KR20100085039A - 기지국장치 및 유저장치 및 통신제어방법 - Google Patents

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마모루 사와하시
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가부시키가이샤 엔티티 도코모
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Abstract

유저장치는, 복수의 안테나를 구비하고, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신한다. 상기 복수의 안테나와 상향링크에서 송신되는 서브프레임이 대응지어져 있다. 상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 기지국장치에, 측정된 상기 레퍼런스 시그널의 수신레벨을, 각 유저장치의 안테나마다 기억하는 수신레벨 입력수단과, 수신레벨 기억수단에 있어서 기억된 각 유저장치의 안테나마다 송신된 레퍼런스 시그널의 수신레벨에 기초하여, 상기 안테나와 대응지어진 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링을 수행하는 스케줄러를 구비한다.

Description

기지국장치 및 유저장치 및 통신제어방법 {BASE STATION DEVICE, USER DEVICE, AND COMMUNICATION CONTROL METHOD}
본 발명은 이동통신 기술분야에 관한 것으로, 특히 안테나 선택 다이버시티(ASTD: Antenna Switching Transmission Diversity)를 수행하는 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치, 유저장치 및 방법에 관한 것이다.
W-CDMA나 HSDPA의 후계가 되는 통신방식, 즉 LTE(Long Term Evolution) 시스템이, W-CDMA의 표준화단체 3GPP에 의해 검토되어, 무선 액세스 방식으로서, 하향링크에 대해서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 상향링크에 대해서는 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)가 검토되고 있다(예를 들어, 3GPP TR 25.814(V7.1.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," September 2006 참조).
OFDM은, 주파수대역을 복수의 좁은 주파수대역(서브캐리어)으로 분할하고, 각 주파수대상에 데이터를 실어서 전송하는 방식이며, 서브캐리어를 주파수상에, 일부 겹치게 하면서도 서로 간섭하지 않게 촘촘하게 나열함으로써, 고속전송을 실현하고, 주파수의 이용효율을 향상시킬 수 있다.
SC-FDMA는, 주파수대역을 분할하여, 복수의 단말간에 다른 주파수대역을 이용해서 전송함으로써, 단말간의 간섭을 저감할 수 있는 전송방식이다. SC-FDMA에서는, 송신전력의 변동이 작아지는 특징을 가지므로, 단말의 저소비 전력화 및 넓은 커버리지를 실현할 수 있다.
또, LTE 시스템에서는, 송신 다이버시티를 적용하는 것이 검토되고 있다. 송신 다이버시티는, 고용량 및 셀 단에 위치하는 유저장치(UE: User Equipment)에 대한 고 스루풋·고 커버리지를 실현하기 위해 유효하다.
그러나, LTE 시스템에서는, 실장(實裝)(implementation)상의 문제로, 유저장치가 복수개의 RF 회로를 구비하는 것은 필수가 아니다. 따라서, 상향링크, 즉 유저장치로부터 기지국장치에 대해서 송신 다이버시티를 수행하는 경우에서는, 한 개의 RF 회로를 사용해서 송신 다이버시티를 실현하는 기술이 필요하다. 또, 장래, LTE 시스템의 발전판의 시스템에 있어서는 복수의 RF 회로를 탑재할 가능성이 있으나, 실장상의 문제로, 송신안테나 수보다도 적은 개수의 RF 회로를 탑재할 가능성이 있다. 따라서, 실장된 개수의 RF 회로를 사용해서 송신 다이버시티를 실현하는 기술이 필요하다.
예를 들어, 미리 결정된 시간에서 송신안테나를 전환해서, 상향링크에서 복수의 안테나로부터 번갈아서 송신하는 TSTD(Time Switched Transmit Diversity)가 있다. TSTD는, 스케줄링을 적용하지 않는 채널, 예를 들어 랜덤액세스채널(RACH: Random Access CHannel)에 대해서 유효하다.
또, 피드백을 사용해서 송신하는 안테나를 결정하는 폐(閉)루프 안테나 선택 다이버시티법(Closed Loop(CL)-based antenna switching transmit diversity(ASTD))이 있다. 이 폐루프 안테나 선택 다이버시티법은, 스케줄링이 적용되는 채널에 대해서 유효하다.
도 1은, 폐루프형 안테나 선택 다이버시티가 상향링크에 적용된 상태를 나타낸다. 우선, 각 송신안테나로부터 송신된 레퍼런스신호(CQI 측정용 파일럿신호)에 기초하여, 송신안테나마다 채널상태의 좋고나쁨이 판정된다. 그리고, 좋은 채널상태에 관련하는 송신안테나가 판정되어, 그 판정결과가 안테나 선택정보로서 송신원에 피드백된다. 이 안테나 선택정보는, 예를 들어, 상향링크 스케줄링 그랜트라 불리는 상향링크의 스케줄링 할당을 통지하는 제어신호에 더 정보를 추가함으로써 피드백를 수행할 수 있다.
