JP5749491B2 - ダウンリンク状況による適応的チャネル品質インジケータ生成方法及びそのための移動端末 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システムでチャネル品質インジケータを生成する方法に関するもので、具体的に、移動通信システムの周波数選択的チャネルでチャネル品質インジケータ測定のための周波数帯域の数及びチャネル品質インジケータ測定のための周波数帯域の幅をダウンリンクチャネル状態を考慮して適応的に調整することによって、効率的にチャネル品質インジケータを生成する方法及びそのためのユーザ機器に関するものである。

一般的に、効率的な通信のためには、チャネル情報をフィードバックすることが効率的である。例えば、ダウンリンクのチャネル情報はアップロードし、アップリンクのチャネル情報はダウンロードする。このようなチャネル情報をチャネル品質インジケータ、すなわち、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）という。このようなＣＱＩは、多様な方法で生成することができる。例えば、チャネル状態をそのまま量子化してアップロードする方法、ＳＩＮＲを計算してアップロードする方法、及びＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）のようにチャ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。

ＣＱＩは、ＭＣＳレベルによって最も頻繁に生成される。ＣＱＩは、変調方式及び符号化方式の変化によって変わるようになる。したがって、少なくとも一つのＣＱＩは、コードワード単位当たりに少なくとも一つが必要になる。

システムにＭＩＭＯが適用される場合、必要なＣＱＩの数も変化するようになる。すなわち、ＭＩＭＯシステムが多重アンテナを使用して多重チャネルを生成するので、これと同時に複数のコードワードが使用可能である。したがって、これに対応して複数のＣＱＩを使用しなければならない。このように複数のＣＱＩが使用される場合、これに対応して制御情報の量が比例的に増加するようになる。

図１は、ＣＱＩの生成及び伝送のための概念図である。

図１に示すように、ユーザ機器１００は、ダウンリンク品質を測定し、これに基づいて選択されたＣＱＩ値をアップリンク制御チャネルを介して基地局に報告する。ＣＱＩ値は、測定されたダウンリンク品質によって選択される。

基地局２００は、報告されたＣＱＩによってダウンリンクスケジューリング（端末選択、資源割り当てなど）を行う。ここで、ＣＱＩ値は、チャネルのＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）、ＦＥＲ（Ｆｒａｍｅ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）などのような値、及びこれら値を伝送可能データに換算した値などである。また、ＭＩＭＯシステムの場合、前記ＣＱＩ値にＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などのようなチャネル状態を反映する情報も追加される。

移動通信システムでは、チャネルの与えられたチャネル容量を最大限に使用するためにリンク適応を使用する。このようなリンク適応は、与えられたチャネルによってＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｅｔ）及び伝送電力を調節する方法を提供する。このようなリンク適応を基地局で行うためには、チャネル品質情報が基地局にフィードバックされなければならない。

システムが使用する周波数帯域が相関帯域幅を超える場合、システム帯域幅内でチャネルが急激に変化するようになる。特に、直交多重搬送波伝送（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；以下、「ＯＦＤＭ」という。）のような多重搬送波システムでは、与えられた帯域幅内に多数の副搬送波が存在するようになる。前記各副搬送波を介して変調されたシンボルが伝送されるので、最適なチャネル伝送は、各副搬送波ごとのチャネル情報が伝送されることを意味する。したがって、副搬送波が多数である多重搬送波システムでは、チャネル情報が急激に増加するようになる。

したがって、本発明は、チャネル品質インジケータを効率的に生成する方法及び関連技術の制限及び限界による一つ以上の問題を実質的に解決する方法のためのユーザ機器を提供する。

本発明の一様態では、移動通信システムでチャネル品質インジケータ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＣＱＩ）の生成方法を提供する。本方法は、所定数の副搬送波をグルーピングし、前記チャネル品質インジケータを生成するチャネル品質インジケータサブバンドを形成し、前記チャネル品質インジケータサブバンド当たりのチャネル品質インジケータを生成することを含み、前記チャネル品質インジケータサブバンドの幅は、システム帯域幅値に依存的であり、ダウンリンク周波数資源の整数倍になり、前記ダウンリンク周波数資源単位値は、前記システム帯域幅値によって規定される。

本発明の他の様態で、前記整数は、前記システム帯域幅値に依存する２及び４のうち一つである。また、全ての生成されたチャネルインジケータは、基地局に伝送される。また、本方法は、最適なチャネル品質を有する一つのチャネル品質インジケータサブバンドを選択し、前記選択されたチャネル品質インジケータサブバンドに対応するチャネル品質インジケータを基地局に報告することをさらに含む。

本発明の他の様態で、前記整数は、前記システム帯域幅値に依存する１及び２のうち一つである。また、生成されたチャネル品質インジケータは、選択的報告方法によって基地局に伝送される。また、前記選択的報告方法は、高いチャネル品質を有する少なくとも一つのチャネル品質インジケータサブバンドを選択し、前記選択された少なくとも一つのチャネル品質インジケータサブバンドから決定された一つのチャネル品質インジケータを報告することを含む。また、多数の選択されたチャネル品質インジケータは、前記チャネル品質インジケータ副搬送波の幅及び前記システム帯域幅値に依存する。

本発明の更に他の態様で、本方法は、基地局から前記システム帯域幅値及び前記ダウンリンク周波数資源単位値に関する情報を受信することをさらに含む。また、前記チャネル品質インジケータは、プリコーディング行列インジケータを含む。

