JP5647195B2 - 多重入出力システムにおけるチャンネル品質情報フィードバック方法、データ伝送方法、ユーザ機器及び基地局 - Google Patents

Description

本発明は、多重入出力 (Multiple Input Multiple Output；ＭＩＭＯ)システムに関し、特に、多重入出力システムでチャンネル品質情報 (channel quality information；ＣＱＩ)を伝送する方法に関する。

多重入出力（Multi-Input Multi-Output；ＭＩＭＯ）技術は、従来１個の送信アンテナと１個の受信アンテナを使用していたのに対し、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いてデータの送受信効率を向上させる方法をいう。すなわち、無線通信システムの送信端又は受信端で複数のアンテナ（多重アンテナ）を使用することによって、容量増大又は性能改善を図る技術である。ここで、記載の便宜上、「ＭＩＭＯ」という用語を多重アンテナ技術とみなすこともできる。

すなわち、多重アンテナ技術は、一つのメッセージ全体を受信するために単一アンテナ経路に依存せず、多様なアンテナを介して受信された断片的なデータ片を一ヶ所に集めて完成する技術を応用したものである。多重アンテナ技術は、特定範囲でデータ伝送速度を向上させたり、特定のデータ伝送速度でシステム範囲を増加させることができ、移動通信端末と中継器などに幅広く使用可能な次世代の移動通信技術である。

このような多重アンテナ技術は、追加の周波数割り当てや電力増加がなくても通信容量及び送受信性能を画期的に向上できる方法であって、現在最も大きな注目を受けている。また、多重アンテナ技術は、データ通信拡大などによって限界状況に直面している移動通信の伝送量限界を克服できる次世代の技術として関心を集めている。次世代の移動通信は、既存の移動通信に比べて遥かに高いデータ伝送率を要求するので、効率的な多重アンテナ技術が非常に有用なものと予想される。

多重アンテナの技術は、多様なチャンネル経路を通過した各シンボルを用いて伝送信頼度を高める空間ダイバーシティ方式と、多数の送信アンテナを用いて多数のデータシンボルを同時に送信し、伝送率を向上させる空間マルチプレキシング方式とに区分して説明することができる。以下、それぞれの方式についてより具体的に説明する。

第一に、空間ダイバーシティ方式としては、時空間ブロック符号方式と、ダイバーシティ利得と符号化利得を同時に用いる時空間トレリス符号方式とがある。一般的に、時空間トレリス符号方式は、ビットエラー率改善性能と符号生成自由度の面で優れており、時空間ブロック符号方式は、演算複雑度の面で優れている。上記の空間ダイバーシティ利得は、NT×NRで表される送信(Tx)アンテナ数(NT)と受信(Rx)アンテナ数(NR)との積または乗算に該当する。

第二に、空間マルチプレキシング方式は、各送信アンテナを介して互いに異なるデータ列を送信する方法であるが、この場合、受信機では、送信機から同時に伝送された各データ間に相互干渉が発生するようになる。受信機では、この干渉を適切な信号処理技術を用いて除去した後、干渉が除去されたデータを受信する。ここで、データから雑音を除去するためには、最大尤度受信機、ＺＦ受信機、ＭＭＳＥ受信機、Ｄ―ＢＬＡＳＴ、Ｖ―ＢＬＡＳＴなどを使用することができ、特に、送信端でチャンネル情報を認識している場合は、特異値分解（Singular Value Decomposition；ＳＶＤ）法などを使用することができる。

第三に、空間ダイバーシティ方式と空間マルチプレキシング方式とが結合された方式がある。空間ダイバーシティ利得のみを得る場合、ダイバーシティ次数の増加に応じて性能改善利得が順次飽和され、空間マルチプレキシング利得のみを得る場合、無線チャンネルの伝送信頼度が徐々に低下する。したがって、上記の問題を解決しながら上記の２つの利得の全てを同時に得ることが可能な種々の方式が多くの企業または開発者により精力的に研究されている。その例として、Ｄｏｕｂｌｅ―ＳＴＴＤ方式、時空間ＢＩＣＭ（ＳＴＢＩＣＭ）方式などを挙げることができる。

したがって、本発明は、従来技術の制限及び短所による一つ以上の問題を本質的に取り除く、多重アンテナシステムでＣＱＩを伝送する方法に関するものである。

本発明は、多重アンテナシステムでＣＱＩを伝送する方法を提供することを目的とする。

また、多重アンテナシステムで数個のコードワードが送信機から受信機に伝送され、伝送された数個のコードワードに応答して、各コードワードに関して受信機によって測定されたＣＱＩが受信機から送信機に伝送される場合、ＣＱＩを通して一部のコードワードが伝送不可状態であることを知らせる方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、対応するコードワードのチャンネル品質が受信不可状態であるということを受信機に表示させることを目的とする。

上述した目的を達成するための本発明の一実施様態に係る多重入出力（Multiple Input Multiple Output；ＭＩＭＯ）システムでＣＱＩを送信する方法は、基地局（ＢＳ）から各送信（Tx）アンテナ別に伝送されるTxパイロット信号を受信し、パイロット信号に基づいて第１のコードワードの第１のＣＱＩ値及び第２のコードワードの第２のＣＱＩ値を測定し、第１のコードワードの第１のＣＱＩ値及び第２のコードワードの第２のＣＱＩ値を基地局に伝送することを含み、第１のＣＱＩ値及び第２のＣＱＩ値のうち少なくとも一つは、対応するコードワードの伝送不可状態を知らせる情報を含むことを特徴とする。

