特許第6410054号(P6410054)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6410054移動通信システムでフィードバック方法及び装置
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(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】6410054
(24)【登録日】2018年10月5日
(45)【発行日】2018年10月24日
(54)【発明の名称】移動通信システムでフィードバック方法及び装置
(51)【国際特許分類】
   H04W 24/10 20090101AFI20181015BHJP
   H04W 16/28 20090101ALI20181015BHJP
【FI】
   H04W24/10
   H04W16/28 130
【請求項の数】20
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2015-532966(P2015-532966)
(86)(22)【出願日】2013年9月17日
(65)【公表番号】特表2015-534764(P2015-534764A)
(43)【公表日】2015年12月3日
(86)【国際出願番号】KR2013008454
(87)【国際公開番号】WO2014046485
(87)【国際公開日】20140327
【審査請求日】2016年9月5日
(31)【優先権主張番号】10-2012-0104434
(32)【優先日】2012年9月20日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 允辰
(74)【代理人】
【識別番号】100140534
【弁理士】
【氏名又は名称】木内 敬二
(72)【発明者】
【氏名】ヒョ・ジン・イ
(72)【発明者】
【氏名】ユン・スン・キム
(72)【発明者】
【氏名】ヨン・ジュン・カク
(72)【発明者】
【氏名】ジュ・ホ・イ
(72)【発明者】
【氏名】ヒョン・ジュ・ジ
【審査官】 ▲高▼木 裕子
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2011/115421(WO,A2)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0076028(US,A1)
【文献】 特開2012−080584(JP,A)
【文献】 特開2011−234265(JP,A)
【文献】 Alcatel-Lucent Shanghai Bell, Alcatel-Lucent,Considerations on CSI feedback enhancements for high-priority antenna configurations[online], 3GPP TSG-RAN WG1#66 R1-112420,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_66/Docs/R1-112420.zip>,2011年 8月26日,Pages 1-7
【文献】 Samsung,CSI Feedback Mechanism for Multiple Transmission Points[online], 3GPP TSG-RAN WG1#67 R1-114224,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_67/Docs/R1-114224.zip>,2011年11月18日,Pages 1-5
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04B 7/24 − 7/26
H04W 4/00 − 99/00
3GPP TSG RAN WG1−4
SA WG1−4
CT WG1、4
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動通信システムにおける基地局のチャンネル状態情報(channel state information、CSI)受信方法であって、
チャンネル測定のための複数のチャンネル状態情報基準信号(channel state information reference signal、CSI−RS)に関する情報を含むフィードバック設定情報を端末に送信する段階と、
前記複数のCSI−RSに関する情報に基づいて生成されたチャンネル品質インジケータ(channel quality indicator、CQI)を前記端末から受信する段階と、を含み、
前記CQIは、N個のアンテナポートに対応し、前記N個のアンテナポートは、複数のCSI−RSに関するアンテナポートの和に基づいて決定される
ことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記N個のアンテナポートの個数は、第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数との合計である
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、前記第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数は、同一である
ことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記複数のCSI−RSに対応するランクインジケータ(rank indicator、RI)を前記端末から受信する段階をさらに含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記複数のCSI−RSに関する情報は、前記複数のCSI−RSに対応するコードブック情報(codebook information)を含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
移動通信システムにおけるチャンネル状態情報(channel state information、CSI)を受信する基地局であって、
通信部と、
前記通信部と連結され、チャンネル測定のための複数のチャンネル状態情報基準信号(channel state information reference signal、CSI−RS)に関する情報を含むフィードバック設定情報を端末に送信し、前記複数のCSI−RSに関する情報に基づいて生成されたチャンネル品質インジケータ(channel quality indicator、CQI)を前記端末から受信するように制御する制御部と、を含み、
前記CQIは、N個のアンテナポートに対応し、前記N個のアンテナポートは、複数のCSI−RSに関するアンテナポートの和に基づいて決定される
ことを特徴とする、基地局。
【請求項7】
前記N個のアンテナポートの個数は、第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数との合計である
ことを特徴とする、請求項6に記載の基地局。
【請求項8】
前記第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、前記第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数は、同一である
ことを特徴とする、請求項7に記載の基地局。
【請求項9】
前記制御部は、前記複数のCSI−RSに対応するランクインジケータ(rank indicator、RI)を前記端末から受信するように制御する
ことを特徴とする、請求項6に記載の基地局。
【請求項10】
前記複数のCSI−RSに関する情報は、前記複数のCSI−RSに対応するコードブック情報(codebook information)を含む
ことを特徴とする、請求項6に記載の基地局。
【請求項11】
移動通信システムにおける端末のチャンネル状態情報(channel state information、CSI)送信方法であって、
チャンネル測定のための複数のチャンネル状態情報基準信号(channel state information reference signal、CSI−RS)に関する情報を含むフィードバック設定情報を基地局から受信する段階と、
前記複数のCSI−RSに関する情報に基づいて、N個のアンテナポートに対するチャンネル品質インジケータ(channel quality indicator、CQI)を生成する段階と、
前記N個のアンテナポートに対するCQIを前記基地局に送信する段階と、を含み、
前記N個のアンテナポートは、複数のCSI−RSに関するアンテナポートの和に基づいて決定される
ことを特徴とする、方法。
【請求項12】
前記N個のアンテナポートの個数は、第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数との合計である
ことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、前記第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数は、同一である
ことを特徴とする、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記複数のCSI−RSに対応するランクインジケータ(rank indicator、RI)を生成する段階と、
前記複数のCSI−RSに対応するRIを前記基地局に送信する段階と、をさらに含む
ことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項15】
前記複数のCSI−RSに関する情報は、前記複数のCSI−RSに対応するコードブック情報(codebook information)を含む
ことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項16】
移動通信システムにおけるチャンネル状態情報(channel state information、CSI)を送信する端末であって、
通信部と、
前記通信部と連結され、チャンネル測定のための複数のチャンネル状態情報基準信号(channel state information reference signal、CSI−RS)に関する情報を含むフィードバック設定情報を基地局から受信し、前記複数のCSI−RSに関する情報に基づいて、N個のアンテナポートに対するチャンネル品質インジケータ(channel quality indicator、CQI)を生成し、前記N個のアンテナポートに対するCQIを前記基地局に送信するように制御する制御部と、を含み、
前記N個のアンテナポートは、複数のCSI−RSに関するアンテナポートの和に基づいて決定される
