特許 5735541 無線通信システムにおいてチャネル品質情報を提供する方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5735541

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】無線通信システムにおいてチャネル品質情報を提供する方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 24/10 20090101AFI20150528BHJP

【ＦＩ】

   H04W24/10

【請求項の数】8

【全頁数】36

(21)【出願番号】特願2012-548884(P2012-548884)

(86)(22)【出願日】2011年1月12日

(65)【公表番号】特表2013-517662(P2013-517662A)

(43)【公表日】2013年5月16日

(86)【国際出願番号】KR2011000216

(87)【国際公開番号】WO2011087272

(87)【国際公開日】20110721

【審査請求日】2014年1月14日

(31)【優先権主張番号】61/296,007

(32)【優先日】2010年1月18日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】ソ イン クォン

(72)【発明者】

【氏名】リ デ ウォン

(72)【発明者】

【氏名】キム キ ジュン

【審査官】 伊東 和重

(56)【参考文献】

【文献】 Samsung，Discussion on CSI-RS based CQI Reporting for Rel-10，3GPP TSG-RAN WG1#59bis，3GPP，２０１０年 １月１２日，R1-100113

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４−７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を送信する方法であって、
端末（ＵＥ）がチャネル状態情報（ＣＳＩ）報告に関する設定情報を受信するステップと、
前記ＵＥが、少なくとも端末特定参照信号オーバヘッドに基づいてチャネル品質情報インデクスを決定するステップであって、前記端末特定参照信号オーバヘッドはランク値に応じて決定される、ステップと、
前記の決定されたチャネル品質情報インデクスを基地局へ送信するステップと、
を有する方法。

【請求項2】

一つのサブフレームに関する一つの資源ブロック内での前記端末特定参照信号オーバヘッドは、
前記ランク値が１又は２の場合に１２個の資源要素に設定され、
前記ランク値が３，４，５，６，７又は８の場合に２４個の資源要素に設定される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記端末は、プリコーディング行列指示子（ＰＭＩ）又はランク指示（ＲＩ）のうち少なくとも一つを報告するように構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記チャネル品質情報インデクスは、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ‐ＲＳ）に資源要素が割り当てられていないという仮定に更に基づいて決定される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

ダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を送信する端末（ＵＥ）であって、
基地局からダウンリンク信号を受信するように構成された受信モジュールと
前記基地局にアップリンク信号を送信するように構成された送信モジュールと、
前記受信モジュール及び前記送信モジュールと接続されて前記端末の動作を制御するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記受信モジュールを通じてチャネル状態情報（ＣＳＩ）報告に関する設定情報を受信し、
少なくとも端末特定参照信号オーバヘッドに基づいてチャネル品質情報インデクスを決定し、
前記端末特定参照信号オーバヘッドはランク値に応じて決定され、
前記の決定されたチャネル品質情報インデクスを、前記送信モジュールを通して送信する、ように更に構成される、端末。

【請求項6】

一つのサブフレームに関する一つの資源ブロック内での前記端末特定参照信号オーバヘッドは、
前記ランク値が１又は２の場合に１２個の資源要素に設定され、
前記ランク値が３，４，５，６，７又は８の場合に２４個の資源要素に設定される、請求項５に記載の端末。

【請求項7】

前記端末は、プリコーディング行列指示子（ＰＭＩ）又はランク指示（ＲＩ）のうち少なくとも一つを報告するように構成される、請求項６に記載の端末。

【請求項8】

前記チャネル品質情報インデクスは、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ‐ＲＳ）に資源要素が割り当てられていないという仮定に更に基づいて決定される、請求項６に記載の端末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システムに関するものであり、より具体的には、無線通信システムにおいてチャネル品質情報を提供する方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムとは、複数送信アンテナ及び複数受信アンテナを使用してデータの送受信効率を向上させるシステムをいう。ＭＩＭＯ技術は、空間ダイバシチ方式及び空間多重化方式を含む。空間ダイバシチ方式は、ダイバシチ利得によって送信信頼度を高めたり、セル半径を広げたりすることができ、高速で移動する端末に対するデータ送信に適している。空間多重化方式は、互いに異なるデータを同時に送信することによって、システムの帯域幅を増加させずにデータ送信速度を増加させることができる。

【0003】

ＭＩＭＯシステムでは、それぞれの送信アンテナごとに独立したデータチャネルを有する。送信アンテナは、仮想アンテナ又は物理アンテナを意味し得る。受信主体は、送信主体の送信アンテナのそれぞれに対してチャネルを推定し、それぞれの送信アンテナから送信されたデータを受信することができる。チャネル推定は、フェージングによって生じる信号の歪みを補償することによって、受信された信号を復元する過程をいう。ここで、フェージングとは、無線通信システム環境における複数経路の時間遅延によって信号の強度が急激に変動する現象をいう。チャネル推定のためには、送信主体及び受信主体の双方が知っている参照信号が必要である。参照信号は、簡単にＲＳ又はパイロットとも称することができる。また、受信主体は、受信された参照信号の測定に基づいてチャネル情報を決定し、これを送信主体にフィードバックすることができる。

【0004】

ダウンリンク参照信号は、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）、物理制御フォーマット指示子チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）指示子チャネル（ＰＨＩＣＨ）、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）などのコヒーレント復調のためのパイロット信号である。ダウンリンク参照信号は、セル内のすべての端末が共有する共通参照信号（ＣＲＳ）と、特定端末だけのための専用参照信号（ＤＲＳ）とを含む。共通参照信号は、セル特定（ｃｅｌｌ‐ｓｐｅｃｉｆｉｃ）参照信号とも称することができる。また、専用参照信号は、端末特定（ＵＥ‐ｓｐｅｃｉｆｉｃ）参照信号とも称することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

既存の第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）長期進化（ＬＴＥ）システム（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥリリース‐８システム）の進化したシステム（例えば、高度ＬＴＥ（ＬＴＥ‐Ａ）システム）に対する論議が進行中である。ＬＴＥ‐Ａシステムで考慮されている参照信号のうちＰＤＳＣＨ復調のための参照信号（ＤＭＲＳ）では、チャネルランクによって無線資源上に割り当てられる資源要素（ＲＥ）の個数が変更され得る。ランクによって変更されるＤＭＲＳ ＲＥの個数を考慮せずにチャネル情報を計算する場合、資源の浪費をもたらしたり、不正確なチャネル情報がフィードバックされたりするおそれがある。

【0006】

本発明は、ランクによってＰＤＳＣＨで使用するＲＥの個数の変更を考慮して、より正確なチャネル品質情報を提供する方法及び装置を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記のような技術的課題を解決するために、本発明の一実施例に係るダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を送信する方法は、ダウンリンク信号を受信するステップと、上記の受信されたダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の個数を考慮して、チャネル品質情報インデクスを算出するステップと、上記の算出されたチャネル品質情報インデクスを送信するステップと、を含むことができる。

【0008】

また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、低いランクの場合に１２個の資源要素に設定し、高いランクの場合に２４個の資源要素に設定することができる。また、上記低いランクはランク１及び２であり、上記高いランクはランク３〜８であるか、又は上記低いランクはランク１及び４であり、上記高いランクはランク５〜８であり得る。また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、ダウンリンク送信ランクとは関係なく２４個の資源要素に設定することができる。

【0009】

また、上記ダウンリンクはバックホールダウンリンクであり、上記ＰＤＳＣＨは中継器‐ＰＤＳＣＨ（Ｒ‐ＰＤＳＣＨ）であり、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、低いランクの場合に６個の資源要素に設定し、高いランクの場合に１２個の資源要素に設定することができる。また、上記低いランクはランク１及び２であり、上記高いランクはランク３〜８であるか、又は上記低いランクはランク１及び４であり、上記高いランクはランク５〜８であり得る。また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、ダウンリンク送信ランクとは関係なく１２個の資源要素に設定することができる。

【0010】

上記のような技術的課題を解決するために、本発明の他の実施例に係るダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を受信する方法は、ダウンリンク信号を送信するステップと、上記の送信されたダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の個数を考慮してダウンリンク受信主体で算出された、チャネル品質情報インデクスを受信するステップと、上記チャネル品質情報インデクスを考慮して上記ダウンリンク信号を送信するステップと、を含むことができる。

【0011】

上記のような技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係るダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を送信する端末は、基地局からダウンリンク信号を受信する受信モジュールと、上記基地局にアップリンク信号を送信する送信モジュールと、上記受信モジュール及び上記送信モジュールと接続され、上記端末の動作を制御するプロセッサとを含み、上記プロセッサは、上記受信モジュールによって受信されたダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の個数を考慮して、チャネル品質情報インデクスを算出し、上記の算出されたチャネル品質情報インデクスを、上記送信モジュールによって送信するように構成することができる。

【0012】

また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、低いランクの場合に１２個の資源要素に設定し、高いランクの場合に２４個の資源要素に設定することができる。

【0013】

また、上記低いランクはランク１及び２であり、上記高いランクはランク３〜８であるか、又は上記低いランクはランク１及び４であり、上記高いランクはランク５〜８であり得る。

【0014】

また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、ダウンリンク送信ランクとは関係なく２４個の資源要素に設定することができる。

【0015】

上記のような技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係るバックホールダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を送信する中継器は、基地局からバックホールダウンリンク信号を受信し、端末からアクセスアップリンク信号を受信する受信モジュールと、上記基地局にバックホールアップリンク信号を送信し、上記端末からアクセスダウンリンク信号を送信する送信モジュールと、上記受信モジュール及び上記送信モジュールと接続され、上記中継器の動作を制御するプロセッサとを含み、上記プロセッサは、上記受信モジュールによって受信されたバックホールダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される中継器‐物理ダウンリンク共有チャネル（Ｒ‐ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の個数を考慮して、チャネル品質情報インデクスを算出し、上記の算出されたチャネル品質情報インデクスを、上記送信モジュールによって上記基地局に送信するように構成することができる。

【0016】

また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、低いランクの場合に６個の資源要素に設定し、高いランクの場合に１２個の資源要素に設定することができる。

【0017】

また、上記低いランクはランク１及び２であり、上記高いランクはランク３〜８であるか、又は上記低いランクはランク１及び４であり、上記高いランクはランク５〜８であり得る。

【0018】

また、一つの資源ブロック内で、上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、バックホールダウンリンク送信ランクとは関係なく１２個の資源要素に設定することができる。