第１及び第２のＣＱＩ値は、全帯域のうちの一部のＣＱＩを示すことが好ましい。

また、第１及び第２のＣＱＩ値は、量子化されたチャンネル状態情報、信号対干渉雑音比(Signal to Interference plus Noise Ratio；ＳＩＮＲ)、ＭＣＳ（modulation and coding selection）レベルインデックスのうちの少なくとも一つを介して伝送されることが好ましい。

伝送不可状態を知らせる情報は、ＳＩＮＲ「―∞ｄＢ」、コーディング率「０」、変調次数「０」及び所定のＭＣＳレベルインデックスのうち一つであることが好ましい。

所定のＭＣＳレベルインデックスは、コーディング率「０」及び変調次数「０」のいずれかを指示するように予め決定されていることが好ましい。

第２のＣＱＩ値は、第１のＣＱＩ値に関連する相対的なチャンネル情報の値を含むことが好ましい。

第２のＣＱＩ値が、第１のＣＱＩ値とこれに関連する相対的な値によって復元され、復元された値が非存在値又は第１のＣＱＩ値に基づいて伝送不可状態を指示する場合、第２のＣＱＩ値が伝送不可状態を示すことが好ましい。

本発明による多重入出力システムはＣＱＩを伝送することができる。

また、本発明の以下の実施例によれば、多重入出力システムで数個のコードワード及び各コードワードのＣＱＩが伝送される場合、ＣＱＩを用いて一部のコードワードが伝送不可状態であることを知らせることができる。

２ｘ２アンテナ構成を含むＭＩＭＯシステムの伝送構造を説明するためのブロック図である。 端末からノードＢにＣＱＩを伝送する方法を説明するための概念図である。 受信端で測定されたＣＱＩの結果を示す図である。 本発明の一実施例によってＣＱＩを伝送する方法を説明するためのフローチャートである。 本発明によるＭＩＭＯシステムを説明するための概念図である。

以下、本発明の好適な各実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を促進するために具体的な細部事項を含む。本明細書の全般にわたって同一又は類似の構成要素については、同一の図面符号を使用して説明する。

ここで、本発明に開示されたほとんどの用語は、既に知られている一般的な用語に対応するが、一部の用語は、出願人によって選択され、以下の本発明の説明で開示されたものである。したがって、出願人によって定義される用語は、本発明における意味に基づいて理解することが望ましい。

説明の便宜及び本発明のより良い理解のために、従来知られている一般的な構造及び装置は、省略されたり、ブロック図又はフローチャートで表示される。本明細書の全般にわたって同一又は類似の構成要素については、同一の符号を使用して説明する。

数個の伝送情報が重畳されて送受信される場合、干渉除去方式の受信機を使用することによって性能向上が期待できる。以下、干渉除去構造について簡単に説明する。

まず、いくつかの情報が重畳された全体の受信信号から１番目の情報を復調／復号した後、全体の受信信号から１番目の情報に関連した情報を除去する。このように受信信号から１番目の情報が除去された信号によって２番目の信号が復調／復号される。３番目の信号は、最初の受信信号から１番目の情報と２番目の情報が除去された信号によって復調／復号される。４番目の信号あるいは４番目以降の他の信号は、上記のような過程を繰り返すことによって、復調／復号される。このような干渉除去方式を使用するためには、受信信号から除去された復調／復号信号にエラーがあってはならない。復調／復号された信号にエラーがある場合、それ以後の全ての復調／復号信号に継続的に悪影響を及ぼすエラー伝播現象が起こるようになる。

上述したように、干渉除去時に発生するエラー伝播現象を最小化するためには、復調／復号された信号におけるエラーの有無を判別した後、選択的に干渉を除去することが望ましい。このように各伝送情報におけるエラーの有無を判断する方法の一つに、巡回冗長検査（Cyclic Redundancy Check；ＣＲＣ）法がある。

一般的な通信システムでは、チャンネルで生じたエラーを受信端で訂正するために、送信端の送信情報を前方エラー訂正符号を使用して符号化した後、その符号化した情報を伝送する。受信端では、受信(Rx)信号を復調した後、復調された信号の前方エラー訂正符号を復号化し、伝送情報を復元するようになる。このような復号化過程で、チャンネルによって生じたRx信号のエラーが訂正される。

全ての前方エラー訂正符号には、チャンネルエラー訂正における訂正可能な最高限度がある。すなわち、受信(Rx)信号が対応する前方エラー訂正符号の限界を越えるエラーを有している場合、受信端ではRx信号をエラーのない情報に復号できなくなる。したがって、受信端では、復号した情報におけるエラーの有無を検査できなければならない。このように、前方エラー訂正符号化プロセスとは別に、エラー検出を実行するために特別な符号化プロセスが必要である。このようなエラー検出符号として、一般的にＣＲＣが使用される。

ＣＲＣ法は、エラー検出を実行するための符号化方法の一つである。一般的には、伝送情報がＣＲＣ法によって符号化され、そのＣＲＣ符号化された情報に前方エラー訂正符号を適用する。このように、ＣＲＣと前方エラー訂正符号によって符号化された一つの単位をコードワードという。すなわち、ＣＲＣ符号化により処理された特有の情報の単位をコードワードという。

したがって、上述した干渉除去により生じるエラー伝播現象を最小化するためには、復調／復号された信号におけるエラーの有無を判断した後に、干渉が選択的に除去されることが好ましい。この干渉除去技術を使用するための代表的な方法は、数個の伝送情報セグメント及び数個のコードワードが使用される特別な場合である。

