JP2012522451A - 無線通信システムにおける信号送信方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおける信号送信方法及び装置を提供する。
【解決手段】前記方法は、Ｒ個の空間ストリームを生成し、前記Ｒ個の空間ストリームの各々は、情報ストリーム及び参照信号に基づいて生成される段階、前記Ｒ個の空間ストリーム及びプリコーディング行列に基づいてＮ個の送信ストリームを生成する段階（Ｒ＜Ｎ）、前記Ｎ個の送信ストリームを少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングする段階、及び前記少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングされた前記Ｎ個の送信ストリームからＮ個の信号を生成し、前記Ｎ個の信号の各々をＮ個のアンテナの各々を介して送信する段階、を含む。
【選択図】図１８

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、無線通信システムにおける信号送信方法及び装置に関する。

無線通信システムは、音声やデータなどのような多様な種類の通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。無線通信システムの目的は、多数のユーザが位置と移動性に関係なしに信頼することができる（ｒｅｌｉａｂｌｅ）通信が可能にすることである。然しながら、無線チャネル（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ）は、パスロス（ｐａｔｈ ｌｏｓｓ）、雑音（ｎｏｉｓｅ）、マルチパス（ｍｕｌｔｉｐａｔｈ）によるフェーディング（ｆａｄｉｎｇ）現象、シンボル間干渉（ＩＳＩ；ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）または端末の移動性によるドップラー効果（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｅｆｆｅｃｔ）などの非理想的な特性がある。従って、無線チャネルの非理想的特性を克服し、無線通信の信頼度（ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）を高めるために多様な技術が開発されている。

信頼可能な高速のデータサービスをサポートするための技術としてＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）技法がある。ＭＩＭＯ技法は、多重送信アンテナと多重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。ＭＩＭＯ技法には、空間多重化（ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、送信ダイバーシティ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、ビーム形成（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）などがある。

多重受信アンテナ及び多重送信アンテナによりＭＩＭＯチャネル行列が形成される。ＭＩＭＯチャネル行列からランク（ｒａｎｋ）を求めることができる。ランクは、空間レイヤ（ｓｐａｔｉａｌ ｌａｙｅｒ）の個数である。ランクは、送信機が同時に送信可能な空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）の個数と定義されることもできる。ランクは空間多重化率ともいう。送信アンテナ個数をＮｔ、受信アンテナの個数をＮｒとする時、ランクＲはＲ≦ｍｉｎ｛Ｎｔ，Ｎｒ｝になる。

無線通信システムでは、チャネル測定（ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）、情報復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などのために送信機と受信機の両方とも知っている信号が必要である。送信機と受信機の両方ともが知っている信号を参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ；ＲＳ）という。参照信号は、パイロット（ｐｉｌｏｔ）とも呼ばれることができる。

受信機は、参照信号を介して送信機と受信機との間のチャネルを推定し、推定されたチャネルを用いて情報を復調することができる。端末が基地局から送信された参照信号を受信した場合、端末は、参照信号を介してチャネルを測定し、基地局にチャネル状態情報をフィードバックすることができる。

送信機から送信された信号は、送信アンテナ毎にまたは空間レイヤ毎に対応されるチャネルを経るため、参照信号は、各送信アンテナ別にまたは空間レイヤ別に送信されることができる。参照信号が空間レイヤ別に送信される場合、参照信号はプリコーディングされて送信されることができる。この場合、受信機は、同一プリコーディング行列が使われる周波数領域に対する情報を知る必要がある。

従って、無線通信システムにおける効率的な信号送信方法及び装置を提供する必要がある。

本発明の解決しようとする技術的課題は、無線通信システムにおける信号送信方法及び装置を提供することである。

一態様で、無線通信システムにおける信号送信方法を提供する。前記方法は、Ｒ個の空間ストリームを生成し、前記Ｒ個の空間ストリームの各々は、情報ストリーム及び参照信号に基づいて生成される段階、前記Ｒ個の空間ストリーム及びプリコーディング行列に基づいてＮ個の送信ストリームを生成する段階（Ｒ＜Ｎ）、前記Ｎ個の送信ストリームを少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングする段階、及び前記少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングされた前記Ｎ個の送信ストリームからＮ個の信号を生成し、前記Ｎ個の信号の各々をＮ個のアンテナの各々を介して送信する段階、を含む。

他の態様で、無線通信システムにおける信号送信装置を提供する。前記装置は、Ｎ個のアンテナ、及び前記Ｎ個のアンテナと連結され、同一プリコーディング行列が使われる帯域幅を指示するプリコーディング帯域幅情報を送信し、Ｒ個の空間ストリームを生成し、前記Ｒ個の空間ストリームの各々は、情報ストリーム及び参照信号に基づいて生成され、前記Ｒ個の空間ストリーム及びプリコーディング行列に基づいてＮ個の送信ストリームを生成し、前記Ｎ個の送信ストリームを少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングし、前記少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングされた前記Ｎ個の送信ストリームからＮ個の信号を生成し、前記Ｎ個の信号の各々を前記Ｎ個のアンテナの各々を介して送信する。

無線通信システムにおける効率的な信号送信方法及び装置を提供することができる。従って、全体システム性能が向上することができる。

無線通信システムを示すブロック図である。 無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）構造の例を示す。 一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ）を示す例示図である。 ダウンリンクサブフレームの構造の例を示す。 ノーマルＣＰの場合、一つのアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。 ノーマルＣＰの場合、２個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。 ノーマルＣＰの場合、４個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。 拡張されたＣＰの場合、一つのアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。 拡張されたＣＰの場合、２個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。 拡張されたＣＰの場合、４個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。 ＬＴＥにおけるノーマルＣＰの場合、専用参照信号のマッピング例を示す。 ＬＴＥにおける拡張されたＣＰの場合、専用参照信号のマッピング例を示す。 送信機構造の例を示すブロック図である。 図１３の情報プロセッサ構造の例を示すブロック図である。 プリコーディングされない専用参照信号を生成する送信機構造の例を示すブロック図である。 プリコーディングされた専用参照信号を生成する送信機構造の例を示すブロック図である。 プリコーディングされた専用参照信号が使われる無線通信のための装置の例を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る無線通信システムにおける信号送信方法を示す流れ図である。 単一ＰＭＩ類型の場合、フィードバックサブバンドの例を示す。 単一ＰＭＩ類型の場合、プリコーディングサブバンドの例を示す。 多重ＰＭＩ類型の場合、フィードバックサブバンドの例を示す。 多重ＰＭＩ類型の場合、プリコーディングサブバンドの例を示す。 プリコーディング帯域幅の例を示す。 本発明の実施例が具現される無線通信のための装置を示すブロック図である。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）などのような多様な多重接続方式（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ）に使われることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）で具現されることができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術で具現されることができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ）などのような無線技術で具現されることができる。ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを使用するＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ）の一部であり、ダウンリンクでＯＦＤＭＡを採用し、アップリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）はＬＴＥの進化である。

説明を明確にするために、ＬＴＥ（Ｒｅｌｅａｓｅ ８）／ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌｅａｓｅ １０）を中心に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。

図１は、無線通信システムを示すブロック図である。

図１を参照すると、無線通信システム１０は少なくとも一つの基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）１１を含む。各基地局１１は特定の地理的領域（一般的にセルという）１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対して通信サービスを提供する。また、セルは複数の領域（セクターという）に分けられる。端末（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）１２は、固定されたり移動性を有することができ、ＭＳ（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、ＵＴ（ｕｓｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＳＳ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、無線モデム（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｄｅｍ）、携帯機器（ｈａｎｄｈｅｌｄ ｄｅｖｉｃｅ）等、他の用語で呼ばれることができる。基地局１１は、一般的に端末１２と通信する固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）を意味し、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ−ＮｏｄｅＢ）、ＢＴＳ（ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）等、他の用語で呼ばれることができる。

以下、ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）は基地局から端末への通信を意味し、アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）は端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクで、送信機は基地局の一部分であり、受信機は端末の一部分である。アップリンクで、送信機は端末の一部分であり、受信機は基地局の一部分である。

無線通信システムは、多重アンテナをサポートすることができる。送信機は、複数の送信アンテナ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ａｎｔｅｎｎａ）を使用し、受信機は、複数の受信アンテナ（ｒｅｃｅｉｖｅ ａｎｔｅｎｎａ）を使用することができる。送信アンテナは、一つの信号またはストリーム（ｓｔｒｅａｍ）の送信に使われる物理的または論理的アンテナを意味し、受信アンテナは、一つの信号またはストリームの受信に使われる物理的または論理的アンテナを意味する。送信機及び受信機が複数のアンテナを使用すると、無線通信システムはＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）システムで呼ばれることができる。

無線通信の過程は、一つの単一階層で具現されることより垂直的な複数の独立的な階層で具現されることが好ましい。垂直的な複数の階層構造をプロトコルスタック（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ）という。プロトコルスタックは、通信システムで広く知られたプロトコル構造のためのモデルであるＯＳＩ（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）モデルを参照することができる。

図２は、無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）構造の例を示す。

図２を参照すると、無線フレームは、１０個のサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）で構成され、一つのサブフレームは、２個のスロット（ｓｌｏｔ）で構成される。無線フレーム内のスロットは＃０から＃１９までのスロット番号が付けられる。一つのサブフレームの送信にかかる時間をＴＴＩ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）という。ＴＴＩは、情報送信のためのスケジューリング単位を意味する。例えば、一つの無線フレームの長さは１０ｍｓであり、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である。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またはサブフレームに含まれるスロットの数は多様に変更されることができる。

