JP5687100B2 - Mobile communication system and base station apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式を用いた移動通信システム及び基地局装置に関し、特に、下りリンクにおける複数基地局間協調送受信技術に関する。 The present invention, OFDM: relates to a mobile communication system and a base station apparatus location using (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiplexing) scheme, in particular, it relates to cooperative transmission and reception techniques among multiple base stations in the downlink.
3GPP LTE-Advanced において、複数基地局協調送受信技術(CoMP: Coordinated Multi-Point transmission and reception)が検討されている。CoMP技術の一つとして、複数基地局のアンテナを仮想的な大規模アレーアンテナとみなして、セル端ユーザのチャネル容量を拡大させる複数基地局協調MIMO伝送方式がある。
この複数基地局協調MIMO伝送方式の実現例として、SFN(Single Frequency Network:単一周波数ネットワーク)に基づく手法が知られている。この方法によれば、異なる基地局から同一の無線リソースを用いて同一の情報が送信され、ガード区間内に受信機に到達した同一の情報が合成されることにより希望波信号受信電力を大きくすることができる。
In 3GPP LTE-Advanced, coordinated multi-point transmission and reception (CoMP) technology is being studied. As one of the CoMP technologies, there is a multi-base station cooperative MIMO transmission system that expands the channel capacity of a cell edge user by regarding the antennas of a plurality of base stations as a virtual large-scale array antenna.
A technique based on SFN (Single Frequency Network) is known as an implementation example of this multi-base station cooperative MIMO transmission system. According to this method, the same information is transmitted from different base stations using the same radio resource, and the same information that has arrived at the receiver in the guard interval is combined to increase the received power of the desired signal. be able to.
図5を参照して、複数基地局協調MIMO伝送の一例について説明する。この図において、1はマスター基地局(Master BS)、2は前記マスター基地局と協調して送信を行うスレーブ基地局(Slave BS)、3は移動局(UE)である。図示するように、マスター基地局1、スレーブ基地局2及び移動局3は、いずれも複数のアンテナを備えている。そして、基地局1、2は、移動局3における基地局1、2から送信される信号の受信タイミングのずれがOFDMのガードインターバル(GI)内に収まるように同期制御されているものとする。
An example of multi-base station cooperative MIMO transmission will be described with reference to FIG. In this figure, 1 is a master base station (Master BS), 2 is a slave base station (Slave BS) that performs transmission in cooperation with the master base station, and 3 is a mobile station (UE). As illustrated, each of the
移動局における受信SINRが低いときには、図5の(a)に示すように、単一ランク送信が選択され、同一のサブストリーム#0がマスター基地局1とスレーブ基地局2にまたがるプレコーディング又はSFNにより移動局3に向けて送信される。マスター基地局1から送信されたデータとスレーブ基地局2から送信されたデータは同一ガードインターバル内に移動局3に到達するため、合成されて復調されるため、受信品質を向上することができる。
受信SINRが高いときは、図5の(b)に示すように、2ランク送信とされる。この場合は、マスター基地局1は移動局3に向けて第1のサブストリーム#0を送信し、スレーブ基地局2は移動局3に向けて前記第1のサブストリーム#0とは異なる第2のサブストリーム#1を送信する。このように、受信SINRが高いときは、複数基地局間で互いに異なるサブストリームを送信し、移動局でそれらを分離し検出することにより、スループットを向上させることができる。
When the received SINR at the mobile station is low, as shown in (a) of FIG. 5, single rank transmission is selected, and the
When the received SINR is high, 2-rank transmission is performed as shown in FIG. In this case, the
3GPP LTE標準(Rel.8)の下りリンクでは、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)が採用されている。下りリンクの無線フレームは10サブフレームから構成されており、各サブフレームは2タイムスロットから構成されている。1タイムスロットは0.5[ms]であり、1サブフレームは1[ms]、1無線フレームは10[ms]となる。1タイムスロットあたり複数のOFDMシンボルが含まれており、オプション1の場合は1タイムスロットに7OFDMシンボル、オプション2の場合は1タイムスロットに6OFDMシンボル、イプション3の場合は1タイムスロットに3OFDMシンボル含まれている。1ユーザへの無線リソースの割当ては、1[ms](1サブフレーム)×180kHz(12サブキャリア)のリソースブロック(RB)を基本単位として行われる。
In the downlink of the 3GPP LTE standard (Rel.8), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is adopted. The downlink radio frame is composed of 10 subframes, and each subframe is composed of 2 time slots. One time slot is 0.5 [ms], one subframe is 1 [ms], and one radio frame is 10 [ms]. Multiple OFDM symbols are included per time slot.
下りリンクには、リファレンスシグナル(Reference signal:RS)、プライマリ(第1)同期シグナル(Primary synchronization signal:PSS)、セカンダリ(第2)同期シグナル(Secondary synchronization signal:SSS)、PBCH(Physical Broadcast Channel:報知チャネル)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel:制御チャネル構成指示チャネル)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel:下り制御チャネル)、PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel:ハイブリッドARQ指示チャネル)、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel:下り共有チャネル)、及び、PMCH(Physical Multicast Channel:マルチキャストチャネル)の各物理チャネルが含まれている。 In the downlink, a reference signal (RS), a primary (first) synchronization signal (PSS), a secondary (second) synchronization signal (SSS), and a PBCH (Physical Broadcast Channel: Broadcast channel), PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel: control channel configuration indication channel), PDCCH (Physical Downlink Control Channel: downlink control channel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel: hybrid ARQ indication channel), PDSCH (Physical Downlink) Each physical channel includes Shared Channel (downlink shared channel) and PMCH (Physical Multicast Channel).
リファレンスシグナル(RS)は、移動局に既知の送信電力と位相で送信される信号であり、同期検波や無線リンク制御、スケジューリング、セルサーチ、ハンドオーバ等のための無線伝送路状態の測定に用いられる。リファレンスシグナルの配置については、後述する。
プライマリ同期シグナル(PSS)とセカンダリ同期シグナル(SSS)は、移動局が接続すべき基地局を検出するセルサーチに用いられる信号である。プライマリ同期シグナルはスロット#1と#11の最後尾のOFDMシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の72ダブキャリ分とされている。セカンダリ同期シグナルはスロット#1と#11の最後尾から2番目のOFDMシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の72サブキャリア分とされている。
PBCHはシステム固有及びセル固有の制御情報を報知するためのチャネルであり、サブフレーム#1のスロット#2の先頭4OFDMシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の72サブキャリア分とされている。
PCFICHは、PDSCH及びPUSCH(上り共有チャネル)に付随してレイヤ1/レイヤ2の制御を行うPDCCHに用いられるOFDMシンボル数を示す。
PDCCHは、PDSCH及びPUSCHのスケジューラによる割当情報や変調法、符号化率等のフォーマット情報を示す。
PHICHは、PUSCHに対するハイブリッドARQのACK又はNAK情報を伝送する。
PCFICH、PHICH及びPDCCHは、各サブフレームの先頭の1〜3OFDMシンボルに多重される。
PMCHは、複数セルにまたがるMBMS伝送に用いられる。なお、PMCHはLTE Rel.8ではサポートされない。PMCHは、PDSCHを伝送するサブフレームと時間多重される。
A reference signal (RS) is a signal transmitted to a mobile station with a known transmission power and phase, and is used for measurement of a radio transmission line state for synchronous detection, radio link control, scheduling, cell search, handover, and the like. . The arrangement of the reference signal will be described later.
The primary synchronization signal (PSS) and the secondary synchronization signal (SSS) are signals used for cell search for detecting a base station to which a mobile station should be connected. The primary synchronization signal is multiplexed in the last OFDM symbol of
PBCH is a channel for broadcasting system-specific and cell-specific control information, and is multiplexed on the first 4 OFDM symbols in
PCFICH indicates the number of OFDM symbols used for PDCCH that performs
PDCCH indicates format information such as allocation information, modulation method, coding rate, and the like by the PDSCH and PUSCH schedulers.
PHICH transmits ACK or NAK information of hybrid ARQ for PUSCH.
PCFICH, PHICH, and PDCCH are multiplexed into the first 1 to 3 OFDM symbols of each subframe.
PMCH is used for MBMS transmission across multiple cells. PMCH is not supported in LTE Rel.8. The PMCH is time-multiplexed with the subframe that transmits the PDSCH.
セル固有参照信号(CS-RS)は前述したリファレンスシグナルであり、全帯域に拡散されて配置される。基地局が複数の送信アンテナを備えているときには、該送信アンテナごとに各送信アンテナに固有のCS-RSが送信される。これにより、基地局の各送信アンテナと移動局の受信アンテナとの間のチャネル情報を取得することができる。
CS-RSはリソースブロック内に全体的に分散配置されており、CS-RSがマッピングされるサブキャリアの位置はセルIDに応じて全体的にシフト、すなわち、セルIDに応じて異なる周波数シフト(マッピングするサブキャリアの全体の周波数方向シフト)が行われるようになされている。また、CS-RSにはセル固有の拡散信号によるスクランブルがかけられている。
The cell-specific reference signal (CS-RS) is the reference signal described above, and is spread and arranged over the entire band. When the base station includes a plurality of transmission antennas, a CS-RS specific to each transmission antenna is transmitted for each transmission antenna. Thereby, channel information between each transmitting antenna of the base station and the receiving antenna of the mobile station can be acquired.
The CS-RSs are distributed throughout the resource block, and the positions of subcarriers to which the CS-RSs are mapped are totally shifted according to the cell ID, that is, different frequency shifts ( The entire subcarrier to be mapped is shifted in the frequency direction). In addition, the CS-RS is scrambled by a cell-specific spread signal.
基地局が単一の送信アンテナを有する場合におけるLTE Rel.8標準のCS-RSのマッピングについて、図6を参照して説明する。なお,以下では,OFDMのガードインターバルとして,Extended Cyclic Prefix仕様が適用された場合について例示する。
図6の(a)はセルIDの6を法とする剰余が0(mod(Cell_ID,6)=0)の場合、(b)はセルIDの6を法とする剰余が1(mod(Cell_ID,6)=1)の場合、(c)はセルIDの6を法とする剰余が2(mod(Cell_ID,6)=2)の場合、(d)はセルIDの6を法とする剰余が3(mod(Cell_ID,6)=3)の場合、(e)はセルIDの6を法とする剰余が4(mod(Cell_ID,6)=4)の場合、(f)はセルIDの6を法とする剰余が5(mod(Cell_ID,6)=5)の場合における単一の送信アンテナ(Antenna port #0)から送信されるCS-RSのマッピング状態を示す図である。これらの図において、横軸が時間、縦軸が周波数を示しており、1サブフレーム(2タイムスロット)と12サブキャリアからなる1リソースブロックが示されている。この図に示した例は、前述したオプション2の場合とされており、1タイムスロットが6個のマスに分割されている。すなわち、横方向の各マスは1OFDMシンボルに対応する。また、縦方向の各マスは1サブキャリアに対応する。1OFDMシンボル×1サブキャリアの各マスをリソースエレメント(RE)とよぶ。
The LTE-Rel.8 standard CS-RS mapping when the base station has a single transmission antenna will be described with reference to FIG. In the following, the case where the Extended Cyclic Prefix specification is applied as an OFDM guard interval will be exemplified.
6A shows that when the remainder
図6の(a)〜(f)において、左下がりのハッチングが付されているリソースエレメントは、各基地局から送信されるCS-RSを示している。
図示するように、CS-RSは、各タイムスロットの第1番目のOFDMシンボルと後ろから3番目のOFDMシンボルに必ずマッピングされている。また、CS-RSは6サブキャリアごとに挿入されており、その挿入されるサブキャリアの位置はセルIDに応じてシフトするようにされている。
In FIG. 6A to FIG. 6F, resource elements with left-down hatching indicate CS-RS transmitted from each base station.
