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中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。即ち、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様々な動作は、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)、NodeB、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)などのような様々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)により実現されることができる。TDMAは、GSM(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実現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実現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1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。即ち、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、本発明が適用され得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の無線フレーム(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とを支援する。
図1の(a)は、タイプ1の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)で構成される。1つのサブフレームは時間領域(time domain)で2個のスロット(slot)で構成される。1つのサブフレームを転送することにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、1つのサブフレームの長さは1msであり、1つのスロットの長さは0.5msでありうる。
1つのスロットは時間領域で複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含み、周波数領域で多数の資源ブロック(RB:Resource Block)を含む。3GPP LTEはダウンリンクでOFDMAを使用するので、OFDMシンボルは1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1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あり、1つのスロットで複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含む。
図1の(b)は、タイプ2のフレーム構造(frame structure type 2)を示す。タイプ2の無線フレームは2個のハーフフレーム(half frame)で構成され、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)で構成され、そのうち、1つのサブフレームは2個のスロットで構成される。DwPTSは端末での初期セル探索、同期化またはチャンネル推定に使用される。UpPTSは、基地局でのチャンネル推定と端末のアップリンク転送同期を合わせることに使用される。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ってアップリンクで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フレーム構造でアップリンク−ダウンリンク構成(uplink-downlink configuration)は全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られる(または、予約される)かを示す規則である。<表1>はアップリンク−ダウンリンク構成を示す。
<表1>を参照すると、無線フレームの各サブフレーム別に、‘D´はダウンリンク転送のためのサブフレームを示し、‘U´はアップリンク転送のためのサブフレームを示し、‘S´はDwPTS、GP、UpPTSの3種類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)を示す。アップリンク−ダウンリンク構成は7種類に区分されることができ、各構成別にダウンリンクサブフレーム、スペシャルサブフレーム、アップリンクサブフレームの位置及び/又は個数が異なる。
ダウンリンクからアップリンクに変更される時点、またはアップリンクからダウン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、アップリンクサブフレームとダウンリンクサブフレームが切り換えられる態様が同一に反復される周期を意味し、5msまたは10msが全て支援される。5msダウンリンク−アップ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ダウンリンク−アップリンク切換時点の周期を有する場合には、最初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、ダウンリンク転送のみのための区間である。UpPTS及びサブフレームのサブフレームに直ちに繋がるサブフレームは常にアップリンク転送のための区間である。
このようなアップリンク−ダウンリンク構成は、システム情報として基地局と端末が全て知っていることができる。基地局はアップリンク−ダウン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転送することによって、無線フレームのアップリンク−ダウンリンク割り当て状態の変更を端末に知らせることができる。また、構成情報は一種のダウンリンク制御情報として他のスケジューリング情報と同様にPDCCH(Physical Downlink Control Channel)を介して転送されることができ、放送情報としてブロードキャストチャンネル(broadcast channel)を介してセル内の全ての端末に共通に転送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)を例示する。
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、本発明が適用され得る無線通信システムにおける1つの下りリンクスロットに対する資源グリッド(resource grid)を例示した図である。
図2に示すように、1つの下りリンクスロットは、時間領域で複数のOFDMシンボルを含む。ここで、1つの下りリンクスロットは、7個のOFDMシンボルを含み、1つの資源ブロックは、周波数領域で12個の副搬送波を含むことを例示的に記述するが、これに限定されるものではない。
資源グリッド上で各要素(element)を資源要素(resource element)といい、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N^DLはダウンリンク転送帯域幅(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、サブフレーム内の最初のスロットで前の最大3個のOFDMシンボルは制御チャン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ンネルの一例に、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)などがある。
PCFICHは、サブフレームの最初のOFDMシンボルで転送され、サブフレーム内に制御チャンネルの転送のために使用されるOFDMシンボルの数(即ち、制御領域のサイズ)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ンネルであり、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)に対するACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement)信号を運ぶ。PDCCHを介して転送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転送(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転送フォーマット(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で転送されるランダムアクセス応答(random access response)のような上位レイヤ(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転送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は制御領域内で転送されることができ、端末は複数のPDCCHをモニタリングすることができる。PDCCHは一つまたは複数の連続的なCCE(control channel elements)の集合で構成される。CCEは無線チャンネルの状態に従う符号化率(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)に対応される。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の間の関連/関係によって決定される。
基地局は端末に転送しようとするDCIによって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)や用途によって固有な識別子(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、端末の固有な識別子、例えばC−RNTI(Cell-RNTI)がCRCにマスキングできる。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にマスキングできる。システム情報、より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にマスキングできる。端末のランダムアクセスプリアンブルの転送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にマスキングできる。
図4は、本発明が適用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を参照すると、アップリンクサブフレームは周波数領域で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を同時に転送しないことがある。
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)で周波数ホッピング(frequency hopping)されるという。
参照信号(RS:Reference Signal)
移動通信システムにおいて信号を無線チャネルを介して送信するとき、歪みが発生する。受信端で歪んだ信号から正しく情報を得るためには、チャネル状況を探り出して、受信信号の歪みを補正しなければならない。チャネル状況を探り出すためには、送信端と受信端とが共に知っている信号をチャネルを通過して伝達し、受信された信号の歪み程度を測定してチャネル推定をするが、このような送信信号をパイロット信号(Pilot Signal)または参照信号(RS:Reference Signal)という。マルチアンテナを使用してデータを送受信する場合には、各送信アンテナ別にRSが送信されて、各送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状況を推定しなければならない。
移動通信システムにおいてRSは、その目的によって大別して2つに区分されることができる。チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)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が下りリンクCSI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りリンクデータを受信しないUEでも受信できなければならない。また、このRSは、ハンドオーバーなどのRRM(Radio Resource Management)測定などのためにも使用される。後者は、基地局が下りリンクデータを送るとき、当該サブフレームで共に送る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を推定し、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帯域に送信されなければならない。
LTEシステムでは、ユニキャストサービスのために、セル特定RS(CRS:Cell−specific RS)とUE特定RS(UE−specific RS)との2つの種類の下りリンクRSが定義されている。UE−specific RSは、データ復調用にのみ使用され、CRSは、データ復調の他にも、CSI取得及びハンドオーバーなどのRRM測定などの目的で全て使用される。CRSは、システム全体帯域に対してサブフレーム毎に送信され、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。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。
LTE−Aシステムにおいて基地局の下りリンクに最大8個の送信アンテナを支援する。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をサブフレーム毎に全帯域に送信するようになると、RSオーバーヘッドが大き過ぎるようになる。したがって、LTE−Aシステムにおいては、変調及びコーディング技法(MCS:Modulation and Coding Scheme)、プリコーディング行列指示子(PMI:Precoding Matrix Indicator)などの選択のためのCSI測定目的のCSI−RSとデータ復調のためのDM−RS(Demodulation−RS)とに分離されて2個のRSが追加された。CSI−RSは、RRM測定などの目的にも使用されることができるが、CSI取得の主な目的のためにデザインされた。CSI−RSは、データ復調に使用されないので、サブフレーム毎に送信される必要はない。したがって、CSI−RSのオーバーヘッドを減らすために、時間軸上で間歇的に送信させる。データ復調のためには、当該時間−周波数領域でスケジューリングされたUEに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、データを受信される時間−周波数領域にのみ送信される。
PUCCH(Physical Uplink Control Channel)上の制御シグナリング
PUCCHを介して送信される上りリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)は、次のようなスケジューリング要求(SR:Scheduling Request)、HARQ ACK/NACK情報、及び下りリンクチャネル測定情報を含むことができる。
・SR(Scheduling Request):上りリンクUL−SCH資源を要求するのに使用される情報である。OOK(On−off Keying)方式を利用して送信される。
・HARQ ACK/NACK:PDSCH上の下りリンクデータパケットに対する応答信号である。下りリンクデータパケットの受信が成功したか否かを表す。単一下りリンクコードワード(codeword)に対する応答としてACK/NACKが1ビット送信され、2個の下りリンクコードワードに対する応答としてACK/NACKが2ビット送信される。
・CSI(Channel State Information):下りリンクチャネルに対するフィードバック情報である。CSIは、CQI(Channel Qualoty Indicator)、RI(rank indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、及びPTI(Precoding Type Indicator)のうち、少なくともいずれか1つを含むことができる。サブフレーム当り、20ビットが使用される。
HARQ ACK/NACK情報は、PDSCH上の下りリンクデータパケットのデコードが成功するか否かによって生成されることができる。既存の無線通信システムにおいて、下りリンク単一コードワード(codeword)送信に対しては、ACK/NACK情報として1ビットが送信され、下りリンク2コードワード送信に対しては、ACK/NACK情報として2ビットが送信される。
チャネル測定情報は、多重入出力(MIMO:Multiple Input Multiple Output)技法と関連したフィードバック情報を称し、チャネル品質指示子(CQI:Channel Quality Indicator)、プリコーディングマトリックスインデックス(PMI:Precoding Matrix Index)及びランク指示子(RI:Rank indicator)を含むことができる。これらのチャネル測定情報を総称してCQIと表現することもできる。
CQIの送信のために、サブフレーム当り、20ビットが使用され得る。
PUCCHは、BPSK(Binary Phase Shift Keying)とQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)技法を使用して変調されることができる。PUCCHを介して複数個の端末の制御情報が送信され得るし、各端末の信号を区別するために、符号分割多重化(CDM:Code Division Multiplexing)を行う場合に、長さ12のCAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation)シーケンスを主に使用する。CAZACシーケンスは、時間領域(time domain)及び周波数領域(frequency domain)で一定のサイズ(amplitude)を維持する特性を有するので、端末のPAPR(Peak−to−Average Power Ratio)またはCM(Cubic Metric)を低めてカバレッジを増加させるのに適した性質を有する。また、PUCCHを介して送信される下りリンクデータ送信に対するACK/NACK情報は、直交シーケンス(orthgonal sequence)または直交カバー(OC:orthogonal cover)を用いてカバーリングされる。
また、PUCCH上に送信される制御情報は、互いに異なる循環シフト(CS:cyclic shift)値を有する循環シフトされたシーケンス(cyclically shifted sequence)を用いて区別されることができる。循環シフトされたシーケンスは、基本シーケンス(base sequence)を特定CS量(cyclic shift amount)の分だけ循環シフトさせて生成することができる。特定CS量は、循環シフトインデックス(CS index)により指示される。チャネルの遅延拡散(delay spread)によって使用可能な循環シフトの数は変わることができる。様々な種類のシーケンスが基本シーケンスとして使用され得るし、前述したCAZACシーケンスは、その一例である。
また、端末が1つのサブフレームで送信できる制御情報の量は、制御情報の送信に利用可能なSC−FDMAシンボルの個数(すなわち、PUCCHのコヒーレント(coherent)検出のための参照信号(RS)送信に用いられるSC−FDMAシンボルを除いたSC−FDMAシンボルなど)によって決定されることができる。
3GPP LTEシステムにおいてPUCCHは、送信される制御情報、変調技法、制御情報の量等によって合計7つの相違したフォーマットで定義され、それぞれのPUCCHフォーマットによって送信される上りリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)の属性は、次の表3のように要約することができる。
PUCCHフォーマット1は、SRの単独送信に使用される。SR単独送信の場合には、変調されなかった波形が適用され、これについては、後述して詳細に説明する。
PUCCHフォーマット1aまたは1bは、HARQ ACK/NACKの送信に使用される。任意のサブフレームでHARQ ACK/NACKが単独に送信される場合には、PUCCHフォーマット1aまたは1bを使用できる。または、PUCCHフォーマット1aまたは1bを使用してHARQ ACK/NACK及びSRが同一サブフレームで送信されることもできる。
PUCCHフォーマット2は、CQIの送信に使用され、PUCCHフォーマット2aまたは2bは、CQI及びHARQ ACK/NACKの送信に使用される。拡張されたCPの場合には、PUCCHフォーマット2がCQI及びHARQ ACK/NACKの送信に使用されることもできる。
PUCCHフォーマット3は、48ビットのエンコードされたUCIを運ぶのに使用される。PUCCHフォーマット3は、複数のサービングセルに対するHARQ ACK/NACK、SR(存在する場合)及び1つのサービングセルに対するCSI報告を運ぶことができる。
図5は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてPUCCHフォーマットが上りリンク物理資源ブロックのPUCCH領域にマッピングされる形態の一例を示す。
図5においてN_RB^ULは、上りリンクでの資源ブロックの個数を示し、0、1、...、N_RB^UL−1は、物理資源ブロックの番号を意味する。基本的に、PUCCHは、上りリンク周波数ブロックの両端(edge)にマッピングされる。図5において示すように、m=0、1で表示されるPUCCH領域にPUCCHフォーマット2/2a/2bがマッピングされ、これは、PUCCHフォーマット2/2a/2bが帯域終端(bandedge)に位置した資源ブロックにマッピングされることと表現することができる。また、m=2で表示されるPUCCH領域にPUCCHフォーマット2/2a/2b及びPUCCHフォーマット1/1a/1bが共に(mixed)マッピングされ得る。次に、m=3、4、5で表示されるPUCCH領域にPUCCHフォーマット1/1a/1bがマッピングされ得る。PUCCHフォーマット2/2a/2bにより使用可能なPUCCH RB等の個数(N_RB^(2))は、ブロードキャスティングシグナリングによってセル内の端末に指示されることができる。
1)PUCCHフォーマット2上のCQI送信
PUCCHフォーマット2/2a/2bについて説明する。PUCCHフォーマット2/2a/2bは、チャネル測定フィードバック(CQI、PMI、RI)を送信するための制御チャネルである。
チャネル測定フィードバック(以下では、通常、CQI情報と表現する)の報告周期及び測定対象になる周波数単位(または、周波数分解能(resolution))は、基地局によって制御されることができる。時間領域で周期的及び非周期的CQI報告が支援され得る。PUCCHフォーマット2は、周期的報告にのみ使用され、非周期的報告のためには、PUSCHが使用され得る。非周期的報告の場合に、基地局は、端末に、上りリンクデータ送信のためにスケジューリングされた資源に個別CQI報告を運んで送信することを指示できる。
図6は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて一般CPの場合のCQIチャネルの構造を示す。
