JP6595694B2 - 下りプリコーディング方法および基地局 - Google Patents

Description

本願は、２０１５年７月１４日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０１５１０４１２１０４．８であり、発明の名称が「下りプリコーディング方法および基地局」である中国特許出願に基づき優先権を主張し、その全ての内容は参照することにより本願に組み込まれる。

本発明は、移動通信技術に関し、特に下りプリコーディング方法および基地局に関する。

無線通信システムでは、基地局が下り伝送のためにスケジューリングを行う際に、ユーザ機器（ＵＥ）が、受信信号の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を推算し、チャネル品質指示（ＣＱＩ）を決定し、上りリソースによってＣＱＩを基地局にフィードバックする必要がある。基地局は、受信したＣＱＩに基づいて、下り伝送に使用する無線リソース、変調符号化方式などのスケジューリング情報を決定する。

本発明の実施例は、上記に鑑みてなされたものであって、下りプリコーディング方法および基地局を提供しており、下りスケジューリングの正確さの向上を目的とする。これに応じて、システムスループットおよびユーザスループットも、ある程度で向上することができる。

具体的には、本発明の実施例は、下記のように実現される。
下りプリコーディング方法であって、
各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定し、
前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択し、
前記スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と前記スケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングし、プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する、ことを含む。

基地局であって、
各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定する設定モジュールと、
前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択するスケジューリングモジュールと、
前記スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と前記スケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングするプリコーディングモジュールと、
プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する送信モジュールと、を含む。

基地局であって、
メモリと、
１つまたは複数のプロセッサと、
メモリに記憶され、１つまたは複数のプロセッサによって実行される１つまたは複数の指令ユニットと、を含み、
前記指令ユニットは、
各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定する設定モジュールと、
前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択するスケジューリングモジュールと、
前記スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と前記スケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングするプリコーディングモジュールと、
プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する送信モジュールと、を含む。

本発明の実施例では、各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、第１のセルに対して予め設定し、第１のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択し、スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号とスケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングし、プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータをスケジューリングユーザへ送信することにより、ＵＥがＰＭＩをフィードバックしないことが可能になり、フィードバックオーバヘッドを低減させる。また、基地局は、チャネル推定信号送信時および下りデータ送信時に、同一のプリコーディング行列を使用するため、ＵＥがＣＱＩ推定時および下りデータ受信時に受ける隣接セルからのＩＣＩが一致であることを保証することができ、ＣＱＩ推定の正確さが効果的に改善される。これにより、基地局は、該ＣＱＩに基づいて、もっと正確な変調符号化方式と、スケジューリングを必要とするリソースブロックの数とを決定することができるので、システムスループットおよびユーザスループットを向上させる。

本発明の一実施例における下りプリコーディング方法のフローの模式図である。 本発明の他の実施例における下りプリコーディング方法のフローの模式図である。 本発明の一実施例における基地局の構成の模式図である。 本発明の他の実施例における基地局の構成の模式図である。 本発明の一実施例の実施環境の模式図である。 本発明の一実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と採用しない場合とのＳＩＮＲ推定偏差の比較の模式図である。 本発明の一実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と採用しない場合とのユーザスループットの比較の模式図である。 本発明の他の実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と採用しない場合との性能の比較の模式図である。 本発明の他の実施例における基地局の構成の模式図である。

本発明の目的、解決手段、およびメリットをさらに明確にするために、以下、図面を参照しながら、実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。

ＵＥは、ＣＱＩを決定する際に、実際の下りデータ伝送時の他セルからのセル間干渉（ＩＣＩ）を正確に知ることができない。このため、フィードバックされたＣＱＩに基づいて基地局が行った下りスケジューリングは、正確さが高くない。例えば、ＵＥからフィードバックされたＣＱＩに基づいて推定された変調符号化方式は、実際の下りデータ伝送時のＵＥの採用可能な理想的な変調符号化方式との偏差が大きい。これにより、セルのスループットおよびユーザの周波数利用率が低下する。

