JP5197259B2 - コードブックに基づいたmimoシステムにおける適応プリコーディング方法及び装置 - Google Patents
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Description
シングルユーザMIMO方式において、単一のユーザが資源ブロック(RB)全体を独占する。シングルユーザMIMOは、ユーザピーク速度の最大化に用いられる。
マルチユーザMIMO方式において、複数のユーザが一の資源ブロックを共有する。マルチユーザMIMOは、システムのスループットと周波数利用効率の最大化に用いられる。
1)アンテナ間の距離。大きいアンテナ間距離が小さい空間相関性を招き、小さいアンテナ間距離が大きい空間相関性を招く。
セル(セクター)内のユーザが比較的に少ないとき、SU-MIMOの性能がMU-MIMOより優れている。
セル(セクター)内のユーザが比較的に少ないとき、ユーザペアリング問題が存在する。
(1)切替閾値テーブル
SU-MIMOとMU-MIMOは、セル(セクター)内のユーザ数に応じて切替を行い、異なる空間送信相関性条件に対応する切替閾値は互いに異なる。本発明は、閾値をシミュレーション経験を通じて設定する。
図5に示すように、切替プロセスにおいて、ユーザ数が使用されている。基地局がセル(セクター)内のユーザ数を取得することは、元のシグナリングで完成し、ここで、他のシグナリングを必要とせず、切替プロセスにおいて、基地局が直接に使用する。
すべてのユーザに対して統一的なスケジューリングを行なう。すべてのユーザは、SU-MIMO又はMU-MIMOの同一のMIMO方式で稼動し、すべてのRBは、SU-MIMO又はMU-MIMOの同一の方式で稼動する。
(1)切替閾値
空間送信相関性に応じて、本発明は、閾値をシミュレーションによって設定する。
まず、同一セル(セクター)内の各ユーザは、それぞれ空間送信相関性を測定する。具体的には、
SU-MIMO方式で稼動するユーザとMU-MIMO方式で稼動するユーザは、それぞれ各自のCQIを算出してフィードバックする。基地局は、すべてのユーザからフィードバックされたCQIに基づいて、一定のスケジューリング準則でスケジューリングを行なう。異なるユーザは異なるMIMO方式で稼動し、異なるRBは異なるMIMO方式で稼動する。あるRB上のスケジューリング結果として、SU-MIMO方式でのユーザが該RBを占用する場合、該RBはSU-MIMO方式で稼動している。あるRB上のスケジューリング結果として、MU-MIMO方式でのユーザが該RBを占用する場合、該RBはMU-MIMO方式で稼動している。
図6は、基地局とユーザの構成を示す図である。切替プロセスにおいて、ユーザのアンテナ数を使用したが、基地局がセル(セクター)内のユーザのアンテナ数を取得することは、既存のシグナリングで完成し、他のシグナリングを必要とせず、切替プロセスにおいて、基地局が直接に使用する。
ユーザのアンテナ数は、ZF-BFをサポートする。
空間相関性に基づいてUPとZF-BFとの間で切替える。本発明は、異なるチャネルに応じて、異なる切替閾値を特定できる。図7は、切替閾値を特定するための先験値の結果を示す。
図8に示すように、切替のフローは下記のとおりである。
すべてのユーザに対して統一的なスケジューリングを行なう。すべてのユーザは、UP又はZF-BFの同一のプリコーディング状態で稼動し、すべてのRBは、UP又はZF-BFの同一のプリコーディング状態で稼動する。
(1)切替閾値は、Cell Specific(セル全体切替)に一致する。
まず、同一セル(セクター)内の各ユーザがそれぞれ空間送信相関性を測定する。具体的には、
UP状態で稼動するユーザとZF-BF状態で稼動するユーザは、それぞれ各自のCQIを算出してフィードバックする。基地局は、すべてのユーザからフィードバックされたCQIに基づいて、一定のスケジューリング準則でスケジューリングを行なう。異なるユーザは異なるプリコーディング状態で稼動し、異なるRBは異なるプリコーディング状態で稼動する。あるRB上のスケジューリング結果として、UP状態でのユーザが該RBを占用する場合、該RBはUP状態で稼動している。あるRB上のスケジューリング結果として、ZF-BF状態でのユーザが該RBを占用する場合、該RBはZF-BF状態で稼動している。
