JP2015070281A - ユーザ端末、基地局、及びプロセッサ - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドを削減する。【解決手段】下りリンク周波数ｆ１には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。ＵＥは、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をｅＮＢに送信する。ｅＮＢは、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をＵＥから受信する。【選択図】図７

Description

本発明は、ＦＤＤ通信システムにおいて用いられるユーザ端末、基地局、及びプロセッサに関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で仕様が策定されているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行う周波数分割複信（ＦＤＤ）をサポートする。

ＦＤＤを採用する移動通信システム（すなわち、ＦＤＤ通信システム）では、ユーザ端末は、基地局から下りリンク周波数を使用して送信される下りリンク参照信号に基づいて、下りリンク周波数におけるチャネル状態に対応するチャネル状態情報（ＣＳＩ）を基地局にフィードバックする（例えば非特許文献１参照）。

基地局は、ユーザ端末からフィードバックされるＣＳＩに基づいて、下りリンク伝送制御を行う。下りリンク伝送制御とは、例えば下りリンクのマルチアンテナ伝送制御及び／又は下りリンクのスケジューリングなどである。

また、３ＧＰＰでは、リリース８乃至１１で規定される従来型のキャリア構造とは異なる新たなキャリア構造（ＮＣＴ：Ｎｅｗ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｙｐｅ）を導入することが検討されている。

３ＧＰＰ技術仕様書 「ＴＳ３６．２１１ Ｖ１１．３．０」 ２０１３年６月

ＦＤＤ通信システムでは、下りリンク伝送制御を行うためにＣＳＩフィードバックが必須であり、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドが問題となる。

さらに、下りリンク伝送制御の高度化を図る場合には、より高精度のＣＳＩが必要となるため、フィードバックすべきＣＳＩの情報量が増大し、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドが深刻な問題となる。

そこで、本発明は、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドを削減することを目的とする。

第１の特徴に係るユーザ端末は、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられる。前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。前記ユーザ端末は、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を基地局に送信する送信部を備える。

第２の特徴に係る基地局は、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられる。前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。前記基地局は、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号をユーザ端末から受信する受信部を備える。

第３の特徴に係るプロセッサは、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられるユーザ端末に備えられる。前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。前記プロセッサは、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を基地局に送信する処理を行う。

本発明によれば、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドを削減することができる。

実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 実施形態に係るＵＥのブロック図である。 実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 実施形態に係る無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 実施形態に係る無線フレームの構成図である。 実施形態に係る動作環境を説明するための図である。 実施形態に係るＮＣＴを説明するための図である。 実施形態に係る動作シーケンス図である。 実施形態の変更例１を説明するための図である。 実施形態の変更例２を説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係るユーザ端末は、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられる。前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。前記ユーザ端末は、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を基地局に送信する送信部を備える。

実施形態では、前記上りリンク周波数には、時間方向において前記参照信号期間と重複する停止期間が設定される。前記ユーザ端末は、前記停止期間において、前記上りリンク周波数を使用した送信を停止する制御を行う制御部をさらに備える。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記基地局からブロードキャスト又はユニキャストで送信される、前記参照信号期間の設定パラメータを受信する受信部をさらに備える。前記設定パラメータは、前記参照信号期間が設定される頻度、前記参照信号期間の時間位置、及び前記参照信号期間の時間長の少なくとも１つを含む。前記送信部は、前記設定パラメータに基づいて設定される前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記基地局に送信する。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記基地局からユニキャストで送信される、前記上りリンク参照信号の送信パラメータを前記基地局から受信する受信部をさらに備える。前記送信パラメータは、前記参照信号期間のうち前記上りリンク参照信号を送信すべき時間リソース及び／又は周波数リソースを指定する情報を含む。前記送信部は、前記参照信号期間のうち、前記送信パラメータに基づいて指定される時間リソース及び／又は周波数リソースにおいて、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記基地局に送信する。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記参照信号期間において、前記基地局からの下りリンク参照信号の受信を停止する制御を行う制御部をさらに備える。