図１は、本発明の一実施例における下りプリコーディング方法のフローの模式図である。この方法は、以下のステップを含む。

ステップ１０１で、各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、第１のセルに対して予め設定する。

本ステップにおいて、割当対象リソースは、１つの時間−周波数リソース単位、例えば、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムにおけるリソースブロック（ＲＢ）またはサブバンド（ｓｕｂｂａｎｄ）であってもよい。プリコーディング行列の情報は、予め設定されたコードブック内のプリコーディング行列のインデックスをＰＭＩとしてもよい。ここで、各割当対象リソース毎において、シングルの候補ユーザに対してＰＭＩを指定してもよい。例えば、第１のセルの基地局とユーザとの間で、シングルユーザ−マルチアンテナ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）伝送を行う。或いは、各割当対象リソース毎において、複数の候補ユーザ（即ち、ユーザグループ）に対して複数のＰＭＩを逐一指定してもよい。例えば、第１のセルの基地局と複数の候補ユーザとの間で、マルチユーザ−マルチアンテナ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送または非直交多元接続（ＮＯＭＡ）伝送を行う。

本発明の一実施例では、第１のプリコーディングモードは、ＰＭＩマッピング表を作成することによって表すことができる。表１は、各サブバンドにおいて１つまたは複数の候補ユーザに対してＰＭＩを指定したＰＭＩマッピング表を示している。表１に示すように、サブバンドインデックスは、１から８であり、候補ユーザ（グループ）は、ユーザ対のＵＥ１およびＵＥ２と、シングルユーザのＵＥ１と、シングルユーザのＵＥ２との３つを含む。プリコーディング行列の情報には、ＰＭＩ１およびＰＭＩ２の２つのＰＭＩが含まれ、第１のセルの基地局において予め設定されたコードブック内の２つのＰＭＩの順番が指定される。

表１に示す第１のプリコーディングモードでは、サブバンド１において、ＵＥ１がＰＭＩ１を使用し、ＵＥ２がＰＭＩ２を使用するように予め設定し、或いは、ＵＥ２がＰＭＩ２を使用するように予め設定し、サブバンド２において、ＵＥ１およびＵＥ２が共にＰＭＩ２を使用するように予め設定し、或いは、ＵＥ１がＰＭＩ２を使用するように予め設定し、或いは、ＵＥ２がＰＭＩ２を使用するように予め設定し、…以下同様。

ステップ１０２で、第１のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択する。

第１のプリコーディングモードは、各割当対象リソース毎における全ての可能なユーザまたはユーザグループを指定するものである。ある最適化基準に従ってスケジューリングユーザを決定してもよい。これと同時に、第１のプリコーディングモードによって、該スケジューリングユーザが使用するプリコーディング行列も決定される。

具体的な応用では、該最適化基準は、スケジューリングを完成させるために、ポーリング、最大キャリア対干渉比（Ｃ／Ｉ）、プロポーショナルフェアネス（ＰＦ）などのアルゴリズムを含んでもよい。

ステップ１０３で、スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号とスケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングし、プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータをスケジューリングユーザへ送信する。

本ステップにおいて、第１のセルの基地局は、プリコーディングされたチャネル推定信号をスケジューリングユーザへ送信し、スケジューリングユーザが受信したチャネル推定信号に基づいてフィードバックしたＣＱＩを受信した後に、プリコーディングされた下りデータをスケジューリングユーザへ送信する。例えば、線形プリコーディングアルゴリズムを使用する場合、線形プリコーディングを経ると、ＭＩＭＯ信号モデルは、下記のように表すことができる。

本発明の一実施例では、基地局が、プリコーディングされた基準信号を第１の時刻にスケジューリングユーザへ送信した後に、ＵＥが、受信した基準信号に基づいて、各リソースブロックにおけるＳＩＮＲを算出し、ＣＱＩを基地局へフィードバックし、基地局が、ＵＥからフィードバックされたＣＱＩを受信した後に、下りデータ伝送を行い、即ち、プリコーディングされた下りデータを第２の時刻にスケジューリングユーザへ送信する。基地局は、ＵＥからフィードバックされたＣＱＩに基づいて、下りデータに使用する変調符号化方式を決定してもよい。また、ＵＥからフィードバックされたＣＱＩを、後続に第１のプリコーディングモードを更新する根拠としてもよい。

