JP2010506448A - 可変数のビームを有するｍｉｍｏシステムにおける効率的なｃｑｉシグナリング - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の送信ビームおよび第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信リソース情報および第２の送信リソース情報が決定され、かつ第１の送信ビームおよび第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信パラメータ情報および第２の送信パラメータ情報が決定される、マルチビーム送信装置ならびにシステム、およびマルチビーム送信システムを動作させる方法に関するものである。第１ならびに第２の送信リソース情報、および第１ならびに第２の送信パラメータ情報は、共同符号化されて共同信号とされ、その共同信号が、第１の送信ビームおよび第２の送信ビームを介して、第１の局から第２の局に送信される。

Description

本発明は、マルチビーム送信システム、とりわけマルチビームＭＩＭＯシステム（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎ／ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔ；多数入力／多数出力）において、送信パラメータおよび送信リソースの使用の仕方をシグナリングする方法に関するものである。本発明はまた、各ビーム上で送信されるデータブロックのサイズが異なるマルチビーム送信システム、とりわけマルチビームＭＩＭＯシステムであって、種々の異なる量の無線送信リソースが利用され、変調方式のような送信パラメータに種々の異なるパラメータを用いて送信が行われるシステムに関するものである。本発明はさらに、上記の方法を実行するためのコンピュータプログラムにも関するものである。

本発明は、マルチアンテナの通信システムに適用することができる。とりわけ、本発明の可能性のある用途としては、ＵＭＴＳ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）のリリース７で現在規格化作業が行われている、ＭＩＭＯ機能が挙げられる。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）において、ＵＭＴＳについて、ビットレートのピーク値を高める方法として、Ｄ−ＴｘＡＡと呼ばれる提案が議論されている。これは、２つの送信アンテナの各々からの信号に適用されるべき複素重み付けを、移動端末がネットワークにシグナリングする既存の閉ループ送信ダイバーシティ方式（ＴｘＡＡ モード１）から、派生したものである。Ｄ−ＴｘＡＡでは、２つの異なるビームを生成する直交する重み付けベクトルを用いて、２つの異なるデータストリームが送信され、第１のビームを生成するための第１の重み付けベクトルは、典型的には移動端末により示される重み付けベクトルに基づいており、第２のビームを生成するための第２のベクトルは、第１のベクトルから決定論的に導出される。複数のビームのうちの１つの送信に用いられる重み付けベクトルは、高速共有制御チャネル（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＨＳ−ＳＣＣＨ）として知られるシグナリングチャネルが担うシグナリングによって、移動端末に示される。以下、その重み付けベクトルがＨＳ−ＳＣＣＨ上でシグナリングされるビームを「プライマリ・ビーム」と呼び、他方のビームを「セカンダリ・ビーム」と呼ぶこととする。

トランスポートブロックとして知られる複数の異なるデータブロックが、各ビーム上で移動端末に送信され、この各ビーム上での送信には、複数の異なる送信リソース量（たとえばチャネル化コードの数）が使用されてもよく、また複数の異なる送信パラメータ（たとえば変調方式）が使用されてもよい。各トランスポートブロック内のビットの数を、選択された数のチャネル化コードと変調方式とを用いて送信され得る物理チャネルビットの数にマッピングするため、異なるコードレートが採用されてもよい。これらの送信を移動端末が受信し復号化することを可能とするため、各ビームの変調方式、チャネル化コードの数、およびトランスポートブロックのサイズが、ＨＳ−ＳＣＣＨを用いて移動端末にシグナリングされる。

より初期のＵＭＴＳにおいては、単一のデータストリームのみが移動端末に送信され、一組のみのシグナリングしか必要とされなかった。第２のストリームが送信されると、対応のシグナリング情報が、シグナリングのオーバーヘッドの増大をもたらし、システムの全体のデータ送信容量を損なう。