【0019】

上記のような技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係るダウンリンクチャネルに対するチャネル品質情報を受信する基地局は、ダウンリンク受信主体からアップリンク信号を受信する受信モジュールと、上記ダウンリンク受信主体にダウンリンク信号を送信する送信モジュールと、上記受信モジュール及び上記送信モジュールと接続され、上記基地局の動作を制御するプロセッサとを含み、上記プロセッサは、上記送信モジュールによって送信されたダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の個数を考慮して上記ダウンリンク受信主体で算出された、チャネル品質情報インデクスを上記受信モジュールによって受信し、上記チャネル品質情報インデクスを考慮して上記ダウンリンク信号を、上記送信モジュールによって送信するように構成することができる。

【0020】

本発明に対する一般的な説明と後述する詳細な説明は、例示的なものであって、請求項に記載した発明に対する追加的な説明のためのものである。

【発明の効果】

【0021】

上述したような本発明の各実施形態によると、ランクによってＰＤＳＣＨで使用するＲＥの個数の変更を考慮して資源の浪費を防止し、より正確なチャネル品質情報を提供する方法及び装置を提供することができる。

【0022】

本発明で得られる効果は、以上言及した各効果に制限されず、言及していない更に他の効果は、下記の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】複数アンテナを備えた送信器の構造を示したブロック図である。

【図2】ダウンリンク無線フレームの構造を示す図である。

【図3】一つのダウンリンクスロットに対する資源グリッドの一例を示した例示図である。

【図4】ダウンリンクサブフレームの構造を示す図である。

【図5】複数アンテナを有する無線通信システムの構成図である。

【図6】ダウンリンク資源ブロック上での参照信号パターンを示す図である。

【図7】ランクによるＤＭＲＳオーバヘッドを説明するための図である。

【図8】周期的チャネル情報送信方式の一例を示す図である。

【図9】ＷＢ ＣＱＩ及びＳＢ ＣＱＩを送信する方式の一例を示す図である。

【図10】ＷＢ ＣＱＩ及びＳＢ ＣＱＩが送信される場合のＣＱＩ送信方式の一例を示す図である。

【図11】ＲＩ送信方式を説明するための図である。

【図12】一般的なＣＱＩインデクス計算方法を示す図である。

【図13】ＣＱＩインデクス計算方法の一例に対するフローチャートである。

【図14】中継器を含む無線通信システムを示す図である。

【図15】バックホールダウンリンクサブフレーム構造の一例を示した図である。

【図16】バックホールダウンリンクサブフレームでのＤＭＲＳパターンの一例を示す図である。

【図17】本発明の一実施例に係るＣＱＩ計算方法及び送信方法に対するフローチャートである。

【図18】本発明に係る端末装置、中継器装置、基地局装置の好適な実施例の構成を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下の各実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素又は特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の各実施例において説明する各動作の順序は変更可能である。一実施例の一部の構成又は特徴は、他の実施例に含ませ、又は他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えることができる。

【0025】

本明細書において、本発明の各実施例は、基地局と端末との間のデータ送信及び受信の関係を中心に説明する。ここで、基地局は、端末と直接的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って行われると説明した特定動作は、場合に応じては基地局の上位ノードによって行うこともできる。

【0026】

すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード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、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行えることは自明である。「基地局（ＢＳ）」は、固定局、ノードＢ、拡張ノードＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ＡＰ）などの用語に置き替えることができる。また、本明細書において、基地局という用語は、セル又はセクタを含む概念で使用することができる。一方、中継器は、リレーノード（ＲＮ）、リレー局（ＲＳ）などの用語に置き替えることができる。「端末」は、ユーザ装置（ＵＥ）、移動機（ＭＳ）、移動体通信加入者局（ＭＳＳ）、加入者局（ＳＳ）などの用語に置き替えることができる。本明細書において、アップリンク送信主体は端末又は中継器を意味することができ、アップリンク受信主体は基地局又は中継器を意味することができる。同様に、ダウンリンク送信主体は基地局又は中継器を意味することができ、ダウンリンク受信主体は端末又は中継器を意味することができる。換言すると、アップリンク送信は端末から基地局への送信、端末から中継器への送信、又は中継器から基地局への送信を意味することができる。同様に、ダウンリンク送信は、基地局から端末への送信、基地局から中継器への送信、中継器から端末への送信を意味することができる。

【0027】

以下の説明で使用される特定用語は、本発明の理解を促進する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を逸脱しない範囲で他の形態に変更可能である。

【0028】

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、公知の構造及び装置は省略したり、それぞれの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図示したりすることがある。また、本明細書全体にわたって同一の構成要素については、同一の参照符号を使用して説明する。

【0029】

本発明の各実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥ及び高度ＬＴＥ（ＬＴＥ‐Ａ）システム及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された各標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の各実施例のうち本発明の技術的思想を明確に示すために説明していない各段階又は各部分は、上記各文書によって裏付けることができる。また、本明細書で開示しているすべての用語は、上記標準文書によって説明することができる。

【0030】

以下の技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ‐ＦＤＭＡ）などの多様な無線接続システムに使用することができる。ＣＤＭＡは、はん用地上無線接続（ＵＴＲＡ）又はＣＤＭＡ２０００などの無線技術で具現することができる。ＴＤＭＡは、世界移動体通信システム（ＧＳＭ（登録商標））／一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）／ＧＳＭ（登録商標）進化用強化データ速度（ＥＤＧＥ）などの無線技術で具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ‐Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、進化ＵＴＲＡ（Ｅ‐ＵＴＲＡ）などの無線技術で具現することができる。ＵＴＲＡは、はん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰ ＬＴＥは、Ｅ‐ＵＴＲＡを使用する進化ＵＭＴＳ（Ｅ‐ＵＭＴＳ）の一部であって、ダウンリンクではＯＦＤＭＡを採用し、アップリンクではＳＣ‐ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ‐Ａは、３ＧＰＰ ＬＴＥの進化版である。ＷｉＭＡＸは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ規格（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ‐ＯＦＤＭＡ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）及び発展した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３ＧＰＰ ＬＴＥ‐Ａシステムを主に説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されることはない。

【0031】

図１を参照してダウンリンク無線フレームの構造について説明する。

【0032】

セルラＯＦＤＭ無線パケット通信システムにおいて、アップリンク／ダウンリンクデータパケット送信はサブフレーム単位で構成され、一つのサブフレームは、多数のＯＦＤＭシンボルを含む一定時間区間と定義される。３ＧＰＰ ＬＴＥ標準では、周波数分割２重通信（ＦＤＤ）に適用可能なタイプ１の無線フレーム構造と、時分割２重通信（ＴＤＤ）に適用可能なタイプ２の無線フレーム構造とをサポートする。

【0033】

図１は、タイプ１の無線フレームの構造を示す図である。ダウンリンク無線フレームは１０個のサブフレームで構成され、一つのサブフレームは、時間領域において２個のスロットで構成される。一つのサブフレームを送信するために掛かる時間を送信時間間隔（ＴＴＩ）といい、例えば、一つのサブフレームの長さは１ｍｓであり、一つのスロットの長さは０．５ｍｓであり得る。一つのスロットは、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多数の資源ブロック（ＲＢ）を含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、ダウンリンクにおいてＯＦＤＭＡを使用するため、ＯＦＤＭシンボルが一つのシンボル区間を示す。また、ＯＦＤＭシンボルは、ＳＣ‐ＦＤＭＡシンボル又はシンボル区間と称することもできる。資源ブロック（ＲＢ）は、資源割り当て単位であって、一つのスロットで複数の連続的な副搬送波を含むことができる。

【0034】

一つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、循環プレフィクス（ＣＰ）の構成によって変わり得る。ＣＰには、拡張ＣＰ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ）と正規ＣＰ（ｎｏｒｍａｌ ＣＰ）とがある。例えば、ＯＦＤＭシンボルが正規ＣＰによって構成された場合、一つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は７個であり得る。ＯＦＤＭシンボルが拡張ＣＰによって構成された場合、一つのＯＦＤＭシンボルの長さが増加し得るため、一つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は正規ＣＰの場合より少ない。拡張ＣＰの場合、例えば、一つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は６個であり得る。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である場合、シンボル間干渉をより減少させるために拡張ＣＰを使用することができる。

【0035】

正規ＣＰが使用される場合、一つのスロットは７個のＯＦＤＭシンボルを含むため、一つのサブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルを含む。このとき、各サブフレームの最初の２個又は３個のＯＦＤＭシンボルはＰＤＣＣＨに割り当て、残りのＯＦＤＭシンボルはＰＤＳＣＨに割り当てることができる。

【0036】

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又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シンボルの数は多様に変更可能である。

【0037】

図２は、一つのダウンリンクスロットに対する資源グリッドの一例を示した例示図である。これは、ＯＦＤＭシンボルが正規ＣＰで構成された場合を示す。図２を参照すると、ダウンリンクスロットは、時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数の資源ブロックを含む。ここで、一つのダウンリンクスロットは７ＯＦＤＭシンボルを含み、一つの資源ブロックは１２副搬送波を含むことを例示的に記述するが、これに制限されることはない。資源グリッド上のそれぞれの要素を資源要素（ＲＥ）という。例えば、資源要素ａ（ｋ，ｌ）は、ｋ番目の副搬送波及びｌ番目のＯＦＤＭシンボルに位置した資源要素である。正規ＣＰの場合、一つの資源ブロックは１２×７の資源要素を含む（拡張ＣＰの場合は１２×６の資源要素を含む）。それぞれの副搬送波の間隔は１５ｋＨｚであるため、一つの資源ブロックは周波数領域において約１８０ｋＨｚを含む。Ｎ^DLは、ダウンリンクスロットに含まれる資源ブロックの数である。Ｎ^DLの値は、基地局のスケジュールによって設定されるダウンリンク送信帯域幅によって決定することができる。

