCH送信のためのRBにはPUCCHのマップされるRB、及び当該PUCCHのマップされるRBに隣接したm個(m>0)のRBが含まれるようにすることができる。すなわち、PUCCH送信によって隣接したRBに及ぶインバンド放射(inband emission)又はディスカバリ信号がPUCCH領域に及ぼすインバンド放射を減らすために、PUCCH送信RBに隣接したRBをDSRBから除外してもよい。ここで、mは、あらかじめ設定された値であってもよく、上位層/物理層シグナリングなどで伝達された値であってもよい。又は、DSRBをシグナリングする際、mを考慮してDSRBを決めてもよい。既存PUSCH送信との差異点は、D2D信号がPUSCH領域で送信されるが、このとき、PUCCH近隣の一部RBはD2D送信領域から除外される。これは、インバンド放射による干渉を減らすためである。

他の例示として、図6(a)に示すように、複数のディスカバリ信号RBに含まれた隣接した2つのRBは互いにl個(l>0)のRBだけ(N_Gだけ)の間隔を有することができる。すなわち、DSとDSとの間のインバンド放射(EVM shoulder)を考慮してN_GだけのガードRB(又は、ガード副搬送波)を設定することができる。このようなガードRBは、DSRBを設定するにあたって、DSRB内に含まれるようにすることができる。例えば一つのDSがN_F RBからなるとすれば、各RBの両端又は一端における副搬送波/RBをガード領域として設定することができる。EVM shoulderの他、別の端末からの周波数オフセットも避けるために、DSとDSとの間にガード副搬送波を設けることができる。

他の例として、図6(b)に例示するように、DC搬送波を中心に左側(又は右側)といった半分の周波数領域のみDSRBとして用いることもできる。

上述したような干渉を減らすためのディスカバリ信号RB構成方法は、個別に用いられてもよく、組み合わせて用いられてもよい。例えば、図5(a)又は(b)でPUCCH送信に用いられるRBをDSRBから除外することができる。また、上述した説明は、端末の個数に従って別々に適用されてもよい。例えば、ディスカバリ信号を送受信する端末の数があらかじめ設定された値以下である場合、上記の複数のディスカバリ信号RBのうち、DC搬送波を基準に、正の周波数領域に含まれるディスカバリ信号RBの周波数帯域の絶対値は、負の周波数領域に含まれるディスカバリ信号RBに該当する周波数帯域の絶対値と重ならないものとすることができる。仮に、ディスカバリ信号を送信する端末の数があらかじめ設定された値よりも大きい場合、全帯域(このとき、DC搬送波周辺の搬送波漏れの影響を受ける領域、PUCCH領域などは除外されてもよい。)がDSRBのために用いられるようにすることができる。また、ディスカバリ信号RBをサブセットとして運用することもできる。ある端末が用いるディスカバリ信号RBは、端末に設定(configured)された複数のディスカバリ信号RBサブセットのうち一つに該当してもよい。具体例として、複数のディスカバリ信号RBサブセットを上位層信号などで端末に設定し、特定の端末又は端末グループごとに適切なサブセットを選択して使用するようにすることができる。例えば、図5(a)をタイプ1、図5(b)をタイプ2(ただし、DC搬送波を含む又は最も隣接したRBは除外。)にあらかじめ設定し、特定の端末/端末グループにいずれかのタイプを用いるように指定することができる。又は、上述したようなディスカバリ信号RBを、上位層/物理層シグナリングなどを用いて又は設定を用いて端末/端末グループに指示することができる。仮にカバレッジ外(out−of−coverage)にいる又は一度もセルに接続したことのない端末/端末グループは、あらかじめ設定されているRB(又はRBインデックス)をディスカバリ信号の送信に用いることができる。

