KR101921755B1 - 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법 - Google Patents

무선 통신 장치 및 무선 통신 방법 Download PDF

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Abstract

멀티유저 MIMO 모드시의 개별 제어 정보에 포함되는 다른 유저의 변조 정보 통지의 오버헤드를 저감한다. 본 발명의 무선 통신 장치는, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 복수의 상대 무선 통신 장치에 대한 공간 다중 스트림의 변조 정보에 근거하여, 상기 공간 다중 스트림에 이용하는 파일럿 시퀀스 번호를 할당하는 파일럿 시퀀스 할당부와, 상기 복수의 상대 무선 통신 장치 중 제 1 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 제 1 공간 다중 스트림에 관한 변조 정보와 파일럿 시퀀스 할당 번호 정보를 생성하는 제 1 변조 정보 생성부와, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 수신 신호를, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 할당한 파일럿 시퀀스 번호의 순서로 생성하는 제 2 변조 정보 생성부를 구비하며, 상기 제 1 변조 정보 생성부 및 상기 제 2 변조 정보 생성부에서 생성된 상기 변조 정보와 상기 파일럿 시퀀스 할당 번호 정보를 상기 제 1 상대 무선 통신 장치에 통지한다.

Description

무선 통신 장치 및 무선 통신 방법{WIRELESS COMMUNICATION DEVICE AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 멀티유저(multiuser) MIMO 기술을 이용한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
최근, 무선 통신의 대용량화, 고속화에 대한 요구가 높아지고 있고, 유한한 주파수 자원의 유효 이용률을 향상시키는 방법의 연구가 활발하다. 그 하나의 방법으로서, 공간 영역을 이용하는 기술이 주목받고 있다.
MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은, 송신기 및 수신기 각각에 복수의 안테나 소자를 마련하고 있어, 안테나간의 수신 신호의 상관성이 낮은 전파 환경 하에서 공간 다중 전송을 실현한다(비특허문헌 1 참조). 이 경우, 송신기는 부속되는 복수의 안테나로부터, 안테나 소자마다 동일 시각, 동일 주파수, 동일 부호의 물리 채널을 이용하여 상이한 데이터 시퀀스(different data sequence)을 송신한다. 수신기는 수신 신호를 분리하고, 부속하는 복수의 안테나를 통해 상이한 데이터 시퀀스를 수신한다. 이와 같이, 공간 다중 채널을 복수개 이용하므로, 다치 변조(multi-level modulation)를 이용하지 않고 고속화를 달성할 수 있게 된다. 충분한 S/N(신호 대 잡음비) 조건 하에서, 송수신기 사이에 다수의 산란체가 존재하는 환경에서는, 송신기 및 수신기가 동수의 안테나를 구비하면, 안테나수에 비례하여 통신 용량이 확대 가능하다.
또한, 다른 MIMO 기술로서, 멀티유저 MIMO 기술(Multiuser-MIMO 또는 MU-MIMO)이 알려져 있다. MU-MIMO 기술은 이미 차세대 무선 통신 시스템의 표준화 규격(Standards)에서 의논되고 있다. 예컨대 3GPP-LTE 규격 또는 IEEE 802.16m 규격의 드래프트(draft)에서는, 멀티유저 MIMO에 의한 전송 방식이 규격화에 포함되어 있다(비특허문헌 2, 비특허문헌 3 참조).
여기서, 종래예로서, 도 19, 도 20, 도 21을 참조하여, IEEE 802.16m 규격 드래프트(이하, 16m이라고 기재함)에서 의논되고 있는 프레임 포맷(frame format), 및 MU-MIMO 전송을 행하는 기지국 장치(80) 및 단말 장치(90)의 구성에 대해 설명한다. 도 19는, 종래예에 있어서, 다운링크에서의 프레임 포맷을 나타낸다. 또한, 도 20은, 종래예에 있어서, n번째의 단말 장치 MS#n에 대한 MU-MIMO 할당 정보의 일례를 나타낸다. 도 21은 종래예의 구성을 기초로 한, 다운링크에서, MU-MIMO 전송을 행하는 기지국 장치 및 단말 장치의 개략 구성을 나타낸다.
종래예에 있어서, 기지국 장치(80)가, 다운링크(DownLink; DL)에서, 개별 데이터 영역(도면 중 DL)에서 개별 단말(또는 개별 유저)의 데이터를 송부할 때는, 기지국 장치(80)는 영역(area) 내의 단말 장치(90)에 대해, 다운링크의 송신 신호에 단말 할당 정보 통지를 포함해서 송신한다. 여기서, 16m에서는, 도 19의 프레임 포맷으로 나타낸 바와 같이, A-MAP으로서 할당되는 제어 정보 영역에 단말 할당 정보가 포함된다. 또, 도 19 중, SF는 서브프레임(Subframe)을 나타내고, UL은 업링크(UpLink; UL)를 나타낸다. 이하의 설명에서는, n번째의 단말 장치(90)를 단말 MS#n이라고 기재한다.
또한, 도 20은, 종래예에 있어서, 특정한 단말 MS#n으로의 제어 정보(개별 제어 정보)에 포함되는 주된 파라미터의 예를 나타낸다. 리소스 할당 정보 RA#n은, A-MAP에 후속하는 OFDM 심볼을 이용하여 송신할 개별 데이터 영역(도 19 중 DL)에서의 단말 MS#n으로의 개별 유저 데이터의 송신 영역의 위치, 할당 크기, 및 분산/집중 배치에 관한 정보를 포함한다. MIMO 모드 정보 MEF는 공간 다중 모드 또는 시공간 다이버시티 송신 모드 등의 송신 정보를 송부한다. MIMO 모드 정보 MEF가 MU-MIMO 모드를 지시하는 경우, 당해 정보는 파일럿 시퀀스 정보(pilot sequence information) PSI#n 및 MU-MIMO시의 전체에서의 공간 다중 스트림수 Mt를 더 포함한다. MCS 정보(MSC#n)는 단말 장치 MS#n으로의 공간 스트림의 변조 다치수 및 부호화율 정보를 통지한다. 단말 목적지 정보(MCRC#n)는, 단말 장치 MS#n에 대해, 접속 확립시에 기지국 장치(80)에 의해 할당된 단말 식별 정보 ID(connection ID)으로 마스킹된 CRC 정보이다. 이것에 의해, 단말 장치 MS#n은 에러 검출을 행하고 또한 자국으로 어드레싱된 개별 제어 정보를 검지한다. 또, 도 20 중, Nt는 송신 안테나수(다른 공유 제어 채널로 통지)를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 기지국 장치(80)(BS#n: n은 자연수)는 이하와 같은 동작을 행한다. 기지국 장치(80)는, MU-MIMO 전송에 앞서, A-MAP로서 할당되는 제어 정보 영역을 이용하여, MU-MIMO 할당 정보를 개별 단말에 통지한다.
MU-MIMO 할당 정보는, 도 20에 나타낸 바와 같이, 단말 장치 MS#n(n:자연수)측에서의 수신 처리에 필요하게 되는 파라미터로서, 공간 다중 스트림수(Mt), MS#n으로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 실시한 에러 정정 부호(error correction code)의 부호화율 및 변조 정보 MCS#n, MS#n으로 어드레싱되는 파일럿 정보(PSI#n), MS#n으로 어드레싱되는 리소스 할당 정보 RA#n을 포함한다. 여기서, n=1, …, Mt이고, 단말 장치에 대해 하나의 공간 스트림을 할당하는 경우를 상정하고 있다.
그리고, 제어 정보 및 데이터 생성부(84#n(n:자연수))는 개별 파일럿 생성부(85), 변조 데이터 생성부(86), 프리코딩 웨이트 승산부(87) 및 개별 제어 신호 생성부(88)를 포함한다. 제어 정보 및 데이터 생성부(84#n)는 단말 장치 MS#n으로의 개별 제어 정보 및 데이터를 생성한다.
여기서, 개별 제어 신호 생성부(88)는 상술한 MU-MIMO 할당 정보를 포함하는 개별 제어 신호를 생성한다. 변조 데이터 생성부(86)는 공간 다중 전송을 행하는 단말 장치 MS#n으로 어드레싱되는 변조 데이터 신호 #n을, 부호화율 및 변조 정보 MCS#n에 근거하여 생성한다. 개별 파일럿 생성부(85)는, MS#n으로 어드레싱되는 파일럿 정보(PSI#n)에 근거하여, 채널 추정에 이용하는 파일럿 신호 #n을 생성한다. 프리코딩 웨이트 승산부(87)는, 공통의 프리코딩 웨이트(Precoding weight) #n을 이용하여, 변조 데이터 신호 #n과 파일럿 신호 #n을 승산하여, 공간 스트림을 생성한다. 공간 다중 스트림의 수(Mt)는 제어 정보 및 데이터 생성부(84#1, …, #Mt)에 의해 생성된다.
OFDM 심볼 구성부(81)는 개별 제어 신호를 OFDM 심볼 상의 A-MAP 제어 정보 영역에 할당한다. 또한, Mt개의 단말 장치로 어드레싱되는 개별 데이터인 공간 스트림은 리소스 할당 정보 RA#n에 근거하는 리소스에, 공간 다중을 이용하여 맵핑된다. IFFT부(82)는, OFDM 심볼 구성부(81)의 출력에 대해, OFDMA 변조를 행하고, Cyclic Prefiex를 부가하고, 주파수 변환을 행한다. 그리고, IFFT부(82)에 의해 처리된 OFDM 심볼 구성부(81)의 출력은 각각 안테나(83)를 거쳐서 송신된다.
이 경우, 프리코딩된 MIMO 전파 채널은, 데이터 신호와 동일한 프리코딩 웨이트에 의해 프리코딩된 파일럿 신호를 이용하여, 채널 추정을 행할 수 있다. 그 때문에, MU-MIMO 모드 정보에 프리코딩 정보는 불필요해진다.
또한, 주파수 분할을 이용하여 공간 다중 스트림 사이에서 서로 직교하는 신호를 파일럿 신호들로서 이용하여, 단말 장치(90)에서의 MIMO 전파 채널의 추정을 가능하게 하고 있다.
한편, 단말 장치 MS#1은 이하와 같은 단말 수신 처리를 행한다. 우선, 단말 장치 MS#1에서는, 다운링크 제어 정보 검출부(92)가 안테나(91)를 통해 수신한 다운링크 개별 제어 신호로부터 자신의 장치로 어드레싱되는 MU-MIMO 할당 정보를 검출한다. 그리고, 단말 장치 MS#1은 도시되어 있지 않은 OFDMA 복조 처리 후의 데이터로부터, MU-MIMO 전송에 리소스 할당된 영역의 데이터를 추출한다.
다음으로, MIMO 분리부(93)는, 공간 다중 스트림수(Mt)분의 프리코딩된 파일럿 신호를 이용하여, MIMO 전파 채널의 채널 추정을 행한다. 또한, MIMO 분리부(93)는, MIMO 전파 채널의 채널 추정의 결과와 자신의 장치로 어드레싱되는 파일럿 정보(PSI)를 기초로, MMSE 규범에 근거하는 수신 웨이트를 생성하고, 공간 다중되고 리소스 할당 영역에 배치된 데이터로부터, 자신의 장치로 어드레싱되는 스트림을 분리한다. 그리고, 복조·복호부(94)는, 자신의 장치로 어드레싱되는 분리된 스트림에 대해, MCS 정보를 이용하여 복조 처리 및 복호 처리를 행한다.
그러나, 도 20에 나타내는 개별 제어 정보에는, 동시에 공간 다중되고 다른 유저로 어드레싱되는 공간 스트림의 「변조 정보(예컨대 QPSK, 16QAM 등)」가 포함되지 않는다. 그와 같은 경우, 단말 장치(90)에서, 높은 수신 품질이 얻어지는 최대 우도 추정(maximum likelihood detection; MLD) 수신을 적용할 수 없다. 이것은 이하와 같은 이유 때문이다.
즉, 비특허문헌 4에서 개시되어 있는 바와 같이, MLD 수신에서는, MIMO 전파 채널의 채널 추정값 H와 송신 신호 후보 Sm을 이용하여 레플리카(replica)를 생성하고, 수신 신호 r과의 유클리드 거리(Euclidian distance)를 최소로 하는 신호 후보를 송신 신호로서 결정한다. 그러나, 레플리카 생성시의 송신 신호 후보 Sm에는, 자신의 장치로 어드레싱되는 공간 스트림의 변조 정보뿐만 아니라, 다른 유저로 어드레싱되는 공간 스트림의 변조 정보가 필요하게 된다.
