JP5444374B2 - 協調ビーム形成方法、協調ビーム形成装置、および協調ビーム形成基地局 - Google Patents
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Description
ビーム・クラスタを事前定義すること、
セル縁端ユーザにサービスを提供するターゲット・セクタを決定すること、
ターゲット・セクタのセクタ・クラスタに応じてターゲット・セクタ内のセル縁端MBMSユーザのすべてを分類して、セクタ・クラスタに対応するセル縁端MBMSユーザを形成すること、
各セル縁端MBMSユーザ・クラスに関して、
セル縁端MBMSユーザ・クラスの中のセル縁端MBMSユーザのすべてをセットに分割し、各セル縁端MBMSユーザ・セットは、同様のPMI測定値を有すること、
ターゲット・セクタが、セル縁端MBMSユーザ・クラスに対応するセクタ・クラスタの中の各セクタに協調要求を送信し、協調要求は、いずれのセル縁端MBMSユーザ・セットに、このセクタ・クラスタの中の1つのセクタが協調セクタとしてサービスを提供すべきかという情報を備えること、
ターゲット・セクタが、協調ネゴシエーションが成功した後、伝送される必要がある共通データを各協調セクタに転送すること、
すべての協調セクタが、GoBに基づくビーム形成動作を使用して、このセル縁端MBMSユーザ・クラスにデータを伝送すること。
1)MBMSユーザ・グループのすべてが共通の物理リソース上で同一のデータを受信するので、セル縁端MBMSユーザm−eのすべてが純粋なセル縁端ユニキャスト・ユーザと見なされることが可能である。したがって、これら2つの協調機構は、本質的な違いを有さない。
2)したがって、ネットワーク/協調MIMOのためのいくつかの協調機構が、協調ビーム形成動作、例えば、協調セクタにおける物理リソース協調、協調のための基準信号定義などのために有利である。
3)しかし、協調ビーム形成は、それでも、いくつかの独特の特徴、例えば、PMI(プリコーディング・マトリックス・インデックス)に基づいてフィードバックされるユーザ・グループ化などを有する。
i)例えば、異なるMBMSユーザ・グループが、サブフレーム・レベルに基づいて異なる物理リソース上にマップされ、この異なる物理リソースは、MBMSユーザのすべてが同一のリソースを共有する前のスキームとは異なる。したがって、異なるユーザ・グループに対する異なる動作が可能になり、大幅なパフォーマンス向上が予期される。
ii)セル中心ユーザに関して、それらのユーザのより高いSINRのため、重ね合わせ符号化が使用されることが可能であり、セル縁端ユーザ(すなわち、m−e)に関して、ネットワーク/協調MIMO機構が適用されることが可能であり、つまり、GoBに基づく協調ビーム形成が使用されることが可能である。
iii)セル縁端ユニキャスト・ユーザに関して、このスキームをサポートするシグナリング・オーバーヘッドは、ネットワーク/協調MIMOと同様である。
ステップ1。ユーザ・グループ化をどのように実施するか。u−cユーザまたはm−c/m−eユーザに関して、サービングeNBが、測定レポート、例えば、RSRP(基準信号受信電力)および/またはRSRQ(基準信号受信品質)に基づいて、ユーザを異なるユーザ・グループに分類することが可能である。つまり、測定値(平均SINR、RSRQなどの)が所定のしきい値より低い場合、ユーザは、セル縁端ユーザ・グループに入れられ、そうではない場合、ユーザは、中心ユーザ・グループに入れられる。この所定のしきい値は、セル全体内のMBMSユーザ数に応じて、サービングeNBによって動的に、または半静的に調整されることが可能である。本発明によれば、2種類のユーザ・グループ、つまり、中心ユーザ・グループおよびセル縁端ユーザ・グループだけが考慮される。
ステップ2。中心ユーザ・グループ(u−c+m−c)をどのように操作するか:中心ユーザ・グループは、m−cユーザの他にu−cユーザをさらに備える。この種類のユーザ・グループに関して、m−cユーザとu−cユーザはともに、同一の物理リソースを共有する。つまり、中心ユーザ・グループは、より高いSINRを有するので、u−cユーザとm−cユーザの間の適切な電力割当てまたはコンステレーション・ローテーションを介する重ね合わせ符号化が、両方の種類のユーザを多重化するのに使用されることが可能である。
