KR101268699B1 - 통신 장치, 이동국 및 통신 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 송신 안테나로부터의 신호를 수신하는 경우의 수신 품질을 향상시킨다. 통신 장치(1)를 포함하는 무선 통신 시스템은 이동국(4)에 대하여 송신 안테나(2a)와 송신 안테나(3a)로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 송신 가능하다. 이동국(4)은 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 측정한다. 통신 장치(1)는 이동국(4)에 있어서의 수신 타이밍 차에 따라서, 송신 안테나(2a)의 신호 및 송신 안테나(3a)의 신호 중 적어도 한쪽의 송신 타이밍을 변경하도록 제어한다.

Description

통신 장치, 이동국 및 통신 제어 방법{COMMUNICATION APPARATUS, MOBILE STATION, AND COMMUNICATION CONTROL METHOD}
본 발명은 무선 통신에 있어서의 통신 장치, 이동국 및 통신 제어 방법에 관한 것이다.
현재, 휴대 전화 시스템이나 무선 LAN(Local Area Network) 등의 무선 통신 시스템이 널리 이용되고 있다. 무선 통신에서는, 송신 장치는 데이터의 오류 정정 부호화 및 변조를 행하여, 얻어진 변조 신호를 물리층에서 무선 리소스에 맵핑하여 송신한다. 수신 장치는 무선 리소스에 맵핑된 신호를 추출하여 복조 및 오류 정정 복호를 행하여 데이터를 재생한다. 예를 들면, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 휴대 전화 시스템의 물리층의 사양이 논의되고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1∼4 참조).
또한, 무선 통신 시스템에서는, 복수의 안테나를 이용하여 무선 신호를 송수신하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술이 이용되는 경우가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). MIMO에서는 통신 채널의 변동에 따라서, 복수의 안테나로부터 송신하는 신호의 위상을 조정하는 것(프리코딩)이 가능하다. 예를 들면, 위상 조정량을 정의한 프리코딩 행렬의 집합(코드 북)으로부터, 통신 채널의 변동에 따른 프리코딩 행렬을 선택하여 송신 신호에 적용하는 방법이 생각된다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).
또한, 무선 통신 시스템에서는, 복수의 송신 장치가 협조하여 동일한 데이터를 송신하는 CoMP(Coordinated Multiple Point) 송신 기술이 논의되고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 5 참조). 수신 장치는 동일한 데이터를 포함하는 수신 신호를 합성함으로써, 수신 품질을 향상시킬 수 있다. CoMP 송신의 적부의 판단으로서, 예를 들면, 수신 장치에서 각 송신 장치로부터의 신호의 수신 전력을 측정하고, 1위의 수신 전력과 2위의 수신 전력의 차가 임계값 이하인 경우에 CoMP 송신을 행하는 방법이 생각된다(예를 들면, 비특허 문헌 6 참조). 또한, 수신 전력이 1위인 신호의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 임계값 이하인 경우에 CoMP 송신을 행하는 방법도 생각된다(예를 들면, 비특허 문헌 7 참조).
또한, CoMP 송신에서는 합성된 신호의 채널 추정을 쉽게 하기 위해, 각 송신 장치가 송신 장치 고유의 참조 신호(RS:Reference Signal) 외에, 수신 장치 고유의 참조 신호를 송신하는 것도 생각된다(예를 들면, 비특허 문헌 8 참조). 또한, CoMP 송신에 있어서 프리코딩 기술을 이용하는 것도 생각된다(예를 들면, 비특허 문헌 9 참조).
또한, 데이터 송신의 스케줄링을 행하는 통신 장치와 무선 처리를 행하는 무선 송신 장치를 별도 장치로서 분리하는 것도 생각된다(예를 들면, 비특허 문헌 10 참조).
특허문헌 1:특개 2007-221746호 공보
비특허문헌 1:3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Physical Channels and Modulation(Release 8)", 3GPP TS36.211, 2008-09V8.4.0. 비특허문헌 2:3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Multiplexing and channel coding(Release 8)", 3GPP TS36.212, 2008-09V8.4.0. 비특허문헌 3:3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Physical layer procedures(Release 8)", 3GPP TS36.213, 2008-09V8.4.0. 비특허문헌 4:3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Physical layer-Measurements(Release 8)", 3GPP TS36.214, 2008-09V8.4.0. 비특허문헌 5:3rd Generation Partnership Project, "Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects", 3GPP TR36.814, 2008-09V0.1.1. 비특허문헌 6:3rd Generation Partnership Project, "Efficient HARQ Protocol for SIC based DL CoMP", 3GPP TSG-RAN WG1 #55 R1-084294, 2008-11. 비특허문헌 7:3rd Generation Partnership Project, "Further discussion on Inter-Cell Interference Mitigation through Limited Coordination", 3GPP TSG-RAN WG1 #54 bis R1-083569, 2008-09. 비특허문헌 8:3rd Generation Partnership Project, "Downlink coordinated transmission-Impact on specification", 3GPP TSG-RAN WG1 #54bis R1-083931, 2008-09. 비특허문헌 9:3rd Generation Partnership Project, "Discussion and Link Level Simulation Results on LTE-A Downlink Multi-site MIMO Cooperation", 3GPP TSG-RAN WG1 #55 R1-084465, 2008-11. 비특허문헌 10:3rd Generation Partnership Project, "Application of Remote Radio Equipment to LTE-Advanced", 3GPP TSG-RAN WG1 #55 R1-084254, 2008-11.
여기서, 이동국에 대하여 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 송신 가능한 무선 통신 시스템을 생각한다. 이와 같은 무선 통신 시스템에서는, 만약 복수의 송신 안테나로부터 신호를 동시에 송신하였다고 해도, 이동국에서는 수신 타이밍 차가 생기는 경우가 많다. 이동국에서의 수신 타이밍 차는 각 송신 안테나가 지리적으로 떨어져 있을수록 현저하다. 또한, 수신 타이밍 차는 이동국의 이동에 수반하여 변동한다. 그리고, 이와 같은 수신 타이밍 차는 이동국의 수신 품질을 저하시키는 원인이 된다고 하는 문제가 있다.
예를 들면, 선행 신호에 대하여 이것과 동일 내용의 지연량이 큰 지연 신호가 겹쳐서 있으면, 이동국에서는 채널 변동이 매우 큰 것처럼 보인다. 채널 변동이 크면, 이동국에서는 주파수마다의 채널 추정값을 정확하게 구하는 것이 용이하지 않다. 또한, 복수의 송신 안테나에 프리코딩 기술을 적용하는 경우, 근접하는 주파수라도 적절한 위상 조정량이 상이하면, 적절한 프리코딩 행렬을 선택하는 것이 용이하지 않다. 즉, 수신 시의 채널 추정이나 송신 시의 위상 조정 등의 기능을 살릴 수 없어, 수신 품질을 향상시킬 수 없다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 수신하는 경우의 수신 품질을 향상시킬 수 있는 통신 장치, 이동국 및 통신 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 이동국에 대하여 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호가 송신되도록 제어 가능한 통신 장치가 제공된다. 이 통신 장치는 수신부와 제어부를 갖는다. 수신부는 이동국에 있어서의 제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 취득한다. 제어부는 수신 타이밍 차에 따라서, 제1 송신 안테나의 신호 및 제2 송신 안테나의 신호 중 적어도 한쪽의 송신 타이밍을 변경하도록 제어한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 송신 가능한 무선 통신 시스템과 통신을 행하는 이동국이 제공된다. 이 이동국은 측정부와 송신부와 수신부를 갖는다. 측정부는 제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 측정한다. 송신부는 측정부에서 측정한 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 무선 통신 시스템에 통지한다. 수신부는 송신부가 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 통지한 후, 제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호를 합성하여 복조한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 이동국에 대하여 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 송신 가능한 무선 통신 시스템의 통신 제어 방법이 제공된다. 이 통신 제어 방법에서는, 이동국으로부터, 이동국에 있어서의 제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 취득한다. 수신 타이밍 차에 따라서, 제1 송신 안테나의 신호 및 제2 송신 안테나의 신호 중 적어도 한쪽의 송신 타이밍을 변경한다.
상기 통신 장치, 이동국 및 통신 제어 방법에 따르면, 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 수신하는 경우의 수신 품질이 향상된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 예로서 바람직한 실시 형태를 나타내는 첨부의 도면과 관련된 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다.
도 1은 통신 장치 및 이동국의 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태의 이동 통신 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태의 무선 기지국을 도시하는 블록도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 이동국을 도시하는 블록도이다.
도 5는 무선 프레임의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 6은 하향 무선 리소스의 사용예를 도시하는 도면이다.
도 7은 프리코딩 행렬의 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 하향 링크 통신의 제어를 도시하는 플로우차트이다.
도 9는 심볼의 송수신 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 10은 수신 신호의 채널 변동을 도시하는 도면이다.
도 11은 제2 실시 형태의 무선 기지국을 도시하는 블록도이다.
도 12는 송신 신호 생성부의 상세를 도시하는 블록도이다.
도 13은 제3 실시 형태의 이동 통신 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 14는 제3 실시 형태의 통신 제어국을 도시하는 블록도이다.
도 15는 제4 실시 형태의 이동국을 도시하는 블록도이다.
도 16은 하향 링크 통신의 다른 제어예를 도시하는 플로우차트이다.