이에 반하여, 개별 제어 정보에 다른 유저의 변조 정보를 포함하는 제안이 행하여지고 있다. 비특허문헌 5에서는, 다른 유저의 변조 정보를 개별 제어 정보로 설정하는 것을 제안하고 있다. 도 22는 개별 제어 정보에 포함되는 다른 유저의 변조 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 당해 도면 중, 우측 컬럼은 다른 유저의 변조 방식을 나타내고, 좌측 컬럼은 변조 방식에 대한 비트 할당을 나타낸다. 비특허문헌 5에 있어서, 도 22에 나타낸 바와 같이, 기지국 장치는 하나의 단말 장치에 대해, 하나의 다른 유저당 2bits를 이용하여 통지하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 멀티유저 MIMO 전송을 행할 때에, 단말 장치에서의 수신 처리에 대해 MLD 수신을 적용할 수 있어, 이에 의해, 단말 장치의 수신 품질을 향상시킬 수 있다.
비특허문헌 1: G. J. Foschini, "Layered space-time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi-element antennas", Bell Labs Tech. J, Autumn, 1996년, p.41-59 비특허문헌 2: 3GPP TS36.211 V8.3.0(2008-05) 비특허문헌 3: IEEE 802.16m-09/0010r2, "Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems: Advanced Air Interface(working document)" 비특허문헌 4: 특허청 표준 기술집(MIMO 관련 기술) https://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/mimo/mokuji.htm 비특허문헌 5: IEEE C802.16m-09/1017, "Text proposal on DL MAP", Amir Khojastepour, Narayan Prasad, Sampath Rangarajan, Nader Zein, Tetsu Ikeda, Andreas Maeder(2009-04-27)
도 22에 나타낸 바와 같이, 기지국 장치는, 하나의 단말에 대해 MU-MIMO시에 단말 할당 정보를 통지하는 경우, 공간 다중을 행하는 유저마다(단말마다), 다른 유저의 변조 정보를 추가하여 통지해야 한다. 그 때문에, 공간 다중하는 유저수가 많아짐에 따라, 단말 할당 정보 통지에 필요하게 되는 정보량이 더욱 증가하여, 데이터 전송시의 오버헤드(overhead)가 더 증대함으로써, 데이터 전송 효율이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 예컨대, 하나의 다른 유저당 2 bits를 이용하여 통지를 행하는 경우, 4 유저에서의 멀티유저 MIMO 전송에서는, 개별 제어 채널의 증가량[4 유저의 합계]는 24비트(=MDF(2bits/user)×3user[다른 유저수]×4 유저 다중)이다.
또한, 멀티유저 MIMO 전송을 개별 데이터 영역에서 복수회 행하는 경우, 상술한 바와 같은 멀티유저 MIMO용의 단말 할당 정보 통지가 복수회 필요하게 되므로, 오버헤드가 더욱 증대한다고 하는 문제가 발생한다. 예컨대, N회의 4 유저 MU-MIMO 전송을 행하는 경우, (24×N)비트가 필요하게 된다.
본 발명의 목적은, 멀티유저 MIMO 모드시의 다운링크 개별 제어 채널에서, 다른 유저의 변조 정보 통지의 오버헤드를 저감할 수 있는 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 복수의 상대 무선 통신 장치로의 공간 다중 스트림의 변조 정보에 근거하여, 상기 공간 다중 스트림에 이용하는 파일럿 시퀀스 번호(pilot sequence numbers)를 할당하는 파일럿 시퀀스 할당부와, 상기 복수의 상대 무선 통신 장치 중 제 1 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 제 1 공간 다중 스트림에 관한 변조 정보와 파일럿 시퀀스 할당 번호 정보를 생성하는 제 1 변조 정보 생성부와, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 변조 정보를, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 할당된 파일럿 시퀀스 번호의 순서로 생성하는 제 2 변조 정보 생성부를 구비하며, 상기 제 1 변조 정보 생성부 및 상기 제 2 변조 정보 생성부에서 생성된 상기 변조 정보와 상기 파일럿 시퀀스 할당 번호 정보를 상기 제 1 상대 무선 통신 장치에 통지하는 무선 통신 장치를 제공한다.
상기 무선 통신 장치에서는, 상기 파일럿 시퀀스 할당부는, 상기 복수의 상대 무선 통신 장치에 대해 공간 다중 스트림의 변조 정보에 포함되는 변조 방식의 변조 다치수가 작은 순서 또는 큰 순서로 상기 파일럿 시퀀스 번호를 할당한다.
상기 무선 통신 장치에서는, 상기 제 2 변조 정보 생성부는, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 변조 정보에 포함되는 변조 방식의 종류와 상기 변조 방식을 이용하는 스트림수를 비트로 표현한 다른 유저의 변조 정보를 생성한다.
상기 무선 통신 장치에서는, 상기 제 2 변조 정보 생성부는, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 변조 정보에 포함되는 변조 방식을, 변조 다치수가 작은 순서 또는 큰 순서로 모두, 비트로 표현한 제 2 변조 정보를 생성한다.
상기 무선 통신 장치에서는, 상기 제 2 변조 정보 생성부는, 상기 제 2 변조 정보로부터, 소정의 변조 다치수에 대응하는 상기 변조 방식의 수가 소정수 이상인 다른 유저의 변조 정보를 제외한다.
또한, 본 발명은, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 상대 무선 통신 장치로부터 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 변조 정보와 파일럿 시퀀스 할당 번호의 정보를 추출하는 유저 자신 수신 신호 추출부와, 상기 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림을 제외한 다른 공간 다중 스트림에 관한 다른 유저의 변조 정보를 추출하는 다른 유저 변조 정보 추출부와, 상기 유저 자신 수신 신호 추출부와 다른 유저 변조 정보 추출부의 출력에 근거하여, MIMO 전파 채널의 채널 추정을 행하는 채널 추정부와, 상기 제어 정보 및 상기 채널 추정부의 채널 추정 결과에 근거하여, 멀티유저 MIMO 전송되는 공간 다중 스트림에 대해 MLD 수신 처리를 행하는 MLD 수신 처리부를 구비하며, 상기 MLD 수신 처리부는, 상기 유저 자신 변조 정보, 상기 다른 유저의 변조 정보, 및 상기 변조 방식의 변조 다치수가 작은 순서 또는 큰 순서로 할당된 파일럿 시퀀스 번호에 근거하여, MLD 수신 처리를 행하는 무선 통신 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 복수의 상대 무선 통신 장치에 대해 공간 다중 스트림의 변조 정보에 근거하여, 상기 공간 다중 스트림에 이용하는 파일럿 시퀀스 번호를 할당하는 단계와, 상기 복수의 상대 무선 통신 장치 중 제 1 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 제 1 공간 다중 스트림에 관한 제 1 변조 정보와 파일럿 시퀀스 할당 번호 정보를 생성하는 단계와, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 제 2 변조 정보를, 상기 제 1 상대 무선 통신 장치를 제외한 다른 상대 무선 통신 장치로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 할당한 파일럿 시퀀스 번호의 순서로 생성하는 단계와, 상기 제 1 변조 정보, 상기 제 2 변조 정보, 및 상기 파일럿 시퀀스 할당 번호 정보를 상기 제 1 상대 무선 통신 장치에 통지하는 단계를 포함하는 무선 통신 장치에서의 무선 통신 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 상대 무선 통신 장치로부터 무선 통신 단말로 어드레싱되는 공간 다중 스트림에 관한 자국 변조 정보와 파일럿 시퀀스 할당 번호의 정보를 추출하는 단계와, 자국으로 어드레싱되는 공간 다중 스트림을 제외한 다른 공간 다중 스트림에 관한 다른 유저의 변조 정보를 추출하는 단계와, 상기 자국 변조 정보와 다른 유저의 변조 정보에 근거하여, MIMO 전파 채널의 채널 추정을 행하는 단계와, 상기 채널 추정 결과를 기초로, 상기 유저 자신의 변조 정보, 상기 다른 유저의 변조 정보, 및 상기 변조 방식의 변조 다치수가 작은 순서 또는 큰 순서로 할당된 상기 파일럿 시퀀스 번호에 근거해서, 멀티유저 MIMO 전송되는 공간 다중 스트림에 대해 MLD 수신 처리를 행하는 단계를 포함하는 무선 통신 장치에서의 무선 통신 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 의하면, 멀티유저 MIMO 모드시의 개별 제어에 포함되는 다른 유저의 변조 정보 통지의 오버헤드를 저감할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 따른 기지국 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도,
도 2(a), (b)는 2 스트림시의 파일럿 시퀀스의 할당과 데이터 시퀀스의 할당의 일례를 나타내는 도면,
도 3은 각 단말 장치의 변조 정보와 파일럿 시퀀스(PSI) 할당의 대응을 나타내는 도면,
도 4는 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당을 관련지은 예 1을 나타내는 도면,
도 5는 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당을 관련지은 예 2를 나타내는 도면,
도 6은 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당을 관련지은 예 3을 나타내는 도면,
도 7은 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당을 관련지은 예 4를 나타내는 도면,
도 8은 개별 제어 신호 생성부(133)가 생성하는 개별 제어 정보의 일례를 나타내는 도면,
도 9는 실시 형태 1에 따른 단말 장치(200)의 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 기지국 장치(100)와 단말 장치(200) 사이의 처리 순서를 나타내는 도면,
도 11은 다른 유저의 변조 정보의 조합 수 중 제외되는 조합을 나타내는 도면,
도 12는 파일럿 시퀀스 할당부(111)에서의 PSI의 할당 방법의 일례를 나타내는 도면,
도 13은 실시 형태 1에 따른 기지국 장치(100)의 다른 구성을 나타내는 블록도,
도 14는 실시 형태 2에 따른 기지국 장치(500)의 구성을 나타내는 블록도,
도 15는 개별 제어 신호 생성부(533)가 생성하는 안테나 개별 제어 정보의 일례를 나타내는 도면,
도 16은 개별 제어 신호 생성부(533)가 생성하는 안테나 개별 제어 정보의 다른 예 1을 나타내는 도면,
도 17은 실시 형태 2에 따른 단말 장치(400)의 구성을 나타내는 블록도,
도 18은 개별 제어 신호 생성부(533)가 생성하는 안테나 개별 제어 정보의 다른 예 2를 나타내는 도면,
도 19는 종래예에 있어서, 다운링크의 프레임 포맷을 나타내는 도면,
도 20은 종래예에 있어서, n번째의 단말 장치 MS#n에 대한 MU-MIMO 할당 정보의 일례를 나타내는 도면,
도 21은 종래예에 있어서, 다운링크로 MU-MIMO 전송을 행하는 기지국 장치(80) 및 단말 장치(90)의 개략 구성을 나타내는 도면,
도 22는 종래예에 있어서, 개별 제어 정보에 포함되는 다른 유저의 변조 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
(실시 형태 1)
도 1~도 12를 참조하여, 본 발명의 실시 형태 1에 대해 설명한다. 도 1은 실시 형태 1에 따른 기지국 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타내는 기지국 장치(100)는, 복수의 안테나(101)로 이루어지는 기지국 안테나와, 수신부(103)와, 피드백 정보 추출 수단(105)과, 단말 장치 할당 수단(107)과, 스트림 변조 정보 추출부(109)와, 파일럿 시퀀스 할당부(111)와, 복수의 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(120)와, OFDMA 프레임 형성부(151)와, 복수의 IFFT부(153)와, 복수의 송신부(155)를 구비한다.
도 1을 참조하여, 기지국 장치(100)의 구성에 대해 설명한다. 또, 도 1에서는, 일례로서 S대의 단말 장치 #1~#S에 대해 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 경우의 구성을 나타낸다. 또, S대의 단말 장치 #1~#S 중, k번째의 단말 장치(200)를 단말 장치 MS#k라고 기재한다.
기지국 안테나는 고주파 신호를 수신 및 송신하는 복수의 안테나(101)로 이루어진다.
수신부(103)는 기지국 안테나로부터의 수신 신호를 복조 및 복호 처리한다.
피드백 정보 추출 수단(105)은, 수신부(103)에서 복호된 데이터로부터, 단말 장치 MS#k로부터 통지된 피드백 정보를 추출한다. 단말 장치(200)로부터의 피드백 정보는 수신 품질 정보와, 소망하는 프리코딩 웨이트 정보(precoding weight information)를 포함한다.
단말 장치 할당 수단(107)은, 단말 장치 MS#k로부터의 피드백 정보에 근거하여, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 복수의 단말 장치의 조합과, 멀티유저 MIMO 전송에 이용하는 복수의 단말 장치에 대한 주파수 또는 시간의 리소스 할당과, 각 단말 장치에 대한 송신 포맷(변조 다치수, 에러 정정 부호의 부호화율, 프리코딩 웨이트 등)을 결정한다.
개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(120)는 단말 장치 할당 수단(107)에 의해 할당한 단말 장치 MS#k에 대한 할당 정보에 근거하여 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호를 생성한다.
