JP5069083B2 - User apparatus, base station apparatus, and MIMO transmission control method - Google Patents

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Description

本発明は、ユーザ装置、基地局装置及びMIMO伝送制御方法に関する。   The present invention relates to a user apparatus, a base station apparatus, and a MIMO transmission control method.

MIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送方式は、通信に複数のアンテナを用いることで送信信号の高速化及び/又は高品質化を図るマルチアンテナの通信方式である。   The MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission method is a multi-antenna communication method that uses a plurality of antennas for communication to increase the speed and / or quality of a transmission signal.

MIMO伝送方式には、MIMO多重法及びMIMOダイバーシチ法がある。MIMO多重法とは、同じ無線リソース(周波数及び時間)を用いて、複数のアンテナから異なる信号を並列に送信する方式である。アンテナ数の増加と共に送信できる信号が増加するため、MIMO多重法は、スループットの増大に効果的である。MIMOダイバーシチ法とは、複数のアンテナから同一の信号を空間−時間(又は空間−周波数)符号化により送信する方式である。送信ダイバーシチ効果が得られるため、MIMOダイバーシチ法は、セル端のデータレート及びカバレッジの増大に効果的である。   The MIMO transmission method includes a MIMO multiplexing method and a MIMO diversity method. The MIMO multiplexing method is a method of transmitting different signals in parallel from a plurality of antennas using the same radio resource (frequency and time). Since the number of signals that can be transmitted increases as the number of antennas increases, the MIMO multiplexing method is effective in increasing the throughput. The MIMO diversity method is a method of transmitting the same signal from a plurality of antennas by space-time (or space-frequency) coding. Since a transmission diversity effect is obtained, the MIMO diversity method is effective in increasing the data rate and coverage at the cell edge.

図1に、MIMO多重法とMIMOダイバーシチ法との適用例を示す。上記のような利点を利用して、基地局装置に近く、受信SINR(Signal-to-Interference and Noise power Ratio)の大きいユーザ装置に対して、基地局装置はMIMO多重法を適用し、データレートを増大することができる。一方、基地局装置から遠く、受信SINRが小さいユーザに対して、基地局装置はMIMOダイバーシチ法を適用し、セル端のデータレートを増大することができる。このように、ユーザ装置のチャネル状態に応じて、同じ無線リソースで並列に送信する信号系列数(「送信ストリーム数」又は「ランク」とも呼ばれる)を制御することをランクアダプテーションと呼ぶ(非特許文献1)。   FIG. 1 shows application examples of the MIMO multiplexing method and the MIMO diversity method. Utilizing the advantages as described above, the base station apparatus applies the MIMO multiplexing method to a user apparatus that is close to the base station apparatus and has a large received SINR (Signal-to-Interference and Noise power Ratio), and the data rate Can be increased. On the other hand, for users who are far from the base station apparatus and have a small received SINR, the base station apparatus can apply the MIMO diversity method to increase the data rate at the cell edge. Controlling the number of signal sequences transmitted in parallel with the same radio resource (also referred to as “number of transmission streams” or “rank”) in accordance with the channel state of the user apparatus is referred to as rank adaptation (non-patent document). 1).

図2に、ランクアダプテーションの構成例を示す。基地局装置は、CQI(Channel Quality Indicator)のようなユーザ装置からの情報に基づいてチャネル符号化及びデータ変調を制御すると共に、送信アンテナ数を制御する。このように、ランクアダプテーションとは、MIMO多重法とMIMOダイバーシチ方法とを切り替えることだけでなく、広く送信ストリーム数又はランクを適応的に制御することを意味する。   FIG. 2 shows a configuration example of rank adaptation. The base station apparatus controls channel encoding and data modulation based on information from the user apparatus such as CQI (Channel Quality Indicator) and also controls the number of transmission antennas. Thus, rank adaptation means not only switching between the MIMO multiplexing method and the MIMO diversity method, but also adaptively controlling the number of transmission streams or the rank widely.

また、MIMO伝送方式では、送信信号のストリームを複製し、複製された各ストリームを適切な重みと共に合成して送信することで、指向性の制御されたビームで通信相手に信号を送ることもできる。これは、プリコーディング方式と呼ばれ、使用される重み係数(ウエイト)は「プリコーディングベクトル」又はより一般的に「プリコーディングマトリクス」と呼ばれる(非特許文献2及び3)。   In addition, in the MIMO transmission method, a signal can be transmitted to a communication partner using a beam with a controlled directivity by duplicating a stream of a transmission signal and combining and transmitting the duplicated streams together with appropriate weights. . This is called a precoding scheme, and the weighting factor (weight) used is called a “precoding vector” or more generally a “precoding matrix” (Non-Patent Documents 2 and 3).

