KR101807931B1 - 이동국 및 보고 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 이동국(10)에서 보고 제어부(17)는, 제1 채널 상태 정보의 보고에서는, 제1 프리코딩 정보 및 제3 프리코딩 정보를 보고하고, 제2 채널 상태 정보의 보고에서는, 제3 프리코딩 정보를 보고하지 않고, 제2 프리코딩 정보를 보고한다. 제1 프리코딩 정보는, 제1 채널 상태 정보에 대응하는, 기지국에서 수평 방향의 빔 형성에 사용되는 정보이고, 제2 프리코딩 정보는 제2 채널 상태 정보에 대응한다. 또한, 제3 프리코딩 정보는, 제1 채널 상태 정보 및 제2 채널 상태 정보의 양쪽에 대응하는, 기지국에 있어서의 수직 방향의 빔 형성에 사용되는 정보이다.

Description

이동국 및 보고 방법{MOBILE STATION AND REPORTING METHOD}
본 발명은, 이동국 및 보고 방법에 관한 것이다.
종래, LTE(Long Term Evolution)가 적용된 무선 통신 시스템에서는, 하향 회선(DL: Down Link)에 있어서, 폐 루프 프리코딩(Closed-loop precoding)이라고 불리는 통신 제어 수순이 사용되고 있다. 하향 회선은, 기지국(eNB: eNodeB)으로부터 이동국(UE: User Equipment)을 향하는 회선이다. 폐 루프 프리코딩에서는, 기지국이 복수의 안테나(즉 멀티 안테나)를 사용하여, 지향성 빔을 형성한다. 또한, 폐 루프 프리코딩에서는, 복수의 데이터 스트림을 동시에 송신하는 공간 다중과, 공간 다중하는 데이터 스트림(Spatial layer)의 수(Transmission rank)를 적응 제어하는 랭크 어댑테이션(Rank adaptation)을 병용하는 경우가 있다. 이동국은, 랭크마다 규정된 프리코딩 코드북(Precoding codebook) 중에서 최적의 프리코딩 매트릭스(Precoding matrix)를 선택하여, 기지국에 피드백(보고)한다. 프리코딩 코드북은, 적어도 하나의 프리코딩 매트릭스를 포함하고 있다.
구체적으로는, 폐 루프 프리코딩에서는, 이동국은, 채널 상태를 나타내는 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 기지국에 피드백한다. 상기 CSI는, 권장하는 통신 랭크(Transmission rank)를 나타내는 랭크 지표(RI: Rank Indicator)와, 권장하는 프리코딩 매트릭스를 나타내는 프리코딩 매트릭스 지표(PMI: Precoding Matrix Indicator)와, 상기 RI 및 PMI를 가정한 경우의 무선 채널 품질을 나타내는 채널 품질 지표(CQI: Channel Quality Indicator)를 포함한다. 기지국은, 상기 CSI를 이동국으로부터 수신하면, 상기 RI 및 PMI에 기초하여 프리코딩 매트릭스를 결정한다. 그리고, 기지국은, 결정한 프리코딩 매트릭스를 적용한, 각 이동국에 고유의 참조 신호(즉, UE-specific RS(Reference Signals))와 공유 채널(예를 들어, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel))을 이동국으로 송신한다. 이동국은, UE-specific RS에 기초하는 채널 추정값을 사용하여, PDSCH를 복조한다.
상술한 바와 같이, 종래의 CSI의 피드백 방법은, 하나의 이동국으로의 신호의 공간 다중 기술인 SU-MIMO(Single User-Multiple Input Multiple Output)가 적용된 PDSCH 송신을 상정하고 있다. 즉, 재송 제어에 의해 신뢰성이 확보되는 것이 전제로 되어 있다. 이로 인해, 기지국은, 하나의 이동국에 대한 전송 효율을 중시하고, 무선 채널 품질에 따른 랭크와, 당해 랭크에 대응하는 프리코딩 매트릭스를 선택한다.
또한, LTE에서는, 삼차원 MIMO(3D-MIMO)라고 불리는 기술에 관한 검토가 시작되고 있다. 3D-MIMO에서는, 2차원으로 배열된 복수의 안테나, 즉, 2차원 어레이 배치된 멀티 안테나가 사용된다. 그리고, 3D-MIMO에서는, 2차원으로 배열된 복수의 안테나를 사용하여, 수평 방향의 지향성 빔 및 수직 방향의 지향성 빔이 형성된다. 그리고, 수평 방향의 지향성 빔 및 수직 방향의 지향성 빔의 이용 방법이 몇 가지 제안되어 있다. 예를 들어, 종래의 수평 방향의 고정적인 섹터를, 수직 방향의 지향성 빔을 사용하여 앙각 방향에서 적응적으로 분할하는 이용 방법이 제안되어 있다. 이 제안에 의하면, 셀을 많은 섹터로 분할함으로써, 시스템 전체의 통신 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 존재하는 빌딩의 층이 상이한 등, 존재하는 높이가 상이한 각 이동국에 대하여, 수직 방향의 지향성 빔을 사용하여 신호를 송신하는 이용 방법이 제안되어 있다. 이 이용 방법에 의해, 각 이동국의 통신특성이 향상됨과 함께, 상이한 이동국의 통신 사이(간)의 간섭을 완화할 수 있다.
IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group Closed Loop MIMO Precoding(2004-11-04) 3GPP TSG-RAN WG1, R1-130302, "Discussion on scenarios for elevation beamforming and FD-MIMO," January 2012 3GPP TSG-RAN, RP-122034, "Study on 3D-channel model for Elevation Beam forming and FD-MIMO studies for LTE," December 2012
그런데, 최근에는, 상술한 SU-MIMO와, 복수의 이동국으로의 신호의 공간 다중 기술인 MU-MIMO(Multiple User-Multiple Input Multiple Output)를 동적으로 전환하는 기술이 개발되고 있다. 또한, 종래의 시간 다중 외에 주파수 다중에도 대응한 제어 채널인 EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel)에 대하여, 폐 루프 프리코딩을 적용하는 기술도 개발되고 있다. 따라서, 이들 기술에 대응하기 위해, 이동국으로부터 기지국으로의 CSI 피드백 방법의 확장이 요망되고 있다.
