JP5548815B2 - オープンループマルチストリーム送信とクローズドループマルチストリーム送信との切換え - Google Patents

Description

本発明は、マルチストリームワイヤレス通信に関し、詳細には、送信バーストの間に送信技術を切り換えることに関する。

３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｇｒａｍ）では、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）Ｒｅｌ−１０のための基準信号設計について現在議論が行われている。最大８レイヤの送信だけでなくＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉｎｔ）もサポートすることを目的として、ＵＥ固有の復調基準信号（ＤＲＳ）の拡張セットが定義される予定である。さらに、基準信号の新規セットについても、チャネル状態情報（チャネルステート情報）のフィードバック（ＣＳＩ−ＲＳ）に関して議論が行われている。３ＧＰＰで現在提案されているＣＳＩ−ＲＳは、時間および頻度がスパースであるため、重要なシステム機能を何ら中断することなく、ＤＴＸが可能である（ＤＴＸ−Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）。

ＬＴＥ Ｒｅｌ−８は、ダウンリンクでオープン（開）ループマルチストリーム送信だけでなくクローズド（閉）ループマルチストリーム送信もサポートするが、それを、オープンループ空間多重化およびクローズドループ空間多重化とも呼ぶ。クローズドループ空間多重化の場合、ユーザ装置（ＵＥ）は、送信のための適切なプリコーダマトリクスの選択を支援するため、推奨するレイヤの数と、ランクインジケータ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ：ＲＩ、ランク指標）と、推奨するプリコーダマトリクスと、プリコーダマトリクスインジケータ（Ｐｒｅ−ｃｏｄｅｒ−Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ：ＰＭＩ）とをｅノードＢに報告する。ｅＮＢは、推奨に従うこともできるが、それを義務付けられてはいない。推奨に従わない場合、ｅＮＢは、どのプリコーダを用いて送信する予定かを明示的にＵＥに通知する。対照的に、オープンループ空間多重化（大幅遅延ＣＤＤとしばしば呼ばれる）は、推奨されたプリコーディングに関するＵＥからの詳細なフィードバックも、プリコーダの選択に関するｅＮＢからＵＥへの明示的なシグナリングも、必要としない。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１２「Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ」、ｖ．８．８．０

先行技術のクローズドループ送信方式の１つの問題点は、レイヤ数が増大する（Ｒｅｌ−１０で最大８）と同時に帯域幅が増大した場合（Ｒｅｌ−１０で最大１００ＭＨｚ）、一部のシナリオではオーバヘッドに関する利得が不確かになることである。第１に、フルランク送信の場合には、どのプリコーディングマトリクスが選ばれるかは、それほど重要ではない。フルランク送信の場合、すべてのレイヤ上でアレイゲインを得ることは不可能であり、それゆえ、選択されうる多様なプリコーダの性能は、かなり似てくるであろう。プリコーディングは、チャネルを直交化するのに役立ちうるが、プリコーダが瞬間的なチャネルリアライゼーションに非常に正確に一致しない限り、この効果は、通常、極めて限定的である。

先行技術のクローズドループ送信方式の第２の問題点は、ビットレートが増加された場合には、クローズドループ機能を向上させるには小規模すぎるとみなされうる送信バーストの数が、事実上増加するという事実に関する。ＵＥがＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：チャネルステート情報）を測定してｅＮＢにそれを報告し、ｅＮＢが送信プリコーダを適宜調整できるようになるまでには、ある程度時間がかかり、また、送信バーストが小規模な（すなわち、短い送信時間しか必要としない）場合、それまでにはパケット転送がすでに終わっているであろう。それゆえ、小規模な送信バーストのために、ＣＳＩ推定およびフィードバックがＵＥのバッテリを使い果たし、ＣＳＩ基準シンボルがｅＮＢのエネルギーを消費するにもかかわらず、これらの努力は、わずかな性能利得を与えるにすぎない。

ＬＴＥ Ｒｅｌ−８について定義され、標準仕様３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１２「Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ」、ｖ．８．８．０において規定されたクローズドループ空間多重化方式では、ＴＰＭＩ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｐｒｅ−ｃｏｄｅｒ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）がダウンリンクでＵＥに送信される。ＴＰＭＩシグナリングを使って、以下を示すことができる。

−用いられるプリコーディングは、最新のＰＭＩ報告の中でＵＥが報告したものと同じである。

−代案として、すべてのスケジュールされたサブバンド上で用いられる明示的なＰＭＩが、示される。

−さらに、ロバスト性の理由で、現行の送信が送信ダイバーシチ（ＴＸ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を用いることを示すことができる。ＴＸダイバーシチは、ロバストな送信方式であるが、シングルランクであり、すなわち、マルチストリームではない。