図3に、プリコーディングの構成例を示す。2つのストリーム(送信信号1,2)はそれぞれコピー部で2系統に複製され、各系統でプリコーディングベクトルが乗算され、合成された後に送信される。より適切なプリコーディングベクトルを利用する観点からは、図示のようなクローズドループ方式のプリコーディングが好ましい。この場合、プリコーディングベクトルは、ユーザ装置で測定したチャネル状態(チャネル推定値)に基づいて、より適切な値になるよう適応的に制御される。プリコーディング方式では、指向性利得の増大及びストリーム間干渉の低減により、スループットを増大することができる。   FIG. 3 shows a configuration example of precoding. The two streams (transmission signals 1 and 2) are duplicated in two systems by the copy unit, multiplied by the precoding vector in each system, combined and transmitted. From the viewpoint of using a more appropriate precoding vector, closed loop precoding as shown in the figure is preferable. In this case, the precoding vector is adaptively controlled to be a more appropriate value based on the channel state (channel estimation value) measured by the user apparatus. In the precoding scheme, throughput can be increased by increasing directivity gain and reducing inter-stream interference.

プリコーディング方式では、基地局装置及びユーザ装置の双方が、予め決められたプリコーディングマトリクスの集合をコードブックとして管理しておくことが検討されている。コードブックに基づくプリコーディング方式では、最適なプリコーディングマトリクスのインデックス(PMI:Precoding Matrix Indicatorとも呼ばれる)をユーザ装置がフィードバックすればよい。従って、ユーザ装置がチャネル推定値をフィードバックする場合に比べて、フィードバックのオーバーヘッドを低減することができる。
R. W. Heath Jr. and A. Paulraj:"Switching Between Diversity and Multiplexing in MIMO Systems,"IEEE Trans. Commun., Vol. 53, No.6, pp. 962−968, Jun. 2005. Emre Telatar:"Capacity of Multi−Antenna Gaussian Channels,"European Transactions on Telecommunications, Vol. 10, No. 6, pp.585−595, Nov/Dec 1999. D.J. Love, R.W. Heath and T. Strohmer Jr.:"Grassmannian Beamforming for Multiple−Input Multiple−Output Wireless Systems,"IEEE Trans. Inform. Theory, Vol. 49, No. 10, pp. 2735−2747, Oct. 2003.
In the precoding scheme, it is considered that both the base station apparatus and the user apparatus manage a set of predetermined precoding matrices as a codebook. In a precoding scheme based on a codebook, a user apparatus may feed back an optimal precoding matrix index (also called PMI: Precoding Matrix Indicator). Therefore, it is possible to reduce the feedback overhead as compared with the case where the user apparatus feeds back the channel estimation value.
RW Heath Jr. and A. Paulraj: "Switching Between Diversity and Multiplexing in MIMO Systems," IEEE Trans. Commun., Vol. 53, No. 6, pp. 962-968, Jun. 2005. Emre Telatar: "Capacity of Multi-Antenna Gaussian Channels," European Transactions on Telecommunications, Vol. 10, No. 6, pp.585-595, Nov / Dec 1999. DJ Love, RW Heath and T. Strohmer Jr .: "Grassmannian Beamforming for Multiple-Input Multiple-Output Wireless Systems," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol. 49, No. 10, pp. 2735-2747, Oct. 2003 .

プリコーディングを用いるMIMO伝送システムで、基地局装置がランクアダプテーションを行う場合には、以下のような手順が必要になる。   When a base station apparatus performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, the following procedure is required.

図4に示すように、ユーザ装置は、基地局装置の各アンテナから送信された信号を受信し、下りリンクのチャネル状態を測定する。このときにユーザ装置で測定されるCQI(Channel Quality Indicator)の一例を図5に示す。ユーザ装置は、ランク毎に最適なPMIを測定し、ユーザ装置は、チャネル状態に応じて、最もデータレートを増大することができるランクと、そのランクで最適なPMI(及びCQI)とを基地局装置にフィードバックする。図5の場合には、ユーザ装置は、ランク1〜ランク4のPMI(及びCQI)を測定し、ランク=1,PMI=2(及びCQI=5)を基地局装置にフィードバックする。   As illustrated in FIG. 4, the user apparatus receives signals transmitted from the respective antennas of the base station apparatus, and measures the downlink channel state. An example of CQI (Channel Quality Indicator) measured by the user apparatus at this time is shown in FIG. The user equipment measures the optimum PMI for each rank, and the user equipment determines the rank that can increase the data rate most according to the channel state and the optimum PMI (and CQI) at that rank. Feedback to the device. In the case of FIG. 5, the user apparatus measures the PMI (and CQI) of rank 1 to rank 4, and feeds back rank = 1, PMI = 2 (and CQI = 5) to the base station apparatus.

