JP2011518489A - ダウンリンク制御情報の送受信方法 - Google Patents

Abstract

ダウンリンク制御情報を效率的に送受信する方法であって、基地局がユーザ機器からプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）情報を含むフィードバック情報を受信し、基地局のアンテナ数及び転送モードによってあらかじめ決定されたビット数を有するプリコーディング情報を転送することを含み、プリコーディング情報のうち所定転送モードに関するプリコーディング情報が、基地局がユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すための確認フィールド情報を含む。確認フィールド情報がｎ番目のサブフレームの特定リソースブロックを通じて転送される場合、最近受信したＰＭＩはｎ−ｘ番目のサブフレームまたはｎ−ｘ番目のサブフレーム以前のサブフレームの特定リソースブロックに対応するリソースブロックを通じて受信したＰＭＩを表すように設定する。ｘは、あらかじめ決定されたまたは物理層以上の上位層シグナリングにより決定される整数である。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動通信技術に係り、特に、ダウンリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＤＣＩ）を效率的に送受信する方法に関するものである。

次世代移動通信システムでは既存に比べて高いデータ転送率が要求されており、これに対応して多重アンテナ技術に関する様々な研究が行われてきている。まず、一般的な多重アンテナ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ）技術の概要について説明する。

ＭＩＭＯとは、“Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ”を略したもので、いままで１個の送信アンテナと１個の受信アンテナを使用してきたことから脱皮し、多重送信アンテナと多重受信アンテナを採択することによって送受信データ効率を向上させる方法のことをいう。すなわち、無線通信システムの送信端あるいは受信端では多重アンテナを使用して容量増大あるいは性能改善を図る。以下では、“ＭＩＭＯ”を“多重アンテナ”とも称する。

要するに、多重アンテナ技術は、一つの全体メッセージを受信する上で単一アンテナ経路に依存せずに、多数のアンテナから受信したデータ断片を集めて完成する技術を応用したものである。これにより、特定範囲でデータ転送速度を向上させたり、特定データ転送速度に対してシステム範囲を増加させることができる。

次世代移動通信は既存移動通信に比べて遥かに高いデータ転送率を要求するので、効率的な多重アンテナ技術が必須になると予想される。このような状況において、ＭＩＭＯ通信技術は、移動通信端末と中継器などに幅広く利用できる次世代移動通信技術であり、データ通信拡大などにより限界状況に至った移動通信の転送量限界を克服できる技術として関心を集めている。

現在研究されている様々な転送効率向上技術のうち、送／受信端の両方に多数のアンテナを使用する多重アンテナ（ＭＩＭＯ）技術は、追加的な周波数割当や電力増加なしにも通信容量及び送受信性能を画期的に向上させうる方法として現在最も大きい注目を浴びている。

図１は、一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図である。

図１に示すように、送信アンテナの数をＮ_Ｔ個に、受信アンテナの数をＮ_Ｒ個に同時に増やすと、送信機または受信機のいずれかでのみ多数のアンテナを使用する場合とは違い、アンテナ数に比例して理論的なチャネル転送容量が増加するので、転送レートを向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。チャネル転送容量の増加による転送レートは、一つのアンテナを用いる場合の最大転送レート（Ｒ_ｏ）に下記のようなレート増加率（Ｒ_ｉ）を乗算したものに理論的に増加することができる。

すなわち、例えば、４個の送信アンテナと４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、理論上、単一アンテナシステムに比べて４倍の転送レートを獲得することができる。

このような多重アンテナシステムの理論的容量増加が９０年代半ばに証明されて以来、これを実質的なデータ転送率向上に導くための様々な技術が現在も活発に研究されており、これら技術のいくつかは、既に３世代移動通信と次世代無線ランなどの様々な無線通信の標準に反映されている。

現在までの多重アンテナ関連研究動向をみると、様々なチャネル環境及び多重接続環境における多重アンテナ通信容量計算などと関連した情報理論側面研究、多重アンテナシステムの無線チャネル測定及び模型導出研究、そして転送信頼度向上及び転送率向上のための時空間信号処理技術研究など、様々な観点で活発な研究が進行されている。

このような多重アンテナの技術は、様々なチャネル経路を通過したシンボルを用いて転送信頼度を向上させる空間ダイバーシティ（ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）方式と、多数の送信アンテナを用いて多数のデータシンボルを同時に送信して転送率を向上させる空間マルチプレクシング（ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式とに区別される。また、近年、このような２通りの方式を適切に結合することで、それぞれの長所を適切に獲得しようとする方式に対する研究も多く行われている。