本発明の他の実施例では、基地局が、プリコーディングされた基準信号を第１の時刻にスケジューリングユーザへ送信した後に、ＵＥが、受信した基準信号に基づいて、ＣＱＩをフィードバックすることに加えて、ＰＭＩおよび／またはＲＩを選択的にフィードバックしてもよい。例えば、コードブックに基づくプリコーディングの場合、ある最適化基準に従って、コードブックから、現在のチャネル条件に最もマッチングするＰＭＩおよびＲＩを選択し、ＰＭＩおよび／またはＲＩを基地局へフィードバックするようにしてもよい。基地局は、ＵＥからフィードバックされた情報（即ち、ＣＱＩ、ＰＭＩ／ＲＩ）を受信した後に、第１のプリコーディングモードにおける該スケジューリングユーザに対応するプリコーディング行列を使用して、下りデータをプリコーディングして第２の時刻に送信する。基地局は、ＵＥからフィードバックされたＣＱＩに基づいて、下りデータに使用する変調符号化方式を決定してもよい。また、ＵＥからフィードバックされたＰＭＩ／ＲＩに基づいて、後続に第１のプリコーディングモードを更新してもよい。

本発明の実施例では、各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、第１のセルに対して予め設定し、第１のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択し、スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号とスケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングし、プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータをスケジューリングユーザへ送信することにより、ＵＥがＰＭＩをフィードバックしないことが可能になり、フィードバックオーバヘッドを低減させる。また、基地局は、チャネル推定信号送信時および下りデータ送信時に、同一のプリコーディング行列を使用するため、ＵＥがＣＱＩ推定時および下りデータ受信時に受ける隣接セルからのＩＣＩが一致であることを保証することができ、ＣＱＩ推定の正確さが効果的に改善される。これにより、基地局は、該ＣＱＩに基づいて、もっと正確な変調符号化方式と、スケジューリングを必要とするリソースブロックの数を決定することができるので、システムスループットおよびユーザスループットを向上させる。

図２は、本発明の他の実施例における下りプリコーディング方法のフローの模式図である。この方法は、以下のステップを含む。

ステップ２０１で、各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、第１のセルに対して予め設定する。

本発明の一実施例では、第１のセルはサービングセルであり、第１のプリコーディングモードを、該第１のセルに対して予め設定することは、各割当対象リソース毎における各候補ユーザ毎の統計的チャネル特性を決定し、統計的チャネル特性に基づいて、各候補ユーザ毎にプリコーディング行列を指定し、プリコーディング行列の情報を第１のプリコーディングモードに記録する、ことを含む。ここで、統計的チャネル特性は、所定の時間帯におけるＵＥと第１のセルの基地局との間の瞬間ＣＳＩの平均値であってもよい。

具体的には、ＬＴＥシステムでは、基地局は、各候補ユーザ毎に、以前のタイムスロットでフィードバックされたチャネル状態情報の平均を取って統計的チャネル特性を得、次に、予め設定されたコードブックから、各候補ユーザ毎の統計的チャネル特性に基づいて、マッチングするＰＭＩを１つ選択するようにしてもよい。マッチングの基準は、チャネル容量最大化基準であってもよい。また、基地局は、所定の時間帯を周期として、統計的チャネル特性を改めて算出してから、第１のプリコーディングモードを更新するようにしてもよい。

ステップ２０２で、隣接セルから送信された、各割当対象リソース毎において隣接セルが使用するプリコーディング行列の情報が記録された第２のプリコーディングモードを受信する。

本発明の一実施例では、複数のセルが協調伝送に参加し、セルの基地局同士が、共通の周波数リソースにおいて予め設定されたプリコーディングモードおよび使用するコードブックを共有する。第１のセルの基地局は、隣接セルの基地局から送信された第２のプリコーディングモードを受信すると、その中から、各リソース毎において使用するＰＭＩを知ることができる。基地局間の情報やり取りは、有線伝送によって実現してもよい。

本発明の一実施例では、第２のプリコーディングモードは、表１に示すＰＭＩマッピング表を採用してもよい。即ち、各割当対象リソース毎において隣接セルの候補ユーザ（グループ）が使用するＰＭＩの情報を指定する。同様に、第１のセルの基地局は、第１のプリコーディングモードを他の隣接セルの基地局に送信するので、隣接セルの基地局は、第１のプリコーディングモードを受信すると、サブバンド１、３、５、および７においてＰＭＩ１およびＰＭＩ２を使用し、サブバンド２および４においてＰＭＩ２を使用し、サブバンド６および８においてＰＭＩ１を使用することを知る。