基地局装置は、フィードバックされたランクとPMI(及びCQI)とに基づいて信号を送信する。通常では、基地局装置は、ユーザ装置からフィードバックされたランクに従って信号を送信する。図5の場合には、基地局装置は、ランク=1,PMI=2で信号を送信する。   The base station apparatus transmits a signal based on the fed back rank and PMI (and CQI). Usually, a base station apparatus transmits a signal according to the rank fed back from the user apparatus. In the case of FIG. 5, the base station apparatus transmits signals with rank = 1 and PMI = 2.

しかし、ユーザ装置がランクをフィードバックする周期と、基地局装置が最終的にランクを切り替える周期が異なる場合には、基地局装置がユーザ装置からフィードバックされたランクに従わない可能性がある。また、再送パケットが残っているため、ユーザ装置からランクを下げるようにフィードバックされても、基地局装置がフィードバックされたランクに従わないことも考えられる。更に、ユーザ装置からランクを上げるようにフィードバックされても、基地局装置は他のユーザ装置との関係で、フィードバックされたランクに従わないことも考えられる。このように、基地局装置がユーザ装置からフィードバックされたランクに従わない場合、ユーザ装置からフィードバックされるPMIは、実際のランクでの最適なPMIとは異なる。例えば、図5の場合に、ユーザ装置がランク=1,PMI=2をフィードバックしたにもかかわらず、基地局装置がランク=2を選択すると、PMI=2はユーザ装置にとって最適なPMIではない。従って、ユーザ装置の受信品質が低下するという問題が生じる。   However, when the period in which the user apparatus feeds back the rank differs from the period in which the base station apparatus finally switches the rank, the base station apparatus may not follow the rank fed back from the user apparatus. In addition, since retransmission packets remain, even if feedback is given from the user apparatus so as to lower the rank, the base station apparatus may not follow the fed back rank. Furthermore, even if feedback is given from the user apparatus so as to increase the rank, the base station apparatus may not follow the fed back rank in relation to other user apparatuses. Thus, when the base station apparatus does not follow the rank fed back from the user apparatus, the PMI fed back from the user apparatus is different from the optimum PMI in the actual rank. For example, in the case of FIG. 5, when the base station apparatus selects rank = 2 even though the user apparatus feeds back rank = 1 and PMI = 2, PMI = 2 is not the optimum PMI for the user apparatus. Therefore, there arises a problem that the reception quality of the user apparatus is deteriorated.

また、ユーザ装置は、図5に示すようなランク毎に最適なPMIを選択する処理が必要となり、ランク数の増大と共に処理が増大する。   Further, the user apparatus needs to select an optimum PMI for each rank as shown in FIG. 5, and the number of processes increases as the number of ranks increases.

本発明は、上記の課題に鑑み、プリコーディングを用いるMIMO伝送システムで、ランクアダプテーションに伴うユーザ装置の処理を低減することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to reduce processing of a user apparatus associated with rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding.

上記の課題を解決するため、本発明に係るユーザ装置は、
プリコーディングを用いたMIMO伝送システムでランクアダプテーションを行う基地局装置と通信するユーザ装置であって:
前記基地局装置から通知されたランクで、プリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)をチャネル状態に応じて決定するPMI決定部;及び
前記PMIを前記基地局装置に送信する送信部;
を有することを特徴の1つとする。
In order to solve the above-described problem, a user apparatus according to the present invention provides:
A user apparatus that communicates with a base station apparatus that performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, wherein:
A PMI determination unit that determines a precoding matrix indicator (PMI) according to a channel state with a rank notified from the base station device; and a transmission unit that transmits the PMI to the base station device;
One of the features is to have

また、本発明に係る基地局装置は、
プリコーディングを用いたMIMO伝送システムでランクアダプテーションを行う基地局装置であって:
ユーザ装置から要求されたランクに基づいて、前記ユーザ装置と通信するためのランクを決定するランク決定部;及び
前記決定されたランクを制御情報として前記ユーザ装置に送信する送信部;
を有することを特徴の1つとする。
The base station apparatus according to the present invention is
A base station apparatus that performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, wherein:
A rank determining unit that determines a rank for communicating with the user device based on a rank requested from the user device; and a transmitting unit that transmits the determined rank as control information to the user device;
One of the features is to have

