JP5458186B2 - チャネル状態情報のフィードバック方法及び端末 - Google Patents

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Description

本発明は通信分野に関し、特にチャネル状態情報のフィードバック方法及び端末に関する。
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まず、チャネル情報のフィードバック粒度を紹介する。LTEの標準において、チャネル情報の最小フィードバック単位はサブバンド(Subband)チャネル情報であり、1つのサブバンドが若干のRB(Resource Block、リソースブロック)からなり、各々のRBが複数のRE(Resource Element、リソース要素)からなり、REがLTEにおける時間周波数リソースの最小単位であり、LTE-AにはLTEのリソース示し方法をそのまま用いる。いくつかのSubbandがMulti−Subbandと称してもよく、複数のSubbandがWideband(広帯域)と称してもよい。
次に、LTEにおけるチャネル情報関係のフィードバック内容を紹介し、チャネル状態情報フィードバックは、チャネル品質表示(Channel quality indication、CQIと略称する)情報、PMI及びランクインジケータ(Rank Indicator、RIと略称する)を含む。ここで、われわれは最も関心を持つCSI内容がPMI情報であるが、RIとCQIともチャネル状態情報フィードバックの内容に属する。
CQIはダウンリンクチャネル品質の良悪を評価する1つの指標である。36-213プロトコルにおいてCQIは0〜15の整数値で表され、それぞれ異なるCQIレベルを代表し、異なるCQIがそれぞれれの変調および符号化方法(MCS)を対応する。
RIは空間独立チャネルの数を説明することに用いられ、対応チャネルがマトリックスのランク(Rank)を応答する。開ループ型空間多重と閉ループ空間多重のモードで、UEがRI情報をフィードバックする必要があり、ほかのモードでRI情報をフィードバックする必要がない。チャネルマトリックスのランクが階数と対応する。
さらに、いくつかのLTEにおけるチャネル情報フィードバックと関係するメカニズムを紹介し、
LTEにおけるアップリンクチャネル情報のフィードバック方式は、PUCCH(物理アップリンク制御チャネル)における周期チャネル情報フィードバックとPUSCH(物理アップリンク共有チャネル)における非周期チャネル情報フィードバックとの両種類に分けられる。PUCCHは制御チャネルであり、フィードバックの信頼性が高いが、そのフィードバックリソースの価値が高いため、フィードバックオーバーヘッドが厳格に制限される。通常には、1回のCSIのフィードバック量(PMI、CQI、RIにおける1種又は複数のを含む)は11bitを超えてはいけない。PUSCHはより多くのCSIフィードバックリソースを提供することができるが、信頼性が保証できなく、且つデータ伝送のリソースを占用するため、データ業務の伝送に影響がある。
高級のロングタームエボリューションアドバンスト(Long Term Evolution Advanced、LTE-A)システムはLTEの進化標準として、さらに大きなシステム帯域幅(最高は100MHzに達する)をサポートし、且つ後ろへLTE従来の標準と互換性がある。より高いエリア平均スペクトル効率を取得し及びエリアエッジのカバーとスループットを向上させるために、LTE-Aは従来のLTEシステムの上で、ダウンリンクが最も多くて8本のアンテナをサポートし、且つコードブックのフィードバック面でいくつかのフィードバック強化技術を提出し、主に、コードブックのフィードバック精度を増強することとチャネル情報の時間関係性及び/又は周波数領域関係性でオーバーヘッドを減少することである。該技術は進化した国際移動体通信(International Mobile Telecommunications-Advance、IMT-Advance)システムの周波数スペクトル利用率を向上させ、周波数スペクトルリソースの不足を緩和することができる。同時に、8アンテナの時、主な応用はダブル偏波である情況を考えると、コードブックの設計と強化がダブル偏波チャネルの特徴を十分に考える必要もある。
このようなコードブックのフィードバック技術を強化する主な考えは、LTEのフィードバックに対してPMIフィードバックのオーバーヘッドを増加し、且つ両PMIのフィードバックを利用して共にチャネルの状態情報を表示することであり、主に、
ダブルコードブックとダブルPMIフィードバックを定義する、或いはダブルコダブルコードブックに相当するシングルコードブックとダブルPMIフィードバックを定義するという両種類の実現方式を含む。
ダブルコードブックとダブルPMIフィードバックを定義するのはさらに、以下のように説明することができ、
1)1つのサブバンドのプリコーディング/フィードバックの構造は2つのマトリックスからなる。
2)2つのマトリックスにおける各々のマトリックスはいずれも1つの単独のコードブックに従属する。基地局とUEは同時でコードブックを予知しており、フィードバックしたコードワードは異なる時間と異なるサブバンドで変化してもよい。
3)1つのマトリックスは広帯域或いは長期チャネルの属性を表す。もう1つのマトリックスは確定した周波数帯域の或いは短期チャネルの属性を表す。
4)使用するマトリックスコードブックは有限の可算のマトリックス集合の形式で表され、且つUEと基地局にとって、各々のマトリックスがいずれも知り得るものである。
5)その中の1つのマトリックスは固定のマトリックスであってもよく、フィードバックする必要がない。この時、シングルコードブックフィードバック(高ランクと低ランクの非関係チャネルの場合に使用する恐れがある)に退化することと相当する。