도 2는 유저장치에 두 개의 송신안테나가 구비되어 있는 경우에, 각 송신안테나로부터 레퍼런스신호 및 데이터신호가 송신되는 상태를 모식적으로 나타낸다. 데이터신호는, 보다 좋은 채널상태에 대응하는 송신안테나로부터 송신된다. 기지국장치(eNB: eNodeB)측에서, 도 3에 나타내는 바와 같이 각 안테나로부터 송신되는 레퍼런스 시그널의 수신품질, 예를 들어 CQI가 측정되고, 측정된 레퍼런스 시그널의 수신품질에 기초하여 송신하는 안테나가 선택되고, 그 결과가 안테나 셀렉션 커맨드에 의해 유저장치에 피드백된다(예를 들어, 3GPP R1-070097, "Performance Evaluation of Closed Loop-Based ANTENNA Switching Transmit Diversity in E-UTRA Uplink," January, 2007 참조). 또한, 도 2에서는 복수의 송신안테나로부터 레퍼런스신호가 다른 시각에 송신되는(즉, 시분할 다중의) 예를 나타내고 있으나, 동시각에 다른 확산계열에 의한 확산(사이클릭 시프트 등)을 적용한 코드 다중을 수행해도 좋다. 복수 송신안테나의 레퍼런스신호를 코드 다중에 의해 다중함으로써, 각 송신안테나의 레퍼런스신호의 송신간격을 작게(짧게)할 수 있어서, 시간변동에서의 추종성을 향상시킬 수 있다.
또, 피드백을 사용하지 않고 송신하는 안테나를 결정하는 개(開)루프 안테나 선택 다이버시티법(Open Loop(CL)-based antenna switching transmit diversity (ASTD))이 있다.
도 4는, 개루프형 안테나 선택 다이버시티가 상향링크에 적용된 상태를 나타낸다. 개루프형 안테나 선택 다이버시티에서는, 피드백정보 없이 평균적으로 각 송신안테나를 미리 결정한 패턴(또는 랜덤)으로 선택한다. 이 때문에, 하향링크에 의한 피드백이 불필요하지만, 안테나 선택 다이버시티 효과는 최적이 아니며, 개루프형 안테나 선택 다이버시티와 비교해서 작아진다.
도 5는 유저장치에 두 개의 송신안테나가 구비되어 있는 경우에, 각 송신안테나로부터 레퍼런스신호(CQI 측정용 파일럿신호) 및 데이터신호가 송신되는 상태를 모식적으로 나타낸다. 레퍼런스신호 및 데이터신호는, 각 송신안테나로부터 번갈아서 송신된다. 예를 들어, 1ms의 서브프레임의 전반을 송신안테나 #1, 후반을 송신안테나 #2에서 송신하도록 해도 좋다. 기지국장치(eNB: eNodeB)측에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이 각 안테나로부터 송신되는 레퍼런스 시그널의 수신품질, 예를 들어 CQI가 측정되고, 측정된 레퍼런스 시그널의 수신품질에 기초하여 할당하는 유저장치가 선택되고, 그 결과가 상향링크 스케줄링 그랜트에 의해 할당된 유저장치에 피드백된다.
그러나, 상술한 배경기술에는 이하의 문제가 있다.
개루프형 안테나 선택 다이버시티가 상향링크에 적용된 경우에는, 유저장치는, 복수의 송신안테나를 전환해서 CQI 측정용 신호를 송신하기 때문에, 기지국장치에 의해 요구되는 수신품질은 복수의 송신안테나에 의해 송신된 CQI 측정용 신호에 기초하여 요구된 수신품질의 평균값이 된다. 따라서, 페이딩(fading)의 저하는 해소되지만, 페이딩이 양호한 경우도 평균화에 의해 게인(gain)이 저감된다.
E-UTRA에서 상향링크 유저간에 스케줄링을 적용한 경우, 복수의 유저 중 가장 순간적인 게인이 큰 유저부터 할당이 수행된다. 따라서, 상술한 개루프형 안테나 선택 다이버시티법과 주파수 스케줄링을 조합하면, 개루프형 안테나 선택 다이버시티는 1 안테나송신과 비교해서, 반대로 통신품질이 열화하는 경우가 있다. 그 결과, 스케줄링을 수행하는 효과가 작아진다. 예를 들어, 일방의 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 신호의 수신품질이 좋은 경우라도, 타방의 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 신호의 수신품질이 나쁜 경우에는, 수신품질이 나쁘다고 간주되어, 할당되지 않는 경우가 있다.
본 발명은 상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 송신 다이버시티가 적용되는 이동통신시스템에 있어서, 개루프형 안테나 선택 다이버시티법과 주파수 스케줄링을 조합한 경우라도, 송신안테나 다이버시티 이득과, 유저간 다이버시티에 의한 수신품질의 개선을 도모할 수 있는 기지국장치 및 유저장치 및 통신제어방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 기지국장치는,
상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 기지국장치에 있어서,
유저장치는, 복수의 안테나를 구비하며, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신하고, 상기 복수의 안테나와 상향링크에서 송신되는 서브프레임이 대응지어지고,
측정된 상기 레퍼런스 시그널의 수신레벨을, 각 유저장치의 안테나마다 기억하는 수신레벨 기억수단;
상기 수신레벨 기억수단에 있어서 기억된 각 유저장치의 안테나마다 송신된 레퍼런스 시그널의 수신레벨에 기초하여, 상기 안테나와 대응지어진 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링을 수행하는 스케줄러;를 구비한다.
본 발명의 유저장치는,
상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 유저장치에 있어서,
상기 유저장치는, 복수의 안테나를 구비하며, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신하고,
기지국장치는, 상기 복수의 안테나와 대응지어진 상향링크에서 송신되는 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링을 수행하고,
상기 기지국장치에 의해 통지된 서브프레임마다 할당된 리소스 유닛에 대해서, 송신데이터를 맵핑하는 맵핑수단;
상기 서브프레임에 대응하는 안테나에서, 상기 맵핑된 송신데이터를 송신하는 송신수단;을 구비한다.