本発明の他の態様で、チャネル品質インジケータ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＣＱＩ）を生成する移動端末が提供される。移動端末は、チャネル品質インジケータを生成する少なくとも一つのチャネル品質インジケータサブバンドを形成するために多数の副搬送波をグルーピングする設定部と、前記チャネル品質インジケータサブバンドによってチャネル品質を測定することによって、各チャネル品質インジケータサブバンドで前記チャネル品質インジケータを生成する測定部とを含み、各チャネル品質インジケータサブバンドの幅は、システム帯域幅値に依存的であり、ダウンリンク周波数資源単位大きさの整数倍であり、前記周波数資源単位大きさは、前記システム帯域幅値によって規定される。

本発明の上述した説明及び以下の詳細な説明は、例示的で説明的なものであり、本発明の特許請求の範囲に記載された発明を説明するためのものである。

本発明によれば、移動通信システムでチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を生成する方法を提供することができる。

ＣＱＩの生成及び伝送のための概念図である。 周波数領域でＣＱＩサブバンドを選択的に設定し、ＣＱＩを生成する方法を説明するための図である。 本発明の好適な一実施形態によって特定ユーザ機器に割り当てられる周波数帯域を予測し、適応的にＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を決定する方法を説明するための図である。 本発明の好適な一実施形態によって特定ユーザ機器に割り当てられる周波数帯域を予測し、適応的にＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を決定する他の方法を説明するための図である。 本発明の好適な一実施形態によってチャネル品質インジケータ生成のためのサブバンドの幅を設定する方法を説明するための図である。 本発明の好適な一実施形態によるユーザ機器の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の他の好適な一実施形態によるユーザ機器の構成を概略的に示したブロック図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。添付の図面と共に以下で開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施される唯一の実施形態を表すためのものではない。例えば、以下では、理解を助けるために、上述した３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される具体的な例を挙げて説明するが、本発明は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムのみならず、一般的にダウンリンクチャネル品質情報のフィードバックが要求される任意の通信システムにも適用される。

以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者であれば、本発明がこのような具体的な細部事項なしにも実施可能であることを理解することができる。いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図を示す。また、本明細書の全体にわたって、同一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。

上述したように、本発明の一実施形態では、移動通信システムの周波数選択的チャネルでダウンリンクチャネル状態を考慮し、適応的にＣＱＩを生成する方法を提供しようとする。

第一の方法として、チャネル情報伝送の単位を変更する方法がある。例えば、ＯＦＤＭ方式で多数の副搬送波を一つの副搬送波グループに束ねて、各副搬送波ごとに伝送されるチャネル情報を前記該当グループ単位で伝送する方法である。すなわち、２０４８個の副搬送波を使用するＯＦＤＭ方式で１２個の副搬送波を一つに集めて一つの副搬送波グループに形成すれば、合計１７１個の副搬送波グループが形成されるので、実際に伝送されるチャネル情報の量は２０４８個から１７１個に減少するようになる。

以下の本実施形態に対する説明において、ＯＦＤＭ方式のように周波数帯域が各副搬送波に区分される場合、一つ又は多数の副搬送波を一つのグループに束ねて、前記副搬送波グループ単位で分けた後、それぞれＣＱＩを報告する方法の基本単位を「ＣＱＩ副搬送波グループ」又は「ＣＱＩサブバンド」と定義する。

一方、周波数帯域が各副搬送波に区分されない場合、周波数帯域全体を一部の周波数帯域に分けた後、このように分けられた周波数帯域を基準にしてＣＱＩを生成する。前記ＣＱＩ生成のために分けられた周波数帯域も「ＣＱＩサブバンド」と定義する。

第二の方法として、チャネル情報を圧縮し、ＣＱＩを生成する方法がある。例えば、ＯＦＤＭ方式で各副搬送波ごとのチャネル情報を特定圧縮方式を使用して圧縮して伝送する方式である。前記圧縮方式としては、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のような方法を考慮することができる。

第三の方法として、チャネル情報を生成するための該当周波数帯域を選択し、ＣＱＩを生成する方法がある。例えば、ＯＦＤＭ方式で全ての副搬送波ごとにチャネル情報を伝送するのでなく、副搬送波又は副搬送波グループのうち最も良いＭ個を選んで伝送するＢｅｓｔ―Ｍ方式などがある。

このように周波数帯域を選択してＣＱＩを伝送するとき、実際に伝送される部分は、大きく二つの部分、すなわち、ＣＱＩ値部分及びＣＱＩインデックス部分に分けられる。

図２は、周波数領域でＣＱＩサブバンドを選択的に設定し、ＣＱＩを生成する方法を説明するための図である。

図２の上部に示したグラフにおいて、横軸は周波数軸を示し、縦軸は各周波数領域でのＣＱＩ値を示す。また、図２の上部に示したグラフにおいて、横軸は、複数の副搬送波がグルーピングされたサブバンド単位で区分されており、各サブバンド当たりにインデックスが割り当てられていることを示している。

周波数帯域選択的ＣＱＩ技法は、大きく三つの部分、すなわち、ＣＱＩを生成する周波数帯域（すなわち、ＣＱＩサブバンド）を選択する段階と、前記選択された各周波数帯域のＣＱＩ値を操作して生成及び伝送する段階と、前記選択された周波数帯域（すなわち、各ＣＱＩサブバンドのインデックス）を伝送する段階とで構成されている。

