JP6418334B2 - Communication system and method, base station, and user terminal - Google Patents

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Description

本発明は、移動体通信システム及び方法、基地局、及びユーザ端末に関する。   The present invention relates to a mobile communication system and method, a base station, and a user terminal.

近年、スマートフォン及びその他のスマートデバイスの普及による移動体データ通信トラフィックの爆発的増加により、移動体通信事業者による、ネットワーク容量を増大するための種々の技術の利用又はその利用の検討が加速化されている。主要な実現化技術の1つは、MIMO(Multi-Inputs and Multi-Outputs)技術である。   In recent years, the explosive increase in mobile data communication traffic due to the widespread use of smartphones and other smart devices has accelerated the use of various technologies for mobile network operators or the study of their use. ing. One of the main realization technologies is MIMO (Multi-Inputs and Multi-Outputs) technology.

具体的には、MIMO技術は、3GPP:Third Generation Partnership ProjectのLTE:Long-Term Evolution及びLTE-Advancedの標準規格において既に標準化されている。MIMO技術は、2つのサブカテゴリ、即ち、シングルユーザMIMO(SU−MIMO:Single-User-MIMO)及びマルチユーザMIMO(MU−MIMO:Multi-User-MIMO)を含む。SU−MIMO技術は、基地局と単一のユーザ端末の間におけるマルチレイヤデータの同時送信及び周波数リソースの共用を可能にする。他方、MU−MIMO技術は、SU−MIMOと同じ利点を提供するのに加えて、基地局と複数のユーザ端末の間における同時データ送信及び周波数リソースの共用を可能にすることができる。従って、ネットワーク容量を最大化するために、世界中の移動体通信事業者は、MU−MIMO技術の利用を検討している。   Specifically, the MIMO technology has already been standardized in the LTE: Long-Term Evolution and LTE-Advanced standards of the 3GPP: Third Generation Partnership Project. The MIMO technology includes two sub-categories: Single-User MIMO (SU-MIMO) and Multi-User MIMO (MU-MIMO). SU-MIMO technology enables simultaneous transmission of multilayer data and sharing of frequency resources between a base station and a single user terminal. On the other hand, in addition to providing the same advantages as SU-MIMO, MU-MIMO technology can enable simultaneous data transmission and sharing of frequency resources between a base station and multiple user terminals. Therefore, to maximize network capacity, mobile operators around the world are considering the use of MU-MIMO technology.

MU−MIMOは、基地局から配下のすべてのユーザ端末へのチャネルを正確に知ることができる場合、最も効果的である。これは、移動体データ通信トラフィックの殆どを占める(基地局からユーザ端末への)ダウンリンクに対して、とりわけ、ダウンリンク方向のチャネルと逆方向(アップリンク方向)のチャネルの間のチャネル相反性特性を利用するよう構成された基地局を含む時分割複信(TDD:Time-Division Duplexing)システムにおいて容易に実現することができる。   MU-MIMO is most effective when the channel from the base station to all the user terminals under its control can be accurately known. This is the channel reciprocity between the downlink direction channel and the reverse direction (uplink direction) channel, especially for the downlink (base station to user terminal) that occupies most of the mobile data communication traffic. It can be easily implemented in a Time-Division Duplexing (TDD) system including a base station configured to utilize the characteristics.

図1は、1つの基地局と1つのユーザ端末の間のチャネル相反性が当該基地局によって利用される関連技術のシステムの典型例を示す。   FIG. 1 shows a typical example of a related art system in which channel reciprocity between one base station and one user terminal is utilized by the base station.

図1を参照すると、ユーザ端末20Rは、M個のアンテナ21Rからアップリンク参照信号(アップリンクRS(Reference Signal)、これはLTEシステムにおけるサウンディング参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)に相当する)を送信する(オペレーションS11)。   Referring to FIG. 1, the user terminal 20R receives an uplink reference signal (uplink RS (Reference Signal), which corresponds to a sounding reference signal (SRS) in the LTE system) from M antennas 21R. Transmit (operation S11).

基地局10Rは、ユーザ端末20Rのアンテナ(複数)21Rの各々から送信されたアップリンクRSを受信する(オペレーションS12)。   The base station 10R receives the uplink RS transmitted from each of the antenna (s) 21R of the user terminal 20R (operation S12).

次に、基地局10Rは、すべてのユーザ端末のアンテナ21Rからすべての基地局アンテナ11Rへのチャネルを推定して、アップリンクチャネル行列Hを求める(オペレーションS13)。HはN×Mのインパルス応答行列である。Nは基地局10Rのアンテナ11Rの数、Mはユーザ端末20Rのアンテナ21Rの数である。 Then, the base station 10R is to estimate the channel from all user terminals of the antenna 21R to all the base station antenna 11R, obtains the uplink channel matrix H U (operation S13). H U is an N T × M impulse response matrix. N T is the number of antennas 11R of the base station 10R, and M is the number of antennas 21R of the user terminal 20R.

最後に、基地局10Rは、チャネル相反性特性を呼び出し(invoke)、アップリンクチャネル行列Hを用いてダウンリンクチャネル行列Hを、H=H として求める。ここで、Hは、M×Nのインパルス応答行列であり、上付き文字Hは複素共役転置又はエルミート転置を表す(オペレーションS14)。 Finally, the base station 10R, call channel reciprocity property (the invoke), a downlink channel matrix H D using uplink channel matrix H U, determined as H D = H H U. Here, H D is the impulse response matrix of M × N T, the superscript H denotes the complex conjugate transpose or Hermitian transpose (operation S14).

基地局10Rがすべてのユーザ端末に対するすべてのダウンリンクチャネル行列(複数)を取得すると、基地局10Rは、ユーザ端末の各々に対しプリコーディング行列(以下、「基地局作成プリコーディング行列」とも称する)を作成することができる。プリコーディング行列が設定されたユーザ端末のデータは、他のユーザ端末のデータと干渉しないようにすることができる。プリコーディング行列の作成方法はいくつかある。   When base station 10R obtains all downlink channel matrices (plurality) for all user terminals, base station 10R precodes each user terminal (hereinafter also referred to as “base station created precoding matrix”). Can be created. The data of the user terminal for which the precoding matrix is set can be prevented from interfering with the data of other user terminals. There are several ways to create a precoding matrix.

図2は、非特許文献1に記載されたブロック対角化(Block-Diagonalization:BD)プリコーディング法の一例を説明する図である。図2は、基地局10Rにおいて、ユーザ端末1及び2のそれぞれに対するダウンリンクチャネル行列H及びHが既知である場合に、基地局10Rがユーザ端末1及び2のための2つの基地局作成プリコーディング行列F及びF(12−1及び12−2)を作成する事例を例示している。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a block-diagonalization (BD) precoding method described in Non-Patent Document 1. FIG. 2 shows that base station 10R creates two base stations for user terminals 1 and 2 when downlink channel matrices H 1 and H 2 are known for user terminals 1 and 2 respectively. The example of creating precoding matrices F 1 and F 2 (12-1 and 12-2) is illustrated.

一方のユーザ端末のデータが他方のユーザ端末のデータと干渉しないことを保証するために、基地局10Rは、該一方のユーザ端末のための基地局作成プリコーディング行列(F,F)を作成するが、(F,F)は、該他方のユーザ端末のチャネルの零空間(null space)行列(V (n),V (n))に相当する。即ち、
=V (n)、及び、F=V (n)
である。
ここで、V (n)(i=1,2)は各々、H(基地局からi番目のユーザ端末へのチャネル行列)の零空間(null space)の直交基底(orthogonal basis) を形成する。
In order to ensure that the data of one user terminal does not interfere with the data of the other user terminal, the base station 10R uses the base station created precoding matrix (F 1 , F 2 ) for the one user terminal. (F 1 , F 2 ) corresponds to a null space matrix (V 2 (n) , V 1 (n) ) of the channel of the other user terminal. That is,
F 1 = V 2 (n) and F 2 = V 1 (n)
It is.
Where V i (n) (i = 1, 2) each form a null space orthogonal basis of H i (channel matrix from base station to i-th user terminal). To do.

より具体的には、基地局10Rのアンテナ11Rの数をNとする。i番目のユーザ端末(20R−i)のアンテナ(21R−i)(i=1,2)の数はNri(=M)である。ただし、Nr=Nr1+Nr2(=2M)。Hはダウンリンクチャネル行列(ランクLを有するNri×Nのインパルス応答行列)である。HはSVD(特異値分解)を用いて、以下のように分解される。
=U[V (S) (n)
ここで、
(i=1,2)は、(N−Nri)×(N−Nri)のユニタリ行列、
(i=1,2)は、対角成分にL(Hのランク)の正の特異値及び零を有し、非対角成分に零を有する(N−Nri)×Nの行列、
(S)(i=1,2)はLの正の特異値に対応するN直交ベクトルを列ベクトルとして有するN×Lの行列、
(n)(i=1,2)は、零の特異値に対応するNの直交ベクトルを列ベクトルとして有するN×(N−L)の行列である。
More specifically, let NT be the number of antennas 11R of the base station 10R. The number of antennas (21R-i) (i = 1, 2) of the i-th user terminal (20R-i) is N ri (= M). However, Nr = N r1 + N r2 (= 2M). H i is the downlink channel matrix (N ri × N T impulse response matrix with rank L i ). H i by using the SVD (singular value decomposition), is decomposed as follows.
H i = U i D i [V i (S) V i (n) ] H
here,
U i (i = 1, 2) is a unitary matrix of (N r −N ri ) × (N r −N ri ),
D i (i = 1, 2) has a positive singular value of L i (rank of H i ) and zero in the diagonal component and zero in the non-diagonal component (N r −N ri ) × NT matrix,
V i (S) (i = 1,2) is a matrix of N T × L i with N T orthogonal vectors corresponding to the positive singular values of L i as column vectors,
V i (n) (i = 1,2) is a matrix of N T × with orthogonal vectors of N T which corresponds to the singular values of zero as a column vector (N T -L i).

