JP2014534651A - Mimo通信システムにおけcsi測定方法及びcsi測定用ユーザー機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】UEでのCSI測定を改善する。【解決手段】少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、少なくとも1つのユーザー機器(UE)とを備える多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定する方法であって、少なくとも1つのeNodeBから少なくとも1つのUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信する工程と、CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出する工程と、抽出されたCSI−RS REを使用して、UE及びeNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行してCSIを導出する工程を有する。【選択図】図3
Description
本発明は、多入力多出力(MIMO:Multiple Input Multiple Output)通信システムでのチャネル状態情報(CSI:Channel State Information)の測定に関し、特に、CSI測定の改善に関する。
既存の多入力多出力(MIMO)通信システムでは、複数のアンテナが送信機及び受信機に使用されて、送信機と受信機との間での通信性能及びピークデータレートを改善する。例えば、ロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)通信システムでは、複数のアンテナを基地局(eNodeB)及びユーザー機器(UE:User Equipment)において使用して、eNodeBとUEとの間での通信性能及びピークデータレートを改善する。一例では、UEとeNodeBとの間の通信リンクのチャネル状態情報(CSI)は、受信側UEにおいて推定され、下りリンク送信制御のためにeNodeBにフィードバックされる。この場合、CSIは、散乱、フェージング、及び距離に伴う電力減衰等の推定されたチャネル特性を含み、それにより、eNodeBは、現在のチャネル状況に基づいて下りリンク送信を制御することができる。
例えば、図1に示されるように、LTEリリース10システム等のLTEアドバンスト通信システムでは、マルチユーザーMIMO(MU−MIMO:Multi User-MIMO)通信システム及び協調マルチポイント(CoMP:Coordinated MultiPoint)通信システムの拡張チャネル推定について幅広い考察が既になされてきた。図1は、単一のUE200及び単一のeNodeB300を示すMIMO通信システムの概略図を示し、UE200及びeNodeB300は、データストリームの送受信に複数のアンテナを利用する。考察の結果、例えば、最高で8つのアンテナポート(AP:Antenna Port)に対して単一ユーザーMIMO(SU−MIMO:Single User-MIMO)及びMU-MIMOをサポートし、さらに、CoMPに関して可能な限り将来性を考えたものとするという具体的な目標が生じた。主な結果は以下であった。
1.CSI基準信号(CSI−RS:CSI Reference Signal)が、マルチセルラ環境においてチャネル状態情報(CSI)の周波数選択的な推定のために、通信システムに導入された。図1に示されるUE200は、マルチセルラ環境でCSIを推定するように構成されるCSI処理ユニット100を含む。また、オーバーヘッドを制限するために、CSI基準信号(RS)は、周波数の点で疎であるべきである(例えば、APごと、物理リソースブロック(PRB:Physical Resource Block)ごと、及び時間単位ごと(例えば、5ms、10ms、20ms、40ms、80msごと)に1つのみのリソース要素(RE:Resource Element))。1AP、2AP、4AP、8APで通常のCSI RSパターンが図2に示されることが見てわかる。
2.周波数分割多重化(FDM:Frequency Division Multiplexing)、符号分割多重化(CDM:Code Division Multiplexing)、及び時分割多重化(TDM:Time Division Multiplexing)の組み合わせにより、CSI−RS直交性を提供すべきである。1つの大きな問題は、下位互換性が求められること、例えば、他の目的でまだ使用されていないリソース要素(RE)を見つけることであった。図2は、既に占有されている多数のREも示す。
3.同様に図2に示される、他のセルに使用するための、CSI RSを搬送するREのミューティングは、マルチセルラ環境でのCSI RSの直交性改善を対象とすべきである。ミューティングが、或る特定のREにおいてTx信号のあらゆる送信をオフに切り替えることを意味することが当業者には理解されよう。考察では、ミューティングパターンは3〜5を再使用した。RSのオーバーヘッドの追加に加えて、LTEリリース8UEは、PRB内のこの追加のパンクチャリングに気づかないため、弱点を有し、わずかに高い符号化利得を必要とする。他方、リリース10UEは、パンクチャリングしたREについてシグナリングにより通知され、復号化の改善を可能にする。
4.CSI RSは、3〜5つの連携セルの、例えば8つのチャネル構成要素の明示的な推定を可能にする。
1.CSI基準信号(CSI−RS:CSI Reference Signal)が、マルチセルラ環境においてチャネル状態情報(CSI)の周波数選択的な推定のために、通信システムに導入された。図1に示されるUE200は、マルチセルラ環境でCSIを推定するように構成されるCSI処理ユニット100を含む。また、オーバーヘッドを制限するために、CSI基準信号(RS)は、周波数の点で疎であるべきである(例えば、APごと、物理リソースブロック(PRB:Physical Resource Block)ごと、及び時間単位ごと(例えば、5ms、10ms、20ms、40ms、80msごと)に1つのみのリソース要素(RE:Resource Element))。1AP、2AP、4AP、8APで通常のCSI RSパターンが図2に示されることが見てわかる。
