JP2013534075A - 無線通信システムのリレーノードにおいて基地局からデータを受信する方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいてリレーノードが基地局からリレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを受信する方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルをリレーノード特定参照信号を用いて復調すること、及び復調されたリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルから特定ダウンリンク制御情報が検出された場合に、リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルが所定のアンテナポート及びスクランブル識別子を用いて単一アンテナポートを通じて送信されたという仮定の下に、リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復調すること、を含む。ここで、特定ダウンリンク制御情報はフォールバックモードを指示し、所定のアンテナポート及びスクランブル識別子はそれぞれ、アンテナポート７及びスクランブル識別子０であることを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、無線通信システムのリレーノードにおいて基地局からデータを受信する方法及びそのための装置に関するものである。

本発明の適用されうる無線通信システムの一例として、第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）長期進化システム（以下、「ＬＴＥ」という）について概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例として、進化はん用移動体通信システム（Ｅ−ＵＭＴＳ）ネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳは、既存のはん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）から進化したシステムであり、現在、３ＧＰＰにおいて基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳは、ＬＴＥシステムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照されたい。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（ＵＥ）１２０、基地局（進化ノードＢ、ｅＮＢ）１１０ａ及び１１０ｂ、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の末端に位置して外部ネットワークと接続する接続ゲートウェイ（ＡＧ）を含む。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、多数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。別個のセルは、別個の帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、多数の端末へのデータ送受信を制御する。ダウンリンク（ＤＬ）データについて、基地局は、ダウンリンクスケジュール情報を送信し、該当の端末にデータの送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）関連情報などを知らせる。また、アップリンク（ＵＬ）データについて、基地局は、アップリンクスケジュール情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局の間には、ユーザ情報又は制御情報送信のためのインタフェースを用いることができる。コアネットワーク（ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成することができる。ＡＧは、複数のセルで構成される位置登録エリア（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ、ＴＡ）単位に端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）に基づいてＬＴＥまで開発されてきたが、ユーザ及び事業者の要求及び期待は増加しつつある。また、他の無線接続技術の開発も相次いでいるため、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が必要である。ビット当たりのコストの低減、サービス可用性の増大、融通性ある周波数帯域の使用、単純構造及び開放型インタフェース、端末の適切な電力消耗などが必要である。

上記の点に鑑みて、以下では、無線通信システムにおいてリレーノードが基地局からデータを受信する方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一態様である、複数アンテナ無線通信システムにおいてリレーノードが基地局からリレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネル（Ｒ−ＰＤＳＣＨ）を受信する方法は、リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）をリレーノード特定参照信号を用いて復調するステップと、復調されたリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルから特定ダウンリンク制御情報が検出された場合に、リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルが所定のアンテナポート及びスクランブル識別子を用いて単一アンテナポートを通じて送信されたという仮定の下に、リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復調するステップと、を含むことを特徴とする。

一方、本発明の他の態様である、無線通信システムにおけるリレーノードは、基地局からリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）及びリレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネル（Ｒ−ＰＤＳＣＨ）を受信する受信モジュールと、リレーノード特定参照信号に基づいてリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルを復調し、該復調されたリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルから検出される特定ダウンリンク制御情報に基づいてリレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復号するプロセッサと、を含み、プロセッサは、リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルが所定のアンテナポート及びスクランブル識別子を用いて単一アンテナポートを通じて送信されたという仮定の下に、リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復調することを特徴とする。

ここで、リレーノード特定参照信号は、復調用の参照信号（ＤＭ−ＲＳ）であり、特定ダウンリンク制御情報は、フォールバックモードを指示するダウンリンク制御情報であり、フォールバックモードを指示するダウンリンク制御情報は、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）フォーマット１Ａであることを特徴とする。

好ましくは、所定のアンテナポート及びスクランブル識別子は、リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルの復調時に用いたリレーノード特定参照信号のアンテナポート及びスクランブル識別子であってもよく、所定のアンテナポート及びスクランブル識別子は、それぞれ、アンテナポート７及びスクランブル識別子０であってもよい。

本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいてリレーノードは基地局からデータを効果的に受信することが可能になる。

本発明で得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インタフェースプロトコルの制御プレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらチャネルを用いる一般的な信号送信方法を説明するための図である。 ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムで用いられるダウンリンク無線フレームの構造を例示する図である。 一般的な複数アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図である。 ４個のアンテナを用いるダウンリンク送信を支援するＬＴＥシステムにおける参照信号の構造を示す図である。 ＰＤＳＣＨを送信するための送信モードとＰＤＣＣＨで指示するＤＣＩフォーマットとの関係を示す図である。 無線通信システムにおいてリレーバックホールリンク及びリレーアクセスリンクの構成を示す図である。 リレーノードリソース分割を例示する図である。 一つのリソースブロック対においてＤＭ−ＲＳのためのリソース要素が１２個割り当てられた場合を示す図である。 一つのリソースブロック対においてＤＭ−ＲＳのためのリソース要素が２４個割り当てられた場合を示す図である。 本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

以下に添付の図面を参照して説明される本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解できるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例とする。

本明細書では、ＬＴＥシステム及び高度ＬＴＥ（ＬＴＥ−Ａ）システムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは一例に過ぎず、本発明の実施例は、上記の定義に該当するいかなる通信システムに適用されてもよい。また、本明細書は、周波数分割２重通信（ＦＤＤ）方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示的なものであり、本発明の実施例は、周波数分割半２重通信（Ｈ−ＦＤＤ）方式又は時分割２重通信（ＴＤＤ）方式にも容易に修正して適用することができる。

図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間における無線インタフェースプロトコルの制御プレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。制御プレーンは、端末（ＵＥ）及びネットワークが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路を意味する。

第１の層である物理層は、物理チャネルを用いて上位層に情報転送サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて接続している。該伝送チャネルを通じて媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを通じてデータが移動する。該物理チャネルは時間及び周波数を無線リソースとする。特に、物理チャネルは、ダウンリンクにおいて直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式で変調され、アップリンクにおいて単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）方式で変調される。