それぞれの方式について具体的に説明すると、下記の通りである。

第一に、空間ダイバーシティ方式には、時空間ブロック符号系列と、ダイバーシティ利得と符号化利得を同時に用いる時空間トレリス（Ｔｒｅｌｌｉｓ）符号系列方式とがある。一般に、ビット誤り率改善性能と符号生成自由度はトレリス符号方式が優れているが、演算複雑度においては時空間ブロック符号方式が簡単である。このような空間ダイバーシティ利得は、送信アンテナ数（Ｎ_Ｔ）と受信アンテナ数（Ｎ_Ｒ）との積（Ｎ_Ｔ×Ｎ_Ｒ）に該当する量を得ることができる。

第二に、空間マルチプレクシング手法は、各送信アンテナからそれぞれ異なるデータを送信する方法であり、この場合、受信機では送信機から同時に転送されたデータ間に相互干渉が発生することになる。受信機では、この干渉を適切な信号処理手法を用いて除去してから受信する。この場合に用いられる雑音除去方式は、最大尤度（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）受信機、ＺＦ受信機、ＭＭＳＥ受信機、Ｄ−ＢＬＡＳＴ、Ｖ−ＢＬＡＳＴなどがあり、特に、送信端でチャネル情報を確認できる場合にはＳＶＤ（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式などを用いることができる。

第三に、空間ダイバーシティと空間マルチプレクシングとを結合した手法を挙げることができる。空間ダイバーシティ利得のみを得る場合、ダイバーシティ次数の増加に伴う性能改善利得は漸次飽和し、空間マルチプレクシング利得のみを取ると、無線チャネルで転送信頼度が低下する。これを解決しながら両者の利得を全て得る方式が研究されてきており、二重時空間ブロック符号（Ｄｏｕｂｌｅ−ＳＴＴＤ）、時空間ＢＩＣＭ（ＳＴＢＩＣＭ）などの方式がある。

上記の多重アンテナシステムにおいて、送信端は、送信データにプリコーディングを行って転送し、受信端では、送信端で用いたプリコーディングベクトルまたはプリコーディング行列を用いて信号を受信する。

上記のプリコーディングを行うためのプリコーディング行列は、送受信端の両方においてコードブックの形態であらかじめ規定されているプリコーディング行列のうち、特定プリコーディング行列を用いる。すなわち、受信端では、あらかじめ規定されたコードブックのうちの特定プリコーディング行列を指示して、これによるチャネル情報などをフィードバックし、このようなフィードバック信号を用いて送信端では信号を送信する。

一方、ダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）転送を取り上げると、受信端は、ユーザ機器（ＵＥ）または端末とすることができ、送信端は、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ ＢまたはｅＮｏｄｅ Ｂとすることができる。例えば、ユーザ機器が、あらかじめ規定されたコードブックのうち特定プリコーディング行列インデックス（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ；以下、“ＰＭＩ”という。）をアップリンクを通じて報告し、基地局は、報告されたＰＭＩに対応するプリコーディング行列を用いてダウンリンク信号を転送することができる。

ただし、ユーザ機器が報告したＰＭＩは時間的に複数個存在することができ、この場合、基地局はどのＰＭＩを用いればいいのか混同することになる。このような問題を解決するためには、基地局がユーザ機器から報告されたＰＭＩのうちどのＰＭＩを用いたかを表す制御情報を転送することが好ましい。ただし、ユーザ機器から報告されたＰＭＩのうちどのＰＭＩを基地局が用いたかを明示的に全て表す制御情報をダウンリンクで転送すると、ダウンリンク制御情報のオーバーヘッドが増加する問題につながる。

そこで、少ない量の制御情報を用いて基地局とユーザ機器間に用いられたＰＭＩに混同が発生することを效率的に防止するための技術が要求されている。

上記課題を解決するための本発明の目的は、プリコーディングに関する少ない量の制御情報、すなわち、プリコーディング情報を用いて、基地局の使用したＰＭＩに関する情報をユーザ機器に效率的に知らせる方法を提供することにある。

具体的な実施形態では、小さいビット数を持つプリコーディング情報内に、確認フィールド（Ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ）をユーザ機器のフィードバック情報転送と基地局の制御情報転送間の時間関係によって明確に規定する。

本発明の他の目的は、上記の方式を行う際に、システム性能を維持しながらオーバーヘッドを最小化するためのＣＲＣ付加方法を提供することにある。

上記の課題を解決するための本発明の一側面では、基地局がダウンリンク制御情報を転送する方法において、ユーザ機器（ＵＥ）からプリコーディング行列インデックス（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ；以下、“ＰＭＩ”という。）情報を含むフィードバック情報を受信するステップと、前記基地局のアンテナ数及び転送モードによってあらかじめ決定されたビット数を持つプリコーディング情報を転送するステップと、を含み、前記プリコーディング情報のうち、所定転送モードに関するプリコーディング情報は、前記基地局が前記ユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すための確認フィールド（Ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ）情報を含み、前記確認フィールド情報が、ｎ番目のサブフレームの特定リソースブロック（ＲＢ）を通じて転送される場合、前記最近に受信したＰＭＩは、ｎ−ｘ番目のサブフレームまたはそれ以前のサブフレームの前記特定リソースブロックに対応するリソースブロックを通じて受信したＰＭＩであり、前記“ｘ”は、あらかじめ決定された整数または物理層以上の上位層シグナリングによって決定される整数であるダウンリンク制御情報転送方法を提案する。

