JP2018527802A - ビーム参照信号の送信方法、ビーム選択方法、基地局、およびユーザ端末 - Google Patents

Abstract

本発明は、ビーム参照信号（ＢＲＳ）の送信方法、ビーム選択方法、並びに、上記方法を実行する基地局およびユーザ端末（ＵＥ）を提供している。ここで、ＢＲＳの送信方法は、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶し、各候補ビーム毎に、該候補ビームのビーム情報と、該候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、該候補ビームに対応するＢＲＳを生成し、各候補ビームに対応するＢＲＳをそれぞれユーザ端末（ＵＥ）に送信する、ことを含む。上記の構成によれば、基地局は、ビームインデックスが搭載されたＢＲＳをＵＥに送信して、ＵＥによるビーム選択に供することができる。

Description

本願は、２０１５年７月３１日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０１５１０４６２９０５．５であり、発明の名称が「ビーム参照信号の送信方法、ビーム選択方法、基地局、およびユーザ端末」である中国特許出願に基づき優先権を主張し、その全ての内容は参照することにより本願に組み込まれる。

本発明は、無線通信技術に関し、特に、ビーム参照信号（ＢＲＳ：Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）の送信方法、ビーム選択方法、基地局、およびユーザ端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）に関する。

現在、第４世代移動通信（４Ｇ）が大規模な商用段階に入るにつれて、未来の第５世代移動通信（５Ｇ）が全世界の研究開発のホットスポットとなっている。
大規模多入力多出力（Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ）技術が、５Ｇの肝心な技術および研究のホットスポットの１つとなっている。現在、ＭＩＭＯ技術は、長期的進化（ＬＴＥ）システム、ＷＩＦＩ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）などの各分野に幅広く用いられている。理論的には、アンテナが多ければ、システムのスペクトル効率および伝送の信頼性が高くなる。大規模ＭＩＭＯ技術は、高価でなく電力消耗が低い若干のアンテナモジュールによって実現することができ、高周波数帯域で移動通信を行うことに広い将来性を与え、無線スペクトル効率を倍的に向上させ、ネットワークカバレッジおよびシステム容量を強化し、通信事業者が最大限に既存のサイトおよびスペクトルリソースを利用するのを助けることができる。また、アクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）の導入により、基地局は、３次元空間で信号の空間分布特性を制御することができる一方、アンテナアレイが２次元方向に拡張することをサポートし、大規模ＭＩＭＯ技術の発展を推進し、システム性能を大幅に向上させることになる。実際の応用では、特に、高周波数帯域において、ＡＡＳと大規模ＭＩＭＯ技術とを組み合わせた基地局は、ビームフォーミング時に、もっと多く且つ広さがもっと狭いビームを生じることができ、目標ＵＥにおける信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）およびデータスループットを大幅に向上させることができる。

このように、大規模ＭＩＭＯおよびＡＡＳ技術を使用する場合、ＵＥは、多数の候補ビームの中から、品質が良いビームを如何に選択するかが、ビームフォーミングの実現に解決すべき肝心な課題となっている。

上記の課題を解決するために、本発明の実施例では、ビーム参照信号（ＢＲＳ）の送信方法およびビーム選択方法を提供している。

本発明の実施例におけるＢＲＳの送信方法は、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶し、各候補ビーム毎に、前記候補ビームのビーム情報と、前記候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳを生成し、各候補ビームに対応するＢＲＳをそれぞれＵＥに送信する、ことを含む。

ここで、ＢＲＳ情報は、基本シーケンス構造と、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置と、を含み、前記ビーム情報は、ビームインデックスとビームフォーミングパラメータとの対応関係である。

ここで、前記候補ビームに対応するＢＲＳを生成することは、前記候補ビームのビーム情報を決定し、予め記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係に基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳ情報を決定し、決定されたＢＲＳ情報の基本シーケンス構造に基づいて、基本シーケンスを生成し、前記基本シーケンスに基づいて、前記候補ビームの参照信号シーケンスを決定し、決定されたビーム情報のビームフォーミングパラメータに基づいて、前記参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行って、候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを得、決定されたＢＲＳ情報の、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置に基づいて、得られたＢＲＳシーケンスに対してリソースマッピングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳを得る、ことを含む。

上記ＢＲＳ情報は、基本シーケンスの循環シフト（ＣＳ）値をさらに含み、前記基本シーケンスに基づいて、前記候補ビームの参照信号シーケンスを決定することは、ＢＲＳ情報のＣＳ値に基づいて、生成された基本シーケンスに対して位相回転を行って、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスを得ることを含む。

上記方法は、下りシグナリングを介して、ＢＲＳ情報にＣＳ処理が含まれることおよびＣＳ処理のパラメータをＵＥに通知することをさらに含む。

前記ビームフォーミングは、アナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミング、および混合ビームフォーミングのいずれか１つを含み、および／または、前記リソースマッピングは、ブロック型マッピング、または、コーム型マッピングである。