第２のストリームの送信に関係するシグナリングのオーバーヘッドを低減させるための既知の方法には、一方のビーム上で送信されるトランスポートブロックのサイズに対して、他方のストリーム上で送信され得るトランスポートブロックのサイズの組を、制限する方法が含まれる。しかしながら、この方法は、ユーザーアプリケーションにより要求されるレートにおいて各ストリーム上でデータを送信するにあたっての、柔軟性を減らしてしまう。トランスポートブロックのサイズの組の制限は、たとえば、２つのビーム上で使用されるチャネル化コードの数の差を制限することによって適用され得る。

シグナリングのオーバーヘッドを低減する１つの既知の方法は、各ビーム上で使用される第１のコードのアイデンティティが同一であることを要求する方法である。その場合、各ビーム上で使用される残りのコードは、その第１のコードから始まる一続きの組を形成し、たとえば直交可変拡散率（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ；ＯＶＳＦ）のコードツリーからの組を形成する。

また、プライマリ・ビームとセカンダリ・ビームとに割り当てられるコードの数を等しい数に制限すれば（すなわち「対称コード割当て」）、（ＵＭＴＳではセカンダリ・ビーム上のコードの数を示すのに４ビット、変調方式を示すのに１ビットを必要とする、柔軟性が最大の態様と比較して）シグナリングのオーバーヘッドが低減されることも提案されている。しかしながら、この形態も、一方のビーム上で送信されるトランスポートブロックのサイズに対する、他方のビーム上で送信され得るトランスポートブロックのサイズの範囲を制限することを暗に意味する。より具体的には、これは、プライマリ・ビーム上で大きなトランスポートブロックが送信されているときに、セカンダリ・ビーム上で小さなトランスポートブロックを送信する場合に問題が生じ得ることを意味する。所与のコード数に対してシグナリングすることのできるトランスポートブロックのサイズの最大値と最小値との間には、約３という比が存在する。この制限は、セカンダリ・ビーム上において、プライマリ・ビーム上で使用されている変調方式よりも低次の変調方式を利用することによって、一部緩和することができる。たとえば、プライマリ・ビームが１６ＱＡＭを使用しているとすれば、セカンダリ・ビーム上でＱＰＳＫを使用して、セカンダリ・ビーム上でより小さなトランスポートブロックが担持されるようになすことが可能である。

本発明の１つの目的は、マルチビーム送信システムにおけるシグナリングのオーバーヘッドを低減すること、および／または、いかなるサイズのトランスポートブロックを各ビーム上で送信できるかという点に関する制約を軽減することである。

ここで、セカンダリ・ビームは、常にプライマリ・ビームのデータレート以下のデータレートで送信されると想定する。換言すると、ＨＳ−ＳＣＣＨは常に、より高いレートのストリームを担持するビームの、プリコーディングベクトルをシグナリングする。このことは、セカンダリ・ビーム上の変調の次数は、プライマリ・ビーム上の変調の次数と等しいか、それより低いことを示唆する。

上記およびその他の目的を達成するため、本発明の第１の側面によれば、マルチビーム送信システム内で送信リソース情報および送信パラメータ情報をシグナリングする方法であって、送信リソース情報および送信パラメータ情報が共同符号化される（ｊｏｉｎｔｌｙ ｅｎｃｏｄｅｄ）方法が提供される。

この本発明の第１の側面は、送信リソース情報と送信パラメータ情報とを共同符号化することにより、シグナリングのオーバーヘッドを増大させることなく、示し得るトランスポートブロックサイズの範囲を増大させることができるという認識に基づいている。

複数のパラメータの共同符号化は、異なる送信リソースに対して異なる値を取り、それら異なる送信リソースと関連付けられたリソース情報を含む２つ以上のパラメータの値を特定するために、少なくとも１つのビットを設定する処理を含む。

本発明の第２の側面によれば、マルチビーム送信システム内で送信リソース情報および送信パラメータ情報をシグナリングする方法であって、利用可能な値の組から送信リソース情報が選択され、その利用可能な値の組に含まれる各値が、実質的に類似の係数または倍数により、最も近い次の値に関連付けられることを特徴とする方法が提供される。