스트림 변조 정보 추출부(109)는, 단말 장치 할당 수단(107)에 의해 할당한 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모든 단말 장치 MS#1~#S에 대한 공간 다중 스트림의 변조 정보를 추출한다. 변조 정보는 QPSK, 16QAM, 또는 64QAM과 같은 비트 데이터를 심볼에 맵핑하는 포맷(방식, 스킴(scheme))을 나타낸다.
파일럿 시퀀스 할당부(111)는, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모든 단말 장치 MS#1~#S에 대한 공간 다중 스트림에 포함시켜 송신하는 파일럿 시퀀스의 할당을, 공간 다중 스트림들의 변조 정보에 근거하여 결정한다. 즉, 파일럿 시퀀스 할당부(111)는 공간 다중 스트림들의 변조 정보에 근거하여, 파일럿 시퀀스 번호 PSI(Pilot Stream Index)를 결정한다. 여기서, S는 공간 다중수(공간 다중 유저수)를 나타낸다. 단, 공간 다중수 S의 경우, S 이하의 자연수인 파일럿 시퀀스 번호(PSI≤S)를 이용하는 것으로 가정한다.
여기서, 도 2(a), 도 2(b)를 참조하여, 파일럿 시퀀스의 할당과 데이터 시퀀스의 할당에 대해 설명한다. 도 2는 복수의 OFDM 심볼로 이루어지는 서브캐리어 상에 맵핑한 2 스트림시의 파일럿 시퀀스의 할당과 데이터 시퀀스의 할당의 일례를 나타낸다. 도 2(a) 중, "1"으로 나타내어진 심볼은 PSI=1인 경우의 파일럿 심볼을 나타내고, 아무것도 기재하지 않은 사각의 프레임은 PSI=1인 경우에 파일럿 시퀀스와 함께 송신되는 공간 스트림의 데이터 심볼을 할당하는 영역을 나타낸다. 도 2(b) 중 "2"로 나타내어진 심볼은 PSI=2인 경우의 파일럿 심볼을 나타내고, 아무것도 기재하지 않은 사각의 프레임은 PSI=2인 경우에 파일럿 시퀀스과 함께 송신되는 공간 스트림의 데이터 심볼을 할당하는 영역을 나타낸다.
또한 도 2(a), (b) 중 "x"로 나타내어진 심볼은 눌 심볼(null symbol)이며, 파일럿 및 데이터가 할당되어 있지 않은 시간-주파수 리소스이다. 도 2(a), (b)에 나타낸 바와 같이, 다른 PSI는 서로 직교 관계(시간, 주파수, 부호 중 어느 하나 또는 그들의 조합의 성질)를 갖는다. 도 2(a), (b)에서는, PSI=1 및 PSI=2는 시간-주파수 상의 리소스에서 서로 직교하는 것이다.
여기서, 파일럿 시퀀스 할당부(111)는, 공간 스트림들의 변조 정보에 근거하는 PSI 할당의 방법으로서, 변조 다치수의 스트림의 낮은(또는 높은) 순서로 PSI의 할당을 행한다. 즉, 파일럿 시퀀스 할당부(111)는 PSI 번호가 작은 순서로, 변조 다치수가 낮은(또는 높은) 스트림을 할당한다.
여기서, 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의 단말 장치의 변조 정보에 대한 파일럿 시퀀스 할당 방법의 일례에 대해 설명한다. 일례로서, 4유저(단말 장치 MS#1~#4)에 의한 멀티유저 MIMO에 대해 설명한다. 도 3은 각 단말 장치로 어드레싱되는 공간 스트림의 변조 정보와 파일럿 시퀀스(PSI) 할당의 대응을 나타내는 도면이다.
도 3은 스트림 변조 정보 추출부(109)에서 추출한 단말 장치 MS#1~#4의 변조 정보가, 단말 장치 MS#1~#4의 시퀀스로 16QAM, QPSK, 64QAM, 16QAM인 경우를 나타낸다. 여기서, 파일럿 시퀀스 할당부(111)는, 단말 장치 MS#1~#4의 변조 정보에 대해, 변조 다치수가 작은 순서로 스트림 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 할당한다. 따라서, 단말 장치 MS#1~#4의 스트림 파일럿 시퀀스 번호 PSI는 단말 장치 MS#1~#4의 순서로 2, 1, 4, 3으로 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기지국 장치(100)에서는, 파일럿 시퀀스 할당부(111)에서, 공간 스트림의 변조 정보에 근거하는 PSI 할당의 방법으로서, 낮은(또는 높은) 변조 다치수의 스트림 순서로 PSI의 할당을 행한다. 이것에 의해, 기지국 장치(100)는 다른 유저의 변조 정보의 통지시에 필요하게 되는 정보량을 감소시킬 수 있다. 이 효과에 대해 이하의 구체예를 이용하여 설명한다.
<다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당간의 관련지음에 의한 정보량 삭감 효과의 설명>
여기서는, 기지국 장치(100)가, PSI 번호가 작은 순서로, 변조 다치수가 작은(또는 큰) 스트림을 할당한다. 그리고, 변조 정보로서, 3종류, 즉 (QPSK, 16QAM, 64QAM)가 포함된다. 공간 다중수 Mt의 경우, 다른 유저의 변조 정보는 (Mt-1)개 있다. 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림의 PSI를 제외하고, 작은(큰) PSI 번호의 순서로, 다른 유저의 변조 정보[C1, C2, …, CMt -1]를 인가한다. 여기서, Ck는 k번째의 다른 유저의 변조 정보를 나타낸다(여기서, k=1, …, Mt-1). 예컨대, 도 3에 나타낸 MS#1(유저#1)에는, PSI=2이기 때문에, PSI=1, 3, 4로서 할당한 공간 스트림의 변조 정보를 순차적으로 인가한다. 즉, 이 경우, MS#1(유저#1)에는, 다른 유저의 변조 정보[C1, C2, C3]가 [QPSK, 16QAM, 64QAM]의 형태로 인가되고, 항상 변조 다치수가 작은(큰) 순서로 배열된다. 이와 같이, 단말 장치 MS#n에 다른 유저의 변조 정보를 인가하는 경우의 모든 조합은 이하와 같은 스텝 1, 2, 3으로 이루어지는 수법으로 리스트업(list up)될 수 있다.
스텝 1에서, 다른 유저의 변조 정보[C1, C2, …, CMt -1]에 대해 QPSK와 일치하는지 여부(일치성)를 판정한다. 1비트의 정보로, 다른 유저수(Mt-1)를 판정한 경우(다른 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하는 경우, 0으로 표현하고, 다른 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하지 않는 경우, 1로서 표현함), 스텝 1에서의 조합은 Mt가지이다. PSI 번호가 작은 순서로, 변조 다치수가 작은(또는 큰) 스트림을 할당하기 때문에, 일치의 수가 0부터 Mt-1까지의 경우 각각에 1패턴만이 존재한다.
스텝 2에서는, 다른 유저의 변조 정보[C1, C2, …, CMt -1]에 대해, 스텝 1에서 QPSK와 일치하지 않는다고 판정된 다른 유저의 변조 정보가 16QAM과 일치하는지 여부(일치성)를 판정한다. 1비트의 정보로, 다른 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하지 않는다고 판정된 다른 유저의 수에 대응하는 횟수만큼 판정한다. 스텝 1에서 판정된 다른 유저의 변조 정보의 수 F는 0부터 Mt-1까지의 Mt가지 있다. 스텝 1ㄱ과 동일한 각각에 대해, (F+1)가지의 판정 패턴이 존재한다. 스텝 2에서의 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합은, 다음 수학 1로 나타내어진다.
Figure 112011101438294-pct00001
스텝 3에서는, 스텝 2에서 다른 유저의 변조 정보가 16QAM과 일치하지 않는다고 판정된 다른 유저의 변조 정보는 변조 정보의 후보가 3종류이기 때문에, 64QAM이라고 판정된다.
따라서, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 리스트업된 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합은 스텝 2에서의 조합의 수를 나타내는 상기 수학식 1로 된다. 한편, 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 실시하지 않은 경우, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합을 산출하면, 3Mt -1로 된다.
다음으로, 도 4~도 7을 참조하여, 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예에 대해 설명한다.
도 4에 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 1을 나타낸다. 도 4에서는, 공간 다중수 Mt=4인 경우, 다른 유저수는 3으로 가정한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합수는 10가지로 된다. 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 행하지 않는 경우의 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합수인 27가지(=3×3×3)에 비해, 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합수가 크게 감소하고 있는 것을 알 수 있다.
그 때문에, 본 실시 형태에 따른 기지국 장치(100)에서는, 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 행함으로써, 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 행하지 않는 경우에 비하여, 다른 유저의 변조 정보를 통지할 때의 조합수를 감소시킬 수 있다. 이것에 의해, 다른 유저의 변조 정보를 통지할 때에 필요로 하는 정보량을 감소할 수 있다.
<다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 2>
본 실시 형태에 따른 기지국 장치(100)는, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 리스트업되는 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합에 대해 인덱스를 할당하고, 그것을 비트로 표현한 인덱스를 다른 유저의 변조 정보로서 단말 장치에 통지할 수 있다. 그리고, 비트로 표현된 인덱스(다른 유저의 변조 정보 인덱스)에 대한 변환 테이블(다른 유저의 변조 정보 변환 테이블)을 단말 장치측에서 미리 유지하면, 단말 장치는 다른 유저의 변조 정보를 검출할 수 있다.
여기서, 도 5는 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 2를 나타낸다. 도 5에서는, 공간 다중수 Mt=4인 경우, 다른 유저수는 3으로 가정한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 리스트업되는 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합은 도 4과 같이 10가지로 된다. 그리고, 다른 유저의 변조 정보의 조합에 대해, 예컨대 인덱스 0 내지 9를 순차적으로 할당한다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 기지국 장치(100)는, 다른 유저의 변조 정보를 4비트로 단말 장치들에 통지할 수 있다.
<다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 3>
여기서, 도 6은 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 3을 나타낸다. 도 6에서는, 공간 다중수 Mt=4인 경우, 다른 유저수는 3으로 가정한다. 도 6의 우측 아래에 나타낸 바와 같이, 스텝 1의 4상태(모두 QPKS, 2개의 QPSK, 하나의 QPSK, QPSK 없음)에 대해, 각각 스텝 2에서 4개의 상태, 즉 1상태(0000), 2상태(001X), 3상태(01XX), 4상태(1XXX)를 4비트로 표현할 수 있다.
도 6에 나타내는 예의 경우, 단말 장치들은 비트 표현으로부터만 다른 유저의 변조 정보를 판독할 수 있다. 그 때문에, 단말 장치들은 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블을 유지할 필요가 없다. 따라서, 기지국 장치(100)가, 도 6에 나타내는 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음을 행하면, 단말 장치들의 메모리 용량을 저감할 수 있다.
<다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 4>
여기서, 도 7은 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음의 예 4를 나타낸다. 도 7에서는, 공간 다중수 Mt=3인 경우, 다른 유저수는 2로 가정한다. 또한, 변조 정보는 QPSK, 64QAM, 16QAM의 3종류로 한다. 도 7에 나타내는 예에서도, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 행하여, 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 행하지 않는 경우에 비하여, 다른 유저의 변조 정보를 통지할 때의 조합수를 감소시킬 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 스텝 1의 3상태(모두 QPKS, 하나의 QPSK, QPSK 없음)에 대해, 스텝 2에서 1상태, 2상태, 3상태의 3개의 상태가 존재한다. 따라서, 상태들에 대해, (000), (01X), (1XX)의 3비트를 할당할 수 있다.
도 7에 나타내는 예의 경우, 도 6에 나타내는 예와 같이, 단말 장치들은 비트 표현으로부터만 다른 유저의 변조 정보를 판독할 수 있다. 그 때문에, 단말 장치들은 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블을 유지할 필요가 없다. 따라서, 기지국 장치(100)가, 도 7에 나타내는 다른 유저의 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음을 행하면, 단말 장치의 메모리 용량을 저감할 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 8를 참조하여, 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(120)의 구성에 대해 설명한다. 각 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부 #K(k=1~s: 는 자연수)는 리소스 할당 정보 생성부(121)와, 모드 정보/스트림수 정보 생성부(123)와, 개별 ID 정보 생성부(125)와, 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)와, 다른 유저 변조 정보 생성부(129)와, MCS 정보 생성부(131)와, 개별 제어 신호 생성부(133)와, 부호화/변조부(135)와, 개별 파일럿 부가부(137)와, 프리코딩 제어부(precoding 제어부)(139), 빔 형성부(141)를 구비한다.
[개별 제어 신호 생성에 관련되는 구성]
리소스 할당 정보 생성부(121)는 단말 장치 할당 수단(107)에서 할당한 단말 장치 MS#k에 대한 리소스 할당 정보를 추출하고, 소정의 포맷에 근거하는 리소스 할당 정보를 생성한다.