本発明の実施例におけるビーム選択方法は、システムで設定された、基地局がＢＲＳを送信するための時間−周波数リソースの位置において、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出し、抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理して、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータを得、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータに基づいて、抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個（Ｎは自然数）のＢＲＳを選択し、選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定し、予め設定されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの関係に基づいて、上記選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＮ個のビームインデックスを決定し、決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックする、ことを含む。

上記ＢＲＳの品質パラメータは、ＢＲＳのチャネル状態情報（ＣＳＩ）であり、上記抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理することは、抽出されたＢＲＳに対してチャネル推定を行って、ＢＲＳのＣＳＩを得る、ことを含み、前記抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個のＢＲＳを選択することは、抽出されたＢＲＳの中から、振幅が最大となるＮ個のＢＲＳを選択する、ことを含む。

上記ＢＲＳの品質パラメータは、ＢＲＳの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）であり、上記抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理することは、抽出されたＢＲＳに対して電力測定を行って、ＢＲＳのＲＳＲＰを得ることを含み、前記抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個のＢＲＳを選択することは、抽出されたＢＲＳの中から、電力が最大となるＮ個のＢＲＳを選択することを含む。

上記決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックすることは、Ｎ個のビームインデックスを符号化して、バイナリーシーケンスを得、ビームビットマップの形で前記バイナリーシーケンスを基地局にフィードバックすることを含む。

本発明の実施例における基地局は、各候補ビームのビーム情報、および、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶する設定手段と、各候補ビーム毎に、前記候補ビームのビーム情報と、前記候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳを生成するＢＲＳ生成手段と、各候補ビームに対応するＢＲＳをそれぞれユーザ端末（ＵＥ）に送信する送信手段と、を含む。

上記ＢＲＳ生成手段は、前記候補ビームのビーム情報を決定し、予め記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係に基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳ情報を決定する情報決定モジュールと、決定されたＢＲＳ情報の基本シーケンス構造に基づいて、基本シーケンスを生成する基本シーケンス生成モジュールと、前記基本シーケンスに基づいて、参照信号シーケンスを決定する参照信号シーケンス決定モジュールと、決定されたビーム情報のビームフォーミングパラメータに基づいて、参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを得るビームフォーミングモジュールと、決定されたＢＲＳ情報の、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置に基づいて、生成されたＢＲＳシーケンスに対してリソースマッピングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳを得るリソースマッピングモジュールと、を含む。

前記ＢＲＳ情報は、循環シフト（ＣＳ）値をさらに含み、前記参照信号シーケンス決定モジュールは、ＢＲＳ情報のＣＳ値に基づいて、前記基本シーケンスに対して位相回転を行って、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスを得る。

上記基地局は、下りシグナリングを介して、ＢＲＳ情報にＣＳ処理が含まれることおよびＣＳ処理のパラメータをＵＥに通知する通知手段をさらに含む。

本発明の実施例におけるＵＥは、システムで設定された、基地局がＢＲＳを送信するための時間−周波数リソースの位置において、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出する受信手段と、抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理して、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータを得る信号品質検出手段と、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータに基づいて、抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個のＢＲＳを選択し、選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定し、予め設定されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの関係に基づいて、上記選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＮ個のビームインデックスを決定するビーム選択手段と、決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックするフィードバック手段と、を含む。

上記の構成から分かるように、上述した基地局側のビーム参照信号の送信過程およびＵＥ側のビーム選択過程によって、基地局は、有効なビームフォーミングを実現し、ＡＡＳおよび大規模ＭＩＭＯ技術による、数が多く且つ指向性が良いビームを活用して、目標ＵＥにおけるＳＩＮＲおよびデータスループットを大幅に向上させることができる。これとともに、本発明の実施例は、異なる基本シーケンス、異なるＣＳ値、および異なる時間−周波数リソースの位置などの組み合わせを用いることにより、搭載可能なビームインデックスの数を拡張し、単に直交する時間−周波数リソースによってＢＲＳを伝送するような方式に比べると、ＢＲＳのオーバヘッドを大幅に低減させるとともに、ビーム選択の時間遅延を縮減させ、高速なビームフォーミングを実現することができる。

本発明の実施例におけるビーム参照信号の送信方法のフローチャートである。 本発明の実施例における各候補ビームに対応するＢＲＳを生成する方法のフローチャートである。 本発明の実施例におけるビーム選択方法のフローチャートである。 本発明の実施例における基地局の内部構成の模式図である。 本発明の実施例におけるＢＲＳ生成手段の内部構成の模式図である。 本発明の実施例におけるＵＥの内部構成の模式図である。 本発明の実施例における基地局の内部構成の模式図である。 本発明の実施例におけるＵＥの内部構成の模式図である。

本発明の目的、解決手段およびメリットをさらに明確にするために、以下、図面および実施例を参照して、本発明をさらに詳しく説明する。理解すべきものとして、ここで説明する具体的な実施例は、本発明を解釈するものにすぎず、本発明を限定するものではない。