前記参照信号期間は、前記下りリンク周波数において、セル固有の下りリンク参照信号を含むシンボル区間を避けて設定される。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記上りリンク周波数を使用した送信のタイミングを補正するための第１の送信タイミング補正値を管理する制御部をさらに備える。前記制御部は、前記下りリンク周波数を使用した前記上りリンク参照信号の送信のタイミングを補正するための第２の送信タイミング補正値をさらに管理する。

実施形態に係る基地局は、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられる。前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。前記基地局は、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号をユーザ端末から受信する受信部を備える。

実施形態では、前記上りリンク周波数には、時間方向において前記参照信号期間と重複する停止期間が設定される。前記基地局は、前記停止期間において、前記上りリンク周波数を使用した受信を停止する制御を行う制御部をさらに備える。

実施形態では、前記ＦＤＤ通信システムは、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートしている。前記制御部は、前記停止期間において、前記上りリンク周波数を前記Ｄ２Ｄ通信のために他のユーザ端末に使用させる。

実施形態に係る基地局は、前記参照信号期間の設定パラメータをブロードキャスト又はユニキャストで前記ユーザ端末に送信する送信部をさらに備える。前記設定パラメータは、前記参照信号期間が設定される頻度、前記参照信号期間の時間位置、及び前記参照信号期間の時間長の少なくとも１つを含む。前記受信部は、前記設定パラメータに基づいて設定される前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記ユーザ端末から受信する。

実施形態に係る基地局は、前記上りリンク参照信号の送信パラメータをユニキャストで前記ユーザ端末に送信する送信部をさらに備える。前記送信パラメータは、前記参照信号期間のうち前記上りリンク参照信号を送信すべき時間リソース及び／又は周波数リソースを含む。前記受信部は、前記参照信号期間のうち、前記送信パラメータに基づいて指定される時間リソース及び／又は周波数リソースにおいて、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記ユーザ端末から受信する。

実施形態に係る基地局は、前記参照信号期間において、下りリンク参照信号の送信を停止する制御を行う制御部をさらに備える。

実施形態では、前記参照信号期間は、前記下りリンク周波数において、セル固有の下りリンク参照信号を含むシンボル区間を避けて設定される。

実施形態に係る基地局は、前記上りリンク周波数を使用した送信のタイミングを補正するための第１の送信タイミング補正値を前記ユーザ端末に送信する送信部をさらに備える。前記送信部は、前記下りリンク周波数を使用した前記上りリンク参照信号の送信のタイミングを補正するための第２の送信タイミング補正値を前記ユーザ端末にさらに送信する。

実施形態に係るプロセッサは、下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられるユーザ端末に備えられる。前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。前記プロセッサは、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を基地局に送信する処理を行う。

［実施形態］
以下において、本発明をＬＴＥシステムに適用する場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０を備える。

ＵＥ１００は、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００の構成については後述する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。ｅＮＢ２００の構成については後述する。

ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータのルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０によりＬＴＥシステムのネットワークが構成される。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御などを行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、複数のアンテナ１０１、無線送受信機１１０、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、及びプロセッサ１６０を備える。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

複数のアンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、複数のアンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０により実行されるプログラム、及びプロセッサ１６０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ２０１、無線送受信機２１０、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、及びプロセッサ２４０を備える。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

複数のアンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、複数のアンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０により実行されるプログラム、及びプロセッサ２４０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＭＡＣ層は、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式）及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ接続状態）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのサブキャリア及び１つのシンボルによりリソースエレメントが構成される。

ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより構成され、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により構成される。

下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（実施形態に係る動作）
図６は、実施形態に係る動作環境を説明するための図である。

図６に示すように、実施形態に係るＬＴＥシステムは、下りリンク周波数ｆ１と上りリンク周波数ｆ２とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムである。ＦＤＤ通信システムにおいて、下りリンク周波数ｆ１におけるチャネル状態と上りリンク周波数ｆ２におけるチャネル状態とは異なる。