図３は、一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ）を示す例示図である。

図３を参照すると、ダウンリンクスロットは、時間領域（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）で複数のＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルを含み、周波数領域（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ）でＮ＿ＤＬリソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を含む。ＯＦＤＭシンボルは、一つのシンボル区間（ｓｙｍｂｏｌ ｐｅｒｉｏｄ）を表現するためのものであり、多重接続方式によってＯＦＤＭＡシンボル、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルなど、他の名称で呼ばれることができる。ダウンリンクスロットに含まれるリソースブロックの数Ｎ＿ＤＬは、セルで設定されるダウンリンク送信帯域幅（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）に従属する。ＬＴＥにおけるＮ＿ＤＬは６乃至１１０のうちいずれか一つである。一つのリソースブロックは周波数領域で複数の副搬送波を含む。

リソースグリッド上の各要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）をリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）という。リソースグリッド上のリソース要素は、スロット内のインデックス対（ｉｎｄｅｘ ｐａｉｒ）（ｋ，ｌ）により識別されることができる。ここで、ｋ（ｋ＝０，．．．，Ｎ＿ＤＬ×１２−１）は周波数領域内の副搬送波インデックスであり、ｌ（ｌ＝０，．．．，６）は時間領域内のＯＦＤＭシンボルインデックスである。

ここで、一つのリソースブロックは、時間領域で７ＯＦＤＭシンボル、周波数領域で１２副搬送波で構成される７×１２リソース要素を含むことを例示的に記述するが、リソースブロック内のＯＦＤＭシンボルの数と副搬送波の数はこれに制限されるものではない。ＯＦＤＭシンボルの数は、ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）の長さ、副搬送波間隔（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ）によって多様に変更されることができる。例えば、ノーマル（ｎｏｒｍａｌ）ＣＰの場合、ＯＦＤＭシンボルの数は７であり、拡張された（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＰの場合、ＯＦＤＭシンボルの数は６である。

図３の一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッドは、アップリンクスロットに対するリソースグリッドにも適用されることができる。

図４は、ダウンリンクサブフレームの構造の例を示す。

図４を参照すると、ダウンリンクサブフレームは、２個の連続的な（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ）スロットを含む。ダウンリンクサブフレーム内の第１のスロット（１ｓｔ ｓｌｏｔ）の前方部の３ＯＦＤＭシンボルは制御領域（ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｇｉｏｎ）であり、残りのＯＦＤＭシンボルはデータ領域（ｄａｔａ ｒｅｇｉｏｎ）である。ここで、制御領域が３ＯＦＤＭシンボルを含むことは例示に過ぎない。

データ領域にはＰＤＳＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）が割り当てられることができる。ＰＤＳＣＨ上にはダウンリンクデータが送信される。

制御領域には、ＰＣＦＩＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒｍａｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ＨＡＲＱ（ｈｙｂｒｉｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ） ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）などの制御チャネルが割り当てられることができる。

ＰＣＦＩＣＨは、端末にサブフレーム内でＰＤＣＣＨの送信に使われるＯＦＤＭシンボルの個数に関する情報を運ぶ（ｃａｒｒｙ）。ＰＤＣＣＨ送信に使われるＯＦＤＭシンボルの数はサブフレーム毎に変更されることができる。ＰＨＩＣＨは、アップリンクデータに対するＨＡＲＱ ＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）／ＮＡＣＫ（ｎｅｇａｔｉｖｅ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を運ぶ。

ＰＤＣＣＨは、ダウンリンク制御情報を運ぶ。ダウンリンク制御情報には、ダウンリンクスケジューリング情報、アップリンクスケジューリング情報またはアップリンクパワー制御命令などがある。ダウンリンクスケジューリング情報はダウンリンクグラント（ｇｒａｎｔ）ともいい、アップリンクスケジューリング情報はアップリンクグラントともいう。

ダウンリンクグラントは、ダウンリンクデータが送信される時間−周波数リソースを指示するリソース割当フィールド、ダウンリンクデータのＭＣＳ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）レベルを指示するＭＣＳフィールドなどを含むことができる。

送信技法（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）がＭＵ−ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ）である場合、ダウンリンクグラントは、パワーオフセット（ｐｏｗｅｒ ｏｆｆｓｅｔ）フィールドをさらに含むことができる。パワーオフセットフィールドは、リソース要素当たりダウンリンク送信エネルギーを求めるためのパワーオフセット情報を指示する。

送信技法は、基地局が端末にダウンリンクデータを送信する技法である。例えば、送信技法には、単一アンテナ技法、ＭＩＭＯ技法などがある。ＭＩＭＯ技法には、送信ダイバーシティ技法、閉ループ空間多重化技法、開ループ空間多重化技法、及びＭＵ−ＭＩＭＯ技法などがある。送信技法は、ＲＲＣ（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）のような上位階層（ｈｉｇｈｅｒ ｌａｙｅｒ）シグナリングにより半静的に（ｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ）設定されることができる。

無線通信システムでは、チャネル測定（ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）、情報復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などのために送信機と受信機の両方ともが知っている信号が必要である。送信機と受信機の両方とも知っている信号を参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ；ＲＳ）という。参照信号はパイロット（ｐｉｌｏｔ）とも呼ばれることができる。参照信号は、上位階層から由来した情報を運ばなく、物理階層（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）で生成されることができる。

参照信号は、予め定義された参照信号シーケンスがかけられて送信されることができる。参照信号シーケンスは二進シーケンス（ｂｉｎａｒｙ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）または複素シーケンス（ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）である。例えば、参照信号シーケンスは、ＰＮ（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ）シーケンス、ｍ−シーケンスなどを用いることができる。ただし、これは例示に過ぎず、参照信号シーケンスに特別な制限はない。基地局が参照信号に参照信号シーケンスをかけて送信する場合、端末は隣接セルの信号が参照信号に及ぼす干渉を減少させることができる。これによって、チャネル推定性能が向上することができる。

参照信号は、共用参照信号（ｃｏｍｍｏｎ ＲＳ）と専用参照信号（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＳ）に区分されることができる。

共用参照信号はセル内の全ての端末に送信される参照信号である。セル内の全ての端末は共用参照信号を受信することができる。セル間干渉を避けるために、共用参照信号はセルによって定められることができる。この場合、共用参照信号はセル特定参照信号（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲＳ）とも呼ぶ。共用参照信号はチャネル測定と情報復調に使われることができる。チャネル測定のみのための参照信号の例として、ＣＳＩ−ＲＳ（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔａｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−ＲＳ）がある。

専用参照信号は、セル内の特定端末または特定端末グループが受信する参照信号である。他の端末は、専用参照信号を用いることができない。専用参照信号は端末特定参照信号（ＵＥ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲＳ）とも呼ぶ。専用参照信号は、特定端末のダウンリンクデータ送信のために割り当てられたリソースブロックを介して送信されることができる。専用参照信号は情報復調に使われることができる。

図５は、ノーマルＣＰの場合、一つのアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。図６は、ノーマルＣＰの場合、２個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。図７は、ノーマルＣＰの場合、４個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。図８は、拡張されたＣＰの場合、一つのアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。図９は、拡張されたＣＰの場合、２個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。図１０は、拡張されたＣＰの場合、４個のアンテナに対する共用参照信号のマッピング例を示す。

図５乃至図１０を参照すると、Ｒｐはアンテナ＃ｐを介する参照信号送信に使われるリソース要素を示す（ｐ＝０，１，２，３）。以下、参照信号送信に使われるリソース要素を参照リソース要素という。Ｒｐはアンテナ＃ｐに対する参照リソース要素である。Ｒｐはアンテナ＃ｐを介する送信にのみ使われる。言い換えれば、サブフレーム内のあるアンテナを介する参照信号送信に使われるリソース要素は、同一サブフレーム内の他のアンテナを介してはどんな送信にも使われず、０に設定されることができる。これはアンテナ間干渉を与えないためである。

以下、説明の便宜のために、時間−周波数リソース内の参照信号パターン（ＲＳ ｐａｔｔｅｒｎ）の最小単位を基本単位（ｂａｓｉｃ ｕｎｉｔ）という。参照信号パターンとは、時間−周波数リソース内で参照リソース要素の位置が決定される方式である。基本単位が時間領域及び／または周波数領域に拡張されると、参照信号パターンが繰り返される。ここで、基本単位は、時間領域で一つのサブフレーム及び周波数領域で一つのリソースブロックである。

共用参照信号はダウンリンクサブフレーム毎に送信されることができる。アンテナ毎に一つの共用参照信号が送信される。共用参照信号はサブフレーム内の参照リソース要素の集合に対応される。基地局は、共用参照信号に予め定義された共用参照信号シーケンスをかけて送信することができる。

共用参照信号の参照信号パターンを共用参照信号パターンという。アンテナの各々のための共用参照信号パターンは、時間−周波数領域で互いに直交（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）する。共用参照信号パターンは、セル内の全ての端末に共通される。共用参照信号シーケンスもセル内の全ての端末に共通される。ただし、セル間干渉を最小化させるために、共用参照信号パターン及び共用参照信号シーケンスの各々はセルによって定められることができる。

共用参照信号シーケンスは一つのサブフレーム内のＯＦＤＭシンボル単位に生成されることができる。共用参照信号シーケンスは、セルＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、一つの無線フレーム内のスロット番号、スロット内のＯＦＤＭシンボルインデックス、ＣＰの長さなどによって変わることができる。

基本単位内の参照リソース要素を含むＯＦＤＭシンボルで、一つのアンテナに対する参照リソース要素の個数は２である。即ち、基本単位内のＲｐを含むＯＦＤＭシンボルでＲｐの個数は２である。サブフレームは周波数領域でＮ＿ＤＬリソースブロックを含む。従って、サブフレーム内のＲｐを含むＯＦＤＭシンボルでＲｐの個数は２×Ｎ＿ＤＬである。また、サブフレーム内のＲｐを含むＯＦＤＭシンボルでアンテナ＃ｐに対する共用参照信号シーケンスの長さは２×Ｎ＿ＤＬである。