数個の伝送情報ユニットが重畳されて受信される場合、本発明によれば干渉除去受信機を使用した性能向上が期待できる。数個の伝送情報セグメントが重畳され受信される上述の場合には多くのケースがあり、例えば、ＭＩＭＯ技術が利用されるケース、マルチユーザ検出技術が利用されるケース、多重コード技術が利用されるケースがある。このような干渉除去技術を使用するためには、まず、数個の伝送情報セグメントが複数のアンテナを介して重畳されて伝送されなければならない。すなわち、空間マルチプレキシング技術が使用された場合、各伝送情報を検出し、同時に干渉除去技術を使用することができる。

この場合、数個の伝送情報は、上述したように、数個のコードワードとして定義されて伝送される。以下の実施例は、ＭＩＭＯシステムが多数のコードを伝送し、各コードワード単位で制御情報を伝送する場合を仮定する。しかし、これは、実施例に過ぎず、数個の伝送情報セグメントが伝送される多様なシステムの多様な伝送情報構成単位にも同様に適用可能であることは当然である。

図１は、２ｘ２アンテナ構成を含むＭＩＭＯシステムの伝送構造を説明するためのブロック図である。

上述したＣＲＣ付加単位であるコードワードが多数伝送されるシステムでは、同時に伝送されるコードワードの数だけの伝送チェーンが構成される。図１は、２ｘ２アンテナ構成の伝送構造の一例を示す。ｍｉｎ（Ｍ，Ｎ）＝２であるので、この場合、伝送可能なストリームの最大数（最大ランク）は「２」になる。図１を参照すれば、現在のランクは２である。ＣＷ１（１０）及びＣＷ２（１１）が伝送される場合、本発明のＭＩＭＯシステムは、伝送チェーンが構成されることを確認することができる。すなわち、「１２」及び「１３」で示されるように、ＣＷ１（１０）及びＣＷ２（１１）にＣＲＣが付加される。１２及び１３でＣＲＣ付加がされた後、チャンネルコーディング１４、１５が行われる。変調されたストリーム１６、１７にプリコーディングユニット１８によってプリコーディングが行われた後、プリコーディングされたものが各Txアンテナ１９を介して伝送される。

以下、上述したＭＩＭＯシステムから伝送される制御情報について詳細に説明する。例えば、ＭＩＭＯシステムから伝送される上述した制御情報として、ＣＱＩが利用される。すなわち、ＭＩＭＯシステムの受信端では、送信端から信号が伝送されたチャンネルの状態を測定し、その状態に関する情報を送信端に知らせる。

図２は、端末（ＵＥ）からノードＢにＣＱＩを伝送する方法を説明するための概念図である。

図２に示すように、端末２１は、ノードＢ２０からダウンリンク信号を受信し、このダウンリンクのチャンネル状態を測定する。そして、ＵＥ２１は、そのチャンネル状態の測定結果をＣＱＩとしてノードＢ２０に送り返す。特に、移動通信システムでチャンネルの容量を最大に使用し、ユーザに効率的にデータを伝送するために、ノードＢはリンク適応プロセスを行うことができる。この場合、リンク適応プロセスを行うために、ＵＥは、ノードＢにＣＱＩをフィードバックすることが望ましい。

一方、多重搬送波システムでは、データが伝送される周波数帯域ごとにチャンネル品質に差がある。そのため、ユーザ（即ち、ＵＥ）は、効率的な資源割り当てのために、全ての周波数帯域のＣＱＩを送る。したがって、全体の周波数帯域を数個の周波数帯域の単位に分けた後、各周波数帯域の単位ごとにＣＱＩを伝送することができる。

このようなＣＱＩは、多様な方法で生成することができる。その方法としては、例えば、チャンネル状態をそのまま量子化する方法、ＳＩＮＲ（Signal to Interference + Noise Ratio）を計算する方法、及びＭＣＳ（Modulation and Coding Selection）レベル情報を使用し、チャンネルが実際に適用される状態を知らせる方法などがある。

以下、上記で提示した多様なＣＱＩの生成方法のうち、ＣＱＩがＭＣＳに基づいて生成される場合について説明する。この方法の例としては、３ＧＰＰでのＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）などの伝送方式のためのＣＱＩ生成方法を挙げることができる。このようにＣＱＩがＭＣＳに基づいて生成される場合、ＭＣＳは、変調方式、コーディング方式及びこれによる符号化率などを含んで構成される。したがって、ＣＱＩは、変調方式及びコーディング方式の変化とともに変化しなければならないため、ＣＱＩは、変調及びコーディング単位と考えられる各コードワード別に少なくとも一つ伝送されることが望ましい。

加えて、ＣＱＩには、信号の種類又はチャンネルの種類によって異なるチャンネル測定方式及び／又は異なる報告方式が適用される。例えば、ノードＢと端末との間の通信チャンネルは、データトラフィックチャンネルとデータトラフィックチャンネルを制御するための制御チャンネルとに大きく区分される。このデータトラフィックチャンネルと制御チャンネルが異なる周波数帯域と空間帯域を有する場合、データトラフィックチャンネルと制御チャンネルは異なるＣＱＩ値を有する。

一般的に、多重搬送波システムにおける制御チャンネルについて、全ての帯域にわたって周波数ダイバーシティと空間ダイバーシティが使用される。このため、制御チャンネルのためのＣＱＩが測定され、全体の帯域に対してフィードバックされる。その一方、データトラフィックチャンネルの場合、周波数帯域別にスケジューリングと空間マルチプレキシングが行われる。このために、周波数帯域を副周波数帯域に分けた後、分けられた副周波数帯域別にＣＱＩ値を測定し、測定されたＣＱＩをフィードバックすることが望ましい。