2.周波数分割多重化(FDM:Frequency Division Multiplexing)、符号分割多重化(CDM:Code Division Multiplexing)、及び時分割多重化(TDM:Time Division Multiplexing)の組み合わせにより、CSI−RS直交性を提供すべきである。1つの大きな問題は、下位互換性が求められること、例えば、他の目的でまだ使用されていないリソース要素(RE)を見つけることであった。図2は、既に占有されている多数のREも示す。
3.同様に図2に示される、他のセルに使用するための、CSI RSを搬送するREのミューティングは、マルチセルラ環境でのCSI RSの直交性改善を対象とすべきである。ミューティングが、或る特定のREにおいてTx信号のあらゆる送信をオフに切り替えることを意味することが当業者には理解されよう。考察では、ミューティングパターンは3〜5を再使用した。RSのオーバーヘッドの追加に加えて、LTEリリース8UEは、PRB内のこの追加のパンクチャリングに気づかないため、弱点を有し、わずかに高い符号化利得を必要とする。他方、リリース10UEは、パンクチャリングしたREについてシグナリングにより通知され、復号化の改善を可能にする。
4.CSI RSは、3〜5つの連携セルの、例えば8つのチャネル構成要素の明示的な推定を可能にする。
例えば、LTEリリース10通信システムにおけるCSI−RSの導入により、下りリンク送信制御のために、UEがCSI計算を実行し、その計算をeNodeBにフィードバックすることができる。本発明の目的は、UEでのCSI測定を改善することにある。
一態様によれば、本発明は、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、少なくとも1つのユーザー機器(UE)とを有する多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定する方法であって、
前記少なくとも1つのeNodeBから前記少なくとも1つのUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、前記通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信する工程と、
前記CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出する工程と、
前記抽出されたCSI−RS REを使用し、前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して前記CSIを導出する工程と、
を有するMIMO通信システムにおけCSI測定方法を提供する。
前記少なくとも1つのeNodeBから前記少なくとも1つのUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、前記通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信する工程と、
前記CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出する工程と、
前記抽出されたCSI−RS REを使用し、前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して前記CSIを導出する工程と、
を有するMIMO通信システムにおけCSI測定方法を提供する。
別の態様によれば、本発明は、
多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定するように構成されるユーザー機器(UE)であって、
前記MIMO通信システムは、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、該UEのうちの少なくとも1つとを有し、該UEは、
前記少なくとも1つのeNodeBから該UEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、前記通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信し、前記CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出するコントローラーと、
前記抽出されたCSI−RS REを使用して、該UE及び前記eNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、前記CSIを導出するCSI測定ユニットと、
を有するMIMO通信システムにおけるCSI測定用ユーザー機器を提供する。
多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定するように構成されるユーザー機器(UE)であって、
前記MIMO通信システムは、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、該UEのうちの少なくとも1つとを有し、該UEは、
前記少なくとも1つのeNodeBから該UEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、前記通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信し、前記CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出するコントローラーと、
前記抽出されたCSI−RS REを使用して、該UE及び前記eNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、前記CSIを導出するCSI測定ユニットと、
を有するMIMO通信システムにおけるCSI測定用ユーザー機器を提供する。
本発明の実施形態について、添付図面を参照して単なる例としてこれより説明する。
一態様によれば、本発明は、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、少なくとも1つのユーザー機器(UE)とを備える多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定する方法であって、
上記少なくとも1つのeNodeBから上記少なくとも1つのUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信することと、
CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出することと、
抽出されたCSI−RS REを使用することであって、UE及びeNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを導出することと、
を含む方法を提供する。
上記少なくとも1つのeNodeBから上記少なくとも1つのUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信することと、
CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出することと、
抽出されたCSI−RS REを使用することであって、UE及びeNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを導出することと、
を含む方法を提供する。
一実施形態では、LTEリリース10でのCSI−RSの導入により、CSI測定機能をUEで実施して、CSI(例えば、チャネル品質指標(CQI:Channel Quality Indicator)、プリコーディング行列情報(PMI:Precoding Matrix Information)、プリコーディングタイプ指標(PTI:Precoding Type Indicator)、及び/又はランク指標(RI:Rank Indicator)を、上りリンク(UL)チャネルにおいてeNodeB(複数の場合もある)に報告すべきフィードバックとして計算する必要があるものとする。したがって、送信TXアンテナ及び受信RXアンテナ(例えば、TXアンテナポート及びRXアンテナポート)の数に関係なく、実施形態は、より多数のTXアンテナポート及びRXアンテナポートに拡大する能力と、後にリリースされるLTE UEにおいて何らかの起こり得る変更が生じた場合に、CSIを報告して最小の複雑性でより高い下りリンクスループットを達成する能力とを提供する。
一実施形態では、本発明は、上記下りリンクチャネルを介して上記少なくとも1つのeNodeBから上記少なくとも1つのUEにおいて、上記無線フレームのサブフレームで搬送されるセル固有基準信号(CRS:Cell Specific Reference Signal)を受信することと、
上記サブフレームからCRSリソース要素(RE)を抽出することと、
抽出されたCRS REを使用することであって、UE及びeNodeBのそれぞれの上記受信アンテナ及び上記送信アンテナの上記アクティブな対の更なる下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを更に導出することと、
を更に含む。
上記サブフレームからCRSリソース要素(RE)を抽出することと、
抽出されたCRS REを使用することであって、UE及びeNodeBのそれぞれの上記受信アンテナ及び上記送信アンテナの上記アクティブな対の更なる下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを更に導出することと、
を更に含む。
一実施形態では、CSI−RSを使用して、信号対雑音比(SNR)の動作範囲にわたるチャネルの周波数選択的性質及び非選択的性質を考慮して、CSI報告用の改善されたチャネル推定を生成する。
一実施形態では、本方法は、更なる下りリンクチャネル推定を使用することであって、UE及びeNodeBのそれぞれの上記受信アンテナ及び上記送信アンテナの上記アクティブな対のサブバンドノイズ電力推定を実行することを更に含む。
一実施形態では、本方法は、UE及びeNodeBのそれぞれの上記受信アンテナ及び上記送信アンテナの上記アクティブな対のサブバンドノイズ電力推定及び下りリンクチャネル推定を使用することであって、サブバンド信号電力推定を実行し、サブバンド信号対雑音比(SNR)推定を導出することを更に含む。
一実施形態では、本方法は、下りリンクチャネル推定を使用することであって、UE及びeNodeBのそれぞれの上記受信アンテナ及び上記送信アンテナの上記アクティブな対のサブバンドCSI−RSチャネル行列を導出することを更に含む。
一実施形態では、本方法は、サブバンドCSI−RSチャネル行列及びサブバンドSNR推定を使用することであって、サブバンド信号対干渉雑音比(SINR:Signal to Interference Noise Ratio)推定値を導出することを更に含む。
一実施形態では、本方法は、サブバンド信号対干渉雑音比(SINR)推定値を使用して、全てのランク指標(RI)及び全てのプリコーディングタイプ指標(PTI)のワイドバンドプリコーディング行列情報(PMI)計算及びサブバンドプリコーディング行列情報(PMI)計算を実行することを更に含む。
一実施形態では、本方法は、サブバンド信号対干渉雑音比(SINR)推定値を使用することであって、ワイドバンドチャネル品質指標(CQI)計算及びサブバンドチャネル品質指標(CQI)計算を実行することを更に含む。
一実施形態では、上記CSIは、上記ワイドバンドPMI、上記サブバンドPMI、上記ワイドバンドCQI、上記サブバンドCQI、上記RI、及び上記PTIを含む。
別の態様によれば、本発明は、多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定するように構成されるユーザー機器(UE)であって、MIMO通信システムは、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、本UEのうちの少なくとも1つとを備え、本UEは、
コントローラーであって、
上記少なくとも1つのeNodeBからUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信し、
CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出する
ように構成される、コントローラーと、
抽出されたCSI−RS REを使用して、UE及びeNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを導出するように構成されるCSI測定ユニットと、
を備えるユーザー機器を提供する。
コントローラーであって、
上記少なくとも1つのeNodeBからUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信し、
CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出する
ように構成される、コントローラーと、
抽出されたCSI−RS REを使用して、UE及びeNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを導出するように構成されるCSI測定ユニットと、
を備えるユーザー機器を提供する。
一実施形態では、CSI測定ユニットは、CSIを測定して報告し、複雑性を低減させた状態で、下りリンクスループットに関してLTEリリース10及び後にリリースされるLTE UEの性能を増大させる。
一実施形態によれば、図3に示されるように、無線通信システム10が提供される。通信システム10は、基地局(eNodeB)300と、ユーザー機器(UE)200とを備える多入力/多出力(MIMO)通信システムである。図3に示される実施形態は、リリース10ロングタームエボリューション(LTE)通信システムのものであり、これは、チャネル状態情報(CSI)計算を実行するための基準としてUE200で使用されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を導入し、CSI計算は、下りリンクデータ通信制御のためにeNodeB300にフィードバックされる。CSIが、チャネル品質指標(CQI)、プリコーディング行列情報(PMI)、プリコーディングタイプ指標(PTI)、及び/又はランク指標(RI)等の推定チャネル特性を含むことが当業者には理解されよう。
実施形態では、UE200は、コントローラー101、受信機信号プロセッサ30、及び送信機信号プロセッサ32を含め、eNodeB300とデータを通信し、システム10においてチャネル状態情報(CSI)を測定する幾つかの構成要素を備える。さらに、eNodeB300は、eNodeBアンテナ22A〜22Nを制御するように構成される送信機コントローラーTX12及び受信機コントローラーRX14を含め、下りリンク(DL)チャネル24及び上りリンク(UL)チャネル26を介してUE200と通信する幾つかの構成養素を備える。また、eNodeB300はベースバンド信号プロセッサ16を含み、これは、AMCプロセッサ18と、プリコーディング及びビーム形成プロセッサ20とを含む。MIMOシステム10のUE200も、受信機信号プロセッサ30及び送信機信号プロセッサ32に関連して動作して、UE300とデータを送受信するように構成される幾つかのアンテナ28A〜28Nを有することが図3から見てわかる。受信機信号プロセッサ30が、CSIを測定するように構成されるCSI測定ユニット400を含むことも見てわかる。使用に際して、コントローラー101は、間の少なくとも1つの下りリンクチャネル24を介してeNodeB300から通信システム10の無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信し、CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出するように構成される。CSI測定ユニット400は、抽出されたCSI−RS REを使用して、UE300の受信アンテナ28A〜28Nと、eNodeB300の送信アンテナ22A〜22Nとのアクティブな対に対して下りリンクチャネル推定を実行して、CSIを導出するように構成される。
さらに、コントローラー101は、下りリンクチャネル24を介してeNodeB300から無線フレームのサブフレームで搬送されるセル固有基準信号(CRS)を受信し、サブフレームからCRSリソース要素(RE)を抽出するように(正:configured to)更に構成される。CSI測定ユニット400はまた、抽出されたCRS REを使用して、UE300の受信アンテナ28A〜28Nと、eNodeB300の送信アンテナ22A〜22Nとのアクティブな対に対して更なる下りリンクチャネル推定を実行し、上記CSIを更に導出するように更に構成される。
また、一例では、或る特定のシステム設置では、eNodeB300において5つ以上であり、この例では最高で8つの送信(TX)アンテナを使用する必要がある。5つ以上のTXアンテナをサポートするために、システム10はUE固有基準信号も使用する。いずれの場合でも、セル固有基準信号(CRS)とは対照的に、UE固有基準信号は、データ送信と同じプリコーディングウェイトを用いてプリコーディングされ、付随するトラフィックデータを受信しているUE200によってのみ使用される。
見てわかるように、図3は、複数の送信アンテナ22A〜22Nを利用して、1つ又は複数のデータストリームをUE200に送信する無線通信システム10の概略図を提供する。例示的な実施形態では、eNodeB送信機12は無線周波数(RF)送信機回路を含み、eNodeB受信機14はRF受信機回路を含み、ベースバンド信号プロセッサ16は、ベースバンド信号処理回路を含む。ベースバンド信号処理回路は、UE(複数の場合もある)から送信されたフィードバック情報を、送信されたデータストリームに適用すべき最適な符号化及び変調方式を決定するための情報の1つとしてとる適応変調及び符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)処理ユニット18と、プリコーディング処理ユニット20とを含み、プリコーディング処理ユニット20も、UE(複数の場合もある)から送信されたフィードバック情報を、特定のUEに送信されるデータのマッピングに最適な数のデータストリーム、プリコーディング行列、及び周波数RBを決定するための情報としてとる。基地局(eNodeB300)から送信される信号は、伝播チャネルを通って移動端末(ユーザー機器200)まで移動し、UE200は移動送受信機と、複数の受信アンテナ28A〜28Nとを含む。移動送受信機は、コントローラー101と、送信信号処理ユニット32と、受信機信号処理ユニット30とを含む。上述したように、受信機信号処理ユニット30はCSI測定ユニット400を含む。本明細書に記載される場合、「処理ユニット」又は「プロセッサ」という用語が一般に、1つの装置又は幾つかの装置を使用して実施することができ、必要に応じて適切なプログラムコードが構成されて、例えば、上述したCQI推定技法、PMI推定技法、PTI推定技法、及びRI推定技法を含むフィードバック計算を実行することができる任意の機能要素を指すことを当業者は理解するであろう。
