3GPP Release 18標準化活動（1）
3GPP Release 18におけるネットワーク省電力化・負荷分散・高密度化のための高度化技術

（1）Data Collection Request

要求メッセージには，大きく分けて(a)報告を要求する情報，(b)報告する方法，(c)予測時間が含まれる．

（2）Data Collection Response

被リクエスト局が送信する応答メッセージでは，リクエスト局から受け取った要求に対して，報告を行えない情報とその理由のリストを返答する．従来のXnAPメッセージでは基本的に，メッセージを受け取った基地局が対応しない情報を受信した場合，無視またはその手順が失敗する．一方，本機能において同様の動作をすると，報告を要求された多数の情報のうち，1つでも被リクエスト局が対応できない場合，問題なく報告できるはずの他の情報まで報告できなくなってしまう可能性がある．そのため，前述のように部分的に報告の失敗を応答する機能が導入された．

また，被リクエスト局は，報告が行えない理由として「対応していない」または「対応しているが，現在は取得できない」のどちらかを応答することができる．AI/ML機能は一般的に，多くの情報処理能力を必要とするため，基地局が機能としてはその情報の報告を行えるが，その時点においては情報処理能力の不足などで報告を行えない場合が想定される．このため，本機能が導入された．

（3）Data Collection Update

本メッセージは，被リクエスト局が（1）でリクエスト局から受け取った要求に従い，報告（Data Collection Update）を送信する，XnAPメッセージである．ここで例えば，t秒間隔で，τ秒先の予測値を報告することを要求された場合の，本手順の動作を図1に示す．

1. リクエスト局がτ秒先の予測値の報告をt秒間隔で報告することを要求する．
2. 被リクエスト局が要求を受け入れた旨を応答する．
3. 被リクエスト局は，①を受信した時点から，τ秒先の予測値を算出し，報告する．
4. 被リクエスト局は，①を受信した時点から，t＋τ秒先の予測値を算出し，③からt秒後に報告する．
5. 被リクエスト局は，①を受信した時点から，2t＋τ秒先の状況を予測し，④からt秒後に予測値を算出し，報告する．

（1）UEのセル遷移の予測値の報告

リクエスト局は，対象UEを被リクエスト局へハンドオーバさせることを決定した場合，UEが被リクエスト局配下のセルを，将来どのような軌跡で遷移していくか予測し，被リクエスト局へ報告することができる．この報告は，図2における③のメッセージで送信される．被リクエスト局は，対象UEが配下のセルへのハンドオーバ（図2④）を完了した後，さらにハンドオーバを設定する場合にこの予測を参考に，より最適なモビリティ制御を行うことが期待される．ただし，この予測を受け取った被リクエスト局の振舞いについて，仕様上は規定されていない．

（2）UEのセル遷移の実測値の報告

リクエスト局が予測したUEのセル遷移に対し，被リクエスト局は，実際にUEがどのようなセル遷移を経たかを報告することができる．この報告をリクエスト局のセル遷移予測に対するフィードバックとして利用することで，リクエスト局はUEのセル遷移の予測精度の向上が期待できる．ただし，このフィードバックを受け取ったリクエスト局の振舞いについて，仕様上は規定されていない．

リクエスト局は，前述したとおり，UE Trajectory Collection Configurationにおいて，UEのセル遷移の測定方法について指示することができる．この指示は，測定の時間長と，遷移セル数によって構成される．被リクエスト局は，対象UEがリクエスト局からのハンドオーバ（図2④）を完了した時点から，被リクエスト局配下に在圏する限り，測定の時間長が満了，または遷移セル数で指示された数以上のセルへ遷移するまでの間，対象UEのセル遷移を記録する（図2⑤）．記録が終了すると，被リクエスト局は実際のUEのセル遷移を，リクエスト局へ報告する（図2⑥）．

（1）空間適応の背景と概要

NRのmassive MIMO（Multiple Input Multiple Output）^*22システムでは，複数のアンテナ素子をサブアレー^*23として形成して，複数のサブアレーアンテナを用いたアンテナ構成とすることが考えられる．そのような構成においては，論理アンテナポートからマッピングされる空間素子（ここでは，TXRUおよびそれに繋がっている物理アンテナ素子を指す）に対して，2種類の空間領域の適応制御方法が考えられる．1つ目はType1 SD adaptationと呼ばれ，ある論理アンテナポートに紐づくすべての空間素子をオン／オフする適応制御である（図4左）．もう1つは，Type2 SD adaptationと呼ばれ，ある論理アンテナポートに紐づく一部の空間素子をオン／オフする適応制御である（図4右）．図に示すように，これら2種類の空間適応制御では，オン／オフによる基地局側で形成するビームへの影響が異なり，Rel-18では，これら2種類の空間適応制御それぞれに対して，必要となるCSI reportの拡張が行われた．具体的には，空間素子のオン／オフ制御のパターンのそれぞれに対して端末がCSIを計算し報告を行うことで，基地局は状況に応じた適切な空間適応制御を実現することが期待できる．