第２の層における媒体接続制御（ＭＡＣ）層は、論理チャネルを通じて上位層である無線リンク制御（ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２の層のＲＬＣ層は、信頼性あるデータ送信をサポートする。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックによって具現してもよい。第２の層におけるパケットデータ融合プロトコル（ＰＤＣＰ）層は、帯域幅の狭い無線インタフェースにおいてＩＰｖ４又はＩＰｖ６のようなＩＰパケットを効率的に送信するために、不必要な制御情報を減らすヘッダ圧縮機能を実行する。

第３の層の最下部に位置している無線リソース制御（ＲＲＣ）層は、制御プレーンでだけ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラ（ＲＢ）の設定、再設定及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）と関連して論理チャネル、送信チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ＲＢとは、端末とネットワークとの間におけるデータ伝達のために第２の層によって提供されるサービスを意味する。そのために、端末及びネットワークのＲＲＣ層はＲＲＣメッセージを交換する。端末及びネットワークのＲＲＣ層の間にＲＲＣ接続がある場合に、端末は、ＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にある。ＲＲＣ層の上位にある非接続層（ＮＡＳ）層は、セッション管理及び移動性管理などの機能を担当する。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末にダウンリンク又はアップリンク送信サービスを提供する。別個のセルは、別個の帯域幅を提供するように設定することができる。

ネットワークから端末にデータを送信する下り送信チャネルは、システム情報を送信するブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）、呼出しメッセージを送信する呼出しチャネル（ＰＣＨ）、ユーザ情報又は制御メッセージを送信する下り共有チャネル（ＳＣＨ）などがある。下りマルチキャスト又はブロードキャストサービスの情報又は制御メッセージは、下りＳＣＨを通じて送信してもよいし、別の下りマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）を通じて送信してもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り送信チャネルには、初期制御メッセージを送信するランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）、ユーザ情報又は制御メッセージを送信する上りＳＣＨがある。送信チャネルの上位にあり、送信チャネルにマップされる論理チャネルには、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）、呼出し制御チャネル（ＰＣＣＨ）、共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）、マルチキャスト制御チャネル（ＭＣＣＨ）、マルチキャスト情報チャネル（ＭＴＣＨ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いる一般的な信号送信方法を説明するための図である。

端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合、基地局と同期を合わせる等の初期セル探索作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は基地局から１次同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ）及び２次同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を合わせ、セルＩＤなどの情報を取得することができる。その後、端末は、基地局から物理ブロードキャストチャネルを受信して、セル内のブロードキャスト情報を取得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階においてダウンリンク参照信号（ＤＬＲＳ）を受信してダウンリンクチャネル状態を確認することができる。

初期セル探索を終えた端末は、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）及び該ＰＤＣＣＨに乗せられた情報に基づいて物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得することができる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したか、又は信号送信のための無線リソースがない場合に、端末は、基地局に対してランダムアクセス手順（ＲＡＣＨ）を行うことができる（段階Ｓ３０３乃至段階Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を通じて特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを通じてプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースＲＡＣＨの場合に、衝突解決手順を更に行うことができる。

上述のような手順を行った端末は、以降、一般的なアップリンク／ダウンリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）及び物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）／物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末は、ＰＤＣＣＨを通じてダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含み、その使用目的に応じて別々のフォーマットを有する。

一方、端末がアップリンクを通じて基地局に送信する、又は端末が基地局から受信する制御情報は、ダウンリンク／アップリンク肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）信号、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）、プリコーディング行列インデクス（ＰＭＩ）、ランク指示子（ＲＩ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいて、端末は、上記のＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを通じて送信することができる。

図４は、ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。

図４を参照すると、無線フレームは、１０ｍｓ（３２７２００・Ｔ_s）の長さを有し、１０個の均等なサイズのサブフレームで構成されている。それぞれのサブフレームは、１ｍｓの長さを有し、２個のスロットで構成されている。それぞれのスロットは、０．５ｍｓ（１５３６０・Ｔ_s）の長さを有する。ここで、Ｔ_sは、サンプリング時間を表し、Ｔ_s＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０^-8（約３３ｎｓ）で示される。スロットは、時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック（ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて、一つのリソースブロックは１２個の副搬送波×７（６）個のＯＦＤＭシンボルを含む。データが送信される単位時間である送信時間間隔（ＴＴＩ）は、一つ以上のサブフレーム単位に定めることができる。上述した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、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は様々に変更可能である。

図５は、ダウンリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図５を参照すると、サブフレームは、１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭１〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残り１３〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。図中、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する基準信号（ＲＳ）又はパイロット信号を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域によらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられ、情報チャネルも、データ領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、物理制御フォーマット指示子チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ＨＡＲＱ指示子チャネル（ＰＨＩＣＨ）、ＰＤＣＣＨなどがある。

ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、１番目のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは、４個のリソース要素グループ（ＲＥＧ）で構成され、それぞれのＲＥＧは、セル識別情報（ＩＤ）に基づいて制御領域内に分散される。一つのＲＥＧは、４個のリソース要素（ＲＥ）で構成される。ＲＥは、一つの副搬送波×一つのＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースを指す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって１乃至３又は２乃至４の値を指示し、４相位相偏移変調（ＱＰＳＫ）によって変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ指示子チャネルであり、アップリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを搬送するために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを指す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、１ビットで指示され、２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）によって変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散係数（ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同じリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨは、ＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散符号の個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域でダイバシチ利得を得るために３回反復される。

ＰＤＣＣＨは、物理ダウンリンク制御チャネルで、サブフレームの先頭ｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは、１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上の制御チャネル要素（ＣＣＥ）で構成される。ＰＤＣＣＨは、送信チャネルであるＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨのリソース割当に関する情報、アップリンクスケジュール許可、ＨＡＲＱ情報などを、各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを通じて送信される。したがって、基地局及び端末は、主に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを通じてデータをそれぞれ送信及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるものであり、これら端末が如何にＰＤＳＣＨデータを受信して復号すべきかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが、“Ａ”という無線ネットワーク一時識別情報（ＲＮＴＩ）でＣＲＣマスクされており、“Ｂ”という無線リソース（例、周波数位置）及び“Ｃ”という送信形式情報（例、送信ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が、特定サブフレームを通じて送信されるとする。この場合、セル内の端末は、自身の持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨを監視し、“Ａ”のＲＮＴＩを有している一つ以上の端末があるとすれば、これら端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて“Ｂ”及び“Ｃ”により指示されるＰＤＳＣＨを受信する。