【0038】

図３は、ダウンリンクサブフレームの構造を示す図である。一つのサブフレーム内で１番目のスロットの前部分の最大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、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）が割り当てられるデータ領域に該当する。送信の基本単位は一つのサブフレームになる。すなわち、２個のスロットにわたってＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨが割り当てられる。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムで使用されるダウンリンク制御チャネルには、例えば、物理制御フォーマット指示子チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、物理ＨＡＲＱ指示子チャネル（ＰＨＩＣＨ）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、サブフレーム内の制御チャネル送信に使用されるＯＦＤＭシンボルの個数に対する情報を含む。ＰＨＩＣＨは、アップリンク送信の応答としてＨＡＲＱ肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）信号を含む。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）という。ＤＣＩは、アップリンク又はダウンリンクスケジュール情報を含むか、又は任意の端末グループに対するアップリンク送信電力制御命令を含む。ＰＤＣＣＨは、ダウンリンク共有チャネル（ＤＬ‐ＳＣＨ）の資源割り当て及び送信フォーマット、アップリンク共有チャネル（ＵＬ‐ＳＣＨ）の資源割り当て情報、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上に送信される任意接続（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ）応答などの上位階層制御メッセージの資源割り当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信電力制御命令のセット、送信電力制御情報、ＩＰ電話（ＶｏＩＰ）の活性化などを含むことができる。複数のＰＤＣＣＨを制御領域内で送信することができる。端末は、複数のＰＤＣＣＨを監視することができる。ＰＤＣＣＨは、一つ以上の連続する制御チャネル要素（ＣＣＥ）の組み合わせで送信される。ＣＣＥは、無線チャネルの状態に基づいた符号化速度でＰＤＣＣＨを提供するために使用される論理割り当て単位である。ＣＣＥは、複数の資源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とによって提供される符号化速度との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ビット（ＣＲＣ）を付加する。ＣＲＣは、ＰＤＣＣＨの所有主又は用途によって無線ネットワーク臨時識別子（ＲＮＴＩ）という識別子でマスクされる。ＰＤＣＣＨが特定端末に対するものであるときは、端末のセルＲＮＴＩ（Ｃ‐ＲＮＴＩ）識別子をＣＲＣにマスクすることができる。また、ＰＤＣＣＨがページングメッセージに対するものであるときは、ページング指示子識別子（Ｐ‐ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。ＰＤＣＣＨがシステム情報（より具体的には、システム情報ブロック（ＳＩＢ））に対するものであるときは、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。端末の任意接続プリアンブルの送信に対する応答である任意接続応答を示すために、任意接続ＲＮＴＩ（ＲＡ‐ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。

【0039】

図４は、アップリンクサブフレームの構造を示す図である。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割することができる。制御領域には、アップリンク制御情報を含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）が割り当てられる。データ領域には、ユーザデータを含む物理アップリンク共有チャネル（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及びＰＵＳＣＨを同時に送信しない。一つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレームで資源ブロック対（ＲＢ ｐａｉｒ）に割り当てられる。資源ブロック対に属する各資源ブロックは、２スロットに対して異なる副搬送波を占める。これは、ＰＵＣＣＨに割り当てられる資源ブロック対がスロット境界で周波数ホップすることを示す。

【0040】

複数アンテナ（ＭＩＭＯ）システムのモデル化

【0041】

ＭＩＭＯシステムは、複数送信アンテナ及び複数受信アンテナを使用してデータの送受信効率を向上させるシステムである。ＭＩＭＯ技術は、全体のメッセージを受信するために単一アンテナ経路に依存せずに、複数のアンテナを介して受信される複数のデータセグメントを組み合わせて全体のデータを受信することができる。

【0042】

図５は、複数アンテナを有する無線通信システムの構成図である。図５（ａ）に示したように、送信アンテナの数をＮ_T個に、受信アンテナの数をＮ_R個に増加させると、送信器や受信器だけで多数のアンテナを使用する場合と異なり、アンテナの数に比例して理論的なチャネル送信容量が増加する。したがって、送信速度を向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。チャネル送信容量が増加すると、送信速度は、理論的に単一アンテナ利用時の最大送信速度（Ｒ_o）に速度増加率（Ｒ_i）を乗じた分だけ増加する。

【0043】

【数1】

【0044】

例えば、４個の送信アンテナ及び４個の受信アンテナを用いる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倍の送信速度を獲得することができる。複数アンテナシステムの理論的容量増加が９０年代中盤に証明された後、これを実質的なデータ送信速度向上に導き出すための多様な技術が現在まで活発に研究されている。また、いくつかの技術は、既に３世代の移動体通信及び次世代の無線ＬＡＮなどの多様な無線通信の標準に反映されている。

【0045】

現在までの複数アンテナと関連した研究動向を見ると、多様なチャネル環境及び複数接続環境における複数アンテナ通信容量計算などと関連した情報理論観点の研究、複数アンテナシステムの無線チャネル測定及びモデル導出研究、送信信頼度向上及び送信速度向上のための時空間信号処理技術研究などのように多様な観点で活発に研究が進行している。

【0046】

複数アンテナシステムでの通信方法を、数学的モデル化を用いてより具体的に説明する。上記システムには、Ｎ_T個の送信アンテナ及びＮ_R個の受信アンテナが存在すると仮定する。

【0047】

送信信号を見ると、Ｎ_T個の送信アンテナがある場合、送信可能な最大情報はＮ_T個である。送信情報は次のように表現することができる。

【0048】

【数2】

【数3】

【0049】

それぞれの送信情報ｓ_１，ｓ_２，…，ｓ_ＮＴは、送信電力が異なることがある。それぞれの送信電力をＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_ＮＴとすると、送信電力が調整された送信情報は次のように表現することができる。

【0050】

【数4】

【0051】

また、ｈａｔ−Ｓは、送信電力の対角行列Ｐを用いて次のように表現することができる。

【0052】

【数5】

【0053】

送信電力が調整された情報ベクトルｈａｔ−Ｓに加重値行列Ｗが適用され、実際に送信されるＮ_T個の送信信号ｘ１，ｘ_２，…，ｘ_ＮＴが構成される場合を考慮すると、加重値行列Ｗは、送信情報を送信チャネル状況などによってそれぞれのアンテナに適切に分配する役割をする。ｘ１，ｘ_２，…，ｘ_ＮＴは、ベクトルＸを用いて次のように表現することができる。

【0054】

【数6】

【0055】

ここで、Ｗ_ｉｊは、ｉ番目の送信アンテナとｊ番目の情報との間の加重値を意味する。Ｗは、プリコーディング行列とも呼ばれる。

【0056】

一方、送信信号ｘは、二つの場合（例えば、空間ダイバシチ及び空間多重化）によって異なる方法で考慮することができる。空間多重化の場合、異なる信号が多重化され、多重化された信号が受信側に送信され、情報ベクトルの要素が異なる値を有する。一方、空間ダイバシチの場合は、同一の信号が複数のチャネル経路によって繰り返して送信され、情報ベクトルの要素が同一の値を有する。もちろん、空間多重化及び空間ダイバシチ方式の組み合わせも考慮することができる。すなわち、同一の信号を、例えば、３個の送信アンテナを介して空間ダイバシチ方式によって送信し、残りの信号を空間多重化して受信側に送信することもできる。

【0057】

Ｎ_R個の受信アンテナがある場合、それぞれのアンテナの受信信号ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_ＮＲは、ベクトルとして次のように表現することができる。

【0058】

【数7】

【0059】

複数アンテナ無線通信システムにおいてチャネルをモデル化する場合、チャネルは、送受信アンテナインデクスによって区分することができる。送信アンテナｊから受信アンテナｉを経るチャネルをｈ_ｉｊで表す。ｈ_ｉｊにおいて、インデクスの順序は、受信アンテナインデクスが先で、送信アンテナのインデクスが後であることに留意する。

【0060】

図５（ｂ）には、Ｎ_T個の送信アンテナから受信アンテナｉへのチャネルを示した。上記チャネルを束ねてベクトル及び行列形態で表示することができる。図５（ｂ）において、合計Ｎ_T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次のように示すことができる。

【0061】

【数8】

【0062】

したがって、Ｎ_T個の送信アンテナからＮ_R個の受信アンテナに到着するすべてのチャネルは、次のように表現することができる。

【0063】

【数9】

【0064】

実際のチャネルには、チャネル行列Ｈを経た後、加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）が加えられる。Ｎ_R個の受信アンテナのそれぞれに加えられる加法性白色ガウス雑音ｎ_１，ｎ_２，…，ｎ_ＮＲは、次のように表現することができる。

【0065】

【数10】

【0066】

上述した数式モデル化によって、受信信号は次のように表現することができる。

【0067】

【数11】

【0068】

チャネル状態を示すチャネル行列Ｈの行及び列の数は、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において、行の数は受信アンテナの数Ｎ_Rと同一であり、列の数は送信アンテナの数Ｎ_Tと同一である。すなわち、チャネル行列Ｈは、Ｎ_R×Ｎ_Tの行列になる。

【0069】

行列のランクは、互いに独立した行又は列の数のうち最小の数と定義される。したがって、行列のランクは、行又は列の数より大きくならない。チャネル行列Ｈのランク（ｒａｎｋ（Ｈ））は次のように制限される。

【0070】

【数12】

【0071】

ＭＩＭＯ送信において、「ランク」は、独立に信号を送信できる経路の数を示し、「階層の数」は、それぞれの経路によって送信される信号ストリームの数を示す。一般に、送信端は信号送信に用いられるランクの数に対応する数の階層を送信するため、特別な言及がない限り、ランクは階層の数と同一の意味を有する。

【0072】

参照信号（ＲＳ）

【0073】

複数アンテナを使用してデータを送受信する場合、それぞれの送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状況を知ると、正しい信号を受信することができる。したがって、それぞれの送信アンテナ別に別途の参照信号が存在しなければならない。ダウンリンク参照信号（ＣＲＳ及び／又はＤＭＲＳ）によってチャネル推定及び復調のための情報を提供することができる。

【0074】

ＣＲＳは、物理アンテナ端のチャネルを推定するために使用され、セル内のすべての端末（ＵＥ）が共通的に受信できる参照信号であって、全帯域にわたって分布する。ＣＲＳは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）取得及びデータ復調の目的で使用することができる。

【0075】

ＤＭＲＳ（又は端末特定参照信号）は、データ復調のために使用される参照信号であって、複数アンテナの送信時に特定端末に使用されるプリコーディング加重値を参照信号にもそのまま使用することによって、端末が参照信号を受信したとき、それぞれの送信アンテナから送信されるプリコーディング加重値と、送信チャネルが結合された均等チャネルとを推定できるようにする。既存の３ＧＰＰ ＬＴＥシステム（例えば、リリース‐８）は、最大４送信アンテナ送信をサポートし、ランク１ビームフォーミングのためのＤＭＲＳが定義されている。ランク１ビームフォーミングのためのＤＭＲＳは、アンテナポートインデクス５に対する参照信号として示されることもある。

【0076】

図６は、ダウンリンクＣＲＳ及びＤＭＲＳがダウンリンク資源ブロック上にマップされるパターンを示す図である。参照信号がマップされる単位としてのダウンリンク資源ブロックは、時間上の一つのサブフレーム×周波数上の１２副搬送波の単位で表現することができる。すなわち、一つの資源ブロックは、時間上に正規ＣＰの場合は１４個のＯＦＤＭシンボル長を有し、拡張ＣＰの場合は１２個のＯＦＤＭシンボル長を有する。図６では、正規ＣＰの場合のダウンリンク資源ブロックを示す。

【0077】

図６で、「Ｒ０」、「Ｒ１」、「Ｒ２」及び「Ｒ３」と表示された資源要素（ＲＥ）は、それぞれアンテナポートインデクス０、１、２及び３に対するＣＲＳの位置を示す。一方、図６で、「Ｒ５」と表示された資源要素は、既存のＬＴＥシステム（例えば、ＬＴＥリリース‐８）で定義されるＤＭＲＳの位置を示す。