また、上記の問題点以外に、クローズドループ空間多重化に関する課題もある。たとえば、或るＵＥが、たとえば２というランクインジケータ（ＲＩ）をｅＮＢに報告したが、ｅＮＢはまだＵＥからＰＭＩ報告を受け取っていないと仮定する。では、ｅＮＢにとって、どのような行動方針が最適なのだろうか。ｅＮＢは、固定プリコーディングマトリクスを持つランク２を選択するか（しかし、どれを？）、ＣＳＩ報告を受け取るまで待つか（そのため、パケット遅延が起きる）、あるいは、ＴＸダイバーシチを用いるか（ランク損失を犠牲にしたロバスト性）、のいずれかでありうる。

あるいは、ｅＮＢは、必要がある場合に備えて、詳細なＣＳＩ報告をＵＥに常に要求することができるが、そのような動作はＵＥのバッテリを使い果たす。

このように、先行技術のクローズドループ送信方式に関連する問題や課題が山積している。

本発明の目的は、先行技術の送信技術に関連する上記の問題および課題を、少なくとも或る程度、克服するような方法および装置を提供することである。

上記の目的は、独立請求項による方法および装置を使って達成される。

本発明の実施形態の基本概念は、送信バーストの間にオープンループのマルチストリーム送信技術からクローズドループのマルチストリーム送信技術へと切り換えることを可能にすることである。これによって、異なるタイプの送信技術の個々の利点をよりよく利用することが可能になる。

本発明の第１の実施形態が、送信機ノードと受信機ノードとの間のマルチストリームワイヤレス通信の方法を提供する。方法は、送信バーストの最初の部分の間にオープンループのマルチストリーム送信技術を適用するステップを含んでいる。方法は、さらに、詳細なチャネルステート情報を受信することを含んでいる。詳細なチャネルステート情報は、クローズドループのマルチストリーム送信技術を適用する時に送信バーストの間に用いられることになる送信プリコーディングを示す。また、方法は、送信バーストの間に、詳細なチャネルステート情報を受信するのに応じて、オープンループのマルチストリーム送信技術からクローズドループのマルチストリーム送信技術へと切り換えるステップを含んでいる。

本発明の第２の実施形態は、マルチストリームワイヤレス通信のための装置を提供する。装置は、オープンループのマルチストリーム送信技術またはクローズドループのマルチストリーム送信技術に従って送信バーストを受信機ノードへ送信するように構成された送信機回路を備えている。

また、装置は、詳細なチャネルステート情報を受信するように構成された受信機回路を備えている。詳細なチャネルステート情報は、クローズドループのマルチストリーム送信技術を適用している時に送信バーストの間に用いられることになる送信プリコーディングを示す。さらに、装置は、オープンループのマルチストリーム送信技術またはクローズドループのマルチストリーム送信技術を適用するために送信機回路を制御するように構成された制御回路を備えている。このために、制御回路は、送信バーストの最初の部分の間にオープンループのマルチストリーム送信技術を適用するために送信機回路を制御し、そして、詳細なチャネルステート情報の受信に応じて、送信バーストの間に、オープンループ送信技術を適用することからクローズドループ送信技術を適用することへ切り換えるために送信機回路を制御するように構成されている。

本発明の実施形態の利点は、それぞれオープンループ送信技術に関連する利点とクローズドループ送信技術に関連する利点とをそれぞれ組み合わせることができることである。クローズドループ送信技術は、関係するコストを利得が上回る場合に用いられてよい。それゆえ、本発明の実施形態によって、送信バーストの送信における効率を改善することが可能になる。

もう１つの利点は、本発明の実施形態は、単一の送信方向に限定されず、アップリンク送信シナリオにもダウンリンク送信シナリオにも適用可能なことである。

本発明の実施形態の別の利点は、それらによって、良好なオープンループ送信フォーマットを使って即座にデータ送信を開始することが可能になるため、パケット遅延を削減するのに役立つことである。

本発明の実施形態の別の利点は、それらによって、ＵＥから基地局へ送信される詳細なチャネルステート情報の数を削減することが可能になることである。これによって、ＵＥのエネルギー消費が削減され、ＵＥのバッテリ寿命が延びる。

本発明の実施形態の別の利点は、それらによって、チャネルステート情報の基準信号がいつでもＤＴＸされうるようになることであり、それは、ネットワークエネルギー消費を削減するのに役立つ。

本発明の実施形態の別の利点は、それらによって、ダウンリンク容量とアップリンク容量との間のよりよいトレードオフが可能になることである。クローズドループダウンリンク送信の場合、ダウンリンク性能は、アップリンク性能を犠牲にして向上させることができる。他方、ダウンリンクのオープンループ送信は、アップリンクの送信制御シグナリングの必要性を低下させる。本発明の実施形態は、ダウンリンクとアップリンクの容量の利得とコストとをバランスさせるためのツールを提供する。

