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な細部事項を含む。しかしながら、当業者は、本発明がこのような具体的な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の動作は、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多様な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われうることは明らかである。「基地局(BS:Base Station)」は、固定局(fixed station)、NodeB、eNB(evolved−NodeB)、BTS(base transceiver system)、アクセスポイント(AP:Access Point),送信端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、またはモビリティ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),送信端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の用語は、本発明の理解に役立つために提供されたものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想から外れない範囲内で他の形態に変更されることができる。
以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)、NOMA(non−orthogonal multiple access)などのような多様な無線アクセスシステムに利用されることができる。CDMAは、UTRA(universal terrestrial radio access)またはCDMA2000のような無線技術(radio technology)により具現化されることができる。TDMAは、GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)のような無線技術により具現化されることができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(evolved UTRA)などのような無線技術により具現化されることができる。UTRAは、UMTS(universal mobile telecommunications system)の一部である。3GPP(3rd generation partnership project)LTE(long term evolution)は、E−UTRAを使用するE−UMTS(evolved UMTS)の一部であり、ダウンリンクにおいてOFDMAを採用し、アップリンクにおいてSC−FDMAを採用する。LTE−A(advanced)は、3GPP LTEの進化である。
本発明の実施の形態は、無線アクセスシステムであるIEEE802、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。
本発明が適用できる無線通信システム一般
図1は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいて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を支援する。
図1において無線フレームの時間領域での大きさは、T_s=1/(15000*2048)の時間単位の倍数で表現される。ダウンリンク及びアップリンク送信は、T_f=307200*T_s=10msの区間を有する無線フレームから構成される。
図1の(a)は、タイプ1の無線フレームの構造を例示する。タイプ1の無線フレームは、全二重(full duplex)及び半二重(half duplex)FDDに全部適用されることができる。
無線フレーム(radio frame)は、10個のサブフレーム(subframe)から構成される。一つの無線フレームは、T_slot=15360*T_s=0.5ms長の20個のスロットから構成され、各スロットは、0から19までのインデックスが付与される。一つのサブフレームは、時間領域(time domain)において連続的な2個のスロット(slot)から構成され、サブフレームiは、スロット2i及びスロット2i+1から構成される。一つのサブフレームを送信するのにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、一つのサブフレームの長さは1msで、一つのスロットの長さは0.5msでありうる。
FDDでアップリンク送信及びダウンリンク送信は、周波数ドメインにおいて区分される。全二重FDDに制限がないことに対し、半二重FDD動作において端末は、同時に送信及び受信することができない。
一つのスロットは、時間領域において複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含み、周波数領域において多数のリソースブロック(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、一つのシンボル区間(symbol period)を表現するためのものである。OFDMシンボルは、一つのSC−FDMAシンボルまたはシンボル区間ということができる。リソースブロック(Resource Block)は、リソース割り当て単位で、一つのスロットにおいて複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含む。
図1の(b)は、タイプ2のフレーム構造(frame structure type2)を示す。
タイプ2の無線フレームは、各153600*T_s=5msの長さの2個のハーフフレーム(half frame)から構成される。各ハーフフレームは、30720*T_s=1ms長さの5個のサブフレームから構成される。
TDDシステムのタイプ2のフレーム構造においてアップリンク−ダウンリンク構成(uplink−downlink configuration)は、すべてのサブフレームに対してアップリンクとダウンリンクが割り当てられる(または予約される)かどうかを表す規則である。
表1は、アップリンク−ダウンリンク構成を表す。
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、ダウンリンク送信のためのサブフレームを表し、「U」は、アップリンク送信のためのサブフレームを表し、「S」は、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、ガード区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3とおりのフィールドから構成されるスペシャルサブフレーム(special subframe)を表す。
DwPTSは、端末での初期セルサーチ、同期化またはチャネル推定に使用される。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末のアップリンク送信の同期を合せるのに使用される。GPは、アップリンクとダウンリンクとの間にダウンリンク信号の多重経路遅延によりアップリンクで生じる干渉を除去するための区間である。
各サブフレームiは、各T_slot=15360*T_s=0.5ms長のスロット2i及びスロット2i+1から構成される。
アップリンク−ダウンリンク構成は、7通り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/または個数が異なる。
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転換される時点を転換時点(switching point)という。転換時点の周期性(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転換される様相が同様に繰り返される周期を意味し、5msまたは10msが全部支援される。5msダウンリンク−アップリンク転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)はハーフフレームごとに存在し、5msダウンリンク−アップリンク転換時点の周期を有する場合には、第1番目のハーフフレームのみに存在する。
すべての構成において、0番、5番サブフレーム及びDwPTSは、ダウンリンク送信だけ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につながるサブフレームは、常にアップリンク送信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、システム情報で基地局と端末が全部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ごとに構成情報のインデックスだけを送信することによって、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であって、他のスケジューリング情報と同様にPDCCH(Physical Downlink Control Channel)を介して送信されることができ、放送情報として報知チャネル(broadcast channel)を介してセル内のすべての端末に共通に送信されることもできる。
表2は、スペシャルサブフレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を表す。
図1の例示による無線フレームの構造は、一つの例示に過ぎず、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、多様に変更されることができる。
図2は、本発明が適用できる無線通信システムにおける一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド(resource grid)を例示した図である。
図2を参照すると、一つのダウン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、一つのダウンリンクスロットは7個のOFDMシンボルを含み、一つのリソース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。
リソースグリッド上で各要素(element)をリソースエレメント(resource element)といい、一つのリソースブロック(RB:resource block)は12×7個のリソースエレメントを含む。ダウンリンクスロットに含まれるリソースブロックの数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で使われるダウンリンク制御チャネルの一例に、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PHICH(Physical Hybrid−ARQ Indicator Channel)などがある。
PCFICHは、サブフレームの最初のOFDMシンボルで転送され、サブフレーム内に制御チャネルの転送のために使われる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、アップリンクリソース割り当て情報、ダウンリンクリソース割り当て情報、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)のリソース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)のリソース割り当て情報(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リソース割り当て、任意の端末グループ内の個別の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われる論理的割り当て単位である。CCEは複数のリソースエレメントグループ(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の識別子(これをRNTI(Radio Network Temporary Identifier)という。)がマスキングされる。特定の端末のためのPDCCHであれば、端末の固有の識別子、例えばC−RNTI(Cell−RNTI)がCRCにマスキングできる。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(PagingRNTI)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。
PDCCH(Physical Downlink Control Channel)
以下、PDCCHについて、さらに具体的に述べることにする。
PDCCHを介して送信される制御情報をダウンリンク制御情報(DCI:Downlink Control Indicator)という。PDCCHは、DCIフォーマットに応じて制御情報の大きさ及び用途が異なり、また符号化率に応じて大きさが変わることができる。
表3は、DCIフォーマットに応じるDCIを表す。
前記表3を参照すると、DCIフォーマットには、PUSCHスケジューリングのためのフォーマット0、一つのPDSCHコードワードのスケジューリングのためのフォーマット1、一つのPDSCHコードワードの簡単な(compact)スケジューリングのためのフォーマット1A、DL−SCHの非常に簡単なスケジューリングのためのフォーマット1C、閉ループ(Closed−loop)空間多重化(spatial multiplexing)モードでPDSCHスケジューリングのためのフォーマット2、開ループ(Openloop)空間多重化モードでPDSCHスケジューリングのためのフォーマット2A、アップリンクチャネルのためのTPC(Transmission Power Control)命令の送信のためのフォーマット3及び3A、複数アンテナポート送信モード(transmission mode)で一つのアップリンクセル内のPUSCHスケジューリングのためのフォーマット4がある。
DCIフォーマット1Aは、端末にいかなる送信モードが設定されても、PDSCHスケジューリングのために使用されることができる。
このような、DCIフォーマットは、端末別に独立して適用されることができ、一つのサブフレーム内に複数端末のPDCCHが同時に多重化(multiplexing)されることができる。PDCCHは、一つまたは複数の連続的なCCE(control channel elements)の集合(aggregation)から構成される。CCEは、無線チャネルの状態に応じる符号化率を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、4個のリソースエレメントから構成されたREGの9個のセットに対応する単位のことをいう 。基地局は、一つのPDCCH信号を構成するために、{1,2,4,8}個のCCEを使用することができ、このときの{1,2,4,8}は、CCE集合レベル(aggregation level)と呼ぶ。
特定のPDCCHの送信のために使用されるCCEの個数は、チャネル状態に応じて基地局によって決定される。各端末によって構成されたPDCCHは、CCE対REマッピング規則(CCE−to−RE mapping rule)によって各サブフレームの制御チャネル領域にインターリービング(interleaving)されてマッピングされる。PDCCHの位置は、各サブフレームの制御チャネルのためのOFDMシンボルの個数、PHICHグループの個数、そして送信アンテナ及び周波数遷移などによって変わることができる。
上述したように、多重化された各端末のPDCCHに独立してチャネルコーディングが行われ、CRC(Cyclic Redundancy Check)が適用される。各端末の固有の識別子(UE ID)をCRCにマスキング(masking)して、端末が自身のPDCCHを受信することができるようにする。しかしながら、サブフレーム内で割り当てられた制御領域において基地局は、端末に該当するPDCCHがどこにあるかに関する情報を提供しない。端末は基地局から送信された制御チャネルを受信するために、自身のPDCCHがどの位置でどんなCCE集合レベルやDCIフォーマットで送信されるかがわからないので、端末は、サブフレーム内でPDCCH候補(candidate)の集合をモニタリングして、自身のPDCCHを探す。これをブラインドデコード(BD:Blind Decoding)という。
ブラインドデコードは、ブラインド探索(Blind Detection)またはブラインドサーチ(Blind Search)と呼ばれることができる。ブラインドデコードは、端末がCRC部分に自身の端末識別子(UE ID)をデマスキング(De−Masking)させた後、CRCエラーを検討して該当PDCCHが自身の制御チャネルであるかどうかを確認する方法のことをいう。
以下、DCIフォーマット0を介して送信される情報を説明する。
DCIフォーマット0は、一つのアップリンクセルでのPUSCHをスケジューリングするために使用される。
表4はDCIフォーマット0で送信される情報を表す。
前記表4を参照すると、DCIフォーマット0を介して送信される情報は、次の通りである。
1)キャリア指示子(Carrier indicator)−0または3ビットから構成される。
2)DCIフォーマット0とフォーマット1Aを区分するためのフラグ−1ビットから構成され、値0は、DCIフォーマット0を指示し、値1は、DCIフォーマット1Aを指示する。
3)周波数ホッピング(hopping)フラグ−1ビットから構成される。このフィールドは必要な場合、該当リソース割り当ての最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)をマルチクラスタ(multi−cluster)割り当てのために使用されることができる。
4)リソースブロック割り当て(Resource block assignment)とホッピング(hopping)リソース割り当て−
ビットから構成される。
ここで、単一クラスタ(single−cluster allocation)割り当てにおいてPUSCHホッピングの場合、
の値を獲得するためにNUL_hop個の最上位ビット(MSB)が使用される。
ビットは、アップリンクサブフレーム内に第1番目のスロットのリソース割り当てを提供する。また、単一クラスタ割り当てにおいてPUSCHホッピングがない場合、
ビットがアップリンクサブフレーム内にリソース割り当てを提供する。また、マルチクラスタ割り当て(multi−cluster allocation)においてPUSCHホッピングがない場合、周波数ホッピングフラグフィールド及びリソースブロック割り当てとホッピングリソース割り当てフィールドの接続(concatenation)からリソース割り当て情報が得られ、
ビットがアップリンクサブフレーム内にリソース割り当てを提供する。このとき、P値は、ダウンリンクリソースブロックの数により決まる。
5)変調及びコーディング技法(MCS:Modulation and coding scheme)−5ビットから構成される。
6)新しいデータ指示子(Newdataindicator)−1ビットから構成される。
7)PUSCHのためのTPC(Transmit Power Control)コマンド−2ビットから構成される。