【0078】

一方、３ＧＰＰ ＬＴＥの進化版であるＬＴＥ‐Ａシステムでは、拡張されたアンテナ構成、高い次数のＭＩＭＯ、複数セル送信、進化したＭＵ‐ＭＩＭＯなどを考慮しており、効率的な参照信号の運用と進化した送信方式をサポートするためにＤＭＲＳベースのデータ復調を考慮している。すなわち、既存の３ＧＰＰ ＬＴＥ（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥリリース‐８）で定義するランク１ビームフォーミングのためのＤＭＲＳ（Ｒ５）とは別途に、追加されたアンテナを介したデータ送信をサポートするために２以上の階層に対するＤＭＲＳを定義することができる。このようなＤＭＲＳは、基地局によってダウンリンク送信がスケジュールされた資源ブロック及び階層だけに存在するように設定することが望ましい。

【0079】

図６及び図７を参照して、ＬＴＥリリース‐９又はＬＴＥ‐Ａ（ＬＴＥリリース‐１０又は以後のＬＴＥリリース）で新しく導入されるＤＭＲＳパターンの一例について説明する（以下の説明では、簡明さのためにＬＴＥリリース‐９システム及びＬＴＥ‐Ａシステムを包括してＬＴＥ‐Ａシステムと称する）。ＬＴＥリリース‐９／１０ ＤＭＲＳパターンで低いランクの場合に使用されるＤＭＲＳは、一つの資源ブロック内で合計１２個のＲＥ上に配置することができ、高いランクの場合は一つの資源ブロック内でＤＭＲＳを合計２４個のＲＥ上に配置することができる。すなわち、図６で示すＤＭＲＳパターンは、ランク１〜４の場合に対するＤＭＲＳパターンを例示するものであり、ランク５〜８に対するＤＭＲＳパターンは、図６と同一のパターンを有するが、それぞれのＣＤＭグループが４個の階層を含むことができる。

【0080】

最大ランク８送信をサポートするためのＬＴＥリリース‐９／１０ ＤＭＲＳを無線資源上に配置する際に、それぞれの階層に対するＤＭＲＳを多重化して配置することができる。時分割多重化（ＴＤＭ）は、２以上の階層に対するＤＭＲＳを異なる時間資源（例えば、ＯＦＤＭシンボル）上に配置することを意味する。周波数分割多重化（ＦＤＭ）は、２以上の階層に対するＤＭＲＳを異なる周波数資源（例えば、副搬送波）上に配置することを意味する。符号分割多重化（ＣＤＭ）は、同一の無線資源上に配置された２以上の階層に対するＤＭＲＳを該当のＲＳ資源要素に対する各ＯＦＤＭシンボル間又は各周波数副搬送波間の直交シーケンス（又は、直交カバー）を使用して多重化することを意味する。特に、ＤＭＲＳが位置する各ＯＦＤＭシンボル上の各ＲＳ資源要素に対してＣＤＭ方式多重化を適用するのに用いられる直交カバー符号（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｃｏｖｅｒ Ｃｏｄｅ）をＯＣＣと略称することができる。例えば、ウォルシュ符号（Ｗａｌｓｈ ｃｏｄｅ）、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列などをＯＣＣとして使用することができる。

【0081】

図６のＤＭＲＳパターンは、ＣＤＭとＦＤＭとが混合された形態を示す。例えば、ＣＤＭグループ１をポート１、２、５及び６にマップし、ＣＤＭグループ２をポート３、４、７及び８にマップすることができる。このようなマップ関係によってチャネルランク別にＤＭＲＳが占める資源要素（ＲＥ）の個数が変わり、ＣＤＭ＋ＦＤＭ方式の場合、ランク１及び２では１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートのＲＥを使用し（図７（ａ））、ランク３〜８では２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートのＲＥを使用することができる（図７（ｂ））。また、ＣＤＭとＦＤＭ混合方式の他に、完全なＣＤＭ方式を考慮することもできる。完全なＣＤＭ方式に従ったＤＭＲＳパターンは図６と同一であるが、ポートマップ時にＣＤＭグループ１はポート１、２、３及び４にマップし、ＣＤＭグループ２はポート５、６、７及び８にマップすることができる。したがって、ランク１〜４では１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートのＲＥを使用し、ランク５〜８では２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートのＲＥを使用することができる。しかし、これに制限されることはなく、送信ランクによって適切なＤＭＲＳパターンを使用することができる。

【0082】

このような二つの方式では、ランクによってＤＭＲＳが占めるＲＥの個数が変化可能であり、２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートの場合、低いランクの場合より２倍のオーバヘッド（又はＤＭＲＳが割り当てられるＲＥの個数）を有する。

【0083】

一方、ＬＴＥ‐Ａシステムは、既存の３ＧＰＰ ＬＴＥシステムより高いスペクトル効率性をサポートするために、拡張されたアンテナ構成を有することができる。拡張されたアンテナ構成は、例えば、８個の送信アンテナ構成であり得る。このような拡張されたアンテナ構成を有するシステムにおいて、既存のアンテナ構成で動作する各端末、すなわち、逆方向互換性をサポートする必要がある。したがって、既存のアンテナ構成による参照信号パターンをサポートし、追加的なアンテナ構成に対する新しい参照信号パターンを設計する必要がある。ここで、既存のアンテナ構成を有するシステムに新しいアンテナポートのためのＣＲＳを追加すると、参照信号オーバヘッドが急激に増加し、データ送信速度を低下させるという短所がある。上記のような事項を考慮して、新しいアンテナポートのためのチャネル状態情報（ＣＳＩ）測定のための新しい参照信号（ＣＳＩ‐ＲＳ）を設計することが論議されている。ＣＳＩ‐ＲＳは、すべてのサブフレームで送信される信号ではないため、図６び図７では、説明の明確性のためにＣＳＩ‐ＲＳパターンに対しては図示していない。

【0084】

チャネル品質情報の送信

【0085】

３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、ダウンリンク受信主体（例えば、端末）がダウンリンク送信主体（例えば、基地局）に接続されているとき、ダウンリンクで送信される参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）などに対する測定を任意の時間に行い、測定結果を基地局に周期的に又はイベント起動で報告することができる。

【0086】

セルラＯＦＤＭ無線パケット通信システムにおいて、それぞれの端末はダウンリンクチャネル状況によるダウンリンクチャネル情報をアップリンクによって報告し、基地局は、それぞれの端末から受けたダウンリンクチャネル情報を用いてそれぞれの端末別にデータ送信のために適切な時間／周波数資源、並びに変調及び符号化方式（ＭＣＳ）などを定めることができる。

【0087】

既存の３ＧＰＰ ＬＴＥシステム（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥリリース‐８システム）の場合、このようなチャネル情報はチャネル品質指示子（ＣＱＩ）、プリコーディング行列指示子（ＰＭＩ）及びランク指示（ＲＩ）で構成することができ、それぞれの端末の送信モードによってＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩをすべて送信し、又はそのうち一部だけを送信することもできる。ＣＱＩは、端末の受信信号品質によって定められるが、これは、一般的にダウンリンク参照信号の測定に基づいて決定することができる。このとき、実際に基地局に伝達されるＣＱＩ値は、端末が測定した受信信号品質でブロック誤り率（ＢＬＥＲ）を１０％以下に維持しながら最大の性能を出せるＭＣＳに該当する。

【0088】

また、このようなチャネル情報の報告方式は、周期的に送信される周期的報告と、基地局の要求によって送信される非周期的報告に分けられる。

【0089】

非周期的報告の場合、基地局が端末に伝達するアップリンクスケジュール情報に含まれた要求ビットによってそれぞれの端末に設定され、それぞれの端末は、この情報を受けると、自分の送信モードを考慮したチャネル情報を、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を介して基地局に伝達することができる。

【0090】

周期的報告の場合、上位階層信号によってチャネル情報が送信される周期及び該当の周期のオフセットなどがサブフレーム単位でそれぞれの端末に信号通知され、一定の周期によってそれぞれの端末の送信モードを考慮したチャネル情報を物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介して基地局に伝達することができる。一定の周期によってチャネル情報が送信されるサブフレームにアップリンクで送信されるデータが同時に存在する場合、該当のチャネル情報を物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）でないデータと共に、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を介して送信することができる。

【0091】

チャネル情報の周期的報告についてより具体的に見ると、ＣＱＩ及びＰＭＩフィードバックタイプによって次の表１のような４個の報告モードに分けることができる。

【0092】

【表1】

【0093】

ＣＱＩフィードバックタイプによって広帯域（ＷＢ）ＣＱＩと副帯域（ＳＢ）ＣＱＩとに分けられ、ＰＭＩ送信可否によってＰＭＩなしと単一ＰＭＩとに分けられる。それぞれの端末は、チャネル情報の送信周期とオフセットとの組み合わせからなる情報を上位階層からＲＲＣ信号通知によって受けることができる。端末は、提供されたチャネル情報送信周期に対する情報に基づいてチャネル情報を基地局に送信することができる。

【0094】

図８は、端末が周期的にチャネル情報を送信する方式の一例を示す。例えば、チャネル情報の送信周期が「５」で、オフセットが「１」である組み合わせの情報を端末が受けた場合、端末は、５個のサブフレーム単位でチャネル情報を送信し、０番目のサブフレームを基準にしてサブフレームインデクスが増加する方向に一つのサブフレームオフセットを置いて、ＰＵＣＣＨを介してチャネル情報を送信することができる。このとき、サブフレームのインデクスは、システムフレーム番号（ｎ_f）とシステムフレーム内の２０個のスロットインデクス（ｎ_s，０〜１９）の組み合わせからなり得る。一つのサブフレームは２個のスロットで構成されるため、サブフレームインデクスは、１０×ｎ_f＋ｆｌｏｏｒ（ｎ_s／２）と表現することができる。ｆｌｏｏｒ（ｘ）関数は、ｘより大きくない最大の整数を意味する。

【0095】

ＣＱＩフィードバックタイプによってＷＢ ＣＱＩのみを送信するタイプとＷＢ ＣＱＩとＳＢ ＣＱＩをすべて送信するタイプが存在する。ＷＢ ＣＱＩのみを送信するタイプの場合、毎ＣＱＩ送信周期に該当するサブフレームで全体の帯域に対するＷＢ ＣＱＩ情報を送信する。ＷＢ周期的ＣＱＩフィードバックの送信周期は、｛２，５，１０，１６，２０，３２，４０，６４，８０，１６０｝ｍｓ、又は送信しないように設定することができる。このとき、表１でのＰＭＩフィードバックタイプによってＰＭＩも送信しなければならない場合、ＰＭＩ情報をＣＱＩ情報と共に送信する。ＷＢ ＣＱＩ及びＳＢ ＣＱＩをすべて送信するタイプの場合、ＷＢ ＣＱＩ及びＳＢ ＣＱＩを交互に送信する。

