以下、本発明にかかる好ましい実施の形態を添付された図面を参照して詳細に説明する。添付された図面と共に以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施されうる唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的細部事項を含む。しかしながら、当業者は、本発明がこのような具体的細部事項がなくても実施できることを理解すべきである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されるか、または各構造及び装置の核心機能を重心にしたブロック図形式で示されることができる。
本明細書において基地局は、端末と直接的に通信を行うネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本文書において基地局により行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)により行われても良い。
すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード(network nodes)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多様な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われうることは明らかである。「基地局(BS:Base Station)」は、固定局(fixed station)、Node B、eNB(evolved-NodeB)、BTS(base transceiver system)、アクセスポイント(AP:Access Point)などの用語により代替されることができる。また、「端末(Terminal)」は、固定されるか、または移動性を有することができ、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、UT(user terminal)、MSS(Mobile subscriber Station)、SS(Subscriber Station)、AMS(Advanced Mobile Station)、WT(Wireless terminal)、MTC(Machine-Type Communication)装置、M2M(Machine-to-Machine)装置、D2D(Device-to-Device)装置などの用語に代替されることができる。
以下、ダウンリンク(DL:downlink)は、基地局から端末への通信を意味し、アップリンク(UL:uplink)は、端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクにおける送信機は、基地局の一部で、受信機は、端末の一部でありうる。アップリンクにおける送信機は、端末の一部で、受信機は、基地局の一部でありうる。
以下の説明において用いられる特定用語は、本発明の理解に役立つために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から外れない範囲内で他の形態に変更されることができる。
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)、NOMA(non-orthogonal multiple access)などのような多様な無線接続システムに利用されることができる。CDMAは、UTRA(universal terrestrial radio access)またはCDMA2000のような無線技術(radio technology)により具現化されることができる。TDMAは、GSM(登録商標)(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)のような無線技術により具現化されることができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、E-UTRA(evolved UTRA)などのような無線技術により具現化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、ダウンリンクにおいてOFDMAを採用し、アップリンクにおいてSC-FDMAを採用する。LTE-A(advanced)は、3GPP LTEの進化である。
本発明の実施の形態は、無線接続システムであるIEEE 802、3GPP及び3GPP2のうち、少なくとも一つに開示された標準文書により裏付けられることができる。すなわち、本発明の実施の形態のうち、本発明の技術的思想を明確にあらわすために、説明しないステップまたは部分は、前記文書により裏付けられることができる。また、本文書に開示しているすべての用語は、前記標準文書により説明されることができる。
説明を明確にするために、3GPP LTE/LTE-Aを中心に述べるが、本発明の技術的特徴がこれに制限されることではない。
システム一般
図1は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおける無線フレームの構造を示す。
3GPP LTE/LTE-Aでは、FDD(Frequency division Duplex)に適用可能なタイプ1無線フレーム(radio frame)構造とTDD(Time division Duplex)に適用可能なタイプ2の無線フレーム構造を支援する。
図1(a)は、タイプ1無線フレームの構造を例示する。無線フレーム(radio frame)は、10個のサブフレーム(subframe)から構成される。一つのサブフレームは、時間領域(time domain)において2個のスロット(slot)から構成される。一つのサブフレームを送信するのにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、一つのサブフレームの長さは1msで、一つのスロットの長さは、0.5msでありうる。
一つのスロットは、時間領域において複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含み、周波数領域において多数の資源ブロック(RB:Resource Block)を含む。3GPP LTEは、ダウンリンクにおいてOFDMAを使用するから、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る。OFDMシンボルは、一つのSC-FDMAシンボルまたはシンボル区間ということができる。資源ブロック(resource block)は、資源割り当て単位で、一つのスロットにおいて複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含む。
図1の(b)は、タイプ2フレーム構造(frame structure type 2)を示す。タイプ2無線フレームは、2個のハーフフレーム(half frame)から構成され、各ハーフフレームは、5個のサブフレームとDwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、保護区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)から構成され、この中で1個のサブフレームは、2個のスロットから構成される。DwPTSは、端末での初期セルサーチ、同期化またはチャネル推定に使用される。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末のアップリンク送信同期とを合せるのに使用される。保護区間は、アップリンクとダウンリンクとの間にダウンリンク信号の多重経路遅延によりアップリンクにおいて生じる干渉を除去するための区間である。
TDDシステムのタイプ2フレーム構造においてアップリンク-ダウンリンク構成(uplink-downlink configuration)は、すべてのサブフレームに対してアップリンクとダウンリンクが割り当て(または予約)されるかどうかを表す規則である。表1は、アップリンク-ダウンリンク構成を示す。
表1に示すように、無線フレームの各サブフレーム別に、「D」は、下向きリンク送信のためのサブフレームを表し、「U」は、上向きリンク送信のためのサブフレームを表し、「S」は、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、保護区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3つのフィールドで構成されるスペシャルサブフレーム(special subframe)を表す。
DwPTSは、端末での初期セル探索、同期化、またはチャネル推定に使用される。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末の上向きリンク送信同期とを合わせるのに使用される。GPは、上向きリンクと下向きリンクとの間に下向きリンク信号の多重経路遅延のため、上向きリンクで生じる干渉を除去するための区間である。
各サブフレームiは、各T_slot=15360*T_s=0.5ms長さのスロット2i及びスロット2i+1で構成される。
上向きリンク−下向きリンク構成は、7つに区分されることができ、各構成別に下向きリンクサブフレーム、スペシャルサブフレーム、上向きリンクサブフレームの位置及び/又は個数が異なる。
下向きリンクから上向きリンクに変更される時点または上向きリンクから下向きリンクに切り換えられる時点を切換時点(switching point)という。切換時点の周期性(Switch−point periodicity)は、上向きリンクサブフレームと下向きリンクサブフレームとが切り換えられる様子が同様に繰り返される周期を意味し、5msまたは10msが全て支援される。5ms下向きリンク−上向きリンク切換時点の周期を有する場合には、スペシャルサブフレーム(S)は、ハーフ−フレーム毎に存在し、5ms下向きリンク−上向きリンク切換時点の周期を有する場合には、1番目のハーフ−フレームのみに存在する。
全ての構成において、0番、5番サブフレーム、及びDwPTSは、下向きリンク送信のみのための区間である。UpPTS及びサブフレームにまっすぐ繋がるサブフレームは、常に上向きリンク送信のための区間である。
このような、上向きリンク−下向きリンク構成はシステム情報であって、基地局と端末とが共に知っていることができる。基地局は、上向きリンク−下向きリンク構成情報が変わる度に構成情報のインデックスのみを送信することにより、無線フレームの上向きリンク−下向きリンク割当状態の変更を端末に知らせることができる。また、構成情報は、一種の下向きリンク制御情報であって、他のスケジューリング情報と同様に、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)を介して送信されることができ、放送情報としてブロードキャストチャネル(broadcast channel)を介してセル内の全ての端末に共通に送信されることもできる。
表2は、スペシャルサブフレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を表す。
図1の例示による無線フレームの構造は、1つの例示に過ぎず、無線フレームに含まれる副搬送波の数、または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、様々に変更されることができる。
図2は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおける一つのダウンリンクスロットに対する資源グリッド(resource grid)を示した図である。
図2に示すように、一つのダウンリンクスロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含む。ここで、一つのダウンリンクスロットは、7個のOFDMシンボルを含み、一つの資源ブロックは、周波数領域において12個の副搬送波を含むことを例示的に述べるが、これに限定されるものではない。
資源グリッド上において各要素(element)を資源要素(resource element)とし、一つの資源ブロック(RB:resource block)は、12×7個の資源要素を含む。ダウンリンクスロットに含まれる資源ブロックの数NDLは、ダウンリンク送信帯域幅(bandwidth)に従属する。
アップリンクスロットの構造は、ダウンリンクスロットの構造と同一でありうる。
図3は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるダウンリンクサブフレームの構造を示す。
図3を参照すると、サブフレーム内の第1番目のスロットにおいて前の最大3個のOFDMシンボルが制御チャネルが割り当てられる制御領域(control region)であり、残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)が割り当てられるデータ領域(data region)である。3GPP LTEで使用されるダウンリンク制御チャネルの一例にPCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink control Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などがある。
PCFICHは、サブフレームの第1番目のOFDMシンボルにおいて送信され、サブフレーム内に制御チャネルの送信のために使用されるOFDMシンボルの数(すなわち、制御領域の大きさ)に関する情報を運ぶ。PHICHは、アップリンクに対する応答チャネルで、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)に対するACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement)信号を運ぶ。PDCCHを介して送信される制御情報をダウンリンク制御情報(DCI:downlink control information)という。ダウンリンク制御情報は、アップリンク資源割り当て情報、ダウンリンク資源割り当て情報または任意の端末グループに対するアップリンク送信(Tx)パワー制御命令を含む。
PDCCHは、DL-SCH(Downlink Shared Channel)の資源割り当て及び送信フォーマット(これをダウンリンクグラントともいう)、UL-SCH(Uplink Shared Channel)の資源割り当て情報(これをアップリンクグラントともいう)、PCH(Paging Channel)でのページング(paging)情報、DL-SCHでのシステム情報、PDSCHから送信されるランダムアクセス応答(random access response)のような上位階層(upper-layer)制御メッセージに対する資源割り当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信パワー制御命令の集合、VoIP(Voice over IP)の活性化などを運ぶことができる。複数のPDCCHは、制御領域内で送信されることができ、端末は、複数のPDCCHをモニタリングできる。PDCCHは、一つまたは複数の連続的なCCE(control channel elements)の集合から構成される。CCEは、無線チャネルの状態に応じる符号化率(coding rate)をPDCCHに提供するために使用される論理的割り当て単位である。CCEは、複数の資源要素グループ(resource element group)に対応する。PDCCHのフォーマット及び使用可能なPDCCHのビット数は、CCEの数とCCEにより提供される符号化率間の関連関係によって決定される。
基地局は、端末に送信しようとするDCIに応じてPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付ける。CRCには、PDCCHの所有者(owner)または用途に応じて、固有の識別子(これをRNTI(Radio Network Temporary Identifier)という。)がマスキングされる。特定の端末のためのPDCCHであれば、端末の固有の識別子、例えばC-RNTI(Cell-RNTI)がCRCにマスキングされることができる。またはページングメッセージのためのPDCCHであれば、ページング指示識別子、例えばP-RNTI(Paging-RNTI)がCRCにマスキングされることができる。システム情報、さらに具体的にシステム情報ブロック(SIB:system information block)のためのPDCCHであれば、システム情報識別子、SI-RNTI(system information RNTI)がCRCにマスキングされることができる。端末のランダムアクセスプリアンブルの送信に対する応答であるランダムアクセス応答を指示するために、RA-RNTI(random access-RNTI)がCRCにマスキングされることができる。