8)DMRS(Demodulation Reference signal)のための循環シフト(CS:cyclic shift)と直交カバーコード(OC/OCC:orthogonal cover/orthogonal cover code)のインデックス−3ビットから構成される。
9)アップリンクインデックス−2ビットから構成される。このフィールドは、アップリンク−ダウンリンク構成0に応じるTDD動作のみに存在する。
10)ダウンリンク割り当てインデックス(DAI:Downlink Assignment Index)−2ビットから構成される。このフィールドは、アップリンク−ダウンリンク構成(uplink−downlink configuration)1−6に応じるTDD動作のみに存在する。
11)チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)要求−1または2ビットから構成される。ここで、2ビットフィールドは、一つ以上のダウンリンクセルが設定された端末に端末固有(UE specific)に該当DCIがC−RNTI(Cell−RNTI)によりマッピングされた場合においてのみ適用される。
12)サウンディング参照信号(SRS:Sounding Reference signal)要求−0または1ビットから構成される。ここで、このフィールドは、スケジューリングするPUSCHが端末固有(UE specific)にC−RNTIによりマッピングされる場合においてのみ存在する。
13)リソース割り当てタイプ(Resource allocation type)−1ビットから構成される。
DCIフォーマット0内の情報ビットの数がDCIフォーマット1Aのペイロードの大きさ(追加されたパディングビットを含む)より小さな場合、DCIフォーマット0にDCIフォーマット1Aのペイロードの大きさが同じになるように0が追加される。
図4は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいて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ることができる。制御領域には、アップリンク制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink Control Channel)が割り当てられる。データ領域は、ユーザデータを運ぶPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)が割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、一つの端末は、PUCCHとPUSCHを同時に送信しない。
一つの端末に対するPUCCHには、サブフレーム内にリソースブロック(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において互いに異なる副搬送波を占める。これを、PUCCHに割り当てられたRB対は、スロット境界(slot boundary)から周波数ホッピング(frequency hopping)されるという。
物理アップリンク制御チャネル(PUCCH)
PUCCHを介して送信されるアップリンク制御情報(UCI)は、スケジューリング要求(SR:Scheduling Request)、HARQ ACK/NACK情報及びダウンリンクチャネル測定情報を含むことができる。
HARQ ACK/NACK情報は、PDSCH上のダウンリンクデータパケットがデコードに成功するかどうかによって生成されることができる。従来の無線通信システムにおいて、ダウン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、ダウンリンク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複数入出力(MIMO:Multiple Input Multiple Output)技法と関連したフィードバック情報を指し示し、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、サブフレーム当たり20ビットが使用されることができる。
PUCCHは、BPSK(Binary phase Shift keying)とQPSK(Quadrature phaseShift keying)技法を使用して変調されることができる。PUCCHを介して複数の端末の制御情報が送信されることができ、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)において一定の大きさ(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)を低くして、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ダウン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)を利用し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)を利用して区別できる。循環シフトされたシーケンスは、基本シーケンス(base sequence)を特定のCS量(cyclic shift amount)分だけ循環シフトさせて生成できる。特定の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。多様な種類のシーケンスが基本シーケンスとして使用されることができ、前述したCAZACシーケンスは、その一例である。
また、端末が一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のコーヒレント(coherent)検出のための参照信号(RS)の送信に利用されるSC−FDMAシンボルを除いたSC−FDMAシンボル)によって決定されることができる。
3GPP LTEシステムにおけるPUCCHは、送信される制御情報、変調技法、制御情報の量などによって全7通りの互いに異なるフォーマットで定義され、各々のPUCCHフォーマットに従って送信されるアップリンク制御情報(UCI:uplink control information)の属性は、次の表5のように要約できる。
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、変調されない波形が適用され、これについては、後で詳細に説明する。
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においてHARQ ACK/NACKが単独で送信される場合には、PUCCHフォーマット1aまたは1bを使用することができる。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において送信されることができる。
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。
図5は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいてPUCCHフォーマットがアップリンク物理リソースブロックのPUCCH領域にマッピングされる形態の一例を示す図である。
図5において
は、アップリンクでのリソースブロックの個数を表し、
は、物理リソースブロックの番号を意味する。基本的に、PUCCHは、アップリンク周波数ブロックの両側エッジ(edge)にマッピングされる。図5に示すように、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が帯域エッジ(bandedge)に位置したリソースブロックにマッピングされることで表現できる。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)マッピングされることができる。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がマッピングされることができる。PUCCHフォーマット2/2a/2bにより使用可能なPUCCH RBの個数
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できる。
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、総称して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。時間領域において周期的及び非周期的CQI報告が支援されることができる。PUCCHフォーマット2は、周期的報告においてのみ使用され、非周期的報告のためにはPUSCHが使用されることができる。非周期的報告の場合に、基地局は端末にアップリンクデータ送信のためにスケジューリングされたリソースに個別CQI報告を載せて送信することを指示できる。
図6は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいて一般CPの場合のCQIチャネルの構造を示す。
一つのスロットのSC−FDMAシンボル0ないし6のうち、SC−FDMAシンボル1及び5(第2番目及び第6番目のシンボル)は、復調参照信号(DMRS:Demodulation Reference signal)の送信に使用され、残りのSC−FDMAシンボルにおいてCQI情報が送信されることができる。一方、拡張されたCPの場合には、一つのSC−FDMAシンボル(SC−FDMAシンボル3)がDMRSの送信に使用される。
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。
一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シンボル間隔分だけ離れた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。一つのスロット内に二つの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、一つのシーケンスから構成されている。すなわち、端末は、各シーケンスにCQIを変調して送信する。
一つのTTIに送信できるシンボルの数は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値が載せられることができるので、一つのスロットに10ビットのCQI値を載せることができる。したがって、一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には、長さ−12のCAZACシーケンス(例えば、ZCシーケンス)を使用することができる。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個の互いに異なる端末が同じPUCCH RB上において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信号シーケンスと似ているが、CQI情報のような変調が適用されない。
端末は、PUCCHリソースインデックス
で指示されるPUCCHリソース上において周期的に異なったCQI、PMI及びRIタイプを報告するよう、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リソースインデックス
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)の値を指示する情報である。
PUCCHチャネル構造
PUCCHフォーマット1a及び1bについて説明する。
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、直交シーケンスを利用したブロック単位(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、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいて一般CPの場合にACK/NACKチャネルの構造を示す。
図7では、CQIなしでHARQ ACK/NACK送信のためのPUCCHチャネル構造を例示的に示す。
一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が載せられることができる。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、これと関連された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り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(スクランブルされない状態)は、各々BPSK及びQPSK変調技法を使用して一つのHARQ ACK/NACK変調シンボルで表現されることができる。肯定応答(ACK)は「1」でエンコーディングされることができ、否定応答(NACK)は「0」でエンコーディングされることができる。
割り当てられる帯域内で制御信号を送信する時、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上げるために、周波数領域拡散と時間領域拡散を同時に適用する。
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には、CAZACシーケンスの一つであるZadoff−Chu(ZC)シーケンスを使用することができる。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って、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ることができる。HARQ ACK/NACK送信のためのPUCCH RBのためのSC−FDMAシンボルで支援されるCSリソースの個数は、セル固有上位レイヤシグナリングパラメータ
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。直交拡散符号には、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ることができる。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)を利用し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。
前述のような周波数領域でのCSリソース及び時間領域でのOCリソースを利用して、多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上において多くの個数の端末のACK/NACK情報及びRSが多重化されることができる。
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から、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情報が送信されることができるが、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個の直交拡散符号だけが使用されることができるためである。
一般CPのサブフレームにおいて一つのスロットで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)リソースを使用することができる場合、全18個の互いに異なる端末からのHARQ確認応答が一つの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一つのスロットで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)リソースを使用することができる場合、全12個の互いに異なる端末からのHARQ確認応答が一つの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チャネル構造を再利用し、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のシーケンスが利用され、拡張されたCPの場合には、長さ6のシーケンスが利用される。SR及びACK/NACKに対して異なる循環シフトまたは直交カバーが割り当てられることができる。すなわち、肯定(positive)SR送信のために、端末はSR用として割り当てられたリソースを介してHARQ ACK/NACKを送信する。否定(negative)SR送信のためには、端末はACK/NACK用として割り当てられたリソースを介してHARQ ACK/NACKを送信する。
次に、改善されたPUCCH(e−PUCCH)フォーマットについて説明する。e−PUCCHは、LTE−AシステムのPUCCHフォーマット3に対応できる。PUCCHフォーマット3を利用したACK/NACK送信には、ブロック拡散(block spreading)技法が適用されることができる。
ブロック拡散技法は、既存のPUCCHフォーマットの1系列または2系列とは異なり、制御信号送信をSC−FDMA方式を利用して変調する方式である。図8に示すように、シンボルシーケンスがOCC(Orthogonal cover code)を利用して時間領域(domain)上において拡散されて送信されることができる。OCCを利用することによって、同じRB上に複数の端末の制御信号が多重化されることができる。前述したPUCCHフォーマット2の場合には、一つのシンボルシーケンスが時間領域にわたって送信され、CAZACシーケンスのCS(cyclic shift)を利用して複数の端末の制御信号が多重化されることに対し、ブロック拡散基盤PUCCHフォーマット(例えば、PUCCHフォーマット3)の場合には、一つのシンボルシーケンスが周波数領域にわたって送信され、OCCを利用した時間領域拡散を利用して、複数の端末の制御信号が多重化される。
図8は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいて一つのスロットの間に5個のSC−FDMAシンボルを生成して送信する一例を示す。
図8では、1スロットの間に一つのシンボルシーケンスに長さ=5(またはSF=5)のOCCを利用して、5個のSC−FDMAシンボル(すなわち、データ部分)を生成して送信する例示を示す。この場合、1スロットの間に2個のRSシンボルが使用されることができる。
図8の例示において、RSシンボルは、特定循環シフト値が適用されたCAZACシーケンスから生成されることができ、複数のRSシンボルにわたって所定のOCCが適用された(または乗算された)形態で送信されることができる。また、図8の例示において各々のOFDMシンボル(またはSC−FDMAシンボル)別に12個の変調シンボルが使用され、各々の変調シンボルは、QPSKにより生成されると仮定すると、一つのスロットで送信できる最大ビット数は、12x2=24ビットとなる。したがって、2個のスロットで送信できるビット数は、全48ビットとなる。このようにブロック拡散方式のPUCCHチャネル構造を使用する場合、従来のPUCCHフォーマットの1系列及び2系列に比べて、拡張された大きさの制御情報の送信が可能になる。
キャリアアグリゲーション一般
本発明の実施の形態において考慮する通信環境は、マルチキャリア(Multi−carrier)サポート環境をすべて含む。即ち、本発明で用いられるマルチキャリアシステムまたはキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)システムは、広帯域をサポートするために、目標とする広帯域を構成する時に目標帯域より小さな帯域幅(bandwidth)を有する1つ以上のコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)を併合(aggregation)して使用するシステムのことをいう。