【0096】

図９は、ＷＢ ＣＱＩ及びＳＢ ＣＱＩをすべて送信する方式の一例を示す図である。図９では、例えば、１６個の資源ブロック（ＲＢ）で構成されたシステムを示す。システムの周波数帯域が１６個のＲＢを有するシステムの場合、二つの帯域幅部分（ＢＰ）で構成することができ（ＢＰ０及びＢＰ１）、それぞれのＢＰはそれぞれ二つのＳＢで構成することができ（ＳＢ０及びＳＢ１）、それぞれのＳＢは４個のＲＢで構成することができる。このとき、システム周波数帯域が何個のＲＢで構成されているかによってＢＰの個数及びそれぞれのＳＢの大きさを決定し、ＲＢの個数、ＢＰの個数及びＳＢの大きさによってそれぞれのＢＰが何個のＳＢで構成されるかを決定することができる。

【0097】

ＷＢ ＣＱＩとＳＢ ＣＱＩをすべて送信するタイプの場合、ＣＱＩ送信サブフレームにＷＢ ＣＱＩを送信した後、その次の送信サブフレームではＢＰ０でＳＢ０及びＳＢ１のうちチャネル状態の良いＳＢに対するＣＱＩと該当のＳＢのインデクスを送信し、その次の送信サブフレームではＢＰ１でのＳＢ０及びＳＢ１のうちチャネル状態の良いＳＢに対するＣＱＩ及び該当のＳＢのインデクスを送信する。このようにＷＢ ＣＱＩを送信した後、それぞれのＢＰに対するＣＱＩ情報を順次送信するが、このとき、１回送信したＷＢ ＣＱＩとその次に送信されるＷＢ ＣＱＩとの間にＢＰに対するＣＱＩ情報を順次１〜４回まで送信することができる。例えば、二つのＷＢ ＣＱＩ間にＢＰに対するＣＱＩ情報を１回送信する場合、ＷＢ ＣＱＩ→ＢＰ０ ＣＱＩ→ＢＰ１ ＣＱＩ→ＷＢ ＣＱＩの順に送信することができる。他の例として、二つのＷＢ ＣＱＩ間にＢＰに対するＣＱＩ情報を４回送信する場合、ＷＢ ＣＱＩ→ＢＰ０ ＣＱＩ→ＢＰ１ ＣＱＩ→ＢＰ０ ＣＱＩ→ＢＰ１ ＣＱＩ→ＢＰ０ ＣＱＩ→ＢＰ１ ＣＱＩ→ＢＰ０ ＣＱＩ→ＢＰ１ ＣＱＩ→ＷＢ ＣＱＩの順に送信することができる。二つのＷＢ ＣＱＩ間でＢＰに対するＣＱＩが何回順次送信されるかに対する情報は上位階層において信号通知され、ＷＢ ＣＱＩ又はＳＢ ＣＱＩは、図８で例示した上位階層において信号通知されるチャネル情報送信周期とオフセットとの組み合わせの情報に該当するサブフレームにおいて、ＰＵＣＣＨを介して送信することができる。

【0098】

このとき、ＰＭＩフィードバックタイプによってＰＭＩも送信しなければならない場合、ＰＭＩ情報をＣＱＩ情報と共に送信するが、該当のサブフレームにアップリンクデータ送信のためのＰＵＳＣＨが存在する場合、ＰＵＣＣＨでないＰＵＳＣＨを介してデータと共にＣＱＩ及びＰＭＩを送信することができる。

【0099】

図１０は、ＷＢ ＣＱＩ及びＳＢ ＣＱＩがすべて送信される場合のＣＱＩ送信方式の一例を示す図である。図１０では、図８のようにチャネル情報送信周期が「５」であり、オフセットが「１」である組み合わせの情報が信号通知され、二つのＷＢ ＣＱＩ間にＢＰに対する情報が１回順次送信される場合の端末のチャネル情報送信動作の一例を示す。

【0100】

一方、ＲＩの送信の場合、ＲＩは、ＷＢ ＣＱＩ送信周期の何倍数で送信されるかに関する情報と、その送信周期でのオフセットの組み合わせで信号通知することができる。このときのオフセットは、ＣＱＩ送信オフセットに対する相対的オフセットとして定義される。例えば、ＣＱＩ送信周期のオフセットが「１」であり、ＲＩの送信周期のオフセットが「０」であると、ＲＩ送信周期のオフセットはＣＱＩ送信周期のオフセットと同一であることを意味する。ＲＩ送信周期のオフセットは、０及び負の値に定義することができる。

【0101】

図１１は、図１０のようなＣＱＩ送信が設定された場合、ＲＩ送信周期がＷＢ ＣＱＩ送信周期の１倍であり、ＲＩ送信周期のオフセットが「−１」である場合を例示的に示す。ＲＩ送信周期は、ＷＢ ＣＱＩ送信周期の１倍であるため、同一の周期を有し、ＲＩオフセット値「−１」は、図１０でのＣＱＩオフセット「１」に対する相対的な「−１」値を有することを意味するため、サブフレームインデクス０番を基準にしてＲＩを送信することができる。ＲＩのオフセットが「−１」でない「０」である場合、ＷＢ ＣＱＩとＲＩの送信サブフレームが重なるようになり、この場合は、ＷＢ ＣＱＩを省いて（ｄｒｏｐ）ＲＩを送信することができる。

【0102】

このような組み合わせによってＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩを送信することができ、これら各情報は、上位階層のＲＲＣ信号通知によってそれぞれの端末から送信することができる。基地局は、それぞれの端末のチャネル状況及び基地局内の端末分布状況などを考慮して、それぞれの端末に適切な情報を送信することができる。

【0103】

チャネル品質情報の計算

【0104】

３ＧＰＰ ＬＴＥ標準文書（例えば、３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１３）では、端末がチャネル品質指示子（ＣＱＩ）インデクスを計算する際に、次のような仮定を考慮することを定義している。

【0105】

（１）一つのサブフレームの最初の３個のＯＦＤＭシンボルは制御信号通知によって占有される。

【0106】

（２）主同期信号、副同期信号又は物理同報チャネル（ＰＢＣＨ）によって使用される資源要素はない。

【0107】

（３）非‐ＭＢＳＦＮサブフレームのＣＰ長

【0108】

（４）冗長バージョン（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｖｅｒｓｉｏｎ）は０である。

【0109】

（５）ＰＤＳＣＨ送信方式は、端末に対して現在設定された送信モード（デフォルトモードであり得る）に従う。

【0110】

（６）ＰＤＳＣＨの資源要素当たりエネルギ（ＥＰＲＥ）対セル特定参照信号ＥＰＲＥの比は、ρ_Aの例外を有して与えられる（ρ_Aは、次のような仮定に従うことができる。端末が、任意の変調方式に対して、４個のセル特定アンテナポート構成の送信モード２に設定され、又は４個のセル特定アンテナポート構成でありながら関連したＲＩが１である送信モード３に設定される場合は、ρ_A＝Ｐ_A＋Δ_offset＋１０ｌｏｇ₁₀（２）［ｄＢ］である。その他の場合は、任意の変調方式及び任意の階層の数に対して、ρ_A＝Ｐ_A＋Δ_offset［ｄＢ］である。Δ_offsetは、上位階層信号通知によって設定されるｎｏｍＰＤＳＣＨ‐ＲＳ‐ＥＰＲＥ‐Ｏｆｆｓｅｔパラメータによって与えられる。）

【0111】

このように定義した仮定は、ＣＱＩがチャネル品質に対する情報だけでなく、該当の端末に対する多様な情報を含んでいることを意味する。すなわち、同一のチャネル品質であっても、該当の端末の性能によって互いに異なるＣＱＩインデクスをフィードバックできるため、一定の基準を定義する。

【0112】

図１２は、一般的なＣＱＩインデクス計算方法を示す。図１２に示すように、端末（ＵＥ）は、基地局（ｅＮＢ）から参照信号（ＲＳ）を受信することができる（Ｓ１２１０）。端末は、受信された参照信号によってチャネルの状態を把握することができる。ここで、参照信号は、既存の３ＧＰＰ ＬＴＥシステムで定義する共通参照信号（ＣＲＳ）であるか、拡張されたアンテナ構成を有するシステム（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ‐Ａシステム）で定義するチャネル状態情報‐参照信号（ＣＳＩ‐ＲＳ）であり得る。端末は、参照信号によって把握されたチャネルにおいてＣＱＩ計算のために与えられた仮定を満足しながら、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）が１０％を超えないＣＱＩインデクスを計算することができる（Ｓ１２２０）。端末は、計算されたＣＱＩインデクスを基地局に送信することができる（Ｓ１２３０）。図１２において、端末がチャネルの状態を把握して適切なＭＣＳを導出する過程（Ｓ１２２０）は、端末具現態様で多様な方式で設計することができる。例えば、端末は、参照信号を用いてチャネル状態又は有効信号対干渉及びノイズ比（ＳＩＮＲ）を計算することができる（Ｓ１２２１）。端末は、計算されたチャネル状態又は有効ＳＩＮＲに基づいて最も高いＭＣＳを求めることができる（Ｓ１２２２）。最も高いＭＣＳは、デコーディング時に伝送ブロック誤り率が１０％を超えず、ＣＱＩ計算に対する仮定を満足するＭＣＳを意味する。端末は、求められたＭＣＳと関連したＣＱＩインデクスを決定し、決定されたＣＱＩインデクスを基地局に報告することができる（Ｓ１２２３）。

【0113】

現在標準化が進行中のＬＴＥ‐Ａシステムでは、既存のＬＴＥシステムより向上した性能のために、帯域幅拡張、多地点協調送受信（ＣｏＭＰ）、中継器、複数ユーザＭＩＭＯ（ＭＵ‐ＭＩＭＯ）送信方式などの新しい技術をサポートすることが論議されている。したがって、既存のＬＴＥシステムに比べて複雑な形態の構造（新しい参照信号、ＭＵ‐ＭＩＭＯなど）を形成しながらも、既存のＬＴＥシステムとの共存のために後方互換性も考慮する必要がある。これによって、ＣＱＩ計算時に既存のＬＴＥシステムに比べて考慮すべき事項が増加するようになる。