図２は、第一の段階でＣＱＩサブバンドを選択する方法の例として、Ｂｅｓｔ―Ｍ方式と閾値に基づく（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ―ｂａｓｅｄ）方式の例を示している。

Ｂｅｓｔ―Ｍ技法は、チャネル状態の良いＭ個のＣＱＩサブバンドを選択する方法であって、図２では、Ｂｅｓｔ―３方式を使用してチャネル状態の良い５、６、９番のインデックスのＣＱＩサブバンドを選択する例を示している。また、ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ―ｂａｓｅｄ方式は、定められた閾値より高いチャネル状態を有するＣＱＩサブバンドを選択する技法であって、図２では、閾値（Ｔ）より高い５、６番のインデックスのＣＱＩサブバンドを選択する例を示している。

一方、図２では、第二の段階で各ＣＱＩ値を生成及び伝送する方法の例として、個別伝送方式と平均伝送方式の例を示している。

個別伝送方式は、上述した第一の段階で選択されたＣＱＩサブバンドの全てのＣＱＩ値を伝送する方法である。したがって、個別伝送方式では、前記選択されたＣＱＩサブバンドの数が多くなれば、伝送しなければならないＣＱＩ値も多くなる。

一方、平均伝送方法は、前記選択されたＣＱＩサブバンドの各ＣＱＩ値の平均を伝送する方法である。したがって、平均伝送方法は、前記選択されたＣＱＩサブバンドの数とは関係なしに、伝送するＣＱＩ値が一つになるという長所を有する一方、多数のＣＱＩサブバンドの平均を伝送することによって正確度が低下するという短所を有する。ここで、平均を算定する方法は、単純算術平均方式又はチャネル容量を考慮した平均方式である。

図２では、前記第二の段階でのＣＱＩ生成及び伝送方法を、第一の段階でＢｅｓｔ―３方式によって選択されたＣＱＩサブバンド５、６、９を例に挙げて示している。すなわち、第二の段階で個別伝送方法による場合、サブバンド５、６、９の各ＣＱＩ値である７、６、５がそれぞれ個別的に生成／伝送され、平均伝送方法による場合、サブバンド５、６、９の各ＣＱＩ値が算術平均された６が生成／伝送される例を示している。

図２では、第三の段階でＣＱＩサブバンドのインデックスを伝送する方法の例として、ビットマップインデックス方式と一般的な組み合わせインデックス方式を例に挙げて示している。

ビットマップインデックス方式は、全てのＣＱＩサブバンドごとにビットを一つずつ割り当て、該当ＣＱＩサブバンドが使用されるときに１を、該当ＣＱＩサブバンドが使用されないときに０を割り当てる方式であって、どのＣＱＩサブバンドが使用されるかを示す方式を意味する。このようなビットマップインデックス方式は、ＣＱＩサブバンドの総数に相当するビット数が必要であるという短所を有する一方、使用されるＣＱＩサブバンドの数とは関係なしに、常に一定の数のビット数を通して表すことができるという長所を有する。

一方、組み合わせインデックス方式は、何個のＣＱＩサブバンドが使用されるかを決定し、ＣＱＩサブバンドの総数のうち使用されるＣＱＩサブバンドの数に相当する組み合わせを各インデックスにマッピングして示す方式である。より詳細に説明すれば、合計Ｎ個のＣＱＩサブバンドが存在し、前記Ｎ個のうちＭ個のＣＱＩサブバンドインデックスがＣＱＩ生成に使用される場合、可能な組み合わせの総数は下記に示す通りである。

前記数１の場合の数を表すためのビット数は、下記の数２を通して決定することができる。

図２の例において、合計１１個のＣＱＩサブバンドのうち３個のＣＱＩサブバンドを選択する方法であるので、可能な場合の数は₁₁Ｃ₃＝１６５個で、前記１６５個を表すためのビット数は８ビットである（２⁷≦₁₁Ｃ₃≦２⁸）。

一方、以下では、上述したように、所定数の副搬送波をグルーピングしてサブバンドを形成し、周波数帯域全体のうち所定数のサブバンドを選択し、これらを用いてＣＱＩを生成して伝送する方法に基づいて、基地局がＵＥに割り当てる周波数帯域に対する情報を予測又は獲得し、これを用いて効果的にＣＱＩを生成して伝送する方法及びそのためのＵＥの構成について説明する。

すなわち、本発明の好適な一実施形態は、周波数選択的チャネルで各周波数領域別にチャネル状態情報を伝送しようとするとき、ダウンリンクの周波数帯域全体の大きさ、ダウンリンクで各ユーザに割り当てられた周波数帯域の大きさなどのダウンリンクの状態を考慮し、適応的にＣＱＩを生成する効果的なＣＱＩ生成方法及びこれを行うためのＵＥを提案する。

以下、本発明の好適な実施形態に対する説明において、「ＣＱＩサブバンド」は、上述した実施形態と同様に、ＣＱＩ生成のために周波数帯域を分ける単位を意味し、ＯＦＤＭシステムでは一つ又は複数の副搬送波である。

周波数帯域選択的ＣＱＩは、各ユーザがユーザの観点で良いチャネルを選択的に報告することによって、基地局の立場では、チャネル全体にわたって多数のユーザが互いに良いチャネルを有して競合する場合を表す。したがって、基地局は、各周波数帯域で最も良いチャネル状態であるユーザを割り当てるスケジューリングを使用してシステム全体の性能を高めることができる。このとき、ユーザの選択において、各ユーザ間の公平性も共に考慮して割り当てることができる。