1つのスロットのSC−FDMAシンボル0ないし6のうち、SC−FDMAシンボル1及び5(2番目及び6番目のシンボル)は、復調参照信号(DMRS:Demodulation Reference Signal)送信に使用され、残りのSC−FDMAシンボルでCQI情報が送信され得る。一方、拡張されたCPの場合には、1つのSC−FDMAシンボル(SC−FDMAシンボル3)がDMRS送信に使用される。
PUCCHフォーマット2/2a/2bでは、CAZACシーケンスによる変調を支援し、QPSK変調されたシンボルが長さ12のCAZACシーケンスで乗算される。シーケンスの循環シフト(CS)は、シンボル及びスロット間に変更される。DMRSに対して直交カバーリングが使用される。
1つのスロットに含まれる7個のSC−FDMAシンボルのうち、3個のSC−FDMAシンボル間隔だけ離れた2個のSC−FDMAシンボルには参照信号(DMRS)が載せられ、残りの5個のSC−FDMAシンボルにはCQI情報が載せられる。1つのスロット中に2個のRSが使用されたことは、高速端末を支援するためである。また、各端末は、循環シフト(CS)シーケンスを使用して区分される。CQI情報シンボルは、SC−FDMAシンボル全体に変調されて伝達され、SC−FDMAシンボルは、1つのシーケンスで構成されている。すなわち、端末は、各シーケンスでCQIを変調して送信する。
10個のCQI情報ビットが1/2レートパンクチャリングされた(punctured)(20、k)リード・マラー(RM:Reed−Muller)符号でチャネルコーディングされて、20コーディングビット(coded bit)が生成される。コーディングビット(coded bit)は、QPSKコンスタレーションマッピング(constellation mapping)以前にスクランブル(scrambled)される(長さ31のゴールド(Gold)シーケンスでPUSHデータがスクランブルされることと類似して)。
1つのTTIに送信できるシンボル数は10個であり、CQI情報の変調はQPSKまで決まっている。SC−FDMAシンボルに対してQPSKマッピングを使用する場合、2ビットのCQI値が載せられ得るので、1つのスロットに10ビットのCQI値を載せることができる。したがって、1つのサブフレームに最大20ビットのCQI値を載せることができる。CQI情報を周波数領域で拡散させるために、周波数領域拡散符号を使用する。
周波数領域拡散符号では、長さ12のCAZACシーケンス(例えば、ZCシーケンス)を使用できる。各制御チャネルは、互いに異なる循環シフト(cyclic shift)値を有するCAZACシーケンスを適用して区分されることができる。周波数領域拡散されたCQI情報にIFFTが行われる。
12個の同等な間隔を有した循環シフトによって12個の相違した端末が同じPUCCH RB上で直交多重化されることができる。一般CPの場合に、SC−FDMAシンボル1及び5上の(拡張されたCPの場合に、SC−FDMAシンボル3上の)DMRSシーケンスは、周波数領域上のCQI信号シーケンスと類似するが、CQI情報のような変調は適用されない。
端末は、PUCCH資源インデックス(
、
、
)に指示されるPUCCH資源上で周期的に相違したCQI、PMI、及びRIタイプを報告するように、上位層シグナリングによって半静的に(semi−statically)設定されることができる。ここで、PUCCH資源インデックス(
)は、PUCCHフォーマット2/2a/2b送信に使用されるPUCCH領域及び使用される循環シフト(CS)値を指示する情報である。
2)PUCCHフォーマット1a/1b上のHARQ ACK/NACK送信
PUCCHフォーマット1a/1bにおいて、BPSKまたはQPSK変調方式を利用して変調されたシンボルは、長さ12のCAZACシーケンスで乗算(multiply)される。例えば、変調シンボルd(0)に長さNのCAZACシーケンスr(n)(n=0、1、2、...、N−1)が乗算された結果は、y(0)、y(1)、y(2)、...、y(N−1)になる。y(0)、...、y(N−1)シンボルをシンボルブロック(block of symbol)と称することができる。変調シンボルにCAZACシーケンスを乗算した後に、直交シーケンスを用いたブロック単位(block−wise)拡散が適用される。
一般ACK/NACK情報に対しては、長さ4のアダマール(Hadamard)シーケンスが使用され、短い(shortened)ACK/NACK情報及び参照信号(Reference Signal)に対しては、長さ3のDFT(Discrete Fourier Transform)シーケンスが使用される。
拡張されたCPの場合の参照信号に対しては、長さ2のアダマールシーケンスが使用される。
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一般CPの場合のACK/NACKチャネルの構造を示す。
図7では、CQI無しでHARQ ACK/NACK送信のためのPUCCHチャネル構造を例示的に示す。
1つのスロットに含まれる7個のSC−FDMAシンボルのうち、中間部分の3個の連続するSC−FDMAシンボルには参照信号(RS)が載せられ、残りの4個のSC−FDMAシンボルにはACK/NACK信号が載せられる。
一方、拡張されたCPの場合には、中間の2個の連続するシンボルにRSが載せられ得る。RSに使用されるシンボルの個数及び位置は、制御チャネルによって変わることができ、これと関連したACK/NACK信号に使用されるシンボルの個数及び位置もそれによって変更されることができる。
1ビット及び2ビットの確認応答情報(スクランブリングされなかった状態)は、各々BPSK及びQPSK変調技法を使用して1つのHARQ ACK/NACK変調シンボルに表現されることができる。肯定確認応答(ACK)は、「1」にエンコードされることができ、否定確認応答(NACK)は、「0」にエンコードされることができる。
CQI送信の場合、OFDM変調以前に、長さ12の基本RSシーケンスの循環時間シフトが適用されることにより(すなわち、周波数領域CDM)、1つのBPSK/QPSK変調シンボルは、各SC−FDMAデータシンボル上で送信される。
割り当てられる帯域内で制御信号を送信するとき、多重化容量を高めるために2次元拡散が適用される。すなわち、多重化できる端末数または制御チャネルの数を高めるために、周波数領域拡散と時間領域拡散とを同時に適用する。
ACK/NACK信号を周波数領域で拡散させるために、周波数領域シーケンスを基本シーケンスとして使用する。周波数領域シーケンスでは、CAZACシーケンスのうち、1つであるZadoff−Chu(ZC)シーケンスを使用できる。例えば、基本シーケンスであるZCシーケンスに互いに異なる循環シフト(CS:Cyclic shift)が適用されることにより、互いに異なる端末または互いに異なる制御チャネルの多重化が適用され得る。HARQ ACK/NACK送信のためのPUCCH RBなどのためのSC−FDMAシンボルで支援されるCS資源の個数は、セル特定上位層シグナリングパラメータ(Δ_shift^PUCCH)により設定される。
周波数領域拡散されたACK/NACK信号は、直交拡散(spreading)符号を使用して時間領域で拡散される。直交拡散符号では、ウォルシュ−アダマール(Walsh−Hadamard)シーケンスまたはDFTシーケンスが使用され得る。例えば、ACK/NACK信号は、4シンボルに対して長さ4の直交シーケンス(w0、w1、w2、w3)を用いて拡散されることができる。また、RSも長さ3または長さ2の直交シーケンスを介して拡散させる。これを直交カバーリング(OC:Orthogonal covering)という。
前述したような周波数領域でのCS資源及び時間領域でのOC資源を用いて複数の端末が符号分割多重化(CDM:Code Division Multiplexing)方式で多重化されることができる。すなわち、同じPUCCH RB上で多くの個数の端末等のACK/NACK情報及びRSが多重化され得る。
このような時間領域拡散CDMに対して、ACK/NACK情報に対して支援される拡散符号等の個数は、RSシンボルの個数によって制限される。すなわち、RS送信SC−FDMAシンボルの個数は、ACK/NACK情報送信SC−FDMAシンボルの個数より少ないため、RSの多重化容量(capacity)がACK/NACK情報の多重化容量に比べて少なくなる。
例えば、一般CPの場合に、4個のシンボルでACK/NACK情報が送信され得るが、ACK/NACK情報のために、4個でない3個の直交拡散符号が使用され、これは、RS送信シンボルの個数が3個に制限されてRSのために3個の直交拡散符号のみが使用され得るためである。
一般CPのサブフレームにおいて1つのスロットで3個のシンボルがRS送信のために使用され、4個のシンボルがACK/NACK情報送信のために使用される場合に、例えば、周波数領域で6個の循環シフト(CS)及び時間領域で3個の直交カバー(OC)資源を使用できるならば、合計18個の相違した端末からのHARQ確認応答が1つのPUCCH RB内で多重化されることができる。仮に、拡張されたCPのサブフレームにおいて1つのスロットで2個のシンボルがRS送信のために使用され、4個のシンボルがACK/NACK情報送信のために使用される場合に、例えば、周波数領域で6個の循環シフト(CS)及び時間領域で2個の直交カバー(OC)資源を使用できるならば、合計12個の相違した端末からのHARQ確認応答が1つのPUCCH RB内で多重化されることができる。
次に、PUCCHフォーマット1について説明する。スケジューリング要求(SR)は、端末がスケジューリングされることを要求するか、または要求しない方式で送信される。SRチャネルは、PUCCHフォーマット1a/1bでのACK/NACKチャネル構造を再使用し、ACK/NACKチャネル設計に基づいてOOK(On−off Keying)方式で構成される。SRチャネルでは、参照信号が送信されない。したがって、一般CPの場合には、長さ7のシーケンスが用いられ、拡張されたCPの場合には、長さ6のシーケンスが用いられる。SR及びACK/NACKに対して相違した循環シフトまたは直交カバーが割り当てられ得る。すなわち、肯定(positive)SR送信のために、端末は、SR用に割り当てられた資源を介してHARQ ACK/NACKを送信する。否定(negative)SR送信のためには、端末は、ACK/NACK用に割り当てられた資源を介してHARQ ACK/NACKを送信する。
3)UEからCQI及びACK/NACKの多重化
UE特定上位層シグナリングによりUEのHARQ ACK/NACK及びCQIの同時(simultaneous)送信は行われることができる。同時(simultaneous)送信が可能でない場合、UEは、CQI報告が設定されたサブフレームと同じサブフレーム内のPUCCH上でHARQ ACK/NACKを送信する必要がある。このとき、CQIがドロップ(drop)され、HARQ ACK/NACKのみがPUCCHフォーマット1a/1bを用いて送信される。eNBスケジューラがUEからのCQI及びHARQ ACK/NACKの同時(simultaneous)送信を許容したサブフレーム内で、CQIと、1または2ビットACK/NACK情報は、同じPUCCH RB内で多重化される必要がある。この結果、信号の低いCM(Cubic Metric)単一キャリア特性を維持できる。一般CPと拡張されたCPの場合においてこれを達成する方法は相違する。
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一般CPのためのHARQ ACK/NACKのコンスタレーションマッピングを例示する図である。
一般CPの場合、CQIとともに1または2ビットHARQ ACK/NACKを送信するために(フォーマット2a/2b)、ACK/NACKビット(スクランブリングされなかった)は、図8での例示のように、BPSK/QPSK変調される。この結果、単一HARQ ACK/NACK変調シンボル(dHARQ)が生成される。
ACKは、二進(binary)「1」にエンコードされ、NACKは、二進(binary)「0」にエンコードされる。次に、単一HARQ ACK/NACK変調シンボル(dHARQ)は、各CQIスロット内の2番目のRSシンボル(SC−FDMAシンボル5)を変調するために用いられる。すなわち、ACK/NACKは、RSを用いてシグナリングされる。
図8に示すように、変調マッピングは、NACK(または、2個の下りリンクMIMOコードワードの場合に、NACK、NACK)が+1にマッピングされ、その結果、UEがPDCCH上の下りリンクグラント(grant)を検出するのに失敗した場合のように、ACKでもなく、NACKでもない場合(不連続送信(DTX:Discontinuous Transmission)と称する)、基本NACKが送信される。言い替えれば、DTX(RS変調無し)は、eNBにより下りリンク再送信をトリガーリングするNACKと解釈される。
図9は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて拡張されたCPの場合、HARQ ACK/NACK及びCQIのジョイントエンコードを例示する図である。
拡張CPの場合(スロット当り、1つのRSシンボルを含む)、1または2HARQ ACK/NACKは、ジョイントエンコード(joint encoding)されて、1つのリード・マラー(RM)基盤ブロック符号(20、kCQI+kA/N)を生成する。20ビットコードワードは、図6のCQIチャネル構造を利用してPUCCH上で送信される。
ACK/NACKとCQIのジョイントエンコードは、図9のように行われる。
ブロック符号により支援される情報ビットの最大数は13であり、これは、kCQI=11ビット、そしてkA/N=2ビット(下りリンク内の2個のコードワード送信のために)に該当する。
4)UEからSRとACK/NACKの多重化
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SRとACK/NACKの多重化を例示する。
図10に示すように、SR信号とACK/NACK信号とが同じサブフレーム内で発生されれば、UEは、肯定(positive)SRの場合、割り当てられたSR PUCCH資源上でACK/NACKを送信し、または、否定(negative)SRの場合、割り当てられたACK/NACK PUCCH資源上でACK/NACKを送信する。
図11は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてPUCCHフォーマット1/1a/1bのためのACK/NACKとSRのコンスタレーションマッピングを例示する。
ACK/NACKとSRの同時の(simultaneous)送信のためのコンスタレーションマッピングは、図11のとおりである。
5)TDDの場合、HARQ ACK/NACK送信
TDD(Time Division Multiplexing)の場合、UEが多重のサブフレームの間にPDSCHを受信できるので、UEは、eNBに多重のPDSCHに対するHARQ ACK/NACKをフィードバックすることができる。TDDのためのHARQ ACK/NACK送信は、次のように、2つのタイプがある。
・ACK/NACKバンドリング(bundling)
ACK/NACKバンドリング(bundling)で、多重のデータユニットのためのACK/NACKは、論理的なAND関数により結合される。例えば、受信(RX:Receiver)ノードが全てのデータユニットのデコードに成功すれば、RXノードは、1つのACK/NACKユニットを用いてACKを送信する。それとも、RXノードがRXノードに送信されたデータユニットのうち、いずれか1つでもデコード(または、検出)に失敗すれば、RXノードは、1つのACK/NACKユニットを用いてNACKを送信するか、またはACK/NACKの全てを送信しないことができる。
・ACK/NACK多重化(multiplexing)
ACK/NACK多重化(multiplexing)に
多重のデータユニットのためのACK/NACK応答のコンテンツは、実際にACK/NACK送信に使用されるACK/NACKユニットとQPSK変調シンボル(送信されるACK/NACKのコンテンツを表す)のうち、1つの組み合わせで識別される。例えば、1つのACK/NACKユニットが2ビットを運び、最大で2個のデータユニットが送信され得ると仮定すれば(ここで、各データユニットのためのHARQ動作は、単一のACK/NACKビットにより管理されると仮定される)、ACK/NACK結果は、下記の表4のように送信(TX:Transmitter)ノードで識別されることができる。
表4は、単一のACK/NACKユニット選択に基づいてACK/NACK多重化を例示する表である。
表4において、HARQ−ACK(i)は、データユニットiのためのACK/NACK結果を指示する(この例において、最大2データユニット、すなわち、データユニット0及びデータユニット1が存在する)。表4においてDTXは、当該HARQ−ACK(i)のために送信されたデータユニットがないか、またはRXノードがHARQ−ACK(i)に対応するデータユニットの存在を検出できなかったことを意味する。
は、実際ACK/NACK送信に使用されるACK/NACKユニットを指示し、ここで、最大2個のACK/NACKユニット、すなわち、
and
が存在する。
は、選択されたACK/NACKユニットにより伝達される2ビットを指示する。ACK/NACKユニットを介して送信される変調シンボルは、ビットによって決定される。例えば、RXノードが2個のデータユニットの受信に成功し、デコードしたなら、RXノードは、ACK/NACKユニット
を用いて2ビット(1、1)を送信しなければならない。さらに他の例として、RXノードが2個のデータユニットを受信し、1番目のデータユニット(HARQ−ACK(0)に対応)のデコードに失敗(または、損失)し、2番目のデータユニット(HARQ−ACK(1)に対応)のデコードに成功したなら、RXノードは、
を用いて(0、0)を送信しなければならない。実際ACK/NACKコンテンツとACK/NACKユニット選択と送信されたACK/NACK内の実際ビットコンテンツとの組み合わせ間のリンクにより、多重のデータユニットのための単一のACK/NACKユニットを用いたACK/NACK送信が可能である。上述した例は、一般化して2個のデータユニット以上のACK/NACK送信に拡張されることができる。
ACK/NACK多重化方法において、基本的に、全てのデータユニットに対して少なくとも1つのACKが存在すれば、NACK及びDTXは、表4に表すように、NACK/DTXのように結合される。これは、ACK/NACKユニットとQPSKシンボルとの間の組み合わせがNACKとDTXとの分離に基づいて全てのACK/NACK仮定(hypotheses)をカバーするのに十分でないためである。それに対し、全てのデータユニットに対してACKが存在しなければ(言い替えれば、全てのデータユニットにおいてNACKまたはDTXのみが存在すれば)、HARQ−ACK(i)のうち、1つだけがDTXと分離されたNACKである場合のように、単一の明示的なNACKの場合が定義される。この場合、単一の明示的なNACKに該当するデータユニットにリンクされたACK/NACKユニットは、多重のACK/NACKの信号を送信するために予約(reserved)されることができる。
ACK/NACK多重化の接近に焦点を合わせると、与えられた物理資源の量内で送信されることができる最大のデータユニットの数が大きくなるとき、全てのデータユニットに対してACK/NACK多重化のために要求されるACK/NACK仮定(hypothese)は、幾何級数的に増加されることができる。データユニットの最大数及び対応するACK/NACKユニットの数を各々N及びN_Aと表すとき、DTXの場合が排除される場合にも、ACK/NACK多重化のために2^N個のACK/NACK仮定(hypothese)が必要である。それに対し、上記の例のように、単一ACK/NACKユニット選択を適用すれば、最大4N_A ACK/NACK仮定(hypothese)のみが支援され得る。言い替えれば、データユニットの数が増加するにつれて、単一ACK/NACKユニット選択は、比較的多い量のACK/NACKユニットを要求し、これは、多重ACK/NACKに対する信号を送信するのに必要な制御チャネル資源のオーバーヘッドを増加させる。例えば、最大で5個のデータユニット(N=5)が送信され得ると、ACK/NACK多重化のためのACK/NACK仮定(hypothese)に要求される数が2^N=32(=4N_A)であるから、8個のACK/NACKユニット(N_A=8)がACK/NACK送信のために利用可能でなければならない。
LTE PUCCHフォーマット2のための上りリンクチャネルコーディング
LTE上りリンク送信において、特定制御チャネルは、下記の表5のように線形ブロック符号を活用してエンコードされる。線形ブロック符号への入力ビットは、
のように表示され、エンコード以後のビットは、
のように表示される。ここで、B=20であり、
(ここで、i=0、1、2、...、B−1)である。
表5は、(20、A)符号のための基底(basis)シーケンスを例示する。
図12は、本発明の一実施形態に係るエンコードされたビットの資源マッピングを説明するための図である。
図12のように、エンコードされたビット(encoded bit)は、符号−時間−周波数資源にマッピングされる。最初に10エンコードされたビットは、特定符号−時間−周波数資源にマッピングされ、最後に10エンコードされたビットは、これと相違した符号−時間−周波数資源にマッピングされる。ここで、最初に10エンコードされたビットと最後に10エンコードされたビットとの間の周波数分離(separation)は、一般的に大きい。これは、エンコードされたビットに対する周波数ダイバーシティ(frequency diversity)を達成するためである。
LTE−Aにおける上りリンクチャネルコーディング
前述したように、LTE−Rel 8では、UCIがPUCCHフォーマット2に送信される場合、最大13ビットのCSIは、先の表5の(20、A)のリード・マラー(RM)コーディングされる。それに対し、UCIがPUSCHに送信される場合、最大11ビットのCQIは、下記の表6の(32、A)のリード・マラー(RM)コーディングされ、PUSCHに送信される符号レート(code rate)を合わせるために、切削(truncation)または循環反復(circular repetition)が行われる。
表6は、(32、O)符号のための基底(basis)シーケンスを例示する。
図13は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて二重リード・マラーを例示する。
LTE−Aでは、最大21ビットのUCI(A/N及びSR)ビットを送信するために、PUCCHフォーマット3が導入された。PUCCHフォーマット3の一般CPである状況では、48ビットのコーディングされたビット(coded bit)が送信され得る。
したがって、UCIビット数が11以下であるときは、(32、A)リード・マラー(RM)コーディングが使用され、コーディングされたビットをPUCCHフォーマット3コーディングされたビット(coded bit)数に合わせて伸ばすために循環反復(circular repetition)が使用される。
それに対し、UCIビット数が11を超過する場合、先の表6の(32、A)リード・マラー(RM)符号基底シーケンス数が足りないため、これを図13のように、2個の(32、A)リード・マラー(RM)コーディングブロックを使用して2個のコーディングされたビットが生成される(これを二重リード・マラー(Dual RM)と称する)。2個のコーディングされたビットをPUCCHフォーマット3コーディングされたビット(coded bit)数に合わせて減らすために切削(truncation)され、インターリービング(interleaving)されて送信される。