ＭＩＭＯシステムから伝送される制御情報の他の例として、ランク情報を挙げることができる。ランク情報は、ＭＩＭＯシステムが独立した数個のデータストリームを伝送する場合、現在の伝送時間で独立したデータストリームをいくつ伝送可能かを示す制御情報である。すなわち、ランクは、ある伝送時間に伝送可能なデータストリームの最大数として定義される。このランクは、空間多重化率と呼ばれる場合もある。ランクは、送受信機のアンテナの組み合わせを考慮して決定される。例えば、Txアンテナの数がＭで、Rxアンテナの数がＮであるシステムでは、最大のランクがｍｉｎ（Ｍ，Ｎ）になる。

ＭＩＭＯシステムのTx制御情報の更に他の例として、プリコーディング行列インデックス情報を挙げることができる。プリコーディング方式を使用するＭＩＭＯシステムは、現在のチャンネル状態に最も適したプリコーディングベクトル又はプリコーディング行列に関連する制御情報を伝送することができる。

プリコーディングベクトル又はプリコーディング行列は、ベクトル又は行列の構成情報を含む制御情報の伝送により直接的に送られることが可能である。あるいは、コードブック形式で多数のプリコーディング行列が予め定義されている条件下では、対応するコードブック内のインデックス情報のみを伝送することによりプリコーディングベクトル又はプリコーディング行列が送られることも可能である。この場合、コードブックは、ランク別に送受信端に予め定められた形態で格納されたり、数個のランクに適用可能な形態に構成され、各ランク毎に送受信端に格納される。このようにコードブックを用いる場合、送受信端に予め定められたプリコーディングベクトル又はプリコーディング行列のインデックス情報のみを伝送することによって、制御情報の伝送負担を減少させることができる。

ＣＱＩを含む制御情報は、上位階層信号又は物理階層制御信号に伝送可能である。制御信号の物理階層制御信号への伝送の場合、ダウンリンク共有チャンネル（downlink shared channel；ＤＬ―ＳＣＨ）がＵＥのために存在するならば、制御信号はデータシンボルまたは伝送されるＤＬ−ＳＣＨのビットのパンクチャリングを行うことができる。あるいは、制御信号は、物理アップリンク制御チャンネルPhysical uplink control channel；ＰＵＣＣＨ）などの予約された制御チャンネルを介して伝送される。

また、アップリンクのフィードバック負担を減少させるために、ランク情報、プリコーディング情報などの制御情報に関して、時間周期及び測定周波数帯域を異ならせて設定することができる。例えば、受信機から送信機へのフィードバック周期を考えると、ランクは時間変化に鈍感であり、ＣＱＩは時間変化に敏感であるので、ランク情報は、ＣＱＩに比べて伝送周期が相対的に長く設定される。

図３は、受信端でチャンネル品質を測定してＣＱＩを生成した結果を示す図である。

図３は、制御チャンネル３１のＣＱＩ、データトラフィックチャンネルのＣＷ１（３２）、ＣＷ２（３３）のＣＱＩを示している。上述したように、制御チャンネルとデータトラフィックチャンネルに関するＣＱＩが伝送される場合、 制御チャンネルとデータトラフィックチャンネルに対して互いに異なる方法でＣＱＩを構成することができる。

すなわち、測定する周波数帯域に関して、制御チャンネルは、全体の帯域にわたって均一に分散させて伝送することが一般的であるので、全体の帯域に対してＣＱＩを構成することができる。データトラフィックチャンネルの場合、周波数帯域のスケジューリングのために周波数帯域を複数のＣＱＩ副帯域に分割し、これに対するそれぞれのＣＱＩ副帯域３０又はＣＱＩ副帯域のグループに対するＣＱＩを構成することができる。

制御チャンネルは空間ダイバーシティ方式を用いて伝送され、データトラフィックチャンネルは空間マルチプレキシング方式を用いて伝送されるので、データと制御情報はそれぞれ異なる物理チャンネルを介して伝送される。その結果、受信端で受信されるＳＩＮＲは、図３に示すように互いに異なる。また、受信端で受信されるデータトラフィックチャンネルに関するＳＩＮＲは、ランクによって変化する場合がある。例えば、ランク２の場合、二つのコードワード（即ち、ＣＷ１（３２）、ＣＷ２（３３））は、ＣＷ１（３２）とＣＷ２（３３）との間の予期せぬ干渉によってＳＩＮＲ１とＳＩＮＲ２が低くなるように伝送される。この場合、ＣＱＩが各コードワードに対して少なくとも一つ伝送されると仮定すれば、ランクが１になるか、又は２になるかによってフィードバックされるＣＱＩの量が変化し、そのランクに応じて、シグナリング構造は異なるフォーマットを有することができる。

一方、ランク情報は、全体の帯域又はＣＱＩ副帯域より広い単位の帯域で測定されるのが一般的である。しかし、チャンネルの状態が周波数帯域によって大幅に変化する場合、上記のように測定したランク情報が一部の副帯域では合わないことがある。すなわち、全体の帯域でランクの値が２に設定されたと仮定すると、図３に示すように、一部の特定帯域３４ではＣＷ１（３２）又はＣＷ２（３３）のチャンネル状態が良好でないので、一つのストリームのみを伝送する方が、二つのストリームの両方を伝送するよりも効率的な場合がある。