本発明においてマルチキャリアは、キャリアの併合(または、搬送波集成)を意味し、このとき、キャリアの併合は、隣接した(contiguous)キャリア間の併合だけでなく、隣接していない(non−contiguous)キャリア間の併合を全部意味する。また、ダウンリンクとアップリンクとの間に集成されるコンポーネントキャリアの数は、異なるように設定されることができる。ダウンリンクコンポーネントキャリア(以下、DL CCとする)の数とアップリンクコンポーネントキャリア(以下、UL CCとする)の数とが同じ場合を対称な(symmetric)集成といい、その数が異なる場合を非対称な(asymmetric)集成という。このようなキャリアアグリゲーションは、搬送波集成、帯域幅集成(bandwidth aggregation)、スペクトル集成(spectrum aggregation)などのような用語と混用して使用されることができる。
2つ以上のコンポーネントキャリアが結合されて構成されるキャリアアグリゲーションは、LTE−Aシステムでは、100MHz帯域幅までサポートすることを目標とする。目標帯域より小さな帯域幅を有する1つ以上のキャリアを結合する時に、結合するキャリアの帯域幅は、従来のIMTシステムとの互換性(backward compatibility)を維持するために、従来のシステムにおいて使用する帯域幅に制限できる。例えば、従来の3GPP LTEシステムでは、{1.4,3,5,10,15,20}MHz帯域幅をサポートし、3GPP LTE−advancedシステム(即ち、LTE−A)では、既存システムとの互換のために上記の帯域幅だけを利用して20MHzより大きな帯域幅をサポートするようにすることができる。また、本発明で用いられるキャリアアグリゲーションシステムは、既存システムで使用する帯域幅と関係なく新たな帯域幅を定義してキャリアアグリゲーションをサポートするようにすることができる。
LTE−Aシステムは、無線リソースを管理するために、セル(cell)の概念を使用する。
上述のキャリアアグリゲーション環境は、マルチセル(multiple cells)環境と称することができる。セルは、ダウンリンクリソース(DL CC)とアップリンクリソース(UL CC)一対の組合せと定義されるが、アップリンクリソースは、必須要素ではない。したがって、セルは、ダウンリンクリソース単独、またはダウンリンクリソースとアップリンクリソースとから構成されることができる。特定の端末がただ1つの設定されたサービングセル(configured serving cell)を有する場合、1つのDL CCと1つのUL CCを有することができるが、特定の端末が2つ以上の設定されたサービングセルを有する場合には、セルの数だけのDL CCを有し、UL CCの数は、それと同一であるか、またはそれより小さくありうる。
または、それと反対にDL CCとUL CCとが構成されることもできる。即ち、特定の端末が多数の設定されたサービングセルを有する場合、DLCCの数よりULCCがより多くのキャリアアグリゲーション環境もサポートされることができる。即ち、キャリアアグリゲーション(carrier aggregation)は、各々キャリア周波数(セルの中心周波数)が互いに異なる2つ以上のセルの併合と理解されることができる。ここで、言う「セル(Cell)」は、一般に使用される基地局がカバーする領域としての「セル」とは区分されなければならない。
LTE−Aシステムにおいて使用されるセルは、プライマリセル(PCell:Primary Cell)及びセカンダリセル(SCell:Secindary Cell)を含む。PセルとSセルは、サービングセル(Serving Cell)として使用されることができる。RRC_CONNECTED状態にあるが、キャリアアグリゲーションが設定されないか、またはキャリアアグリゲーションをサポートしない端末の場合、Pセルだけから構成されたサービングセルがただ1つ存在する。反面、RRC_CONNECTED状態にあり、キャリアアグリゲーションが設定された端末の場合、1つ以上のサービングセルが存在でき、サービングセル全体には、Pセルと1つ以上のSセルが含まれる。
サービングセル(PセルとSセル)は、RRCパラメータを介して設定されることができる。PhysCellIdは、セルの物理層識別子であって、0から503までの定数値を有する。SCellIndexは、Sセルを識別するために使用される簡略な(short)識別子であって、1から7までの定数値を有する。ServCellIndexは、サービングセル(PセルまたはSセル)を識別するために使用される簡略な(short)識別子であって、0から7までの定数値を有する。0値は、Pセルに適用され、SCellIndexは、Sセルに適用するために予め付与される。即ち、ServCellIndexにおいて最も小さなセルID(またはセルインデックス)を有するセルがPセルになる。
Pセルは、プライマリ周波数(または、primaryCC)上において動作するセルを意味する。端末が初期接続設定(initial connection establishment)過程を行うか、または接続再−設定過程を行うのに使用されることができ、ハンドオーバ過程で指示されたセルを指し示すことができる。また、Pセルは、キャリアアグリゲーション環境で設定されたサービングセルのうち、制御関連通信の中心になるセルを意味する。即ち、端末は、自身のPセルにおいてのPUCCHを割り当てられて送信でき、システム情報を獲得するか、またはモニタリング手順を変更するのにPセルだけを利用できる。E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)は、キャリアアグリゲーション環境をサポートする端末にモビリティ制御情報(mobilityControlInfo)を含む上位層のRRC接続再設定(RRCConnectionReconfiguration)メッセージを用いて、ハンドオーバ手順のためにPセルだけを変更することもできる。
Sセルは、セカンダリ周波数(または、Secondary CC)上において動作するセルを意味できる。特定の端末にPセルは、1つだけが割り当てられ、Sセルは、1つ以上が割り当てられることができる。Sセルは、RRC接続の設定がなされた後に構成可能であり、追加的な無線リソースを提供するのに使用されることができる。キャリアアグリゲーション環境で設定されたサービングセルのうち、Pセルを除いた残りのセル、即ちSセルには、PUCCHが存在しない。E−UTRANは、Sセルをキャリアアグリゲーション環境をサポートする端末に追加する時、RRC_CONNECTED状態にある関連したセルの動作と関連したすべてのシステム情報を特定シグナル(dedicated signal)を介して提供できる。システム情報の変更は、関連したSセルの解除及び追加によって制御されることができ、このとき、上位層のRRC接続再設定(RRCConnectionReconfiguration)メッセージを利用できる。E−UTRANは、関連したSセル内でブロードキャストするよりは、端末別に異なったパラメータを有する特定シグナリング(dedicated signaling)できる。
初期セキュリティー活性化過程が始まった以後に、E−UTRANは、接続設定過程で初期に構成されるPセルに付加して、1つ以上のSセルを含むネットワークを構成できる。キャリアアグリゲーション環境でPセル及びSセルは、各々のコンポーネントキャリアとして動作できる。以下の実施の形態では、プライマリコンポーネントキャリア(PCC)は、Pセルと同じ意味として使用されることができ、セカンダリコンポーネントキャリア(SCC)は、Sセルと同じ意味として使用されることができる。
図9は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるコンポーネントキャリア及びキャリアアグリゲーションの一例を示した図である。
図9Aは、LTEシステムにおいて使用される単一キャリア構造を示す。コンポーネントキャリアには、DL CCとUL CCがある。1つのコンポーネントキャリアは、20MHzの周波数範囲を有することができる。
図9Bは、LTE_Aシステムにおいて使用されるキャリアアグリゲーション構造を示す。図9Bの場合に、20MHzの周波数の大きさを有する3個のコンポーネントキャリアが結合された場合を示す。DL CCとUL CCがそれぞれ3個ずつあるが、DL CCとULCCの数に制限があるのではない。キャリアアグリゲーションの場合、端末は、3個のCCを同時にモニタリングでき、ダウンリンク信号/データを受信することができ、アップリンク信号/データを送信できる。
仮に、特定のセルにおいてN個のDLCCが管理される場合には、ネットワークは、端末にM(M≦N)個のDLCCを割り当てることができる。このとき、端末は、M個の制限されたDLCCだけをモニタリングし、DL信号を受信することができる。また、ネットワークは、L(L≦M≦N)個のDLCCに優先順位をつけて主なDL CCを端末に割り当てることができ、このような場合、UEは、L個のDL CCは、必ずモニタリングしなければならない。このような方式は、アップリンクの送信にも全く同様に適用されることができる。
ダウンリンクリソースの搬送波周波数(または、DLCC)とアップリンクリソースの搬送波周波数(または、ULCC)との間のリンケージ(linkage)は、RRCメッセージのような上位層メッセージまたはシステム情報により指示されることができる。例えば、SIB2(System Information Block Type 2)によって定義されるリンケージによって、DLリソースとULリソースとの組合せが構成されることができる。具体的に、リンケージは、ULグラントを運ぶPDCCHが送信されるDL CCと前記ULグラントを使用するUL CC間のマッピング関係を意味でき、HARQのためのデータが送信されるDL CC(または、UL CC)とHARQ ACK/NACK信号が送信されるUL CC(または、DLCC)間のマッピング関係を意味することもできる。
クロスキャリアスケジューリング(Cross Carrier Scheduling)
キャリアアグリゲーションシステムでは、キャリア(または、搬送波)またはサービングセル(Serving Cell)に対するスケジューリングの観点から自己スケジューリング(Self−Scheduling)方法及びクロスキャリアスケジューリング(Cross Carrier Scheduling)方法の2種類がある。クロスキャリアスケジューリングは、クロスコンポーネントキャリアスケジューリング(Cross Component Carrier Scheduling)またはクロスセルスケジューリング(Cross Cell Scheduling)と称することができる。
クロスキャリアスケジューリングは、PDCCH(DL Grant)とPDSCHが各々異なるDL CCで転送されるか、またはDL CCで転送されたPDCCH(UL Grant)によって転送されるPUSCHがULグラントを受信したDL CCとリンクされているUL CCでない異なるUL CCを通じて転送されることを意味する。
クロスキャリアスケジューリングか否かは、端末固有(UE specific)に活性化または不活性化されることができ、上位層シグナリング(例えば、RRC signaling)を通じて半静的(semi−static)に各端末別に知らせることができる。
クロスキャリアスケジューリングが活性化された場合、PDCCHに該当PDCCHが指示するPDSCH/PUSCHがどのDL/UL CCを通じて転送されるかを知らせてくれるキャリア指示子フィールド(CIF:Carrier Indicator Field)が必要である。例えば、PDCCHはPDSCHリソースまたはPUSCHリソースをCIFを用いて多数のコンポーネントキャリアのうちの一つに割り当てることができる。即ち、DL CC上でのPDCCHが多重集成されたDL/UL CCのうちの一つにPDSCHまたはPUSCHリソースを割り当てる場合、CIFが設定される。この場合、LTE−A Release−8のDCIフォーマットは、CIFによって拡張できる。この際、設定されたCIFは3bitフィールドに固定されるか、設定されたCIFの位置はDCIフォーマットサイズに関わらず固定できる。また、LTE−A Release−8のPDCCH構造(同一コーディング及び同一なCCE基盤のリソースマッピング)を再利用することもできる。
一方、DL CC上でのPDCCHが同一なDL CC上でのPDSCHリソースを割り当てるか、または単一リンクされたULCC上でのPUSCHリソースを割り当てる場合にはCIFが設定されない。この場合、LTE−A Release−8と同一なPDCCH構造(同一コーディング及び同一なCCE基盤のリソースマッピング)とDCIフォーマットが使用できる。
クロスキャリアスケジューリングが可能な時、端末はCC別転送モード及び/又は帯域幅によってモニタリングCCの制御領域で複数のDCIに対するPDCCHをモニタリングすることが必要である。したがって、これを支援することができる検索空間の構成とPDCCHモニタリングが必要である。
キャリアアグリゲーションシステムにおいて、端末DL CC集合は端末がPDSCHを受信するようにスケジューリングされたDL CCの集合を示し、端末UL CC集合は端末がPUSCHを転送するようにスケジューリングされたULCCの集合を示す。また、PDCCHモニタリング集合(monitoring set)はPDCCHモニタリングを遂行する少なくとも一つのDL CCの集合を示す。PDCCHモニタリング集合は、端末DL CC集合と同一であるか、または端末DL CC集合の副集合(subset)でありうる。PDCCHモニタリング集合は、端末DL CC集合内のDLCCのうち、少なくともいずれか一つを含むことができる。または、PDCCHモニタリング集合は端末DLCC集合に関わらず、別個に定義できる。PDCCHモニタリング集合に含まれるDL CCはリンクされたUL CCに対する自己スケジューリング(self scheduling)は常に可能であるように設定できる。このような端末DL CC集合、端末UL CC集合、及びPDCCHモニタリング集合は、端末固有(UE−specific)、端末グループ固有(UE group−specific)またはセル固有(Cell−specific)に設定できる。
クロスキャリアスケジューリングが不活性化された場合には、PDCCHモニタリング集合が常に端末DL CC集合と同一であることを意味し、このような場合にはPDCCHモニタリング集合に対する別途のシグナリングのような指示が必要でない。しかしながら、クロスキャリアスケジューリングが活性化された場合には、PDCCHモニタリング集合が端末DL CC集合内で定義されることが好ましい。即ち、端末に対してPDSCHまたはPUSCHをスケジューリングするために、基地局はPDCCHモニタリング集合のみを通じてPDCCHを転送する。
図10は、本発明が適用できる無線通信システムにおけるクロスキャリアスケジューリングに従うサブフレーム構造の一例を示した図である。
図10を参照すると、LTE−A端末のためのDLサブフレームは3個のDL CCが結合されており、DL CC ‘A’はPDCCHモニタリングDL CCに設定された場合を示す。CIFが使われない場合、各DL CCはCIF無しで自身のPDSCHをスケジューリングするPDCCHを転送することができる。一方、CIFが上位層シグナリングを通じて使われる場合、唯一つのDL CC ‘A’のみCIFを用いて自身のPDSCHまたは他のCCのPDSCHをスケジューリングするPDCCHを転送することができる。この際、PDCCHモニタリングDL CCに設定されないDL CC ‘B’と‘C’はPDCCHを転送しない。
一般的なACK/NACKマルチプレックス方法
端末がeNBから受信される多数のデータユニットに該当する多数のACK/NACKを同時に送信しなければならない状況で、ACK/NACK信号の単一周波数特性を維持し、ACK/NACKの送信電力を減らすために、PUCCHリソース選択に基づいたACK/NACKの多重化方法が考慮されることができる。
ACK/NACKの多重化と共に、多数のデータユニットに対するACK/NACK応答のコンテンツは、実際にACK/NACKの送信に使用されるPUCCHリソースとQPSK変調シンボルのリソースの結合により識別される。
例えば、万一、一つのPUCCHリソースが4ビットを送信し、4個のデータユニットが最大送信されることができる場合、ACK/NACKの結果は、以下の表6のようにeNBで識別されることができる。
前記表6中、HARQ−ACK(i)は、第i番目のデータユニット(data unit)に対するACK/NACK結果を表す。前記表5中、DTX(DTX(Discont Inuous Transmission)は、該当するHARQ−ACK(i)のために送信されるデータユニットがないか、または端末がHARQ−ACK(i)に対応するデータユニットを検出できないことを意味する。
前記表6によれば、最大4個のPUCCHリソース
があり、b(0)、b(1)は、選択されたPUCCHを利用して送信される2個のビットである。
例えば、端末が4個のデータユニットの受信にすべて成功すると、端末は、
を利用して2ビット(1,1)を送信する。
端末が第1番目及び第3番目のデータユニットでデコードに失敗し、第2番目及び第4番目のデータユニットでデコードに成功すると、端末は、
を利用してビット(1,0)を送信する。
ACK/NACKチャネル選択で、少なくとも一つのACKがあると、NACKとDTXは対になる(couple)。これは予約された(reserved)PUCCHリソースとQPSKシンボルの組み合わせでは、すべてのACK/NACK状態を表すことができないためである。しかしながら、ACKがないと、DTXは、NACKと分離される(decouple)。
この場合、一個の明確なNACKに該当するデータユニットにリンクされたPUCCHリソースは、多数のACK/NACKの信号を送信するためにまた予約されることができる。
半持続的スケジューリング(Semi−PersistentScheduling)のためPDCCH確認(validation)
半持続的スケジューリング(SPS:Semi−Persistent Scheduling)は、特定の端末にリソースを特定の時間の間、持続的に維持されるように割り当てるスケジューリング方式である。
VoIP(Voice over Internet Protocol)のように、特定の時間の間に一定量のデータが送信される場合には、リソース割り当てのためにデータ送信区間ごとに制御情報を送信する必要がないから、SPS方式を使用して制御情報の浪費を減らすことができる。いわゆる半持続的スケジューリング(SPS:Semi−Persistent Scheduling)方法では、端末にリソースが割り当てられうる時間リソース領域をまず割り当てる。
このとき、半持続的割り当て方法では、特定の端末に割り当てられる時間リソース領域が周期性を有するように設定できる。その次に、必要によって周波数リソース領域を割り当てることによって、時間−周波数リソースの割り当てを完成する。このように周波数リソース領域を割り当てるのをいわゆる活性化(Activation)と呼ぶことができる。半持続的割り当て方法を使用すると、一回のシグナリングにより、一定期間の間、リソース割り当てが維持されるから、繰り返しリソース割り当てをする必要がなくなって、シグナリングオーバヘッドを減らすことができる。