このような最大21ビットのUCIがPUSCHに送信される場合、UCIビット数が11以下であるときは、既存のRel−8のように、(32、A)リード・マラー(RM)コーディングを使用してPUSCHに送信される符号レート(code rate)を合わせるために切削(truncation)または循環反復(circular repetition)が行われる。それに対し、UCIビット数が11を超過する場合、Dual RMを使用して2個のコーディングされたビットを作り、これらをPUSCHに送信される符号レート(code rate)に合わせるために切削(truncation)または循環反復(circularrepetition)が行われる。
より具体的に、UCI内容別にビット構成順序を説明すれば、SR送信サブフレームでPUCCHフォーマット3の使用が設定された場合、PUCCHフォーマット3またはPUSCHにSRとA/Nが送信されるとき、A/Nが優先的に配置され、SRがA/Nの次に配置されて、UCIビットが構成される。
周期的なCSI報告
端末は、上位層により半静的(semi−statically)に周期的に互いに異なるCSIコンポーネント(CQI、PMI、PTI、及び/またはRI)を下記の表7において決められた報告モードを用いてPUCCH上でフィードバックするように設定される。
表7は、PUCCH CSI報告モードのためのCQI及びPMIフィードバックタイプを例示する。
各送信モード(Transmission mode)において、PUCCH上で下記のような報告モードが支援される。
送信モード1:モード1−0、2−0
送信モード2:モード1−0、2−0
送信モード3:モード1−0、2−0
送信モード4:モード1−1、2−1
送信モード5:モード1−1、2−1
送信モード6:モード1−1、2−1
送信モード7:モード1−0、2−0
送信モード8:端末がPMI/RIを送信するように設定されれば、モード1−1、2−1;端末がPMI/RIを報告しないように設定されれば、モード1−0、2−0
送信モード9:端末がPMI/RIを報告するように設定され、CSI−RSポートの数が1を超過すれば、モード1−1、2−1;端末がPMI/RIを報告しないように設定され、CSI−RSポートの数が1であれば、モード1−0、2−0
表8は、送信モード(transmission mode)を例示する。
各サービングセルに対する周期的なCSI報告モードは、上位層シグナリングにより設定される。モード1−1は、媒介変数「PUCCH_format1−1_CSI_reporting_mode」を使用する上位層シグナリングを介してサブモード1またはサブモード2に設定される。
端末選択(UE−selected)サブバンドCQIにおいて、特定サービングセルの特定サブフレームでCQI報告は、帯域幅部分(BP:Bandwidth Part)またはBP等として記述されるサービングセルの帯域幅の特定部分または一部分(等)に対するチャネル品質を表す。BPは、最も低い周波数から始めて、周波数が増加する順序に帯域幅サイズの増加無しでインデックスが付与される。
各サービングセルに対して、
に与えられるシステム帯域幅は、N個のサブバンドに分けられることができる。ここで、
個のサブバンドは、サイズkを有する。仮に、
であれば、サブバンドのうちの1つのサイズは、
である。
BP 「j」は、周波数連続的(frequency−consecutive)であり、N_jサブバンドを含む。BP 「j」は、下記の表9内で与えられたサブバンドセット(S)または
にわたって決められることができる。J=1であれば、N_jは、
である。J>1であれば、N_jは、
、k及びJによって、
または
である。
各BP(j)(0≦j≦J−1)は、増加される周波数によって連続的な順序にスキャンされる。端末選択(UE selected)単一サブバンドフィードバックにおいて、周波数が増加される順序にインデクシングされたLビットラベルとともに、BPのN_j個サブバンドのうち、単一のサブバンドが選択される。ここで、
である。
表9は、サブバンドサイズ(k)、帯域幅部分(「J」)、下りリンクシステム帯域幅を例示する。
下記のCQI/PMI及びRI報告タイプは、各々区分される周期及びオフセットを有し、PUCCH CSI報告モードを支援する。
・タイプ1報告は、端末選択(UE−selected)サブバンドのためのCQIフィードバックを支援する。
・タイプ1a報告は、サブバンドCQI及びW2(すなわち、第2のPMI)フィードバックを支援する。
・タイプ2、タイプ2b、及びタイプ2c報告は、広帯域CQI及びPMIフィードバックを支援する。
・タイプ2a報告は、広帯域PMIフィードバックを支援する。
・タイプ3報告は、RIフィードバックを支援する。
・タイプ4報告は、広帯域CQIを支援する。
・タイプ5報告は、RI及び広帯域PMIフィードバックを支援する。
・タイプ6報告は、RI及びPTIフィードバックを支援する。
・タイプ7報告は、CRI(CSI−RS Resource Indicator)及びRIフィードバックを支援する。
・タイプ8報告は、CRI、RI、及び広帯域PMIフィードバックを支援する。
・タイプ9報告は、CRI、RI、及びPTIフィードバックを支援する。
・タイプ10報告は、CRIフィードバックを支援する。
各サービングセルにおいて、CQI/PMI報告のための周期(periodicity)
(サブフレーム内)及びオフセット
(サブフレーム内)は、パラメータ「cqi−pmi−ConfigIndex」(
)に基づいて決定される。RI報告のための周期(periodicity)
及び相対的なオフセット
は、パラメータ「ri−ConfigIndex」(
)に基づいて決定される。「cqi−pmi−ConfigIndex」及び「ri−ConfigIndex」は共に上位層シグナリングにより設定される。RIのための相対的な報告オフセット
は、セット
から値が決められる。UEが1つのCSIサブフレームセット以上で報告するように設定されれば、パラメータ「cqi−pmi−ConfigIndex」及び「ri−ConfigIndex」の各々は、CQI/PMI及びRI周期(periodicity)、そしてサブフレームセット1に対する相対的な報告オフセットに該当し、「cqi−pmi−ConfigIndex2」及び「ri−ConfigIndex2」の各々は、CQI/PMI及びRI周期(periodicity)、そしてサブフレームセット2に対する相対的な報告オフセットに該当する。
まず、広帯域CQI/PMI報告のみが設定された場合、広帯域CQI/PMI報告が送信されるサブフレームは、下記の数式1のように決められる。
数式1においてn_fは、システムフレーム番号、n_sは、無線フレーム内のスロット番号を表す。
RI報告が設定される場合、RI報告の報告間隔は、N_pdのM_RI整数倍数であり、RI報告が送信されるサブフレームは、下記の数式2のように決められる。
数式2において、RI報告のための相対的なオフセットN_OFFSET、RI及び周期M_RIは、上位層パラメータにより決定される。
広帯域CQI/PMI報告及びサブバンドCQI報告が全て設定された場合、広帯域CQI/PMI及びサブバンドCQI報告が送信されるサブフレームは、下記の数式3のように決められる。
PTIが送信されない場合(設定されなくて)、または直近に送信されたPTIが1であるとき、広帯域CQI/広帯域PMI報告(または、送信モード9のための広帯域CQI/広帯域第1のPMI報告)の周期は、H*N_pdのようであり、送信されるサブフレームは、下記の数式4のように決められる。
ここで、Hは、H=J*K+1を満たし、Jは、BPの数を表す。
2個の連続的な広帯域CQI/広帯域PMI(または、送信モード9の広帯域CQI/広帯域第2のPMI)報告の間で、残ったJ*K報告インスタンス(instance)は、BP等のK全体サイクル上で連続的なサブバンドCQI報告に使用される。ただし、0へのシステムフレーム番号遷移(transition)のため、2個の連続的な広帯域CQI/PMI報告間の間隔がJ*K報告インスタンス(instance)より小さければ、この場合、UEは、2個の広帯域CQI/広帯域PMI(または、送信モード9のための広帯域CQI/広帯域第2のPMI報告)のうち、2番目以前に送信されなかった残ったサブバンドCQI報告を送信しない。各BPの全体サイクルは、BP 0から始めてBP J−1まで増加される。パラメータKは、上位層シグナリングにより設定される。
直近に送信されたPTIが0であるとき、広帯域第1のPMI報告は、周期
を有し、報告されるサブフレームは、下記の数式5のように決められる。
ここで、H´は、上位層によりシグナリングされる。
2個毎の連続的な広帯域第1のPMI報告間に、残った報告インスタンス(instance)は、下記に記述されるように、広帯域CQIとともに広帯域第2のPMIのために使用される。
RI報告が設定された場合、RIの報告間隔は、広帯域CQI/PMI周期
のM_RI倍であり、RIは、広帯域CQI/PMI及びサブバンドCQI報告の両方と同じPUCCH循環シフト資源上で報告される。
RIが報告されるサブフレームは、下記の数式6のように決められる。
1つのサービングセルのCSIタイプ3、5、または6のCSI報告と同じサービングセルのCSIタイプ1、1a、2、2a、2b、2c、または4のCSI報告が衝突される場合、CSIタイプ1、1a、2、2a、2b、2c、または4のCSI報告は、低い優先順位を有し、ドロップ(drop)される。
UEが、1つ以上のサービングセルが設定されれば、UEは、与えられたサブフレーム内のただ1つのサービングセルのCSI報告を送信する。与えられたサブフレームにおいて、1つのサービングセルのCSI報告タイプ3、5、6、または2aのCSI報告と、さらに他のサービングセルのCSI報告タイプ1、1a、2、2b、2c、または4のCSI報告とが衝突される場合、CSI報告タイプ1、1a、2、2b、2c、または4のCSI報告は、低い優先順位を有し、ドロップ(drop)される。また、与えられたサブフレームで、1つのサービングセルのCSIタイプ2、2b、2c、または4のCSI報告がさらに他のサービングセルのCSIタイプ1または1aのCSI報告と衝突されれば、CSIタイプ1または1aのCSI報告は、低い優先順位を有し、ドロップ(drop)される。
与えられたサブフレームで、同じ優先順位を有するCSIタイプの互いに異なるサービングセルのCSI報告間に衝突される場合、最も低いServCellIndexを有するサービングセルのCSIが報告され、全ての他のサービングセルのCSIは、ドロップ(drop)される。
非周期的な(aperiodic)CSI報告
非周期的な(aperiodic)CSI報告の場合は、PDCCHに送信されるPUSCHスケジューリング制御信号(UL grant)にCQIを送信するように要求する制御信号(aperiodic CQI request)が含まれる。
表10は、PUSCHを介してCQI/PMI/RIを送信するときのモードを表したものである。
表10の送信モードは、上位層により選択され、CQI/PMI/RIは、全て同じPUSCHサブフレームで送信される。
1−1)モード1−2
それぞれのサブバンドに対してデータがサブバンドのみを介して送信されるという仮定下にプリコーディング行列が選択される。
端末は、システム帯域または上位層で指定した帯域(セットS)全体に対して先に選択したプリコーディング行列を仮定してCQIを生成する。
端末は、CQIと各サブバンドのPMI値を送信する。このとき、各サブバンドのサイズは、システム帯域のサイズによって変わることができる。
1−2)モード2−0
端末は、システム帯域または上位層で指定した帯域(セットS)に対して選好するM個のサブバンドを選択する。
端末は、選択されたM個のサブバンドに対してデータを送信するという仮定で1つのCQI値を生成する。
端末は、さらに、システム帯域またはセットSに対して1つのCQI(広帯域CQI)値を生成する。
選択されたM個のサブバンドに対して複数個のコードワードがある場合、各コードワードに対するCQI値は、差分形式で定義する。
・差分CQI(Differential CQI)=選択されたM個のサブバンドに対するCQI値に該当するインデックス−広帯域CQIインデックス
端末は、選択されたM個のサブバンドの位置に関する情報、選択されたM個のサブバンドに対する1つのCQI値、全帯域またはset Sに対して生成されたCQI値を送信する。このとき、サブバンドサイズ及びM値は、システム帯域のサイズによって変わることができる。
1−3)モード2−2
端末は、M個の選好されたサブバンドを介してデータを送信するという仮定下にM個の選好サブバンドの位置とM個の選好サブバンドに対する単一プリコーディング行列とを同時に選択する。
M個の選好サブバンドに対するCQI値は、コードワード毎に定義される。
端末は、さらに、システム帯域またはセットSに対して広帯域CQI値を生成する。
端末は、M個の選好されたサブバンドの位置に関する情報、選択されたM個のサブバンドに対する1つのCQI値、M個の選好されたサブバンドに対する単一プリコーディング行列インデックス、広帯域プリコーディング行列インデックス、広帯域CQI値を送信する。このとき、サブバンドサイズ及びM値は、システム帯域のサイズによって変わることができる。
1−4)モード3−0
端末は、広帯域CQI値を生成する。
端末は、各サブバンドを介してデータを送信するという仮定下に各サブバンドに対するCQI値を生成する。このとき、RI>1であってもCQI値は、1番目のコードワードに対するCQI値のみを表す。
1−5)モード3−1
端末は、システム帯域またはset Sに対して単一プリコーディング行列を生成する。
端末は、各サブバンドに対して先に生成した単一プリコーディング行列を仮定し、codeword別にサブバンドCQIを生成する。
端末は、単一プリコーディング行列を仮定して広帯域CQIを生成する。
各サブバンドのCQI値は、差分形式で表現される。
・サブバンドCQI=サブバンドCQIインデックス−広帯域CQIインデックス
ここで、サブバンドサイズは、システム帯域のサイズによって変わることができる。
PUCCHフォーマット3
現在、LTE−A規格によれば、PUCCHフォーマット3は、UEがDLデータに対するACK/NAKフィードバック用途に使用される。LTE規格によれば、PUCCHフォーマット1a/1bを介してUEは、最大2ビットACK/NAK情報を基地局に送信することができた。しかし、TDDシステム及びキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggeregation)環境が構築されるにつれて、ACK/NAK情報のオーバーヘッドが増え、増えたオーバーヘッドを解決するために、より大きい容量のPUCCHフォーマット3が導入された。
例えば、TDDシステムにおいてUL/DL構成(configuration)2である場合(先の表1参照)、UL/DLサブフレーム割合が1:4として非対称であるため、端末は、1つのULサブフレームに4個のDLサブフレームに該当するACK/NAK情報を報告しなければならない。その上、n個のコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)に対するCAが適用された場合、端末は、1つのULサブフレームに最大4n個のDLサブフレームに該当するACK/NAK情報を報告しなければならない。すなわち、5CC CAである場合、端末は、20個のDLサブフレームに該当するACK/NAK情報を報告しなければならない。
端末が1つのサブフレームで同時に送信される2個のコードワードに対するACK/NAK情報を空間的バンドリング(spatial bundling)し、2ビット情報を1ビットに圧縮して報告しても、先の例示のように、UL/DL構成(configuration)2において5CC CAが適用されれば、最大20ビットのACK/NAK情報が1つのULサブフレームを介して報告されなければならない。その結果、LTE−Aでは、最大22ビットの容量を有したPUCCHフォーマット3が定義され、基地局がUEにRRC設定を介してPUCCHフォーマット3の利用可否を知らせることができる。
PUCCHフォーマット2に周期的に送信されるCSIフィードバックとPUCCHフォーマット3のACK/NAK情報報告が1つのULサブフレームで衝突した場合、現在、LTE−A規格によれば、次のように動作する。PUCCH 3の全体22ビット容量でACK/NAKペイロード(SR情報が存在する場合、SR情報のペイロードサイズ1ビットも合わせて計算される)を除いたPUCCH3の余裕容量がCSIペイロードサイズ以上である場合、ACK/NAKとCSIとは、PUCCH 3を介して同時に送信される。そうでない場合、CSIは、送信されずに(すなわち、CSIは、ドロップ(drop)され)、ACK/NAKのみが送信される。
プリコーディング行列指示子(PMI:Precoding Matrix Indicator)定義
送信モード4、5、及び6の場合、プリコーディングフィードバックは、チャネル従属的なコードブック基盤プリコーディングのために使用され、PMIを報告するUE(等)に依存する。送信モード8の場合、UEは、PMIを報告する。送信モード9及び10の場合、PMI/RI報告が設定され、CSI−RSポートが1より大きければ、UEは、PMIを報告する。UEは、フィードバックモードに基づいてPMIを報告する。他の送信モードの場合、PMI報告は支援されない。
2個のアンテナポートの場合、各PMI値は、下記の表11とコードブックインデックスに該当する。
・2個のアンテナポートが{0、1}または{15、16}であり、関連したRI値が1である場合、PMI値は、下記の表11において
=1であるときのコードブックインデックスnに該当する(
)。
・2個のアンテナポートが{0、1}または{15、16}であり、関連したRI値が2である場合、PMI値は、下記の表11において
=2であるときのコードブックインデックスn+1に該当する(
)。
表11は、アンテナポート{0、1}上で送信のための、そしてアンテナポート{0、1}または{15、16}基盤CSI報告のためのコードブックを例示する。
4個のアンテナポートが{0、1、2、3}または{15、16、17、18}である場合、各PMI値は、次のように下記の表12において与えられたコードブックインデックスに該当するか、下記の表13ないし表16において与えられたコードブックインデックス等の対に該当する。
・PMI値は、関連したRI値と同じ
に対して下記の表12において与えられたコードブックインデックスnに該当し得る(
)。
・または、各PMI値は、表13ないし表16において与えられたコードブックインデックス等の対に該当し得る。ここで、表13及び表16において、
、
、及び
は、下記の数式7のとおりである。
第1のPMI値(
)及び第2のPMI値(
)は、各々関連したRI値と同じ
に対して表jで与えられたコードブックインデックス
及び
に該当する。ここで、
、
、及び
であるとき、各々jは、8、9、10、11に該当する。
表15及び表16において
は、
からセット
により与えられた列等によって定義される行列を表す。ここで、
は、
単位行列であり、ベクトル
は、表7で決められる。そして、
である。
場合によって、コードブックサブサンプリング(subsampling)が支援される。
表12は、アンテナポート{0、1、2、3}上で送信のための、そしてアンテナポート{0、1、2、3}または{15、16、17、18}基盤CSI報告のためのコードブックを例示する。
表13は、アンテナポート0〜3または15〜18を用いた1レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表14は、アンテナポート0〜3または15〜18を用いた2レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表15は、アンテナポート15〜18を用いた3レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表16は、アンテナポート15〜18を用いた4レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
8アンテナポートの場合、各PMI値は、下記の表17ないし表24において与えられたコードブックインデックス等の対に該当する。ここで、
及び
は、下記の数式8のとおりである。
8アンテナポート
の場合、第1のPMI値(
)及び第2のPMI値(
)は、各々関連したRI値と同じ
に対して表jで与えられたコードブックインデックス
及び
に該当する。ここで、j=
であり、
であり、
である。
場合によって、コードブックサブサンプリング(subsampling)が支援される。
表17は、アンテナポート15〜22を用いた1レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表18は、アンテナポート15〜22を用いた2レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表19は、アンテナポート15〜22を用いた3レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表20は、アンテナポート15〜22を用いた4レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表21は、アンテナポート15〜22を用いた5レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表22は、アンテナポート15〜22を用いた6レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表23は、アンテナポート15〜22を用いた7レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
表24は、アンテナポート15〜22を用いた8レイヤCSI報告のためのコードブックを例示する。
マッシブMIMO(Massive MIMO)
複数のアンテナを有するMIMOシステムをマッシブMIMO(Massive MIMO)システムと称することができ、スペクトル効率(spectral efficiency)、エネルギー効率(energy efficiency)、プロセシング複雑度(processing complexity)を向上させるための手段として注目を浴びている。
近年、3GPPでは、未来の移動通信システムのスペクトル効率性に対する要求事項を満足させるために、マッシブMIMOシステムに対する議論が始まった。マッシブMIMOは、全次元MIMO(FD−MIMO:Full−Dimension MIMO)とも称される。
LTEリリース(Rel:release)−12以後の無線通信システムにおいては、アクティブアンテナシステム(AAS:Active Antenna System)の導入が考慮されている。
信号の位相及びサイズを調整できる増幅器とアンテナが分離されている既存の受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、アクティブアンテナ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(2D:2−Dimension)アンテナ配列を形成する場合、AASのアクティブアンテナにより3次元ビームパターンを形成できる。
図14は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて、64個のアンテナ要素(antenna elements)を有する2次元アクティブアンテナシステムを例示する。