図9は、コードブック切替え方法における基地局とユーザの構成を示す図である。
(1)切替閾値
図10は、コードブック切替方法において、切替閾値を特定するための先験値のシミュレーション結果を示す。本発明は、異なるチャネルに応じて、異なる切替閾値を特定でき、空間相関性に応じてグラスマンコードブックとDFTコードブックとの間で切替える。
図11は、本発明のコードブック切替方法における切替のフローを示す。図11に示すように、まず、同一セル(セクター)内の各ユーザがそれぞれ空間送信相関性を測定する。具体的には、
すべてのユーザに対して統一的なスケジューリングを行なう。すべてのユーザは、グラスマンコードブック又はDFTコードブックの同一のコードブック状態で稼動し、すべてのRBは、グラスマンコードブック又はDFTコードブックの同一のコードブック状態で稼動する。
(1)切替閾値は、セル全体切替に一致する。
まず、同一セル(セクター)内の各ユーザがそれぞれ空間送信相関性を測定する。具体的には、
グラスマンコードブック状態で稼動するユーザとDFTコードブック状態で稼動するユーザは、それぞれ各自のCQIを算出してフィードバックする。基地局は、すべてのユーザからフィードバックされたCQIに基づいて、一定のスケジューリング準則でスケジューリングを行なう。異なるユーザは異なるプリコーディング状態で稼動し、異なるRBは異なるプリコーディング状態で稼動する。あるRB上のスケジューリング結果として、グラスマンコードブック状態でのユーザが該RBを占用する場合、該RBはグラスマンコードブック状態で稼動している。あるRB上のスケジューリング結果として、DFTコードブック状態でのユーザが該RBを占用する場合、該RBはDFTコードブック状態で稼動している
4.MU-MIMOにおいて、ユーザ数に応じて大コードブックと小コードブックとの間で切替える。
Claims (24)
- コードブックに基づいたMIMOシステムにおける適応プリコーディング方法であって、
異なる条件で測定して取得した先験値に基づいて、送信空間相関性に対応する、ユーザ数についての切替閾値又は切替閾値テーブルを取得するステップ1と、
前記切替閾値又は切替閾値テーブルと、実際の送信空間相関性とに基づいて、実際のユーザ数情報に基づいて行うシングルユーザ方式とマルチユーザ方式間の切り替え、マルチユーザ方式におけるユニタリー行列プリコーディング方式とZF-BFプリコーディング方式間の切り替え、ZF-BFプリコーディング方式における離散フーリエ変換コードブックとグラスマンコードブック間の切り替え、及び、マルチユーザ方式における実際のユーザ数情報に基づいて行われる大コードブックと小コードブック間の切替のうちの1つ又は複数を、選択して行うステップ2と
を含むことを特徴とするプリコーディング方法。 - 前記ステップ2において、前記シングルユーザ方式とマルチユーザ方式間の切り替えは、
基地局がユーザからフィードバックした空間相関性を取得した後、等価相関性を計算するステップaと、
基地局が前記等価相関性に基づいて前記切替閾値テーブルをサーチして、ユーザ数を示す切替閾値を取得するステップbと、
現在のセルのユーザ数が前記切替閾値より大きいかを判断し、大きい場合マルチユーザ方式を採用し、そうでない場合シングルユーザ方式を採用するステップcと
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - ステップcにおいて、現在のセルのユーザ数が前記切替閾値より大きい場合、ユーザがシングルユーザ方式で稼動すると、シグナリングを送信して、マルチユーザ方式に切り替えるようにユーザに通知し、ユーザがマルチユーザ方式で稼動すると、いかなる処理もせず、
現在のセルのユーザ数が前記切替閾値より小さい場合、ユーザがシングルユーザ方式で稼動すると、いかなる処理もせず、ユーザがマルチユーザ方式で稼動すると、シグナリングを送信して、シングルユーザ方式に切り替えるようにユーザに通知することを特徴とする請求項3の方法。 - ステップcにおいて、全てのユーザに対して統一的なスケジューリングを行い、全てのユーザが同一のMIMO方式において稼動し、全ての資源ブロックも同一のMIMO方式において稼動することを特徴とする請求項4の方法。