次の数式は、一つのＯＦＤＭシンボルで共用参照信号シーケンスのために生成される複素シーケンスｒ（ｍ）の例を示す。

ここで、Ｎ＿ｍａｘ，ＤＬは無線通信システムでサポートされる最大ダウンリンク送信帯域幅に該当するリソースブロックの個数である。ＬＴＥでＮ＿ｍａｘ，ＤＬは１１０である。Ｎ＿ＤＬがＮ＿ｍａｘ，ＤＬより小さい場合、２×Ｎ＿ｍａｘ，ＤＬ長さに生成された複素シーケンスのうち２×Ｎ＿ＤＬ長さの一定部分を選択して共用参照信号シーケンスとして使用することができる。ｃ（ｉ）はＰＮシーケンスである。ＰＮシーケンスは、長さ−３１のゴールド（Ｇｏｌｄ）シーケンスにより定義されることができる。次の数式は、ｃ（ｉ）の例を示す。

ここで、Ｎｃ＝１６００であり、ｘ（ｉ）は第１のｍ−シーケンスであり、ｙ（ｉ）は第２のｍ−シーケンスである。例えば、第１のｍ−シーケンスは、各ＯＦＤＭシンボルの初めでｘ（０）＝１、ｘ（ｉ）＝０（ｉ＝１，２，．．．，３０）で初期化（ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）されることができる。第２のｍ−シーケンスは、各ＯＦＤＭシンボルの初めでセルＩＤ、無線フレーム内のスロット番号、スロット内のＯＦＤＭシンボルインデックス、ＣＰの長さなどによって初期化されることができる。

次の数式は、第２のｍ−シーケンスの初期化の例である。

ここで、ｎ＿ｓは無線フレーム内のスロット番号であり、ｌはスロット内のＯＦＤＭシンボルインデックスであり、Ｎ＿ｃｅｌｌ＿ＩＤはセルＩＤである。ノーマルＣＰである場合、Ｎ＿ＣＰは１であり、拡張されたＣＰである場合、Ｎ＿ＣＰは０である。

前記数式で共用参照信号シーケンスを生成する場合、共用参照信号シーケンスはアンテナとは関係がない。従って、同一ＯＦＤＭシンボルで複数のアンテナの各々に共用参照信号が送信される場合、前記複数のアンテナの各々の共用参照信号シーケンスは同じである。

参照リソース要素を含むＯＦＤＭシンボル毎に生成された共用参照信号シーケンスは、共用参照信号パターンによって参照リソース要素にマッピングされる。この時、共用参照信号シーケンスは順に周波数領域でＮ＿ＤＬリソースブロック内で副搬送波インデックスの昇順に参照リソース要素にマッピングされることができる。即ち、共用参照信号は全体周波数帯域にわたって送信されることができる。この時、各アンテナ毎に共用参照信号シーケンスが生成され、各アンテナ毎に共用参照信号シーケンスが参照リソース要素にマッピングされる。

図１１は、ＬＴＥにおけるノーマルＣＰの場合、専用参照信号のマッピング例を示す。図１２は、ＬＴＥにおける拡張されたＣＰの場合、専用参照信号のマッピング例を示す。

図１１及び図１２を参照すると、Ｒ５はアンテナ＃５を介する専用参照信号送信に使われるリソース要素を示す。ＬＴＥにおける専用参照信号は単一アンテナ送信のためにサポートされる。上位階層によりＰＤＳＣＨ上のダウンリンクデータ送信技法がアンテナ＃５を介する単一アンテナ送信によって設定された場合にのみ、専用参照信号が存在することができ、ＰＤＳＣＨ復調のために有効である。専用参照信号はＰＤＳＣＨがマッピングされるリソースブロック上でのみ送信されることができる。専用参照信号は、ＰＤＳＣＨがマッピングされるリソースブロック内の参照リソース要素の集合に対応される。基地局は、専用参照信号に予め定義された専用参照信号シーケンスをかけて送信することができる。ここで、基本単位は、時間領域で一つのサブフレーム及び周波数領域で一つのリソースブロックである。

専用参照信号は共用参照信号と同時に送信されることができる。従って、参照信号オーバーヘッドは、共用参照信号のみが送信される場合の参照信号オーバーヘッドと比較して非常に高まるようになる。端末は共用参照信号と専用参照信号を共に使用することができる。サブフレーム内の制御情報が送信される制御領域で、端末は共用参照信号を使用し、サブフレーム内の残りのデータ領域で、端末は専用参照信号を使用することができる。例えば、制御領域は、サブフレームの第１のスロット内のＯＦＤＭシンボルインデックスｌが０乃至２であるＯＦＤＭシンボルである（図４参照）。

専用参照信号の参照信号パターンである専用参照信号パターンはセル内の全ての端末に共通されることができる。ただし、セル間干渉を最小化させるために、専用参照信号パターンはセルによって定められることができる。専用参照信号シーケンスは端末によって定められることができる。従って、セル内の特定端末のみが専用参照信号を受信することができる。

専用参照信号シーケンスはサブフレーム単位に生成されることができる。専用参照信号シーケンスは、セルＩＤ、一つの無線フレーム内のサブフレームの位置、端末ＩＤなどによって変わることができる。

基本単位内の専用参照信号のための参照リソース要素の個数は１２である。即ち、基本単位内のＲ５の個数は１２である。ＰＤＳＣＨがマッピングされるリソースブロックの個数をＮ＿ＰＤＳＣＨとする場合、専用参照信号のための全体Ｒ５の個数は１２×Ｎ＿ＰＤＳＣＨである。従って、専用参照信号シーケンスの長さは１２×Ｎ＿ＰＤＳＣＨである。専用参照信号シーケンスの長さは、端末がＰＤＳＣＨ送信のために割当を受けるリソースブロックの個数によって変わることができる。

次の数式は、専用参照信号シーケンスｒ（ｍ）の例を示す。

ここで、ｃ（ｉ）はＰＮシーケンスである。ｃ（ｉ）は数式２が用いられることができる。この時、第２のｍ−シーケンスは、各サブフレームの初めでセルＩＤ、一つの無線フレーム内のサブフレームの位置、端末ＩＤなどによって初期化されることができる。

次の数式は、第２のｍ−シーケンスの初期化の例である。

ここで、ｎ＿ｓは無線フレーム内のスロット番号であり、Ｎ＿ｃｅｌｌ＿ＩＤはセルＩＤであり、ＵＥ＿ＩＤは端末ＩＤである。

専用参照信号シーケンスは、ＰＤＳＣＨがマッピングされるリソースブロック内で参照信号パターンによって参照リソース要素にマッピングされる。この時、専用参照信号シーケンスは順に前記リソースブロック内で、まず、副搬送波インデックスの昇順、次にはＯＦＤＭシンボルインデックスの昇順に参照リソース要素にマッピングされる。

このように、ＬＴＥにおける専用参照信号は単一空間ストリーム及び単一アンテナ送信のためにサポートされるが、ＬＴＥ−Ａにおける専用参照信号は多重空間ストリームまたは多重アンテナ送信のためにもサポートされなければならない。従って、多重空間ストリームまたは多重アンテナ送信のための専用参照信号送信方法及びその装置を提供する必要がある。

以下、多重アンテナを介する情報及び専用参照信号送信方法及びその装置に対して詳述する。以下で説明される内容はＬＴＥ−Ａシステムだけでなく、一般的なＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムで適用可能である。

図１３は、送信機構造の例を示すブロック図である。ここで、送信機は、端末または基地局の一部分である。

図１３を参照すると、送信機１００は、情報プロセッサ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１１０、Ｎｔ個のリソース要素マッパ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍａｐｐｅｒ）１２０−１，．．．，１２０−Ｎｔ、Ｎｔ個のＯＦＤＭ信号生成器（ＯＦＤＭ ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１３０−１，．．．，１３０−Ｎｔ、Ｎｔ個のＲＦ部（ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ） ｕｎｉｔ）１４０−１，．．．，１４０−Ｎｔ、及びＮｔ個の送信アンテナ１９０−１，．．．，１９０−Ｎｔを含む（Ｎｔは自然数）。

情報プロセッサ１１０は、Ｎｔ個のリソース要素マッパ１２０−１，．．．，１２０−Ｎｔの各々に連結される。Ｎｔ個のリソース要素マッパ１２０−１，．．．，１２０−Ｎｔの各々は、Ｎｔ個のＯＦＤＭ信号生成器１３０−１，．．．，１３０−Ｎｔの各々に連結され、Ｎｔ個のＯＦＤＭ信号生成器１３０−１，．．．，１３０−Ｎｔの各々は、Ｎｔ個のＲＦ部１４０−１，．．．，１４０−Ｎｔの各々に連結され、Ｎｔ個のＲＦ部１４０−１，．．．，１４０−Ｎｔの各々は、Ｎｔ個の送信アンテナ１９０−１，．．．，１９０−Ｎｔの各々に連結される。即ち、リソース要素マッパ＃ｎ（１２０−ｎ）はＯＦＤＭ信号生成器＃ｎ（１３０−ｎ）に連結され、ＯＦＤＭ信号生成器＃ｎ（１３０−ｎ）はＲＦ部＃ｎ（１４０−ｎ）に連結され、ＲＦ部＃ｎ（１４０−ｎ）は送信アンテナ＃ｎ（１９０−ｎ）に連結される（ｎ＝１，．．．，Ｎｔ）。多重アンテナ送信の場合、送信アンテナ毎に定義された一つのリソースグリッドがある。