CSI 피드백의 새로운 방법으로서, 예를 들어 multiple CSI 프로세스의 피드백 방법이 제안되고 있다. 이 multiple CSI 프로세스의 피드백 방법에는, 각 CSI 프로세스에 비하여 코드북의 서브셋에 관한 제한이 더해져 있다. 그리고, 이동국은, 상위 레이어가 나타내는 비트맵에 따라서 제한된 RI 및 PMI의 범위로부터, CSI를 피드백한다. 적용예로서, 이동국은, CSI 프로세스1에 있어서, 접속 셀의 권장 랭크의 SU-MIMO를 상정한 CSI를 피드백한다. 또한, 이동국은, CSI 프로세스2에 있어서, 접속 셀의 랭크1의 MU-MIMO 및 EPDCCH를 상정한 CSI를 피드백한다.
이와 같이, 상술한 CSI 피드백 방법에서는, 시스템 성능은 향상된다. 그러나, 이동국은, 종래와 비교하여, 하나의 셀에 대해서 2배의 사이즈의 CSI(예를 들어, 12비트)를 기지국에 송신하게 된다. 이에 수반하여, 이동국이 CSI의 피드백 시에 기지국에 송신하는 제어 정보의 오버헤드가 크게 증가되어 버린다.
또한, 3D-MIMO가 도입되면, CSI의 사이즈가 더욱 커질 가능성이 있고, 제어 정보의 오버헤드가 더욱 크게 증가해 버릴 가능성이 있다.
개시의 기술은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 제어 정보의 오버헤드를 삭감할 수 있는, 이동국 및 보고 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
개시의 형태에서는, 제1 채널 상태 정보에 대응하는, 기지국에서 수평 방향의 빔 형성에 사용되는 제1 프리코딩 정보와, 제2 채널 상태 정보에 대응하는 제2 프리코딩 정보와, 상기 제1 채널 상태 정보 및 상기 제2 채널 상태 정보의 양쪽에 대응하는, 상기 기지국에 있어서의 수직 방향의 빔 형성에 사용되는 제3 프리코딩 정보를 산출하고, 상기 제1 채널 상태 정보의 보고에서는, 상기 제1 프리코딩 정보 및 상기 제3 프리코딩 정보를 보고하고, 상기 제2 채널 상태 정보의 보고에서는, 상기 제3 프리코딩 정보를 보고하지 않고, 상기 제2 프리코딩 정보를 보고한다.
개시의 형태에 의하면, 제어 정보의 오버헤드를 삭감할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 이동국의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 실시예 1의 CSI 산출부의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 실시예 1의 기지국의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는 실시예 1의 이동국 및 기지국의 처리 동작의 일례의 설명에 도움이 되는 시퀀스도이다.
도 5는 2차원 어레이 배치 멀티 안테나의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 프리코딩 매트릭스 W의 설명에 도움이 되는 도면이다.
도 7은 프리코딩 매트릭스 W의 설명에 도움이 되는 도면이다.
도 8은 크로스 폴러라이즈드 안테나의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 이동국의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 기지국의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
이하에, 본원이 개시하는 이동국 및 보고 방법의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본원이 개시하는 이동국 및 보고 방법이 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에 있어서 동일한 기능을 갖는 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략된다.
[실시예 1]
[이동국의 구성예]
도 1은, 실시예 1의 이동국의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, 이동국(10)은 수신 RF(Radio Frequency)부(11)와, FFT(Fast Fourier Transform)부(12)와, 채널 추정부(13)와, CSI 산출부(14)와, 제어 신호 복조부(15)와, 데이터 신호 복조부(16)와, 보고 제어부(17)와, 상향 제어 신호 생성부(18)와, IFFT(Inversed Fast Fourier Transform)부(19)와, 송신 RF부(20)를 갖는다. 이동국(10)은, 복수의 안테나(도시하지 않음)를 갖고 있다. CSI 산출부(14)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, CSI 산출 처리부(21, 22)를 갖는다. 도 2는 실시예 1의 CSI 산출부의 일례를 나타내는 블록도이다. 이들 각 구성 부분은, 일 방향 또는 쌍 방향으로, 신호나 데이터의 입출력이 가능하도록 접속되어 있다.
수신 RF부(11)는, 후술하는 기지국(30)으로부터 수신된 신호에 대하여, 무선 주파수로부터 기저 대역으로의 변환, 직교 복조 및, A/D(Analog to Digital) 변환을 행한다.
FFT부(12)는, 수신 RF부(11)에 의해 수신된 신호에 대하여, FFT 타이밍의 검출, CP(Cyclic Prefix)의 제거 및, FFT 처리를 행한다.
채널 추정부(13)는, FFT 처리 후의 수신 신호로부터, 데이터 복조용 참조 신호인 UE-specific RS를 추출한다. 또한, 채널 추정부(13)는, 추출한 UE-specific RS와, 기지의 참조 신호와의 상호 상관으로부터, 채널 추정값을 산출한다.
제어 신호 복조부(15)는, FFT 처리 후의 수신 신호로부터 제어 신호를 추출하고, 상기의 채널 추정값을 사용하여 채널 보상을 행한다. 또한, 제어 신호 복조부(15)는, 데이터 복조 및 오류 정정 복호를 행함으로써, 제어 정보로서, 적용 랭크 등의 송신 형식 정보를 복원한다.