また、本発明に係るMIMO伝送方法は、
プリコーディングを用いたMIMO伝送システムでランクアダプテーションを行う基地局装置とユーザ装置との間のMIMO伝送制御方法であって:
前記基地局装置が、前記ユーザ装置にランクを通知するステップ;
前記ユーザ装置が、前記基地局装置から通知されたランクで、プリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)をチャネル状態に応じて決定するステップ;
前記ユーザ装置が、前記PMIを前記基地局装置に送信するステップ;及び
前記基地局装置が、前記PMIに基づいてプリコーディングマトリクスを乗算するステップ;
を有することを特徴の1つとする。
Also, the MIMO transmission method according to the present invention is:
A MIMO transmission control method between a base station apparatus and a user apparatus that performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, which includes:
The base station apparatus notifying the user apparatus of a rank;
The user apparatus determines a precoding matrix indicator (PMI) according to a channel state with a rank notified from the base station apparatus;
The user apparatus transmitting the PMI to the base station apparatus; and the base station apparatus multiplying a precoding matrix based on the PMI;
One of the features is to have

本発明の実施例によれば、プリコーディングを用いるMIMO伝送システムで、ランクアダプテーションに伴うユーザ装置の処理を低減することが可能になる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the processing of the user equipment associated with rank adaptation in the MIMO transmission system using precoding.

本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図6に、ランクと受信品質との関係及びMCS(Modulation and Coding Scheme)と受信品質との一般的な関係を示す。受信品質が悪い場合(例えば、受信SINRが小さい場合)には、送信ダイバーシチを得るために、ランク数は小さく設定される。そのため、スループットは低くなる。一方、受信品質が良い場合(例えば、受信SINRが大きい場合)には、スループットを高くするため、ランク数は大きく設定される。   FIG. 6 shows a relationship between rank and reception quality and a general relationship between MCS (Modulation and Coding Scheme) and reception quality. When the reception quality is poor (for example, when the reception SINR is small), the rank number is set small in order to obtain transmission diversity. Therefore, the throughput is low. On the other hand, when the reception quality is good (for example, when the reception SINR is large), the rank number is set large in order to increase the throughput.

MCSについても同様に、受信品質が悪い場合(例えば、CQIが小さい場合)には、伝送信頼度を高めるための変調方式(例えば、BPSK)と小さいチャネル符号化率を用いる。また、受信品質が良い場合(例えば、CQIが大きい場合)には、伝送効率を高めるための変調方式(例えば、16QAM)と大きいチャネル符号化率を用いる。   Similarly, for the MCS, when the reception quality is poor (for example, when the CQI is small), a modulation scheme (for example, BPSK) for increasing the transmission reliability and a small channel coding rate are used. Also, when the reception quality is good (for example, when the CQI is large), a modulation scheme (for example, 16 QAM) and a large channel coding rate are used to improve transmission efficiency.

ランクは、最大でアンテナ数までの制御が可能であるのに対して、MCSはきめ細かい制御が可能である。また、プリコーディングについても、きめ細かくPMIを設定しておくことにより、MCSと同様にきめ細かい制御が可能になる。典型的には、ランクの制御に比べて、MCS及びプリコーディングの制御は細かく行うことができる。   The rank can be controlled up to the number of antennas, whereas the MCS can be finely controlled. Also, with regard to precoding, fine control can be performed similarly to MCS by setting fine PMI. Typically, MCS and precoding control can be performed more finely than rank control.

また、基地局装置がランクを制御するときに、再送パケットの有無や他のユーザ装置へのデータを考慮して制御するため、ランクの制御は、MCS及びプリコーディングの制御より複雑になる。従って、ランクの制御は、MCS及びプリコーディングの制御に比べて長い周期で行うことが好ましい。以下の説明では、ランクの制御を長い周期で行い、MCS及びプリコーディングの制御を短い周期で行うための実施例について説明する。   In addition, when the base station apparatus controls the rank, the control is performed in consideration of the presence / absence of a retransmission packet and data to other user apparatuses. Therefore, the rank control is more complicated than the MCS and precoding control. Accordingly, rank control is preferably performed in a longer cycle than MCS and precoding control. In the following description, an embodiment for performing rank control with a long cycle and performing MCS and precoding control with a short cycle will be described.

図7に、プリコーディングを用いたMIMO伝送システムにおいて、本発明の一実施例に従って基地局装置がランクアダプテーションを行う方法を示す。   FIG. 7 shows a method of rank adaptation performed by a base station apparatus according to an embodiment of the present invention in a MIMO transmission system using precoding.