情報プロセッサ１１０は情報の入力を受ける。情報は制御情報またはデータである。情報はビット（ｂｉｔ）またはビット列（ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）の形態である。送信機１００は、物理階層で具現されることができる。この場合、情報は、ＭＡＣ（ｍｅｄｉｕｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）階層のような上位階層から由来したものである。

情報プロセッサ１１０は、情報からＮｔ個の送信ストリーム（送信ストリーム＃１，送信ストリーム＃２，．．．，送信ストリーム＃Ｎｔ）を生成するように形成される。Ｎｔ個の送信ストリームの各々は複数の送信シンボルを含む。送信シンボルは情報を処理して得られる複素数シンボル（ｃｏｍｐｌｅｘ−ｖａｌｕｅｄ ｓｙｍｂｏｌ）である。

Ｎｔ個のリソース要素マッパ１２０−１，．．．，１２０−Ｎｔの各々は、Ｎｔ個の送信ストリームの各々の入力を受けるように形成される。即ち、リソース要素マッパ＃ｎ（１２０−ｎ）は、送信ストリーム＃ｎの入力を受けるように形成される（ｎ＝１，．．．，Ｎｔ）。リソース要素マッパ＃ｎ（１２０−ｎ）は、情報送信のために割当を受けたリソースブロック内のリソース要素に送信ストリーム＃ｎをマッピングするように形成される。送信ストリーム＃ｎの送信シンボルの各々は一つのリソース要素にマッピングされることができる。送信ストリーム＃ｎがマッピングされないリソース要素には‘０’が挿入されることができる。

情報送信のために割当を受けたリソースブロックは一つ以上である。複数のリソースブロックが割り当てられる場合、複数のリソースブロックは、連続的に割り当てられたり、不連続的に割り当てられることができる。

Ｎｔ個のＯＦＤＭ信号生成器１３０−１，．．．，１３０−Ｎｔの各々は、ＯＦＤＭシンボル毎に時間−連続的な（ｔｉｍｅ−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）ＯＦＤＭ信号を生成するように形成される。時間−連続的なＯＦＤＭ信号はＯＦＤＭベースバンド（ｂａｓｅｂａｎｄ）信号とも呼ぶ。Ｎｔ個のＯＦＤＭ信号生成器１３０−１，．．．，１３０−Ｎｔの各々は、ＯＦＤＭシンボル毎にＩＦＦＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）実行、ＣＰ挿入などを介してＯＦＤＭ信号を生成することができる。

Ｎｔ個のＲＦ部１４０−１，．．．，１４０−Ｎｔの各々は、各ＯＦＤＭベースバンド信号を無線信号（ｒａｄｉｏ ｓｉｇｎａｌ）に変換する。ＯＦＤＭベースバンド信号は、搬送波周波数（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）にアップコンバージョン（ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）されて無線信号に変換されることができる。搬送波周波数は中心周波数（ｃｅｎｔｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）とも呼ぶ。送信機１００は、単一搬送波（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ）を使用したり、多重搬送波（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ）を使用することができる。

Ｎｔ個の送信アンテナ１９０−１，．．．，１９０−Ｎｔの各々を介して各無線信号が送信される。

図１４は、図１３の情報プロセッサ構造の例を示すブロック図である。

図１４を参照すると、情報プロセッサ２００は、Ｑ個のチャネルエンコーダ（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｎｃｏｄｅｒ）２１０−１，．．．，２１０−Ｑ、Ｑ個のスクランブラ（ｓｃｒａｍｂｌｅｒ）２２０−１，．．．，２２０−Ｑ、Ｑ個の変調マッパ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍａｐｐｅｒ）２３０−１，．．．，２３０−Ｑ、レイヤマッパ（ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｅｒ）２４０、プリコーダ２５０を含む。

Ｑ個のチャネルエンコーダ２１０−１，．．．，２１０−Ｑの各々は、Ｑ個のスクランブラ２２０−１，．．．，２２０−Ｑの各々に連結され、Ｑ個のスクランブラ２２０−１，．．．，２２０−Ｑの各々は、複数の変調マッパ２３０−１，．．．，２３０−Ｑの各々に連結され、複数の変調マッパ２３０−１，．．．，２３０−Ｑは、レイヤマッパ２４０に連結され、レイヤマッパ２４０は、プリコーダ２５０に連結される。

プリコーダ２５０はＮｔ個のリソース要素マッパ（図５参照）に連結される。即ち、チャネルエンコーダ＃ｑ（２１０−ｑ）は、スクランブラ＃ｑ（２２０−ｑ）に連結され、スクランブラ＃ｑ（２２０−ｑ）は、変調マッパ＃ｑ（２３０−ｑ）に連結される（ｑ＝１，．．．，Ｑ）。

Ｑ個のチャネルエンコーダ２１０−１，．．．，２１０−Ｑの各々は、情報ビット（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｔ）の入力を受け、情報ビットにチャネルコーディングを実行し、符号化されたビット（ｅｎｃｏｄｅｄ ｂｉｔ）を生成するように形成される。情報ビットは、送信機が送信しようとする情報に対応される。情報ビットの大きさは情報によって多様であり、符号化されたビットの大きさも情報ビットの大きさ及びチャネルコーディング方式によって多様である。チャネルコーディング方式には制限がない。例えば、チャネルコーディング方式には、ターボコーディング（ｔｕｒｂｏ ｃｏｄｉｎｇ）、コンボリューションコーディング（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）、ブロックコーディング（ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ）などが使われることができる。情報ビットにチャネルコーディングが実行された符号化されたビットをコードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）という。ここで、Ｑはコードワードの個数である。チャネルエンコーダ＃ｑ（２１０−ｑ）はコードワード＃ｑを出力する（ｑ＝１，．．．，Ｑ）。

Ｑ個のスクランブラ２２０−１，．．．，２２０−Ｑの各々は、各コードワードに対するスクランブルされたビット（ｓｃｒａｍｂｌｅｄ ｂｉｔ）を生成するように形成される。スクランブルされたビットは、符号化されたビットをスクランブルリングシーケンス（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）でスクランブルして生成される。スクランブラ＃ｑ（２２０−ｑ）は、コードワード＃ｑに対するスクランブルされたビットを生成するように形成される（ｑ＝１，．．．，Ｑ）。

Ｑ個の変調マッパ２３０−１，．．．，２３０−Ｑの各々は、各コードワードに対する変調シンボルを生成するように形成される。変調シンボルは複素数シンボルである。変調マッパ＃ｑ（２３０−ｑ）は、コードワード＃ｑに対するスクランブルされたビットを信号コンステレイション（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）上の位置を表現するシンボルにマッピングして変調シンボル（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｍｂｏｌ）を生成するように形成される（ｑ＝１，．．．，Ｑ）。変調方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）には制限がない。例えば、変調方式には、ｍ−ＰＳＫ（ｍ−ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）またはｍ−ＱＡＭ（ｍ−ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などが使われることができる。変調マッパ＃ｑ（２３０−ｑ）から出力されたコードワード＃ｑに対する変調シンボルの個数は、スクランブルされたビットの大きさ及び変調方式によって多様である。

レイヤマッパ２４０は、各コードワードに対する変調シンボルをＲ個の空間レイヤにマッピングするように形成される。変調シンボルが空間レイヤにマッピングされる方式は多様である。これによって、Ｒ個の空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）が生成される。ここで、Ｒはランクである。ランクＲはコードワードの個数Ｑの同じ或いは大きい。

プリコーダ２５０は、Ｒ個の空間ストリームにプリコーディングを実行し、Ｎｔ個の送信ストリームを生成するように形成される。送信アンテナの個数ＮｔはランクＲと同じ或いは小さい。

プリコーダ２５０で生成されたＮｔ個の送信ストリームの各々は、Ｎｔ個のリソース要素マッパ（図５参照）の各々に入力される。Ｎｔ個の送信ストリームの各々はＮｔ個の送信アンテナの各々を介して送信される。即ち、送信ストリーム＃ｎはリソース要素マッパ＃ｎに入力され、送信アンテナ＃ｎを介して送信される（ｎ＝１、２，．．．，Ｎｔ）。

このように、複数の送信アンテナを介して多重空間ストリームが同時に送信されるＭＩＭＯ技法を空間多重化という。空間多重化には、単一ユーザに対する空間多重化と多重ユーザに対する空間多重化がある。単一ユーザに対する空間多重化はＳＵ−ＭＩＭＯ（ｓｉｎｇｌｅ ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ）といい、多重ユーザに対する空間多重化はＭＵ−ＭＩＭＯという。ＭＵ−ＭＩＭＯはアップリンク及びダウンリンクの両方ともでサポートされることができる。

ＳＵ−ＭＩＭＯの場合、複数の空間レイヤの全てが一つの端末に割り当てられる。一つの端末に割り当てられた複数の空間レイヤを介して多重空間ストリームは同一時間−周波数リソースを使用して送信される。

ＭＵ−ＭＩＭＯの場合、複数の空間レイヤが複数の端末に割り当てられる。複数の端末に割り当てられた多重空間ストリームは同一時間−周波数リソースを使用して送信される。異なる端末には異なる空間レイヤが割り当てられる。ランクがＲである場合、Ｒ個の空間ストリームはＫ個の端末に割り当てられることができる（２≦Ｋ≦Ｒ、Ｋは自然数）。Ｋ個の端末の各々は、多重空間ストリーム送信に使われる時間−周波数リソースを同時に共有するようになる。

多重アンテナ送信のための専用参照信号は、プリコーディングされた参照信号（ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＲＳ）、或いはプリコーディングされない参照信号（ｎｏｎ−ｐｒｅｃｏｄｅｄ ＲＳ）である。