図4は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるアップリンクサブフレームの構造を示す。
図4に示すように、アップリンクサブフレームは、周波数領域において制御領域とデータ領域とに分けられる。制御領域には、アップリンク制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink control Channel)が割り当てられる。データ領域は、ユーザデータを運ぶPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)が割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、一つの端末は、PUCCHとPUSCHを同時に送信しない。
一つの端末に対するPUCCHには、サブフレーム内に資源ブロック(RB:Resource Block)対が割り当てられる。RB対に属するRBは、2個のスロットの各々で互いに異なる副搬送波を占める。これをPUCCHに割り当てられたRB対は、スロット境界(slot boundary)から周波数跳躍(frequency hopping)されるという。
MIMO(Multi-Input Multi-Output)
MIMO技術は、いままで一般に一個の送信アンテナと一個の受信アンテナを使用したことから脱皮して、多重送信(Tx)アンテナと多重受信(Rx)アンテナを使用する。言い換えれば、MIMO技術は、無線通信システムの送信端または受信端で多重入出力アンテナを使用して、容量増大または性能改善を試みるための技術である。以下、「MIMO」を「多重入出力アンテナ」と称する。
さらに具体的に、多重入出力アンテナ技術は、一つの完全なメッセージ(total message)を受信するために、一個のアンテナ経路に依存せず、いくつかのアンテナを介して受信した複数のデータ片を収集して、完全なデータを完成させる。結果的に、多重入出力アンテナ技術は、特定システム範囲内でデータ送信率を増加させることができ、また特定データ送信率を介してシステムの範囲を増加させることができる。
次世代移動通信は、既存の移動通信に比べてはるかに高いデータ送信率を要求するので、効率的な多重入出力アンテナ技術が必ず必要であると予想される。このような状況でMIMO通信技術は、移動通信端末と中継器などに幅広く使用することができる次世代移動通信技術であり、データ通信拡大などにより限界状況により他の移動通信の送信量限界を克服できる技術として関心を集めている。
一方、現在研究されている多様な送信効率の向上技術のうち、多重入出力アンテナ(MIMO)技術は、追加的な周波数割り当てまたは電力増加がなくても通信容量及び送受信性能を画期的に向上させることができる方法として、現在最も大きな注目を受けている。
図5は、一般的な多重入出力アンテナ(MIMO)通信システムの構成図である。
図5を参照すると、送信アンテナの数をNT個に、受信アンテナの数をNR個に同時に増やすと、送信機または受信機においてのみ多数のアンテナを使用するようになる場合とは異なり、アンテナ数に比例して理論的なチャネル送信容量が増加するので、送信レート(transfer rate)を向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。この場合、チャネル送信容量の増加に応じる送信レートは、一つのアンテナを利用する場合の最大送信レート(Ro)に次のようなレート増加率(Ri)が掛け算された分だけ理論的に増加できる。
すなわち、例えば、4個の送信アンテナと4個の受信アンテナとを利用する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倍の送信レートを獲得できる。
このような多重入出力アンテナの技術は、多様なチャネル経路を通過したシンボルを利用して送信信頼度を高める空間ダイバーシチ(spatial diversity)方式と、多数の送信アンテナを利用して多数のデータシンボルを同時に送信して送信率を向上させる空間マルチプレクス(spatial multiplexing)方式とに分けられる。また、このような2通りの方式を適切に結合して各々の長所を適切に得るための方式に対する研究も、最近多く研究されている分野である。
各々の方式についてさらに具体的に述べると、以下の通りである。
第1に、空間ダイバーシチ方式の場合には、時空間ブロック符号系列と、ダイバーシチ利得と符号化利得とを同時に利用する時空間トレリス(Trelis)符号系列方式がある。一般に、ビットエラー率改善性能と符号生成自由度は、トレリス符号方式が優秀であるが、演算複雑度は、時空間ブロック符号が簡単である。このような空間ダイバーシティー利得は、送信アンテナ数(NT)と受信アンテナ数(NR)の積 (NT×NR)に該当する量を得ることができる。
第2に、空間マルチプレクス技法は、各送信アンテナで互いに異なるデータ列を送信する方法であるが、このとき、受信機では、送信機から同時に送信されたデータ間に相互干渉が発生するようになる。受信機では、この干渉を適切な信号処理技法を利用して除去した後に受信する。ここに使用される雑音除去方式は、MLD(maximum likelihood detection)受信機、ZF(zero-forcing)受信機、MMSE(minimum mean square error)受信機、D-BLAST(Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time)、V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time)などがあり、特に送信端でチャネル情報が分かる場合には、SVD(singular value decomposition)方式などを使用することができる。
第3に、空間ダイバーシチと空間マルチプレクスとの結合された技法を例に挙げることができる。空間ダイバーシチ利得だけを得る場合、ダイバーシチ次数の増加に応じる性能改善利得が順次飽和され、空間マルチプレクス利得だけを取ると、無線チャネルにおいて送信信頼度が低下する。これを解決しながら2通りの利得を全部得る方式が研究されてきたのであり、このうち、時空間ブロック符号(Double-STTD)、時空間BICM(STBICM)などの方式がある。
上述のような多重入出力アンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するために、これを数学的にモデリングする場合、以下のように表すことができる。
まず、図5に示すように、NT個の送信アンテナとNR個の受信アンテナが存在すると仮定する。
まず、送信信号に対して述べると、このようにNT個の送信アンテナがある場合、最大送信可能な情報は、NT個であるので、これを次のようなベクトルで表すことができる。
一方、各々の送信情報s1, s2, ..., sNTにおいて送信電力を異なるようにすることができ、このとき、各々の送信電力をP1,P2,...,PNTとすると、送信電力が調整された送信情報は、次のようなベクトルで表すことができる。
また、
を送信電力の対角行列Pで次のように表すことができる。
一方、送信電力が調整された情報ベクトル
は、その後に加重値行列Wが掛け算されて実際に送信されるNT個の送信信号x1,x2,...,xNTを構成する。ここで、加重値行列は、送信チャネル状況などに応じて、送信情報を各アンテナに適切に分配する役割を行う。このような送信信号x1,x2,...,xNTをベクトルxを利用して次のように表すことができる。
ここで、wijは、i番目の送信アンテナとj番目の送信情報間の加重値を表し、Wは、これを行列で表したものである。このような行列Wを加重値行列(Weight Matrix)またはプレコーディング行列(Precoding Matrix)と呼ぶ。
一方、上述のような送信信号(x)は、空間ダイバーシチを使用する場合と空間マルチプレクス使用する場合とに分けて考慮することができる。
空間マルチプレクスを使用する場合は、互いに異なる信号を多重化して送信するようになるので、情報ベクトルsの元素が全部異なる値を有するようになることに対し、空間ダイバーシチを使用するようになると、同じ信号を複数のチャネル経路を介して送信するようになるので、情報ベクトルsの元素が全て同一の値を有するようになる。
もちろん、空間マルチプレクスと空間ダイバーシチとを混合する方法も考慮可能である。すなわち、例えば、3個の送信アンテナを介して同じ信号を空間ダイバーシチを利用して送信し、残りは、各々異なる信号を空間マルチプレクスして送信する場合も考慮することができる。
次に、受信信号は、NR個の受信アンテナがある場合、各アンテナの受信信号y1,y2,...,yNRをベクトルyで次の通りに表すことにする。
一方、多重入出力アンテナ通信システムにおけるチャネルをモデリングする場合、各々のチャネルは、送受信アンテナインデックスに応じて区分でき、送信アンテナjから受信アンテナiを経るチャネルをhijと表示することにする。ここで、hijのインデックスの順序が受信アンテナインデックスが先、送信アンテナのインデックスが後であることに留意する。
このようなチャネルは、いくつかを束にしてベクトル及び行列形態でも表示可能である。ベクトル表示の例を挙げて説明すると、以下のとおりである。
図6は、多数の送信アンテナから一つの受信アンテナへのチャネルを示した図である。
図6に示すように、総NT個の送信アンテナから受信アンテナiに到着するチャネルは、以下のとおりに表現可能である。
また、前記式7のような行列表現を介してNT個の送信アンテナからNR個の受信アンテナを経るチャネルを全て表す場合、以下のように表すことができる。
一方、実際のチャネルは、上のようなチャネル行列Hを経た後に白色雑音(AWGN:Additive White Gaussian Noise)が加えられるので、NR個の受信アンテナの各々に加えられる白色雑音n1,n2,...,nNRをベクトルで表現すると、以下のとおりである。
上述のような送信信号、受信信号、チャネル、及び白色雑音のモデリングを介して多重入出力アンテナ通信システムでの各々は、次のような関係を介して表すことができる。
一方、チャネルの状態を表すチャネル行列Hの行と列の数は、送受信アンテナの数によって決定される。チャネル行列Hは、上述のように、行の数は、受信アンテナの数NRと同じくなり、列の数は、送信アンテナの数NTと同じくなる。すなわち、チャネル行列Hは、NR×NT行列になる。
一般に、行列のランク(rank)は、互いに独立である(independent)行または列の数の中で最小数と定義される。したがって、行列のランクは、行または列の数より大きくはありえなくなる。式的に、例えば、チャネル行列Hのランク(rank(H))は、以下のとおりに制限される。
また、行列を固有値分解(Eigen value decomposition)をしたとき、ランクは、固有値(eigen value)のうち、0でない固有値の数と定義することができる。類似の方法で、ランクをSVD(singular value decomposition)したとき、0でない特異値(singular value)の数と定義することができる。したがって、チャネル行列においてランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送ることができる最大数ということができる。
本明細書において、MIMO送信に対する「ランク(Rank)」は、特定時点及び特定周波数資源において独立的に信号を送信できる経路の数を表し、「階層(layer)の数」は、各経路を介して送信される信号ストリームの数を示す。一般に、送信端は、信号の送信に利用されるランク数に対応する数の階層を送信するから、特別な言及がない限り、ランクは、階層数と同じ意味を有する。
参照信号(RS:Reference signal)
無線通信システムにおいてデータは、無線チャネルを介して送信されるので、信号は、送信中に歪むことができる。受信端で歪んだ信号を正確に受信するために、受信された信号の歪みは、チャネル情報を利用して補正されなければならない。チャネル情報を検出するために、送信側と受信側の両方で知っている信号送信方法と、信号がチャネルを介して送信されるとき、歪んだ程度を利用してチャネル情報を検出する方法とを主に利用する。上述した信号をパイロット信号または参照信号(RS:reference signal)という。
また、近年、ほとんどの移動通信システムでパケットを送信するとき、今まで1個の送信アンテナと1個の受信アンテナとを使用したことから外れて、多重送信アンテナと多重受信アンテナとを採択して送受信データ効率を向上させ得る方法を使用する。多重入出力アンテナを用いてデータを送受信するとき、信号を正確に受信するために、送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状態が検出されなければならない。したがって、各送信アンテナは、個別的な参照信号を有さなければならない。
移動通信システムにおいてRSは、その目的に応じて大きく2つに区分されることができる。チャネル情報取得のための目的のRSと、データ復調のために使用されるRSとがある。前者は、UEが下向きリンクへのチャネル情報を取得するのにその目的があるので、広帯域に送信されなければならず、特定サブフレームで下向きリンクデータを受信しないUEでも、そのRSを受信し、測定できなければならない。また、これは、ハンドオーバーなどの測定などのためにも使用される。後者は、基地局が下向きリンクを送るとき、当該リソースに共に送るRSであって、UEは、当該RSを受信することによってチャネル推定をすることができ、したがって、データを復調できるようになる。このRSは、データが送信される領域に送信されなければならない。
下向き参照信号は、セル内の全ての端末が共有するチャネル状態に関する情報取得及びハンドオーバーなどの測定などのための1つの共通参照信号(CRS:common RS)と特定端末だけのために、データ復調のために使用される専用参照信号(dedicated RS)がある。このような参照信号を用いて復調(demodulation)とチャネル測定(channel measurement)のための情報を提供できる。すなわち、DRSは、データ復調用のみに使用され、CRSは、チャネル情報取得及びデータ復調の2つの目的で使用される。
受信側(すなわち、端末)は、CRSからチャネル状態を測定し、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)、及び/又はRI(Rank Indicator)のようなチャネル品質と関連した指示子を送信側(すなわち、基地局)にフィードバックする。CRSは、セル特定基準信号(cell−specific RS)ともいう。それに対し、チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)のフィードバックと関連した参照信号をCSI−RSと定義することができる。
DRSは、PDSCH上のデータ復調が必要な場合、資源要素を介して送信されることができる。端末は、上位階層を介してDRSの存在可否を受信でき、相応するPDSCHがマッピングされたときのみに有効である。DRSを端末特定参照信号(UE−specific RS)または復調参照信号(DMRS:Demodulation RS)といえる。
図7は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて下向きリンク資源ブロック対にマッピングされた参照信号パターンを例示する。
図7に示すように、参照信号がマッピングされる単位として下向きリンク資源ブロック対は、時間領域で1つのサブフレーム×周波数領域で12個の副搬送波で表すことができる。すなわち、時間軸(x軸)上で1つの資源ブロック対は、一般循環前置(normal CP:normal Cyclic Prefix)である場合、14個のOFDMシンボルの長さを有し(図7(a)の場合)、拡張循環前置(extended CP:extended Cyclic Prefix)である場合、12個のOFDMシンボルの長さを有する(図7(b)の場合)。資源ブロック格子で「0」、「1」、「2」、及び「3」で記載された資源要素REsは、各々アンテナポートインデックス「0」、「1」、「2」、及び「3」のCRSの位置を意味し、「D」で記載された資源要素は、DRSの位置を意味する。
以下、CRSについてさらに詳細に記述すれば、CRSは、物理的アンテナのチャネルを推定するために使用され、セル内に位置した全ての端末に共通的に受信され得る参照信号として全体周波数帯域に分布される。すなわち、このCRSは、cell−specificなシグナルであって、広帯域に対してサブフレーム毎に送信される。また、CRSは、チャネル品質情報CSI及びデータ復調のために用いられることができる。