ステップ3。セル縁端ユーザ・グループ(m−e)をどのように操作するか:セル縁端ユーザ・グループのみがm−eユーザを備える。この種類のユーザ・グループに関して、セル縁端ユニキャスト・ユーザに関するネットワーク/協調MIMOに類似したGoBに基づく協調ビーム形成が規定されることが可能である。いくつかのセルの間の協調の存在のため、協調させられるセルの間の共通物理リソースが展開されることが可能である。現在まで、必要とされる共通物理リソースをどのように構成すべきかは、依然、未解決の問題であるが、ユニキャストに関するネットワーク/協調MIMOに類似した機構が、この場合、再使用されることが可能である。すべてのMBMSユーザm−eが、共通物理リソース上で同一の伝送データを受信するので、すべてのMBMSユーザm−eは、理解を簡単にするため、1名のセル縁端ユニキャスト・ユーザと見なされてもよい。その結果、m−eユーザに関するGoBに基づく協調ビーム形成動作は、セル縁端ユニキャスト・ユーザに関する説明されるCoMP(協調マルチポート)MIMO技術の下における特性と類似した特性を有し、したがって、本発明の方法によるGoBベースの協調ビーム形成が提案されることが可能である。
中心ユーザ(u−c+m−c)に関する重ね合わせ符号化が図5に示される。この場合、3名の中心ユニキャスト・ユーザ、および3名のMBMSユーザが、それぞれ、存在するものと想定する。中心ユニキャスト・ユーザおよびMBMSユーザの数はランダムである。図5から、u−cユーザとm−cユーザはともに、重ね合わせ符号化を介して同一の物理リソースを共有することを見て取ることが可能である。重ね合わせ符号化動作に関して、2つの典型的なアルゴリズム、例えば、u−cとm−cの間の適切な電力割当てまたはコンステレーション・ローテーションが、両方の種類のユーザを多重化するのに使用されることが可能である。スケジューリング期間中、すべての中心ユニキャスト・ユーザは、PF(比例公平)アルゴリズムまたはRR(ラウンド・ロビン)アルゴリズムを使用してスケジュールされることが可能であるが、MBMSに関する時間間隔パラメータTMは、MBMSコンテンツの量、および構成されたMSC値によって決定されることが可能である。
セル縁端ユーザ(m−e)に関するGoBに基づく協調ビーム形成が、図6に示される。一般性を失うことなく、この場合、8名のセル縁端MBMSユーザ、つまり、m−e1乃至m−e8が存在するものと想定する。
1)セル1のセクタ1−2が関心対象のターゲット・セクタであり、このセクタは、6つの直接の隣接セクタ、つまり、1−1、3−3、2−1、2−3、7−1、および1−3を有し、
2)事前構成の仕方を使用することによって、これらの6つの直接の隣接セクタは、図6における2つのセクタ・クラスタ、つまり、セクタ1−1、セクタ3−3、およびセクタ2−1を含む左斜線で表されるセクタ・クラスタaと、セクタ2−3、セクタ7−1、およびセクタ1−3を含む右斜線で表されるクラスタbに分割され、
3)ターゲット・セクタが変更されると、直接の隣接セクタも変わり、このため、両方のクラスタが再定義され、
4)それらすべてのセル縁端MBMSユーザ(つまり、m−e1乃至m−e8)が、クラスタbと比べてクラスタaにより近い場合、協調は、ターゲット・セクタ1−2とクラスタa内のセクタの間で実行される。それらすべてのセル縁端MBMSユーザが、クラスタaと比べてクラスタbにより近い場合、協調は、ターゲット・セクタ1−2とクラスタb内のセクタの間で実行される。これら2つのクラスタがともにセル縁端ユーザを有する場合、協調は、ターゲット・セクタ1−2と、6つの直接の隣接セクタ(クラスタaおよびクラスタbにそれぞれ属する)のすべての間で実行される。セクタ・クラスタを定義することの利点は、特に、セル縁端MBMSユーザの数が少ない場合、協調シグナリングが減らされ得ることであり、
5)一般性を失うことなく、セル縁端ユーザm−e1、m−e2、m−e3、およびm−e4だけが、この場合、考慮され、つまり、ターゲット・セクタ1−2とクラスタaの間の協調だけが考慮される。
a)最初に、共通コードブック、つまり、ビーム・グリッド(GoB)がターゲット・セクタ1−2、およびクラスタa内のセクタにおいて事前定義される。
b)受信機において、すべてのセル縁端MBMSユーザが、ターゲット・セクタ1−2、およびクラスタaの中のすべてのセクタに対応する測定値(例えば、長期SINR)を同時に測定して、このユーザに関する最適なPMIを獲得するようにする、つまり、この縁端ユーザにサービスを提供するのに最適であるセクタが、このユーザに関する測定を介して選択され、獲得されるようにする。このユーザは、同時に、その最適なPMIをターゲット・セクタにフィードバックする。