以下、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムについて説明する。ＭＩＭＯは、複数個の送信アンテナ及び複数個の受信アンテナを用いる方法であり、この方法によって、データの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムにおける送信端又は受信端で複数個のアンテナを用いることによって容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、本文献でＭＩＭＯを「複数アンテナ」と呼ぶことがある。

複数アンテナ技術では、一つの全体メッセージを受信するために、単一アンテナ経路に依存せず、複数のアンテナから受信した各データ断片（ｆｒａｇｍｅｎｔ）を一つに併合することによってデータを完成する。複数アンテナ技術を用いると、特定したサイズのセル領域内でデータ送信速度を向上させること、又は、特定データ送信速度を保証しながらシステムのサービス範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を増加させることが可能である。また、この技術は移動通信端末及び中継器などに幅広く用いることができる。複数アンテナ技術によれば、単一アンテナを用いる従来技術に係る移動通信における送信量の限界といった課題を克服することができる。

一般的な複数アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図が、図６に示されている。送信端にはＮ_T個の送信アンテナが設けられており、受信端にはＮ_R個の受信アンテナが設けられている。このように、送信端及び受信端の両方とも複数個のアンテナを用いる場合には、送信端又は受信端のいずれか一方でだけ複数個のアンテナを用いる場合に比べて、理論的なチャネル送信容量が増加する。チャネル送信容量の増加はアンテナの数に比例する。したがって、送信速度が向上し、周波数効率が向上する。一つのアンテナを用いる場合における最大送信速度をＲ_oとすれば、複数アンテナを用いる時の送信速度は、理論的に、下記の式１のように、最大送信速度Ｒ_oに速度増加率Ｒ_iを乗じた分だけ増加することができる。ここで、Ｒ_iは、Ｎ_T及びＮ_Rのうち小さい値である。
（式１）

例えば、４個の送信アンテナ及び４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上４倍の送信速度を獲得することができる。このような複数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、実質的にデータ送信率を向上させるための種々の技術が今も活発に研究されており、いくつかの技術は既に３世代移動通信及び次世代無線ＲＡＮなどの様々な無線通信の標準に反映されている。

現在までの複数アンテナ関連研究動向を見ると、様々なチャネル環境及び多元接続環境における複数アンテナ通信容量計算などと関連した情報理論側面の研究、複数アンテナシステムの無線チャネル測定及びモデル導出の研究、そして送信信頼度向上及び送信率向上のための時空間信号処理技術研究など、様々な観点から活発な研究が行われている。

複数アンテナシステムにおける通信方法をより具体的に説明するためにこれを数学的にモデル化する場合に、次のように示すことができる。図６に示すように、Ｎ_T個の送信アンテナ及びＮ_R個の受信アンテナが存在するとする。まず、送信信号については、Ｎ_T個の送信アンテナがある場合に、最大送信可能な情報はＮ_T個であるから、送信情報を下記の式２のようなベクトルで表すことができる。
（式２）

一方、それぞれの送信情報Ｓ_１，Ｓ_２，…，Ｓ_ＮＴにおいて送信電力を異ならせることができ、このとき、それぞれの送信電力をＰ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_ＮＴとすれば、送信電力の調整された送信情報をベクトルで表すと、下記の式３の通りである。
（式３）

（式４）

一方、送信電力の調整された情報ベクトルｈａｔ−Ｓに重み行列Ｗが適用されて、実際に送信されるＮ_T個の送信信号ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ＮＴが構成される場合を考慮しよう。ここで、重み行列は、送信情報を送信チャネル状況などに応じて各アンテナに適切に分配する役割を果たす。このような送信信号ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ＮＴはベクトルｘを用いて下記の式５のように表すことができる。ここで、Ｗ_ｉｊは、ｉ番目の送信アンテナ及びｊ番目の情報間の重み値を意味する。Ｗは、重み行列又はプリコーディング行列と呼ばれる。
（式５）

一般に、チャネル行列のランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで別個の情報を送りうる最大数ということができる。したがって、チャネル行列のランク（ｒａｎｋ）は、互いに独立な行又は列の個数のうち、最小個数と定義されるため、行列のランクは、行又は列の個数よりも大きいことはない。数式的に例示すると、チャネル行列Ｈのランクｒａｎｋ（Ｈ）は、式６のように制限される。
（式６）

また、複数アンテナ技術を用いて送る別個の情報のそれぞれを、「送信ストリーム」又は簡単に「ストリーム」と定義するとする。このような「ストリーム」を「階層」と呼ぶこともできる。そのため、送信ストリームの個数は、当然ながら、別個の情報を送りうる最大数であるチャネルのランクより大きくなることはない。したがって、チャネル行列Ｈは、下記の式７のように表すことができる。
（式７）

ここで、「＃ ｏｆ ｓｔｒｅａｍｓ」は、ストリームの数を表す。一方、ここで、１ストリームは１以上のアンテナを通じて送信されることがあるという点に注意されたい。

１以上のストリームを複数個のアンテナに対応付ける方法には、種々の方法が存在できる。これらの方法を、複数アンテナ技術の種類によって次のように区別することができる。１個のストリームが複数のアンテナを経て送信される場合は空間ダイバシチ方式とし、複数のストリームが複数のアンテナを経て送信される場合は空間多重化方式とすることができる。もちろん、その中間形態である、空間ダイバシチと空間多重化とを混合した形態（Ｈｙｂｒｉｄ）も可能である。

以下では、参照信号についてより詳細に説明する。一般に、チャネル測定のために、データと共に、送信側及び受信側の両方とも既に知っている参照信号が、送信側から受信側へ送信される。このような参照信号は、チャネル測定の他、変調手法も知らせることによって復調過程が行われるようにする。参照信号は、基地局及び特定端末のための専用参照信号（ＤＲＳ）、すなわち、端末特定参照信号と、セル内のすべての端末のためのセル特定参照信号である共通参照信号（ＣＲＳ）とに分類される。また、セル特定参照信号は、端末でＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩを測定して基地局に報告するための参照信号を含み、これをチャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と呼ぶ。