이하, 본 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 통신 장치 및 이동국의 예를 도시하는 도면이다. 통신 장치(1)는 이동국(4)에 대하여 송신 안테나(2a, 3a)로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호가 송신되도록 제어 가능하다. 예를 들면, 통신 장치(1)는 송신 안테나(2a)를 구비하는 송신 장치(2)와, 송신 안테나(3a)를 구비하는 송신 장치(3)에, 데이터를 포함하는 신호의 송신 타이밍을 지시한다. 단, 송신 장치(2) 및 송신 장치(3)의 한쪽 또는 양쪽이, 통신 장치(1)와 일체의 장치로서 형성되어 있어도 된다. 이동국(4)은 송신 안테나(2a, 3a)의 신호를 수신 가능하다.
통신 장치(1)는 수신부(1a) 및 제어부(1b)를 갖는다. 수신부(1a)는 이동국(4)에 있어서의 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 취득한다. 수신 타이밍 차를 나타내는 정보는 이동국(4)으로부터 무선으로 직접 수신해도 되고, 통신 장치(1)와는 다른 수신 장치를 경유하여 취득해도 된다. 제어부(1b)는 이동국(4)으로부터 통지된 수신 타이밍 차에 따라서, 송신 안테나(2a) 및 송신 안테나(3a) 중 적어도 한쪽의 송신 타이밍을 변경하도록 제어한다.
예를 들면, 송신 안테나(3a)의 신호가 송신 안테나(2a)의 신호보다 지연되어 이동국(4)에 도달하고 있는 경우, 송신 안테나(3a)의 신호의 송신 타이밍을, 통지된 수신 타이밍 차만큼 빠르게 하는 것이 생각된다. 반대로, 송신 안테나(2a)의 신호의 송신 타이밍을, 통지된 수신 타이밍 차만큼 느리게 하는 것도 생각된다. 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호의 양쪽의 송신 타이밍을 변경해도 된다. 또한, 통지된 수신 타이밍 차분을 바로 보상하지 않고, 1회의 변경량을 제한해도 된다.
송신 장치(2, 3)는 제어부(1b)의 제어에 기초하여, 송신 안테나(2a, 3a)로부터 출력하는 신호의 송신 타이밍을 변경한다. 예를 들면, 송신 장치(2, 3)는 주파수 영역 상에서 위상 회전함으로써, 송신 타이밍을 변경할 수 있다. 또한, 시간 영역 상의 소정의 신호 구간 내에서 신호를 순회 시프트함으로써도, 송신 타이밍을 변경할 수 있다. 또한, 통신 장치(1)와 송신 장치(2, 3)가 별도 장치로서 형성되어 있는 경우에, 송신 장치(2, 3)는 무선 송신 처리만을 행하고, 통신 장치(1)가 송신 타이밍의 변경까지의 처리를 행해도 된다.
이동국(4)은 측정부(4a), 송신부(4b) 및 수신부(4c)를 갖는다. 측정부(4a)는 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 측정한다. 수신 타이밍 차의 측정에는, 예를 들면 수신부(4c)에서 수신한 기지 신호를 이용한다. 송신부(4b)는 측정부(4a)에서 측정한 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 통신 장치(1)측에 통지한다. 예를 들면, 수신 타이밍 차와 대응된 소정 비트 길이의 비트열(인덱스 등)을 송신한다. 수신부(4c)는 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호를 합성하여 복조한다.
또한, 측정부(4a)에서 수신 타이밍 차를 결정할 때의 기준으로 하는 송신 안테나는 미리 정해 두어도 되고, 수신 전력 등의 지표에 기초하여 선택해도 된다. 후자의 경우, 송신부(4b)는 기준의 송신 안테나를 나타내는 정보를 통신 장치(1)측에 통지해도 된다. 또한, 수신 타이밍 차가 소정의 임계값을 초과한 경우에만, 수신 타이밍 차를 통신 장치(1)측에 통지하도록 해도 된다. 프리코딩 기술을 이용하는 경우, 측정부(4a)는 송신 타이밍의 변경량도 고려하여, 송신 안테나(2a, 3a)에 적용하는 프리코딩 행렬을 선택할 수도 있다.
이와 같은 통신 장치(1)에 따르면, 수신부(1a)에 의해, 이동국(4)에 있어서의 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 나타내는 정보가 취득된다. 제어부(1b)에 의해, 수신 타이밍 차에 따라서, 송신 안테나(2a)의 신호 및 송신 안테나(3a)의 신호 중 적어도 한쪽의 송신 타이밍이 변경되도록 제어된다. 또한, 이와 같은 이동국(4)에 따르면, 측정부(4a)에 의해, 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호 사이의 수신 타이밍 차가 측정되어, 송신부(4b)에 의해, 수신 타이밍 차를 나타내는 정보가 송신된다. 그 후, 수신부(4c)에 의해, 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호가 합성되어 복조된다.
이에 의해, 이동국(4)에 있어서의 송신 안테나(2a)의 신호와 송신 안테나(3a)의 신호 사이의 수신 타이밍 차가 억제된다. 즉, 수신측에서의 수신 타이밍이 가능한 한 같도록, 송신측에서 각 송신 안테나의 송신 타이밍이 조정된다. 이는, 송신 안테나(2a)와 송신 안테나(3a)가 지리적으로 상당히 떨어져 있는 경우에 특히 유효하다. 이 결과, 이동국(4)에서 볼 때 채널 변동이 매우 커지는 것이 방지되어, 채널 추정이나 프리코딩 행렬의 선택을 정밀도 좋게 행할 수 있다. 즉, 수신 시의 보상 처리나 송신 시의 보상 처리에 의한 통신 품질의 향상이 도모된다.
또한, 상기한 통신 제어 방법은 송신 안테나수가 3 이상인 경우에도 적용할 수 있다. 이하, 2개의 송신 안테나를 구비하는 무선 기지국을 2개 이용하여 1개의 이동국에 대하여 데이터 송신을 행하는 예(즉, 4개의 송신 안테나를 이용하는 예)에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에서는, 무선 기지국으로부터 이동국으로의 데이터 송신에, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조를 이용하는 것으로 한다.
[제1 실시 형태]
도 2는 제1 실시 형태의 이동 통신 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 제1 실시 형태의 이동 통신 시스템은 무선 기지국(100, 100a) 및 이동국(200)을 갖는다. 무선 기지국(100)과 무선 기지국(100a)은 네트워크(10)를 통하여 접속되어 있다.
무선 기지국(100, 100a)은 이동국(200)과 무선 통신을 행할 수 있는 무선 통신 장치이다. 무선 기지국(100, 100a)은 하향 링크[무선 기지국(100, 100a)으로부터 이동국(200)으로의 방향의 무선 링크]에 의해, 이동국(200)에 대하여 유저 데이터 및 제어 정보를 송신한다. 또한, 무선 기지국(100, 100a)은 상향 링크[이동국(200)으로부터 무선 기지국(100, 100a)으로의 방향의 무선 링크]에 의해, 이동국이 송신한 유저 데이터 및 제어 정보를 수신한다.
이동국(200)은 무선 기지국(100, 100a)과 무선 통신을 행할 수 있는 이동형의 무선 단말 장치로, 예를 들면, 휴대 전화기이다. 이동국(200)은 상향 링크에 의해 무선 기지국(100, 100a)에 유저 데이터 및 제어 정보를 송신한다. 또한, 이동국(200)은 하향 링크에 의해 자국으로 송신되는 유저 데이터 및 제어 정보를 수신한다. 또한, 이동국(200) 외에, 이동국(200) 이외의 이동국이 무선 기지국(100, 100a)과 무선 통신하는 것도 가능하다.
여기서, 무선 기지국(100, 100a)은, 협조하여 동일한 데이터를 이동국(200)에 대하여 송신하는 것이 가능하다. 협조 송신의 제어는 무선 기지국(100) 또는 무선 기지국(100a)이 행한다. 예를 들면, 현재의 이동국(200)의 메인 통신 상대(서빙 기지국)가 무선 기지국(100)인 경우에, 무선 기지국(100)이 협조 송신을 제어하는 것이 생각된다. 이 경우, 무선 기지국(100)은 네트워크(10)를 통하여 무선 기지국(100a)으로, 송신 데이터를 전송함과 함께 송신 타이밍의 지시에 대한 정보를 송신한다.
협조 송신을 개시할지의 여부는 이동국(200)이 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, 이동국(200)이, 무선 기지국(100)으로부터의 신호의 수신 전력과 무선 기지국(100a)으로부터의 신호의 수신 전력을 비교하여, 양자의 차가 소정의 임계값 이하인 경우, 협조 송신을 행하는 것으로 결정하는 방법이 생각된다. 또한, 수신 전력이 큰 쪽의 SINR을 측정하여, SINR이 소정의 임계값 이하인 경우, 협조 송신을 행하는 것으로 결정하는 방법도 생각된다.
이하에서는, 특히, 무선 기지국(100, 100a)으로부터 이동국(200)으로의 하향 링크 통신의 제어에 주목하여 설명한다. 또한, 이동국(200)의 현재의 서빙 기지국이 무선 기지국(100)이고, 무선 기지국(100)의 제어 하에, 무선 기지국(100)과 무선 기지국(100a)이 협조 송신을 행하는 경우를 생각한다.
도 3은 제1 실시 형태의 무선 기지국을 도시하는 블록도이다. 무선 기지국(100)은 무선 수신부(111), CP 삭제부(112), FFT부(113), 디맵핑부(114), 제어 정보 추출부(115), 스케줄러(116), 부호화부(117), 변조부(118), 통신 인터페이스(119), RS 생성부(120, 121), 프리코딩부(122), 위상 회전부(123), 맵핑부(124, 125), IFFT부(126, 127), CP 삽입부(128, 129) 및 무선 송신부(130, 131)를 갖는다. 또한, 무선 기지국(100a)도, 무선 기지국(100)과 동일한 블록 구성에 의해 실현할 수 있다.