また、上記のような課題を解決するための本発明の他の側面では、ユーザ機器（ＵＥ）が基地局からダウンリンク制御情報を受信する方法において、前記基地局にプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）情報を含むフィードバック情報を転送するステップと、前記基地局のアンテナ数及び転送モードによってあらかじめ決定されたビット数を持つプリコーディング情報を受信するステップと、を含み、前記プリコーディング情報のうち、所定転送モードに関するプリコーディング情報は、前記基地局が前記ユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すための確認フィールド情報を含み、前記確認フィールド情報が、ｎ番目のサブフレームの特定リソースブロック（ＲＢ）を通じて転送される場合、前記最近に受信したＰＭＩは、ｎ−ｘ番目のサブフレームまたはそれ以前のサブフレームの前記特定リソースブロックに対応するリソースブロックを通じて受信したＰＭＩであり、前記“ｘ”は、あらかじめ決定された整数または物理層以上の上位層シグナリングによって決定される整数であるダウンリンク制御情報受信方法を提案する。

ここで、前記“ｘ”は４とあらかじめ決定されることができる。

また、前記フィードバック情報転送／受信ステップで、前記ユーザ機器は／機器から物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）及び物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）のうち一つ以上を通じてＰＭＩを含むフィードバック情報を転送／受信し、前記確認フィールドは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて転送された／受信されたＰＭＩのみを考慮することができる。

また、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて転送された／受信されたＰＭＩにはＣＲＣを付加することができ、前記物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を通じて転送された／受信されたＰＭＩにはＣＲＣを付加しなくても良い。

また、前記フィードバック情報の転送／受信ステップは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）にピギーバック（Ｐｉｇｇｙ−ｂａｃｋｅｄ）された、ＰＭＩを含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を転送／受信するステップを含むことができ、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）にピギーバックされた、前記ＰＭＩを含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）情報にはＣＲＣを付加しなくても良い。

また、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて前記フィードバック情報を転送／受信する場合、前記フィードバック情報は、単一ＰＭＩ転送モードまたは多重ＰＭＩ転送モードのうちのいずれ一つで転送されることができ、前記フィードバック情報が前記多重ＰＭＩ転送モードで転送される場合にのみ、前記ＰＭＩにＣＲＣを付加することができる。

なお、前記所定転送モードに関するプリコーディング情報は、閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報とすることができる。

上記の本発明の実施形態によれば、少ない量のプリコーディング情報を用いて、基地局の使用したＰＭＩに関する情報をユーザ機器に效率的に知らせることができる。特に、小さいビット数を持つプリコーディング情報内に確認フィールド（Ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ）をユーザ機器のフィードバック情報転送と基地局の制御情報転送間の時間関係によって明確に規定することによって、小さいビット数の制御情報のみで基地局とユーザ機器間の混同を防止することができる。

また、效率的にＣＲＣ付加を設定することによって、システム性能を維持しながらオーバーヘッドを最小化することができる。

一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図である。 ＤＣＩのプロセシング構造を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によってユーザ機器の報告したＰＭＩと確認フィールド情報間の時間関係を説明するための図である。 ＰＵＳＣＨにデータ、制御チャネル、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びランク情報が多重化して転送される場合におけるリソース割当関係を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施されうる唯一の実施形態を示すためのものではない。

以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的細部事項を含む。しかし、当業者には、本発明がこのような具体的細部事項なしに実施することもできるということが理解できる。場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示される。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。

上記の通り、ユーザ機器が報告した複数のＰＭＩのうち、基地局がどのＰＭＩを用いたかに関する情報を知らせない場合、基地局とユーザ機器間に用いられたＰＭＩが混同されて、システム性能が低下することがある。また、ダウンリンク制御情報に基地局の使用したＰＭＩに関する情報を明示的に表すと、基地局とユーザ機器間に用いられたＰＭＩへの混同問題は発生しないが、上記のように、制限されたダウンリンク制御チャネルで深刻なオーバーヘッド問題が生じることがある。そこで、本発明では、プリコーディングに関する少ない量の制御情報を用いて、基地局の使用したＰＭＩに関する情報をユーザ機器に效率的に知らせる方法を提供する。このために、以下では、まず、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムを取り上げてダウンリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；以下、“ＤＣＩ”という。）転送形態について説明する。ただし、以下に説明する３ＧＰＰ ＬＴＥシステムは例示的なものであり、本発明は、任意の移動通信システムにも同一の方式で適用することができる。