（2）電力適応の背景と概要

既存のCSI reportの仕様では，端末は次の通りCSIを算出し，基地局に報告する．まず，端末がCSIを計算する際に必要な情報となるPDSCHの仮定電力値を導出するにあたって，CSI-RSとPDSCHの相対電力値が，基地局によって1つのパラメータとして設定される．端末はCSI-RSの測定を行い，測定されたCSI-RSの品質を基にして、仮定した電力値でPDSCHが送信された場合の、CQI（Channel Quality Indicator）^*24やPMI（Precoding Matrix Indicator）^*25，RI（Rank Indicator）^*26などのCSIを計算し，基地局に報告する．基地局は，CSI報告に基づき，その報告を行った端末に送信するPDSCHに適用するパラメータを決定することができる．複数の仮定PDSCH電力値を端末に設定し，それぞれの電力値に対応するCSIを同時に端末に報告させることで，基地局は電力適応制御を行った場合のCSIへの影響を把握することができ，結果として，状況に応じた適切な送信電力制御を実現することが期待できる．

Rel-18では，空間適応制御のためのCSI reportの拡張と共通的なフレームワークを用いて，電力適応制御においてもCSI reportの拡張が行われた．

（3）CSI reportの拡張

複数のアンテナパターンや複数の送信電力値に対して，効率的にCSI reportを行うために，sub configurationという概念が導入された．1つのsub configurationは，端末がCSIを計算するために必要な情報である，あるアンテナパターンとあるPDSCH送信電力の組合せと見なすことができる．基地局は複数のsub configurationをCSI report configurationによって端末に設定し，その設定に基づいてCSI-RS測定およびCSI計算を行った端末は，各sub configurationに紐づく複数のCSI sub reportを含むCSI reportを報告する．

また，Sub configurationには，空間適応制御に関するパラメータ（Type1 SDもしくはType2 SDのどちらか）と電力適応制御に関するパラメータ（PD）を同時に設定することができる．それぞれのパラメータ設定と，基地局へのCSI報告方法を以下に解説する．

• Type1 SDに関するパラメータでは，複数の論理アンテナポートそれぞれのオン／オフの組合せパターンを表すために，既存のパラメータを基にした，CSI-RSアンテナポートのサブセットパターンやそのポート数，各サブセットパターンに対応するcodebook^*27やrank^*28数の制約を設定する．基地局は，ある論理アンテナポート数および論理アンテナポートパターンでCSI-RSを送信し，端末は基地局からの設定に基づき，そのアンテナパターンのサブセット（一部の論理アンテナポートをオフにした場合のような部分集合）となる複数のパターンに対するCSIを計算しまとめて報告することで，基地局は複数のオン／オフパターンに対応するCSIを効率よく取得することができる．
• Type2 SDに関するパラメータでは，複数のアンテナ素子のオン／オフパターンを表すために，測定対象となる，CSI-RS resource^*29セット内の各パターンに紐づくCSI-RS resourceを設定する．論理アンテナポートに紐づく一部のアンテナ素子のオン／オフパターンは，仕様上では規定されず基地局の実装次第であるため，そのパターンを基地局が送信するCSI-RS resourceで指定することで表現する．従って，端末に複数のアンテナ素子のオン／オフパターンを測定させるために複数のCSI-RS resourceが必要となるが，端末は各パターンに対するCSIをまとめて報告することで，基地局はCSIを効率よく取得することができる．
• PDに関するパラメータでは，sub configurationごとに，それに紐づく測定対象となるCSI-RS resourceセットと，1つのCSI計算に仮定するPDSCH相対電力値を設定する．

端末は，上記のCSI report sub configurationの設定に従って，複数のアンテナパターンと送信電力の組合せに対するCSI sub reportを，一度のCSI reportで報告する．1つのCSIに複数のsub reportをマッピングする際のルールの規定や，端末がCSI-RS受信やCSI計算に関する動作として対応できる処理数のルールの拡張が行われた．

