JP5753022B2 - 無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る無線通信システムは、垂直方向に指向性を設定可能な送信ビームを形成できる無線基地局装置(以下、「無線基地局装置」という)を備える。この無線基地局装置は、Nを2以上の整数として、N個の通信タイプのそれぞれに対応して少なくとも1つのグループに分けられる複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを備える。以下、この無線基地局装置が備えるアレーアンテナによって提供されるN個の通信タイプについて図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る無線基地局装置が備えるアレーアンテナによって提供されるN個の通信タイプを説明するための模式図である。
ρ(L)を無線基地局装置からの距離に応じたユーザ端末の分布関数とし、L[m]を無線基地局装置からの距離としたときに、
CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(ρ(L・[0,1,...M-1])))
となる。
ここで、図6に示すように、hは無線基地局装置の高さであり、dはブランチ間隔であり、αは水平方向に対してユーザ端末UEに向けた送信ビームのチルト角であり、Nはブランチ数である。また、θは水平方向に対してセル端に向けた送信ビームのチルト角である。
(1)CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(Lmax/M)・[0,1,...M-1]))
(ユーザ端末が無線基地局装置からの距離に応じて一様に分布している場合:図7A)
(2)CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(Lmax/sqrt(2)^[M-1,...1,0]))
(ユーザ端末が無線基地局装置からの距離に応じて2乗倍で分布している場合:図7B)
CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(ρ(L・[0,1,...M-1])))
で示されるM個のプリコーディングベクトルより構成される。
CODEBOOK3D[0,1,...M×P-1]
=CODEBOOKV[0,1,...M-1]×CODEBOOKH[0,1,...P-1]
CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(ρ(L・[0,1,...M-1])))
ここで、hは無線基地局装置の高さであり、dはブランチ間隔であり、αは水平方向に対してユーザ端末UEに向けた送信ビームのチルト角であり、Nはブランチ数である。
10 アレーアンテナ
10a 垂直偏波アンテナ
10b 水平偏波アンテナ
11 アンテナ素子
11V 垂直偏波素子
11H 水平偏波素子
100 移動局
TRX#1〜TRX#N 送受信アンテナ
101#1〜101#N デュプレクサ
102#1〜102#N RF受信回路
108 制御チャネル復調部
109 データ復調部
110 チャネル品質測定部
111 CSIフィードバック信号生成部
112 MIMO切替部
114 チャネル符号化部
115 データ変調部
116 サブキャリアマッピング部
117 プリコーディング乗算部
200 無線基地局装置
201#1〜201#K チャネル符号化部
202#1〜202#K データ変調部
203 サブキャリアマッピング部
204#1〜204#K プリコーディング乗算部
215#1〜215#K チャネル推定部
216#1〜216#K 制御チャネル復調部
217#1〜217#K データ復調部
218#1〜218#K CQI情報更新部
219 プリコーディングベクトル生成部
220 リソース割当制御部
222 コードブック選択部
300 上位局装置
400 コアネットワーク
Claims (9)
- セルを形成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムであって、
前記無線基地局装置は、
一方向に配列された複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナと、
前記セル内のユーザ端末からフィードバックされた通信品質情報に基づいて、前記アンテナ素子の配列方向に対して非均一に予め設定されたコードブックからプリコーディングベクトルを選択する選択部と、
選択されたプリコーディングベクトルを、前記各アンテナ素子へ供給する信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、
前記プリコーディングベクトルが乗算された信号をユーザ端末に送信する送信部と、
を具備し、
前記ユーザ端末は、
前記無線基地局装置からの信号を受信する受信部と、
受信した信号から参照信号を取り出してチャネル品質を測定するチャネル品質測定部と、
測定されたチャネル品質を含む通信品質フィードバック信号を上りリンクを介して前記無線基地局装置にフィードバックする送信部と、を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 前記コードブックは、ユーザ端末の密度の逆数が均一になるようなプリコーディングベクトルで構成されたことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記コードブックは、ρ(L)を無線基地局装置からの距離に応じたユーザ端末の分布関数とし、L[m]を無線基地局装置からの距離としたときに、以下の式により求められるなプリコーディングベクトルで構成されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線通信システム。
CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(ρ(L・[0,1,...M-1])))
ここで、hは無線基地局装置の高さであり、dは複数のアンテナ素子グループであるブランチの間隔であり、αは水平方向に対してユーザ端末UEに向けた送信ビームのチルト角であり、Nはブランチ数である。 - ユーザ端末が無線基地局装置からの距離に応じて一様に分布している場合に、前記コードブックは、以下の式により求められるプリコーディングベクトルで構成されることを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。
CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(Lmax/M)・[0,1,...M-1])) - ユーザ端末が無線基地局装置からの距離に応じて2乗倍で分布している場合に、前記コードブックは、以下の式により求められるなプリコーディングベクトルで構成されることを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。
CODEBOOKV[0,1,...M-1]=exp(2πd・jcos(α+π/2)・[0,1,2,,...,N-1])
α=atan(h/(Lmax/sqrt(2)^[M-1,...1,0])) - セルを形成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
一方向に配列された複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナと、
前記セル内のユーザ端末の通信品質情報に基づいて、前記アンテナ素子の配列方向に対して非均一に予め設定されたコードブックからプリコーディングベクトルを選択する選択部と、
選択されたプリコーディングベクトルを、前記各アンテナ素子へ供給する信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、
前記プリコーディングベクトルが乗算された信号をユーザ端末に送信する送信部と、
を具備することを特徴とする無線基地局装置。 - セルを形成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
一方向に配列された複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナと、
ユーザ端末からの通信品質情報を用いて、前記アンテナ素子の配列方向に対して非均一に予め設定されたコードブックからプリコーディングベクトルを選択する選択部と、
選択されたプリコーディングベクトルを、前記各アンテナ素子へ供給する信号に対して乗算するプリコーディング乗算部と、
前記プリコーディングベクトルが乗算された信号をユーザ端末に送信する送信部と、
を具備することを特徴とする無線基地局装置。 - セルを形成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムにおけるユーザ端末であって、
前記無線基地局装置において前記セル内のユーザ端末の通信品質情報に基づいて、アンテナ素子の配列方向に対して非均一に予め設定されたコードブックを用いて前記無線基地局装置から送信された信号を受信する受信部と、
受信した信号から参照信号を取り出してチャネル品質を測定するチャネル品質測定部と、
測定されたチャネル品質を含む通信品質フィードバック信号を上りリンクを介して前記無線基地局装置にフィードバックする送信部と、を具備することを特徴とするユーザ端末。 - セルを形成する無線基地局装置と、前記無線基地局装置に無線接続するユーザ端末とを備えた無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線基地局装置において、前記セル内のユーザ端末の通信品質情報に基づいて、アンテナ素子の配列方向に対して非均一に予め設定されたコードブックからプリコーディングベクトルを選択する工程と、選択されたプリコーディングベクトルを、前記各アンテナ素子へ供給する信号に対して乗算する工程と、前記プリコーディングベクトルが乗算された信号をユーザ端末に送信する工程と、
前記ユーザ端末において、前記無線基地局装置からの信号を受信する工程と、受信した信号から参照信号を取り出してチャネル品質を測定する工程と、測定されたチャネル品質を含む通信品質フィードバック信号を上りリンクを介して前記無線基地局装置にフィードバックする工程と、を具備することを特徴とする無線通信方法。
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