【0114】

本発明は、ＬＴＥ‐ＡシステムでＣＱＩを計算する方法及びＣＱＩ計算に必要な仮定を提案する。簡略に説明すると、本発明は、ＬＴＥ‐Ａで導入が論議されているＤＭＲＳを考慮するとき、ＣＱＩ計算時の既存のＬＴＥでの方式に加えて、チャネルランクによって変化するＤＭＲＳの大きさを考慮して、現在のチャネル品質及び可用資源に適したＣＱＩが基地局にフィードバックされるようにする方法を提案する。

【0115】

上述したように、ＬＴＥ‐Ａでは、ＰＤＳＣＨ復調のための参照信号（ＤＭＲＳ）及びチャネル状態情報（ＣＳＩ）推定のための参照信号（ＣＳＩ‐ＲＳ）の導入が論議されており、このうち、ＤＭＲＳは図６のようなパターンを有することができる。上述したように、ランクによってＤＭＲＳが占めるＲＥの個数が変わり、２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートの場合、低いランクの場合より２倍のオーバヘッドを有するようになる。

【0116】

図１３は、ＣＱＩインデクス計算方法の一例に対するフローチャートである。

【0117】

段階Ｓ１３１０において、端末は、基地局から受信された信号を用いてそれぞれのランク別に最適のＰＭＩを決定することができる。例えば、ランク１に対する最適のＰＭＩ，ランク２に対する最適のＰＭＩ，…，ランク８に対する最適のＰＭＩ，をそれぞれ決定することができる。

【0118】

段階Ｓ１３２０において、端末は、決定されたＰＭＩによってそれぞれの階層別にＳＩＮＲを決定することができる。例えば、ランク２の場合に２個の階層が存在し、２個の階層のそれぞれに対するＳＩＮＲを決定することができる。

【0119】

段階Ｓ１３３０において、端末は、階層別に決定されたＳＩＮＲに基づいて符号語別にＳＩＮＲを決定することができる。これは、符号語対階層マップ規則（ｃｏｄｅｗｏｒｄ ｔｏ ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ ｒｕｌｅ）によって決定することができる。符号語対階層マップ規則は次のように決定することができる。

【0120】

送信端のエンコーダによって符号化過程を経た一つ以上の符号語は、端末特定スクランブル信号を用いてスクランブルすることができる。スクランブルされた符号語は、送信信号の種類及び／又はチャネル状態によって２位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、１６直交振幅変調（ＱＡＭ）又は６４ＱＡＭ方式によって複素シンボルに変調される。その後、変調された複素シンボルは、一つ以上の階層にマップされる。単一アンテナを用いて信号を送信する場合、一つの符号語は一つの階層にそのままマップされて送信される。しかし、複数アンテナを用いて信号を送信する場合、符号語対階層マップ関係は、送信方式に応じて次の表２及び表３のように示すことができる。

【0121】

【表2】

【0122】

【表3】

【0123】

上記表２は、空間多重化方式で信号を送信する場合の例を示し、表３は、送信ダイバシチ方式で信号を送信する場合の例を示している。また、上記表２及び表３において、ｘ^(a)（ｉ）は、インデクスａを有する階層のｉ番目のシンボルを示し、ｄ^(a)（ｉ）は、インデクスａを有する符号語のｉ番目のシンボルを示す。上記表２及び表３の「階層数」項目と「符号語数」項目によって送信に用いられる符号語の数及び階層の数のマップ関係を知ることができ、「符号語対階層マップ」項目は、各符号語のシンボルがどのように階層にマップされるかを示す。

【0124】

上記表２及び表３から分かるように、一つの符号語は、一つの階層にシンボル単位でマップして送信することもできるが、表３の２番目の場合のように、一つの符号語を最大４個の階層に分散してマップすることもでき、このように一つの符号語が複数の階層に分散されてマップされる場合、各符号語をなす各シンボルは、階層別に順次マップされて送信されることが分かる。一方、単一符号語ベースの送信構成の場合、エンコーダ及び変調ブロックが一つずつ存在する。

【0125】

段階Ｓ１３４０において、端末は、端末性能によってそれぞれのＳＩＮＲに適したスペクトル効率（ＳＥ）をそれぞれのランクの符号語別に算出することができる。

【0126】

段階Ｓ１３５０において、端末は、算出されたＳＥにＰＤＳＣＨのためのＲＥの個数（Ｎ_RE）を乗じて、それぞれの符号語別にスループットを算出することができる。

【0127】

段階Ｓ１３６０において、端末は、算出された符号語別スループットをランクごとに合計し、それぞれのランク別にスループットを算出することができる。

【0128】

段階Ｓ１３７０において、端末は、算出されたそれぞれのランク別スループットを比較し、最も大きいスループットに該当するランク値を決定することができる。

【0129】

段階Ｓ１３８０において、端末は、最も大きいスループットに該当するＣＱＩインデクス及び該当のランクを基地局にフィードバックすることができる。ここで、最も大きいスループットに該当するＣＱＩインデクスの決定は、例えば、次の表４を用いて行うことができる。表４は、例示的な４ビットＣＱＩテーブルであって、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準文書ＴＳ３６．２１３で定義されたものである。表４で、それぞれのＣＱＩインデクスに対して定義される効率値に上記Ｎ_REを乗じて求めたスループットと、上記Ｓ１３１０〜Ｓ１３７０過程によって端末によって算出された現在のチャネル状態で可能な最大のスループットとを比較し、最も類似する値を有する該当のＣＱＩインデクスをフィードバックするＣＱＩインデクスと決定することができる。

【0130】

【表4】

【0131】

ＣＱＩインデクスを決定する上記段階Ｓ１３１０〜Ｓ１３８０の過程は、例示的なものに過ぎず、これに制限されることはない。すなわち、端末の具現によって多様な方式でＣＱＩインデクス値を決定することができる。

【0132】

上記のようにフィードバックするＣＱＩインデクスを決定する際に、ＰＤＳＣＨのために使用されるＲＥの個数（Ｎ_RE）が重要な因子であるが、既存のＣＱＩインデクス算出方式ではＰＤＳＣＨ ＲＥの個数の変更を考慮していなかった。したがって、ＤＭＲＳが導入される場合、ランクによってＤＭＲＳが割り当てられるＲＥの個数の可変によってＮ_REが変更されるという点を考慮して、正確なＣＱＩ情報をフィードバックすることが必要である。換言すると、ランクによって可変するＰＤＳＣＨ ＲＥの個数に対する情報を考慮しない場合、基地局がＣＱＩインデクスのフィードバックを受けて端末の状況を予想するとき、根本的な誤差を有するようになり、これは、後続するプロセスに大きな影響を及ぼすようになる。すなわち、ＤＭＲＳオーバヘッドを考慮しない場合、ＰＤＳＣＨ送信に使用可能な実際のＲＥの個数より多いＲＥをＰＤＳＣＨ送信に使用できると見なしてＣＱＩインデクスを決定するようになる。このような誤ったＣＱＩ情報によって基地局がダウンリンクデータのコーディング率を高く決定して送信すると、実際に端末がダウンリンクデータを受信できるＲＥの個数が基地局の予想より少ないため、エラー発生確率は高くなり、場合に応じてはダウンリンクデータ受信動作自体が不可能になる。このような誤差を減少させるために、本発明では、上記のようなＣＱＩインデクス計算過程でランクによって調節されるＤＭＲＳのＲＥの個数を考慮してランクによるＮ_REを適用した後、ＣＱＩインデクスを選択することによって、基地局と端末とが共有するＣＱＩに対する信頼度を高められる方法を提案する。

【0133】

図７を再び参照して、ＣＱＩインデクス計算時にＤＭＲＳオーバヘッドを考慮した資源ブロック（ＲＢ）内のＰＤＳＣＨのためのＲＥ割り当てについて説明する。図７のような場合のＣＱＩ計算のための仮定は、次の通りである。

【0134】

（１）ＰＤＣＣＨが一つのサブフレームの最初の３ＯＦＤＭシンボル上に割り当てられる。

【0135】

（２）一つの資源ブロック（時間上の一つのサブフレームの長さ×周波数上の１２個の副搬送波の長さ）内でＤＭＲＳが割り当てられるＲＥの個数は、ランク１及び２の場合は１２個であり、ランク３〜８の場合は２４個である。

【0136】

（３）ＣＳＩ‐ＲＳ及びＬＴＥ‐Ａサブフレームは存在しない。

【0137】

上記のような仮定によって、図７（ａ）及び図７（ｂ）の場合にＰＤＳＣＨ（データ）送信に割り当てられるＲＥを決定することができる。図７（ａ）は、低いランク（例えば、ランク１及び２）の場合のＤＭＲＳオーバヘッドを有する場合を示し、図７（ｂ）は、高いランク（例えば、ランク３〜８）の場合のＤＭＲＳオーバヘッドを有する場合を示す。

【0138】

図７（ａ）では、一つの資源ブロック内でのＤＭＲＳオーバヘッドが１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、４送信アンテナポートに対するＣＲＳのオーバヘッドが２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、ＰＤＣＣＨは３ＯＦＤＭシンボルを占め、これによって、ＰＤＳＣＨ（データ）送信のために割り当てられるＲＥは１０４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートである。

【0139】

図７（ｂ）では、一つの資源ブロック内でのＤＭＲＳオーバヘッドが２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、４送信アンテナポートに対するＣＲＳのオーバヘッドが２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、ＰＤＣＣＨは３ＯＦＤＭシンボルを占め、これによって、ＰＤＳＣＨ（データ）送信のために割り当てられるＲＥは９２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートである。

【0140】

図７と関連して説明したように、チャネルランクによってＤＭＲＳのためのＲＥの数が大きな差を示す。これは、ＰＤＳＣＨのためのＲＥの数がチャネルランクによって約１２ＲＥまで差を示すことがあるため、ＣＱＩインデクス算出においてランクを考慮しない場合（すなわち、既存のＣＱＩインデクス算出方式によると）、資源浪費又は資源不足による誤り率増加などの結果をもたらす。したがって、ＣＱＩ計算時にチャネルランクを考慮したＮ_REを使用して不必要な資源の浪費を防止し、送信方式に適したＣＱＩインデクスをフィードバックすることができる。

【0141】

また、上記の例示では、ランク１及び２の場合はＤＭＲＳオーバヘッドが１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、ランク３〜８の場合はＤＭＲＳオーバヘッドが２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであることを仮定したが、これに制限されることはない。本発明は、例えば、上述した完全なＣＤＭ方式の場合のように、ランク１〜４のときはＤＭＲＳオーバヘッドが１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、ランク５〜８のときはＤＭＲＳオーバヘッドが２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポートである場合にも同一の原理によって最適のＣＱＩインデクスを算出することができる。換言すると、本発明によると、チャネルランクによってＰＤＳＣＨが割り当てられるＲＥの数（すなわち、Ｎ_RE）が変化するすべての場合に対して最適のＣＱＩインデクスを算出及びフィードバックすることができる。