したがって、ユーザの立場では、スケジューリングの結果としてダウンリンクで割り当てられる周波数帯域を予測可能である場合、該当周波数帯域に対するチャネル情報のみを伝送すれば最も最適なチャネル伝送になる。

また、通常、一人のユーザに割り当てる周波数帯域に適用される変調と符号化方式は同一になる。したがって、ユーザが各周波数帯域ごとに異なるチャネル状態を伝送するとしても、ダウンリンクで割り当てられた周波数帯域を通して伝送するときは、平均化された変調及び符号化方式を同一に使用するようになる。ここで、平均化は、単純算術平均又はチャネル容量による平均である。したがって、上述した場合と同様に、ユーザがスケジューリングされる周波数帯域を予測可能である場合、該当帯域の平均化されたチャネル情報を一つだけ送れば最適なチャネル伝送になる。

すなわち、ユーザが基地局のスケジューリングの結果としてダウンリンクで割り当てられる周波数帯域を予測可能である場合、該当帯域のみを選択した後、前記選択された該当帯域の平均的なチャネル情報を一つだけ送る。このような方法は、最小限の量で最適にチャネル情報を伝送する方法である。

まず、アップリンクで伝送するＣＱＩを生成する単位であるＣＱＩサブバンドの幅をＮとする。周波数軸によって最も良好なチャネル値を表すＭ個のＣＱＩサブバンドを選択するＢｅｓｔ―Ｍ方式や、周波数軸によってチャネル値が尖頭値を表すサブバンドのうちＭ個のサブバンドを選択するＰｅａｋ―Ｍ方式のように、Ｍ個のＣＱＩサブバンドが選択され、ＣＱＩが生成されると仮定する。このとき、最も最適なチャネル情報伝送方法では、ダウンリンクで割り当てられる周波数帯域の大きさがＮ＊Ｍである。

このように一般的にダウンリンクのチャネル状態をアップリンクを通して最も効率的に知らせる方法では、実際に各ユーザに割り当てられる周波数帯域に関する情報のみを知らせる。しかし、このためには、未来のスケジューリング状況を予測しなければならないという問題が発生する。未来にスケジューリングされる周波数帯域は、基本的に各ユーザのチャネル状態と基地局のスケジューリングアルゴリズムに依存するようになる。したがって、本発明の好適な一実施形態では、このように未来にスケジューリングされる周波数帯域に対する情報を効率的に予測する方法を提供する。

図３は、本発明の好適な一実施形態によって特定ユーザ機器に割り当てられる周波数帯域を予測し、適応的にＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を決定する方法を説明するための図である。

すなわち、図３は、本発明の好適な一実施形態によって特定ＵＥに割り当てられた周波数帯域に対する予測に基づいて、適応的にＣＱＩ生成のためのサブバンドの数を決定する方法の第一の例を示す。ユーザのチャネル状態のみを考慮し、次の時間にスケジューリング状況を予測する方法に基づいてＣＱＩ生成のためのサブバンドの数を決定する。

ユーザのチャネル状態は、時間と共にゆっくり変わる。この場合、各ユーザに以前の時間に割り当てられた周波数帯域と次の時間に割り当てられる周波数帯域との間に大きな差が生じなくなる。したがって、各ユーザに以前の時間に割り当てられた周波数帯域の単純平均又は加重値平均を通して次の時間に割り当てられる周波数帯域を効果的に予測することが可能である。

図３は、現在の時点から−１、−２、−３、−４の時間だけ以前の時点に該当ＵＥに割り当てられたサブバンドの数をそれぞれＡ₁、Ａ₂、Ａ₃、Ａ₄と仮定し、各サブバンドの数に各加重値（ｗ₁〜ｗ₄）をそれぞれ掛け算した値を用いて可変的なサブバンドの数（Ｍ_A）を決定する方法を示している。このとき、各加重値を全て１に設定すれば、以前の時間に割り当てられたサブバンドの数の単純平均を用いる場合に該当する。

本発明の実施形態で、このような場合の最も簡単な例として、以前の時間に割り当てられた周波数帯域と同一の幅の周波数帯域を選択し、ＣＱＩを生成する方法がある。他の例としては、以前に割り当てられた周波数帯域がそれ以前に割り当てられた周波数帯域より増加／減少した場合、ＣＱＩのための周波数帯域を増加／減少させる方法もある。

一方、本発明の好適な一実施形態によってＣＱＩ生成のためのサブバンドの数を適応的に決定するにおいて、上述したように、以前の時間に割り当てられたサブバンドの数のみならず、各ＵＥ間の公平性、システム全体の帯域幅などを考慮した多様なパラメータによって決定することができる。

以下、このような実施形態について図４を参照して説明する。

図４は、本発明の好適な一実施形態によって特定ユーザ機器に割り当てられる周波数帯域を予測し、適応的にＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を決定する他の方法を説明するための図である。

すなわち、図４に示した実施形態は、該当ＵＥに割り当てられたサブバンドの数のみならず、各ＵＥ間の公平性などを追加的に考慮し、該当ＵＥに割り当てられた周波数帯域を推定する方法を示している。このとき、追加的に考慮される各パラメータは、基地局が各ＵＥに周波数資源を割り当てるアルゴリズムにより正確に接近するためのものである。