모드 정보/스트림수 정보 생성부(123)는, 단말 장치 할당 수단(107)에서 할당한 단말 장치 MS#k에 대한 멀티유저 MIMO 전송의 유무 정보 및, 멀티유저 MIMO 전송을 행할 때에는, 멀티유저 MIMO시의 단말 장치를 걸치는 전체의 공간 다중수의 정보를 추출하고, 소정의 포맷에 근거하는 모드 정보/스트림수 정보를 생성한다.
개별 ID 정보 생성부(125)는, 단말 장치 할당 수단(107)에서 할당한 단말 장치 MS#k에 대한 개별 ID 정보를 추출하고, 소정의 포맷에 근거하는 개별 ID 정보를 생성한다.
파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)는, 파일럿 시퀀스 할당부(111)로부터 단말 장치 MS#k에 대한 파일럿 시퀀스 할당 정보를 추출하고, 소정의 포맷에 근거하는 파일럿 시퀀스 정보를 생성한다.
다른 유저 변조 정보 생성부(129)는, 파일럿 시퀀스 할당부(111) 및 스트림 변조 정보 추출부(109)의 출력으로부터, 단말 장치 MS#k를 제외한 멀티유저 MIMO 전송에 의해 공간 다중하는 다른 단말 장치에 대한 변조 정보를 추출한다. 다른 유저 변조 정보 생성부(129)는, 미리 유지하고 있는 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블을 이용하여, 도 5를 참조해서 설명한 바와 같이, 비트 표현된 다른 유저의 변조 정보 인덱스에 근거하는 다른 유저의 변조 정보를 생성한다.
예컨대, 4유저에 의한 멀티유저 MIMO에서, 단말 장치들에 대한 변조 포맷이 3종류(QPSK, 16QAM, 64QAM)인 경우에, 단말 장치들에 대해, 공간 스트림에 대한 변조 정보와, 파일럿 시퀀스(PSI)의 정보가 도 3에 나타낸 바와 같이 할당된 경우, 단말 장치 MS#1에 대한 다른 유저 변조 정보 생성부(129)는 이하와 같은 동작을 행한다.
즉, 단말 장치 MS#1을 제외한 단말 장치 MS#2, 단말 장치 MS#3, 단말 장치 MS#4의 변조 정보인 (QPSK, 64QAM, 16QAM)을, 파일럿 시퀀스 할당 번호(PSI)가 작은 재배열하는 경우의 다른 유저의 변조 정보의 조합(QPSK, 16QAM, 64QAM)으로 설정한다. 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블에서, 얻어진 다른 유저의 변조 정보의 조합에 해당하는 다른 유저의 변조 정보 인덱스를 다른 유저의 변조 정보로 설정한다.
MCS 정보 생성부(131)는, 단말 장치 할당 수단(107)에서 할당한 단말 장치 MS#k에 대한 변조 다치수 및 에러 정정 부호의 부호화율(이하, MCS(Modulation and Coding Scheme))에 관한 정보를 추출하고, 소정의 포맷에 근거하는 MCS 정보를 생성한다.
개별 제어 신호 생성부(133)는, 리소스 할당 정보 생성부(121), 모드 정보/스트림수 정보 생성부(123), 개별 ID 정보 생성부(125), 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127), 다른 유저 변조 정보 생성부(129), 및 MCS 정보 생성부(131)의 출력에 근거하여 소정의 포맷에 근거하는 개별 제어 정보를 생성한다. 개별 제어 신호 생성부(133)는, 생성한 개별 제어 정보에 근거하여, 소정의 에러 검출 부호 처리 및 에러 검출 부호(CRC 부호) 부가 처리, 및 소정의 변조 처리를 실시해서, 개별 제어 신호를 형성한다.
여기서, 도 8을 참조하여, 개별 제어 신호 생성부(133)가 생성하는 개별 제어 정보의 일례에 대해 설명한다.
도 8은 개별 제어 신호 생성부(133)가 생성하는 개별 제어 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 개별 제어 정보(단, 리소스 할당 정보, MCS 정보, 개별 ID 정보는 생략) 중, A) MIMO 모드 정보(MEF)에서, 종래의 MU-MIMO 모드(다른 유저의 변조 정보를 포함하지 않는 모드)에 부가하여, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)를 추가한다. 또한, B) 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)의 경우, 다른 유저의 변조 정보를 공간 다중수 Mt마다 소정의 비트수를 이용하여 통지한다. 여기서, Nt는 송신 안테나수를 나타낸다. 송신 안테나수 Nt는 다른 DL 제어 정보에 의해 통지되는 것으로 가정한다.
또한, 종래의 MU-MIMO 모드(0b10) 또는 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)시에는, PSI 정보 및 Mt 정보를 포함하는 PSI 정보는 상술한 바와 같이, 공간 스트림의 다치수가 적은 순서로 PSI가 할당되고 있다. Mt는 공간 다중수(여기서는 멀티유저수와 동일)를 나타낸다.
[개별 데이터 신호 생성에 관련되는 구성]
부호화/변조부(135)는, 단말 장치 할당 수단(107)에 의해 할당된 단말 장치 MS#k로 어드레싱되는 데이터(개별 데이터)에 대해, MCS 정보 생성부(131)로부터 MCS 정보에 근거하는 부호화율 및 변조 다치수에 따라, 부호화 처리 및 변조 처리를 행하고, 단말 장치 MS#k로 어드레싱되는 심볼 데이터를 생성한다.
개별 파일럿 부가부(137)는, 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 정보에 근거하여, 단말 장치 MS#k의 심볼 데이터에 개별 파일럿 신호를 부가한다. 파일럿 시퀀스는 OFDM 서브캐리어 단위에서의 시간 분할 다중, 주파수 분할 다중, 또는 부호 분할 다중을 이용하고, 시퀀스 사이에서 직교하는 기지(known)의 신호를 이용한다. 이것에 의해, 단말 장치들은, 공간 다중 스트림간에서의 간섭을 억제하면서 수신할 수 있어, 개별 파일럿 신호를 이용한 MIMO 전파 채널의 채널 추정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
프리코딩 제어부(139)는, 단말 장치 할당 수단(107)에 의해 할당한 단말 장치 MS#k에 대한 프리코딩 웨이트 정보를 추출하고, 프리코딩 정보에 근거하여, 후속하는 빔 형성부(141)에서의 프리코딩 웨이트를 제어한다.
빔 형성부(141)는, 프리코딩 제어부(139)의 제어에 근거하여, 개별 파일럿 부가부(137)로부터 입력되는, 단말 장치 MS#k로 어드레싱되는 심볼 데이터에 개별 파일럿 신호가 부가된 신호 xs에 대해, 프리코딩 웨이트 Vt를 승산하여, 송신 안테나수(Nt)에 대응하는 데이터 wjxs를 출력한다.
송신 안테나수가 Nt인 경우, 송신 웨이트 벡터 Vt는 Nt개의 벡터 요소 wj를 갖는 Nt번째 컬럼 벡터로 표현된다. 여기서, j=1, …, Nt이다.
OFDMA 프레임 형성부(151)는, 리소스 할당 정보 생성부(121)로부터의 리소스 할당 정보에 근거하여, 빔 형성부(141)로부터 출력되는 송신 안테나수분(Nt)의 단말 장치 MS#k로 어드레싱되는 개별 데이터 신호 및, 단말 장치 MS#k로 어드레싱되는 개별 제어 신호를, 소정의 OFDMA 프레임 내의 서브캐리어에 맵핑하여 출력한다.
단말 장치 MS#k로 어드레싱되는 개별 제어 신호는, 빔으로 형성되지 않고 송신되며, 이 경우에, CDD, STBC, 또는 SFBC와 같은 송신 다이버시티 기술을 적용함으로써 수신 품질의 개선을 도모할 수도 있다.
IFFT부(153)는, Nt개의 OFDMA 프레임 형성부(151)로부터의 각 입력에 대해 IFFT 처리를 행하고, 소정의 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)(또는 가드 인터벌(guard interval))을 부가하여 출력한다.
송신부(155)는, IFFT부(153)로부터의 베이스밴드 신호를, 캐리어 주파수대의 고주파 신호로 변환하고, 기지국 안테나를 구성하는 복수의 안테나(101)를 통해 그 고주파 신호를 출력한다.
다음으로, 도 9를 참조하여, 실시 형태 1에 따른 단말 장치 MS#k(단말 장치(200))의 구성에 대해 설명한다. 도 9에 나타내는 단말 장치(200)는, 복수의 수신 안테나(201)와, 복수의 수신부(203)와, 제어 정보 추출부(205)와, 채널 추정부(207)와, MLD 수신 처리부(209)와, 복호부(211)와, 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부(213)와, 피드백 정보 생성부(215)와, 송신부(217)와, 송신 안테나(219)를 구비한다.
여기서, k는 통신 에리어 내의 단말 장치(200)를 일의적으로 넘버링(numbering)한 것이며, 소정값 이하의 자연수를 나타낸다. 수신 안테나(201)와 송신 안테나(219)는 다른 것으로 가정하고 있지만, 하나의 안테나를 공유하는 구성을 이용할 수도 있다. 또한, 송신 안테나(219) 및 송신부(217)를 복수 구비하고, 지향성 송신을 행하는 구성을 이용할 수도 있다.
복수의 수신 안테나(201)는 기지국 장치(100)로부터 고주파 신호를 수신한다. 복수의 수신부(203)는 수신 안테나들(201)을 통해 수신한 고주파 신호를 베이스밴드 신호로 변환한다.
제어 정보 추출부(205)는, 수신부(203)의 출력으로부터, 기지국 장치(100)로부터 송신되는 제어 정보를 추출한다.
채널 추정부(207)는, 수신부(203)의 출력에 대해, MIMO 전파 채널의 채널 추정을 행하고, 채널 추정의 결과를 MLD 수신 처리부(209)에 출력한다.
MLD 수신 처리부(209)는, 제어 정보 추출부(205)에 의해 추출된 제어 정보에, 단말 장치 MS#k로 송신되고 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 개별 제어 신호가 포함되는 경우, 개별 제어 신호에 포함되는 제어 정보와, 채널 추정부(207)로부터의 채널 추정 결과에 근거하여, 멀티유저 MIMO 전송되는 공간 다중 스트림에 대해 MLD 수신 처리를 행한다. 복호부(211)는 MLD 수신 처리부(209)의 출력에 근거하여, 복호 처리를 행한다.
프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부(213)는 채널 추정 결과에 근거하여 적합한 프리코딩 웨이트를 선정하고, 선정한 웨이트에서의 수신 품질을 추정한다.
피드백 정보 생성부(215)는, 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부(213)의 출력을 피드백 정보로서 기지국 장치(100)에 보고하기 위해서, 소정 포맷의 데이터 시퀀스를 생성한다.
송신부(217)는, 피드백 정보 생성부(215)의 출력인 피드백 정보를, 기지국 장치(100)에 송신하기 위한 각종 송신 처리를 행하고, 송신 안테나(219)를 통해 기지국 장치(100)로 송신한다.
다음으로, 도 10에 나타내는 기지국 장치(100)와 단말 장치(200) 사이의 처리 순서를 참조하여, 단말 장치(200)의 동작에 대해 설명한다.
스텝 S1에서, 기지국 장치(100)는, 제어 정보 신호 등과 함께, 프리코딩 웨이트가 승산되어 있지 않은 파일럿 신호(공통 파일럿 신호)를 정기적으로 송신한다.
스텝 S2에서, 단말 장치(200)에서는, 채널 추정부(207)가, 공통 파일럿 신호를 추출하고, 채널 추정값을 산출한다.
스텝 S3에서, 단말 장치(200)에서는, 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부(213)가, 스텝 S2에서 산출한 채널 추정값에 근거하여, 몇개의 프리코딩 웨이트의 후보로부터, 수신 품질이 가장 좋은 프리코딩 웨이트를 선택한다. 스텝 S4에서, 단말 장치(200)는 스텝 S3에서 선택한 프리코딩 웨이트에 근거하는 수신 품질을 추정한다.
스텝 S4A에서, 단말 장치(200)는, 피드백 정보 생성부(215)에서, 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부(213)의 출력을 피드백 정보로서 기지국 장치(100)에 보고하기 위해서, 소정 포맷의 데이터 시퀀스를 생성한다. 그리고, 단말 장치(200)에서는, 송신부에서, 베이스밴드 신호를 고주파 신호로 변환하고, 그 고주파 신호를 송신 안테나(219)를 통해 출력한다.
스텝 S5에서, 기지국 장치(100)는, 통신 에리어 내의 단말 장치(200)로부터 피드백되는 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정 정보에 근거하여, 단말 장치 할당 수단(107)에서, 멀티유저 MIMO 전송하는 단말 장치의 할당을 행하고, 스텝 S5A에서 할당 정보를 통지하는 개별 제어 정보를 단말 장치(200)에 송신한다.