ここで、チャネル情報のフィードバック面でダブルコードブックに基づく構造を提出することが分かられ、さらに以下のように説明してもよく、
チャネル情報をフィードバックする必要な1つのサブバンド又は複数の結合サブバンドに対して、UEが基地局に2つのPMI情報(ある場合に必ずしもフィードバックしなく、1つのPMIを予めに設定して固定値として、フィードバックしなくてもよい)をフィードバックし、それぞれPMI1とPMI2であり、PMI1が1つのコードブックC1におけるコードワードW1に対応し、PMI2がもう1つのコードブックC2におけるコードワードW2に対応する。基地局端には同じC1とC2の情報があり、PMI1とPMI2を受信した後、対応なコードブックC1とC2から対応なコードワードW1とW2を探し出し、且つ所定の関数ルールFに基づいて、W=F(W1、W2)を計算してチャネル情報Wを取得する。
以上のダブルコードブック設計準則はLTE-Aにおける具体的なコードブック形式である。具体的に実現する時、W1とW2が対応するコードブックだけを定義する必要があるが、実際に仮想のWが対応する1つのコードブックがあり、設計の中で多くの性能面の考えは全部Wが対応するコードブックに基づいて考えるものである。コードブックフィードバックの設計には2つの重要な部分があり、第1の重要な部分はWの具体的な構造、オーバーヘッド及び具体的なコードワードであり、直接でダブルコードブックフィードバックの性能(具体的に定義したフィードバック形式はW1とW2をフィードバックし、直接にWをフィードバックしないことであるが)に関係し、この部分の考えがシングルコードブックとダブルコードブックの形式に対してより似ている。第2の重要な部分は、どのようにWを2つのコードブックに分けて表すことであり、これにより、チャネル時間領域/周波数領域変更の特性にもっと適当でき、効果的にオーバーヘッドを節約する。これは、ダブルコードブックのオーバーヘッドを節約するための考えに属し、シングルコードブックには、このような考えがない。
以上のダブルコードブックの実現方式の以外に、さらに、ダブルコードブック、ダブルPMIを使用してフィードバックすることと等価なシングルコードブックフィードバック方式があり、即ちダブルコードブックに相当するシングルコードブックとダブルPMIフィードバックを定義することである。
Rank＝r(rが整数である)に対して、前の4Txコードブックと異なるのは、該ダブルコードブックと等価なシングルコードブックでフィードバックする場合に、対応のコードブックにおけるコードワードをフィードバックする時、2つのPMIのフィードバックでその情報を表す必要があることであり、ダブルコードブックと等価なシングルコードブックは一般的に以下の表3に示してもよい。
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実際に該方式はダブルコードブックとダブルPMIと等価であり、唯一の異なるのはこのような方法で2つのコードブックC1とC2を定義しないようになったことであり、取って代るのは、ダブルコードブック及びその関数関係により構成されたWが対応するコードブックを定義し、即ち仮想コードブックが実際に定義されてC1 C2を取って代る。
LTE-Aにおいて、フィードバックの精度が増強するためPMI1とPMI2の情報をフィードバックすることに必要なオーバーヘッドの合計(Wが対応するコードブックのオーバーヘッドに理解してもよい)を、LTEにおけるシングルコードブックのオーバーヘッドに対して増加させ、該コードブックがPUCCHにおけるチャネル情報フィードバックに応用される時、W1とW2が同時に1つのサブフレームの中で伝送する時、PUCCHのCSIフィードバックオーバーヘッドに11個のbitのオーバーヘッド制限を超えさせ、それにより、PUCCHの伝送性能が深刻に低減し、システムに非常に深刻な影響をもたらす。
なお、PMI1と PMI2が分けれて伝送しても、例えば、PMI1とRIが同時に伝送し、PMI1+RIのフィードバックが11bitオーバーヘッドの制限を超えないが、伝送リソースが一定である場合に、オーバーヘッドを増加するとエラーコード率を向上させ、よくRIのエラーコード率を保障できないため、RIエラーコード率が要求を満足しない問題がある。PMI2とCQIが一緒に伝送される時、過大のオーバーヘッドがエラーコード率の増大を引き起こす場合があり、システム性能を影響する。
シングルコードブックにせよダブルコードブックフィードバックにもかかわらず、フィードバックオーバーヘッド的の増加がPUCCHのフィードバックオーバーヘッドに制限を超えさせ、その伝送性能が深刻に低減させる。これは従来の技術は解決する必要な課題となる。
本発明はチャネル状態情報のフィードバック方法及び端末を提供し、PUCCHにおけるCSIフィードバックオーバーヘッドが制限を超えないことを保障でき、伝送性能の深刻な低減を避け、且つ有限のオーバーヘッドの下でPMIフィードバックの精度を保障でき、PUCCHにおけるCSIフィードバックに相変わらずより効果的にプリコーディング技術をサポートさせ、且つPUSCHにおけるフィードバックとの互換性がよい。
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上記の方法を採用して、有限のオーバーヘッドの下でPMIフィードバックの精度を保障することができ、PUCCHにおけるCSIフィードバックに相変わらずより効果的にプリコーディング技術をサポートさせ、且つPUSCHにおけるフィードバックとの互換性がよい。

Claims (20)

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