ことを特徴とする、端末。
【請求項17】
前記N個のアンテナポートの個数は、第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数との合計である
ことを特徴とする、請求項16に記載の端末。
【請求項18】
前記第1CSI−RSに対するアンテナポートの個数と、前記第2CSI−RSに対するアンテナポートの個数は、同一である
ことを特徴とする、請求項17に記載の端末。
【請求項19】
前記制御部は、前記複数のCSI−RSに対応するランクインジケータ(rank indicator、RI)を生成し、前記複数のCSI−RSに対応するRIを前記基地局に送信するように制御する
ことを特徴とする、請求項16に記載の端末。
【請求項20】
前記複数のCSI−RSに関する情報は、前記複数のCSI−RSに対応するコードブック情報(codebook information)を含む
ことを特徴とする、請求項16に記載の端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的な無線移動通信システムに関し、特にOFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Accessなどのようなマルチキャリア(multi−carrier)を用いる多重アクセス方式(Multiple Access scheme)を適用した無線移動通信システムで端末がChannel quality(無線チャンネル状態)を測定し、測定結果を基地局に通報するためのチャンネル状態情報の送受信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、移動通信システムは初期の音声中心のサービスの提供から外れてデータサービス及びマルチメディアサービス提供のために高速、ハイクオリティーの無線パケットデータ通信システムに発展しつつある。このために3GPP、3GPP2、及びIEEEなどの多くの標準化団体でマルチキャリアを用いたMultiple Access方式を適用した3世代進化移動通信システム標準を進行している。近年、3GPPのLong Term Evolution(LTE)、3GPP2のUltra Mobile Broadband(UMB)、及びIEEEの802.16mなどの多様な移動通信標準がマルチキャリアを用いたMultiple Access方式を基づいて高速、ハイクオリティーの無線パケットデータ送信サービスをサポートするために開発された。
【0003】
LTE、UMB、802.16mなどの現存する3世代進化移動通信システムは、multi−carrier multiple Access方式に基づき、送信効率を改善するためにMultiple Input Multiple Output(MIMO、多重アンテナ)を適用してbeam−forming(ビームフォーミング)、Adaptive Modulation and Coding(AMC、適応変調及び符号)方法とChannel sensitive(チャンネル感応)scheduling方法などの多様な技術を用いる特徴を持っている。前記の様々な技術はChannel qualityなどによって多くのアンテナから送信する送信電力を集中したり送信するデータ量を調節し、チャンネルクオリティーが良いユーザに選択的にデータを送信するなどの方法を通じて送信効率を改善してシステム容量性能を改善させる。このような技法は、大部分が基地局(eNB:evolved Node B、BS:Base Station)と端末(UE:User Equipment、MS:Mobile Station)の間のチャンネル状態情報に基づいて動作するから、eNBまたはUEは基地局と端末の間のチャンネル状態を測定する必要があり、この時用いられることがチャンネル状態指示基準信号(Channel Status Indication Reference signal、CSI−RS)である。前述したeNBは一定の場所に位置したダウンリンク(downlink)送信及びアップリンク(uplink)受信装置を意味し、1つのeNBは複数個のcellに対する送受信を行う。1つの移動通信システムで複数個のeNBが地理的に分散されており、それぞれのeNBは複数個のcellに対する送受信を行う。
【0004】
LTE/LTE−Aなどの現存する3世代及び4世代移動通信システムは、データ送信率及びシステム容量の拡大のために複数個の送受信アンテナを用いて送信するMIMO技術を活用する。前記MIMO技術は、複数個の送受信アンテナを活用することによって複数個の情報ストリーム(information stream)を空間的に分離して送信する。このように複数個のinformation streamを空間的に分離して送信することを空間多重化(spatial multiplexing)と言う。一般的に、幾つの情報ストリームに対して空間多重化を適用することができるかは送信機及び受信機のアンテナ数により変わる。一般的に、幾つの情報ストリームに対して空間多重化を適用することができるかを当該送信のランク(rank)と言う。LTE/LTE−A Release 11までの標準でサポートするMIMO技術の場合、送受信アンテナがそれぞれ8個ある場合に対する空間多重化をサポートし、rankが最大8までサポートされる。
【0005】
一方、本発明で提案する技術が適用されるFD−MIMOシステムは、既存のLTE/LTE−AMIMO技術が進化されて8個より多い32個、若しくはその以上の送信アンテナが用いられる場合に該当する。
【0006】
FD−MIMOシステムは、数十個またはその以上の送信アンテナを活用してデータを送信する無線通信システムを称する。
【0007】
図1は、FD−MIMOシステムを示す図面である。
【0008】
図1で100の基地局送信装備は、数十個またはその以上の送信アンテナで無線信号を送信する。複数個の送信アンテナは110のように互いに最小距離を維持するように配置される。前記最小距離の一例としては、送信される無線信号の波長長さの半分である。一般的に、送信アンテナの間に無線信号の波長長さの半分となる距離が維持される場合、各送信アンテナから送信される信号は互いに相関度が低い無線チャンネルの影響を受けるようになる。送信する無線信号の帯域が2GHzの場合、この距離は7.5cmとなり、帯域が2GHzより高くなればこの距離はさらに短くなる。
【0009】
図1で100の基地局に配置された数十個またはその以上の送信アンテナは、1つまたは複数個の端末で120のように信号を送信することに活用される。複数の送信アンテナには適切なプリコーディング(precoding)が適用されて複数の端末に同時に送信するようにする。この時、1つの端末は1個またはその以上の情報ストリームを受信することができる。一般的に、1個の端末が受信することができる情報ストリームの個数は端末が保有している受信アンテナ数とチャンネル状況により決定される。
【0010】
前記FD−MIMOシステムを効果的に具現するためには、端末がチャンネル状況及び干渉のサイズを正確に測定し、これを用いて効果的なチャンネル状態情報を基地局へ送信しなければならない。前記チャンネル状態情報を受信した基地局はこれを用いてダウンリンクの送信に係ってどんな端末に送信を行うか、どんなデータ伝送速度で送信を行うか、どんなプリコーディングを適用するか等を決定する。FD−MIMOシステムの場合、送信アンテナ個数が多いから従来のLTE/LTE−Aシステムのチャンネル状態情報の送受信方法を適用する場合、アップリンクで多くの制御情報を送信しなければならないアップリンクオーバーヘッド問題が発生する。
【0011】
移動通信システムにおいて時間、周波数、及び電力リソースは限定されている。よって、基準信号により多いリソースを割り当てるようになればトラフィックチャンネル(traffic Channel)(データトラフィックチャンネル)送信に割り当てることができるリソースが減るようになり、送信されるデータの絶対的な量が減ることができる。このような場合、チャンネル測定(Channel measurement)及び評価(estimation)の性能は改善されるが、送信されるデータの絶対量が減少するので全体システム容量性能は、むしろ低下されることができる。
【0012】
したがって、全体システム容量側面において最適の性能を導出することができるように基準信号のためのリソースとトラフィックチャンネル送信のための信号のリソースの間に適切な配分が必要である。
【0013】
図2は、LTE/LTE−Aシステムでダウンリンクでスケジューリングできる最小単位である1サブフレーム(subframe)及び1RBの無線リソースを示す図面である。
【0014】
図2に示された無線リソースは、時間軸上で1個のサブフレーム(subframe)からなり、周波数軸上で1個のリソースブロック(Resource Block、RB)からなる。このような無線リソースは周波数領域で12個のサブキャリア(subcarrier)からなり、時間領域で14個のOFDMシンボルからなり、総168個の固有周波数及び時間位置持つようにする。LTE/LTE−Aでは前記図2のそれぞれの固有周波数及び時間位置をリソース要素(Resource element、RE)と言う。
【0015】
前記図2に示された無線リソースには以下のような複数個の互いに異なる種類の信号が送信されることができる。
1.CRS(Cell Specific RS):1つのcellに属したすべての端末のために周期的に送信される基準信号であり、複数個の端末が共通的に用いることができる。
2.DMRS(Demodulation Reference Signal):特定端末のために送信される基準信号であり、当該端末にデータを送信する場合だけで送信される。DMRSは総8個のDMRS portからなることができる。LTE/LTE−Aではport 7からport 14までDMRS portに当該し、portはCDM又はFDMを用いて互いに干渉を発生させないようにorthogonalityを維持する。
3.PDSCH (Physical Downlink Shared Channel):ダウンリンクに送信されるデータチャンネルで基地局が端末にトラフィックを送信するために用い、前記図2のdata regionで基準信号が送信されないREを用いて送信される
4.CSI−RS (Channel Status Information Reference Signal):1つのcellに属した端末のために送信される基準信号をチャンネル状態を測定するのに用いられる。1つのcellには複数個のCSI−RSが送信されることができる。
5.その他の制御チャンネル(PHICH、PCFICH、PDCCH):端末がPDSCHを受信するのに必要な制御情報を提供したりアップリンクのデータ送信に対するHARQを操作するためのACK/NACK送信
【0016】