前述したように、ＡＡＳと大規模ＭＩＭＯ技術とを組み合わせることにより、基地局は、ビームフォーミング時に、数がもっと多く且つ広さがもっと狭いビームを生じることができる。これらビームの指向性がもっと良いため、ＵＥにおけるＳＩＮＲを大幅に向上させることができ、ＵＥのデータスループットを向上させる。一方、基地局は、ＵＥが多数の候補ビームの中から品質の良いビームを選択するのを助けて、有効なビームフォーミングを完成するために、まず、各ビームに関する情報が搭載されるビーム参照信号（ＢＲＳ：Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）をＵＥに送信して、ＵＥによるビーム選択に供する必要がある。このため、本発明の実施例では、ビーム参照信号の送信方法を提供している。

まず、各候補ビームを識別するために、システムでは、各候補ビーム毎に、ビームインデックス（Ｂｅａｍ Ｉｎｄｅｘ）と呼ばれる１つのインデックスが設定される。ここで、ビームインデックスと候補ビームとは、一対一対応する。１組のビームフォーミングパラメータによって、１つのビームを一意に決めることができるので、各候補ビームそれぞれは、１組のビームフォーミングパラメータと一対一対応するものでもある。本発明の実施例では、ある候補ビームのビームインデックスと該候補ビームのビームフォーミングパラメータとの対応関係が、該候補ビームのビーム情報と呼ばれる。ビームフォーミングを完成するために、各基地局は、いずれも各候補ビームのビーム情報を予め記憶すべきである。例えば、システムの初期設定時に、基地局側で候補ビームのビーム情報を予め設定してもよい。

また、前述したように、基地局は、ＵＥによるビーム選択を助けるために、各候補ビームを介して若干の信号をＵＥに送信して、ＵＥによる測定および選択に供する必要がある。この目標を実現するために、本発明の実施例では、各候補ビームのビームインデックスが、具体的に、各候補ビームに対応するＢＲＳ情報によって搭載され、ＵＥに送信される。具体的には、上記ＢＲＳ情報は、ＢＲＳ自身に搭載される内容および送信方式に関する情報を意味し、少なくとも、ＢＲＳ自身に搭載される基本シーケンスの構造、および、該ＢＲＳの送信時に使用する時間−周波数リソースの位置などを含む。さらに、ＢＲＳ情報に搭載可能なビームインデックスの数を拡張するために、上記ＢＲＳ情報は、ＢＲＳ自身に搭載される基本シーケンスの循環シフト（ＣＳ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔ）値を含んでもよい。ここで、基本シーケンスは、基本となるシーケンスであり、この基本シーケンスに対して異なる循環シフトを行うことにより、複数の異なる参照信号シーケンスを得ることができる。

各候補ビームのビームインデックスを搭載するために、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの一対一対応関係を予め定義し、即ち、各種のＢＲＳ情報のそれぞれが１つのビームインデックスと一意に対応することを保証する必要がある。ビーム選択のために、基地局側およびＵＥ側は、両方とも、上述したＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶すべきである。基地局側について、システムの初期設定時に関連設定を行ってもよい。ＵＥ側について、同様にシステムの初期設定時に関連設定を行ってもよく、或いは、システムの起動後に、準静的なシグナリングを介して、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を基地局からＵＥに送信してもよい。ＵＥは、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を受信した後に、この対応関係を記憶する。

以下、例を挙げて、異なる場合でのＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を詳しく説明する。
前述したように、ＢＲＳ情報は、ＢＲＳ自身に搭載される基本シーケンスの構造、この基本シーケンスに対してＣＳ処理を行うためのＣＳ値、および、このＢＲＳの送信時に使用する時間−周波数リソースの位置を含んでもよい。このように、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を確立する際に、異なる基本シーケンスと、異なるＣＳ値と、異なる時間−周波数リソースの位置との組み合わせは、それぞれ、異なるビームインデックスに対応する。例えば、現在使用している基本シーケンスが２個であり、ＣＳ値が４個であり、ＢＲＳの伝送に使用可能な異なる時間−周波数リソースが８個であると仮定すると、合計２×４×８＝６４個のＢＲＳ情報があり得る。これら６４個のＢＲＳ情報は、それぞれ、６４個の候補ビームのビームインデックスに一対一対応する。例えば、現在使用している基本シーケンスが1個のみであるが、ＣＳ値が４個であり、ＢＲＳの伝送に使用可能な異なる時間−周波数リソースが８個であると仮定すると、合計４×８＝３２個のＢＲＳ情報があり得る。これら３２個のＢＲＳ情報は、それぞれ、３２個の候補ビームのビームインデックスに一対一対応する。

ＢＲＳ情報は、基本シーケンス構造、および、このＢＲＳの送信時に使用する時間−周波数リソースのみを含むが、基本シーケンスに対してＣＳ処理を行うためのＣＳ値を含まない場合、即ち、基本シーケンスに対してＣＳ処理を行わない場合、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を確立する際に、異なる基本シーケンスと、異なる時間−周波数リソースの位置との組み合わせは、それぞれ、異なるビームインデックスに対応する。例えば、現在使用している基本シーケンスが２個であり、循環シフトがなく、ＢＲＳの伝送に使用可能な時間−周波数リソースが８個であると仮定する。この場合、２×８＝１６個のみのＢＲＳ情報があり、それぞれ、１６個の候補ビームのビームインデックスに一対一対応することしかできない。