３ＧＰＰ ＬＴＥシステムで、ＤＣＩは、ダウンリンクまたはアップリンクスケジューリング情報、または一つのＭＡＣ ＩＤに関するアップリンク電力制御情報を伝達する。このＭＡＣ ＩＤは、ＣＲＣに黙示的にエンコーディングすることができる。このようなＤＣＩを、下記のように転送することができる。

図２は、ＤＣＩのプロセシング構造を示すフローチャートである。

まず、ＤＣＩ情報要素は、多重化される。ここで、多重化は、後述するＤＣＩフォーマットに規定された方式によって行うことができる。現在、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムではＤＣＩフォーマットとしてフォーマット０、１、１Ａ、１Ｃ、２を規定している。具体的に、フォーマット０は、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）のスケジューリングのために、フォーマット１は一つの物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）コードワードのスケジューリングのために、フォーマット１Ａは、一つのＰＤＳＣＨコードワードの稠密なスケジューリングのために、フォーマット１Ｃは、ＤＬ−ＳＣＨ割当の非常に稠密な割当のために、そしてフォーマット２は空間多重化モードユーザ機器にＰＤＳＣＨをスケジューリングするために用いることができる。

それら多重化された情報要素には、受信エラーを確認するためにＣＲＣが付加される。ただし、ＣＲＣは、転送される情報によって特定情報要素にのみ付加することができ、これは上記の各ＤＣＩフォーマットによって異なる方式で付加することができる。ＣＲＣの付加されたＤＣＩはチャネルコーディングされる。その後、チャネルコーディングされたＤＣＩは、転送レートによってレートマッチングが行われる。

上記のＤＣＩフォーマットのうち、中空間多重化モードユーザ機器にＰＤＳＣＨをスケジューリングするためのフォーマット２について具体的に説明する。

ＤＣＩフォーマット２は、リソース割当ヘッダ、リソースブロック割当、ＰＵＣＣＨのためのＴＰＣ命令、ダウンリンク割当指示子（ＴＤＤ動作にのみ適用される）、ＨＡＲＱプロセス番号、ＨＡＲＱスワッピングフラグなどを含むことができる。また、コードワード１及び２に対してそれぞれ変調／コーディング方式、新しいデータ指示子、リダンダンシーバージョン情報を含むことができる。なお、基地局のアンテナ数及び転送モードによってあらかじめ決定されたビット数を有するプリコーディング情報を含むことができる。

３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいてプリコーディング情報のビット数は、次のように規定される。

一方、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、同時に最大２個のコードワードを転送することができる。これと関連して、ＤＣＩフォーマット２は、対応するコードワードが活性化されたものか或いは不活性化されたものかを表すためのコードワードフィールドを含むことができる。このようなコードワードフィールド情報の各コードワード活性有無によって、上記表１のビット数を有するプリコーディング情報の解析を異ならせることができる。

本発明の一実施形態では、このように各コードワード活性有無によって異なって解析される所定ビット数のプリコーディング情報で表しうる組み合わせのうちの一部に確認フィールドを追加することによって追加的な制御情報の量を最小化しながらも、基地局が使用したＰＭＩに関する情報をユーザ機器に效率的に伝達する方法を提案する。ただし、上記の確認フィールドを用いて単純に基地局がユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すことから基地局とユーザ機器間に混同が生じるのを防止するためには、ユーザ機器の報告したＰＭＩと基地局の用いたＰＭＩ間の時間関係を明確に規定する必要がある。

図３は、本発明の一実施形態によってユーザ機器の報告したＰＭＩと確認フィールド情報間の時間関係を説明するための図である。

図３で、横軸は時間軸を表し、…，ｎ−５，ｎ−４，…，ｎ−１，ｎ，…は、サブフレームインデックスを表す。ユーザ機器（ＵＥ）は、図３に示すように、基地局（ｅＮＢ）に各サブフレームごとにＰＭＩをフィードバックすることができる。万一、ｎ番目のサブフレームを基準に基地局が上記の確認フィールド情報をユーザ機器に転送するとすれば、確認フィールドは、最近に受信したＰＭＩを基地局が使用したことを表す。ただし、基地局がユーザ機器から受信したＰＭＩを使用するためには、図３に示すように、所定の処理時間（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｉｍｅ）がかかることがあり、よって、確認フィールド情報に対応するＰＭＩは、所定フレーム以前にユーザ機器から報告されたＰＭＩ、例えば、ｎ−ｘ番目のサブフレームでユーザ機器から報告されたＰＭＩでありうる。ここで、“ｘ”は、あらかじめ決定された整数であっても良く、上位層シグナリング情報によって決定される整数であっても良い。