前記信号の外にLTE−A システムでは他の基地局の送信するCSI−RSが当該セルの端末に干渉なしに受信されることができるようにミューティング(muting)を設定することができる。前記ミューティングはCSI−RSが送信されることができる位置で適用されることができ、一般的に端末は当該の無線リソースをスキッピングしてトラフィック信号を受信する。LTE−Aシステムでミューティングは、また他の用語で0電力CSI−RS(zero−power CSI−RS)と呼ばれたりする。ミューティングの特性上、CSI−RSの位置に適用されて送信電力が送信されないからである。
【0017】
図2でCSI−RSはCSI−RSを送信するアンテナ数によりA、B、C、D、E、E、F、G、H、I、Jと表示された位置の一部を用いて送信されることができる。また、ミューティングもA、B、C、D、E、E、F、G、H、I、Jと表示された位置の一部に適用されることができる。特に、CSI−RSは送信するアンテナポート数により2個、4個、8個のREで送信されることができる。アンテナポート数が2個である場合、前記図2で特定パターンの半分CSI−RSが送信され、アンテナポート数が4個である場合、特定パターンの全体にCSI−RSが送信され、アンテナポート数が8個である場合、2個のパターンを用いて CSI−RSが送信される。一方、ミューティングの場合、常に1個のパターン単位からなる。すなわち、ミューティングは複数個のパターンに適用されることはできるがCSI−RSと位置が重ならない場合、1個のパターンの一部にのみ適用されることはできない。ただ、CSI−RSの位置とミューティングの位置が重なる場合に限って1個のパターンの一部にのみ適用されることができる。
【0018】
2個のアンテナポートに対するCSI−RSが送信される場合、CSI−RSは時間軸で連結された2個のREで各アンテナポートの信号を送信し、各アンテナポートの信号は直交コードに区分される。さらに、4個のアンテナポートに対するCSI−RSが送信される場合、2個のアンテナポートのためのCSI−RSに追加で2個のREをさらに用いて同様の方法で追加で2個のアンテナポートに対する信号を送信する。8個のアンテナポートに対するCSI−RSが送信される場合も同様である。
【0019】
セルラーシステムにおいてダウンリンクチャンネル状態を測定するために基準信号(Referenc signal)を送信しなければならない。3GPPのLTE−A(Long Term Evolution Advanced)システムの場合、基地局が送信するCRSまたはチャンネル状態情報基準信号(Channel Status Information Reference Signal、CSI−RS)を用いて端末は基地局と自分の間のチャンネル状態を測定する。前記チャンネル状態は、基本的に幾つかの要素を考慮すべきであり、ここにはダウンリンクでの干渉量が含まれる。前記ダウンリンクでの干渉量は隣接基地局に属したアンテナにより発生される干渉信号及び熱雑音などが含まれ、端末がダウンリンクのチャンネル状況を判定するのに重要である。一例として、送信アンテナが一個である基地局で受信アンテナが1個の端末へ送信する場合、端末は基地局で受信された基準信号でダウンリンクに受信することができるシンボル当りエネルギーと該シンボルを受信する区間で同時に受信される干渉量を判定してEs/Ioを決定しなければならない。決定されたEs/Ioはデータ送信速度またはそれに相応する値に変換されて基地局にチャンネル品質インジケータ(Channel Quality Indicator、CQI)の形態に通報されて基地局がダウンリンクで端末にどんなデータ伝送速度で送信を行うかを判定することができるようにする。
【0020】
LTE−Aシステムの場合、端末はダウンリンクのチャンネル状態に対する情報を基地局にフィードバックして基地局のダウンリンクスケジューリングに活用するようにする。すなわち、端末はダウンリンクで基地局が送信する基準信号を測定し、ここで抽出した情報をLTE/LTE−A標準で定義する形態で基地局にフィードバックすることである。LTE/LTE−Aで端末がフィードバックする情報としては大きく次の3つの情報がある。
1.ランクインジケータ(Rank Indicator、RI):端末が現在のチャンネル状態で受信することができるspatial layerの個数
2.プリコーダマトリクスインジケータ(Precoder Matrix Indicator、PMI):端末が現在のチャンネル状態で選好するPrecoding matrixに対するインジケータ
3.チャンネル品質インジケータ(Channel Quality Indicator、CQI):端末が現在のチャンネル状態で受信することができる最大データ送信率(data rate)。CQIは最大データ送信率と類似に活用されることができるSINR、最大のエラー訂正符号化率(code rate)及び変調方式、周波数当たりデータ効率などで取り替えられる。
【0021】
前記RI、PMI、CQIは互いに連関されて意味を持つ。一例として、LTE/LTE−Aでサポートするprecoding matrixはrank別に異なるように定義されている。したがって、RIが1の値を持つ時、PMI値XとRIが2の値を持つ時、PMI値Xは異なるように解釈される。また、端末がCQIを決定する時にも自分が基地局に通報したPMIとXが基地局で適用されたという仮定をする。すなわち、端末がRI_X、PMI_Y、CQI_Zを基地局に通報したことはrankをRI_Xとし、PrecodingをPMI_Yとする時、CQI_Zに該当するデータ送信率を当該の端末が受信することができると通報することと同様である。このように端末はCQIを計算する時に基地局にどんな送信方式を行うかを仮定して当該の送信方式に実際送信を行った時の最適化された性能を得ることができるようにする。
【0022】
LTE/LTE−Aで端末の周期的フィードバックはどんな情報を含むかによって次の4つのうちの1個のフィードバックモード(feedback mode or report ing mode)と設定される:
1.Reporting mode 1−0:RI、広帯域(wideband)CQI(wCQI)
2.Reporting mode 1−1:RI、wCQI、PMI
3.Reporting mode 2−0:RI、wCQI、狭帯域(subband)CQI(sCQI)
4.Reporting mode 2−1:RI、wCQI、sCQI、PMI
前記4個のフィードバックモードに対する各情報のフィードバックタイミングは上位信号(higher layer signal)に伝達するNpd 、NOFFSETCQI、RI、及びNOFFSET、RIなどの値により決定される。フィードバックモード1−0でwCQIの送信周期はNpdであり、NOFFSET、CQIのサブフレームオフセット値をもってフィードバックタイミングが決定される。また、RIの送信周期はNpd*MRIであり、オフセットはNOFFSET、CQINOFFSET、RIである。
【0023】
図3は、Npd=2、MRI=2、NOFFSET、CQI=1、NOFFSET、RI=−1の場合にRI及びwCQIのフィードバックタイミングを示す図面である。図3で各タイミングはサブフレームインデックスを示す。
【0024】
フィードバックモード1−1は、モード1−0のようなフィードバックタイミングを持つがwCQI送信タイミングでwCQIとPMIが共に送信されるという差を持つ。
【0025】
フィードバックモード2−0でsCQIに対するフィードバック周期はNpdであり、オフセット値はNOFFSET、CQIである。さらに、wCQIに対するフィードバック周期はH*Npdであり、オフセット値はsCQIのオフセット値のようにNOFFSET、CQIである。ここでH=J*K+1と定義されるが、Kは上位信号へ伝達し、Jはシステム帯域幅(bandwidth)により決定される値である。
【0026】
例えば、10MHzシステムに対するJ値は3と定義される。結局、wCQIはH番のsCQI送信ごとに一度ずつ、これに取り替えて送信される。そしてRIの周期はMRI*H*Npd であり、オフセットはNOFFSET、CQI+NOFFSET、RIである。
【0027】
図4は、Npd=2、MRI=2、J=3(10MHz)、K=1、NOFFSET、CQI=1、NOFFSET、RI=−1の場合に対するRI、sCQI、wCQIフィードバックタイミングを示す図面である。
【0028】
フィードバックモード2−1は、モード2−0のようなフィードバックタイミングを持つが wCQI送信タイミングでPMIが共に送信されるという差を持つ。
【0029】
前述したフィードバックタイミングはCSI−RSアンテナポート個数が4個以下の場合であり、8個のアンテナポートに対するCSI−RSを割り当てられた端末の場合は、前記フィードバックタイミングと異なり2個のPMI情報がフィードバックされなければならない。8個のCSI−RSアンテナポートに対してフィードバックモード1−1は、さらに2個のサブモード(submode)に分けられ、第1のサブモードではRIが第1のPMI情報と共に送信されて第2のPMI情報はwCQIと共に送信される。ここでwCQIと第2のPMIに対するフィードバックの周期とオフセットはNpdとNOFFSET、CQIと定義され、RIと第1のPMI情報に対するフィードバック周期とオフセット値はそれぞれMRI*NpdとNOFFSET、CQI+NOFFSET、RIと定義される。ここで第1のPMIに該当するprecoding matrixをW1といい、第2のPMIに該当するprecoding matrixをW2というと、端末と基地局は端末が選好するprecoding matrixがW1W2と決定されたという情報を共有する。
【0030】
8個のCSI−RSアンテナポートに対するフィードバックモード2−1の場合は、プリコーディングタイプインジケータ(precoding type indicator、PTI)情報のフィードバックが追加される。PTIはRIと共にフィードバックされ、その周期はMRI*H*Npdであり、オフセットはNOFFSET、CQI+NOFFSET、RI と定義される。PTIが0の場合には第1のPMI、第2のPMI、及びwCQIが共にフィードバックされ、wCQIと第2のPMIが同じタイミングに共に送信され、その周期はNpdであり、オフセットはNOFFSET、CQIで与えられる。さらに、第1のPMIの周期はH’*Npdであり、オフセットはNOFFSET、CQIである。ここで H’は上位信号へ伝達する。一方に、PTIが1の場合にはPTIがRIと共に送信されてwCQIと第2のPMIが共に送信されてsCQIが追加で別途のタイミングにフィードバックされる。この場合に第1のPMIは送信されない。PTIとRIの周期及びオフセットはPTIが0の場合の同様であり、sCQIは周期がNpdオフセットが NOFFSET、CQIと定義される。さらに、wCQIと第2のPMIはH*Npdの周期とNOFFSET、CQIのオフセットをもってフィードバックされ、HはCSI−RSアンテナポート個数が4の場合のように定義される。