この本発明の第２の側面は、各送信ブロック内のビット数を、選択された数のチャネル化コードを用いて送信され得る物理チャネルビットの数にマッピングするための符号化ならびにレートマッチングに使用され得る、変調方式が設計されたコードレートが、所与の範囲内（たとえば１から１／３）で動作し、したがって、そのコードレートの範囲内の比により区別されるチャネル化コードの数のシグナリングを許容することにより、あらゆる可能なトランスポートブロックサイズでの送信に適応することが可能であるという認識に基づいている。これにより、ＨＳ−ＳＣＣＨ上でシグナリング可能とされる必要がある異なるチャネル化コード数の個数が減らされ、したがって、送信することのできるトランスポートブロックのサイズの範囲を制限することなく、シグナリングのオーバーヘッドが減らされる。

本発明の第３の側面によれば、本発明の上記第１および第２の側面に従う方法を実行するための、コンピュータプログラムが提供される。

本発明の第４の側面によれば、第１の局および第２の局を含むマルチビームデータ送信システムであって、第１の局から第２の局へ送信リソース情報および送信パラメータ情報をシグナリングする手段を含んでおり、送信リソース情報および送信パラメータ情報が、共同符号化されるシステムが提供される。

本発明の第５の側面によれば、第１の局および第２の局を含むマルチビームデータ送信システムであって、第１の局から第２の局へ送信リソース情報および送信パラメータ情報をシグナリングする手段を含んでおり、利用可能な値の組から送信リソース情報が選択され、その利用可能な値の組に含まれる各値が、実質的に類似の係数または倍数により、最も近い次の値に関連付けられることを特徴とするシステムが提供される。

送信リソース情報は、たとえば、チャネル化コードの数（たとえばＣＤＭＡシステムにおいて）、サブキャリアの数（たとえばＯＦＤＭシステムにおいて）、またはタイムスロットの数のうちの１つまたは複数の指示を含んでいてもよい

送信パラメータ情報は、たとえば、変調方式または符号化方式の一方または双方の指示を含んでいてもよい。

さらなる有利な実施形態は、以下において説明される。

１つの典型的な実施形態では、２つのビームそれぞれでの送信において、最大１５個のチャネル化コードが使用され得る。１６ＱＡＭまたはＱＰＳＫ変調を用いてもよく、そのことがＨＳ−ＳＣＣＨ上の１つのシグナリングビットにより示されてもよい。

従来技術に従って動作する従来型のシステムは、両方のビーム上で同じ数のコードが使用されなくてはならないという制約を課するかもしれない。その場合、第１のビーム上で、ＱＰＳＫ変調と１のコードレートとを用いてトランスポートブロックを送信するために、１５個のコードを使用した場合には、第２のビーム上で送信され得る最小のトランスポートブロックは、第１のビーム上のトランスポートブロックのサイズの１／３となる（最小コードレートが１／３であると仮定して）。あるいは、プライマリ・ビームのトランスポートブロックのサイズと、セカンダリ・ビームのトランスポートブロックのサイズとの間でより大きな差を許容するため、ある従来型のシステムは、最大４つの追加シグナリングビットを用いて、第２のビームに使用されるチャネル化コードの数をシグナリングするかもしれない。

本発明の１つの実施形態によれば、セカンダリ・ビームのための変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ；ＭＳ）およびチャネル化コードの組（Ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ Ｓｅｔ；ＣＣＳ）をシグナリングするために、（プライマリ・ビームのためのＭＳをシグナリングするのに用いられる１ビットに加えて、）１ビットのみが使用され得る。これにより、シグナリングビットの利用可能な組合せのうちの１つを用いて、プライマリ・ビーム用に使用されるコードの数よりも少ない、セカンダリ・ビーム用に使用されるコードの数を示すことが可能となる（表１参照）。セカンダリ・ビーム上で使用されるコードの数および変調のこの選択肢は、決定的なパラメータではないので、必ずしもフル・レゾルーションのコード数が必要とされるわけではない点に留意されたい。