図14では、一般的な2次元(2D:2 Dimension)アンテナ配列を例示しており、図14のように、N_t=N_v・N_h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、N_hは、水平方向にアンテナ列の個数を、N_vは、垂直方向にアンテナ行の個数を表す。
このような2D構造のアンテナ配列を利用すれば、3次元空間で送信ビームを制御できるように無線波長(radio wave)が垂直方向(高度(elevation))及び水平方向(方位角(azimuth))に全て制御されることができる。このようなタイプの波長制御メカニズムを3次元ビームフォーミングと称することができる。
図15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15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)を利用した3D MIMOシステムを例示する。
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、垂直方向のセクター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効果を期待できる。したがって、上りリンクの場合、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することができ、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16は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて交差偏波(cross polarization)を有する2次元アンテナシステムを例示する。
偏波(Polarization)を考慮した2D平面配列アンテナ(planar antenna array)モデルの場合、図16のように図式化することができる。
受動的アンテナ(passive antenna)による既存のMIMOシステムと異なり、アクティブアンテナに基づいたシステムは、各アンテナ要素に付着された(または、含まれた)能動素子(例えば、増幅器)に加重値を適用することにより、アンテナ要素の利得(gain)を動的に調節することができる。放射パターン(radiation pattern)は、アンテナ要素の個数、アンテナ間隔(spacing)などのようなアンテナ配置(arrangement)に依存するので、アンテナシステムは、アンテナ要素レベルでモデリングされることができる。
図16の例示のようなアンテナ配列モデルを(M、N、P)で表すことができ、これは、アンテナ配列構造を特徴付けるパラメータに該当する。
Mは、各列(すなわち、垂直方向で)で同じ偏波(polarization)を有しているアンテナ要素(antenna element)の個数(すなわち、各列で+45゜傾斜(slant)を有しているアンテナ要素の個数または各列で−45゜傾斜(slant)を有しているアンテナ要素の個数)を表す。
Nは、水平方向の列の個数(すなわち、水平方向でアンテナ要素の個数)を表す。
Pは、偏波(polarization)の次元(dimension)の個数を表す。図16の場合のように、交差偏波(cross polarization)の場合、P=2であるが、同一偏波(co−polarization)の場合、P=1である。
アンテナポート(antenna port)は、物理的アンテナ要素(physical antenna element)にマッピングされることができる。アンテナポート(antenna port)は、当該アンテナポートと関連した参照信号により定義されることができる。例えば、LTEシステムにおいてアンテナポート0は、CRS(Cell−specific Reference Signal)と関連し、アンテナポート6は、PRS(Positioning Reference Signal)と関連することができる。
一例として、アンテナポートと物理的アンテナ要素との間は、一対一マッピングされることができる。単一の交差偏波(cross polarization)アンテナ要素が下りリンクMIMOまたは下りリンク送信ダイバーシティのために使用される場合などがこれに該当し得る。例えば、アンテナポート0は、1つの物理的アンテナ要素にマッピングされることに対し、アンテナポート1は、他の物理的アンテナ要素にマッピングされることができる。この場合、端末の立場では、2個の下りリンク送信が存在する。1つは、アンテナポート0のための参照信号と関連し、さらに他の1つは、アンテナポート1のための参照信号と関連する。
他の一例として、単一のアンテナポートは、多重の物理的アンテナ要素にマッピングされることができる。ビームフォーミング(beamforming)のために使用される場合などがこれに該当し得る。ビームフォーミングは、多重の物理的アンテナ要素を用いることにより、下りリンク送信が特定端末に向かうようにすることができる。一般的に、多重の交差偏波(cross polarization)アンテナ要素の多重の列(column)で構成されるアンテナ配列(antenna array)を使用してこれを達成できる。この場合、端末の立場では、単一のアンテナポートから発生された単一の下りリンク送信が存在する。1つは、アンテナポート0のためのCRSと関連し、さらに他の1つは、アンテナポート1のためのCRSと関連する。
すなわち、アンテナポートは、基地局で物理的アンテナ要素から送信された実際下りリンク送信でない端末の立場での下りリンク送信を表す。
他の一例として、複数のアンテナポートが下りリンク送信のために使用されるが、各アンテナポートは、多重の物理的アンテナ要素にマッピングされることができる。この場合は、アンテナ配列が下りリンクMIMOまたは下りリンクダイバーシティのために使用される場合などがこれに該当し得る。例えば、アンテナポート0及び1は、各々多重の物理的アンテナ要素にマッピングされることができる。この場合、端末の立場では、2個の下りリンク送信が存在する。1つは、アンテナポート0のための参照信号と関連し、さらに他の1つは、アンテナポート1のための参照信号と関連する。
FD−MIMOでは、データストリームのMIMOプリコーディングは、アンテナポート仮想化、トランシーバユニット(または、送受信ユニット)(TXRU:transceiver unit)仮想化、アンテナ要素パターンを経ることができる。
アンテナポート仮想化は、アンテナポート上のストリームがTXRU上でプリコーディングされる。TXRU仮想化は、TXRU信号がアンテナ要素上でプリコーディングされる。アンテナ要素パターンは、アンテナ要素から放射される信号は、方向性の利得パターン(directional gain pattern)を有することができる。
既存の送受信機(transceiver)モデリングでは、アンテナポートとTXRUとの間の静的な一対一マッピングが仮定され、TXRU仮想化効果は、TXRU仮想化及びアンテナ要素パターンの効果を全て含む静的な(TXRU)アンテナパターンに合わせられる。
アンテナポート仮想化は、周波数選択的な方法で行われることができる。LTEにおいてアンテナポートは、参照信号(または、パイロット)とともに定義される。例えば、アンテナポート上でプリコーディングされたデータ送信のために、DMRSがデータ信号と同じ帯域幅で送信され、DMRSとデータとが共に同じプリコーダ(または、同じTXRU仮想化プリコーディング)でプリコーディングされる。CSI測定のためにCSI−RSは、多重のアンテナポートを介して送信される。CSI−RS送信において、端末でデータプリコーディングベクトルのためのTXRU仮想化プリコーディング行列を推定できるように、CSI−RSポートとTXRUとの間のマッピングを特徴付けるプリコーダは、固有な行列で設計されることができる。
TXRU仮想化方法は、1次元TXRU仮想化(1D TXRU virtualization)と2次元TXRU仮想化(2D TXRU virtualization)とが議論され、これについて下記の図面を参照して説明する。
図17は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてトランシーバユニットモデルを例示する。
1D TXRU仮想化において、M_TXRU個のTXRUは、同じ偏波(polarization)を有する単一の列(column)アンテナ配列で構成されるM個のアンテナ要素と関連する。
2D TXRU仮想化において、先に図16のアンテナ配列モデル構成(M、N、P)に相応するTXRUモデル構成は、(M_TXRU、N、P)で表すことができる。ここで、M_TXRUは、2D同じ列、同じ偏波(polarization)に存在するTXRUの個数を意味し、M_TXRU≦Mを常に満たす。すなわち、TXRUの総個数は、M_TXRU×N×Pのとおりである。
TXRU仮想化モデルは、アンテナ要素とTXRUとの相関関係によって図17(a)のように、TXRU仮想化(virtualization)モデルオプション−1:サブ配列分割モデル(sub−array partition model)と図17(b)のように、TXRU仮想化モデルオプション−2:全域連結(full−connection)モデルとに区分されることができる。
図17(a)に示すように、サブ配列分割モデル(sub−array partition model)の場合、アンテナ要素は、多重のアンテナ要素グループに分割され、各TXRUは、グループのうち、1つと連結される。
図17(b)に示すように、全域連結(full−connection)モデルの場合、多重のTXRUの信号が結合されて、単一のアンテナ要素(または、アンテナ要素の配列)に伝達される。
図17においてqは、1つの列(column)内のM個の同じ偏波(co−polarized)を有するアンテナ要素等の送信信号ベクトルである。wは、広帯域TXRU仮想化加重値ベクトル(wideband TXRU virtualization weight vector)であり、Wは、広帯域TXRU仮想化加重値行列(wideband TXRU virtualization weight matrix)である。xは、M_TXRU個のTXRU等の信号ベクトルである。
ここで、アンテナポートとTXRUとのマッピングは、一対一(1−to−1)または一対多(1−to−many)でありうる。
図17においてTXRUとアンテナ要素との間のマッピング(TXRU−to−element mapping)は、1つの例示を見せるだけであり、本発明がこれに限定されるものではなく、ハードウェアの観点でこの他に、様々な形態で実現され得るTXRUとアンテナ要素との間のマッピングにも本発明が同様に適用されることができる。
CSI報告(CSI reporting)
現在、3GPP Rel−13では、クラス(Class)Aで定義されるプリコーディングされなかった方式(non−precoded scheme)のCSI−RS動作(または、CSI報告動作)(各CSIプロセスが1つのCSI−RS資源及び1つのCSI−IM資源と関連することができる)とClass Bで定義されるビームフォーミングされた方式(beamformed scheme)のCSI−RS動作(または、CSI報告動作)(各CSIプロセスは、1つまたはそれ以上のCSI−RS資源及び1つまたはそれ以上のCSI−IM資源と関連することができる)とを定義する。
1)クラスA CSI報告(Class A CSI reporting)
FD(Full Dimension)−MIMO(または、マッシブ(Massive)−MIMO、進歩した(enhanced)−MIMO、大規模アンテナシステム(Large−Scale Antenna System)、極めて大きい(Very Large)MIMO、ハイパー(Hyper)−MIMOなどと称され得る)システムにおいて基地局は、UEに1つのCSIプロセス(process)内で複数個のCSI−RS資源を設定できる。この場合、UEは、1つのCSI process内に設定されたCSI−RS資源を独立的なチャネルとみなさず、当該資源を併合(aggregation)して1つの(巨大な)CSI−RS資源を仮定する。そして、UEは、1つのCSI−RS資源からCSIを計算し、基地局にフィードバックする。例えば、基地局は、UEに1つのCSI process内に4ポート(port)CSI−RS資源を3個設定し、UEは、これを併合して1つの12 port CSI−RS資源を仮定する。この資源から12 port PMIを用いてCSIを計算し、基地局にフィードバックする。
2)クラスB CSI報告(Class B CSI reporting)
FD MIMOシステムにおいて基地局は、UEに1つのCSI process内に複数個のCSI−RS資源を設定できる。例えば、1つのCSI process内の8個のCSI−RS資源を設定(configure)でき、8個のCSI−RS資源は、各々4 port CSI−RSで構成されることができる。8個の4 port CSI−RS資源の各々は、互いに異なる仮想化(virtualization)が適用されることで、互いに異なるビームフォーミング(beamforming)が適用されている。例えば、1番目に該当するCSI−RS資源は、100度の天頂角(zenith angle)で垂直ビームフォーミング(vertical beamforming)が適用され、各CSI−RS資源は、順次5度の天頂角差をおいてCSI−RSが設定され、8番目に該当するCSI−RS資源は、135度の天頂角で垂直ビームフォーミングが適用され得る。
UEは、各CSI−RS資源を独立的なチャネルと仮定し、CSI−RS資源のうち、1つを選択し、選択された資源を基準にCSIを計算し、基地局に報告する。すなわち、UEは、前記8個のCSI−RSのうち、チャネルが強いCSI−RS資源を選択し、選択されたCSI−RS資源を基準にCSIを計算し、基地局に報告するようになる。このとき、選択されたCSI−RS資源をCSI−RS資源指示子(CRI:CSI−RS resource indicator)値によって追加に基地局に報告する。例えば、1番目のCSI−RSのチャネルが最も強い場合、UEは、CRI=0に設定して基地局に報告することができる。
前記特徴を効果的に表すために、クラスBでCSI processに対して次のような変数を定義できる。Kは、CSI process内に存在するCSI−RS資源の数を意味する。N_kは、k番目のCSI−RS資源のCSI−RS port数を意味する。前記例においてK=8であり、N_kは、k値に関係なく、4に設定された場合を表す。
現在、3GPP Rel−13においてCRIは、特定CSI−RS資源を指示するが、今後、CRIは、特定CSI−RS資源に特定port組み合わせを表すこととさらに具体化することもできる。
例えば、CRIは、CSI process内の8個CSI−RSのうち、1つを選択し、追加的に選択されたCSI−RS資源内でport 15、16番の組み合わせを選択することと具体化されることができる。このように、各CSI−RSにおいてport 15、16の組み合わせまたはport 17、18の組み合わせのうち、1つを選択できるようになると、CRIは、16個のうち、1つの値を表す。1番目のCSI−RS資源のport 15、16の組み合わせがCRI=0、1番目のCSI−RS資源のport 17、18の組み合わせがCRI=1、2番目のCSI−RS資源のport 15、16の組み合わせがCRI=2、2番目のCSI−RS資源のport 17、18の組み合わせがCRI=3の順序にマッピングされて、最後の8番目のCSI−RS資源のport 17、18の組み合わせがCRI=15に最終マッピングされることができる。
3GPP Rel−13コードブックは、Rel−10、Rel−12コードブックの二重(dual)構造にしたがう。すなわち、W_1(W1)(長期(long−term)、広帯域(wideband)、ビームグループ選択)、W_2(W2)(短期(short−term)、サブバンド(subband)、ビーム選択+位相一致(co−phasing))の特性を有し、2個の積(すなわち、W_1及びW_2の積)で最終コードブックが形成される。
ただし、Rel−10、Rel−12コードブックとの差異点は、考慮するアンテナポートレイアウト(antenna port layout)が2次元(2D:2 Dimensional)を含むので、コードブックを構成する各ビームが垂直(vertical)ビーム及び水平(horizontal)ビームのクロネッカー積(kronecker product)形態で表れるようになる。3GPP Rel−13ランク(Rank)1−2コードブックを数式に表すと、下記の数式9のとおりである。
数式9においてW^(1)は、ランク1コードブックの最終形態を表し、W^(2)は、ランク2コードブックの最終形態を表す。
ここで、N_1及びN_2は、各々第1次元(1st dimension)及び第2次元(2nd dimension)内の各偏波(polarization)別antenna portの数である。o_1及びo_2は、各々第1次元(1st dimension)及び第2次元(2nd dimension)内のオーバーサンプリング因子(oversampling factor)である。
そして、m_1、m_2は、各々水平(horizontal)と垂直(vertical)(または、第1(1st)及び第2(2nd)ドメイン(domain))で離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)ベクトルの選択方法を表す。m_1(ランク2である場合、m_1及びm´_1)とm_2(ランク2である場合、m_2及びm´_2)を介して特定W1(すなわち、第1のPMI)2Dビームグループ(すなわち、コードブック構成(Codebook Config)1〜4)を構成できる。そして、下付きnは、位相一致(co−phasing)を表す。
すなわち、3GPP Rel−13コードブックは、クロネッカー積の演算を用いてRel−10の8Tx(8port送信)コードブックを2次元に拡張したこととみなすことができる。
また、3GPP Rel−13コードブックは、密接な間隔のビーム(等)(closely spaced beams)を形成できる。
また、3GPP Rel−13コードブックは、続く一定モジュラスコードブック(constant modulus codebook)とみなすことができる。すなわち、ベクトル(すなわち、v及びu)を構成する要素等のサイズ(amplitude)は、全て1であり、角度だけ循環的に変わることを意味する。
また、3GPP Rel−13コードブックは、N_1、N_2、o_1、o_2パラメータを用いて拡張可能な(scalable)コードブックに該当する。
また、3GPP Rel−13コードブックは、4つの構成(Config)に分類されることができる。
図18は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいてコードブックの構成を例示する図である。
図18では、各コードブック構成(Config)別ビームグループパターンを例示する。
構成1(Config 1)コードブックの場合、1つのビームで構成されるビームグループパターン(すなわち、(x、y)、ここで、xは、第1次元(例えば、水平次元)インデックス、yは、第2次元(例えば、垂直次元)インデックス)を表す。すなわち、W_1により1つのビームが選択されることにより、W_2内にビーム選択(beamselection)が存在しない。
構成2(Config 2)コードブックの場合、4個のビームが正方形の形態で構成されるビームグループパターン(すなわち、(x、y)、(x、y+1)、(x+1、y)、(x+1、y+1)、ここで、xは、第1次元(例えば、水平次元)インデックス、yは、第2次元(例えば、垂直次元)インデックス)を表す。これは、第1次元及び第2次元の両方で中間角度範囲(medium angle spread)に適用されることができる。
構成3(Config 3)コードブックの場合、4個のビームがジグザグ形態で構成されるビームグループパターン(すなわち、(x、y)、(x+1、y+1)、(x+2、y)、(x+3、y+1)、ここで、xは、第1次元(例えば、水平次元)インデックス、yは、第2次元(例えば、垂直次元)インデックス)を表す。これは、第1次元及び第2次元の各々で大きい角度範囲(large angle spread)及び中間角度範囲(medium angle spread)に適用されることができる。
構成4(Config 4)コードブックの場合、4個のビームが長方形(一字形)形態で構成されるビームグループパターン(すなわち、(x、y)、(x+1、y)、(x+2、y)、(x+3、y)、ここで、xは、第1次元(例えば、水平次元)インデックス、yは、第2次元(例えば、垂直次元)インデックス)を表す。これは、第1次元及び第2次元の各々で大きい角度範囲(large angle spread)及び小さい角度範囲(small angle spread)に適用されることができる。
ここで、3GPP Rel−13コードブックに対する4つのコードブック構成間に性能差は微弱である(5%内)。
また、3GPP Rel−13コードブックは、ランク間にネスティッド属性(Nested property)は満たされない。すなわち、ランク1とランク2とが相違したビームパターンを有する。
また、3GPP Rel−13コードブックで1次元のために適用可能なコードブックは、構成1(Config 1)及び構成4(Config 4)である。
線形結合(LC:Linear combination)コードブックのためのCSIフィードバック方法
FD−MIMOが導入されながら、基地局は、N(N>>1、例えば、8、12、16、20、24、28、32)アンテナポート(または、特定のポート対要素(port−to−element)仮想化(virtualization)によって「要素(element)」が該当することもでき、以下、説明の都合上、「ポート(port)」と総称して説明する)を有して3Dビームフォーミングなどを行うことにより、システムの収率(スループット、throughput)を高めることができる。既存の3GPP LTE、LTE−Aでは、単一ユーザMIMO(SU−MIMO:Single User−MIMO)の目的でDFT行列を基盤とするコードブックを使用した。
ただし、MU−MIMOのためには、より正確に精密なビーム(beam)を形成することが重要であるが、アンテナポートの数、オーバーサンプリング因子(oversampling factor)だけでコードブックを構成するならば、分解能(resolution)が足りないという短所がある。また、DFT行列の場合、サイズが全て1であるから、チャネル情報を正確に反映し難いという短所がある。
これにより、マルチユーザMIMO(MU−MIMO:Multi User−MIMO)向上(enhancement)を目的としてUEによるさらに正確なCSIフィードバックのために、線形結合(LC:linear combination)コードブックが議論されている。
以下、線形結合(LC)コードブックについて説明する。
LCコードブックの場合、二重コードブック(dual codebook)構造で、W1(または、W1)(すなわち、第1のPMI)で広帯域(wideband)/長期(longterm)性格のビームグループを設定し、W2(または、W2)(すなわち、第2のPMI)のサブバンド(subband)/短期(shortterm)報告の際、W1を構成しているビームを線形結合(linear combination)してビームの単位/粒度(granularity)を拡張するコードブックを意味する。
ここで、W1は、Class Aコードブックに代表される二重段階(dual−stage)コードブックのW1であるか、あるいはLinear combinationのために新しく設計されたW1あるいは単一段階(single stage)のレガシー(legacy)コードブック(例えば、3GPP Rel−8 4Tx)をW1に適用して使用することができる。