本発明の実施形態の別の利点は、それらによって、先行技術のソリューションよりもフィードバックコストと性能利得との間のより良好なトレードオフが可能になることである。従って、本発明は、たとえば非コードブックベースのＳＶＤ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ＭＩＭＯ）のような先進的なリッチフィードバックＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）方式の使用を可能にする。本発明の実施形態を用いて、コストのかかるリッチフィードバックと、対応する高性能のクローズドループ送信方式とが、フィードバックコストが受容可能な場合に限って用いられることを保証することができる。

図面と関連させて下記の詳細記述を読めば、本発明のさらなる利点と特徴とが明らかになるであろう。

ダウンリンク送信シナリオにおける本発明の一実施形態の例および先行技術との比較を提供する概略シグナリング図である。 本発明の代替的実施形態によるマルチストリームワイヤレス通信の方法を例示するフローチャートである。 本発明の一実施形態によるeノードＢの概略ブロック図である。 本発明の一実施形態によるユーザ装置の概略ブロック図である。 アップリンク送信シナリオにおける本発明の一実施形態の例を提供する概略シグナリング図である。

次に、下文に、本発明の好適実施形態を示す添付図面を参照しながら、本発明について、より詳しく記述しよう。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書で述べた実施形態に限定されると解釈されてはならない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、かつ、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるようにするために提供されている。図中で、類似の番号は、類似の要素を指す。

本願を通じて、「送信バースト」という用語は、同じ受信機に対して一群のデータパケットが連続して送信されることを言うのに用いられる。「詳細なチャネルステート情報」という用語は、本明細書では、クローズドループのマルチストリーム送信技術を適用する場合に送信バーストを送信する区間に用いられる送信プリコーディングを示すチャネルステート情報を言うのに用いられる。本明細書では、「送信プリコーディング」という用語は、たとえば、３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ−８標準について規定されているコードブックベースのプリコーディングおよび以下でより詳細に説明する予定の非コードブックベースのプリコーディングのようなプリコーディング重みに関する暗示的情報と明示的情報とを両方とも含むことが意図されている。「ユーザ装置（ＵＥ）」および「移動端末」という用語は、本願では同義と考えられており、交互に使用される。

本発明の実施形態は、送信バーストの初めにオープンループ送信技術が用いられる場合に送信機が送信バーストの間に送信技術をオープンループからクローズドループへと切り換えることを可能にする、エンハンストマルチストリーム送信プロトコルを提供する。送信バーストの間のオープンループ送信技術からクローズドループ送信技術への切換えは、詳細なチャネルステート情報が送信機で利用可能であることによってトリガされる。或る実施形態は、受信機からの信頼性のある詳細なチャネルステート情報が送信機で利用可能ではないことによってトリガされる、送信バーストの間のオープンループ送信技術からクローズドループ送信技術へのさらなる切換えを提供する。

図１は、本発明の一実施形態がダウンリンク送信バーストの例示的なシナリオに適用される場合のシグナリングを例示する概略シグナリング図である。図１は、ダウンリンクシナリオに関するため、送信機ノード１は、基地局、たとえばノードＢもしくはｅノードＢであり、受信機ノード２は、ＵＥ、たとえば移動電話、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡまたは他のタイプの移動端末である。基地局（すなわち、送信機ノード１）は、無線チャネルの推定を可能にするために、既知の基準シンボルＣＳＩ−ＲＳ３をＵＥ（すなわち、受信機ノード２）へ送信する。ＵＥは、ＣＳＩ報告とも呼ばれるチャネル状態報告の形でフィードバックシグナリングを基地局に提供するであろう。異なるタイプの情報を含む異なるタイプのＣＳＩ報告が存在する。図１に、ＵＥが最初に、広帯域ランクインジケータ（ＲＩ）とチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）とを含むチャネル状態報告４を基地局に送信することを示す。ＲＩは、ＵＥが推奨する数のレイヤを用いてＵＥへのダウンリンク送信が行われるべきだということを示す情報である。ＣＱＩは、ダウンリンク送信についての推奨変調方式とコーディングレートとを示す指標（インジケータ）である。広帯域チャネル状態報告は、セルの帯域幅全体に適用される。また、図１は、後の時点において、詳細ＣＳＩ６と呼ばれるチャネル状態報告をＵＥが送信することも示す。詳細ＣＳＩ６は、クローズドループダウンリンク送信に用いられることになる推奨プリコーダマトリクスを示す、プリコーダマトリクスインジケータ（ＰＭＩ）を含んでいる。ＰＭＩは、周波数選択式であってもよく、すなわち、異なるプリコーダが、ダウンリンクスペクトルの異なる部分について推奨されてもよい。チャネルステート情報を報告するための異なるモードが存在し、そして、異なるタイプの情報が、異なる間隔で報告される必要がある。典型的には、ＲＩは、ＣＱＩおよび（クローズドループ送信の場合には）ＰＭＩより報告頻度が少なくてもよい。