本発明の他の実施例では、第２のプリコーディングモードは、簡略化されたＰＭＩマッピング表を採用してもよい。即ち、各割当対象リソース毎において使用するＰＭＩの情報のみを指定する。表１に対応して、簡略化されたＰＭＩマッピング表は、表２に示す通りである。ここで、各サブバンド毎に、使用するＰＭＩインデックスが示されている。

また、セル協調に参加する複数の基地局は、プリコーディングモードを更新した後に、更新されたプリコーディングモードを、セル協調に参加する他の基地局に送信して、後続のスケジューリングに使用させる。

ステップ２０３で、第１のプリコーディングモードおよび第２のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択する。

本ステップにおいて、各割当対象リソース毎に、第１のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおける候補ユーザと、各候補ユーザ毎に指定された第１のプリコーディング行列とを決定し、第２のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおいて隣接セルが使用する第２のプリコーディング行列を決定し、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおける各候補ユーザ毎のスループットを算出し、スループットが最大となる候補ユーザを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定する。

ここで、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおいて予め設定されたユーザのＳＩＮＲを算出し、該ＳＩＮＲでスループットを表すようにしてもよい。具体的には、第１のプリコーディング行列に基づいて、各候補ユーザ毎の受信信号電力を算出し、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列に基づいて、第１のセルと隣接セルとのセル間干渉電力を算出し、受信信号電力およびセル間干渉電力に基づいて、信号対干渉雑音比を算出する。

例えば、線形プリコーディングを経ると、ＳＩＮＲは下記のように算出される。

本発明の一実施例では、第１のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して指定された候補ユーザを、複数のユーザグループに分け、各ユーザグループ毎に１つまたは複数のユーザを含むことができ、各ユーザグループ毎に、第１のプリコーディングモードに記録された該ユーザグループの各候補ユーザ毎の第１のプリコーディング行列を決定し、即ち、各ユーザグループ毎に１つまたは複数の第１のプリコーディング行列が対応することができ、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列を使用して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループの各候補ユーザ毎のスループットを算出し、該ユーザグループ内の全ての候補ユーザのスループットを加算して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループのスループットとし、スループットが最大となるユーザグループを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定する。

表１に示す第１のプリコーディングモードを参照すると、各サブバンドにおいて、候補ユーザが３つのユーザグループに分けられている。ユーザグループが１つのユーザを含み、１つの第１のプリコーディング行列に対応する場合、上記数式２に示すＳＩＮＲの算出は、さらに下記のように表すことができる。

本発明の一実施例では、第２のプリコーディング行列が下記のように決定される。即ち、第２のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して予め設定された少なくとも１つのプリコーディング行列を検索し、少なくとも１つのプリコーディング行列を重み付け加算して、第２のプリコーディング行列を得る。例えば、表２に示す第２のプリコーディングモードを参照すると、サブバンド１において、ＰＭＩ１で表されるプリコーディング行列ω_１と、ＰＭＩ２で表されるプリコーディング行列ω_２とを使用するため、第２のプリコーディング行列ｗ（ｔ）_ｋ，ｉ＝β_１ω_１＋β_２ω_２であり、ここで、β_１およびβ_２はそれぞれ２つの所定の重みを表し、かつβ_１＋β_２＝１である。ここで、β_１およびβ_２の具体的な値は、第１のセルの基地局で予め設定されたものであってもよく、本発明では具体的に限定しない。

表１に示す第１のプリコーディングモードを参照すると、ユーザグループが２つのユーザを含み、２つの第１のプリコーディング行列に対応する場合、数式３を参照して、ユーザグループ内の各ユーザｊのＳＩＮＲ_ｋ、ｊ（ｔ）を算出してもよい。次に、第ｋ個のサブバンドにおける総ＳＩＮＲは、ユーザグループ内の全ての候補ユーザのＳＩＮＲの和であり、下記のように表される。

ステップ２０４で、スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号をプリコーディングし、プリコーディングされたチャネル推定信号を第１の時刻にスケジューリングユーザへ送信する。