스텝 S6에서, 단말 장치(200)는, 제어 정보 추출부(205)에서, 기지국 장치(100)로부터 통지되는 개별 제어 신호 중, 자국인 단말 장치에서의 개별 ID 정보가 포함되는, 자국으로 어드레싱되는 개별 제어 신호를 검출한다. 자국으로 어드레싱되는 개별 제어 신호에 포함되는 제어 정보인 리소스 할당 정보, MCS 정보, 및 모드 정보를 추출한다.
스텝 S7에서, 단말 장치(200)는, 제어 정보 추출부(205)에서, 모드 정보가 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모드를 나타내는 경우에, 스트림수 정보, 파일럿 시퀀스 정보, 다른 유저의 변조 정보를 더 추출한다.
스텝 S8, S8A에서, 기지국 장치(100)는, 개별 제어 신호를 송신한 후, 개별 데이터 신호를 송신한다.
스텝 S9에서, 단말 장치(200)는, 채널 추정부(207)에서, 멀티유저 MIMO 전송시에 개별 제어 정보에 포함되는 공간 다중 스트림 정보 Mt 및 리소스 할당 정보에 근거하여, 공간 다중 스트림이 할당되어 있는 리소스에 포함되는 공간 다중 스트림수(Mt)분만큼 PSI에 의해 할당되는 개별 파일럿 신호를 추출하고, MIMO 전파 채널의 채널 추정을 행한다. 공간 다중 스트림수가 Mt인 경우, Mt개의 공간 스트림에 각각 포함되고 PSI=1로부터 Mt로 할당되는 개별 파일럿 신호를 추출하고, 채널 추정을 행한다. 수신 안테나수가 Mr개인 경우, MIMO 전파 채널을 나타내는 채널 행렬 H는 Mr로우 Mt컬럼의 요소 h(n, m)이 포함되며, 여기서, n=1, …, Mr, m=1, …, Mt이고, h(n, m)은 m번째의 공간 스트림(즉, PSI=m의 파일럿 시퀀스가 포함되는 공간 스트림)을 n번째의 수신 안테나에서 수신한 경우의 채널 추정값을 나타낸다.
MLD 수신 처리부(209)는, 채널 추정 결과 H, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 정보 PSI, MCS 정보에 포함되는 변조 정보, 및 다른 유저 변조 정보에 근거하여, 이하의 MLD 수신 처리 (1)~(3)를 행한다.
(1) MLD 수신 처리부(209)는, 비트로 표현된 인덱스(다른 유저의 변조 정보 인덱스)인 다른 유저의 변조 정보를, 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블을 이용하여, 공간 스트림의 변조 정보로 변환한다. 이러한 처리에서 얻어지는 변조 정보는, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림의 PSI가 s번째인 경우, s번째의 정보를 제외한 PSI에 대해, 오름 시퀀스로 변조 정보가 포함된다. 즉, 당해 정보는, Mt=4의 경우, 자국 스트림이 PSI=2인 경우, 다른 유저의 변조 정보로서, PSI=1, PSI=3, PSI=4와 함께 송신되는 공간 스트림의 변조 정보이다.
(2) MLD 수신 처리부(209)는, 파일럿 시퀀스 정보 PSI, MCS 정보, 및 다른 유저의 변조 정보로부터 얻어지는 공간 스트림의 변조 정보로부터 송신 신호 후보 Sm을 생성한다. 여기서, 송신 신호 후보는, Mt 차원의 벡터이고, 그 k번째의 벡터 요소인 요소 Dk는, PSI=k과 함께 송신되는 공간 스트림의 변조 심볼 후보로 이루어지며, 여기서 k는 1 내지 Mt의 자연수이다.
(3) MLD 수신 처리부(209)는, MIMO 전파 채널의 채널 추정값 H와, 송신 신호 후보 Sm으로부터 수신 신호의 레플리카(replica)를 생성하rh, 수신 신호 r과의 유클리드 거리(Euclidian distance)를 최소로 하는 신호 후보 Smax를 송신 신호로서 결정한다. 최대 우도 추정 규범에 근거하여 결정된 송신 신호 Smax로부터, 자국으로 어드레싱되는 스트림의 PSI=m에 상당하는 m번째의 요소 Dm을 자국의 공간 스트림의 심볼 판정값으로 설정한다. 또는, 최대 우도 추정 규범에 근거하여 결정된 송신 신호 Smax에 대해, 소정의 메트릭(predetermined metric)을 이용하여, 각 비트에 대한 우도값(소프트 판정값)을 구하는 수법을 적용할 수도 있다. 이 경우, 자국으로 어드레싱되는 스트림의 PSI=m에 상당하는 m번째의 요소 Dm에 대한 비트 우도값(소프트 판정값)이, 자국의 공간 스트림의 심볼 소프트 판정값으로 된다.
전술한 바와 같이, MLD 수신 처리부(209)는, 모든 공간 스트림에 대한 심볼 판정값을 최대 우도 추정 규범에 근거하여 추정하고, 그들의 우도 정보를 산출한다. 그리고, MLD 수신 처리부(209)는 자국으로 어드레싱되는 스트림에 대한 우도 정보만을 출력한다.
스텝 S10에서, 단말 장치(200)는, 복호부(211)에서, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 MCS 정보에 포함되는 에러 정정 부호의 부호화율 정보와, MLD 수신 처리부(209)의 출력을 이용하여, 에러 정정 복호 처리를 행한다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 파일럿 심볼도 프리코딩되는 것에 주목하여, 파일럿 시퀀스 할당부(111)가, 변조 다치수가 적은(큰) 순서로, 파일럿 시퀀스 번호와 관련시키는 암묵의 룰(implicit rule)을 설정한다. 한편, 도 2에 나타낸 바와 같이, 파일럿 심볼이, 공간 스트림에 의존하지 않고, 데이터 심볼에 대한 파일럿 심볼의 비율이 일정하면서, 균일하게 분포되어 있는 경우, 공간 스트림에 대해 어떤 PSI를 선정하더라도 수신 성능은 동일하게 된다. 본 실시 형태에서 이용한 바와 같이, 공간 스트림에 대한 변조 정보에 근거하여 파일럿 시퀀스 번호의 할당을 행하는 것에 의한 수신 성능의 열화없이, 다른 유저의 변조 정보의 통지에 필요한 정보량을 삭감하면서, MLD 수신의 적용을 가능하게 했다.
본 실시 형태에 따른 기지국 장치(100)에서, 다른 유저 변조 정보 생성부(129)는, 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합에 대해, 다른 유저의 변조 정보 인덱스를 할당하더라도, 일부의 조합을 제외하고 다른 유저의 변조 정보 인덱스를 할당할 수도 있다.
이하, 일부의 조합의 제외 방법으로서, 도 11을 참조하여 2개의 방법을 설명한다. 일부의 조합의 제외 방법의 예 1에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은, 다른 유저의 변조 정보의 조합수 중 제외되는 조합을 나타내는 도면이다. MLD 수신을 적용하는 단말의 복잡도가 높은(MLD 수신시에 후보의 수가 방대한) 변조의 조합을 미리 다른 유저의 변조 정보 통지로부터 제외한다. 이것에 의해, 단말 장치에 현실적인 하드웨어 규모로 적용할 수 없는 MLD의 후보의 수가 너무 많은 변조 정보의 조합을, 다른 유저의 변조 정보로부터 미리 제외해 두면, 실질적인 MLD 적용의 제한없이, 다른 유저 변조 다치수의 오버헤드를 더욱 저감할 수 있다.
여기서, 64QAM이, 하나 공간 스트림에서 이용가능한 최대의 변조 다치수인 경우, N개 이상의 64QAM 심볼을 포함하는 유저의 조합을 제외함으로써 실현할 수 있다. 여기서, N은 소정의 자연수를 나타낸다. 예컨대, 도 11에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt=4인 경우, 다른 유저수는 3으로 되고, 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합수는 도 11에 나타낸 바와 같이 10가지로 된다. 3개 이상의 64QAM 심볼을 포함하는 유저의 조합을 제외하는 경우, 도 11에 나타내는 다른 유저의 변조 정보의 조합 중, (1) 전부가 64QAM인 유저의 조합과, (2) 3개 이상의 64QAM 심볼을 포함하는 유저의 조합을 제외하여, 2만큼 패턴의 종류의 수를 줄일 수 있다. 이것에 의해, 각각에 대해 인덱스 0 내지 9를 순차적으로 할당하면, 다른 유저의 변조 정보의 조합을, 3비트를 이용하여 통지할 수 있다.
다음으로, 일부의 조합의 제외 방법의 예 2에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다. 시스템 스루풋(system throughput)의 관점에서, 레이트(rate)가 낮은 다른 유저의 변조 정보의 조합을, 미리 다른 유저의 변조 정보의 통지로부터 제외한다. 이것은, 시스템 스루풋의 관점에서, 레이트가 낮은 다른 유저의 변조 정보의 조합은, 공간 다중수를 줄이고 높은 변조 다치수의 스트림을 이용함으로써 실현될 수 있다. 따라서, 실질적인 스루풋의 저감을 야기하지 않고, 다른 유저 변조 다치수의 오버헤드를 더욱 저감할 수 있다. 이것은, 예컨대, QPSK가, 하나 공간 스트림에서 이용가능한 최소의 변조 다치수인 경우, N개 이상의 QPSK 심볼을 포함하는 유저의 조합을 제외함으로써, 실현될 수 있다. 여기서, N은 소정의 자연수를 나타낸다.
예컨대, 공간 다중수 Mt=4인 경우, 다른 유저수는 3으로 되고, 모든 조합의 수는 도 11에 나타낸 바와 같이 10가지로 된다. 3개 이상의 QPSK 심볼을 포함하는 유저의 조합을 제외하는 경우, (1) 4유저가 전부 QPSK인 유저의 조합과, (2) 3유저가 QPSK로 되는 유저의 조합을 제외하게 되어, 패턴의 가지수를 2패턴만큼 줄일 수 있다. 이것에 의해, 각각에 대해 인덱스 0 내지 9를 순차적으로 할당하면, 다른 유저의 변조 정보의 조합을, 3비트를 이용하여 통지할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 기지국 장치(100)에서, 파일럿 시퀀스 할당부(111)는, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모든 단말 장치 MS#1~#S에 대한 공간 다중 스트림에 포함시켜 송신하는 파일럿 시퀀스의 할당을, 공간 다중 스트림의 변조 정보에 근거하여 결정한다. 파일럿 시퀀스 할당부(111)에서, 다른 유저의 변조 정보에 PSI를 할당하는 방법으로서, 도 12에 나타내는 바와 같은 PSI의 할당 방법을 이용할 수도 있다. 도 12는 파일럿 시퀀스 할당부(111)에서의 PSI의 할당 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12에 나타내는 PSI의 할당 방법에서는, 기지국 장치(100)는, 변조 다치수가 낮은 순(도면에서는 시계 회전의 실선 화살표 A)/높은 순(도면에서는 반시계 회전의 점선 화살표 B)의 관계를 유지하면서, 사이클릭 시프트(cyclic shift)(A/B)시킨다. 개시 위치는 임의로 설정 가능하다. 단말 장치(200)는, 도 12에 나타내는 바와 같은 PSI 할당 방법을 기지국 장치(100)와 공유하면, 동일한 복조 처리의 적용이 가능해진다.
도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 파일럿 시퀀스 할당부(111)에서의 PSI의 할당 방법을 변경한 경우, 도 12에 나타내는 사이클릭 시프트의 개시 위치를, (1) 고정의 변조 정보 또는 (2) 자국의 변조 정보의 일치성으로부터 개시한 다른 유저의 변조 정보를 이용한다. 도 12에 나타내는 사이클릭 시프트의 개시 위치를 (1) 고정의 변조 정보로 설정한 경우, 상술한 실시 형태에서는 다른 유저의 변조 정보를 생성할 수 있다.
한편, 도 12에 나타내는 사이클릭 시프트의 개시 위치를 (2) 자국의 변조 정보의 일치성으로부터 개시한 다른 유저의 변조 정보를 이용하는 경우, 다른 유저의 변조 정보의 모든 조합을 이하의 스텝 1~스텝 3으로 리스트업할 수 있다. 공간 다중수 Mt로 한 경우, 다른 유저의 변조 정보로서 (Mt-1)개 존재한다. 다른 유저의 변조 정보의 조합들에 대해 인덱스를 할당하면, 비트로 표현한 인덱스를 다른 유저의 변조 정보로서 통지하고, 비트로 표현된 인덱스(다른 유저의 변조 정보 인덱스)에 대한 변환 테이블(다른 유저의 변조 정보 변환 테이블)을 단말 장치측에서 미리 유지하여, 다른 유저의 변조 정보를 검출할 수 있다.