一方、受信機から送信機へのフィードバックにおいて、上述したように、時間変化に対する感度を考慮したとき、ＣＱＩの伝送周期に比べて相対的に長い周期でランク情報を伝送することが効果的である。ランク情報の伝送周期がＣＱＩの伝送周期より長い場合、時間変化により、既に報告されているランク情報がＣＱＩの報告時点でのランク状態と一致しないことがある。すなわち、ランクは２であると報告されたにもかかわらず、チャンネル状態が良好でないチャンネル状態に変わり、二つのコードワード伝送よりも一つのコードワード伝送の方が望ましい場合がある。

上記のような二つの状況下では、ノードＢは、ＵＥからランク２を有するＣＱＩに関する報告を受信すると予測することができる。すなわち、ノードＢは、二つのＣＱＩ値（ＣＷ１（３２）とＣＷ２（３３））が報告されることを予測し、ノードＢは、この予測に関連するシグナリングフォーマットに従って制御情報を認識することができる。しかし、一つのストリームのみを伝送すべきＣＱＩ副帯域３４がある場合、この状況を示す方法が必要である。

本発明による実施例において、ＣＱＩは、データの伝送のための特定のコードワードを使用しないことを示すことが可能な伝送不可状態情報を含む。さらに、一部の副帯域に関する伝送コードワードの数の適応的な変更要請を同一フォーマットで送ることができる。

本実施例による制御情報に基づいて、送信端では、以下の方式のいずれかを選択することができる。第１に、一つのコードワードのみを伝送することができる。第２に、伝送不可状態情報を有する、伝送を制限することを要請されたコードワードに対しては、目標エラー率より高いエラー率に耐えながらコードワードを伝送することができる。第３に、伝送不可状態情報を有する、伝送を制限するとこを要請されたコードワードに対しては、パワーを高めてコードワードを伝送することができる。

図４は、本発明に従ってＣＱＩを伝送する方法の一例を説明するためのフローチャートである。

図４を参照すると、ランクが２に設定されたと仮定し、データトラフィックチャンネルの全体が多数のＣＱＩ副帯域に分割され、各ＣＱＩ副帯域に対してＣＱＩ報告がなさる。

図４を参照すると、ステップＳ４０で、ノードＢは、各Txアンテナにパイロット信号を送る。ＵＥは、リンク適応方式などによってチャンネルを介して伝送されたパイロット信号を受信し、チャンネル推定方式に従って受信したパイロット信号に基づいて、二つのコードワード（すなわち、ＣＷ１、ＣＷ２）のTxチャンネル品質を測定する。この場合、特定のＣＱＩ副帯域のチャンネル品質が基準値と同等またはそれより低いならば、このような状況を基地局に報告するために、ステップＳ４２で、伝送不可状態の報告が可能な情報を含むＣＱＩを伝送する。

ＣＱＩを伝送する場合、上述したように、ＵＥは、二つのコードワードのＣＱＩ値を伝送することができる。この場合、伝送不可状態を示す情報を全体の帯域のＣＱＩ又は一部の副帯域のＣＱＩに含ませることができ、その後、全体の帯域のＣＱＩまたは一部の副帯域のＣＱＩを送信することができる。例えば、現在のランクが２に設定され、二つのコードワード（即ち、ＣＷ１及びＣＷ２）を伝送すると仮定した場合、二つのコードワード（ＣＷ１及びＣＷ２）のうち一つのみが伝送可能であることを示す伝送状態情報をＣＱＩとして伝送することができる。

また、現在のランクで伝送可能なコードワードの伝送を選択的に制限するように、全てのコードワードについてＣＱＩに伝送不可状態を含ませることができ、あるいは、一部のコードワードの伝送を制限するように特定のコードワードについてＣＱＩに伝送不可状態を含ませることができる。

特定のコードワードのＣＱＩに伝送不可状態を含ませる場合、統計的なチャンネル状態を考慮した上で、性能が低いコードワードを、上記伝送不可状態の情報を伝送することが可能なコードワードとして決定することができる。この場合、チャンネル状態の変化に従って、性能が低いコードワードが他のコードワードに変化する場合、伝送不可状態情報を伝送することが可能なコードワードも適応的に変更することができる。

一部のコードワードを、伝送不可状態情報の伝送に使用するための専用のコードワードと決定することもできる。このように一部のコードワードは専用とされるが、上述した各コードワード間に発生しうる干渉を排除できるので、本発明により期待される効果が得られる。

伝送不可状態は、伝送されるＣＱＩの値によって多様な方法で表現される。例えば、ＣＱＩとしてＳＩＮＲ値が伝送される場合、「ＳＩＮＲ＝―∞ｄＢ」の値が伝送不可状態を表すようにしてもよい。また、ＣＱＩ値としてコーディング率又は変調方式が伝送される場合、「コーディング率＝０」、又は「変調次数＝０」が伝送不可状態を表すようにしてもよい。特に、ＣＱＩとしてＭＣＳインデックスが伝送されるならば、特定のインデックスが伝送不可状態を表すために伝送されるようにしてもよい。上述した方法に従って、ＭＩＭＯシステムは、ＣＱＩとして伝送されるビットの組み合わせを一つの論理的状態に一致させ、一致させた結果を伝送することができる。

表１は、ＣＱＩとしてＭＣＳインデックスが伝送される場合における、伝送不可状態を含むＭＣＳテーブルを示す。

表１に示すように、ＣＱＩとしてＭＣＳインデックスが伝送される場合、各コードワードに対するＣＱＩ値として、ＭＣＳテーブルのインデックス情報が伝送されるようにしてもよい。表１は、インデックス０が伝送不可状態を表すことを例示する。すなわち、受信端（例えば、ＵＥ）がＣＱＩとしてインデックス０を伝送すれば、送信端と受信端との間で約束された取り決めに従って、この状態を伝送不可状態と認識することができる。