CRSは、送信側(基地局)でのアンテナ配列によって様々なフォーマットで定義される。3GPP LTEシステム(例えば、リリース−8)では、基地局の送信アンテナ個数によって最大4個のアンテナポートに対するRSが送信される。下向きリンク信号送信側は、単一の送信アンテナ、2個の送信アンテナ、及び4個の送信アンテナのように、3種類のアンテナ配列を有する。例えば、基地局の送信アンテナの個数が2個である場合、0番と1番アンテナポートに対するCRSが送信され、4個である場合、0〜3番アンテナポートに対するCRSが各々送信される。基地局の送信アンテナが4個である場合、1つのRBでのCRSパターンは、図7のとおりである。
基地局が単一の送信アンテナを使用する場合、単一アンテナポートのための参照信号が配列される。
基地局が2個の送信アンテナを使用する場合、2個の送信アンテナポートのための参照信号は、時分割多重化(TDM:Time Division Multiplexing)及び/又は周波数分割多重化(FDM Frequency Division Multiplexing)方式を利用して配列される。すなわち、2個のアンテナポートのための参照信号は、各々が区別されるために、互いに異なる時間資源及び/又は互いに異なる周波数資源が割り当てられる。
さらに、基地局が4個の送信アンテナを使用する場合、4個の送信アンテナポートのための参照信号は、TDM及び/又はFDM方式を利用して配列される。下向きリンク信号の受信側(端末)によって測定されたチャネル情報は、単一の送信アンテナ送信、送信ダイバーシティ、閉鎖ループ空間多重化(closed−loop spatial multiplexing)、開放ループ空間多重化(open−loop spatial multiplexing)、または多重ユーザ−多重入出力アンテナ(Multi−User MIMO)のような送信方式を利用して送信されたデータを復調するために使用されることができる。
多重入出力アンテナが支援される場合、参照信号が特定のアンテナポートから送信されるとき、前記参照信号は、参照信号のパターンによって特定された資源要素の位置に送信され、他のアンテナポートのために特定された資源要素の位置に送信されない。すなわち、互いに異なるアンテナ間の参照信号は互いに重ならない。
以下、DRSについてさらに詳細に記述すれば、DRSは、データを復調するために使用される。多重入出力アンテナ送信で特定の端末のために使用される先行符号化(precoding)加重値は、端末が参照信号を受信したとき、各送信アンテナで送信された送信チャネルと結合されて相応するチャネルを推定するために変更無しで使用される。
3GPP LTEシステム(例えば、リリース−8)は、最大4個の送信アンテナを支援し、ランク1ビームフォーミング(beamforming)のためのDRSが定義される。ランク1ビームフォーミングのためのDRSは、さらにアンテナポートインデックス5のための参照信号を示す。
LTEシステムの進化発展した形態のLTE−Aシステムにおいて、基地局の下向きリンクに最大8個の送信アンテナを支援できるようにデザインされなければならない。したがって、最大8個の送信アンテナに対するRSも支援されなければならない。LTEシステムにおいて下向きリンクRSは、最大4個のアンテナポートに対するRSのみ定義されているので、LTE−Aシステムで基地局が4個以上最大8個の下向きリンク送信アンテナを有する場合、これらのアンテナポートに対するRSが追加的に定義され、デザインされなければならない。最大8個の送信アンテナポートに対するRSは、上述したチャネル測定のためのRSとデータ復調のためのRSとの両方が全てデザインされなければならない。
LTE−Aシステムをデザインするにあって重要な考慮事項のうちの1つは、下位互換性(backward compatibility)、すなわち、LTE端末がLTE−Aシステムでも何の無理もなくよく動作しなければならず、システムもこれを支援しなければならないということである。RS送信観点でみたとき、LTEで定義されているCRSが全帯域にサブフレーム毎に送信される時間−周波数領域で追加的に最大8個の送信アンテナポートに対するRSが定義されなければならない。LTE−Aシステムにおいて既存LTEのCRSのような方式で最大8個の送信アンテナに対するRSパターンをサブフレーム毎に全帯域に追加するようになると、RSオーバーヘッドが過度に大きくなる。
したがって、LTE−Aシステムで新しくデザインされるRSは、大きく2つの分類に分けられるようになるが、MCS、PMIなどの選択のためのチャネル測定目的のRS(CSI−RS:Channel State Information−RS、Channel State Indication−RS等)と8個の送信アンテナに送信されるデータ復調のためのRS(DM−RS:Data Demodulation−RS)である。
チャネル測定目的のCSI−RSは、既存のCRSがチャネル測定、ハンドオーバーなどの測定などの目的と同時に、データ復調のために使用されることとは異なり、チャネル測定中心の目的のためにデザインされる特徴がある。もちろん、これもまたハンドオーバーなどの測定などの目的としても使用され得る。CSI−RSがチャネル状態に関する情報を得る目的のみで送信されるので、CRSとは異なり、サブフレーム毎に送信されなくてもよい。CSI−RSのオーバーヘッドを減らすために、CSI−RSは、時間軸上で間歇的に送信される。
データ復調のために、当該時間−周波数領域でスケジューリングされたUEに専用的(dedicated)にDM−RSが送信される。すなわち、特定UEのDM−RSは、当該UEがスケジューリングされた領域、すなわち、データの受信を受ける時間−周波数領域のみに送信される。
LTE−AシステムにおいてeNBは、全てのアンテナポートに対するCSI−RSを送信しなければならない。最大8個の送信アンテナポートに対するCSI−RSをサブフレーム毎に送信することは、オーバーヘッドがあまり大きいという短所があるので、CSI−RSは、サブフレーム毎に送信されずに、時間軸で間歇的に送信されてこそ、そのオーバーヘッドを減らすことができる。すなわち、CSI−RSは、1つのサブフレームの整数倍の周期にて周期的に送信されるか、特定送信パターンで送信されることができる。このとき、CSI−RSが送信される周期やパターンは、eNBが設定できる。
CSI−RSを測定するためにUEは、必ず自分の属したセルのそれぞれのCSI−RSアンテナポートに対するCSI−RSの送信サブフレームインデックス、送信サブフレーム内でCSI−RS資源要素(RE)時間−周波数位置、そして、CSI−RSシーケンス等に関する情報を知っていなければならない。
LTE−AシステムにおいてeNBは、CSI−RSを最大8個のアンテナポートに対して各々送信しなければならない。互いに異なるアンテナポートのCSI−RS送信のために使用される資源は、互いに直交(orthogonal)しなければならない。1つのeNBが互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを送信するとき、それぞれのアンテナポートに対するCSI−RSを互いに異なるREにマッピングすることにより、FDM/TDM方式でこれらの資源をorthogonalに割り当てることができる。または、互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを互いにorthogonalなコードにマッピングさせるCDM方式で送信することができる。
CSI−RSに関する情報をeNBが自分のセルUEに知らせるとき、まず、各アンテナポートに対するCSI−RSがマッピングされる時間−周波数に関する情報を知らせなければならない。具体的に、CSI−RSが送信されるサブフレーム番号、またはCSI−RSが送信される周期、CSI−RSが送信されるサブフレームオフセットであり、特定アンテナのCSI−RS REが送信されるOFDMシンボル番号、周波数間隔(spacing)、周波数軸でのREのオフセットまたはシフト値などがある。
CSI−RSは、1個、2個、4個、または8個のアンテナポートを介して送信される。このとき、使用されるアンテナポートは、各々p=15、p=15、16、p=15、...、18、p=15、...、22である。CSI−RSは、サブキャリア間隔Δf=15kHzに対してのみ定義されることができる。
(k´、l´)(ここで、k´は、資源ブロック内の副搬送波インデックスであり、l´は、スロット内のOFDMシンボルインデックスを示す。)及びn_sの条件は、下記の表3または表4のようなCSI−RS設定(configuration)によって決定される。
表3は、一般CPでのCSI−RS構成から(k´、l´)のマッピングを例示する。
表4は、拡張CPでのCSI−RS構成から(k´、l´)のマッピングを例示する。
表3及び表4を参照すれば、CSI−RSの送信において、異種ネットワーク(HetNet:heterogeneous network)環境を含んでマルチセル環境でセル間干渉(ICI:inter−cell interference)を減らすために、最大32個(一般CPの場合)または最大28個(拡張CPの場合)の互いに異なる構成(configuration)が定義される。
CSI−RS構成は、セル内のアンテナポートの個数及びCPによって互いに異なり、隣接したセルは、最大限互いに異なる構成を有することができる。また、CSI−RS構成は、フレーム構造によってFDDフレームとTDDフレームとに全て適用する場合と、TDDフレームのみに適用する場合とに分けられることができる。
表3及び表4に基づいてCSI−RS構成によって(k´、l´)及びn_sが決められ、各CSI−RSアンテナポートがCSI−RS送信に用いる時間−周波数資源が決定される。
図8は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてCSI−RS構成を例示する図である。
図8(a)は、1個または2個のCSI−RSアンテナポートによるCSI−RS送信に使用可能な20つのCSI−RS構成を示したものであり、図8(b)は、4個のCSI−RSアンテナポートにより使用可能な10つのCSI−RS構成を示したものであり、図8(c)は、8個のCSI−RSアンテナポートによりCSI−RS送信に使用可能な5つのCSI−RS構成を示したものである。
このように、各CSI−RS構成によってCSI−RSが送信される無線資源(すなわち、RE対)が決定される。
特定セルに対してCSI−RS送信のために、1個あるいは2個のアンテナポートが設定されれば、図8(a)に示された20つのCSI−RS構成のうち、設定されたCSI−RS構成による無線資源上でCSI−RSが送信される。
同様に、特定セルに対してCSI−RS送信のために4個のアンテナポートが設定されれば、図8(b)に示された10つのCSI−RS構成のうち、設定されたCSI−RS構成による無線資源上でCSI−RSが送信される。また、特定セルに対してCSI−RS送信のために8個のアンテナポートが設定されれば、図8(c)に示された5つのCSI−RS構成のうち、設定されたCSI−RS構成による無線資源上でCSI−RSが送信される。
2個のアンテナポート別(すなわち、{15、16}、{17、18}、{19、20}、{21、22})にそれぞれのアンテナポートに対するCSI−RSは、同じ無線資源にCDMされて送信される。アンテナポート15及び16を例に挙げると、アンテナポート15及び16に対するそれぞれのCSI−RS複素シンボルは同じであるが、互いに異なる直交コード(例えば、ワルシコード(walsh code)が掛けられて同じ無線資源にマッピングされる。アンテナポート15に対するCSI−RSの複素シンボルには[1、1]が掛けられ、アンテナポート16に対するCSI−RSの複素シンボルには[1−1]が掛けられて、同じ無線資源にマッピングされる。これは、アンテナポート{17、18}、{19、20}、{21、22}も同様である。
UEは、送信されたシンボルに掛けられたコードを掛けて特定アンテナポートに対するCSI−RSを検出できる。すなわち、アンテナポート15に対するCSI−RSを検出するために掛けられたコード[1、1]を掛け、アンテナポート16に対するCSI−RSを検出するために掛けられたコード[1−1]を掛ける。
図8(a)〜(c)に示すように、同じCSI−RS構成インデックスに該当するようになると、アンテナポート数が多いCSI−RS構成による無線資源は、CSI−RSアンテナポート数が少ないCSI−RS構成による無線資源を含む。例えば、CSI−RS構成が0の場合、8個のアンテナポート数に対する無線資源は、4個のアンテナポート数に対する無線資源と1または2個のアンテナポート数に対する無線資源とを全て含む。
1つのセルで複数のCSI−RS構成が使用され得る。ノン−ゼロ電力(NZP:non−zero power)CSI−RSは、0個または1個のCSI−RS構成のみが用いられ、ゼロ電力(ZP:zero power)CSI−RSは、0個または幾つのCSI−RS構成が用いられ得る。
上位階層により設定される16ビットのビットマップであるZP CSI−RS(ZeroPowerCSI−RS)で1に設定された各ビット別に、UEは、上記の表3及び表4の4個のCSI−RS列(column)に該当するREで(上位階層により設定されたNZP CSI−RSを仮定するREと重複する場合を除外)ゼロ送信電力を仮定する。最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)は、最も低いCSI−RS構成インデックスに該当し、ビットマップ内でその次のビットは、順序どおりに次のCSI−RS構成インデックスに該当する。
CSI−RSは、上記の表3及び表4で(n_smod2)の条件を満たす下向きリンクスロット及びCSI−RSサブフレーム構成を満たすサブフレームのみで送信される。
フレーム構造タイプ2(TDD)の場合、スペシャルサブフレーム、同期信号(SS)、PBCHまたはSIB1(SystemInformationBlockType1)メッセージ送信と衝突するサブフレームまたはページングメッセージ送信のために設定されたサブフレームでCSI−RSは送信されない。
また、アンテナポートセットS(S={15}、S={15、16}、S={17、18}、S={19、20}、またはS={21、22})内に属するどのアンテナポートに対するCSI−RSが送信されるREは、PDSCHまたは他のアンテナポートのCSI−RS送信に使用されない。
CSI−RS送信に使用される時間−周波数資源は、データ送信に使用されることができないので、CSI−RSオーバーヘッドが増加するほど、データ処理量(throughput)が減少するようになる。これを考慮して、CSI−RSはサブフレーム毎に送信されるように構成されず、複数のサブフレームに該当する所定の送信周期毎に送信されるように構成される。この場合、サブフレーム毎にCSI−RSが送信される場合に比べてCSI−RS送信オーバーヘッドが大きく低くなることができる。
CSI−RS送信のためのサブフレーム周期(以下、「CSI送信周期」と呼ぶ)(T_CSI−RS)及びサブフレームオフセット(Δ_CSI−RS)は、下記の表5のとおりである。
表5は、CSI−RSサブフレーム構成を例示する。
表5に示すように、CSI−RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)によってCSI−RS送信周期(T_CSI−RS)及びサブフレームオフセット(Δ_CSI−RS)が決定される。
表5のCSI−RSサブフレーム構成は、先の「SubframeConfig」フィールド及び「zeroTxPowerSubframeConfig」フィールドのうち、いずれか1つに設定されることができる。CSI−RSサブフレーム構成は、NZP CSI−RS及びZP CSI−RSに対して個別的に(separately)設定されることができる。
CSI−RSを含むサブフレームは、下記の数式12を満たす。
数式12においてT_CSI−RSは、CSI−RS送信周期、Δ_CSI−RSは、サブフレームオフセット値、n_fは、システムフレームナンバー、n_sは、スロットナンバーを意味する。
サービングセルに対して送信モード9(transmission mode 9)が設定されたUEの場合、UEは、1つのCSI−RS資源構成が設定され得る。サービングセルに対して送信モード10(transmission mode 10)が設定されたUEの場合、UEは、1つまたはそれ以上のCSI−RS資源構成(等)が設定され得る。
各CSI−RS資源構成のために、下記のようにパラメータが上位階層シグナリングを介して設定される。
