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

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。

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。

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。

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。

従来技術による無線通信システムを示す概略図である。 １つ、２つ、４つ、８つのＣＳＩ−ＲＳポートの場合の典型的なＣＳＩ基準信号（ＣＳＩ ＲＳ）パターンを示すリソース要素（ＲＥ）のブロックのグラフ図である。 本発明の一実施形態による、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）を備える無線通信システムの概略図である。 本発明の一実施形態によるＣＳＩを測定する方法を示すフローチャートである。 図４のＣＳＩを測定する方法を示す更なるフローチャートである。 本発明の一実施形態によるＣＳＩ−ＲＳを搬送するＬＴＥサブフレームのグラフ図である。 本発明の一実施形態による、送信アンテナポート０及び１のノイズ電力を推定する方法を示すＬＴＥサブフレームのグラフ図である。 本発明の一実施形態による、前のサブフレームからのセル固有の基準信号が利用可能ではない場合、送信アンテナポート０及び１のノイズ電力を推定する方法を示すＬＴＥサブフレームのグラフ図である。 本発明の一実施形態による送信アンテナポート２及び３のノイズ電力を推定する方法を示すＬＴＥサブフレームのグラフ図である。

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。

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。

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。

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Ｐ_Ｒ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Ｎ_ｒｘ×１の受信信号ベクトルであり、
・Ｈ_ｔｉは、ＲＥのチャネルパスの周波数応答のＮ_ｒｘ×Ｎ_ｔｘのチャネル行列であり、
・Ｘ_ｔｉ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、
・ｎ_ｔｉは、Ｎ_ｒｘ×１のノイズベクトルであり、
・

は、Ｎ_ｔｘ×Ｒのプリコーダー行列である。

システムをＲ個のＳＩＳＯ ＡＷＧＮチャネルに変換するために、Ｒ×Ｎ_ｒｘのサイズの等化器

を使用することができる。

ＭＭＳＥ等化器の場合、

であり、式中、Ｉ_ＲはＲ×Ｒの単位行列であり、このとき、

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す。

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Ｉ_{ＣＳＩ−ＲＳ}
・サブフレーム構成周期Ｔ_{ＣＳＩ−ＲＳ}
・サブフレームオフセットΔ_{ＣＳＩ−ＲＳ}
・ＣＳＩフィードバックＰ_Ｃでの基準ＰＤＳＣＨ送信電力についてのＵＥ仮定。Ｐ_Ｃ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。

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（σ_{ｅｓｔ＿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：Ｎ_ＲＢ（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σ_{ｅｓｔ＿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。

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。

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Ｈ_ＣＳＩ（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＋Ｎ_ｔｘ−１は、ＣＳＩ−ＲＳポートを示し、
・ａ＝１，・・・，Ｎ_ｒｘ−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Ｈ_ＣＳＩを長さＮ_ＲＢ ^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、ｇ_ｍ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Ｎ_ＲＢ×Ｎ_ＲＢである。Ｂの（ｍ，ｎ）番目の要素は以下によって与えられる。
Ｂ_ｍ，ｎ＝Ｅ｛ｈ_ｍｈ_ｎ ^＊｝＝ｒ_ｆ（ｍ−ｎ）
ここで、

である。ここで、τ_ｒｍｓ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σ_{ｅｓｔ＿ＣＳＩ−ＲＳ} ^２（ｎ）及びワイドバンド信号電力Ｓ_{ｅｓｔ＿ＣＳＩ−ＲＳ}（ｎ）を計算することにより、ＣＳＩ−ＲＳ ＬＳ推定値（Ｈ_ＣＳＩ）に基づいて推定される。

また、ワイドバンドＣＳＩ−ＲＳ ＳＮＲは以下のように計算される。

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Ｓ_{ｅｓｔ＿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Ｎ_{ＣＱＩ＿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Ｎ_{ＣＱＩ＿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。

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ｆ_Ｋでのサブバンドチャネル行列Ｈ（ｆ_Ｋ）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 Ｐ_Ｒ∈Ω_Ｒ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（Ｐ_Ｒ，ｌ，ｆ_Ｋ，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、
・Ｉ_Ｒ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。

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。

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、Ｎ_Ｓ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。

ステップ１１において、計算されるワイドバンドＰＭＩを入力として用いて、ワイドバンドＣＱＩ計算ユニット１１４は、

に従ってＣ_{ｗＰＭＩ−ｗＣＱＩ}（ｌ），ｌ＝１，・・・，

を計算するものとする。

次に、

に従ってＳＩＮＲ_{ｗＰＭＩ−ｗＣＱＩ}（ｌ），ｌ＝１，・・・，

を計算する。

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Ｃ_{ｓＰＭＩ−ｗＣＱＩ}（ｌ），ｌ＝１，・・・，

を計算するものとする。

次に、

に従ってＳＩＮＲ_{ｓＰＭＩ−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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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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