스텝 1에서, 다른 유저의 변조 정보가 자국 변조수와 일치하는지 여부(일치성)를 1비트의 정보로 (Mt-1)유저분을 판정한다. 다른 유저의 변조 정보가 자국 변조수와 일치하는 경우, 0으로서 표현하고, 다른 유저의 변조 정보가 자국 변조수와 일치하지 않는 경우, 1로서 표현한다.
다음으로, 스텝 2에서, 스텝 1에서 자국 변조수와의 일치성이 없다고(불일치) 판정된 유저분에 대해, 사이클릭 시프트한 변조 정보가 자국 변조수와 일치하는지 여부(일치성)를 1비트의 정보로 판정한다. 사이클릭 시프트한 변조 정보가 자국 변조수와 일치하는 경우, 0으로서 표현하고, 사이클릭 시프트한 변조 정보가 자국 변조수와 일치하지 않는 경우, 1로서 표현한다.
그리고, 스텝 3에서, 스텝 2에서 사이클릭 시프트한 변조 정보와의 일치성이 없다고(불일치) 판정된 유저분에 대해, 더욱 사이클릭 시프트한 변조 정보가 자국 변조수와 일치하는지 여부를 1비트의 정보로 판정한다. 스텝 3에서 사이클릭 시프트한 변조 정보가 자국 변조수와 일치하는 경우, 0으로서 표현하고, 스텝 3에서 사이클릭 시프트한 변조 정보가 자국 변조수와 일치하지 않는 경우, 1로서 표현한다.
다른 유저의 변조 정보를 더욱 삭감하기 위해서, 스텝 1에서, 다른 유저의 변조 정보와 자국 변조수의 일치성을 1비트(0: 일치, 1: 불일치)로 (Mt-1)유저분을 판정하고, 모든 다른 유저의 변조 정보가 자국의 변조 다치수와 일치하는 경우에 1을 설정하고, 그 이외의 경우에는 0으로 설정할 수도 있다. 당해 구성에 있어서, 단말 장치(200)에서 동일한 변조 다치수의 공간 스트림에 대해 MLD 수신이 가능한 단말의 클래스(class)가 존재하는 경우에, 1비트로 이루어지는 상술한 다른 유저의 변조 정보에 근거하여, 자국의 변조 다치수와 일치하는 경우에, MLD 수신을 적용할 수 있어, 수신 성능의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 싱글 유저(single-user) MIMO 수신에서, 모든 공간 스트림이 동일한 변조 다치수를 갖는 경우, MLD 수신을 서포트(support)하는 단말 장치에 본 기술을 적용하면, 싱글 유저 MIMO 수신과 동일한 MLD 처리를 멀티유저 MIMO 수신에 적용할 수 있어, 새로운 수신 회로의 추가없이 수신 성능의 향상이 도모할 수 있다.
실시 형태 1에 따른 기지국 장치(100)에서, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 변조 정보가, MCS 정보 생성부(131)에서, 에러 정정의 부호화율의 정보와 함께 통지 정보를 생성하는 구성을 나타내었다. 이것에 대한 다른 구성을 도 13에 나타낸다. 도 13은 실시 형태 1에 따른 기지국 장치(100)의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
여기서, 도 13에 나타내는 기지국 장치(300)가 도 1에 나타내는 기지국 장치(100)와 다른 점은, 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(320)에서, (1) 다른 유저 변조 정보 생성부(129) 대신에 전체 유저 수신 신호 생성부(157)를 배치하고 있는 점과, (2) MCS 정보 생성부(131) 대신에 부호화율 정보 생성부(159)를 배치하고 있는 점이다. 이하, 도 1에 나타내는 기지국 장치(100)와 다른 구성에 대해 설명하며, 공통하는 구성에 관해서는 동일한 참조부호를 부가하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 복수의 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(320)를 구별하기 위해서, 각 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부 #K(k=1~s: s는 자연수)라고 기재하는 경우도 있다.
부호화율 정보 생성부(159)는, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 부호화율 정보를 추출하고, 소정의 포맷에 근거하는 부호화율 정보를 생성한다.
전체 유저 수신 신호 생성부(157)는, 유저 자신 및 다른 유저로 어드레싱되는 모든 변조 정보를, 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)에 근거하여, 조합수를 감소시킨 변조 정보를 통지한다. 즉, 전체 유저 수신 신호 생성부(157)는, 파일럿 시퀀스 할당부(111) 및 스트림 변조 정보 추출부(109)의 출력으로부터, 단말 장치 MS#k를 포함하는 멀티유저 MIMO 전송에 의해 공간 다중하는 다른 단말 장치에 대한 다른 유저의 변조 정보를 추출하고, 상술한 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블에 자국으로 어드레싱되는 변조 정보를 부가하고, 비트로 표현된 전체 유저 변조 정보 인덱스에 근거하는 전체 유저 변조 정보를 생성한다.
예컨대, 변조 정보로서 (QPSK, 16QAM, 64QAM)의 3종류가 존재하는 경우, 전체 유저의 변조 정보의 모든 조합을 이하의 스텝 1~스텝 3에 나타내는 순서로 리스트업할 수 있다. 공간 다중수 Mt로 한 경우, 전체 유저의 변조 정보로서 Mt개 있다.
스텝 1에서는, 전체 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하는지 여부(일치성)를, 1비트의 정보(0: 일치, 1: 불일치)로 유저의 수(Mt)만큼 판정한다. 전체 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하는 경우, 0으로서 표현하고, 전체 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하지 않는 경우, 1로서 표현한다. 스텝 1에서의 전체 유저의 변조 정보의 조합은 (Mt+1)가지이다.
스텝 2에서는, 스텝 1에서 전체 유저의 변조 정보가 QPSK와 일치하지 않는다고 판정된 유저분의 변조 정보에 대해, 16QAM과의 일치성을 1비트의 정보로 판정한다. 스텝 2에서의 전체 유저의 변조 정보의 조합은 다음 수학식 2로 나타내어진다.
Figure 112011101438294-pct00002
스텝 3에서는, 스텝 2에서 유저들의 변조 정보가 16QAM과 일치하지 않는다고 판정된 유저들의 변조 신호가 64QAM으로 판정된다.
따라서, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 리스트업되는 전체 유저의 변조 정보의 조합은, 스텝 1에서의 조합의 수(Mt+1)와, 스텝 2에서의 조합의 수인 수학식 2의 합과 동일하게 된다. 예컨대, 공간 다중수 Mt=4의 경우, 전체 유저수는 4로 되고, 상술한 스텝 1~스텝 3에서 리스트업되는 유저들의 변조 정보의 모든 조합의 수는 15로 된다. 따라서, 전체 유저 변조 정보는, 다른 유저의 변조 정보를 통지하는 경우와 같이, 4비트를 이용하여 통지될 수 있다. MCS 정보의 삭감 효과도 고려하면, 변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)을 행하지 않는 경우와 비교하여, 소요 비트의 삭감 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 기지국 장치(300)에 대한 단말 장치(200)의 동작에 대해, 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 10을 참조하면, 단말 장치(200)가, 기지국 장치(100)에 대한 동작과 다른 동작을 행하는 스텝에 대해서만 설명하며, 단말 장치가 동일한 동작을 행하는 스텝에 관해서는 그 설명을 생략한다.
도 10에 나타내는 스텝 S6에서는, 단말 장치(200)는, 제어 정보 추출부(205)에서, 기지국 장치(300)로부터 통지되는 개별 제어 신호 중, 자국의 단말 장치에서의 개별 ID 정보가 포함되고 자국으로 어드레싱되는 개별 제어 신호를 검출하고, 자국으로 어드레싱되는 개별 제어 신호에 포함되는 제어 정보인 리소스 할당 정보 및 모드 정보를 추출한다.
도 10에 나타내는 스텝 S7에서는, 단말 장치(200)는, 제어 정보 추출부(205)에서, 모드 정보가 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모드를 나타내는 경우, 스트림수 정보, 파일럿 시퀀스 정보, 부호화율 정보, 전체 유저 변조 정보를 더 추출한다.
도 10에 나타내는 스텝 S8에서는, 기지국 장치(300)는, 개별 제어 신호를 송신한 후, 개별 데이터 신호를 송신한다.
또한, 기지국 장치(300)에 대해, 단말 장치(200)는, 제어 정보 추출부(205)에서 추출된 자국으로 어드레싱되는 개별 제어를 이용하여, 이하의 동작을 행한다.
MLD 수신 처리부(209)는, 채널 추정 결과 H와, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 정보 PSI와, 전체 유저 변조 정보에 포함되는 변조 정보에 근거하여, 이하의 MLD 수신 처리 (1)~(3)을 행한다.
(1) MLD 수신 처리부(209)는, 비트로 표현된 인덱스(전체 유저 변조 정보 인덱스)인 전체 유저 변조 정보를, 전체 유저 변조 정보 변환 테이블을 이용하여, 공간 스트림의 변조 정보로 변환한다. 이 처리에서 얻어지는 변조 정보는 PSI에 대해 오름차순으로 변조 정보가 포함된다. 즉, Mt=4의 경우, 전체 유저 변조 정보로서, PSI=1, PSI=2, PSI=3, PSI=4와 함께 송신되는 공간 스트림의 변조 정보가 얻어진다.
(2) MLD 수신 처리부(209)는, 파일럿 시퀀스 정보 PSI 및 전체 유저 변조 정보로부터 얻어지는 공간 스트림의 변조 정보로부터 송신 신호 후보 Sm을 생성한다. 여기서, 송신 신호 후보 Sm은 Mt 차원의 벡터이며, 당해 벡터의 k번째의 요소 Dk는, PSI=k과 함께 송신되는 공간 스트림의 변조 심볼 후보로 이루어지고, k는 1부터 Mt까지의 자연수이다.
(3) MLD 수신 처리부(209)는, MIMO 전파 채널의 채널 추정값 H와 송신 신호 후보 Sm으로부터 수신 신호의 레플리카를 생성하고, 수신 신호 r과의 유클리드 거리를 최소로 하는 신호 후보 Smax를 송신 신호로서 결정한다. 최대 우도 추정 규범에 근거하여 결정된 송신 신호 Smax로부터, 자국으로 어드레싱되는 스트림의 PSI=m에 상당하는 m번째의 요소 Dm을 자국의 공간 스트림의 심볼 판정값으로 설정한다. 또는, 최대 우도 추정 규범에 근거하여 결정된 송신 신호 Smax에 대해, 소정의 메트릭을 이용하여, 각 비트에 대한 우도값(소프트 판정값)을 구하는 기술을 적용할 수도 있다. 이 경우, 자국으로 어드레싱되는 스트림의 PSI=m에 상당하는 m번째의 요소 Dm에 대한 비트 우도값(소프트 판정값)이 자국의 공간 스트림의 심볼 소프트 판정값으로 된다.
상술한 바와 같이, MLD 수신 처리부(209)는, 모든 공간 스트림에 대한 심볼 판정값을 최대 우도 추정 규범에 근거하여 추정하고, 이들의 우도 정보를 산출한다. 그리고, 상기 MLD 수신 처리부는 자국으로 어드레싱되는 스트림에 대한 우도 정보만을 출력한다.
도 10에 나타내는 스텝 S10에서, 단말 장치(200)는, 복호부(211)에서, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 부호화율 정보에 포함되는 에러 정정 부호의 부호화율 정보와, MLD 수신 처리부(209)의 출력을 이용하여 에러 정정 복호 처리를 행한다.
(실시 형태 2)
다음으로, 도 14~도 18을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 2에 대해 설명한다. 도 14는 실시 형태 2에 따른 기지국 장치(500)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 14에 나타내는 기지국 장치(500)의 구성에 있어서, 도 1과 공통되는 구성요소에는 동일한 참조부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다. 도 14에 나타내는 기지국 장치(500)는, 복수의 안테나(101)로 이루어지는 기지국 안테나와, 수신부(103)와, 피드백 정보 추출 수단(105)과, 단말 장치 할당 수단(107)과, 스트림 변조 정보 추출부(109)와, 파일럿 시퀀스 할당부(511)와, 공간 다중 유저수 정보 추출부(513)와, 복수의 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(520)와, OFDMA 프레임 형성부(151)와, 복수의 IFFT부(153)와, 복수의 송신부(155)를 구비한다. 각 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부(520)를 구별하기 위해서, 이들을 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부 #K(k=1~s: s는 자연수)라고 기재하는 경우도 있다.
각 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부 #k(k=1~s: s는 자연수)는 리소스 할당 정보 생성부(121)와, 모드 정보/스트림수 정보 생성부(123)와, 개별 ID 정보 생성부(125)와, 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)와, 다른 유저 변조 정보 생성부(529)와, MCS 정보 생성부(131)와, 개별 제어 신호 생성부(533)와, 부호화/변조부(135)와, 개별 파일럿 부가부(137)와, 프리코딩 제어부(139)와, 빔 형성부(141)를 구비한다.