基地局10Rでは、変調された各符号語(不図示の符号化器からの符号語は不図示の変調器によって変調される)は、1又は複数のレイヤにマッピングされる。レイヤの数は、送信アンテナポートの個数以下である。各レイヤは、プリコーディング行列によって、物理的送信アンテナに関連付けられた1又は複数の送信アンテナポートにマッピングされる。基地局10Rにおいて、N個のアンテナの各々に接続された加算器13−1〜13−Nの各々は、ユーザ端末1及び2について、マッピングされたレイヤ(associated mapped layers)を加算する。 In the base station 10R, each modulated codeword (a codeword from an encoder (not shown) is modulated by a modulator (not shown)) is mapped to one or a plurality of layers. The number of layers is less than or equal to the number of transmit antenna ports. Each layer is mapped to one or more transmit antenna ports associated with a physical transmit antenna by a precoding matrix. In the base station 10R, each of the N T antennas respectively connected to adders 13-1 to 13-N T of, for the user terminal 1 and 2, adding the mapped layer (associated mapped layers).

一方のユーザ端末(20R−1/20R−2)が基地局10Rから送信された信号を受信するとき、この一方のユーザ端末は他方のユーザ端末(20R−2/20R−1)からの干渉を受けない。   When one user terminal (20R-1 / 20R-2) receives a signal transmitted from the base station 10R, this one user terminal will cause interference from the other user terminal (20R-2 / 20R-1). I do not receive it.

従って、ユーザ端末は、例えばゼロフォーシング(ZF:Zero-Forcing)又は最小平均二乗誤差(MMSE:Minimum Mean Squared Error)基準を用いることによって、当該ユーザ端末自身のためのマルチレイヤデータのみを抽出するように、受信行列Gを調整することができる。   Therefore, the user terminal extracts only the multi-layer data for the user terminal itself, for example, by using Zero-Forcing (ZF) or Minimum Mean Squared Error (MMSE) criterion. In addition, the reception matrix G can be adjusted.

注記:以下にゼロフォーシング(ZF)受信器の概要を与える。ユーザ端末において観測される受信信号(ベクトル)rは、
r=Hx+v
としてモデリングされる、ここで、xは送信ベクトル、Hは基地局からユーザ端末へのチャネル行列、vは雑音ベクトル(加法性ホワイトガウスノイズ(AWGN:additive white gausian noise))であると仮定すると、チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)が完全であれば、送信ベクトルのZF推定は、
y~=G(Hx+v)=x+Gv
で表すことができる。ここで、G=[HH]−1はZF受信器であり、上付き記号−1は行列の逆元(inverse)を表す。H=[HH]−1は疑似逆行列(pseudo inverse matrix)(Hの左逆元、即ち、HH=I、Iは単位行列)である。
Note: The following is an overview of the zero forcing (ZF) receiver. The received signal (vector) r observed at the user terminal is
r = Hx + v
Assuming that x is a transmission vector, H is a channel matrix from the base station to the user terminal, and v is a noise vector (additive white gausian noise (AWGN)), If the channel state information (CSI) is complete, the ZF estimation of the transmission vector is
y ~ = G (Hx + v) = x + Gv
Can be expressed as Here, G = [H H H] −1 H H is the ZF receiver, and the superscript −1 represents the inverse of the matrix. H + = [H H H] −1 H H is a pseudo inverse matrix (the left inverse of H, ie, H + H = I, where I is a unit matrix).

ユーザ端末間の干渉(ユーザ間干渉:IUI(Inter-User interference))は基地局作成プリコーディング行列によって処理することは可能であるが、基地局は、各ユーザ端末のスループット、従ってネットワーク容量を最大化するためにデータレイヤ毎に適切な変調符号化スキーム(MCS:Modulation and Coding Scheme)を選択する必要が依然としてある。   Interference between user terminals (Inter-User Interference (IUI)) can be handled by the base station-generated precoding matrix, but the base station maximizes the throughput of each user terminal and hence the network capacity. Therefore, it is still necessary to select an appropriate modulation and coding scheme (MCS) for each data layer.

基地局によるMCSの選択は、例えば以下のように行われる。   The selection of MCS by the base station is performed as follows, for example.

基地局は、最初に、基地局作成プリコーディング行列に条件付け(conditioned on)された各ユーザ端末によって観測される受信チャネル品質を取得する。受信チャネル品質は、ユーザ端末において現れる干渉及び雑音の電力(パワー)に対する所望の信号の電力を反映している。この場合の干渉は、ユーザ端末をサーブ(serve)している基地局によるユーザ間干渉の不完全なヌル化(nulling)、又は、異なるユーザ端末をサーブしている近隣の基地局からの信号の送信によって生成される不所望の信号に関わる。   The base station first obtains the received channel quality observed by each user terminal conditioned on the base station created precoding matrix. The received channel quality reflects the power of the desired signal relative to the power of interference and noise appearing at the user terminal. Interference in this case may be due to incomplete nulling of inter-user interference by the base station serving the user terminal, or of signals from neighboring base stations serving different user terminals. Involves unwanted signals generated by transmission.

次に、受信チャネル品質を用いて、所定のデータ送信エラーレートを満たす最大のMCSを決定する。最も一般的に使用される受信チャネルの品質計量(quality metric)は、所望の信号電力を干渉と雑音の電力の総和電力で除したものとして定義される信号対干渉雑音比(SINR:Signal to Interference plus Noise Ratio)である。   Next, the maximum MCS that satisfies a predetermined data transmission error rate is determined using the reception channel quality. The most commonly used receive channel quality metric is the signal to interference noise ratio (SINR) defined as the desired signal power divided by the sum of the interference and noise power. plus Noise Ratio).

図3は、SINRのMCSへのマッピングの仕方の一例を示すMCS−SINRマッピングテーブルの一例を示す。図3は、非特許文献2のセクション7.2.3チャネル品質指標(CQI)定義からとったものである。   FIG. 3 shows an example of an MCS-SINR mapping table showing an example of how to map SINR to MCS. FIG. 3 is taken from Section 7.2.3 Channel Quality Indicator (CQI) definition of Non-Patent Document 2.

図3を参照すると、「変調」には、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)と16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)と64QAMが与えられている。
「コードレート」は、k/n、符号化器が全体でnビットのデータ(そのうちn−kは冗長である)を生成している間の各kビットの有用情報である。
「スペクトル効率(使用率)(C)(bit/s/Hz)」は、通信チャネルの帯域幅(Herz)で除した、ネット(net)のビットレート(bit/s)(エラー補正コードを除外した有用情報レート)又は最大スループットである。
「SINR」に関しては、よく知られたシャノンのチャネル容量式(Shannon's channel capacity equation)から、スペクトル効率(C)は、C=log(1+SINR)で与えられる。従って、SINR(dB)はlog10(2−1)で与えられる。
Referring to FIG. 3, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and 64QAM are given to “modulation”.
“Code rate” is k / n, which is useful information of each k bits while the encoder generates n bits of data (of which nk is redundant).
"Spectral efficiency (usage) (C) (bit / s / Hz)" is the net bit rate (bit / s) divided by the communication channel bandwidth (Herz) (excluding error correction codes) Useful information rate) or maximum throughput.
With respect to “SINR”, from the well-known Shannon's channel capacity equation, the spectral efficiency (C) is given by C = log 2 (1 + SINR). Therefore, SINR (dB) is given by log 10 (2 C −1).

従って、結論として、基地局は、データレイヤ毎に適切なMCSを選択し、チャネル(ネットワーク)容量を最大化するために、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたユーザ端末によって観測されるSINRを取得する必要がある。   Therefore, in conclusion, the base station selects the appropriate MCS for each data layer and determines the SINR observed by the user terminal conditioned on the base station created precoding matrix in order to maximize the channel (network) capacity. Need to get.

LTEのような移動体通信システムには、あるユーザ端末が当該ユーザ端末によって観測される受信SINRを基地局に報告するためのメカニズムが幾つかある。非特許文献2のセクション7.2 UE procedure for reporting Channel State Information (CSI) (チャネル状態情報(CSI:Channel State Information)を報告するためのUEプロシージャ)には、そのようなメカニズムが詳細に説明されている。   In a mobile communication system such as LTE, there are several mechanisms for a user terminal to report the received SINR observed by the user terminal to the base station. Non-Patent Document 2 Section 7.2 UE procedure for reporting Channel State Information (CSI) describes in detail such a mechanism. ing.

図4は、非特許文献2に開示されたCSI報告オペレーションを説明する簡略化したシーケンスチャートである。ここで、この例によるシステムは、単に、簡易化のために、1つの基地局と2つのユーザ端末のみを含む。   FIG. 4 is a simplified sequence chart illustrating the CSI reporting operation disclosed in Non-Patent Document 2. Here, the system according to this example includes only one base station and two user terminals for simplicity.

両方のユーザ端末1及び2(20R−1、20R−2)は、まず、基地局のアンテナの各々から各ユーザ端末に一斉送信されたダウンリンク参照信号(ダウンリンクRS、これはLTEシステムにおけるチャネル状態情報参照信号(CSI−RS)に相当する)を受信する(オペレーションS21)。   Both user terminals 1 and 2 (20R-1, 20R-2) first transmit a downlink reference signal (downlink RS, which is a channel in the LTE system) transmitted from each of the antennas of the base station to each user terminal. A status information reference signal (corresponding to a CSI-RS) is received (operation S21).

次に、ユーザ端末1及び2(20R−1、20R−2)は、それぞれ、受信したダウンリンクRSに基づき、基地局アンテナからユーザ端末1及び2へのダウンリンクチャネル行列H、Hを推定する(オペレーションS22−1、S22−2)。 Next, user terminals 1 and 2 (20R-1, 20R-2) respectively transmit downlink channel matrices H 1 and H 2 from the base station antenna to user terminals 1 and 2 based on the received downlink RS. Estimate (operations S22-1 and S22-2).