したがって、本発明の好ましい一実施形態では、確認フィールドを用いて、基地局が最近に受信したＰＭＩを使用したことを表し、このとき、確認フィールド転送時点がｎ番目のサブフレームの場合、確認フィールドはｎ−ｘ番目のサブフレームを通じて報告されたＰＭＩを用いたことを表すように設定することができる。

具体的に、ユーザ機器から受信したＰＭＩを処理するためには約３ｍｓを必要とすることができる。このような状況を仮定して、好ましくは、上記ｘは４とあらかじめ設定しておくことができる。

一方、上記のプリコーディング情報は、上記の表１に表すように、基地局のアンテナ数及び転送モード別に異なるビット数を有することができる。この時、転送モードには、表１に表したように、開ループ空間多重化モード及び閉ループ空間多重化モードがありうる。特に、開ループ空間多重化モードは、ユーザ機器からフィードバック情報を受信せずに、ランク及びＰＭＩなどを選択して転送するので、上記の確認フィールド追加による実質的な利得を得ることができない。したがって、本実施形態では、上記の確認フィールドを、閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報に追加して用いることを提案する。これにより、上記表１に表したようなビット数を有するプリコーディング情報の具体的な内容は、下記のように設定することができる。

上記表２は、本実施形態による２アンテナポート閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報の内容を表し、上記表３は、本実施形態による４アンテナポート閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報の内容を表す。上記表２及び表３において、確認フィールドは、太字で表した部分に含まれ、基地局は、ｎ番目のサブフレームを基準にｎ−ｘ番目の、好ましくは、ｎ−４番目のサブフレームを通じて報告されたＰＭＩを用いたことを、ユーザ機器に知らせる。

一方、以下では、ユーザ機器がフィードバック情報を転送するモード別に上記の実施形態についてより具体的に説明する。

ユーザ機器が基地局にフィードバックする情報には、ＣＱＩ、ＰＭＩなどがあり、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、ユーザ機器は、このようなフィードバック情報を物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）または物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を通じて報告することができる。下記の表４及び表５はそれぞれ、ＰＵＳＣＨ報告モード及びＰＵＣＣＨ報告モードに対するＣＱＩ／ＰＭＩの報告タイプを表す。

上記表４に表したようなＰＵＳＣＨ報告モードでは、信頼できるＣＱＩ／ＰＭＩ報告を保障するためにＣＲＣを付加することができる。したがって、上述したように、ダウンリンク制御チャネルで、確認フィールド情報を、基地局がユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すように用いることができる。

一方、上記表５に表したようなＰＵＣＣＨ報告モードでは、ＣＲＣが付加されず、基地局は、ＰＵＣＣＨを通じて報告されたＣＱＩ／ＰＭＩを信頼できるか或いはエラーなのかについて確認することができない。この場合、基地局とユーザ機器間のＰＭＩ混同を防止するために、ダウンリンクで明示的なＰＭＩ指示情報が必要とされる。

したがって、本発明の上記の実施形態で提案した確認フィールド情報は、ユーザ機器からＰＵＳＣＨを通じて受信したＰＭＩのみを考慮し、ＰＵＣＣＨを通じて受信したＰＭＩは考慮しないことを提案する。

一方、ＰＵＳＣＨデータ転送とＰＵＣＣＨ ＣＱＩ／ＰＭＩ転送が同時に要請される場合、ＰＵＣＣＨ報告ビットをＰＵＳＣＨ転送にピギーバックすることができる。このようにＰＵＳＣＨにピギーバックされたＰＵＣＣＨ ＣＱＩ／ＰＭＩ報告のリソース割当関係を説明すると、下記の通りである。

図４は、ＰＵＳＣＨにデータ、制御チャネル、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びランク情報が多重化されて転送される場合におけるリソース割当関係を示す図である。

まず、データと制御チャネルは互いに直列的に多重化される。具体的に、まず、制御チャネルに続いてデータが連結されて多重化される。このように多重化された制御チャネルとデータは、時間軸を優先的に、すなわち、一つのシンボル領域で仮想サブキャリアインデックスを増加させてマッピングした後、次のシンボル領域に同じマッピング方式でマッピングさせる。そして、ランク情報は、参照信号が転送されるシンボルから１シンボル離れたシンボルに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、参照信号が転送されるシンボルに隣接するシンボルに、仮想サブキャリアインデックスが大きい側から小さい側にマッピングさせる。図４は、上記のようなマッピング順序によってデータ、制御チャネル、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びランク情報が多重化された形態を示している。