파일럿 시퀀스 할당부(511)는, 공간 다중 유저수 정보 추출부(513)로부터 추출되는 공간 다중수 Mt에 근거하여, 파일럿 시퀀스의 할당(각 공간 스트림마다 파일럿 시퀀스 번호 PSI의 할당)을 행한다. 즉, 공간 다중수 Mt인 경우, Mt 이하의 자연수인 파일럿 시퀀스 번호(PSI≤Mt)를, Mt개의 공간 다중을 행하는 단말 장치 MS#n에 할당한다.
다른 유저 변조 정보 생성부(529)는, 자국의 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 나타내는 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 출력값 PSI가 소정값 L인 경우(PSI=L)에, 스트림 변조 정보 추출부(109)의 출력에 근거하여 다른 유저의 변조 정보를 출력한다. 다른 유저의 변조 정보로서, 공간 다중수 Mt마다 소요의 비트수를 이용한다. 예컨대, QPSK, 16QAM, 64QAM의 3종류가 변조 정보에 포함되는 경우, 다른 국으로 어드레싱되는 하나의 공간 스트림에 대해 2비트를 이용한다. 그 이외의 경우(PSI≠L)는 다른 유저의 변조 정보를 출력하지 않는다. 이하에서는 L=Mt로 한 경우를 일례로 하여 그 동작을 설명한다.
개별 제어 신호 생성부(533)는, 리소스 할당 정보 생성부(121), 모드 정보/스트림수 정보 생성부(123), 개별 ID 정보 생성부(125), 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127), 다른 유저 변조 정보 생성부(529), MCS 정보 생성부(131)의 출력을 기초로, 소정의 포맷에 근거한 개별 제어 정보를 생성한다. 개별 제어 신호 생성부(533)는, 생성된 개별 제어 정보에 근거하여, 소정의 에러 검출 부호 처리, 에러 검출 부호(CRC 부호) 부가 처리, 및 소정의 변조 처리를 실시해서, 개별 제어 신호를 형성한다.
여기서, 도 15를 참조하여, 안테나 개별 제어 정보에 대해 설명한다. 도 15는 실시 형태 2에 있어서의 개별 제어 신호 생성부(533)가 생성하는 안테나 개별 제어 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 15에서는, 송신 안테나가 2개인 경우, 즉 공간 다중수 Mt가 2 이하인 경우의 안테나 개별 제어 정보의 일례를 나타낸다. 당해 도면에 있어서, 리소스 할당 정보, MCS 정보, 개별 ID 정보는 생략하고 있다.
도 15에 나타내는 (A) MIMO 모드 정보(MEF)에서, 종래의 MU-MIMO 모드(다른 유저의 변조 정보를 포함하지 않는 모드)에 부가하여, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)를 추가한다.
도 15에 나타내는 (B) 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)의 경우는, 자국의 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 나타내는 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 출력값 PSI가 소정값 L=Mt인 경우(PSI=Mt)에만 일어난다. 따라서, PSI 및 Mt 정보를 명시적으로 송신할 필요가 없어진다. 이 때문에, 종래의 MU-MIMO 모드에서 이용하고 있었던 PSI, Mt 비트 할당 에리어를, 다른 유저의 변조 정보로서 이용할 수 있다.
한편, 다른 유저의 변조 정보를 포함하지 않는 종래의 MU-MIMO 모드(0b10)의 경우, 파일럿 시퀀스 번호 PSI, 공간 다중수 Mt를 소요의 비트수에 의해 통지한다. 여기서, Nt는 송신 안테나수를 나타낸다. 이것은 다른 DL 제어 정보에 의해 통지되어 있는 것으로 가정한다.
또한, 도 16을 참조하여, 개별 제어 신호 생성부(533)가 생성하는 안테나 개별 제어 정보의 다른 예 1에 대해 설명한다. 도 16은 개별 제어 신호 생성부(533)가 생성하는 안테나 개별 제어 정보의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 16에서는, 송신 안테나의 수가 4 이상의 경우(공간 다중수 Mt가 4 이하)의 안테나 개별 제어 정보의 일례를 나타내고 있다. 단, 리소스 할당 정보, MCS 정보, 개별 ID 정보는 생략하고 있다.
도 16에 나타내는 (A) MIMO 모드 정보(MEF)에서, 종래의 MU-MIMO 모드(다른 유저의 변조 정보를 포함하지 않는 모드)에 부가하여, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)를 추가한다.
도 16에 나타내는 (B) 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)의 경우는, 자국의 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 나타내는 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 출력값 PSI가 소정값 L=Mt이다(PSI=Mt). 따라서, PSI 정보를 명시적으로 송부할 필요가 없어진다. 이 때문에, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현을 이용한다. 이 경우, 공간 다중수의 후보에서는 Mt=2, 3 또는 4인 3상태이므로, 공간 다중수 Mt를 단독으로 보내는 경우에 2비트가 필요하다. 그러나, 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현을 이용하면, 이하의 비트 표현을 이용하여 소요 비트수를 저감할 수 있다. 여기서, mk는 0 또는 1의 비트 상태를 나타낸다.
Mt=4의 경우, 도 16에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현(Mt, PSI)은 0b1m1m2m3m4m5m6으로 된다. (m1m2m3m4m5m6)의 배열은 다른 3국 유저분의 다른 유저의 변조 정보를 나타내는 비트 표현이다.
Mt=3의 경우, 도 16에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현(Mt, PSI)은 0b01m1m2m3m4로 된다. (m1m2m3m4)의 ㅂ배열은 다른 2국 유저분의 다른 유저의 변조 정보를 나타내는 비트 표현이다.
Mt=2의 경우, 도 16에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현(Mt, PSI)은 0b00m1m2로 된다. 여기서, (m1m2)의 배열은 다른 1국 유저분의 다른 유저의 변조 정보를 나타내는 비트 표현이다.
상술한 바와 같이, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)의 경우, 종래의 MU-MIMO 모드에서 이용하고 있었던 PSI, Mt 비트 할당 에리어를, 다른 유저의 변조 정보로서 이용할 수 있다. 한편, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하지 않는 종래의 MU-MIMO 모드(0b10)의 경우, 파일럿 시퀀스 번호 PSI, 공간 다중수 Mt를 소요의 비트수에 의해 통지한다. 여기서, Nt는 송신 안테나수를 나타낸다. 이것은 다른 DL 제어 정보에 의해 통지되어 있는 것으로 가정한다.
다음으로, 도 17를 참조하여, 실시 형태 2에 따른 단말 장치(400)의 구성에 대해 설명한다. 도 17은 실시 형태 2에 따른 단말 장치(400)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 17에 나타내는 단말 장치(400)와, 도 9에 나타내는 단말 장치(200)의 다른 구성에 대해 설명하여, 공통하는 구성에 관해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 17에 나타내는 단말 장치(400)는, 복수의 수신 안테나(201)와, 복수의 수신부(203)와, 제어 정보 추출부(405)와, 채널 추정부(207)와, MLD 수신 처리부(409)와, 복호부(411)와, 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부(213)와, 피드백 정보 생성부(215)와, 송신부(217)와, 송신 안테나(219)를 구비한다. 이후, 문장 말미 또는 문장 중간에 부기하는 스텝 S의 번호를 인용하는 단말 장치(400)의 동작의 설명이, 도 10에 나타내는 스텝 S의 번호를 인용하는 단말 장치(200)의 동작의 설명에 대응한다.
제어 정보 추출부(405)는, 기지국 장치(500)로부터 통지되는 개별 제어 신호 중, 자국의 단말 장치에서의 개별 ID 정보가 포함되고 자국으로 어드레싱되는 개별 제어 신호를 검출하고(스텝 S6), 자국으로 어드레싱되는 개별 제어 신호에 포함되는 제어 정보인 리소스 할당 정보, MCS 정보, 및 모드 정보를 추출한다.
모드 정보가 다른 유저의 변조 정보를 포함하는 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모드를 나타내는 경우, 제어 정보 추출부(405)는 스트림수 정보, 파일럿 시퀀스 정보(스트림수 정보와 관련지어지는 PSI=Mt), 및 다른 유저의 변조 정보를 더 추출한다. 모드 정보가 다른 유저의 변조 정보를 포함하지 않는 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모드를 나타내는 경우는, 제어 정보 추출부(405)는 스트림수 정보, 파일럿 시퀀스 정보를 더 추출한다(스텝 S7).
단말 장치(400)는, 제어 정보 추출부(405)에서 추출된 자국으로 어드레싱되는 개별 제어를 이용하여, 이하의 동작을 행한다. 모드 정보가, 다른 유저의 변조 정보를 포함하는 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모드를 나타내는 경우, 이하의 동작을 한다. 그 이외의 경우는, MLD 수신 동작을 행하지 않고 MMSE 수신을 행한다.
MLD 수신 처리부(409)는, 채널 추정 결과 H와, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 정보 PSI, MCS 정보에 포함되는 변조 정보, 및 다른 유저의 변조 정보에 근거하여, 이하의 MLD 수신 처리 (1)~(3)를 행한다.
(1) 2 안테나 송신을 행하는 경우, MLD 수신 처리부(409)는, 비트 표현된 인덱스(다른 유저의 변조 정보 인덱스)인 다른 유저의 변조 정보를, 다른 유저의 변조 정보 변환 테이블을 이용하여, 공간 스트림의 변조 정보로 변환한다.
4 이상의 안테나로 송신되는 경우, MLD 수신 처리부(409)는, 비트 표현된 인덱스(공간 스트림수 정보와 다른 유저의 변조 정보가 조합된 인덱스)로부터, 공간 스트림수 정보 및 다른 유저의 변조 정보를, 공간 스트림수 정보와 다른 유저의 변조 정보가 조합된 인덱스의 변환 테이블을 이용하여, 공간 스트림수 정보(여기서는, 파일럿 시퀀스 번호와 더 관련지어짐. PSI=Mt) 및 공간 스트림의 변조 정보로 변환한다.
상술한 MLD 수신 처리(1)에서 얻어지는 변조 정보는, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림의 PSI가 s번째의 정보인 경우, s번째의 정보를 제외한 PSI에 대해 오름차순으로 변조 정보가 포함된다. 즉, Mt=4의 경우 및 자국 스트림이 PSI=4인 경우, 다른 유저의 변조 정보로서, 당해 정보는 PSI=1, PSI=2, PSI=3과 함께 송신되는 공간 스트림의 변조 정보이다.
(2) 파일럿 시퀀스 정보 PSI, MCS 정보, 및 다른 유저의 변조 정보로부터 얻어지는 공간 스트림의 변조 정보로부터 송신 신호 후보 Sm을 생성한다. 여기서, 송신 신호 후보는 Mt 차원의 벡터이며, 당해 벡터의 k번째의 요소 Dk는 PSI=k과 함께 송신되는 공간 스트림의 변조 심볼 후보로 이루어지고, 여기서 k는 1부터 Mt까지의 자연수이다.
(3) MLD 수신 처리부(409)는, MIMO 전파 채널의 채널 추정값 H와 송신 신호 후보 Sm으로부터 수신 신호의 레플리카를 생성하고, 수신 신호 r과의 유클리드 거리를 최소로 하는 신호 후보 Smax를 송신 신호로서 결정한다. 최대 우도 추정 규범에 근거하여 결정된 송신 신호 Smax로부터, 자국으로 어드레싱되는 스트림의 PSI=m에 상당하는 m번째의 요소 Dm을 자국의 공간 스트림의 심볼 판정값으로 설정한다. 또는, 최대 우도 추정 규범에 근거하여 결정된 송신 신호 Smax에 대해, 소정의 메트릭을 이용해서, 각 비트에 대한 우도값(소프트 판정값)을 구하는 기술을 적용할 수도 있다. 이 경우, 자국으로 어드레싱되는 스트림의 PSI=m에 상당하는 m번째의 요소 Dm에 대한 비트 우도값(소프트 판정값)이 자국의 공간 스트림의 심볼 소프트 판정값으로 된다.
상술한 바와 같이, MLD 수신 처리부(409)는, 모든 공간 스트림에 대한 심볼 판정값을 최대 우도 추정 규범에 근거하여 추정하고, 그들의 우도 정보를 산출한다. 그리고, MLD 수신 처리부는 자국으로 어드레싱되는 스트림에 대한 우도 정보만을 출력한다.
복호부(411)는, 자국으로 어드레싱되는 공간 스트림에 대한 MCS 정보에 포함되는 에러 정정 부호의 부호화율 정보와, MLD 수신 처리부의 출력을 이용하여 에러 정정 복호 처리를 행한다(스텝 S10).