送信バーストのイニシャルパート（最初の部分）では、詳細ＣＳＩ６を受信する前に、基地局が、オープンループのマルチストリーム送信技術５を適用する。本発明の本実施形態によると、詳細ＣＳＩ６が受信された場合、基地局は、詳細ＣＳＩの中でＵＥによって推奨されたプリコーダを適用するクローズドループのマルチストリーム送信技術７に切り換える。ＣＳＩ−ＲＳはＤＴＸが可能であるため、この送信方式によって、基地局におけるエネルギー節約が可能になる。チャネルステート情報基準信号の間欠送信（ＤＴＸ）は、チャネルステート情報基準信号が一時的に中断されることを意味する。これは本発明の実施形態によって可能になるのだが、なぜなら、ＣＳＩ−ＲＳが利用できない場合にはオープンループのマルチストリーム送信技術を用いることができるため、本発明の実施形態によってＣＳＩ−ＲＳへの依存度を低減することができるからである。オープンループのマルチストリーム送信技術は、クローズドループ送信方式ほど高性能を提供するわけではないが、少なくとも、単一ストリームの送信ダイバーシチよりも高性能である。図１に、ＣＳＩ−ＲＳがＤＴＸされうることに因るエネルギー節約の可能性を、点線の楕円８の中の信号を×印で消すことによって象徴的に示す。また、以下でさらに説明するように、ＵＥからの不要なＣＳＩフィードバックの量を減らすことができる。

本発明の一部の実施形態によると、送信機ノードは、１つ以上の所定の条件が満たされた場合に限って受信機に詳細なチャネルステート情報を要求するリクエストを送信するように構成される。一部の状況では、詳細なチャネルステート情報の有用性には疑問が残り、また別の状況では、詳細なチャネルステート情報を要求および／または受信するのに利用可能なチャネルリソースがないことがある。

本明細書でチャネルステート情報の有用性に言及する場合、チャネルステート情報が送信に与えうる影響のことを言うことを意味する。詳細なチャネルステート情報の有用性が少ない例として、送信バーストが小規模である場合、または、残余の送信バーストが小規模である場合が挙げられる。一旦詳細なチャネルステート情報が受信されると、または、詳細なチャネル状態報告が非常に少量のデータに関する送信だけにプラスの影響を与えうるのならば、送信バーストは終了するであろう。それゆえ、送信機ノードは、信頼できるクローズドループフィードバックが時間内に利用可能でないような小規模の送信バーストを、オープンループマルチストリーム送信だけを使って送信することを決めてもよい。また、送信バーストが終了する間際である場合、報告が少量の残余データに対して与える性能面の影響はわずかであろうから、送信機ノードは、詳細なチャネル状態報告を受信機ノードに要求しないことを選んでもよい。送信バーストの送信が終了する前に送信機ノードに到着するチャネル状態報告は、チャネル状態報告が期限切れになるまで、典型的には複数の送信時間間隔（この数は、チャネルの時間相関に依存する）に渡る所定の時間の間、性能にプラスの影響を与えるであろう。送信バーストのうちでごく少数の送信時間間隔だけ（たとえば１または２）が残っている場合には、最新のＣＳＩ報告を送信するコストは、それを受信することの予想される利得に対して大きすぎると考えられる可能性がある。代わりに、送信機ノードは、送信バーストの残余部分については、クローズドループ送信技術からオープンループ送信技術へ戻ってもよい。

基地局が移動局に詳細なＣＳＩ報告を要求しないことがあるもう１つの理由は、報告を送信するためのアップリンクのコストを、その時点で支払う余裕があると考えられないことである。たとえば、詳細なＣＳＩ報告は、典型的には、基地局が移動端末にアップリンクでスケジュールされたリソースを割り当てることを必要とする。アップリンクが現在完全にデータでスケジュールされている場合、または、制御チャネル容量が、現時点で枯渇している場合、アップリンクデータリソースおよび／またはダウンリンクリソースを他の目的で用いる方が良いだろう。それゆえ、大規模な送信バーストの中間点では、基地局は、詳細なＣＳＩ報告のために移動局をスケジュールする余裕ができるまで、一時的にダウンリンクでオープンループのマルチストリーム送信技術に切り換えてもよい。いくつかの送信時間間隔の後で必要なリソースが利用可能になったならば、基地局は再び移動端末に詳細なＣＳＩ報告を要求してもよい。一旦、送信機側で詳細なＣＳＩ報告が利用可能になると、より効率の良いクローズドループのマルチストリーム送信技術を使ってデータバーストの送信が続けられる。