図４に示すように、ＰＵＳＣＨにデータ、制御チャネル、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びランク情報が多重化して転送される場合、上記のＰＵＳＣＨにピギーバックされたＰＵＣＣＨ ＣＱＩ／ＰＭＩ情報は、図４の制御チャネル領域を通じて転送することができる。

このようにＰＵＳＣＨ内にＰＵＣＣＨフィードバック情報がピギーバックされて転送される場合、本実施形態では下記のような事項を提案する。

第一に、本実施形態では、ＰＵＳＣＨにピギーバックされたＰＵＣＣＨフィードバック情報はＣＲＣを含まないように設定することを提案する。ＰＵＣＣＨフィードバック情報は、ダウンリンク制御シグナリング内に明示的なＰＭＩ指示情報転送を採択しているから、別のＣＲＣを含む必要がない。また、ＰＵＣＣＨフィードバック情報は、一般的に最大１０乃至１２ビット程度の小さい大きさを有しており、８ビットのＣＲＣ付加は、エラー検索において過大なオーバーヘッドにつながることがあるためである。

第二に、本実施形態では、ＰＵＳＣＨにピギーバックされたＰＵＣＣＨフィードバック情報は、上記の確認フィールドにより指示されるＰＭＩとして考慮されないように設定することを提案する。ｎ番目のサブフレームのダウンリンク制御シグナリングに確認フィールドが設定される場合、ユーザ機器は、上記の通り、ｎ−ｘ番目のサブフレーム以前にユーザ機器が報告した最新ＰＭＩを基地局が用いたと仮定する。したがって、このような最新ＰＭＩとして、上記のようにＰＵＳＣＨにピギーバックされたＰＵＣＣＨフィードバック情報も考慮されると、ＰＵＳＣＨ報告モードがチャネル状態に対してより大きい情報を有するため、深刻な性能低下につながることがある。

したがって、本発明の好ましい実施形態では、閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報内に設定される確認フィールドが、ｎ番目のサブフレームの特定リソースブロック（ＲＢ）を通じて転送される場合、この確認フィールドは、ｎ−４番目またはそれ以前のサブフレームのＰＵＳＣＨを通じて転送されたＰＭＩ、すなわち、ＰＵＣＣＨを通じて転送されたＰＭＩ以外のＰＭＩを基地局が用いたことを表すように設定することを提案する。

一方、上記表４の転送モードのうち、単一ＰＭＩ転送モード及び多重ＰＭＩ転送モードに対応するモード１−２（Ｍｏｄｅ １−２）、モード２−２（Ｍｏｄｅ ２−２）及びモード３−１（Ｍｏｄｅ ３−１）についてより具体的に説明すると、下記の通りである。

まず、広帯域フィードバック（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）に対応するモード１−２について説明する。モード１−２では、各サブバンド（Ｓｕｂｂａｎｄ）に対して該当のサブバンドでのみ転送がなされるという仮定の下に、望むプリコーディング行列がコードブックから選択される。ユーザ機器は、各サブバンド内で対応する選択されたプリコーディング行列を使用し、Ｓ個のサブバンドで転送することを仮定した時に算定される、コードワード当たり一つの広帯域ＣＱＩ値を報告する。また、ユーザ機器は、Ｓ個のサブバンドのそれぞれに対して選択されたＰＭＩを報告する。

次に、上位層により構成されるサブバンドフィードバックに該当するモード３−１について説明する。モード３−１では、Ｓ個のサブバンドで転送がなされることを仮定してコードブックから一つのプリコーディング行列が選択される。ユーザ機器は、全体サブバンドから上記のように選択された一つのプリコーディング行列を用いて転送することを仮定して算定される、それぞれＳ個のサブバンドに対するコードワード当たり一つのＣＱＩ値を報告する。また、ユーザ機器は、Ｓ個のサブバンドを通じて転送され、全体サブバンドで一つのプリコーディング行列が利用されることを仮定して算定された、コードワード当たり一つの広帯域ＣＱＩ値を転送する。なお、ユーザ機器は、一つのＰＭＩを転送することとなる。