基地局10Rは、チャネル品質情報の報告の要求をユーザ端末1及び2(20R−1及び20R−2)のそれぞれに送信する(オペレーションS23−1、S23−2)。   The base station 10R transmits a channel quality information report request to each of the user terminals 1 and 2 (20R-1 and 20R-2) (operations S23-1 and S23-2).

そのあと、ユーザ端末1及び2(20R−1及び20R−2)は、受信SINRを最大化するために、推定したチャネルを用いてプリコーディング行列Fuser1-created及びFuser2-created(以下、ユーザ作成プリコーディング行列ともいう)をそれぞれ作成する(オペレーションS24−1、S24−2)。 After that, the user terminals 1 and 2 (20R-1 and 20R-2) use the estimated channel to precode the matrices F user1-created and F user2-created (hereinafter referred to as user) in order to maximize the received SINR. Created precoding matrix) (operations S24-1, S24-2).

次に、ユーザ端末1及び2(20R−1及び20R−2)は、それぞれ、ユーザ作成プリコーディング行列Fuser1-created及びFuser2-createdに条件付けされる各データレイヤの受信SINRを推定する(オペレーションS25−1、S25−2)。 Next, user terminals 1 and 2 (20R-1 and 20R-2) estimate the received SINR of each data layer conditioned on the user-created precoding matrices F user1-created and F user2-created , respectively (operation S25-1, S25-2).

最後に、ユーザ端末1(20R−1)は、ユーザ作成プリコーディング行列Fuser1-createdと、Fuser1-createdに条件付けされた受信SINRの両方を基地局10Rに報告し(オペレーションS26−1)、ユーザ端末2(20R−2)は、ユーザ作成プリコーディング行列Fuser2-createdと、ユーザ作成プリコーディング行列Fuser2-createdに条件付けされた受信SINRの両方を基地局10Rに報告する(オペレーションS26−2)。 Finally, the user terminal 1 (20R-1) reports both the user-created precoding matrix F user1-created and the received SINR conditioned on F user1-created to the base station 10R (operation S26-1), The user terminal 2 (20R-2) reports both the user -created precoding matrix F user2-created and the received SINR conditioned on the user -created precoding matrix F user2-created to the base station 10R (operation S26-2). ).

より具体的には、LTEでは、ユーザ端末は、ユーザ端末と基地局の両者に既知の所定セットのプリコーディング行列(候補:呼び出された(called)コードブック)から1つのプリコーディング行列を選択することによって、ユーザ作成プリコーディング行列を作成するプロセスを実行する。ユーザ端末は、ユーザ作成プリコーディング行列及び対応するSINRを、それぞれ、プリコーディング行列指標(PMI:Precoding Matrix Indicator)インデックス及びチャネル品質指標(CQI:Channel Quality Indicator)インデックスを用いて、基地局に報告する。ユーザ端末から基地局に報告されるCQI(0から15)が大きい程、基地局はより高度な変調方式(QPSKから64QAM)と、より高速なコードレートを用いて、さらなる効率化を達成する。   More specifically, in LTE, a user terminal selects one precoding matrix from a predetermined set of precoding matrices (candidate: called codebook) known to both the user terminal and the base station. Thus, the process of creating a user-created precoding matrix is performed. The user terminal reports the user-created precoding matrix and the corresponding SINR to the base station using a precoding matrix index (PMI) index and a channel quality indicator (CQI) index, respectively. . The higher the CQI (0 to 15) reported from the user terminal to the base station, the further efficiencies are achieved by the base station using a higher modulation scheme (QPSK to 64QAM) and a faster code rate.

特許文献1には、MIMOシステムにおけるeNodeBにおける方法が記載されている。この方法は、空間分割多重群の(1つの)ユーザ装置からの信号(複数)を受信し、受信した信号に応じてアップリンクチャネル特性を推定し、アップリンクチャネル特性とダウンリンクチャネル特性の間の相反特性較正情報を決定すること;ゼロフォーシングを用いてダウンリンクプリコーディング行列を決定すること;及び、決定したダウンリンクプリコーディング行列に基づいて、空間分割多重群の当該ユーザ装置にダウンリンク信号を送信すること、を含む。ユーザ装置は、測定したダウンリンクベクトルチャネルプロセッション(procession)が所定の条件を満たすか否かを判断する。条件が満たされている場合、ユーザ装置は、チャネル相反性較正を実行するために、推定したダウンリンクベクトルチャネルプロセッションに相当する情報をeNodeBに送信する。
特許文献2には、基地局が、移動局装置から受信したPMIに対応するプリコーディング行列中のチャネル送信路におけるチャネル状態を示すチャネル行列に最も近いストリームのための行列成分を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された行列成分に基づいてプリコーディング重みを生成する生成手段を有するMIMOシステムが記載されている。ユーザ装置は、その受信アンテナからの受信信号を用いて、チャネル変化量を測定する。ユーザ装置は、測定したチャネル変化量に基づいて、基地局eNodeBの送信アンテナの各々からの送信データの受信SINRを最大化する位相及び振幅制御量(プリコーディング重み(プリコーディング行列))に応じてPMIを選択し、選択したPMIをチャネル情報としてアップリンクを介して基地局eNodeBにフィードバックする。基地局eNodeBは、ユーザ装置UEからフィードバックされたPMIに応答し、プリコーディングが適用されたデータをユーザ装置に送信する。
Patent Document 1 describes a method in eNodeB in a MIMO system. This method receives a signal (s) from (one) user equipment in a space division multiplex group, estimates uplink channel characteristics according to the received signals, and determines between uplink channel characteristics and downlink channel characteristics. Determining a downlink precoding matrix using zero forcing; and, based on the determined downlink precoding matrix, a downlink signal to the user equipment in the space division multiplex group Sending. The user equipment determines whether the measured downlink vector channel process satisfies a predetermined condition. If the condition is met, the user equipment transmits information corresponding to the estimated downlink vector channel process to the eNodeB to perform channel reciprocity calibration.
Patent Document 2 discloses extraction means for a base station to extract a matrix component for a stream closest to a channel matrix indicating a channel state in a channel transmission path in a precoding matrix corresponding to PMI received from a mobile station device. Describes a MIMO system having generating means for generating precoding weights based on the matrix components extracted by the extracting means. The user apparatus measures the amount of channel change using the received signal from the receiving antenna. Based on the measured channel change amount, the user apparatus depends on the phase and amplitude control amount (precoding weight (precoding matrix)) that maximizes the reception SINR of transmission data from each of the transmission antennas of the base station eNodeB. The PMI is selected, and the selected PMI is fed back as channel information to the base station eNodeB via the uplink. In response to the PMI fed back from the user apparatus UE, the base station eNodeB transmits data to which precoding is applied to the user apparatus.

特表2012−531132号公報Special table 2012-531132 gazette 特開2011−151540号公報JP 2011-151540 A

Q. H. Spencer, A. L. Swindlehurst, and M. Haardt, "Zero-forcing methods for downlink spatial multiplexing in multiuser MIMO channels," IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 52, no. 2, Feb. 2004Q. H. Spencer, A. L. Swindlehurst, and M. Haardt, "Zero-forcing methods for downlink spatial multiplexing in multiuser MIMO channels," IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 52, no. 2, Feb. 2004 3GPP TS 36.213 V11.7.0, "Technical specification: Physical layer procedures (Release 11)," 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), Jun. 20143GPP TS 36.213 V11.7.0, "Technical specification: Physical layer procedures (Release 11)," 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), Jun. 2014

以下に、関連技術の分析を示す。   The analysis of related technology is shown below.

非特許文献2のような関連技術の移動体通信システムのメカニズムは、基地局作成プリコーディング行列のための適切なMCSを選択するために、基地局に十分な情報を提供することに失敗している。これは、関連技術においては、ユーザ端末によって報告される受信SINRは基地局作成プリコーディング行列の代わりに、ユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされているためである。これらの2種類のプリコーディング行列は、MU−MIMOオペレーションにおいて互いに対し大きく異なっていることがあり得る。   The mechanism of the related art mobile communication system such as Non-Patent Document 2 fails to provide sufficient information to the base station to select an appropriate MCS for the base station generated precoding matrix. Yes. This is because, in the related art, the received SINR reported by the user terminal is conditioned on the user generated precoding matrix instead of the base station generated precoding matrix. These two types of precoding matrices can be very different from each other in MU-MIMO operation.

具体的には、基地局作成プリコーディング行列は、1つのユーザ端末からのデータが他のすべてのユーザ端末と干渉することを阻止するために、すべてのユーザ端末へのチャネルを考慮するのに対し、ユーザ作成プリコーディング行列は、1つのユーザ端末自体へのチャネルのみを考慮する。従って、UE(ユーザ装置)間干渉を効果的に回避するためのプリコーディング行列をユーザ作成プリコーディング行列のみから作成することは、MU−MIMOにおいては不可能である。   Specifically, the base station created precoding matrix takes into account the channels to all user terminals to prevent data from one user terminal from interfering with all other user terminals. The user-created precoding matrix only considers the channel to one user terminal itself. Therefore, it is impossible in MU-MIMO to create a precoding matrix for effectively avoiding interference between user equipments (UEs) only from a user-created precoding matrix.

本発明は、上記の問題を鑑みて達成したものであり、その目的の1つは、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるユーザ端末によって観測される受信SINRを基地局が推定することを可能にする方法及びシステムを提供することである。   The present invention has been achieved in view of the above problems, and one of its purposes is to enable a base station to estimate a received SINR observed by a user terminal conditioned on a base station created precoding matrix. A method and system is provided.