図４において、以前の時点に割り当てられたサブバンドの数をＡとすれば、第１のパラメータは、前記Ａに比例するパラメータである。すなわち、以前の時点でチャネル状態が良好で、多数のサブバンドが割り当てられたＵＥの場合、次の時点でも良好なチャネル状態を維持するサブバンドの数が多いと仮定する。第１のパラメータは、特定期間の間各時点に割り当てられたサブバンドの数の単純平均又は加重値平均を用いる。

一方、本実施形態でＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を決定するにおいて使用される第２のパラメータは、各ＵＥ間の公平性を考慮するためのパラメータである。以下、第２のパラメータについて具体的に説明する。

まず、図３に示すように、基地局のスケジューリングアルゴリズムが各周波数帯域で最高のチャネル状態を表すユーザに該当帯域を割り当てる場合、ユーザのチャネルのみを考慮した方式が適している。しかし、基地局スケジューリング方式が各ユーザ間の公平性を考慮する場合、他の要素も共に考慮しなければならない。基本的に各ユーザ間の公平性を考慮するスケジューリング方式としては、比例的公平スケジューリング方式がある。基地局がユーザ間の公平性を考慮したスケジューリングを使用している場合、ユーザの周波数帯域予測も変化しなければならない。公平性を考慮すると、各ユーザに今まで割り当てた帯域が小さいほど、次の帯域により多くの周波数帯域が割り当てられる確率が高くなる。したがって、本実施形態では、このように各ＵＥ間の公平性を考慮する場合、該当ＵＥに以前の時間までに割り当てられた周波数帯域が多い場合、ＣＱＩ生成のための周波数帯域を減少させ、その逆の場合、その反対に設定することを提案する。

具体的に、図４では、各ＵＥ間の公平性を考慮するための第２のパラメータが、以前の時点で特定ＵＥに割り当てられたサブバンドの数（Ａ）に反比例することを示している。このとき、特定ＵＥに割り当てられたサブバンドの数（Ａ）は、上述したように、所定期間の間特定ＵＥに割り当てられたサブバンドの数の単純平均又は加重平均である。

また、本実施形態において、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数であるＭを選択するにおいて、システム全体の帯域幅（Ｂ）を追加的に考慮して決定することも可能である。システム全体の帯域幅が広い場合、周波数に沿ってチャネル状態の良い領域と悪い領域が多数存在する可能性が非常に大きくなる。したがって、Ｍの値を大きくすることが有利である。その一方、システム全体の帯域幅が小さくなれば、Ｍ値を減少させる場合にもチャネル状態を相対的に詳細に表すことができるので、Ｍ値を減少させることができる。したがって、システム帯域幅が変化すれば、それによってＭ値を可変的に変更することも可能である。

図４では、このようにシステム全体の帯域幅（Ｂ）に比例する第３のパラメータを設定し、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数を決定するにおいて、これを追加的に考慮する例を示している。

ただし、上述したように、特定システムで基地局がダウンリンク資源を割り当てるにおいてシステム全体の帯域を考慮しない場合、本実施形態によって適応的にＣＱＩ生成のためのサブバンドの数を決定するにおいてもシステム全体の帯域幅を考慮しないことがある。

一方、上述した各実施形態において、望ましくは、各ＵＥに割り当てられる周波数資源を予測するにおいて、各予測結果及びこれによる誤差情報を獲得し、このような誤差を最小化するＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）方式などを追加的に適用することができる。

すなわち、本発明の好適な一実施形態によってＣＱＩを生成する方法は、図３及び図４に示した各パラメータの全部又は一部を用いて該当ＵＥに割り当てられる周波数帯域に基づいてＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を決定することができる。また、ＣＱＩを生成する方法は、このようなサブバンドの数（Ｍ）に基づいて上述したＢｅｓｔ−Ｍ又はＰｅａｋ−Ｍ技法を適用することができる。

一方、上述した方法を通して直接的なＣＱＩの生成数であるＭ値を調整することは、Ｂｅｓｔ−Ｍ技法又はＰｅａｋ−Ｍ技法には効果的であるが、ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ方式を使用する方式には直接的に適用することができない。しかし、Ｍを増加させるときには、より多くの周波数帯域が考慮されるように閾値を低下させ、Ｍが減少するときには、閾値を増加させる方法を使用して適用することができる。

また、図２と関連して上述した個別伝送方式を考慮すれば、ＣＱＩの生成数であるＭ値は無制限に増加又は減少することができない。基本的に、ＣＱＩ値は、多く送るほどシステム全体の性能が良くなる。しかし、これは、アップリンクの多くの部分を占めるので浪費要素となる。したがって、Ｍの数を可変させるにおいて、全体の所要ビット数が定められたビット数以下になるようにＣＱＩの数であるＭの最大値が定められる。また、前記最大値以下の値を有するようにＭの値を制限することが考慮可能である。

ここで、ＣＱＩ伝送のための全体の所要ビット数は、各ＣＱＩのビット数とＣＱＩの数であるＭとの積である。したがって、全体の所要ビット数を定められたビット数以下にするためには、各ＣＱＩのビット数を減少させ、Ｍを増加させる方法も考慮可能である。