一般的なＦＤＤ通信システムでは、ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００から下りリンク周波数ｆ１を使用して送信される下りリンク参照信号に基づいてチャネル推定を行い、下りリンク周波数ｆ１におけるチャネル状態に対応するＣＳＩをｅＮＢ２００にフィードバックする。

下りリンク参照信号は、ＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）及びＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）などである。ＣＲＳは、セル固有の下りリンク参照信号である。ＣＲＳ及びＣＳＩ−ＲＳは、ＣＳＩを得るためのチャネル推定（すなわち、ＣＳＩ測定）に利用される。ＣＲＳは、チャネル推定以外にも、モビリティ制御のための受信電力（ＲＳＲＰ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）測定に利用される。

ＣＳＩは、チャネル品質情報（ＣＱＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、プリコーダ行列情報（ＰＭＩ；Ｐｒｅｃｏｄｅｒ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、及びランク情報（ＲＩ；Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などである。ＣＱＩは、下りリンクにおいて推奨される変調・符号化方式（ＭＣＳ）を示すインデックスである。ＰＭＩは、下りリンクにおいて推奨されるプリコーダ行列を示すインデックスである。ＲＩは、下りリンクにおいて推奨されるランクを示すインデックスである。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からフィードバックされるＣＳＩに基づいて、下りリンク伝送制御を行う。下りリンク伝送制御は、例えば下りリンクのマルチアンテナ伝送制御及び／又は下りリンクのスケジューリングなどである。例えば、ｅＮＢ２００は、ＰＭＩ及びＲＩに基づいて、下りリンクのマルチアンテナ伝送を制御する。また、ｅＮＢ２００は、ＣＱＩに基づいて、下りリンクのスケジューリングを行う。

このように、一般的なＦＤＤ通信システムでは、下りリンク伝送制御を行うためにＣＳＩフィードバックが必須であり、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドが問題となる。さらに、下りリンク伝送制御の高度化を図る場合には、より高精度のＣＳＩが必要となるため、フィードバックすべきＣＳＩの情報量が増大し、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドが深刻な問題となる。また、現状のＣＳＩの精度では、ＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）などの高度なマルチアンテナ伝送を導入困難である。

そこで、実施形態では、このような問題を解決するために、リリース８乃至１１で規定される従来型のキャリア構造とは異なる新たなキャリア構造（ＮＣＴ）を導入する。

図７は、実施形態に係るＮＣＴを説明するための図である。

図７に示すように、下りリンク周波数ｆ１には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。参照信号期間は、例えば、シンボル単位、スロット単位、又はサブフレーム単位で設定される。ＵＥ１００は、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をｅＮＢ２００に送信する。ｅＮＢ２００は、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をＵＥ１００から受信する。

これにより、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信した上りリンク参照信号に基づいて、下りリンク周波数ｆ１についてのチャネル推定を行うことができる。よって、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からのＣＳＩフィードバックに依存することなく、下りリンク周波数ｆ１のＣＳＩをｅＮＢ２００自身で得ることができる。従って、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドを削減することができる。また、ＭＵ−ＭＩＭＯなどの高度なマルチアンテナ伝送を導入可能とすることができる。

上りリンク参照信号は、ｅＮＢ２００において既知の信号系列であり、サイクリックシフト量と基本系列とによって定義される。例えば基本系列では、時間及び周波数両方の領域において固定の振幅を持ち、サイクリックシフトさせた系列が互いに直交するＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を適用できる。上りリンク参照信号は、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）であってもよい。ＳＲＳの送信には、周波数ホッピングが適用される。すなわち、ＳＲＳの送信周期毎に、ＳＲＳの送信周波数が切り替えられる。

但し、下りリンク周波数ｆ１に参照信号期間を設定することにより、参照信号期間において下りリンク参照信号と上りリンク参照信号との衝突が生じる可能性がある。よって、実施形態では、ｅＮＢ２００は、参照信号期間において、下りリンク参照信号の送信を停止する制御を行う。ＵＥ１００は、参照信号期間において、ｅＮＢ２００からの下りリンク参照信号の受信を停止する制御を行う。これにより、参照信号期間において下りリンク参照信号と上りリンク参照信号との衝突が生じることを防止できる。