c)ターゲット・セクタ1−2において、前述したすべてのユーザのPMIフィードバック値に基づき、セル縁端MBMSユーザのすべてが複数のグループに分類され(この実施形態では、4名の縁端ユーザしか存在しないので、これら4名の縁端ユーザは、それぞれ、せいぜい4つの異なるグループに属する)、各グループ・ユーザは、同様のPMI測定特性を有し、例えば、同一のユーザ・グループに属するユーザの間のPMI差は、所定のしきい値1未満である。さらに、ユーザ分類が実行される際、異なるユーザ・グループ間のPMI差は、可能な限り大きく相対的に保たれなければならない(2つのユーザ・グループにそれぞれ属する任意の2名のユーザのPMI差は、所定のしきい値2より大きい)。最大ユーザ・グループ数は、以下のとおり協調セクタの数によって決定される。
d)ユーザ分類の後、ターゲット・セクタ1−2は、セクタ・クラスタaの中の各セクタに協調要求シグナリングを送信し、協調要求シグナリングは、以下を備える。すなわち、
i.いずれのユーザ・グループ(例えば、m−e1、m−e2、m−e3、およびm−e5を含む第3のユーザ・グループ)がその協調セクタによってサービスを提供されるべきかを協調セクタに知らせること、
ii.同時に、最終協調中の使用されるPMI値を協調セクタに知らせることである。
e)協調ネゴシエーションの成功の後、ターゲット・セクタ1−2が、伝送される必要がある共通データを、基地局間のX2インタフェースを介してセクタ・クラスタaの中の各協調セクタに転送する。
f)最後に、すべての協調セクタが、GoBに基づくビーム形成動作を使用して、前述したセル縁端MBMSのすべてにデータを伝送する。
1)すべてのMBMSユーザ・グループは、共通の物理リソース上で同一のデータを受信するので、すべてのMBMSユーザm−eが純粋なセル縁端ユニキャスト・ユーザと見なされることが可能である。したがって、両種類の協調機構は、全く本質的な違いを有さない。
2)これに相応して、ネットワーク/協調MIMOのために使用されるいくつかの協調機構が、協調ビーム形成動作に役立つ。例えば、協調セクタの間の物理リソース協調、協調のために使用される基準信号定義など。
3)しかし、協調ビーム形成は、それでも、いくつかの独特の特徴、例えば、PMIフィードバックに基づくユーザ・グループ化などを有する。本発明の実施形態による有益な効果は、以下のとおり要約される。i)すべてのMBMSユーザが同一のリソースを共有する前のスキームとは異なり、例えば、サブフレーム・レベルに基づいて、異なるMBMSユーザ・グループが異なる物理リソース上にマップされる。したがって、異なるユーザ・グループ上に異なる動作が可能になり、大幅なパフォーマンス向上が予期される。ii)セル中心ユーザに関して、それらのユーザのより高いSINRのため、重ね合わせ符号化が使用されることが可能であり、セル縁端ユーザ(すなわち、m−e)に関して、ネットワーク/協調MIMO機構、つまり、GoBに基づく協調ビーム形成が使用されることが可能である。iii)セル縁端ユニキャスト・ユーザに関して、このスキームをサポートするシグナリング・オーバーヘッドは、ネットワーク/協調MIMOと同様である。
Claims (14)
- ユーザをセル中心ユーザ・グループとセル縁端ユーザ・グループにグループ化するステップと、
重ね合わせ符号化に基づいてセル中心ユーザ・グループ多重化を実行するステップと、
セル縁端ユーザ・グループに関して固定ビーム・グリッドGoBに基づく協調ビーム形成動作を実行するステップとを備え、
GoBに基づく協調ビーム形成ステップは、
ビーム・クラスタを事前定義するステップと、
セル縁端ユーザにサービスを提供するターゲット・セクタを決定するステップと、
ターゲット・セクタのセクタ・クラスタに応じてターゲット・セクタ内のセル縁端MBMSユーザのすべてを分類し、セクタ・クラスタに対応するセル縁端MBMSユーザ・クラスを形成するステップと、
各セル縁端MBMSユーザ・クラスに関して、
セル縁端MBMSユーザ・クラスの中のセル縁端MBMSユーザのすべてをセットに分割し、各セル縁端MBMSユーザ・セットは、同様のPMI測定値を有するステップと、
ターゲット・セクタが、前記セル縁端MBMSユーザ・クラスに対応するセクタ・クラスタの中の各セクタに協調要求を送信し、前記協調要求は、いずれのセル縁端MBMSユーザ・セットに、このセクタ・クラスタの中の1つのセクタが協調セクタとしてサービスを提供すべきかという情報を備えるステップと、
ターゲット・セクタが、協調ネゴシエーションが成功した後、伝送される必要がある共通データを各協調セクタに転送するステップと、