데이터 신호 복조부(16)는, FFT 처리 후의 수신 신호로부터 데이터 신호를 추출하고, 상기의 채널 추정값을 사용하여 채널 보상을 행한다. 또한, 데이터 신호 복조부(16)는, 상기의 송신 형식 정보에 기초하여, 데이터 복조 및 오류 정정 복호를 행함으로써, 정보 비트를 복원한다.
CSI 산출부(14)는, FFT 처리 후의 수신 신호로부터, 채널 품질 측정용 참조 신호인 CSI(Channel State Information)-RS(Reference Signals)를 추출한다.
또한, CSI 산출부(14)는, 추출한 CSI-RS와, 기지의 참조 신호와의 상호 상관으로부터, 복소수에 의해 표시되는 무선 채널 변형인 채널 추정값을 산출한다.
또한, CSI 산출부(14)는, 산출한 상기 채널 추정값을 사용하여, 제1 채널 상태 정보, 즉 제1 CSI와, 제2 채널 상태 정보, 즉 제2 CSI를 산출한다. 즉, CSI 산출부(14)에 있어서 CSI 산출 처리부(21)는, 제1 채널 상태 정보를 산출하고, CSI 산출 처리부(22)는, 제2 채널 상태 정보를 산출한다.
예를 들어, CSI 산출 처리부(21)는, 산출한 채널 추정값을 사용하여, SU-MIMO용 통신 랭크와, SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스를 결정한다. 여기서, 결정되는 SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스는, 후술하는 기지국(30)에 있어서 수평 방향의 빔 형성에 사용되는 제1 수평 성분 프리코딩 매트릭스와, 수직 방향의 빔 형성에 사용되는 수직 성분 프리코딩 매트릭스를 포함한다.
그리고, CSI 산출 처리부(21)는 결정한 SU-MIMO용 통신 랭크와 SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스에 기초하여, RI 및 PMI(PMIV 및 PMIH)를 결정한다. 여기서, PMIV는, 수직 성분 프리코딩 매트릭스에 기초하여 결정된 PMI이며, PMIH는, 제1 수평 성분 프리코딩 매트릭스에 기초하여 결정된 PMI이다. 그리고, CSI 산출 처리부(21)는, 결정한 RI 및 PMI를 가정한 각 코드워드(Code word)의 CQI를 결정한다. 여기서, 코드워드란, PDSCH에서 송신하는 데이터에 관한 부호화 비트 열의 단위이며, 1 서브 프레임으로 송신하는 데이터는 랭크에 따라, 최대 2개의 코드워드로 분할된다.
그리고, CSI 산출 처리부(21)는, 산출한 제1 채널 상태 정보, 즉, RI, CQI 및 PMI를 보고 제어부(17)에 출력한다. 또한, CSI 산출 처리부(21)는, 선택한 수직 성분 프리코딩 매트릭스를 CSI 산출 처리부(22)에 출력한다.
CSI 산출 처리부(22)는, 산출한 채널 추정값과, CSI 산출 처리부(21)로부터 수취한 수직 성분 프리코딩 매트릭스를 사용하여, 제2 수평 성분 프리코딩 매트릭스를 결정한다. 제2 수평 성분 프리코딩 매트릭스는, MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스에 있어서의, 수평 성분 프리코딩 매트릭스이다. 여기서, MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스에 있어서의 수직 성분 프리코딩 매트릭스로서는, SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스에 있어서의 수직 성분 프리코딩 매트릭스와 동일한 것을 사용한다.
그리고, CSI 산출 처리부(22)는, 결정한 제2 수평 성분 프리코딩 매트릭스에 기초하여, PMIH'를 결정한다. 그리고, CSI 산출 처리부(22)는, 산출한 제2 채널 상태 정보, 즉, PMIH'를 보고 제어부(17)에 출력한다.
보고 제어부(17)는, 제1 채널 상태 정보의 보고 타이밍에, 제1 채널 상태 정보를 상향 제어 신호 생성부(18)에 출력함으로써, 후술하는 기지국(30)에 제1 채널 상태 정보를 보고한다. 즉, 보고 제어부(17)는, 제1 채널 상태 정보의 보고 타이밍에는, SU-MIMO용의, RI, CQI 및 PMI(PMIV 및 PMIH)를, 후술하는 기지국(30)에 보고한다.
또한, 보고 제어부(17)는, 제2 채널 상태 정보의 보고 타이밍에, 제2 채널 상태 정보를 상향 제어 신호 생성부(18)에 출력함으로써, 후술하는 기지국(30)에 제2 채널 상태 정보를 보고한다. 즉, 보고 제어부(17)는, 제2 채널 상태 정보의 보고 타이밍에는, MU-MIMO용의, PMIH'를, 후술하는 기지국(30)에 보고한다. 또한, 여기에서는, 제1 채널 상태 정보로서 PMIV를 후술하는 기지국(30)에 보고하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. PMIV는, SU-MIMO 및 MU-MIMO의 양쪽에서 공통되므로, 제2 채널 상태 정보로서 후술하는 기지국(30)에 보고되어도 된다.
상향 제어 신호 생성부(18)는, 이동국(10)이 접속하는 셀의 채널 상태 정보, 즉, 상기 제1 채널 상태 정보 또는 제2 채널 상태 정보를 포함하는 제어 정보에 대하여 오류 정정 부호화 및 데이터 변조 등을 행한다.
IFFT부(19)는, 후술하는 기지국(30)에 송신하는 신호에 대하여 IFFT 처리를 실행함과 함께, CP를 부가한다.
송신 RF부(20)는, 송신 대상의 신호에 대하여 D/A(Digital to Analog) 변환, 직교 변조 및 기저 대역으로부터 무선 주파수로의 변환을 행한다.