As shown in the figure, the CS-RS is always mapped to the first OFDM symbol and the third OFDM symbol from the back in each time slot. The CS-RS is inserted every 6 subcarriers, and the position of the inserted subcarrier is shifted according to the cell ID.
すなわち、セルIDの6を法とする剰余が0(mod(Cell_ID,6)=0)となるセルの基地局からのCS-RSは、図6の(a)に示すように、各タイムスロットの第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける先頭のサブキャリアと第7番目のサブキャリア、及び、各タイムスロットの第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第4番目のサブキャリアと第10番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。また、(b)に示すように、セルIDの6を法とする剰余が1(mod(Cell_ID,6)=1)となるセルの基地局からのCS-RSは、第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおいては第2番目のサブキャリアと第8番目のサブキャリアに、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおいては、第5番目のサブキャリアと第11番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。
That is, the CS-RS from the base station of the cell in which the
以下同様に、セルIDの6を法とする剰余が2(mod(Cell_ID,6)=2)となるセルの基地局からのCS-RSは(c)に示すように、第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第3番目と第9番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第5番目と第12番目のサブキャリアにおいて送信され、セルIDの6を法とする剰余が3(mod(Cell_ID,6)=3)となるセルの基地局からのCS-RSは(d)に示すように、第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第4番目と第10番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第1番目と第7番目のサブキャリアにおいて送信され、セルIDの6を法とする剰余が4(mod(Cell_ID,6)=4)となるセルの基地局からのCS-RSは(e)に示すように、第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第5番目と第11番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第2番目と第8番目のサブキャリアにおいて送信され、セルIDの6を法とする剰余が5(mod(Cell_ID,6)=5)となるセルの基地局からのCS-RSは(f)に示すように、第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第6番目のサブキャリアと第12番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第3番目のサブキャリアと第9番目のサブキャリアにおいて送信される。
Similarly, the CS-RS from the base station of the cell in which the remainder
セルIDの6を法とする剰余が同じ数となるセルの基地局からは同一のタイミングで同一のサブキャリアを用いてCS-RSが送信されることとなるが、CS-RSは各セルに関連づけられた符号を用いてスクランブルがかけられているので、復調することができる。
なお、図6においてはオプション2の場合を示しており、上述のように、先頭から第4番目のOFDMシンボルが後ろから3番目のOFDMシンボルとなっているが、オプション1の場合には1タイムスロットに7OFDMシンボルが含まれているため、先頭から第5番目のOFDMシンボルが後ろから第3番目のOFDMシンボルとなり、CS-RSは、先頭のOFDMシンボルのタイミングと先頭から第5番目のOFDMシンボルのタイミングに挿入されることとなる。
このように、各基地局からCS-RSが、定められたタイミングで、そのセルのセルIDに応じて決定されるサブキャリアにマッピングされて送信される。
CS-RSs are transmitted using the same subcarrier at the same timing from the base stations of the cells with the same number of remainders modulo
FIG. 6 shows the case of
In this way, CS-RSs are mapped and transmitted from each base station to subcarriers determined according to the cell ID of the cell at a predetermined timing.
基地局に複数の送信アンテナが設けられているときは送信アンテナに固有のCS-RSが、同一セル内のCS-RSが互いに干渉しないように周波数軸及び時間軸上にマッピングされて、すなわち、周波数軸・時間軸上に直交配置されて、各送信アンテナから送信される。前述の場合と同様に、CS-RSは、セルIDに応じて異なる周波数シフトとスクランブリングがかけられている。
図7A〜図7Fを参照して、基地局に第1のアンテナ(Antenna port #0)と第2のアンテナ(Antenna port #1)の2本のアンテナが設けられている場合におけるLTE Rel.8標準のCS-RSのマッピングについて説明する。以下では,OFDMのガードインターバルとして,Extended Cyclic Prefix仕様が適用された場合について例示する。
When the base station is provided with a plurality of transmission antennas, the CS-RS specific to the transmission antenna is mapped on the frequency axis and the time axis so that CS-RSs in the same cell do not interfere with each other, that is, The signals are transmitted orthogonally on the frequency axis and the time axis and transmitted from each transmitting antenna. As in the case described above, CS-RS is subjected to different frequency shift and scrambling depending on the cell ID.
7A to 7F, LTE Rel. 8 when the base station is provided with two antennas, a first antenna (Antenna port # 0) and a second antenna (Antenna port # 1). The standard CS-RS mapping will be described. In the following, an example is given of the case where the Extended Cyclic Prefix specification is applied as an OFDM guard interval.
図7AはセルIDの6を法とする剰余が0(mod(Cell_ID,6)=0)となるセルの基地局に設けられた2本のアンテナから送信されるCS-RSの配置を示す図であり、(a)は第1のアンテナから送信されるCS-RSの配置を示し、(b)は第2のアンテナから送信されるCS-RSの配置を示す。ここで、左下がりのハッチングは第1のアンテナからのCS-RSが送信されるリソースエレメント、右下がりのハッチングは第2のアンテナからのCS-RSが送信されるリソースエレメント、ヌル(Null)はそのアンテナから信号が送信されないことを示している。
FIG. 7A is a diagram showing an arrangement of CS-RSs transmitted from two antennas provided in a base station of a cell in which the remainder modulo
図7Aの(a)に示すように、第1のアンテナからのCS-RSは、各タイムスロットの第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける先頭のサブキャリアと第7番目のサブキャリア、及び、各タイムスロットの第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第4番目のサブキャリアと第10番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。また、(b)に示すように、第2のアンテナからのCS-RSは、各タイムスロットの第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第4番目と第10番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルの第1番目と第7番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。
そして、図示されているように、第1のアンテナからそのCS-RSが送信されるタイミング及びサブキャリアについては第2のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされ、第2のアンテナからそのCS-RSが送信されるタイミング及びサブキャリアについては第1のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされている。このように、同一セル内のCS-RSは互いに干渉しないようにマッピングされている。
As shown in (a) of FIG. 7A, the CS-RS from the first antenna is the first subcarrier and the seventh subcarrier at the timing of the first OFDM symbol of each time slot, and each It is transmitted after being mapped to the fourth subcarrier and the tenth subcarrier at the timing of the fourth OFDM symbol of the time slot. Also, as shown in (b), the CS-RS from the second antenna is the fourth and tenth subcarriers and the fourth in the timing of the first OFDM symbol of each time slot. The first OFDM symbol is mapped to the first and seventh subcarriers of the OFDM symbol.
As shown in the figure, for the timing and subcarrier at which the CS-RS is transmitted from the first antenna, the second antenna is in a null state in which no signal is transmitted, and the CS-RS is transmitted from the second antenna. With respect to the timing and subcarrier at which RS is transmitted, the first antenna is in a null state in which no signal is transmitted. Thus, the CS-RSs in the same cell are mapped so as not to interfere with each other.
図7Bは、セルIDの6を法とする剰余が1(mod(Cell_ID,6)=1)となるセルの基地局に設けられた2本のアンテナから送信されるCS-RSの配置を示す図であり、(a)は第1のアンテナから送信されるCS-RS、(b)は第2のアンテナから送信されるCS-RSのマッピングを示している。
図7B(a)に示すように、第1のアンテナからのCS-RSは、第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第2番目のサブキャリアと第8番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第5番目と第11番目のサブキャリアにおいて送信され、第2のアンテナからのCS-RSは第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第5番目のサブキャリアと第11番目のサブキャリア、及び、第4番目のOFDMシンボルのタイミングにおける第2番目のサブキャリアと第8番目のサブキャリアにおいて送信される。そして、一方のアンテナにおいてCS-RSが送信されているタイミング及びサブキャリアにおいては他方のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされている。
このように、セルIDの6を法とする剰余が1の場合には、前記図7Aに示した6を法とする剰余が0の場合に対して、サブキャリア周波数が1ずつシフトしたサブキャリアを用いて、各アンテナからのCS-RSが互いに干渉しないようにマッピングされて送信される。
FIG. 7B shows an arrangement of CS-RSs transmitted from two antennas provided in a base station of a cell whose remainder modulo
As shown in FIG. 7B (a), the CS-RS from the first antenna includes the second subcarrier, the eighth subcarrier, and the fourth subcarrier at the timing of the first OFDM symbol. The CS-RS is transmitted on the fifth and eleventh subcarriers at the timing of the OFDM symbol, and the CS-RS from the second antenna is the fifth subcarrier and the eleventh subcarrier at the timing of the first OFDM symbol. It is transmitted on the second subcarrier and the eighth subcarrier at the timing of the carrier and the fourth OFDM symbol. Then, at the timing when the CS-RS is transmitted from one antenna and the subcarrier, the other antenna is in a null state in which no signal is transmitted.
In this way, when the remainder modulo 6 of the cell ID is 1, the subcarrier frequency is shifted by 1 as compared with the case where the remainder modulo 6 shown in FIG. 7A is 0. , The CS-RSs from the respective antennas are mapped and transmitted so as not to interfere with each other.
図7Cは、セルIDの6を法とする剰余が2(mod(Cell_ID,6)=2)となるセルの基地局に設けられた2本のアンテナから送信されるCS-RSの配置を示す図であり、(a)は第1のアンテナから送信されるCS-RS、(b)は第2のアンテナから送信されるCS-RSの配置を示している。この図に示すように、剰余が2のセルの基地局に設けられた2本のアンテナからは、図7Bに示した剰余が1の場合に対してサブキャリア周波数が1ずつシフトしたサブキャリアを用いてCS-RSが互いに干渉しないように送信される。
FIG. 7C shows an arrangement of CS-RSs transmitted from two antennas provided in a base station of a cell whose remainder modulo
同様に、セルIDの6を法とする剰余が3(mod(Cell_ID,6)=3)となるセルの基地局に設けられた2本のアンテナからは図7Dの(a)及び(b)に示すように配置されたCS-RSが送信され、セルIDの6を法とする剰余が4(mod(Cell_ID,6)=4)となるセルの基地局に設けられた2本のアンテナからは図7Eの(a)及び(b)に示すように配置されたCS-RSが送信され、セルIDの6を法とする剰余が5(mod(Cell_ID,6)=5)となるセルの基地局に設けられた2本のアンテナからは図7Fの(a)及び(b)に示すように配置されたCS-RSが送信される。
このように、基地局に2本のアンテナが設けられたときには、各アンテナからそのアンテナに対応するCS-RSが互いに干渉しないように送信される。
Similarly, from the two antennas provided in the base station of the cell whose modulus modulo 6 is 3 (mod (Cell_ID, 6) = 3), (a) and (b) in FIG. From the two antennas provided in the base station of the cell in which the CS-RS arranged as shown in FIG. 5 is transmitted and the remainder modulo the
Thus, when two antennas are provided in the base station, CS-RSs corresponding to the antennas are transmitted from each antenna so as not to interfere with each other.
3GPP LTE Rel.8の物理レイヤ仕様については、非特許文献1〜3に記載されている。3GPP LTE-Advancedについては、非特許文献4及び5に記載されている。
また、低受信SINR環境においても高精度なチャネル推定値を得る手法として、参照信号(Reference Signal)が含まれるサブキャリアのチャネル応答をIDFTで時間領域に変換し,干渉雑音成分を除去することで高精度なチャネル推定結果を得る,時間領域チャネル推定法などが知られている(非特許文献6)。
The physical layer specifications of 3GPP LTE Rel.8 are described in
In addition, as a technique for obtaining a highly accurate channel estimation value even in a low reception SINR environment, the channel response of a subcarrier including a reference signal (Reference Signal) is converted to the time domain by IDFT, and interference noise components are removed. A time domain channel estimation method that obtains a highly accurate channel estimation result is known (Non-patent Document 6).