その後、前記端末に対するリソース割り当てが要らなくなると、周波数リソース割り当てを解除するためのシグナリングを基地局から端末に送信できる。このように周波数リソース領域の割り当てを解除(release)するのを非活性化(Deactivation)と呼ぶことができる。
現在LTEでは、アップリンク及び/またはダウンリンクに対するSPSのために、まずRRC(Radio Resource Control)シグナリングを介してどのサブフレームでSPS送信/受信しなければならないのかを端末に知らせる。すなわち、RRCシグナリングを介してSPSのために割り当てられる時間−周波数リソースのうち、時間リソースをまず指定する。使用されることができるサブフレームを知らせるために、例えばサブフレームの周期とオフセットを知らせることができる。しかしながら、端末は、RRCシグナリングを介しては時間リソース領域のみが割り当てられるから、RRCシグナリングを受けたとしても直にSPSによる送受信を行わず、必要によって周波数リソース領域を割り当てることによって、時間−周波数リソースの割り当てを完成する。このように周波数リソース領域を割り当てるのを活性化(Activation)と呼ぶことができ、周波数リソース領域の割り当てを解除(release)するのを非活性化(Deactivation)と呼ぶことができる。
したがって、端末は、活性化を指示するPDCCHを受信した後に、その受信されたPDCCHに含まれたRB割り当て情報に応じて周波数リソースを割り当て、MCS(Modulation and Coding Scheme)情報に応じる変調(Modulation)及び符号化率(Code Rate)を適用して、前記RRCシグナリングを介して割り当てられたサブフレーム周期とオフセットに応じて送受信を行い始める。
その後、端末は基地局から非活性化を知らせるPDCCHを受信すると、送受信を中断する。万一、送受信を中断した以後に活性化または再活性化を指示するPDCCHを受信すると、そのPDCCHで指定したRB割り当て、MCSなどを使用して、RRCシグナリングで割り当てられたサブフレーム周期とオフセットを有して再度送受信を再開する。すなわち、時間リソースの割り当ては、RRCシグナリングを介して行われるが、実際の信号の送受信は、SPSの活性化及び再活性化を指示するPDCCHを受信した後に行われることができ、信号送受信の中断は、SPSの非活性化を指示するPDCCHを受信した後に行われる。
端末は、次のような条件をすべて満たす場合に、SPS指示を含むPDCCHを確認することができる。第一に、PDCCHペイロードのために追加されたCRCパリティビットがSPS C−RNTIでスクランブルされなければならず、第2に新しいデータ指示子(NDI:New Data Indicator)フィールドが0にセットされなければならない。ここで、DCIフォーマット2、2A、2B及び2Cの場合、新しいデータ指示子フィールドは、活性化された送信ブロックの一つを表す。
そして、DCIフォーマットに使用される各フィールドが以下の表7及び表8によってセットされると、確認が完了する。このような確認が完了すると、端末は受信したDCI情報を有効なSPS活性化または非活性化(または解除)であることを認識する。反面、確認が完了しないと、端末は、受信したDCIフォーマットに非マッチング(non−matching)CRCが含まれたと認識する。
表7は、SPS活性化を指示するPDCCH確認のためのフィールドを表す。
表8は、SPS非活性化(または解除)を指示するPDCCH確認のためのフィールドを表す。
DCIフォーマットがSPSダウンリンクスケジューリング活性化を指示する場合、PUCCHフィールドのためのTPC命令の値は、上位層により設定された4個のPUCCHリソースの値を表すインデックスとして使用されることができる。
PUCCH piggybacking in Rel−8 LTE
図11は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいてUL−SCHの送信チャネルプロセシングの一例を示す図である。
3GPP LTEシステム(=E−UTRA、Rel.8)では、ULの場合、端末機のパワーアンプの効率的な活用のために、パワーアンプの性能に影響を及ぼすPAPR(Peak−to−Average Power Ratio)特性またはCM(Cubic Metric)特性が良いsingle carrier送信を維持するようになっている。すなわち、従来のLTEシステムのPUSCH送信の場合、送信しようとするデータをDFT−precodingを介してsingle carrier特性を維持し、PUCCH送信の場合は、single carrier特性を有しているsequenceに情報を載せて送信することによって、single carrier特性を維持できる。しかし、DFT−precodingを一つのデータを周波数軸に非連続的に割り当てるか、またはPUSCHとPUCCHを同時に送信するようになる場合には、このようなsingle carrier特性が破られるようになる。したがって、図11のように、PUCCH送信と同じsubframeにPUSCH送信がある場合、single carrier特性を維持するためにPUCCHに送信するUCI(uplink control information)情報をPUSCHを介してデータと共に送信(Piggyback)するようになっている。
前で説明したように、従来のLTE端末は、PUCCHとPUSCHが同時に送信されることができないから、PUSCHが送信されるsubframeでは、Uplink Control Information(UCI)(CQI/PMI、HARQ−ACK、RI等)をPUSCH領域にmultiplexingする方法を使用する。
一例として、PUSCHを送信するようにallocationされたsubframeにおいてChannel Quality Indicator(CQI)and/or Precoding Matrix Indicator(PMI)を送信しなければならない場合、UL−SCH dataとCQI/PMIをDFT−spreading以前にmultiplexingして、control情報とdataを共に送信できる。この場合、UL−SCH dataは、CQI/PMI resourceを考慮してrate−matchingを行うようになる。またHARQ ACK、RI等のcontrol情報は、UL−SCH dataをpuncturingして、PUSCH領域にmultiplexingされる方式が使用されている。
図12は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいて送信チャネル(transport channel)であるアップリンク共有チャネルの信号処理過程の一例を示す図である。
以下、アップリンク共有チャネル(以下、「UL−SCH」という。)の信号処理過程は、一つ以上の送信チャネルまたは制御情報タイプに適用されることができる。
図12を参照すると、UL−SCHは、送信時間間隔(TTI:transmission time interval)ごとに一度ずつデータを送信ブロック(TB:Transport Block)の形態で符号化ユニット(conding unit)に伝達される。
上位層から伝達された送信ブロックのビット
にCRCパリティビット(parity bit)
を付着する(S12010)。このとき、Aは、送信ブロックの大きさであり、Lは、パリティビットの個数である。CRCが付着された入力ビットは、
のとおりである。このとき、Bは、CRCを含んだ送信ブロックのビット数を表す。
は、TBの大きさによって複数のコードブロック(CB:Code block)に分割(segmentation)され、分割された複数のCBにCRCが付着される(S12020)。コードブロック分割及びCRC付着後のビットは、
のとおりである。ここでrは、コードブロックの番号(r=0,...,C−1)で、Krは、コードブロックrに応じるビット数である。また、Cは、コードブロックの全個数を表す。
次に、チャネル符号化(channel coding)が行われる(S12030)。チャネル符号化後の出力ビットは、
のとおりである。このとき、iは、符号化されたストリームインデックスであり、0、1または2値を有することができる。Drは、コードブロックrのための第i番目の符号化されたストリームのビット数を表す。rは、コードブロック番号(r=0,...,C−1)で、Cは、コードブロックの全個数を表す。各コードブロックは、各々ターボコーディングによって符号化されることができる。
次に、レートマッチング(Rate Matching)が行われる(S12040)。レートマッチングを経た以後のビットは、
、のとおりである。このとき、rは、コードブロックの番号で(r=0,...,C−1)、Cは、コードブロックの全個数を表す。Erは、r番目のコードブロックのレートマッチングされたビットの個数を表す。
次に、再度コードブロック間の結合(concatenation)が行われる(S12050)。コードブロックの結合が行われた後のビットは、
のとおりである。このとき、Gは、送信のための符号化されたビットの全個数を表し、制御情報がUL−SCH送信と多重化される時、制御情報送信のために使用されるビット数は含まれない。
一方、PUSCHで制御情報が送信される時、制御情報であるCQI/PMI、RI、ACK/NACKは、各々独立してチャネル符号化が行われる(S12070、S12080、S12090)。各制御情報の送信のために、各々互いに異なる符号化されたシンボルが割り当てられるために、各々の制御情報は、互いに異なる符号化率(coding rate)を有する。
TDD(Time Division Duplex)においてACK/NACKフィードバック(feedback)モードは、上位層設定によりACK/NACKバンドリング(bundling)及びACK/NACK多重化(multiplexing)の2通りのモードが支援される。ACK/NACKバンドリングのために、ACK/NACK情報ビットは、1ビットまたは2ビットから構成され、ACK/NACK多重化のために、ACK/NACK情報ビットは、1ビットから4ビットの間で構成される。
ステップS134にてコードブロック間の結合ステップ以後に、UL−SCHデータの符号化されたビット
とCQI/PMIの符号化されたビット
の多重化が行われる(S12060)。データとCQI/PMIの多重化された結果は、
のとおりである。このとき、
は、
の長さを有するカラム(column)ベクトルを表す。
であり、
である。
は、UL−SCH送信ブロックがマッピングされたレイヤの個数を表し、Hは、送信ブロックがマッピングされた
個の送信レイヤにUL−SCHデータとCQI/PMI情報のために割り当てられた符号化された全ビットの個数を表す。
次に、多重化されるデータとCQI/PMI、別にチャネル符号化されたRI、ACK/NACKは、チャネルインターリービングされて出力信号が生成される(S12100)。
MIMO(Multi−Input Multi−Output)
MIMO技術は、いままで一般に一個の送信アンテナと一個の受信アンテナを使用していたことから脱皮して、複数送信(Tx)アンテナと複数受信(Rx)アンテナを使用する。言い換えれば、MIMO技術は、無線通信システムの送信端または受信端において複数入出力アンテナを使用して容量増大または性能改善を試みるための技術である。以下、「MIMO」を「複数入出力アンテナ」と称する。
さらに具体的に、複数入出力アンテナ技術は、一つの完全なメッセージ(total message)を受信するために、一個のアンテナ経路に依存しなく、複数のアンテナを介して受信した複数のデータ片を収集して完全なデータを完成させる。結果的に、複数入出力アンテナ技術は、特定のシステム範囲内でデータ送信率を増加させることができ、また特定のデータ送信率を介してシステム範囲を増加させることができる。
次世代移動通信は、従来の移動通信に比べてはるかに高いデータ送信率を要求するので、効率的な複数入出力アンテナ技術が必ず必要になると予想される。このような状況でMIMO通信技術は、移動通信端末と中継器などに幅広く使用することができる次世代移動通信技術であり、データ通信拡大などにより限界状況により他の移動通信の送信量限界を克服できる技術として関心を集めている。
一方、現在研究されている多様な送信効率向上技術のうち、複数入出力アンテナ(MIMO)技術は、追加的な周波数の割り当てまたは電力増加がなくても、通信容量及び送受信性能を画期的に向上させることができる方法として、現在最も大きな注目を受けている。
図13は、一般的な複数入出力アンテナ(MIMO)通信システムの構成図である。
図13を参照すると、送信アンテナの数をN_T個に、受信アンテナの数をN_R個に同時に増やすようになると、送信機または受信機においてのみ多数のアンテナを使用するようになる場合とは異なり、アンテナ数に比例して理論的なチャネル送信容量が増加するので、送信レート(transfer rate)を向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。この場合、チャネル送信容量の増加に応じる送信レートは、一つのアンテナを利用する場合の最大送信レート(R_o)に次のようなレート増加率(R_i)が掛けられた分だけ理論的に増加できる。
すなわち、例えば、4個の送信アンテナと4個の受信アンテナを利用するMIMO通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上4倍の送信レートを獲得できる。
このような複数入出力アンテナの技術は、多様なチャネル経路を通過したシンボルを利用して送信信頼度を上げる空間ダイバーシチ(spatial diversity)方式と、多数の送信アンテナを利用して多数のデータシンボルを同時に送信して送信率を向上させる空間多重(spatial multiplexing)方式とに分けることができる。また、このような2通りの方式を適切に結合して、各々の長所を適切に得ようとする方式に対する研究も、最近たくさん研究されている分野である。
各々の方式に対して、もう少し具体的に述べると、以下のとおりである。
第一に、空間ダイバーシチ方式の場合には、時空間ブロック符号系列と、ダイバーシチ利得と符号化利得を同時に利用する時空間トレリス(Trelis)符号系列方式がある。一般にビットエラー率の改善性能と符号生成の自由度は、トレリス符号方式が優秀であるが、演算複雑度は、時空間ブロック符号が簡単である。このような空間ダイバーシチ利得は、送信アンテナ数(N_T)と受信アンテナ数(N_R)の積(N_T×N_R)に該当する量を得ることができる。
第2に、空間多重技法は、各送信アンテナから互いに異なるデータ列を送信する方法であるが、このとき、受信機では、送信機から同時に送信されたデータの間に相互干渉が発生するようになる。受信機では、この干渉を適切な信号処理技法を利用して除去した後に受信する。ここに使用される雑音除去方式は、MLD(maximum likelihood detection)受信機、ZF(zero−forcing)受信機、MMSE(minimum mean square error)受信機、D−BLAST(Diagonal−Bell Laboratories Layered Space−Time)、V−BLAST(Vertical−Bell Laboratories Layered Space−Time)などがあり、特に送信端でチャネル情報が分かる場合には、SVD(singular value decomposition)方式などを使用することができる。
第3に、空間ダイバーシチと空間多重の結合された技法を例に挙げることができる。空間ダイバーシチ利得だけを得る場合、ダイバーシチ次数の増加に応じる性能改善利得が順次飽和し、空間多重利得だけを取ると、無線チャネルにおいて送信信頼度が低下する。これを解決しながら2通りの利得を全て得る方式が研究されてきたし、このうち、空間ブロック符号(Double−STTD)、時空間BICM(STBICM)などの方式がある。
上述のような複数入出力アンテナシステムにおける通信方法をさらに具体的な方法で説明するために、これを数学的にモデリングする場合、次のように表すことができる。
まず、図13に示すように、NT個の送信アンテナとNR個の受信アンテナが存在すると仮定する。
まず、送信信号に対して述べると、このようにNT個の送信アンテナがある場合、最大送信可能な情報は、NT個であるので、これを次のようなベクトルで表すことができる。
一方、各々の送信情報s1,s2,...,sNTにおいて送信電力を異にすることができ、このとき、各々の送信電力をP1,P2,...,PNTとすると、送信電力が調整された送信情報は、次のようなベクトルで表すことができる。
また、
を送信電力の対角行列Pで次のように表すことができる。
一方、送信電力が調整された情報ベクトル
は、その後重み行列Wが掛けられて実際に送信されるNT個の送信信号x1,x2,...,xNTを構成する。ここで、重み行列は、送信チャネル状況などによって送信情報を各アンテナに適切に分配する役割を行う。このような送信信号x1,x2,...,xNTを、ベクトルxを利用して次のように表すことができる。
式中、wijは、i番目の送信アンテナとj番目の送信情報間の重みを表し、Wは、これを行列で表したものである。このような行列Wを重み行列(Weight Matrix)またはプリコーディング行列(Precoding Matrix)と呼ぶ。
一方、上述のような送信信号(x)は、空間ダイバーシチを使用する場合と空間多重を使用する場合とに分けて考えてみることができる。
空間多重を使用する場合は、互いに異なる信号を多重化して送るようになるので、情報ベクトルsの要素が全部異なる値を有するようになることに対し、空間ダイバーシチを使用するようになると、同じ信号を複数のチャネル経路を通じて送るようになるので、情報ベクトルsの要素が全部同じ値を有するようになる。
もちろん、空間多重と空間ダイバーシチを混合する方法も考慮可能である。すなわち、例えば3個の送信アンテナを介して同じ信号を空間ダイバーシチを利用して送信し、残りは、各々異なる信号を空間多重化して送る場合も考慮することができる。
次に、受信信号は、NR個の受信アンテナがある場合、各アンテナの受信信号y1、y2,...,yNRをベクトルyで次のように表すことにする。
一方、複数入出力アンテナ通信システムにおけるチャネルをモデリングする場合、各々のチャネルは、送受信アンテナインデックスによって区分でき、送信アンテナjから受信アンテナiを経るチャネルをhijで表示することにする。ここで、hijのインデックスの順序が受信アンテナインデックスが先、送信アンテナのインデックスが後であることに留意する。
このようなチャネルは、いくつかを一つにクループ化してベクトル及び行列形態でも表示可能である。ベクトル表示の例を挙げて説明すれば、次の通りである。
図14は、多数の送信アンテナから一つの受信アンテナへのチャネルを示した図である。
図14に示すように、全NT個の送信アンテナから受信アンテナiに到着するチャネルは、次のように表現可能である。
また、前記数式7のような行列表現を用いてNT個の送信アンテナからNR個の受信アンテナを経るチャネルを全部表す場合、次のように表すことができる。
一方、実際チャネルは、上のようなチャネル行列Hを経た後に白色雑音(AWGN:Additive White Gaussian Noise)が加えられるようになるので、NR個の受信アンテナの各々に加えられる白色雑音n1,n2,...,nNRをベクトルで表現すれば、以下のとおりである。