一方、本発明の他の好適な一実施形態では、上述した実施形態と同様に、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）でない、各ＣＱＩが生成される周波数帯域を分けた単位としてのＣＱＩサブバンドの幅を適応的に調節する方法を提案する。このようにＣＱＩサブバンドの幅を調整することは、基地局によって行われ、選択的には、ＵＥによって決定されて基地局に知らせることも可能である。

図５は、本発明の好適な一実施形態によってチャネル品質インジケータ生成のためのサブバンドの幅を設定する方法を説明するための図である。

図５に示すように、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの幅をダウンリンク資源を割り当てたり報告する単位周波数帯域の幅と同一になるか、ダウンリンク資源を割り当てたり報告する単位周波数帯域幅の整数倍になるように設定することを提案する。

すなわち、一般的に、通信システムでは、各ユーザにダウンリンクの周波数帯域を割り当て、前記割り当てられた周波数帯域を通して各ユーザの情報を伝送する。このとき、全ての周波数帯域で最大限の自由度を有して割り当てたり知らせるのではなく、一定単位で束ねて各ユーザに周波数帯域を割り当て、前記一定単位で割り当てられた周波数帯域をユーザに知らせる。

したがって、チャネル状態をアップリンクを通して最も効率的に知らせる方法は、実際に各ユーザに割り当てられたり報告される周波数帯域の単位にＣＱＩ帯域の生成単位を合わせればよい。詳細に説明すれば、ダウンリンクで割り当てられたり報告される単位によってＣＱＩを生成するためのＣＱＩサブバンド単位を合わせてアップリンクで伝送する。すなわち、ダウンリンクが副搬送波単位で割り当てたり報告すれば、ＣＱＩサブバンドも副搬送波単位で設定する。また、ダウンリンクが副搬送波のグループ単位で割り当てたり報告すれば、ＣＱＩサブバンドも副搬送波グループ単位で設定する。最後に、ダウンリンクが副搬送波の多数のグループを一つに束ねて割り当てたり報告すれば、ＣＱＩサブバンドも副搬送波の多数のグループ単位で設定する。

もちろん、ＣＱＩの伝送は、アップリンクに大きく負担を与えるので、可能であればＣＱＩの情報量を減少させることが有利である。したがって、ＣＱＩのサブバンドの幅は、ダウンリンクで周波数帯域を割り当てる単位より大きい場合も考慮可能である。この場合、ＣＱＩの生成単位は、ダウンリンクの割り当て／報告単位の整数倍の大きさを有するようになる。

図５では、ダウンリンク資源を割り当てる周波数単位として、３ＧＰＰ ＬＴＥの資源ブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；以下、「ＲＢ」という。）を例に挙げて示しており、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの幅が２ＲＢに対応する例を示している。また、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの幅は、１ＲＢ、３ＲＢ、４ＲＢなどのように多様に設定される。

一方、ＣＱＩの生成単位としてのサブバンドの幅がダウンリンクの割り当て／報告単位と同一になったり、整数倍になるとき、いずれの場合においても、両者を区分する境界線の位置が一致するように設定する。すなわち、本実施形態では、図５に示すように、ダウンリンク資源を割り当てる単位としてのＲＢの境界線と、ＣＱＩの生成単位としての１サブバンドの境界線とが同一の位置に位置するように設定することができる。

一方、最適なチャネル情報伝送側面でＣＱＩサブバンドの幅を調整する場合を考慮してみる。

まず、アップリンクで伝送するＣＱＩを生成する単位であるＣＱＩサブバンドの幅をＮとし、Ｂｅｓｔ−ＭやＰｅａｋ−ＭのようにＭ個のＣＱＩサブバンドが選択され、ＣＱＩが生成／報告されると仮定する。この場合、最も最適なチャネル情報伝送方法では、ダウンリンクで割り当てられる周波数帯域の大きさがＮ＊Ｍである。したがって、次にダウンリンクで割り当てられる周波数帯域の大きさを予測し、ＣＱＩが生成／報告される周波数帯域の大きさに合わせることが最適である。したがって、Ｍが固定された状態であれば、ＣＱＩサブバンドの幅を調整し、上述したような動作を行うことが可能である。

以下では、本発明の他の好適な一実施形態によってＣＱＩ生成のためのサブバンドの数及び前記サブバンドの幅を調節する方法を説明する。

まず、アップリンクで伝送するＣＱＩを生成する単位であるＣＱＩサブバンドの幅をＮとする。その次に、Ｂｅｓｔ−ＭやＰｅａｋ−ＭのようにＭ個のＣＱＩサブバンドが選択され、ＣＱＩが生成／報告されると仮定する。この場合、最も最適なチャネル情報伝送方法では、ダウンリンクで割り当てられる周波数帯域の大きさがＮ＊Ｍである。したがって、次にダウンリンクで割り当てられる周波数帯域の大きさが予測可能であれば、ＣＱＩが生成／報告される周波数帯域の大きさも調整することが最適である。

したがって、本実施形態では、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）と前記サブバンドの幅（Ｎ）との積と、該当ＵＥに割り当てられる周波数帯域の大きさとの差を最小化するように調整することを提案する。このために、具体的に、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を調整する周波数帯域数調整過程及びＣＱＩ生成のためのサブバンドの幅（Ｎ）を調整する周波数帯域幅調整過程を経て、効率的にＣＱＩを生成及び伝送することができる。