[기지국의 구성예]
도 3은 실시예 1의 기지국의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 3에 있어서, 기지국(30)은, 스케줄러(31)와, 데이터 신호 생성부(32)와, 제어 신호 생성부(33)와, Precoding 결정부(34)와, UE-specific RS 생성부(35)와, Precoding 처리부(36a, 36b, 36c)를 갖는다. 또한, 기지국(30)은, CSI-RS 생성부(37)와, 물리 채널 다중부(38)와, IFFT부(39)와, 송신 RF부(40)와, 수신 RF부(41)와, FFT부(42)와, 상향 제어 신호 복조부(43)를 갖는다. 또한, 기지국(30)은, 2차원 어레이 배치 멀티 안테나(도시하지 않음)를 갖고 있다. 이들 각 구성 부분은, 일방향 또는 쌍방향으로, 신호나 데이터의 입출력이 가능하도록 접속되어 있다.
스케줄러(31)는, 기지국(30)에 접속하는 각 이동국에 대한 스케줄링을 행한다. 예를 들어, 스케줄러(31)는, 각 이동국에 대하여 무선 리소스(시간 및 주파수 등)를 할당한다. 또한, 스케줄러(31)는, 각 무선 리소스에 적용하는 MIMO 방식(즉, SU-MIMO 또는 MU-MIMO)을 결정한다. 또한, 스케줄러(31)는 송신 형식(예를 들어, 적용 랭크 등)을 선택한다.
데이터 신호 생성부(32)는, 스케줄러(31)로부터 입력되는 데이터에 대하여 오류 정정 부호화 및 데이터 변조를 행한다.
제어 신호 생성부(33)는, 적용 랭크 등의 송신 형식 정보를 포함하는 제어 정보에 대하여, 오류 정정 부호화 및 데이터 변조를 행한다.
Precoding 결정부(34)는, 이동국(10)으로부터 보고된, 제1 채널 상태 정보 및 제2 채널 상태 정보에 기초하여, SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스, MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스 및, EPDCCH용 프리코딩 매트릭스를 결정한다.
예를 들어, Precoding 결정부(34)는, 제1 채널 상태 정보에 포함되는, PMI(PMIV 및 PMIH)에 기초하여, SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스를 결정한다. 그리고, Precoding 결정부(34)는, 결정한 SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스를 Precoding 처리부(36a, 36c)에 출력한다.
또한, Precoding 결정부(34)는, 제2 채널 상태 정보에 포함되는 PMIH'와, 제1 채널 상태 정보에 포함되는 PMIV에 기초하여, MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스 및, EPDCCH용 프리코딩 매트릭스를 결정한다. 그리고, Precoding 결정부(34)는, MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스를 Precoding 처리부(36a, 36c)에 출력한다. 또한, Precoding 결정부(34)는, EPDCCH용 프리코딩 매트릭스를 Precoding 처리부(36b, 36c)에 출력한다.
UE-specific RS 생성부(35)는, 상기의 UE-specific RS를 생성한다.
각 Precoding 처리부(36a, 36b, 36c)는, Precoding 결정부(34)로부터 입력된 각 프리코딩 매트릭스에 기초하여, Precoding 처리를 실행한다.
CSI-RS 생성부(37)는, 상기의 CSI-RS를 생성한다.
물리 채널 다중부(38)는, 각 물리 채널을 주파수 다중한다.
IFFT부(39)는, 이동국(10)에 송신하는 신호에 대하여 IFFT 처리를 실행함과 함께, CP를 부가한다.
송신 RF부(40)는, 송신 대상의 신호에 대하여 D/A 변환, 직교 변조 및 기저 대역으로부터 무선 주파수로의 변환을 행한다.
수신 RF부(41)는, 이동국(10)으로부터 수신된 신호에 대하여 무선 주파수로부터 기저 대역으로의 변환, 직교 복조 및 A/D 변환을 행한다.
FFT부(42)는, 수신 RF부(41)에 의해 수신된 신호에 대하여 FFT 타이밍의 검출, CP의 제거 및, FFT 처리를 행한다.
상향 제어 신호 복조부(43)는, FFT 처리 후의 수신 신호로부터 제어 신호와 상향 링크의 DM-RS를 추출하고, 추출한 DM-RS로부터 얻어진 채널 추정값을 사용하여 채널 보상을 행한다. 또한, 상향 제어 신호 복조부(43)는, 데이터 복조 및 오류 정정 복호를 행함으로써, 상기의 제어 정보로서 이동국(10)으로부터 보고된 제1 채널 상태 정보 및 제2 채널 상태 정보를 복원한다.
[이동국 및 기지국의 동작예]
이상의 구성을 갖는 이동국(10) 및 기지국(30)의 처리 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 4는 실시예 1의 이동국 및 기지국의 처리 동작의 일례의 설명에 도움이 되는 시퀀스도이다.
기지국(30)은, CSI-RS 생성부(37)에서 생성된 CSI-RS를 송신하고(스텝 S101), 이동국(10)은 그 CSI-RS를 수신한다.
이동국(10)에 있어서 CSI 산출부(14)는, 수신한 CSI-RS를 사용하여, SU-MIMO용의, RI, CQI 및 PMI(PMIV 및 PMIH)를 결정한다(스텝 S102).
또한, CSI 산출부(14)는, 수신한 CSI-RS와, 스텝 S102에서 결정한 PMIV를 사용하여, MU-MIMO용 PMIH'를 결정한다(스텝 S103). 또한, 스텝 S102 및 스텝 S103에 있어서의 PMI의 결정에 대해서는, 이하에 상세히 설명한다.
그리고, 보고 제어부(17)는, 제1 채널 상태 정보의 보고 타이밍에 있어서, 제1 채널 상태 정보, 즉, RI, CQI 및 PMI(PMIV 및 PMIH)를 기지국(30)에 보고한다(스텝 S104). 이 제1 채널 상태 정보의 보고는, CSI 프로세스 #1에 의해 행해진다.