まず、基地局装置がランクを決定してユーザ装置に通知する。このときに、基地局装置はユーザ装置からフィードバックされたランク(ランク要求情報)を参考にしてもよい。ユーザ装置は、基地局装置から通知されたランクで、最適なPMIを決定し、基地局装置にフィードバックする。すなわち、基地局装置から通知されたランクがユーザ装置にとって最適ではなくても、基地局装置から通知されたランクに従う。このときに、ユーザ装置は、基地局装置から通知されたランクより適したランクを決定し、ランク要求情報として基地局装置にフィードバックしてもよい。   First, the base station apparatus determines the rank and notifies the user apparatus. At this time, the base station apparatus may refer to the rank (rank request information) fed back from the user apparatus. The user apparatus determines an optimum PMI with the rank notified from the base station apparatus, and feeds back to the base station apparatus. That is, even if the rank notified from the base station apparatus is not optimal for the user apparatus, it follows the rank notified from the base station apparatus. At this time, the user apparatus may determine a rank more suitable than the rank notified from the base station apparatus, and may feed back the rank request information to the base station apparatus.

このように、本発明の一実施例では、基地局装置がランクを決定し、L1/L2制御信号又はL3制御信号のような制御信号でユーザ装置に通知する。ユーザ装置は、基地局装置から通知されたランクに従って、PMIを決定する。従って、基地局装置がユーザ装置からフィードバックされたランクに従うか否かにかかわらず、ユーザ装置は、基地局装置から通知されたランクで最適なPMI(及びCQI)をフィードバックすることが可能になる。   Thus, in one embodiment of the present invention, the base station apparatus determines the rank and notifies the user apparatus with a control signal such as an L1 / L2 control signal or an L3 control signal. A user apparatus determines PMI according to the rank notified from the base station apparatus. Therefore, regardless of whether or not the base station apparatus follows the rank fed back from the user apparatus, the user apparatus can feed back the optimum PMI (and CQI) at the rank notified from the base station apparatus.

また、ユーザ装置で測定されるPMI(及びCQI)は図8のように簡略化される。ユーザ装置は、全てのランクのPMI(及びCQI)を測定する必要はなく、基地局装置から通知されたランクでPMI(及びCQI)を測定すればよい。その結果、ユーザ装置の処理を低減することが可能になる。   Further, the PMI (and CQI) measured by the user apparatus is simplified as shown in FIG. The user apparatus does not need to measure the PMI (and CQI) of all ranks, and may measure the PMI (and CQI) with the rank notified from the base station apparatus. As a result, it is possible to reduce the processing of the user device.

更に、ランクによってフィードバックするビット数が異なる場合(例えば、マルチコードワードでランク=1の場合とランク=2の場合とでPMIやCQIのビット数が異なる場合)、上りリンクではブラインド検出を行うことなく、ランク、PMI及びCQIの復調が可能になる。   Further, when the number of bits to be fed back differs depending on the rank (for example, when the number of bits of PMI and CQI differs between rank = 1 and rank = 2 in the multicode word), blind detection is performed in the uplink. And rank, PMI and CQI can be demodulated.

更に、ユーザ装置がランク、PMI及びCQIを基地局装置にフィードバックするときに、これらの制御情報を一緒に符号化することが可能になる。このような符号化によって、符号化利得が得られ、制御情報の受信品質が向上する。   Furthermore, when the user apparatus feeds back the rank, PMI and CQI to the base station apparatus, it becomes possible to encode these control information together. By such encoding, an encoding gain is obtained and the reception quality of control information is improved.

<MIMO伝送制御方法のフローチャート>
図9に、本発明の一実施例に係るMIMO伝送制御方法のフローチャートを示す。
<Flowchart of MIMO transmission control method>
FIG. 9 shows a flowchart of a MIMO transmission control method according to an embodiment of the present invention.

まず、基地局装置はランクを決定し、ユーザ装置に通知する(S101)。ユーザ装置は、基地局装置から通知されたランクで最適なPMIをチャネル状態に応じて決定する。また、ユーザ装置は、基地局装置から通知されたランクで、受信品質を表すCQIを測定する。PMI及びCQIは基地局装置にフィードバックされる(S103)。基地局装置は、CQIに応じてMCSを決定すると共に、PMIに基づいてプリコーディングマトリクスを決定する。基地局装置は、決定されたMCSでユーザデータを変調及びチャネル符号化し、決定されたプリコーディングマトリクスを乗算して、ユーザデータを送信する(S105)。なお、PMI及びCQIを測定する周期で、S101〜S105が繰り返される。   First, the base station apparatus determines a rank and notifies the user apparatus (S101). The user apparatus determines an optimum PMI according to the rank notified from the base station apparatus according to the channel state. Further, the user apparatus measures CQI representing the reception quality at the rank notified from the base station apparatus. PMI and CQI are fed back to the base station apparatus (S103). The base station apparatus determines the MCS according to the CQI and also determines the precoding matrix based on the PMI. The base station apparatus modulates and channel-codes user data with the determined MCS, multiplies the determined precoding matrix, and transmits the user data (S105). In addition, S101-S105 are repeated with the period which measures PMI and CQI.