本発明の一つの側面によれば、少なくとも1つのユーザ端末と無線リンクを介して通信する基地局を含む移動体通信システムにおける方法であって、前記基地局は、前記ユーザ端末から基地局に送信されたアップリンク参照信号(アップリンクRS)から決定されたチャネル推定を用いて、前記ユーザ端末に送信されるデータに適用するためのプリコーディング行列(基地局作成プリコーディング行列)を作成する構成とされ、
前記基地局は、前記ユーザ端末に基地局作成プリコーディング行列を通知し、ユーザ端末が、通知されたプリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の信号対干渉雑音比(SINR)を推定し、推定したSINRを基地局に報告する、方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a method in a mobile communication system including a base station that communicates with at least one user terminal via a radio link, wherein the base station transmits from the user terminal to the base station. Creating a precoding matrix (base station creation precoding matrix) to be applied to data transmitted to the user terminal using channel estimation determined from the uplink reference signal (uplink RS) performed And
The base station notifies the user terminal of a base station creation precoding matrix, and the user terminal estimates a signal-to-interference and noise ratio (SINR) for each data layer conditioned on the notified precoding matrix, and estimates A method is provided for reporting the received SINR to a base station.

本発明の他の側面によれば、移動体通信システムのためのユーザ端末であって、
アップリンク参照信号(アップリンクRS)を基地局に送信する送信部と、
前記基地局によって、前記ユーザ端末に送信されるデータに適用するために、アップリンクRSから決定されたチャネル推定を用いて作成され、前記基地局によって通知されたプリコーディング行列を受信する受信部と、
前記基地局によって通知された前記プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の信号対干渉雑音比(SINR)を推定し、推定したSINRを基地局に報告するチャネル品質報告作成部を含むユーザ端末が提供される。
According to another aspect of the present invention, a user terminal for a mobile communication system comprising:
A transmitter for transmitting an uplink reference signal (uplink RS) to the base station;
A receiving unit that receives a precoding matrix generated by the base station and notified by the base station, using a channel estimation determined from an uplink RS, to be applied to data transmitted to the user terminal by the base station; ,
A user terminal including a channel quality report creation unit that estimates a signal-to-interference noise ratio (SINR) for each data layer conditioned on the precoding matrix notified by the base station and reports the estimated SINR to the base station. Provided.

本発明の更に他の側面によれば、ユーザ端末から基地局に送信されたアップリンク参照信号(アップリンクRS)から決定されたチャネル推定を用いて、ユーザ端末に送信されるデータに適用するためのプリコーディング行列を生成する生成部と、
前記ユーザ端末にプリコーディング行列を通知し、前記基地局によってユーザ端末に通知されたプリコーディング行列に条件付けされる信号対干渉雑音比(SINR)についての報告をユーザ端末に要求するチャネル品質報告要求部と、を含む基地局が提供される。
According to yet another aspect of the present invention, the channel estimation determined from the uplink reference signal (uplink RS) transmitted from the user terminal to the base station is used to apply to the data transmitted to the user terminal. A generator for generating a precoding matrix of
A channel quality report requesting unit that notifies the user terminal of a precoding matrix and requests the user terminal to report a signal-to-interference noise ratio (SINR) conditioned on the precoding matrix notified to the user terminal by the base station. And a base station is provided.

本発明の更なる側面によれば、上記の各側面にそれぞれ提示したユーザ端末及び基地局を含む通信システムが提供される。本発明の更なる他の側面によれば、基地局に上記の各視点に示したプロセスを実行させるプログラムを記憶するコンピュータで読取り可能な固定記憶媒体が提供される。更に、ユーザ端末に上記の各側面に示したプロセスを実行させるプログラムを記憶する非一時的なコンピュータ読出し可能な記憶媒体も提供される。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a communication system including a user terminal and a base station respectively presented in each of the above aspects. According to still another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable fixed storage medium that stores a program for causing a base station to execute the processes shown in the above viewpoints. Furthermore, a non-transitory computer-readable storage medium that stores a program for causing a user terminal to execute the processes described in the above aspects is also provided.

本発明によれば、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたユーザ端末によって観測された受信SINRの情報を基地局において利用可能にすることができる。従って、基地局は、更に、当該情報を、基地局作成プリコーディング行列のための適切なMCSを選択するために、及び、ユーザ端末のスループットとネットワーク容量の両者を最大化するために使用することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the information of the reception SINR observed by the user terminal conditioned by the base station preparation precoding matrix can be made available in the base station. Thus, the base station further uses this information to select an appropriate MCS for the base station created precoding matrix and to maximize both user terminal throughput and network capacity. Can do.

関連技術において基地局がアップリンク−ダウンリンクチャネル相反特性を利用することによりダウンリンクチャネル行列を推定することを説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating that a base station estimates a downlink channel matrix by using uplink-downlink channel reciprocity characteristics in the related art. 関連技術において基地局がMU−MIMOオペレーションのために各ユーザ端末に対し(1つの)プリコーディング行列を作成することを説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating that a base station creates (one) precoding matrix for each user terminal for MU-MIMO operation in the related art. 関連技術におけるMCSとSINRの間のフォーマットマッピングをテーブルで例示する図である。It is a figure which illustrates the format mapping between MCS and SINR in related technology with a table. 関連技術においてユーザ端末がチャネル品質報告を作成するオペレーションを説明するシーケンス図である。It is a sequence diagram explaining operation which a user terminal produces a channel quality report in related technology. 本発明の例示的な一実施形態の移動体通信システムの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the mobile communication system of one exemplary embodiment of the present invention. 本発明の例示的な一実施形態の基地局の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the base station of exemplary embodiment of this invention. 本発明の例示的な一実施形態に応じたユーザ端末の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the user terminal according to exemplary embodiment of the present invention. 本発明の例示的な一実施形態に応じたシステム全体のオペレーションの一例を説明する図である。FIG. 6 illustrates an example of overall system operation according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の例示的な一実施形態に応じた基地局のオペレーションの一例を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of base station operation according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の例示的な一実施形態に応じたユーザ端末のオペレーションの一例を説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of operation of a user terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.

本発明の例示的な実施形態について図面を参照して以下の説明する。本発明の形態を説明するために、これらの例示的な実施形態は、TDD LTEシステムにおける応用を想定して構成されている。   Exemplary embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings. For the purpose of describing aspects of the invention, these exemplary embodiments are configured for application in a TDD LTE system.

まず、移動体通信システム及び装置について、これらは本発明の説明のために共通に使用されるものであるが、図5〜図7を参照して説明する。   First, the mobile communication system and apparatus are commonly used to describe the present invention, and will be described with reference to FIGS.

図5は、例示的実施形態に応じた移動体通信システムの一例を説明する。図5を参照すると、システムは、複数のアンテナ(101)を有する基地局(10)と、複数のアンテナ(201)を有するユーザ端末(20)を含む。ユーザ端末(20)は、基地局無線カバレッジ(30)内に位置しており、アップリンク方向及びダウンリンク方向の両方において、基地局(10)と通信することができる。具体的には、ユーザ端末(20)は、アップリンクRS(LTEシステムにおけるSRSに相当)とSINR報告をアップリンクチャネルを介して基地局(10)に送信することができる。基地局(10)は、ダウンリンクRS(LTEシステムにおけるCSI−RSに相当)と制御信号及びデータをダウンリンクチャネルを介してユーザ端末(20)に送信することができる。   FIG. 5 illustrates an example of a mobile communication system according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 5, the system includes a base station (10) having a plurality of antennas (101) and a user terminal (20) having a plurality of antennas (201). The user terminal (20) is located in the base station radio coverage (30) and can communicate with the base station (10) in both uplink and downlink directions. Specifically, the user terminal (20) can transmit an uplink RS (corresponding to SRS in the LTE system) and an SINR report to the base station (10) via the uplink channel. The base station (10) can transmit a downlink RS (corresponding to CSI-RS in the LTE system), a control signal, and data to the user terminal (20) via the downlink channel.

図5においては、システムはただ1つのユーザ端末しか備えていないが、これは単に説明の簡易化のために過ぎないことに留意すべきである。実際、本発明は、複数のユーザ端末を有するシステムに適用可能であることは明らかである。   It should be noted that in FIG. 5, the system has only one user terminal, but this is merely for ease of explanation. In fact, the present invention is obviously applicable to a system having a plurality of user terminals.

図6は、基地局(10)の構成の一例を説明する。図6を参照すると、複数の基地局アンテナ(101)は、ユーザ端末(20)からのアップリンク信号の受信とユーザ端末(20)へのダウンリンク信号の送信の両方のために使用される。   FIG. 6 illustrates an example of the configuration of the base station (10). Referring to FIG. 6, multiple base station antennas (101) are used for both receiving uplink signals from user terminals (20) and transmitting downlink signals to user terminals (20).

アップリンク/ダウンリンクマルチプレクサ(マルチプレクサ)(102)は、アップリンク信号の受信とダウンリンク信号の送信を時間的に(in time)多重化する。   The uplink / downlink multiplexer (multiplexer) (102) multiplexes the reception of uplink signals and the transmission of downlink signals in time.

アップリンクRS/SINR報告デマルチプレクサ(デマルチプレクサ)(103)は、アップリンク信号の受信をアップリンクRSの受信とSINR報告の受信に分離する。分離されたアップリンクRSとSINR報告について、前者はチャネル相反性利用型(reciprocity-based)ダウンリンクチャネル行列推定器(104)に、後者はMCSセレクタ(106)に供給される。   The uplink RS / SINR report demultiplexer (demultiplexer) (103) separates uplink signal reception into uplink RS reception and SINR report reception. For the separated uplink RS and SINR reports, the former is supplied to the channel reciprocity-based downlink channel matrix estimator (104) and the latter to the MCS selector (106).

ダウンリンクRS/SINR報告要求/データマルチプレクサ(108)は、ダウンリンク信号の送信、ダウンリンクRSの送信、SINR報告要求の送信、及び、データの送信をダウンリンク信号(Downlink Signals)に多重化する。   Downlink RS / SINR report request / data multiplexer (108) multiplexes downlink signal transmission, downlink RS transmission, SINR report request transmission, and data transmission into downlink signals (Downlink Signals). .