또한, 보고 제어부(17)는, 제2 채널 상태 정보의 보고 타이밍에 있어서, 제2 채널 상태 정보, 즉, PMIH'를, 기지국(30)에 보고한다(스텝 S105). 이 제2 채널 상태 정보의 보고는, CSI 프로세스 #2에 의해 행해진다.
기지국(30)에 있어서 Precoding 결정부(34)는, 이동국(10)으로부터 보고된, 제1 채널 상태 정보 및 제2 채널 상태 정보에 기초하여, SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스, MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스 및 EPDCCH용 프리코딩 매트릭스를 결정한다(스텝 S106).
스케줄러(31)는, 이동국(10)에 대하여 스케줄링을 행한다(스텝 S107). 여기에서는, 이동국(10)에 할당된 PDSCH에 대하여 SU-MIMO가 적용되는 것으로 결정된 것으로 한다.
Precoding 처리부(36a, 36c)는, PDSCH 및 PDSCH의 복조에 사용하는 UE-specific RS에 대하여 스텝 S106에서 결정된 SU-MIMO용 프리코딩 매트릭스를 적용한다. 또한, Precoding 처리부(36b, 36c)는, EPDCCH 및 EPDCCH의 복조에 사용하는 UE-specific RS에 대하여 스텝 S106에서 결정된 EPDCCH용 프리코딩 매트릭스를 적용한다. 그리고, 송신 RF부(40)는, Precoding 처리부(36a, 36b, 36c)에서 대응하는 프리코딩 매트릭스가 적용된, PDSCH, UE-specific RS 및 EPDCCH를, 이동국(10)에 송신한다(스텝 S108).
이동국(10)에 있어서 채널 추정부(13)는, 스텝 S108에서 송신된 UE-specific RS에 기초하여 채널 추정을 행한다. 그리고, 제어 신호 복조부(15) 및 데이터 신호 복조부(16)는 각각, 채널 추정부(13)에서 얻어진 채널 추정값에 기초하여, PDSCH 및 EPDCCH를 복호한다(스텝 S109).
또한, 스케줄러(31)는, 이동국(10)에 대하여 스케줄링을 행한다(스텝 S110). 여기에서는, 이동국(10)에 할당된 PDSCH에 대하여 MU-MIMO가 적용되는 것으로 결정된 것으로 한다.
Precoding 처리부(36a, 36c)는, PDSCH 및 PDSCH의 복조에 사용하는 UE-specific RS에 대하여, 스텝 S106에서 결정된 MU-MIMO용 프리코딩 매트릭스를 적용한다. 또한, Precoding 처리부(36b, 36c)는, EPDCCH 및 EPDCCH의 복조에 사용하는 UE-specific RS에 대하여 스텝 S106에서 결정된 EPDCCH용 프리코딩 매트릭스를 적용한다. 그리고, 송신 RF부(40)는, Precoding 처리부(36a, 36b, 36c)에서 대응하는 프리코딩 매트릭스가 적용된, PDSCH, UE-specific RS 및 EPDCCH를, 이동국(10)에 송신한다(스텝 S111).
이동국(10)에 있어서 채널 추정부(13)는, 스텝 S111에서 송신된 UE-specific RS에 기초하여 채널 추정을 행한다. 그리고, 제어 신호 복조부(15) 및 데이터 신호 복조부(16)는 각각, 채널 추정부(13)에서 얻어진 채널 추정값에 기초하여, PDSCH 및 EPDCCH를 복호한다(스텝 S112).
이어서, 이동국(10)에 있어서의 PMI의 결정의 구체예에 대하여 설명한다.
먼저, 기지국(30)에 있어서의 프리코딩의 전제에 대하여 설명한다. 상기와 같이, 기지국(30)은, 2차원 어레이 배치 멀티 안테나를 갖고 있다. 예를 들어, 기지국(30)은, 도 5에 도시하는 바와 같은 2차원 어레이 배치 멀티 안테나를 갖고 있다. 도 5는 2차원 어레이 배치 멀티 안테나의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5에서는, 4×4인 합계 16개의 안테나가 도시되어 있다. 이하에서는, 2차원 어레이 배치 멀티 안테나의 안테나 세트를, 간단히 「안테나 세트」라고 부르는 경우가 있다.
기지국(30)에서는, 프리코딩을 행할 때, 안테나 세트에 포함되는 각 안테나에 대응하는 웨이트를 요소로 하는 프리코딩 매트릭스 W를 사용한다. 예를 들어, 도 6에 도시하는 바와 같이, 안테나 ANT1-16의 각각에 대응하는 웨이트 W1-W16을 요소로 하는 프리코딩 매트릭스 W를 사용한다. 도 6은 프리코딩 매트릭스 W의 설명에 도움이 되는 도면이다.
또한, 프리코딩 매트릭스 W는, 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH와, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV로 분리할 수 있다. 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH는, 안테나 세트에 포함되는 안테나가 수평 방향으로 그룹 분리된 제1종 그룹 전체에 공통된다. 도 5의 예에서는, 안테나 ANT1-4가 하나의 제1종 그룹이고, 안테나 ANT5-8이 하나의 제1종 그룹이고, 안테나 ANT9-12가 하나의 제1종 그룹이며, 안테나 ANT13-16이 하나의 제1종 그룹이다. 또한, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV는, 안테나 세트에 포함되는 안테나가 수직 방향으로 그룹 분리된 제2종 그룹 전체에 공통된다. 도 5의 예에서는, 안테나 ANT1, 5, 9, 13이 하나의 제2종 그룹이고, 안테나 ANT2, 6, 10, 14가 하나의 제2종 그룹이고, 안테나 ANT3, 7, 11, 15가 하나의 제2종 그룹이며, 안테나 ANT4, 8, 12, 16이 하나의 제2종 그룹이다.