上述したようなディスカバリ信号RBは、ディスカバリ信号サブフレーム上にのみ存在してもよい。言い換えると、ディスカバリ信号が送受信される用途のサブフレームが特定の端末/端末グループにあらかじめ設定されていてもよい。ディスカバリ信号サブフレーム上のRBのうち、中央の6RBは、ディスカバリ信号の送受信に用いられなくてもよい。これは、TDDにおいて端末がセルラー同期をよく見つけず、サブフレーム境界が不明な場合に適用することができる。一方、ディスカバリ信号サブフレームは、上りリンクHARQ周期の倍数に設定することができる。例えば、FDDの場合、HARQ周期が8msであるので、ディスカバリ信号サブフレームは「8の倍数であるサブフレームインデックス+オフセット」と設定することができる。このように設定する場合、複数のHARQプロセスに被害を与えることを防止することができる。もちろん、特定のHARQプロセスはディスカバリ信号の送受信によって持続して妨害を受けることもあるが、これを解決するために、隣接サブフレーム(例えば、HARQ−ACKを送信しようとしたサブフレーム+1に該当するサブフレーム又はHARQ−ACKを送信しようとしたサブフレームインデックス+HARQ周期サブフレーム)でディスカバリ信号を送信するように設定されてもよい。このようなディスカバリ信号サブフレームをグループとして構成し、ディスカバリ信号サブフレームグループを端末が選択して使用するようにしてもよい。このとき、ディスカバリ信号サブフレームグループは、特定の周期を有するディスカバリ信号サブフレームから構成されてもよく、又は連続したn個のディスカバリ信号サブフレームから構成されてもよい。

上述したディスカバリ信号RBにディスカバリ信号を次のようにマップすることができる。端末はディスカバリ信号を生成し、生成されたディスカバリ信号をディスカバリユニットにマップすることができる。ディスカバリユニットは、ディスカバリ信号RBにマップすることができる。ここで、ディスカバリユニットは、物理的RBであるディスカバリ信号RBにマップされる論理的RBといえる。以下、ディスカバリユニットについて説明する。

ディスカバリユニット(discovery unit) ディスカバリユニットのサイズは、システム帯域幅によって変化するようにすることができる。又は、ディスカバリユニットは、ディスカバリ信号のために構成可能なリソース量によって変化するようにしてもよい。例えば、システム帯域幅が5MHzである場合、ディスカバリユニットは「3 RB*4 OFDMシンボル」とし、システム帯域幅10MHzである場合のディスカバリユニットは「6 RB*2 OFDMシンボル」とすることができる。ここで、RBとは、周波数領域で1 RBが占める周波数領域のサイズを意味し、RBは12個の副搬送波を表す。これは、ディスカバリ信号領域の論理構造を固定させる方法である。言い換えると、ディスカバリユニットサイズの変化は、システム帯域幅内のディスカバリユニットの個数が一定であるとの制限下で行うことができる。こうすると、システム帯域幅が変わっても全体システム帯域幅内のディスカバリユニットの個数は維持されるので、同時にマルチプレクシングされ得るディスカバリ信号の数を固定させることができる。一例として、表1にはシステム帯域幅が増加するにつれて、PUCCH領域を除いた、ディスカバリ信号のために使用可能なRBの個数が表示されている。このとき、固定したサイズのディスカバリユニットが用いられると、周波数帯域幅が大きくなるほど、用いられるディスカバリユニットの個数も増加するだろう。ディスカバリユニットの個数が増加するということは、同時にマルチプレクシングされ得るディスカバリ信号/端末の数が増加することを意味するが、この場合、同時にディスカバリ信号を送信した端末がお互いを発見するまでにかかる時間(最悪の場合のディスカバリ遅延(worst case discovery delay))が大幅に増加しうる。このため、前述したように、ディスカバリユニットのサイズをシステム帯域幅によって変化させることによって、同時にマルチプレクシングされるディスカバリ信号/端末の数を減らし、結果として、「最悪の場合のディスカバリ遅延」の増加を防止することができる。

一方、一つのディスカバリグループが占めるサブフレームの個数もシステム帯域幅によって変化するようにしてもよい。これは、ディスカバリとして構成するリソースの周波数領域によって一つのディスカバリユニットの時間−周波数リソースが変化し、ディスカバリ信号グループのサブフレーム数も変化可能であるということを意味する。この場合、システム帯域幅にかかわらずに常に同一の数のディスカバリ信号が異なる周波数でマルチプレクシングされるため、「最悪の場合のディスカバリ遅延」を減らすことができる。すなわち、「最悪の場合のディスカバリ遅延」がシステム帯域幅から独立的になる。