また、下りリンク周波数ｆ１及び上りリンク周波数ｆ２でＵＥ１００が同時に送信を行う場合、ＵＥ１００の送信電力の不足が生じ得る。よって、上りリンク周波数ｆ２には、時間方向において参照信号期間と重複する停止期間が設定される。ＵＥ１００の送信回路の切り替え時間を確保するために、停止期間は、参照信号期間よりも長い期間であってもよい。ＵＥ１００は、停止期間において、上りリンク周波数ｆ２を使用した送信を停止する制御を行う。ｅＮＢ２００は、停止期間において、上りリンク周波数ｆ２を使用した受信を停止する制御を行う。

次に、実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。図８は、実施形態に係るシーケンス図である。

図８に示すように、ステップＳ１１において、ｅＮＢ２００は、参照信号期間の設定パラメータをブロードキャスト又はユニキャストでＵＥ１００に送信する。設定パラメータは、例えばＲＲＣメッセージ（Ｃｏｍｍｏｎ）又はＲＲＣメッセージ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）により送信される。設定パラメータは、参照信号期間が設定される頻度、参照信号期間の時間位置、及び参照信号期間の時間長の少なくとも１つを指定するパラメータを含む。これらのパラメータは、例えば、シンボル単位、スロット単位、又はサブフレーム単位で指定できる。設定パラメータを受信したＵＥ１００は、設定パラメータにより指定される参照信号期間の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を記憶する。

ステップＳ１２において、ｅＮＢ２００は、上りリンク参照信号の送信パラメータをユニキャストでＵＥ１００に送信する。送信パラメータは、例えばＲＲＣメッセージ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）により送信される。送信パラメータは、参照信号期間のうち上りリンク参照信号を送信すべき時間リソース及び／又は周波数リソースを指定するパラメータを含む。時間リソースは、例えばシンボル、スロット、又はサブフレームである。周波数リソースは、例えばリソースブロックである。送信パラメータを受信したＵＥ１００は、送信パラメータにより指定される上りリンク参照信号の送信設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を記憶する。

なお、上りリンク参照信号としてＳＲＳを利用する場合、送信パラメータは、送信帯域幅、送信周期、ホッピング帯域幅、送信開始帯域、送信電力等を含んでもよい。送信帯域幅とは、上りリンク参照信号を送信する際の周波数帯域幅である。送信周期とは、上りリンク参照信号を送信させる周期である。ホッピング帯域幅とは、ホッピングの有無を決定するためのパラメータである。送信開始帯域とは、ホッピング帯域幅において最初に上りリンク参照信号を送信させる周波数帯域である。送信電力とは、上りリンク参照信号の送信電力である。

或いは、ＵＥ１００は、参照信号期間に対応する下りリンク無線リソースをｅＮＢ２００から割り当てた場合に、当該下りリンク無線リソースにより上りリンク参照信号を送信してもよい。但し、下りリンクで広帯域の無線リソースが割り当てられたＵＥ１００がその全てのリソースにわたって上りリンクの送信をすることが適切でない(セル端ＵＥは帯域幅が広すぎると送信電力が飽和する可能性がある)ことを考慮すると、下りリンクで割当てられたリソースブロックのうちの一部のみを用いて上りリンク参照信号を送信する方が好ましい場合もある。そのため、送信パラメータとして、上りリンク参照信号を送信するリソースブロックを決定するためのパラメータ(例えば、送信帯域幅、開始位置)を通知することが望ましい。

なお、ステップＳ１１及びＳ１２は、同時に行なわれてもよい。また、ステップＳ１１及びＳ１２は、何れか一方のみであってもよい。

ステップＳ１３において、ＵＥ１００は、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をｅＮＢ２００に送信する。実施形態では、ＵＥ１００は、設定パラメータに基づいて下りリンク周波数ｆ１に設定された参照信号期間のうち、送信パラメータに基づいて指定される時間リソース及び／又は周波数リソースを使用して上りリンク参照信号を送信する。