・送信モード10が設定された場合、CSI−RS資源構成識別子
・CSI−RSポート個数
・CSI−RS構成(表3及び表4参照)
・CSI−RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)(表5参照)
・送信モード9が設定された場合、CSIフィードバックのための送信パワー(P_C)
・送信モード10が設定された場合、各CSIプロセスに対してCSIフィードバックのための送信パワー(P_C)。CSIプロセスに対してCSIサブフレームセットC_CSI、0及びC_CSI、1が上位階層により設定されれば、P_Cは、CSIプロセスの各CSIサブフレームセット別に設定される。
・任意ランダム(pseudo−random)シーケンス発生器パラメータ(n_ID)
・送信モード10が設定された場合、QCL(QuasiCo−Located)タイプB UE仮定のためのQCLスクランブリング識別子(qcl−ScramblingIdentity−r11)、CRSポートカウント(crs−PortsCount−r11)、MBSFNサブフレーム設定リスト(mbsfn−SubframeConfigList−r11)パラメータを含む上位階層パラメータ(「qcl−CRS−Info−r11」)
UEが導き出したCSIフィードバック値が[−8、15]dB範囲内の値を有するとき、P_Cは、CSI−RS EPREに対するPDSCH EPREの割合と仮定される。ここで、PDSCH EPREは、CRS EPREに対するPDSCH EPREの比率がρ_Aであるシンボルに該当する。
サービングセルの同じサブフレームでCSI−RSとPMCHとが共に設定されない。
フレーム構造タイプ2で4個のCRSアンテナポートが設定された場合、UEは、一般CPの場合、[20−31]セット(表3参照)、または拡張CPの場合、[16−27]セット(表4参照)に属するCSI−RS構成インデックスが設定されない。
UEは、CSI−RS資源構成のCSI−RSアンテナポートが遅延拡散(delay spread)、ドップラー拡散(Doppler spread)、ドップラーシフト(Doppler shift)、平均利得(average gain)、及び平均遅延(average delay)に対してQCL関係を有すると仮定することができる。
送信モード10、そしてQCLタイプBが設定されたUEは、CSI−RS資源構成に該当するアンテナポート0−3とCSI−RS資源構成に該当するアンテナポート15−22とがドップラー拡散(Doppler spread)、ドップラーシフト(Doppler shift)に対してQCL関係であると仮定することができる。
送信モード10が設定されたUEの場合、サービングセルに対して1つまたはそれ以上のCSI−IM(Channel−State Information−Interference Measurement)資源構成が設定され得る。
上位階層シグナリングを介して各CSI−IM資源構成のための下記のようなパラメータが設定され得る。
・ZP CSI−RS構成(表3及び表4参照)
・ZP CSI RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)(表5参照)
CSI−IM資源構成は、設定されたZP CSI−RS資源構成のうち、いずれか1つと同様である。
サービングセルの同じサブフレーム内のCSI−IM資源とPMCHとが同時に設定されない。
送信モード1−9が設定されたUEの場合、サービングセルに対してUEは、1つのZP CSI−RS資源構成が設定され得る。送信モード10が設定されたUEの場合、サービングセルに対してUEは、1つまたはそれ以上のZP CSI−RS資源構成が設定され得る。
上位階層シグナリングを介してZP CSI−RS資源構成のための下記のようなパラメータが設定され得る。
・ZP CSI−RS構成リスト(表3及び表4参照)
・ZP CSI−RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)(表5参照)
サービングセルの同じサブフレームでZP CSI−RSとPMCHとが同時に設定されない。
セル測定(Cell Measurement)/測定報告(Measurement Report)
端末の移動性(mobility)保障のための種々の方法(ハンドオーバー、ランダムアクセス、セル探索等)のうち、1つまたはその種々の方法のためにUEは、セル測定(cell measurement)した結果を基地局(あるいは、ネットワーク)に報告する。
3GPP LTE/LTE−Aシステムにおいてセル特定参照信号CRSは、時間軸に各サブフレーム内の0、4、7、11番目のOFDMシンボルを介して送信され、これは、セル測定(cell measurement)のために基本的に使用される。すなわち、端末は、サービングセル(serving cell)と隣接セル(neighbor cell)とから各々受信されるCRSを用いてセル測定を行う。
セル測定(cell measurement)は、サービングセル及び隣接セルの信号強さあるいは総受信電力に対する信号強さなどを測定する参照信号受信電力(RSRP:Reference signal receive power)、受信信号強度(RSSI:Received signal strength indicator)、参照信号受信品質(RSRQ:Reference signal received quality)などのRRM(Radio resource management)測定とサービングセルとのリンク品質を測定して、ラジオリンク失敗(radio link failure)可否を評価できるRLM(Radio Link Monitoring)測定を含む概念である。
RSRPは、測定周波数帯域内でCRSが送信されるREの電力分配の線形平均である。RSRP決定のために、アンテナポート「0」に該当するCRS(R0)が使用され得る。また、RSRP決定のために、アンテナポート「1」に該当するCRS(R1)がさらに使用されることもできる。RSRPを決定するために、UEにより用いられる測定周波数帯域及び測定区間内で用いるREの数は、当該測定正確度要求(accuracy requirements)が満たされる限度でUEが決定できる。また、RE当たりの電力は、循環前置CPを除いたシンボルの残りの部分内で受信したエネルギーから決定されることができる。
RSSIは、測定帯域内でアンテナポート「0」に該当するRSを含むOFDMシンボルで同一チャネル(co−channel)のサービングセル(serving cell)とノン−サービングセル(non−serving cell)、隣接チャネルからの干渉、熱雑音(thermal noise)などを含む当該UEにより全てのソースから感知された総受信電力の線形平均で導き出される。上位階層シグナリングによってRSRQ測定を行うための特定サブフレームが指示される場合、RSSIは、指示されたサブフレーム内の全てのOFDMシンボルを介して測定される。
RSRQは、N×RSRP/RSSIで導き出される。ここで、Nは、RSSI測定帯域幅のRB個数を意味する。また、上記の式において分子及び分母の測定は、同じRBのセットで求められることができる。
基地局は、上位階層シグナリング(例えば、RRC連結再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージ)を介してUEに測定(measurement)のための設定情報を伝達できる。
RRC連結再構成メッセージは、無線資源構成専用(「radioResourceConfigDedicated」)情報要素(IE:Information Element)と、測定設定(「measConfig」)IEとを含む。
「measConfig」IEは、UEにより行われなければならない測定を特定し、測定ギャップ(measurement gap)の構成だけでなく、イントラ−周波数(intra−frequency)移動性、インター−周波数(inter−frequency)移動性、インター−RAT(inter−RAT)移動性のための設定情報を含む。
特に、「measConfig」IEは、測定から除去される測定対象(「measObject」)のリストを表す「measObjectToRemoveList」と新しく追加されるか、修正されるリストを表す「measObjectToAddModList」とが含まれる。また、「measObject」には、通信技術によって「MeasObjectCDMA2000」、「MeasObjctEUTRA」、「MeasObjectGERAN」などが含まれる。
「RadioResourceConfigDedicated」IEは、無線ベアラー(Radio Bearer)を設定/変更/解除(setup/modify/release)するか、MACメイン構成を変更するか、半永続スケジューリング(SPS:Semi−Persistent Scheduling)設定を変更するか、及び専用物理的設定(dedicated physical configuration)を変更するために使用される。
「RadioResourceConfigDedicated」IEは、サービングセル測定のための時間領域測定資源制限パターン(time domain measurement resource restriction pattern)を指示する「measSubframePattern−Serv」フィールドを含む。また、UEにより測定される隣接セルを指示する「measSubframeCellList」と隣接セル測定のための時間領域測定資源制限パターンを指示する「measSubframePattern−Neigh」とを含む。
測定セル(サービングセル及び隣接セルを含む)のために設定された時間領域測定資源制限パターン(time domain measurement resource restriction pattern)は、RSRQ測定を行うための無線フレーム当たり、少なくとも1つのサブフレームを指示できる。測定セルのために設定された時間領域測定資源制限パターンによって指示されたサブフレーム以外では、RSRQ測定が行われない。
このように、UE(例えば、3GPP Rel−10)は、サービングセル測定のためのサブフレームパターン(「measSubframePattern−Serv」)及び隣接セル測定のためのサブフレームパターン(「measSubframePattern−Neigh」)により設定された区間のみでRSRQが測定されなければならない。
ただし、RSRPは、このようなパターン内の測定が制約されていないが、正確度要求(accuracy requirement)のためには、このようなパターン内のみで測定されることが好ましい。
マッシブMIMO(Massive MIMO)
LTEリリース(Rel:release)−12以後の無線通信システムにおいては、能動アンテナシステム(AAS:Active Antenna System)の導入が考慮されている。
信号の位相及び大きさを調整できる増幅器とアンテナとが分離されている既存の手動アンテナシステムと異なり、AASは、それぞれのアンテナが増幅器のような能動素子を含むように構成されたシステムを意味する。
AASは、能動アンテナの使用によって増幅器とアンテナとを連結するための別のケーブル、コネクタ、その他、ハードウェアなどが必要でなく、したがって、エネルギー及び運用費用の側面で効率性が高いという特徴を有する。特に、AASは、各アンテナ別の電子式ビーム制御(electronic beam control)方式を支援するので、ビーム方向及びビーム幅を考慮した精巧なビームパターン形成または3次元ビームパターンを形成するなどの進歩したMIMO技術を可能なようにする。
AAS等の進歩したアンテナシステムの導入により、複数の入出力アンテナと多次元アンテナ構造を有する大規模MIMO構造も考慮されている。一例として、既存の一字形アンテナ配列と異なり、2次元アンテナ配列を形成する場合、AASの能動アンテナにより3次元ビームパターンを形成できる。
図9は、本発明が適用され得る64個のアンテナ要素を有する2D能動アンテナシステムの一例を示した図である。
図9に示されたように、一般的な2次元アンテナ配列としてNt=Nv・Nh個のアンテナが正方形の形状を有する場合を考慮できる。
ここで、Nhは、水平方向にアンテナ列の個数を、Nvは、垂直方向にアンテナ行の個数を示す。
送信アンテナの観点で前記3次元ビームパターンを活用する場合、ビームの水平方向だけでなく、垂直方向への準−静的または動的なビーム形成を行うことができ、一例として、垂直方向のセクタ形成などの応用を考慮できる。
また、受信アンテナの観点では、大規模受信アンテナを活用して受信ビームを形成するとき、アンテナ配列利得(antenna array gain)による信号電力上昇の効果を期待できる。したがって、上向きリンクの場合、基地局が複数のアンテナを介して端末から送信される信号を受信でき、このとき、端末は、干渉影響を減らすために、大規模受信アンテナの利得を考慮して自分の送信電力を極めて低く設定できるという長所がある。
図10は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて、基地局または端末がAAS基盤の3D(3−Dimension)ビーム形成が可能な複数の送受信アンテナを有しているシステムを例示する。
図10は、前述した例を図式化したものであって、2次元アンテナ配列(すなわち、2D−AAS)を用いた3D MIMOシステムを例示する。
マッシブMIMOのセルカバレッジ(Cell coverage of massive MIMO)
多重アンテナシステム、例えば、N個の送信アンテナを有するシステムは、単一アンテナシステムに比べて全体送信電力を同一に送信すると仮定すれば、特定地点に受信パワーが最大N倍高いように、ビームフォーミング(beamforming)することができる。
多重アンテナを有する基地局でもCRS、PSS/SSS、PBCH、及びブロードキャスト(broadcast)情報を伝達するチャネルは、基地局カバレッジ領域内の全てのUEが受信できるように、特定方向にbeamformingしてはいない。
これとは異なり、特定UEにユニキャスト(unicast)情報を伝達するチャネルであるPDSCHは、当該UEの位置及びリンク状況に合わせてbeamformingして送信効率を高めるようにする。すなわち、PDSCHの送信データストリームは、特定方向にビームを形成するために、プリコーディング(precoding)されて、多重のアンテナポートを介して送信される。したがって、代表的にCRSとPDSCHの送信電力が同じ場合に、特定UEにCRSの平均受信電力と比較して当該UEに向かってbeamformingされたプリコーディングされた(precoded)PDSCHの受信電力は、最大N倍まで高いことができる。
現在までLTE Rel−11システムで最大8個の送信アンテナを有する基地局を考慮するが、これは、CRS平均受信電力に比べてprecoded PDSCH受信電力が8倍大きいことができることを意味する。しかし、今後、マッシブMIMOシステムの導入により、基地局の送信アンテナが100個以上となる場合に、CRSとprecoded PDSCHの受信電力は100倍以上の差を表すことができる。結論として、massive MIMOシステムの導入により、特定基地局で送信するCRSのカバレッジ領域とDM−RS基盤PDSCHのカバレッジ領域とが一致しなくなる。
特に、このような現象は、隣接した2つの基地局の送信アンテナ個数の差が大きいときに大きく表れることができる。代表的に、64個の送信アンテナを有するマクロセル(macro cell)と単一送信アンテナを有するマイクロセル(micro cell)(例えば、ピコセル(pico cell))とが隣接している場合を例に挙げることができる。Massive MIMOの初期配置(deployment)過程でサービングされる(served)UEが多いmacro cellから先にアンテナ個数を増やすことと期待しているため、macro cell、micro cell、そしてpico cellが混在されている異種のネットワーク(heterogeneous network)の場合に、隣接した基地局間に送信アンテナの個数に大きい差が生じるようになる。
例えば、単一送信アンテナを有するpico cellの場合に、CRSとPDSCHとのカバレッジ領域が一致するようになる。
しかし、64個の送信アンテナを有するmacro cellの場合に、CRSのカバレッジ領域よりPDSCHのカバレッジ領域がより大きくなる。したがって、macro cellとpico cellの境界でCRSの受信品質であるRSRPまたはRSRQのみに依存して初期接続及びハンドオーバーを決定するようになると、PDSCHの最大品質を提供する基地局をサービングセル(serving cell)として選択できなくなる。これに関する単純な解決策として、N個の送信アンテナを有する基地局のPDSCH受信電力は、N倍大きいことと仮定できるが、基地局が可能な全ての方向にbeamformingすることができない場合を考慮するとき、最適の解決策ではない。