又は、上記の説明のようにディスカバリ信号のロジカル構造を完全に固定する代わりに、マルチプレクシングされるディスカバリ信号の個数の上限がシステム帯域幅によって変化するようにしてもよい。これはディスカバリ信号ユニットをネットワークが設定(configure)する形態として実現することができる。この方式は、ディスカバリ信号を送信し得るRBの個数が不足することもある状況を反映したものである。一つのディスカバリユニットを定義する設定(configuration)は、物理層/上位層シグナリングなどで伝達することができる。ネットワーク外にいる端末の場合、あらかじめ設定されているデフォルトディスカバリユニットを使用すればよく、このデフォルトディスカバリユニットは、周波数帯域幅によって複数個があらかじめ設定されていてもよい。

一方、ディスカバリユニットを構成するREの個数が固定されるようにしてもよい。例えば、1つのディスカバリユニットはN_T OFDMシンボル及びN_F RBから構成されると定義する。この場合、システム帯域幅にかかわらずに同一の復調回路を使用できるという長所があるが、前述したように、「最悪の場合のディスカバリ遅延」が増加しうる。これを解決するために、隣接した端末はそれぞれ異なる時刻(time instant)でDSを送信することができる。具体的に、端末は、ディスカバリ信号の送信前に複数のディスカバリサブフレームに対してエネルギー検出を行い(又は、他の端末のディスカバリ信号を復号しながら信号強度を測定し)、最も小さいディスカバリサブフレーム周期でディスカバリ送信を行うことができる。

ディスカバリ信号の生成/構造 以下、本発明の実施例に係るディスカバリ信号の生成/構造について説明する。以下に説明するディスカバリ信号は、前述したディスカバリ信号ユニット/ディスカバリ信号RBにマップして送信することができる。

他の方式として、従来のサブキャリアスペーシングよりも広いサブキャリアスペーシングを用いる方法がある。例えば、既存のLTEシステムでOFDMサブキャリアスペーシングが15kHz(ノーマルCP)だとすれば、その2倍であるサブキャリアスペーシング(30kHz)を適用するとOFDMシンボル長は1/2だけ短くなる。これを一般化すると、a(aは自然数)倍だけ広いサブキャリアスペーシングを用いると、1/a倍だけ(CP長は除外)短くなったOFDMシンボルを生成することができる。

上述した説明で、a値は、端末のTx/Rxスイッチング遅延と関連するものであり、ネットワークが各端末能力の統計値などを判断して特定の値を事前に物理層/上位層信号でシグナリングしてもよく、あらかじめ定められた値が用いられてもよい。このような短い長さのOFDMシンボルをディスカバリ信号の最初のOFDMシンボルとして使用することによって、ディスカバリ信号にガード区間(guard period)を提供することができる。すなわち、1つのディスカバリ信号が時間領域でN_T OFDMシンボル、周波数領域でN_F RBを占める場合、各ディスカバリ信号の最初或いは最後のシンボルをtx/rxスイッチングのためのガードシンボルとして設定することができる。このとき、ガードシンボルは1つのOFDMシンボルになってもよい。

短縮した長さのガードシンボルには、端末ID(又はセルID)に基づく擬似ランダムシーケンスを使用することができる。例えば、SSS(secondary synchronized signal)に用いられる長さ31のBPSK(或いは、RE個数の使用を半分に減らしてディスカバリ信号の容量を増やすためにQPSK変調を用いてもよい。)ゴールドシーケンスを使用することができる。最初のシンボルが短縮した長さのシンボルである場合、knownシーケンスはAGC安定化(stabilization)又はタイミングオフセット(timing offset)を補正するために使用されてもよいためである。ガードシンボル以外のシンボル領域は、ディスカバリ信号のデータ領域として用いることができる。このとき、データ領域は、シーケンス形態のディスカバリ信号であってもよく、特定の情報にFEC(forward error correction code)が使用されたコードワード形態であってもよい。擬似ランダムシーケンス形態のディスカバリ信号の一例として、同期チャネルのSSSを用いることができる。ディスカバリ信号の場合には、セルの場合に比べてはるかに多数のIDを必要としてもよく、ディスカバリ信号の場合には、ディスカバリ信号の容量を増やすために各端末が(下りリンク或いは上りリンク信号から)特定の参照信号のタイミングから概略的な時間同期(例えばCP以内)を合わせた後、複数の端末が異なる周波数領域で信号を送信する可能性が高い。したがって、概略的な時間同期を探すための過程が省略されてもよいので、PSS無しで独立した多数個のSSSの組合せによって、セルIDの個数よりもはるかに多いIDを生成することができる。