原理上、CSIは、以下の解析方法に従って測定することができる。
ランクRに関連付けられたサブコードブックのプリコーダーインデックスPRを使用してプリコーディングされたMIMOシステムの時間領域インデックスt及び周波数領域インデックスiの、REでの受信信号は以下である。
・
は、FETブロックの出力でのNrx×1の受信信号ベクトルであり、
・Htiは、REのチャネルパスの周波数応答のNrx×Ntxのチャネル行列であり、
・Xtiは、レイヤ−マッピングブロックの出力からのR×1の送信ベクトルであり、
・ntiは、Nrx×1のノイズベクトルであり、
・
は、Ntx×Rのプリコーダー行列である。
ランクRに関連付けられたサブコードブックのプリコーダーインデックスPRを使用してプリコーディングされたMIMOシステムの時間領域インデックスt及び周波数領域インデックスiの、REでの受信信号は以下である。
・Htiは、REのチャネルパスの周波数応答のNrx×Ntxのチャネル行列であり、
・Xtiは、レイヤ−マッピングブロックの出力からのR×1の送信ベクトルであり、
・ntiは、Nrx×1のノイズベクトルであり、
・
図5を参照すると、CSI測定方法は、以下のステップに従って実施されるものとする。
ステップ1
上位層のシグナリングを介してCSI測定を実行する必要がある装置について、上位層は、コントローラー101 CSI−RS構成を提供するものとし、この構成は以下のパラメーターを含むが、これらに限定されない。
・CSI−RSポート数
・CSI RSサブフレーム構成ICSI−RS
・サブフレーム構成周期TCSI−RS
・サブフレームオフセットΔCSI−RS
・CSIフィードバックPCでの基準PDSCH送信電力についてのUE仮定。PCは、UEがCSIフィードバックを導出し、1dBステップサイズで[−8,15]dBの範囲内の値をとる場合、PDSCH EPREとCSI−RS EPREとの仮定される比率である
・CSI報告モード
上位層のシグナリングを介してCSI測定を実行する必要がある装置について、上位層は、コントローラー101 CSI−RS構成を提供するものとし、この構成は以下のパラメーターを含むが、これらに限定されない。
・CSI−RSポート数
・CSI RSサブフレーム構成ICSI−RS
・サブフレーム構成周期TCSI−RS
・サブフレームオフセットΔCSI−RS
・CSIフィードバックPCでの基準PDSCH送信電力についてのUE仮定。PCは、UEがCSIフィードバックを導出し、1dBステップサイズで[−8,15]dBの範囲内の値をとる場合、PDSCH EPREとCSI−RS EPREとの仮定される比率である
・CSI報告モード
CSI−RS構成を用いる場合、コントローラー101は、どの無線フレームがCSI−RSサブフレームを搬送しているか、及びその無線フレーム内のどのサブフレーム(複数の場合もある)がCSI−RSを搬送しているかを特定可能であるものとする。
ステップ2
CSI−RSサブフレーム(複数の場合もある)を有する無線フレームでは、図6に示されるように、CSI−RSサブフレームの前のサブフレーム中、コントローラー101は、以下のいずれかを実行するように「CRS RE&CSI−RS RE抽出」ユニット103を構成するものとする。
1.1.1 CSI−RSサブフレーム前のサブフレームがマルチキャスト/ブロードキャスト単一周波数ネットワーク(MBSFN:Multicast/Broadcast Single Frequency Network)サブフレームではない場合、CRSを搬送する、FFTユニット102から出力される最後のOFDMシンボル上でCRS REを抽出する。また、CSI−RSサブフレーム内のCRS RE及びCSI−RS REを抽出する。CRSを搬送する(正:that carries)最後のOFDMシンボルは4に示される。
1.1.2 CSI−RSサブフレーム前のサブフレームがMBSFNサブフレームである場合、CSI−RSサブフレーム前のサブフレーム全体を無視する。また、CSI−RSサブフレーム内のCRS RE及びCSI−RS REを抽出する。
CSI−RSサブフレーム(複数の場合もある)を有する無線フレームでは、図6に示されるように、CSI−RSサブフレームの前のサブフレーム中、コントローラー101は、以下のいずれかを実行するように「CRS RE&CSI−RS RE抽出」ユニット103を構成するものとする。
1.1.1 CSI−RSサブフレーム前のサブフレームがマルチキャスト/ブロードキャスト単一周波数ネットワーク(MBSFN:Multicast/Broadcast Single Frequency Network)サブフレームではない場合、CRSを搬送する、FFTユニット102から出力される最後のOFDMシンボル上でCRS REを抽出する。また、CSI−RSサブフレーム内のCRS RE及びCSI−RS REを抽出する。CRSを搬送する(正:that carries)最後のOFDMシンボルは4に示される。
1.1.2 CSI−RSサブフレーム前のサブフレームがMBSFNサブフレームである場合、CSI−RSサブフレーム前のサブフレーム全体を無視する。また、CSI−RSサブフレーム内のCRS RE及びCSI−RS REを抽出する。
ステップ3
ステップ2において説明された、抽出されたCRS−REは、LSチャネル推定を実行するために、「CRS REにおけるCRSチャネル推定」ユニット104への入力として使用されるものとする。
ステップ2において説明された、抽出されたCRS−REは、LSチャネル推定を実行するために、「CRS REにおけるCRSチャネル推定」ユニット104への入力として使用されるものとする。
ステップ4において、「サブバンド(K)ノイズ電力推定」ユニット105が、ユニット104からのLS推定値をサブバンドノイズ電力推定に使用するものとする。
「サブバンド(K)ノイズ電力推定」ユニット105は、以下に従って、アクティブな受信アンテナと送信アンテナとの対ごとに、サブバンドノイズ電力(σest_sc1 2(a,b,n,K)を求めるものとする。
1.各サブバンド内のリソースブロック(RB)の数:NRB(K)を求める
2.1において選ばれたサブバンド(K)内かつCRSを搬送する2つの連続したOFDMシンボル間の空間内で、ノイズ電力を計算すべき交点を選択する
3.選ばれたサブバンド内の求められた全ての交点に対してノイズ電力計算を実行する