以下、遅延(latency)を減らすための端末のCSI測定及び報告動作方法について説明する。
以下において記述される方法は、3D−MIMO、massive MIMOなどのシステムだけでなく、amorphous cell(非晶質セル)環境などでも拡張されて適用可能でありうることはもちろんである。
まず、3D−MIMOシステムについて簡略に説明する。
3D−MIMOシステムは、LTE標準(Rel−12)を基盤として前述した図12のようなsingle−cell 2D−AAS(Adaptive Antenna System)基地局に適した最適の送信方式のうちの1つであり、次のような動作を考慮できる。
図10に示されたように、8−by−8(8×8)のantenna arrayからCSI−RS portsを構成する例を挙げて説明すれば、縦に各々8個のアンテナに対しては、特定target UEに最適化された「UE−dedicated beam coefficients」を適用したprecoded CSI−RS portの1つずつを構成させることにより、横に総8−port(vertically precoded) CSI−RSを設定/送信させる。
これにより、端末は、従来のような8−portに対するCSI feedbackを行えるようになる。
つまり、基地局は、個別端末(または、特定端末グループ)に最適化された垂直方向beam gainが既に適用された(precoded)CSI−RS 8 portsを端末に送信する。
したがって、前記端末は、無線チャネルを経たCSI−RSを測定(measure)するので、前記端末は、従来の水平方向コードブックによる同じフィードバック方式を行っても、前記(vertically precoded) CSI−RSに対するCSI測定及び報告(measurement and reporting)動作を介して既に無線チャネルの垂直方向のbeam gain効果を得ることができるようになる。
このとき、個別端末に最適化された垂直方向のbeamを決定するための方法として、(1)(vertically precoded) small−cell discovery RS(DRS)によるRRM report結果を利用する方法、(2)端末のsounding RS(SRS)を基地局が最適の受信beam方向に受信し、当該受信beam方向をチャネル相互関係(channel reciprocity)によりDL最適beam方向に変換して適用する方法などがある。
もし、基地局が端末の移動性のため、前記UE−dedicated best V−beam方向が変わったと判断する場合、従来動作によれば、基地局は、CSI−RS及び連関CSI processなどと関連したRRC設定を全て再構成(re−configure)した。
このように、RRC再構成(reconfiguration)過程を行うべき場合、RRCレベルの遅延(latency)(e.g.、数十〜数百ms単位)発生は不回避である。
すなわち、ネットワーク次元では、前もってターゲットV−beam方向を例えば、4個に分割しておき、それぞれのV−方向にprecodingがかかった別の8port CSI−RSを当該別の送信資源位置で送信するようになる。
また、各UEは、8port CSI−RSのうち、特定の1つのCSI−RS設定に対するCSI測定及び報告(measurement and reporting)をしなければならないので、ターゲットV−方向が変わるときには、変更されるCSI−RS設定でネットワークとRRC reconfiguration手順を行うしかなくなる。
2D Planar Antenna Array Model
図11は、偏光(Polarization)基盤の2D平面アンテナアレイモデルの一例を示した図である。
すなわち、図11は、交差偏光(cross polarization)を有する2D AAS(active antenna system)の一例を示す。
図11に示すように、2D平面(Planar)アンテナアレイモデルは、(M、N、P)で示すことができる。
ここで、Mは、各列に同じpolarizationを有しているantenna elementの個数を表し、Nは、水平方向の列の個数を表し、Pは、polarizationのdimensionの個数を表す。
図11において、cross−polarizationである場合、P=2となる。
図12は、送受信端ユニット(transceiver units:TXRUs)モデルの一例を示した図である。
図12のantenna array model configuration(M、N、P)に相応するTXRU model configurationは、(MTXRU、N、P)で示すことができる。
この場合、MTXRUは、2D同じ列、同じpolarizationに存在するTXRUの個数を意味し、MTXRU<=Mを常に満たす。
また、TXRU virtualizationモデルは、TXRUのsignalとantenna elementsのsignalの関係によって定義される。
ここで、qは、同じ列内の同じpolarizationを有するM個のantenna elementsの送信signal vectorであり、wとWは、wideband TXRU virtualization weight vectorとmatrixを表し、xは、MTXRU TXRUのsignal vectorを表す。
具体的に、図12aは、TXRU仮想化モデルオプション−1(sub−array partition model)を示し、図12bは、TXRU仮想化モデルオプション−2(full connection model)を示す。
すなわち、TXRU virtualizationモデルは、antenna elementsとTXRUとの相関関係によって図12a及び図12bのように、sub−arrayモデル、full−connectionモデルなどに区分される。
また、CSI−RS portsとTXRUとのmappingは、1−to−1または1−to−manyでありうる。
図10で説明した、2D−AASアンテナ構造などを使用するmassive MIMOシステムの場合、端末は、基地局から送信されるCSI−RSを介してCSIを取得し、これを基地局に報告するために、多数のCSI−RS portsがデザインされる必要がある。
すなわち、massive MIMOシステムでは、従来の1、2、4、or 8portのCSI−RSパターンを支援することに比べて、12port CSI−RS pattern、16port CSI−RS patternなど、より多くのポート数を有する新しいCSI−RSパターン及び設定方法が考慮される必要がある。
本明細書において表記されるN−port CSI−RS patternは、N−port CSI−RS resourceと同じ意味と解釈され得る。
ここで、N−port CSI−RS resourceまたはN−port CSI−RS patternは、CSI−RSがN個のportを介して送信されるRE(または、REのグループ)を表す資源(グループ)であって、1つのサブフレームまたは複数のサブフレームで1つまたはそれ以上が存在し得る。
複数のN−port CSI−RS resourceは、N−port CSI−RS resource poolに表現されることもできる。
例えば、4−port CSI−RS resourceは、4個のREで構成され、各REには、CSI−RSが送信されるantenna port numberが各々マッピングされる。
massive MIMOシステムのように、多くの数(e.g.、MNP)のtransmit antenna elementsを備えた送信端(例:基地局)で効果的な(closed−loop)MIMO送信を支援するためには、Q−port CSI−RS pattern(e.g.、Q<=MNP)が端末に設定されなければならない。
その理由は、前記端末は、前記設定されたQ−port CSI−RSを共にmeasureし、これに基づいてCSIを計算及び報告する動作が支援され得なければならないためである。
一例として、前記端末に設定されるQ−port CSI−RSは、non−precoded CSI−RSでありうる。
前記non−precoded CSI−RSは、type Aまたはtype Bに表現されることができる。
前記non−precoded CSI−RSは、送信端でbeamformingを適用せずに送信するCSI−RSを意味するものであって、通常、wide beam widthを有する各CSI−RS portを送信する形態でありうる。
図13及び図14を参照して従来のCSI−RSパターン(または、CSI−RS resource)についてさらに説明する。
図13は、8ポートCSI−RS資源マッピングパターンの一例を示した図である。
すなわち、図13は、LTE(−A)システムにおいて12個のsubcarrierで構成された1 resource block(RB)で8 antenna portを有したCSI−RSの送信可能な資源または資源patternを示す。
図13において、互いに異なるように斜線を引いた部分は、各々1つのCSI−RS resource(または、1つのCSI−RS pattern、1310、1320、1330、1340、1350)を示す。
すなわち、図13の場合、1つのサブフレーム内に5個のCSI−RSresourceまたは5個のCSI−RS patternが存在することが分かる。
図13に示すように、1つのportに対するCSI−RSは、2個のOFDM symbolにわたってspreadされて送信される。
2個のCSI−RSは、2個のREを共有し、2個のREに共有された2個のCSI−RSは、直交コード(orthogonal code)を使用して区分されることができる。
図13において、「0」と「1」の数字で表現されたREは、CSI−RS port0と1が送信される2個のREを意味する。
本明細書では、説明の都合上、CSI−RS port0、1のような表現を使用しているが、CRSやUE−specific RSのような他の種類のRSとの区分のために、前記CSI−RS port0、1の表現は、CSI−RS port15、16などのようなindex形態で表現されることができる。
CSI−RSは、8portの他にも、1、2、4portを有するように設定されることができる。
表3及び図15に示すように、LTEシステムのframe structure type1(FDDモード)とtype2(TDDモード)とに共通に、8−port CSI−RSは、1つのsubframeで5個のCSI−RS送信パターン(または、5個のCSI−RS resource)のみを有することを見ることができる。
図14は、一般CPでlegacy CSI−RS資源構成の一例を示した図である。
すなわち、図14a、図14b、図14cは、各々2−port、4−port、そして8−port CSI−RS構成の一例を示す。
図14a、図14b、図14cにおいて、互いに異なる斜線で表示された部分は、各々1つのCSI−RS resourceまたは1つのCSI−RS patternを示す。
図15は、拡張CPでlegacy CSI−RS資源構成の一例を示した図である。
すなわち、図15は、拡張CPが適用されたサブフレームでCSI−RSアンテナポートが1、2及び4個である場合に対するCSI−RS構成またはパターンを示す。
図16は、FDMされる参照信号に対するパワーブースティングの一例を示した図である。
具体的に、図16は、FDMされた参照信号(Reference signal:RS)に対する6dB RSパワーブースティング(Power Boosting)の一例を示す。
まず、RE(k、l、n)は、n番目サブフレーム、k番目サブキャリア、l番目OFDMシンボルで送信されるCSI−RSに対する資源要素(RE)であると定義する。
同じOFDMシンボルのサブキャリア間送信電力共有(power sharing)を考慮すれば、当該OFDMシンボルでRS送信の際、k≠k´であるRE(k´、l、n)にRS送信がない場合、RE(k´、l、n)の送信パワーを(同じOFDMシンボル、他のサブキャリアの)RE(k、l、n)送信に使用できるようになることにより、RS power boostingが可能である。
図16を介して具体的に説明する。図18は、8−port CSI−RSの場合にNZP(Non−Zero Power) CSI−RS port15の送信がRE(2、l、15)を介してなされる。
また、RE(3、l、15)、RE(8、l、15)とRE(9、l、15)は、NZP CSI−RS port17ないし22送信に干渉を起こさないようにするために、power mutingとされた場合を示す。
この場合、RE(2、l、15)は、power mutingされたRE(等)のpowerをshareし、総4EaのパワーでCSI−RS送信に使用できるようになる。
ここで、Eaは、平均RE当たり、エネルギー(EPRE:Energy Per RE)を示す。
現在、LTEスペックでは、最大許容EPREを6dB power boosting(すなわち、4Ea)に制限している。
したがって、PRB(Physical Resource Block)pairで最大にsupport可能なfrequency division multiplexing(FDM)されたCSI−RS portの数は4となる。
前述した、FDMされたCSI−RS portの電力ブースティング制限(power boosting restriction)を考慮するようになると、FD−MIMO(または、enhanced MIMO或いはmassive MIMOで表現可能である)で考慮している12−port、16−portなどのantenna port configurationでは、full powerを使用できなくなる。
すなわち、このような状況発生の一例として、CSI−RS 16−portの場合には、CSI−RS port当たり、全体パワーの1/16のパワーを共有するようになる。
このとき、前述した4−port FDMを用いたpower boostingを使用する場合、CSI−RS port当たり、全体パワーの1/4を使用できるようになり、依然としてfull power使用が難しくなる。
したがって、本明細書では、前述した問題を解決するために、codedivision multiplexing(CDM)を用いて8portより多いCSI−RS構成方法を提案する。
以下、本明細書において提案する8portより多いCSI−RS resourceの構成方法について12port及び16portを一例として具体的に説明する。
第1実施形態:時間領域のみでCDM使用(CDM the time domain only)
図17は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RSパターンの一例を示した図である。
本明細書において使用するCSI−RS patternは、CSI−RSが送信され得る資源領域(1つまたはそれ以上のREを含む)の形態を表すものであって、各ポート別にCSI−RS patternは異なるように設定されることができる。
また、CSI−RS patternは、CSI−RS resourceなどに表現されることができる。
図17において1710及び1720は、16−portでのCSI−RS pattern(または、CSI−RS resource)を示す。
また、legacy CSI−RS patternと異なるように、本明細書において提案するCSI−RS pattern(12−port、16portなどを含む)を都合上「New pattern」と通称する。
図17での16−port CSI−RS patternを構成するにあって、下記のような特徴要素((1)〜(5))のうち、少なくとも1つが適用され得る。
(1)Legacy1、2、4、or 8port CSI−RS patternのうち、一部を結合する形態で1つのNew patternを作る。
第1実施形態では、FDMとtime domainとしてCDM length4を考慮するので、New patternでは、1つのNew patternを構成するために4個のOFDMシンボルが必要であり、図19は、この一例を示す。
図17の場合、2個のlegacy 8−port CSI−RS patternが結合して1つの16−port CSI−RS patternを構成することを示す。
このように、legacy pattern間の結合形態に限定する場合、legacy端末(例:UE)に現在3gpp標準によって支援される特定ZP CSI−RS resource(s)を設定することにより、legacy impactを最小化できるという長所がある。