図７は、４個のアンテナを用いるダウンリンク送信をサポートするＬＴＥシステムにおける参照信号の構造を示す図である。特に、図７ａは、正規（ｎｏｒｍａｌ）巡回プレフィクスの場合を示し、図７ｂは、拡張巡回プレフィクスの場合を示している。

図７を参照すると、格子に記載された０乃至３は、アンテナポート０乃至３のそれぞれに対応してチャネル測定及びデータ復調のために送信されるセル特定参照信号であるＣＲＳを意味する。このセル特定参照信号であるＣＲＳは、データ情報領域の他、制御情報領域の全般にわたって端末に送信することができる。

また、格子に記載された‘Ｄ’は、端末特定ＲＳであるダウンリンクＤＭ−ＲＳを意味し、ＤＭ−ＲＳは、データ領域、すなわち、ＰＤＳＣＨを通じて単一アンテナポート送信をサポートする。端末は、この端末特定ＲＳであるＤＭ−ＲＳが存在するか否かを、上位層から信号通知される。

一方、リソースブロック（ＲＢ）への参照信号のマップ規則は、下記の式８乃至式１０で示すことができる。下記の式８は、ＣＲＳマップ規則を示し、式９は、一般ＣＰの適用されるＤＲＳのマップ規則を示し、式１０は、拡張ＣＰの適用されるＤＲＳのマップ規則を示す。
（式８）

（式９）

（式１０）

上記の式８乃至式１０において、ｋ及びｐはそれぞれ、副搬送波インデクス及びアンテナポートを表す。Ｎ^ＤＬ _ＲＢ、ｎｓ、Ｎ^ＩＤ _ｃｅｌｌはそれぞれ、ダウンリンクに割り当てられたＲＢの数、スロットインデクスの数、セルＩＤの数を表す。ＲＳの位置は、周波数ドメイン観点でＶ_shift値によって変わる。

以下では、現在のＬＴＥ標準文書に基づいて、ＰＤＳＣＨを送信するための送信モード（ＴＭ）について説明する。

図８は、ＰＤＳＣＨを送信するための送信モードと、ＰＤＣＣＨで指示するＤＣＩフォーマットとの関係を示す図である。上述したように、端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信し復号すべきかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。そのため、ＰＤＣＣＨは、“Ａ”というＲＮＴＩでＣＲＣマスクされており、ＰＤＳＣＨを受信するためのＤＣＩフォーマットに関する情報を含むことができる。

図８を参照すると、ＰＤＣＣＨをマスクしたＲＮＴＩの種類によるＤＣＩフォーマットが示されており、特に、Ｃ−ＲＮＴＩとＳＰＳＣ−ＲＮＴＩの場合、送信モード及びこれに対応するＤＣＩフォーマット、すなわち、送信モードベースのＤＣＩフォーマットを示している。また、それぞれの送信モードによらずに適用されうるＤＣＩフォーマット１Ａが定義されている。

特に、ＤＣＩフォーマット１Ａは、送信モードの変更時に、又は基地局と端末との間のＲＲＣ接続再設定過程時に安定した信号送受信を可能にするための、一つのＰＤＳＣＨ符号語のスケジュールのためのフォールバックモード用ＤＣＩフォーマットである。例えば、基地局と端末との間の再設定過程中に、再設定されたパラメータを適用する時点が一致しない場合に、基地局はＤＣＩフォーマット１ＡとしてＰＤＳＣＨを送信することができる。

より具体的には、現在の標準文書によれば、設定された送信モードによらず、Ｃ−ＲＮＴＩでマスクされたＰＤＣＣＨからＤＣＩフォーマット１Ａが検出されると、該ＰＤＣＣＨが単一アンテナポートのＣＲＳを用いて復調される場合に、アンテナポート０の単一アンテナ送信を仮定してＰＤＳＣＨを復号し、それ以外の場合は、送信ダイバシチ手法でＰＤＳＣＨが送信されたと仮定して復号する。

一方、次世代移動通信システムの標準であるＬＴＥ−Ａシステムでは、データ送信速度の向上のために、既存標準ではサポートしていない多地点協調送受信（ＣｏＭＰ）方式をサポートすることと予想される。ここで、ＣｏＭＰシステムは、陰影地域にある端末及び基地局（セル又はセクタ）間の通信性能を向上させるために、２以上の基地局又はセルが互いに協調して端末と通信するシステムのことをいう。

ＣｏＭＰ方式は、データ共有を用いた協調的ＭＩＭＯ形態の共同処理（ＣｏＭＰ−ＪＰ）方式と、協調スケジュール／ビーム形成（ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）方式とに区別することができる。

ダウンリンクの場合、共同処理（ＣｏＭＰ−ＪＰ）方式において、端末は、ＣｏＭＰを行う各基地局からデータを瞬間的に同時に受信することができ、各基地局からの受信した信号を結合して受信性能を向上させることができる。これと違い、協調スケジュール／ビーム形成方式（ＣｏＭＰ−ＣＳ）において、端末は、ビーム形成を通じてデータを瞬間的に一つの基地局から受信することができる。

アップリンクの場合、共同処理（ＣｏＭＰ−ＪＰ）方式において、各基地局は端末からＰＵＳＣＨ信号を同時に受信することができる。これと違い、協調スケジュール／ビーム形成方式（ＣｏＭＰ−ＣＳ）では、一つの基地局だけＰＵＳＣＨを受信するが、このとき、協調スケジュール／ビーム形成方式を用いるという決定は、協調セル（又は基地局）同士が決定する。

一方、基地局及び端末間におけるチャネル状態が良くない場合は、基地局と端末との間にリレーノード（ＲＮ）を設けることによって、より優れたチャネル状態の無線チャネルを端末に提供することができる。また、基地局から、チャネル状態の良くないセル境界地域においてリレーノードを導入して使用することによって、より高速のデータチャネルを提供し、セルサービス領域を拡張させることが可能になる。このように、リレーノードは、無線通信システムにおいて電波陰影地域の解消のために導入された技術であり、現在、広く用いられている。