以下では、本発明の他の様態によって上述した各実施形態によるＣＱＩ生成及び伝送方法を行うためのＵＥの構成について説明する。

図６は、本発明の好適な一実施形態によるユーザ機器の構成を概略的に示したブロック図である。

図６に示すような本発明の好適な一実施形態によるＵＥは、予測部６０１、設定部６０２及び測定部６０３を含む。また、設定部６０２は、該当機能によって区分される二つの調整部を含むことが望ましく、これを周波数帯域数調整部６０２ａ及び周波数帯域幅調整部６０２ｂと称することにする。

以下、このようなＵＥの各構成について説明する。

まず、予測部６０１は、ＵＥに割り当てられる周波数帯域の大きさに対する予測を行う。図６は、予測部６０１が以前の時間に割り当てられたサブバンドの数情報（Ａ）及びシステム全体の帯域幅に対する情報（Ｂ）を用いて該当ＵＥに割り当てられる周波数帯域を予測することを示している。さらに、予測部６０１は、該当ＵＥに割り当てられた周波数帯域を予測するために他の情報を用いることもできる。

図６に示した例で、具体的に、予測部６０１は、現時点以前の特定時点に割り当てられたサブバンドの数又は現時点から以前の所定期間の間割り当てられたサブバンド数の単純平均又は加重平均を前記割り当てられたサブバンド数（Ａ）として用いて、該当ＵＥに割り当てられるサブバンドの数（Ｍ_P）を予測する。このとき、予測部６０１は、割り当てられるサブバンドの数（Ｍ_P）を予測するにおいて、図６に示すように、システム全体の帯域幅（Ｂ）を追加的に考慮することが望ましい。すなわち、予測部６０１は、システム全体の帯域幅（Ｂ）が大きい場合、該当ＵＥに割り当てられるサブバンドの数（Ｍ_P）を大きく予測し、システム全体の帯域幅（Ｂ）が小さい場合、該当ＵＥに割り当てられるサブバンドの数（Ｍ_P）を小さく予測することができる。

以後、このように予測部６０１による予測情報（例えば、割り当てられるサブバンドの数（Ｍ_P）に対する予測情報）は、設定部６０２に伝達される。

設定部６０２は、このような予測情報を用いて実際にＣＱＩを生成するサブバンドの数（Ｍ）及び前記サブバンドの幅（Ｎ）を調整／設定することができる。このとき、サブバンドの数（Ｍ）は周波数帯域数調整部６０２ａによって調整され、サブバンドの幅（Ｎ）は周波数帯域幅調整部６０２ｂによって調整されると仮定する。

本発明の好適な一実施形態に係る設定部６０２は、前記周波数帯域数調整部６０２ａ及び周波数帯域幅調整部６０２ｂを用いて、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）と前記サブバンドの幅（Ｎ）との積（Ｍ＊Ｎ）と、該当ＵＥに割り当てられた周波数帯域の大きさとの差を最小化するように調整する役割を行う。すなわち、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）と前記サブバンドの幅（Ｎ）との積と、該当ＵＥに割り当てられた周波数帯域の大きさとの差が最小化されるように、周波数帯域数調整部６０２ａはＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）を調整し、周波数帯域幅調整部６０２ｂはＣＱＩ生成のためのサブバンドの幅（Ｎ）を調整することができる。

したがって、ＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）及び幅（Ｎ）が決定された後、このような該当設定情報が測定部６０３に伝達される。

測定部６０３は、前記設定部６０２によって設定されたＣＱＩ生成のためのサブバンドの数（Ｍ）及び前記サブバンドの幅（Ｎ）によってチャネル品質を測定し、ＣＱＩを生成するようになる。

一方、本発明の他の好適な一実施形態では、基地局から獲得された資源割り当て情報によってＣＱＩ生成のためのサブバンドの幅を調整し、これに基づいてＣＱＩを生成するためのＵＥの構成を提供する。

図７は、本発明の他の好適な一実施形態によるユーザ機器の構成を概略的に示したブロック図である。

図７に示すような本発明の好適な一実施形態によるＵＥは、資源割り当て情報獲得部７０１、設定部７０２及び測定部７０３を含む。

まず、資源割り当て情報予測部７０１は、基地局から受信されたダウンリンク資源割り当て情報を通してＵＥに周波数資源を割り当てる単位に対する情報を獲得する。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの場合、資源割り当て情報予測部７０１は、基地局の資源割り当て情報を通して、基地局が各ＵＥに周波数資源を割り当てる単位が１ＲＢであるか、２ＲＢであるか、その他の特定数のＲＢ単位であるかに対する情報を獲得することができる。

以後、このように獲得された資源割り当て単位に対する情報は、設定部７０２に伝達される。設定部７０２は、所定数の副搬送波をグルーピングしてＣＱＩを生成するサブバンドを形成し、前記サブバンドの幅は、基地局が各ＵＥに周波数資源を割り当てる単位の整数倍になるように設定する。このとき、前記整数倍は、１倍、すなわち、基地局が各ＵＥに周波数資源を割り当てる単位と同一に設定することもでき、これと異なり、２倍及び３倍などに設定することもできる。

最後に、このように設定されたサブバンドの幅を用いて、測定部７０３は、該当サブバンドのチャネル品質を測定してＣＱＩを生成することができる。

上述したように開示された本発明の好適な実施形態に対する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解することができる。