該チャネル推定信号は、基準信号であってもよい。スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、基準信号をプリコーディングする。
ステップ２０５で、スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、スケジューリングユーザの下りデータをプリコーディングし、プリコーディングされた下りデータを第２の時刻にスケジューリングユーザへ送信する。ここで、第２の時刻は、第１の時刻に遅れる。

例えば、ＬＴＥシステムでは、第１の時刻および第２の時刻は、下りサブフレームの順番で表され、それぞれｎ１およびｎ２である。時分割多重化（ＴＤＤ）システムでは、ｎ２＝ｎ１＋４である。第１の時刻および第２の時刻の具体的な値について、本発明の実施例では、具体的に限定しない。

また、基地局が下りデータ伝送に使用するＰＭＩは、ＵＥから報告されたＰＭＩと一致しない恐れがあることを考慮すると、ＵＥがプリコーディングされた等価チャネルを知り、下りデータをコヒーレント復調することができるということを保証するために、基地局は、下り制御シグナリングにおいて、自局が使用するＰＭＩの情報、例えば、ＰＭＩのインデックスを明確に指示し、或いは、基地局は、専用パイロットをＵＥへ送信することにより、使用するＰＭＩ、例えば、上記数式１のｗ（ｔ）をＵＥに知らせ、或いは、基地局は、専用パイロットをＵＥへ送信することにより、等価なチャネル情報、即ち、プリコーディングされたチャネル状態情報、例えば、上記数式１のＨ（ｔ）ｗ（ｔ）をＵＥに知らせるようにしてもよい。

上記の実施例では、隣接セルから送信された第２のプリコーディングモードを受信し、第１のプリコーディングモードおよび第２のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択することにより、複数の協調セル間のプリコーディングモードの共有が実現され、第１のセルの基地局が、基準信号送信時および下りデータ伝送時の２つの時刻に使用する第２のプリコーディング行列を知り、スケジューリング時のＳＩＮＲ推定の正確さをさらに向上させ、システムスループットおよびユーザスループットを向上させる。

図３は、本発明の一実施例における基地局３００の構成の模式図である。基地局３００は、
各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、第１のセルに対して予め設定する設定モジュール３１０と、
設定モジュール３１０で設定された第１のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択するスケジューリングモジュール３２０と、
スケジューリングモジュール３２０で選択されたスケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と、スケジューリングモジュール３２０で選択されたスケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングするプリコーディングモジュール３３０と、
プリコーディングモジュール３３０でプリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータをスケジューリングユーザへ送信する送信モジュール３４０と、を含む。

図４は、本発明の一実施例における基地局４００の構成の模式図である。図３に示す基地局３００に加えて、基地局４００は、
隣接セルから送信された、各割当対象リソース毎において隣接セルが使用するプリコーディング行列の情報が記録された第２のプリコーディングモードを受信する受信モジュール３５０をさらに含む。

これに応じて、スケジューリングモジュール３２０は、
各割当対象リソース毎に、設定モジュール３１０で設定された第１のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおける候補ユーザと、各候補ユーザ毎に指定された第１のプリコーディング行列とを決定し、受信モジュール３５０で受信された第２のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおいて隣接セルが使用する第２のプリコーディング行列を決定する決定手段３２１と、
決定手段３２１で決定された第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおける各候補ユーザ毎のスループットを算出する算出手段３２２と、
算出手段３２２で算出されたスループットが最大となる候補ユーザを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定するスケジューリング手段３２３と、を含む。

本発明の一実施例では、決定手段３２１は、第１のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して指定された候補ユーザを、複数のユーザグループに分け、各ユーザグループ毎に、第１のプリコーディングモードに記録された該ユーザグループの各候補ユーザ毎の第１のプリコーディング行列を決定する。

算出手段３２２は、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列を使用して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループの各候補ユーザ毎のスループットを算出し、該ユーザグループ内の全ての候補ユーザのスループットを加算して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループのスループットとする。

スケジューリング手段３２３は、スループットが最大となるユーザグループを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定する。

本発明の一実施例では、決定手段３２１は、第２のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して予め設定された少なくとも１つのプリコーディング行列を検索し、少なくとも１つのプリコーディング行列を重み付け加算して、第２のプリコーディング行列を得る。