過去の方式が単純に信号を増幅して送信するリピータの機能に留まっているのに対し、最近のものは、より知的な形態に発展している。なお、リレーノード技術は、次世代移動通信システムにおいて基地局増設費用及びバックホールネットワークの保守費用を軽減すると同時に、サービスカバレッジ拡大及びデータ処理率の向上のためにも必須の技術である。リレーノード技術が発展して行くにつれて、従来の無線通信システムで用いるリレーノードを、新しい無線通信システムがサポートすることが必要である。

３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、リレーノードに基地局と端末との間のリンク接続を転送する機能を導入することによって、それぞれのアップリンク及びダウンリンク搬送波周波数帯域に、属性の異なる２種類のリンクが適用されることになる。基地局とリレーノードとのリンク間に設定される接続リンク部分をバックホールリンク（ｂａｃｋｈａｕｌ ｌｉｎｋ）と定義する。ダウンリンクリソースを用いてＦＤＤ又はＴＤＤ方式で送信が行われることを、バックホールダウンリンクと表現し、アップリンクリソースを用いてＦＤＤ又はＴＤＤ方式で送信が行われることを、バックホールアップリンクと表現することができる。

図９は、無線通信システムにおいてリレーバックホールリンク及びリレーアクセスリンクの構成を示す図である。

図９を参照すると、基地局と端末との間のリンクの接続を転送（ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）する役割を担うものとしてリレーノードが導入されることによって、それぞれのアップリンク及びダウンリンク搬送波周波数帯域に、属性の異なる２種類のリンクが適用される。基地局とリレーノードとの間に設定される接続リンク部分を、リレーバックホールリンクと定義する。バックホールリンクを、ダウンリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）又はダウンリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースによって送信がなされる場合は、バックホールダウンリンクと表現し、アップリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）又はアップリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースによって送信がなされる場合は、バックホールアップリンクと表現することができる。

一方、リレーノードと一連の端末との間に設定される接続リンク部分を、リレーアクセスリンクと定義する。リレーアクセスリンクを、ダウンリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）又はダウンリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースによって送信がなされる場合、アクセスダウンリンクと表現し、アップリンク周波数帯域（ＦＤＤの場合）又はアップリンクサブフレーム（ＴＤＤの場合）リソースによって送信がなされる場合、アクセスアップリンクと表現することができる。

リレーノード（ＲＮ）は、リレーバックホールダウンリンクを通じて基地局から情報を受信し、リレーバックホールアップリンクを通じて基地局に情報を送信することができる。また、リレーノードは、リレーアクセスダウンリンクを通じて端末に情報を送信し、リレーアクセスアップリンクを通じて端末から情報を受信することができる。

一方、リレーノードの帯域（又はスペクトル）の使用について、バックホールリンクがアクセスリンクと同じ周波数帯域で動作する場合を「帯域内（ｉｎ−ｂａｎｄ）」といい、バックホールリンクとアクセスリンクとが異なる周波数帯域で動作する場合を「帯域外（ｏｕｔ−ｂａｎｄ）」という。帯域内及び帯域外のいずれにおいても、既存のＬＴＥシステム（例えば、リリース−８）に従って動作する端末（以下、旧型（ｌｅｇａｃｙ）端末という）がドナーセルに接続できるようにしなければならない。

端末がリレーノードを認識するか否かによって、リレーノードを、透過（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）リレーノードと非透過（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）リレーノードとに分類することができる。透過は、端末がリレーノードを通じてネットワークと通信するか否かを認知できない場合を指し、非透過は、端末がリレーノードを通じてネットワークと通信するか否かを認知する場合を指す。

リレーノードの制御について、リレーノードは、ドナーセルの一部として構成されるリレーノードと、自分でセルを制御するリレーノードとに区別することができる。

ドナーセルの一部として構成されるリレーノードは、リレーノード識別子（ＩＤ）を有することはできるが、リレーノード自身のセル識別情報（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を有しない。ドナーセルの属する基地局によって無線リソース管理（ＲＲＭ）の少なくとも一部が制御されると（ＲＲＭの残りの部分はリレーノードに位置しても）、ドナーセルの一部として構成されるリレーノードと定義する。好ましくは、このようなリレーノードは、旧型端末をサポートすることができ、例えば、スマートリピータ、復号及び転送リレーノード（ｄｅｃｏｄｅ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌａｙｓ）、第２層（Ｌ２）リレーノードの様々な種類及びタイプ２リレーノードに相当する。

自らセルを制御するリレーノードは、一つ又は複数のセルを制御し、リレーノードによって制御されるセルのそれぞれに固有の物理層セル識別情報が提供され、同じＲＲＭメカニズムを用いることができる。端末にとっては、リレーノードによって制御されるセルにアクセスすることと、一般基地局により制御されるセルにアクセスすることとに相違がない。好ましくは、このようなリレーノードにより制御されるセルは、旧型端末をサポートすることができる。このリレーノードは、例えば、自己バックホール（Ｓｅｌｆ−ｂａｃｋｈａｕｌｉｎｇ）リレーノード、第３層（Ｌ３）リレーノード、タイプ１リレーノード及びタイプ１ａリレーノードに相当する。

タイプ１リレーノードは、帯域内リレーノードであり、複数個のセルを制御し、これら複数個のセルのそれぞれは、端末にとってはドナーセルと区別される別個のセルと見なされる。また、複数個のセルは固有の物理セルＩＤ（ＬＴＥリリース−８で定義する）を有し、リレーノードは自身の同期化チャネル、参照信号などを送信することができる。単一セル動作の場合に、端末はリレーノードから直接スケジュール情報及びＨＡＲＱフィードバックを受信し、リレーノードに自身の制御チャネル（スケジュール要求（ＳＲ）、ＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫなど）を送信することができる。また、旧型端末（ＬＴＥリリース−８システムに従って動作する端末）にとって、タイプ１リレーノードは旧型基地局（ＬＴＥリリース−８システムに従って動作する基地局）と見なされる。すなわち、後方互換性を有する。一方、ＬＴＥ−Ａシステムに従って動作する端末には、タイプ１リレーノードが旧型基地局と異なる基地局と見なされ、性能向上を提供することができる。