【0031】
図5及び6は、Npd=2、MRI=2、J=3(10MHz)、K=1、H’=3、NOFFSET、CQI=1、NOFFSET、RI=−1の場合に対してそれぞれPTI=0とPTI=1の場合のフィードバックタイミングを示す図面である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0032】
一般的に、FD−MIMOのように送信アンテナの個数が多い場合、ここに比例するCSI−RSを送信しなければならない。一例として、LTE/LTE−Aで8個の送信アンテナを用いる場合、基地局は8−portに該当するCSI−RSを端末に送信してダウンリンクのチャンネル状態を測定するようにする。この時、基地局で8−portに該当するCSI−RSを送信するのに1個のRB内で前記図2のA、Bのように8個のREで構成される無線リソースを用いるべきである。このようなLTE/LTE−A方式のCSI−RS送信をFD−MIMOに適用する場合、送信アンテナ数に比例する無線リソースがCSI−RSに割り当てられなければならない。すなわち、基地局の送信アンテナが128個である場合、基地局は1個のRB内で総128個のREを用いてCSI−RSを送信しなければならない。このようなCSI−RS送信方式は過多な無線リソースを要するから無線データ送受信に必要な無線リソースを減少させる逆効果がある。
【課題を解決するための手段】
【0033】
本発明の目的は、前記のような問題点を解決するために案出されたもので、LTE−Aシステムに基づくFD−MIMO送受信で効果的なデータ送受信のために端末における基準信号を測定、チャンネル状態情報生成、チャンネル状態情報の送信する方法及び装置を提供するにある。また、基地局から端末に基準信号を送信して端末が送信したチャンネル状態情報を受信する方法及び装置を提供するにある。
【0034】
前記のような目的を達成するための本発明の移動通信システムで基地局のフィードバック情報受信方法は、少なくとも2個の基準信号のそれぞれに対する設定情報を端末に送信する段階と、前記少なくとも2個の基準信号を測定して前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記端末に送信する段階と、前記少なくとも2個の基準信号を前記端末に送信する段階と、及び前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングで前記端末から送信されるフィードバック情報を受信する段階と、を含むことを特徴とする。
【0035】
また、本発明の移動通信システムで端末からフィードバック情報を受信する基地局は、端末と信号を送受信する通信部と、及び少なくとも2個の基準信号のそれぞれに対する設定情報を端末に送信し、前記少なくとも2個の基準信号を測定して前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記端末に送信し、前記少なくとも2個の基準信号を前記端末に送信し、前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングで前記端末から送信されるフィードバック情報を受信するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【0036】
また、本発明の移動通信システムで端末のフィードバック情報送信方法は、少なくとも2個の基準信号のそれぞれに対する設定情報を基地局から受信する段階と、前記少なくとも2個の基準信号を測定して前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記基地局から受信する段階と、前記少なくとも2個の基準信号を前記基地局から受信する段階と、前記受信された少なくとも2個の基準信号を測定し、前記フィードバック設定情報によってフィードバック情報を生成する段階と、及び前記生成されたフィードバック情報を前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングから前記基地局に送信する段階と、を含むことを特徴とする。
【0037】
また、本発明の移動通信システムで基地局にフィードバック情報を送信する端末は、前記基地局と信号を送受信する通信部と、及び少なくとも2個の基準信号それぞれに対する設定情報を基地局から受信し、前記少なくとも2個の基準信号を測定して前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記基地局から受信し、前記少なくとも2個の基準信号を前記基地局から受信し、前記受信された少なくとも2個の基準信号を測定して前記フィードバック設定情報によってフィードバック情報を生成し、前記生成されたフィードバック情報を前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングから前記基地局に送信するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0038】
上述した本発明の実施形態によれば、FD−MIMOと同様の多い数の送信アンテナを持つ基地局でCSI−RSを送信するのに過多な無線リソースを割り当てることを防止することができ、端末は効果的に多くの数の送信アンテナに対するチャンネルを測定し、これをフィードバック情報で構成して基地局に通報することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
図1】FD−MIMOシステムを示す図面である。
図2】LTE/LTE−Aシステムでダウンリンクでスケジューリングできる最小単位である1サブフレーム(subframe) 及び1RBの無線リソースを示す図面である。
図3】本発明の一実施形態によるフィードバックタイミングを示す図面である。
図4】本発明の一実施形態によるフィードバックタイミングを示す図面である。
図5】本発明の一実施形態によるフィードバックタイミングを示す図面である。
図6】本発明の一実施形態によるフィードバックタイミングを示す図面である。
図7】FD−MIMOのためのCSI−RSの送信を示す図面である。
図8】端末が2個のCSI−RSに対してそれぞれRI、PMI、CQIを送信することを示す図面である。
図9】本発明の第1実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
図10】本発明の第2実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
図11a】本発明の第3実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
図11b】本発明の第3実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
図12】本発明の実施形態による基地局の動作手順を示すフローチャートである。
図13】本発明の実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。
図14】本発明の実施形態による端末の内部構造を示すブロック図である。
図15】本発明の実施形態による基地局の内部構造を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、本発明の実施形態を添付した図面と共に詳しく説明する。また、本発明を説明するにおいて関連する公知機能、若しくは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすることができると判定された場合、その詳細な説明は省略する。さらに、後述される用語は本発明における機能を考慮して定義された用語として、これはユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は本明細書の全般にわたった内容に基づいて下されるべきである。
【0041】
さらに、本発明の実施形態を具体的に説明するにおいて、OFDMに基づく無線通信システム、特に3GPP EUTRA標準を主な対象とするが、本発明の主な要旨は類似の技術的背景及びチャンネル形態を持つその他の通信システムにも本発明の範囲を大きく逸脱せず範囲で僅かの変形で適用可能であり、これは本発明の技術分野で熟練された技術的知識を有する者の判定で可能であろう。
【0042】
FD−MIMOのように多い数の送信アンテナを持つ基地局でCSI−RSを送信するのに過多な無線リソースを割り当てることを防止しながら端末にとって多い数の送信アンテナに対するチャンネル測定ができるようにする方法としてはCSI−RSをN個の次元に分離して送信する方法がある。一例として、基地局の送信アンテナが前記図1のように2次元に配列されている場合、CSI−RSを 2個の次元に分離して送信することができる。
【0043】
このような原理により、基地局から端末に送信される基準信号を第1CSI−RS及び第2CSI−RSと称することができる。さらに、本発明の実施形態によれば、前記2個の種類の基準信号をそれぞれ水平方向及び垂直方向に区分し、一方のCSI−RSは水平方向のチャンネル情報を測定するようにする水平CSI−RS(Horizontal CSI−RS)と運営し、他方のCSI−RSは垂直方向のチャンネル情報を測定するようにする垂直CSI−RS(Vertical CSI−RS)と運営することができる。以下に後述する本発明の原理が適用されるためには必ず基準信号を水平及び垂直成分に区分されるべきものではないが、説明の便宜のために、基地局から端末に送信される基準信号がHorizontal CSI−RS及び Vertical CSI−RSであることを仮定し、以下の説明を記述する。
【0044】
図7は、FD−MIMOのためのCSI−RSの送信を示す図面である。
【0045】
図7にFD−MIMOを運営する基地局は、総32個のアンテナから構成されている。図7から300の32個のアンテナはそれぞれA0、...、A3、B0、...、B3、C0、...、C3、D0、...、D3、E0、...、E3、F0、...、F3、G0、...、G3、H0、...、H3と表示されている。前記図3の32個のアンテナは2個のCSI−RSに送信される。水平方向のチャンネル状態を測定するようにするH−CSI−RSは次の8個のアンテナポートから構成される。
― H−CSI−RS port 0:アンテナA0、A1、A2、A3が合してなる
― H−CSI−RS port 1:アンテナB0、B1、B2、B3が合してなる
― H−CSI−RS port 2:アンテナC0、C1、C2、C3が合してなる
― H−CSI−RS port 3:アンテナD0、D1、D2、D3が合してなる