両方のビームにＱＰＳＫが用いられ、かつセカンダリ・ビームにＭＳ／ＣＣＳの組合せ「００」が用いられる場合には、セカンダリ・ビーム上のコードの数は、（リリース５と同様にして別個のビットフィールドでシグナリングされる、プライマリ・ビームに使用されるコード数に依存して、）表２により与えられる。ここで意図しているのは、極端なコードレートを必要とせずに、サポートされるトランスポートブロックのサイズ範囲をできるだけ広範囲とするため、セカンダリ・ビーム上のコードの数が、プライマリ・ビーム上のコードの数の約半分とされている点である。

いくつかの実施形態では、セカンダリ・ビームについてシグナリングされ得るコードの数Ｎ_２は、

のような式に従って、プライマリ・ビームに使用されるコードの数Ｎ_１から導出され得る。

セカンダリ・ビーム上においてＭＳ／ＣＣＳ用に２つのビットが許されていれば、表３に示すように、より高い柔軟性が可能となる。

この法則は、セカンダリ・ビームについて３ビットのＭＳ／ＣＣＳシグナリングが行われる場合、または４ビットの場合（これはプライマリ・ビーム上のすべてのコード数に対して最大の柔軟性を与える）にも拡張することができる。

さらに、現段階の規格に６４ＱＡＭのサポート可能性が追加されるとしても、同様のアプローチを適用することができる。

たとえば、プライマリ・ビームのＭＳとセカンダリ・ビームのＭＳ／ＣＣＳとの両方をシグナリングするために合計４ビットが使用され、かつ６４ＱＡＭの使用可能性が包含される場合には、表５に示すような変調方式とコード数との組合せがシグナリングされ得る。

この形態は、６４ＱＡＭを許容する変調方式をシグナリングするのに提案されている１ビームにつき２ビットというシグナリングビットを、超えるようなシグナリングビットを必要とせずに、両方のビーム上で、完全な範囲のトランスポートブロックサイズが送信されることを可能とする。

全般的に、ＭＳ／ＣＣＳ用のビット数は、柔軟性と、ＨＳ−ＳＣＣＨのオーバーヘッドとの間のトレードオフに基づいて選択することができる。

本発明はさらに、複数のビームのうちの１つについて送信リソース情報がゼロの値をとり得るような形態にも、拡張することができる。このことは、共同符号化された信号が、送信されるビームの数を示し得ることを意味する。たとえば、セカンダリ・ビーム上においてＭＳ／ＣＣＳ用に２ビットが許される場合には、表３に示した実施形態は、表６に示すように変更され得る。

同様に、プライマリ・ビームのＭＳと、セカンダリ・ビームのＭＳ／ＣＣＳとの両方をシグナリングするために合計４ビットが使用される場合には、表５に示された実施形態は、表７に示すように変更され得る。

これらの拡張形態は、セカンダリ・ビームが送信されるか否かを示す追加ビットの必要性をなくすことにより、シグナリングのオーバーヘッドのさらなる低減を可能とする。

以上、主として基地局から移動端末への送信と関連付けて本発明を説明してきたが、本発明は、移動端末から基地局への送信や、ピアノード間の送信にも適用可能である。

本明細書および特許請求の範囲において、ある要素の前にある「１つの」との語は、かかる要素が複数存在することを排除するものではない。さらに、「含む」との語は、列挙されたもの以外の要素または工程の存在を排除するものではない。

当業者においては、上記の開示内容を読むことにより、他の変更形態も自明であろう。かかる変更形態は、ここで既に説明した特徴に代えてまたは加えて使用され得る、無線通信の技術分野において既知の他の特徴を包含していてもよい。

Claims (28)