ステップＳ１４において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信した上りリンク参照信号に基づいて、下りリンク周波数ｆ１についてのチャネル推定を行う。このようにして、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からのＣＳＩフィードバックに依存することなく、下りリンク周波数ｆ１のＣＳＩをｅＮＢ２００自身で得ることができる。ｅＮＢ２００は、自身で得たＣＳＩに基づいて、ＭＵ−ＭＩＭＯなどの高度なマルチアンテナ伝送を行なってもよい。

次に、上りリンクの送信タイミング制御について説明する。上りリンクにおいて、ｅＮＢ２００から遠くに位置するＵＥ１００は、ｅＮＢ２００の受信タイミングに合うように、送信タイミングを早める必要がある。このため、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信する上りリンク信号のタイミングを測定することにより、ＵＥ１００の送信タイミングを補正するためのタイミング補正値を生成し、ＴＡ ＭＣＥ（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｍａｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）としてＵＥ１００に送信する。上述したように、下りリンク周波数ｆ１におけるチャネル状態と上りリンク周波数ｆ２におけるチャネル状態とは異なるため、実施形態では、以下に示す２種類のタイミング補正値を使用する。

図８に示すように、ステップＳ１５において、ｅＮＢ２００は、上りリンク周波数ｆ２を使用した送信のタイミングを補正するための通常のタイミング補正値（第１の送信タイミング補正値）をＵＥ１００に送信する。第１のタイミング補正値は、絶対値であってもよく、差分値であってもよい。ＵＥ１００は、第１の送信タイミング補正値を管理する。ＵＥ１００は、管理している第１の送信タイミング補正値に基づいて、上りリンク周波数ｆ２を使用した送信のタイミングを補正する。

ステップＳ１６において、ｅＮＢ２００は、下りリンク周波数ｆ１を使用した上りリンク参照信号の送信のタイミングを補正するためのタイミング補正値（第２の送信タイミング補正値）をＵＥ１００に送信する。第２のタイミング補正値は、絶対値であってもよく、差分値であってもよい。ＵＥ１００は、第２の送信タイミング補正値を管理する。ＵＥ１００は、管理している第２の送信タイミング補正値に基づいて、下りリンク周波数ｆ１を使用した上りリンク参照信号の送信タイミングを補正する。

（実施形態のまとめ）
上述したように、下りリンク周波数ｆ１には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定される。ＵＥ１００は、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をｅＮＢ２００に送信する。ｅＮＢ２００は、参照信号期間において、下りリンク周波数ｆ１を使用して上りリンク参照信号をＵＥ１００から受信する。

これにより、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信した上りリンク参照信号に基づいて、下りリンク周波数ｆ１についてのチャネル推定を行うことができる。よって、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からのＣＳＩフィードバックに依存することなく、下りリンク周波数ｆ１のＣＳＩをｅＮＢ２００自身で得ることができる。従って、ＣＳＩフィードバックによるオーバーヘッドを削減することができるとともに、ＭＵ−ＭＩＭＯなどの高度なマルチアンテナ伝送を導入可能とすることができる。

［変更例１］
上述した実施形態では、ｅＮＢ２００は、参照信号期間において、下りリンク参照信号の送信を停止していた。これに対し、実施形態の変更例１では、参照信号期間は、下りリンク周波数ｆ１において、セル固有の下りリンク参照信号（ＣＲＳ）を含むシンボル区間を避けて設定される。これにより、モビリティ制御のためのＲＳＲＰ測定などに悪影響を与えることを防止できる。

図９は、実施形態の変更例１を説明するための図である。図９は、１サブフレーム分の時間、かつ１リソースブロック分の周波数におけるリソース構成を示している。

図９に示すように、ＣＲＳに対応するシンボル（基準シンボル）は、通常サイクリックプレフィックス（ＣＰ）設定の場合、各スロットのシンボル＃０及び＃４に配置される。よって、各スロットのシンボル＃０及び＃４以外のシンボル区間に参照信号期間を設定する。実際には、基準シンボルの前後１シンボルも、周辺ＵＥへの干渉を抑えるためのガードタイムとして確保することが好ましい。よって、各スロット中のシンボル＃２を参照信号期間、各スロット中のシンボル＃１及び＃３をガードタイムとして設定してもよい。