プリコーディングされない参照信号は、空間レイヤの個数に関係なしに、常に送信アンテナの個数ほど送信される参照信号である。プリコーディングされない参照信号は送信アンテナ毎に独立的な参照信号を有する。一般的に共用参照信号はプリコーディングされない参照信号である。プリコーダは、一般的に特定端末のために使われるためである。然しながら、特定システム内のセル特定プリコーダがある場合、プリコーディングではなく仮想化（ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）と見なされる。

プリコーディングされた参照信号は空間レイヤの個数ほど送信される参照信号である。プリコーディングされた参照信号は空間レイヤ毎に独立的な参照信号を有する。

図１５は、プリコーディングされない専用参照信号を生成する送信機構造の例を示すブロック図である。

図１５を参照すると、送信機３００は、レイヤマッパ３１０、プリコーダ３２０、参照信号生成器（ＲＳ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）３３０、及びＮｔ個のリソース要素マッパ３４０−１，．．．，３４０−Ｎｔを含む。ここで、Ｎｔは送信機３００の送信アンテナの個数である。図１５に示していないが、送信機３００の構造は図１３及び図１４を参照することができる。空間レイヤの個数はＲであると仮定する。

レイヤマッパ３１０はプリコーダ３２０に連結される。プリコーダ３２０及び参照信号生成器３３０は、各々、Ｎｔ個のリソース要素マッパ３４０−１，．．．，３４０−Ｎｔに連結される。

レイヤマッパ３１０は、Ｒ個の空間レイヤに対するＲ個の空間ストリームＳＳ＃１，ＳＳ＃１，．．．，ＳＳ＃Ｒを生成するように形成される。

プリコーダ３２０は、Ｒ個の空間ストリームにプリコーディングを実行し、Ｎｔ個の送信ストリームＴＳ＃１，ＴＳ＃２，．．．，ＴＳ＃Ｎｔを生成するように形成される。

参照信号生成器３３０は参照信号に対応する参照信号シーケンスを生成する。参照信号シーケンスは複数の参照シンボルで構成される。参照信号シーケンスは特別な制限がなく、任意のシーケンスが使われることができる。

参照信号生成器３３０は、Ｎｔ個の送信アンテナの各々に対する参照信号シーケンスを生成するように形成される。参照信号生成器３３０は、Ｎｔ個の参照信号シーケンスＲＳ＃１，ＲＳ＃２，．．．，ＲＳ＃Ｎｔを生成するように形成される。Ｎｔ個の参照信号シーケンスの各々は複数の参照信号シンボルを含む。参照信号シンボルは複素数シンボルである。

Ｎｔ個のリソース要素マッパ３４０−１，．．．，３４０−Ｎｔの各々は、送信ストリーム及び参照信号シーケンスの入力を受け、送信ストリーム及び参照信号シーケンスをリソース要素にマッピングするように形成される。リソース要素マッパ＃ｎ（３４０−ｎ）は、ＴＳ＃ｎ及びＲＳ＃ｎの入力を受け、リソース要素にマッピングすることができる（ｎ＝１，２，．．．，Ｎｔ）。

図１６は、プリコーディングされた専用参照信号を生成する送信機構造の例を示すブロック図である。

図１６を参照すると、送信機４００は、レイヤマッパ４１０、参照信号生成器４２０、プリコーダ４３０、及びＮｔ個のリソース要素マッパ４４０−１，．．．，４４０−Ｎｔを含む。ここで、Ｎｔは送信機４００の送信アンテナの個数である。図１６に示していないが、送信機４００構造は図１３及び図１４を参照することができる。空間レイヤの個数はＲであると仮定する。

レイヤマッパ４１０及び参照信号生成器４２０は、各々、プリコーダ４３０に連結される。プリコーダ４３０はＮｔ個のリソース要素マッパ４４０−１，．．．，４４０−Ｎｔに連結される。レイヤマッパ４１０はＲ個の情報ストリーム（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｔｒｅａｍ）を生成するように形成される。Ｒ個の情報ストリームはＩＳ＃１，ＩＳ＃２，．．．，ＩＳ＃Ｒで表すことができる。

参照信号生成器４２０はＲ個の参照信号シーケンスを生成するように形成される。Ｒ個の参照信号シーケンスはＲＳ＃１，ＲＳ＃２，．．．，ＲＳ＃Ｒで表すことができる。Ｒ個の参照信号シーケンスの各々は複数の参照信号シンボルを含む。参照信号シンボルは複素数シンボルである。

Ｒ個の空間レイヤ毎に、情報ストリーム、参照信号シーケンス、及び参照信号パターンが割り当てられる。空間レイヤ＃ｒにはＩＳ＃ｒ及びＲＳ＃ｒが割り当てられる（ｒ＝１，．．．，Ｒ）。ここで、ｒは空間レイヤを指示する空間レイヤインデックスである。空間レイヤ＃ｒに割り当てられた参照信号パターンはＲＳ＃ｒ送信に使われる時間−周波数リソースパターンである。

プリコーダ４３０は、Ｒ個の空間ストリームにプリコーディングを実行し、Ｎｔ個の送信ストリームを生成するように形成される。Ｒ個の空間ストリームはＳＳ＃１，ＳＳ＃１，．．．，ＳＳ＃Ｒで表すことができる。Ｎｔ個の送信ストリームはＴＳ＃１，ＴＳ＃２，．．．，ＴＳ＃Ｎｔで表すことができる。

Ｒ個の空間ストリームの各々は一つの空間レイヤに対応される。即ち、ＳＳ＃ｒは空間レイヤ＃ｒに対応される（ｒ＝１，２，．．．，Ｒ）。Ｒ個の空間ストリームの各々は、対応される空間レイヤに割り当てられた情報ストリーム、参照信号シーケンス、及び参照信号パターンに基づいて生成される。即ち、ＳＳ＃ｒは、ＩＳ＃ｒ、ＲＳ＃ｒ及び空間レイヤ＃ｒに割り当てられた参照信号パターンに基づいて生成される。

図１７は、プリコーディングされた専用参照信号が使われる無線通信のための装置の例を示すブロック図である。

図１７を参照すると、送信機５００は、プリコーダ５１０及びＮｔ個の送信アンテナ５９０−１，．．．，５９０−Ｎｔを含む。プリコーダ５１０はＮｔ個の送信アンテナ５９０−１，．．．，５９０−Ｎｔに連結される。受信機６００は、チャネル推定部（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）６１０及びＮｒ個の受信アンテナ６９０−１，．．．，６９０−Ｎｒを含む。送信機５００は基地局の一部分であり、受信機６００は端末の一部分である。

Ｎｔ個の送信アンテナ５９０−１，．．．，５９０−ＮｔとＮｒ個の受信アンテナ６９０−１，．．．，６９０−Ｎｒとの間にはＭＩＭＯチャネル行列Ｈが形成される。ＭＩＭＯチャネル行列Ｈの大きさはＮｒ×Ｎｔである。受信アンテナの個数が１である場合、ＭＩＭＯチャネル行列は行ベクトル（ｒｏｗ ｖｅｃｔｏｒ）になる。一般的に行列は行ベクトル及び列ベクトル（ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ）まで含む概念である。

プリコーダ５１０はＲ個の空間ストリームの入力を受ける。Ｒ個の空間ストリームの各々は複数の空間シンボルを含む。空間シンボルは複素数シンボルである。ＳＳ＃ｒの空間シンボル＃ｋをｘ_ｒ（ｋ）で表すことができる（ｒ＝１，２，．．．，Ｒ）。Ｒ個の空間ストリームの空間シンボル＃ｋは空間シンボルベクトルｘ（ｋ）＝［ｘ_１（ｋ）ｘ_２（ｋ）．．．ｘ_Ｒ（ｋ）］^Ｔで表すことができる。ここで、［・］^Ｔは［・］の転置行列（ｔｒａｎｓｐｏｓｅｄ ｍａｔｒｉｘ）であり、ｋは空間シンボルベクトルが送信される時間−周波数リソースを指示する時間−周波数リソースインデックスである。例えば、ｋが指示する時間−周波数リソースは副搬送波またはリソース要素である。

ｘ_ｒ（ｋ）は空間レイヤ＃ｒに割り当てられた参照信号パターンによって決定される。ｘ_ｒ（ｋ）は参照信号パターンによってＳＳ＃ｒの情報シンボル、或いはＲＳ＃ｒの参照信号シンボルである。または、ｘ_ｒ（ｋ）は‘０’に設定されることもできる。このように、Ｒ個の空間ストリームの各々は、対応される空間レイヤに割り当てられた情報ストリーム、参照信号シーケンス、及び参照信号パターンに基づいて生成される。

プリコーダ５１０は、次の数式のようにプリコーディングを実行することができる。

ここで、ｚ（ｋ）＝［ｚ_１（ｋ）ｚ_２（ｋ）．．．ｚＮ_ｔ（ｋ）］^Ｔは送信シンボルベクトルであり、ＷはＮｔ×Ｒ大きさのプリコーディング行列であり、ｘ（ｋ）＝［ｘ_１（ｋ）ｘ_２（ｋ）．．．ｘ_Ｒ（ｋ）］^Ｔは空間シンボルベクトルである。Ｎｔは送信アンテナの個数であり、Ｒはランクである。ランクが１である場合（Ｒ＝１）、プリコーディング行列は列ベクトルになる。