【0142】

また、それぞれのランク別にＤＭＲＳオーバヘッドを考慮する方式を適用する代わりに、ランクとは関係なく、最大のＤＭＲＳオーバヘッド（すなわち、２４ＲＥｓ／ＲＢ／ポート）を考慮してＣＱＩインデクスを計算することもできる。このような方式によると、ＤＭＲＳオーバヘッドを考慮して最適のＣＱＩインデクスを算出しながらも、ＣＱＩ計算の複雑度をより単純化させることができる。

【0143】

中継器をサポートする無線通信システム

【0144】

図１４を参照すると、中継器１４２０は、基地局１４１０と端末１４３１との間の送受信を転送（ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）する役割をする。基地局１４１０と中継器１４２０との間のリンクをバックホールリンクといい、中継器１４２０と端末１４３１との間のリンクをアクセスリンクという。基地局にはアップリンク受信及びダウンリンク送信の機能が要求され、端末にはアップリンク送信及びダウンリンク受信の機能が要求される。一方、中継器には、基地局へのバックホールアップリンク送信、端末からのアクセスアップリンク受信、基地局からのバックホールダウンリンク受信及び端末へのアクセスダウンリンク送信の機能がすべて要求される。

【0145】

一方、バックホールリンクがアクセスリンクと同一の周波数帯域で動作する場合を「帯域内（ｉｎ−ｂａｎｄ）」といい、バックホールリンクとアクセスリンクとが異なる周波数帯域で動作する場合を「帯域外（ｏｕｔ−ｂａｎｄ）」という。帯域内中継器の場合、例えば、所定の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が同時に行われるとき、中継器の送信端からの送信信号を中継器の受信端で受信することができ、これによって、中継器の無線周波フロントエンドにおいて、信号干渉又は無線周波妨害（ＲＦ ｊａｍｍｉｎｇ）が発生するおそれがある。同様に、所定の周波数帯域で端末からのアクセスアップリンクの受信と、基地局へのバックホールアップリンクの送信とが同時に行われると、中継器のＲＦ前端で信号干渉が発生するおそれがある。このような信号干渉を回避するために、中継器で同一周波数帯域での送信及び受信が同時に起きないように設定することができる。例えば、中継器で所定の周波数帯域で所定の時間区間の間にはバックホールダウンリンクを受信し、他の時間区間の間にはアクセスダウンリンクを送信することを繰り返して行うように、バックホールダウンリンク受信とアクセスダウンリンク送信との間の時分割多重化（ＴＤＭ）方式を用いることもできる。これと同様に、バックホールアップリンク送信とアクセスアップリンク受信との間のＴＤＭ方式を用いることもできる。上記のように動作する中継器を半２重中継器と称することもできる。この場合、中継器の送受信動作転換のためのガード時間が設定される必要がある。例えば、バックホールダウンリンク受信とアクセスダウンリンク送信との間の切替えのために、バックホールダウンリンク受信のために設定されたサブフレームにおいてガード時間を設定することができる。

【0146】

一般的な中継器の具現において、同一の周波数搬送波上（すなわち、同一のＩＦＦＴ／ＦＦＴ領域）で１ｍｓ長さのサブフレーム単位でアクセスリンクとバックホールリンクとをＴＤＭ方式で区分する（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）ことができる。ここで、中継器が導入されていない無線通信システム（例えば、既存のＬＴＥリリース‐８又は９システム）によって動作する各端末（以下、「レガシー端末」という）との接続をサポートする必要がある。すなわち、後方互換性をサポートする必要がある。このとき、中継器は、自分の領域内の各レガシー端末の測定機能をサポートする必要がある、したがって、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上でも、サブフレームの最初のＮ（Ｎ＝１、２又は３）個のＯＦＤＭシンボル区間では、中継器はバックホールダウンリンク受信を行うのではなく、アクセスダウンリンク送信を行う必要がある。

【0147】

図１５は、バックホールダウンリンクサブフレーム構造の一例を示した図である。

【0148】

図１５で、中継器非受信（ｎｏｎ‐ｈｅａｒｉｎｇ）区間１５１０は、中継器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１５１０は、上述したように、１、２又は３ＯＦＤＭ長（バックホールダウンリンクサブフレームの最初の１〜３個のＯＦＤＭシンボル）に設定することができる。

【0149】

ガード時間１５２０は、中継器が送信モード／受信モードの切替えを行う区間であり、ガード時間１５３０は、中継器が受信モード／送信モードの切替えを行う区間である。ガード時間の長さは時間領域の値として与えるか、又は、時間サンプル（Ｔｓ）値を基準にしてｋ個の時間サンプル値に設定することができる。場合によって、ガード時間は一つ以上のＯＦＤＭシンボルの長さに設定することもできる。例えば、中継器バックホールダウンリンクサブフレームが連続的に設定されている場合、又は所定のサブフレームタイミング整列関係によって、サブフレームの最後の部分のガード時間１５３０は定義又は設定されないことがある。

【0150】

中継器バックホールダウンリンク受信区間１５４０において、中継器は、基地局から中継器に対するＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを受信することができる。これを、中継器の専用物理チャネルという意味でＲ‐ＰＤＣＣＨ及びＲ‐ＰＤＳＣＨと表現することもできる。

【0151】

一方、図６で説明したＤＭＲＳパターンは、制限された状況においてだけ、中継器バックホールダウンリンクサブフレームに適用することができる。具体的に、図６の一般サブフレームでのＤＭＲＳパターンは、中継器がバックホールダウンリンクサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボル（正規ＣＰの場合は１４番目のＯＦＤＭシンボル）を受信できる場合だけに使用することができる。中継器バックホールダウンリンクサブフレームの最後のシンボルがガード区間に設定される場合、図６のようなＤＭＲＳパターンは中継器バックホールダウンリンクサブフレームに適用することができない。

【0152】

また、中継器のＲ‐ＰＤＣＣＨに対する復調のためにＤＭＲＳが使用されるバックホールダウンリンク送信を構成することができる。すなわち、Ｒ‐ＰＤＣＣＨは、ＤＭＲＳを用いる送信ダイバシチ方式、所定のプリコーディングベースのランク‐１又は空間多重化によって送信することができる。

【0153】

これによって、中継器バックホールリンクのためにＤＭＲＳパターンを新しく設計することができる。すなわち、図６で説明するＤＭＲＳパターン及び異なる新しいＤＭＲＳパターンを中継器バックホールダウンリンク送信のために適用することができる。一例として、図１６に示したように、図６のＤＭＲＳパターンでダウンリンクサブフレームの最後の部分の一つ又は任意の個数のＯＦＤＭシンボルがバックホールダウンリンク送信のために使用されない状況（ガード時間が設定される状況など）を考慮して、２番目のスロットの各ＤＭＲＳ ＲＥ（すなわち、ダウンリンクサブフレーム上の最後の二つのＯＦＤＭシンボルで定義される各ＤＭＲＳ ＲＥ）を除いた形態のバックホールダウンリンクサブフレームＤＭＲＳパターンを構成することができる。もちろん、中継器バックホールダウンリンクサブフレームでガード時間が設定されない場合、図６と同一のＤＭＲＳパターンを中継器バックホールダウンリンクに適用することもできる。

【0154】

図１６のようなＤＭＲＳパターンが使用される場合も、上述した本発明の原理によって、ＤＭＲＳオーバヘッドの変更によるＰＤＳＣＨが割り当てられるＲＥの個数（すなわち、Ｎ_RE）の変更を考慮した最適のＣＱＩインデクスを計算して送信する方法を適用することができる。この場合、中継器がダウンリンク受信主体となり、マクロ基地局がダウンリンク送信主体となって中継器からのＣＱＩインデクスのフィードバックを受けることができる。

【0155】

図１６の例示では、バックホールダウンリンクサブフレームの一つの資源ブロック内でＰＤＣＣＨ（又は非受信区間）として３ＯＦＤＭが設定され、Ｒ‐ＰＤＣＣＨが設定されず、ガード時間として合計２ＯＦＤＭシンボルが使用される場合を仮定する。

【0156】

このとき、低いランクの場合、ＤＭＲＳオーバヘッドが６ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、データ送信に割り当てられるＲＥは１０２個である。一方、高いランクの場合、ＤＭＲＳオーバヘッドが１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポートであり、データ送信に割り当てられるＲＥは９６個である。このように、チャネルランクによってＤＭＲＳのためのＲＥの数が大きな差を示す。これは、Ｒ‐ＰＤＳＣＨのためのＲＥの数がチャネルランクによって約６ＲＥまで差を示すことがあるため、ＣＱＩインデクス算出においてランクを考慮しない場合（すなわち、既存のＣＱＩインデクス算出方式によると）、資源浪費又は資源不足による誤り率増加などの結果をもたらすようになる。したがって、ＣＱＩ計算時にチャネルランクを考慮したＮ_REを使用して不必要な資源の浪費を防止し、送信方式に適したＣＱＩインデクスをフィードバックすることができる。

【0157】

本発明によると、チャネルランクによって（バックホール）ダウンリンクデータ送信に割り当てられるＲＥの数（すなわち、Ｎ_RE）が変化するすべての場合に対して、最適のＣＱＩインデクスを算出及びフィードバックすることができる。

【0158】

また、中継器バックホールダウンリンクにおいて、それぞれのランク別にＤＭＲＳオーバヘッドを考慮する方式を適用する代わりに、ランクとは関係なく最大のＤＭＲＳオーバヘッド（すなわち、１２ＲＥｓ／ＲＢ／ポート）を考慮してＣＱＩインデクスを計算することもできる。このような方式によると、ＤＭＲＳオーバヘッドを考慮して最適のＣＱＩインデクスを算出しながらも、ＣＱＩ計算の複雑度をより単純化させることができる。

【0159】

一方、アクセスダウンリンクの場合、上述した基地局と端末（ｍａｃｒｏ‐ＵＥ）との間のダウンリンクに対して、ＤＭＲＳオーバヘッドを考慮したＣＱＩインデクス計算及びフィードバック方法を、中継器と端末（ｒｅｌａｙ‐ＵＥ）との間に同一に適用することができる。