무선 수신부(111)는 무선 기지국(100)이 구비하는 수신 안테나로 수신한 무선 신호를, 디지털 베이스밴드 신호로 변환한다. 예를 들면, 무선 수신부(111)는 무선 신호를 저주파수대로 다운 컨버트하여 직교 복조를 행한다. 또한, A/D(Analog to Digital) 변환기를 이용하여, 연속 신호(아날로그 신호)를 이산 신호(디지털 신호)로 변환한다. 그리고, 무선 수신부(111)는 디지털 베이스밴드 신호를 CP 삭제부(112)에 출력한다.
CP 삭제부(112)는 무선 수신부(111)로부터 취득한 디지털 베이스밴드 신호로부터, CP(Cyclic Prefix)라고 불리는 가이드 인터벌을 삭제하여, 유효 심볼을 추출한다. 여기서, 유효 심볼은 푸리에 변환 및 역푸리에 변환의 처리 단위이다. 유효 심볼 사이에는, 송신 시에 CP가 삽입되어 있다. CP 삭제부(112)는 추출한 유효 심볼을 순차적으로 FFT부(113)에 출력한다.
FFT부(113)는 CP 삭제부(112)로부터 유효 심볼로서 취득한 신호에 대하여 고속 푸리에 변환을 행하여, 각 주파수 성분을 추출한다. 즉, FFT부(113)는 CP 삭제부(112)로부터 취득한 시간 영역 상의 신호를, 주파수 영역 상의 신호로 변환한다. 그리고, FFT부(113)는 얻어진 주파수 영역 상의 신호를, 디맵핑부(114)에 출력한다. 또한, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환 시에, 고속 푸리에 변환 이외의 변환 알고리즘을 이용하도록 해도 된다.
디맵핑부(114)는 FFT부(113)로부터 취득한 주파수 영역 상의 신호를 재배열하여, 즉 송신측의 맵핑 처리와 반대의 처리를 행하여, 변조 신호를 재생한다. 그리고, 디맵핑부(114)는 얻어진 변조 신호를 제어 정보 추출부(115)에 출력한다.
제어 정보 추출부(115)는 디맵핑부(114)로부터 취득한 변조 신호로부터, 소정의 제어 정보를 분리하여 추출한다. 여기서 추출되는 제어 정보에는 이동국(200)에서 측정된 수신 타이밍 차를 나타내는 정보나, 이동국(200)에서 선택된 프리코딩 행렬을 나타내는 정보 등이 포함된다. 그리고, 제어 정보 추출부(115)는 추출한 제어 정보를 스케줄러(116)에 출력한다.
스케줄러(116)는 제어 정보 추출부(115)로부터 취득한 제어 정보에 기초하여, 부호화부(117)에서의 유저 데이터의 부호화, 프리코딩부(122)에서의 프리코딩 처리 및 위상 회전부(123)에서의 위상 회전 처리를 제어한다. 또한, 스케줄러(116)는 통신 상태에 따라서, 적응적으로 변조 부호화 방식(MCS:Modulation and Coding Scheme)을 변경하는 것도 가능하다.
예를 들면, 스케줄러(116)는 이동국(200)에 있어서의 수신 타이밍 차를 나타내는 제어 정보를 취득하면, 수신 타이밍 차를 보상하기 위한 위상 회전량을 결정한다. 그리고, 무선 기지국(100)의 송신 신호에 위상 회전을 실시하는 경우에는, 위상 회전부(123)에 위상 회전량을 지시한다. 또한, 무선 기지국(100a)의 송신 신호에 위상 회전을 실시하는 경우에는 통신 인터페이스(119)를 통해, 무선 기지국(100a)에 위상 회전량을 통지한다. 또한, 무선 기지국(100a)이 서빙 기지국으로서 기능할 때에는, 스케줄러(116)는 무선 기지국(100a)으로부터 위상 회전량을 나타내는 정보를 취득한다.
또한, 스케줄러(116)는 이동국(200)이 선택한 프리코딩 행렬을 나타내는 제어 정보를 취득하면, 제어 정보가 나타내는 프리코딩 행렬을 변조 신호에 적용하도록 프리코딩부(122)에 지시한다. 또한, 통신 인터페이스(119)를 통해, 무선 기지국(100a)에 프리코딩 행렬을 통지한다. 또한, 무선 기지국(100a)이 서빙 기지국으로서 기능할 때에는, 스케줄러(116)는 무선 기지국(100a)으로부터 프리코딩 행렬을 나타내는 정보를 취득한다.
부호화부(117)는 스케줄러(116)에서의 스케줄링 결과에 기초하여, 유저 데이터를 오류 정정 부호화한다. 부호화 방식으로서는, 예를 들면, 터보 부호나 컨볼루션 부호 등을 이용할 수 있다. 부호화 방식은 스케줄러(116)로부터의 지시에 따라서 적응적으로 변경해도 된다. 그리고, 부호화부(117)는 부호화 데이터를 변조부(118)에 출력함과 함께, 통신 인터페이스(119)를 통하여 무선 기지국(100a)으로 송신한다.
변조부(118)는 부호화부(117)로부터 취득한 부호화 데이터를 디지털 변조한다. 변조 방식으로서는, 예를 들면 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)나 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등을 이용할 수 있다. 변조 방식은 스케줄러(116)로부터의 지시에 따라서 적응적으로 변경해도 된다. 그리고, 변조부(118)는 얻어진 변조 신호를 프리코딩부(122)에 출력한다. 또한, 무선 기지국(100a)이 서빙 기지국으로서 기능할 때에는, 변조부(118)는 무선 기지국(100a)으로부터 부호화 데이터를 취득한다.
통신 인터페이스(119)는 네트워크(10) 경유로 무선 기지국(100a)과 유선 통신을 행한다. 예를 들면, 무선 기지국(100)이 이동국(200)의 서빙 기지국으로서 기능할 때, 스케줄러(116)로부터 취득한 위상 회전량을 나타내는 정보나 프리코딩 행렬을 나타내는 정보, 부호화부(117)로부터 취득한 부호화 데이터를 무선 기지국(100a)에 송신한다. 한편, 무선 기지국(100a)이 이동국(200)의 서빙 기지국으로서 기능할 때, 무선 기지국(100a)으로부터 수신한 위상 회전량을 나타내는 정보나 프리코딩 행렬을 나타내는 정보를 스케줄러(116)에 통지함과 함께, 부호화 데이터를 변조부(118)에 출력한다.
RS 생성부(120, 121)는 기지 신호인 참조 신호(RS)를 생성한다. 구체적으로는, RS 생성부(120)는 각 이동국에 고유의 RS를 생성하여, 프리코딩부(122)에 출력한다. 이동국 고유 RS는 각 이동국에 정적으로 할당되어 있어도 되고, 동적으로 할당해도 된다. 한편, RS 생성부(121)는 송신 장치(송신 안테나)에 고유의 RS를 생성하여, 맵핑부(124, 125)에 출력한다.
프리코딩부(122)는 변조부(118)로부터 취득한 변조 신호 및 RS 생성부(120)로부터 취득한 이동국 고유 RS에 대하여 프리코딩 처리를 행한다. 즉, 프리코딩부(122)는 변조 신호 및 이동국 고유 RS에, 스케줄러(116)로부터 지정된 프리코딩 행렬을 적용하여, 송신 안테나마다의 송신 신호를 생성한다. 그리고, 프리코딩부(122)는 생성한 신호를 위상 회전부(123)에 출력한다. 또한, 프리코딩부(122)는 프리코딩 행렬의 후보의 집합인 코드 북을 미리 유지하고 있다.
위상 회전부(123)는 프리코딩부(122)로부터 취득한 프리코딩 후의 신호에 대하여 위상 회전 처리를 행한다. 이동국마다의 위상 회전량은 스케줄러(116)로부터 지정된다. 그리고, 위상 회전부(123)는 송신 안테나마다의 위상 회전 후의 신호를 맵핑부(124, 125)에 출력한다. 또한, 프리코딩 처리 및 위상 회전 처리의 상세 내용은 이후에 설명한다.
맵핑부(124, 125)는 위상 회전부(123)로부터 취득한 위상 회전 후의 신호 및 RS 생성부(121)로부터 취득한 송신 장치 고유 RS를, 송신에 이용하는 무선 리소스의 각 주파수에 맵핑하여, 주파수 영역 상의 신호로 간주한다. 그리고, 맵핑부(124)는 맵핑 후의 신호를 순차적으로 IFFT부(126)에 출력한다. 마찬가지로, 맵핑부(125)는 맵핑 후의 신호를 순차적으로 IFFT부(127)에 출력한다.
IFFT부(126, 127)는 맵핑부(124, 125)로부터 취득한 신호에 대하여 역고속 푸리에 변환을 행한다. 즉, IFFT부(126, 127)는 맵핑부(124, 125)로부터 취득한 주파수 영역 상의 신호를 시간 영역 상의 신호로 변환한다. 여기서 얻어지는 시간 영역 상의 신호는 소정 길이의 유효 심볼이다. 그리고, IFFT부(126)는 얻어진 유효 심볼을 CP 삽입부(128)에 출력한다. 마찬가지로, IFFT부(127)는 얻어진 유효 심볼을 CP 삽입부(129)에 출력한다. 또한, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 변환 시에, 역고속 푸리에 변환 이외의 변환 알고리즘을 이용하도록 해도 된다.
CP 삽입부(128, 129)는 IFFT부(126, 127)로부터 취득한 유효 심볼 사이에 CP를 삽입한다. CP로서는, 예를 들면, 유효 심볼에 포함되는 신호의 일부를 복제한 것을 이용한다. 그리고, CP 삽입부(128)는 유효 심볼에 CP를 부가한 신호(심볼)를 무선 송신부(130)에 출력한다. 마찬가지로, CP 삽입부(129)는 심볼을 무선 송신부(131)에 출력한다.