ユーザ装置は、チャネル状態を考慮して、ランクを変更した方がデータレートを増大することができると判断した場合には、基地局装置から通知されたランクより適したランク(ランク要求情報)をフィードバックしてもよい(S107)。基地局装置は、ランク要求情報を考慮してランクを決定し、ユーザ装置に通知する(S109)。このときに、基地局装置は、ユーザ装置からのランク要求情報に従わなくてもよい。例えば、基地局装置は、ユーザ装置からランク要求情報を所定回数になるまで受信して、その結果を平均化してランクを決定してもよい。ランクはL1/L2制御チャネルで送信されてもよく、L3制御チャネルで送信されてもよい。以下、同様にS101〜S105が繰り返される。   When the user apparatus determines that the data rate can be increased by changing the rank in consideration of the channel state, the user apparatus sets a rank (rank request information) more suitable than the rank notified from the base station apparatus. Feedback may be provided (S107). The base station apparatus determines the rank in consideration of the rank request information and notifies the user apparatus (S109). At this time, the base station apparatus may not follow the rank request information from the user apparatus. For example, the base station apparatus may receive rank request information from the user apparatus until a predetermined number of times, and average the results to determine the rank. The rank may be transmitted on the L1 / L2 control channel or may be transmitted on the L3 control channel. Thereafter, S101 to S105 are similarly repeated.

<ユーザ装置の構成>
図10に、本発明の一実施例に係るユーザ装置10のブロック図を示す。ユーザ装置10は、RF受信部101と、受信タイミング推定部103と、FFT(Fast Fourier Transform)部105と、チャネル推定部107と、信号検出部109と、データチャネル復号部111と、制御チャネル復号部113と、CQI測定部115と、PMI決定部117と、ランク要求部119とを有する。
<Configuration of user device>
FIG. 10 shows a block diagram of the user apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The user apparatus 10 includes an RF reception unit 101, a reception timing estimation unit 103, an FFT (Fast Fourier Transform) unit 105, a channel estimation unit 107, a signal detection unit 109, a data channel decoding unit 111, and a control channel decoding Unit 113, CQI measurement unit 115, PMI determination unit 117, and rank request unit 119.

RF受信部101は、各アンテナから受信された信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号は、受信タイミング推定部103でフレームタイミングが推定され、FFT部105で周波数領域に変換される。   The RF receiving unit 101 converts signals received from the respective antennas into baseband signals. The frame timing of the baseband signal is estimated by the reception timing estimation unit 103 and converted into the frequency domain by the FFT unit 105.

チャネル推定部107は、書くアンテナからの信号の歪み補償を行い、その結果を信号検出部109に出力する。信号検出部109は、各アンテナからの信号を分離及び/又は合成し、ユーザデータをデータチャネル復号部111に出力し、制御情報を制御チャネル復号部113に出力する。制御チャネル復号部113で復号された制御情報には、基地局装置から通知されたランクが含まれる。   The channel estimation unit 107 compensates for distortion of the signal from the antenna to be written, and outputs the result to the signal detection unit 109. The signal detection unit 109 separates and / or combines signals from the respective antennas, outputs user data to the data channel decoding unit 111, and outputs control information to the control channel decoding unit 113. The control information decoded by the control channel decoding unit 113 includes the rank notified from the base station apparatus.

CQI測定部115は、参照信号(パイロット信号)の受信品質に基づいてCQIを測定する。このときに、基地局装置から通知されたランクが用いられる。すなわち、CQI測定部115は、全てのランクのCQIを測定する必要はない。   CQI measurement section 115 measures CQI based on the reception quality of the reference signal (pilot signal). At this time, the rank notified from the base station apparatus is used. That is, the CQI measurement unit 115 does not need to measure CQIs of all ranks.

PMI決定部117は、参照信号(パイロット信号)の受信品質に基づいて、基地局から通知されたランクで最適なPMIを決定する。例えば、PMI決定部117は、参照信号の受信品質に基づいて、下りリンクのデータ送信に適したプリコーディングマトリクスを決定し、このプリコーディングマトリクスを示すPMIをコードブックの中から選択する。PMI決定部117も同様に、全てのランクのPMIを決定する必要はない。   The PMI determination unit 117 determines the optimum PMI with the rank notified from the base station based on the reception quality of the reference signal (pilot signal). For example, the PMI determination unit 117 determines a precoding matrix suitable for downlink data transmission based on the reception quality of the reference signal, and selects a PMI indicating the precoding matrix from the codebook. Similarly, the PMI determination unit 117 need not determine PMIs for all ranks.