チャネル相反性に基づくダウンリンクチャネル行列推定器(104)は、アップリンクRS/SINR報告デマルチプレクサ(103)からアップリンクRSを受け取ると、アップリンク・ダウンリンクチャネル相反特性を利用することにより、基地局(10)から各ユーザ端末(20)へのダウンリンクチャネル行列をそれぞれ推定する。ダウンリンクチャネル行列の推定プロセスは、図1を参照して説明した関連技術のものと同様である。   The downlink channel matrix estimator (104) based on channel reciprocity, upon receiving the uplink RS from the uplink RS / SINR report demultiplexer (103), utilizes the uplink and downlink channel reciprocity characteristics to A downlink channel matrix from the station (10) to each user terminal (20) is estimated. The downlink channel matrix estimation process is similar to that of the related art described with reference to FIG.

基地局作成プリコーディング行列生成器(Generator)(105)は、推定されたダウンリンクチャネル行列をチャネル相反性に基づくダウンリンクチャネル行列推定器(104)から受け取り、ユーザ端末毎に基地局作成プリコーディング行列を作成する。基地局作成プリコーディング行列の作成プロセスは、図2を参照して説明した関連技術におけるものと同様である。   A base station generation precoding matrix generator (105) receives the estimated downlink channel matrix from the downlink channel matrix estimator (104) based on channel reciprocity, and generates base station generation precoding for each user terminal. Create a matrix. The base station creation precoding matrix creation process is the same as that in the related art described with reference to FIG.

次いで、基地局作成プリコーディング行列は、ユーザ端末へ送信する変調データに適用される。変調データは、(不図示の符号化器による)符号化及びMCSセレクタ(106)により選択されたMCSによるデータバッファ(107)に記憶されたマルチレイヤデータの各レイヤの(不図示の変調器による)変調によって得られる。   The base station generated precoding matrix is then applied to the modulated data to be transmitted to the user terminal. The modulated data is encoded (by an encoder (not shown)) and is stored in the data buffer (107) by the MCS selected by the MCS selector (106) in each layer of the multilayer data (by the modulator (not shown)). ) Obtained by modulation.

プリコーディング行列が適用された変調データは、基地局アンテナ(101)にマッピングされ、ダウンリンクRS/SINR報告要求/データマルチプレクサ(108)を介してユーザ端末(20)に送信される。   The modulated data to which the precoding matrix is applied is mapped to the base station antenna (101) and transmitted to the user terminal (20) via the downlink RS / SINR report request / data multiplexer (108).

ダウンリンクRS/SINR報告要求/データマルチプレクサ(108)は、プリコーディング行列が適用された変調データの送信に加えて、ダウンリンクRS生成器(109)から生成されたダウンリンクRSとSINR報告要求生成器(110)から生成されたSINR報告要求の送信をマルチプレクスする機能も有する。   The downlink RS / SINR report request / data multiplexer (108) generates the downlink RS and SINR report request generated from the downlink RS generator (109) in addition to the transmission of the modulation data to which the precoding matrix is applied. It also has a function of multiplexing transmission of the SINR report request generated from the device (110).

ダウンリンクRSは、ユーザ端末(20)が、後にSINR報告を作成するためにダウンリンクチャネル行列を推定する際に必要である。SINR報告要求は、基地局作成プリコーディング行列の通知と、SINR報告を作成するために通知されたプリコーディング行列を使用することをユーザ端末に指示する要求内容を含む。   The downlink RS is necessary when the user terminal (20) estimates the downlink channel matrix to later create a SINR report. The SINR report request includes a notification of a base station creation precoding matrix and a request content instructing the user terminal to use the notified precoding matrix to create the SINR report.

ユーザ端末(20)のデータレイヤ毎に適切なMCSを選択するために必要な情報をMCSセレクタ(106)に供給するために、アップリンクRS/SINR報告デマルチプレクサ(103)は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたSINR報告をユーザ端末から受信し、該情報をMCSセレクタ(106)に転送する。従って、MCSセレクタ(106)は、該情報を用いて、予め定められたデータ送信エラーレートを満たすデータレイヤ毎に、最も高いMCSを選択することができる。この選択は、図3を参照して説明した関連技術のテーブルと同様のSINR−MCSマッピングテーブルを用いて実行することができる。   In order to supply the MCS selector (106) with information necessary to select an appropriate MCS for each data layer of the user terminal (20), the uplink RS / SINR report demultiplexer (103) A SINR report conditioned on the coding matrix is received from the user terminal and the information is transferred to the MCS selector (106). Therefore, the MCS selector (106) can use the information to select the highest MCS for each data layer that satisfies a predetermined data transmission error rate. This selection can be performed using a SINR-MCS mapping table similar to the related art table described with reference to FIG.

図7は、ユーザ端末(20)の構成の一例を説明する。図7を参照すると、複数のユーザ端末アンテナ(201)は、基地局(10)からのダウンリンク信号の受信と基地局(10)へのアップリンク信号の送信の両方に使用される。   FIG. 7 illustrates an example of the configuration of the user terminal (20). Referring to FIG. 7, a plurality of user terminal antennas (201) are used both for receiving downlink signals from the base station (10) and transmitting uplink signals to the base station (10).

アップリンク/ダウンリンクマルチプレクサ(202)は、ダウンリンク信号の受信とアップリンク信号の送信を時間的に多重化する。   The uplink / downlink multiplexer (202) temporally multiplexes the reception of downlink signals and the transmission of uplink signals.

ダウンリンクRS/SINR報告要求/データデマルチプレクサ(203)は、ダウンリンク信号の受信をダウンリンクRSの受信とSINR報告要求の受信とデータの受信に分離する。   The downlink RS / SINR report request / data demultiplexer (203) separates reception of the downlink signal into reception of the downlink RS, reception of the SINR report request, and reception of data.

アップリンクRS/SINR報告マルチプレクサ(207)は、アップリンクRSの送信とSINR報告の送信をアップリンク信号に多重化する。   The uplink RS / SINR report multiplexer (207) multiplexes uplink RS transmissions and SINR report transmissions into uplink signals.

データ受信プロセッサ(204)は、基地局(10)において基地局作成プリコーディング行列を適用した上で基地局(10)から送信された変調データを受信すると、復調、復号を含むデータ受信プロセスを実行する。   When the data reception processor (204) receives the modulation data transmitted from the base station (10) after applying the base station creation precoding matrix in the base station (10), the data reception processor (204) executes a data reception process including demodulation and decoding To do.

ダウンリンクRSに基づくダウンリンクチャネル行列推定器(205)は、基地局(10)から送信されたダウンリンクRSを受信すると、基地局(10)から当該ユーザ端末(20)自身へのダウンリンクチャネル行列を推定する。   When the downlink channel matrix estimator (205) based on the downlink RS receives the downlink RS transmitted from the base station (10), the downlink channel from the base station (10) to the user terminal (20) itself Estimate the matrix.

SINR報告生成器(206)は、推定されたダウンリンクチャネル行列と基地局(10)によって送信されたSINR報告要求を取得する。次に、SINR報告生成器(206)は、基地局(10)によって指示されたように、通知された基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたSINR報告を作成する。そして、作成されたSINR報告は、アップリンクRS/SINR報告マルチプレクサ(207)を介して基地局(10)に送信される。   The SINR report generator (206) obtains the estimated downlink channel matrix and the SINR report request transmitted by the base station (10). Next, the SINR report generator (206) creates a SINR report conditioned on the notified base station creation precoding matrix as directed by the base station (10). Then, the created SINR report is transmitted to the base station (10) via the uplink RS / SINR report multiplexer (207).

アップリンクRS生成器(208)は、アップリンクRS/SINR報告マルチプレクサ(207)を介して基地局(10)に送信されるべきアップリンクRSを生成する。アップリンクRSは、基地局(10)が、後に基地局作成プリコーディング行列を作成するためにアップリンク・ダウンリンクチャネル相反特性を利用することによりダウンリンクチャネル行列を推定する際に必要である。   The uplink RS generator (208) generates an uplink RS to be transmitted to the base station (10) via the uplink RS / SINR report multiplexer (207). The uplink RS is required when the base station (10) estimates the downlink channel matrix by using the uplink and downlink channel reciprocity characteristics later to create the base station created precoding matrix.

以下に、図5〜図7を参照して説明したシステム及び装置に基づいて、本発明の例示的実施形態の詳細なオペレーションを説明する。更に、説明の理解の容易化のために、以下においては、基地局(10)は4つのアンテナを有し、ユーザ端末(20)は2つのアンテナを有すると仮定されているが、これに限定されない。   In the following, the detailed operation of the exemplary embodiment of the present invention will be described based on the system and apparatus described with reference to FIGS. Furthermore, for ease of understanding the description, in the following, it is assumed that the base station (10) has four antennas and the user terminal (20) has two antennas, but this is not limitative. Not.

<システムのオペレーション>
図8は、基地局(10)とユーザ端末(20)の両方を含むシステム全体のオペレーションを説明する。
<System operation>
FIG. 8 illustrates the operation of the entire system including both the base station (10) and the user terminal (20).

図8を参照すると、最初に、ユーザ端末(20)はアップリンクRSを基地局(10)に送信する(オペレーションS1101)。   Referring to FIG. 8, first, the user terminal (20) transmits an uplink RS to the base station (10) (operation S1101).

基地局(10)は、アップリンクRSを用い、アップリンク・ダウンリンクチャネル相反性を利用して、2×4のダウンリンクチャネル行列(H)を推定する(オペレーションS1102)。なお、オペレーションS1101及びS1102は、図1を参照して説明した関連技術におけるものと同様である。   The base station (10) estimates the 2 × 4 downlink channel matrix (H) using the uplink RS and the uplink / downlink channel reciprocity (operation S1102). Note that operations S1101 and S1102 are the same as those in the related technology described with reference to FIG.

次に、基地局(10)は、4×2の基地局作成プリコーディング行列(FBase−created)を作成する(オペレーションS1103)。基地局(10)は、プリコーディング行列を作成するために、図2について説明した関連技術の方法を用いることができる。 Next, the base station (10) creates a 4 × 2 base station creation precoding matrix (F Base-created ) (operation S1103). The base station (10) can use the related art method described for FIG. 2 to create the precoding matrix.