送信機５００は、Ｎｔ個の送信アンテナ５９０−１，．．．，５９０−Ｎｔを介して送信シンボルベクトルｚ（ｋ）を送信する。

ＭＵ−ＭＩＭＯの場合、Ｒ個の空間レイヤはＫ個の端末に割り当てられる（２≦Ｋ≦Ｒ、Ｋは自然数）。ＭＵ−ＭＩＭＯの場合、プリコーディング行列はＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディング行列ということができる。ＷがＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディング行列である場合、基地局は、ＷをＫ個の端末の各々からフィードバックを受けたＣＳＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔａｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を再構成して作ることができる。または、基地局はＷをＫ個の端末の各々からフィードバックを受けたＣＳＩを用いて任意に構成することができる。ＣＳＩは、ダウンリンクチャネルに対する一般的な情報を意味する。ＣＳＩに特別な制限はない。ＣＳＩは、ＣＱＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、及びＲＩ（ｒａｎｋ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。ＣＱＩはチャネルに適したＭＣＳレベルを指示する。ＰＭＩはチャネルに適したプリコーディング行列を指示する。ＲＩはチャネルのランクを指示する。ＰＭＩは、コードブック内の単純な行列インデックス、或いはチャネル量子化情報（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、チャネル共分散情報（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ ｍａｔｒｉｘ）などである。

このように、プリコーディングされた参照信号が使われると、情報ストリームの情報シンボルと共に空間レイヤ別参照信号シーケンスの参照信号シンボルもプリコーディングされて送信される。

受信機６００は、Ｎｒ個の受信アンテナ６９０−１，．．．，６９０−Ｎｒを介して受信信号ベクトルｙ＝［ｙ_１ｙ_２．．．ｙ_Ｎｒ］^Ｔを受信する。受信信号ベクトルｙは、次の数式のように表すことができる。

ここで、ｎ＝［ｎ_１ｎ_２．．．ｎ_Ｎｒ］^Ｔは雑音ベクトルであり、Ｐ＝ＨＷはプリコーディングされたチャネル行列（ｐｒｅｃｏｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｍａｔｒｉｘ）である。

チャネル推定部６１０は、プリコーディングされた専用参照信号に基づいて受信信号ベクトルからプリコーディングされたチャネル行列Ｐを推定（ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）することができる。プリコーディングされたチャネル行列Ｐが推定されると、受信機６００は空間レイヤ毎に送信された情報ストリームを推定することができる。受信機６００がプリコーディング行列Ｗを知ることができないためＭＩＭＯチャネル行列Ｈの推定が不可能な場合にも、受信機６００はプリコーディングされたチャネル行列Ｐを推定して情報を復調することができる。

このように、プリコーディングされた専用参照信号が使われる場合、送信機は受信機に送信に使われたプリコーディング行列を知らせる必要がない。受信機はプリコーディング行列を知らなくても情報を明白に復調することができる。プリコーディングされた専用参照信号が使われる場合、送信機はプリコーディング行列を制限する必要がない。一般的にプリコーディングされた専用参照信号は、コードブック基盤でないプリコーディング（ｎｏｎ−ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｂａｓｅｄ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）を具現するために使われる。

プリコーディングは全体周波数帯域にわたって一つのプリコーディング行列で実行されることができる。これを広帯域（ｗｉｄｅｂａｎｄ）プリコーディングという。この場合、一端末のために一つのプリコーディング行列が使われる。

然しながら、チャネルは、周波数選択的チャネル（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｈａｎｎｅｌ）、或いは周波数フラットチャネル（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｌａｔ ｃｈａｎｎｅｌ）である。コヒーレント帯域幅を用いてチャネルが周波数選択的チャネルか周波数フラットチャネルかは、コヒーレント帯域幅（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）に基づいて判断することができる。コヒーレント帯域幅は遅延拡散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）に反比例する。

周波数選択的なチャネルである場合、ＭＩＭＯチャネルの特性（ｐｒｏｐｅｒｔｙ）は、周波数バンド（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ）によって変わることができる。空間チャネル相関度（ｓｐａｔｉａｌ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が相対的に低い限り、より高い性能利得を得るために周波数バンドによって他のプリコーディング行列が使われることができる。

周波数バンドによって異なるプリコーディング行列でプリコーディングを実行することを周波数選択的プリコーディング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）という。この場合、一端末のために多重プリコーディング行列（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）が使われることができる。多重プリコーディング行列がプリコーディングされた専用参照信号と共に使われる場合、専用参照信号は、周波数バンドに対応されるプリコーディング行列でプリコーディングされなければならない。周波数選択的なチャネルだけでなく、周波数フラットチャネルである場合にも周波数選択的プリコーディングが適用されることができる。

プリコーディングされた専用参照信号を用いた復調の場合、受信機は情報受信のために割当を受けたリソースブロック内でのみチャネル推定をする。受信機が端末の一部分である場合、端末は、情報受信のために割当を受けたリソースブロックをダウンリンクグラントに含まれたリソース割当フィールドを介して分かる。受信機が割当を受けたリソースブロックは一つ以上である。複数のリソースブロックが割り当てられる場合、複数のリソースブロックは、連続的に割り当てられたり、不連続的に割り当てられることができる。

広帯域プリコーディングが使われる場合、受信機は割当を受けたリソースブロックにわたってチャネル補間（ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）を介してチャネル推定をすることができる。周波数選択的プリコーディングが使われる場合、受信機が割当を受けたリソースブロック内で複数のプリコーディング行列が使われることができる。受信機が一貫した（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）プリコーディング行列が使われる周波数領域を知ることができない場合、受信機はリソースブロック単位にチャネルを推定することができる。然しながら、複数のリソースブロックにわたってはチャネル補間をすることができないため、チャネル推定性能が落ちることができる。もし、受信機が一貫したプリコーディング行列が使われる周波数領域を知ることができる場合、受信機は一貫したプリコーディング行列が使われる周波数領域でチャネル補間を介してチャネル推定をすることができる。チャネル補間を介してチャネルが推定される場合、雑音（ｎｏｉｓｅ）及び干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を抑制することができるためチャネル推定性能を高めることができる。

従って、受信機が同一プリコーディング行列が使われる周波数領域に対する情報を知る必要がある。同一プリコーディング行列が使われる周波数領域は、送信機と受信機との間に予め規約されていることがある。または、送信機が受信機に同一プリコーディング行列が使われる周波数領域を知らせることができる。

図１８は、本発明の一実施例に係る無線通信システムにおける信号送信方法を示す流れ図である。

図１８を参照すると、基地局は、端末にプリコーディング帯域幅（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）情報を指示する（Ｓ１１０）。プリコーディング帯域幅情報は、一貫したプリコーディング行列が使われる周波数領域（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｉｏｎ）に対する情報である。一貫したプリコーディング行列が使われる周波数領域は、プリコーディングサブバンド（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｓｕｂｂａｎｄ）ということができる。即ち、プリコーディングサブバンド内ではプリコーディング行列が同じである。例えば、プリコーディングサブバンドは、複数の連続されたリソースブロックまたは複数の連続されたリソース要素（または副搬送波）である。プリコーディング帯域幅情報はプリコーディングサブバンドの大きさを指示することができる。プリコーディングサブバンドの大きさによってプリコーディング粒状度（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）が決定されることができる。

基地局は、端末にプリコーディング帯域幅情報を明白に（ｅｘｐｌｉｃｉｔｌｙ）指示したり、或いは暗示的に（ｉｍｐｌｉｃｉｔｌｙ）指示することができる。基地局は、物理階層シグナリングまたはＲＲＣシグナリングのような上位階層シグナリングを介してプリコーディング帯域幅情報を明白に指示することができる。物理階層シグナリングの場合、プリコーディング帯域幅情報はＰＤＣＣＨ上に送信されることができる。この場合、プリコーディング帯域幅情報は、ダウンリンクグラントに含まれることができる。

基地局は、端末にプリコーディングされた信号を送信する（Ｓ１２０）。プリコーディングされた信号は、空間レイヤ別参照信号及び空間レイヤ別情報がプリコーディングされたものである。

端末は、空間レイヤ別参照信号に基づいてチャネルを推定し、空間レイヤ別情報を復調する（Ｓ１３０）。

ＦＤＤ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）方式では、基地局はダウンリンクチャネル特性を知ることができない。端末は、ダウンリンクチャネルを推定し、基地局にフィードバックチャネル（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｈａｎｎｅｌ）上にダウンリンクチャネル特性に対するＣＳＩをフィードバックする。この時、端末はＣＳＩ−ＲＳのような共用参照信号を用いてダウンリンクチャネルを推定することができる。

ＴＤＤ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）方式では、アップリンクチャネルの特性とダウンリンクチャネルの特性がほぼ相互的な（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）チャネル相互関係（ｃｈａｎｎｅｌ ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）がある。ＴＤＤ方式の場合にも、端末はダウンリンクチャネル特性に対するＣＳＩをフィードバックすることができる。

基地局はフィードバックされたＣＳＩをダウンリンク送信に用いることができる。ＣＳＩにＰＭＩが含まれ、基地局は端末にフィードバックされたＰＭＩに基づいて情報を送信することができる。このような情報送信方式を閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）方式という。閉ループ方式は、チャネル適応的に情報が送信されることによってシステム性能が向上することができる。

基地局はフィードバックされたＣＳＩをダウンリンク送信に用いないこともある。このような情報送信方式を開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）方式という。開ループ方式の場合、端末はＰＭＩをフィードバックしないこともある。

周波数選択的プリコーディングは、閉ループ方式及び開ループ方式の両方ともで使われることができる。閉ループ方式の場合、周波数バンドによってプリコーディング性能を最適化するために多重プリコーディング行列が使われることができる。開ループ方式の場合、多重プリコーディング行列は無作為に（ｒａｎｄｏｍｌｙ）使われたり、或いは予め定義された（ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ）方法に使われることもできる。これによって、ＰＭＩのような特定な空間チャネル情報に対するフィードバックをしなくても周波数ダイバーシティが増加されることができる。閉ループ方式及び開ループ方式の両方とも、端末がプリコーディング帯域幅情報を知ることが有益である。