LCコードブックを数式で表すと、数式10のとおりである。
数式10において、c
i、k(0≦c_i、k≦1)は、振幅係数(amplitude coefficient)であり、Nは、W
1内のビームの個数であり、θ
iは、位相係数(phase coefficient)であり、v
m1、u
m2は、W
1内に属するDFTベクトルである。
は、クロネッカー積(Kronecker product)を意味する。
数式10を説明すれば、与えられたW1に対して、W2で端末が報告しなければならない成分は、次を含むことができる。
i)W1のN個のビームのうち、LC動作に使用される最適の(best)L個のビームの選択に関与するインデックス、ii)LCの係数(例えば、phase、amplitudeまたはphase+amplitude)と関連したインデックス、iii)クロス偏波(cross polarization)(X−pol)アンテナの位相一致(co−phase)成分と関連したインデックスなどを含むことができる。
以下、本発明の説明において、説明の便宜のために、2Dアンテナアレイ(array)で第1次元(dimension)/ドメイン(domain)は、主に水平次元/ドメインと称し、第2次元/ドメインは、主に垂直次元/ドメインを称することと説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。
また、以下、本発明の説明において、特別な説明がない限り、各数式で使用される同じ変数は、同じ記号で表示されることができ、同様に、解釈されることができる。
また、以下、本発明の説明において、ビーム(beam)は、当該ビーム(beam)を生成するためのプリコーディング行列(または、プリコーディングベクトルまたはコードワード)と解釈されることができ、ビームグループは、プリコーディング行列のセット(または、プリコーディングベクトルのセット)と同じ意味と解釈されることができる。
また、以下、本発明の説明において、3GPP TS 36.213 v13.6.0文書が本明細書に参照として併合(incorporated by reference)される。
A.PUCCHフォーマット2あるいはPUCCHフォーマット3を使用したCSIフィードバック方法
以下、本発明では、上述した成分を現在規格で定義されたPUCCHフォーマット2あるいはPUCCHフォーマット3を使用してフィードバックする方法を提案する。
表25は、LCコードブックのコードワード(codeword)の数を例示する表である。
表25の例では、W1のビームグループが4個のビームで構成されている場合、そして、Phase Coefficientは、{1、j、−1、−j}、Amplitude Coefficientは、{0.25、0.5、0.75、1}と仮定した。すなわち、ランク1でビームの個数(L)が2であるとき、ビームは、ビームグループに属した4個のビームのうち、2個を選択するので、6つ(4C2)の場合の数を有することができる。また、Phase Coefficient及びAmplitude Coefficientは、各ビーム別に4つの場合を有することができるので、合計4^2の場合の数を有することができる。
これを一般化すれば、N(W1内のビームの数)、P(phase coefficientの数)、A(amplitude coefficientの数)を用いて、各々LCコードブックのNCLでビーム選択(beam selection)、P^Lでphase coefficientのサイズ、A^Lでamplitude coefficientのサイズを表すことができる。
また、LCが行われる場合、先の数式10で
を下記の数式11のように変形して適用することにより、ペイロードサイズを減らすことができる。
数式11のように変更すれば、基準となるb1のビームを基準にLCが行われる。すなわち、数式10によれば、W1ビームグループに属したいかなるビームもLCのために選択されることができるが、数式11によれば、W1ビームグループに属した特定の1つのビームは、決められた状況で残りのビームのうち、LCのためのビームが選択され得る。
したがって、全体LCコードブックサイズを適用したもの(すなわち、先の数式10のケース)と比較して大きい性能損失無しでもLCを適用できる。
先の数式10あるいは数式11(すなわち、数式10に数式11が適用される方式)が使用されてLCコードブックが構成されるか否かは、上位層シグナリング(例えば、RRCシグナリング)によりUEに設定されることができ、基地局とUEが事前に約束できる。
以下、PUCCHフォーマット2/2a/2b上でのCSIフィードバック方法について説明する。
レガシーシステムで周期的なCSI(P−CSI:Periodic−CSI)モード(mode)1−1(先の表7参照)のサブモード(submode)1の場合は、次のように、CSIフィードバックが支援される。
1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1(1st)インスタンス:RI
・第2(2nd)インスタンス:W1
・第3(3rd)インスタンス:CQI+W2
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
P−CSIモード1−1サブモード1において、RRCによって与えられたConfigの3GPP Rel.13クラスAコードブック(すなわち、3GPP TS 36.213 v13.6.0の表7.2.4−10、7.2.4−11、7.2.4−12、7.2.4−13、7.2.4−14、7.2.4−15、7.2.4−16、or 7.2.4−17)が仮定される。
コードブックサブサンプリング(subsampling)は必要としない。
W1フィードバック周期(feedback periodicity)は、H’*Npdである。
ここで、Npd周期(サブフレーム内)は、与えられたパラメータ「cqi−pmi−ConfigIndex」(ICQI/PMI)によって3GPP TS 36.213 v13.6.0の表7.2.2−1Aの値に基づいて決定され、H´は、上位層でシグナリングされる整数値である。
3GPP Rel−13のクラスAコードブックの場合、W1の最大のビット長(bitwidth)は、Config 1を使用するとき、Rank 1−2の場合、9ビットである。3GPP Rel−14で支援される最大32アンテナポート構成では、最大オーバーサンプリング因子(oversampling factor)が(8、4)であるから、最大9ビットのビット長(bitwidth)を有することができる。
本発明によれば、LCコードブックの場合、P−CSI mode 1−1のsubmode 1であるLCコードブックは、次のとおりでありうる。
まず、以下、本発明の説明の便宜のために、下記のように、i2を定義することができる。
・i21:ビーム選択(N個ビームのうち、L個のビーム)
・i22:LC coefficientのためのインデックス
・i23:Co−phaseのためのインデックス
すなわち、本発明の実施形態に係るプリコーディング行列を生成するために、LCに用いられるビーム(すなわち、コードワード)を指示するための選択情報(すなわち、i21)、LCの際、各ビーム(すなわち、コードワード)に適用されるLC係数を指示するための情報(例えば、パワー係数、位相係数を指示するための情報)(すなわち、i22)、クロス偏波(cross polarization)アンテナレイアウトにおいて各偏波(すなわち、ドメイン)で送信されるビームの位相一致(co−phase)のための位相一致を指示するための情報(すなわち、i23)が区分され得る。ここで、LC係数の一例として説明した位相係数と位相一致(co−phase)は、1つの位相係数として指示されることもできる。
後述するように、i21、i22、i23は、各々独立的なCSI報告時点/インスタンス(instance)で送信されることができる。以下、これについてより具体的に説明する。
本発明において提案するP−CSI mode 1−1のsubmode 1は、次のように考慮されることができる。
提案A.1)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1+W2(i21)
・第3のインスタンス:CQI+W2(i22+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1とW2(i21)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i22+i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
本発明において提案する方法を使用する場合、ペイロードサイズが11ビットであることに鑑みるとき、次のようなLCコードブックの制限(restriction)が伴われることが好ましい。
UEは、LCコードブックが設定されるとき、Class AコードブックConfig 1が設定されることを期待しないことができる。また、LCに適用されるL=2に設定され、第3のインスタンスのW2のフィードバックビットサイズを4ビット(Rank 2でCQI=7ビットであるから)に合わせるために、PhaseあるいはAmplitudeのうち、いずれか1つだけをフィードバックすることを考慮して、先の数式11(すなわち、数式10に数式11を適用)を適用するように制限されることができる。
または、PUCCHフォーマット2のペイロードサイズをより効率的に使用するために、rank別(Rank 1または2)に互いに異なる単位/粒度(granularity)のLCコードブックを使用することもできる。
すなわち、Rank 1の場合、CQIのペイロードサイズは、4ビットであるから、UEが7ビットに相応するPMI(i22+i23)を報告するように設定されることができる。例えば、Rank 1に対してはi22を、PhaseとAmplitudeの両方を考慮するのに比べて、Rank 2に対してはi22を、Phase(あるいは、phaseとサブサンプリングされた(subsample)amplitude)のみ考慮するLCコードブックを考慮できる。これは、同様に、Rank 1とRank 2は、同じbeam granularityのLCコードブックを使用するが、Rank 2報告の際、Rank 1 i22内で特定係数に相応するコードブックi22インデックスのみをサブサンプリングすることと理解されることもできる。
または、Rank 1では、先の数式10と、PhaseあるいはAmplitudeのうち、いずれか1つだけのフィードバックを考慮したi22を使用し、Rank 2では、先の数式11と、PhaseあるいはAmplitudeのうち、いずれか1つだけのフィードバックを考慮したi22を使用することもできる。
さらに他の例として、第2のインスタンスでW1とジョイントエンコード(joint encoding)されるW2の成分は、i23になり、第2のインスタンスでCQIとジョイントエンコードされるW2は、i21とi22で構成されることができ、これは、下記の提案A.1−1)のとおりである。
提案A.1−1)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1+W2(i23)
・第3のインスタンス:CQI+W2(i21+i22)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1とW2(i23)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i21+i22)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
前述した実施形態では、amplitude成分とphase成分とがi22成分にジョイントエンコード(joint encoding)されて送信されたが、これと異なり、さらに他の一例として、i22の成分をamplitudeとphase成分に分けて互いに異なるinstanceで送信されることもできる。
以下、説明の便宜のために、amplitude coefficientは、i221、phase coefficientは、i222と仮定する。変形された提案は、下記の提案A.1−2)、提案A.1−3)のとおりである。
X−polアンテナ構造のための現在LTEコードブックは、co−phase情報(すなわち、phase成分の変化)を報告する。これは、水平スラント(H−slant:Horizontal slant)と垂直スラント(V−slant:Vertical slant)アンテナからのチャネル差は、phase成分の差が優勢(dominant)であるということを意味する。したがって、LCコードブックでもこれを反映して、amplitudeをphaseより相対的に長い周期で報告することができる。このようなフィードバック方式を介してフィードバックオーバーヘッドを低減する効果を得ることができる。
提案A.1−2)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1+W2(i221+i21)
・第3のインスタンス:CQI+W2(i222+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1とW2(i221+i21)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i222+i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
提案A.1−3)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1+W2(i221)
・第3のインスタンス:CQI+W2(i21+i222+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1とW2(i221)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i21+i222+i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
本発明において提案するP−CSI mode 1−1のsubmode 1は、次のように考慮されることができる。
提案A.2)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で4個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:W2(i21+i22)
・第4のインスタンス:CQI+W2(i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでW2(i21+i22)を基地局に報告し、第4のインスタンスでCQIとW2(i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
提案A.2)の場合、前述した提案A.1)のように、コードブックConfigに対する制限がないことができる。また、Config 1のようなW1のフィードバックビットを有する新しいコードブックも含むことができる(すなわち、UEは、W1ビームグループの間隔(spacing)を意味するs1=s2=1に設定/適用されることができる)。また、第3のインスタンスの場合、PhaseとAmplitude(あるいは、phaseだけで)を考慮してLCを構成することもできる。
さらに他の一例として、i22の成分をamplitudeとphase成分に分けて互いに異なるinstanceで送信されることができる。
以下、説明の便宜のために、amplitude coefficientは、i221、phase coefficientは、i222と仮定する。
提案A.2−1)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で4個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1+W2(i221)
・第3のインスタンス:W2(i21+i222)
・第4のインスタンス:CQI+W2(i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1とW2(i221)を基地局に報告し、第3のインスタンスでW2(i21+i222)を基地局に報告し、第4のインスタンスでCQIとW2(i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
次に、P−CSI mode 2−1(先の表7参照)を説明する。
レガシーシステムにおいてP−CSI mode 2−1の場合は、次のように、CSIフィードバックが支援される。
提案A.3)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI+PTI=0
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:CQI+WB W2
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとWB(Wideband)W2を基地局に報告することができる。
・第1のインスタンス:RI+PTI=1
・第2のインスタンス:WB CQI+W2
・第3のインスタンス:SB CQI+W2+L´
または、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=1である場合、UEは、第2のインスタンスでWB CQIとW2を基地局に報告し、第3のインスタンスでSB(Subband) CQIとW2とL´を基地局に報告することができる。
ここで、L´は、前述した選択されたビームの数でなく、BP(bandwidth part)のSB選択インデックスを表す。
PTI=0である場合、前述した提案A.1)と提案A.2)の方式をそのまま再使用することができる。相違は、第1のインスタンスにRIとPTIがフィードバックされることである。
提案A.3−1)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で4個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
このとき、PTI=1である場合は、下記のようなモードを考慮できる。
1st instance:RI+PTI
2nd instance:W2(i21+i22)
3rd instance:WB CQI+W2(i23)
4th instance:SB CQI+W2(i23)+L´
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=1である場合、UEは、第2のインスタンスでW2(i21+i22)を基地局に報告し、第3のインスタンスでWB CQIとW2(i23)を基地局に報告し、第4のインスタンスでSB CQIとW2(i23)とL´を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
第2のインスタンスの場合、PhaseとAmplitude(あるいは、phaseだけ)を考慮してLCを構成できる。前記提案方法は、LC係数が広帯域(Wideband)/サブバンド(Subband)別に区分される場合、例えば、Widebandでは、パワー振幅(Power amplitude)、Subbandでは、位相係数(Phase coefficient)を考慮する場合にも拡張適用可能であることは自明である。
あるいは、LCコードブックに設定/適用された端末は、PTI=1を伴うPUCCH基盤P−CSI報告である場合、CSIを基地局に報告しないこともできる。
さらに他の一例として、i22の成分をamplitudeとphase成分に分けて互いに異なるinstanceで送信されることもできる。
以下、説明の便宜のために、amplitude coefficientは、i221、phase coefficientは、i222と仮定する。
提案A.3−2)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI+PTI=0
・第2のインスタンス:W1+W2(i21+i221)
・第3のインスタンス:CQI+W2(i222+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW1とW2(i21+i221)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i222+i23)を基地局に報告することができる。
・第1のインスタンス:RI+PTI=1
・第2のインスタンス:WB CQI+W2(i21+i221)
・第3のインスタンス:SB CQI+W2(i222+i23)+L´
または、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=1である場合、UEは、第2のインスタンスでWB CQIとW2(i21+i221)を基地局に報告し、第3のインスタンスでSB CQIとW2(i222+i23)とL´を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
あるいは、PTIの用途を振幅係数(amplitude coefficient)と位相係数(phase coefficient)を指示する用途にも使用されることができる。すなわち、PTI=0に設定/適用される場合、W2は、amplitude coefficient及び/又はビーム選択成分を含むこととi21の用途を制限し、PTI=1に設定/適用される場合、W2は、phase coefficientと位相一致(co−phase)成分を含むことができる。
提案A.3−3)1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI+PTI=0
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:CQI+WB W2(i21+i221)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとWB W2(i21+i221)を基地局に報告することができる。
・第1のインスタンス:RI+PTI=1
・第2のインスタンス:WB CQI+W2(i222+i23)
・第3のインスタンス:SB CQI+W2(i222+i23)+L´
または、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=1である場合、UEは、第2のインスタンスでWB CQIとW2(i222+i23)を基地局に報告し、第3のインスタンスでSB CQIとW2(i222+i23)とL´を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
以下、PUCCHフォーマット3上でのCSIフィードバック方法について説明する。
前述したLCコードブックの場合、LCの係数のサイズなどのため、そのフィードバックサイズが極めて大きくなることができる。したがって、このために、最大22ビットの容量を有したPUCCHフォーマット3が用いられ得る。
以下、LCコードブックを用いた大容量のCSIがPUCCHフォーマット3を介して周期的に報告される方法について説明する。
提案A.4)P−CSI mode 1−1 submode 1の場合、1つの全体報告は、PUCCHフォーマット3上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:CQI+W2(i21+i22+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i21+i22+i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