(2)前記New pattern内のCSI−RS portは、下記の数式13に示されたウェイトベクトル(weight vector)を当該CSI−RS portに掛けてCDMすることができる。
すなわち、図17に表示されたnew 16−port CSI−RS pattern1を例に挙げると、{0、1、2、3}、{4、5、6、7}、{8、9、10、11}、{12、13、14、15}に表記された4個のFDMされたCSI−RS portグループの各々に前記数式13に示されたweight vectorを掛けて総計16−portを設定できる。
このように、time domainとしてCDM length4を用いることの長所は、前述した6dB power boosting制限のためのpower損失を保全できるという点である。
より具体的に、各CSI−RSポートは、本来1/16のパワーを使用できるが、第1実施形態で提案する方法を利用する場合、FDMとして6dBを保全でき、CDMとして6dBを保全することにより、CSI−RSポートが全体パワー(full power)を使用できるようにすることができるという長所を有するようになる。
(3)New pattern内のCSI−RS port numberingに関する規則
図17のように、まず、port0、1、2、3(実際には、port15、16、17、18などでありうる。したがって、port numberingの開始点は、0からではなく、15からでありうる)を最も低い(または、高い)subcarrier indexに該当するREに先にマッピングする。
ここで、最も低いsubcarrier indexは、k=0であり、図17においてk=0値は、frequency軸で一番下にあるREを示すことができる。(2)でのCDMされる順序は、CDM weight vector数式13の順序にしたがうことができ、W0〜W4がpermutationされる方式によって、それに相応する順序にしたがってCSI−RS port numberingされることもできる。
図17は、現在LTE specに表記された(図14参照)40個のREに2個のNew 16−port CSI−RS patternを構成する例を示す。
また、図17において「Y」で表記されたlegacy CSI−RSのためのREグループが同じ状況で図18のようなさらに他の実施形態で構成されることができる。
図18及び図19は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RSパターンのさらに他の一例を示した図である。
すなわち、図18及び図19において、与えられた「Y」で表記されたlegacy CSI−RSのためのREグループの位置に図18及び図19のように、2つのNew patternを考慮できる。
「Y」で表記されたlegacy CSI−RSのためのREグループの位置は、図17〜図19に示された位置の他にも、k={2、3}、{8、9}、またはk={4、5}、{10、11}に位置することができ、この2つの場合共に、図17〜図19のように、2つのNew patternを構成できる。
図17形態の16−port CSI−RS構成が有する長所は、legacy CSI−RS patternと同一サブフレームに共に設定するにあたって、ネットワーク柔軟性(network flexibility)を高めるという点である。
これは、例えば、特定cell/TP Aが図17において「New 16−port CSI−RS pattern#1」のみを送信する場合、空いている「New 12−port CSI−RS pattern#2」のREに他のcell/TPが(または、同一cell/TP Aが追加に)legacy1、2、or 4port CSI−RSパターンのうち、取捨選択して送信できるようになる。
その理由は、各CSI−RS pattern間にoverlapが発生しないためである。
しかし、前記16−port CSI−RS構成に対するオプションはこれに限定されず、追加的な様々な構成のオプションがありうる。
すなわち、図17を含んで図18及び図19などの種々のオプションのうち、少なくとも1つが定義/設定され得る。
この場合、ネットワークまたは基地局は、あるパターンを端末が仮定してCSI−RS受信及びCSI derivationを行わなければならないかをhigher−layer signalingを介して設定する方式も適用可能である。
図20は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RSパターンの一例を示した図である。
図20は、CDM(Code Division Multiplexing)を用いたCSI−RS port構成の一例であって、16−portのCSI−RS構成と同様に、12−port CSI−RS patternは、Legacy1、2、4、or 8port CSI−RS patternのうち、一部を結合する形態で1つのNew patternが構成され得る。
第1実施形態では、FDMと、time domainとしてCDM length4を考慮するので、New patternでは、1つのNew patternを構成するために、4個のOFDMシンボルが必要であることを見ることができた。
図20では、6個の2−port CSI−RS patternが結合あるいは2個の4−portと2個の2−port CSI−RSパターンの結合と解釈することができる。
このように、time domainとしてCDM length4を用いることの長所は、前述した6dB power boosting制限のためのpower損失を保全できるという点である。
より具体的に、12−port CSI−RSで各CSI−RSポートは、本来1/12のパワーを使用できるが、第1実施形態で説明した方法を利用する場合、FDMとして4.77dB(3Ea)を保全でき、CDMとして6dBを保全でき、結果として、CSI−RS portがfull powerを使用できるようにすることができるという長所を有するようになる。
CDMを用いる方法は、前述した第1実施形態(16−port例題)の(2)ステップで記述した方法で容易に拡張適用することができる。
また、port numberingの方式も第1実施形態の(3)ステップで記述した方法で容易に拡張適用することができる。
図20は、現在LTE specに表記された(図14参照)40個のREに2個のNew patternを構成する一例であり、「A」〜「H」で表記されたlegacy CSI−RSの位置及び前記16−port例題のように、New patternを構成するREの位置にしたがって容易に拡張適用されることができる。
すなわち、FDM length3とCDM length4を用いてNew patternを構成する原則にしたがってより様々なCSI−RSパターンに容易に拡張適用されることができる。
今までは、一般(normal)CP(Cyclic Prefix)の場合のNew pattern構成について説明したが、以下では、拡張(Extended)CPの場合のNew pattern構成について説明する。
拡張CPでのNew pattern構成に対する原理は、前述したnormal CPの場合で説明した方式と同様に拡張適用することができる。
すなわち、第1実施形態で説明したport numbering規則も拡張CPの場合と同様に適用することができる。
図21は、本明細書において提案する拡張CPでの16−port CSI−RS構成の一例を示した図である。
図21は、2個の8−port CSI−RSを結合した例題と解釈することができる。
ここでは、説明の都合上、CSI−RSポート0、1のような表現を使用し、CRS及びその他、UE特定RSのような他の種類のRSとの区分のために、CSI−RSポート0、1などをCSI−RSポート15、16などのように表示することができる。
図22は、本明細書において提案する拡張CPでの12−port CSI−RS構成の一例を示した図である。
12−portの場合もnormal CPの場合と同様にNew pattern構成を拡張適用できる。
16portの場合と異なり、legacy CSI−RSのためのREが32個であるから(図15参照)、最大2個のNew patternを適用でき、残りの8個のREに対しては、legacy CSI−RSのために、(再)使用できるように設定することができる。
図22において「Y」で表記したREの位置の変化によってNew pattern構成は多様となることができるが、FDM length3とCDM length4を用いてNew patternを構成する原則にしたがってより様々なパターンの構成に容易に拡張適用されることができる。
第2実施形態:時間及び周波数領域でCDM使用(CDM across the time and frequency domains)
第2実施形態は、CDM length4をtimeとfrequency domainとに各々length2ずつ適用する方法を提案する。
図23は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図である。
図23で適用するCDM方式は、{0、1、2、3}、{4、5、6、7}、{8、9、10、11}、{12、13、14、15}で表記されたCSI−RS portグループに数式13に示されたウェイトベクトル(weight vector)を掛けて総計16−portを設定するようになる。
{0、1、2、3}を一例に挙げて説明すれば、互いに連続した2個のOFDMシンボルに対してCDM length2とlegacy CSI−RS portの設定によるFDMされた2個の小グループ(または、サブグループ)間({0、1、2、3}の例示で{0、1}と{2、3}が小グループ(または、サブグループ)を意味する)のCDM length2を設定して新しいCSI−RS16−portを設定するようになる。
説明の都合上、図23において説明した方式を第2実施形態の「方法1」と定義する。
図24は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図である。
図24の場合、図23とは異なり、CDM length4を行うグループは、既存のlegacy CSI−RS方式にしたがうのではなく、互いに連続した2個のOFDMシンボルと互いに連続した2個のsubcarrierを選択してCDM4を設定するようになる。
図24を参考してさらに具体的に説明すれば、{0、1、2、3}、{4、5、6、7}、{8、9、10、11}、{12、13、14、15}(または、{15、16、17、18}、{19、20、21、22}、{23、24、25、26}、{27、28、29、30})で表記されたCSI−RS portグループに数式13に示されたweight vectorを掛けて総計16−portを設定するようになる。
{0、1、2、3}を一例に挙げて説明すれば、CDM length4を(1)互いに連続した2個のOFDMシンボルに対してCDM length2と、(2)互いに連続した2個のsubcarrierに対してCDM length2を各々設定して新しいCSI−RS 16−portを設定するようになる。
図23において説明した方式との区分のために、図24において説明する方式を第2実施形態の「方法2」と定義する。
方法1及び方法2共にfull power使用が可能な設定方式という側面では同じであるが、異なる点は、方法2の場合、使用可能なNew 16−port CSI−RS patternが1個である点である。
もし、full power transmissionを放棄する場合を考慮すれば、図25のように、New 16−port CSI−RS pattern2が新しく追加されることが考慮できる。
図25は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図である。
すなわち、New 16−port CSI−RS pattern1は、full power transmissionを行うパターンであり、New 16−port CSI−RS pattern2は、3dB lossがあるpower transmissionを行うパターンである。
したがって、基地局は、New 16−port CSI−RS patternを考慮するとき、優先順位をNew 16−port CSI−RS pattern1>New 16−port CSI−RS pattern2に設定することができる。
そして、基地局は、New 16−port CSI−RS pattern2を構成するとき、「Y」で表記されたlegacy CSI−RSに相応するREを考慮して様々に設定することもできる。
図26は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図である。
図26は、New pattern1及びNew pattern2が共に3dB lossを有するtransmissionを行うパターン構成を示す。
したがって、基地局が考慮する優先順位は、2つのパターンが同じである。
また、New pattern2を構成するとき、「Y」で表記されたlegacy CSI−RSに相応するREを考慮して様々に設定することもできる。
図27及び図28は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図である。
前述した方法1と方法2は、各々図27及び図28に適用されることができる。
すなわち、図27の場合、方法1と同様に、互いに連続した2個のOFDMシンボルに対してCDM length2とlegacy CSI−RS portの設定によるFDMされた2個の小グループ(または、サブグループ)間のCDM length2を設定して新しいCSI−RS 12−portを設定するようになる。
ここで、legacy CSI−RS port設定によるFDMされた2個の小グループは、図16b(4 CSI−RS ports)で(0、1)と(2、3)を表し、2個の小グループは、6個のsubcarrier間隔を有して位置する。
図27を参考してさらに具体的に説明すれば、{0、1、2、3}、{4、5、6、7}、{8、9、10、11}(または、{15、16、17、18}、{19、20、21、22}、{23、24、25、26})で表記されたCSI−RS portグループに数13に示されたweight vectorを掛けて総計12−portを設定するようになる。
{0、1、2、3}を一例に挙げて説明すれば、CDM length4を、(1)互いに連続した2個のOFDMシンボル2910、2920に対してCDM length2と、(2)legacy CSI−RS portの設定によるFDMされた2個の小グループ(または、サブグループ、2710、2720)間({0、1、2、3}の例示で{0、1}と{2、3}が小グループ(または、サブグループ)を意味する)のCDM length2を各々設定して新しいCSI−RS 12−portを設定するようになる。
また、図27の場合、方法2と同様に、互いに連続した2個のOFDMシンボルと互いに連続した2個のsubcarrierとを選択してCDM4を設定するようになる。
前述した16−port CSI−RS pattern構成とは異なり、2個のfull power設定が可能なパターンが存在し得る。
また、このような12−port CSI−RS pattern構成は、「Y」で表記されたlegacy CSI−RSに相応するREの位置にしたがって様々に存在するが、前述したNew pattern構成の原則は同様に適用可能である。
第2実施形態でのCDM4を適用する方式を除いた残りの過程及び特徴(port numbering規則など)は、前述した第1実施形態にしたがう。
今までは、第2実施形態を一般CPに適用する場合について説明したが、以下では、拡張CPに第2実施形態を適用する場合について説明する。
図29及び図30は、本明細書において提案する拡張CPでの16−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図であり、図31及び図32は、本明細書において提案する拡張CPでの16−port CSI−RS patternのさらに他の一例を示した図である。
拡張(Extended)CPの場合、OFDM symbol4、5番のCSI−RSに相応するREの位置と2個のNew patternを考慮すれば、前述した第2実施形態の方法1を適用できる。
図29は、(OFDM)symbol4、5に該当する構成は、CDMを行うグループ内のsubcarrier離隔距離が「1」の場合であり、OFDM symbol8、9に該当する構成は、CDMを行うグループ内のsubcarrierの離隔距離が「0」の場合である。
性能的な側面では、CDMを行うfrequency domainの離隔距離がないパターンがより良いことができる。
したがって、端末は、図30のような構成を利用するとき、New pattern2にさらに優先順位をおくことができる。