4.選ばれたサブバンド内の求められた全ての交点のノイズ電力の平均をとり、アクティブな受信アンテナ(a)と送信アンテナ(b)との各対のサブバンドノイズσest_sc1 2(a,b,n,K)を得る
1.各サブバンド内のリソースブロック(RB)の数:NRB(K)を求める
2.1において選ばれたサブバンド(K)内かつCRSを搬送する2つの連続したOFDMシンボル間の空間内で、ノイズ電力を計算すべき交点を選択する
3.選ばれたサブバンド内の求められた全ての交点に対してノイズ電力計算を実行する
4.選ばれたサブバンド内の求められた全ての交点のノイズ電力の平均をとり、アクティブな受信アンテナ(a)と送信アンテナ(b)との各対のサブバンドノイズσest_sc1 2(a,b,n,K)を得る
ポート0及び1での2つの送信アンテナを所与とした、通常のCPサブフレーム構造の場合でのサブバンドノイズ電力推定の例示的な実施態様を図7及び図8に示すことができる。
CSI−RSサブフレーム前のサブフレームのCRSは、CSI−RSサブフレームのノイズ電力推定に使用される場合、ノイズ電力計算を行えるようにするには、それに先立ってCSI−RSサブフレームのCRSと位相の大きさ(正:in magnitude of phase)の点で位置合わせされるようにAGC及びタイミングを調整されるものとする。
通常のCPサブフレーム構造を有する、ポート0、1、2、及び3での4つの送信アンテナを所与として、追加の2つのアンテナポート2及び3のサブバンドノイズ電力推定の例示的な実施態様を図9に示すことができる。
ステップ5
上記のステップ3において説明されるCRSチャネル推定処理と同時に、ステップ2において結果として得られる抽出されたCSI−RS REも、CSI−RSチャネル推定を実行する「CSI−RS REにおけるCSI−RSチャネル推定」ユニット107への入力として使用されるものとする。
上記のステップ3において説明されるCRSチャネル推定処理と同時に、ステップ2において結果として得られる抽出されたCSI−RS REも、CSI−RSチャネル推定を実行する「CSI−RS REにおけるCSI−RSチャネル推定」ユニット107への入力として使用されるものとする。
このCSI−RSチャネル推定は、以下の計算を目的とする。
1.全てのアクティブな対RX−TXのCSI−RS RE位置におけるLSチャネル推定値、及び
2.全てのアクティブな対RX−TXのCSI−RS RE位置におけるクリーンチャネル推定値。
1.全てのアクティブな対RX−TXのCSI−RS RE位置におけるLSチャネル推定値、及び
2.全てのアクティブな対RX−TXのCSI−RS RE位置におけるクリーンチャネル推定値。
例示的な一実施態様は以下に従って行うことができる。
Y(a,b,n,r,k)及びY(a,b,n,r+1,k)を受信CSI−RS信号とし、R(a,b,n,r,k)及びR(a,b,n,r+1,k)を対応するCSI−RSパターンとする。LS推定値HCSI(a,b,n,k)は、受信CSI−RSシンボルの符号分割逆多重化を適用することにより計算される。ここで、
・b=15,16,・・・,15+Ntx−1は、CSI−RSポートを示し、
・a=1,・・・,Nrx−1は受信アンテナを示し、
・nはCSI−RSサブフレーム番号を示し、
・kはCSI−RSサブキャリア位置を示す。
Y(a,b,n,r,k)及びY(a,b,n,r+1,k)を受信CSI−RS信号とし、R(a,b,n,r,k)及びR(a,b,n,r+1,k)を対応するCSI−RSパターンとする。LS推定値HCSI(a,b,n,k)は、受信CSI−RSシンボルの符号分割逆多重化を適用することにより計算される。ここで、
・b=15,16,・・・,15+Ntx−1は、CSI−RSポートを示し、
・a=1,・・・,Nrx−1は受信アンテナを示し、
・nはCSI−RSサブフレーム番号を示し、
・kはCSI−RSサブキャリア位置を示す。
次に、LS推定値HCSIを長さNRB DLの列ベクトルzに積み重ねると、以下の式が得られる。
ここで、gmは、
として定義される行列Gのm番目の行である。
・Bは、基準REにおけるチャネル間の相関行列であり、BのサイズはNRB×NRBである。Bの(m,n)番目の要素は以下によって与えられる。
Bm,n=E{hmhn *}=rf(m−n)
ここで、
である。ここで、τrmsは、CRSを使用して周波数傾き推定値に基づいて求められる。
・ワイドバンドSNR(信号対雑音比)は、CSI−RSワイドバンドノイズ電力σest_CSI−RS 2(n)及びワイドバンド信号電力Sest_CSI−RS(n)を計算することにより、CSI−RS LS推定値(HCSI)に基づいて推定される。
・Bは、基準REにおけるチャネル間の相関行列であり、BのサイズはNRB×NRBである。Bの(m,n)番目の要素は以下によって与えられる。
Bm,n=E{hmhn *}=rf(m−n)
ここで、
・ワイドバンドSNR(信号対雑音比)は、CSI−RSワイドバンドノイズ電力σest_CSI−RS 2(n)及びワイドバンド信号電力Sest_CSI−RS(n)を計算することにより、CSI−RS LS推定値(HCSI)に基づいて推定される。
ステップ6
ステップ6において、サブバンド(K)信号電力推定ユニット108は以下:
1.処理ユニット105から生成されるサブバンドノイズ電力推定値、
2.CSI−RSのLS推定値及び107
を使用して、サブバンド信号電力Sest_sc1(a,b,n,k)を計算する(正:to calculate)ものとする。
ステップ6において、サブバンド(K)信号電力推定ユニット108は以下:
1.処理ユニット105から生成されるサブバンドノイズ電力推定値、
2.CSI−RSのLS推定値及び107
を使用して、サブバンド信号電力Sest_sc1(a,b,n,k)を計算する(正:to calculate)ものとする。
代替的に、CRSがCSI計算に使用される場合、CSI−RSのLSの代わりに、ユニット104からの(正:from)CRSのLS推定値を信号電力推定に使用することができる。
CSI−RSを使用するサブバンド信号電力推定は例示的に、以下のように実施される。2つの近傍リソースブロックにわたるCSI−RS位置でのLS推定値の平均を出すことにより、信号電力推定が実行される。サブバンドに奇数個のリソースブロックがある場合、最後のリソースブロックを無視する。
ステップ7