従って、詳細なＣＳＩ報告が要求されることになる所定の条件の例は、以下のようである。

送信される予定の残余の送信バーストのサイズに関する閾値であって、すなわち、残余の送信バーストのサイズが閾値を下回る場合には、上記で論じたように、ほとんどまたはまったく影響を有すると想定されないため、詳細なＣＳＩ報告は要求されない。

詳細なチャネル状態報告を受信機に要求することに関連する制御チャネルリソース閾値であって、すなわち、前記報告の要求が制御チャネルリソースを消費する場合には、前記報告は、前記リソースが利用可能であるかまたはその他の点で未使用である場合に限って要求される。

受信機から詳細なフィードバック報告を送信することに関連するアップリンクにおけるデータチャネルリソース閾値であって、すなわち、前記報告は、前記報告の送信に必要なアップリンク上のデータチャネルリソースが利用可能であるかまたはその他の点で未使用である場合に限って、要求される。

図２は、本発明の代替実施形態によるマルチストリームワイヤレス通信の方法を示すフローチャートである。ステップ５１で、送信バーストの最初の部分において、オープンループのマルチストリーム送信技術が適用される。ステップ５４で、詳細なチャネルステート情報が受信され、それが、ステップ５５で、クローズドループのマルチストリーム送信技術への切換えをトリガする（開始させる）。上記のように、詳細なチャネルステート情報を要求するための所定の条件が満たされているかどうかをチェックする任意のステップ５２が、方法の中に含まれていてもよい。所定の条件が満たされている場合、詳細なチャネルステート情報が、任意のステップ５３で要求され、そうでない場合、オープンループマルチストリーム送信が適用され、すなわち、ステップ５１に戻る移動５６が行われる。また、図２には、クローズドループのマルチストリーム送信技術からオープンループのマルチストリーム送信技術へ復帰することが可能であることも示しており、それを移動５７および５８によって示す。移動５７は、たとえば、さらなる詳細なチャネル状態報告を要求する余裕があると考えられるかどうかを判定する目的で、残余の送信バーストのサイズを監視する際に行われてもよい。移動５８は、受信された詳細なチャネルステート情報が、期限切れになり、かつ、送信機ノードでは更新されたチャネル状態報告が利用できないため、もはや信頼できないという状況で行われてもよい。

図３は、本発明の一実施形態によるeノードＢ２１の概略ブロック図である。しかし、図３は、他のタイプの基地局、たとえばノードＢ１１を示すのに用いられてもよい。eノードＢ２１は、トランシーバ回路２２と、通信回路２３と、複数のアンテナポート２４とを備えている。トランシーバ回路２２は、オープンループマルチストリーム送信およびクローズドループマルチストリーム送信に従って送信バーストを受信機ノードに送信するように構成された送信機回路２６と、詳細なチャネルステート情報を少なくとも受信するように構成された受信機回路２５とを備えている。通信回路２３は、図２に示す方法のステップに従ってオープンループのマルチストリーム送信技術またはクローズドループのマルチストリーム送信技術を適用するために送信機回路を制御するように構成された制御回路２７を備えている。また、図３は、通信回路２３が、スケジューラ２８と、送信バッファ２９とを備えていることを示し、送信バッファの中には送信機バースト４９を略示している。詳細なチャネルステート情報を要求するべきかどうかを判定するために所定の条件が適用された場合には、そのような所定の条件３１は、図３に示すようにメモリ３０の中に記憶されてもよい。当業者であれば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせを用いて図３に示す回路およびユニットがどのようにして実装されうるかを理解するであろう。さらに、一部の回路およびユニットは物理的に一体として実現されうるため、図３の別個の回路およびユニットの図解は主に機能的な記述に基づいていることが、当業者には明らかであろう。

留意されるべきだが、本発明は、ダウンリンクのマルチポイント協調送信（ＣｏＭＰ）の場合のように、複数の基地局が協調する場合にも適用可能である。また、ＣｏＭＰ方式は、クローズドループモードでもオープンループモードでもどちらにおいても、単一の基地局からのマルチストリーム送信と同様に動作することができる。そのようなシナリオでは、制御回路、送信機回路、受信機回路等は、複数の物理ノードに分散される。従って、理解されるべきだが、本明細書で、「マルチストリームワイヤレス通信のための装置」、「送信機ノード」または「受信機ノード」と言う場合、これらの用語は、単一の基地局もしくはＵＥだけでなく、たとえば１つの分散ノードとして動作する複数の協調する基地局をも含む。

本発明の実施形態によって、ＣＳＩ−ＲＳのＤＴＸだけでなく、ＵＥからの低レートＣＳＩフィードバックも円滑になる。一部の実施形態によると、推定されるチャネル品質が、（たとえば、非常に劣悪なチャネルまたはＣＳＩ−ＲＳ欠如に起因して）構成可能な閾値を下回る場合には、ＵＥは、ＣＳＩ報告を（低レートＲＩおよび広帯域ＣＱＩ報告でさえ）送信しないであろう。ＣＳＩ−ＲＳが基地局から送信される場合、適宜構成されたＵＥは、低レートＣＳＩフィードバックを送信する。次いで、詳細なＣＳＩフィードバックが、（現行の３ＧＰＰ ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８の場合のように）明示的に要求されうる。