また、第2のインスタンスで報告されるコードブックConfigに対する制限がないことができる。また、Config 1のようなW1のフィードバックビットを有する新しいコードブックも含むことができる(すなわち、UEは、W1ビームグループの間隔(spacing)を意味するs1=s2=1に設定/適用されることができる)。
また、第3のインスタンスのW2は、前述したi21+i22+i23の情報を全て含むことができ、phaseとamplitudeを全て考慮するようになると、最大W2のインデックスは、18ビットとなる。この場合、CQIが7ビットでありうるので、22ビットのペイロードサイズを超過するようになる。これを防止するために、i22を計算するとき、数式11(すなわち、数式10に数式11を適用)することと事前に基地局とUEとの間に約束したり、またはphaseのみ(または、amplitudeのみ)を考慮するLCコードブックが用いられ得る。
また、UEが与えられたペイロードサイズに適応的に(adaptive)フィードバックするように行うために、LCに適用される係数のサイズを指示するインデックスが追加されることにより(例えば、i24)、さらに柔軟なフィードバック動作が行われることもできる。例えば、1ビットi24を考慮してamplitude coefficientを調節できる。すなわち、i24=0であれば、{0.25、0.5、0.75、1}のamplitude LC coefficientが使用され、i24=1である場合、{0.5、1}のamplitude LC coefficientが使用され得る。これと類似して、phaseも同様に適用されることができる。例えば、i24=0であれば、QPSK、i24=1である場合、8PSK(8 Phase Shift Keying)の位相加重値(phase weighting)が考慮され得る。LC coefficientに関するインデックスは、phaseとamplitudeに関して独立的に適用されるか、あるいは統合的に適用されることができる。この新しいインデックスの場合、LCコードブックのサブサンプリング(subsampling)の用途に使用されることにより、CSI報告のペイロードサイズが柔軟に調節され得るし、PUCCHフォーマット3をさらに効率的に使用できるようにするという長所がある。
また、上述した新しいindexを導入して、柔軟にCSIをフィードバックする方法の他に、提案A.1)と類似して、i22がrank別にサブサンプリング(subsampling)されるように基地局とUEとの間に事前に約束することもできる。例えば、Rank 1に対してはi22を、PhaseとAmplitudeの両方を考慮するのに比べて、Rank 2に対してはi22を、Phase(あるいは、phaseとサブサンプリングされた(subsample)amplitude)のみを考慮するLCコードブックが用いられることもできる。
i22の成分をamplitudeとphase成分に分けて互いに異なるinstanceで送信する方式を考慮すれば、提案A.4)は、次のように変形されることができる。
提案A.4−1)P−CSI mode 1−1 submode 1の場合、1つの全体報告は、PUCCHフォーマット3上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1+W2(i21+i221)
・第3のインスタンス:CQI+W2(i222+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1とW2(i21+i221)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i222+i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
提案A.5)P−CSI mode 1−1 submode 2の場合、1つの全体報告は、PUCCHフォーマット3上で2個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:CQI+W1+W2(i21+i22+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでCQIとW1とW2(i21+i22+i23)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第1のインスタンスの周期は、第2のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
上述した提案A.5)の場合、第2のインスタンスにW1とW2が全て報告されるので、最大22ビットのペイロードサイズに合わせるために、UEは、コードブックConfig 1あるいはConfig 1と同じサイズのコードブックが設定されることを期待しないことができる。また、この場合、PhaseあるいはAmplitudeのうち、いずれか1つだけのフィードバック基盤のLCコードブックが用いられ得る。
提案A.6)P−CSI mode 2−1の場合、1つの全体報告は、PUCCHフォーマット3上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI+PTI=0
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:CQI+W2(i21+i22+i23)
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2(i21+i22+i23)を基地局に報告することができる。
・第1のインスタンス:RI+PTI=1
・第2のインスタンス:WB CQI+W2(i21+i22+i23)
・第3のインスタンス:SB CQI+W2(i21+i22+i23)+L´
または、UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。このとき、PTI=1である場合、UEは、第2のインスタンスでWB CQIとW2(i21+i22+i23)を基地局に報告し、第3のインスタンスでSB CQIと+W2(i21+i22+i23)とL´を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
PTI=0である場合、前記提案A.4)の方式と類似して動作できることは自明である。すなわち、相違は、第1のインスタンスにRIとPTIがフィードバックされる点の他に、先の提案A.4)で説明した方式が同様に適用されることができる。例えば、i22を計算するとき、数式11(すなわち、数式10に数式11を適用)することと事前に基地局とUEとの間に約束したり、またはphaseのみ(または、amplitudeのみ)を考慮するLCコードブックが用いられ得る。また、LCに適用される係数のサイズを指示するインデックスが追加されることにより(例えば、i24)、さらに柔軟なフィードバック動作が行われることもできる。
また、PTI=1である場合にもW2に対しては、先の提案A.4)で説明した方式が同様に適用されることができる。例えば、i22を計算するとき、数式11(すなわち、数式10に数式11を適用)することと事前に基地局とUEとの間に約束したり、またはphaseのみ(または、amplitudeのみ)を考慮するLCコードブックが用いられ得る。
さらに他の一例として、PTI=1である場合、次のような動作が行われ得る。
・第1のインスタンス:RI+PTI=1
・第2のインスタンス:WB CQI+W2(i2´)
・第3のインスタンス:SB CQI+W2(i21+i22+i23)+L´
ここで、i2´は、LCコードブックの基盤となるClass Aコードブックのi2インデックス(ビーム選択子(beam selector)と位相一致(co−phase)のみで構成された4ビットインデックス)を表す。上記例は、WBとSBとが互いに異なる単位/粒度(granularity)のコードブックを有することをその特徴とする。
UEは、上記のように設定/適用されることにより、WB報告の際、複雑度を減少させるという長所がある。また、PUCCHフォーマット2で提案された提案A.3−1)、提案A.3−2)、提案A.3−3)の方法もPUCCHフォーマット3にそのまま適用されることができる。例えば、提案A.3−1)の説明のように、PhaseとAmplitude(あるいは、phaseのみ)を考慮してLCを構成できる。さらに他の例として、提案A.3−2)の説明のように、i22の成分をamplitudeとphase成分に分けて互いに異なるinstanceで送信されることもできる。さらに他の例として、提案A.3−3)の説明のように、PTIの用途を振幅係数(amplitude coefficient)と位相係数(phase coefficient)を指示する用途にも使用することができる。
前述したように、PUCCHフォーマット3の場合、PUCCHフォーマット2に比べてより大きいコンテナ(container)サイズを有しているので、LCコードブックに設定/適用された端末の場合、PUCCHフォーマット3にのみ使用されるように設定/適用されることができる。
PUCCHフォーマット3は、UEがDLデータに対するACK/NACKフィードバック用途に使用される。ACK/NAKのペイロードサイズは、キャリアアグリゲーション(CA)されるコンポーネントキャリア(CC)の個数及びコードワード(codeword)の個数などによって決定される。
ここで、LCコードブックのCSIとACK/NAK情報との衝突を防止するために、基地局は、UEにACK/NAK送信用PUCCHフォーマット3とCSI送信用PUCCHフォーマット3とを区別して設定することができる。そして、UEは、ACK/NAK情報とCSI送信時点が衝突しても2つのPUCCHフォーマット3を用いて当該情報を同時送信することができる。仮に、PUCCHフォーマット3の全体22ビット容量でACK/NAKペイロード(SR情報が存在する場合、SR情報のペイロードサイズ1ビットで合わせて計算される)を除いたPUCCHフォーマット3の余裕容量がCSIペイロードサイズ以上である場合、ACK/NAKとCSIは、PUCCHフォーマット3を介して同時に送信されることができ、そうでない場合、CSIは送信されず(すなわち、CSIは、ドロップ(drop)され)、ACK/NAKのみが送信され得る。
B.W1コードブックのサブサンプリング(subsampling)方法
上述したように、LTE Rel−14でLCコードブックが新しく定義されることにより、PUCCHフォーマット2/3を用いてPMIをフィードバックするとき、PMIペイロードが最大送信容量を超過するという問題が生じる。
これを解決するために、本発明では、LCコードブックを構成するW1コードブックの様々なサブサンプリング(subsampling)技法について提案する。
W1(第1のPMI)の場合、直交基盤(orthogonal basis)であり、非等価(non−equal)利得結合(combining)(2ビット利用)は広帯域であり、2個のビーム選択は広帯域である。
まず、最大8個の均等な間隔の(uniformly spaced)直交ビーム(orthogonal beam)のグループを選択する。次に、グループ内で2個のビームを選択する。
W2(第2のPMI)の場合、ビームは、QPSKを用いてW2内に結合(combined)され、レイヤ別に独立的にエンコードされる。
LCコードブックを数式で表すと、下記の数式12のとおりである。
数式12においてL(=2)は、ビームの個数である。bk1、k2は、オーバーサンプリングされた(oversampled)グリッド2次元(2D:2 dimension)DFTビームである(ここで、k1=0、1、...、N1O1−1、k2=0、1、...、N2O2−1)。ここで、N1及びN2は、各々第1次元及び第2次元のアンテナポートの数である。O1及びO2は、各々第1次元及び第2次元のオーバーサンプリング因子(oversampling factor)である。piは、(0≦pi≦1)ビームiに対するビームパワー調整/スケーリング(scaling)因子である。Cr、l、iは、ビームiに対する偏波r及びレイヤl上のビーム結合係数(beam combining coefficient)である。
i)W1ビーム選択(beam selection)
・O1=O2=4(仮に、N2=1であれば、O2=1)
・2N1N2∈{4、8、12、16、20、24、28、32}
・リーディング(leading)(より強い)ビームインデックス:k1^(0)=0、1、...、N1O1−1;k2^(0)=0、1、...、N2O2−1
・次順位(second)(より弱い)ビームインデックス:k1^(1)=k1^(0)+O1d1;k2^(1)=k2^(0)+O2d2;d1∈{0、...、min(N1、L1)−1}、d2∈{0、...、min(N2、L2)−1};(d1、d2)≠(0、0);ここで、L1、L2は、次のように定義される。
仮に、N1≧N2であり、N2≠1であれば、L1=4、L2=2;仮に、N1<N2であり、N1≠1であれば、L2=4、L1=2;仮に、N2=1であれば、L1=8、L2=1
ii)W1ビームパワー(beam power)
・次順位ビーム(second beam)パワーは、2ビットで量子化される。
iii)W2
・常にc0、0、0=c0、1、0=1
iv)コードブックペイロード
N1=N2=4である場合、W1オーバーヘッドは、次のとおりであり、1つのサブバンドについてまとめると、下記の表26のとおりである。
・リーディングビーム(leading beam)を指示するためのオーバーヘッド:
=
=8ビット
・次順位ビーム(second beam)を指示するためのオーバーヘッド:
=3ビット
・より弱いビーム(weaker beam)の相対的なパワー(relative power):2ビット
表26は、N1=N2=4である場合、1つのサブバンド(subband)に対して、各ランク別にW1及びW2オーバーヘッドを例示する表である。
表26に示すように、W1は、上述したように、rankと関係なく、13ビットが必要であり、W2は、rankによって6ビット(すなわち、c0、0、0=1であるから、ビットが必要なく、c1、0、0、c0、0、1、c1、0、1に対して各々2ビットずつ)または12ビット(すなわち、c0、0、0=c0、1、0=1であるから、ビットが必要なく、c1、0、0、c0、0、1、c1、0、1、c1、1、0、c0、1、1、c1、1、1に対して各々2ビットずつ)が必要である。これは、W1の場合、レイヤに関係なく、パワー係数(power coefficient)が共通して適用されるためであり、W2の場合、各レイヤ別に位相一致(co−phase)が独立的に適用されるためである。特に、W2の場合、先の実施形態A.での説明のように、i22のphase成分とi23のco−phase成分が合わせられて、1つのco−phase成分で表現されることができる。
現在、LTE PMIフィードバックのために、周期的PUCCHフィードバックが用いられており、このとき、PUCCHフォーマット2(PF2)を用いてCSIがUEによりエンコード(encoding)され、基地局によりデコード(decoding)される。
PF2は、一般(normal)CPでは、最大11ビットのペイロードを送信でき、拡張(extended)CPでは、最大13ビットまで増える。現在の規格によれば、PMIまたはPMIとその他のCSIがPF2を介して同時に送信されれば、コードブックサイズが大きくて、11ビットを超過する場合が発生されるという問題がある。これを解決するために、コードブックサブサンプリング(codebook subsampling)を適用して11ビット容量を超過しないようになっている。
本発明では、このようなW1 codebook subsampling技法について提案する。
Rel−14で支援されるLCコードブックの場合、Rank 2まで支援されることができ、Rank 1と2が同じW1のビームグループを使用する。
LCコードブックにおいてW1を構成する要素は、リーディングビームインデックス(leading beam index)、ビーム選択(beam selection)、パワー結合係数(power combining coefficient)を含むことができる。
Class Aコードブックは、周期的なCSI(P−SCI:Periodic CSI)mode 1−1のsubmode 1の場合、次のようにフィードバックが支援される。
1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1(1st)のインスタンス(instance):RI
・第2(2nd)のインスタンス(instance):W1
・第3(3rd)のインスタンス(instance):CQI+W2
すなわち、UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
また、Class Aコードブックが支援されるP−CSI mode 2−1のPTI=0である場合、P−CSI mode 1−1とほとんど類似してW1が第2のインスタンスで単独に報告される。
したがって、本発明では、LCコードブックを構成するW1がP−CSI mode 1−1のsubmode 1あるいはP−CSI mode 2−1のPTI=1を介して報告される方法を提案し、特に、PUCCHフォーマット2のNormal CPの11ビットペイロードに合うW1サブサンプリング(subsampling)技法を提案する。
提案1)リーディングビームインデックスサブサンプリング(Leading beam index subsampling)
Rel−14において提案されたLCコードブックのW1の場合、leading beam indexに相応するペイロードサイズは、
に該当する。例えば、2D 32ポートレイアウト(layout)で最大値である8ビットの値を有する。
これを6ビットに減らすための一例として、下記の表27のようなsubsampling方法を提案する。
表27は、Xポート(すなわち、交差偏波(cross polarization))アンテナの場合、サブサンプリングを例示する方法である。
表27において表れるように、LCコードブックを支援するXポート(X>=12)の場合、2Dレイアウトを有した場合に、サブサンプリングが必要である。
したがって、本提案は、UEがLCコードブックを支援するポート数であるX値によって互いに相違した、オーバーサンプリング(oversampling)値を設定/適用して、サブサンプリング(subsampling)を行うことをその特徴とする。
また、subsamplingの目的でどの値のO1、O2の組み合わせ(combination)を使用するか、上位層シグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC制御要素(CE:Control Element))によりUEに設定されることができる。
さらに他の実施形態として、N1、N2の値とO1、O2の値を束ねて(tie)、下記の表28のようなsubsampling方法を提案する。
表28は、
を有するLCコードブックのsubsamplingのための(O
1、O
2)の組み合わせ(combination)を例示する。
前述した提案1)の場合、各ポート数別にsubsamplingは、各々独立的に適用されることができる。
提案2)次順位ビーム選択サブサンプリング(Second beam selection subsampling)
LCコードブックにおいて、線形結合のためのsecond beam選択のために、UEは、leading beam(すなわち、下記の数式13の上付き(superscript)が(0)であるインデックスに相応するビーム)を基準にleading beamと直交したビームを最大7個のうち、1個を選択できる。したがって、beam selectionに必要なフィードバックビット数は、
であって、最大3ビットに該当する。
これを解決するために、提案2)では、second beam(下記の数式13の上付き(superscript)が(1)であるインデックスに相応するビーム)を選択する方法を提案する。すなわち、second beam selectionのペイロードをsubsampleして1ビットsecond beam selection技法を提案する。
図19は、本発明の一実施形態に係る次順位ビーム(second beam)選択のためのサブサンプリング(subsampling)方法を例示する図である。
図19では、N1=4、N2=2、O1=4、O2=4である場合を例示する。
図19(a)は、与えられたリーディングビーム(leading beam)に対して7個の直交したビームのうち、UEが最も選好する(preferred)次順位ビーム(second beam)を選択できる。
LCコードブックでは、このようなビームセットは、下記の数式13のように決められる。
したがって、本提案では、second beamを選択するための直交したビームセットのサイズを減らす方法を提案する。
12ポート、16ポートの場合、ビーム選択のペイロードサイズが2ビットでsubsampleされることができる。したがって、2Dアンテナアレイ(array)に設定/適用された12ポート、16ポートの場合、図19(b)〜図19(e)のように、様々なsubsampling方式を提案する。
提案2−1と2−2の場合、先の数式13のL1とL2の値を変更する方式を意味する。
このような方式を利用すれば、second beam選択は、
=2ビットに減らすことができる。
提案方式2−1の場合、図9(b)及び下記の表29において例示しており、提案方式2−2の場合、図9(c)及び下記の表30に例示する。
表29は、
及び
であるLCコードブックのsubsamplingのための(L
1、L
2)の組み合わせを例示する。
表30は、
及び
であるLCコードブックのsubsamplingのための(L
1、L
2)の組み合わせを例示する。
提案方式2−2の場合、チャネルを構成する成分が特定の一方のドメイン(例えば、第1のドメインまたは第2のドメイン)にさらに従属的(dependent)である場合、すなわち、拡散角度(angular spread)が一方のドメインがより大きい場合、直交した基底(orthogonal basis)をこの特定ドメインのみで構成する特徴がありうる。
しかし、12ポートの場合、最大直交した基底(orthogonal basis)の個数が3である点に鑑みると、12ポートの場合、second beam selectionが
=1ビットに該当し、その性能が劣化される恐れがある。また、提案2−1と2−2の場合、second beam selectionを3個のビームの中で選択するので、1つの状態(state)が浪費される恐れがある。
したがって、提案2−3と提案2−4は、これを解決するために、second beamを4個の直交したビームの中で選択するbeam selection方法を提案する。
提案方式2−3の場合、図9(d)及び下記の表31において例示している。
表31は、
及び
であるLCコードブックのsubsamplingのための(d
1、d
2)の組み合わせを例示する。
ただし、提案方式2−3の場合にも依然として12ポートの場合、second beamが3個のビームの中で選択される。これを防止するために、提案方式2−4の場合、図9(e)及び下記の表32において例示している。
表32は、
及び
であるLCコードブックのsubsamplingのための(d
1、d
2)の組み合わせを例示する。
先の表29、30、31、32でまとめられた直交したビーム選択の方式は、各ポート数によって独立的に適用されることもできる。
仮に、12ポートの場合、leading beam indexとsecond beam selectionとがジョイントエンコード(joint encoding)されるならば、subsamplingは必要ないことができる。