上記の対応関係から分かるように、異なる候補ビームのビームインデックスを搭載するために、異なる候補ビームに対応するＢＲＳ情報が異なる。つまり、ＢＲＳ情報の基本シーケンス構造が同じであり、且つ基本シーケンスに対してＣＳ処理を行わない場合、異なる候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスは、異なる時間−周波数リソース（即ち、直交する時間−周波数リソース）にマッピングされるべきである。例えば、この場合、６４個のビームインデックスを搭載する必要があると、合計６４個の直交する時間−周波数リソースが必要となる。この場合、ＢＲＳのオーバヘッドは、候補ビームの数に正比例する。本発明の実施例では、ＢＲＳ情報に基本シーケンスの異なる構造、および／または、基本シーケンスに対するＣＳ値などのパラメータも含まれるので、本発明の実施例では、直交する時間−周波数リソース以外に、異なる基本シーケンスを使用して、または、同一の基本シーケンスに対して異なる循環シフトを使用して、ＢＲＳシーケンスを送信してもよい。この場合、異なるＢＲＳシーケンスは、同一の時間−周波数リソースを使用することができ、ＢＲＳのオーバヘッドを低減させる目的を達成することができる。例えば、この場合、合計８個の基本シーケンスが選択可能であり、且つ選択に供するためのＣＳ値も８個であれば、１個のみの時間−周波数リソースだけで、これら６４個の候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを同時に搭載することができ、ＢＲＳのオーバヘッドを大幅に低減させる。これとともに、ＵＥ側では、ＢＲＳシーケンスの並行受信を実現することができ、ビーム選択時間を効果的に低減させ、時間遅延を縮減させる。

上記の構成により、本発明の実施例では、基地局がビーム参照信号を送信する方法が提供されている。この方法の具体的な実現フローは、図１に示す通りであり、主に下記のステップを含む。

ステップ１０１で、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶する。
ステップ１０２で、各候補ビーム毎に、該候補ビームのビーム情報と、該候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、該候補ビームに対応するＢＲＳを生成する。
ステップ１０３で、各候補ビームに対応するＢＲＳをそれぞれＵＥに送信する。

以下、さらに図面を参照して、上記ステップ１０２の実現方法を詳しく説明する。図２には、本発明の実施例による各候補ビームに対応するＢＲＳを生成する方法が示されている。基地局は、各候補ビーム毎に、図２に示す処理を実行する。図２に示すように、この方法は、主に、下記のステップを含む。

ステップ１０２１で、該候補ビームのビーム情報を決定する。
前述したように、ビーム情報は、具体的に、ビームインデックスとビームフォーミングパラメータとの対応関係である。

ステップ１０２２で、予め記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係に基づいて、該候補ビームに対応するＢＲＳ情報を決定する。
前述したように、ＢＲＳ情報は、ＢＲＳ自身に搭載される基本シーケンスの構造、および、該ＢＲＳの送信時に使用する時間−周波数リソースの位置を含む。ＢＲＳ情報は、基本シーケンスに対してＣＳ処理を行うためのＣＳ値を含んでもよい。

上記ＢＲＳ情報に基本シーケンスに対してＣＳ処理を行うためのＣＳ値が含まれる場合、基地局は、下りシグナリングを介して、ＢＲＳ情報にＣＳ処理が含まれることをＵＥに通知し、即ち、ビーム選択過程においてさらに基本シーケンスのＣＳ処理を検出する必要があることをＵＥに通知する必要もある。また、基地局は、ＵＥによるＣＳ検出のために、下りシグナリングを介して、ＣＳ処理のパラメータ、例えば、最大のＣＳ数または実際のＣＳ数をＵＥに通知する必要もある。

ステップ１０２３で、決定されたＢＲＳ情報の基本シーケンス構造に基づいて、基本シーケンスを生成する。
具体的には、本ステップにおいて、各候補ビームに対応するＢＲＳにおける基本シーケンスが全て同じである場合、基地局により各候補ビーム毎に生成された基本シーケンスが全て同じであり、各候補ビームに対応するＢＲＳにおける基本シーケンスが全て異なる場合、基地局により各候補ビーム毎に生成された基本シーケンスが全て異なり、各候補ビームに対応するＢＲＳにおける基本シーケンスに、同じなものもあるし、異なるものもある場合、基地局により各候補ビーム毎に生成された基本シーケンスは、一部が同じであるが、一部が異なる。

ステップ１０２４で、基本シーケンスに基づいて、候補ビームの参照信号シーケンスを決定する。
具体的には、決定されたＢＲＳ情報にＣＳ値が含まれる場合、該ＣＳ値に基づいて、基本シーケンスに対して位相回転を行って、該候補ビームに対応する参照信号シーケンスを得る、ことを含む。決定されたＢＲＳ情報にＣＳ値が含まれない場合、該ステップを実行する必要がなく、ステップ１０２３において、基本シーケンスを直接に、該候補ビームに対応する参照信号シーケンスとする。