複数基地局協調送受信技術(CoMP)は、LTE-Advanced Rel.10では標準化項目から除外されたが、2011年より検討が開始されるRel.11において標準化検討項目に含まれる見込みである。
LTE-Advanced Rel.11で複数基地局協調MIMO伝送を実現するにあたって、スムーズなシステムマイグレーションを実現するためには、LTE-Advanced Rel.10と同様、LTE Rel.8 との後方互換性(Backward Compatibility)が必須と考えられる。
LTE標準(Rel.8)端末とLTE-Advanced CoMP対応端末を共存させるためには、下りリンクのチャネル推定用信号であるセル固有参照信号(CS-RS)はLTE Rel.8と同じ構成という制約の中で実現しなければならない。
しかし、複数基地局協調MIMO伝送方式において、3GPP LTE Rel.8仕様と同じ下り物理共有チャネル(PDSCH)及びセル固有参照信号(CS-RS)に対するリソースエレメントマッピングルールを適用した場合、セル固有参照信号(CS-RS)の挿入位置が複数基地局間で異なるため、協調セル(隣接セル)からのCS-RSとPDSCHが互いに干渉し、複数基地局協調MIMO伝送 (協調MIMO伝送) における複数信号分離・合成を正確に実現することができないという問題点がある。
Multiple base station coordinated transmission / reception technology (CoMP) was excluded from standardization items in LTE-Advanced Rel.10, but is expected to be included in standardization study items in Rel.11, which will be studied in 2011.
In order to achieve smooth system migration when implementing multi-base station cooperative MIMO transmission with LTE-Advanced Rel.11, as with LTE-Advanced Rel.10, backward compatibility with LTE Rel.8 (Backward Compatibility) ) Is considered essential.
In order for LTE standard (Rel.8) terminals and LTE-Advanced CoMP compatible terminals to coexist, the cell-specific reference signal (CS-RS), which is a downlink channel estimation signal, has the same configuration as LTE Rel.8. Must be realized in
However, when the resource element mapping rule for the downlink physical shared channel (PDSCH) and cell-specific reference signal (CS-RS) as in 3GPP LTE Rel.8 specifications is applied in the multi-base station cooperative MIMO transmission scheme, the cell-specific reference signal (CS-RS) insertion position differs between multiple base stations, so CS-RS and PDSCH from cooperating cells (adjacent cells) interfere with each other, and multiple signal separation in multi-base station cooperative MIMO transmission (cooperative MIMO transmission) -There is a problem that synthesis cannot be realized accurately.
図8を参照して、協調MIMO伝送を行う2基地局がLTE Rel.8標準のリソースエレメントマッピングを適用した場合について説明する。ここでは、マスター基地局(Master BS)のセルIDの6を法とする剰余が0(mod(Cell_ID,6)=0)であり、スレーブ基地局(Slave BS)のセルIDの6を法とする剰余が1(mod(Cell_ID,6)=1)であるとしている。
図8の(a)はマスター基地局から下りリンクで伝送される情報のマッピングの一例を示す図であり、(b)はスレーブ基地局から下りリンクで伝送される情報のマッピングの一例を示す図である。
With reference to FIG. 8, a case will be described in which two base stations that perform cooperative MIMO transmission apply LTE Rel.8 standard resource element mapping. Here, the remainder modulo 6 of the cell ID of the master base station (Master BS) is 0 (mod (Cell_ID, 6) = 0), and the
FIG. 8A is a diagram illustrating an example of mapping of information transmitted on the downlink from the master base station, and FIG. 8B is a diagram illustrating an example of mapping of information transmitted on the downlink from the slave base station. It is.
図8の(a)は、マスター基地局のセルIDの6を法とする剰余が0(mod(Cell_ID,6)=0)の場合におけるマスター基地局の第1アンテナ(Master BS Antenna Port #0)及び第2アンテナ(Master BS Antenna Port #1)から送信されるデータのマッピングを示しており、前記図7Aに示したものと同様である。また、図8の(b)はスレーブ基地局のセルIDの6を法とする剰余が1(mod(Cell_ID,6)=1)の場合におけるスレーブ基地局の第1アンテナ(Slave BS Antenna Port #0)及び第2アンテナ(Slave BS Antenna Port #1)から送信されるデータのマッピングを示す図であり、前記図7Bに示したものと同様である。 (A) of FIG. 8 shows the master base station first antenna (Master BS Antenna Port # 0) when the remainder modulo 6 of the cell ID of the master base station is 0 (mod (Cell_ID, 6) = 0). ) And the second antenna (Master BS Antenna Port # 1), the mapping of data transmitted is shown, which is the same as that shown in FIG. 7A. FIG. 8B shows the slave base station first antenna (Slave BS Antenna Port #) when the remainder modulo 6 of the cell ID of the slave base station is 1 (mod (Cell_ID, 6) = 1). 0) and the mapping of data transmitted from the second antenna (Slave BS Antenna Port # 1), which is the same as that shown in FIG. 7B.
ただし、図8には、CS-RS及びヌル(Null)以外のデータのマッピングについても記載している。各タイムスロットの第1番目のOFDMシンボルのタイミングにおけるCS-RS又はヌル以外のサブキャリアは、図示するように、PDCCH(下り制御チャネル)とされている。また、第1番目のタイムスロット(スロット#0)における第2、第3OFDMシンボルは、第1OFDMシンボルに多重されるPCFICH(制御チャネル構成指示チャネル)を介して送信されるCFI(Control Format Indicator)の値(1〜3)によって該当するOFDMシンボルがPDCCHとして使用される。CS-RS、ヌルおよびその他の物理チャネルによって用いられないリソースエレメントは、PDSCH(下り共有チャネル)である。 However, FIG. 8 also illustrates mapping of data other than CS-RS and null. The subcarriers other than CS-RS or null at the timing of the first OFDM symbol of each time slot are PDCCH (downlink control channel) as shown in the figure. Also, the second and third OFDM symbols in the first time slot (slot # 0) are CFI (Control Format Indicator) transmitted via PCFICH (Control Channel Configuration Indication Channel) multiplexed on the first OFDM symbol. Depending on the value (1-3), the corresponding OFDM symbol is used as the PDCCH. Resource elements that are not used by CS-RS, null, and other physical channels are PDSCHs (downlink shared channels).
図8の(a)に示すマスター基地局の第1及び第2アンテナから送信されるCS-RSの位置と、(b)に示すスレーブ基地局の第1及び第2アンテナから送信されるCS-RSの位置を比較すると、マスター基地局とスレーブ基地局のCS-RSとPDSCH(又はPDCCH)が同じリソースエレメントにマッピングされることとなり、干渉が発生することがわかる。
例えば、第1番目のサブキャリアにおける第1番目のタイムスロット(スロット#0)の第1OFDMシンボルは、マスター基地局の第1アンテナからそのCS-RSが送信され、マスター基地局の第2アンテナはヌル状態とされるが、スレーブ基地局の第1及び第2アンテナからはそれぞれPDCCHが送信されている。また、第2番目のサブキャリアにおけるスロット#0の第1OFDMシンボルは、スレーブ基地局の第1アンテナからそのCS-RSが送信され、スレーブ基地局の第2アンテナはヌル状態とされるが、マスター基地局の第1及び第2アンテナからはPDCCHが送信されている。
また、第1番目のサブキャリアにおける第2番目のタイムスロット(スロット#1)の第1OFDMシンボルは、マスター基地局の第1アンテナからそのCS-RSが送信され、マスター基地局の第2アンテナはヌル状態とされるが、スレーブ基地局の第1及び第2アンテナからはPDSCHが送信される。さらに、第2番目のサブキャリアにおけるスロット#1の第1OFDMシンボルは、スレーブ基地局の第1アンテナからそのCS-RSが送信され、スレーブ基地局の第2アンテナはヌル状態とされるが、マスター基地局の第1及び第2アンテナからはPDSCHが送信されている。
The position of the CS-RS transmitted from the first and second antennas of the master base station shown in (a) of FIG. 8, and the CS-- transmitted from the first and second antennas of the slave base station shown in (b). When the RS positions are compared, it can be seen that the CS-RS and the PDSCH (or PDCCH) of the master base station and the slave base station are mapped to the same resource element, causing interference.
For example, in the first OFDM symbol of the first time slot (slot # 0) in the first subcarrier, the CS-RS is transmitted from the first antenna of the master base station, and the second antenna of the master base station is Although it is in a null state, PDCCH is transmitted from the first and second antennas of the slave base station. In addition, the first OFDM symbol of
The first OFDM symbol of the second time slot (slot # 1) in the first subcarrier is transmitted by the CS-RS from the first antenna of the master base station, and the second antenna of the master base station is Although it is in a null state, PDSCH is transmitted from the first and second antennas of the slave base station. Further, the first OFDM symbol of
このように、LTE Rel.8標準のリソースエレメントマッピングを適用した場合、協調セル間でセルIDが異なるためCS-RSが挿入されるサブキャリア周波数が異なることとなり、協調セル間のCS-RSとPDSCH又はPDCCHが干渉することとなる。
このため、特に、前記図5(a)に示した単一ランクの協調MIMO伝送を行う場合、PDSCHが隣接する協調セルのCS-RSと干渉するタイミングでは、通常の信号検出法、例えば、最大比合成(MRC:Maximum Ratio Combining)に基づくSFBC復号を適用することができないという問題がある。
In this way, when the LTE Rel.8 standard resource element mapping is applied, the cell IDs are different between the cooperative cells, so the subcarrier frequency into which the CS-RS is inserted is different. PDSCH or PDCCH will interfere.
For this reason, in particular, when performing single rank coordinated MIMO transmission shown in FIG. 5A, at the timing when PDSCH interferes with CS-RS of an adjacent coordinated cell, a normal signal detection method, for example, maximum There is a problem that SFBC decoding based on Maximum Ratio Combining (MRC) cannot be applied.
そこで本発明は、複数基地局協調MIMO伝送を適用したときに、協調送信を行うセルからのセル固有参照信号(CS-RS)による干渉の影響を軽減することができる移動通信システム及び基地局装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a mobile communication system and a base station device that can reduce the influence of interference due to a cell-specific reference signal (CS-RS) from a cell that performs coordinated transmission when multiple base station coordinated MIMO transmission is applied. It is intended to provide a device.
上記課題を解決するために、本発明の移動通信システムは、複数の基地局と移動局がOFDMにより通信を行う移動通信システムであって、下りリンクの伝送において複数の基地局で共通の周波数帯域を使用する際、互いに干渉となる全ての基地局の送信タイミングが、移動局における各基地局からの信号のマルチパスを含めた受信タイミングのずれがOFDMのガードインターバル内に収まるように制御されており、セル固有参照信号が時間軸及び周波数軸上に分散して配置され、セル固有参照信号が配置されるサブキャリアの位置がセルIDに応じて決定されるようになされており、マスター基地局と協調してMIMO伝送を行うスレーブ基地局は、前記マスター基地局と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、スレーブ基地局においてセル固有参照信号が挿入されるリソースエレメントと同じリソースエレメントに配置されるデータシンボルを、前記マスター基地局のセル固有参照信号が送信されるリソースエレメントと同じリソースエレメントを用いて送信するようになされており、移動局は、チャネル推定値と前記マスター基地局及びスレーブ基地局から送信される既知のセル固有参照信号の送信パターンに基づいて前記マスター基地局及びスレーブ基地局から送信されたセル固有参照信号による干渉成分を除去して、前記データシンボルを復号するようになされているものである。 In order to solve the above problems, a mobile communication system of the present invention is a mobile communication system in which a plurality of base stations and a mobile station communicate by OFDM, and a frequency band common to the plurality of base stations in downlink transmission. Is used, the transmission timing of all base stations that interfere with each other is controlled so that the shift in reception timing including the multipath of the signal from each base station in the mobile station falls within the OFDM guard interval. The cell-specific reference signal is distributed on the time axis and the frequency axis, and the position of the subcarrier on which the cell-specific reference signal is allocated is determined according to the cell ID. When the slave base station that performs MIMO transmission in cooperation with the master base station arranges data symbols with the same mapping rule as the master base station, The data symbol arranged in the same resource element as the resource element in which the cell-specific reference signal is inserted is transmitted using the same resource element as the resource element in which the cell-specific reference signal of the master base station is transmitted. And the mobile station transmits a cell-specific reference transmitted from the master base station and the slave base station based on a channel estimation value and a transmission pattern of a known cell-specific reference signal transmitted from the master base station and the slave base station. An interference component due to a signal is removed, and the data symbol is decoded.