ランク要求部119は、参照信号(パイロット信号)の受信品質に基づいて、データレートを最大化するランクを決定し、このランクをランク要求情報として生成する。   The rank request unit 119 determines a rank that maximizes the data rate based on the reception quality of the reference signal (pilot signal), and generates this rank as rank request information.

CQI測定部115で測定されたCQI、PMI決定部117で決定されたPMI及びランク要求部119で決定されたランクは、制御情報として送信部から基地局装置に送信される。   The CQI measured by the CQI measurement unit 115, the PMI determined by the PMI determination unit 117, and the rank determined by the rank request unit 119 are transmitted as control information from the transmission unit to the base station apparatus.

<基地局装置の構成>
図11に、本発明の一実施例に係る基地局装置20のブロック図を示す。基地局装置20は、ランク決定部201と、L1/L2制御チャネル生成部203と、L3制御チャネル生成部と、ユーザチャネル生成部207と、プリコーディングマトリクス(プリコーディングベクトル)乗算部209と、多重部211とを有する。
<Configuration of base station device>
In FIG. 11, the block diagram of the base station apparatus 20 which concerns on one Example of this invention is shown. The base station apparatus 20 includes a rank determination unit 201, an L1 / L2 control channel generation unit 203, an L3 control channel generation unit, a user channel generation unit 207, a precoding matrix (precoding vector) multiplication unit 209, and a multiplex Part 211.

ランク決定部201は、ユーザ装置からランク要求情報を受信し、ユーザ装置との通信に使用されるランクを決定する。ランク決定部201は、ユーザ装置からランクを受信する毎にランクを決定してもよく、所定数のランク情報を平均化してランクを決定してもよい。また、同じランク要求情報を所定回数より多く受信したときにランクを決定してもよい。ランクはL1/L2制御チャネルで送信されてもよく、L3制御チャネルで送信されてもよい。   The rank determination unit 201 receives rank request information from the user device and determines a rank used for communication with the user device. The rank determination unit 201 may determine a rank every time a rank is received from a user apparatus, or may determine a rank by averaging a predetermined number of rank information. The rank may be determined when the same rank request information is received more than a predetermined number of times. The rank may be transmitted on the L1 / L2 control channel or may be transmitted on the L3 control channel.

ランクがL1/L2制御チャネルで送信される場合、L1/L2制御チャネル生成部203は、他のL1/L2制御情報とランクとをL1/L2制御情報として生成する。ランクがL3制御チャネルで送信される場合、L3制御チャネル生成部205は、他のL3制御情報とランクとをL3制御情報として生成する。L3制御情報は、プリコーディングベクトル乗算部209で、ユーザデータと共に、ユーザ装置から受信したPMIによって決まるプリコーディングベクトルが乗算される。   When the rank is transmitted through the L1 / L2 control channel, the L1 / L2 control channel generation unit 203 generates other L1 / L2 control information and rank as L1 / L2 control information. When the rank is transmitted on the L3 control channel, the L3 control channel generation unit 205 generates other L3 control information and rank as L3 control information. The L3 control information is multiplied by a precoding vector multiplying unit 209 by the precoding vector determined by the PMI received from the user apparatus together with the user data.

ランク、他の制御情報及びユーザデータは、多重部211で、スケジューリングによって決められた無線リソースに多重され、送信部からユーザ装置に送信される。   The rank, other control information, and user data are multiplexed by the multiplexing unit 211 on radio resources determined by scheduling, and transmitted from the transmission unit to the user apparatus.

このように、本発明の実施例によれば、プリコーディングを用いるMIMO伝送システムで、ランクアダプテーションに伴うユーザ装置の処理を低減することが可能になる。なお、上記では本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。例えば、本発明は、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)やHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)の後継となるLTE(Long Term Evolution)に適用可能であるが、更に、プリコーディング及びランクアダプテーション用いる他のMIMOシステムにも適用可能である。   As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the processing of the user apparatus associated with rank adaptation in the MIMO transmission system using precoding. The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims. For example, the present invention is applicable to LTE (Long Term Evolution), which is a successor of W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) and HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), and further uses precoding and rank adaptation. It can also be applied to other MIMO systems.