（4）CSI triggeringの拡張

既存のCSI reportの時間動作として3種類の方法（Periodic，Semi-persistent，Aperiodic）が規定されている．基地局が端末にCSI reportを要求するにあたって，3種類のreport時間動作によって異なるトリガ方法（RRC，MAC CE（Medium Access Control Control Element）^*30，DCI（Downlink Control Information）^*31）が規定されている．それぞれのトリガ方法に対して，sub configuration導入に伴う以下の拡張が行われた．

• RRCによってトリガされるPeriodic CSI reportについては，端末は事前に設定されたすべてのsub configurationに対するCSIを報告する．
• MAC CEによってトリガされるPUCCH（Physical Uplink Control CHannel）^*32を使用するSemi-persistent CSI reportについては，端末には，拡張されたMAC CEによって事前に設定されたリストのうち，報告対象となるsub configurationが通知される．
• DCIによってトリガされるPUSCH（Physical Uplink Shared CHannel）^*33を使用するSemi-persistent/Aperiodic CSI reportについては，端末には，DCIによって事前に設定されたtrigger state^*34リストのうち，1つのtrigger stateが通知される．拡張されたtrigger stateは，報告対象となるsub configurationのリストを指定することができる．

（1）UEに対する各種パラメータの設定

Cell DTX/DRXのパラメータ設定はRRCによって実施される．UEは，RRC reconfigurationの中でServing Cell^*46ごとに「適用種別（Cell DTX，Cell DRX，または両方）」「Cell DTX/DRXの周期（DTX/DRX pattern）」「適用時のタイミング調整」「運用状態（deactivated/activated）」を設定することができる．「適用時のタイミング調整」については，後述の，Cell DTX/DRXとUE C-DRXの連携動作のために必要となるパラメータである．なお，「Cell DTX/DRXの周期」については，MAC Entity^*47ごとに最大でも2つまでしか異なる値を取ることができず，さらに下記のような制約が存在する．

• 「適用時のタイミング調整」が共通であること
• いずれか一方の周期が，もう一方の周期の整数倍となっていること

これらの制約はUEの実装において，現在のCA時のUE C-DRX動作をかんがみた上で複雑さを回避するために設けられた．

（2）Cell DTX/DRXの適用

Cell DTX/DRXの（de）activationは，RRCを用いる方法とDCIを用いる方法の2つが存在する．いずれの方法においても，ネットワークが明示的に（de）activationをUEに通知する．一方，UEにおけるC-DRXのように通信状況を監視し，一定時間無通信状態が続いた場合に自律的に（de）activated状態に遷移する仕組みは，Rel-18では導入されなかった．

RRCを用いる場合では，RRC reconfigurationにより，Serving Cellごとに，またUEごとに（de）activatedを設定する．この方法においては，あるCellがCell DTX/DRXの適用有無を変更する場合，Cell内のすべてのUEに対してRRC reconfigurationを実施する必要がある．

もう一方の方法は，新たに定義したDCI format 2_9を用いる方法である．DCI format 2_9は，information blockと呼ばれる複数のブロックから構成され，1つのブロックはある端末の，あるServing cellにおける運用状態の変更を通知することができる．また，基地局はRRCのConfigurationによって，端末のServing cellごとにDCI format 2_9のビット列のどの位置のinformation blockを参照するか指定することができる．このため，1つのDCI format2_9の通知によって，複数の端末に対して同時にセル運用情報変更を指示することができ，前述のRRCによる変更指示を複数回実施するよりも効率的な指示を行うことができる．

（3）UE DRXとの連携動作

Cell DTXは，UE C-DRXを考慮して設定する必要がある．極端な例として，ネットワーク側がActive（Wake up）状態にあるときに，UEが常にinactive（sleep）状態である場合には通信できない．ネットワーク側のCell DTXとUEのC-DRXの周期やタイミングを適切に設定することで，Cell DTX適用時に，UEにおける「消費電力削減」「ユーザ体感」を最大化することができる（図6）．このため，前述のとおりパラメータ設定時にCell DTX/DRXの開始タイミングを指定することで，Cell DTX/DRXと，UEのC-DRXのタイミングを合わせることができる．

また，周期に関しても「Cell DTX/DRXと，UEのC-DRXのいずれか一方の周期が，もう一方の周期の整数倍となっていること」という制約が付される．

（1）Access linkのビーム指示

Access linkに対して，ネットワークが設定可能な最大のビーム数は64であり，NCRが対応するAccess linkのビーム数などの情報は，OAMを用いてネットワークに通知される．ネットワークがSide control informationを用いて，Access linkに適用するビームおよび時間リソースを指示するために，図8に示す通り3つの方法が規定された．