タイプ１ａリレーノードは、帯域外で動作する以外は、前述のタイプ１リレーノードと同じ特徴を有する。タイプ１ａリレーノードの動作は、第１層（Ｌ１）動作への影響が最小化するように、又はないように構成することがてきる。

タイプ２リレーノードは、帯域内リレーノードで、別途の物理セルＩＤを持たず、よって、新しいセルを形成しない。タイプ２リレーノードは、旧型端末に対して透過であり、旧型端末は、タイプ２リレーノードの存在を認知できない。タイプ２リレーノードは、ＰＤＳＣＨを送信することができるが、少なくともＣＲＳ及びＰＤＣＣＨは送信しない。

一方、リレーノードを帯域内で動作させるには、時間−周波数空間での一部リソースをバックホールリンクのために予備しておかなければならず、また、このリソースはアクセスリンクのために用いられないように設定することができる。これをリソース分割という。

リレーノードにおけるリソース分割の一般的な原理は、次の通りである。バックホールダウンリンク及びアクセスダウンリンクを一つの搬送波周波数上で時間分割多重化（ＴＤＭ）方式で多重化することができる（すなわち、特定時間においてバックホールダウンリンク又はアクセスダウンリンクのいずれか一方だけを活性化する）。同様に、バックホールアップリンク及びアクセスアップリンクを、一つの搬送波周波数上でＴＤＭ方式で多重化することができる（すなわち、特定時間においてバックホールアップリンク又はアクセスアップリンクのいずれか一方だけを活性化する）。

ＦＤＤにおけるバックホールリンク多重化は、バックホールダウンリンク送信はダウンリンク周波数帯域で行われ、バックホールアップリンク送信はアップリンク周波数帯域で行われるものと説明することができる。ＴＤＤにおけるバックホールリンク多重化は、バックホールダウンリンク送信は基地局とリレーノードとのダウンリンクサブフレームで行われ、バックホールアップリンク送信は基地局とリレーノードとのアップリンクサブフレームで行われるものと説明することができる。

帯域内リレーノードの場合に、例えば、所定の周波数帯域において基地局からのバックホールダウンリンク受信と、端末へのアクセスダウンリンク送信とが同時に行われると、リレーノードの送信端から送信される信号がリレーノードの受信端に受信されることがあり、そのため、リレーノードのＲＦフロントエンドにおいて信号干渉又はＲＦ妨害（ｊａｍｍｉｎｇ）が生じることがある。同様に、所定の周波数帯域において端末からのアクセスアップリンクの受信と、基地局へのバックホールアップリンクの送信とが同時に行われると、リレーノードのＲＦフロントエンドにおいて信号干渉が生じることがある。したがって、リレーノードにおける一つの周波数帯域での同時送受信を可能にするためには、受信信号と送信信号との間に充分な分離（例えば、送信アンテナと受信アンテナとを地理的に充分に離隔して（例えば、地上／地下にして）設ける）を提供しなければならない。

このような信号干渉の問題を解決する一案に、リレーノードがドナーセルから信号を受信する間に端末に信号を送信しないように構成することがある。すなわち、リレーノードから端末への送信にギャップを置き、このギャップでは端末（旧型端末も含む）がリレーノードからのいかなる送信も期待しないように設定することができる。このギャップは、マルチキャスト・ブロードキャスト単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ）サブフレームを構成することによって設定することができる。

図１０は、リレーノードリソース分割の例を示す図である。

図１０では、第１のサブフレームは一般サブフレームであり、リレーノードから端末にダウンリンク（すなわち、アクセスダウンリンク）制御信号及びデータが送信され、第２のサブフレームはＭＢＳＦＮサブフレームであり、ダウンリンクサブフレームの制御領域ではリレーノードから端末に制御信号が送信されるが、ダウンリンクサブフレームの残り領域ではリレーノードから端末に何らの送信も行われない。ここで、旧型端末の場合は、すべてのダウンリンクサブフレームで物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の送信を期待するようになるため（言い換えると、リレーノードは、自身の領域内の旧型端末がサブフレームごとにＰＤＣＣＨを受信して測定機能を行うようにサポートする必要があるため）、旧型端末の正しい動作のためにはすべてのダウンリンクサブフレームにおいてＰＤＣＣＨを送信する必要がある。そのため、基地局からリレーノードへのダウンリンク（すなわち、バックホールダウンリンク）送信のために設定されたサブフレーム（第２のサブフレーム１０２０）上でも、サブフレームの先頭Ｎ（Ｎ＝１、２又は３）個のＯＦＤＭシンボル区間においてリレーノードはバックホールダウンリンクを受信せずに、アクセスダウンリンク送信をする必要がある。これについて、第２のサブフレームの制御領域でＰＤＣＣＨがリレーノードから端末に送信されるため、リレーノードがサービス提供する旧型端末に対する後方互換性を提供することができる。第２のサブフレームの残り領域では、リレーノードから端末に何らの送信も行われない間に、リレーノードは基地局からの送信を受信することができる。このようなリソース分割方式により、帯域内リレーノードにおいてアクセスダウンリンク送信とバックホールダウンリンク受信とが同時に行われることを防ぐことができる。