- ステップ2において、前記シングルユーザ方式とマルチユーザ方式間の切り替えは、
基地局がユーザからフィードバックした空間相関性を取得した後、前記切替閾値を問い合わせて取得するステップa1と、
ユーザからフィードバックした空間相関性が前記切替閾値より大きいとき、当該ユーザに対してマルチユーザ方式を採用し、そうでない場合、当該ユーザに対してシングルユーザ方式を採用するステップb1と
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - 異なるユーザは異なるMIMO方式において稼動でき、シングルユーザ方式において稼動するユーザが占める資源ブロックも、シングルユーザ方式において稼動し、マルチユーザ方式において稼動するユーザが占める資源ブロックも、マルチユーザ方式において稼動することを特徴とする請求項6の方法。
- 前記ステップ2において、前記ユニタリー行列プリコーディング方式とZF-BFプリコーディング方式間の切り替えは、
基地局がユーザからフィードバックした空間相関性を取得した後、等価相関性を計算するステップa2と、
基地局が前記等価相関性に基づいて前記切替閾値を問い合わせて取得するステップb2と、
前記等価相関性が前記切替閾値より大きいかを判断し、大きい場合ZF-BFプリコーディング方式を採用し、そうでない場合ユニタリー行列プリコーディング方式を採用するステップc2と
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - ステップc2において、全てのユーザに対して統一的なスケジューリングを行い、全てのユーザが同一のプリコーディング方式において稼動し、全ての資源ブロックも同一のプリコーディング方式において稼動することを特徴とする請求項8の方法。
- 前記ステップ2において、ユニタリー行列プリコーディング方式とZF-BFプリコーディング方式間の切り替えは、
基地局がユーザからフィードバックした空間相関性を取得した後、前記切替閾値を問い合わせて取得するステップa3と、
ユーザからフィードバックした空間相関性が前記切替閾値より大きい場合、当該ユーザに対してZF-BFプリコーディング方式を採用し、そうでない場合、当該ユーザに対してユニタリー行列プリコーディング方式を採用するステップb3と
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - 異なるユーザは異なるプリコーディング方式において稼動し、ユニタリー行列プリコーディング方式において稼動するユーザが占める資源ブロックも、ユニタリー行列プリコーディング方式において稼動し、ZF-BFプリコーディング方式において稼動するユーザが占める資源ブロックも、ZF-BFプリコーディング方式において稼動することを特徴とする請求項10の方法。
- 前記ステップ2において、前記離散フーリエ変換コードブックとグラスマンコードブック間の切り替えは、
基地局がユーザからフィードバックした空間相関性を取得した後、等価相関性を計算するステップa4と、
基地局が前記等価相関性に基づいて前記切替閾値を問い合わせて取得するステップb4と、
前記等価相関性が前記切替閾値より大きいかを判断し、大きい場合離散フーリエ変換コードブックを採用し、そうでない場合グラスマンコードブックを採用するステップc4と
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - ステップc4において、全てのユーザに対して統一的なスケジューリングを行い、全てのユーザが同一のコードブック状態において稼動し、全ての資源ブロックも同一のコードブック状態において稼動することを特徴とする請求項12の方法。
- 前記ステップ2において、前記離散フーリエ変換コードブックとグラスマンコードブック間の切り替えは、
基地局がユーザからフィードバックした空間相関性を取得した後、前記切替閾値を問い合わせて取得するステップa5と、
ユーザからフィードバックした空間相関性が前記切替閾値より大きい場合、当該ユーザに対して離散フーリエ変換コードブックを採用し、そうでない場合、当該ユーザに対してグラスマンコードブックを採用するステップb5と