본 실시 형태에 따른 기지국 장치(500)에 의하면, 다른 유저 변조 정보 생성부(529)는, 자국의 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 나타내는 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 출력값 PSI가 소정값 L인 경우(PSI=L), 스트림 변조 정보 추출부(109)의 출력에 근거하여, 다른 유저의 변조 정보를 출력한다. 이것에 의해, 멀티유저 MIMO 전송시에 할당된 특정한 단말 장치(400)만이 MLD 수신을 행할 수 있다. 특정한 단말 장치(400)에 대한 공간 스트림에 이용하는 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 미리 결정해 두면, PSI 정보의 명시적인 통지가 불필요하게 되어, 다른 유저의 변조 정보 통지시의 오버헤드를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 단말 장치(400)에 의하면, MLD 수신을 서포트하는 단말 장치가 일부의 고기능 단말로 될 가능성이 높기 때문에, 단말 장치에서의 MLD 수신 서포트 정보(단말의 클래스 정보 또는 용량 정보)에 근거하여, 다른 유저의 변조 정보 통지의 파일럿 시퀀스 번호(PSI)의 할당을 변경할 수도 있다. 이것에 의해, MU-MIMO시에 할당하는 일부의 단말(MLD 수신을 서포트하는 단말)만이 다른 유저의 변조 정보를 통지하고, MLD 수신을 서포트하지 않는 단말에서의 다른 유저의 변조 정보 통지를 행하지 않음으로써, 실질적인 수신 성능의 열화없고, 오버헤드를 저감할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 다른 유저 변조 정보 생성부(529)에, 실시 형태 1에서 설명한 동작을 적용할 수도 있다. 즉, 파일럿 시퀀스 할당부(511)는, 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 모든 단말 장치 MS#1~#S에 대한 공간 다중 스트림에 포함시켜 송신하는 파일럿 시퀀스의 할당을, 각 공간 다중 스트림의 변조 정보에 근거하여 결정한다(파일럿 시퀀스 번호 PSI(Pilot Stream Index)를 결정한다). 여기서, S는 공간 다중수(공간 다중 유저수)를 나타낸다. 공간 다중수 S인 경우, S 이하의 자연수인 파일럿 시퀀스 번호(PSI≤S)를 이용하는 것으로 가정한다.
변조 정보와 PSI 할당의 관련지음(제약)으로서는, (예 2에서 설명한) 자국의 변조 정보의 일치성으로부터 개시한 다른 유저의 변조 정보를 부가한다. 이것에 의해, 자국의 변조 정보에 관계없이 PSI 번호를 임의로 할당하는 것이 가능하다.
다른 유저 변조 정보 생성부(529)는, 자국의 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 나타내는 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 출력값 PSI가 소정값 L인 경우(PSI=L)에, 스트림 수신 신호 추출부의 출력에 근거하여, 다른 유저의 변조 정보를 출력한다. 여기서, 다른 유저의 변조 정보는 실시 형태 1에서 이용한 형식으로 생성된다.
도 18은 송신 안테나의 수가 4 이상인 경우(공간 다중수 Mt를 4 이하로 하는 경우), 개별 제어 신호 생성부(533)에서 생성되는 안테나 개별 제어 정보의 다른 예 2를 나타낸다. 단, 리소스 할당 정보, MCS 정보, 개별 ID 정보는 생략하고 있다.
도 18에 나타내는 (A) MIMO 모드 정보(MEF)에서, 종래의 MU-MIMO 모드(다른 유저의 변조 정보를 포함하지 않는 모드)에 부가하여, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)를 추가한다.
도 18에 나타내는 (B) 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)의 경우는, 자국의 공간 스트림에 대한 파일럿 시퀀스 번호 PSI를 나타내는 파일럿 시퀀스 정보 생성부(127)의 출력값 PSI가 소정값 L=Mt이다(PSI=Mt). 따라서, PSI 정보를 명시적으로 송부할 필요가 없어진다. 이 때문에, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현을 이용한다. 이 경우, 공간 다중수의 후보로서는 Mt=2, 3, 또는 4의 3상태이기 때문에, 공간 다중수 Mt를 단독으로 보내는 경우 2비트가 필요하다. 그러나, 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현을 이용하면, 이하와 같은 비트 표현을 이용하여 소요 비트수를 저감할 수 있다. 여기서, mk는 0 또는 1의 비트 상태를 나타낸다.
Mt=4의 경우, 도 18에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현(Mt, PSI)은 0b1m1m2m3m4로 된다. (m1m2m3m4)의 배열은 다른 3국 유저분의 다른 유저의 변조 정보를 나타내는 비트 표현이다.
Mt=3의 경우, 도 18에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현(Mt, PSI)은 0b01m1m2m3으로 된다. (m1m2m3)의 배열은 다른 2국 유저분의 다른 유저의 변조 정보를 나타내는 비트 표현이다.
Mt=2의 경우, 도 18에 나타낸 바와 같이, 공간 다중수 Mt 정보와 다른 유저의 변조 정보를 포함한 비트 표현(Mt, PSI)은 0b00m1m2로 된다. 여기서, (m1m2)의 배열은 다른 1국 유저분의 다른 유저의 변조 정보를 나타내는 비트 표현이다.
상술한 바와 같이, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하는 MU-MIMO 모드(0b11)의 경우, 종래의 MU-MIMO 모드에서 이용하고 있었던 PSI, Mt 비트 할당 에리어를, 다른 유저의 변조 정보로서 이용할 수 있다. 한편, 다른 유저 변조 레벨 정보를 포함하지 않는 종래의 MU-MIMO 모드(0b10)의 경우, 파일럿 시퀀스 번호 PSI, 공간 다중수 Mt를 소요의 비트수에 의해 통지한다. 여기서, Nt는 송신 안테나수를 나타낸다. 이것은 다른 DL 제어 정보에 의해 통지되는 것으로 가정한다. 따라서, 본 실시 형태의 효과에 부가하여, 실시 형태 1에서 설명한 파일럿 시퀀스 할당부(111) 및 다른 유저 변조 정보 생성부(129)의 구성 및 동작을 적용하면, 다른 유저의 변조 정보 통지의 소요 비트수를 더욱 저감할 수 있다.
특히, 상기 각 실시 형태의 설명에 이용한 각 기능 블록은, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화될 수도 있거나, 또는, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화될 수도 있다. 그러한 집적 회로를 LSI로 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭될 수도 있다.
그러한 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정되지 않고, 당해 집적 회로는 전용 회로 또는 범용 프로세서에 의해 실현될 수도 있다. LSI의 제조 후에, 프로그래밍 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성가능한 리컨피규러블 프로세서(reconfigurable processor)도 이용할 수 있다.
또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 다른 기술에 의해, LSI를 대체하는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 하더라도 좋다. 바이오 기술의 적용 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
본 발명을 구체적으로 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에서 있어 명백하다.
본 출원은 2009년 7월 3일에 출원된 일본 특허 출원(특허 출원 제2009-159207)에 근거하는 것이며, 그 내용을 여기에 참조로서 포함시켜 둔다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명에 따른 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법은, 멀티유저 MIMO 모드시의 개별 제어 정보에 포함되는 다른 유저의 변조 정보 통지의 오버헤드를 저감할 수 있는 효과를 가지며, 무선 통신 장치 등으로서 유용하다.
100, 300, 500: 기지국 장치
101: 안테나
103: 수신부
105: 피드백 정보 추출 수단
107: 단말 장치 할당 수단
109: 스트림 수신 신호 추출부
111, 511: 파일럿 시퀀스 할당부
120, 320, 520: 개별 제어 신호 및 개별 데이터 신호 생성부
121: 리소스 할당 정보 생성부
123: 모드 정보/스트림수 정보 생성부
125: 개별 ID 정보 생성부
127: 파일럿 시퀀스 정보 생성부
129, 529: 다른 유저의 변조 정보 생성부
131: MCS 정보 생성부
133, 533: 개별 제어 신호 생성부
135: 부호화/변조부
137: 개별 파일럿 부가부
139: 프리코딩 제어부
141: 빔 형성부
151: OFDMA 프레임 형성부
153: IFFT부
155: 송신부
157: 전체 유저 변조 정보 생성부
159: 부호화율 정보 생성부
513: 공간 다중 유저수 정보 추출부
200, 400: 단말 장치
201: 수신 안테나
203: 수신부
205, 405: 제어 정보 추출부
207: 채널 추정부
209, 409: MLD 수신 처리부
211, 411: 복호부
213: 프리코딩 웨이트 선택/수신 품질 추정부
215: 피드백 정보 생성부
217: 송신부
219: 송신 안테나

Claims (9)

  1. 멀티유저 MIMO 전송(multiuser-MIMO transmission)을 행하는 제 1 통신 상대 장치와 통신을 행하는 무선 통신 장치에 있어서,
    상기 멀티유저 MIMO 전송에 있어서 공간 다중되는 스트림의 수와, 상기 제 1 통신 상대 장치와는 상이한 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식과, 상기 공간 다중되는 스트림의 각각에 할당되는 파일럿 스트림을 식별하기 위한 파일럿 스트림 인덱스(pilot stream index)를 포함하는 리소스 할당 정보를 생성하고, 상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식의 변조 다치수(modulation multi-level number)가 작아지거나 또는 커질수록, 상기 파일럿 스트림 인덱스의 숫자가 커지도록 상기 파일럿 스트림 인덱스의 숫자가 할당되어 있는 할당 정보 생성부와,
    생성된 상기 리소스 할당 정보를 상기 제 1 통신 상대 장치에 송신하는 송신부
    를 구비하되,
    상기 파일럿 스트림 인덱스의 번호는 상기 스트림의 수 이하이며,
    상기 할당 정보 생성부에서는, 상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식의 조합에 대응하는 변조 다치수의 조합이
    Figure 112016101728189-pct00026
    개 존재하고(여기서, Mt는 상기 공간 다중되는 스트림의 수로서, [복수의 통신 상대 장치의 수]+1임), 상기 변조 다치수의 조합 각각에 대해 대응하는 인덱스가 할당되어 있고,
    상기 대응하는 인덱스의 번호는 상기 변조 다치수의 조합의 수 이하이고,
    상기 할당 정보 생성부에서는, 상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정될 수 있는 변조 방식의 복수의 조합으로부터, 사전 설정된 변조 다치수에 대응하는 변조 방식이 설정된 통신 상대 장치의 수가 사전 설정된 수 이상으로 되는 변조 방식의 조합을 제외하고,
    상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식의 조합은, 상기 제외된 조합 이외의 조합 중 어느 하나인
    무선 통신 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 할당 정보 생성부는, 상기 복수의 통신 상대 장치에서의 변조 방식의 종류와, 상기 변조 방식을 이용하는 스트림의 수를 비트로 표현한 리소스 할당 정보를 생성하는
    무선 통신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 할당 정보 생성부는, 상기 복수의 통신 상대 장치에서의 변조 방식을 변조 다치수가 작은 순서 또는 큰 순서로 배열하고 비트로 표현한 리소스 할당 정보를 생성하는
    무선 통신 장치.
  6. 삭제
  7. 멀티유저 MIMO 전송을 행하는 제 1 통신 상대 장치와 통신을 행하는 무선 통신 방법에 있어서,
    상기 멀티유저 MIMO 전송에 있어서 공간 다중되는 스트림의 수와, 상기 제 1 통신 상대 장치와는 상이한 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식과, 상기 공간 다중되는 스트림의 각각에 할당되는 파일럿 스트림을 식별하기 위한 파일럿 스트림 인덱스를 포함하는 리소스 할당 정보를 생성하고,
    상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식의 변조 다치수가 작아지거나 또는 커질수록, 상기 파일럿 스트림 인덱스의 숫자가 커지도록 상기 파일럿 스트림 인덱스의 숫자가 할당되어 있고, 상기 파일럿 스트림 인덱스의 번호는 상기 스트림의 수 이하이고,
    생성된 상기 리소스 할당 정보를 상기 제 1 통신 상대 장치에 송신하고,
    상기 리소스 할당 정보의 생성에 있어서, 상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식의 조합에 대응하는 변조 다치수의 조합이
    Figure 112016101728189-pct00027
    개 존재하고(여기서, Mt는 상기 공간 다중되는 스트림의 수로서, [복수의 통신 상대 장치의 수]+1임), 상기 변조 다치수의 조합 각각에 대해 대응하는 인덱스가 할당되어 있고, 상기 대응하는 인덱스의 번호는 상기 변조 다치수의 조합의 수 이하이고,
    상기 리소스 할당 정보의 생성에 있어서, 상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정될 수 있는 변조 방식의 복수의 조합으로부터, 사전 설정된 변조 다치수에 대응하는 변조 방식이 설정된 통신 상대 장치의 수가 사전 설정된 수 이상으로 되는 변조 방식의 조합을 제외하고,
    상기 복수의 통신 상대 장치의 각각에 설정된 변조 방식의 조합은, 상기 제외된 조합 이외의 조합 중 어느 하나인
    무선 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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