但し、ｅＮＢ２００が４アンテナポート構成である場合に、アンテナポート＃２及び＃３については、各スロット中のシンボル＃１に基準シンボル（ＣＲＳ）が配置されるため、シンボル＃１をガード期間として設定すると、アンテナポート＃２及び＃３のＣＲＳと衝突してしまう。しかしながら、アンテナポート＃２及び＃３のＣＲＳは、ＣＳＩ測定及び復調にのみ用いられるため、ＣＳＩ測定に関してはＣＳＩレポートのｃｏｎｆｉｇによって他ＵＥとの衝突を避けることが可能であり、復調に関しては当該上りリンク参照信号を送信するＵＥが影響を受けるだけであるため、シンボル＃１のＣＲＳを受信しなければよく、大きな問題にはならないと考えられる。

［変更例２］
上述した実施形態では、上りリンク周波数ｆ２には、時間方向において参照信号期間と重複する停止期間が設定されていた。よって、停止期間において上りリンク周波数ｆ２は使用されないことになる。しかしながら、周波数利用効率を高めるために、停止期間において上りリンク周波数ｆ２を他の用途に使用してもよい。他の用途としては、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信が挙げられる。ｅＮＢ２００は、停止期間において、上りリンク周波数ｆ２をＤ２Ｄ通信のためにＵＥ１００に使用させる。

図１０は、実施形態の変更例２に係るＤ２Ｄ通信を説明するための図である。ここでは、Ｄ２Ｄ通信を、ＬＴＥシステムの通常の通信であるセルラ通信と比較して説明する。セルラ通信は、データパスがネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０、ＥＰＣ２０）を経由する。データパスとは、ユーザデータの伝送経路である。これに対し、図１０に示すように、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがネットワークを経由しない。相互に近接する複数のＵＥ１００（ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２）は、ｅＮＢ２００のセルにおいて、低送信電力で直接的に無線通信を行う。

ｅＮＢ２００は、上りリンク周波数ｆ２及び停止期間を示すＤ２Ｄリソース情報をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に通知することにより、停止期間において、上りリンク周波数ｆ２をＤ２Ｄ通信のためにＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に使用させることができる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態では、ＮＣＴをサポートしないＵＥ（レガシーＵＥ）の存在について特に触れなかったが、下りリンク周波数ｆ１及び上りリンク周波数ｆ２に通常のサブフレームも混在させることで、レガシーＵＥにも下りリンク周波数ｆ１及び上りリンク周波数ｆ２を利用させることができる。

上述した第１変更例では、参照信号期間が、下りリンク周波数ｆ１において、ＣＲＳを含むシンボル区間を避けて設定されていた。しかしながら、ＣＲＳだけでなく、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）、及びマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）も重要であるため、ＰＳＳ・ＳＳＳ・ＭＩＢを含むサブフレーム＃０及び＃５を避けて参照信号期間を設定することが好ましい。

上述した各実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

１０…Ｅ−ＵＴＲＡＮ、２０…ＥＰＣ、１００…ＵＥ、１０１…アンテナ、１１０…無線送受信機、１２０…ユーザインターフェイス、１３０…ＧＮＳＳ受信機、１４０…バッテリ、１５０…メモリ、１６０…プロセッサ、２００…ｅＮＢ、２０１…アンテナ、２１０…無線送受信機、２２０…ネットワークインターフェイス、２３０…メモリ、２４０…プロセッサ、３００…ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ

Claims (16)