MIMO多重法とMIMOダイバーシチ法との適用例を示す図The figure which shows the example of application of a MIMO multiplexing method and a MIMO diversity method MIMO伝送におけるランクアダプテーションを示す図Diagram showing rank adaptation in MIMO transmission プリコーディングを用いたMIMO伝送を示す図Diagram showing MIMO transmission using precoding プリコーディングを用いたMIMO伝送におけるランクアダプテーションを示す図The figure which shows the rank adaptation in MIMO transmission using precoding プリコーディングを用いたMIMO伝送においてランクアダプテーションを行う場合に、ユーザ装置で測定される受信品質の一例を示す図The figure which shows an example of the reception quality measured by a user apparatus, when performing rank adaptation in MIMO transmission using precoding 受信品質とランク数との関係及び受信品質とMCSとの関係を示す図The figure which shows the relationship between reception quality and the number of ranks, and the relationship between reception quality and MCS 本発明の一実施例に係るプリコーディングを用いたMIMO伝送におけるランクアダプテーションを示す図The figure which shows the rank adaptation in the MIMO transmission using the precoding based on one Example of this invention 本発明の一実施例に従ってユーザ装置で測定される受信品質の一例を示す図The figure which shows an example of the reception quality measured with a user apparatus according to one Example of this invention 本発明の一実施例に係るMIMO伝送制御方法を示すフローチャートThe flowchart which shows the MIMO transmission control method based on one Example of this invention 本発明の一実施例に係るユーザ装置のブロック図The block diagram of the user apparatus which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る基地局装置のブロック図The block diagram of the base station apparatus which concerns on one Example of this invention

符号の説明Explanation of symbols

10 ユーザ装置
101 RF受信部
103 受信タイミング推定部
105 FFT部
107 チャネル推定部
109 信号検出部
111 データチャネル復号部
113 制御チャネル復号部
115 CQI測定部
117 PMI決定部
119 ランク要求部
20 基地局装置
201 ランク決定部
203 L1/L2制御チャネル生成部
205 L3制御チャネル生成部
207 ユーザチャネル生成部
209 プリコーディングマトリクス乗算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 User apparatus 101 RF receiving part 103 Reception timing estimation part 105 FFT part 107 Channel estimation part 109 Signal detection part 111 Data channel decoding part 113 Control channel decoding part 115 CQI measurement part 117 PMI determination part 119 Rank request part 20 Base station apparatus 201 Rank determination unit 203 L1 / L2 control channel generation unit 205 L3 control channel generation unit 207 User channel generation unit 209 Precoding matrix multiplication unit

Claims (4)

プリコーディングを用いたMIMO伝送システムでランクアダプテーションを行う基地局装置と通信するユーザ装置であって:
前記基地局装置から通知されたランクで、プリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)をチャネル状態に応じて決定するPMI決定部;及び
前記PMIを前記基地局装置に送信する送信部;
を有するユーザ装置。
A user apparatus that communicates with a base station apparatus that performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, wherein:
A PMI determination unit that determines a precoding matrix indicator (PMI) according to a channel state with a rank notified from the base station device; and a transmission unit that transmits the PMI to the base station device;
A user device.
チャネル状態に応じて、前記基地局装置から通知されたランクより適したランクを要求するランク要求部;
を更に有する、請求項1に記載のユーザ装置。
A rank requesting unit that requests a rank more suitable than the rank notified from the base station apparatus according to a channel state;
The user apparatus according to claim 1, further comprising:
プリコーディングを用いたMIMO伝送システムでランクアダプテーションを行う基地局装置であって:
ユーザ装置から要求されたランクに基づいて、前記ユーザ装置と通信するためのランクを決定するランク決定部;及び
前記決定されたランクを制御情報として前記ユーザ装置に送信する送信部;
を有する基地局装置。
A base station apparatus that performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, wherein:
A rank determining unit that determines a rank for communicating with the user device based on a rank requested from the user device; and a transmitting unit that transmits the determined rank as control information to the user device;
A base station apparatus.
プリコーディングを用いたMIMO伝送システムでランクアダプテーションを行う基地局装置とユーザ装置との間のMIMO伝送制御方法であって:
前記基地局装置が、前記ユーザ装置にランクを通知するステップ;
前記ユーザ装置が、前記基地局装置から通知されたランクで、プリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)をチャネル状態に応じて決定するステップ;
前記ユーザ装置が、前記PMIを前記基地局装置に送信するステップ;及び
前記基地局装置が、前記PMIに基づいてプリコーディングマトリクスを乗算するステップ;
を有するMIMO伝送制御方法。
A MIMO transmission control method between a base station apparatus and a user apparatus that performs rank adaptation in a MIMO transmission system using precoding, which includes:
The base station apparatus notifying the user apparatus of a rank;
The user apparatus determines a precoding matrix indicator (PMI) according to a channel state with a rank notified from the base station apparatus;
The user apparatus transmitting the PMI to the base station apparatus; and the base station apparatus multiplying a precoding matrix based on the PMI;
A MIMO transmission control method comprising:
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