以下、基地局が端末にプリコーディング帯域幅情報を指示する方法に対して詳述する。

１．閉ループ方式でフィードバックサブバンド定義再使用

ＦＤＤ方式で、広帯域プリコーディング及び周波数選択的プリコーディングは、各々、ＰＭＩフィードバックと関連されることができる。ＣＳＩは、全体周波数帯域に対するチャネル状態情報または全体周波数帯域のうち一部帯域であるフィードバックサブバンドに対するチャネル状態情報である。

プリコーディングサブバンドはフィードバックサブバンドの定義が再使用されることができる。プリコーディングサブバンドの大きさはフィードバックサブバンドの大きさと同じである。

フィードバックサブバンドは、複数の連続されたリソースブロックまたは複数の連続されたリソース要素（または副搬送波）である。一般的に、フィードバックサブバンドはリソースブロックの集合である。例えば、フィードバックサブバンドの大きさは、４リソースブロックまたは８リソースブロックなどである。フィードバックサブバンドの大きさはダウンリンク送信帯域幅によって変わることができる。

フィードバックサブバンドの大きさは基地局により設定されることができる。基地局は、ＲＲＣのような上位階層によりフィードバックサブバンドの大きさを設定することができる。プリコーディング帯域幅情報は、基地局により設定されるフィードバックサブバンドの大きさにより暗示的に指示される。または、フィードバックサブバンドの大きさは基地局と端末との間に予め定義されることができる。この時、フィードバックサブバンドの大きさはダウンリンク送信帯域幅によって予め定義されることができる。

ＰＭＩフィードバック類型には単一ＰＭＩ類型及び多重ＰＭＩ類型がある。単一ＰＭＩ類型の場合、端末は全体周波数帯域にわたって一つのＰＭＩをフィードバックすることができる。多重ＰＭＩ類型の場合、端末はフィードバックサブバンド別ＰＭＩをフィードバックすることができる。ＰＭＩフィードバック類型は、ＲＲＣのような上位階層により設定されることができる。

ＰＭＩフィードバック類型が多重ＰＭＩ類型である場合、フィードバックサブバンドの大きさはダウンリンク送信帯域幅によって予め定義されることができる。

次の表は、ダウンリンク送信帯域幅（Ｎ＿ＤＬ）によるフィードバックサブバンドの大きさの例を示す。

図１９は、単一ＰＭＩ類型の場合、フィードバックサブバンドの例を示す。

図１９を参照すると、ダウンリンク送信帯域幅Ｎ＿ＤＬは１２である。全体周波数帯域は、１２リソースブロックＲＢ＃１，ＲＢ＃２，．．．，ＲＢ＃１２を含む。ＰＭＩフィードバック類型が上位階層シグナリングにより単一ＰＭＩ類型に設定されると仮定する。フィードバック帯域幅は全体周波数帯域である。端末は、全体周波数帯域にわたって一つのＰＭＩをフィードバックする。

図２０は、単一ＰＭＩ類型の場合、プリコーディングサブバンドの例を示す。

図２０を参照すると、ＲＢ＃４、ＲＢ＃８、ＲＢ＃９、及びＲＢ＃１１は端末のためにスケジューリングされたリソースブロックである。端末は、情報受信のためにＲＢ＃４、ＲＢ＃８、ＲＢ＃９、及びＲＢ＃１１の割当を受ける。端末が割当を受けたリソースブロックに対する情報は、ダウンリンクグラントに含まれることができる。このように、端末は複数のリソースブロックを不連続的に割当を受けることができる。

ＰＭＩフィードバック類型が上位階層シグナリングにより単一ＰＭＩ類型に設定されると仮定する。プリコーディングサブバンドはフィードバックサブバンドの定義が再使用されると仮定する。この場合、プリコーディング帯域幅は全体周波数帯域になる。従って、端末は割当を受けた全てのリソースブロックＲＢ＃４、ＲＢ＃８、ＲＢ＃９、及びＲＢ＃１１にわたってチャネル補間を介してチャネル推定をすることができる。

多重搬送波がサポートされる場合には、一つの搬送波内の全体周波数帯域幅に対して同一プリコーディング行列が使われると仮定することができる。

図２１は、多重ＰＭＩ類型の場合、フィードバックサブバンドの例を示す。

図２１を参照すると、ダウンリンク送信帯域幅Ｎ＿ＤＬは１２である。全体周波数帯域は１２リソースブロックＲＢ＃１，ＲＢ＃２，．．．，ＲＢ＃１２を含む。ＰＭＩフィードバック類型が上位階層シグナリングにより多重ＰＭＩ類型に設定されると仮定する。表１を参照すると、フィードバックサブバンドの大きさは４である。従って、フィードバック帯域幅は４リソースブロックになる。端末は４リソースブロック毎に一つのＰＭＩをフィードバックする。

図２２は、多重ＰＭＩ類型の場合、プリコーディングサブバンドの例を示す。

図２２を参照すると、ＲＢ＃１、ＲＢ＃２、及びＲＢ＃１１は、端末のためにスケジューリングされたリソースブロックである。ＰＭＩフィードバック類型が上位階層シグナリングにより多重ＰＭＩ類型に設定されると仮定する。プリコーディングサブバンドはフィードバックサブバンドの定義が再使用されると仮定する。フィードバックサブバンドの大きさが４であるため、プリコーディングサブバンドも４リソースブロックになる。端末は、プリコーディングサブバンド内では単一なプリコーディング行列が使われたと期待することができる。従って、端末はプリコーディングサブバンド内ではチャネル補間を介してチャネル推定をすることができる。

ＲＢ＃１及びＲＢ＃２は、一つのプリコーディングサブバンドに含まれるリソースブロックであり、ＲＢ＃１１は他のプリコーディングサブバンドに含まれるリソースブロックである。従って、端末は、ＲＢ＃１及びＲＢ＃２にわたってチャネル補間を介してチャネル推定をすることができる。また、端末は、ＲＢ＃１１に対するチャネル推定時にはＲＢ＃１及びＲＢ＃２とチャネル補間をしない。

２．別個のプリコーディング帯域幅

基地局が端末からＰＭＩをフィードバックを受けるとしても、基地局は基地局の選好度によって他のプリコーディング行列を使用することができる。この場合、プリコーディングサブバンドはフィードバックサブバンドと別個に定義されることができる。プリコーディング帯域幅は多様に定義されることができる。基地局が端末に知らせるプリコーディング帯域幅情報は、プリコーディング帯域幅を指示するプリコーディングサブバンドインデックスである。

次の表は、プリコーディングサブバンドインデックスとして２ビットが使われる場合、プリコーディングサブバンドインデックスによるプリコーディング帯域幅の例を示す。

次の表は、プリコーディングサブバンドインデックスとして３ビットが使われる場合、プリコーディングサブバンドインデックスによるプリコーディング帯域幅の例を示す。

最大プリコーディング帯域幅は全体周波数帯域である。この場合、プリコーディングサブバンドインデックスは広帯域プリコーディングを指示することができる。次の表は、プリコーディングサブバンドインデックスによるプリコーディング帯域幅の一例を示す。

最小プリコーディング帯域幅は一つのリソースブロックである。次の表は、プリコーディングサブバンドインデックスによるプリコーディング帯域幅の他の例を示す。

Ｎビット大きさのプリコーディングサブバンドインデックスはダウンリンクグラントに含まれてＰＤＣＣＨ上に送信されることができる。または、ＲＲＣのような上位階層シグナリングを介して送信されることができる。

３．開ループ方式でプリコーディング帯域幅情報

開ループ方式の場合、端末はＰＭＩをフィードバックする必要がない。開ループ方式の場合、閉ループ方式と比較してより高いダイバーシティ利得が要求される。ダイバーシティモードの一つとして、プリコーディング行列スイッチング（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ；ＰＭＳ）がダイバーシティ利得増加のために使われることができる。プリコーディング行列スイッチングは、コードブック内の行列で具現されることができる。行列はプリコーディングサブバンドによって変わることができる。プリコーディングサブバンドは一つ以上のリソースブロックレベルで定義されることができる。一つのリソースブロック内であるとしても、プリコーディング行列は変わることができる。この場合、プリコーディング帯域幅は一つ以上のリソース要素レベルで定義されることができる。例えば、プリコーディング帯域幅は６リソース要素である。

プリコーディング帯域幅は送信技法によって決定されることができる。例えば、送信技法が開ループ空間多重化に設定される場合、プリコーディング帯域幅はｋリソースブロックで定義されることができる。ｋは基地局により設定されたり、予め定義されることができる。ｋが基地局により設定される場合、基地局は、物理階層シグナリングまたは上位階層シグナリングを介して端末にｋを指示することができる。送信技法が閉ループ空間多重化に設定される場合、広帯域プリコーディングが使われることができる。

次の表は、送信技法によるプリコーディング帯域幅の例を示す。

４．フィードバック確認（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）

確認ビットは専用参照信号と共に周波数選択的プリコーディングのために使われることができる。確認ビットは、プリコーディングサブバンドがフィードバックサブバンドと同じかどうかを指示することができる。基地局がフィードバックサブバンド別ＰＭＩフィードバックを指示した場合、確認ビットを介してプリコーディングサブバンドがフィードバックサブバンドと同一な周波数選択的プリコーディングが適用されるかどうかを確認することができる。端末は確認ビットを介してプリコーディング帯域幅情報を知ることができる。基地局は、物理階層シグナリングまたは上位階層シグナリングを介して端末に確認ビットを送信することができる。

５．統合モード（ｕｎｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅ）

閉ループ方式及び開ループ方式の両方とも、基地局は、プリコーディングサブバンドインデックスを介してプリコーディング帯域幅を指示することができる。プリコーディングサブバンドインデックスによるプリコーディング帯域幅は表２乃至表５を参照することができる。ただし、これは例示に過ぎず、プリコーディングサブバンドインデックスによるプリコーディング帯域幅を制限するものではない。プリコーディングサブバンドインデックスは、物理階層シグナリングまたは上位階層シグナリングを介して端末に送信されることができる。