図20は、本発明の一実施形態に係る次順位ビーム(second beam)選択のためのサブサンプリング(subsampling)方法を例示する図である。
図20では、N1=3、N2=2、O1=4、O2=4である場合を例示する。
図20のように、second beam selectionが5個のビーム候補(beam candidates)から選択されることができるので、second beam selectionのためのビットサイズは、
=9ビットに該当する。
したがって、2ビットのpower combining coefficientを考慮しても合計11ビットになるので、subsamplingが必要なくなる。
したがって、12ポートの場合、leading beam indexとsecond beam selectionとがjoint encodingされることが好ましい。
次に、20ポート、24ポート、28ポート、32ポートについて説明する。
まず、W1を構成する要素(すなわち、leading beam index、second beam selection、power combining coefficient)がjoint encodingでなく、互いに独立的にエンコードされる場合を説明する。
この場合、leading beam indexが占めるビット数が8ビットであり、power combiningが2ビットであるから、second beam selectionの場合、1ビットのsubsamplingが必要になる。
この場合、提案する様々なsubsampling方式は、図21と表33にまとめられている。
図21は、本発明の一実施形態に係る次順位ビーム(second beam)選択のためのサブサンプリング(subsampling)方法を例示する図である。
図21では、N1=4、N2=4、O1=4、O2=4である場合を例示する。
表33は、
であるLCコードブックのsubsamplingのための(d
1、d
2)の組み合わせを例示する。
仮に、leading beam indexとsecond beam selectionとがjoint encodingされるならば、各ポート別に必要なsecond beam selectionのsubsamplingを構成するビーム候補(candidates)の数は、次のように変わることができる。
20ポートの場合、図21の2−beam subsamplingでない3−beam subsampling(例えば、提案2−1あるいは提案2−2)を行ってさらに性能を向上させることもできる。すなわち、second beam selectionのためのビットサイズを
=9ビットにsubsamplingすることができる。
下記の表34は、前述した、subsamplingが必要な2Dポートレイアウトでsecond beam selectionに関するsubsamplingを行うときの必要なsecond beam candidatesの個数を並べたものであり、leading beam selectionとsecond beam selectionとをジョイントエンコードする場合と独立的にエンコードする場合とを考慮した数値である。ここで、各数字に相応するsecond beam candidatesの例は、前述した図19〜図21の例を含むことができる。
また、subsamplingの目的でどの値/パターンのsecond beam candidatesを使用するか上位層シグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)によりUEに設定されることができる。
表34は、2D Xポートレイアウトの場合、second beam candidatesの最大個数を例示する。
提案3)パワー結合係数インデックスサブサンプリング(Power combining coefficient index subsampling)
LCコードブックにおいて、second beamのpower coefficientは、
であり、2ビットのペイロードサイズを有する。Power coefficient subsamplingだけでW1ペイロードを11ビットに合わせるためには、12ポート、16ポートの場合、1ビットのペイロードが使用され得るし、20ポート、24ポート、28ポート、32ポートの場合、0ビットのペイロードが使用され得る。
1ビットのペイロードサイズの場合、
で構成して、結合されるビームのオン−オフ(on−off)用に使用されることができる。例えば、p1=0である場合、LCコードブックは、Class AコードブックConfig 1で動作され、p1=1である場合、位相だけの(phase−only)LCコードブックで動作されることができる。
さらに他の実施形態として、
で動作するように設定されることもできる。この場合、結合に参加する2個のビームが全て(0でない)特定の振幅(amplitude)値を有し、結合を進行することによって多重経路(multi−path)環境にさらに有利でありうる。
20ポート、24ポート、28ポート、32ポートの場合は、0ビットのペイロードを合わせるために、second beamのパワーを1に設定/適用して、位相だけの(phase−only)LCで動作するように設定されることもできる。
あるいは、subsamplingの目的でどの値のp1あるいはp1結合を使用するか上位層シグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)でUEに設定されることもできる。
提案4)提案1〜3の組み合わせ(combination)
提案1−3を単独で使用する場合、特定因子のsubsamplingが過度に適用されて、LCコードブックの性能が劣化する恐れがある。
したがって、本提案では、前記提案した方法等の組み合わせでsubsamplingを行うことにより、W1のペイロードサイズを11ビットに合わせる方法を提案する。
12ポートと16ポートの場合、1ビットsubsamplingのみが必要なので、前述した提案1あるいは提案2あるいは提案3を単独で適用することができる。
提案4−1)提案1+提案2
2Dアンテナレイアウト20ポート、24ポート、28ポート、32ポートの場合、subsamplingを設定する方式は、下記の表35のとおりである。
表35は、
の場合、subsamplingを例示する表である。
表35において、second beam candidatesの最大数は、前述した提案2−1、2−2、2−3、2−4の例を含むことができる。
提案4−2)提案1+提案3
2Dアンテナレイアウト20ポート、24ポート、28ポート、32ポートの場合、subsamplingを設定する方式は、下記の表36のとおりである。
表36は、
の場合、subsamplingを例示する表である。
表36において、Second beam power coefficientの個数は、前述した提案3に相応する
の例を含むことができる。
提案4−3)提案2+提案3
2Dアンテナレイアウト20ポート、24ポート、28ポート、32ポートの場合、subsamplingを設定する方式は、下記の表37のとおりである。
表37は、
の場合、subsamplingを例示する表である。
表37において、second beam candidatesの最大個数は、前述した提案2−1、2−2、2−3、2−4の例を含むことができる。また、Second beam power coefficientの個数は、前述した提案3の
の例を含むことができる。
提案4−4)提案1+提案2+提案3
提案4−4の場合、leading beam index、second beam selection、power coefficientが全てあるいは2個の要素がジョイントエンコードされる場合に該当する。提案4−4の例は、下記の表38にまとめられる。
表38は、
の場合、subsamplingを例示する表である。
先の表38において、second beam candidateの数が7である場合と、second beam power coefficientが4である場合とは、当該因子をsubsamplingしない場合に該当する。
Second beam candidateの数が6、5である場合は、各々図22と図20のビームパターンを考慮できる。
図22は、本発明の一実施形態に係る6個のビームを有する次順位ビーム(second beam)選択のためのサブサンプリング(subsampling)を例示する図である。
図22では、説明の都合上、N1=4(または、3)、N2=2、O1=4、O2=4である場合を例示しているが、自明に当該ビームパターンは、他のN1、N2値でも拡張適用されることができる。
また、second beam power coefficientが3である場合は、
を含むことができる。
先に提案した方式の場合、単独でW1を報告する場合、11ビットでsubsamplingをする方式に関する発明である。
ただし、subsamplingが性能劣化をもたらすことがあるので、subsamplingを避ける方式の1つとして新しい報告タイプが定義され得る。すなわち、W1を構成する要素を各々W11、W12、W13に区分して、各々leading beam index、second beam selection、power coefficientに相応するインデックスと仮定することができる。
すなわち、LCに用いられるleading beam(すなわち、コードワード)を指示するleading beam index(すなわち、W11)、LCに用いられるsecond beam(すなわち、コードワード)を指示するsecond beam selection(すなわち、W12)、LC実行の際、各ビームに適用されるパワーを指示するpower coefficient(すなわち、W13)、LC実行の際、各ビームに適用される位相を指示するphase coefficient(すなわち、W2)は、各々独立的に互いに異なるCSI報告時点/インスタンス(instance)で基地局に報告されることができる。
本発明の一実施形態によれば、LCのための変形されたP−CSI mode 1−1 submode 1は、次のとおりである。
・第1のインスタンス:RI+W13
・第2のインスタンス:W11+W12
・第3のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRIとW13を基地局に報告し、第2のインスタンスでW11とW12を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
または、LCのための変形されたP−CSI mode 1−1 submode 1は、次のとおりである。
・第1のインスタンス:RI+W12
・第2のインスタンス:W11+W13
・第3のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRIとW12を基地局に報告し、第2のインスタンスでW11とW13を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
または、LCのための変形されたP−CSI mode 1−1 submode 1は、次のとおりである。
・第1のインスタンス:RI+W11
・第2のインスタンス:W12+W13
・第3のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRIとW11を基地局に報告し、第2のインスタンスでW12とW13を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
前述した方式において、新しい報告タイプ(例えば、タイプ5a、RI+W13またはRI+W12またはRI+W11)が考慮され得る。前記方式のうち、RIのより高い保護のために、RIとジョイントエンコードされる因子は、2ビットに相応するW13がより好ましい。
前述した方式の変形された例として、
・第1のインスタンス:RI+W11
・第2のインスタンス:W12+W13+W22(または、W21)
・第3のインスタンス:CQI+W21(または、W22)
UEは、第1のインスタンスでRIとW11を基地局に報告し、第2のインスタンスでW12+W13とW22(または、W21)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW21(または、W22)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
先の例において、W21は、W2のRank 1である場合、レイヤ1のPMIを、W22は、Rank 2である場合、レイヤ2に関するPMIを表す。
ここで、W21とW22は、LCコードブック構成上、同一に6ビットずつpayloadを有することができる。この場合、RIは、3ビットであるから、W11は、8ビットのペイロードを有することができ、前記16ポートを超過するXポートに対してO1=4、O2=2などの実施形態のように、1ビットを減らすために、subsamplingが適用され得る。
第2のインスタンスの場合、2ビット+2ビット+6ビットであって、合計10ビットであるから、subsamplingが必要なく、第3のインスタンスの場合、rank 1では、10ビットであるから、subsamplingが必要なく、rank 2である場合、2ビットを減らして4ビットでsubsamplingが必要である。
2ビットを減らす方式は、様々な方式が存在し得るが、一例として、前記LCコードブックを構成するとき、Phase combining coefficients
3個のうち、1つの値を除去することによって2ビットを減らすことができる。ここで、rは、X−polアンテナを区分するインデックス、lは、レイヤを区分するindex、iは、結合(combining)されるビームの順序を区分するインデックスを表す。
より具体的な例として、
に設定することにより、LTEコードブックの位相一致(co−phase)の役割だけを行うように設定されることができる。
または、普遍性(generality)が損失されず、最終rank 2コードブックは、下記の数式14のように決められることができる。
また、この場合、1つの方法として、クラスAのようにW2構造が利用され得る。言い替えれば、c0、0、1は、QPSKアルファベット(すなわち、1、j、−1、−j)を有することができ、c1、0、0∈{1、j}であり、a∈{1、j}でありうる。そして、他の値は、c1、0、1=c1、0、0*c0、0、1、c0、1、1=a*c0、0、1、c1、1、0=−c1、0、0、c1、1、1=−a*c1、0、0*c0、0、1=−a*c1、0、1のように決められることができる。
この場合に対する最終rank 2コードブックは、下記の数式15のとおりである。
数式15によれば、rank 2に対する最終W2ペイロードサイズが4ビットとなる。
このような方式で、2個のレイヤの直交性を保証できる。また、水平スラント(H−slant)及び垂直スラント(V−slant)の両方に同じビームが用いられ、位相一致(co−phase)は、
により制御されることができる。そして、
は、偏波当り、2個のビームの結果が同じであるかまたは異なるか決定する。このような方式でW2 subsamplingが考慮され得る。
数式15を例に挙げてより具体的に説明すれば、ランク2である場合、プリコーディング行列は、第1のレイヤに対する第1のプリコーディングベクトル(すなわち、
)と第1のレイヤに対する第2のプリコーディングベクトル(すなわち、
)で構成されることができる。
また、第1のプリコーディングベクトルは、第1の偏波に対する第1のコードワード(すなわち、
)と第2のコードワード(すなわち、
)の線形結合されたベクトル(すなわち
、)と第2の偏波に対する第3のコードワード(すなわち、
)と第4のコードワード(すなわち、
)の線形結合されたベクトル(すなわち、
)で構成されることができる。
そして、第2のプリコーディングベクトルは、第1の偏波に対する第5のコードワード(すなわち、
)と第6のコードワード(すなわち、
)の線形結合されたベクトル(すなわち、
)と第2の偏波に対する第7のコードワード(すなわち、
)と第8のコードワード(すなわち、
)の線形結合されたベクトル(すなわち、
)で構成されることができる。
このとき、各レイヤに対するプリコーディングベクトル(すなわち、第1のプリコーディングベクトル及び第2のプリコーディングベクトル)内のリーディングビーム(leading beam)に相応するコードワード(すなわち、第1のコードワード(
)と第5のコードワード(
))に適用される位相係数は、予め1に定義されることができる。
そして、例えば、各レイヤに対するプリコーディングベクトル(すなわち、第1のプリコーディングベクトル及び/又は第2のプリコーディングベクトル)内の次順位ビーム(second beam)のうち、いずれか1つのビームに相応するコードワード(例えば、第2のコードワード(
))に適用される位相係数(すなわち、
)は、2ビット(例えば、QPSKアルファベット(すなわち、1、j、−1、−j))で指示されることができる。すなわち、各レイヤに対するプリコーディングベクトル内の次順位ビーム(second beam)のうち、いずれか1つのビームに相応するコードワードに適用される位相係数の値は、{1、−1、j、−j}内で第2のPMIにより決められることができる。
また、各レイヤに対するプリコーディングベクトル(すなわち、第1のプリコーディングベクトル及び/又は第2のプリコーディングベクトル)内の次順位ビーム(second beam)のうち、2個のビームに相応するコードワード(例えば、第3のコードワード(
)と第6のコードワード(
))に適用される位相係数(すなわち、
とa)は、各々1ビット(例えば、各々{1、j})で指示されることができる。すなわち、各レイヤに対するプリコーディングベクトル内の次順位ビーム(second beam)のうち、2個のビームに相応するコードワードに適用される位相係数は、2個の要素(例えば、{1、j})内で第2のPMIにより決められることができる。
まとめると、リーディングビーム(leading beam)を除いた次順位ビーム(second beam)のうち、いずれか1つのビームに相応するコードワードに適用する位相係数は、W2の2ビット(例えば、QPSKアルファベット(すなわち、1、j、−1、−j))で指示されることができる。そして、次順位ビーム(second beam)の中で2個のビームに相応するコードワードに適用する位相係数は、各々W2の1ビットで指示されることができる。その他の残りの次順位ビーム(second beam)に相応するコードワードに適用する位相係数は、前記3個の次順位ビーム(second beam)に適用される位相係数を予め定められた規則によって組み合わせることにより決められることができる。このような方式でW2をサブサンプリング(subsampling)することにより、W2のビットを合計4ビットに減らすことができるという効果がある。
ここで、予め定められた規則の一例として、第4のコードワードに適用される位相係数の値(
)は、第3のコードワードに適用される位相係数の値(
)を基盤に決められることができる。同様に、第8のコードワードに適用される位相係数の値(
)は、第7のコードワードに適用される位相係数の値(
)を基盤に決められることができる。例えば、第4のコードワード及び第8のコードワードに適用される位相係数の値は、各々第3のコードワード及び第7のコードワードに適用される位相係数の値と第2のPMIにより決められた値の積で決められることができる。
さらに他の一例として、第7のコードワードに適用される位相係数の値(
)は、第3のコードワードに適用される位相係数の値(
)に−1がかけられた値と同様でありうる。
特に、偏波(polarization)は、全て同じ単位/粒度(granuality)の間隔(span)を有することがより高い性能を達成できるので、各レイヤ別に第1の偏波に対する第1のビームのphase coefficientは、1に固定されているので、各レイヤの第1の偏波に対する第2のビームのphase coefficientは、QPSKアルファベット(すなわち、1、j、−1、−j)を有することができる。そして、各レイヤの第2の偏波に対する第1のビームと第2のビームのphase coefficientは、各々1ビットで指示されることにより、第2の偏波に対してもQPSK phase coefficientを有する効果を得ることができる。
RIのより高い保護のために、次のような変形例を考慮できる。
・第1のインスタンス:RI+W12+W13
・第2のインスタンス:W11+W22(or W21)
・第3のインスタンス:CQI+W21(or W22)
UEは、第1のインスタンスでRIとW12とW13を基地局に報告し、第2のインスタンスでW12+W13とW22(または、W21)を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW21(または、W22)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
この場合、subsamplingの一例として、W22(または、W21)を前述した方式と類似して(例えば、Phase combining coefficientsのうち、いずれか1つの値を除去等)4ビットに減らすことができる。
また、W11は、上述した方式を利用して(例えば、16ポートを超過するXポートに対してO1=4、O2=2などの例示のように、1ビットを減らすsubsampling適用)7ビットに減らすことができる。
また、1つのinstanceを追加してRIのより高い保護のために、次のような変形例を考慮できる。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W11
・第3のインスタンス:W12+W13+W22(または、W21)
・第4のインスタンス:CQI+W21(または、W22)
UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW11を基地局に報告し、第3のインスタンスでW12+W13とW22(または、W21)を基地局に報告し、第4のインスタンスでCQIとW21(または、W22)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
前記例のように、W1+W2が結合された新しい報告タイプも定義されることができる。前述した変形された例の場合、新しい報告タイプを定義しなければならず、UEは、第3のインスタンスと第4のインスタンスとを代替的な(alternative)関係と想定して送信することができる。すなわち、第3のインスタンスと第4のインスタンスとは、同じ周期/オフセットを有して互いに交互に送信されることができる。
また、次のような変形例を考慮できる。
・第1のインスタンス:RI
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:W2(または、CQI)
・第4のインスタンス:CQI(または、W2)
UEは、第1のインスタンスでRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでW2(または、CQI)を基地局に報告し、第4のインスタンスでCQI(または、W2)を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
前記例は、4個の報告instanceからなる実施形態であり、この場合、3番目と4番目のCSIの属性が類似するので、互いに代替的な(alternative)関係に該当する。したがって、第3のインスタンスと第4のインスタンスとは、同じ周期/オフセットを有して互いに交互に送信されることができる。
前述した方式と同様に、P−CSI mode 2−1でも新しい報告タイプ(例えば、タイプ6a、RI+PTI+W13またはRI+PTI+W12)を定義して次のように動作することができる。