무선 송신부(130, 131)는 CP 삽입부(128, 129)로부터 취득한 심볼을 무선 신호로 변환한다. 예를 들면, 무선 송신부(130, 131)는 D/A(Digital to Analog) 변환기를 이용하여, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 또한, 직교 변조를 행하여 고주파수대로 변환한다. 그리고, 무선 송신부(130, 131)는 각각 무선 기지국(100)이 구비하는 송신 안테나로부터 무선 출력한다. 또한, 수신 안테나와 송신 안테나를 공용하도록 해도 된다.
여기서, 무선 기지국(100)에서는 역고속 푸리에 변환 전에, 변조 신호를 주파수 영역 상에서 위상 회전하고 있다. 이에 의해, 역푸리에 변환 후의 신호를 시간 영역 상에서 순회 시프트하는 것과 동일한 효과가 얻어지고 있다. 또한, 무선 기지국(100)은 부호화 후 또한 변조 전의 데이터를 무선 기지국(100a)으로 전송하도록 하였지만, 부호화 전의 데이터를 전송해도 되고, 변조 후의 신호를 전송해도 된다. 즉, 무선 기지국(100)과 무선 기지국(100a)의 처리의 분담은 상기 이외에도 다양한 변형이 생각된다.
도 4는 제1 실시 형태의 이동국을 도시하는 블록도이다. 이동국(200)은 무선 수신부(211, 212), CP 삭제부(213, 214), FFT부(215, 216), 디맵핑부(217, 218), 복조부(219), 복호부(220), 제어 정보 추출부(221), 시프트량 선택부(222), 행렬 선택부(223), 채널 추정부(224), 제어 정보 생성부(225), 맵핑부(226), IFFT부(227), CP 삽입부(228) 및 무선 송신부(229)를 갖는다.
무선 수신부(211, 212)는 각각 이동국(200)이 구비하는 수신 안테나로 수신한 무선 신호를, 디지털 베이스밴드 신호로 변환한다. 예를 들면, 무선 수신부(211, 212)는 무선 신호를 저주파수대로 다운 컨버트하여 직교 복조를 행한다. 또한, A/D 변환기를 이용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고, 무선 수신부(211)는 디지털 베이스밴드 신호를 CP 삭제부(213)에 출력한다. 마찬가지로, 무선 수신부(212)는 디지털 베이스밴드 신호를 CP 삭제부(214)에 출력한다.
CP 삭제부(213, 214)는 무선 수신부(211, 212)로부터 취득한 디지털 베이스밴드 신호로부터, CP를 삭제하고 유효 심볼을 추출한다. 그리고, CP 삭제부(213)는 추출한 유효 심볼을 순차적으로 FFT부(215)에 출력한다. 마찬가지로, CP 삭제부(214)는 추출한 유효 심볼을 순차적으로 FFT부(216)에 출력한다.
FFT부(215, 216)는 CP 삭제부(213, 214)로부터 유효 심볼로서 취득한 신호에 대하여 고속 푸리에 변환을 행하여, 각 주파수 성분을 추출한다. 즉, FFT부(215, 216)는 CP 삭제부(213, 214)로부터 취득한 시간 영역 상의 신호를, 주파수 영역 상의 신호로 변환한다. 그리고, FFT부(215)는 주파수 영역 상의 신호를 디맵핑부(217)에 출력한다. 마찬가지로, FFT부(216)는 주파수 영역 상의 신호를 디맵핑부(218)에 출력한다.
디맵핑부(217, 218)는 FFT부(215, 216)로부터 취득한 주파수 영역 상의 신호를 재배열하여, 즉 송신측의 맵핑 처리와 반대의 처리를 행하여, 변조 신호를 재생한다. 그리고, 디맵핑부(217, 218)는 얻어진 변조 신호를 복조부(219) 및 제어 정보 추출부(221)에 출력한다. 또한, 디맵핑부(217, 218)는 송신 장치 고유 RS를 시프트량 선택부(222) 및 행렬 선택부(223)에 출력함과 함께, 이동국 고유 RS를 채널 추정부(224)에 출력한다.
복조부(219)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 변조 신호를 MIMO 분리ㆍ복조한다. 즉, 복조부(219)는 채널 추정부(224)로부터 취득하는 채널 추정값을 이용하여, 변조 신호에 대하여 채널 보상을 행한다. 그리고, 채널 보상 후의 변조 신호에 중첩되어 있는 다른 송신 안테나로부터 출력된 신호를 분리ㆍ합성하여 복조를 행한다. 그 후, 복조부(219)는 얻어진 부호화 데이터(유저 데이터)를 복호부(220)에 출력한다.
복호부(220)는 복조부(219)로부터 취득한 부호화 데이터를 복호한다. 그리고, 복호부(220)는 얻어진 유저 데이터를, 데이터의 종류에 따른 데이터 처리를 행하는 모듈(도시하지 않음)에 출력한다. 이에 의해, 이동국(200)에 있어서 수신 데이터가 이용된다.
제어 정보 추출부(221)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 변조 신호로부터, 소정의 제어 정보를 분리하여 추출한다. 여기서 추출되는 제어 정보에는 무선 기지국(100)에서 결정된[무선 기지국(100, 100a)의 송신 신호에 적용되어 있는] 순회 시프트량을 나타내는 정보가 포함된다. 그리고, 제어 정보 추출부(221)는 순회 시프트량을 행렬 선택부(223)에 통지한다.
시프트량 선택부(222)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 송신 장치 고유 RS를 이용하여, 각 송신 안테나로부터의 신호의 지연 프로파일을 측정한다. 송신 장치 고유 RS는 순회 시프트가 행해지고 있지 않은 기지 신호이므로, 본래의 지연량을 구할 수 있다. 시프트량 선택부(222)는 지연 프로파일에 기초하여, 각 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍을 일치시키기 위한 순회 시프트량(수신 타이밍 차)을 구한다. 그리고, 시프트량 선택부(222)는 수신 타이밍 차를 제어 정보 생성부(225)에 통지한다.
또한, 수신 타이밍 차를 구할 때의 기준으로 하는 송신 안테나는, 예를 들면, 수신 전력의 길이 구간 평균이 가장 큰 것을 선택하는 것이 생각된다. 단, 서빙 기지국의 송신 안테나를 기준으로 하면 정해 두어도 된다.
행렬 선택부(223)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 송신 장치 고유 RS와 제어 정보 추출부(221)로부터 취득한 현재의 순회 시프트량을 나타내는 제어 정보를 이용하여, 적절한 프리코딩 행렬을 선택한다. 구체적으로는, 행렬 선택부(223)는 송신 장치 고유 RS로부터 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 각 패스의 채널 추정을 행한다. 그리고, 채널 추정값과 현재의 순회 시프트량을 이용하여, 각 프리코딩 행렬의 후보를 평가하고, 적절한 것을 선택한다. 프리코딩 행렬의 선택의 상세 내용은 이후에 설명한다. 그리고, 행렬 선택부(223)는 선택한 프리코딩 행렬을 제어 정보 생성부(225)에 통지한다.
채널 추정부(224)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 이동국 고유 RS를 이용하여 채널 추정을 행한다. 이동국 고유 RS는 프리코딩 및 위상 회전이 실시된 기지 신호이므로, 프리코딩 후의 채널 추정값을 구할 수 있다. 그리고, 채널 추정부(224)는 채널 추정값을 복조부(219)에 출력한다.
제어 정보 생성부(225)는 서빙 기지국인 무선 기지국(100)으로 송신하는 제어 정보를 생성한다. 예를 들면, 제어 정보 생성부(225)는 시프트량 선택부(222)로부터 수신 타이밍 차(원하는 순회 시프트량)가 통지되면, 수신 타이밍 차를 나타내는 제어 정보(예를 들면, 소정 비트 길이의 비트열)를 생성한다. 또한, 행렬 선택부(223)로부터 선택된 프리코딩 행렬이 통지되면, 프리코딩 행렬을 나타내는 제어 정보(예를 들면, 각 프리코딩 행렬에 미리 부여되어 있는 식별 번호)를 생성한다. 그리고, 제어 정보 생성부(225)는 생성한 제어 정보의 신호를 맵핑부(226)에 출력한다.
맵핑부(226)는 제어 정보 생성부(225)로부터 취득한 제어 정보의 신호를, 송신에 이용하는 무선 리소스의 각 주파수에 맵핑하여 주파수 영역 상의 신호로 간주한다. 그리고, 맵핑부(226)는 맵핑 후의 신호를 순차적으로 IFFT부(227)에 출력한다.
IFFT부(227)는 맵핑부(226)로부터 취득한 신호에 대하여 역푸리에 변환을 행한다. 즉, IFFT부(227)는 맵핑부(226)로부터 취득한 주파수 영역 상의 신호를 시간 영역 상의 신호로 변환한다. 여기서 얻어지는 시간 영역 상의 신호는 소정 길이의 유효 심볼이다. 그리고, IFFT부(227)는 얻어진 유효 심볼을 CP 삽입부(228)에 출력한다. 또한, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 변환 시에, 역고속 푸리에 변환 이외의 변환 알고리즘을 이용하도록 해도 된다.
CP 삽입부(228)는 IFFT부(227)로부터 취득한 유효 심볼 사이에 CP를 삽입하여 심볼을 생성한다. CP로서는, 예를 들면, 유효 심볼에 포함되는 신호의 일부를 복제한 것을 이용한다. 그리고, CP 삽입부(228)는 심볼을 무선 송신부(229)에 출력한다.