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - 異なるユーザは異なるコードブック状態において稼動し、離散フーリエ変換コードブック状態において稼動するユーザが占める資源ブロックも、離散フーリエ変換コードブック状態において稼動し、グラスマンコードブック状態において稼動するユーザが占める資源ブロックも、グラスマンコードブック状態において稼動することを特徴とする請求項14の方法。
- 前記ステップ2において、前記大コードブックと小コードブック間の切り替えは、
基地局が、ユーザ数を示す前記切替閾値を問い合わせて取得するステップa6と、
現在のセルのユーザ数が前記切替閾値より大きいかを判断し、大きい場合、大コードブックを採用し、そうでない場合小コードブックを採用するステップb6と
を含むことを特徴とする請求項2の方法。 - ステップb6において、全てのユーザに対して統一的なスケジューリングを行い、全てのユーザが同一のコードブック状態において稼動し、全ての資源ブロックも同一のコードブック状態において稼動することを特徴とする請求項16の方法。
- 異なるユーザは異なるコードブック状態において稼動し、大コードブック状態において稼動するユーザが占める資源ブロックも、大コードブック状態において稼動し、小コードブック状態において稼動するユーザが占める資源ブロックも、小コードブック状態において稼動することを特徴とする請求項16の方法。
- 前記ステップ1において、異なるチャネルに応じて異なる切替閾値又は切替閾値テーブルを特定することを特徴とする請求項1乃至18の何れか一項の方法。
- コードブックに基づいたMIMOシステムにおける適応プリコーディング装置において、
異なる条件で測定して取得した先験値に基づいて取得した切替閾値又は切替閾値テーブルであって、送信空間相関性に対応する、ユーザ数についての切替閾値又は切替閾値テーブルを記憶する、基地局に設けられた記憶モジュールと、
前記切替閾値又は切替閾値テーブルと、ユーザがフィードバックした実際の空間相関性とに基づいて閾値の比較を行い、比較結果に基づいて、切り替えるようにユーザに通知する、基地局に設けられた判断モジュールと、
シングルユーザ方式とマルチユーザ方式間の切り替え、ユニタリー行列プリコーディング方式とZF-BFプリコーディング方式間の切り替え、及び/又は、離散フーリエ変換コードブックとグラスマンコードブック間の切り替え、ユニタリー行列プリコーディング方式における大コードブックと小コードブック間の切替のうちの1つ又は複数を行う、ユーザ側に設けられた切替モジュールと、
シングルユーザ方式とマルチユーザ方式の検知、ユニタリー行列プリコーディング方式とZF-BFプリコーディング方式の検知、及び/又は離散フーリ変換コードブックとグラスマンコードブックの検知、ユニタリー行列プリコーディング方式における大コードブックと小コードブックの検知のうちの1つ又は複数を行う、ユーザ側に設けられた検知モジュールと
を含むことを特徴とするプリコーディング装置。 - 前記基地局は、等価相関性を計算する等価相関性計算モジュールを更に備えることを特徴とする請求項21の装置。
- コードブックに基づいたMIMOシステムにおける適応プリコーディング方法であって、
異なる条件で測定して取得した先験値に基づいて、受信空間相関性に対応する、ユーザ数についての切替閾値又は切替閾値テーブルを取得するステップ1と、
前記切替閾値又は切替閾値テーブルと、実際の受信空間相関性とに基づいて、実際のユーザ数情報に基づいて行うシングルユーザ方式とマルチユーザ方式間の切り替え、マルチユーザ方式におけるユニタリー行列プリコーディング方式とZF-BFプリコーディング方式間の切り替え、ZF-BFプリコーディング方式における離散フーリエ変換コードブックとグラスマンコードブック間の切り替え、及び、マルチユーザ方式における実際のユーザ数情報に基づいて行われる大コードブックと小コードブック間の切替のうちの1つ又は複数を、選択して行うステップ2と
を含むことを特徴とするプリコーディング方法。
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