上述のような送信信号、受信信号、チャネル、及び白色雑音のモデリングを介して複数入出力アンテナ通信システムでの各々は、次のような関係を介して表すことができる。
一方、チャネルの状態を表すチャネル行列Hの行と列の数は、送受信アンテナの数によって決定される。チャネル行列Hは、上述のように行の数は、受信アンテナの数NRと同じになり、列の数は、送信アンテナの数N_Tと同じになる。すなわち、チャネル行列Hは、NR×NT行列になる。
一般に、行列のランク(rank)は、互いに独立な(independent)行または列の個数の中で最小の個数で定義される。したがって、行列のランクは、行または列の個数より大きくなってはならない。数式的に例を挙げれば、チャネル行列Hのランク(rank(H))は、次のように制限される。
また、行列を固有値分解(Eigen value decomposition)したとき、ランクは、固有値(eigen value)のうち、0でない固有値の個数で定義することができる。似た方法で、ランクをSVD(singular value decomposition)したとき、0でない特異値(singular value)の個数で定義することができる。したがって、チャネル行列においてランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送ることができる最大数と言える。
本明細書において、MIMO送信に対する「ランク(Rank)」は、特定の時点及び特定の周波数リソースにおいて独立して信号を送信できる経路の数を表し、「レイヤ(layer)の個数」は、各経路を介して送信される信号ストリームの個数を表す。一般に、送信端は、信号送信に利用されるランクの数に対応する数のレイヤを送信するから、特別な言及がない限り、ランクは、レイヤの個数と同じ意味を有する。
参照信号(RS:Reference signal)
無線通信システムにおけるデータは、無線チャネルを介して送信されるから、信号は、送信中に歪むことができる。受信端で歪んだ信号を正確に受信するために、受信された信号の歪みは、チャネル情報を利用して補正されなければならない。チャネル情報を検出するために、送信側と受信側ともが知っている信号送信方法と、信号がチャネルを介して送信される時に歪んだ程度を利用してチャネル情報を検出する方法を主に利用する。上述した信号をパイロット信号または参照信号(RS:reference signal)という。
また、最近大部分の移動通信システムにおいてパケットを送信するとき、いままで一個の送信アンテナと一個の受信アンテナを使用したことから脱皮し、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを採択して送受信データの効率を向上させることができる方法を使用する。複数入出力アンテナを利用してデータを送受信するとき、信号を正確に受信するために、送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状態が検出されなければならない。したがって、各送信アンテナは、個別的な参照信号を持たなければならない。
移動通信システムにおけるRSは、その目的によって大きく2通りに区分されることができる。チャネル状態情報獲得のための目的のRSとデータ復調のために使用されるRSがある。前者は、UEがダウンリンクへのチャネル状態情報を獲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、特定のサブフレームでダウンリンクデータを受信しないUEであっても、そのRSを受信し測定できなければならない。また、これは、ハンドオーバなどの測定などのためにも使用される。後者は、基地局がダウンリンクを送る時、該当リソースに共に送るRSであって、UEは、該当RSを受信することによってチャネル推定を行うことができ、したがって、データを復調できるようになる。このRSは、データが送信される領域に送信されなければならない。
下り参照信号は、セル内のすべての端末が共有するチャネル状態に対する情報獲得及びハンドオーバなどの測定などのための一つの共通参照信号(CRS:common RS)と特定の端末だけのためにデータ復調のために使用される専用参照信号(dedicated RS)がある。このような参照信号を利用して、復調(demodulation)とチャネル測定(channel measurement)のための情報を提供できる。すなわち、DRSは、データ復調用のみに使用され、CRSは、チャネル情報獲得及びデータ復調の2通りの目的として使用される。
受信側(すなわち、端末)は、CRSからチャネル状態を測定し、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)及び/またはRI(Rank Indicator)のようなチャネル品質と関連した指示子を送信側(すなわち、基地局)にフィードバックする。CRSは、セル固有参照信号(cell−specific RS)ともいう。これに対し、チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)のフィードバックと関連した参照信号をCSI−RSと定義することができる。
DRSは、PDSCH上のデータ復調が必要な場合、リソースエレメントを介して送信されることができる。端末は、上位層を介してDRSが存在するかどうかを受信することができ、対応するPDSCHがマッピングされたときに限って有効である。DRSを端末固有参照信号(UE−specific RS)または復調参照信号(DMRS:Demodulation RS)ということができる。
図15は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおいてダウンリンクリソースブロック対にマッピングされた参照信号パターンを例示する。
図15を参照すると、参照信号がマッピングされる単位としてダウンリンクリソースブロック対は、時間領域において一つのサブフレーム×周波数領域において12個の副搬送波で表すことができる。すなわち、時間軸(x軸)上において一つのリソースブロック対は、一般サイクリックプレフィックス(normal CP:normal Cyclic Prefix)の場合、14個のOFDMシンボルの長さを有し(図5(a)の場合)、拡張サイクリックプレフィックス(extended CP:extended Cyclic Prefix)の場合、12個のOFDMシンボルの長さを有する(図5(b)の場合)。リソースブロックの格子において「0」、「1」、「2」及び「3」と記載されたリソースエレメント(REs)は、それぞれアンテナポートインデックス「0」、「1」、「2」及び「3」のCRSの位置を意味し、「D」と記載されたリソースエレメントは、DRSの位置を意味する。
以下、CRSに対してさらに詳細に述べると、CRSは、物理的アンテナのチャネルを推定するために使用され、セル内に位置したすべての端末に共通に受信されることができる参照信号として周波数帯域全体に分布する。すなわち、このCRSは、cell−specificしたシグナルで、広帯域に対して毎サブフレームごとに送信される。また、CRSはチャネル品質情報(CSI)及びデータ復調のために利用されることができる。
CRSは、送信側(基地局)でのアンテナ配列によって多様なフォーマットで定義される。3GPP LTEシステム(例えば、リリース−8)では、基地局の送信アンテナの個数に応じて、最大4個のアンテナポートに対するRSが送信される。ダウンリンク信号送信側は、単一の送信アンテナ、2個の送信アンテナ及び4個の送信アンテナのように、3種類のアンテナ配列を有する。例えば、基地局の送信アンテナの個数が二つである場合、0番と1番のアンテナポートに対するCRSが送信され、4つである場合、0〜3番のアンテナポートに対するCRSが各々送信される。
基地局が単一の送信アンテナを使用する場合、単一アンテナポートのための参照信号が配列される。
基地局が2個の送信アンテナを使用する場合、2個の送信アンテナポートのための参照信号は、時分割多重化(TDM:Time Division Multiplexing)及び/または周波数分割多重化(FDM Frequency division multiplexing)方式を利用して配列される。すなわち、2個のアンテナポートのための参照信号は、各々が区別されるために互いに異なる時間リソース及び/または互いに異なる周波数リソースが割り当てられる。
その上、基地局が4個の送信アンテナを使用する場合、4個の送信アンテナポートのための参照信号は、TDM及び/またはFDM方式を利用して配列される。ダウンリンク信号の受信側(端末)によって測定されたチャネル情報は、単一の送信アンテナ送信、送信ダイバーシチ、閉ループ空間多重化(closed−loop spatial multiplexing)、開ループ空間多重化(open−loop spatial multiplexing)または複数ユーザ−複数入出力アンテナ(Multi−User MIMO)のような送信方式を利用して送信されたデータを復調するために使用されることができる。
複数入出力アンテナが支援される場合、参照信号が特定のアンテナポートから送信されるとき、前記参照信号は、参照信号のパターンに応じて特定されたリソースエレメントの位置に送信され、他のアンテナポートのために特定されたリソースエレメントの位置に送信されない。すなわち、互いに異なるアンテナ間の参照信号は、互いに重ならない。
リソースブロックにCRSをマッピングする規則は、次の通りに定義される。
数式12において、k及びlは、各々副搬送波インデックス及びシンボルインデックスを表し、pは、アンテナポートを示す。
は、一つのダウンリンクスロットでのOFDMシンボルの数を表し、
は、ダウンリンクに割り当てられた無線リソースの数を表す。nsは、スロットインデックスを表し、
は、セルIDを表す。modは、モジュロ(modulo)演算を表す。参照信号の位置は、周波数領域で
の値によって変わる。
は、セルIDに従属するので、参照信号の位置は、セルによって多様な周波数シフト(frequency shift)の値を有する。
より具体的に、CRSを介してチャネル推定性能を向上させるために、CRSの位置は、セルによって周波数領域で偏移できる。例えば、参照信号が3個の副搬送波の間隔で位置する場合、一つのセルでの参照信号は、3k番目の副搬送波に割り当てられ、他のセルでの参照信号は、3k+1番目の副搬送波に割り当てられる。一つのアンテナポートの観点で参照信号は、周波数領域で6個のリソースエレメント間隔で配列され、さらに他のアンテナポートに割り当てられた参照信号とは、3個のリソースエレメント間隔で分離される。
時間領域で参照信号は各スロットのシンボルインデックス0で(から)ついて(始める)始まって同一間隔(constant interval)で配列される。時間間隔は、サイクリックプレフィックス長に応じて異なるように定義される。一般サイクリックプレフィックスの場合、参照信号はスロットのシンボルインデックス0と4に位置し、拡張サイクリックプレフィックスの場合、参照信号はスロットのシンボルインデックス0と3に位置する。2個のアンテナポートのうち、最大値を有するアンテナポートのための参照信号は、一つのOFDMシンボル内に定義される。したがって、4個の送信アンテナ送信の場合、参照信号アンテナポート0と1のための参照信号は、スロットのシンボルインデックス0と4(拡張サイクリックプレフィックスの場合、シンボルインデックス0と3)に位置し、アンテナポート2と3のための参照信号は、スロットのシンボルインデックス1に位置する。アンテナポート2と3のための参照信号の周波数領域での位置は、2番目のスロットで互いに交換される。
以下、DRSについてさらに詳細に述べると、DRSはデータを復調するために使用される。複数入出力アンテナ送信で特定の端末のために使用されるプリコーディング(precoding)の重みは、端末が参照信号を受信した時に各送信アンテナから送信された送信チャネルと結合されて、対応するチャネルを推定するために変更無しで使用される。
3GPP LTEシステム(例えば、リリース−8)は、最大4個の送信アンテナを支援し、ランク1のビームフォーミング(beamforming)のためDRSが定義される。ランク1のビームフォーミングのためのDRSはまたアンテナポートインデックス5のための参照信号を表す。
リソースブロックにDRSをマッピングする規則は、次の通りに定義される。数式13は、一般サイクリックプレフィックスである場合を表し、数式14は、拡張サイクリックプレフィックスである場合を表す。
数式13及び14中、k及びlは、各々副搬送波インデックス及びシンボルインデックスを表し、pは、アンテナポートを表す。
は、周波数領域でリソースブロックの大きさを表し、副搬送波の数として表現される。
は、物理リソースブロックの数を表す。
は、PDSCH送信のためのリソースブロックの周波数帯域を表す。nsは、スロットインデックスを表し、
は、セルIDを表す。modは、モジュロ(modulo)演算を表す。参照信号の位置は、周波数領域で
の値に応じて変わる。
は、セルIDに従属するので、参照信号の位置は、セルに応じて多様な周波数シフト(frequency shift)の値を有する。
LTEシステムの進化発展した形態のLTE−Aシステムにおいて、基地局のダウンリンクに最大8個の送信アンテナを支援できるようにデザインされなければならない。したがって、最大8個の送信アンテナに対するRSもやはり支援されなければならない。LTEシステムにおいてダウンリンクRSは、最大4個のアンテナポートに対するRSのみが定義されているので、LTE−Aシステムにおいて基地局が4個以上最大8個のダウンリンク送信アンテナを有する場合、これらのアンテナポートに対するRSが追加的に定義されデザインされなければならない。最大8個の送信アンテナポートに対するRSは、上述したチャネル測定のためのRSとデータ復調のためのRSの2通りがすべてデザインされなければならない。
LTE−Aシステムをデザインするにおいて、重要な考慮事項の一つは、下位互換性(backward compatibility)、すなわちLTE端末がLTE−Aシステムでもなんの無理なしでよく動作しなければならず、システムもまたこれを支援しなければならないということである。RSの送信の観点からは、LTEで定義されているCRSが全帯域に毎サブフレームごとに送信される時間−周波数領域において追加的に最大8個の送信アンテナポートに対するRSが追加的に定義されなければならない。LTE−Aシステムにおいて従来のLTEのCRSと同じ方式で最大8個の送信アンテナに対するRSのパターンを毎サブフレームごとに全帯域に追加するようになると、RSのオーバーヘッドが過度に大きくなるようになる。
したがって、LTE−Aシステムにおいて新しくデザインされるRSは、大きく2通りの分類に分けられるが、MCS、PMIなどの選択のためのチャネル測定目的のRS(CSI−RS:Channel State Information−RS、Channel State Indication−RS等)と8個の送信アンテナに送信されるデータ復調のためのRS(DM−RS:Data Demodulation−RS)である。
チャネル測定目的のCSI−RSは、従来のCRSがチャネル測定、ハンドオーバなどの測定などの目的と同時にデータ復調のために使用されることとは異なり、チャネル測定中心の目的のためにデザインされるという特徴がある。もちろん、これもまた、ハンドオーバなどの測定などの目的としても使用されることもできる。CSI−RSがチャネル状態に対する情報を得る目的としてのみ送信されるので、CRSとは異なり、毎サブフレームごとに送信されなくても良い。CSI−RSのオーバーヘッドを減らすために、CSI−RSは、時間軸上において間欠的に送信される。
データ復調のために、該当時間−周波数領域でスケジューリングされたUEに専用の(dedicated)DMRSが送信される。すなわち、特定のUEのDM−RSは、該当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する時間−周波数領域のみに送信されるものである。
LTE−AシステムにおけるeNBは、すべてのアンテナポートに対するCSI−RSを送信しなければならない。最大8個の送信アンテナポートに対するCSI−RSを毎サブフレームごとに送信することは、オーバーヘッドが過度に大きいという短所があるので、CSI−RSは、毎サブフレームごとに送信されずに、時間軸上において間欠的に送信されなければオーバーヘッドを減らすことができない。すなわち、CSI−RSは、一つのサブフレームの整数倍の周期で周期的に送信されるか、または特定の送信パターンで送信されることができる。このとき、CSI−RSが送信される周期またはパターンは、eNBが設定できる。
CSI−RSを測定するために、UEは、必ず自身が属したセルの各々のCSI−RSアンテナポートに対するCSI−RSの送信サブフレームインデックス、送信サブフレーム内のCSI−RSリソースエレメント(RE)時間−周波数位置、そしてCSI−RSシーケンス等に対する情報を知っていなければならない。
LTE−AシステムにおいてeNBは、CSI−RSを最大8個のアンテナポートに対して各々送信しなければならない。互いに異なるアンテナポートのCSI−RS送信のために使用されるリソースは、互いに直交(orthogonal)しなければならない。一つのeNBが互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを送信する時、各々のアンテナポートに対するCSI−RSを互いに異なるREにマッピングすることによって、FDM/TDM方式でこれらのリソースを直交(orthogonal)するように割り当てることができる。または、互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを互いに直交(orthogonal)したコードにマッピングさせるCDM方式で送信できる。
CSI−RSに関する情報をeNBが自己セルUEに知らせるとき、まず各アンテナポートに対するCSI−RSがマッピングされる時間−周波数に対する情報を知らせなければならない。具体的に、CSI−RSが送信されるサブフレーム番号、またはCSI−RSが送信される周期、CSI−RSが送信されるサブフレームオフセットであり、特定のアンテナのCSI−RS REが送信されるOFDMシンボル番号、周波数間隔(spacing)、周波数軸でのREのオフセットまたはシフト値などがある。
超高周波帯域を利用した通信システム
LTE(Long Term Evolution)/LTE−A(LTE Advanced)システムでは、端末と基地局のオシレ−タの誤差の値を要求事項(requirement)として規定し、下記のように述べる。
− UE side frequency error (in TS 36.101)
The UE modulated carrier frequency shall be accurate to within ±0.1 PPM observed over a period of one time slot (0.5 ms) compared to the carrier frequency received from the E−UTRA Node B
− eNB side frequency error (in TS 36.104)
Frequency error is the measure of the difference between the actual BS transmit frequency and the assigned frequency.