본 발명의 통신제어방법은,
상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 통신제어방법에 있어서,
복수의 안테나를 구비하는 유저장치가, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신하는 레퍼런스 시그널 송신단계;
기지국장치가, 측정된 상기 레퍼런스 시그널의 수신레벨을, 각 유저장치의 안테나마다 기억하는 수신레벨 기억단계;
상기 기지국장치가, 상기 수신레벨 기억단계에 있어서 기억된 각 유저장치의 안테나마다 송신된 레퍼런스 시그널의 수신레벨에 기초하여, 상기 안테나와 대응지어진 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링단계;를 가진다.
개시의 기지국장치 및 유저장치 및 통신제어방법에 의하면, 송신 다이버시티가 적용되는 이동통신시스템에 있어서, 개루프형 안테나 선택 다이버시티법과 주파수 스케줄링을 조합한 경우라도, 송신안테나 다이버시티 이득과, 유저간 다이버시티에 의한 수신품질의 개선을 도모할 수 있다.
도 1은 폐루프형 안테나 선택 다이버시티를 나타내는 설명도이다.
도 2는 두 개의 송신안테나가 적절히 전환되는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3은 폐루프형 안테나 선택 다이버시티가 적용된 경우의 유저장치와 기지국장치와의 통신을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 개루프형 안테나 선택 다이버시티를 나타내는 설명도이다.
도 5는 두 개의 송신안테나가 적절히 전환되는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 6은 개루프 안테나 선택 다이버시티가 적용된 경우의 유저장치와 기지국장치와의 통신을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 일 실시 예에 의한 무선통신시스템을 나타내는 블록도이다.
도 8은 상향링크의 맵핑의 일 예를 나타내는 설명도이다.
도 9는 서브프레임 번호와 송신안테나 번호와의 대응을 나타내는 설명도이다.
도 10은 일 실시 예에 의한 기지국장치를 나타내는 부분 블록도이다.
도 11은 일 실시 예에 의한 유저장치를 나타내는 부분 블록도이다.
도 12는 일 실시 예에 의한 통신제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 일 실시 예에 의한 기지국장치를 나타내는 부분 블록도이다.
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를, 이하의 실시 예에 기초하여 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 실시 예를 설명하기 위한 전 도면에 있어서, 동일 기능을 가지는 것은 동일 부호를 이용하며, 반복 설명은 생략한다.
본 실시 예에 의한 기지국장치가 적용되는 무선통신시스템에 대해서, 도 7을 참조하여 설명한다.
무선통신시스템(1000)은, 예를 들어 Evolved UTRA and UTRAN(다른 이름: LTE(Long Term Evolution), 혹은, Super 3G)이 적용되는 시스템이며, 기지국장치(eNB: eNode B)(200)와 복수의 유저장치(UE: User Equipment)(100n(1001, 1002, 1003, … 100n, n은 n>0의 정수))를 구비한다. 기지국장치(200)는, 상위국, 예를 들어 액세스 게이트웨이 장치(300)와 접속되고, 액세스 게이트웨이 장치(300)는, 코어 네트워크(400)와 접속된다. 여기서, 유저장치(100n)는 셀(50)에 있어서 기지국장치(200)와 Evolved UTRA and UTRAN에 의해 통신을 수행한다.
이하, 유저장치(100n(1001, 1002, 1003, … 100n))에 대해서는, 동일의 구성, 기능, 상태를 가지기 때문에, 이하에서는 특단의 단서가 없는 한 유저장치(100n)로서 설명을 진행한다.
무선통신시스템(1000)은, 무선 액세스 방식으로서, 하향링크에 대해서는 OFDMA(주파수 분할 다원접속), 상향링크에 대해서는 SC-FDMA(싱글 캐리어-주파수 분할 다원접속)가 적용된다. 상술한 바와 같이, OFDMA는, 주파수대역을 복수의 좁은 주파수대역(서브캐리어)으로 분할하고, 각 주파수대상에 데이터를 실어서 전송을 수행하는 방식이다. SC-FDMA는, 주파수대역을 분할하여, 복수의 단말 간에 다른 주파수대역을 이용하여 전송함으로써, 단말간의 간섭을 저감할 수 있는 전송방식이다.
여기서, Evolved UTRA and UTRAN에 있어서의 통신채널에 대해서 설명한다.
하향링크에 대해서는, 각 유저장치(100n)에서 공유해서 사용되는 물리 하향링크 공유채널(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)과, LTE용의 하향제어채널이 이용된다. 하향링크에서는, LTE용의 하향제어채널에 의해, 물리 하향링크 공유채널에 맵핑되는 유저장치의 정보나 트랜스포트 포맷의 정보, 물리 상향링크 공유채널에 맵핑되는 유저장치의 정보나 트랜스포트 포맷의 정보, 물리 상향링크 공유채널의 송달확인정보 등이 통지되고, 물리 하향링크 공유채널에 의해 유저데이터가 전송된다.
또, 하향링크에 있어서, 기지국장치(200)는, 유저장치(100n)가 셀 서치를 수행하기 위한 동기신호를 송신한다.
상향링크에 대해서는, 각 유저장치(100n)에서 공유해서 사용되는 물리 상향링크 공유채널(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)과, LTE용의 상향제어채널이 이용된다. 또한, 상향제어채널에는, 물리 상향링크 공유채널과 시간 다중되는 채널과, 주파수 다중되는 채널의 2종류가 있다. 상향링크에서는, LTE용의 상향제어채널에 의해, 하향링크에 있어서의 물리공유채널의 스케줄링, 적응 변복조·부호화(AMC: Adaptive Modulation and Coding)에 이용하기 위한 하향링크의 품질정보(CQI: Channel Quality Indicator) 및 하향링크의 물리공유채널의 송달확인정보(HARQ ACK information)가 전송된다. 상향링크채널은, 물리 상향링크 공유채널과 LTE용의 상향링크 제어채널을 가리킨다. 또한, LTE용의 상향링크 제어채널에는, 물리 상향링크 공유채널과 시간 다중되는 채널과, 주파수 다중되는 채널의 2종류가 있다. 도 8에, LTE용의 상향링크 제어채널의 맵핑 예를 나타낸다.