また、本発明の基地局装置は、複数の基地局と移動局がOFDMにより通信を行う移動通信システムであって、下りリンクの伝送において複数の基地局で共通の周波数帯域を使用する際、互いに干渉となる全ての基地局の送信タイミングが、移動局における各基地局からの信号のマルチパスを含めた受信タイミングのずれがOFDMのガードインターバル内に収まるように制御されており、セル固有参照信号が時間軸及び周波数軸上に分散して配置され、セル固有参照信号が配置されるサブキャリアの位置がセルIDに応じて決定されるようになされている移動通信システムにおける基地局装置であって、自基地局がマスター基地局と協調してMIMO伝送を行う場合に、前記マスター基地局と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、自基地局においてセル固有参照信号が挿入されるリソースエレメントと同じリソースエレメントに配置されるデータシンボルを、前記マスター基地局のセル固有参照信号が送信されるリソースエレメントと同じリソースエレメントを用いて送信する手段を有するものである。 The base station apparatus of the present invention is a mobile communication system in which a plurality of base stations and mobile stations communicate by OFDM, and when using a common frequency band in a plurality of base stations in downlink transmission, The transmission timing of all base stations that cause interference is controlled so that the shift in reception timing including the multipath of signals from each base station in the mobile station falls within the OFDM guard interval. Are distributed on the time axis and the frequency axis, and the position of the subcarrier on which the cell-specific reference signal is arranged is determined according to the cell ID. When the own base station performs MIMO transmission in cooperation with the master base station, when data symbols are arranged with the same mapping rule as the master base station The data symbol arranged in the same resource element as the resource element into which the cell-specific reference signal is inserted in the own base station is transmitted using the same resource element as the resource element in which the cell-specific reference signal of the master base station is transmitted It has a means to do.
このような本発明の移動通信システム及び基地局装置によれば、複数基地局協調MIMO伝送の適用時に、協調セルのセル固有参照信号(CS-RS)による下り共有チャネル(PDSCH)などへの干渉の影響を軽減することが可能となる。 According to the mobile communication system and a base station apparatus location of the present invention, upon application of a plurality of base stations coordinated MIMO transmission, the cell-specific reference signal of the cooperative cell (CS-RS) according to such a downlink shared channel (PDSCH) It becomes possible to reduce the influence of interference.
はじめに、本発明の移動通信システム及び基地局装置における基本的な考え方について説明する。
本発明の移動通信システムは、前記LTE Rel.8と同様に、セル固有参照信号(CS-RS)が時間軸及び周波数軸上に分散して配置されるOFDM又はOFDMAを用いる無線アクセスシステムの下りリンクを対象としている。そして、複数の基地局(マスター基地局及びスレーブ基地局)は、GPS等を用いて高精度に同期しており、下りリンクの伝送において複数の基地局で共通の周波数帯域を使用する際、互いに干渉となる全ての基地局の送信タイミングが、移動局における各基地局からの信号のマルチパスを含めた受信タイミングのずれがOFDMのガードインターバル内に収まるように制御されているものとする。
First, a description will be given of the basic concept of definitive to the mobile communication system and a base station apparatus location of the present invention.
Similar to LTE Rel.8, the mobile communication system of the present invention is a downlink of a radio access system using OFDM or OFDMA in which cell-specific reference signals (CS-RS) are distributed on the time axis and the frequency axis. Intended for links. A plurality of base stations (master base station and slave base station) are synchronized with high accuracy using GPS or the like, and when using a common frequency band in a plurality of base stations in downlink transmission, It is assumed that transmission timings of all base stations that cause interference are controlled so that a shift in reception timing including a multipath of signals from each base station in the mobile station falls within the OFDM guard interval.
前記CS-RSは、基地局側でセルごとに異なるスクランブリングをかけることができるものとされている。ただし、スクランブリングパターンはセルIDによって一意に決まるものとされている。
また、前記CS-RSを基地局側で配置するサブキャリア周波数をセルごとに変更できるようになされている。ただし、CS-RSが配置されるサブキャリア周波数はセルIDによって一意に決定されるようになされている。
マスター基地局と該マスター基地局と協調して送信を行うスレーブ基地局(通常は隣接セルの基地局)は互いに異なるサブキャリア周波数にCS-RSがマッピングされるようにセルIDが設定されているものとする。すなわち、隣接するセルは異なるセルIDが設定されているものとする。
移動局において、マスター基地局だけでなくスレーブ基地局についても、CS-RSの送信パターンは既知であるものとする。これは、スレーブ基地局のセルID情報の取得により実現することができる。
また、移動局側において、時間領域チャネル推定法などの干渉雑音抑圧効果を有するチャネル推定法の適用により、低受信SINR環境においても高精度なチャネル推定値が得られているものとする。
The CS-RS can perform different scrambling for each cell on the base station side. However, the scrambling pattern is uniquely determined by the cell ID.
In addition, the subcarrier frequency at which the CS-RS is arranged on the base station side can be changed for each cell. However, the subcarrier frequency in which CS-RS is arranged is uniquely determined by the cell ID.
The cell ID is set so that the master base station and the slave base station (usually the base station of an adjacent cell) that performs transmission in cooperation with the master base station are mapped to different subcarrier frequencies. Shall. That is, different cell IDs are set for adjacent cells.
In the mobile station, the CS-RS transmission pattern is known not only for the master base station but also for the slave base station. This can be realized by acquiring the cell ID information of the slave base station.
Further, it is assumed that a highly accurate channel estimation value is obtained even in a low reception SINR environment by applying a channel estimation method having an interference noise suppression effect such as a time domain channel estimation method on the mobile station side.
このような前提の下で、本発明の移動通信システムでは、スレーブ基地局において、協調送信の際、マスター基地局と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、そのスレーブ基地局においてCS-RSが挿入されるリソースエレメント(RE)に配置されるデータシンボルを、マスター基地局のCS-RSが挿入されるリソースエレメントに移動させてマッピングするようにしている。これにより、マスター基地局から送信されるCS-RS及びスレーブ基地局から送信されるCS-RSが同じリソースエレメントを用いて送信されたデータシンボルに対する干渉成分となるが、本発明の移動通信システムにおける移動局では、チャネル推定値と、既知の協調セルのCS-RS、すなわち、マスター基地局及びスレーブ基地局から送信される既知のCS-RSの送信パターンとを用いてマスター基地局とスレーブ基地局から送信されるCS-RSによる干渉成分のレプリカを生成し、該生成したレプリカを受信信号から減算することにより、前記マスター基地局及びスレーブ基地局から送信されたCS-RSによる干渉成分を除去するようにしている。そして、この干渉成分が除去された受信信号を用いて、MMSE(Minimum Mean Square Error:最小平均2乗誤差)法等のアルゴリズムを適用して信号を復調し、軟判定出力を得て送信されたデータシンボルを再生する。 Under such a premise, in the mobile communication system of the present invention, when coordinated transmission is performed in the slave base station, data symbols are arranged with the same mapping rule as that of the master base station. A data symbol arranged in a resource element (RE) in which RS is inserted is moved and mapped to a resource element in which CS-RS of the master base station is inserted. Thereby, the CS-RS transmitted from the master base station and the CS-RS transmitted from the slave base station become interference components for the data symbols transmitted using the same resource element. In the mobile station, the master base station and the slave base station using the channel estimation value and the CS-RS of a known coordinated cell, that is, the known CS-RS transmission pattern transmitted from the master base station and the slave base station. By generating a replica of the interference component due to CS-RS transmitted from the base station and subtracting the generated replica from the received signal, the interference component due to CS-RS transmitted from the master base station and slave base station is removed. I am doing so. The received signal from which the interference component has been removed is used to demodulate the signal by applying an algorithm such as MMSE (Minimum Mean Square Error) method, and a soft decision output is obtained and transmitted. Play the data symbol.
このように、本発明の移動通信システム及び基地局装置によれば、セルIDごとにセル固有参照信号(CS-RS)が配置されるサブキャリア周波数がシフトするシステムにおいて、複数基地局協調MIMO伝送方式を実施するときに、スレーブ基地局のCS-RSが配置されるリソースエレメント位置で送信すべきデータシンボルを、対応するマスター基地局のCS-RSが配置されるリソースエレメント位置で送信し、受信側(移動局)で、チャネル推定値とスレーブ基地局から送信されるCS-RSの送信パターンが既知であることを利用して、干渉成分となるスレーブ基地局からのCS-RSを除去して、受信したデータシンボルを復調するようにしたものである。
これにより、セルIDごとにCS-RSが配置される周波数がシフトするシステムにおいて複数基地局協調MIMO伝送による信号送信を行うときに、CS-RSによる干渉の影響を軽減することができるようになる。
Thus, according to the mobile communication system and a base station apparatus location of the present invention, in a system in which the cell-specific reference signal for each cell ID (CS-RS) subcarrier frequencies that are disposed is shifted, a plurality of base stations coordinated MIMO When implementing the transmission scheme, transmit data symbols to be transmitted at the resource element position where the CS-RS of the slave base station is arranged at the resource element position where the CS-RS of the corresponding master base station is arranged, The receiver (mobile station) removes the CS-RS from the slave base station, which is an interference component, using the known channel estimation value and the CS-RS transmission pattern transmitted from the slave base station. The received data symbols are demodulated.
This makes it possible to reduce the influence of interference due to CS-RS when performing signal transmission by multi-base station cooperative MIMO transmission in a system in which the frequency at which CS-RS is arranged for each cell ID shifts. .
具体例を用いて説明する。
前記図5に示した複数基地局協調MIMO伝送システムと同様に、各基地局及び移動局は2本のアンテナを備え、通信品質が低い(低受信SINR)のときには単一ランク送信を行い、通信品質が良い(高受信SINR)ときには2ランク送信を行うものとする。ここで、低受信SINRのときには、基地局側で行われるプリコーディングはSFBC(space frequency block coding:空間周波数ブロック符号化)方式が用いられるものとして説明する。なお、SFBCは3GPPにより規定されている。SFBC方式では、第1アンテナポートから連続するデータシンボルci,jとci,j+1が隣接するサブキャリアに配置されて送信され、第2アンテナポートから、−ci,j+1 *とci,j *(*は複素共役)が同じ隣接するサブキャリアに配置されて送信される。
This will be described using a specific example.
Similar to the multiple base station cooperative MIMO transmission system shown in FIG. 5, each base station and mobile station are equipped with two antennas, and perform single rank transmission when communication quality is low (low reception SINR). When the quality is high (high reception SINR), two rank transmission is performed. Here, in the case of low reception SINR, description will be made assuming that SFBC (space frequency block coding) is used for precoding performed on the base station side. SFBC is defined by 3GPP. In the SFBC scheme, consecutive data symbols c i, j and c i, j + 1 from the first antenna port are arranged and transmitted on adjacent subcarriers, and −c i, j + 1 * from the second antenna port . And ci , j * (* is a complex conjugate) are arranged on the same adjacent subcarrier and transmitted.