一方、基地局の種類に応じたオシレ−タの正確度は、以下の表9の通りである。
したがって、基地局と端末との間のオシレ−タの最大差は、±0.1ppmで、一方の方向に誤差が発生したとき、最大0.2ppmのオフセット値が発生できる。このようなオフセット値は、中心周波数と掛けられることによって、各中心周波数に合うHz単位に変換される。
一方、OFDMシステムでは、CFO値が周波数トン間隔により異なり、一般に大きなCFO値であっても、周波数トン間隔が十分に大きなOFDMシステムにおいて及ぼす影響は相対的に小さい。したがって、実際のCFO値(絶対値)は、OFDMシステムに影響を与える相対的な値で表現される必要があり、これを正規化されたCFO(normalized CFO)という。正規化されたCFOは、CFO値を周波数トン間隔で割った値で表現され、以下の表10は、各中心周波数とオシレ−タの誤差の値に対するCFOと正規化されるCFOとを表す。
表10中、中心周波数が2GHzである場合(例えば、LTE Rel−8/9/10)には、周波数トン間隔(15kHz)を仮定し、中心周波数が30GHz、60GHzである場合には、周波数トン間隔を104.25kHzを使用することによって、各中心周波数に対してドップラー影響を考慮した性能劣化を防止した。上の表2は、単純な例示であり、中心周波数に対して他の周波数トン間隔が使用されうることは自明である。
一方、端末が高速で移動する状況や高周波数帯域で移動する状況では、ドップラースプレッド(Doppler spread)現象が大きく発生する。ドップラースプレッドは、周波数領域での広がりを誘発し、結果的に受信機の立場で受信信号の歪みを発生させる。ドップラースプレッドは、
で表現されることができる。このとき、vは端末の移動速度であり、λは、送信される電波の中心周波数の波長を意味する。θは、受信される電波と端末の移動方向との間の角度を意味する。以下、θが0の場合を前提として説明する。
このとき、コヒーレンス時間(coherence time)は、ドップラースプレッドと反比例する関係にある。仮に、コヒーレンス時間を時間領域でチャネル応答の相関関係(correlation)値が50%以上である時間間隔で定義する場合、
で表現される。無線通信システムでは、ドップラースプレッドに対する数式とコヒーレンス時間に対する数式間の幾何平均(geometric mean)を表す以下の式15が主に利用される。
新しい無線アクセス技術(New Radio Access Technology)システム
より多くの通信機器がより大きな通信容量を要求するに伴い、従来の無線アクセス技術(Radio Access Technology、RAT)に比べて向上した端末広帯域(mobile broadband)通信に対する必要性が台頭されている。また、多数の機器及び物を接続して、いつどこででも多様なサービスを提供するマッシブ(massive)MTC(Machine Type Communications)もやはり考慮されている。それだけでなく、信頼性(reliability)及び遅延(latency)に敏感なサービス/UEを考慮した通信システムデザインもまた論議されている。
このように向上した端末広帯域通信(enhanced mobile broadband communication)、マッシブMTC、URLLC(Ultra−Reliable and Low Latency Communication)などを考慮した新しい無線アクセス技術の導入が論議されており、本発明では、便宜上該当技術をNew RAT(以下、NR)と命名する。
図16は、本発明が適用できるmmWaveを使用する通信システムで用いられるリソース領域構造の一例を示す。
mmWaveのような超高周波帯域を用いる通信システムは、従来のLTE/LTE−A通信システムとは物理的性質が異なる周波数帯域を使用する。これによって、超高周波帯域を用いる通信システムでは、従来の通信システムで用いられるリソース領域の構造と異なる形態のリソース構造が議論されている。図16は、新しい通信システムのダウンリンクリソース構造の例を示す。
横軸で14個のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルと縦軸で12個の周波数トーンで構成されるRB(Resource block)対(RB pair)を考慮するとき、最初の2個(又は3個)のOFDMシンボル1610は、従来と同様に制御チャネル(例えば、PDCCH(Physical Downlink Control Channel))に割り当てられ、次の1個から2個のOFDMシンボル1620は、DMRS(DeModulation Reference Signal)が割り当てられ、残りのOFDMシンボル1630は、データチャネル(例えば、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel))が割り当てられる。
一方、図16のようなリソース領域構造において、前記で説明したCPE(又はCFO)の推定のためのPCRS又はPNRS又はPTRSは、データチャネルが割り当てられる領域1630の一部のRE(Resource Element)に載せられて端末へ送信されることができる。このような信号は、位相雑音を推定するための信号であり、前記で説明したように、パイロット信号になってもよく、データ信号が変更又は複製された信号であってもよい。
本発明は、ダウンリンク又はアップリンクにおいて、チャネル推定のためのDMRSを送信する方法を提案する。
図17及び図18は、本明細書で提案する復調参照信号のパターンの一例を示す。
図17及び図18を参照すると、チャネルを推定するための復調参照信号は、アンテナポートの数によって、1つのシンボル又は2つのシンボルにマッピングされることができる。
具体的に、アップリンクのDMRS及びダウンリンクのDMRSは、下記の方法で生成され、リソース領域にマッピングされることができる。図17は、タイプ1によって、物理リソースにマッピングされたアップリンク又はダウンリンクのDMRSの一例を示し、図18は、タイプ2によって、物理リソースにマッピングされたアップリンク又はダウンリンクのDMRSの一例を示す。
アップリンクデータ又はダウンリンクデータを復調するための復調参照信号は、復調参照のシーケンスをOFDMシンボルにマッピングすることによって生成される。
復調参照信号のシーケンスは、図17及び図18に示すように、マッピングタイプによって、1つ又は2つのOFDMシンボルにマッピングされることができ、ポートの多重化のために、CDM方式が適用できる。
以下、アップリンクデータのためのDMRSと、ダウンリンクデータのためのDMRSとに分けて、具体的に見てみる。
PUSCHの復調参照信号(Demodulation reference signal for PUSCH)
ダウンリンクのDMRSの生成のための参照信号のシーケンスr(m)は、PUSCHに対する変換プリコーディング(transform precoding)が許容されない場合、下記数式16によって生成される。
このとき、PUSCHに対する変換プリコーディング(transform precoding)が許容されない場合の一例として、CP−OFDM方式の送信信号を生成する場合があり得る。
ここで、c(i)は、擬似ランダムシーケンス(the pseudo−random sequence)を意味する。
もし、PUSCHに対する変換プリコーディング(transform precoding)が許容される場合、参照信号のシーケンスr(m)は、下記数式17によって生成される。
このとき、PUSCHに対する変換プリコーディング(transform precoding)が許容される場合の一例として、DFT−S−OFDM方式の送信信号を生成する場合があり得る。
生成されたPUSCHのDMRSは、図18及び図19に示すように、上位層のパラメータにより与えられたタイプ1又はタイプ2によって、物理リソースにマッピングされる。
このとき、DMRSはアンテナポートの数によって、単一シンボル(single symbol)又は二重シンボル(double symbol)にマッピングされることができる。
もし、変換プリコーディングが許容されない場合、参照信号のシーケンスr(m)は、下記の数式18によって物理リソースにマッピングされることができる。
前記数式18において、lはPUSCH送信の始まりに相対的に定義され、
、
、及び
は、下記表11及び表12によって与えられる。
下記表11は、タイプ1に対するPUSCHのDMRSのためのパラメータの一例を示す。
下記表12は、タイプ2に対するPUSCHのDMRSのためのパラメータの一例を示す。
下記表13は、上位層のパラメータUL_DMRS_durによる時間領域のインデックス
と、支援されるアンテナポート
の一例を示す。
下記表14は、PUSCHのDMRSの開始位置
の一例を示す。
PDSCHの復調参照信号(Demodulation reference signals for PDSCH)
ダウンリンクのDMRSの生成のための参照信号のシーケンスr(m)は、下記数式19によって生成される。
ここで、c(i)は、擬似ランダムシーケンス(the pseudo−random sequence)を意味する。
生成されたPDSCHのDMRSは、図7及び図8に示すように、上位層のパラメータにより与えられたタイプ1又はタイプ2によって、物理リソースにマッピングされる。
このとき、参照信号のシーケンスr(m)は、下記数式20によって物理リソースにマッピングされることができる。
前記数式20において、lは、スロットの始まりに相対的に定義され、
、
、及び
は、下記の表15及び表16によって与えられる。
時間軸のインデックスl’、及び支援するアンテナポートpは、下記表15によって、上位層のパラメータであるDL_DMRS_durに応じて異なる。
は、マッピングのタイプによって、表15で与えられた上位層の媒介変数DL_DMRS_add_posによって変わる:
− PDSCHのマッピングタイプAについて:上位層のパラメータDL_DMRS_typeA_posが3と同じである場合、
であり、そうでない場合、
である。
− PDSCHのマッピングタイプBについて:
は、DMRSがスケジューリングされたPDSCHリソース内の一番目のOFDMシンボルにマッピングされる。
下記表15は、PDSCHのDMRS構成のタイプ1に対するパラメータの一例を示す。
下記表16は、PDSCHのDMRS構成のタイプ2に対するパラメータの一例を示す。
下記表17は、PDSCHのDMRSの持続時間(Duration)であるl’の一例を示す。
下記表18は、PDSCHのDMRSの始まり位置
の一例を示す。
図19は、本明細書で提案するDMRSのポートインデキシング方法の一例を示す図である。
図19に示すように、DMRSのポートインデキシングは、DMRSのマッピングタイプによって変わり得る。
具体的に、DMRSのマッピングタイプが前記で見たタイプ1である場合、DMRSポートインデキシングは、図19の(a)及び下記の表19の通りである。
DMRSのマッピングタイプが前記で見たタイプ2である場合、DMRSのポートインデキシングは、図19の(b)及び下記の表20の通りである。
図20及び図21は、本明細書で提案する復調参照信号の送信可否を決定するための方法の一例を示す図である。
図20及び図21を参照すると、高ドップラー(High Doppler)環境でチャネルを補償するために、基本的に設定されるDMRS以外に追加的なDMRSを設定して送信できる。
具体的に、図17及び図18で見たように、OFDMシンボル単位でDMRSを設定する場合、早いデコーディング速度のために、シンボルのうち前のシンボルにDMRSを設定すると、チャネルの補償に問題点が生じ得る。
即ち、高ドップラー(High Doppler)環境の場合、一つのスロット(又は、サブフレーム)内でチャネルの変化量が大きいため、前のシンボルに設定されたDMRSのみを用いた適切なチャネルの補償が難しい。
従って、このような問題点を解決するために、後のOFDMシンボルにDMRSを設定してチャネルを補償することができる。
以下、本発明で基本的に設定されるDMRSを第1のDMRS又はfront−loaded DMRSと呼び、さらに設定されるDMRSを第2のDMRS又はadditional DMRSと呼ぶ。
図22乃至図25は、本明細書で提案するリソースブロックのホッピング(hopping)が適用される場合、復調参照信号の位置を決定するための方法の一例を示す図である。
図22乃至図25を参照すると、リソースブロックに対する周波数ホッピングが適用される場合、DMRSはリソースブロック毎に互いに異なる、又は同一のOFDMシンボルにマッピングされることができる。
以下、周波数ホッピングされる特定のリソース領域をホップと呼ぶことができ、ホップは、アップリンクデータの送信の際に周波数ホッピングを行う場合、同じ帯域の周波数リソースとマッピングされた連続的なOFDMシンボルで構成された物理層のリソースを意味する。
具体的に、NRにおいてアップリンク送信の場合、周波数ダイバーシチ効果を用いて、データの送受信性能を向上させるために、基地局は端末に周波数ホッピング動作を指示又は設定できる。
例えば、基地局は端末に周波数ホッピングの可否を指示する指示子を含む上位層のシグナリング及び/又はDCIシグナリングを送信することができ、端末は基地局から送信された指示に基づいて、周波数ホッピングを適用するか否かを決定することができる。
例えば、基地局は端末にFrequency−hopping−PUSCH、Frequency−hopping−offset−set、
、又は
のうち少なくとも一つのパラメータを送信し、周波数のホッピングに関する情報を知らせることができる。
各パラメータに対する定義は下記の通りである。
− Frequency−hopping−PUSCH:周波数ホッピングが適用されるか否かを示す。
− Frequency−hopping−offset−set:周波数ホッピングを行う場合、一番目のホップと二番目のホップとの間の周波数オフセット。
−
:一番目のホップを構成するOFDMシンボルの数
−
:二番目のホップを構成するOFDMシンボルの数
基地局が端末に周波数のホッピングに関する情報を知らせるためのパラメータは、上位層のシグナリング及び/又はDCIシグナリングを介して設定されるか、基地局と端末間に固定された値で定義されることができ、又は、特定の規則によってパラメータの値が決定されるように定義できる。即ち、基地局は、端末へ周波数ホッピングの可否を指示する指示子、及びホッピングされるリソースに対するリソース情報を含む制御情報を送信することができる。
端末は、基地局から制御情報を受信すると、周波数ホッピングを行い、特定のパターンによってマッピングされたDMRS、及びアップリンクデータを基地局へ送信できる。
基地局は、受信したDMRSを用いてチャネルの補償に必要なチャネル値を推定することができ、推定されたチャネル値を用いてアップリンクデータに対するチャネルを補償する。
以降、基地局はアップリンクデータに対して、復調及びデコーディング過程を行い、端末から送信されたデータを検出することができる。
リソースブロックに対する周波数ホッピングが適用される場合、DMRSはホッピングされるホップのOFDMシンボルでのみ送信されるか、リソース領域全体のOFDMシンボルで送信されることができる。
例えば、図22に示すように、PUSCHの送信領域に対する周波数ホッピングが適用される場合、ホッピングを行うPUSCHの送信領域にのみDMRSが送信できる。
このとき、周波数ホッピングが適用される各ホップは、DMRSがマッピングされた少なくとも一つのOFDMシンボルを含むことができる。
周波数ホッピングが適用される場合、第2ホップでDMRSは図22の(a)に示すように、一番目のOFDMシンボルの位置にマッピングされてもよく、図22の(b)に示すように、二番目のOFDMシンボル以降のOFDMシンボルの位置にマッピングされてもよい。
即ち、図22の(a)に示すように、PUSCHが送信される第2ホップでDMRSは、第1ホップの最後のOFDMシンボルと、第2ホップの一番目のOFDMシンボルとの間に位置するOFDMシンボルにマッピングされることができる。
第2ホップのDMRSを前記で見た通り位置させる場合、受信端でデータのデコーディング速度を向上させることができ、第1ホップのデータ送信シンボルと第2ホップのDMRS送信シンボルとが重ならないため、第2ホップのDMRS送信シンボルの低CM/PAPR特性を維持することができるという効果がある。
或いは、図22の(b)に示すように、第2ホップでDMRSは、第2ホップの一番目のOFDMシンボルよりも一定値だけ後ろに位置するOFDMシンボルにマッピングされることができる。
このとき、前記一定値は、固定されるか、構成可能な値になることができる。
NRで高いオーダーのMU−MIMOは、重要な特性のうち一つであるため、図23の(b)に示すように、周波数ホッピングを行う端末と図23の(a)に示すように、行わない端末との間にMU−MIMOを行うことができる。
この場合、端末に設定されたDMRSの直交(orthogonality)を保証するために、MU−MIMOされる全ての端末間にDMRSが同じOFDMシンボルにマッピングされるように設定されることができる。
即ち、周波数ホッピングを行う端末と周波数ホッピングを行わない端末との間にDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの位置が異なって設定されないようにするために、周波数ホッピングを行う端末のDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの位置を変更することができる。
例えば、図23の(a)に示すように、周波数ホッピングを行わない端末とMU−MIMOを行う場合、周波数ホッピングを行う端末の第2のDMRSを図23の(c)のようにマッピングさせることによって、周波数ホッピングを行わない端末とMU−MIMOを行うことができる。
具体的に、端末は基地局から、前記で見た制御情報を受信する。
前記制御情報は、周波数ホッピングの可否を示す指示子、及びホッピングされるリソース領域を示すリソース情報だけでなく、第1のDMRS及び第2のDMRSのマッピングパターンを示すパターン情報を含むことができる。
以降、端末は基地局から送信された制御情報に基づき、DMRS及びアップリンクデータを送信する。このとき、前記DMRSは、前記制御情報に含まれたマッピングパターンに基づいて設定されることができる。
基地局は、受信したDMRSを用いて、チャネルの補償に必要なチャネル値を推定することができ、推定されたチャネル値を用いて、アップリンクデータに対するチャネルを補償する。
以降、基地局はアップリンクデータに対して、復調及びデコーディング過程を行い、端末から送信されたデータを検出することができる。
本発明のまた別の実施例として、図24に示すように、ホッピングした区間の数によって、DMRSがマッピングされるOFDMシンボルを決定することができる。
即ち、図24に示すように、スロット内で特定の区間に周波数ホッピングを行う場合、特定の区間に対して各区間の占有バンドにDMRSの送信が必要である。
従って、チャネルのドップラーと関係なく、DMRSの送信が必要であることがあるため、各ホップでDMRSをOFDMシンボルにマッピングして送信できる。
或いは、PUSCHのホッピング区間の数と送信されるDMRSの数とが異なる場合、図25の(a)及び(b)に示すように、ホッピング区間及びPUSCHの送信領域と関係なく、第1のDMRS及び第2のDMRSは、特定のOFDMシンボルの全帯域で送信されることができる。