具体的には、本ステップにおいて、決定されたＢＲＳ情報にＣＳ値が含まれる場合、該ＣＳ値に基づいて、生成された基本シーケンスに対して位相回転を行う。具体的な処理方式は、次の数式１を参照すればよい。

ステップ１０２５で、決定されたビーム情報のビームフォーミングパラメータに基づいて、参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行って、該候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを得る。
具体的には、本ステップにおいて、基地局は、アナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミング、および混合ビームフォーミングなどのビームフォーミング方式によって、参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行ってもよい。

ステップ１０２６で、決定されたＢＲＳ情報の、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置に基づいて、生成されたＢＲＳシーケンスに対してリソースマッピングを行って、該候補ビームに対応するＢＲＳを得る。

ここから分かるように、上述したビーム参照信号の送信方法によれば、基地局は、ビームインデックスが搭載されるビーム参照信号を、各ビームを介してＵＥに送信して、ＵＥによるビーム選択に供することができる。

本発明の実施例では、ＢＲＳシーケンスのリソースマッピングを行う際に、基地局は、ブロック型マッピング（連続ＢＲＳ）、または、コーム型マッピング（Ｃｏｍｂ−ｔｙｐｅ ＢＲＳ）を採用してもよい。コーム型マッピングを採用する場合、基地局は、下りシグナリングを介して、コーム間隔（Ｃｏｍｂ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）および周波数オフセット（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｆｆｓｅｔ）をＵＥに通知して、ＵＥによるＢＲＳの検出に供する必要もある。

次に、図３を参照して、ＵＥ側がビーム選択を行う方法を詳しく説明する。
図３には、本発明の実施例におけるＵＥがビーム選択を行う方法が示されている。図３に示すように、この方法は、主に、下記のステップを含む。

ステップ３０１で、ＵＥは、システムで設定された、基地局がＢＲＳを送信するための時間−周波数リソースの位置において、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出する。

システムは、初期設定時に、基地局がＢＲＳを送信するための時間−周波数リソースの位置を予め決定する。また、基地局およびＵＥには、上記情報が設定される。つまり、基地局は、どの時間−周波数リソースで各候補ビームのＢＲＳを送信するかを予め知り、ＵＥも、基地局がどの時間−周波数リソースで各候補ビームのＢＲＳを送信するかを予め知る。このため、本ステップにおいて、ＵＥは、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出することができる。

ステップ３０２で、ＵＥは、抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理して、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータを得る。
本ステップにおいて、上記ＢＲＳの品質パラメータは、ＢＲＳのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、または、ＢＲＳの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ）であってもよい。

具体的には、ＢＲＳの品質パラメータがＢＲＳのＣＳＩである場合、本ステップにおいて、ＵＥは、抽出されたＢＲＳに基づいてチャネル推定を行って、ＢＲＳのＣＳＩを得る。ＢＲＳの品質パラメータがＢＲＳのＲＳＲＰである場合、本ステップにおいて、ＵＥは、受信電力測定を行って、ＢＲＳのＲＳＲＰを得る。

ＵＥは、受信信号からＢＲＳを抽出すると、ＢＲＳシーケンスを得る。ＵＥは、基地局が使用可能な基本シーケンスの集合を予め知るので、まず、検出によって、該ＢＲＳシーケンスに搭載された実際の基本シーケンスを決定することができる。次いで、ＵＥは、抽出されたＢＲＳシーケンスを、決定された基本シーケンスの共役と乗算してから、高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ）を用いて、処理後のＢＲＳシーケンスを時間領域に変換してもよい。この時、異なるＣＳを有するＢＲＳシーケンスの時間領域チャネルインパルス応答が互いに分離しているため、ＵＥは、一回に複数のＢＲＳシーケンスのＣＳＩまたはＲＳＲＰを並行して得ることができる。上述したＢＲＳシーケンスの検出過程から分かるように、本発明の実施例では、基地局側は、基本シーケンスに対してＣＳ処理を導入することにより、ＵＥ側で並行したビーム選択を実現することができ、ＢＲＳのオーバヘッドの低減およびビーム選択の時間遅延の縮減という目的を達成する。

ステップ３０３で、ＵＥは、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータに基づいて、抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個のＢＲＳを選択する。
本ステップにおいて、上記Ｎは、自然数であり、予め設定された、ＵＥが選択可能な候補ビームの数である。実際の応用では、Ｎの具体的な値は、経験によって設定されるものであってもよい。

具体的には、ＢＲＳの品質パラメータがＢＲＳのＣＳＩである場合、本ステップにおいて、ＵＥは、その中から、振幅が最大となるＮ個のＢＲＳを選択する。ＢＲＳの品質パラメータがＢＲＳのＲＳＲＰである場合、本ステップにおいて、ＵＥは、その中から、電力が最大となるＮ個のＢＲＳを選択する。

ステップ３０４で、ＵＥは、選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定する。
ＵＥは、Ｎ個のＢＲＳを選択すると、上記ステップにおける信号処理過程によって、少なくとも、ＢＲＳに搭載された基本シーケンス、この基本シーケンスに対してＣＳ処理を行うためのＣＳ値、および該ＢＲＳを送信するための時間−周波数リソースなどの情報を得ることができる。前述したように、上記情報は、ＢＲＳに対応するＢＲＳ情報である。