前述のように、LTE Rel.8標準のリソースエレメントマッピングを適用した場合、協調セル間でセルIDが異なるためCS-RSが挿入されるサブキャリア周波数が異なることとなり、協調セル間のCS-RSとPDSCH又はPDCCHが干渉するという問題点がある。
図1を参照して、上記問題点を解消するために本発明において採用されている方式について説明する。
図1は、本発明の移動通信システムにおいて、マスター基地局と該マスター基地局とランク数1の協調MIMO送信を行うスレーブ基地局の両基地局から送信される信号の一例を示す図である。(a)はマスター基地局の第1アンテナから送信される信号、(b)はマスター基地局の第2アンテナから送信される信号、(c)はスレーブ基地局の第1アンテナから送信される信号、(d)はスレーブ基地局の第2アンテナから送信される信号を示している。なお、ここでは、煩雑さを避けるために、k1〜k6で示す6サブキャリア、3OFDMシンボル分の信号のみを示している。また、各基地局はそれぞれ2本の送信アンテナを備えているものとする。そして、両基地局が、SFBC方式でプリコーディングされたデータを送信する場合について説明する。
As described above, when LTE Rel.8 standard resource element mapping is applied, since the cell ID is different between the cooperative cells, the subcarrier frequency into which the CS-RS is inserted is different. And PDSCH or PDCCH interfere with each other.
With reference to FIG. 1, a method employed in the present invention to solve the above-described problem will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of signals transmitted from both base stations of a master base station and a slave base station that performs coordinated MIMO transmission of
図1に示す例では、マスター基地局が属するセルのセルIDが0(セルIDの6を法とする剰余が0)であり、スレーブ基地局が属するセルのセルIDが1(セルIDの6を法とする剰余が1)であるとされている。
図1の(a)に示すように、前記図7Aと同様に、第1番目のサブキャリアk1の第1OFDMシンボルのタイミングに、マスター基地局の第1アンテナはそのCS-RS(r0 (M)(k1))を送信し、第2アンテナはヌル状態とされる。
そして、SFBC方式に従い、サブキャリアk2とサブキャリアk3の第1OFDMシンボルのタイミングで、マスター基地局の第1アンテナはデータシンボルc1,1とc1,2を送信し、第2アンテナはデータシンボル−c1,2 *とc1,1 *を送信する。第4番目のサブキャリアk4の第1OFDMシンボルにマスター基地局の第1アンテナはヌル状態とされ、第2アンテナはそのCS-RS(r1 (M)(k4))を送信する。サブキャリアk5とk6の第1OFDMシンボルのタイミングで、マスター基地局の第1アンテナはデータシンボルc2,1とc2,2を送信し、第2アンテナはデータシンボル−c2,2 *とc2,1 *を送信する。
In the example shown in FIG. 1, the cell ID of the cell to which the master base station belongs is 0 (the remainder modulo 6 of the cell ID is 0), and the cell ID of the cell to which the slave base station belongs is 1 (
As shown in FIG. 1A, as in FIG. 7A, at the timing of the first OFDM symbol of the first subcarrier k 1 , the first antenna of the master base station receives its CS-RS (r 0 ( M) (k 1 )), and the second antenna is placed in a null state.
Then, according to the SFBC scheme, at the timing of the first OFDM symbol of subcarrier k 2 and subcarrier k 3 , the first antenna of the master base station transmits data symbols c 1,1 and c 1,2 , and the second antenna Data symbols-c 1,2 * and c 1,1 * are transmitted. The first antenna of the master base station is set to the null state in the first OFDM symbol of the fourth subcarrier k 4 , and the second antenna transmits its CS-RS (r 1 (M) (k 4 )). At the timing of the first OFDM symbols of subcarriers k 5 and k 6 , the first antenna of the master base station transmits data symbols c 2,1 and c 2,2 and the second antenna receives data symbols −c 2,2 *. And c 2,1 * are transmitted.
スレーブ基地局はセルIDの6を法とする剰余が1であるため、前記図7Bに示したように、第2のサブキャリアk2の第1OFDMシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第1アンテナはそのCS-RS(r0 (S)(k2))を送信し、第2アンテナはヌル状態とされる。また、第5サブキャリアk5の第1OFDMシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第1アンテナはヌル状態とされ、第2アンテナはそのCS-RS(r1 (S)(k5))を送信する。このようにマッピングすることが、LTE Rel.8との互換性を保つために必要とされる。 Since the slave base station has a remainder modulo 6 of the cell ID, as shown in FIG. 7B, the first antenna of the slave base station at the timing of the first OFDM symbol of the second subcarrier k 2 . Transmits its CS-RS (r 0 (S) (k 2 )), and the second antenna is set to the null state. Also, at the timing of the first OFDM symbol of the fifth subcarrier k 5 , the first antenna of the slave base station is set to the null state, and the second antenna transmits its CS-RS (r 1 (S) (k 5 )). To do. This mapping is required to maintain compatibility with LTE Rel.8.
MIMOの協調送信のためには、スレーブ基地局はマスター基地局と同じ周波数かつ同じタイミングで同一のデータシンボルを送信することが必要となるが、上述のようにCSーRSの送信タイミング及びヌルのタイミングは規定されているため、それらのタイミングではマスター基地局と同じデータシンボルを送信することができない。
例えば、サブキャリアk2の第1OFDMシンボルのタイミングは、マスター基地局の第1アンテナ及び第2アンテナはそれぞれデータシンボルc1,1及び−c1,2 *を送信しており、複数基地局連携によるSFBCを実行するためには、スレーブ基地局の第1アンテナ及び第2アンテナからもそれぞれ同じデータシンボルc1,1及び−c1,2 *を送信する必要があるが、CS-RSを送信すべきリソースエレメント又はヌルのリソースエレメントであるため、それらのデータシンボルを送信することができない。また、サブキャリアk5の第1OFDMシンボルのタイミングは、マスター基地局の第1アンテナ及び第2アンテナはそれぞれデータシンボルc2,1及び−c2,2 *を送信しており、スレーブ基地局の第1アンテナ及び第2アンテナからも同じデータシンボルを送信する必要があるが、CS-RSを送信するリソースエレメント又はヌル状態とされるリソースエレメントとされているため、それらのデータシンボルを送信することができない。なお、図示するように、その他のリソースエレメントにおいては、スレーブ基地局はマスター基地局と同じデータシンボルを送信することができる。
For MIMO coordinated transmission, the slave base station needs to transmit the same data symbol at the same frequency and at the same timing as the master base station. Since the timings are defined, the same data symbols as the master base station cannot be transmitted at those timings.
For example, the timing of the first OFDM symbol of subcarrier k 2 is such that the first antenna and the second antenna of the master base station transmit data symbols c 1,1 and −c 1,2 * , respectively, and cooperate with multiple base stations. In order to execute SFBC, the same data symbols c 1,1 and -c 1,2 * must be transmitted from the first antenna and the second antenna of the slave base station, respectively, but CS-RS is transmitted. These data symbols cannot be transmitted because they are resource elements to be null or null resource elements. Also, the timing of the first OFDM symbol of subcarrier k 5 is such that the first antenna and the second antenna of the master base station transmit data symbols c 2,1 and −c 2,2 * , respectively. Although it is necessary to transmit the same data symbol from the first antenna and the second antenna, the data symbol is transmitted because it is a resource element for transmitting CS-RS or a resource element to be in a null state. I can't. As shown in the figure, in other resource elements, the slave base station can transmit the same data symbols as the master base station.
そこで、本発明では、スレーブ基地局側で、そのスレーブ基地局のCS-RS挿入位置及びヌルの位置のリソースエレメントで送信すべきデータシンボルを、マスター基地局のCS-RSが送信されるリソースエレメントへ移動させて送信するようにしている。
すなわち、スレーブ基地局は、スレーブ基地局の第1アンテナがそのCS-RSであるr0 (S)(k2)を送信し、第2アンテナがヌル状態とされるサブキャリアk2の第1OFDMシンボルのタイミングで送信すべきデータシンボルc1,1及び−c1,2 *を、マスター基地局の第1アンテナがそのCS-RSを送信し、第2アンテナがヌル状態とされるサブキャリアk1の第1OFDMシンボルのタイミングで、第1アンテナ及び第2アンテナから送信する。また、スレーブ基地局の第1アンテナがヌルとされ、第2アンテナがそのCS-RSであるr1 (S)(k5)を送信するサブキャリアk5の第1OFDMシンボルのタイミングで送信すべきデータシンボルc2,1及び−c2,2 *を、マスター基地局の第1アンテナがヌル状態とされ、第2アンテナがそのCS-RSであるr1 (M)(k4)を送信するサブキャリアk4の第1OFDMシンボルのタイミングで第1アンテナ及び第2アンテナから送信する。
Therefore, in the present invention, on the slave base station side, the data element to be transmitted in the resource element at the CS-RS insertion position and null position of the slave base station, the resource element in which the CS-RS of the master base station is transmitted To send to.
That is, the slave base station transmits the first OFDM of subcarrier k 2 in which the first antenna of the slave base station transmits its CS-RS, r 0 (S) (k 2 ), and the second antenna is in the null state. Data carrier c 1,1 and -c 1,2 * to be transmitted at symbol timing, the first antenna of the master base station transmits its CS-RS, and the second antenna is set to the null state. Transmission is performed from the first antenna and the second antenna at the timing of one first OFDM symbol. Also, the first antenna of the slave base station should be null, and the second antenna should be transmitted at the timing of the first OFDM symbol of subcarrier k 5 that transmits r 1 (S) (k 5 ) that is the CS-RS. Data symbols c 2,1 and -c 2,2 * are transmitted, with the first antenna of the master base station being in the null state and the second antenna transmitting its CS-RS, r 1 (M) (k 4 ). Transmission is performed from the first antenna and the second antenna at the timing of the first OFDM symbol of subcarrier k 4 .
このように、本発明では、単一ランクの複数基地局協調MIMO送信を行うときに、スレーブ基地局においてCS-RSが挿入されるリソースエレメント又はヌル状態とされるリソースエレメントと同じリソースエレメントに配置されるデータシンボルは、マスター基地局のCS-RSが挿入されるリソースエレメントに移動させて送信するようにしている。なお、その他のリソースエレメントでは、マスター基地局とスレーブ基地局とで同じデータシンボルが送信される。 As described above, in the present invention, when performing multi-base station cooperative MIMO transmission of a single rank, the slave base station is arranged in the same resource element as the resource element in which CS-RS is inserted or in the null state. The data symbol to be transmitted is moved to the resource element in which the CS-RS of the master base station is inserted and transmitted. In other resource elements, the same data symbol is transmitted between the master base station and the slave base station.
図1の(a)に示すマスター基地局の第1アンテナから送信された信号は、hi0 (M)(k)のチャネル応答値を有する伝搬路を介して移動局MSの受信アンテナに到達し、(b)に示すマスター基地局の第2アンテナから送信された信号はhi1 (M)(k)の伝搬路を通って移動局MSの受信アンテナに到達し、(c)に示すスレーブ基地局の第1アンテナから送信された信号はhi0 (S)(k)のチャネル応答値を有する伝搬路を介して移動局MSの受信アンテナに到達し、(d)に示すスレーブ基地局の第2アンテナから送信された信号はhi1 (S)(k)のチャネル応答値を有する伝搬路を介して移動局MSの受信アンテナに到達する。 The signal transmitted from the first antenna of the master base station shown in FIG. 1A reaches the receiving antenna of the mobile station MS via a propagation path having a channel response value of h i0 (M) (k). The signal transmitted from the second antenna of the master base station shown in (b) reaches the receiving antenna of the mobile station MS through the propagation path of h i1 (M) (k), and the slave base shown in (c). The signal transmitted from the first antenna of the station reaches the receiving antenna of the mobile station MS via a propagation path having a channel response value of h i0 (S) (k), and the signal of the slave base station shown in (d) The signal transmitted from the two antennas reaches the receiving antenna of the mobile station MS via a propagation path having a channel response value of h i1 (S) (k).