開ループ方式の場合、基地局は、使用可能なプリコーディング帯域幅を制限することができる。開ループ方式で使用可能なプリコーディング帯域幅は、閉ループ方式で使用可能なプリコーディング帯域幅の部分集合である。次の表のように、開ループ方式の場合、使用可能なプリコーディング帯域幅が制限されることができる。

６．分散されたリソース割当（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）

基地局は、端末にダウンリンク時間−周波数リソースを分散された方式に割り当てることができる。時間−周波数リソースはリソースブロックである。端末に割り当てられたリソースブロックのうち連続されたリソースブロックをリソースブロックグループ（ＲＢ ｇｒｏｕｐ）という。端末には多重リソースブロックグループが割り当てられることができる。リソースブロックグループは周波数領域で分離される。

リソースブロックグループの一番目のリソースブロックからプリコーディング帯域幅が始まることができる。プリコーディング帯域幅はリソースブロックグループと同じである。この場合、端末は、ダウンリンクグラントに含まれたリソース割当フィールドを介してプリコーディング帯域幅情報を得ることができる。これによって、基地局は、端末にリソースブロック割当を柔軟に（ｆｌｅｘｉｂｌｙ）することができる。また、補間利得が最大化されることができる。

図２３は、プリコーディング帯域幅の例を示す。

図２３を参照すると、ＲＢ＃４、ＲＢ＃５、ＲＢ＃９、ＲＢ＃１０、及びＲＢ＃１１は、端末のためにスケジューリングされたリソースブロックである。ＲＢ＃４及びＲＢ＃５はリソースブロックグループ＃１であり、ＲＢ＃９、ＲＢ＃１０及びＲＢ＃１１はリソースブロックグループ＃２である。プリコーディング帯域幅＃１はリソースブロックグループ＃１と同じである。従って、端末は、リソースブロックグループ＃１内でチャネル補間をすることができる。プリコーディング帯域幅＃２はリソースブロックグループ＃２と同じである。従って、端末はリソースブロックグループ＃２内でチャネル補間をすることができる。

７．ランク特定（ｒａｎｋ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）プリコーディング帯域幅サポート

プリコーディング帯域幅はランク特定にのみサポートされることができる。例えば、システムがランク８送信までサポートする場合、プリコーディング帯域幅はランク５以下のためにのみ知られることができる。これによって、特定ランク以上の上位ランクのためには柔軟なスケジューリングが可能になる。また、特定ランク以下の下位ランクではチャネル推定利得が提供されることができる。

８．レイヤ特定（ｌａｙｅｒ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）プリコーディング帯域幅サポート

多重空間レイヤを介して多重空間ストリームが送信される場合、特定空間レイヤでのみプリコーディング帯域幅指示が有効である。他の空間レイヤでは１リソースブロック基盤プリコーディング帯域幅が使われることができる。

図２４は、本発明の実施例が具現される無線通信のための装置を示すブロック図である。基地局５０は、プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５１及びアンテナ５９を含む。

プロセッサ５１は、アンテナ５９と連結され、提案された機能、過程及び／または方法を具現する。プロトコルスタックの階層はプロセッサ５１により具現されることができる。アンテナ５９は、信号を送信したり受信する。アンテナ５９は一つまたは複数である。基地局５０はメモリ（未図示）をさらに含むことができる。メモリ（未図示）は、プロセッサ５１と連結され、プロセッサ５１を駆動するための多様な情報を格納する。

端末６０は、プロセッサ６１及びアンテナ６９を含む。プロセッサ６１は、アンテナ６９と連結され、提案された機能、過程及び／または方法を具現する。無線インターフェースプロトコルの階層はプロセッサ６１により具現されることができる。アンテナ６９は、送信信号を送信したり、受信信号を受信する。アンテナ６９は一つまたは複数である。端末６０はメモリ（未図示）をさらに含むことができる。メモリ（未図示）は、プロセッサ６１と連結され、プロセッサ６１を駆動するための多様な情報を格納する。

プロセッサ５１、６１は、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、データ処理装置、及び／またはベースバンド信号及び無線信号を相互変換するＲＦ部（ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ） ｕｎｉｔ）を含むことができる。提案された送信機は、プロセッサ５１、６１内に具現されることができる。メモリ（未図示）は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び／または他の格納装置を含むことができる。実施例がソフトウェアで具現される時、前述した技法は前述した機能を遂行するモジュール（過程、機能など）で具現されることができる。モジュールは、メモリ（未図示）に格納され、プロセッサ５１、６１により実行されることができる。メモリ（未図示）は、プロセッサ５１、６１内部または外部にあり、よく知られた多様な手段でプロセッサ５１、６１と連結されることができる。

このように、無線通信システムで効率的な信号送信装置及び方法を提供することができる。端末はプリコーディング帯域幅情報を獲得することができる。端末は、プリコーディング帯域幅情報に基づいてプリコーディング帯域幅内の周波数領域ではチャネル補間を介するチャネル推定をすることができる。これによって、端末は一層良いチャネル推定性能を得ることができる。従って、全体システム性能が向上することができる。

当業者は、前述した説明を介してまたは前述した説明に基づいて本発明を実施することによって本発明の付加的な長所、目的、特徴を容易に知ることができる。また、本発明は当業者が前述した説明に基づいて本発明を実施することによって予測しない長所を有することもできる。

前述した例示的なシステムで、方法は一連の段階またはブロックで順序図に基づいて説明されているが、本発明は段階の順序に限定されるものではなく、ある段階は前述と異なる段階と異なる順序にまたは同時に発生することができる。また、当業者であれば、順序図に示す段階が排他的でなく、異なる段階が含まれたり、順序図の一つまたはその以上の段階が本発明の範囲に影響を及ぼさずに削除可能であることを理解することができる。

前述した実施例は多様な態様の例示を含む。多様な態様を示すための全ての可能な組合せを記述することはできないが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、他の組合せが可能であることを認識することができる。例えば、当業者は、前述した実施例に記載された各構成を互いに組合せる方式に用いることができる。従って、本発明は、ここに示した実施形態に制限されるものではなく、ここで開示された原理及び新規な特徴と一致する最広の範囲を付与しようとするものである。

Claims (9)

1. 無線通信システムにおける基地局により実行される信号送信方法において、
   Ｒ個の空間ストリームを生成し、前記Ｒ個の空間ストリームの各々は、情報ストリーム及び参照信号に基づいて生成される段階；
   前記Ｒ個の空間ストリーム及びプリコーディング行列に基づいてＮ個の送信ストリームを生成する段階（Ｒ＜Ｎ）；
   前記Ｎ個の送信ストリームを少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングする段階；及び、
   前記少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングされた前記Ｎ個の送信ストリームからＮ個の信号を生成し、前記Ｎ個の信号の各々をＮ個のアンテナの各々を介して端末に送信する段階；を含み、
   前記プリコーディング行列は、前記少なくとも一つ以上のリソースブロック及びプリコーディング帯域幅に基づいて決定され、
   前記プリコーディング帯域幅は、同一プリコーディング行列が使われる帯域幅であることを特徴とする方法。
2. 前記端末に前記プリコーディング帯域幅を指示するプリコーディング帯域幅情報を送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。
3. 前記端末に前記少なくとも一つ以上のリソースブロックを指示するリソースブロック割当フィールドを含むダウンリンクグラントを送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。
4. 前記ダウンリンクグラントは、前記プリコーディング帯域幅を指示するプリコーディング帯域幅情報をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記プリコーディング帯域幅情報は、上位階層シグナリングを介して送信されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
6. 前記端末にフィードバックサブバンドが決定されるフィードバック類型を設定する段階をさらに含み、
   前記プリコーディング帯域幅は、前記フィードバックサブバンドと同じであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記少なくとも一つ以上のリソースブロックは、第１のリソースブロックグループ及び第２のリソースブロックグループを含み、前記第１のリソースブロックグループ及び前記第２のリソースブロックグループの各々は、少なくとも一つ以上の周波数領域で連続されたリソースブロックを含み、前記第２のリソースブロックグループは、前記第１のリソースブロックグループと前記周波数領域で不連続され、
   前記第１のリソースブロックグループ内では第１のプリコーディング行列が使われ、
   前記第２のリソースブロックグループ内では第２のプリコーディング行列が使われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 無線通信システムにおける端末により実行されるチャネル推定方法において、
   同一プリコーディング行列が使われる帯域幅を指示するプリコーディング帯域幅情報を獲得する段階；
   基地局から少なくとも一つ以上のリソースブロックを介してプリコーディングされた信号を受信する段階；及び、
   前記プリコーディング帯域幅情報に基づいてチャネルを推定する段階；を含むことを特徴とする方法。
9. Ｎ個のアンテナ；及び、
   前記Ｎ個のアンテナと連結され、
   同一プリコーディング行列が使われる帯域幅を指示するプリコーディング帯域幅情報を送信し、
   Ｒ個の空間ストリームを生成し、前記Ｒ個の空間ストリームの各々は、情報ストリーム及び参照信号に基づいて生成され、
   前記Ｒ個の空間ストリーム及びプリコーディング行列に基づいてＮ個の送信ストリームを生成し、
   前記Ｎ個の送信ストリームを少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングし、
   前記少なくとも一つ以上のリソースブロックにマッピングされた前記Ｎ個の送信ストリームからＮ個の信号を生成し、前記Ｎ個の信号の各々を前記Ｎ個のアンテナの各々を介して送信し、
   前記プリコーディング行列は、前記少なくとも一つ以上のリソースブロック及び前記プリコーディング帯域幅情報に基づいて決定されることを特徴とする信号送信装置。