具体的には、前述したように、ＵＥは、基地局がどの時間−周波数リソースで各候補ビームのＢＲＳを送信するかを予め知るので、各候補ビームに対応するＢＲＳ情報の時間−周波数リソース情報は、ＵＥにとって決定できるものである。また、前述したように、ＵＥは、基地局が使用可能な基本シーケンスの集合およびＣＳ値の集合を予め知るので、ＵＥは、受信されたＢＲＳを検出することにより、実際に該ＢＲＳに対応する基本シーケンスおよびＣＳ値を決定し、各ＢＲＳに対応するＢＲＳ情報をそれぞれ決定することができる。

ステップ３０５で、ＵＥは、Ｎ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報、および、予め設定されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの関係に基づいて、上記選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＮ個のビームインデックスを決定する。

前述したように、ＵＥには、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係が予め記憶されているので、ＵＥは、Ｎ個のＢＲＳを選択して、これらのＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定した後に、さらに、自局に記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係によって、これらのＮ個のＢＲＳ情報に対応するビームインデックスを決定することができる。

ステップ３０６で、ＵＥは、決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックする。
本ステップにおいて、ＵＥは、直接に上りシグナリングを介して、決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックしてもよい。ＵＥは、まず、Ｎ個のビームインデックスを符号化して、バイナリーシーケンスを得てから、ビームビットマップ（ｂｉｔｍａｐ）の形で、このバイナリーシーケンスを基地局にフィードバックしてもよい。ｂｉｔｍａｐの形でビームインデックスをフィードバックするような方式の利点は、シグナリングのオーバヘッドが小さいことにある。特に、Ｎが大きい場合、ｂｉｔｍａｐを用いた方式のシグナリングオーバヘッドは、大幅に低減することになる。

ＵＥが選択されたビームインデックスを基地局にフィードバックした後に、基地局は、ＵＥからフィードバックされたビームインデックスに基づいて、ＵＥで選択されたビームのビームフォーミングパラメータを決定することができる。次いで、該ＵＥにデータを送信する際に、ＵＥで選択されたビームのビームフォーミングパラメータに基づいて、該ＵＥへ送信しようとするデータに対してビームフォーミングを行って、ＵＥで選択された信号品質の良いビームを形成し、有効なデータ伝送を行うことができる。

上述したビーム参照信号の送信方法に対応して、本発明の実施例では、基地局も提供されている。その内部構成は、図４に示す通りであり、主に、各候補ビームのビーム情報、および、ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶する設定手段４０１と、各候補ビーム毎に、該候補ビームのビーム情報と、該候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、該候補ビームに対応するＢＲＳを生成するＢＲＳ生成手段４０２と、各候補ビームに対応するＢＲＳをそれぞれＵＥに送信する送信手段４０３と、を含む。

ここで、ＢＲＳ生成手段４０２の内部構成は、図５に示す通りであり、主に、該候補ビームのビーム情報を決定し、予め記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係に基づいて、該候補ビームに対応するＢＲＳ情報を決定する情報決定モジュール４０２１と、決定されたＢＲＳ情報の基本シーケンス構造に基づいて、基本シーケンスを生成する基本シーケンス生成モジュール４０２２と、前記基本シーケンスに基づいて、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスを決定する参照信号シーケンス決定モジュール４０２３と、決定されたビーム情報のビームフォーミングパラメータに基づいて、参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行って、該候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを得るビームフォーミングモジュール４０２４と、決定されたＢＲＳ情報の、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置に基づいて、生成されたＢＲＳシーケンスに対してリソースマッピングを行って、該候補ビームに対応するＢＲＳを得るリソースマッピングモジュール４０２５と、を含む。

ＢＲＳ情報に基本シーケンスに対してＣＳ処理を行うためのＣＳ値が含まれる場合、上記基地局は、ＵＥによるＣＳ検出のために、下りシグナリングを介して、ＢＲＳ情報にＣＳ処理が含まれることおよびＣＳ処理のパラメータ、例えば、最大のＣＳ数または実際のＣＳ数などを通知する通知手段も含む。

一実施例では、ＢＲＳ情報は、循環シフト（ＣＳ）値をさらに含む。
これに相応して、参照信号シーケンス決定モジュール４０２３は、ＢＲＳ情報のＣＳ値に基づいて、基本シーケンスに対して位相回転を行って、該候補ビームに対応する参照信号シーケンスを得る。

上述したビーム選択方法に対応して、本発明の実施例では、上記方法を実行するＵＥも提供されている。その内部構成は、図６に示す通りであり、主に、システムで設定された、基地局がＢＲＳを送信するための時間−周波数リソースの位置において、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出する受信手段６０１と、抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理して、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータを得る信号品質検出手段６０２と、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータに基づいて、抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個のＢＲＳを選択し、選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定し、予め設定されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの関係に基づいて、上記選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＮ個のビームインデックスを決定するビーム選択手段６０３と、決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックするフィードバック手段６０４と、を含む。