図25の(a)は、第1のDMRS及び第2のDMRSがそれぞれ一つのOFDMシンボルにマッピングされて送信される方法の一例を示し、図25の(b)は、第1のDMRSのみ一つのOFDMシンボルにマッピングされて送信される方法の一例を示す。
図25の(a)のように、DMRSがOFDMシンボルにマッピングされる場合、ホッピングを行う端末とホッピングを行わない端末は、MU−MIMO動作を行うことができる。
即ち、ホッピングされるホップに関係なく、DMRSが特定のOFDMシンボルにマッピングされて、PUSCHが送信される全帯域で送信されるため、周波数ホッピングの可否と関係なく、全ての端末は同じOFDMシンボルにDMRSがマッピングされるようになる。
従って、各端末の直交(orthogonality)が保証されるため、周波数ホッピングの可否と関係なく、端末はMU−MIMO動作を行うことができる。
一般的なLTEシステムは、周波数ホッピングを適用する場合、基地局と端末との間に事前に約束された規則によって、固定されたホッピングリソースとDMRSがマッピングされるように定義されている。
しかし、NRで周波数ホッピングを適用する場合、基地局が端末にホッピングリソースに対する情報を知らせることができるため、リソースの設定においてより高い自由度を有することができるという効果がある。
また、図22乃至図25で見た周波数ホッピング方法を用いてDMRSを送信する場合、受信データのデコーディング時間を減らすことができ、周波数ホッピングを行う端末と行わない端末との間のMU−MIMOを支援することができるという効果がある。
図26乃至図31は、本明細書で提案する端末間にMU−MIMO動作を行うための復調参照信号のマッピングパターンの一例を示す図である。
図26乃至図31を参照すると、第1のDMRS及び第2のDMRSが同一であるか、又は異なる位置にマッピングされた端末間にMU−MIMO動作を行うことができる。
具体的に、NRでのDMRSは、第1のDMRS及び第2のDMRSに区分されて、OFDMシンボルにマッピングされることができる。
第1のDMRSは、早いデコーディング速度のために、OFDMシンボル単位で定義され、PDSCH又はPUSCHを構成するOFDMのうち、前のシンボルに位置することができる。
また、第2のDMRSは、第1のDMRSと共に、ドップラー拡散(Doppler spread)、ドップラーシフト(Doppler shift)等による時変チャネルに対して、時間領域に変化するチャネルを推定するためにマッピングされることができる。
第1のDMRSは、構成するOFDMシンボルの数によって、1−symbol front−load DMRSと2−symbol front−load DMRSで定義されることができ、上位層のシグナリング又はDCIシグナリングを介して端末に設定されることができる。
また、第2のDMRSは、1−symbol front−load DMRSと共に定義される場合、1−symbol additional DMRS、2−symbol front−load DMRSと共に定義される場合、2−symbol additional DMRSで定義されることができる。
下記の表21は、1−symbol additional DMRSの数及び位置に対する一例を示す(0番目のシンボルから始める)。
下記の表22は、2−symbol additional DMRSの数及び位置に対する一例を示す(0番目のシンボルから始める)。
このように、NRでは端末によって第1のDMRSを構成するOFDMシンボルの数が異なることがあり、第2のDMRSの数及び位置もやはり端末によって異なることがある。
このように端末によってDMRSが異なって設定される場合、互いに異なって設定されたDMRSを有する端末間のMU−MIMOのための方法、及び関連のシグナリングが定義できる。
前記で叙述した端末によってDMRSが異なって設定される場合の一例は、下記の通りである。
−第1のDMRSを構成するOFDMシンボルの数又は/そして位置が異なって設定される。
ex)UE1:1−symbol front−load DMRS、UE2:2−symbol front−load DMRS
−第2のDMRSの数又は/そして位置が異なって設定される。
ex)UE1:two 1−symbol additional DMRS、UE2:one 1−symbol additional DMRS
−第1のDMRSを構成するOFDMシンボルの数及び/又は位置と第2のDMRSの数及び/又は位置が異なって設定される。
ex)UE1:one 2−symbol additional DMRS、UE 2:two 1−symbol additional DMRS
前記の例示において、DMRSのマッピングタイプは同一であると仮定することができる。
この場合、互いに異なる端末間のMU−MIMOは、下記のような方法を通じて行われることができる。
第一に、基地局は同じDMRSが設定された端末間にのみMU−MIMO動作を行うことができるようにDMRSのアンテナポートを組み合わせることができる。
具体的に、基地局は互いに同一の第1のDMRS及び第2のDMRSが設定された端末を特定のグループに設定でき、設定された特定のグループ内でのみ互いに異なる端末に互いに異なるDMRSのアンテナポートを設定し、直交な(orthogonal)MU−MIMO又は互いに異なるDMRSのシーケンスを設定し、quasi−orthogonal MU−MIMOを行うことができる。
このとき、互いに同じDMRSの設定は、第1のDMRSを構成するOFDMシンボルの数及び位置が同一であるだけでなく、第2のDMRSを構成するOFDMシンボルの数及び位置が同一であり、第1のDMRS及び第2のDMRSのマッピングタイプが同一であるということを意味する。
このように、前記同じDMRSが設定された端末間にのみMU−MIMOを行う場合、端末は自身に設定されたDMRSと同一の設定値を有するDMRSが設定された端末のみがMU−MIMOを行うように設定されることができると仮定することができる。
従って、端末は基地局から別途のシグナリングなしで、端末に設定されたDMRS上でMU paringされた他の端末のポートに対するディテクションのみを行うことができるので、MU−paringされる端末間の直交(orthogonality)の維持が可能であり、シグナリングの観点及び端末の観点から実行動作を簡潔に定義されることができる。
第二に、基地局は互いに異なるDMRSが設定された端末間にMU−MIMO動作を行うことができるように、DMRSのアンテナポートを組み合わせる場合、特定のリソース領域でデータを送受信しないように、ミュート(mute)できる。
具体的に、基地局は互いに異なるDMRSが設定された端末間にMU−MIMOを行うことができるDMRSポートの組み合わせを設定する場合、両端末のDMRSがオーバーラップ(overlap)されない領域では、データが送信されずにミューティング(muting)されるということを指示する設定値を上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して端末に設定できる。
即ち、基地局はMU−MIMOされる端末間に互いに異なるDMRSが設定される場合、他の端末のDMRSを保護するために、特定のリソース領域では基地局からデータが送信されないか、基地局にデータを送信できないように設定することができる。
このとき、互いに異なるDMRSが設定されているということは、第1のDMRSを構成するOFDMシンボルの数及び位置、第2のDMRSを構成するOFDMシンボルの数及び位置、又は第1のDMRS及び第2のDMRSのマッピングタイプのうち少なくとも一つが異なる場合を意味する。
また、前記設定値は、レートマッチングを行うか、干渉レイヤ/ポートが送信される特定のOFDMシンボルの位置セット、及び/又は周波数パターン(例えば、Comb offset or RE group offset)等の形態で定義されることができる。
下記の表23は、前記設定値の一例を示す。
表23において、OFDM symbol indexは、ミューティング(レートマッチング)を行うOFDMシンボルのインデックスを意味することができる。
周波数パターンは、図26に示すように、DMRSが特定のOFDMシンボルで有するパターンを示すことができる。
図26において、C1、C2、C3、C4、C5、C6は、表24のComb offset pattern 0、Comb offset pattern 1、RE group offset pattern 0、RE group offset pattern 1、RE group offset pattern 2、Full occupiedに対する一例を示す。
図27に示すように、表24で特定の端末に設定値として「pattern_mupaired_ue=5」が指示される場合、端末は該当する領域でミューティング(muting)を行う。
図28において、(a)は端末1にone 1−symbol additional DMRSが設定された場合であり、(b)は端末2にtwo 1−symbol additional DMRSが設定された場合を示す。
この場合、図28の(c)に示すように、端末1と端末2がMU−MIMOされると、基地局は端末1に端末2がDMRSを送信するリソース領域であるOFDMシンボルインデックス7に該当するリソース領域でデータが送受信されずにミューティングされるということを指示することができる。
図28の(a)乃至(c)で説明の便宜のためにDMRSを意味する領域を特定のOFDMシンボルの全体で表現したが、実際の端末に設定されるDMRSパターンによって実際にDMRSの送信のために占有するRE(s)が変わり得ることは自明である。
この場合、基地局はそれぞれの端末にMU−paringできるアンテナポートに対する情報を上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して指示することができる。
このような方法を通じて、DMRSの設定が同一ではない両端末間にMU−MIMOを行う場合、両端末のDMRSがオーバーラップされない領域で特定の端末にミューティング可否を指示できるので、他の端末のDMRSを保護することができ、互いに異なるDMRSが設定された端末間にも直交の(orthogonal)MU−MIMO動作が可能である。
第三に、基地局は互いに異なるDMRSが設定された端末間にMU−MIMO動作を行うことができるように、DMRSのアンテナポートを組み合わせる場合、端末のDMRSの設定に関する設定値を端末に送信できる。
具体的に、基地局は互いに異なるDMRSが設定された端末がMU−MIMO動作を行うように設定する場合、それぞれの端末にMU−paringされる他の端末のDMRSの設定に関する設定情報を上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して端末に指示できる。
また、基地局は、MU−paringされる互いに異なる端末に対して、DMRSがオーバーラップされない特定のリソース領域が発生する場合、特定のリソース領域にDMRSが設定された端末にDMRSを送受信するように指示することができ、DMRSが設定されない端末に特定のリソース領域でデータの送受信を禁止するように指示することができる。
即ち、基地局はMU−paringされる端末にそれぞれ相手端末のDMRSの設定に関する設定情報を送信することができ、MU−paringされる端末のDMRSが送信されるリソース領域は、該当DMRSを保護するために他の端末がデータの送受信をすることができないように、ミューティングできる。
そして、端末は、前記シグナリングを介して基地局から指示されたMU−paringされる他の端末のDMRSの設定情報が自身に設定されたDMRSの設定情報と異なる場合、特定のリソース領域にDMRSが設定された端末は、前記特定のリソース領域でDMRSが送信されることを仮定し、データの受信及びチャネルの推定過程を行うことができる。
また、前記特定のリソース領域にDMRSが設定されない端末は、前記特定のリソース領域でデータが送信されないと仮定し、データの受信及びチャネルの推定過程を行うことができる。
このとき、前記設定情報は、MU−paringされる端末の第1のDMRS及び第2のDMRSがマッピングされるシンボルの数及び位置をそれぞれ示すパラメータを含むことができる。
例えば、第1のDMRS及び第2のDMRSが図30の(a)に示すように、設定されたUE1と第1のDMRS及び第2のDMRSが図30の(b)がMU−paringされる場合、端末はUE1にUE2のDMRSの設定情報を送信し、UE2にUE1のDMRSの設定情報を送信することができる。
即ち、UE1は基地局からUE2の第1のDMRS及び第2のDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの数及びシンボルインデックスを含む設定情報を受信することができる。
基地局から設定情報を受信したUE1は、OFDMシンボルインデックス「7」でデータが送受信されずにミューティングされるということを認識することができる。
以降、端末はOFDMシンボルインデックス「7」でデータが送受信されずにミューティングされるということを仮定し、データの受信及びチャネルの推定手続を行うことができる。
反面、UE2は基地局からUE1の第1のDMRS及び第2のDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの数及びシンボルインデックスを含む設定情報を受信することができる。
これを通じて、UE2はMU−paringされたUE1による干渉チャネルをOFDMシンボルインデックス「3」及び「11」で検出することができる。
或いは、図30の(a)及び(b)に示すように、UE1とUE2の第2のDMRSの位置が全く異なる場合、UE1はMU−paringされたUE2がUE1と異なるOFDMシンボルの位置にDMRSが設定されたことを基地局の設定情報を通じて認識できる。
UE1は、UE2がOFDMシンボルインデックス「7」でDMRSを送信するということを認識し、OFDMシンボルインデックス「7」ではデータの送受信が発生せずにミューティングされるということを仮定し、データの送受信及びチャネルの推定手続を行うことができる。
UE2もUE1と同様に、OFDMシンボルインデックス「9」でデータの送受信が発生せずにミューティングされるということを仮定し、データの送受信及びチャネルの推定手続を行うことができる。
この場合、基地局はUEにMU−paringできるアンテナポートに対する情報を上位層のシグナリング及び/又はDCIシグナリングを介して送信できる。
このような方法を通じて、基地局は端末にMU−pairingできるアンテナポートに対する情報を指示し、端末がブラインド検出(blind detection)を行うポート候補(port candidate(s))を減少させることができる。
第四に、基地局はDMRSの設定値のうち一部の設定値が同一である端末間にのみMU−MIMOを行うことができるように、DMRSのアンテナポートを組み合わせることができる。
例えば、基地局は第1のDMRSのマッピングパターン又はマッピングされるOFDMシンボルの数のうち少なくとも一つが同一である端末間にMU−MIMOが行われるようにDMRSのアンテナポートを組み合わせるか、第2のDMRSのマッピングパターン、マッピングされるOFDMシンボルの数、マッピングされるOFDMシンボルの位置、又は第1のDMRS及び第2のDMRSのDMRSシーケンスのうち少なくとも一つが同一である端末間にMU−MIMOが行われるようにDMRSのアンテナポートを組み合わせることができる。
このとき、互いに異なる端末間に同一である一部の設定値は、基地局と端末間に固定された値で予め設定されるか、上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して端末に設定されることができる。
基地局はこのような条件を満たす端末がMU−MIMOを行うことができるようにDMRSのアンテナポートの組み合わせを設定する場合、一部異なって設定された設定値に対する設定情報を上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して端末に知らせることができる。
即ち、MU−paringされる端末は、相手端末のDMRS設定値のうち、自身と異なって設定された設定値に対する設定情報を基地局から受信することができる。
基地局は、MU−paringされる互いに異なる端末に対して、一部の設定値が異なって、DMRSがオーバーラップされない特定のリソース領域が発生する場合、特定のリソース領域にDMRSが設定された端末にDMRSを送信するか、送信するように指示することができる。
また、基地局は、DMRSが設定されない端末に特定のリソース領域でデータを送信しないか、送信しないように指示することができる。
即ち、基地局はMU−paringされる端末にそれぞれ相手端末のDMRSの設定に関する設定情報を送信することができ、MU−paringされる端末は基地局から送信された設定情報を通じて相手端末と同一に設定された設定値(第1設定値)と、異なって設定された設定値(第2設定値)を認識することができる。
第1設定値及び第2設定値を通じて、相手端末と異なって設定された設定値を認識した端末は、相手端末がDMRSを送信するリソース領域でデータの送受信を行わないことがある。
また、端末は相手端末がDMRSを送信するリソース領域ではデータが送受信されないと仮定し、データの受信及びチャネルの推定手続を行うことができる。
本発明のまた別の実施例として、基地局は第2設定値のみを設定情報に含ませて端末に送信することができ、端末は第2設定値に基づいて前記のような動作を行うことができる。
このような方法を使用する場合、第2設定値のみを端末に送信するため、シグナリングのオーバーヘッドが減少し得る。
例えば、基地局は第1のDMRSを構成するOFDMシンボルの数及び位置が同一である端末(例えば、UE1、UE2)のみMU−MIMOを行うことができるDMRSのアンテナポートの組み合わせを設定することができる。
この場合、基地局はUE1にUE2の第2のDMRSが設定されたOFDMシンボルの数及び位置に対する設定情報を送信し、UE1は基地局から送信された設定情報に基づいて、UE2の第2のDMRSが設定されたリソース領域ではデータが送信されないと仮定し、チャネルの推定を行うことができる。
或いは、基地局は第2のDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの数及び位置が同一である端末(例えば、UE1、UE2)のみMU−MIMOを行うことができるDMRSのアンテナポートの組み合わせを設定することができる。
この場合、基地局はUE1にUE2の第1のDMRSが設定されたOFDMシンボルの数及び位置に対する設定情報を送信し、UE1は基地局から送信された設定情報に基づいて、UE2の第1のDMRSが設定されたリソース領域ではデータが送信されないと仮定し、チャネルの推定を行うことができる。
本発明の実施例において、MU−paringされる端末が複数個存在する場合、設定情報は複数の端末の設定値をいずれも含むか、複数の端末のマッピングパターンをいずれも含むことができる特定の設定値を含むことができる。
下記の表24は、複数の端末がMU−paringされる場合の設定情報の一例を示す。
「num_add_dmrs」は、第2のDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの数を示す。図31の(a)乃至(c)は、「num_add_dmrs」によるDMRSのマッピングパターンの一例を示す。