또한, 도 8에 있어서, 주파수 다중되어 있는 상향링크 제어채널은, 서브 프레임 내의 두 개의 서브 프레임간에, 맵핑되는 위치가 다르다(주파수 홉핑이 수행된다). 도 8에 있어서, 500은 물리 상향링크 공유채널을 나타내고, 510은 물리 상향링크 공유채널과 주파수 다중되는 경우를 나타내고, 520은 물리 상향링크 공유채널과 시간 다중되는 경우를 나타낸다.
상향링크에서는, LTE용의 상향링크 제어채널에 의해, 하향링크에 있어서의 공유채널의 스케줄링, 적응 변복조·부호화(AMCS: Adaptive Modulation and Coding Scheme)에 이용하기 위한 하향링크의 품질정보(CQI: Channel Quality Indicator) 및 하향링크의 물리 하향링크 공유채널의 송달확인정보(HARQ ACK information)가 전송된다. 또, 물리 상향링크 공유채널에 의해 유저데이터가 전송된다.
또한, 물리 상향링크 공유채널에 맵핑되는 트랜스포트채널은 상향링크 공유채널(UL-SCH: Uplink Shared Channel)이다. 즉, 유저데이터는, UL-SCH에 맵핑된다.
물리 상향링크 제어채널에서는, CQI나 송달확인정보에 더해서, 상향링크의 공유채널의 리소스 할당을 요구하는 스케줄링 요구(Scheduling Request)나, 퍼시스턴트 스케줄링(Persistent Scheduling)에 있어서의 릴리스 요구(Release Request) 등이 송신되어도 좋다. 여기서, 상향링크의 공유채널의 리소스 할당이란, 어느 서브프레임의 물리 하향링크 제어채널을 이용해서, 후속의 서브프레임에 있어서 상향링크의 공유채널을 이용해서 통신을 수행해도 좋다는 것을 기지국장치가 유저장치로 통지하는 것을 의미한다.
본 실시 예에 의한 무선통신시스템에서는, 기지국장치(200)에 있어서 스케줄링을 수행하는 서브프레임 번호에 따라서, 유저장치(100n)가 상향링크에서 사용하는 송신안테나 번호를 암묵적으로 지정한다. 즉, 서브프레임 번호와, 상기 서브프레임을 송신하는 송신안테나가 미리 대응지어진다. 이 서브프레임 번호와 송신안테나의 대응은 사전에 고(高) 레이어의 제어신호에 의해 기지국장치와 유저장치와의 사이에서 결정된다. 구체적으로는, 통신개시 전에, 기지국장치(200)는, L2/L3 제어신호를 송신하여, 유저장치로 통지하도록 해도 좋다.
서브프레임 번호와 송신안테나와의 대응에 대해서 설명한다.
예를 들어, 유저장치(100n)는, 송신안테나를 M개(M은, M＞0의 정수) 가진다. 이 경우, 송신안테나 번호는, '서브프레임 번호 ％M', 즉 서브프레임 번호를 M으로 나눗셈한 경우의 잉여에 의해 나타나는 값(단, 서브프레임 번호 ％M＝0일 때는 M)으로 송신안테나 번호를 설정한다. 예를 들어 유저장치(100n)가 두 개의 안테나를 가지는 경우에는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 서브프레임 번호가 홀수인 경우에는, 유저장치(100n)는 송신안테나 #1에 의해 상향링크 공유채널을 송신한다. 한편, 서브프레임 번호가 짝수인 경우에는, 유저장치(100n)는 송신안테나 #2에 의해 상향링크 공유채널을 송신한다.
혹은, 유저장치(100n)가 복수의 RF 회로를 가지는 경우에, 서브프레임 번호와, 송신안테나 번호와의 조합을 미리 결정하고, 이에 기초하여 송신안테나의 조합을 설정할 수 있다. 예를 들어, 유저장치(100n)가 세 개의 송신안테나와 두 개의 RF 회로를 가지는 경우, '서브프레임 번호 ％3'의 값이 0일 때는 안테나 1과 2를, '서브프레임 번호 ％3'의 값이 1일 때는 안테나 1과 3을, '서브프레임 번호 ％3'의 값이 2일 때는 안테나 2와 3을 선택하도록 설정할 수 있다. 이는 일 예이며, 다른 조합으로 해도 좋다. 일반적으로, 유저장치(100n)가 M개의 송신안테나와 N개의 RF 장치(회로)를 가지는 경우, '서브프레임 번호 ％MCN'의 값에 기초하여 N개의 송신안테나의 조합을 제어하도록 설정할 수 있다. 여기서, MCN는 M개의 것에서부터 다른 N개의 것을 선택하는(M, N은, N≤M인 음이 아닌 정수) 조합의 총수를 나타낸다.
또, 예를 들어, 기지국장치(200)는, 유저장치(100n)의 송신안테나 #1에 의해 송신된 레퍼런스신호 쪽의 게인이 높을 때는 홀수의 서브프레임 번호의 경우에 스케줄링을 수행하고, 유저장치(100n)의 송신안테나 #2에 의해 송신된 레퍼런스신호 쪽의 게인이 높을 때는 짝수의 서브프레임 번호의 경우에 스케줄링을 수행하도록 해도 좋다. 이 경우, 유저장치(100n)는, 서브프레임 번호가 홀수인 경우에 스케줄링이 수행된 경우는 송신안테나 #1로부터 송신을 수행하고, 서브프레임 번호가 짝수인 경우에 스케줄링이 수행된 경우는 송신안테나 #2로부터 송신을 수행한다.