上記信号品質検出手段６０２の具体的な実現方法は、上記ステップ３０２の具体的な処理を参照すればよいが、ここで説明を省略する。
上記ビーム選択手段６０３の具体的な実現方法は、上記ステップ３０３〜３０５の具体的な処理を参照されたいが、ここで説明を省略する。
上記フィードバック手段の具体的な実現方法は、上記ステップ３０６を参照されたいが、ここで説明を省略する。

ＵＥが選択されたビームインデックスを基地局にフィードバックした後に、基地局は、ＵＥからフィードバックされたビームインデックスに基づいて、ＵＥで選択されたビームのビームフォーミングパラメータを決定することができる。次いで、該ＵＥにデータを送信する際に、ＵＥで選択されたビームのビームフォーミングパラメータに基づいて、該ＵＥへ送信しようとするデータに対してビームフォーミングを行って、ＵＥで選択された信号品質の良いビームを形成し、有効なデータ伝送を行うことができる。

図７は、本発明の一実施例で提供された基地局の構成の模式図である。図７に示すように、この基地局は、１つまたは複数のプロセッサ７０１と、メモリ７０２と、メモリ７０２に記憶され、１つまたは複数のプロセッサ７０１によって実行される１つまたは複数の指令ユニット７０３と、を含む。指令ユニット７０３は、設定手段４０１と、ＢＲＳ生成手段４０２と、送信手段４０３と、を含んでもよい。これらの仮想手段は、それぞれの機能を実現するための指令を含む。このように、プロセッサ７０１がメモリ７０２と通信し、指令を読み取って実行すると、基地局は、相応の機能を実現することができる。

図８は、本発明の一実施例で提供されたＵＥの構成の模式図である。図８に示すように、このＵＥは、１つまたは複数のプロセッサ８０１と、メモリ８０２と、メモリ８０２に記憶され、１つまたは複数のプロセッサ８０１によって実行される１つまたは複数の指令ユニット８０３と、を含む。指令ユニット８０３は、受信手段６０１と、信号品質検出手段６０２と、ビーム選択手段６０３と、フィードバック手段６０４と、を含んでもよい。これらの仮想手段は、それぞれの機能を実現するための指令を含む。このように、プロセッサ８０１がメモリ８０２と通信し、指令を読み取って実行すると、ＵＥは、相応の機能を実現することができる。

上記の構成から分かるように、上述した基地局側のビーム参照信号の送信過程およびＵＥ側のビーム選択過程によって、基地局は、有効なビームフォーミングを実現し、ＡＡＳおよび大規模ＭＩＭＯ技術による、数が多く且つ指向性が良いビームを活用して、目標ＵＥにおけるＳＩＮＲおよびデータスループットを大幅に向上させることができる。これとともに、本発明の実施例は、異なる基本シーケンス、異なるＣＳ値、および異なる時間−周波数リソースの位置などの組み合わせを用いることにより、搭載可能なビームインデックスの数を拡張し、単に直交する時間−周波数リソースによってＢＲＳを伝送するような方式に比べると、ＢＲＳのオーバヘッドを大幅に低減させるとともに、ビーム選択の時間遅延を縮減させ、高速なビームフォーミングを実現することができる。

上記は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

４０１ 設定手段
４０２ ＢＲＳ生成手段
４０３ 送信手段
４０２１ 情報決定モジュール
４０２２ 基本シーケンス生成モジュール
４０２３ 参照信号シーケンス決定モジュール
４０２４ ビームフォーミングモジュール
４０２５ リソースマッピングモジュール
６０１ 受信手段
６０２ 信号品質検出手段
６０３ ビーム選択手段
６０４ フィードバック手段
７０１ プロセッサ
７０２ メモリ
７０３ 指令ユニット
８０１ プロセッサ
８０２ メモリ
８０３ 指令ユニット

Claims (15)