무선 송신부(229)는 CP 삽입부(228)로부터 취득한 심볼을 무선 신호로 변환한다. 예를 들면, 무선 송신부(229)는 D/A 변환기를 이용하여, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 또한, 직교 변조를 행하여 고주파수대로 변환한다. 그리고, 무선 송신부(229)는 이동국(200)이 구비하는 송신 안테나로부터 무선 출력한다. 또한, 수신 안테나와 송신 안테나를 공용하도록 해도 된다.
또한, 상기 설명에서는 무선 기지국(100)으로부터 이동국(200)에 대하여, 현재의 순회 시프트량을 통지하는 것으로 하였다. 한편, 이동국(200)이 무선 기지국(100)에 통지한 원하는 순회 시프트량(수신 타이밍 차)이 그대로 적용되는 경우에는, 무선 기지국(100)으로부터 이동국(200)으로의 통지는 행하지 않아도 된다. 즉, 행렬 선택부(223)는 시프트량 선택부(222)에서 측정한 수신 타이밍 차를 이용하여, 적절한 프리코딩 행렬을 선택하는 것도 가능하다.
도 5는 무선 프레임의 구조예를 도시하는 도면이다. 이와 같은 구조의 무선 프레임이 무선 기지국(100, 100a)과 이동국(200) 사이에서 송수신된다. 1개의 무선 프레임은 복수의 서브 프레임을 포함한다. 각 서브 프레임에서는 주파수 영역×시간 영역의 무선 리소스가 세분화되어 관리된다. 주파수 방향의 최소 단위는 서브 캐리어라고 불린다. 시간 방향의 최소 단위는 심볼이다. 1서브 캐리어×1심볼로 특정되는 무선 리소스의 최소 단위는 리소스 엘리먼트라고 불린다. 이동국(200)에는, 예를 들면, 1서브 프레임 내의 복수의 서브 캐리어분의 무선 리소스가, 리소스 블록으로서 할당된다. 또한, 적용하는 프리코딩 행렬은, 예를 들면, 복수의 리소스 블록을 모은 서브밴드라고 불리는 단위로 선택된다.
도 6은 하행 무선 리소스의 사용예를 도시하는 도면이다. 상측에 나타내는 무선 리소스가, 무선 기지국(100)의 1개의 송신 안테나로부터 출력되는 신호의 배치예를 나타낸 것이다. 또한, 하측에 나타내는 무선 리소스가, 무선 기지국(100a)의 1개의 송신 안테나로부터 출력되는 신호의 배치예를 나타낸 것이다. 도 6의 예에서는 각 서브 프레임의 선두 3심볼을 제어 정보의 송신에 이용하는 제어 채널에 할당하고, 남은 심볼을 유저 데이터의 송신에 이용하는 데이터 채널에 할당하고 있다.
여기서, 송신 장치 고유 RS는 제어 채널 및 데이터 채널 전체에 분산되어 배치되어 있다. 또한, 송신 장치 고유 RS는 송신 안테나마다 다른 리소스 엘리먼트에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이동국(200)에서 각 송신 안테나의 신호를 분리하여 인식하는 것이 용이해진다. 한편, 이동국 고유 RS는 데이터 채널 전체에 분산되어 배치되어 있다. 이동국 고유 RS는 어떤 송신 안테나에 대해서도, 동일한 리소스 엘리먼트에 배치할 수 있다.
도 7은 프리코딩 행렬의 예를 도시하는 도면이다. 무선 기지국(100, 100a) 및 이동국(200)은 도 7에 도시한 바와 같은 공통의 코드 북을 유지하고 있다. 이 예는, 송신 스트림수를 4, 송신 안테나수를 4, 프리코딩 행렬수를 8로 한 경우이다. 또한, 각 프리코딩 행렬에는 식별 번호를 부여할 수 있다. 이 경우, 무선 기지국(100, 100a) 및 이동국(200)은 식별 번호를 지정함으로써, 프리코딩 행렬을 특별히 특정할 수 있다.
여기서, 무선 기지국(100, 100a)에서 실행되는 프리코딩 처리와 위상 회전 처리 및 이동국(200)에서 실행되는 프리코딩 행렬의 선택 처리의 상세를 설명한다. 단, 2개의 송신 안테나를 구비하는 무선 기지국 2개가 협조하는 경우로 한정되지 않고, 송신 안테나수에 대하여 일반화한 형태로 상기 처리를 정의한다.
각각 Ni개(i＝0, 1, …, J－1)의 송신 안테나를 구비하는 J개의 무선 기지국이 협조하는 경우를 생각한다. 또한, n번째의 서브 캐리어에 적용하는 프리코딩 행렬을 W(n), n번째의 서브 캐리어의 변조 신호 벡터를 x(n)로 한다. 복수의 송신 안테나로부터 출력하는 송신 신호 벡터 y(n)는 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.
수학식 1에 있어서, Ξ(n)는 위상 회전 처리를 위한 행렬이고, 수학식 2와 같이 정의할 수 있다. 수학식 2에 있어서, N은 유효 심볼 길이(1회의 FFT에서 처리하는 샘플수), Δi는 이동국(200)에서 측정된 수신 타이밍 차(원하는 순회 시프트량)를 나타내는 샘플수, I(i)는 Ni×Ni의 단위 행렬이다. 2개의 송신 안테나를 구비하는 무선 기지국 2개가 협조하는 경우에는, J＝2, N0＝N1＝2이고, 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112011050093148-pct00001
Figure 112011050093148-pct00002
Figure 112011050093148-pct00003
한편, 이동국(200)에서 수신되는 신호 r(n)은 n번째의 서브 캐리어에서의 채널 행렬을 H(n), n번째의 서브 캐리어에서의 노이즈 행렬을 N(n)으로 하면, 수학식 4와 같이 정의할 수 있다. 행렬 선택부(223)는 각 프리코딩 행렬의 후보 W(n)에 대하여, 채널 추정값 행렬 H∼(n)과 위상 회전 행렬 Ξ(n)과 프리코딩 행렬 W(n)의 행렬 곱을 소정의 평가 함수로 평가한다. 그리고, 평가값이 가장 높은 프리코딩 행렬을 선택한다. 평가 함수로서는, 예를 들면, 수학식 5에서 정의되는 함수 f를 이용한다.
Figure 112011050093148-pct00004
Figure 112011050093148-pct00005
도 8은 하향 링크 통신의 제어를 도시하는 플로우차트이다. 이하, 도 8에 도시하는 처리를 스텝 번호에 따라서 설명한다.
[스텝 S11] 이동국(200)은 무선 기지국(100, 100a)의 각 송신 안테나로부터 출력되는 송신 장치 고유 RS를 이용하여, 각 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차를 측정한다.
[스텝 S12] 이동국(200)은 스텝 S11에서 측정한 수신 타이밍 차를 나타내는 제어 정보(원하는 순회 시프트량을 나타내는 제어 정보)를 서빙 기지국인 무선 기지국(100)으로 송신한다. 수신 타이밍 차를 나타내는 제어 정보에는, 예를 들면, 기준의 송신 안테나의 식별 정보 및 그 이외의 각 송신 안테나의 기준의 송신 안테나에 대한 수신 타이밍 차를 나타내는 샘플수가 포함된다.
[스텝 S13] 무선 기지국(100)은 스텝 S12에서 이동국(200)이 송신한 제어 정보를 수신하여, 무선 기지국(100, 100a)이 구비하는 각 송신 안테나의 송신 신호에 적용하는 순회 시프트량을 결정한다. 통상은, 이동국(200)으로부터 보고된 수신 타이밍 차를 보상하는 것뿐인 순회 시프트량[이동국(200)이 원하는 순회 시프트량]을 적용한다.
[스텝 S14] 무선 기지국(100)은 스텝 S13에서 결정한 순회 시프트량을 나타내는 제어 정보를 이동국(200)으로 송신한다. 또한, 무선 기지국(100)은 결정한 순회 시프트량을, 협조 송신을 행하는 무선 기지국(100a)에 네트워크(10) 경유로 통지한다.
[스텝 S15] 이동국(200)은 스텝 S14에서 무선 기지국(100)이 송신한 제어 정보를 수신하고, 각 송신 안테나의 신호에 적용된 순회 시프트량과 각 송신 안테나로부터 출력되는 송신 장치 고유 RS를 이용하여, 미리 정의된 코드 북 중에서 적절한 프리코딩 행렬을 선택한다.
[스텝 S16] 이동국(200)은 스텝 S15에서 선택한 프리코딩 행렬을 나타내는 제어 정보(예를 들면, 선택한 프리코딩 행렬의 식별 번호를 포함하는 제어 정보)를 서빙 기지국인 무선 기지국(100)으로 송신한다.
[스텝 S17] 무선 기지국(100)은 스텝 S16에서 이동국(200)이 송신한 제어 정보를 수신하여, 송신 신호에 적용하는 프리코딩 행렬을 결정한다. 통상은, 이동국(200)이 선택한 프리코딩 행렬을 적용한다.
[스텝 S18] 무선 기지국(100)은 스텝 S17에서 결정한 프리코딩 행렬을, 협조 송신을 행하는 무선 기지국(100a)에 네트워크(10) 경유로 통지한다.
[스텝 S19] 무선 기지국(100a)은 스텝 S14에서 통지된 순회 시프트량 및 스텝 S18에서 통지된 프리코딩 행렬을 이용하여, 유저 데이터를 포함하는 신호를 생성하여 이동국(200)으로 송신한다.
[스텝 S20] 무선 기지국(100)은 스텝 S13에서 결정한 순회 시프트량 및 스텝 S17에서 결정한 프리코딩 행렬을 이용하여, 유저 데이터를 포함하는 신호를 생성하여 이동국(200)으로 송신한다.