ＭＣＳインデックスとしてＣＱＩが伝送される場合、以下の表２は、本実施例に従って伝送不可状態を含むＭＣＳテーブルの他の例を示す。

表２の上記の実施例は、表１の実施例と類似している。しかしながら、この場合、変調次数０及び／又はコーディング率０が伝送不可状態を示す。

表３は、ＣＱＩとしてＭＣＳインデックスが伝送される場合、本実施例によって伝送不可状態を含むＭＣＳテーブルの他の例を示す。

表３において、一部のコードワードに対するＣＱＩ値のみによって伝送不可状態情報が伝送されるように構成されている。

表１及び表２の実施例によれば、表１又は表２は、全てのコードワードに対して同様に適用され、伝送不可状態情報を全てのコードワードに伝送することができる。しかし、表３の実施例によれば、数個のコードワード（例えば、二つのコードワード）を伝送する場合において、二つのコードワードに異なるテーブルが適用される。その結果、伝送不可状態は、一部のコードワード、例えば、ＣＷ２のみに対して伝送することができる。

表１〜表３においては、インデックス０が伝送不可状態を示しているが、当然のことながら、他のインデックスも伝送不可状態を示すのに使用可能である。さらに、表１〜３において、ＣＱＩとしてＭＣＳインデックスが伝送されるが、当然のことながら、ＣＱＩとして他の情報を使用することもできる。

一方、ＣＱＩが伝送されるとき、特に、数個のコードワードのＣＱＩが伝送されるとき、ＭＩＭＯシステムは、数個のコードワードうちの一部を選択し、全てのＣＱＩの中で特定のＣＱＩを基準として選択してもよい。この場合、その特定のＣＱＩを除く他のＣＱＩに対して、基準値に対する差分値（δＣＱＩ）が伝送される。

例えば、ノードＢが二つのコードワードを伝送する場合、ＣＷ１のＣＱＩが基準となりうる。この場合、ＣＷ２に関して、基準値に対する相対的な値を伝送することができる。ＣＱＩとしてＭＣＳインデックスが伝送され、表１のＭＳＣテーブルが使用されると仮定すれば、ＣＷ１についてＣＱＩ_CW1＝６と測定され、ＣＷ２についてＣＱＩ_CW2＝５と測定された場合、ＣＱＩ_CW1＝６に従ってインデックス値を示す６の値が伝送され、ＣＷ１のＣＱＩインデックスとＣＷ２のＣＱＩインデックスとの差分値である−ＣＱＩ_CW2＋ＣＱＩ_CW1＝−５＋６＝１、すなわち、１の値が伝送される。

上記のようなＣＱＩ伝送方式によれば、数個のコードワードが類似したＣＱＩ値を有し、ＣＱＩ値間の差が小さい場合、差分ＣＱＩの伝送は、基準値に基づく実際の伝送よりも、より多くのビットを減少させることができ、その結果、アップリンク制御情報のTxオーバーヘッドが減少する。

例えば、表１で、ＣＱＩインデックスを伝送するためには３ビットが必要である。したがって、コードワードが二つある場合、６ビットが消費される。しかし、差分値の範囲を４段階に設定して送ると仮定すれば、差分値でＣＱＩインデックスを伝送するコードワードの場合、２ビットのみが必要となる。したがって、二つのＣＱＩのビットの伝送に合計５ビットが消費され、１ビットを減少させることができる。

ＣＱＩの差分値を用いた上記の伝送方法は、伝送不可状態情報を含むＣＱＩを伝送する方法に適用されてもよい。例えば、上記で仮定したように、差分値の範囲が４段階で、その４段階の差分値が「−ＣＱＩ_CW2＋ＣＱＩ_CW1＝｛−２，−１，０，１｝」に設定され、差分値のうち一つの値がＣＷ２に対するＣＱＩ信号として伝送される場合、ＣＷ２のＣＱＩインデックスは、「ＣＱＩ_CW2＝ＣＱＩ_CW1＋｛−１，０，１，２｝」のうちの１つに決定される。

ＣＷ２のＣＱＩが基準になるＣＱＩに対する差分値を用いて伝送される場合、ノードＢは、ＣＷ１を伝送するためのＣＱＩインデックスとＣＷ２を伝送するためのＣＱＩの相対値の両者を用いて、ＣＷ２のＣＱＩインデックスを決定（バックトラック）することができる。例えば、ＣＱＩ_CW1がゼロ（即ち、ＣＱＩ_CW1＝０）である場合、ＣＱＩ_CW2は｛−１，０，１，２｝のうちの１つの値になる。ＣＱＩ_CW1が「１」（即ち、ＣＱＩ_CW1＝１）である場合、ＣＱＩ_CW2は｛０，１，２，３｝のうちの１つの値になる。

このバックトラッキング方式を用いた場合、ＣＷ２の決定されたＣＱＩは、伝送不可状態と定義されたインデックス値、または、元のＭＣＳテーブルで定義される非存在値を示すことができる。例えば、ＣＷ２のＣＱＩインデックスは、表１の伝送不可状態を表す０を示すことができ、インデックスの範囲内には定義されないインデックス値「−１」を示すことができる。この方式を用いてバックトラックされたＣＷ２のＣＱＩが、伝送不可状態と定義されたインデックス値、または元のＭＣＳテーブルで定義されない非存在値を示すならば、ノードＢは、これを伝送不可状態が生じたものと解釈することができる。このことは、ＣＱＩ差分値を用いた方式を利用した場合でも、伝送不可状態はノードＢに配信されることを意味する。