送信バーストの間のオープンループ送信技術とクローズドループ送信技術との間の切換えの原理は、アップリンクマルチストリーム送信の場合にも等しく適用可能であるから、本発明はダウンリンク送信だけに限定されない。一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−１０は、最大４レイヤのアップリンクマルチストリーム送信をサポートするであろうし、本発明の実施形態は、そのようなシナリオにも適用可能であろう。次いで、ＵＥからのサウンディング基準信号（ＳＲＳ）の送信は、ＣＳＩフィードバックの役割を果たすであろうし、また、開／クローズドループのスケジューリングおよび選択も、この場合、基地局側で行われるであろう。

従って、図２に示す方法は、ＵＥだけでなく基地局でも行われてよい。図４は、本発明の一実施形態によるＵＥ３２の概略ブロック図である。ＵＥ３２は、大体において、図３のｅノードＢ２１のユニットおよび回路に対応するユニットおよび回路を備えており、従って、そのような対応するユニットおよび回路の機能は、詳細には記述しないであろう。ＵＥ３２は、受信機回路３６および送信機回路３７を含むトランシーバ回路３３と、通信回路３４と、複数のアンテナポート３５とを備えている。通信回路３４は、制御回路３８と送信バッファ３９とメモリ４０とを備えている。

図５は、アップリンク送信バーストの例示的なシナリオに本発明の一実施形態が適用されたシグナリングを例示する概略シグナリング図である。留意すべきだが、図５では、送信機ノード１はＵＥであり、受信機ノード２は基地局である（図１を参照）。送信は、スケジューリング要求（リクエスト）６１および許可（グラント）６２で始まってもよい。スケジューリング要求―許可シグナリングは、常に必要なわけではない。ＵＥからの最初のアップリンク送信についてのコンテンションベースのアクセスを用いることも可能である。また、図では最初の許可が明示的に示されているだけであったとしても、実際のシステムでは１つ以上の許可があってもよい。送信バーストの最初の部分では、基地局から送信プリコーディング重み（ＰＭＩ）のフィードバック６４が受信されるまで、オープンループマルチストリーム送信６３が適用される。フィードバック６４を受信した時点で、ＵＥは、クローズドループマルチストリーム送信６５に切り換える。

ＬＴＥにおけるアップリンクについては、アップリンクはＬＴＥでは単一周波数であるため、周波数選択式であるＰＭＩについて語るのは不可能である。従って、ＬＴＥについては、基地局からＵＥへのフィードバックは、かなり限定されるであろうし、すなわち、１つだけの単一のプリコーディングマトリクスインジケータ（ＰＭＩ）値である。しかし、たとえば、アップリンクもＯＦＤＭ変調を用いる８０２．１６ｍタイプのシステムにおいて、本発明のアップリンクの実施形態を用いることは可能であり、そして、そのようなタイプのシステムについては、フィードバックの量は、もっと大規模であろう。

次に、本発明のＬＴＥ固有の実施形態のいくつかについて、さらに詳しく記述しよう。第１に、標準のうちの関連部分の現行内容について記述し、続いて、本発明の実施形態を実装するための修正形態の提案をいくつか行う。

表１で分かるように、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８（第８版）では、送信モード３および４においてマルチストリーム送信がサポートされており、表１は、標準仕様書３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１３「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、ｖ．８．８．０における表７．１−５に対応している。クローズドループ空間多重化は、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＤＣＩ：ダウンリンク制御情報）フォーマット２を利用するが、一方で、３ＧＰＰ用語集ではＬａｒｇｅ ｄｅｌａｙ ＣＤＤとして知られるオープンループ空間多重化方式は、ＤＣＩフォーマット２Ａ（表１では下線と太字で示す）を用いる。

ＤＣＩフォーマット２および２Ａは、標準仕様書３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１２「多重化およびチャネルコーディング」、ｖ．８．８．０の中の表５．３．３．１．５−５および５．３．３．１．５Ａ−２で定義されており、それらがそれぞれ、以下の表２および３に対応する。

留意すべきことだが、送信フォーマット（オープンループ空間多重化またはクローズドループ空間多重化についてそれぞれフォーマット３またはフォーマット４）の構成は、（標準仕様書３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１「Ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＲＣ）ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、ｖ．９．０．０．に定義されている）ＲＲＣシグナリングによって行われるため、現時点で、先行技術によって、オープンループ空間多重化動作とクローズドループ空間多重化動作とを、たとえばパケット転送サイズの変更を構成するのに十分なほど迅速に変更するのは不可能である。また、送信フォーマット３と４との間の選択は、ＣＱＩ、ＰＭＩ、およびＲＩフィードバックについてのＵＥ手順に影響を与える（上記のＴＳ３６．２１３のセクション７．２を参照）。