또한, 순회 시프트량 및 프리코딩 행렬은 협조 송신의 개시 후, 정기 또는 부정기로 갱신하는 것이 가능하다. 갱신은 상기와 동일한 처리로 실현할 수 있다. 또한, 순회 시프트량과 프리코딩 행렬은 동일한 타이밍에서 갱신하도록 해도 되고, 다른 타이밍에서 갱신해도 된다.
도 9는 심볼의 송수신 타이밍을 도시하는 도면이다. 변조 신호가 주파수 영역 상에서 위상 회전됨으로써, 고속 푸리에 변환 후의 유효 심볼에 포함되는 N개의 샘플은 도 9에 도시한 바와 같이 유효 심볼 내에서 순회 시프트한다.
예를 들면, 위상 회전을 행하지 않은 상태에서는 무선 기지국(100a)의 송신 안테나의 신호가, 무선 기지국(100)의 송신 안테나의 신호보다 τ샘플만큼 지연되어 이동국(200)에 도달하고 있는 것으로 한다. 이 경우, 예를 들면, 무선 기지국(100a)의 송신 안테나로부터, τ샘플만큼 송신 타이밍이 빨라지도록 순회 시프트된 신호가 송신된다.
이와 같이 하여 송신된 2개의 유효 심볼은 이동국(200)에 도달하는 시점에서, 타이밍이 같아져 있다. 즉, 한쪽의 유효 심볼의 샘플 #τ와 다른 쪽의 유효 심볼의 샘플 #τ의 타이밍이 일치한다. 따라서, 동일 내용의 선행파와 지연파가 다중되어 수신되는 상태를 회피할 수 있다.
또한, 도 9의 예에서, 이동국(200)은 무선 기지국(100a)으로부터 수신한 유효 심볼의 샘플 #0∼#τ－1을 복조에 이용해도 되고, 이용하지 않고 버려도 된다. 또한, 무선 기지국(100)은 무선 기지국(100a)의 송신 타이밍을 빠르게 하는 대신에, 무선 기지국(100)의 송신 타이밍을 지연시키도록 해도 된다. 또한, 무선 기지국(100)의 송신 타이밍을 τ/2만큼 지연시킴과 함께 무선 기지국(100a)의 송신 타이밍을 τ/2만큼 빨라지도록 해도 된다.
도 10, 수신 신호의 채널 변동을 도시하는 도면이다. 채널 추정에서는 주파수 영역 상에 간헐적으로 삽입된 기지 신호(RS)를 이용하여, 그 주파수의 채널 추정값을 구하고, 다른 주파수의 채널 추정값은 직접 측정된 채널 추정값으로부터 예측하는(예를 들면, 선형보간하는) 방법이 생각된다.
그러나, 동일 내용의 선행파와 지연파가 다중되어 있으면, 주파수 영역 상에서의 채널 변동이 매우 커져, 채널 추정값의 예측이 극히 곤란해진다. 즉, 채널 추정값이 실제의 채널 상태와 괴리되어, 채널 보상의 효과가 충분히 얻어지지 않게 된다. 이에 대해, 위상 회전(순회 시프트)에 의해 수신 타이밍 차가 보상되어, 수신 타이밍이 같아지면, 주파수 영역 상에서의 채널 변동이 억제된다. 이로 인해, 채널 추정값의 예측이 용이해져, 수신 처리에 있어서의 채널 보상의 효과를 기대할 수 있다.
제1 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 이동국(200)에 있어서의 복수의 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차가 억제된다. 즉, 이동국(200)에서의 수신 타이밍이 가능한 한 같도록, 무선 기지국(100)이 각 송신 안테나의 송신 타이밍을 조정한다. 이 결과, 이동국(200)으로부터 볼 때 채널 변동이 매우 커지는 것이 방지되어, 통신 품질의 향상이 도모된다.
또한, 제1 실시 형태에서는 심볼 내에서의 순회 시프트를 실현하기 위해, 주파수 영역 상에서의 위상 회전을 행하였다. 이는, 주파수 방향으로 복수의 이동국이 다중되어 있는 경우라도 이동국마다 역고속 푸리에 변환 처리를 행하지 않아도 되어, 송신 처리 및 송신 회로를 간략화할 수 있다고 하는 이점이 있다.
[제2 실시 형태]
다음에, 제2 실시 형태를 설명한다. 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 설명을 생략한다. 제2 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는, 주파수 영역 상에서 위상 회전을 행하는 것 대신에, 시간 영역 상에서 순회 시프트를 행함으로써, 송신 타이밍을 변경할 수 있도록 하고 있다.
도 11은 제2 실시 형태의 무선 기지국을 도시하는 블록도이다. 무선 기지국(300)은 제1 실시 형태의 무선 기지국(100) 대신에 이용된다. 무선 기지국(300)은 무선 수신부(311), CP 삭제부(312), FFT부(313), 디맵핑부(314), 제어 정보 추출부(315), 스케줄러(316), 통신 인터페이스(317), 송신 신호 생성부(320, 330), 다중화부(341, 342) 및 무선 송신부(343, 344)를 갖는다.
여기서, 송신 신호 생성부(320, 330) 및 다중화부(341, 342) 이외의 모듈에서 실행되는 처리는, 제1 실시 형태의 무선 기지국(100)에 있어서의 동일한 부(部)의 모듈과 마찬가지이다.
송신 신호 생성부(320, 330)는 각각 스케줄러(316)의 제어 하에, 각 송신 안테나로부터 출력하는 송신 신호를 생성한다. 도 11의 예에서는 2개의 송신 신호 생성부가 설치되어 있지만, 무선 기지국(300)이 동시에 수용 가능한 이동국수만큼 설치할 수 있다. 즉, 송신 신호 생성부(320, 330)는 서로 다른 이동국으로의 송신 신호를 생성한다. 송신 신호 생성부(320, 330)의 상세는 후술한다.
다중화부(341, 342)는 송신 신호 생성부(320, 330)로부터 취득한 이동국마다의 송신 신호를 다중화한다. 즉, 다중화부(341)는 2개의 송신 안테나의 한쪽으로부터 출력하는 이동국마다의 송신 신호를 다중화하여 무선 송신부(343)에 출력한다. 다중화부(342)는 다른 쪽의 송신 안테나로부터 출력하는 이동국마다의 송신 신호를 다중화하여 무선 송신부(344)에 출력한다.
도 12는 송신 신호 생성부의 상세를 도시하는 블록도이다. 송신 신호 생성부(320)는 부호화부(321), 변조부(322), RS 생성부(323, 324), 프리코딩부(325), 맵핑부(326, 326a), IFFT부(327, 327a), CP 삽입부(328, 328a) 및 시프트부(329, 329a)를 갖는다. 또한, 송신 신호 생성부(330)도, 송신 신호 생성부(320)와 동일한 모듈 구성에 의해 실현할 수 있다.
여기서, 시프트부(329, 329a) 이외의 모듈에서 실행되는 처리는 제1 실시 형태의 무선 기지국(100)에 있어서의 동일한 부의 모듈과 마찬가지이다. 단, 프리코딩부(325)에서 프리코딩 처리가 실시된 변조 신호는 주파수 영역 상의 위상 회전이 행해지지 않고, 맵핑부(326, 326a)에 출력된다.
시프트부(329, 329a)는 CP 삽입부(328, 328a)로부터 취득한 디지털 베이스밴드 신호를 심볼 단위로 순회 시프트한다. 순회 시프트량은 스케줄러(316)로부터 지정된다. 즉, 송신 신호 생성부(320)에서는 역푸리에 변환 전의 주파수 영역 상의 신호를 위상 회전하는 대신에, 역푸리에 변환 후의 시간 영역 상의 신호를 순회 시프트한다. 이것에 의해서도, 주파수 영역 상에서 위상 회전과 동일한 효과가 얻어진다.
제2 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 이동국(200)에 있어서의 복수의 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차가 억제된다. 즉, 이동국(200)에서의 수신 타이밍이 가능한 한 같도록, 무선 기지국(300)이 각 송신 안테나의 송신 타이밍을 조정한다. 이 결과, 통신 품질의 향상이 도모된다.
[제3 실시 형태]
다음에, 제3 실시 형태를 설명한다. 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 설명을 생략한다. 제3 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는 복수의 송신 안테나를 이용한 협조 송신을 제어하기 위해, 무선 기지국의 상위국으로서 통신 제어국이 설치되어 있다.
도 13은 제3 실시 형태의 이동 통신 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 제3 실시 형태의 이동 통신 시스템은 이동국(200), 통신 제어국(400) 및 무선 기지국(500, 500a)을 갖는다. 통신 제어국(400)과 무선 기지국(500, 500a)은 유선으로 접속되어 있다.
통신 제어국(400)은 무선 기지국(500, 500a) 경유로, 이동국(200)과 유저 데이터 및 제어 정보를 송수신하는 통신 장치이다. 통신 제어국(400)은 무선 기지국(500, 500a)으로부터 수신한 신호를 복조ㆍ복호한다. 또한, 부호화ㆍ변조에 의해 이동국(200)으로 향하는 신호를 생성하여, 무선 기지국(500, 500a)으로 송신한다. 또한, 통신 제어국(400)은 무선 기지국(500, 500a)의 무선 송신의 타이밍을 제어할 수도 있다.
무선 기지국(500, 500a)은 이동국(200)과 무선 통신을 행할 수 있는 무선 통신 장치이다. 무선 기지국(500, 500a)은 무선 신호 처리만을 행한다. 즉, 무선 기지국(500, 500a)은 이동국(200)으로부터 수신 신호를 통신 제어국(400)에 대하여 전송한다. 또한, 통신 제어국(400)으로부터의 수신한 신호를 이동국(200)에 무선 출력한다.