즉, 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH를, WH=[Wh1, Wh2, Wh3, Wh4]T로서 나타내고, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV를, WV=[Wv1, Wv2, Wv3, Wv4]T로서 나타내면, 프리코딩 매트릭스 W는, 도 7에 도시하는 형태로 표시된다. 도 7은 프리코딩 매트릭스 W의 설명에 도움이 되는 도면이다. T는 전치 행렬을 나타낸다. 즉, 프리코딩 매트릭스 W는, 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH와, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV를 곱함으로써, 얻어진다. 또한, 도 7에 나타내는 프리코딩 매트릭스 W는, 공간 레이어수가 1인 경우의 것이고, 공간 레이어수가 2 이상인 경우, 복수의 요소 열을 갖는 매트릭스가 된다.
여기서, 공간 레이어수가 2 이상인 경우이며 복수의 요소 열이 된 경우에도, 복수의 요소 열 전체에서 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV는 공통되고, 요소 열 사이에서 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH만이 상이하다. 이것은, 수평 방향 빔 및 수직 방향 빔의 역할을 다음과 같이 설정하는 것에 기인한다. 즉, 수평 방향 빔에서는, 종래대로, 데이터 스트림의 공간 다중과, 지향성 형성을 적응적으로 구분지어 사용한다. 즉, 수평 방향의 빔 및 통신 랭크는, MIMO 방식이나 물리 채널 등에 따라 상이하다. 한편, 수직 방향 빔에는, 예리한 지향성을 갖게 한다. 즉, 수직 방향의 빔은, MIMO 방식이나 물리 채널 등에 관계없이, 공통된다.
또한, 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH를, 2개의 요소로 분리할 수 있다. 예를 들어, 각 제1종 그룹이, 도 8의 상기 도면에 도시하는 바와 같은 크로스 폴러라이즈드 안테나인 경우를 생각해 본다. 도 8은 크로스 폴러라이즈드 안테나의 일례를 도시하는 도면이다. 크로스 폴러라이즈드 안테나는, 2개의 유니폼 리니어 어레이 안테나로 나눌 수 있다. 그리고, 수평 성분 프리코딩 매트릭스 WH는, 매트릭스 요소 WH1과, 매트릭스 요소 WH2로 분리할 수 있다. 그리고, 매트릭스 요소 WH1은, 유니폼 리니어 어레이 안테나 내의 안테나 사이에 위상차를 부여하는 것이다. 또한, 매트릭스 요소 WH1은, 지향성 형성에 영향을 주는 것이다. 한편, 매트릭스 요소 WH2는, 유니폼 리니어 어레이 안테나 사이에 위상차를 부여하는 것이다. 따라서, 매트릭스 요소 WH1은, 매트릭스 요소 WH2에 비하면, 시간 및 주파수에 대한 변동이 작다. 즉, 매트릭스 요소 WH1은, 광대역(wide band) 및 장주기(long term)의 채널 특성을 대상으로 하고, 매트릭스 요소 WH2는, 주파수 선택적(frequency selective)이며 단주기(short term)의 채널 특성을 대상으로 한다.
이상의 내용을 전제로 하여, 이동국(10)에 있어서 CSI 산출부(14)는 PMI를 결정한다. 이하에서는, PMI의 결정 방법의 2가지 구체예에 대하여 설명한다.
<구체예 1>
먼저, CSI 산출부(14)는 SU-MIMO용 PMI를 결정한다.
즉, 우선 CSI 산출부(14)는, 매트릭스 요소 WH2를, 매트릭스 요소 WH2의 복수의 후보 중 하나로 고정한다.
그리고, CSI 산출부(14)는, 매트릭스 요소 WH2를 고정한 상태에서, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV와 매트릭스 요소 WH1과의 조합의 복수의 후보 중에서, 시스템 대역폭 전체의 통신 용량을 최대로 하는 조합을 결정한다.
그리고, CSI 산출부(14)는, 결정한 조합으로 고정한 상태에서, 매트릭스 요소 WH2의 복수의 후보 중에서, 서브 밴드마다 통신 용량이 최대가 되는 매트릭스 요소 WH2를 결정한다.
이어서, CSI 산출부(14)는, MU-MIMO용 PMI를 결정한다.
즉, CSI 산출부(14)는, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV에 대해서는, SU-MIMO용으로 결정된 것을 사용한다.
그리고, CSI 산출부(14)는, 매트릭스 요소 WH2'를, 매트릭스 요소 WH2'의 복수의 후보 중 하나로 고정한다.
그리고, CSI 산출부(14)는, 고정한 매트릭스 요소 WH2'와 상기의 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV를 고정한 상태에서, 매트릭스 요소 WH1'의 복수의 후보 중에서, 시스템 대역폭 전체의 통신 용량을 최대로 하는 매트릭스 요소 WH1'를 결정한다.
그리고, CSI 산출부(14)는, 결정한 매트릭스 요소 WH1'와 상기의 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV를 고정한 상태에서, 서브 밴드마다, 통신 용량이 최대가 되는 매트릭스 요소 WH2'를 결정한다.
이상에 의해, SU-MIMO용 PMI, 즉, PMIV 및 PMIH(즉, WH1 및 WH2), 및, MU-MIMO용 PMI, 즉, PMIH'(즉, WH1' 및 WH2')를 결정할 수 있다.
또한, 상기의 조합의 결정은, 다음과 같이 행해져도 된다. 즉, CSI 산출부(14)는, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV와 매트릭스 요소 WH1와의 조합의 각 후보와, 매트릭스 요소 WH2의 각 후보와의 전체 조합에 대해서, 시스템 대역폭 전체의 통신 용량을 산출한다. 그리고, CSI 산출부(14)는, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV와 매트릭스 요소 WH1의 조합의 각 후보에 대해서, 산출한 통신 용량을 합계하고, 합계 값이 최대가 되는 조합을 결정한다.
<구체예 2>
SU-MIMO용 PMI의 결정에 대해서는, 구체예 2는 구체예 1과 같다. 단, MU-MIMO용 PMI의 결정에 대해서, 구체예 2는 구체예 1과 상이하다.