本発明の一実施形態によると、ＬＴＥ Ｒｅｌ−８において送信モードがオープンループフォーマットからクローズドループフォーマットに動的に変化することを可能にするソリューションは、プリコーディング情報フィールドの中に、たとえＵＥが現時点でクローズドループ送信用に構成されているとしても、ｅＮＢが指定されたランクを持つオープンループマルチストリーム送信を用いることを示す、１つまたは少数のフィールドを含むことになる。ＵＥからのＣＳＩフィードバックが、ｅＮＢに到達した場合、クローズドループマルチストリーム送信に即座に切り換えることが可能である。それゆえ、本発明は、ＤＣＩフォーマット２Ａ用に定義されたオープンループフォーマットに、ＤＣＩフォーマット２の中で定義されたクローズドループフォーマットにおいてもアクセス可能であるようにすることができるように単純に修正されるのならば、ＬＴＥ標準に組み込まれてもよい。ＤＣＩフォーマット２のテーブルは、十分な数の予備エントリを含んでいるため、テーブルサイズを拡大しなくても、追加のオープンループフォーマットはテーブルに収まるであろう。本発明を利用することができるＤＣＩフォーマット２における再コード化テーブルの更新の提案を、以下の表４に示し、オープンループ送信フォーマットについての追加のテーブルエントリを下線かつ太字で示す。

留意されるべきだが、本発明の実施形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ−８標準について現在規定されているコードブックベースのクローズドループマルチストリーム送信方式以外にも適用可能である。特に、たとえばＳＶＤ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ＭＩＭＯ）のような非コードブックベースのクローズドループマルチストリーム送信方式も、本発明の実施形態に十分に適している。非コードブックベースのプリコーディング方式では、受信機は、インジケータの代わりに、用いられることになる送信の重みを明示的にフィードバックし、そして、プリコーダの選択は、小さなコードブックに限定されない。それゆえ、非コードブックベースのプリコーディングは、コードブックベースの方式と比べて、アップリンクにおいてフィードバックコストが高くなることを犠牲にして、ダウンリンクにおいてより高い利得を提供することができる。しかし、本発明の実施形態の場合、このフィードバックコストは、性能利得とうまくトレードオフされることができ、それゆえ、本発明の実施形態は、たとえば非コードブックベースのＳＶＤ−ＭＩＭＯのようなリッチフィードバックＭＩＭＯ方式の利用を可能にすると考えることができる。

図面および明細書では、本発明の典型的な諸実施形態を開示してきたが、特定の用語が採用されてはいるが、それらは一般的な説明の意味に限って用いられているのであって、限定を目的としているのではなく、本発明の範囲は、下記の請求項の中に述べられている。

Claims (18)