12−portの場合、「Y」で表記されたlegacy CSI−RSに相応するREの位置にしたがって様々に存在するが、前術したNew pattern構成の原則の第2実施形態での方法1は、同様に適用可能である。
図32は、第2実施形態の方法2を利用したnew 12−port CSI−RS pattern構成の一例を示す。
図31と図32を比較すると、CDMを行うグループ内でsubcarrier離隔距離がない図32がさらに優れた性能を表すことができる。
前述した、New CSI−RS pattern構成も、CDM4を適用する方式を除いた残りの過程及び特徴は、第1実施形態にしたがう。
第3実施形態:第1実施形態と第2実施形態との組み合わせ(combination)方法
第3実施形態は、より多くのfull powerを使用するNew pattern構成のために、前述した第1実施形態と第2実施形態との組み合わせ方法を提案する。
まず、12−port CSI−RS patternを考慮した図33について説明する。
図33は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RS patternの一例を示した図である。
New pattern1と2は、第2実施形態の方法1の原理を利用してCDMが適用され、New pattern3の場合は、第1実施形態の原理を利用してCDMが適用されたことを示す。
この場合、第1実施形態及び第2実施形態のNew 12−port CSI−RS patternは、2個であることに比べて、第3実施形態のNew 12−port CSI−RS patternは、3個を有することができるという長所があり、また、3個のNew patternは共にfull power transmissionを用いることができるという長所がある。
16−port CSI−RS patternを考慮した図34も同じ原理でnew CSI−RS patternが構成されたことを示す。
すなわち、図34〜図36は、本明細書において提案する一般CPでの16−port CSI−RS patternの一例を示した図である。
図33及び図34は、time domainとしてCDMを最大8個OFDMシンボルの差を有するREに適用するようになる。
このように、OFDMシンボル等の間隔が大きい場合、phase driftのような問題のため、その性能劣化が予想され得る。
したがって、図35及び図36は、図33及び図34でのphase drift問題を解決するために、time domain CDM4が各々5あるいは4OFDMシンボル差を有する場合を示す。
また、New pattern2の場合も、第2実施形態によるCDM4(time and frequency domain)を行うRE同士でサブキャリア離隔がないので、さらに優れた性能を期待できる。
また、第3実施形態は、CSI−RSのfull power transmissionが可能である。
第3実施形態の図面に示されたように、New pattern1でポートナンバーは、CDM4を行うグループ同士{0、1、2、3}、{8、9、10、11}、{4、5、6、7}、{12、13、14、15}あるいは{0、1、2、3}、{4、5、6、7}、{8、9、10、11}、{12、13、14、15}などにナンバリングされることができる。以下、port numberingに対するより具体的な内容は、第1実施形態で説明した方法に従う。
図37は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RS pattern構成のさらに他の一例を示した図である。
図37は、時間領域(time domain)でより小さなOFDM symbol間隔を有するRE間にCDMを適用した一例を示す。
図37に示されたように、New pattern1は、第2実施形態の方法1を適用し、New pattern2及び3は、第1実施形態の方法を適用して構成したnew CSI−RS patternを示す。
図37において「Y」で表記されたlegacyのためのREの位置は多様でありうるし、本明細書において提案する原則を拡張適用して、CSI−RSのパターンを構成できる。
図38は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RS pattern構成のさらに他の一例を示した図である。
図38に示されたように、New pattern1は、第2実施形態の方法2を適用し、New pattern2と3は、第1実施形態の方法を適用して構成したnew CSI−RS pattern等である。
第2実施形態の方法2は、周波数領域(frequency domain)にCDMを行うときにも互いに連続したsubcarrier同士に実施するようになるので、図37の方法に比べてより良い性能を予想できる。
図39〜図41は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RS pattern構成のさらに他の一例を示した図である。
図39〜図41は、各図面に示されたように、New pattern1で第2実施形態の方法2を適用し、New pattern2と3は、第1実施形態の方法を適用して構成したnew CSI−RSパターン等である。
3GPP TS36.211の6.4節に下記のように、SFBC(Space Frequency Block Coding)実行の際、各シンボルがREにmappingされるとき、1つのOFDMシンボル内で最大2サブキャリアまで離れることが許される。
このようなrestrictionは、SFBC実行サブキャリア間隔が大きいほど、性能劣化を有するので、これを防止するためである。
本発明では、時間領域のみにCDM(Code Division Multiplexing)4(time domain only CDM4)を適用する場合、上記の構成規則と同様に、図39〜図41のように、CDM4を構成する4個のREのsubcarrier間隔が最大2になるように制限することを提案する。
図39は、CDM4を構成する4個のREのsubcarrier最大間隔が2であることに対する一例であり、図40及び図41は、CDM4を構成する4個のREのsubcarrierの最大間隔が1になるように構成する方法の一例である。
特に、図41の場合、New pattern2及び3で各々12−port CSI−RSをなす3対のCDM4ペアの中で1対のCDM4ペアのみが1subcarrier間隔を有する構成を示す。
したがって、図41が図39〜図41のうち、最も良い性能を見せることと予想される。
さらに他の一例として、REにマッピングするとき、もし、PDSCHと連関されたDCIがC−RNTIまたは半−持続的(semi−persistent)C−RNTIを使用し、TS 36.2116.3.4.3節によって時間多重化(time diversity)が使用される場合、CSI−RSを含むとUEにより推定されるOFDM symbolでのREは、下記の基準が達成される場合のみにマッピングに使用される。
・送信のために割り当てられた各資源ブロック内のOFDM symbolの偶数番目の資源要素と、
・複素数値シンボル(Complex−valued symbol)y(p)(i)及びy(p)(i+1)は(iは偶数番号)、n<3を有する同じOFDM symbol内で資源要素(k、l)及び(k+n、l)にマッピングされることができる。
図42は、本明細書において提案する一般CPでの12−port CSI−RS pattern構成のさらに他の一例を示した図である。
図42に示されたように、New patternの特徴は、図36に示された16−port CSI−RS patternの部分集合で構成される。
図42のNew patternの構成は、表すことのできるパターンの数が2個に限定されるが、12−port及び16−portを与えられたconfigurationでport数によって構成できるという長所がある。
12−port CSI−RS patternを16−port CSI−RS patternから構成する1つの実施形態は、与えられた16−portでport number基準に下位あるいは上位12個のportを選択する方法がありうる。
今までは、CDM length4を用いて12−port及び16−port CSI−RS patternの構成方法を説明した。
説明したように、CDM length4を用いる場合、full power transmissionが可能であるという長所があるが、パターン構成で強い制限(restriction)が加えられ得る。
したがって、以下、第4実施形態を介して既存のCDM length2を用いてNew patternを構成する方法について説明する。
まず、CDM length2は、同じsubcarrierで互いに連接した(または、隣接した)2個のOFDM symbolで
のweighting coefficientを用いて構成するようになる。
これを用いる場合、前述した第1実施形態ないし第3実施形態でのNew patternに対してCDM length2をそのまま適用できるようになる。
この場合、CSI−RS送信のために必要なpowerが減るようになるという短所があるが、さらに様々なパターン等の構成を考慮できるという長所がある。
図43及び図44は、本明細書において提案する一般CPでの12−port及び16−port CSI−RS pattern構成の一例を示した図である。
具体的に、図43a及び図43bは、一般CPでの16−port CSI−RS pattern構成の一例を示し、図44a及び図44bは、一般CPでの16−port CSI−RS pattern構成の一例を示す。
図44a及び図44bに示されたように、16−port CSI−RS patternは、既存の2個の8−port CSI−RS patternのaggregationで構成されることを見ることができる。
2個の8−port CSI−RSグループの開始点(e.g.0番ポートあるいはspec.基準で15番ポート)を基準に2subcarrierの分だけshiftされている例示であり、図43a及び図43bに示されたように、2つの16−port CSI−RS patternがありうる。
すなわち、1番目の8−port CSI−RSグループの開始点「0」番ポートと2番目の8−port CSI−RSグループの開始点「8」番ポートとは、2subcarrier間隔の分だけshiftされている。
図44a及び図44bは、12−port CSI−RS patternを示しており、これは、図43a及び図43bの16−port CSI−RS pattern構成と類似する。
図44a及び図44bに示されたように、2つの12−port CSI−RS構成が存在するが、「Z」で表記されたCSI−RSの位置にしたがって総4個の12−port CSI−RS patternが存在し得る。
例えば、図44bにおいてNew pattern#1で(2、3)、(8、9)に該当するREと「Z」で表記されたREの位置を交換するようになると、2つのNew patternが構成され得る。
前述した、既存のlegacy CSI−RSの構成を結合(aggregation)する場合、基地局は、端末にRRC signalingを介して明示的に(explicitly)CSI−RSの位置を知らせるか、または、aggregationされるCSI−RSのport数と「0」番port(または、「15」番ポート)を知らせることができる。
例えば、16−port CSI−RS pattern構成が既存の2個の8−port CSI−RS patternで構成されると仮定すれば、基地局は、RRC signalingを介して各2個の8−port CSI−RS pattern開始ポート(「0」番ポート)番号を知らせることができる。
2個の4−port CSI−RS patternと2個の2−port CSI−RS patternで12−portを構成する場合、基地局は、RRC signalingを介して各CSI−RS構成に使用される2個の4−port CSI−RS patternの「0」番ポートと2個の2−port CSI−RS patternの「0」番ポートを知らせることができる。
または、図43及び図44を含むCSI−RS patternが3GPP spec.に固定される場合、基地局は、RRC signalingを介してCSI−RS patternの種類を端末に知らせることができる。
追加的に、基地局は、前記CSI−RS patternの種類とともに、CDM lengthに関する情報も共に端末にsignalingすることができる。
ここで、前記CDM lengthに関する情報は、CDM長さ2またはCDM長さ4を表す。
また、前記CDM lengthに関する情報は、CDM typeに関する情報として呼ばれるか、または表現されることもできる。
第4実施形態:CDM−4のためのCSI−RS結合(CSI−RS aggregation for CDM−4)
図45〜図48は、本明細書において提案するCDM4のための4−port CSI−RS単位の資源プールの一例を示す。
すなわち、図45は、前述した第1実施形態ないし第3実施形態のうち、CDM4のための4−port(CSI−RS)単位の資源プール(resource pool)を示す。
より具体的に、図45a及び図45bは、第2実施形態(時間及び周波数領域でCDM4適用)のresource poolを示し、総15個のresource poolに表現可能である。
図46a、図46b、図47a、図47b、図48a、及び図48bは、前述した第1実施形態(時間領域のみにCDM4適用)のresource poolを示し、40個のresource poolが存在する。
したがって、図45〜図48の場合、総55個の4−port単位のresource poolが存在するようになる。
これを簡略にまとめると、下記の表6のとおりである。下記の表6において、nsは、スロット番号(slot number)を示す。
表6は、一般CPに対するCSI−RS configurationを(k´、l´)にマッピングした一例を示す。
表6での各Typeは、図45〜図48において各図面でのCSI−RS patternに該当する値を示す。
すなわち、表6でのType0は、図45a及び図45bでのCSI−RS patternを示す。
表6でのType0の総個数は、15個であり、図45a及び図45bでのCSI−RS pattern、すなわち、4−port CSI−RSのresource poolは、総15個が存在することを見ることができる。
同様に、Type1は、図46aでのCSI−RS patternに対応する。
各Typeに対応する、すなわち、図45〜図48のCSI−RS patternに対応するREマッピングを一般化すれば、下記の数式等のように表現することができる。
すなわち、Type0に対するREマッピングの規則は、下記の数式14のように定義される。
Type1に対するREマッピングの規則は、下記の数式15のように定義される。
Type2に対するREマッピングの規則は、下記の数式16のように定義される。
Type3に対するREマッピングの規則は、下記の数式17のように定義される。
Type4に対するREマッピングの規則は、下記の数式18のように定義される。
Type5に対するREマッピングの規則は、下記の数式19のように定義される。
Type6に対するREマッピングの規則は、下記の数式20のように定義される。
Type7に対するREマッピングの規則は、下記の数式21のように定義される。
Type8に対するREマッピングの規則は、下記の数式22のように定義される。
Type9に対するREマッピングの規則は、下記の数式23のように定義される。
Type10に対するREマッピングの規則は、下記の数式24のように定義される。
前記表10は、4−port単位resource poolに対するCSI−RS RE mappingを示した。
12−port及び16−port CSI−RS patternを構成するためには、前記表10に示された4−port単位resource poolを結合して構成することができる。
すなわち、12−port CSI−RS patternは、3個の4−port CSI−RS単位を結合し、16−port CSI−RS patternは、4個の4−port CSI−RS単位を結合して構成されることができる。
このとき、結合されたポートナンバリング(aggregated port numbering)nは、n=(k−1)*4+pのように計算されることができる。
ここで、p=15、16、17、18であり、kは、結合された4−port CSI−RS単位が3個である場合、k=1、2、3を有し、結合された4−port CSI−RS単位が4個である場合、k=1、2、3、4を有する。