― H−CSI−RS port 4:アンテナE0、E1、E2、E3が合してなる
― H−CSI−RS port 5:アンテナF0、F1、F2、F3が合してなる
― H−CSI−RS port 6:アンテナG0、G1、G2、G3が合してなる
― H−CSI−RS port 7:アンテナH0、H1、H2、H3が合してなる
【0046】
前記で複数個のアンテナが合して1個のCSI−RS portを生成することはアンテナ仮想化(antenna virtualization)を意味することで、一般的に複数アンテナの線形的結合を通じて行われる。さらに、垂直方向のチャンネル状態を測定するようにするV−CSI−RSは次の4個のアンテナポートから構成される。
― V−CSI−RS port 0:アンテナA0、B0、C0、D0、E0、F0、G0、H0が合してなる
― V−CSI−RS port 1:アンテナA1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1が合してなる
― V−CSI−RS port 2:アンテナA2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2が合してなる
― V−CSI−RS port 3:アンテナA3、B3、C3、D3、E3、F3、G3、H3が合してなる
【0047】
前記のように複数個のアンテナが二次元でM×N(垂直方向×水平方向)に配列された場合、N個の水平方向のCSI−RS portとM個の垂直方向のCSI−RS portを用いて FD−MIMOのチャンネルを測定することができる。すなわち、2個のCSI−RSを用いる場合、M×N個の送信アンテナのためにM+N個のCSI−RS portを活用してチャンネル状態情報を把握することができるようになる。このようにより少ない数のPCSI−RS port数を用いてより多い数の送信アンテナに対する情報を把握するようにすることはCSI−RSオーバーヘッドを減らすのに重要な長所で作用する。前記では2個のCSI−RSを用いてFD−MIMOの送信アンテナに対するチャンネル情報を把握し、このような接近はK個のCSI−RSを用いる場合にも同様に適用されることができる。
【0048】
図7で32個の送信アンテナは8個のH−CSI−RS portと4個のV−CSI−RS portと割り当てられて送信されることによって端末にFD−MIMOシステムの無線チャンネルを測定するようにする。前記でH−CSI−RSは310のように端末が端末と基地局送信アンテナの間の水平角に対する情報を測定するようにする一方、V−CSI−RSは320のように端末が端末と基地局送信アンテナの間の垂直角に対する情報を測定するようにする。
【0049】
一方、図7のように送信された複数個のCSI−RSに対して端末はチャンネル情報を測定し、ここに基づいて生成されたRI、PMI、CQIを基地局で送信することによってFD−MIMOシステムの無線チャンネルを基地局へ通報する。
【0050】
図8は、端末が2個のCSI−RSに対してそれぞれRI、PMI、CQIを送信することを示す図面である。
【0051】
図8で端末はV−CSI−RSとH−CSI−RSに対するそれぞれの独立的なフィードバック情報である第1フィードバック情報(feedback 1)と第2フィードバック情報(feedback 2)が割り当てられる。すなわち、端末はV−CSI−RSを測定してfeedback 1のようなチャンネル状態情報を送信し、H−CSI−RSを測定してfeedback 2のようなチャンネル状態情報を送信する。
【0052】
前記でRI、PMI、CQIは互いに連関性をもって送信される。すなわち、feedback 1の場合、RIVは以後に送信されるPMIVがどんなrankのprecoding matrixを指すかを通報する。また、CQIVは基地局がRIVが指定するrankで基地局が送信する時、PMIVが指定する当該rankのprecoding matrixを適用する場合、端末が受信可能なデータ伝送速度またはそれに相応する値に該当する。Feedback 2の場合もfeedback 1と同様にRI、PMI、CQIが互いに連関性をもって送信される。
【0053】
図8のようなフィードバック方法において端末がFD−MIMOのためのフィードバックを割り当られて過程は先ず端末が基地局から2個のCSI−RSリソース{CSI−RS−1、CSI−RS−2}が割り当てられる、すなわち、端末は基地局から2個のCSI−RSを受信してチャンネルを測定することが設定される。この時、端末は2個のCSI−RSがそれぞれV−CSI−RS若しくはH−CSI−RSに該当するか否かを確認することができないこともある。この後、端末はRRC(radio Resource control)情報を通じて2個のフィードバックが割り当てられるがこのフィードバック割り当てのためのRRC情報の例示は以下の表1のように形成されることができる。
【0054】
【表1】
【0055】
表1でfeedback 1と2に対するRRC情報は、互いに独立的に割り当てられ、PMIコードブック情報(PMI codebook information)は当該のフィードバックのために用いられることができる可能なプリコーディングマトリクス(precoding matrix)の集合に対する情報を意味する。もし、PMIコードブック情報(PMI codebook information)がフィードバックのためのRRC情報に含まれない場合、各フィードバックは予め標準と定義された可能なすべてのprecoding matrixがフィードバックのために用いられることができると認識する。
【0056】
図8のようにFD−MIMO基地局の複数個の送信アンテナのために複数個のfeedbackを設定して端末にとってチャンネル状態情報を基地局に報告するようにすることはFD−MIMOのための1つのチャンネル状態情報の報告方法であることができる。
【0057】
このような方法は、FD−MIMOのためのチャンネル状態情報を端末で生成して報告するのに追加的な具現が必要ないという長所が存在する。一方、図8のような方法のチャンネル状態情報の報告方法を用いる場合、FD−MIMOシステムの性能を充分に得ることができない欠点がある。
【0058】
FD−MIMOシステムの性能を充分に得ることができないことは、図8のように複数個のCSI−RSそれぞれに対する複数個のfeedbackを設定して端末にとってチャンネル状態情報を基地局で報告するようにすることだけでは、端末がFD−MIMOが適用された場合のprecodingを仮定したCQIを基地局へ提供できないからである。
【0059】
これに対してより具体的に説明すれば次のようである。FD−MIMOシステムで複数個の送信アンテナが図7と同様に2次元に配列される場合、端末に送信される信号の垂直方向及び水平方向のprecodingがすべて適用されて送信される。すなわち、端末は図8のPMI、PMIに該当するprecodingのうちの1つだけ適用された信号を受信するのではなくPMI、PMIに該当するprecodingが同時に適用された信号を受信するようになる。ところが、図8のようにに端末がPMI、PMIに該当するprecodingが別に適用された場合のCQI、CQIVのみを基地局に報告する場合、基地局は垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQIを端末に受けることができず、前記precodingがすべて適用される場合のCQIに対しては基地局が自体的に判定しなければならない。このように基地局が垂直及び水平方向のprecodingがそれぞれ適用された場合のCQIに基づいて垂直及び水平方向のprecodingがすべて適用された場合のCQI判定を任意に判定することはシステムの性能を低下させる原因として作用することができる。
【0060】
したがって、本発明の実施形態では端末が垂直及び水平方向に該当する2個のCSI−RSが割り当てられ、これに対してFD−MIMOのために必要なフィードバック情報であるRI、PMI、PMIだけでなく垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQIを基地局にフィードバックする方法を考慮する。すなわち、端末は垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQIを後述する方法によって生成し、前記生成されたCQIを基地局にフィードバックする。
【0061】
<第1実施形態>
図9は、本発明の第1実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
【0062】
図9で端末は図8とは異なり2個のCSI−RSに基づく1個のフィードバック設定(feedback configuration)によって2個のCSI−RSに対するチャンネル状態情報を報告する。すなわち、本発明の第1実施形態による2個のCSI−RSに対するフィードバック設定は次の表2のようなRRC情報で構成される。
【0063】
【表2】
【0064】
表2でフィードバック設定は先ず、当該フィードバックが2個のCSI−RS{CSI−RS−1、CSI−RS−2}に対するものであり、それぞれのCSI−RSが第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報に対応するという情報(First Channel information (horizontal Channel):CSI−RS−1、Second Channel information (vertical Channel):CSI−RS−2)を含む。本発明では第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報はそれぞれ水平と垂直方向に該当するCSI−RSを示すと仮定するが、ここに限定せず第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報がそれぞれ垂直と水平に該当することもできる。
【0065】
また、表2のフィードバック設定は端末が生成してフィードバックを行わなければならないフィードバック情報の種類をフィードバックモード(reporting or feedback mode)情報で含む。ここで端末がFD−MIMO mode 1と設定された意味は端末がCSI−RS−1とCSI−RS−2に該当するそれぞれのRIであるRI、RI、及びそれぞれのPMIであるPMI、PMIを生成して垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQIであるCQI12を生成した後、CQI12とPMIを同じタイミング(第1タイミング)に同時にフィードバックし、前記第1タイミングと別に設定されたタイミング(第2タイミング)にRI、RIと PMIを同時にフィードバックするということを示す。