1. 送信ノードと受信ノードとの間でマルチストリーム無線通信を実行する方法であって、
   前記送信ノードにおいて実行するステップとして、
   送信バーストの初期パートにおいてオープンループのマルチストリーム送信技術を適用するステップと、
   複数の予め定められた条件が満たされると前記受信ノードに前記詳細なチャネルステート情報をリクエストするステップと、
   クローズドループのマルチストリーム送信技術を適用しているときの前記送信バーストにおいて使用される送信プリコーディングを示す詳細なチャネルステート情報を受信するステップと、
   前記詳細なチャネルステート情報を受信すると、前記送信バーストにおいて前記オープンループのマルチストリーム送信技術から前記クローズドループのマルチストリーム送信技術に切り替えるステップと
   を有し、前記複数の予め定められた条件は、前記詳細なチャネルステート情報の有用度、および／または、前記詳細なチャネルステート情報をリクエストすることおよび／または報告することに関与するシグナリングを送信するためのリソースの利用可能性に関連した条件であることを特徴とする方法。
2. まだ送信されていない残余の前記送信バーストのサイズが所定のサイズ閾値よりも大きいときにだけ前記詳細なチャネルステート情報がリクエストされるようにするために、前記複数の予め定められた条件のうち１つの条件は、当該所定のサイズ閾値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記詳細なチャネルステート情報をリクエストするための制御チャネルにおいて利用可能なリソースが存在しているときにだけ前記詳細なチャネルステート情報がリクエストされるようにするために、前記複数の予め定められた条件のうち１つの条件は、当該制御チャネルにおいて利用可能なリソースについての制御チャネルリソース閾値であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記詳細なチャネルステート情報をリクエストするためのデータチャネルにおいて利用可能なリソースが存在しているときにだけ前記詳細なチャネルステート情報がリクエストされるようにするために、前記複数の予め定められた条件のうち１つの条件は、当該データチャネルにおいて利用可能なリソースについてのデータチャネルリソース閾値であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記送信ノードにおいて最新の前記詳細なチャネルステート情報を利用できなくなったことに応じて、前記送信バーストにおいて前記クローズドループのマルチストリーム送信技術から前記オープンループのマルチストリーム送信技術に戻すよう切り替えるステップをさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記送信バーストは、ダウンリンク送信バーストであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記送信ノードは、ＬＴＥ無線アクセスネットワークにおけるｅＮｏｄｅＢであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ｅＮｏｄｅＢは、前記オープンループのマルチストリーム送信技術および前記クローズドループのマルチストリーム送信技術を示すインジケータを特定するダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）フォーマットにしたがったプリコーディング情報フィールドにおけるインジケータをシグナリングメッセージに含めることによって、前記オープンループのマルチストリーム送信技術と前記クローズドループのマルチストリーム送信技術とのどちらが使用されるかを前記受信ノードに対して信号伝達することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記送信バーストは、アップリンク送信バーストであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
10. マルチストリーム無線通信を実行する装置であって、
    オープンループのマルチストリーム送信技術またはクローズドループのマルチストリーム送信技術にしたがって送信バーストを受信ノードへ送信するよう構成された送信機回路と、
    クローズドループのマルチストリーム送信技術を適用しているときの前記送信バーストにおいて使用される送信プリコーディングを示す詳細なチャネルステート情報を受信するように構成された受信機回路と、
    前記送信機回路に前記オープンループのマルチストリーム送信技術または前記クローズドループのマルチストリーム送信技術を適用するように前記送信機回路を制御するように構成された制御回路と
    を有し、
    前記制御回路は、
    前記送信バーストの初期パートにおいてオープンループのマルチストリーム送信技術を適用するように前記送信機回路を制御し、
    前記詳細なチャネルステート情報を受信すると、前記送信バーストにおいて前記オープンループのマルチストリーム送信技術の適用から前記クローズドループのマルチストリーム送信技術の適用に切り替えるよう前記送信機回路を制御する
    ように構成されており、
    さらに、前記制御回路は、複数の予め定められた条件が満たされると前記受信ノードに前記詳細なチャネルステート情報を要求するためのリクエストを送信するよう前記送信機回路を制御するようにさらに構成されており、
    前記複数の予め定められた条件は、前記詳細なチャネルステート情報の有用度、および／または、前記詳細なチャネルステート情報をリクエストすることおよび／または報告することに関与するシグナリングを送信するためのリソースの利用可能性に関連した条件であることを特徴とする装置。
11. まだ送信されていない残余の前記送信バーストのサイズが所定のサイズ閾値よりも大きいときにだけ前記詳細なチャネルステート情報を要求するリクエストを送信するよう前記送信機回路を前記制御回路が制御するようにするために、前記複数の予め定められた条件のうち１つの条件は、当該所定のサイズ閾値であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記詳細なチャネルステート情報をリクエストするための制御チャネルにおいて利用可能なリソースが存在しているときにだけ前記詳細なチャネルステート情報を要求するリクエストを送信するよう前記送信機回路を前記制御回路が制御するようにするために、前記複数の予め定められた条件のうち１つの条件は、当該制御チャネルにおいて利用可能なリソースについての制御チャネルリソース閾値であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
13. 前記詳細なチャネルステート情報をリクエストするためのデータチャネルにおいて利用可能なリソースが存在しているときにだけ前記詳細なチャネルステート情報を要求するリクエストを送信するよう前記送信機回路を前記制御回路が制御するようにするために、前記複数の予め定められた条件のうち１つの条件は、当該データチャネルにおいて利用可能なリソースについてのデータチャネルリソース閾値であることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記制御回路は、前記装置において最新の前記詳細なチャネルステート情報を利用できなくなったことに応じて、前記送信バーストにおいて前記クローズドループのマルチストリーム送信技術から前記オープンループのマルチストリーム送信技術に戻すよう切り替えるように前記送信機回路を制御することを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記送信バーストは、ダウンリンク送信バーストであることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記装置は、ＬＴＥ無線アクセスネットワークにおけるｅＮｏｄｅＢであることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記装置は、前記オープンループのマルチストリーム送信技術および前記クローズドループのマルチストリーム送信技術を示すインジケータを特定するダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）フォーマットにしたがったプリコーディング情報フィールドにおけるインジケータをシグナリングメッセージに含めることによって、前記オープンループのマルチストリーム送信技術と前記クローズドループのマルチストリーム送信技術とのどちらが使用されるかを前記受信ノードに対して信号伝達することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記装置は無線アクセスネットワークにおいて使用されるユーザ装置であることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか１項に記載の装置。

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