또, 기지국장치(200)는, 유저장치(100n)가 복수의 RF 회로를 가지는 경우에는, 각 서브프레임 번호에 있어서 송신된 레퍼런스 신호의 게인에 기초하여, 게인이 높은 서브프레임 번호의 경우에 스케줄링을 수행하도록 해도 좋다. 이 경우, 유저장치(100n)는, 서브프레임 번호에 기초하여, '서브프레임 번호 ％MCN'의 값에 기초하여 N개의 송신안테나의 조합을 제어한다.
본 실시 예에 의한 기지국장치(200)에 대해서, 도 10을 참조해서 설명한다. 본 실시 예에 의한 기지국장치(200)는, 스케줄러(202)와, CQI 입력부(204n(2041, 2042, 2043, … 204n, n은 n＞0의 정수))를 구비한다. CQI 입력부(204n)는, 유저장치(100n)마다 구비된다. CQI 입력부(204n)는, CQI정보 전환부(206n)(n은, n＞0의 정수)와, CQI정보 기억부(208nM(208n1, 208n2, 208n3, … 208nM, n은 n＞0의 정수, M은 M＞0의 정수))를 구비한다. CQI정보 기억부(208nM)는, 유저장치(100n)가 가지는 안테나마다 구비된다.
본 실시 예에 의한 기지국장치(200)과 통신을 수행하는 유저장치(100n)는, 예를 들어 M개의 안테나(M은 M＞0의 정수)를 구비한다. 유저장치(100n)는, 각 안테나로부터 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한다. 기지국장치(200)는, 유저장치(100n)에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질, 예를 들어 CQI를 측정하고, 그 수신품질은 상기 유저장치(100n)에 대응하는 CQI 입력부(204n)의 각 송신안테나에 대응하는 CQI정보 기억부(208nM)에 입력된다.
CQI정보 기억부(208nM)는, 입력된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질을 CQI정보 전환부(206n)에 입력한다.
스케줄러(202)는, 스케줄링의 대상이 되는 서브프레임 번호를 CQI정보 전환부(2061-206n)에 입력한다. CQI정보 전환부(2061-206n)는, 입력된 서브프레임 번호에 기초하여, 상기 서브프레임 번호에 대응하는 송신안테나 번호를 구하고, CQI정보 기억부(208nM)에 의해 입력된 수신품질 중, 상기 송신안테나 번호에 대응하는 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호에 의해 측정된 수신품질을 스케줄러(202)에 입력한다.
예를 들어, 유저장치(100n)가 구비하는 안테나가 두 개인 경우에 대해서 설명한다. 예를 들어, 서브프레임 번호가 홀수인 경우에는, 유저장치(100n)는 송신안테나 #1에 의해 상향링크 공유채널을 송신하고, 서브프레임 번호가 짝수인 경우에는, 유저장치(100n)는 송신안테나 #2에 의해 상향링크 공유채널을 송신하도록 미리 결정되어 있다. 이 경우, CQI정보 전환부(206n)는, 스케줄러(202)에 의해 입력된 서브프레임 번호가 홀수인 경우에는 송신안테나 #1로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호에 의해 측정된 수신품질을 스케줄러(202)에 입력하고, 스케줄러(202)에 의해 입력된 서브프레임 번호가 짝수인 경우에는 송신안테나 #2로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호에 의해 측정된 수신품질을 스케줄러(202)에 입력한다.
스케줄러(202)는, 입력된 수신품질에 기초하여, 상기 서브프레임에 있어서, 유저장치(1001-100n) 중, 수신품질이 좋은 유저장치로부터 할당을 수행한다. 스케줄러는, 각 리소스 유닛에 유저장치를 할당하는 주파수 스케줄링을 수행하고, 각 리소스 유닛에 할당된 유저장치의 식별자(UE 번호)를 출력한다. 그리고, 할당된 유저장치에 대해서, 할당된 리소스 유닛 번호가 통지된다. 여기서, 리소스 유닛이란, 시간·주파수 리소스의 최소단위이다. SC-FDMA에서는, 셀 내의 각 유저장치는, 다른 시간·주파수 리소스를 이용해서 송신한다. 이와 같이 해서, 셀 내의 유저장치간의 직교가 실현된다.
또, 기지국장치(200)는, 유저장치(100n)가 복수의 RF 회로를 가지는 경우에는, 각 서브프레임 번호에 있어서 송신된 CQI 측정용 파일럿신호에 의해 측정된 수신품질에 기초하여, 스케줄링을 수행하도록 해도 좋다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 유저장치(100n)는, 서브프레임 번호에 기초하여, '서브프레임 번호％MCN'의 값에 기초하여 N개의 송신안테나의 조합을 제어한다.
본 실시 예에 의한 유저장치(100n)에 대해서, 도 11을 참조하여 설명한다.
본 실시 예에 의한 유저장치(100n)는, 송신안테나(1021-102M)와, 송신안테나 전환부(104)와, 맵핑수단으로서의 RF 송신회로(106)와, 송신안테나 결정부(108)를 구비한다.
기지국장치(200)에 의해 송신된 리소스 유닛 번호는, RF 송신회로(106)에 입력된다.
송신안테나 결정부(108)는, 서브프레임 번호에 기초하여 송신안테나를 결정한다.