ステップ7において、コントローラーユニット101からのCSI構成を用いて、サブバンドSNR推定ユニット110は、最後のNCQI_S個のサブフレームのサブバンド信号電力推定値及びサブバンドノイズ推定値をとり、サブバンドSNR(K)を計算する。
ステップ7において、コントローラーユニット101からのCSI構成を用いて、サブバンドSNR推定ユニット110は、最後のNCQI_S個のサブフレームのサブバンド信号電力推定値及びサブバンドノイズ推定値をとり、サブバンドSNR(K)を計算する。
サブバンドSNR(K)の例示的な一実施態様は、最後のNCQI_S個のサブフレームにわたるサブバンドノイズ電力推定値及びサブバンド信号電力推定値の平均を出し、
全てのアクティブな送信アンテナ及び受信アンテナにわたる平均を出し、次に、比をとり(正:taking)、サブバンドごとの受信SNRを得ることからなる。
ステップ8
ステップ8におけるサブバンドSNR推定と同時に、ステップ9におけるSNR推定の準備として、サブバンドのCSI−RSチャネル行列もステップ8において確立される。
ステップ8におけるサブバンドSNR推定と同時に、ステップ9におけるSNR推定の準備として、サブバンドのCSI−RSチャネル行列もステップ8において確立される。
サブバンドCSI−RSチャネル行列構築ユニット109は、処理ユニット107において生成されるクリーンなCSI−RSチャネル推定値をとり、サンプリングされる各サブキャリアfKでのサブバンドチャネル行列H(fK)を生成するものとする。
ステップ9
上述したように、CSI計算の主要概念は、適切なSINR(信号対干渉雑音比)を達成することである。ステップ9において、サブバンドSINR推定ユニット112は、処理ユニット109からのサブバンドCSI−RSチャネル行列及び処理ユニット110からのサブバンドSNR推定値を入力としてとることにより、「サブバンドSINR」を計算するものとする。全てのRI(ランク指標)R=1,2、RI PR∈ΩRに関連する全てのPMI(プリコーディング行列指標)、及び全てのレイヤl=1,・・・,RについてのSINR(PR,l,fK,K)の例示的な一実施態様は、以下に従って提示される。
ここで、
・IRはR×Rの単位行列であり、
・[]ll −1は、行列[]の逆行列[]−1の(l,l)番目の対角線要素を示し、
・
は、ランクRを有するサブコードブックでのP番目のプリコーダーである。
上述したように、CSI計算の主要概念は、適切なSINR(信号対干渉雑音比)を達成することである。ステップ9において、サブバンドSINR推定ユニット112は、処理ユニット109からのサブバンドCSI−RSチャネル行列及び処理ユニット110からのサブバンドSNR推定値を入力としてとることにより、「サブバンドSINR」を計算するものとする。全てのRI(ランク指標)R=1,2、RI PR∈ΩRに関連する全てのPMI(プリコーディング行列指標)、及び全てのレイヤl=1,・・・,RについてのSINR(PR,l,fK,K)の例示的な一実施態様は、以下に従って提示される。
・IRはR×Rの単位行列であり、
・[]ll −1は、行列[]の逆行列[]−1の(l,l)番目の対角線要素を示し、
・
ステップ10
UL PhCH送信可用性と、同様に報告モード妥当性とを知ることにより、コントローラー101は、ワイドバンドPMI計算又はサブバンドPMI計算を実行するようにRIワイドバンドPMI計算ユニット113又はサブバンドPMI計算ユニット115のいずれかを構成するものとする。
UL PhCH送信可用性と、同様に報告モード妥当性とを知ることにより、コントローラー101は、ワイドバンドPMI計算又はサブバンドPMI計算を実行するようにRIワイドバンドPMI計算ユニット113又はサブバンドPMI計算ユニット115のいずれかを構成するものとする。
ステップ10において、サブバンドSINRを入力として用いて、RI及びワイドバンドPMI処理ユニット113(正:the RI and wideband PMI processing unit -113)は、それに関連するコードブック内の好ましいプリコーダーが、
に従って最高の最大容量を提供する(正:provides)ようにRI
及びワイドバンドPMI
(後者はPUSCHモード3−1及び2−2の場合)を選択するものとする。ここで、NSはサブバンドの総数を示す。
ステップ10において、サブバンドSINRを入力として用いると、サブバンド(正:the sub-band)PMI処理ユニット115は、サブバンドPMI
(PUSCHモード1−2)を選択して、
に従って最大容量を提供するものとする。
PUCCHモードの場合の計算も同様であり、PMIは最後に報告されるRIに基づいて計算される。
ステップ11(チャネル品質指標)
送信へのUL物理チャネルの可用性と、同様に報告モード妥当性とを知ることにより、コントローラー101は、ワイドバンドCQI計算又はサブバンドCQI計算を実行するようにワイドバンドCQI計算ユニット114又はサブバンドCQI計算ユニット116のいずれかを構成するものとする。
送信へのUL物理チャネルの可用性と、同様に報告モード妥当性とを知ることにより、コントローラー101は、ワイドバンドCQI計算又はサブバンドCQI計算を実行するようにワイドバンドCQI計算ユニット114又はサブバンドCQI計算ユニット116のいずれかを構成するものとする。
また、ステップ11において(正:in step 11)、計算されるサブバンドPMIを入力として用いて、構成される場合、サブバンドCQI計算ユニット116は、
に従ってCsPMI−wCQI(l),l=1,・・・,
を計算するものとする。
最後に、SINRは、dB尺度に変換され、次に、1組のSINR閾値に基づいて量子化されることにより、CQIインデックスにマッピングされる。これらの閾値は、同調プロセスにより見つけられ、それにより、各閾値は、変調方式の10%ブロックエラーレート及び各CQIインデックスに適用される符号化レートに対応する。
再び図4を参照すると、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、少なくとも1つのユーザー機器(UE)とを備える多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定する方法34の概要が示されている。この方法は、eNodeBからUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信すること(36)と、CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出すること(38)と、抽出されたCSI−RS REを使用して、UE及びeNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、上記CSIを導出すること(40)と、を含む(正:comprises)。