最後に、ユーザ機器が選択するサブバンドフィードバックに該当するモード２−２について説明する。モード２−２で、ユーザ機器は、Ｓ個のサブバンドセット内で大きさｋを有するＭ個の望むサブバンドを選択し、このＭ個の選択されたサブバンドを通じた転送に用いる、望むプリコーディング行列をコードブックから選択する。その後、ユーザ機器は、上記のＭ個の望むサブバンドを通じて、Ｍ個のサブバンドのそれぞれを通じて上記のようにして選択された一つのプリコーディング行列を用いて転送する場合を反映してコードワード当たり一つのＣＱＩを報告することができる。また、ユーザ機器は、Ｍ個の選択されたサブバンドに対して望む一つのプリコーディング行列を報告することができる。Ｓ個のサブバンドを通じて転送するという仮定の下に一つのプリコーディング行列がコードブックから選択される。また、ユーザ機器は、Ｓ個のサブバンドで転送がなされ、全体サブバンドで一つのプリコーディング行列が用いられるという仮定の下に、コードワード当たり広帯域ＣＱＩを報告することができる。なお、ユーザ機器は、Ｓ個のサブバンド全体に対して選択された一つのＰＭＩを報告することができる。

上記のような転送モード１−２、２−２、３−１が、異なるシステム構成下で具現される場合の全体オーバーヘッドを表すと、下記の通りである。

上記表６は、システム帯域が５ＭＨｚ（２５ＲＢ）、１０ＭＨｚ（５０ＲＢ）、２０ＭＨｚ（１００ＲＢ）であり、それぞれ２転送アンテナ（２Ｔｘ）と４転送アンテナ（４Ｔｘ）状況で各転送モード別オーバーヘッドをビット数で表したものである。

上記表６では、各転送モードで情報ビットのみが考慮される。したがって、ＣＲＣのようにエラー有無を確認するための追加的な剰余ビットが存在する場合、それについて考慮する必要がある。

一般に、ダウンリンクで、基地局は、上記の確認フィールドを通じて一つのＰＭＩに関する確認情報のみを表すことになる。このような状況で、単一ＰＭＩ転送モードに該当するモード３−１の場合、基地局は、ユーザ機器からフィードバックされた一つのＰＭＩをエラー有無によらずに用いることができるので、オーバーヘッドを減少させるためにそれに関する別の確認情報を用いる実益が少ない。これに対し、多重ＰＭＩ転送モードに該当するモード１−２及び２−２の場合、ユーザ機器から転送されたＰＭＩを基地局が用いたか否かに関する確認情報を転送する実益がある。どのＰＭＩを用いたかに関する情報は、図３と関連して上述した通り、ＰＭＩフィードバックと確認フィールド転送間の時間関係を明確にすることで得ることができ、これにより、基地局とユーザ機器間に混同を防止することができる。

このような実施形態によって多重ＰＭＩ転送モードに該当するモード１−２及び２−２に対してのみＣＲＣを付加する場合、これを上記の表６に追加的に考慮した全体オーバーヘッドは、下記のように表すことができる。

上記表７で、“Ｌ”はＣＲＣのビット数を表し、具体的なビット数は、情報ビットの大きさ及び／または帯域幅によって異なってくることがある。例えば、モード１−２及び２−２に付加されるＣＲＣとして、１６ビット長のＣＲＣを用いることができ、このようなＣＲＣの生成多項式は、下記のように表すことができる。

また、上記モード１−２及び２−２に対して長さ８、すなわち、Ｌ＝８のＣＲＣを付加することができる。

上記のように開示された本発明の好ましい実施形態についての詳細な説明は、当業者が本発明を具現し実施できるように提供された。以上では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当技術分野における熟練した当業者には、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更可能であるということが理解できる。したがって、本発明は、ここに開示された実施形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を提供するものである。

上記のような本発明の実施形態によるダウンリンク制御情報送受信方法によれば、少ない量のプリコーディング情報を用いて、基地局の使用したＰＭＩに関する情報をユーザ機器に效率的に知らせることができ、效率的にＣＲＣ付加を設定することによってシステム性能を維持しながらオーバーヘッドを最小化することができる。

このような方式は、本発明の詳細な説明で取り上げた３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他に、３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ、ＩＥＥＥ ８０２．１６系列システムなどを含む様々なシステムにも同一の原理により適用されることができる。

Claims (14)