【0066】
この時、フィードバックタイミング情報(feedback timing)はCQI12とPMI情報のフィードバック周期及びオフセットを設定する2個のパラメーターNpd、NOFFSET、CQIとRI、RIとPMIのフィードバック周期及びオフセットを設定する2個のパラメーターとMRI、NOFFSET、RIから構成されることができる。すなわち、本発明の第1実施形態におけるフィードバック情報とフィードバックタイミングは次のように設定される:
− CQI12、PMI:NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI
− RI、RI、PMI:MRI * NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQI+NOFFSET、RIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:MRI * Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI + NOFFSET、RI
【0067】
前記説明でFD−MIMOのための端末のフィードバックはRI、RIがすべて含まれることで説明したが垂直方向の送信は大きい散乱を持たないチャンネルの特性によってRIは 1と固定されてRIのみフィードバックされることもできる。また、RI、RIは別途の情報で符号化されなく、表3のように共に符号化されてRI12の情報でフィードバックされることもできる。
【0068】
【表3】
【0069】
PMIコードブック情報(PMI codebook information)は当該のチャンネルのために用いられることができる可能なprecoding matrixの集合に対する情報を意味して垂直及び水平方向に対して互いに異なるprecoding matrixの集合が適用されることができる。もし、PMI codebook informationがフィードバックのためのRRC情報に含まれない場合、各フィードバックは予め標準と定義された可能なすべてのprecoding matrixがフィードバックのために用いることができると認識する。
【0070】
また、複数個のprecodingが適用された場合のCQI(すなわち、上述した垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQI)をどんなに決定するかに対する定義が必要である。1個のprecodingだけが適用された場合のCQIを計算する場合、端末は自分が通報したRIとPMIによって指定されるprecodingがダウンリンクに適用されるという仮定下にCQIを計算する。しかし、本発明の実施形態による前記CQI12の場合、端末は2個のprecodingすなわち、RI及びPMIによって生成されたプリコーディング1と、RI及びPMIにより生成されたプリコーディング2が同時にダウンリンクに適用されるという仮定下にCQI(CQI12)を計算する。この時、端末が同時に2個のprecodingが適用されることをクロネッカー積(Kronecker product)で解釈することができる。クロネッカー積は次のように2個のmatrixに対して定義される。
【0071】
【数1】
【0072】
前記数式1でAとBは、それぞれPMIとPMIが指定するprecoding matrixで取り替えることによって2個のprecodingが同時適用された場合のprecodingを得ることができる。端末はCQI12を計算する時、前記数式をPMIとPMIが指定するprecoding matrixに適用して得られるprecodingがダウンリンクに適用されたと仮定してCQIを計算する。
【0073】
本発明の第1実施形態は垂直方向と水平方向のチャンネル変化速度が互いに異なる特性を考慮したことであり、水平方向がよく変わる状況を考慮すれば水平方向に該当するCSI−RSを表2の第1のチャンネル情報にマッピングして垂直方向に該当するCSI−RSを第2のチャンネル情報にマッピングすれば良い。反対の場合には第1のチャンネル情報に垂直方向CSI−RSをマッピングして第2のチャンネル情報に水平方向CSI−RSをマッピングすれば良い。例えば、ユーザが建物で上下移動が多いか、或は平地で水平移動が多いか否かによってよく変わる成分が変わることができる。
【0074】
<第2実施形態>
図10は、本発明の第2実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
【0075】
第2実施形態では第1実施形態とは異なりCQI12、PMI、及びPMIを同じタイミング(第1タイミング)に同時にフィードバックし、前記第1タイミングと別に設定されたタイミング(第2タイミング)にRI、RIを同時にフィードバックする。
【0076】
図10で端末は前記図9のように2個のCSI−RSに基づく1つのフィードバック設定(feedback configuration)によって2個のCSI−RSに対するチャンネル状態情報を報告する。すなわち、本発明の第2実施形態による2個のCSI−RSに対するフィードバック設定以後の表4のような RRC情報で構成される。
【0077】
【表4】
【0078】
表4におけるフィードバック設定は、先ず当該フィードバックが2個のCSI−RS{CSI−RS−1、CSI−RS−2}に対するものであり、それぞれのCSI−RSが第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報に対応するという情報(First Channel information (horizontal Channel):CSI−RS−1、Second Channel information(vertical Channel):CSI−RS−2)を含む。本発明では第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報はそれぞれ水平と垂直方向に該当するCSI−RSを示すと仮定するが、ここに限定せず第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報がそれぞれ垂直と水平に該当することもできる。
【0079】
また、表4のフィードバック設定は端末が生成してフィードバックを行わなければならないフィードバック情報の種類をフィードバックモード(report ing or feedback mode)情報で含む。ここで端末がFD−MIMO mode 2と設定された意味は端末がCSI−RS−1とCSI−RS−2に該当するそれぞれのRIであるRI、RI、及びそれぞれのPMIであるPMI、PMIを生成して垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQIであるCQI12を生成した後CQI12、PMI、及びPMIを同じタイミング(第1タイミング)に同時にフィードバックし、前記第1タイミングと別に設定されたタイミング(第2タイミング)にRI、RIを同時にフィードバックするということを示す。
【0080】
この時、フィードバックタイミング情報(feedback timing)はCQI12、PMI、及びPMI情報のフィードバック週期及びオフセットを設定する2個のパラメーターNpd、NOFFSET、CQIとRI、RIのフィードバック週期及びオフセットを設定する2個のパラメーターとMR、NOFFSET、RIから構成されることができる。すなわち、本発明の第2実施形態でのフィードバック情報とフィードバックタイミングは次のように設定される:
− CQI12、PMI、PMI:NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI
− RI、RI:MR * NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQI+ NOFFSET、RIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期: MRI * Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI + NOFFSET、RI
【0081】
前記説明において、FD−MIMOのための端末のフィードバックはRI、RIがすべて含まれることで説明したが垂直方向の送信は大きい散乱を持たないチャンネルの特性によってRIは1と固定されてRIのみフィードバックされることもできる。また、RI、RIは別途の情報で符号化されなく表5のように共に符号化されてRI12の情報でフィードバックされることもできる。
【0082】
【表5】
【0083】
PMIコードブック情報(PMI codebook informationは当該のチャンネルのために用いられることができる可能なprecoding matrixの集合に対する情報を意味して垂直及び水平方向に対して互いに異なるprecoding matrixの集合が適用されることができる。もし、PMI codebook informationがフィードバックのためのRRC情報に含まれない場合、各フィードバックは予め標準と定義された可能なすべてのprecoding matrixがフィードバックのために用いられることができると認識する。
【0084】
また、複数個のprecodingが適用された場合のCQI(すなわち、上述した垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQI)をどんなに決定するかに対する定義が必要である。1個のprecodingだけが適用された場合のCQIを計算する場合、端末は自分が通報したRIとPMIによって指定されるprecodingがダウンリンクに適用されるという仮定下にCQIを計算する。しかし、本発明の実施形態による前記CQI12の場合、端末は2個のprecodingすなわち、RI及びPMIによって生成されたプリコーディング1と、RI及び PMIによって生成されたプリコーディング2が同時にダウンリンクに適用されるという仮定下にCQI(CQI12)を計算する。この時、端末が同時に2個のprecodingが適用されることをクロネッカー積(Kronecker product)で解釈することができる。クロネッカー積は2個のmatrixに対して定義される。第1実施形態に対する前述した前記数式1でAとBはそれぞれPMIとPMIが指定するprecoding matrixで取り替えることによって2個のprecodingが同時適用された場合のprecodingを得ることができる。端末はCQI12を計算する時、前記数式をPMIとPMIが指定するprecoding matrixに適用して得られるprecodingがダウンリンクに適用されたと仮定してCQIを計算する。
【0085】
本発明の第2実施形態は垂直方向と水平方向のチャンネル変化速度が似ている場合を考慮してPMI、PMIが同時に同じタイミングをもってフィードバックされる。