本発明の一実施例では、算出手段３２２は、第１のプリコーディング行列に基づいて、各候補ユーザ毎の受信信号電力を算出し、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列に基づいて、第１のセルと隣接セルとのセル間干渉電力を算出し、受信信号電力およびセル間干渉電力に基づいて、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を算出する。

本発明の一実施例では、設定モジュール３１０は、各割当対象リソース毎における各候補ユーザ毎の統計的チャネル特性を決定し、統計的チャネル特性に基づいて、各候補ユーザ毎にプリコーディング行列を指定し、プリコーディング行列の情報を第１のプリコーディングモードに記録する。

本発明の一実施例では、送信モジュール３４０は、プリコーディングされたチャネル推定信号をスケジューリングユーザへ送信し、スケジューリングユーザが受信したチャネル推定信号に基づいてフィードバックしたチャネル品質指示（ＣＱＩ）を受信した後に、プリコーディングされた下りデータをスケジューリングユーザへ送信する。

図５は、本発明の一実施例の実施環境の模式図である。ここで、基地局は、ＵＥ＃１およびＵＥ＃２とそれぞれＳＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うための２本のアンテナを有する。ＵＥ＃１とＵＥ＃２とのチャネル品質の差異が大きいため、基地局は、下りスケジューリング時にＮＯＭＡ伝送を採用してもよい。即ち、ＵＥ＃１およびＵＥ＃２の送信信号を重ね合わせることにより、両者のチャネル品質の差異を多重化利得に変換することができる。ＵＥは、逐次干渉除去技術を採用してデマルチプレクスする。ＮＯＭＡ伝送では、２つのリンクにおけるＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に使用する電力が異なり、ＵＥ＃１は、電力レベル１で限定された電力を使用し、ＵＥ＃２は、電力レベル２で限定された電力を使用する。

ＬＴＥ規格には、プリコーディングに関する伝送モード（ＴＭ）が複数種類含まれている。例えば、第３種の伝送モード（ＴＭ３）では、ＵＥは、ＰＭＩを報告する必要がなく、ＣＱＩおよびチャネルのランク（ＲＩ）のみを報告する必要があり、プリコーディング行列の選択は、予め設定されたものであり、ブラインドプリコーディング方式と理解してもよい。この伝送モードでは、表１に示す第１のプリコーディングモードを使用して、各サブバンドにおける可能なユーザまたはユーザグループが使用するＰＭＩを決定してもよい。

シミュレーションによって、本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と、本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用しない場合との性能を比較する。表３Ａ及び表３Ｂには、シミュレーションに使用するシステムレベルのパラメータが示されている。ここで、本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用しない場合、従来のＬＴＥシステムにおける、ユーザからフィードバックされたＰＭＩに基づいて下りデータ伝送時のプリコーディング行列を決定するような、「フィードバックに基づく方法」と略称される方法を採用する

図６は、本発明の一実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と採用しない場合とのＳＩＮＲ推定偏差の比較の模式図である。ここで、ＳＩＮＲ推定偏差とは、プリコーディングされたチャネル推定信号をスケジューリングユーザへ送信することにより推定されたＳＩＮＲと、下りデータ伝送時の実際なＳＩＮＲとの差である。ＳＩＮＲ推定偏差の累積分布関数（ＣＤＦ）曲線から分かるように、本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法を使用する場合、ＳＩＮＲ推定偏差は、効果的に低減されている。

図７は、本発明の一実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と採用しない場合とのユーザスループットの比較の模式図である。ここで、ユーザスループットのＣＤＦ曲線から分かるように、本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法を使用する場合、ユーザスループットは、明らかに向上している。

図８は、本発明の他の実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合と採用しない場合との性能の比較の模式図である。性能は、セル平均スループットおよびセル端ユーザスループットを含む。ここから分かるように、本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法を採用する場合、この２つのパラメータには、いずれも、約１０％のスループット利得がある。