예를 들어, 유저장치(100n)가 구비하는 안테나가 두 개인 경우에 대해서 설명한다. 예를 들어, 서브프레임 번호가 홀수인 경우에는, 유저장치(100n)는 송신안테나 #1에 의해 상향링크 공유채널을 송신하고, 서브프레임 번호가 짝수인 경우에는, 유저장치(100n)는 송신안테나 #2에 의해 상향링크 공유채널을 송신하도록 미리 결정되어 있다. 이 경우, 송신안테나 결정부(108)는, 서브프레임 번호가 홀수인 경우에는 송신안테나 #1로부터 송신하는 것을 결정하고, 서브프레임 번호가 짝수인 경우에는 송신안테나 #2로부터 송신하는 것을 결정한다. 송신안테나 결정부(108)는, 결정된 송신안테나를 나타내는 정보를 송신안테나 전환부(104)에 입력한다.
송신안테나 전환부(104)는, 송신안테나 결정부(108)에 의해 입력된 송신안테나를 나타내는 정보에 기초하여, 상향링크 공유채널을 송신하는 송신안테나로 전환한다.
RF 송신회로(106)는, 입력된 리소스 유닛 번호에 대응하는 리소스 유닛에 송신데이터를 맵핑하고, 송신안테나 전환부(104)에 의해 전환된 송신안테나에 의해, 상향링크 공유채널을 송신한다.
또, 유저장치(100n)가 복수의 RF 회로를 가지는 경우에는, 상술한 바와 같이, 서브프레임 번호와, 송신안테나 번호와의 조합을 미리 결정하고, 이에 기초하여 송신안테나의 조합을 설정하도록 해도 좋다.
본 실시 예에 의한 송신제어방법에 대해서, 도 12를 참조하여 설명한다.
유저장치(1001-100n)는, CQI 측정용 파일럿신호를 송신한다(단계 S1202).
기지국장치(200)는, 각 유저장치에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질, 예를 들어 CQI를 측정한다(단계 S1204).
기지국장치(200)의 스케줄러(202)는, 스케줄링을 수행하는 서브프레임 번호에 대응하는 송신안테나에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질에 기초하여 스케줄링을 수행한다(단계 S1206).
기지국장치(200)는, 스케줄링의 결과, 할당대상의 유저장치에 대해서 할당된 리소스 유닛의 번호를 통지한다(단계 S1208). 예를 들어, 상향링크 스케줄링 그랜트에 포함해서 송신한다.
유저장치(1001-100n)는, 기지국장치(200)에 의해 할당된 리소스 유닛의 번호가 통지된 경우에, 상기 리소스 유닛에 의해 상향링크 공유채널을 송신한다(단계 S1210).
상술한 실시 예에 있어서, 각 서브프레임에 있어서, 전(全) 유저장치를 대상으로서 스케줄링을 수행하는 것이 아니라, 해당 서브프레임에 대응하는 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질이, 다른 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질보다도 좋은 유저장치를 대상으로서 스케줄링을 수행하도록 해도 좋다. 이 경우, CQI정보 전환부(206n)는, 수신품질이 좋은 CQI 측정용 파일럿신호가 송신된 송신안테나에 대응하는 서브프레임 번호가 입력된 경우에, CQI정보를 스케줄러(202)에 입력한다. 스케줄러(202)는, 각 서브프레임에 있어서, 해당 서브프레임에 대응하는 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질이, 다른 송신안테나로부터 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질보다도 좋은 유저장치를 대상으로서 스케줄링을 수행한다.
예를 들어, 기지국장치(200)는, 유저장치(100n)의 송신안테나 #1에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호 쪽의 게인이 높을 때는 홀수의 서브프레임 번호일때만 스케줄링을 수행하고, 유저장치(100n)의 송신안테나 #2에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호 쪽의 게인이 높을 때는 짝수의 서브프레임 번호일 때만 스케줄링을 수행한다.
그 결과, 유저장치(100n)는, 서브프레임 번호가 홀수인 경우에 스케줄링이 수행된 경우는 송신안테나 #1로부터 송신을 수행하고, 서브프레임 번호가 짝수인 경우에 스케줄링이 수행된 경우는 송신안테나 #2로부터 송신을 수행한다. 이와 같이 함으로써, 항상 수신품질이 양호한 송신안테나를 선택할 수 있다.
또, 유저장치(100n)가 복수의 RF 회로를 가지는 경우에도, 서브프레임 번호와, 송신안테나 번호와의 조합을 미리 결정하고, 이에 기초하여 송신안테나의 조합을 설정하여, 게인이 높은 서브프레임 번호의 경우에 스케줄링을 수행함으로써, 항상 수신품질이 양호한 송신안테나를 선택할 수 있다.
다음으로, 다른 실시 예에 의한 무선통신시스템에 대해서 설명한다.
본 실시 예에 의한 무선통신시스템의 구성은 도 7을 참조하여 설명한 구성과 마찬가지이며, 기지국장치 및 유저장치의 구성은 각각 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 구성과 같다.
본 실시 예에 의한 무선통신시스템에서는, 상술한 실시 예와 마찬가지로, 유저장치(100n)는, M개의 송신안테나를 가진다. 기지국장치(200)는, '서브프레임 번호 ％M(단, 서브프레임 번호 ％M＝0일 때는 M)의 값으로 송신안테나 번호를 설정한다.
또한, 기지국장치(200)는, 스케줄링부(202)에 있어서, 유저장치(100n)의 송신안테나에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질이, 다른 송신안테나에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질보다도 높은 경우에는, 상기 송신안테나에 대응하는 서브프레임에 우선적으로 할당한다. 즉, 수신품질이 가장 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나에 대응하는 서브프레임에 우선적으로 할당한다. 그러나, 또한 송신데이터가 있는 경우에는, 다른 송신안테나에 의해 송신된 CQI 측정용 파일럿신호의 수신품질 중, 수신품질이 좋은 쪽부터 순서대로 상기 수신품질에 대응하는 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나에 대응하는 서브프레임에 할당한다.