次に、基地局(10)は、ダウンリンクRSをユーザ端末(20)に送信する(オペレーションS1104)。次に、ユーザ端末(20)は、ダウンリンクRSを用いて、2×4ダウンリンクチャネル行列(H)を推定する(オペレーションS1105)。なお、ダウンリンクRSによるチャネル行列の推定は、図4を参照して説明した関連技術におけるものと同様である。   Next, the base station (10) transmits the downlink RS to the user terminal (20) (operation S1104). Next, the user terminal (20) estimates a 2 × 4 downlink channel matrix (H) using the downlink RS (operation S1105). Note that the estimation of the channel matrix by the downlink RS is the same as that in the related technique described with reference to FIG.

次に、基地局(10)は、ユーザ端末(20)に、基地局作成プリコーディング行列(FBase−created)の通知と、SINR報告の要求を送信する(オペレーションS1106)。 Next, the base station (10) transmits a notification of the base station creation precoding matrix (F Base-created ) and a SINR report request to the user terminal (20) (operation S1106).

これらの通知と要求を受信すると、ユーザ端末(20)は、推定されたダウンリンクチャネル行列(H)と通知された基地局作成プリコーディング行列(FBase−created)を用いて、データレイヤ毎の受信SINRを推定する(オペレーションS1107)。オペレーションS1107のより具体的な詳細は、後述するユーザ端末オペレーションにおいて説明する。 Upon receiving these notifications and requests, the user terminal (20) uses the estimated downlink channel matrix (H) and the notified base station created precoding matrix (F Base-created ) for each data layer. The received SINR is estimated (operation S1107). More specific details of the operation S1107 will be described in the user terminal operation described later.

基地局作成プリコーディング行列(FBase−created)に条件付けされたSINR報告の作成後、ユーザ端末(20)は、SINR報告を基地局に送信する(オペレーションS1108)。 After creating the SINR report conditioned on the base station creation precoding matrix (F Base-created ), the user terminal (20) transmits the SINR report to the base station (operation S1108).

最後に、基地局(10)は、受信したSINR報告を用いて、MCSを選択する(オペレーションS1109)。MCSの選択は、図3を参照して説明した関連技術において使用したものと同様のMCS−SINRマッピングテーブルに基づくことができる。   Finally, the base station (10) selects an MCS using the received SINR report (operation S1109). The selection of the MCS can be based on an MCS-SINR mapping table similar to that used in the related art described with reference to FIG.

<基地局のオペレーション>
図9は、基地局(10)のオペレーションを説明する。説明の簡略化のために、基地局(10)は基地局作成プリコーディング行列を既に作成していると仮定されている。従って、図9を参照すれば、第1オペレーションS1201において、基地局(10)は、基地局作成プリコーディング行列の通知とSINR報告の要求をユーザ端末に送信する。
<Operation of base station>
FIG. 9 illustrates the operation of the base station (10). For simplicity of explanation, it is assumed that the base station (10) has already created a base station created precoding matrix. Accordingly, referring to FIG. 9, in the first operation S1201, the base station (10) transmits a notification of the base station creation precoding matrix and a request for SINR report to the user terminal.

次に、基地局(10)は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたSINR報告が受信されているか否かを常時チェックする(オペレーションS1202)。   Next, the base station (10) constantly checks whether or not the SINR report conditioned on the base station creation precoding matrix is received (operation S1202).

SINR報告を受信すると、基地局は、最後に、当該情報を用いて、MCSを選択する(オペレーションS1203)。   When receiving the SINR report, the base station finally selects an MCS using the information (operation S1203).

LTEシステムの場合、基地局作成プリコーディング行列の通知及びSINR報告の要求は、無線リソース制御(RRC)シグナリングを用いて送信可能である。具体的には、RRC接続再設定メッセージ(RRC Connection Reconfiguration Mesage)のような既存のメッセージは、基地局(10)がプリコーディング行列の通知とSINR報告の要求を望む場合、基地局作成プリコーディング行列を記述する情報要素(IE)をユーザ端末(20)に搬送するために使用可能である。   In the case of the LTE system, the notification of the base station creation precoding matrix and the request for SINR report can be transmitted using radio resource control (RRC) signaling. Specifically, an existing message such as an RRC connection reconfiguration message is a base station creation precoding matrix when the base station (10) desires a precoding matrix notification and a SINR report request. Can be used to convey an information element (IE) that describes to the user terminal (20).

<ユーザ端末オペレーション>
図10は、ユーザ端末(20)のオペレーションを説明する。説明の簡潔化のために、ユーザ端末(20)は、既に、ダウンリンクRSを用いて、ダウンリンクチャネル行列(H)を推定していると仮定されている。従って、図10を参照すると、第1オペレーションS1301において、ユーザ端末(20)は、基地局からの通知と要求が受信されているか否かを常時チェックする。
<User terminal operation>
FIG. 10 illustrates the operation of the user terminal (20). For simplicity of explanation, it is assumed that the user terminal (20) has already estimated the downlink channel matrix (H) using the downlink RS. Therefore, referring to FIG. 10, in the first operation S1301, the user terminal (20) constantly checks whether a notification and a request from the base station are received.

基地局作成プリコーディング行列(FBase-created)の通知とSINR報告の要求を受信すると、ユーザ端末(20)は、推定されたダウンリンクチャネル行列(H)と通知された基地局作成プリコーディング行列(FBase-created)を用いて、データレイヤ毎に受信SINRを推定する(オペレーションS1302)。具体的には、ユーザ端末(20)は、以下の数式を用いることによって、γ(m)で表されるデータレイヤ毎のSINRを推定する。ここで、mはデータレイヤインデックスであり、

Figure 0006418334

である。 Upon receiving the notification of the base station creation precoding matrix (F Base-created ) and the SINR report request, the user terminal (20) receives the estimated downlink channel matrix (H) and the notified base station creation precoding matrix. Using (F Base-created ), the reception SINR is estimated for each data layer (operation S1302). Specifically, the user terminal (20) estimates the SINR for each data layer represented by γ (m) by using the following mathematical formula. Where m is the data layer index,
Figure 0006418334

It is.

Figure 0006418334

Figure 0006418334
(式1)
Figure 0006418334

Figure 0006418334
(Formula 1)

ここで、Pはデータレイヤ当たりの平均送信電力であり、ダウンリンクRS送信電力に対する相対電力としてユーザ端末(20)に既知のものである。 Here, P S is the average transmit power per data layer, those known to the user terminal (20) as a relative power for the downlink RS transmit power.

Gは、基地局作成プリコーディング行列(FBase−created)に基づくユーザ端末における2×2の受信行列である。例えば、ZF受信器が使用される場合、Gは以下のように与えられる: G is a 2 × 2 reception matrix in the user terminal based on the base station created precoding matrix (F Base-created ). For example, if a ZF receiver is used, G is given as:


Figure 0006418334
(式2)
Figure 0006418334
(Formula 2)

ここで、

Figure 0006418334

は行列Xの(a,b)成分を示す。 here,
Figure 0006418334

Indicates the (a, b) component of the matrix X.

I+Nは、ユーザ端末アンテナにおいて観測される干渉及び雑音の量を反映する干渉雑音共分散行列であり、ダウンリンクチャネル行列(H)とダウンリンクRSを用いて導出されるものとして周知のものである。 R I + N is an interference noise covariance matrix that reflects the amount of interference and noise observed at the user terminal antenna, and is well known as being derived using the downlink channel matrix (H) and the downlink RS. is there.

補足:ユーザ端末kにおいて観測される受信ベクトルy(k)が
y(k)=HFs(k)+v(k)、
ここでHは基地局からユーザ端末kへのチャネル行列、Fはプリコーディング行列、s(k)はシンボルベクトル、v(k)は雑音ベクトル(干渉雑音ベクトル)としてモデル化されるとすると、式1は、以下の周知の式に基づく:

Figure 0006418334
ここで、Gは受信行列、RI+Nは干渉雑音共分散行列:RI+N
E{v(k)v(k)}であり、シンボルパワー(symbol power)E{s(k)}はE{s(k)}=1に正規化されている。 Supplement: The received vector y (k) observed at the user terminal k is y (k) = HFs (k) + v (k),
Here, H is a channel matrix from the base station to user terminal k, F is a precoding matrix, s (k) is a symbol vector, and v (k) is a noise vector (interference noise vector). 1 is based on the following well-known formula:

Figure 0006418334
Here, G is a reception matrix, R I + N is an interference noise covariance matrix: R I + N =
E {v (k) v (k) H }, and symbol power E {s 2 (k)} is normalized to E {s 2 (k)} = 1.

基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたデータレイヤ毎のSINR(γ(m))の作成後、ユーザ端末(20)は、最後に、これらのSINRを基地局(10)に送信する(オペレーションS1303)。   After creating the SINR (γ (m)) for each data layer conditioned in the base station creation precoding matrix, the user terminal (20) finally transmits these SINRs to the base station (10) (operation S1303). ).

LTEシステムの場合、SINR報告は、チャネル状態情報(CSI)を報告するための物理レイヤプロシージャを用いて、基地局(10)に送信可能である。具体的には、ユーザ端末は、最初に、データレイヤ毎のSINRをチャネル品質指標(CQI)インデックスのフォーマットに量子化する。次に、ユーザ端末は、これらのCQIインデックスを物理アップリンク制御チャネル(Physical Uplink Control Channel:PUCCH)又は物理アップリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared Channel:PUSCH)と共に送信する。   For LTE systems, SINR reports can be sent to the base station (10) using a physical layer procedure for reporting channel state information (CSI). Specifically, the user terminal first quantizes the SINR for each data layer into a channel quality indicator (CQI) index format. Next, the user terminal transmits these CQI indexes together with a physical uplink control channel (Physical Uplink Control Channel: PUCCH) or a physical uplink shared channel (PUSCH).