ＣＷ２を伝送するためのＣＱＩ値は、｛−１，０，１，２｝のうち一つの値に限定されず、｛−２，−１，０，１｝、｛０，１，２，３｝などの多様な値として定義されてもよい。差分値の範囲を１ビット減少させることによって、ＣＱＩ値を｛０，１｝又は｛−１，０｝で伝送することもできる。差分値を伝送する値や範囲、すなわち、差分値のビット数は、チャンネル状態に従って適応的に変えることができる。

図５は、本発明によるＭＩＭＯシステムを説明するための概念図である。

図５を参照して、送信(Tx)信号５０は、送信端の信号処理装置５１でコーディング、変調、加重値適用、プリコーディング、マッピングが行われた後、結果として得られるTx信号が数個のアンテナを介して伝送される。この場合、Tx信号は、予め設定されたランクによって数個のコードワードで構成され、個々のコードワードに従って異なった処理がされる。受信(Rx)信号は、信号処理装置５２で、送信端での処理とは逆に処理することにより処理される。

ダウンリンクＣＱＩは、受信された信号を用いて測定され、その後、送信端に伝送される。この場合、チャンネル品質は、多様な形態のＣＱＩで構成され、その後、送信端に伝送される。本発明の実施例によって数個のコードワードが伝送される場合、必要に応じて、各コードワードのＣＱＩは、伝送不可状態を含んで伝送されてもよい。それについての詳細な説明は、上記の説明と同様である。

送信端は、このＣＱＩを受信し、受信したＣＱＩに従ってTx信号を処理し、処理した結果を受信端に伝送することによって、変化するチャンネルの状態に適応することができる。この場合、送信端が、受信端から、一部のコードワードが伝送不可状態であることを示す特定の情報を受けるならば、受信機のフィードバックランクに関らず、一部の伝送可能なコードワードのみを伝送することができる。また、ノードＢは、現在のランクを他のランクに変更し、変更したランクを通して信号を伝送することもできる。

上記のＣＱＩは、チャンネル情報インジケータ、チャンネル状態情報等と称することができる。上記のＣＱＩは、上記の用語には限定されず、必要に応じて他の用語で呼ぶこともできる。

また、本発明の実施例は、ノードＢとユーザ機器（user equipment；ＵＥ）との間のデータ送受信関係に基づいて説明される。この場合、ノードＢは、ノードＢがＵＥと直接的に通信可能なネットワークの終端ノードとして用いられる。本発明でＵＥによって行われる特定の動作は、必要に応じて、ノードＢの上位ノードによって行われることもある。すなわち、ノードＢを含む数個のネットワークノードからなるネットワークで、ＵＥとの通信のために行われる種々の動作は、ノードＢ又はノードＢ以外の他のネットワークノードによって行われることは、当業者には明らかである。「ノードＢ」という用語は、必要に応じて、固定局、基地局（Base Station；ＢＳ）、ｅＮｏｄｅ−Ｂ（ｅＮＢ）、あるいはアクセスポイントに置き換えてもよい。また、「ユーザ機器（User Equipment；ＵＥ）」は、必要に応じて、移動局（Mobile Station；ＭＳ）、移動加入者局（Mobile Subscriber Station；ＭＳＳ）に置き換えてもよい。

本実施例は、予め定められた形式に従って、本発明の構成要素である内容及び特徴を結合することにより提示されている。個々の構成要素である内容または特徴は、付言がない限り、選択的な要素と考えなければならない。必要であれば、個々の構成要素である内容又は特徴は、他の要素や特徴と結合しなくてもよい。また、一部の構成要素である内容及び／又は特徴は、本発明の実施例を実行するために結合することもできる。本発明の実施例で開示された動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、必要に応じて他の実施例の構成又は特徴に置換可能である。

上記実施例は明示的な引用関係のない請求項を結合して構成されてもよく、新しい請求項が出願後になされる補正によって追加されてもよいことは、当業者には明らかである。

本発明で開示されたほとんどの用語は、本発明の機能を考慮して定義されたもので、当業者の意図又は常套手段によって異なるように決定されうる。したがって、上述した用語は、本発明で開示した全ての内容に基づいて理解されることが望ましい。

本発明の思想及び範囲を逸脱しない限り、本発明に種々の変更及び変形を加えることが可能であることは当業者にとって自明である。したがって、添付の請求項とその等価的範囲内で、本発明は種々な変更及び変形を含むものである。

説明のために好適な実施例が開示されたとしても、添付の請求項に開示されたように本発明の思想及び範囲を逸脱しない限り、当業者であれば種々の変更、追加及び置換が可能であることを理解するであろう。

上記説明から明らかなように、本発明に係るＭＩＭＯシステムは、ＣＱＩを伝送することができる。

本発明の実施例によれば、ＭＩＭＯシステムが数個のコードワードと各コードワードのＣＱＩを伝送するならば、ＣＱＩを用いてコードワードの一部が伝送不可状態であることを通知することができる。

Claims (8)