移動局MSでは、協調送信を行うマスター基地局の第1及び第2アンテナ、並びに、スレーブ基地局の第1及び第2アンテナから送信された信号を受信し、チャネル推定値と既知の隣接セルのCS-RSの送信パターン情報を用いて、スレーブ基地局から送信されるCS-RSによる干渉成分のレプリカを生成し、受信信号から除去する。そして、干渉信号が除去された受信信号を用いて、MMSE等のアルゴリズムを適用して信号を復調し、軟判定出力を得て送信信号を復号する。 In the mobile station MS, signals transmitted from the first and second antennas of the master base station that perform coordinated transmission and the first and second antennas of the slave base station are received. Using CS-RS transmission pattern information, a CS-RS interference component replica transmitted from the slave base station is generated and removed from the received signal. Then, using the received signal from which the interference signal is removed, an algorithm such as MMSE is applied to demodulate the signal, and a soft decision output is obtained to decode the transmission signal.
図1において破線で囲んだ四角内、すなわち、サブキャリアk1〜k6の第1OFDMシンボルのタイミングにおける受信信号の復調について説明する。
移動局MSにおける受信アンテナ数をNr本とする。マスター基地局の第1及び第2アンテナとスレーブ基地局の第1及び第2アンテナから前記図1の(a)〜(d)破線で囲んだ四角内の信号が送信されたときの移動局における受信信号は、つぎのように表される。
第1番目のサブキャリアk1の第1OFDMシンボルのタイミングにおける受信信号ベクトルは、次の数1により表される。
The number of receive antennas at the mobile station MS and N r present. In the mobile station when signals within the squares enclosed by broken lines in FIG. 1 are transmitted from the first and second antennas of the master base station and the first and second antennas of the slave base station. The received signal is expressed as follows.
The received signal vector at the timing of the first OFDM symbol of the first subcarrier k 1 is expressed by the following equation (1).
第2番目のサブキャリアk2における受信信号ベクトルは、次の数2により表される。
第3番目のサブキャリアk3における受信信号ベクトルは、次の数3により表される。
第4番目のサブキャリアk4における受信信号ベクトルは、次の数4により表される。
第5番目のサブキャリアk5における受信信号ベクトルは、次の数5により表される。
第6番目のサブキャリアk6における受信信号ベクトルは、次の数6により表される。
サブキャリアk1〜k3に関する前記数1〜数3をまとめると、次の数7が得られる。
ここで、マスター基地局の第1アンテナから送信されるCS-RSであるr0 (M)(k1)及びスレーブ基地局の第1アンテナから送信されるCS-RSであるr0 (S)(k2)は、いずれも既知である。すなわち、移動局はセルサーチ時にセルIDの情報を取得しており、そのセルIDに基づいて各セルの基地局から送信されるセル固有参照信号のパターンを知ることができ、該CS-RSに基づいて推定したチャネル応答値を推定し、該推定したチャネル応答値と既知のCS-RSの送信パターンを用いて、隣接セルのCS-RSによる干渉成分のレプリカを作成し、受信信号から除去することができる。
したがって、前記数7は次の数8となる。
Therefore, the equation 7 becomes the following equation 8.
数8における左辺のx0(k1)−h0,0 (M)(k1)r0 (M)(k1)は、受信信号x0(k1)から、チャネル応答の推定値h0,0 (M)(k1)とCS-RSであるr0 (M)(k1)の積、すなわち干渉成分のレプリカh0,0 (M)(k1)r0 (M)(k1)を除去した受信信号を表している。サブキャリアk1に関する他の受信信号及びサブキャリアk2に関する受信信号からも、同様に干渉成分が除去されている。 X 0 (k 1 ) −h 0,0 (M) (k 1 ) r 0 (M) (k 1 ) on the left-hand side in Equation 8 is obtained from the received signal x 0 (k 1 ) and is estimated channel response h Product of 0,0 (M) (k 1 ) and CS-RS r 0 (M) (k 1 ), that is, interference component replica h 0,0 (M) (k 1 ) r 0 (M) ( It represents a received signal from which k 1 ) has been removed. Interference components are similarly removed from other received signals related to subcarrier k 1 and received signals related to subcarrier k 2 .
同様に、サブキャリアk4〜k6に関する前記数4ないし数6は次の数11のようにまとめることができる。
そして、前述と同様にCS-RSによる干渉成分を除去することができ、数11は数12となる。
上述した例は、マスター基地局が属するセルのセルIDの6を法とする剰余が0、スレーブ基地局が属するセルのセルIDの6を法とする剰余1で、マスター基地局からCS-RSが送信されるサブキャリアとスレーブ基地局からCS-RSが送信されるサブキャリアのずれ量が1の場合であった。
次に、マスター基地局のセルのセルIDの6を法とする剰余が0、スレーブ基地局のセルのセルIDの6を法とする剰余が2で、マスター基地局からCS-RSが送信されるサブキャリアとスレーブ基地局からCS-RSが送信されるサブキャリアの周波数差が2サブキャリア周波数である例について図2を参照して説明する。
図2の(a)はマスター基地局の第1アンテナから送信される信号、(b)はマスター基地局の第2アンテナから送信される信号、(c)はスレーブ基地局の第1アンテナから送信される信号、(d)はスレーブ基地局の第2アンテナから送信される信号を示している。
図2の(a)と(b)のマスター基地局の第1及び第2アンテナから送信される信号は、前記図1の(a)及び(b)と同じである。
In the example described above, the remainder modulo 6 of the cell ID of the cell to which the master base station belongs is 0, and the
Next, a CS-RS is transmitted from the master base station with a remainder modulo 6 of the cell ID of the cell of the master base station and 2 modulo 6 of the cell ID of the cell of the slave base station. An example in which the frequency difference between the subcarrier to which the CS-RS is transmitted from the slave base station and the subcarrier to which the CS-RS is transmitted is two subcarrier frequencies will be described with reference to FIG.
2A is a signal transmitted from the first antenna of the master base station, FIG. 2B is a signal transmitted from the second antenna of the master base station, and FIG. 2C is transmitted from the first antenna of the slave base station. (D) shows a signal transmitted from the second antenna of the slave base station.
Signals transmitted from the first and second antennas of the master base station shown in FIGS. 2A and 2B are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B.
スレーブ基地局はセルIDの6を法とする剰余が2であるため、スレーブ基地局の第1アンテナ及び第2アンテナからは、前記図7Cの(a)及び(b)に示したマッピングにしたがって信号が送信される。
すなわち、スレーブ基地局の第1アンテナは、図2の(c)に示すように、第3サブキャリアk3の第1OFDMシンボルのタイミングでそのCS-RS(r0 (S)(k3))を送信し、第6サブキャリアk6の第1OFDMシンボルのタイミングでヌル状態とされる。また、スレーブ基地局の第2アンテナは、図2の(d)に示すように、第3サブキャリアk3の第1OFDMシンボルのタイミングでヌル状態とされ、第6サブキャリアk6の第1OFDMシンボルのタイミングでそのCS-RS(r1 (S)(k6))を送信する。
Since the slave base station has a remainder modulo 6 of the cell ID, from the first antenna and the second antenna of the slave base station, according to the mapping shown in FIG. 7C (a) and (b). A signal is transmitted.
That is, as shown in FIG. 2C, the first antenna of the slave base station has its CS-RS (r 0 (S) (k 3 )) at the timing of the first OFDM symbol of the third subcarrier k 3 . sends, it is null state at the timing of the 1OFDM symbol of the sixth sub-carrier k 6. The second antenna of the slave base station, as shown in FIG. 2 (d), is the null state in the third second 1OFDM symbol subcarrier k 3 timing, the 1OFDM symbol of the sixth sub-carrier k 6 The CS-RS (r 1 (S) (k 6 )) is transmitted at the timing shown in FIG.
前記第3サブキャリアk3の第1OFDMシンボルのタイミングは、図2の(a)及び(b)に示すように、マスター基地局の第1アンテナからデータシンボルc1,2が送信されるとともにマスター基地局の第2アンテナからデータシンボルc1,1 *が送信されるタイミングであり、マスター基地局と協調MIMO送信するスレーブ基地局の第1アンテナ及び第2アンテナからも同じデータシンボルc1,2及びc1,1 *を送信する必要があるが、スレーブ基地局の第1アンテナはそのCS-RSを送信し、第2アンテナはヌル状態とされなければならないため、データシンボルc1,2及びc1,1 *を送信することができない。そこで、本発明では、マスター基地局の第1アンテナがそのCS-RSを送信し、第2アンテナがヌル状態とされる第1サブキャリアk1の第1OFDMシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第1アンテナからデータシンボルc1,2を送信し、第2アンテナからデータシンボルc1,1 *を送信するようにしている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the timing of the first OFDM symbol of the third subcarrier k 3 is determined by transmitting data symbols c 1,2 from the first antenna of the master base station. The data symbol c 1,1 * is transmitted from the second antenna of the base station, and the same data symbol c 1,2 is transmitted from the first antenna and the second antenna of the slave base station that perform cooperative MIMO transmission with the master base station. And c 1,1 * , but the first antenna of the slave base station transmits its CS-RS and the second antenna must be in the null state, so the data symbols c 1,2 and c 1,1 * cannot be sent. Therefore, in the present invention, the first base station of the master base station transmits its CS-RS and the second antenna is set to the first OFDM symbol of the first subcarrier k 1 in which the second antenna is in the null state. Data symbol c 1,2 is transmitted from one antenna, and data symbol c 1,1 * is transmitted from the second antenna.
同様に、第6サブキャリアk6の第1OFDMシンボルのタイミングは、図2の(a)及び(b)に示すように、マスター基地局の第1アンテナからデータシンボルc2,2が送信され、第2アンテナからデータシンボルc2,1 *が送信されるタイミングであり、スレーブ基地局の第1アンテナ及び第2アンテナからもそれぞれ同じデータシンボルc2,2及びc2,1 *を送信する必要があるが、スレーブ基地局の第1アンテナはヌル状態とされ、第2アンテナはそのCS-RS(r1 (S)(k6))を送信しなければならないため、データシンボルc2,2及びc2,1 *を送信することができない。そこで、本発明では、マスター基地局の第1アンテナがヌル状態とされ、第2アンテナがそのCS-RS(r1 (M)(k4))を送信する第4サブキャリアk4の第1OFDMシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第1アンテナからデータシンボルc2,2を送信し、第2アンテナからデータシンボルc2,1 *を送信するようにしている。 Similarly, the timing of the first OFDM symbol of the sixth subcarrier k 6 is such that data symbols c 2,2 are transmitted from the first antenna of the master base station, as shown in (a) and (b) of FIG. This is the timing at which the data symbol c 2,1 * is transmitted from the second antenna, and it is necessary to transmit the same data symbol c 2,2 and c 2,1 * from the first antenna and the second antenna of the slave base station, respectively. However, since the first antenna of the slave base station is set to the null state and the second antenna must transmit its CS-RS (r 1 (S) (k 6 )), the data symbol c 2,2 And c 2,1 * cannot be transmitted. Therefore, in the present invention, the first OFDM of the fourth subcarrier k 4 in which the first antenna of the master base station is set to the null state and the second antenna transmits the CS-RS (r 1 (M) (k 4 )). At the symbol timing, the data symbol c 2,2 is transmitted from the first antenna of the slave base station, and the data symbol c 2,1 * is transmitted from the second antenna.
このように、マスター基地局が属するセルのセルIDの6を法とする剰余と、スレーブ基地局が属するセルのセルIDの6を法とする剰余の差が2の場合も、前記図1に示した場合と同様に、LTE Rel.8によりスレーブ基地局の各アンテナがそのCS-RSの送信又はヌル状態とされることが規定されているリソースエレメントに当たるために送信できないデータシンボルをマスター基地局のアンテナからそのCS-RSを送信するリソースエレメントに送信するようにしている。
マスター基地局の属するセルのセルIDの6を法とする剰余と、スレーブ基地局が属するセルのセルIDの6を法とする剰余の差が1及び2以外の場合についても、同様に、スレーブ基地局のアンテナがCS-RSの送信又はヌル状態とされるリソースエレメントに協調MIMOのために送信すべきデータシンボルをマスター基地局のアンテナがCS-RSの送信又はヌル状態とされるリソースエレメントに送信する。
Thus, the difference between the remainder modulo 6 of the cell ID of the cell to which the master base station belongs and the remainder modulo 6 of the cell ID of the cell to which the slave base station belongs is also shown in FIG. As in the case shown, data symbols that cannot be transmitted because each antenna of the slave base station hits a resource element specified by LTE Rel. The antenna is transmitted to the resource element that transmits the CS-RS.