도 14는 제3 실시 형태의 통신 제어국을 도시하는 블록도이다.
통신 제어국(400)은 CP 삭제부(411), FFT부(412), 디맵핑부(413), 제어 정보 추출부(414), 스케줄러(415), 부호화부(416), 변조부(417), RS 생성부(418, 419), 프리코딩부(420), 위상 회전부(421), 맵핑부(422, 423, 424, 425), IFFT부(426, 427, 428, 429) 및 CP 삽입부(430, 431, 432, 433)를 갖는다.
무선 기지국(500)은 무선 수신부(511) 및 무선 송신부(512, 513)를 갖는다. 무선 기지국(500a)은 무선 송신부(512a, 513a)를 갖는다.
여기서, 통신 제어국(400) 및 무선 기지국(500, 500a)이 구비하는 각 모듈에서 실행되는 처리는 제1 실시 형태의 무선 기지국(100)이 구비하는 동일한 부의 모듈과 마찬가지이다. 단, 통신 제어국(400)이 부호화로부터 심볼 생성까지를 행하고, 무선 기지국(500, 500a)이 무선 신호 처리를 행한다. 송신 타이밍 조정을 위한 위상 회전 처리는 통신 제어국(400)에서 행해진다.
이와 같이, 지리적으로 떨어진 복수의 송신 안테나를 이용한 협조 송신을, 통신 제어국(400)이 일괄하여 제어할 수 있다. 또한, 통신 제어국(400)과 무선 기지국(500, 500a) 사이의 처리 분담은, 도 14에 도시한 예 이외에도 다양한 형태가 생각된다.
제3 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 이동국(200)에 있어서의 복수의 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차가 억제된다. 즉, 이동국(200)에서의 수신 타이밍이 가능한 한 같도록, 통신 제어국(400)이, 통신 제어국(400)과 분리되어 설치된 무선 기지국(500, 500a)의 각 송신 안테나의 송신 타이밍을 조정한다. 이 결과, 통신 품질의 향상이 도모된다.
[제4 실시 형태]
다음에, 제4 실시 형태를 설명한다. 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 설명을 생략한다. 제4 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는 이동국이, 이동국 고유 RS를 이용한 채널 추정 외에, 송신 장치 고유 RS를 이용한 채널 추정도 더불어 행하여, 수신 성능의 한층 더한 향상을 도모하고 있다.
도 15는 제4 실시 형태의 이동국을 도시하는 블록도이다. 이동국(200a)은 제1 실시 형태의 이동국(200) 대신에 이용된다. 이동국(200a)은 무선 수신부(211, 212), CP 삭제부(213, 214), FFT부(215, 216), 디맵핑부(217, 218), 복조부(219a), 복호부(220), 제어 정보 추출부(221a), 시프트량 선택부(222), 행렬 선택부(223), 채널 추정부(224, 224a), 제어 정보 생성부(225), 맵핑부(226), IFFT부(227), CP 삽입부(228) 및 무선 송신부(229)를 갖는다.
여기서, 복조부(219a), 제어 정보 추출부(221a) 및 채널 추정부(224a) 이외의 모듈에서 실행되는 처리는 제1 실시 형태의 이동국(200)에 있어서의 동일한 부의 모듈과 마찬가지이다.
복조부(219a)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 변조 신호를 MIMO 분리ㆍ복조한다. 그때, 복조부(219a)는 채널 추정부(224)로부터 취득하는 채널 추정값 외에, 채널 추정부(224a)로부터 취득하는 채널 추정값도 이용하여 채널 보상을 행한다. 예를 들면, 2개의 채널 추정값의 평균값을 이용하여 채널 보상을 행하는 것이 생각된다.
제어 정보 추출부(221a)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 변조 신호로부터 소정의 제어 정보를 분리하여 추출한다. 여기서 추출되는 제어 정보에는 무선 기지국(100)에서 결정된 순회 시프트량을 나타내는 정보와 프리코딩 행렬을 나타내는 정보가 포함된다. 그리고, 제어 정보 추출부(221a)는 순회 시프트량을 행렬 선택부(223) 및 채널 추정부(224a)에 통지하고, 프리코딩 행렬을 채널 추정부(224a)에 통지한다.
채널 추정부(224a)는 디맵핑부(217, 218)로부터 취득한 송신 장치 고유 RS와, 제어 정보 추출부(221a)로부터 통지된 순회 시프트량 및 프리코딩 행렬을 이용하여 채널 추정을 행한다.
즉, 우선, 채널 추정부(224a)는 프리코딩 및 위상 회전이 실시되어 있지 않은 기지 신호인 송신 장치 고유 RS를 이용하여 채널 추정을 행한다. 그리고, 얻어진 채널 추정값 행렬과 위상 회전 행렬과 프리코딩 행렬의 행렬 곱에 의해, 프리코딩 후의 채널 추정값을 산출한다. 그리고, 채널 추정부(224a)는 채널 추정부(224)와 마찬가지로, 채널 추정값을 복조부(219a)에 출력한다.
제4 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 이동국(200a)에 있어서의 복수의 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차가 억제된다. 또한, 프리코딩 및 위상 회전이 실시된 기지 신호를 이용한 채널 추정과, 프리코딩 및 위상 회전이 실시되어 있지 않은 기지 신호를 이용한 채널 추정을 병용함으로써, 채널 추정의 정밀도가 한층 더 향상된다. 이 결과, 통신 품질의 한층 더한 향상이 도모된다.
[제5 실시 형태]
다음에, 제5 실시 형태를 설명한다. 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 설명을 생략한다. 제5 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는 협조 송신의 개시 시와 그 이후에서 순회 시프트량의 1회의 변동 폭을 바꾸도록 하고 있다. 예를 들면, 협조 송신의 개시 시에는 순회 시프트량의 1회의 변동 폭을 크게 해 두고, 그 이후의 갱신 시에는 순회 시프트량의 1회의 변동 폭을 작게 하는 방법이 생각된다. 이는, 협조 송신의 개시 시에는 큰 수신 타이밍 차가 존재할 가능성이 있는 한편, 통신 개시 후에는 조금씩 수신 타이밍 차가 변동해가는 일이 많다고 생각되기 때문이다.
도 16은 하향 링크 통신의 다른 제어예를 도시하는 플로우차트이다. 스텝 S11∼S14의 처리는 제1 실시 형태에서 서술한 바와 같다. 또한, 스텝 S12에서 이동국(200)으로부터 무선 기지국(100)으로 송신되는 제어 정보는 수신 타이밍 차의 절대값(샘플수)을 나타내고 있다. 그리고, 스텝 S11∼S14의 처리에 이어서, 이하의 스텝 S21∼S24의 처리가 실행된다.
[스텝 S21] 이동국(200)은 무선 기지국(100, 100a)의 각 송신 안테나로부터 출력되는 송신 장치 고유 RS를 이용하여, 각 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차를 측정한다.
[스텝 S22] 이동국(200)은 스텝 S21에서 측정된 수신 타이밍 차와 현재의 순회 시프트량(스텝 S11에서 전회 측정된 수신 타이밍 차)을 비교하여, 수신 타이밍 차의 변화량(순회 시프트량의 상대값)을 산출한다. 그리고, 이동국(200)은 수신 타이밍 차의 변화량을 나타내는 제어 정보를 무선 기지국(100)으로 송신한다.
[스텝 S23] 무선 기지국(100)은 스텝 S22에서 이동국(200)이 송신한 제어 정보를 수신하고, 제어 정보가 나타내는 상대값에 기초하여, 무선 기지국(100, 100a)이 구비하는 각 송신 안테나의 송신 신호에 적용하는 순회 시프트량을 갱신한다.
[스텝 S24] 무선 기지국(100)은 스텝 S23에서 갱신한 후의 순회 시프트량을 나타내는 제어 정보를 이동국(200)으로 송신한다. 또한, 무선 기지국(100)은 갱신 후의 순회 시프트량을, 협조 송신을 행하는 무선 기지국(100a)에 네트워크(10) 경유로 통지한다.
여기서, 이동국(200)은 스텝 S12의 절대값도, 스텝 S22의 상대값도, 동일한 비트 길이의 비트열로 표현할 수 있다. 이 경우, 동일한 비트열이라도, 협조 송신의 개시 시와 그 이후에서 의미하는 순회 시프트량이 상이하다. 이에 의해, 이동국(200)은 한정된 비트수로 효율적으로 피드백을 행할 수 있다.
제5 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 이동국(200)에 있어서의 복수의 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차가 억제되어, 통신 품질의 향상이 도모된다. 또한, 이동국(200)으로부터 무선 기지국(100)으로의 피드백에 이용되는 제어 정보의 양을 삭감할 수 있어, 제어 정보의 송신에 수반하는 오버헤드를 억제할 수 있다.
[제6 실시 형태]
다음에, 제6 실시 형태를 설명한다. 제6 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는 순회 시프트량의 1회의 변경 폭을, 보다 유연하게 변경할 수 있도록 한다. 구체적으로는, 이동국(200)으로부터 무선 기지국(100)으로 송신하는 비트열의 입도, 즉 1비트 차에 대응하는 샘플수를, RRC(Radio Resource Control)층 등의 상위층으로부터 물리층으로 통지하도록 한다.