すなわち、kは、1から始めて結合された4−port CSI−RS単位の個数までの値を有する。
すなわち、結合された4−port CSI−RS単位の個数がcである場合、k=1、...、cの値を有する。
また、CSI−RSの全体電力送信(full power transmission)のために、12−portまたは16−port CSI−RS構成の際、表10のようなtype間に結合(aggregation)することと制限することができる。
また、同じtype内で特定CSI−RS configuration間のaggregationに制限することができる。
type0を例に挙げると、CSI−RS configuration2ないし7(type0に対する第1のCSI−RS configuration set)で一定個数のCSI−RS configuration間の結合(aggregation)、またはCSI−RS configuration10ないし14(type0に対する第2のCSI−RS configuration set)で一定個数のCSI−RS configuration間の結合(aggregation)、または第1のCSI−RS configuration set(CSI−RS configuration2ないし7)と第2のCSI−RS configuration set(CSI−RS configuration10ないし14)とで各々4−port CSI−RS単位の結合(aggregation)に制限することができる。
また、Legacy CSI−RS configurationが一般CPで総32個(表3参照)であることに鑑みて、32個のCSI−RS configuration以下にCDM4のための新しい4−port CSI configurationを構成することもできる。
これに関する一例として、下記の表11を考慮できる。
すなわち、表11は、前記表10において、type0の11個のCSI−RS configurationとtype1ないし4の16個のCSI−RS configurationとからなる。
Type0で表11のCSI−RS configuration10は、12−portのためのaggregation flexibilityのために追加された。
また、時間領域のみにCDM4を適用する場合(Type0を除いた残りのType)、CDM4の性能を考慮してsubcarrier間の差が1以内になるように制限した。
下記の表11を利用する場合、例えば、図36及び図41の12−port及び16−port CSI−RS patternを単一4−port resource poolを用いて容易に設定できるという長所がある。
下記の表11は一例であって、32個のCSI−RS configuration以内への構成は、表10の部分集合で容易に構成されることができる。
また、第1実施形態(time domain only CDM4)のみを利用する場合、表10において{15、...、54}のCSI−RS configurationの部分集合で構成することができ、第2実施形態(time and frequency domain CDM4)のみを利用する場合、{0、...、14}のCSI−RS configurationの部分集合で構成することができる。
このように、CSI−RS aggregationは、CSIプロセス別に同一に設定されるか、またはCSIプロセス別に独立的に設定されることができる。
より具体的に、CSIプロセス当たり、同一typeでCSI−RSが結合されるとき、CSIプロセス別にaggregationタイプが異なるように設定されることができる。
CSIプロセス当たり、互いに異なるtypeのCSI−RSがaggregationされる場合、CSIプロセス別に互いに異なるCSI−RS aggregationが設定され得る。
下記の表11は、一般CPに対するCSI−RS configurationを(k´、l´)に減らしてマッピングした一例を示す。
前記表11の各typeに対するREマッピング規則は、下記の数式25ないし29のとおりである。
Type0に対するREマッピングの規則は、下記の数式25のように定義される。
Type1に対するREマッピングの規則は、下記の数式26のように定義される。
Type2に対するREマッピングの規則は、下記の数式27のように定義される。
Type3に対するREマッピングの規則は、下記の数式28のように定義される。
Type4に対するREマッピングの規則は、下記の数式29のように定義される。
以下において、前述した内容及び本明細書において提案する方法を簡略にまとめる。
本明細書では、FD−MIMO(または、enhanced MIMO或いはmassive MIMO)を支援する(8−portより多いportを支援)新しいCSI−RS構成について提案する。
これは、Class A reportingに対するCSI−RS configurationと関連する。
1番目に、CDM2を適用した12−port及び16−port CSI−RS pattern構成である。
16−port CSI−RS resource構成は、下記のように8個のlegacy2−port CSI−RS resourceまたは2個のlegacy8−port CSI−RS resourceを結合して構成されることができる。
すなわち、16−port CSI−RS resourceに対して、(N、K)=(8、2)、(2、8)でありうる。
ここで、Nは、legacy CSI−RSのport個数を示し、Kは、N−port CSI−RS resourceの個数を示す。
また、12−port CSI−RS resource構成は、下記のように3個のlegacy4−port CSI−RS resourceまたは6個のlegacy2−port CSI−RS resourceを結合して構成されることができる。
すなわち、12−port CSI−RSに対して、(N、K)=(4、3)、(2、6)でありうる。
また、上記のようにlegacy CSI−RS resourceを結合する12−port及び16−port CSI−RSのアンテナポートマッピングは下記のとおりである。
・16−port CSI−RSに対して、結合されるポート番号は、15、16、...、30である。
・12−port CSI−RSに対して、結合されるポート番号は、p=15、16、...、26である。
これを一般的に表現すれば、結合されるポート番号(n)は、n=(k−1)*N+pに示すことができ、p=15、...、14+Nを有する。
ここで、k(=1、...、K)は、k番目CSI−RS configurationに該当する。
さらに具体的に説明すれば、CDM2に対する12−port及び16−port CSI−RS構成は、legacy CSI−RS configurationの結合で構成されることができる。
すなわち、与えられるK個のCSI−RS resourceに対して2、4、8−portのCSI−RS(N∈{2、4、8})が12−port及び16−port CSI−RS resourceを構成するために使用される。
ここで、より小さいN値がCSI−RS結合においてさらに多くの柔軟性を提供できるが、より大きいN値は、端末と基地局の両方でさらに一層簡単な実現を可能にすることができる。
したがって、16−portに対しては、(N、K)=(8、2)が選好され、12−portに対しては、(N、K)=(4、3)が選好される。
次に、CDM4に対するCSI−RSREマッピングについて説明する。
Full−port CSI−RSは、CSI−RSマッピングのために使用される各OFDM symbolでマッピングされることができる。
CDM REセット(set)構成は、下記のとおりでありうる。
・Alt1:time domain only(4OFDM symbols)
・Alt2:time and frequency domain(2subcarriers×2OFDM symbols)
CDM−4に基づいたCSI−RS resource構成は、CDM長さを拡張するという側面でCSI−RS送信パワーを増加(boost up)させることができる。
したがって、CDM−4を適用してCDMされたREは、時間及び/又は周波数領域であまり離れていてはならない。
類似した脈絡で、SFBCに対する複素数値シンボル(complex−valued symbol)は、性能が深刻に低下することを防止するために、n<3を有する同じOFDM symbolで(k、l)、(k+n、l)の資源要素にマッピングされ得る。
ここで、nは、subcarrier間の間隔を示す値である。
また、CDM−2に対しても、同じCSI−RS resource内でどのポートの間にも最大時間差がphase driftの影響を減らすために、0.28msより大きくてはならない。
これは、OFDM symbol{5、6}及び{12、13}内のRE間でaggregationは許されないということを意味する。
このような構成原理を考慮するとき、CDM−4は、m<6及びn<3を有するRE間で行われなければならない。
ここで、m及びnは、(k、l)及び(k+n、l+m)に位置されたRE間の各々の時間差及び周波数差を示す。
すなわち、CDM−4がClass A CSI reportingのために適用される場合、結合されるRE間の最大時間及び周波数差は、各々m<6及びn<3となる。
図49は、本明細書において提案するCDM長さ4を用いた12−ポートCSI−RS構成方法の一例を示した順序図である。
まず、端末は、8ポートより多いポートを使用するCSI−RSの構成と関連した制御情報を含むRRC(Radio Resource Control)シグナリング(signaling)を基地局から受信する(S4910)。
ここで、前記8ポートより多いポートを使用するCSI−RSは、12アンテナポート(port)を介して送信されるCSI−RS(Reference signal)を一例に挙げて説明する。
前記RRCシグナリングは、CDM長さ(length)を示すCDM長さ情報をさらに含むことができる。
前記CDM長さは、CDM長さ2、CDM長さ4、CDM長さ8などでありうる。
前記CDM長さ情報は、CDM type情報に表現されることができる。
その後、前記端末は、前記受信された制御情報に基づいて前記基地局から前記12−ポートCSI−RSを12−ポートCSI−RS資源を介して受信する(S4920)。
前記12−ポートCSI−RS資源は、3個の4−ポートCSI−RSの資源が結合(aggregation)されて設定される。
ここで、前記12−ポートCSI−RSのポート別資源要素マッピングは、3個の4−ポートCSI−RSポートグループの各々にCDM長さ4が適用される。
前記CDM長さ4は、前記数式13のように定義される。
また、前記4個のREは、時間領域で連続する2個のシンボル(symbol)及び周波数領域で2個のサブキャリア(subcarrier)に該当する。
また、前記2個のサブキャリアは、6個のサブキャリア間隔の分だけ離れて位置する。
また、各4−ポートCSI−RSポートグループのポート別資源要素(Resource Element:RE)マッピングは、各ポート別{(0、1、2、3)または(15、16、17、18)}にCDM(Code Division Multiplexing)長さ4が適用されて4個のREにマッピングされる。
前記4−ポートCSI−RS資源は、前記CDM長さ4が適用される4−ポートCSI−RS資源プール(resource pool)に含まれる。
ここで、前記4−ポートCSI−RS資源プールは、複数の4−ポートCSI−RS資源を含み、前記複数の4−ポートCSI−RS資源は、特定タイプ別に区分されることができる。
前記特定タイプは、前記CDM長さ4がシンボル(symbol)及びサブキャリア(subcarrier)の両方に適用されるタイプと前記CDM長さ4がシンボルのみに適用されるタイプとを含む。
また、前記特定タイプは、前記4−ポートCSI−RS資源の開始位置を表すCSI−RS構成(configuration)情報とマッピングされる。具体的なマッピング関係は、表10を参照する。
その後、前記端末は、前記受信されたCSI−RSに基づいて前記基地局にチャネル状態情報(Channel State Information:CSI)を報告(reporting)する(S4930)。
前記制御情報は、前記結合される4−ポートCSI−RS資源のそれぞれの開始位置を表す位置情報をさらに含むことができる。
また、前記制御情報は、結合されるCSI−RS資源のそれぞれのポート数を表す情報をさらに含むことができる。
本発明が適用され得る装置一般
図50は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置のブロック構成図を例示する。
図50に示すように、無線通信システムは、基地局5010と、基地局5010領域内に位置した複数の端末5020とを備える。
基地局5010は、プロセッサ(processor、5011)、メモリ(memory、5012)、及びRF部(radio frequency unit、5213)を備える。プロセッサ5011は、前述した図1〜図49において提案された機能、過程、及び/又は方法を実現する。無線インターフェースプロトコルの階層は、プロセッサ5011により実現されることができる。メモリ5012は、プロセッサ5011と連結されて、プロセッサ5011を駆動するための様々な情報を格納する。RF部5013は、プロセッサ5011と連結されて、無線信号を送信及び/又は受信する。
端末5020は、プロセッサ5021、メモリ5022、及びRF部5023を備える。プロセッサ5221は、前述した図1〜図49において提案された機能、過程、及び/又は方法を実現する。無線インターフェースプロトコルの階層は、プロセッサ5021により実現されることができる。メモリ5022は、プロセッサ5021と連結されて、プロセッサ5021を駆動するための様々な情報を格納する。RF部5023は、プロセッサ5021と連結されて、無線信号を送信及び/又は受信する。
メモリ5012、5022は、プロセッサ5011、5021の内部または外部にありうるし、よく知らされた様々な手段でプロセッサ5011、5021と連結されることができる。
また、基地局5010及び/又は端末5020は、1つのアンテナ(single antenna)または多重アンテナ(multiple antenna)を有することができる。
以上で説明された実施形態は、本発明の構成要素と特徴が所定の形態で結合されたものである。各構成要素または特徴は、別の明示的言及がない限り、選択的なものと考慮されるべきである。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合されていない形態で実施され得る。また、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施形態を構成することも可能である。本発明の実施形態で説明される動作の順序は変更されることができる。ある実施形態の一部構成や特徴は、他の実施形態に含まれることができ、または、他の実施形態の対応する構成若しくは特徴と交替され得る。特許請求の範囲で明示的な引用関係がない請求項を結合して実施形態を構成するか、出願後の補正により新しい請求項として含めることができることは自明である。
本発明に係る実施形態は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウエア(firmware)、ソフトウェア、またはそれらの結合などにより実現されることができる。ハードウェアによる実現の場合、本発明の一実施形態は、1つまたはそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、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り実現されることができる。
ファームウエアやソフトウェアによる実現の場合、本発明の一実施形態は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で実現されることができる。ソフトウェアコードは、メモリに格納されて、プロセッサにより駆動されることができる。前記メモリは、前記プロセッサ内部または外部に位置し、既に公知された様々な手段により前記プロセッサとデータをやり取りすることができる。
本発明は、本発明の必須的特徴を外れない範囲で他の特定の形態で具体化され得ることは当業者に自明である。したがって、上述した詳細な説明は、あらゆる面で制限的に解釈されてはならず、例示的なものと考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付された請求項の合理的解釈により決定されなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は、本発明の範囲に含まれる。