これをさらに一般化して説明すると、1つのディスカバリ信号がN_T OFDMシンボル、N_F RBを使用すると仮定する場合、各OFDMシンボル別に(又は、SSSのように、OFDMシンボルに複数のシーケンスがマルチプレクシングされた形態)、異なるシーケンス生成器で生成されたシーケンスを使用することができる。又は、同じシーケンス生成器で生成されるが、異なるシード値で生成されたシーケンスを使用してもよい。又は、一部のシンボルは擬似ランダムシーケンス生成器で生成されたシーケンスであり、残りの一部はFECが適用されたコードワードであってもよい。

図3のようにtx/rxスイッチングのための短縮した長さのシンボルがディスカバリ信号の最初のシンボル(又は最後のシンボル)で用いられる場合には、一般のOFDMシンボルで使用するものとは異なる形態の擬似ランダムシーケンスが用いられてもよい。ここでいう異なる形態とは、同じシーケンス生成器における単純に長さの短いシーケンスを意味してもよく、異なる擬似ランダムシーケンス生成方法で作られたシーケンスを意味してもよい。例えば、短縮したシンボルにはCAZACシーケンスを使用し、一般OFDMシンボルにはMシーケンスを使用することができる。

短縮した長さのシンボルでは擬似ランダムシーケンスを使用し、N_T−1個のOFDMシンボルには、端末ID及び特定の情報を含むFECの適用されたコードワードを使用することができる。FECが適用されたコードワードの場合には、参照信号が必要であるが、前述した短縮した長さのシーケンスを、ディスカバリ信号のデータ領域の参照信号として用いることができる。シンボルごとに独立した擬似ランダムシーケンスが用いられる場合、SSSを2シンボルにわたって連接して最大168*168個のIDを生成することができる。仮にN_T=3、N_F=6であり、最初のシンボルがハーフシンボル(a=2)である場合、最初のシンボルはSSSにおいて長さ31のゴールドシーケンス(SSS1)を使用することができる。このとき、SSS1は、一つのシンボルで使用するSSSとは別のシード値でハッシュされたものとすることができる。SSS1は最大31個のIDを区別できるので、ハーフシンボルまでIDを区別するために用いると、最大31(一番目のハーフOFDMシンボルに対するSSS1)*168(二番目のOFDMシンボルに対するSSS)*168(三番目のOFDMシンボルに対するSSS)=874944個のIDを生成することができる。図9には、1/2 OFDMシンボルSSSと一つのOFDMシンボルとの組合せでディスカバリ信号が構成されたサブフレームの例を示している。

既存のSSSは、帯域幅における中央の6RBで送信されたが、ディスカバリ信号の場合、中央の6RB以外のRB領域でも信号送信が可能である。例えば、図10に示すディスカバリ信号の例において、10MHz、FDD、RB個数N_F=6であれば、合計7(6RB*7=42、PUCCH 8RBを除く)個のディスカバリ信号の多重化が可能である。

短縮した長さのシンボルで送信するシーケンスの送信電力は、後に一般のOFDMシンボルで送信される電力に比べてα倍大きい送信電力とすることができる。このとき、αは、ネットワークによって上位層或いは物理層信号でシグナルされた値であってもよく、あらかじめ定められた値であってもよい。これは、短縮した長さのシンボルで送信される信号は、時間同期又は周波数同期の補正、又はコードワードタイプ、ディスカバリ信号のチャネル推定の用途に用いられてもよく、この場合、より一層大きい送信電力が要求されるためである。仮に、特定のシーケンスの組合せによって端末IDを示す場合、n個のIDをグループ化し、特定の端末がn個のIDグループの中から一つを使用することができる。このとき、グループ中の各IDは、ディスカバリ信号を送信する特定の端末がディスカバリに関連した情報を示すものであってもよい。例えば、n個のシーケンスのうち、最初のシーケンスはディスカバリ後に送信するデータがあることを知らせる用途に、それ以降のシーケンスは、サービスタイプ、「in/out of coverage」などを示すための用途に用いることができる。ここで、nは、あらかじめ定められた値であってもよく、物理層又は上位層信号でネットワークが端末にシグナリングした値であってもよい。