1. 多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、ユーザ機器が基地局へチャンネル品質情報（ＣＱＩ）をフィードバックする方法であって、
   伝送可能なストリームの最大数を示すランク情報を複数のＣＱＩ副帯域を含むダウンリンク周波数全帯域にわたり、前記基地局に第１の伝送周期で伝送し、
   前記ダウンリンク周波数全帯域のＣＱＩ副帯域にわたる第１のコードワードに対する第１のＣＱＩインデックス値及び第２のコードワードに対する差分ＣＱＩ値を前記基地局に第２の伝送周期で伝送し、前記差分ＣＱＩ値は前記第１のＣＱＩインデックス値から、前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記第２コードワードに対する第２のＣＱＩインデックス値を引いたものを表しており、
   前記第１の伝送周期は、前記第２の伝送周期より長く、
   前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記対応するコードワードに対するチャネル品質が基準値以下である場合、前記第１のＣＱＩインデックス値又は前記第２のＣＱＩインデックス値は、コーディング率及び変調次数を示すためにそれぞれが定義された複数のＣＱＩインデックス値の中から、対応するコードワードの伝送不可状態を示すために定義された特定のＣＱＩインデックス値に設定される
   ことを特徴とするチャンネル品質情報フィードバック方法。
2. 前記特定のＣＱＩインデックス値がＣＱＩインデックス値「０」である、請求項１に記載のチャンネル品質情報フィードバック方法。
3. 多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、基地局におけるチャンネル品質情報（ＣＱＩ）に基づいて、ユーザ機器へデータを伝送する方法であって、
   伝送可能なストリームの最大数を示すランク情報を複数のＣＱＩ副帯域を含むダウンリンク周波数全帯域にわたり、前記ユーザ機器から第１の伝送周期で受信し、
   前記ダウンリンク周波数全帯域のＣＱＩ副帯域にわたる第１のコードワードに対する第１のＣＱＩインデックス値及び第２のコードワードに対する差分ＣＱＩ値を前記ユーザ機器から第２の伝送周期で受信し、前記差分ＣＱＩ値は前記第１のＣＱＩインデックス値から、前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記第２コードワードに対する第２のＣＱＩインデックス値を引いたものを表しており、
   前記ランク情報、前記第１のＣＱＩインデックス値及び前記差分ＣＱＩ値に基づいて、前記ユーザ機器に対してランク及び少なくとも１つのコードワードを決定し、
   前記第１の伝送周期は、前記第２の伝送周期より長く、
   前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記対応するコードワードに対するチャネル品質が基準値以下である場合、前記第１のＣＱＩインデックス値又は前記第２のＣＱＩインデックス値は、コーディング率及び変調次数を示すためにそれぞれが定義された複数のＣＱＩインデックス値の中から、対応するコードワードの伝送不可状態を示すために定義された特定のＣＱＩインデックス値である
   ことを特徴とするデータ伝送方法。
4. 前記特定ＣＱＩインデックス値はＣＱＩインデックス値「０」である、請求項３に記載のデータ伝送方法。
5. 多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、基地局へチャンネル品質情報（ＣＱＩ）をフィードバックするユーザ機器であって、
   複数のＣＱＩ副帯域を含むダウンリンク周波数全帯域にわたり、伝送可能なストリームの最大数を示すランク情報を決定し、前記ダウンリンク周波数全帯域のＣＱＩ副帯域にわたる第１のコードワードに対する第１のＣＱＩインデックス値及び前記ＣＱＩ副帯域にわたる第２のコードワードに対する第２のＣＱＩインデックス値を決定するように構成された信号処理装置と、
   前記ランク情報を前記基地局に第１の伝送周期で伝送し、前記第１のＣＱＩインデックス値及び前記第２のコードワードに対する、前記第１のＣＱＩインデックス値から前記第２のＣＱＩインデックス値を引いたものを表す差分ＣＱＩ値を前記基地局に第２の伝送周期で伝送するように構成された１つ以上のアンテナと、
   を有し、
   前記第１の伝送周期は、前記第２の伝送周期より長く、
   前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記対応するコードワードに対するチャネル品質が基準値以下である場合、前記信号処理装置は、コーディング率及び変調次数を示すためにそれぞれが定義された複数のＣＱＩインデックス値の中から、前記対応するコードワードの伝送不可状態を示すために定義された特定のＣＱＩインデックス値に、前記第１のＣＱＩインデックス値又は前記第２のＣＱＩインデックス値のいずれかを設定するように構成される
   ことを特徴とするユーザ機器。
6. 前記特定のＣＱＩインデックス値はＣＱＩインデックス値「０」である、請求項５に記載のユーザ機器。
7. 多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）に基づいて、ユーザ機器へデータを伝送する基地局であって、
   複数のＣＱＩ副帯域を含むダウンリンク周波数全帯域にわたり、伝送可能なストリームの最大数を示すランク情報を前記ユーザ機器から第１の伝送周期で受信し、前記ダウンリンク周波数全帯域のＣＱＩ副帯域にわたる第１のコードワードに対する第１のＣＱＩインデックス値及び第２のコードワードに対する、前記第１のＣＱＩインデックス値から前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記第２のコードワードに対する第２のＣＱＩインデックス値を引いた値を表す差分ＣＱＩ値を前記ユーザ機器から第２の伝送周期で受信するように構成された１つ以上のアンテナと、
   前記ランク情報、前記第１のＣＱＩインデックス値及び前記差分ＣＱＩ値に基づいて、前記ユーザ機器に対してランク及び少なくとも１つのコードワードを決定するように構成された信号処理装置と、を有し、
   前記第１の伝送周期は、前記第２の伝送周期より長く、
   前記ＣＱＩ副帯域にわたる前記対応するコードワードに対するチャネル品質が基準値以下である場合、前記第１のＣＱＩインデックス値又は前記第２のＣＱＩインデックス値は、コーディング率及び変調次数を示すためにそれぞれが定義された複数のインデックス値の中から、対応するコードワードの伝送不可状態を示すために定義された特定のＣＱＩインデックス値である
   ことを特徴とする基地局。
8. 前記特定ＣＱＩインデックス値はＣＱＩインデックス値「０」である、請求項７に記載の基地局。

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