구체적으로는, 수신품질이 가장 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나가 송신 안테나 #1인 경우에는, 서브프레임 번호 ％M＝1에 대응하는 서브프레임에 대해서 우선적으로 할당을 수행한다. 그러나, 송신해야 하는 데이터량이 많은 경우는, 서브프레임 번호 ％M＝1에 대응하는 서브프레임 뿐 아니라, 수신품질이 두 번째로 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나에도 보조적으로 스케줄링을 수행하고, 할당한다. 예를 들어, 수신품질이 두 번째로 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나가 송신안테나 #2인 경우에는, 서브프레임 번호 ％M＝2에 대응하는 서브프레임에도 보조적으로 스케줄링을 수행하고, 할당한다.
또, 요구되는 지연시간을 만족시킬 수 없는 경우에, 서브프레임 번호 ％M＝1에 대응하는 서브프레임 뿐 아니라, 서브프레임 번호 ％M＝2에 대응하는 서브프레임에도 보조적으로 스케줄링을 수행하고, 할당하도록 해도 좋다.
또한, 서브프레임 번호 ％M＝2에 대응하는 서브프레임에도 보조적으로 스케줄링을 수행하고, 할당하도록 해도, 송신기회가 부족한 경우는, 수신품질이 세 번째로 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나에도 보조적으로 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 수신품질이 세 번째로 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나가 송신안테나 #3인 경우에는, 서브프레임 번호 ％M＝3의 서브프레임에도 보조적으로 스케줄링을 수행한다.
즉, 수신품질이 좋은 CQI 측정용 파일럿신호를 송신한 송신안테나에 대응하는 서브프레임부터 순서대로 할당한다.
이와 같이 구성함으로써, 송신기회를 증대시킬 수 있기 때문에, 데이터 송신지연을 상술한 실시 예와 비교해서 저감할 수 있다. 또, 데이터 송신량에 따른 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 다른 실시 예에 의한 무선통신시스템에 대해서 설명한다.
본 실시 예에 의한 무선통신시스템의 구성은 도 7을 참조하여 설명한 구성과 마찬가지이며, 유저장치의 구성은 도 11을 참조하여 설명한 구성과 같다.
본 실시 예에 의한 무선통신시스템에서는, 상술한 실시 예에 있어서, 상위 레이어에서의 제어에 의해, 상술한 개루프 제어와 1 안테나송신을 전환하도록 한 것이다.
본 실시 예에 의한 기지국장치(200)에 대해서, 도 13을 참조하여 설명한다.
본 실시 예에 의한 기지국장치(200)는, 도 10을 참조하여 설명한 기지국장치에 있어서, 송신 다이버시티 적용 판단수단으로서의 송신 제어부(210)와, 통지수단으로서의 하향 제어신호 생성부(212)를 구비한다.
송신 제어부(210)에는, 상향링크 평균 수신전력과, 최대 도플러 주파수가 입력된다. 송신 제어부(210)는, 입력된 상향링크 평균 수신전력 및/또는 최대 도플러 주파수에 기초하여, 개루프 제어를 수행할지, 1 안테나송신을 수행할지를 결정한다. 예를 들어, 송신 제어부(210)는, 상향링크 평균 수신전력에 기초하여, 상기 상향링크 평균 수신전력이 높고 수신품질이 좋은 경우에는 1 안테나송신을 적용하는 것을 결정하고, 상기 상향링크 평균 수신전력이 낮고 수신품질이 나쁜 경우에는 개루프 제어를 적용하는 것을 결정한다. 구체적으로는, 상기 상향링크 평균 수신전력이 미리 결정되는 소정의 임계값 이상인 경우에 1 안테나송신을 적용하는 것을 결정하고, 상기 소정의 임계값 미만인 경우에 개루프 제어를 수행하는 것을 결정한다. 또, 송신 제어부(210)는, 최대 도플러 주파수에 기초하여, 상기 최대 도플러 주파수가 높고 유저장치(100n)가 고속이동하고 있다고 판단되는 경우에는 1 안테나송신을 적용하는 것을 결정하고, 상기 최대 도플러 주파수가 낮고 유저장치(100n)가 저속이동하고 있다고 판단되는 경우에는 개루프 제어를 적용하는 것을 결정한다. 구체적으로는, 상기 최대 도플러 주파수가 미리 결정되는 소정의 임계값 이상인 경우에 1 안테나송신을 적용하는 것을 결정하고, 상기 소정의 임계값 미만인 경우에 개루프 제어를 수행하는 것을 결정한다. 송신 제어부(210)는, 개루프 제어를 적용할지 1 안테나송신을 적용할지의 결정결과를, 하향 제어신호 생성부(212) 및 CQI정보 전환부(2061-206n)에 입력한다.
CQI정보 전환부(2061-206n)는, 입력된 결정결과에 기초하여, 개루프 제어가 적용되는 경우에는, 상술한 실시 예와 같은 처리를 수행한다. 또, CQI정보 전환부(2061-206n)는, 입력된 결정결과에 기초하여, 1 안테나송신이 적용되는 경우에는, 1 안테나송신을 수행하는 경우에 송신하는 안테나로서 미리 결정되는 송신안테나에 대응하는 CQI정보를 스케줄러(202)에 입력한다.
하향 제어신호 생성부(212)는, 입력된 결정결과를 유저장치(100n)로 통지한다. 예를 들어, L2/L3의 제어정보로서 통지하도록 해도 좋다.