ＭＢＳＦＮサブフレームを用いる第２のサブフレームについて具体的に説明する。第２のサブフレームの制御領域は、リレーノード非聴取（ｎｏｎ−ｈｅａｒｉｎｇ）区間ということができる。リレーノード非聴取区間は、リレーノードがバックホールダウンリンク信号を受信せずにアクセスダウンリンク信号を送信する区間を意味する。この区間は、前述したように、１、２又は３のＯＦＤＭの長さに設定することができる。リレーノード非聴取区間において、リレーノードは、端末へのアクセスダウンリンク送信を行い、残りの領域では基地局からバックホールダウンリンクを受信することができる。この場合、リレーノードは、同じ周波数帯域で同時に送受信を行うことができないため、リレーノードが送信モードから受信モードに切り替わるのに時間が掛かる。したがって、バックホールダウンリンク受信領域の先頭の一部区間においてリレーノードが送信／受信モード切替を行うように保護時間（ＧＴ）を設定する必要がある。同様に、リレーノードが基地局からのバックホールダウンリンクを受信し、端末へのアクセスダウンリンクを送信するように動作する場合にも、リレーノードの受信／送信モード切替のための保護時間を設定することができる。このようなガード時間の長さは、時間領域の値で与えることができ、例えば、ｋ（ｋ≧１）個の時間サンプル（Ｔ_s）値で与えてもよいし、一つ以上のＯＦＤＭシンボル長に設定してもよい。又は、リレーノードバックホールダウンリンクサブフレームが連続して設定されている場合に、又は、所定のサブフレームタイミング整列関係によって、サブフレームの最後の部分のガード時間は定義又は設定しなくてもよい。このような保護時間は、後方互換性を維持するために、バックホールダウンリンクサブフレーム送信のために設定されている周波数領域でだけ定義することができる（アクセスダウンリンク区間においてガード時間が設定される場合には、旧型端末をサポートできない）。保護時間以外のバックホールダウンリンク受信区間においてリレーノードは基地局からＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨを受信することができる。これを、リレーノード特定物理チャネルという意味から、リレーノードＰＤＣＣＨ（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）及びリレーノードＰＤＳＣＨ（Ｒ−ＰＤＳＣＨ）と表現することもできる。

一方、Ｒ−ＰＤＳＣＨは、２種類の参照信号、すなわち、ＣＲＳ又はＤＭ−ＲＳに基づいて復調可能である。しかし、基地局がリレー基地局にダウンリンク信号を送信する際にＭＢＳＦＮサブフレームを用いると、このＭＢＳＦＮサブフレームには、送信ダイバシチ手法で送信されたＰＤＳＣＨを復調するためのＣＲＳが存在しない。そのため、リレー基地局はすべての種類のサブフレームで送信可能なＤＭ−ＲＳを用いてＲ−ＰＤＳＣＨを復調することが好ましい。

また、Ｒ−ＰＤＣＣＨを復号した結果、検出されたＤＣＩフォーマットが上述のフォールバックモードに適用されるＤＣＩフォーマット１Ａであれば、ＤＣＩフォーマット１Ａには、基地局がリレーノードにランク情報を知らせうるフィールドが存在しない。そのため、Ｒ−ＰＤＣＣＨ、特に、一つのサブフレームにおいて１番目のスロットで送信されるダウンリンク許可を復号した結果、ＤＣＩフォーマット１Ａが検出されると、リレーノードは、２番目のスロットで送信されうるＲ−ＰＤＳＣＨの実際の送信ランクがわからない。

本発明では、リレーノードがＲ−ＰＤＣＣＨを復号した結果、ＤＣＩフォーマット１Ａを検出した場合に、該Ｒ−ＰＤＣＣＨに対応するＲ−ＰＤＳＣＨの送信は、最も信頼性の高い単一アンテナポート送信であると仮定することを提案する。すなわち、リレーノードは、基地局がランク１でＲ−ＰＤＳＣＨの送信を行っているという仮定の下に、Ｒ−ＰＤＳＣＨを復調及び復号することを提案する。その詳細は、下記の通りである。

図１１は、一つのリソースブロック対においてＤＭ−ＲＳのためのリソース要素が１２個割り当てられた場合を示し、図１２は、一つのリソースブロック対においてＤＭ−ＲＳのためのリソース要素が２４個割り当てられた場合を示す。

Ｒ−ＰＤＳＣＨの実際送信ランクに従って必要なＤＭＲＳのリソース要素の個数は変わるが、ランク１又は２の場合は、図１１に示すように、第１のスロット及び第２のスロットにわたる一つのリソースブロック対において１２個のリソース要素が、ランク３以上の場合は、図１２に示すように、一つのリソースブロック対において２４個のリソース要素が必要である。そのため、リレーノードが実際送信ランクを知っていない状態でＲ−ＰＤＳＣＨを復号するためには、リレーノードは、Ｒ−ＰＤＳＣＨを復調及び復号するためのＤＭＲＳリソース要素の個数を仮定する必要がある。

この場合、本発明によれば、Ｒ−ＰＤＣＣＨをブラインド復号した結果、Ｒ−ＰＤＳＣＨのための送信フォーマットとしてフォールバックモードを指示するＤＣＩフォーマット１Ａが検出されると、Ｒ−ＰＤＳＣＨは、単一アンテナ送信ポート、すなわち、常にランク１で送信されると仮定して復調及び変調するため、Ｒ−ＰＤＳＣＨ復号時に、ＤＭ−ＲＳのためのリソース要素は、図１１のように１２個のリソース要素が割り当てられるものと設定することが好ましい。

例えば、リレーノードが、上位層信号によってＤＭ−ＲＳのためのアンテナポートとして２又は４個のアンテナポートを信号通知されたとしても、ＤＣＩフォーマット１Ａを検出したリレーノードは、Ｒ−ＰＤＳＣＨは常にランク１で送信されると共に、ＤＭ−ＲＳは１２個のリソース要素に割り当てられるという仮定の下にＲ−ＰＤＳＣＨを復調及び復号することができる。

また、本発明では、基地局がリレーノードに、基地局特定参照信号であるＤＭ−ＲＳで復調可能な、すなわち、ＤＭ−ＲＳベースのＲ−ＰＤＣＣＨを送信する場合に、リレーノードがＲ−ＰＤＣＣＨからＲ−ＰＤＳＣＨの送信フォーマットとしてフォールバックモードに適用されるＤＣＩフォーマット１Ａを検出したとすれば、あらかじめ設定された論理的アンテナポートを用いてデータ、すなわち、Ｒ−ＰＤＳＣＨを復号することを提案する。ここで、論理的アンテナポートは、アンテナポート及びスクランブルＩＤによって定義される。

具体的に、Ｒ−ＰＤＣＣＨ復調に用いたＤＭ−ＲＳの論理的アンテナポート、すなわち、アンテナポート及びスクランブルＩＤを用いて、Ｒ−ＰＤＳＣＨを復調及び復号するように設定することができ、Ｒ−ＰＤＣＣＨ復調に用いたＤＭ−ＲＳの論理的アンテナポートは、アンテナポートは７（又は８）であると共にスクランブルＩＤは０（又は１）であると好ましい。これは、Ｒ−ＰＤＣＣＨをＤＭ−ＲＳを用いて復調及び復号するに成功したとすれば、Ｒ−ＰＤＣＣＨの復調に用いられた論理的アンテナポートは、該当のリレーノードと良好な通信を維持できるようにビーム形成されている可能性が高いためである。