Similarly, when the difference between the remainder modulo 6 of the cell ID of the cell to which the master base station belongs and the remainder modulo 6 of the cell ID of the cell to which the slave base station belongs is other than 1 and 2, Data symbols to be transmitted for coordinated MIMO to resource elements whose base station antenna is CS-RS transmitted or null state Resource elements whose master base station antenna is CS-RS transmitted or null state Send.
そして、図1の場合と同様に、マスター基地局の第1及び第2アンテナから送信された信号は、それぞれの伝搬路を介して移動局の受信アンテナに到達し、スレーブ基地局の第1及び第2アンテナから送信された信号もそれぞれの伝搬路を介して移動局の受信アンテナに到達する。 As in FIG. 1, the signals transmitted from the first and second antennas of the master base station reach the receiving antenna of the mobile station via the respective propagation paths, and the first and second antennas of the slave base station. The signal transmitted from the second antenna also reaches the receiving antenna of the mobile station via each propagation path.
図2において破線で囲んだ四角内、すなわち、サブキャリアk1〜k6の第1OFDMシンボルのタイミングにおける受信信号の復調について説明する。
第1サブキャリアk1の第1OFDMシンボルのタイミングにおける受信信号ベクトルは次の数15により表わされる。
The received signal vector at the timing of the first OFDM symbol of the first subcarrier k 1 is expressed by the following equation (15).
第2サブキャリアk2における受信信号ベクトルは次の数16により表わされる。
第3サブキャリアk3における受信信号ベクトルは次の数17により表わされる。
第4サブキャリアk4における受信信号ベクトルは次の数18により表わされる。
第5サブキャリアk5における受信信号ベクトルは次の数19により表わされる。
第6サブキャリアk6における受信信号ベクトルは次の数20により表わされる。
第1サブキャリアk1〜第3サブキャリアk3の受信信号ベクトルを示す数15〜数17をまとめると、次の数21となる。
前述の場合と同様に、マスター基地局の第1アンテナから送信されるCS-RSであるr0 (M)(k1)及びスレーブ基地局の第1アンテナから送信されるCS-RSであるr0 (S)(k3)は、いずれも既知であり、推定したチャネル応答値と該既知のCS-RSの送信パターンに基づいて隣接セルのCS-RSによる干渉成分のレプリカを作成し受信信号から除去することにより、前記数21は次の数22となる。
第4サブキャリアk4〜第6サブキャリアk6の受信信号ベクトルを示す数18〜数20をまとめると、次の数25となる。
この式についても、マスター基地局及びスレーブ基地局から送信されるCS-RSは既知であることから前述と同様にCS-RSによる干渉成分を除去することができ、数25は数26となる。
次に、本発明の移動通信システムにおける基地局側装置の構成及び移動局の構成について説明する。なお、ここでは、2つの基地局が存在する場合について示しているが、3以上の基地局が存在する場合も同様に構成することができる。
図3は、本発明の移動通信システムにおける基地局側の構成の一例を示すブロック図である。なお、本発明の移動通信システムは、基本的に、1つの基地局に複数の移動局が通信できるシステムを想定しているが、図3には、1つの移動局との通信に必要な要素のみを示している。また、本発明は下りリンク伝送(基地局→移動局)に関する発明であるため、上りリンク伝送(移動局→基地局)に関連するブロックは省略している。
Next, the configuration of the base station side device and the configuration of the mobile station in the mobile communication system of the present invention will be described. In addition, although the case where there are two base stations is shown here, the same configuration can be made when there are three or more base stations.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration on the base station side in the mobile communication system of the present invention. Note that the mobile communication system of the present invention basically assumes a system in which a plurality of mobile stations can communicate with one base station, but FIG. 3 shows elements necessary for communication with one mobile station. Only shows. Since the present invention relates to downlink transmission (base station → mobile station), blocks related to uplink transmission (mobile station → base station) are omitted.
図3において、10は第1の基地局、30は第2の基地局、50は基地局制御装置である。第1の基地局10及び第2の基地局30は一方がマスター基地局となり他方がスレーブ基地局となる。第1の基地局10及び第2の基地局30は、ネットワークを介して相互に接続されているとともに、基地局制御装置50に接続されている。第1の基地局10と第2の基地局30は同一の構成とされている。ここでは、各基地局10、30は、それぞれ、複数Nt本の送受信アンテナを備えているものとするが、各基地局に設けられる送受信アンテナの数は、同数である必要はなく、任意の数とすることができる。また、図中、第1の基地局10及び第2の基地局30において、破線で示されたブロックは、複数ランク送信の場合に使用されるブロックである。
In FIG. 3, 10 is a first base station, 30 is a second base station, and 50 is a base station controller. One of the
第1の基地局10において、送信されるユーザデータはバッファ11を介してランクアダプテーション部12に入力される。ランクアダプテーション部12は、バッファ11からのユーザデータを、スケジューラ17により指示されるランク数に対応する数のサブストリームに分割し、サブストリーム対応に設けられたチャネルエンコーダ13に入力し、誤り訂正符号化を行う。チャネルエンコーダ13で誤り訂正符号化されたデータはインターリーバ14においてインターリーブされた後、I/Qマッピング部15で複素シンボルに変換され、プリコーダ16でプリコーディング行列を乗積されて、送信アンテナ対応に設けられたマルチプレクサ18−1〜18−Ntに入力される。マルチプレクサ18−1〜18−Ntにおいて、それぞれセル固有参照信号(CS-RS)号及び制御信号が多重され、直並列変換器(S/P)19−1〜19−Ntで並列信号に変換された後、逆高速フーリエ変換(IFFT)部20−1〜20−Ntで逆フーリエ変換され、並直列変換器(P/S)21−1〜21−Ntで直列信号に変換される。各並直列変換器21−1〜21−Ntの出力信号は、CP(Cyclic Prefix)付加部22−1〜22−Ntでガードインターバルに相当するサイクリックプレフィックスが付加された後、図示しない混合器で搬送周波数に周波数変換され、図示しない電力増幅器で電力増幅されてアンテナ23−1〜23−Ntから送信される。
In the
MIMO/OFDMベースのシステムの多くは、ランクアダプテーションが適用される。例えば、LTEで標準化されている2×2 open-loop MIMOでは、単一ランク送信と2ランク送信の2つのモードにそれぞれ対応する、SFBC(space-frequency block coding)を用いる送信ダイバーシティとSDM(space division multiplexing)という2つのモードを適応的に切替える。
前記ランクアダプテーション部12は、前記スケジューラ17により単一ランク送信が指示されたときは、ユーザデータに対してSFBC符号化を行い、2ランク送信が指示されたときはユーザデータを2サブストリームに分割して空間多重を行うため、誤り訂正符号化を行うためチャネルエンコーダ13と破線で示したチャネルエンコーダに入力する。
Most of the MIMO / OFDM based systems apply rank adaptation. For example, in 2 × 2 open-loop MIMO standardized by LTE, transmission diversity using SBC (space-frequency block coding) corresponding to two modes of single rank transmission and two rank transmission, and SDM (space Two modes called division multiplexing are adaptively switched.
The
第2の基地局30も、バッファ31、ランクアダプテーション部32、チャネルエンコーダ33、インターリーバ34、I/Qマッピング部35、プリコーダ36、スケジューラ37、マルチプレクサ38−1〜38−Nt、直並列変換器(S/P)39−1〜39−Nt、逆高速フーリエ変換(IFFT)部40−1〜40−Nt、並直列変換器(P/S)41−1〜41−Nt、CP付加部42−1〜42−Nt、及び、アンテナ42−1〜42−Ntを備えており、前記第1の基地局10と同様に構成されている。
The
基地局制御装置50は、複数の基地局間の同期と協調スケジューリングを制御するものである。この基地局制御装置50は、前記複数の基地局が接続されたネットワーク上に配置されていてもよいし、あるいは、いずれかの基地局の内部に配置されていてもよい。
LTEでは各移動局は、在圏する基地局に対して測定報告(Measurement Report)を送信することができる。そこで、例えば、移動局が自セルのセルIDとRSPP(Reference Signal Received Power:無線品質)及び隣接セルのセルIDとRSPPを含む測定報告を自セル基地局に送信するようにさせ、各基地局が受信した測定報告を基地局制御装置50に送信する。これにより、基地局制御装置50は、セル端移動局の存在とそのセル端移動局の所属する自セル基地局と周辺セル基地局の情報及び受信品質の情報を取得することができる。基地局制御装置50は、このようにして得た情報に基づいて、複数基地局協調MIMO伝送を行うか否か、及び、図5の(a)に示した単一ランク送信で行うか同図(b)に示した2ランク送信で行うかを決定し、自セル基地局(マスター基地局)と該マスター基地局と協調してMIMO伝送を行う周辺セル基地局(スレーブ基地局)のスケジューラ17及び37を制御する。例えば、受信SINRが低いときには、図5の(a)に示した単一ランクの複数基地局協調MIMO伝送を行うために、マスター基地局10とスレーブ基地局30が同じサブストリームStream#0を送信するように制御するとともに、スケジューラ17及び37に対してSFBCプリコーディングを指示する。また、受信SINRが高いときには、図5の(b)に示した2ランクの複数基地局協調MIMO伝送を行うために、マスター基地局10がサブストリームStream#0を送信し、スレーブ基地局30がサブストリームStream#1を送信するように制御する。
The base
In LTE, each mobile station can transmit a measurement report to a base station in the area. Therefore, for example, the mobile station transmits a measurement report including the cell ID and RSPP (Reference Signal Received Power: radio quality) of the own cell and the cell ID and RSPP of the neighboring cell to the own cell base station. Transmits the received measurement report to the
単一ランクの複数基地局協調MIMO伝送を行う場合、スレーブ基地局30のスケジューラ37は、前記図1の(c)、(d)又は前記図2の(c)、(d)に記載された処理を実行する。すなわち、マスター基地局10と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、スレーブ基地局30においてCS-RSが挿入されるリソースエレメントに配置されるデータシンボルをマスター基地局のCS-RSが挿入されるリソースエレメントに移動させる処理を行う。
When performing single rank multiple base station cooperative MIMO transmission, the
図4は、本発明の移動通信システムにおける移動局60の構成の一例を示すブロック図である。本発明は下りリンク伝送(基地局→移動局)に関する発明であるため、上りリンク伝送(移動局→基地局)に関連するブロックの記載は省略している。
図示するように、移動局60は、複数Nr本の受信アンテナ61−1〜61−Nrを有している。各受信アンテナ61−1〜61−Nrで受信された信号は、それぞれに対応して設けられた信号受信部62−1〜62−Nrに入力される。各信号受信部62−1〜62−Nrは同一の構成とされている。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the
As shown in the figure, the
各信号受信部62−1〜62−Nrにおいて、対応する受信アンテナ61−1〜61−Nrで受信された信号は、低雑音増幅器LNA81−1〜81−Nrで増幅された後、ダウンコンバータD/C82−1〜82−Nrで搬送波周波数の信号と乗算されてベースバンドにダウンコンバートされ、A/D変換器83−1〜83−Nrに入力される。A/D変換器83−1〜83−Nrでデジタルデータに変換された受信信号は、図示しないサイクリックプレフィックス(CP)除去部でCPを除去された後、直並列変換器(S/P)84−1〜84−Nrに入力されるとともに、FFTタイミング検出部63に入力される。
直並列変換器84−1〜84−Nrは、それぞれ対応する受信アンテナからのCPが除去された受信信号を並列信号に変換し、それぞれ対応して設けられた高速フーリエ変換(FFT)部85−1〜85−Nrに出力する。
In each signal receiving unit 62-1 to 62-N r, the signal received by the corresponding receiving antennas 61-1 to 61-N r is amplified by the low noise amplifier LNA81-1~81-N r, The down converters D / Cs 82-1 to 82 -N r multiply the carrier frequency signals to downconvert them to baseband, and input the signals to A / D converters 83-1 to 83 -N r . The received signal converted into digital data by the A / D converters 83-1 to 83 -N r is subjected to CP removal by a cyclic prefix (CP) removal unit (not shown), and then a serial-parallel converter (S / P ) 84-1 to 84-N r and the FFT timing detector 63.