예를 들면, 순회 시프트량을 나타내는 비트열을 2의 보수 표현의 5비트(－16∼＋15)로 고정하는 한편, 입도를 4마이크로초, 2마이크로초, 1마이크로초, 0.5마이크로초로부터 선택한다. 이 경우, 순회 시프트량의 1회의 변경 폭을, －64마이크로초∼＋60마이크로초, －32마이크로초∼＋30마이크로초, －16마이크로초∼＋15마이크로초, －8마이크로초∼＋7.5마이크로초의 4단계로 설정할 수 있다. 입도는, 예를 들면, 무선 기지국(100)에서 설정하고, 통지 채널에서 이동국(200)에 통지하는 것이 생각된다.
제6 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 제어 정보량의 삭감과 수신 타이밍 차의 보상 정밀도와의 밸런스를 도모하여, 수신 타이밍 차의 억제를 효율적으로 실행할 수 있다.
[제7 실시 형태]
다음에, 제7 실시 형태를 설명한다. 제7 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는, 순간 페이딩에 유연하게 추종할 수 있도록, 순회 시프트량을 고속 제어할 수 있게 한다. 구체적으로는, 이동국(200)은, 우선 송신 장치 고유 RS를 이용하여 송신 안테나마다의 지연 프로파일을 측정한다. 지연 프로파일은 순간적인 측정 결과를 나타내는 것이어도 되고, 소정의 단구간에서 평균화한 것이어도 된다.
다음에, 이동국(200)은 패스 수신 전력의 합계가 최대인 송신 안테나를, 수신 타이밍 차를 구할 때의 기준의 송신 안테나로서 선택한다. 그리고, 각 송신 안테나에 대하여 수신 전력이 최대인 패스(최대 패스)의 타이밍을 특정하여, 기준의 송신 안테나와 비교했을 때의 최대 패스의 타이밍 차를, 수신 타이밍 차로 한다.
제7 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 수신 타이밍 차를 고속으로 측정할 수 있어, 순간 페이딩에도 유연하게 추종할 수 있다.
[제8 실시 형태]
다음에, 제8 실시 형태를 설명한다. 제8 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는, 제7 실시 형태와 다른 방법으로 순회 시프트량을 고속 제어할 수 있게 한다. 구체적으로는, 이동국(200)은, 우선 송신 장치 고유 RS를 이용하여 송신 안테나마다의 지연 프로파일을 측정한다. 다음에, 송신 안테나마다 수신 전력으로 가중치를 부여한 패스 무게 중심을 구한다. 그리고, 서빙 기지국[예를 들면, 무선 기지국(100)]의 송신 안테나로부터의 신호의 패스 무게 중심을 기준 타이밍으로 하여, 다른 송신 안테나에 대하여 수신 타이밍 차를 구한다.
제8 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 제7 실시 형태와 마찬가지로, 수신 타이밍 차를 고속으로 측정할 수 있어, 순간 페이딩에도 유연하게 추종할 수 있다.
[제9 실시 형태]
다음에, 제9 실시 형태를 설명한다. 제9 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는, 순회 시프트량과 프리코딩 행렬의 양쪽을 고속으로 결정할 수 있게 한다. 구체적으로는, 이동국(200)은 후보가 되는 순회 시프트량(수신 타이밍 차) 각각에 대하여, 프리코딩 후의 SNR(Signal to Noise Ratio)이 최대로 되는 프리코딩 행렬을 구해 둔다. 즉, 순회 시프트량과 프리코딩 행렬의 최적의 조합을 구해 둔다.
이에 의해, 이동국(200)에서 수신 타이밍 차가 측정되면, 그것에 대응하는 적절한 프리코딩 행렬도 동시에 특정된다. 또한, 순회 시프트량의 후보의 범위가 넓을수록 이동국(200)의 처리 부하가 높아진다. 그로 인해, 후보 범위는 이동국(200)을 허용할 수 있는 처리량이나, 이동 통신 시스템에서 발생할 수 있는 최대의 수신 타이밍 차 등을 고려하여, 가능한 한 좁게 설정해 두는 편이 바람직하다. 또한, 후보 범위는 무선 기지국(100)으로부터 이동국(200)으로 통지하도록 해도 된다.
제9 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 순회 시프트량과 리코딩 행렬의 양쪽을 동시에 결정할 수 있어, 통신 제어의 오버헤드를 억제할 수 있다.
[제10 실시 형태]
다음에, 제10 실시 형태를 설명한다. 제10 실시 형태의 이동 통신 시스템에서는, 이동국(200)은 어느 정도의 수신 타이밍 차를 허용한다. 구체적으로는, 이동국(200)은, 우선 각 송신 안테나로부터의 신호의 수신 타이밍 차를 측정한다. 그리고, 수신 타이밍 차가 소정의 임계값을 초과하고 있는지 여부를 판단한다.
수신 타이밍 차가 임계값을 초과하고 있는 경우, 이동국(200)은 무선 기지국(100)에 그 취지의 이벤트 통지를 행한다. 무선 기지국(100)은 이벤트 통지를 수취하면 이동국(200)에 수신 타이밍 차(원하는 순회 시프트량)를 보고하도록 요구한다. 이동국(200)은 무선 기지국(100)으로부터 보고 요구가 있으면, 수신 타이밍 차(원하는 순회 시프트량)를 송신한다. 단, 이벤트 통지와 수신 타이밍 차의 보고를 동시에 행해도 된다.
한편, 수신 타이밍 차가 소정의 임계값을 초과하고 있지 않은 동안은 무선 기지국(100)에 수신 타이밍 차를 보고하지 않는다. 즉, 이동국(200)은 어느 정도의 수신 타이밍 차는 허용하고, 수신 타이밍 차가 충분히 커진 경우에만 무선 기지국(100)에 송신 타이밍의 변경을 요구하게 된다.
제10 실시 형태의 이동 통신 시스템에 따르면, 이동국(200)의 수신 품질에 대한 영향이 큰 경우에만 수신 타이밍 차를 보상하는 처리가 실행되게 되어, 무선 기지국(100, 100a) 및 이동국(200)의 처리 부하가 경감된다.
상기에 대해서는 단순히 본 발명의 원리를 나타내는 것이다. 또한, 다수의 변형, 변경이 당업자에게 있어서 가능하고, 본 발명은 상기에 나타내고, 설명한 정확한 구성 및 응용예로 한정되는 것이 아니라, 대응하는 모든 변형예 및 균등물은, 첨부한 청구항 및 그 균등물에 의한 본 발명의 범위로 간주된다.
1 : 통신 장치
1a : 수신부
1b : 제어부
2, 3 : 송신 장치
2a, 3a : 송신 안테나
4 : 이동국
4a : 측정부
4b : 송신부
4c : 수신부

Claims (12)

  1. 이동국에 대하여 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호가 송신되도록 제어 가능한 통신 장치로서,
    상기 이동국에 있어서의 제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 취득하는 수신부와,
    상기 수신 타이밍 차에 따라서, 상기 제1 송신 안테나의 신호 및 상기 제2 송신 안테나의 신호 중 적어도 한쪽에 대해서, 시간 영역 상의 소정 구간 내에서 상기 데이터를 포함하는 신호가 순회 시프트되어 송신되도록 제어하는 제어부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 기초하여, 주파수 영역 상에서 위상 회전함으로써, 시간 영역 상에서 순회 시프트된 상기 데이터를 포함하는 신호를 생성하는 송신부를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 기초하여, 시간 영역 상에서 상기 데이터를 포함하는 신호를 순회 시프트하는 송신부를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동국의 통신 상황에 따라서, 1회의 순회 시프트의 양(量)을 제한하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  5. 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 송신 가능한 무선 통신 시스템과 통신을 행하는 이동국으로서,
    제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 측정하는 측정부와,
    상기 측정부에서 측정한 상기 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 상기 무선 통신 시스템에 통지하는 송신부와,
    상기 송신부가 상기 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 통지 한 후, 상기 제1 송신 안테나의 신호와 상기 제2 송신 안테나의 신호를 합성하여 복조하는 수신부
    를 갖고,
    수신되는 상기 제1 송신 안테나의 신호와 상기 제2 송신 안테나의 신호 중 적어도 한 쪽은, 상기 수신 타이밍 차에 따라, 시간 영역 상의 소정 구간 내에서 상기 데이터를 포함하는 신호가 순회 시프트되어 송신되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 수신 타이밍 차가 소정의 임계값을 초과했을 때, 상기 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 통지하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 제1 송신 안테나의 신호 및 상기 제2 송신 안테나의 신호의 수신 전력을 이용하여, 상기 수신 타이밍 차를 구할 때의 기준으로 하는 송신 안테나를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 제1 송신 안테나 및 상기 제2 송신 안테나에 적용되는 프리코딩 행렬을, 상기 수신 타이밍 차를 이용하여, 복수의 상기 프리코딩 행렬의 후보로부터 선택하고,
    상기 송신부는 상기 측정부에서 선택한 상기 프리코딩 행렬을 상기 무선 통신 시스템에 통지하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 수신 타이밍 차를 나타내는 정보로서, 상기 수신 타이밍 차에 대응하는 소정 비트 길이의 비트열을 송신하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  10. 이동국에 대하여 복수의 송신 안테나로부터 동일한 데이터를 포함하는 신호를 송신 가능한 무선 통신 시스템의 통신 제어 방법으로서,
    상기 이동국으로부터, 상기 이동국에 있어서의 제1 송신 안테나의 신호와 제2 송신 안테나의 신호 사이의 수신 타이밍 차를 나타내는 정보를 취득하고,
    상기 수신 타이밍 차에 따라서, 상기 제1 송신 안테나의 신호 및 상기 제2 송신 안테나의 신호 중 적어도 한쪽에 대해서, 시간 영역 상의 소정 구간 내에서 상기 데이터를 포함하는 신호가 순회 시프트되어 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 제어 방법.
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