1. マルチビーム送信システムを動作させる方法であって、
   ａ）第１の送信ビームおよび第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信リソース情報および第２の送信リソース情報を決定する工程と、
   ｂ）前記第１の送信ビームおよび前記第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信パラメータ情報および第２の送信パラメータ情報を決定する工程と、
   ｃ）前記第１の送信リソース情報ならびに前記第２の送信リソース情報、および前記第１の送信パラメータ情報ならびに前記第２の送信パラメータ情報を、共同符号化し、共同信号となす工程と、
   ｄ）前記第１の送信ビームおよび前記第２の送信ビームを介して、前記共同信号を、第１の局から第２の局へ送信する工程とを含むことを特徴とする方法。
2. 利用可能な値の組から、前記第１の送信リソース情報および前記第２の送信リソース情報が選択され、前記利用可能な値の組に含まれる各値が、実質的に類似の係数または倍数により、最も近い次の値に関連付けられることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記第１の送信リソース情報および前記第２の送信リソース情報が、チャネル化コードの数、サブキャリアの数、またはタイムスロットの数のうちの１つまたは複数の指示を含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 各送信ブロック内のビット数を前記チャネル化コードの数にマッピングするための、符号化ならびにレートマッチング、および／または変調方式が、所与の範囲内のコードレートで動作するように設定されていることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 柔軟性とシグナリングチャネルのオーバーヘッドとの間のトレードオフに基づいて、前記共同信号の４つのシグナリングビットに対して１ビットが、前記第２の送信ビーム用のチャネル化コードの組および前記変調方式をシグナリングするために用いられることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記第１の送信ビーム用に用いられるよりも少ない数の、前記第２の送信ビーム用に用いられるコードの数を示すために、前記シグナリングビットの利用可能な組合せのうちの１つが用いられることを特徴とする請求項４または５記載の方法。
7. 前記第１の送信パラメータ情報および前記第２の送信パラメータ情報が、変調方式または符号化方式の一方または双方の指示を含んでいることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
8. 複数のパラメータの前記共同符号化が、異なる送信リソースに対して異なる値を取り、前記異なる送信リソースと関連付けられたリソース情報を含む２つ以上のパラメータの値を特定するために、少なくとも１つのビットを設定する処理を含んでいることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。
9. ａ）第１の送信ビームおよび第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信リソース情報および第２の送信リソース情報を決定する手段と、
   ｂ）前記第１の送信ビームおよび前記第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信パラメータ情報および第２の送信パラメータ情報を決定する手段と、
   ｃ）前記第１の送信リソース情報ならびに前記第２の送信リソース情報、および前記第１の送信パラメータ情報ならびに前記第２の送信パラメータ情報を、共同符号化し、共同信号となす手段と、
   ｄ）前記第１の送信ビームおよび前記第２の送信ビームを介して、前記共同信号を、第１の局から第２の局へ送信する手段とを含むことを特徴とするマルチビーム送信装置。
10. 前記第１の送信リソース情報および前記第２の送信リソース情報を決定する前記手段が、利用可能な値の組から、１つの値を選択するように構成されており、前記利用可能な値の組に含まれる各値が、実質的に類似の係数または倍数により、最も近い次の値に関連付けられることを特徴とする請求項９記載のマルチビーム送信装置。
11. 前記第１の送信リソース情報および前記第２の送信リソース情報が、チャネル化コードの数、サブキャリアの数、またはタイムスロットの数のうちの１つまたは複数を含んでいることを示す手段を、さらに含んでいることを特徴とする請求項９または１０記載のマルチビーム送信装置。