1. 基地局がダウンリンク制御情報を転送する方法であって、
   ユーザ機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）からプリコーディング行列インデックス（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ：ＰＭＩ）情報を含むフィードバック情報を受信し、
   前記基地局のアンテナ数及び転送モードによってあらかじめ決定されたビット数を有するプリコーディング情報を転送すること、
   を含み、
   前記プリコーディング情報のうち、所定転送モードに関するプリコーディング情報は、前記基地局が前記ユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すための確認フィールド情報を含み、
   前記確認フィールド情報がｎ番目のサブフレームの特定リソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ：ＲＢ）を通じて転送される場合、前記最近に受信したＰＭＩは、ｎ−ｘ番目のサブフレームまたは前記ｎ−ｘ番目のサブフレーム以前のサブフレームの前記特定リソースブロックに対応するリソースブロックを通じて受信したＰＭＩであり、
   前記“ｘ”は、あらかじめ決定された整数または物理層以上の上位層シグナリングにより決定される整数である、ダウンリンク制御情報転送方法。
2. 前記“ｘ”は、４とあらかじめ決定されることを特徴とする、請求項１に記載のダウンリンク制御情報転送方法。
3. 前記フィードバック情報受信ステップにおいて、前記ユーザ機器から物理アップリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｕｐｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＵＣＣＨ）及び物理アップリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｕｐｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＵＳＣＨ）のうち一つ以上を通じてＰＭＩを含むフィードバック情報を受信し、
   前記確認フィールドは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて受信したＰＭＩのみを考慮することを特徴とする、請求項１または２に記載のダウンリンク制御情報転送方法。
4. 前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて受信したＰＭＩには、ＣＲＣが付加されており、
   前記物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を通じて受信したＰＭＩには、ＣＲＣが付加されていないことを特徴とする、請求項３に記載のダウンリンク制御情報転送方法。
5. 前記フィードバック情報受信ステップは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）にピギーバックされた、ＰＭＩを含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を受信することを含み、
   前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）にピギーバックされた、前記ＰＭＩを含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）情報にはＣＲＣが付加されていないことを特徴とする、請求項３に記載のダウンリンク制御情報転送方法。
6. 前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて前記フィードバック情報を受信する場合、前記フィードバック情報は、単一ＰＭＩ転送モードまたは多重ＰＭＩ転送モードのいずれか一つで転送されたものであり、
   前記フィードバック情報が前記多重ＰＭＩ転送モードで転送されたものである場合にのみ、前記ＰＭＩにＣＲＣが付加されていることを特徴とする、請求項３に記載のダウンリンク制御情報転送方法。
7. 前記所定転送モードに関するプリコーディング情報は、閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報であることを特徴とする、請求項１に記載のダウンリンク制御情報転送方法。
8. ユーザ機器（ＵＥ）が基地局からダウンリンク制御情報を受信する方法であって、
   前記基地局にプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）情報を含むフィードバック情報を転送し、
   前記基地局のアンテナ数及び転送モードによってあらかじめ決定されたビット数を有するプリコーディング情報を受信すること
   を含み、
   前記プリコーディング情報のうち、所定転送モードに関するプリコーディング情報は、前記基地局が前記ユーザ機器から最近に受信したＰＭＩを用いたことを表すための確認フィールド情報を含み、
   前記確認フィールド情報がｎ番目のサブフレームの特定リソースブロック（ＲＢ）を通じて転送される場合、前記最近に受信したＰＭＩは、ｎ−ｘ番目のサブフレームまたは前記ｎ−ｘ番目のサブフレーム以前のサブフレームの前記特定リソースブロックに対応するリソースブロックを通じて受信したＰＭＩであり、
   前記“ｘ”は、あらかじめ決定された整数または物理層以上の上位層シグナリングにより決定される整数であることを、ダウンリンク制御情報受信方法。
9. 前記“ｘ”は、４とあらかじめ決定されることを特徴とする、請求項８に記載のダウンリンク制御情報受信方法。
10. 前記フィードバック情報転送ステップにおいて、前記ユーザ機器は、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）及び物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）のうち一つ以上を通じてＰＭＩを含むフィードバック情報を転送し、
    前記確認フィールドは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて転送されたＰＭＩのみを考慮することを特徴とする、請求項８または９に記載のダウンリンク制御情報受信方法。
11. 前記フィードバック情報転送ステップは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて転送されるＰＭＩにＣＲＣを付加することを含み、
    前記フィードバック情報転送ステップで前記物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を通じて転送されるＰＭＩにはＣＲＣを付加しないことを特徴とする、請求項１０に記載のダウンリンク制御情報受信方法。
12. 前記フィードバック情報転送ステップは、前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）にピギーバックされた、ＰＭＩを含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を転送することを含み、
    前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）にピギーバックされた、前記ＰＭＩを含む物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）情報にはＣＲＣを付加しないことを特徴とする、請求項１０に記載のダウンリンク制御情報受信方法。
13. 前記物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を通じて前記フィードバック情報を転送する場合、前記フィードバック情報は、単一ＰＭＩ転送モードまたは多重ＰＭＩ転送モードのいずれか一方で転送され、
    前記フィードバック情報が前記多重ＰＭＩ転送モードで転送される場合にのみ前記ＰＭＩにＣＲＣを付加して転送することを特徴とする、請求項１０に記載のダウンリンク制御情報受信方法。
14. 前記所定転送モードに関するプリコーディング情報は、閉ループ空間多重化転送モードに関するプリコーディング情報であることを特徴とする、請求項８に記載のダウンリンク制御情報受信方法。