1. 下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
   前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定され、
   前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を基地局に送信する送信部を備えることを特徴とするユーザ端末。
2. 前記上りリンク周波数には、時間方向において前記参照信号期間と重複する停止期間が設定され、
   前記停止期間において、前記上りリンク周波数を使用した送信を停止する制御を行う制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記基地局からブロードキャスト又はユニキャストで送信される、前記参照信号期間の設定パラメータを受信する受信部をさらに備え、
   前記設定パラメータは、前記参照信号期間が設定される頻度、前記参照信号期間の時間位置、及び前記参照信号期間の時間長の少なくとも１つを含み、
   前記送信部は、前記設定パラメータに基づいて設定される前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記基地局に送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
4. 前記基地局からユニキャストで送信される、前記上りリンク参照信号の送信パラメータを前記基地局から受信する受信部をさらに備え、
   前記送信パラメータは、前記参照信号期間のうち前記上りリンク参照信号を送信すべき時間リソース及び／又は周波数リソースを指定する情報を含み、
   前記送信部は、前記参照信号期間のうち、前記送信パラメータに基づいて指定される時間リソース及び／又は周波数リソースにおいて、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記基地局に送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
5. 前記参照信号期間において、前記基地局からの下りリンク参照信号の受信を停止する制御を行う制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
6. 前記参照信号期間は、前記下りリンク周波数において、セル固有の下りリンク参照信号を含むシンボル区間を避けて設定されることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
7. 前記上りリンク周波数を使用した送信のタイミングを補正するための第１の送信タイミング補正値を管理する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記下りリンク周波数を使用した前記上りリンク参照信号の送信のタイミングを補正するための第２の送信タイミング補正値をさらに管理することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
8. 下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられる基地局であって、
   前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定され、
   前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号をユーザ端末から受信する受信部を備えることを特徴とする基地局。
9. 前記上りリンク周波数には、時間方向において前記参照信号期間と重複する停止期間が設定され、
   前記停止期間において、前記上りリンク周波数を使用した受信を停止する制御を行う制御部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
10. 前記ＦＤＤ通信システムは、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートしており、
    前記制御部は、前記停止期間において、前記上りリンク周波数を前記Ｄ２Ｄ通信のために他のユーザ端末に使用させることを特徴とする請求項９に記載の基地局。
11. 前記参照信号期間の設定パラメータをブロードキャスト又はユニキャストで前記ユーザ端末に送信する送信部をさらに備え、
    前記設定パラメータは、前記参照信号期間が設定される頻度、前記参照信号期間の時間位置、及び前記参照信号期間の時間長の少なくとも１つを含み、
    前記受信部は、前記設定パラメータに基づいて設定される前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記ユーザ端末から受信することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
12. 前記上りリンク参照信号の送信パラメータをユニキャストで前記ユーザ端末に送信する送信部をさらに備え、
    前記送信パラメータは、前記参照信号期間のうち前記上りリンク参照信号を送信すべき時間リソース及び／又は周波数リソースを含み、
    前記受信部は、前記参照信号期間のうち、前記送信パラメータに基づいて指定される時間リソース及び／又は周波数リソースにおいて、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を前記ユーザ端末から受信することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
13. 前記参照信号期間において、下りリンク参照信号の送信を停止する制御を行う制御部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
14. 前記参照信号期間は、前記下りリンク周波数において、セル固有の下りリンク参照信号を含むシンボル区間を避けて設定されることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
15. 前記上りリンク周波数を使用した送信のタイミングを補正するための第１の送信タイミング補正値を前記ユーザ端末に送信する送信部をさらに備え、
    前記送信部は、前記下りリンク周波数を使用した前記上りリンク参照信号の送信のタイミングを補正するための第２の送信タイミング補正値を前記ユーザ端末にさらに送信することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
16. 下りリンク周波数と上りリンク周波数とを使用して通信を行うＦＤＤ通信システムにおいて用いられるユーザ端末に備えられるプロセッサであって、
    前記下りリンク周波数には、チャネル推定に利用される上りリンク参照信号を送信するための参照信号期間が部分的に設定され、
    前記プロセッサは、前記参照信号期間において、前記下りリンク周波数を使用して前記上りリンク参照信号を基地局に送信する処理を行うことを特徴とするプロセッサ。

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