• 1つ目がPeriodic indicationでありSSBやPRACH（Physical Random Access CHhannel）^*54などのセル固有の周期的な信号・チャネルの増幅中継に用いる事を想定した設定方法である．図8(a)に示すとおり，Access linkのビームのインデックスと適用する時間リソースの組合せを複数のビームに対して設定することが可能であり，設定を適用する周期情報と合わせてRRCで設定される．
• 2つ目がSemi-persistent indicationであり半固定的な信号・チャネルの増幅中継に用いる事を想定した設定方法である．Periodic indicationと同様に，複数のAccess linkのビームインデックスと適用する時間リソースの組合せが，周期情報と合わせてRRCで設定され，MAC-CEを用いて設定のActivationおよびDeactivationが指示される（図8(b)）．
• 3つ目がAperiodic indicationであり，特定のUEに割り当てられるUE固有の信号やチャネルの増幅中継に用いる事を想定した設定方法である．NCR-RNTI（Radio Network Temporary Identifier）^*55によりデータがスクランブル^*56されたDCI format 2_8を用いて，Access linkのビームインデックスと適用する時間リソースが設定される（図8(c)）．

以上の3つの方法を用いてAccess linkのビーム指示を行うことが可能であるが，設定が重複した場合の優先度を示すためのPriority flagをPeriodic indicationとSemi-persistent indicationに設定することができる．優先度は高い順に，Priority flagを設定したSemi-persistent indication，Priority flagを設定したPeriodic indication，Aperiodic indication，Priority flagが設定されないSemi-persistent indication，Priority flagが設定されないPeriodic indicationとなる．

（2）Backhaul linkのビーム指示

NCRのBackhaul linkのビーム指示の方法として，NCR-MTとNCR-Fwdが同時に送信／受信する場合，および同時には送信／受信しない場合に対する動作がそれぞれ規定された．まず，同時に送信／受信する場合は，NCR-MTのC-linkに設定されるビームと同じビームがBackhaul linkに適用される．次に，同時には送信／受信しない場合は，NCR-MTにRel-17で導入されたUnified TCI（Transmission Configuration Indication） state^*57を用いてビームが設定されていれば，そのビームをBackhaul linkに適用する．一方，同時には送信／受信せず，かつRel-15で導入された方法でNCR-MTにビームが設定される場合，受信ではCORESET（COntrol REsourceSET）^*58，送信ではPUCCHに設定されるビームをBackhaul linkのビームとしてそれぞれ設定する．さらに，Backhaul linkの送信および受信ビームに対するMAC-CEを用いたビームの指示も可能である．

（3）NCR-Fwdのオン／オフ動作

NCRの省電力動作をサポートするために，NCR-Fwdのオン／オフの動作が規定された．NCR-Fwdのデフォルトの動作はオフであり，Access linkにビーム指示がある時間リソースに対してのみNCR-Fwd機能が動作する．

（4）NCR-Fwdの送受信タイミング

NCR-MTおよびNCR-FwdのUL/DLの送受信タイミングを図9に示す．図9(a)に示すとおりULの場合，UEの送信信号とNCR-MTの送信信号を基地局が同一のタイミングで受信するために，NCR-MTとNCR-Fwdの送信タイミングは同一となる．従って，NCR-Fwdの送信タイミングは基地局に制御されるNCR-MTの送信タイミングに準じたタイミングとなる．同様に図9(b)に示すとおり，DLの場合も基地局の送信信号を受信するタイミングは，NCR-MTとNCR-Fwdで同一となる．従ってNCR-Fwdの受信タイミングはNCR-MTに準じたタイミングとなる．

また，TDD（Time Division Duplex）^*59で運用されるネットワークにNCRを導入する場合，NCR-MTに設定されるTDDパターンに準じてNCR-Fwdは動作する．NCR-MTに設定されるTDDパターンがULの場合のみ，NCR-FwdはAccess linkでUEの送信信号を受信し，Backhaul linkで基地局に対して増幅した信号を送信する．同様にTDDパターンがDLの場合のみ，NCR-FwdはBackhaul linkで基地局の送信信号を受信し，Access linkでUEに対して増幅した信号を送信する．

（5）NCR-MTの動作

NCR-MTは通常のUEと同等の機能を有し，UEと同様の初期アクセスや制御情報・データの送受信を行う．ただし，NCR特有の動作として，C-linkの無線品質の劣化などにより，NCR-MTでLink recovery procedure^*60が発生した場合，それが完了するまで，NCR-Fwdは送受信を行わない，というものがある．また，NCRがC-linkとBackhaul linkの同時送信に対応しない場合，NCR-MTが送信する時間リソースでNCR-Fwdは送信を行わない．