즉, CSI 산출부(14)는, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV 및 매트릭스 요소 WH1에 대해서는, SU-MIMO용으로 결정된 것을 사용한다.
그리고, CSI 산출부(14)는, 수직 성분 프리코딩 매트릭스 WV 및 매트릭스 요소 WH1을 고정한 상태에서, 서브 밴드마다, 통신 용량이 최대가 되는 매트릭스 요소 WH2'를 결정한다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 이동국(10)에 있어서 CSI 산출부(14)는, 제1 채널 상태 정보에 대응하는, 기지국(30)에서 수평 방향의 빔 형성에 사용되는 제1 프리코딩 정보(예를 들어, PMIH)와, 제2 채널 상태 정보에 대응하는 제2 프리코딩 정보(예를 들어, PMIH')를 산출한다. 또한, CSI 산출부(14)는, 제1 채널 상태 정보 및 제2 채널 상태 정보의 양쪽에 대응하는, 기지국(30)에 있어서의 수직 방향의 빔 형성에 사용되는 제3 프리코딩 정보(예를 들어, PMIV)를 산출한다. 그리고, 보고 제어부(17)는, 제1 채널 상태 정보의 보고(예를 들어, CSI 프로세스 #1)에서는, 제1 프리코딩 정보 및 제3 프리코딩 정보를 보고하고, 제2 채널 상태 정보의 보고(예를 들어, CSI 프로세스 #2)에서는, 제3 프리코딩 정보를 보고하지 않고, 제2 프리코딩 정보를 보고한다.
이 이동국(10)의 구성에 의해, 제1 채널 상태 정보 및 제2 채널 정보에서 공통의 제3 프리코딩 정보를, 제1 채널 상태 정보의 보고 시 및 제2 채널 상태 정보의 보고 시 중 어느 하나에서 보고할 수 있다. 이에 의해, 제어 정보의 오버헤드를 삭감할 수 있다.
[다른 실시예]
[1] 실시예 1에서는, 각 안테나를 물리적인 안테나로서 설명했지만, 본 개시의 기술은 안테나 포트와 같은 논리적인 안테나에도 마찬가지로 적용 가능하다.
[2] 실시예에서는, Precoding이 적용되는 물리 채널로서, EPDCCH 및 PDSCH를 예시하였다. 그러나, EPDCCH는, 예를 들어 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel) 등의 다른 제어용 채널이어도 된다. 또한, PDSCH에 대해서도, 다른 데이터용 채널이어도 된다.
[3] 실시예 1에서 도시한 각 부의 각 구성 요소는, 반드시 물리적으로 도시된 바와 같이 구성되어 있는 것을 필요로 하지는 않는다. 즉, 각 부의 분산·통합의 구체적인 형태는 도시된 것에 한정되지 않고, 그 전부 또는 일부를, 각종 부하나 사용 상황 등에 따라, 임의의 단위로 기능적 또는 물리적으로 분산·통합하여 구성할 수 있다.
또한, 각 장치에서 행해지는 각종 처리 기능은, CPU(Central Processing Unit)(또는 MPU(Micro Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 등의 마이크로 컴퓨터) 상에서, 그 전부 또는 임의의 일부를 실행하도록 해도 된다. 또한, 각종 처리 기능은, CPU(또는 MPU, MCU 등의 마이크로 컴퓨터)에 의해 해석 실행하는 프로그램 상, 또는 와이어드 로직에 의한 하드웨어 상에서, 그 전부 또는 임의의 일부를 실행하도록 해도 된다.
실시예 1의 이동국 및 기지국은, 예를 들어 다음과 같은 하드웨어 구성에 의해 실현할 수 있다.
도 9는 이동국의 하드웨어 구성예를 도시하는 도면이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 이동국(100)은, RF(Radio Frequency) 회로(101)와, 프로세서(102)와, 메모리(103)를 갖는다.
프로세서(102)의 일례로서는, CPU(Central Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 들 수 있다. 또한, 메모리(103)의 일례로서는, SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory) 등의 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리 등을 들 수 있다.
그리고, 실시예 1의 이동국에서 행해지는 각종 처리 기능은, 불휘발성 기억 매체 등의 각종 메모리에 저장된 프로그램을 증폭 장치가 구비하는 프로세서에 의해 실행함으로써 실현해도 된다. 즉, FFT부(12)와, 채널 추정부(13)와, CSI 산출부(14)와, 제어 신호 복조부(15)와, 데이터 신호 복조부(16)와, 보고 제어부(17)와, 상향 제어 신호 생성부(18)와, IFFT부(19)에 의해 실행되는 각 처리에 대응하는 프로그램이 메모리(103)에 기록되고, 각 프로그램이 프로세서(102)에 의해 실행되어도 된다. 또한, FFT부(12)와, 채널 추정부(13)와, CSI 산출부(14)와, 제어 신호 복조부(15)와, 데이터 신호 복조부(16)와, 보고 제어부(17)와, 상향 제어 신호 생성부(18)와, IFFT부(19)에 의해 실행되는 각 처리는, 기저 대역 CPU 및 애플리케이션 CPU 등의 복수의 프로세서에 의해 분담되어서 실행되어도 된다. 또한, 수신 RF부(11) 및 송신 RF부(20)는, RF 회로(101)에 의해 실현된다.
도 10은, 기지국의 하드웨어 구성예를 도시하는 도면이다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 기지국(200)은, RF 회로(201)와, 프로세서(202)와, 메모리(203)와, 네트워크 IF(Inter Face)(204)를 갖는다. 프로세서(202)의 일례로서는, CPU, DSP, FPGA 등을 들 수 있다. 또한, 메모리(203)의 일례로서는, SDRAM 등의 RAM, ROM, 플래시 메모리 등을 들 수 있다.