Deserializer 84-1~84-N r is the received signal from which CP is removed from the receiving antenna corresponding converted into parallel signals, a fast Fourier transform provided corresponding (FFT)
FFTタイミング検出部63は、受信信号に含まれるプライマリ同期シグナル(PSS)とセカンダリ同期シグナル(SSS)に基づきOFDMシンボルの受信タイミングを検出する。前記FFT部85−1〜85−Nrは、このFFTタイミング検出部63で検出された受信タイミングに基づいてそれぞれの入力信号をサブキャリアごとの信号に変換する。
各FFT部85−1〜85−Nrの出力信号は、それぞれに対応して設けられたCS-RS干渉除去部86−1〜86−Nrに入力されるとともにマスター基地局及びスレーブ基地局との間のチャネル推定を行うチャネル推定部64に入力される。
The FFT timing detector 63 detects the OFDM symbol reception timing based on the primary synchronization signal (PSS) and the secondary synchronization signal (SSS) included in the reception signal. The FFT units 85-1 to 85 -N r convert each input signal into a signal for each subcarrier based on the reception timing detected by the FFT timing detection unit 63.
The output signals of the FFT unit 85-1~85-N r is the master base station and slave base station is input to the CS-RS interference canceller 86-1~86-N r provided corresponding to each Are input to a
前記FFTタイミング検出部63によるタイミング検出時にマスター基地局とスレーブ基地局のセルIDの情報が取得されており、移動局にはマスター基地局とスレーブ基地局の各アンテナから送信されるCS-RSのパターンが既知となっている。チャネル推定部64は、前記FFT部85−1〜85−Nrから出力される受信アンテナごとサブキャリアごとの受信信号から、その中に含まれてマスター基地局及びスレーブ基地局のCS-RSを検出し、マスター基地局及びスレーブ基地局の各アンテナと自移動局の各受信アンテナ間の伝搬路の状態を示すチャネル情報の推定値を取得する。
The cell ID information of the master base station and the slave base station is acquired at the time of timing detection by the FFT timing detection unit 63, and the mobile station receives the CS-RS transmitted from each antenna of the master base station and the slave base station. The pattern is known.
CS-RSレプリカ生成部65は、チャネル推定部64から出力されるチャネル推定値とマスター基地局及びスレーブ基地局の各アンテナから送信されるCS-RSのパターンに基づいてマスター基地局及びスレーブ基地局の各アンテナからのCS-RSの受信信号のレプリカを生成し、対応する前記CS-RS干渉除去部86−1〜86−Nrに供給する。
CS-RS干渉除去部86−1〜86−Nrは、それぞれの受信信号から前記CS-RSレプリカ生成部65により生成された対応するCS-RSの受信信号のレプリカを減算する。これにより、データシンボルと同じリソースエレメントにマスター基地局及びスレーブ基地局の各アンテナから送信されてデータシンボルに対する干渉となっていたCS-RSの信号が除去される。この処理は、前記数8、数12、数22及び数26における左辺の行列の成分における引き算に対応する。
The CS-RS
The CS-RS interference cancellers 86-1 to 86 -N r subtract the corresponding CS-RS received signal replica generated by the CS-
CS-RS干渉除去部86−1〜86−Nrからの出力信号は、信号検出及びLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)生成部68に入力されるとともに、マスター基地局のチャネル推定部66に入力される。
マスター基地局のチャネル推定部66は、マスター基地局の各送信アンテナと移動局の各受信アンテナの間のチャネル推定値を算出する。下りリンクレイヤ1(L1)/レイヤ2L2)制御情報デコード部67は、チャネル推定部66からのチャネル推定値を用いて、PDCCHを復調し、信号検出及びLLR生成部68に供給する。
信号検出及びLLR生成部68は、下りリンクL1/L2制御情報デコード部67で復調されたPDCCHに基づいて、自局に対応するサブキャリアのPDSCHの信号の復調をMMSE法に基づいて行う。
The output signal from the CS-RS interference canceller 86-1~86-N r, the signal detection and LLR (Log Likelihood Ratio: log likelihood ratio) is input to the generating
The
Based on the PDCCH demodulated by the downlink L1 / L2 control information decoding unit 67, the signal detection and
信号検出及びLLR生成部68で復調された信号は並直列変換器(P/S)69でシリアル信号に変換された後、チャネル復号器70で誤り訂正復号処理されて出力される。
なお、ランク数が2以上の場合には、図中破線で示すように、前記信号検出及びLLR生成部68からランク数に対応する系列の信号が出力され、それぞれの系列に対応する並直列変換器(P/S)69でシリアル信号に変換された後、それぞれの系列に対応するチャネル復号器70で誤り訂正復号処理されて、各系列のチャネル復号器70からの出力が並直列変換器(P/S)71でシリアル信号に変換されて出力される。
The signal demodulated by the signal detection and
When the number of ranks is 2 or more, as shown by a broken line in the figure, a signal of a sequence corresponding to the number of ranks is output from the signal detection and
1:マスター基地局、2:スレーブ基地局、3:移動局、10,30:基地局、11,31:バッファ、12,32:ランクアダプテーション部、13,33:チャネルエンコーダ、14,34:インターリーバ、15,35:I/Qマッピッング部、16,36:プリコーダ、17,37:スケジューラ、18−1〜18−Nt,38−1〜38−Nt:マルチプレクサ、19−1〜19−Nt,39−1〜39−Nt:直並列変換器、20−1〜20−Nt,40−1〜40−Nt:逆高速フーリエ変換部、21−1〜21−Nt,41−1〜41−Nt:並直列変換器、22−1〜22−Nt,42−1〜42−Nt:CP付加部、23−1〜23−Nt,43−1〜43−Nt:アンテナ、50:基地局制御装置、60:移動局、60:移動局、61−1〜61−Nr:アンテナ、62−1〜62−Nr:信号受信部、63:FFTタイミング検出部、64:チャネル推定部、65:CS-RSレプリカ生成部、66:チャネル推定部、67:下りリンクレイヤ1/レイヤ2制御情報デコード部、68:信号検出及びLLR生成部、69:並直列変換器、70:チャネル復号器、71:並直列変換器、81−1〜81−Nr:低雑音増幅器、82−1〜82−Nr:ダウンコンバータ、83−1〜83−Nr:A/D変換器、84−1〜84−Nr:直並列変換器、85−1〜85−Nr:高速フーリエ変換部、86−1〜86−Nr:CS-RS干渉除去部 1: Master base station, 2: Slave base station, 3: Mobile station, 10, 30: Base station, 11, 31: Buffer, 12, 32: Rank adaptation unit, 13, 33: Channel encoder, 14, 34: Inter Lever, 15,35: I / Q Mappinngu part, 16 and 36: pre-coder, 17, 37: scheduler, 18-1~18-N t, 38-1~38- N t: multiplexer, 19-1~19- N t , 39-1 to 39-N t : serial-parallel converter, 20-1 to 20-N t , 40-1 to 40-N t : inverse fast Fourier transform unit, 21-1 to 21-N t , 41-1 to 41-N t: parallel to serial converter, 22-1~22-N t, 42-1~42- N t: CP adding section, 23-1~23-N t, 43-1~43 -N t: antenna, 50: base station controller, 60: mobile station, 6 : Mobile station, 61-1 to 61-N r: antenna, 62-1 to 62-N r: signal receiving section, 63: FFT timing detector, 64: channel estimation unit, 65: CS-RS replica generating unit, 66: channel estimation unit, 67: downlink layer 1 / layer 2 control information decoding unit, 68: signal detection and LLR generation unit, 69: parallel-serial converter, 70: channel decoder, 71: parallel-serial converter, 81 −1 to 81-N r : low noise amplifier, 82-1 to 82-N r : down converter, 83-1 to 83-N r : A / D converter, 84-1 to 84-N r : serial parallel converter, 85-1~85-N r: fast Fourier transform section, 86-1~86-N r: CS- RS interference removal unit
Claims (2)
下りリンクの伝送において複数の基地局で共通の周波数帯域を使用する際、互いに干渉となる全ての基地局の送信タイミングが、移動局における各基地局からの信号のマルチパスを含めた受信タイミングのずれがOFDMのガードインターバル内に収まるように制御されており、
セル固有参照信号が時間軸及び周波数軸上に分散して配置され、セル固有参照信号が配置されるサブキャリアの位置がセルIDに応じて決定されるようになされており、
マスター基地局と協調してMIMO伝送を行うスレーブ基地局は、前記マスター基地局と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、スレーブ基地局においてセル固有参照信号が挿入されるリソースエレメントと同じリソースエレメントに配置されるデータシンボルを、前記マスター基地局のセル固有参照信号が送信されるリソースエレメントと同じリソースエレメントを用いて送信するようになされており、
移動局は、チャネル推定値と前記マスター基地局及びスレーブ基地局から送信される既知のセル固有参照信号の送信パターンに基づいて前記マスター基地局及びスレーブ基地局から送信されたセル固有参照信号による干渉成分を除去して、前記データシンボルを復号するようになされていることを特徴とする移動通信システム。 A mobile communication system in which a plurality of base stations and mobile stations communicate by OFDM,
When a common frequency band is used by a plurality of base stations in downlink transmission, the transmission timing of all the base stations that interfere with each other is the reception timing including the multipath of the signal from each base station in the mobile station. The deviation is controlled to be within the OFDM guard interval,
Cell-specific reference signals are distributed and arranged on the time axis and the frequency axis, and the position of the subcarrier on which the cell-specific reference signal is arranged is determined according to the cell ID,
The slave base station that performs MIMO transmission in cooperation with the master base station is the same as the resource element into which the cell-specific reference signal is inserted in the slave base station when the data symbols are arranged with the same mapping rule as the master base station. The data symbol arranged in the resource element is transmitted using the same resource element as the resource element to which the cell-specific reference signal of the master base station is transmitted,
The mobile station uses the channel estimation value and the interference caused by the cell-specific reference signal transmitted from the master base station and the slave base station based on the transmission pattern of the known cell-specific reference signal transmitted from the master base station and the slave base station. A mobile communication system, wherein a component is removed and the data symbol is decoded.
自基地局がマスター基地局と協調してMIMO伝送を行う場合に、前記マスター基地局と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、自基地局においてセル固有参照信号が挿入されるリソースエレメントと同じリソースエレメントに配置されるデータシンボルを、前記マスター基地局のセル固有参照信号が送信されるリソースエレメントと同じリソースエレメントを用いて送信する手段を有することを特徴とする基地局装置。 A mobile communication system in which a plurality of base stations and mobile stations communicate by OFDM, and transmission timings of all the base stations that interfere with each other when a plurality of base stations use a common frequency band in downlink transmission However, the reception timing shift including the multipath of the signal from each base station in the mobile station is controlled so as to be within the OFDM guard interval, and the cell-specific reference signal is dispersed on the time axis and the frequency axis. A base station apparatus in a mobile communication system in which a position of a subcarrier in which a cell-specific reference signal is arranged is determined according to a cell ID,
When the own base station performs MIMO transmission in cooperation with the master base station, a resource element into which a cell-specific reference signal is inserted in the own base station when data symbols are arranged with the same mapping rule as the master base station A base station apparatus comprising: means for transmitting data symbols arranged in the same resource element using the same resource element as the resource element to which the cell-specific reference signal of the master base station is transmitted.
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