【0086】
<第3実施形態>
図11(a)と(b)は本発明の第3実施形態によって端末が2個のCSI−RSに対してRI、PMI、CQIを送信する方法を示す図面である。
【0087】
第3実施形態では第1、2実施形態とは異なり端末がプリコーディングタイプインジケータ(PTI)情報を追加でフィードバックでき、2個のCQIでwCQIとsCQIをフィードバックする状況を考慮する。ここでPTIはRIのようなタイミングに同時にフィードバックされてPTIが0または1の値を持つことによってこの後に送信されるフィードバックの種類とタイミングが変更される。
【0088】
図11で端末は前記図9と10のように2個のCSI−RSに基づく1個のフィードバック設定(feedback configuration)によって2個のCSI−RSに対するチャンネル状態情報を報告する。すなわち、本発明の第3実施形態による2個のCSI−RSに対するフィードバック設定は次の表6のようなRRC情報で構成される。
【0089】
【表6】
【0090】
表6でフィードバック設定は、先ず当該フィードバックが2個のCSI−RS{CSI−RS−1、CSI−RS−2}に対するものであり、それぞれのCSI−RSが第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報に対応するという情報(First Channel information (horizontal Channel):CSI−RS−1、Second Channel information (vertical Channel):CSI−RS−2)を含む。本発明では第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報はそれぞれ水平と垂直方向に該当するCSI−RSを示すと仮定するが、ここに限定せず第1のチャンネル情報と第2のチャンネル情報がそれぞれ垂直と水平に該当することもできる。
【0091】
また、表6のフィードバック設定は端末が生成してフィードバックを行わなければならないフィードバック情報の種類をフィードバックモード(report ing or feedback mode)情報で含む。ここで端末がFD−MIMO mode 3と設定された意味は端末がCSI−RS−1とCSI−RS−2に該当するそれぞれのRIであるRI、RI、及びそれぞれのPMIであるPMI、PMIを生成して垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のwCQIであるwCQI12とsCQIであるsCQI12を生成した後、PTIを0と設定すればwCQI1、PMIを同じタイミング(第1タイミング)に同時にフィードバックし、これとは別に設定されたタイミング(第2タイミング)にPMIをフィードバックし、また、異なるように設定されたタイミング(第3タイミング)にRI、RI、及びPTIを同時にフィードバックするということを示す。
【0092】
さらに、FD−MIMO mode 3の設定下で端末がPTIを1と設定すればsCQI12特定タイミング(第1タイミング)にフィードバックし、これとは別に設定されたタイミング(第2タイミング)にwCQI12とPMIを同時にフィードバックし、これと別に設定されたタイミング(第3タイミング)にRI、RI、及びPTIを同時にフィードバックするということを示す。
【0093】
この時、フィードバックタイミング情報(feedback timing)はPTIが0の場合にwCQI12、PMIとPTIが1の場合にsCQI12の周期及びオフセットを設定する2個のパラメーターNpd 、NOFFSET、CQI、及びPTIが1の場合にwCQI12とPMIの周期を設定するための1つのパラメーター H=J*K+1、及びRI、RI、及びPTIの周期及びタイミングを定義するための2個のパラメーターMRI、NOFFSET、RI、最後にPTI=0の場合にPMIの周期を設定するためのH’値から構成されることができる。ここでJはダウンリンクシステム帯域幅(bandwidth)により決定される情報に、例えば10MHzシステムでは3の値を持つ。そして、Npd、NOFFSET、CQI、MRI、NOFFSET、RI、K、H’値はRRC情報を通じて端末と設定される。すなわち、本発明の第3実施形態でのフィードバック情報とフィードバックタイミングは次のように設定される:
− PTI=0の場合
− wCQI12、PMI:NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI
− PMI:H’* Npd サブフレームごとに NOFFSET、CQI のオフセットをもってフィードバックが行われる。すなわち、H’番のwCQI12、PMIのフィードバック送信ごとに1度ずつPMIのフィードバックで取り替えられる。
− フィードバック周期: H’* Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI
− RI、RI、及びPTI:MRI*H*NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQI + NOFFSET、RI のオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:MRI*H*Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI + NOFFSET、RI
− PTI=1の場合
− sCQI12:NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI
− wCQI12、PMI:H*NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQIのオフセットをもってフィードバックが行われる。すなわち、H番sCQI12フィードバック送信ごとに1度ずつwCQI1とPMIのフィードバックで取り替えられる。
− フィードバック周期:H*Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI
− RI、RI、及びPTI:MRI*H*NpdサブフレームごとにNOFFSET、CQI+NOFFSET、RIのオフセットをもってフィードバックが行われる。
− フィードバック周期:MRI*H*Npd
− フィードバックオフセット:NOFFSET、CQI + NOFFSET、RI
【0094】
前記説明でFD−MIMOのための端末のフィードバックはRI、RIがすべて含まれることで説明したが垂直方向の送信は大きい散乱を持たないチャンネルの特性によってRIは 1と固定されてRIのみフィードバックされることもできる。またRI、RIは別途の情報で符号化されなく、表7のように共に符号化されてRI12の情報でフィードバックされることもできる。
【0095】
【表7】
【0096】
PMIコードブック情報(PMI codebook information)は当該のチャンネルのために用いられることができる可能なprecoding matrixの集合に対する情報を意味し、垂直及び水平方向に対して互いに異なるprecoding matrixの集合が適用されることができる。もし、PMI codebook informationがフィードバックのためのRRC情報に含まれない場合、各フィードバックは予め標準と定義された可能なすべてのprecoding matrixがフィードバックのために用いられることができると認識する。
【0097】
また、複数個のprecodingが適用された場合のCQI(すなわち、上述した垂直及び水平方向でprecodingがすべて適用される場合のCQI)をどんなに決定するかに対する定義が必要である。1個のprecodingだけが適用された場合のCQIを計算する場合、端末は自分が通報したRIとPMIによって指定されるprecodingがダウンリンクに適用されるという仮定下にCQIを計算する。しかし、前記CQI12の場合、端末は2個のprecodingすなわち、RI及びPMIによって生成されたプリコーディング1と、RI及びPMIによって生成されたプリコーディング2が同時にダウンリンクに適用されるという仮定下にCQIを計算する。この時、端末が同時に2個のprecodingが適用されることをクロネッカー積(Kronecker product)で解釈することができる。クロネッカー積は2個のmatrixに対して定義される。前記数式1でAとBはそれぞれPMIとPMIが指定するprecoding matrixで取り替えることによって2個のprecodingが同時適用された場合のprecodingを得ることができる。端末はCQI12を計算する時、前記数式をPMIとPMIが指定するprecoding matrixに適用して得られるprecodingがダウンリンクに適用されたと仮定してCQIを計算する。
【0098】
本発明の第3実施形態は垂直方向と水平方向のチャンネル変化速度が互いに異なる特性を考慮したことであり、水平方向がよく変わる状況を考慮すれば水平方向に該当するCSI−RSを表6の第1のチャンネル情報にマッピングして垂直方向に該当するCSI−RSを第2のチャンネル情報にマッピングすれば良い。反対の場合には第1のチャンネル情報に垂直方向CSI−RSをマッピングして第2のチャンネル情報に水平方向CSI−RSをマッピングすれば良い。
【0099】
前記第1、2、3実施形態で端末はCQI12を計算するためにPMIとPMIそれぞれが指定するprecoding matrixにすべてに対する仮定が必要である。しかし、フィードバック送信の開始地点または特定フィードバックを送信することができない状況によって端末と基地局がPMIとPMIのうちの少なくとも1つを共有することができない状況が発生することができる。この場合に端末は共有することができない情報を予め決定した特定PMI値と仮定した後のCQI12を計算してフィードバックして基地局も予め決定した特定PM値と仮定されたCQI12で解釈する。例えば、共有することができないPMIは常0と仮定することができる。
【0100】
図12は、本発明の実施形態による基地局の動作手順を示すフローチャートである。
【0101】
先ず、基地局はS1210段階で複数個(特に、2個)のCSI−RSに対する設定情報(CSI−RS configuration)を端末に送信する。前記CSI−RSに対する設定情報はCSI−RSが送信されるサブフレームの位置、及び当該のサブフレームでCSI−RSが配置されたリソース(resource)の位置情報を含む。
【0102】