したがって、リレーノードがＤＭ−ＲＳベースのＲ−ＰＤＣＣＨを復号してＤＣＩフォーマット１Ａを検出した場合であれば、単一アンテナポート送信を仮定してＲ−ＰＤＳＣＨを復号し、この場合、Ｒ−ＰＤＳＣＨについては、Ｒ−ＰＤＣＣＨ復調時に用いたＤＭ−ＲＳの論理的アンテナポート、例えば、アンテナポート７（又は８）且つスクランブルＩＤ ０（又は１）を用いて復調及び復号することが好ましい。

図１３は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図１３を参照すると、通信装置１３００は、プロセッサ１３１０、メモリ１３２０、ＲＦモジュール１３３０、表示モジュール１３４０及びユーザインタフェースモジュール１３５０を含む。

通信装置１３００は、説明の便宜のために例示されたもので、一部モジュールを省略してもよい。なお、通信装置１３００は、必要なモジュールを更に含んでもよい。また、通信装置１３００において一部のモジュールはより細分化したモジュールにしてもよい。プロセッサ１３１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ１３１０の詳細な動作は、図１乃至図１２に記載された内容を参照されたい。

メモリ１３２０は、プロセッサ１３１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを記憶する。ＲＦモジュール１３３０は、プロセッサ１３１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換したりする機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール１３３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換、又はこれらの逆過程を行う。表示モジュール１３４０は、プロセッサ１３１０に接続し、様々な情報を表示する。表示モジュール１３４０は、これに制限されるものではないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような周知の要素を使用することができる。ユーザインタフェースモジュール１３５０は、プロセッサ１３１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインタフェースの組み合わせで構成することができる。

以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部の構成や特徴は、別の実施例に含まれることもでき、別の実施例の対応する構成又は特徴に代えることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりすることができることは明らかである。

本明細書において、本発明の実施例は、リレーノードと基地局との間のデータ送受信関係を中心に説明された。本明細書において基地局により行われるとした特定動作は、場合によっては、その上位ノードによって行ってもよい。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノードからなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の別のネットワークノードによって行ってもよいことは明らかである。基地局は、固定局、ノードＢ、進化ノードＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイントなどの用語に代替可能である。

本発明による実施例は様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。

ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェア又はソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶されて、プロセッサにより駆動されるものでよい。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によりプロセッサとデータを授受することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということは、当業者にとっては自明である。そのため、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈により決定すべきであり、本発明の均等範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述したような無線通信システムにおいて基地局がリレーノードに送信する送信ブロックのサイズを決定する方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他、種々の複数アンテナ無線通信システムにも適用することが可能である。

Claims (14)

1. 複数アンテナ無線通信システムのリレーノードにおいて基地局からリレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネル（Ｒ−ＰＤＳＣＨ）を受信する方法であって、
   リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）を、リレーノード特定参照信号を用いて復調するステップと、
   前記復調されたリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルから特定ダウンリンク制御情報が検出された場合に、前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルが所定のアンテナポート及びスクランブル識別子を用いて単一アンテナポートを通じて送信されたという仮定の下に、前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復調するステップと、
   を有する方法。
2. 前記リレーノード特定参照信号は、復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）に対応する、請求項１に記載の方法。
3. 前記特定ダウンリンク制御情報は、フォールバックモードを指示するダウンリンク制御情報に対応する、請求項１に記載の方法。
4. 前記フォールバックモードを指示するダウンリンク制御情報は、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）フォーマット１Ａに対応する、請求項１に記載の方法。
5. 前記所定のアンテナポート及びスクランブル識別子は、前記リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルの復調時に用いた前記リレーノード特定参照信号のアンテナポート及びスクランブル識別子にそれぞれ対応する、請求項１に記載の方法。
6. 前記所定のアンテナポート及びスクランブル識別子は、アンテナポート７及びスクランブル識別子０にそれぞれ対応する、請求項１に記載の方法。
7. 前記リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネル及び前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルは、マルチキャスト・ブロードキャスト単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ）サブフレームを通じて送信される、請求項１に記載の方法。
8. 複数アンテナ無線通信システムにおけるリレーノードであって、
   基地局からリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）及びリレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネル（Ｒ−ＰＤＳＣＨ）を受信するように構成された受信モジュールと、
   リレーノード特定参照信号に基づいて前記リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルを復調し、該復調されたリレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルから検出される特定ダウンリンク制御情報に基づいて前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復号するように構成されたプロセッサと、を備え、
   前記プロセッサは、前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルが所定のアンテナポート及びスクランブル識別子を用いて単一アンテナポートを通じて送信されたという仮定の下に、前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルを復調する、リレーノード。
9. 前記リレーノード特定参照信号は、復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）に対応する、請求項８に記載のリレーノード。
10. 前記特定ダウンリンク制御情報は、フォールバックモードを指示するダウンリンク制御情報に対応する、請求項８に記載のリレーノード。
11. 前記フォールバックモードを指示するダウンリンク制御情報は、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）フォーマット１Ａに対応する、請求項１０に記載のリレーノード。
12. 前記所定のアンテナポート及びスクランブル識別子は、前記リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネルの復調時に用いた前記リレーノード特定参照信号のアンテナポート及びスクランブル識別子にそれぞれ対応する、請求項８に記載のリレーノード。
13. 前記所定のアンテナポート及びスクランブル識別子は、アンテナポート７及びスクランブル識別子０にそれぞれ対応する、請求項８に記載のリレーノード。
14. 前記受信モジュールは、前記リレーノード特定ダウンリンク物理制御チャネル及び前記リレーノード特定ダウンリンク物理共有チャネルをマルチキャスト・ブロードキャスト単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ）サブフレームを通じて受信する、請求項８に記載のリレーノード。

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