例えば、上述したような本発明の好適な各実施形態は、ＣＱＩを生成して伝送するにおいて３ＧＰＰ ＬＴＥの例に基づいて説明した。しかし、本発明に係るＣＱＩ生成方法及びそのためのユーザ機器は、３ＧＰＰ ＬＴＥのみならず、ＩＥＥＥ ８０２系列の通信方法などのようにダウンリンクチャネル品質に対するフィードバックが要求される任意のシステムに適用される。

また、上述した説明において、「基地局」は、一般的にユーザ機器と通信する固定局をいい、ノードＢ、ＢＴＳ（ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）、アクセスポイントなどの他の用語に取り替えることができる。また、上述した説明において、「ユーザ機器」は、固定されたり、移動性を有することができる任意の主体であって、端末、ユーザ端末（ｕｓｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＵＴ）、ＳＳ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）、無線機器などの任意の他の用語に取り替えることができる。

したがって、本発明は、ここで開示された各実施形態によって制限されるものでなく、ここで開示された原理及び新規の特徴と一致する最広の範囲を与えるためのものである。

Claims (12)

1. 移動通信システムでアップリンクを介する基地局へのユーザ端末でのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を生成する方法において、
   全てのダウンリンクシステム帯域幅内でユーザ端末により選択されたＭ個のサブバンドの１組に対するチャネル品質インジケータを生成し、前記全てのダウンリンクシステム帯域幅はＭ個より多くのＮ個のサブバンドを含み、
   前記Ｍ個のサブバンドの１組に対する前記チャネル品質インジケータを前記基地局に伝送することを含み、
   １つのサブバンドのサイズはダウンリンク資源ブロックの整数倍に対応し、前記ダウンリンク資源ブロックは複数のサブキャリアを含み、前記チャネル品質インジケータを生成するために使用されるＭ個のサブバンドのそれぞれは前記サブキャリアのグループであり、
   Ｍ個の値は、前記全てのダウンリンクシステム帯域幅のサイズの関数であり、
   Ｍ個は、前記全てのダウンリンクシステムの帯域幅のサイズの増加した値に対して増加した数に設定し、
   単一のＣＱＩ値は、Ｍ個が１より大のとき、前記Ｍ個のサブバンドの１組に対して伝送される、方法。
2. 前記整数は前記全てのダウンリンクシステム帯域幅の値に依存して２、３又は４から選択された１つである、請求項１に記載のチャネル品質インジケータ生成方法。
3. 前記チャネル品質インジケータを生成することは、前記全てのダウンリンクシステム帯域幅内で最良チャネル品質を持つ前記Ｍ個のサブバンドの１組を選択することを含む、請求項１に記載のチャネル品質インジケータ生成方法。
4. 前記チャネル品質インジケータを生成することは、前記全てのダウンリンクシステム帯域幅内で良いチャネル品質を持つ前記Ｍ個のサブバンドの１組を選択することを含む、請求項１に記載のチャネル品質インジケータ生成方法。
5. 前記チャネル品質インジケータはプリコーディング行列インジケータを含む、請求項１に記載のチャネル品質インジケータ生成方法。
6. 移動通信システムでアップリンクを介する基地局へのチャネル品質インジケータ(ＣＱＩ)を生成する移動端末において、
   全てのダウンリンクシステム帯域幅内から前記移動端末により選択されたＭ個のサブバンドの１組に対するチャネル品質インジケータを生成する測定部であって、前記全てのダウンリンクシステム帯域幅はＭ個より多くのＮ個のサブバンドを含む測定部と、
   前記Ｍ個のサブバンドの１組に対する前記チャネル品質インジケータを前記基地局に伝送する送信機を含み、
   １つのサブバンドのサイズはダウンリンク資源ブロックの整数倍に対応し、前記ダウンリンク資源ブロックは複数のサブキャリアを含み、前記チャネル品質インジケータを生成するために使用されるＭ個のサブバンドのそれぞれは前記サブキャリアのグループであり、
   Ｍ個の値は、前記全てのダウンリンクシステム帯域幅のサイズの関数であり、
   Ｍ個は、前記全てのダウンリンクシステムの帯域幅のサイズの増加した値に対して増加した数に設定し、
   単一のＣＱＩ値は、Ｍ個が１より大のとき、前記Ｍ個のサブバンドの１組に対して伝送される、移動端末。
7. 前記整数は前記全てのダウンリンクシステム帯域幅の値に依存して２，３又は４から選択された１つである、請求項６に記載の移動端末。
8. 前記測定部は前記全てのダウンリンクシステム帯域幅内で最良のチャネル品質を持つ前記Ｍ個のサブバンドの１組を選択する、請求項６に記載の移動端末。
9. 前記測定部は前記全てのダウンリンクシステム帯域幅内で良いチャネル品質を持つ前記Ｍ個のサブバンドの１組を選択する、請求項６に記載の移動端末。
10. 前記チャネル品質インジケータがプリコーディング行列インジケータを含む、請求項６に記載の移動端末。
11. 前記基地局に、組み合わせ_ＮＣ_Ｍの中の前記Ｍ個のサブバンドに対応する組み合わせを示す組み合わせインデックスを送信することをさらに含む、請求項１に記載のチャネル品質インジケータ生成方法。
12. 前記測定部は、前記基地局に伝送される組み合わせ_ＮＣ_Ｍの中の前記Ｍ個のサブバンドに対応する組み合わせを示す組み合わせインデックスを生成し、
    前記送信機は前記基地局へ前記組み合わせインデックスを伝送する、請求項６に記載の移動端末。

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