さらに、基地局はS1220段階で、フィードバック設定情報(feedback configuration)を端末に送信する。前記フィードバック設定情報は前記本発明のそれぞれの実施形態によって表2、表4、表6に示された情報を含むことができる。すなわち、フィードバック設定情報は2個のCSI−RSをそれぞれ受信し、これらに対する1個のフィードバック情報を通報すること、同じタイミングで送信しなければならないフィードバック情報の種類、フィードバックタイミング関連パラメーター、フィードバック送信ボード(FD−MIMO mode)のうちの少なくとも1個以上を含むことができる。
【0103】
さらに、基地局はS1230段階で、2個のCSI−RSをそれぞれ端末へ送信する。
【0104】
すると、基地局はS1240段階で、決まったタイミングで端末から送信されるフィードバック情報を受信する。さらに、基地局はS1250段階で、端末から受信した前記フィードバック情報を処理して処理結果に基づいて端末にデータを送信する。
【0105】
図13は、本発明の実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。
【0106】
先ず、端末はS1310段階で複数個(特に、2個)のCSI−RSに対する設定情報(CSI−RS configuration)を基地局から受信する。前記CSI−RSに対する設定情報はCSI−RSが送信されるサブフレームの位置、及び当該のサブフレームでCSI−RSが配置されたリソース(Resource)の位置情報を含む。
【0107】
さらに、端末はS1320段階で、フィードバック設定情報(feedback configuration)を基地局から受信する。前記フィードバック設定情報は前記本発明のそれぞれの実施形態によって表2、表 4、表6に示された情報を含むことができる。すなわち、フィードバック設定情報は2個のCSI−RSをそれぞれ受信し、これらに対する1個のフィードバック情報を通報すること、同じタイミングで送信しなければならないフィードバック情報の種類、フィードバックタイミング関連パラメーター、フィードバック送信モード(FD−MIMO mode)のうちの少なくとも1個以上を含むことができる。
【0108】
さらに、端末はS1330段階で、2個のCSI−RSをそれぞれ基地局から受信する。
【0109】
すると、端末はS1340段階で、前記受信したフィードバック設定情報によってフィードバック情報を生成する。具体的にどんなフィードバック情報を生成するか否かに対しては各実施形態を通じて詳しく説明した事があるので、詳しい説明は省略する。
【0110】
さらに、端末はS13510段階で、前記フィードバック設定情報で設定されたタイミングでフィードバック情報を基地局へ送信する 。そして端末はS1360段階で、基地局から送信されるデータを受信してこれを処理する。
【0111】
図14は、本発明の実施形態による端末の内部構造を示すブロック図である。図14を参照すれば、端末は通信部710と制御部720で構成される。
【0112】
通信部1410は外部(例えば、基地局)からデータを送信または受信する機能を行う。ここで通信部1410は制御部1420の制御下にFD−MIMO技術のためのフィードバック情報を基地局に送信することができる。
【0113】
制御部1420は端末を構成するすべて構成の状態及び動作を制御する。ここで制御部1420は現在基地局から割り当てられた情報によってFD−MIMOのためのフィードバック情報を生成し、生成したチャンネル情報を基地局から割り当てられたタイミング情報によって基地局にフィードバックすることができるようにする。そうするために制御部はチャンネル推定部1430を含む。
【0114】
チャンネル推定部1430は基地局から受信されるCSI−RS及びフィードバック割り当て情報を通じて必要なフィードバック情報を判定し、これによって受信されたCSI−RSを用いてチャンネルを推定する。
【0115】
ここで端末は通信部1410と制御部1420で構成されたことで説明しているが、ここに限定されない。すなわち、端末は端末で行われる機能によって多様な構成をさらに備えることができる。例えば、端末は端末の現状態を表示する表示部、ユーザから機能遂行などのような信号が入力される入力部、端末に生成されたデータを記憶する記憶部などを備えることができる。
【0116】
また、前記では制御部1420とチャンネル推定部1430が別途のブロックで構成されたと示したが、必ずここに限定されるものではない。例えば、チャンネル推定部1430が行う機能を制御部1420自体が行うこともできる。
【0117】
この場合、制御部1420は少なくとも2個の基準信号それぞれに対する設定情報を基地局から受信するように制御することができる。また、前記制御部1420は前記少なくとも2個の基準信号を測定して前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記基地局から受信するように制御することができる。以後、制御部1420は前記少なくとも2個の基準信号を前記基地局から受信し、前記受信された少なくとも2個の基準信号を測定して前記フィードバック設定情報によってフィードバック情報を生成する。さらに、制御部1420は前記生成されたフィードバック情報を前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングから前記基地局に送信するように制御する。
【0118】
この場合、前記フィードバック設定情報は表2、表4、表6に示されたように第1基準信号が第1チャンネル情報に対応して第2基準信号が第2チャンネル情報に対応するということを指示する情報、第1タイミングと第2タイミングに送信するフィードバック情報の種類、またはフィードバックタイミング関連パラメーターのうちで少なくとも1個以上を含むことができる。
【0119】
さらに、前記フィードバック情報は第1基準信号に対応して生成された第1ランクインジケータ(RI)、第2基準信号に対応して生成された第2ランクインジケータ(RI)、第1基準信号に対応して生成された第1プリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)、第2基準信号に対応して生成された第2プリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)、第1ランクインジケータ及び第1プリコーディングマトリクスインジケータによって生成された第1プリコーディング及び第2ランクインジケータ及び第2プリコーディングマトリクスインジケータによって生成された第2プリコーディングを考慮して生成されたチャンネル品質インジケータ(CQI12)のうちの少なくとも1つを含むことができる。
【0120】
さらに、本発明の第1実施形態によれば、前記フィードバック情報は第1タイミングで前記チャンネル品質インジケータと第1プリコーディングマトリクスインジケータを送信し、第2タイミングで前記第1ランクインジケータ第2ランクインジケータ第2プリコーディングマトリクスインジケータを送信するように設定(FD−MIMO mode 1)されることができる。
【0121】
また、本発明の第2実施形態によれば、前記フィードバック情報は第1タイミングで前記チャンネル品質インジケータ第1プリコーディングマトリクスインジケータ第2プリコーディングマトリクスインジケータを送信し、第2タイミングで第1ランクインジケータ第2ランクインジケータを送信するように設定(FD−MIMO mode 2)となることができる。
【0122】
さらに、本発明の第3実施形態によれば、前記フィードバック情報はプリコーディングタイプインジケータ情報をさらに含み、前記プリコーディングタイプインジケータの設定値によってフィードバック情報種類及び送信タイミングが決定されるように設定(FD−MIMO mode 3)されることができる。
【0123】
一方、本発明の実施形態で、前記端末が生成するチャンネル品質インジケータとは第1プリコーディングマトリクスインジケータが指示する第1プリコーディングマトリクスと、第2プリコーディングマトリクスインジケータが指示する第2プリコーディングマトリクスのクロネッカー積(Kronecker product)に対応することを特徴とする。
【0124】
図15は、本発明の実施形態による基地局の内部構造を示すブロック図である。図15を参照すれば、基地局は制御部1510と通信部1520で構成される。
【0125】
制御部1510は基地局を構成するすべての構成の状態及び動作を制御する。ここで制御部1510は端末の水平及び垂直成分のチャンネル推定のためのCSI−RSリソースを割り当ててフィードバックリソース及びフィードバックタイミングを割り当てる。そのために制御部1510はリソース割り当て部1530をさらに備える。
【0126】
リソース割り当て部1530と言う端末が垂直及び水平成分チャンネルをそれぞれ推定するようにCSI−RSをそれぞれのリソースに割り当てて、当該リソースを用いてCSI−RSを送信する。また多くの端末からのフィードバックが衝突しないようにフィードバック設定及びフィードバックタイミングを割り当てて当該タイミングと設定されたフィードバック情報を受信して解釈する。
【0127】
通信部1520は、端末でデータ、基準信号及びフィードバック情報を送受信する機能を行う。ここで通信部1520は制御部1510の制御下に割り当てられたリソースを通じてCSI−RSを端末に送信し、端末からチャンネル情報に対するフィードバックを受信する。
【0128】
前記では制御部1510とリソース割り当て部1530が別途のブロックで構成されたと示されたが、必ずここに限定されるものではない。例えば、リソース割り当て部1530が行う機能を制御部1510の自体が行うこともできる。
【0129】
この場合、制御部1510は少なくとも2個の基準信号それぞれに対する設定情報を端末に送信し、前記少なくとも2個の基準信号を測定して前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記端末に送信するように制御することができる。
【0130】
また、前記制御部1510は前記少なくとも2個の基準信号を前記端末に送信し、前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングで前記端末から送信されるフィードバック情報を受信するように制御することができる。
【0131】
上述した本発明の実施形態によれば、FD−MIMOと同様の多い数の送信アンテナを持つ基地局でCSI−RSを送信するのに過多な無線リソースを割り当てることを防止することができ、端末は効果的に多くの数の送信アンテナに対するチャンネルを測定し、これをフィードバック情報で構成して基地局に通報することができる。
【符号の説明】
【0132】
1410 通信部
1420 制御部
1430 チャネル推定部
1510 制御部
1520 通信部
1530 リソース割り当て部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11a
図11b
図12
図13
図14
図15