【0160】

図１７は、本発明の一実施例に係るＣＱＩ計算方法を示すフローチャートである。

【0161】

段階Ｓ１７１０において、端末は、基地局から受信された信号を用いてそれぞれのランク別に最適のＰＭＩを決定することができる。

【0162】

段階Ｓ１７２０において、端末は、決定されたＰＭＩによってそれぞれの階層別にＳＩＮＲを決定することができる。

【0163】

段階Ｓ１７３０において、端末は、階層別に決定されたＳＩＮＲに基づいて符号語別にＳＩＮＲを決定することができる。これは、符号語対階層マップ規則に従って決定することができる。上記表２及び表３は、４送信アンテナの場合の符号語対階層マップ規則に対するものであるため、拡張されたアンテナ構成（例えば、８送信アンテナ構成）の場合は、それによって定義される符号語対階層マップ規則に従って符号語別ＳＩＮＲを決定することができる。

【0164】

段階Ｓ１７４０において、端末は、端末性能によってそれぞれのＳＩＮＲに適したスペクトル効率（ＳＥ）をそれぞれのランクの符号語別に算出することができる。

【0165】

段階Ｓ１７５０において、端末は、ランクによって変更されるＤＭＲＳオーバヘッド（一般サブフレームの場合は、低いランクで１２ＲＥであり、高いランクで２４ＲＥであり、中継器バックホールサブフレームで最後のシンボルにガード時間が設定される場合は、低いランクで６ＲＥであり、高いランクで１２ＲＥである）を考慮して、データ送信（ＰＤＳＣＨ又はＲ‐ＰＤＳＣＨ）に割り当てられるＲＥの個数（すなわち、Ｎ_RE）を算出することができる。また、ＣＱＩ計算の単純化のために、ランクとは関係なく最大のＤＭＲＳオーバヘッド（一般サブフレームの場合は２４ＲＥ、中継器バックホールサブフレームの場合は１２ＲＥ）を考慮してＮ_REを算出することもできる。

【0166】

段階Ｓ１７６０において、端末は、段階Ｓ１７４０で算出されたＳＥに段階Ｓ１７５０で算出されたＮ_REを乗じ、それぞれの符号語別にスループットを算出することができる。

【0167】

段階Ｓ１７７０において、端末は、算出された符号語別スループットをランクごとに合計し、それぞれのランク別スループットを算出することができる。

【0168】

段階Ｓ１７８０において、端末は、算出されたそれぞれのランク別スループットを比較し、最大のスループットに該当するランク値を決定することができる。

【0169】

段階Ｓ１７９０において、端末は、最も大きいスループットに該当するＣＱＩインデクス及び該当のランクを基地局にフィードバックすることができる。最も大きいスループットに該当するＣＱＩインデクスは、ＣＱＩインデクスごとに予め設定されている効率値にＮ_REを乗じて求めたスループットと、上記Ｓ１７１０〜Ｓ１７８０過程によって端末によって算出された現在のチャネル状態で可能な最大のスループットとを比較し、最も類似する値を有する該当のＣＱＩインデクスを、フィードバックするＣＱＩインデクスとして決定することができる。

【0170】

図１８は、本発明に係る端末装置、中継器装置又は基地局装置の好適な実施例の構成を示した図である。端末装置、中継器装置又は基地局装置に対して同一の図面符号を使用するが、これは、それぞれの装置が同一の構成を有することを意味するのではない。すなわち、以下の説明は、端末装置、中継器装置及び基地局装置のそれぞれの別途の構成に対するものである。

【0171】

端末装置（ＵＥ）１８００は、受信モジュール１８１０、送信モジュール１８２０、プロセッサ１８３０及びメモリ１８４０を含むことができる。受信モジュール１８１０は、各種信号、データ、情報などを基地局などから受信することができる。送信モジュール１８２０は、各種信号、データ、情報などを基地局などに送信することができる。プロセッサ１８３０は、受信モジュール１８１０、送信モジュール１８２０、メモリ１８４０及びアンテナ１８５０を含む端末装置１８００の全体的な動作を制御するように構成することができる。アンテナ１８５０は複数のアンテナで構成することができる。

【0172】

端末装置のプロセッサ１８３０は、受信モジュール１８１０によって受信されたダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の数（すなわち、Ｎ_RE）を考慮して、チャネル品質情報インデクスを算出するように構成することができる。また、端末装置のプロセッサ１８３０は、算出されたチャネル品質情報インデクスを上記送信モジュールによって送信するように構成することができる。

【0173】

上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、一つの資源ブロック内で低いランク（例えば、ランク１及び２）の場合に１２個の資源要素に設定し、高いランク（例えば、ランク３〜８）の場合に２４個の資源要素に設定することができる。また、一つの資源ブロック内での上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、ダウンリンク送信ランクとは関係なく２４個の資源要素に設定することもできる。

【0174】

端末装置１８００に対する具体的な事項、特に、端末装置１８００のプロセッサ１８３０でＣＱＩ情報を算出する動作を具現する構成と関連した事項は、上述した本発明の多様な実施例で説明した事項と同一に適用することができる。

【0175】

端末装置のプロセッサ１８３０は、その他にも、端末装置が受信した情報、外部に送信する情報などを演算処理する機能を行い、メモリ１８４０は、演算処理された情報などを所定時間の間記憶することができ、バッファ（図示せず）などの構成要素に置き替えることができる。

【0176】

一方、中継器装置（ＲＮ）１８００は、受信モジュール１８１０、送信モジュール１８２０、プロセッサ１８３０及びメモリ１８４０を含むことができる。受信モジュール１８１０は、バックホールダウンリンク上の各種信号、データ、情報などを基地局などから受信することができ、アクセスアップリンク上の各種信号、データ、情報などを端末などから受信することができる。送信モジュール１８２０は、バックホールアップリンク上の各種信号、データ、情報などを基地局などに送信することができ、アクセスダウンリンク上の各種信号、データ、情報などを端末などに送信することができる。プロセッサ１８３０は、受信モジュール１８１０、送信モジュール１８２０、メモリ１８４０及びアンテナ１８５０を含む中継器装置１８００の全体的な動作を制御するように構成することができる。アンテナ１８５０は、複数のアンテナで構成することができる。

【0177】

中継器装置のプロセッサ１８３０は、受信モジュール１８１０によって受信されたバックホールダウンリンク信号に対して、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される中継器‐物理ダウンリンク共有チャネル（Ｒ‐ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の数を考慮して、チャネル品質情報インデクスを算出するように構成することができる。また、中継器装置のプロセッサ１８３０は、算出されたチャネル品質情報インデクスを送信モジュール１８２０によって基地局に送信するように構成することができる。

【0178】

一つの資源ブロック内での上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、低いランク（例えば、ランク１及び２）の場合に６個の資源要素に設定し、高いランク（例えば、ランク３〜８）の場合に１２個の資源要素に設定することができる。また、一つの資源ブロック内での上記ＤＭＲＳのオーバヘッドは、バックホールダウンリンク送信ランクとは関係なく１２個の資源要素に設定することができる。

【0179】

中継器装置１８００に対する具体的な事項、特に、中継器装置１８００のプロセッサ１８３０によってＣＱＩ情報を算出する動作を具現する構成と関連した事項は、上述した本発明の多様な実施例で説明した事項と同一に適用することができる。

【0180】

中継器装置のプロセッサ１８３０は、その他にも、中継器装置が受信した情報、外部に送信する情報などを演算処理する機能を行い、メモリ１８４０は、演算処理された情報などを所定時間の間記憶することができ、バッファ（図示せず）などの構成要素に置き換えることができる。

【0181】

一方、基地局装置（ｅＮＢ）１８００は、受信モジュール１８１０、送信モジュール１８２０、プロセッサ１８３０、メモリ１８４０及びアンテナ１８５０を含むことができる。受信モジュール１８１０は、各種信号、データ、情報などを端末などから受信することができる。送信モジュール１８２０は、各種信号、データ、情報などを端末などに送信することができる。プロセッサ１８３０は、受信モジュール１８１０、送信モジュール１８２０、メモリ１８４０及びアンテナ１８５０を含む基地局装置１８００の全体的な動作を制御するように構成することができる。アンテナ１８５０は複数のアンテナで構成することができる。

【0182】

基地局装置のプロセッサ１８３０は、送信モジュール１８２０によって送信されたダウンリンク信号に対するチャネル品質情報インデクスを受信するように構成することができる。上記チャネル品質情報インデクスは、復調参照信号（ＤＭＲＳ）のオーバヘッドに基づいて決定される物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信のための資源要素の個数を考慮してダウンリンク受信主体（端末又は中継器）で算出することができる。また、基地局装置のプロセッサ１８３０は、チャネル品質情報インデクスを考慮して上記ダウンリンク信号を上記送信モジュールによって送信するように構成することができる。

【0183】

基地局装置１８００に対する具体的な事項、特に、基地局装置１８００のプロセッサ１８３０でＣＱＩ情報を受信してダウンリンク送信を行う動作を具現する構成と関連した事項は、上述した本発明の多様な実施例で説明した事項と同一に適用することができる。

【0184】

基地局装置のプロセッサ１８３０は、その他にも、基地局装置が受信した情報、外部に送信する情報などを演算処理する機能を行い、メモリ１８４０は、演算処理された情報などを所定時間の間記憶することができ、バッファ（図示せず）などの構成要素に置き替えることができる。

【0185】

上述した本発明の各実施例は、多様な手段によって具現することができる。例えば、本発明の各実施例は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組合せなどによって具現することができる。

【0186】

ハードウェアによる具現の場合、本発明の各実施例に係る方法は、一つ又はそれ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、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具現することができる。

【0187】

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の各実施例に係る方法は、以上説明した機能又は各動作を行うモジュール、手順又は関数などの形態で具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てプロセッサによって駆動され得る。上記メモリユニットは、上記プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知の多様な手段によって上記プロセッサとデータを交換することができる。

【0188】

上述したように開示された本発明の好適な各実施例に対する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では、本発明の好適な各実施例を参照して説明したが、該当の技術分野の熟練した当業者であれば、本発明の領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるであろう。例えば、当業者は、上述した各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ることができる。したがって、本発明は、ここで開示した各実施形態に制限されるものではなく、ここで開示した各原理及び新規の各特徴と一致する最広の範囲を付与するためのものである。

【0189】

本発明は、その精神及び必須的特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態で具体化することができる。したがって、上記の詳細な説明は、すべての面で制限的に解釈してはならなく、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、添付の請求項の合理的な解釈によって決定しなければならず、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。本発明は、ここで開示した各実施形態に制限されるものではなく、ここで開示した各原理及び新規の各特徴と一致する最広の範囲を付与するためのものである。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係のない各請求項を結合して実施例を構成し、又は出願後の補正によって新しい請求項を含ませることができる。

【産業上の利用可能性】

【0190】

上述したような各実施形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥ系列システムを重点的に仮定して説明したが、これに限定される必要はなく、ＭＩＭＯ技術が適用された多様な移動体通信システムに同一の方式で用いることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】