表24において、{UE1、UE2、UE3、UE4}に設定されたnum_add_dmrsが{0、1、1、2}であり、UE1、UE2、UE3、UE4がMU−paringされる場合、MU−paringされる複数の端末に設定されたDMRSの設定値で表されるDMRSのパターンをいずれも含むことができる特定の設定値は、num_add_dmrs=2になることができる。
即ち、複数の端末の全てのDMRSマッピングパターンを含むことができる設定値は、num_add_dmrs=2であり得る。
従って、基地局はMU−paringされる全ての端末にnum_add_dmrs=2を含む設定情報を送信することによって、MU−paringされるそれぞれの端末は、他の端末に対するDMRSの設定値を認識することができる。
また、他の端末のDMRSの設定値を認識した端末は、自身はDMRSが設定されていないが、他の端末にDMRSが設定されたリソース領域をミューティングすることによって、MU−paringされる他の端末のDMRSを保護することができる。
また別の実施例として、{UE1、UE2、UE3、UE4}に設定されたnum_add_dmrsが{0、1、1、0}であり、UE a、UE b、UE c、UE dがMU−paringされる場合、特定の設定値は、num_add_dmrs=1の通りである。
本発明のまた別の実施例として、基地局は一部の設定値のみ同一である端末間にMU−MIMO動作を行うようにDMRSのアンテナポートの組み合わせを設定する場合、端末間に同一である一部の設定値を特定の設定値に制限できる。
具体的に、一部の設定値が同一である端末間にMU−MIMOを行うようにアンテナポートを組み合わせる場合、MU−MIMOされる端末の互いに異なるDMRSの設定値によってRSのオーバーヘッドが増加し、端末へ送信しなければならない設定値が多くなり、シグナリングのオーバーヘッドが増加し得る。
従って、RSのオーバーヘッドを防止し、シグナリングのオーバーヘッドを減少させるために、複数の端末間にMU−MIMOされるために、同一でなければならないDMRSの設定値を特定の設定値に制限できる。
例えば、図31の(a)乃至(d)は、それぞれUE1、UE2、UE3、及びUE4のDMRSのマッピングパターンである場合、UE1乃至UE3は、UE4とMU−MIMOされるとRSのオーバーヘッドが増加することになる。
即ち、UE1乃至UE3は、UE4とMU−paringされる場合、UE4のDMRSのマッピングパターンのため、データを送信することができる多くのリソースをミューティングしなければならないため、不要なRSのオーバーヘッドが増加する。
特に、UE3のDMRSのマッピングパターンは、UE4のDMRSのマッピングパターンのサブセットの形態で定義されていないため、UE3がUE4とMU−paringのためにミューティングを行う場合、RSのオーバーヘッドが非常に大きくなる。
従って、過度なRSのオーバーヘッドの増加を発生し得る(d)のようなDMRSの設定に対しては、MU−paringされないように設定値を特定の設定値に制限できる。
例えば、基地局は図31の(a)乃至(c)のDMRSのマッピングパターンを有する端末間にMU−paringされ、(d)のDMRSのマッピングパターンを有する端末は同一のDMRSのマッピングパターンを有する端末間にのみMU−paringされるように設定できる。
このとき、前記特定の設定値は、基地局と端末間に既に設定された固定値で定義されるか、基地局が上位層のシグナリング及び/又はDCIシグナリングを介して端末に送信できる。
下記表25は、特定の設定値の一例を示す。
表25において、{}内の設定値は、DMRSが設定された互いに異なる端末間にMU−MIMOが可能であることを意味することができる。
例えば、MU−MIMOが可能なDMRSの設定値の組み合わせを意味するgroup_mupaired_dmrsconfigが「0」と設定される端末の場合、第1のDMRSがマッピングされたOFDMシンボルの数が1、2であって、互いに異なる端末間のMU−MIMOは可能ではない。
また、第2のDMRSがマッピングされたOFDMシンボルの数が0、1、2と設定される端末間にはMU−MIMOが可能であり、3と設定される端末は、3と設定される他の端末とのみMU−MIMOが可能である。
また別の例として、group_mupaired_dmrsconfigの値が「4」が設定される端末の場合、第1のDMRSがマッピングされたOFDMシンボルの数が1、2であって、互いに異なって設定された端末間のMU−MIMOも可能である。
また、第2のDMRSがマッピングされたOFDMシンボルの数が0、1と設定される端末間にはMU−MIMOが可能であり、2と設定される端末は、2と設定される他の端末とのみMU−MIMOが可能であり、3と設定される端末は、3と設定される他の端末とのみMU−MIMOが可能である。
このような方法を用いる場合、追加的なシグナリングによるシグナリングのオーバーヘッドが増加し得るが、基地局がケースによって柔軟(flexible)にMU−MIMOを設定して制御できる。
基地局は端末にDMRSが設定されるOFDMシンボル内でDMRSがマッピングされるREs以外のREsに対してデータを送信せず、ミューティングを行うように上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE等)及び/又はDCIシグナリングを介して指示できる。
或いは、基地局と端末間に既設定された値に基づいて、端末はOFDMシンボル内でDMRSがマッピングされるREs以外のREsに対してはデータを送信せずにミューティングさせることができる。
この場合、DMRSが設定される全てのOFDMシンボルは同じ方法が適用できる。即ち、DMRSシンボル内のレートマッチングは、全てのDMRSシンボル内で同じように行われることができる。
本発明のまた別の実施例として、基地局は複数の端末がMU−MIMOを行う場合、第2のDMRSがマッピングされたOFDMシンボルが少なくとも一つ以上設定された端末のうち、DMRSの設定値が同一である端末間にのみMU−MIMOを行うようにDMRSのアンテナポートの組み合わせを設定することができる。
本実施例は、互いに異なるDMRSのシーケンスを互いに異なる端末に設定するquasi−orthogonal MU−MIMOの場合にも適用されることができる。
この場合、端末は第2のDMRSが少なくとも一つのOFDMシンボルにマッピングされた場合にのみ自身に設定されたDMRSの設定値と同一の設定値を有する端末のみが自身とMU−MIMOを行うように設定されることができることを仮定できる。
従って、端末は基地局から別途のシグナリングなしで、自身に設定されたDMRS上でMU paringされた他の端末のポートに対するディテクションのみを行うことができるため、MU−paringされる端末間の直交(orthogonality)を維持することができ、シグナリングの観点及び端末の観点から行われる動作が簡単になり得る。
本発明のまた別の実施例として、基地局は複数の端末がMU−MIMOを行う場合、第2のDMRSが設定されない端末のうち、互いに異なる第1のDMRSが設定された端末間にMU−MIMOを行うことができるようにDMRSのアンテナポートの組み合わせを設定することができる。
具体的に、第2のDMRSは、マッピングされるOFDMシンボルの数及び位置が様々に設定されることができる。従って、第2のDMRSがマッピングされるOFDMシンボルの数及び位置が異なって設定された端末間にMU−MIMOを行う場合、シグナリングのオーバーヘッドの増加及び端末の受信複雑度が増加し得る。
しかし、第2のDMRSが設定されず、第1のDMRSのみ設定される場合に、第1のDMRSの可能な設定値が1−symbol front−load DMRSと2−symbol front−load DMRSに制限されているため、MU−MIMOに対する制限を減らすために、この場合、端末間のMU−MIMOは許容されることができる。
第2のDMRSが設定されない場合、端末は自身と同一である第1のDMRSの設定値を有する端末だけでなく、異なる設定値を有する端末もMU−MIMOを行うように設定されることができると仮定できる。
具体的に、端末は自身に設定された第1のDMRSと同一の設定値を有する端末のみMU−paringされると仮定せず、MU−paringが可能な第1のDMRSの設定値を用いてMU−paringされるアンテナポートに対するブラインドの検出を行うことができる。
この場合、MU−MIMOに関する情報のシグナリングが減少することになるので、シグナリングのオーバーヘッドを減らすことができる。
或いは、基地局はMU−paringされる端末に第1のDMRSのマッピングが重ならないリソース領域に対してはデータが送受信されずにミューティングされるということを指示する設定値を上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して端末に指示できる。
基地局は前記シグナリングを送信した端末に該当リソース領域でデータを送信せず、端末は該当領域で基地局へデータを送信するか、基地局からデータが送信されないと仮定し、データの受信及びチャネルの推定を行うことができる。
図26乃至図28で説明した第二の方式の一部が本実施例に適用されることができる。
或いは、基地局はそれぞれの端末にMU−paringされる他の端末の第1のDMRSの設定値に対する情報を上位層のシグナリング(例えば、RRC及び/又はMAC CE)及び/又はDCIシグナリングを介して指示できる。
そして、基地局は前記で説明したように、MU−paringされる端末に第1のDMRSのマッピングが重ならないリソース領域が発生する場合、該当リソース領域で第1のDMRSが設定された端末には第1のDMRSを送信し、該当リソース領域で第1のDMRSが設定されない端末にはデータを送信しないことがある。
この場合、端末は前記シグナリングを介して指示されたMU−paringされる他の端末の第1のDMRSの設定値が自身に設定された第1のDMRSの設定値と異なる場合、該当リソース領域に他の端末の第1のDMRSが送信されると仮定し、データの受信及びチャネルの推定過程を行うことができる。
図30及び図31で説明した第三の方式の一部が本実施例に適用されることができる。
図32は、本明細書で提案する復調参照信号の送信電力を決定するための方法の一例を示す図である。
図32を参照すると、DMRSとデータ間の電力比は、第1のDMRSに設定された値が全ての第2のDMRSに同一に適用されることができる。
具体的に、図32に示すように、端末に第1のDMRS及び第2のDMRSが設定された場合、CSI−RS等他のRSとの多重化等により、特定の第2のDMRSが設定されたOFDMシンボルでデータをミューティングできる。
即ち、第2のDMRSがマッピングされた特定のOFDMシンボルで他の参照信号との多重化により、特定のREsでデータが送受信されない場合が発生し得る。
この場合、ミューティングするREsの電力を第2のDMRSに追加してRSをブースティングすることができる。しかし、特定の第2のDMRSの送信電力のみをブースティングする場合、端末に設定されたDMRSが互いに異なる送信電力を有するため、DMRSとデータ間の電力比がDMRS毎に変わり、このため、端末のチャネル推定性能が低下し得る。
従って、基地局は端末の正確なチャネルの推定を保証するために、互いに異なるDMRSとデータの電力比を端末に指示するか、端末に設定される全てのDMRSに対してDMRSとデータの電力比を同じ値に設定できる。
このとき、DMRSとデータの電力比は、第1のDMRSを基準として設定されることができる。
図17乃至図32で、アップリンク又はダウンリンクに対する場合のみを説明した場合にも、アップリンク又はダウンリンクに限って適用されると明示していない場合、本発明の実施例は、アップリンクだけでなく、ダウンリンクにも適用されることができる。
図33は、本明細書で提案する復調参照信号を送信する方法の一例を示すフローチャートである。
図33を参照すると、端末は基地局からダウンリンクデータの復調のための第1復調参照信号の構成に関する構成情報を受信する(S33010)。このとき、構成情報は、図20乃至図32で説明した設定情報及びDMRSに関するパラメータを含むことができる。
以降、端末は構成情報に基づいて、基地局から少なくとも一つのアンテナポートを介して、第1復調参照信号及びダウンリンクデータを受信する(S33020)。
このとき、第1復調参照信号及び前記ダウンリンクデータは、サブフレーム内で図22乃至図25で説明した周波数ホッピングを用いて送信されることができ、第1復調参照信号は、図17乃至図19で説明したように、他のアンテナポート上で送信される少なくとも一つの他の復調参照信号と同じ時間軸のシンボル上に位置することができる。
このような方法を通じて、端末は基地局からダウンリンクデータ、及びこれを復調するための復調参照信号を受信することができる。
図33で説明した方法は、アップリンクデータの送信にも適用されることができる。
即ち、基地局は端末へアップリンクデータの復調のための復調参照信号の構成に関する構成情報を送信し、端末から復調参照信号及びアップリンクデータを受信することができる。
図34は、本明細書で提案する復調参照信号の送信を受け、データをデコーディングする方法の一例を示すフローチャートである。
図34を参照すると、端末は基地局からダウンリンクデータの復調のための第1復調参照信号の構成に関する構成情報を受信することができる(S34010)。このとき、構成情報は、図20乃至図32で説明した設定情報及びDMRSに関するパラメータを含むことができる。
以降、端末は基地局から構成情報に基づき、少なくとも一つのアンテナポートを介して第1復調参照信号及びダウンリンクデータを受信する(S34020)。
端末は基地局から受信した第1復調参照信号を用いてチャネルの補償に必要なチャネル値を推定し、推定されたチャネル値を用いて、受信されたダウンリンクデータに対するチャネルの補償を行う(S34030、S34040)。
以降、端末は補償されたダウンリンクデータの復調及びデコーディングを行うことができる(S34050)。
このとき、第1復調参照信号及び前記ダウンリンクデータはサブフレーム内で図22乃至図25で説明した周波数ホッピングを用いて送信されることができ、第1復調参照信号は、図17乃至図19で説明したように、他のアンテナポート上で送信される少なくとも一つの他の復調参照信号と同じ時間軸のシンボル上に位置することができる。
図34で説明した方法は、端末が基地局へアップリンクデータを送信する場合にも適用されることができる。
図35は、本発明が適用できる無線装置の内部ブロック図の一例を示す図である。
ここで、前記無線装置は基地局及び端末であってもよく、基地局はマクロ基地局及びスモール基地局をいずれも含む。
前記図35に示すように、基地局3510及びUE3520は、通信部(送受信部、RFユニット3513、3523)、プロセッサ3511、3521及びメモリ3512、3522を含む。
これ以外にも、前記基地局及びUEは、入力部及び出力部をさらに含むことができる。
前記通信部3513、3523、プロセッサ3511、3521、入力部、出力部、及びメモリ3512、3522は、本明細書で提案する方法を行うために機能的に連結されている。
通信部(送受信部又はRFユニット3513、3523)は、PHYプロトコル(Physical Layer Protocol)から作られた情報を受信すると、受信した情報をRFスペクトル(Radio−Frequency Spectrum)に移し、フィルタリング(Filtering)、増幅(Amplification)等を行ってアンテナへ送信する。また、通信部はアンテナから受信されるRF信号(Radio Frequency Signal)をPHYプロトコルで処理可能な帯域に移し、フィルタリングを行う機能をする。
そして、通信部は、このような送信と受信機能を切り換えるためのスイッチ(Switch)機能も含むことができる。
プロセッサ3511、3521は、本明細書で提案された機能、過程及び/又は方法を具現化する。無線インターフェースプロトコルの層は、プロセッサによって具現化できる。
前記プロセッサは、制御部、コントローラ、制御ユニット、コンピュータ等で表現されることもできる。
メモリ3512、3522はプロセッサと連結され、アップリンクのリソース割り当て方法を行うためのプロトコルやパラメータを格納する。
プロセッサ3511、3521は、ASIC(application−specific integrated circuit)、他のチップセット、論理回路及び/又はデータ処理装置を含むことができる。メモリは、ROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び/又は他の格納装置を含むことができる。通信部は、無線信号を処理するためのベースバンド回路を含むことができる。実施例がソフトウェアで具現化されるとき、前述した技法は、前述した機能を行うモジュール(過程、機能など)で具現化できる。
モジュールはメモリに格納され、プロセッサによって実行されることができる。メモリはプロセッサの内部又は外部にあってもよく、よく知られている多様な手段でプロセッサと連結されてもよい。
出力部(ディスプレイ部又は表示部)はプロセッサにより制御され、キー入力部から発生するキー入力信号及びプロセッサからの各種情報信号と共に、前記プロセッサで出力される情報を出力する。
さらに、説明の便宜のために各図を分けて説明しているが、各図に叙述されている実施例を併合して新たな実施例を具現化するように設計することも可能である。また、当業者の必要に応じて、以前に説明された実施例を実行するためのプログラムが記録されているコンピュータで読み取り可能な記録媒体を設計することも、本発明の権利範囲に属する。
本明細書による参照信号を送受信するための方法は、前記のように説明された実施例の構成と方法が限定されて適用できるものではなく、前記実施例は、様々な変形がなされるように各実施例の全て又は一部が選択的に組み合わされて構成されることもできる。
一方、本明細書の参照信号を送受信するための方法は、ネットワークデバイスに備えられたプロセッサが読み取られる記録媒体にプロセッサが読み取られるコードとして具現化することが可能である。プロセッサが読み取られる記録媒体は、プロセッサによって読み取られるデータが格納される全ての種類の記録装置を含む。プロセッサが読み取られる記録媒体の例としては、ROM、RAM、CD−ROM、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ格納装置等があり、また、インターネットを通じた送信等のようなキャリアウェーブの形態で具現化されることも含む。また、プロセッサが読み取られる記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でプロセッサが読み取られるコードが格納されて実行できる。
また、以上では本明細書の好ましい実施例について図示して説明しているが、本明細書は前述した特定の実施例に限定されるのではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなく、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって様々な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は、本発明の技術的思想や見通しから個別的に理解されてはならない。
また、当該明細書では、物の発明と方法の発明がいずれも説明されており、必要に応じて両発明の説明は補足的に適用されることができる。