ディスカバリ信号が隣接したサブフレームで又はサブフレーム内で2回以上送信される場合、ディスカバリ信号にOCC(orthogonal cover code)を適用することができる。この場合、異なる端末が同じシーケンスを選択しても、両者は区分可能である。例えば、長さ2のOCCの使用は、使用可能なIDの数を2倍に増加させることができる。

本発明の実施例に係る装置構成 図11は、本発明の実施形態に係る送信ポイント装置及び端末装置の構成を示す図である。

図11を参照すると、本発明に係る送信ポイント装置10は、受信モジュール11、送信モジュール12、プロセッサ13、メモリ14及び複数個のアンテナ15を備えることができる。複数個のアンテナ15は、MIMO送受信を支援する送信ポイント装置を意味する。受信モジュール11は、端末からの上りリンク上の各種の信号、データ及び情報を受信することができる。送信モジュール12は、端末への下りリンク上の各種の信号、データ及び情報を送信することができる。プロセッサ13は、送信ポイント装置10全般の動作を制御することができる。

本発明の一実施例に係る送信ポイント装置10におけるプロセッサ13は、前述した各実施例において必要な事項を処理することができる。

送信ポイント装置10のプロセッサ13は、その他にも、送信ポイント装置10が受信した情報、外部に送信する情報などを演算処理する機能を担い、メモリ14は、演算処理された情報などを所定時間記憶することができ、バッファー(図示せず)などの構成要素に代えてもよい。

続いて、図11を参照すると、本発明に係る端末装置20は、受信モジュール21、送信モジュール22、プロセッサ23、メモリ24及び複数個のアンテナ25を備えることができる。複数個のアンテナ25は、MIMO送受信を支援する端末装置を意味する。受信モジュール21は、基地局からの下りリンク上の各種の信号、データ及び情報を受信することができる。送信モジュール22は、基地局への上りリンク上の各種の信号、データ及び情報を送信することができる。プロセッサ23は、端末装置20全般の動作を制御することができる。

本発明の一実施例に係る端末装置20におけるプロセッサ23は、前述した各実施例において必要な事項を処理することができる。

端末装置20のプロセッサ23は、その他にも、端末装置20が受信した情報、外部に送信する情報などを演算処理する機能を担い、メモリ24は、演算処理された情報などを所定時間記憶することができ、バッファー(図示せず)などの構成要素に代えてもよい。

上記のような送信ポイント装置及び端末装置の具体的な構成は、前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されたり、又は2つ以上の実施例が同時に適用されるように実現することができ、重複する内容は明確性のために説明を省略する。

また、図11の説明において、送信ポイント装置10についての説明は、下り送信主体又は上り受信主体としての中継機装置にも同一に適用することができ、端末装置20についての説明は、下り受信主体又は上り送信主体としての中継機装置にも同一に適用することができる。

以上の本発明の実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの結合などによって実現することができる。

ハードウェアによる実現の場合に、本発明の実施例に係る方法は、一つ又はそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって実現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる実現の場合に、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態として実現することができる。ソフトウェアコードはメモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によってプロセッサとデータを授受することができる。

以上、開示された本発明の好ましい実施例についての詳細な説明は、当業者が本発明を実現して実施できるように提供された。以上では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者に理解されるように、本発明の領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更することもできる。例えば、当業者は、上記の実施例に記載された各構成を互いに組み合わせる方式で用いてもよい。したがって、本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えるためのものである。

本発明は、本発明の精神及び必須の特徴から逸脱することなく、他の特定の形態として具体化することができる。そのため、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって定めなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を有するものである。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよい。

上述したような本発明の実施形態は、様々な移動通信システムに適用可能である。