すべての協調セクタが、GoBに基づくビーム形成動作を使用して、このセル縁端MBMSユーザ・クラスにデータを伝送するステップとを備えることを特徴とする、協調ビーム形成方法。 - 測定レポートに基づいてユーザ・グループをセル中心ユーザ・グループとセル縁端ユーザ・グループにグループ化するステップを特徴とする請求項1に記載の協調ビーム形成方法。
- 前記測定レポートは、基準信号受信電力RSRPまたは基準信号受信品質RSRQであることを特徴とする請求項2に記載の協調ビーム形成方法。
- 前記測定レポートの中のRSRP測定値またはRSRQ測定値が所定のしきい値より低い場合、前記ユーザは、セル縁端ユーザ・グループに入れられ、そうではない場合、前記ユーザは、中心ユーザ・グループに入れられることを特徴とする請求項3に記載の協調ビーム形成方法。
- 前記重ね合わせ符号化方法は、電力割当て重ね合わせ符号化、コンステレーション・ローテーション重ね合わせ符号化、伝送レート重ね合わせ符号化、インタリーブ重ね合わせ符号化、および異なるビットレートの重ね合わせ符号化であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の協調ビーム形成方法。
- ターゲット・セクタ、および前記ターゲット・セクタが位置するセクタ・クラスタの中のセクタにおける共通コードブックを事前定義することによってビーム・クラスタを事前定義するステップを特徴とする請求項1に記載のビーム形成方法。
- セクタ・クラスタに対応するセル縁端MBMSユーザ・クラスは、他のセクタ・クラスタと比べて、前記セクタ・クラスタにより近いことを特徴とする請求項1に記載のビーム形成方法。
- すべての縁端MBMSユーザは、ターゲット・セクタ、および前記ターゲット・セクタのセクタ・クラスタの中のセクタのすべてに対応するPMI測定値を同時に測定して、前記縁端MBMSユーザの最適のPMIを獲得し、さらに前記縁端MBMSユーザは、前記最適なPMIをターゲット・セクタにフィードバックすることを特徴とする請求項1に記載のビーム形成方法。
- 長期SINR計算に基づいて前記最適なPMIを獲得するステップを特徴とする請求項8に記載のビーム形成方法。
- 前記協調要求は、最終協調中に使用されるPMI値を前記協調セクタに示す、PMI値適用の情報をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のビーム形成方法。
- ターゲット・セクタは、伝送される必要がある共通データを、基地局間のX2インタフェースを介して各協調セクタに転送することを特徴とする請求項1に記載の協調ビーム形成方法。
- ビーム・クラスタを事前定義する手段と、
セル縁端ユーザにサービスを提供するターゲット・セクタを決定するための、セクタ・サービスを決定する手段と、
ターゲット・セクタのセクタ・クラスタに応じてターゲット・セクタ内のセル縁端MBMSユーザのすべてを分類し、さらにセクタ・クラスタに対応するセル縁端MBMSユーザ・クラスを形成するための、セクタ・クラスタを分類する手段と、
セル縁端MBMSユーザ・クラスの中のセル縁端MBMSユーザのすべてをセットに分割するための、各セル縁端MBMSユーザ・セットが同様のPMI測定値を有する、セル縁端MBMSユーザ・セットを分割する手段と、
ターゲット・セクタが、前記セル縁端MBMSユーザ・クラスに対応するセクタ・クラスタの中の各セクタに協調要求を送信し、前記協調要求は、いずれのセル縁端MBMSユーザ・セットに、このセクタ・クラスタの中の1つのセクタが協調セクタとしてサービスを提供すべきかという情報を備える、協調要求を送信する手段と、
ターゲット・セクタが、協調ネゴシエーションが成功した後、伝送される必要がある共通データを各協調セクタに転送する、共通データを転送する手段と、
すべての協調セクタが、GoBに基づくビーム形成動作を使用して、このセル縁端MBMSユーザ・クラスにデータを伝送する、協調セクタのデータを伝送する手段とを備える協調ビーム形成デバイス。 - 前記ビーム・クラスタを事前定義する手段は、ターゲット・セクタ、および前記ターゲット・セクタが位置するセクタ・クラスタの中のセクタにおける共通コードブックを事前定義することによってビーム・クラスタを事前定義することを特徴とする請求項12に記載の協調ビーム形成デバイス。
- ユーザをセル中心ユーザ・グループとセル縁端ユーザ・グループにグループ化するためのグループ化ユニットと、
重ね合わせ符号化に基づいてセル中心ユーザ・グループ多重化を実行するための、セル中心ユーザのための処理ユニットと、
請求項12乃至13のいずれか1項に記載の協調ビーム形成デバイスとを備える基地局。
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