本発明の範囲から逸脱せずに、上述した部分に様々な代替、追加、及び/又は変更を行うことができ、上記教示に照らして、当業者に理解される様々な様式で、ソフトウェア、ファームウェア、及び/又はハードウェアで本発明を実施することが可能なことも理解されたい。
文書、動作、材料、装置、物品等の考察が、本発明の背景を提供するだけの理由で、本明細書に含まれている。これらのことの任意のもの又は全てが、従来技術基準の一部をなすこと、又は本出願の各請求項の優先日以前に存在した、本発明に関連する分野での一般知識であったことは示唆又は表現されない。
本明細書の説明及び特許請求の範囲の全体を通して、「備える、含む(comprise)」という用語及び「備えている、含んでいる("comprising" and "comprises")」等のその用語の変形は、他の追加、構成要素、整数、又はステップの除外を意図しない。
本出願は、2011年10月31日に出願された豪州仮特許出願第2011904521号に基づくとともに、上記仮特許出願からの優先権の利益を主張し、上記仮特許出願の開示は引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
Claims (10)
- 少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、少なくとも1つのユーザー機器(UE)とを有する多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定する方法であって、
前記少なくとも1つのeNodeBから前記少なくとも1つのUEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、前記通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信する工程と、
前記CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出する工程と、
前記抽出されたCSI−RS REを使用し、前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して前記CSIを導出する工程と、
を有するMIMO通信システムにおけCSI測定方法。 - 前記下りリンクチャネルを介して前記少なくとも1つのeNodeBから前記少なくとも1つのUEにおいて、前記無線フレームのサブフレームで搬送されるセル固有基準信号(CRS)を受信する工程と、
前記サブフレームからCRSリソース要素(RE)を抽出する工程と、
前記抽出されたCRS REを使用し、前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの前記受信アンテナ及び前記送信アンテナの前記アクティブな対の更なる下りリンクチャネル推定を実行して前記CSIを更に導出する工程と、
を更に有する請求項1に記載のCSI測定方法。 - 前記更なる下りリンクチャネル推定を使用し、前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの前記受信アンテナ及び前記送信アンテナの前記アクティブな対のサブバンドノイズ電力推定を実行する工程を更に有する請求項2に記載のCSI測定方法。
- 前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの前記受信アンテナ及び前記送信アンテナの前記アクティブな対の前記サブバンドノイズ電力推定及び前記下りリンクチャネル推定を使用してサブバンド信号電力推定を実行し、サブバンド信号対雑音比(SNR)推定を導出する工程を更に有する請求項3に記載のCSI測定方法。
- 前記下りリンクチャネル推定を使用し、前記UE及び前記eNodeBのそれぞれの前記受信アンテナ及び前記送信アンテナの前記アクティブな対のサブバンドCSI−RSチャネル行列を導出する工程を更に有する請求項4に記載のCSI測定方法。
- 前記サブバンドCSI−RSチャネル行列及び前記サブバンドSNR推定を使用して、サブバンド信号対干渉雑音比(SINR)推定値を導出する工程を更に有する請求項5に記載のCSI測定方法。
- 前記サブバンド信号対干渉雑音比(SINR)推定値を使用して、全てのランク指標(RI)及び全てのプリコーディングタイプ指標(PTI)のワイドバンドプリコーディング行列情報(PMI)計算及びサブバンドプリコーディング行列情報(PMI)計算を実行する工程を更に有する請求項6に記載のCSI測定方法。
- 前記サブバンド信号対干渉雑音比(SINR)推定値を使用して、ワイドバンドチャネル品質指標(CQI)計算及びサブバンドチャネル品質指標(CQI)計算を実行する工程を更に有する請求項7に記載のCSI測定方法。
- 前記CSIは、前記ワイドバンドPMI及び前記サブバンドPMI、前記ワイドバンドCQI及び前記サブバンドCQI、前記RI、並びに前記PTIを有する請求項8に記載のCSI測定方法。
- 多入力/多出力(MIMO)通信システムにおいてチャネル状態情報(CSI)を測定するように構成されるユーザー機器(UE)であって、
前記MIMO通信システムは、少なくとも1つの基地局(eNodeB)と、該UEのうちの少なくとも1つとを有し、該UEは、
前記少なくとも1つのeNodeBから該UEにおいて、それらの間の少なくとも1つの下りリンクチャネルを介して、前記通信システムの無線フレームのサブフレームで搬送されるチャネル状態情報基準信号(CSI−RS)を受信し、前記CSI−RSサブフレームからCSI−RSリソース要素(RE)を抽出するコントローラーと、
前記抽出されたCSI−RS REを使用して、該UE及び前記eNodeBのそれぞれの受信アンテナ及び送信アンテナのアクティブな対の下りリンクチャネル推定を実行して、前記CSIを導出するCSI測定ユニットと、
を有するMIMO通信システムにおけるCSI測定用ユーザー機器。
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