図９は、本発明の他の実施例における基地局の構成の模式図である。図９に示すように、この基地局は、１つまたは複数のプロセッサ９０１と、メモリ９０２と、メモリ９０２に記憶され、１つまたは複数のプロセッサ９０１によって実行される１つまたは複数の指令ユニット９０３と、を含む。指令ユニット９０３は、設定モジュール３１０と、スケジューリングモジュール３２０と、プリコーディングモジュール３３０と、送信モジュール３４０と、受信モジュール３５０と、を含んでもよい。これらの仮想モジュールは、それぞれの機能を実現するための指令を含む。このように、プロセッサ９０１がメモリ９０２と通信し、指令を読み取って実行すると、基地局は、相応の機能を実現することができる。

本発明の実施例で提供された下りプリコーディング方法によれば、各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、第１のセルに対して予め設定することにより、ＵＥがＰＭＩをフィードバックしないことが可能になり、フィードバックオーバヘッドを低減させる。さらに、隣接セルから送信された第２のプリコーディングモードを受信し、第１のプリコーディングモードおよび第２のプリコーディングモードに基づいて、候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択することにより、基地局は、セル間協調伝送によって、隣接セルが使用するプリコーディング行列を知ることができるため、ユーザスケジューリング時のＳＩＮＲ算出がもっと正確になる。また、基地局は、スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号とスケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングすることにより、ＵＥがＣＱＩ推定時および下りデータ受信時に受ける隣接セルからのＩＣＩは一致であり、ＣＱＩ推定の正確さは効果的に改善される。これにより、基地局は、該ＣＱＩに基づいて、もっと正確な変調符号化方式と、スケジューリングを必要とするリソースブロックの数を決定することができるので、下りスケジューリングの正確さを向上させる。シミュレーション結果には、システムスループットおよびユーザスループットがある程度で向上していることが示されている。

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

３００、４００ 基地局
３１０ 設定モジュール
３２０ スケジューリングモジュール
３２１ 決定手段
３２２ 算出手段
３２３ スケジューリング手段
３３０ プリコーディングモジュール
３４０ 送信モジュール
３５０ 受信モジュール
９０１ プロセッサ
９０２ メモリ
９０３ 指令ユニット

Claims (15)