<有利な効果>
上述した例示的実施形態によれば、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされたユーザ端末によって観測される受信SINRの情報は、基地局で利用可能にされることができる。従って、当該情報を用いて、基地局作成プリコーディング行列のために適切なMCSを選択すること、及び、ユーザ端末のスループットとネットワーク容量の両者を最大化することができる。
<Advantageous effect>
According to the exemplary embodiment described above, the received SINR information observed by the user terminal conditioned on the base station created precoding matrix can be made available at the base station. Therefore, this information can be used to select an appropriate MCS for the base station generated precoding matrix and to maximize both user terminal throughput and network capacity.

<一般化及びバリエーション>
本発明の例示的実施形態についての説明はすべてTDD LTEシステムにおける適用を仮定して行ったが、提示した実施形態はそのような適用のみに限定されない。例えば、アップリンク通信及びダウンリンク通信のために相互に近接する一対の搬送周波数を使用するFDD(Frequency Division Duplex:周波数分割二重化)LTEシステムでは、アップリンク・ダウンリンクチャネル相反特性は依然として維持されており、そのため、本発明も適用可能である。
<Generalization and variations>
Although all the descriptions of the exemplary embodiments of the present invention have been made assuming application in a TDD LTE system, the presented embodiments are not limited to only such applications. For example, in an FDD (Frequency Division Duplex) LTE system that uses a pair of carrier frequencies that are close to each other for uplink and downlink communications, the uplink and downlink channel reciprocity characteristics are still maintained. Therefore, the present invention is also applicable.

実施形態のバリエーションを以下の通りであるが、それらに限定されない。   Although the variation of embodiment is as follows, it is not limited to them.

1つのバリーションは、ユーザ端末に基地局作成プリコーディング行列を通知し、SINR報告を要求する方法である。基地局が通知と要求の両方を単一のメッセージで送信する代わりに、基地局は、これらの通知と要求を異なるタイムスロット(複数)で送信するために異なるメッセージ(複数)に分離することができる。これは、プリコーディング行列通知とSINR報告要求を送信するために必要な周波数が異なる場合、有益である。   One variation is a method of notifying a user terminal of a base station created precoding matrix and requesting an SINR report. Instead of the base station sending both notifications and requests in a single message, the base station may separate these notifications and requests into different messages for transmission in different time slots. it can. This is beneficial if the frequencies required to transmit the precoding matrix notification and the SINR report request are different.

例えば、作成された基地局作成プリコーディング行列がデータレイヤ毎の受信SINRよりも遅い速度で変化するものである場合、通知メッセージは、要求メッセージよりも長い周期で送信することができる。この場合、ユーザ端末は、要求メッセージのみを受信するとき、SINRを推定するために、最も遅く通知された基地局作成プリコーディング行列を使用することができる。   For example, when the created base station creation precoding matrix changes at a rate slower than the reception SINR for each data layer, the notification message can be transmitted with a longer period than the request message. In this case, when receiving only the request message, the user terminal can use the latest notified base station creation precoding matrix to estimate the SINR.

LTEシステムでは、基地局作成プリコーディング行列の通知とSINR報告の要求が分離されて送信される場合、RRC信号及びアップリンクダウンリンク制御指標(DCI)フォーマットは、それぞれ、通知及び要求を搬送するために使用することができる。   In the LTE system, when the base station created precoding matrix notification and the SINR report request are transmitted separately, the RRC signal and the uplink downlink control indicator (DCI) format carry the notification and the request, respectively. Can be used for

上掲した特許文献1及び特許文献2には、基地局が少なくとも1つのユーザ端末と無線リンクを介して通信し、基地局がユーザ端末から基地局に送信されたアップリンク参照信号(アップリンクRS)から決定されたチャネル推定を用いて、ユーザ端末に送信されるデータに適用するためのプリコーディング行列(基地局作成プリコーディング行列)を作成するために適合されており、基地局がユーザ端末に基地局作成プリコーディング行列を通知し;及びユーザ端末が、通知されたプリコーディング行列に条件付けされたデータレイヤ毎の信号対干渉雑音比(SINR)を推定して報告する構成は記載されていない。   In Patent Document 1 and Patent Document 2 listed above, the base station communicates with at least one user terminal via a radio link, and the base station transmits an uplink reference signal (uplink RS) transmitted from the user terminal to the base station. Adapted to create a precoding matrix (base station creation precoding matrix) for application to data transmitted to the user terminal using the channel estimation determined from The base station creation precoding matrix is notified; and the configuration in which the user terminal estimates and reports the signal-to-interference noise ratio (SINR) for each data layer conditioned on the notified precoding matrix is not described.

上掲した特許文献及び非特許文献の各開示は引用を以って本書に繰り込まれているものとする。実施形態及び実施例の修正及び調整は、本発明の全開示(特許請求の範囲の各請求項の枠ないし範囲を含む)の範囲内で、また、本発明の基本的技術的思想に基づいて可能である。更に、複数の開示要素の様々な組み合わせ及び選択が、本発明の特許請求の範囲の枠内で可能である。即ち、本発明は、当業者が(本発明の)技術的思想及び特許請求の範囲の枠内を含む全開示に従って実現可能なあらゆるタイプの変形及び修正を明確に含む。   The disclosures of the patent documents and non-patent documents listed above are incorporated herein by reference. Modifications and adjustments of the embodiments and examples are within the scope of the entire disclosure of the present invention (including the frame or scope of each claim), and based on the basic technical idea of the present invention. Is possible. Furthermore, various combinations and selections of the disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention clearly includes all types of variations and modifications that can be realized by those skilled in the art according to the entire disclosure including the technical idea and scope of the claims.

10、10R 基地局
11R アンテナ
12−1 ユーザ端末1の基地局作成プリコーディング行列
12−2 ユーザ端末2の基地局作成プリコーディング行列
20、20Rユーザ端末
21R アンテナ
22−1、22−2 受信行列
30 基地局無線カバレッジ
101 基地局アンテナ
102 アップリンク/ダウンリンクマルチプレクサ
103 アップリンクRS/SINR報告デマルチプレクサ
104 チャネル相反性に基づくダウンリンクチャネル行列推定器
105 基地局作成プリコーディング行列生成器
106 MCSセレクタ
107 データバッファ
108 ダウンリンクRS/SINR報告要求/データマルチプレクサ
109 ダウンリンクRS生成器
110 SINR報告要求生成器
201 ユーザ端末のアンテナ
202 アップリンク/ダウンリンクマルチプレクサ
203 ダウンリンクRS/SINR報告要求/データデマルチプレクサ
204 データ受信プロセッサ
205 ダウンリンクRSに基づくダウンリンクチャネル行列推定器
206 SINR報告生成器
207 アップリンクRS/CSI報告マルチプレクサ
208 アップリンクRS生成器
10, 10R base station 11R antenna 12-1 base station creation precoding matrix 12-2 for user terminal 1 base station creation precoding matrix 20 for user terminal 2, 20R user terminal 21R antenna 22-1, 22-2 reception matrix 30 Base Station Radio Coverage 101 Base Station Antenna 102 Uplink / Downlink Multiplexer 103 Uplink RS / SINR Report Demultiplexer 104 Downlink Channel Matrix Estimator Based on Channel Reciprocity 105 Base Station Created Precoding Matrix Generator 106 MCS Selector 107 Data Buffer 108 Downlink RS / SINR Report Request / Data Multiplexer 109 Downlink RS Generator 110 SINR Report Request Generator 201 User Terminal Antenna 202 Uplink / Downlink Multiplexor 203 downlink RS / SINR report request / data demultiplexer 204 data receiving processor 205 downlink channel matrix estimator 206 based on downlink RS SINR report generator 207 uplink RS / CSI report multiplexer 208 uplink RS generator

Claims (10)

少なくとも1つのユーザ端末と無線リンクを介して通信する基地局を含む移動体通信システムにおける方法であって、
前記基地局は、前記ユーザ端末から前記基地局に送信されたアップリンク参照信号(アップリンクRS)から決定されたチャネル推定を用いて、前記ユーザ端末に送信されるデータに適用する基地局作成プリコーディング行列を作成するように構成されており、
前記基地局が、前記ユーザ端末に前記基地局作成プリコーディング行列を通知し、
前記ユーザ端末が、前記基地局によって通知された前記基地局作成プリコーディング行列と、前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を用いて、各データレイヤの信号対干渉雑音比(SINR)を推定し、前記推定したSINRを基地局に報告する、方法。
A method in a mobile communication system comprising a base station communicating with at least one user terminal via a radio link, comprising:
The base station uses a channel estimation determined from an uplink reference signal (uplink RS) transmitted from the user terminal to the base station, and applies a base station creation pre-application applied to data transmitted to the user terminal. Configured to create a coding matrix,
The base station notifies the user terminal of the base station creation precoding matrix,
The user terminal is estimated and the base station creates a precoding matrix notified using the channel matrix to the user terminal from the base station, the signal to interference noise ratio of each data layer a (SINR) by the base station And reporting the estimated SINR to a base station.
前記SINRを推定するにあたり、前記ユーザ端末は、先ず、前記基地局から前記ユーザ端末に送信されたダウンリンク参照信号(ダウンリンクRS)を用いて、前記基地局から前記ユーザ端末への前記チャネル行列を推定し、
前記ユーザ端末が、推定した前記チャネル行列Hと、通知された前記基地局作成プリコーディング行列 Base-created 前記ユーザ端末における前記基地局作成プリコーディング行列に基づく受信行列Gを用いて、前記データレイヤ毎のSINR

Figure 0006418334

(ただし、mはデータレイヤインデックス、P はデータレイヤ当たりの平均送信電力、R I+N は干渉雑音共分散行列、行列の肩のHは転置共役を表すエルミート演算子、(m、m)は行列の第m行、第m列の成分)を推定する、請求項1に記載の方法。
Upon estimating the SINR, the user terminal may first the channel matrix from the base station using said transmit downlink reference signals to the user terminal (downlink RS), to the user terminal from the base station Estimate
The user terminal uses the channel matrix H estimated, notified the base station creates a precoding matrix F Base-created, the reception matrix G based on the base station creates a precoding matrix in the user terminal, the data SINR per layer :