P−CSI mode 2−1 PTI=0である場合、次のような報告動作が行われ得る。
・第1のインスタンス:RI+PTI=0+W13
・第2のインスタンス:W11+W12
・第3のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRIとPTIを基地局に報告することができる。そして、PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW11とW12を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
または、P−CSI mode 2−1 PTI=0である場合、次のような報告動作が行われ得る。
1st instance:RI+PTI=0+W12
2nd instance:W11+W13
3rd instance:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRIとPTIとW12を基地局に報告することができる。そして、PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW11とW13を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
前記方式において、PTIの場合、常にPTI=0のみが適用されるように基地局とUEとの間に事前に約束してPTI 1ビットペイロード無しで動作されることもできる。
一方、今までは、Class Aの場合、LCコードブックが設定される場合についての実施形態を説明した。Class BでもLCコードブックが動作でき、この場合、最大支援されるポートの数は8であるから、
に対する実施形態を説明する。4ポートと8ポートに対してLCを使用する場合、最大ペイロードサイズは、下記の表39のとおりである。
表39は、
である場合、LCのためのペイロードサイズを例示する表である。
表39において例示したペイロードサイズから分かるように、PUCCHフォーマット2を使用する場合、W1が単独で報告されれば、11ビットを越えないので、問題にならない。したがって、Class BでLCを使用する場合、Class Aで支援されるP−CSI mode 1−1 submode 1とP−CSI mode 2−1とは、次のように設定/適用されることができる。
i)P−CSI mode 1−1 submode 1
1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RIまたはRI+CRI
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRI(または、RIとCRI)を基地局に報告し、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
ii)P−CSI mode 2−1、PTI=0
・第1のインスタンス:RI+PTI=0またはRI+PTI=0+CRI
・第2のインスタンス:W1
・第3のインスタンス:CQI+WB W2
UEは、第1のインスタンスでRIとPTI(または、RIとPTIとCRI)を基地局に報告することができる。PTI=0である場合、UEは、第2のインスタンスでW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとWB W2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
iii)P−CSI mode 2−1 PTI=1
・第1のインスタンス:RI+PTI=1またはRI+PTI=1+CRI
・第2のインスタンス:WB CQI+W2
・第3のインスタンス:SB CQI+W2+L´
UEは、第1のインスタンスでRIとPTI(または、RIとPTIとCRI)を基地局に報告することができる。PTI=1である場合、UEは、第2のインスタンスでWB CQIとW2を基地局に報告し、第3のインスタンスでSB CQIとW2とL´を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
ここで、L´は、帯域幅部分(BP)のサブバンド(SB)選択インデックスである。PTI=1である場合、ポート数と関係なく、W2ペイロードは、rank 1であるとき、6ビット、rank 2であるとき、12ビットであるから、LCコードブックで設定された端末は、常にPTI=0と仮定してP−CSI mode 2−1を適用できる。
また、Class Bがレガシー動作として、下記のような2つの報告instanceでP−CSI mode 1−1 submode 1が適用される場合は、下記のとおりである。
1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で2個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:RI+W1またはRI+CRI+W1
・第2のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでRIとW1(または、RIとCRIとW1)を基地局に報告し、第2のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第1のインスタンスの周期は、第2のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
RI=3ビット、CRI=3ビットであることに鑑みるとき、4ポートの場合、W1のペイロードが5ビットであるから、11ビットのペイロードサイズを満たすので、前記レガシーP−CSI mode 1−1が同様に用いられることもできる。
まず、RI+W1の場合を説明する。この場合には、CRIが単独で報告される報告タイプを新しく定義するか、K=1である場合に限定することができる。
前者の場合、変形されたP−CSI mode 1−1は、次のとおりである。
1つの全体報告は、PUCCHフォーマット2/2a/2b上で3個の報告時点/インスタンス(instance)を含む。
・第1のインスタンス:CRI
・第2のインスタンス:RI+W1
・第3のインスタンス:CQI+W2
UEは、第1のインスタンスでCRIを基地局に報告し、第2のインスタンスでRIとW1を基地局に報告し、第3のインスタンスでCQIとW2を基地局に報告することができる。
上記例において、各上位インスタンスの周期は、すなわち、下位インスタンスの周期の整数倍でありうる。例えば、第2のインスタンスの周期は、第3のインスタンスの周期の整数倍でありうる。
1Dレイアウトの場合、そのペイロードサイズが8ビットであるから、subsamplingが必要ない。
それに対し、2D8ポートでRI+W1にジョイントエンコードされる場合、下記の表40において例示された方法によりsubsamplingが適用され得る。
Class Bでも、前述したように、各々leading beam selection subsampling、second beam selection subsampling、Power coefficient subsamplingに区分することができ、この3個の因子を用いて2ビットを減らす場合は、下記の表40のとおりである。
Second beam selectionのsubsamplingの場合、second beam candidatesの最大個数が3である場合は、提案2−1のビームパターンと同じであり、second beam candidatesの最大個数が2である場合は、提案2−5あるいは2−6の例を含むことができる。そして、second beam candidatesの最大個数が1である場合は、特定の1つのsecond beamを2−1のビームパターン内で選択することと基地局とUEとの間に事前に約束することができる。
Power coefficientもSecond beam power coefficientsの個数が4である場合、subsamplingを行わないことと相応して、Second beam power coefficientsの個数が2である場合、
の例を含むことができ、Second beam power coefficientsの個数が1である場合、特定second beamのパワー値(例えば、1)で基地局とUEとの間に事前に約束したり、上位層シグナリング(例えば、RRCまたはMAC CE)によりUEに設定されることができる。
表40は、
の場合、LCのペイロードサイズを例示する。
レガシーP−CSI mode 1−1 submode 1でRI(3ビット)+CRI(3ビット)+W1(5ビット)が共に報告される場合、1Dレイアウトの場合、3ビットを減らさなければならず、2Dレイアウトの場合、5ビットを減らさなければならない。
これに関するsubsampling方式は、下記の表41において例示する。
表41は、表40と類似して、Second beam selectionのsubsamplingの場合、second beam candidatesの最大個数が3である場合は、提案2−1のビームパターンと同じであり、second beam candidatesの最大個数が2である場合は、提案2−5あるいは2−6の例を含むことができる。そして、second beam candidatesの最大個数が1である場合は、特定の1つのsecond beamを2−1のビームパターン内で選択することと基地局とUEとの間に事前に約束することができる。
Power coefficientもSecond beam power coefficientsの個数が4である場合、no−subsamplingに相応し、Second beam power coefficientsの個数が2である場合、
の例を含むことができ、Second beam power coefficientsの個数が1である場合、特定second beamのパワー値(例えば、1)で事前に基地局とUEとの間に事前に約束したり、上位層シグナリング(例えば、RRCまたはMAC CE)によりUEに設定されることができる。
表41は、
、CRI=3ビットである場合、LCのペイロードサイズを例示する。
8ポートLCコードブックをClass Bに適用する場合、8個のCSI資源に適用することは、W1とW2のペイロードを考慮したとき、高過ぎるペイロードが要求される。したがって、Class BでLCが適用される最大資源Kの個数を特定数(例えば、K=2)に制限することを提案する。すると、CRI=1ビットが適用され、このときに要求されるW1のsubsamplingは、下記の表42のとおりである。
表42は、
、CRI=1ビットである場合、LCのペイロードサイズを例示する。
PUCCHフォーマット3(PF3)を使用する場合、LCコードブックを使用しても、最大ペイロードサイズが22ビットであるから、W1 13ビット、W2が6ビット(rank1の場合)、12ビット(rank2の場合)となる。
しかし、PUCCH format 3がDL dataに対するACK/NACKフィードバック用途にも使用されるので、ACK/NACKに相応する情報とLCコードブックのCSI情報とがジョイントエンコードされなければならない。ACK/NAKのペイロードサイズは、キャリアアグリゲーション(CA)されるコンポーネントキャリア(CC)の個数及びコードワードの個数などによって決定されるので、常にPF3を使用することより、PF2の11ビットのペイロードサイズを越える報告タイプ送信の際にのみPF3を使用するようになると、subsamplingを回避することができ、効率的な送信になることができる。
より具体的に、P−CSI mode 1−1 submode 1で、1Dポートレイアウト設定時(すなわち、N1=1またはN2=1)、W1の単独報告され得る場合は、PF2に設定されることができる。2Dポートレイアウトの場合、Class B K=1に設定された4ポート、8ポートの場合は、PF2で送信されることができ、subsamplingが必要なClass A 12ポート以上では、PF3でW1(報告タイプ2a)が報告され得る。また、Rank 1である場合、報告タイプ2b、(広帯域CQI+W2)は、PF2で報告されることができる。しかし、Rank 2である場合、CQIが7ビットに増加するので、報告タイプ2bは、PF3で報告されることができる。
また、P−CSI mode 2−1で、報告タイプ1a(サブバンドCQI+W2+L´)は、Rankに関係なく、PF3で報告されることができる。
また、PF3を使用しても、W1+W2+CQI(報告タイプ2c)などが報告される場合、ペイロードサイズ22ビットを越えるので、このような報告タイプが使用されるP−CSI mode 1−1 submode 2は、LCコードブックのためのフィードバックに使用されないことができる。すなわち、LCコードブックが設定されれば、P−CSI mode 1−1 submode 1及び/又はP−CSI mode 2−1が使用され得る。
図23は、本発明の一実施形態に係るチャネル状態情報送受信方法を例示する図である。
図23に示すように、端末は、基地局からマルチアンテナポートを介してチャネル状態情報参照信号(CSI−RS)を受信する(S2101)。
端末は、チャネル状態情報(CSI)を基地局に報告する(S2102)。
ここで、端末は、基地局から受信したCSI−RSに基づいてチャネル状態情報を生成(計算)し、チャネル状態情報を基地局に報告することができる。
上述したように、チャネル状態情報は、CQI、PMI、RI、PTI、CRIなどを含むことができる。
また、端末は、周期的にCSIを基地局に報告することができ(例えば、PUCCH上で)、非周期的にCSIを基地局に報告(例えば、PUSCH上で)することもできる。
特に、端末は、線形結合コードブック(LC codebook:Linear Combination Codebook)内で自分が最も選好するプリコーディング行列を選択し、これを指示するための情報を基地局に報告することができる。
線形結合コードブック(LC codebook:Linear Combination Codebook)を用いる場合、複数のコードワードの線形結合(linear combination)に基づいて、前記プリコーディング行列が生成され得る。
より具体的に、ランク1である場合、プリコーディング行列は、第1のレイヤに対する第1のプリコーディングベクトルで構成されることができる。そして、クロス偏波(cross polarization)アンテナレイアウトで第1のプリコーディングベクトルは、第1の偏波のための第1のコードワード及び第2のコードワードの線形結合されたベクトルと第2の偏波のための第3のコードワード及び第4のコードワードの線形結合されたベクトルとで構成されることができる。
ランク2である場合、プリコーディング行列は、第1のレイヤに対する第1のプリコーディングベクトルと第2のレイヤに対する第2のプリコーディングベクトルとで構成されることができる。そして、クロス偏波(cross polarization)アンテナレイアウトで第1のプリコーディングベクトルは、第1の偏波のための第1のコードワード及び第2のコードワードの線形結合されたベクトルと第2の偏波のための第3のコードワード及び第4のコードワードの線形結合されたベクトルとで構成され、第2のプリコーディングベクトルは、第1の偏波のための第5のコードワード及び第6のコードワードの線形結合されたベクトルと第2の偏波のための第7のコードワード及び第8のコードワードの線形結合されたベクトルとで構成されることができる。
このとき、複数のコードワードの各々にパワー係数(power coefficient)及び位相係数(phase coefficient)が適用された後、パワー係数及び位相係数が適用された複数のコードワードが線形結合され得る。
CSIは、プリコーディング行列を生成するために用いられる複数のコードワードを指示する選択情報、パワー係数(power coefficient)を指示する情報、及び/又は位相係数(phase coefficient)を指示する情報を含むことができる。そして、このような情報等は、互いに異なるCSI報告時点/インスタンス(instance)で基地局に報告されることができる。
このとき、選択情報と位相係数を指示する情報とは、PMIに含まれることができる。例えば、選択情報は、第1のPMIに含まれ、前記位相係数を指示する情報は、第2のPMIに含まれることができる。
例えば、RIが報告される場合、パワー係数(power coefficient)を指示する情報は、RIと同じ第1のCSI報告インスタンスで送信され、選択情報は、W1に含まれて、第2のCSI報告インスタンスで送信され、位相係数(phase coefficient)を指示する情報は、W2に含まれて、第3のCSI報告インスタンスで送信されることができる。
これについてのより具体的な内容は、前述した「A.PUCCHフォーマット2あるいはPUCCHフォーマット3を使用したCSIフィードバック方法」の実施形態または「B.W1コードブックのサブサンプリング(subsampling)方法」の実施形態にしたがうことができ、具体的な説明は省略する。
また、端末は、W1及び/又はW2のペイロードはPUCCHフォーマット(例えば、PUCCHフォーマット2/2a/2bまたはPUCCHフォーマット3)に合わせるために、W1及び/又はW2をサブサンプリング(subsampling)して基地局に報告することができる。
例えば、上述したように、ランク2の場合、プリコーディング行列は、第1のレイヤに対する第1のプリコーディングベクトル及び第2のレイヤに対する第2のプリコーディングベクトルとで構成され、第1のプリコーディングベクトルは、第1の偏波のための第1のコードワード及び第2のコードワードの線形結合されたベクトルと第2の偏波のための第3のコードワード及び第4のコードワードの線形結合されたベクトルとで構成され、第2のプリコーディングベクトルは、第1の偏波のための第5のコードワード及び第6のコードワードの線形結合されたベクトルと第2の偏波のための第7のコードワード及び第8のコードワードの線形結合されたベクトルとで構成されることができる。
このとき、第1のコードワード及び第5のコードワードに適用される位相係数の値(例えば、1)は、予め定義されることができる。そして、第2のコードワード、第3のコードワード、第4のコードワード、第6のコードワード、第7のコードワード、第8のコードワードに適用される位相係数の値のみが第2のPMIにより決められることができる。
このとき、第2のコードワード及び第6のコードワードに適用される位相係数の値は、{1、−1、j、−j}内で第2のPMIにより決められることができ、その他、残りのコードワードのうち、2個のコードワードの各々に適用される位相係数の値は、2個の要素(例えば、{1.j})内で第2のPMIにより決められることができる。
そして、予め決められたり、第2のPMIにより決められなかった残りのコードワードに適用される位相係数の値は、予め定められた規則によって決められることができる。例えば、第4のコードワード及び第8のコードワードに適用される位相係数の値は、第3のコードワード及び第7のコードワードに適用される位相係数の値に基づいて決められることができる。また、前記第7のコードワードに適用される位相係数の値は、各々前記第3のコードワードに適用される位相係数の値に−1がかけられた値と同一でありうる。
これについてのより具体的な内容は、前述した「B.W1コードブックのサブサンプリング(subsampling)方法」の実施形態にしたがうことができ、具体的な説明は省略する。
端末は、上記のようなCSIをPUCCHフォーマット2/2a/2b及び/又はPUCCHフォーマット3上で基地局に送信することができる。
また、端末は、周期的な(または、非周期的な)CSI報告動作の際、上記のようなCSIを基地局に送信することができる。
本発明が適用され得る装置一般
図24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24に示すように、無線通信システムは、基地局2410と、基地局2410の領域内に位置した複数の端末2420とを備える。
基地局2410は、プロセッサ(processor、2411)、メモリ(memory、2412)、及びRF部(radio frequency unit、2413)を備える。プロセッサ2411は、先の図1〜図23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2411により実現されることができる。メモリ2412は、プロセッサ2411と連結されて、プロセッサ2411を駆動するための様々な情報を格納する。RF部2413は、プロセッサ2411と連結されて、無線信号を送信及び/又は受信する。
端末2420は、プロセッサ2421、メモリ2422、及びRF部2423を備える。プロセッサ2421は、先の図1〜図23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2421により実現されることができる。メモリ2422は、プロセッサ2421と連結されて、プロセッサ2421を駆動するための様々な情報を格納する。RF部2423は、プロセッサ2421と連結されて、無線信号を送信及び/又は受信する。
メモリ2412、2422は、プロセッサ2411、2421の内部または外部にありうるし、よく知られた様々な手段でプロセッサ2411、2421と連結されることができる。また、基地局2410及び/又は端末2420は、1個のアンテナ(single antenna)またはマルチアンテナ(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に結合されたものである。各構成要素または特徴は別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮されなければならない。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ない形態に実施できる。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できる。ある実施形態の一部の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または特徴と取替えできる。特許請求範囲で明示的な引用関係のない請求項を結合して実施形態を構成するか、または出願後の補正により新たな請求項に含めることができることは自明である。
本発明に従う実施形態は多様な手段、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装できる。ハードウェアによる実装の場合、本発明の一実施形態は一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装できる。
ファームウエアやソフトウェアによる実装の場合、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遂行するモジュール、手続、関数などの形態に実装できる。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できる。前記メモリは、前記プロセッサの内部または外部に位置して、既に公知された多様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逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者に自明である。したがって、前述した詳細な説明は全ての面で制限的に解析されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は添付した請求項の合理的な解析により決定されなければならず、本発明の等価的な範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。