1. 下りプリコーディング方法であって、
   各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定し、
   前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択し、
   前記スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と前記スケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングし、プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する、
   ことを含むことを特徴とする方法。
2. 隣接セルから送信された、各割当対象リソース毎において前記隣接セルが使用するプリコーディング行列の情報が記録された第２のプリコーディングモードを受信することをさらに含み、
   前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択することは、
   各割当対象リソース毎に、前記第１のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおける候補ユーザと、各候補ユーザ毎に指定された第１のプリコーディング行列とを決定し、
   前記第２のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおいて前記隣接セルが使用する第２のプリコーディング行列を決定し、
   前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおける各候補ユーザ毎のスループットを算出し、
   スループットが最大となる候補ユーザを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定する、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおける各候補ユーザ毎のスループットを算出し、スループットが最大となる候補ユーザを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定することは、
   前記第１のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して指定された候補ユーザを、複数のユーザグループに分け、
   各ユーザグループ毎に、前記第１のプリコーディングモードに記録された該ユーザグループの各候補ユーザ毎の第１のプリコーディング行列を決定し、
   前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列を使用して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループの各候補ユーザ毎のスループットを算出し、
   該ユーザグループにおける全ての候補ユーザのスループットを加算して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループのスループットとし、
   スループットが最大となるユーザグループを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定する、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第２のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおいて前記隣接セルが使用する第２のプリコーディング行列を決定することは、
   前記第２のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して予め設定された少なくとも１つのプリコーディング行列を検索し、複数のプリコーディング行列が検索された場合、前記複数のプリコーディング行列を重み付け加算して、前記第２のプリコーディング行列を得る、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおける各候補ユーザ毎のスループットを算出することは、
   前記第１のプリコーディング行列に基づいて、各候補ユーザ毎の受信信号電力を算出し、
   前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列に基づいて、前記第１のセルと前記隣接セルとのセル間干渉電力を算出し、
   前記受信信号電力および前記セル間干渉電力に基づいて、信号対干渉雑音比を算出する、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
6. 前記第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定することは、
   各割当対象リソース毎における各候補ユーザ毎の統計的チャネル特性を決定し、
   前記統計的チャネル特性に基づいて、各候補ユーザ毎にプリコーディング行列を指定し、
   前記プリコーディング行列の情報を前記第１のプリコーディングモードに記録する、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信することは、
   プリコーディングされたチャネル推定信号を前記スケジューリングユーザへ送信し、
   前記スケジューリングユーザが受信したチャネル推定信号に基づいてフィードバックしたチャネル品質指示を受信した後に、プリコーディングされた下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
8. 基地局であって、
   各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定する設定モジュールと、
   前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択するスケジューリングモジュールと、
   前記スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と前記スケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングするプリコーディングモジュールと、
   プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する送信モジュールと、
   を含むことを特徴とする基地局。
9. 隣接セルから送信された、各割当対象リソース毎において前記隣接セルが使用するプリコーディング行列の情報が記録された第２のプリコーディングモードを受信する受信モジュールをさらに含み、
   前記スケジューリングモジュールは、
   各割当対象リソース毎に、前記第１のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおける候補ユーザと、各候補ユーザ毎に指定された第１のプリコーディング行列とを決定し、前記第２のプリコーディングモードに基づいて、該割当対象リソースにおいて前記隣接セルが使用する第２のプリコーディング行列を決定する決定手段と、
   前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列に基づいて、該割当対象リソースにおける各候補ユーザ毎のスループットを算出する算出手段と、
   スループットが最大となる候補ユーザを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定するスケジューリング手段と、を含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載の基地局。
10. 前記決定手段は、前記第１のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して指定された候補ユーザを、複数のユーザグループに分け、各ユーザグループ毎に、前記第１のプリコーディングモードに記録された該ユーザグループの各候補ユーザ毎の第１のプリコーディング行列を決定し、
    前記算出手段は、前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列を使用して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループの各候補ユーザ毎のスループットを算出し、該ユーザグループ内の全ての候補ユーザのスループットを加算して、該割当対象リソースにおける該ユーザグループのスループットとし、
    前記スケジューリング手段は、スループットが最大となるユーザグループを、該割当対象リソースにおけるスケジューリングユーザとして決定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の基地局。
11. 前記決定手段は、前記第２のプリコーディングモードにおける該割当対象リソースに対して予め設定された少なくとも１つのプリコーディング行列を検索し、複数のプリコーディング行列が検索された場合、前記複数のプリコーディング行列を重み付け加算して、前記第２のプリコーディング行列を得る、
    ことを特徴とする請求項９に記載の基地局。
12. 前記算出手段は、前記第１のプリコーディング行列に基づいて、各候補ユーザ毎の受信信号電力を算出し、前記第１のプリコーディング行列および前記第２のプリコーディング行列に基づいて、前記第１のセルと前記隣接セルとのセル間干渉電力を算出し、前記受信信号電力および前記セル間干渉電力に基づいて、信号対干渉雑音比を算出する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の基地局。
13. 前記設定モジュールは、各割当対象リソース毎における各候補ユーザ毎の統計的チャネル特性を決定し、前記統計的チャネル特性に基づいて、各候補ユーザ毎にプリコーディング行列を指定し、前記プリコーディング行列の情報を前記第１のプリコーディングモードに記録する、
    ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
14. 前記送信モジュールは、プリコーディングされたチャネル推定信号を前記スケジューリングユーザへ送信し、前記スケジューリングユーザが受信したチャネル推定信号に基づいてフィードバックしたチャネル品質指示を受信した後に、プリコーディングされた下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する、
    ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
15. 基地局であって、
    メモリと、
    １つまたは複数のプロセッサと、
    メモリに記憶され、１つまたは複数のプロセッサによって実行される１つまたは複数の指令ユニットと、を含み、
    前記指令ユニットは、
    各割当対象リソース毎において第１のセルの各候補ユーザ毎に指定されたプリコーディング行列の情報が記録された第１のプリコーディングモードを、前記第１のセルに対して予め設定する設定モジュールと、
    前記第１のプリコーディングモードに基づいて、前記候補ユーザの中から、各割当対象リソース毎にスケジューリングユーザを選択するスケジューリングモジュールと、
    前記スケジューリングユーザのプリコーディング行列を使用して、チャネル推定信号と前記スケジューリングユーザの下りデータとをプリコーディングするプリコーディングモジュールと、
    プリコーディングされたチャネル推定信号および下りデータを前記スケジューリングユーザへ送信する送信モジュールと、を含む、
    ことを特徴とする基地局。