본 실시 예에 의하면, 충분한 수신품질을 얻을 수 있는 환경에서는 1 안테나송신에 의해 자유도가 높은 스케줄링을 수행하는 것을 우선할 수 있다. 여기서, 자유도에는, 저지연 등이 포함된다. 또, 1 안테나송신에 의해, 할당이 복수 서브프레임에 걸쳐서 연속적이 되기 때문에, 다른 유저에 끼치는 간섭의 시간변동을 저감할 수 있다.
본 실시 예에 의하면, 기지국장치는, 물리 하향링크 제어채널에 대한 정보의 추가·변경없이, 상향링크 송신에, 보다 게인이 높은 송신안테나를 유저장치에 사용시킬 수 있다. 또, 스케줄링이 적용되는 경우에, 송신안테나 다이버시티에 의한 이득과, 유저간 다이버시티에 의한 수신품질의 개선을 도모할 수 있다.
상술한 실시 예에 있어서는, Evolved UTRA and UTRAN(다른 이름: Long Term Evolution, 혹은, Super 3G)이 적용되는 시스템에 있어서의 예를 기재했으나, 본 발명에 의한 유저장치 및 무선통신시스템은, 상향링크에 안테나 선택 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서 적용하는 것이 가능하다. 하나의 RF 회로를 탑재하는 유저장치 뿐 아니라, 송신안테나 수보다도 적은 개수의 RF 회로를 탑재하는 유저장치에도 적용할 수 있다.
설명의 편의상, 발명의 이해를 돕기 위해 구체적인 수치 예를 이용하여 설명되나, 특별한 단서가 없는 한, 그들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며 적절한 어떠한 값이 사용되어도 좋다.
이상, 본 발명은 특정의 실시 예를 참조하면서 설명되어 왔으나, 각 실시 예는 단순한 예시에 지나지 않으며, 당업자는 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등을 이해할 것이다. 설명의 편의상, 본 발명의 실시 예에 의한 장치는 기능적인 블록도를 이용해서 설명되었으나, 그와 같은 장치는 하드웨어로, 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 실현되어도 좋다. 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신에서 일탈하지 않고, 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등이 포함된다.
본 국제출원은 2007년 9월 27일에 출원한 일본국 특허출원 제2007-252474호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 2007-252474호의 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.
50 셀
100n(1001, 1002, …, 100n) 유저장치
102M(1021, 1022, …, 102M) 송신안테나
104 송신안테나 전환부
106 RF 송신회로
108 송신안테나 결정부
200 기지국장치
202 스케줄러
204n(2041, …, 204n) CQI 입력부
206n(2061, …, 206n) CQI정보 전환부
208nM(20811, …, 208nM) CQI정보 기억부
210 송신 제어부
212 하향 제어신호 생성부
300 액세스 게이트웨이 장치
400 코어 네트워크
1000 무선통신시스템

Claims (5)

  1. 상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 기지국장치에 있어서,
    유저장치는, 복수의 안테나를 구비하며, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신하고, 상기 복수의 안테나와 상향링크에서 송신되는 서브프레임이 대응지어지고,
    측정된 상기 레퍼런스 시그널의 수신레벨을, 각 유저장치의 안테나마다 기억하는 수신레벨 기억수단;
    상기 수신레벨 기억수단에 있어서 기억된 각 유저장치의 안테나마다 송신된 레퍼런스 시그널의 수신레벨에 기초하여, 상기 안테나와 대응지어진 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링을 수행하는 스케줄러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신레벨 기억수단은, 안테나마다 송신된 레퍼런스 시그널의 수신레벨 중, 가장 수신레벨이 좋은 안테나에 대응하는 서브프레임의 스케줄링이 수행되는 경우에, 상기 수신레벨을 상기 스케줄러에 입력하고,
    상기 스케줄러는, 상기 수신레벨 기억수단에 의해 입력된 수신레벨에 기초하여, 상기 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  3. 제 1 또는 제 2항에 있어서,
    상향링크의 평균 수신전력 및/또는 최대 도플러 주파수에 기초하여, 상기 송신 다이버시티를 적용할지 여부를 판단하는 송신 다이버시티 적용 판단수단;
    상기 판단결과를 유저장치로 통지하는 통지수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  4. 상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 유저장치에 있어서,
    상기 유저장치는, 복수의 안테나를 구비하며, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신하고,
    기지국장치는, 상기 복수의 안테나와 대응지어진 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링을 수행하고,
    상기 기지국장치에 의해 통지된 서브프레임마다 할당된 리소스 유닛에 대해서, 송신데이터를 맵핑하는 맵핑수단;
    상기 서브프레임에 대응하는 안테나에서, 상기 맵핑된 송신데이터를 송신하는 송신수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 유저장치.
  5. 상향링크에 있어서 송신 다이버시티가 적용되는 무선통신시스템에 있어서의 통신제어방법에 있어서,
    복수의 안테나를 구비하는 유저장치가, 상기 복수의 안테나를 전환해서 상향링크에서 레퍼런스 시그널을 송신하는 레퍼런스 시그널 송신단계;
    기지국장치가, 측정된 상기 레퍼런스 시그널의 수신레벨을, 각 유저장치의 안테나마다 기억하는 수신레벨 기억단계;
    상기 기지국장치가, 상기 수신레벨 기억단계에 있어서 기억된 각 유저장치의 안테나마다 송신된 레퍼런스 시그널의 수신레벨에 기초하여, 상기 안테나와 대응지어진 서브프레임에 할당할 유저장치를 결정하는 스케줄링단계;를 가지는 것을 특징으로 하는 송신제어방법.
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