1. ビーム参照信号（ＢＲＳ）の送信方法であって、
   ＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶し、
   各候補ビーム毎に、前記候補ビームのビーム情報と、前記候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳを生成し、
   前記各候補ビームに対応する前記ＢＲＳをそれぞれユーザ端末（ＵＥ）に送信する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ＢＲＳ情報は、基本シーケンス構造と、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置とを含み、前記ビーム情報は、ビームインデックスとビームフォーミングパラメータとの対応関係である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記候補ビームに対応するＢＲＳを生成することは、
   前記候補ビームのビーム情報を決定し、
   予め記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係に基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳ情報を決定し、
   決定されたＢＲＳ情報の基本シーケンス構造に基づいて、基本シーケンスを生成し、
   前記基本シーケンスに基づいて、前記候補ビームの参照信号シーケンスを決定し、
   決定されたビーム情報のビームフォーミングパラメータに基づいて、前記候補ビームの参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを得て、
   決定されたＢＲＳ情報の、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置に基づいて、得られたＢＲＳシーケンスに対してリソースマッピングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳを得る、
   ことを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ＢＲＳ情報は、循環シフト（ＣＳ）値をさらに含み、
   前記基本シーケンスに基づいて、前記候補ビームの参照信号シーケンスを決定することは、決定されたＢＲＳ情報のＣＳ値に基づいて、生成された基本シーケンスに対して位相回転を行って、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスを得ることを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 下りシグナリングを介して、ＢＲＳ情報にＣＳ処理が含まれることおよびＣＳ処理のパラメータをＵＥに通知することをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記ビームフォーミングは、アナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミング、および混合ビームフォーミングのいずれか１つを含み、および／または、
   前記リソースマッピングは、ブロック型マッピング、または、コーム型マッピングである、
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. ビーム選択方法であって、
   システムで設定された、基地局がビーム参照信号（ＢＲＳ）を送信するための時間−周波数リソースの位置において、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出し、
   抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理して、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータを得て、
   各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータに基づいて、抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個（Ｎは自然数）のＢＲＳを選択し、
   選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定し、予め設定されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの関係に基づいて、上記選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＮ個のビームインデックスを決定し、
   決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックする、
   ことを含むことを特徴とする方法。
8. 前記ＢＲＳの品質パラメータは、ＢＲＳのチャネル状態情報（ＣＳＩ）であり、
   前記抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理することは、抽出されたＢＲＳに対してチャネル推定を行って、ＢＲＳのＣＳＩを得ることを含み、
   前記抽出されたＢＲＳの中からＮ個のＢＲＳを選択することは、抽出されたＢＲＳの中から振幅が最大となるＮ個のＢＲＳを選択することを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記ＢＲＳの品質パラメータは、ＢＲＳの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）であり、
   前記抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理することは、抽出されたＢＲＳに対して電力測定を行って、ＢＲＳのＲＳＲＰを得ることを含み、
   前記抽出されたＢＲＳの中から、Ｎ個のＢＲＳを選択することは、抽出されたＢＲＳの中から、電力が最大となるＮ個のＢＲＳを選択することを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックすることは、Ｎ個のビームインデックスを符号化して、バイナリーシーケンスを得て、ビームビットマップ（ｂｉｔｍａｐ）の形で、前記バイナリーシーケンスを基地局にフィードバックすることを含む、
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
11. 基地局であって、
    各候補ビームのビーム情報、および、ビーム参照信号（ＢＲＳ）情報とビームインデックスとの対応関係を予め記憶する設定手段と、
    各候補ビーム毎に、前記候補ビームのビーム情報と、前記候補ビームのビームインデックスに対応するＢＲＳ情報とに基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳを生成するＢＲＳ生成手段と、
    各候補ビームに対応するＢＲＳをそれぞれユーザ端末（ＵＥ）に送信する送信手段と、
    を含むことを特徴とする基地局。
12. 前記ＢＲＳ生成手段は、
    前記候補ビームのビーム情報を決定し、予め記憶されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの対応関係に基づいて、前記候補ビームに対応するＢＲＳ情報を決定する情報決定モジュールと、
    決定されたＢＲＳ情報の基本シーケンス構造に基づいて、基本シーケンスを生成する基本シーケンス生成モジュールと、
    前記基本シーケンスに基づいて、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスを決定する参照信号シーケンス決定モジュールと、
    決定されたビーム情報のビームフォーミングパラメータに基づいて、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスに対してビームフォーミングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳシーケンスを得るビームフォーミングモジュールと、
    決定されたＢＲＳ情報の、ＢＲＳを伝送するための時間−周波数リソースの位置に基づいて、生成されたＢＲＳシーケンスに対してリソースマッピングを行って、前記候補ビームに対応するＢＲＳを得るリソースマッピングモジュールと、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の基地局。
13. 前記ＢＲＳ情報は、循環シフト（ＣＳ）値をさらに含み、
    前記参照信号シーケンス決定モジュールは、ＢＲＳ情報のＣＳ値に基づいて、前記基本シーケンスに対して位相回転を行って、前記候補ビームに対応する参照信号シーケンスを得る、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
14. 下りシグナリングを介して、ＢＲＳ情報にＣＳ処理が含まれることおよびＣＳ処理のパラメータをＵＥに通知する通知手段をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
15. ユーザ端末（ＵＥ）であって、
    システムで設定された、基地局がビーム参照信号（ＢＲＳ）を送信するための時間−周波数リソースの位置において、受信された信号から、各候補ビームに対応するＢＲＳを抽出する受信手段と、
    抽出された各候補ビームに対応するＢＲＳを処理して、各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータを得る信号品質検出手段と、
    各候補ビームに対応するＢＲＳの品質パラメータに基づいて、抽出されたＢＲＳの中からＮ個のＢＲＳを選択し、選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＢＲＳ情報を決定し、予め設定されたＢＲＳ情報とビームインデックスとの関係に基づいて、上記選択されたＮ個のＢＲＳに対応するＮ個のビームインデックスを決定するビーム選択手段と、
    決定されたＮ個のビームインデックスを基地局にフィードバックするフィードバック手段と、
    を含むことを特徴とするユーザ端末。
    
    

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