12. 各送信ブロック内のビット数を前記チャネル化コードの数にマッピングするための、符号化ならびにレートマッチング手段、および／または所与の範囲内のコードレートで動作するように変調方式を設定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のマルチビーム送信装置。
13. 柔軟性とシグナリングチャネルのオーバーヘッドとの間のトレードオフに基づいて、前記共同信号の４つのシグナリングビットに対して１ビットを用いて、前記第２の送信ビーム用のチャネル化コードの組および前記変調方式をシグナリングする手段をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載のマルチビーム送信装置。
14. 前記シグナリングビットの利用可能な組合せのうちの１つを用いて、前記第１の送信ビーム用に用いられるよりも少ない数の、前記第２の送信ビーム用に用いられるコードの数を示す手段をさらに含むことを特徴とする請求項１２または１３記載のマルチビーム送信装置。
15. 前記第１の送信パラメータ情報および前記第２の送信パラメータ情報が、変調方式または符号化方式の一方または双方を含んでいることを示す手段をさらに含むことを特徴とする請求項９から１４いずれか１項記載のマルチビーム送信装置。
16. ａ）第１の局および第２の局と、
    ｂ）第１の送信ビームおよび第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信リソース情報および第２の送信リソース情報を決定する手段と、
    ｃ）前記第１の送信ビームおよび前記第２の送信ビームについてそれぞれ、第１の送信パラメータ情報および第２の送信パラメータ情報を決定する手段と、
    ｄ）前記第１の送信リソース情報ならびに前記第２の送信リソース情報、および前記第１の送信パラメータ情報ならびに前記第２の送信パラメータ情報を、共同符号化し、共同信号となす手段と、
    ｅ）前記第１の送信ビームおよび前記第２の送信ビームを介して、前記共同信号を、前記第１の局から前記第２の局へ送信する手段とを含むことを特徴とするマルチビーム送信システム。
17. 利用可能な値の組から、前記第１の送信リソース情報および前記第２の送信リソース情報が選択され、前記利用可能な値の組に含まれる各値が、実質的に類似の係数または倍数により、最も近い次の値に関連付けられることを特徴とする請求項１６記載のマルチビーム送信システム。
18. 前記第１の送信リソース情報および前記第２の送信リソース情報が、チャネル化コードの数、サブキャリアの数、またはタイムスロットの数のうちの１つまたは複数の指示を含むことを特徴とする請求項１６または１７記載のマルチビーム送信システム。
19. 各送信ブロック内のビット数を前記チャネル化コードの数にマッピングするための、符号化ならびにレートマッチング、および／または変調方式が、所与の範囲内のコードレートで動作するように設定されていることを特徴とする請求項１８記載のマルチビーム送信システム。
20. 柔軟性とシグナリングチャネルのオーバーヘッドとの間のトレードオフに基づいて、前記共同信号の４つのシグナリングビットに対して１ビットが、前記第２の送信ビーム用のチャネル化コードの組および前記変調方式をシグナリングするために用いられることを特徴とする請求項１９記載のマルチビーム送信システム。
21. 前記第１の送信ビーム用に用いられるよりも少ない数の、前記第２の送信ビーム用に用いられるコードの数を示すために、前記シグナリングビットの利用可能な組合せのうちの１つが用いられることを特徴とする請求項１９または２０記載のマルチビーム送信システム。
22. 前記第１の送信パラメータ情報および前記第２の送信パラメータ情報が、変調方式または符号化方式の一方または双方の指示を含んでいることを特徴とする請求項１６から２１いずれか１項記載のマルチビーム送信システム。
23. 前記第１の局が基地局、かつ前記第２の局が移動端末であるか、前記第１の局が移動端末、かつ前記第２の局が基地局であることを特徴とする請求項１６から２２いずれか１項記載のマルチビーム送信システム。
24. 前記第１の局および前記第２の局が、ネットワークノードであることを特徴とする請求項１６から２２いずれか１項記載のマルチビーム送信システム。
25. 異なるタイプおよび／または同じタイプの、複数の局および／またはネットワークノードが包含されていることを特徴とする請求項１６から２２いずれか１項記載のマルチビーム送信システム。
26. 請求項１６から２５いずれか１項記載のマルチビーム送信システムに使用される移動局。
27. 請求項１６から２５いずれか１項記載のマルチビーム送信システムに使用される基地局。
28. 請求項１６から２５いずれか１項記載のマルチビーム送信システムに使用される、前記共同信号に対応する信号。