Figure 0006418334

(Where, m is the data layer index, P S is the average transmit power per data layer, R I + N is the interference noise covariance matrix, shoulder H matrix is Hermitian operator representing a transpose conjugate, (m, m) is a matrix The m-th row and m-th column component) is estimated.
前記基地局作成プリコーディング行列は、ブロック対角化プリコーディング法によって作成され、一のユーザ端末からのデータが他のユーザ端末のデータと干渉することを阻止するように設定されている、請求項1又は2に記載の方法 The base station generated precoding matrix is generated by a block diagonalization precoding method, and is configured to prevent data from one user terminal from interfering with data of another user terminal. The method according to 1 or 2 . 移動体通信システム向けのユーザ端末であって、
アップリンク参照信号(アップリンクRS)を基地局に送信する送信部と
前記基地局から前記ユーザ端末に送信されたダウンリンク参照信号(ダウンリンクRS)を用いて、前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を推定する推定部と、
前記アップリンクRSから推定されたチャネル行列を用いて前記基地局によって作成され、前記基地局によって前記ユーザ端末に送信されるデータに適用される基地局作成プリコーディング行列を前記基地局から受信する受信部と、
前記基地局によって通知された前記基地局作成プリコーディング行列と、前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を用いて、データレイヤ毎の信号対干渉雑音比(SINR)を推定し、前記推定したSINRを前記基地局に報告するチャネル品質報告作成部と、
を含む、ユーザ端末。
A user terminal for a mobile communication system,
A transmitter for transmitting an uplink reference signal (uplink RS) to the base station ;
An estimation unit that estimates a channel matrix from the base station to the user terminal using a downlink reference signal (downlink RS) transmitted from the base station to the user terminal;
The created by the base station using the estimated channel matrix from the uplink RS, reception for receiving the applied Ru base station creates a precoding matrix in the data sent to the user terminal by the base station from the base station And
The signal-to-interference and noise ratio (SINR) for each data layer is estimated using the base station creation precoding matrix notified by the base station and the channel matrix from the base station to the user terminal, and the estimated A channel quality report generator for reporting SINR to the base station;
Including a user terminal.
前記チャネル品質報告作成部は、
前記基地局から前記ユーザ端末に送信されたダウンリンク参照信号(ダウンリンクRS)を用いて、前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を推定し、
推定した前記チャネル行列Hと、前記基地局によって通知された前記基地局作成プリコーディング行列 Base-created 、前記ユーザ端末における前記基地局作成プリコーディング行列に基づく受信行列Gを用いて、データレイヤ毎の前記SINR

Figure 0006418334

(ただし、mはデータレイヤインデックス、P はデータレイヤ当たりの平均送信電力、R I+N は干渉雑音共分散行列、行列の肩のHは転置共役を表すエルミート演算子、(m、m)は行列の第m行、第m列の成分)を推定する、請求項に記載のユーザ端末。
The channel quality report creation unit
Estimating a channel matrix from the base station to the user terminal using a downlink reference signal (downlink RS) transmitted from the base station to the user terminal;
Using the channel matrix H estimated, the a base station creates a precoding matrix F Base-created notified by the base station, a reception matrix G based on the base station creates a precoding matrix in the user terminal, data layer For each SINR :

Figure 0006418334

(Where, m is the data layer index, P S is the average transmit power per data layer, R I + N is the interference noise covariance matrix, shoulder H matrix is Hermitian operator representing a transpose conjugate, (m, m) is a matrix The mth row, mth column component) of the user terminal according to claim 4 .
ユーザ端末から基地局に送信されたアップリンク参照信号(アップリンクRS)に基づき前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を推定する推定部と、
前記チャネル行列を用いて、前記ユーザ端末に送信されるデータに適用する基地局作成プリコーディング行列を生成する生成部と、
前記ユーザ端末に前記基地局作成プリコーディング行列を通知し、前記基地局によって前記ユーザ端末に通知された前記基地局作成プリコーディング行列と、前記ユーザ端末で推定した前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を用いて前記ユーザ端末で推定した信号対干渉雑音比(SINR)についての報告を前記ユーザ端末に要求するチャネル品質報告要求部と、
を含む、基地局。
An estimation unit that estimates a channel matrix from the base station to the user terminal based on an uplink reference signal (uplink RS) transmitted from the user terminal to the base station ;
And using said channel matrix generator for generating a base station creates a precoding matrix to be applied to the data to be transmitted to the user terminal,
The base station creation precoding matrix is notified to the user terminal, the base station creation precoding matrix notified to the user terminal by the base station, and the base station estimated by the user terminal to the user terminal A channel quality report requesting unit that requests the user terminal to report a signal-to-interference noise ratio (SINR) estimated by the user terminal using a channel matrix ;
Including base stations.
前記生成部は、ブロック対角化プリコーディング法によって、一のユーザ端末からのデータが他のユーザ端末と干渉することを阻止するように設定された前記基地局作成プリコーディング行列を作成する、請求項6に記載の基地局 The generation unit generates the base station creation precoding matrix configured to prevent data from one user terminal from interfering with other user terminals by a block diagonalization precoding method. Item 7. The base station according to Item 6 . ユーザ端末と基地局と、を含む通信システムであって、
前記基地局は、
前記ユーザ端末に送信される信号に適用するための基地局作成プリコーディング行列を生成する生成部と、
前記ユーザ端末に前記基地局作成プリコーディング行列を通知し、前記基地局によって前記ユーザ端末に通知された前記基地局作成プリコーディング行列と、前記ユーザ端末で推定した前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を用いて前記ユーザ端末で推定した信号対干渉雑音比(SINR)についての報告を前記ユーザ端末に要求するチャネル品質報告要求部と、
前記ユーザ端末によって推定され報告されたSINRを受信する受信部と、
前記受信したSINRに基づいて変調符号化方式(MCS)を選択するセレクタと、
前記選択したMCSに基づいて符号化及び変調された信号に、前記基地局作成プリコーディング行列を適用するプリコーダと、
前記プリコードされた信号を前記ユーザ端末に送信する送信部と、
を含み、
前記ユーザ端末は、
前記基地局によって通知された前記基地局作成プリコーディング行列を受信する受信部と、
前記基地局によって通知された前記基地局作成プリコーディング行列と、前記ユーザ端末で推定した前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を用いて、各データレイヤの信号対干渉雑音比(SINRを推定し、前記推定したSINRを前記基地局に報告するチャネル品質報告作成部と、
を含み、前記受信部は、前記基地局から、前記基地局作成プリコーディング行列が適用された信号を受信する、通信システム。
A communication system including a user terminal and a base station,
The base station
A generator for generating a base station creation precoding matrix for application to a signal transmitted to the user terminal;
The base station creation precoding matrix is notified to the user terminal, the base station creation precoding matrix notified to the user terminal by the base station, and the base station estimated by the user terminal to the user terminal A channel quality report requesting unit that requests the user terminal to report a signal-to-interference noise ratio (SINR) estimated by the user terminal using a channel matrix ;
A receiver for receiving the SINR estimated and reported by the user terminal;
A selector for selecting a modulation and coding scheme (MCS) based on the received SINR;
Applying a precoding matrix generated by the base station to a signal encoded and modulated based on the selected MCS;
A transmitter for transmitting the precoded signal to the user terminal;
Including
The user terminal is
A receiving unit for receiving the base station creation precoding matrix notified by the base station ;
Using the base station creation precoding matrix notified by the base station and the channel matrix from the base station to the user terminal estimated by the user terminal, the signal-to-interference noise ratio ( SINR ) of each data layer is calculated. A channel quality report generator for estimating and reporting the estimated SINR to the base station;
The receiving unit receives a signal to which the base station-created precoding matrix is applied from the base station .
前記基地局は、前記ユーザ端末から送信され、前記基地局の複数のアンテナによって受信されたアップリンク参照信号(アップリンクRS)を用いて前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を推定する推定部を備え、
前記生成部は、前記推定部で推定された前記チャネル行列を用いて前記基地局作成プリコーディング行列を生成し、
前記ユーザ端末は、前記基地局から送信され、前記ユーザ端末の複数のアンテナによって受信されたダウンリンク参照信号(ダウンリンクRS)を用いて、前記基地局から前記ユーザ端末へのチャネル行列を推定する推定部を備え
前記チャネル品質報告作成部は、前記推定部で推定したチャネル行列と、前記基地局によって通知された前記基地局作成プリコーディング行列を用いて、データレイヤ毎の前記SINRを推定し前記推定したSINRを前記基地局に報告する、請求項記載の通信システム。
The base station is transmitted from the user terminal, estimation for estimating a channel matrix from the base station using the received uplink reference signal (UL RS) by a plurality of antennas of said base station to said user terminal Part
The generation unit generates the base station creation precoding matrix using the channel matrix estimated by the estimation unit ,
The user terminal estimates a channel matrix from the base station to the user terminal using downlink reference signals (downlink RSs) transmitted from the base station and received by a plurality of antennas of the user terminal. With an estimator ,
The channel quality report creation unit estimates the SINR for each data layer by using the channel matrix estimated by the estimation unit and the base station creation precoding matrix notified by the base station, and calculates the estimated SINR. The communication system according to claim 8 , which reports to the base station .
前記基地局において、前記生成部は、ブロック対角化プリコーディング法によって、一のユーザ端末からのデータが他のユーザ端末と干渉することを阻止するように設定された前記基地局作成プリコーディング行列を作成する、請求項8又は9に記載の通信システム In the base station, the generating unit is configured to generate the base station-generated precoding matrix configured to prevent data from one user terminal from interfering with other user terminals by a block diagonalization precoding method. The communication system according to claim 8 or 9, wherein the communication system is created .
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