그리고, 실시예 1의 기지국에서 행해지는 각종 처리 기능은, 불휘발성 기억 매체 등의 각종 메모리에 저장된 프로그램을 증폭 장치가 구비하는 프로세서에 의해 실행함으로써 실현해도 된다. 즉, 스케줄러(31)와, 데이터 신호 생성부(32)와, 제어 신호 생성부(33)와, Precoding 결정부(34)와, UE-specific RS 생성부(35)와, Precoding 처리부(36)와, CSI-RS 생성부(37)와, 물리 채널 다중부(38)와, IFFT부(39)와, FFT부(42)와, 상향 제어 신호 복조부(43)에 의해 실행되는 각 처리에 대응하는 프로그램이 메모리(203)에 기록되고, 각 프로그램이 프로세서(202)에 의해 실행되어도 된다. 또한, 송신 RF부(40) 및 수신 RF부(41)는, RF 회로(201)에 의해 실현된다.
또한, 여기에서는, 기지국(200)이 일체인 장치인 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기지국(200)은, 무선 장치와 제어 장치라는 2개의 별체의 장치를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어 RF 회로(201)는 무선 장치에 배치되고, 프로세서(202)와, 메모리(203)와, 네트워크 IF(204)는 제어 장치에 배치된다.
10: 이동국
11, 41: 수신 RF부
12, 42: FFT부
13: 채널 추정부
14: CSI 산출부
15: 제어 신호 복조부
16: 데이터 신호 복조부
17: 보고 제어부
18: 상향 제어 신호 생성부
19, 39: IFFT부
20, 40: 송신 RF부
21, 22: CSI 산출 처리부
30: 기지국
31: 스케줄러
32: 데이터 신호 생성부
33: 제어 신호 생성부
34: Precoding 결정부
35: UE-specific RS 생성부
36a, 36b, 36c: Precoding 처리부
37: CSI-RS 생성부
38: 물리 채널 다중부
43: 상향 제어 신호 복조부

Claims (7)

  1. 기지국으로부터 송신된 기지 신호에 기초하여 채널 상태 정보를 상기 기지국에 보고하고, 상기 기지국과의 사이에서 공간 다중에 의한 무선 통신을 행하는 이동국으로서,
    제1 채널 상태 정보에 대응하고, 상기 기지국에 있어서의 수평 방향의 빔 형성에 사용되고, 또한, 하나의 이동국을 위한 공간 다중에서 사용되는 제1 프리코딩 정보와, 제2 채널 상태 정보에 대응하고, 상기 기지국에 있어서의 수평 방향의 빔 형성에 사용되고, 또한, 복수의 이동국을 위한 공간 다중에서 사용되는 제2 프리코딩 정보와, 상기 제1 채널 상태 정보 및 상기 제2 채널 상태 정보의 양쪽에 대응하고, 상기 기지국에 있어서의 수직 방향의 빔 형성에 사용되고, 또한, 하나의 이동국을 위한 공간 다중 및 복수의 이동국을 위한 공간 다중의 쌍방에서 사용되는 제3 프리코딩 정보를 산출하는 산출 수단과,
    상기 제1 채널 상태 정보의 보고에서는, 상기 제1 프리코딩 정보 및 상기 제3 프리코딩 정보를 보고하고, 상기 제2 채널 상태 정보의 보고에서는, 상기 제3 프리코딩 정보를 보고하지 않고, 상기 제2 프리코딩 정보를 보고하는 보고 제어 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은, 2차원으로 배열된 복수의 안테나를 갖고,
    상기 제1 프리코딩 정보 및 제2 프리코딩 정보의 각각은, 상기 복수의 안테나가 그룹 분리된 복수의 제1종 그룹 전체에서 공통이고,
    상기 제3 프리코딩 정보는, 상기 복수의 안테나가 그룹 분리된 복수의 제2종 그룹 전체에서 공통인 것을 특징으로 하는 이동국.
  3. 제2항에 있어서,
    각 제1종 그룹은, 상기 복수의 안테나가 수평 방향으로 그룹 분리된 그룹이고,
    각 제2종 그룹은, 상기 복수의 안테나가 수직 방향으로 그룹 분리된 그룹인 것을 특징으로 하는 이동국.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널 상태 정보 및 상기 제2 채널 상태 정보는, 상이한 물리 채널에서 사용되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널 상태 정보 및 상기 제2 채널 상태 정보의 한쪽은, 공유 채널에서 사용되고, 다른 쪽은 제어 채널에서 사용되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  6. 기지국과의 사이에서 공간 다중에 의한 무선 통신을 행하는 이동국에 의한 채널 상태 정보의 보고 방법으로서,
    제1 채널 상태 정보에 대응하고, 상기 기지국에 있어서의 수평 방향의 빔 형성에 사용되고, 또한, 하나의 이동국을 위한 공간 다중에서 사용되는 제1 프리코딩 정보와, 제2 채널 상태 정보에 대응하고, 상기 기지국에 있어서의 수평 방향의 빔 형성에 사용되고, 또한, 복수의 이동국을 위한 공간 다중에서 사용되는 제2 프리코딩 정보와, 상기 제1 채널 상태 정보 및 상기 제2 채널 상태 정보의 양쪽에 대응하고, 상기 기지국에 있어서의 수직 방향의 빔 형성에 사용되고, 또한, 하나의 이동국을 위한 공간 다중 및 복수의 이동국을 위한 공간 다중의 쌍방에서 사용되는 제3 프리코딩 정보를 산출하고,
    상기 제1 채널 상태 정보의 보고에서는, 상기 제1 프리코딩 정보 및 상기 제3 프리코딩 정보를 보고하고, 상기 제2 채널 상태 정보의 보고에서는, 상기 제3 프리코딩 정보를 보고하지 않고, 상기 제2 프리코딩 정보를 보고하는 것을 특징으로 하는 보고 방법.
  7. 삭제
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