WO2014021008A1 - 基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法 Download PDF

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WO2014021008A1
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聡 永田
祥久 岸山
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04W16/28Cell structures using beam steering

Definitions

  • the present invention relates to a base station apparatus, a user terminal, a communication system, and a communication control method in a next generation mobile communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Based
  • MIMO Multi Input Multi Output
  • a plurality of transmission / reception antennas are prepared in a transceiver, and different information sequences are transmitted simultaneously from different transmission antennas on the transmission side.
  • information sequences transmitted at the same time are separated and detected by utilizing the fact that different fading fluctuations occur between transmission / reception antennas.
  • transmission information sequences for the same user are transmitted separately from single-user MIMO (SU-MIMO (Single User MIMO)) in which transmission information sequences for the same user are transmitted simultaneously from different transmission antennas.
  • Multi-user MIMO MU-MIMO (Multiple User MIMO)
  • SU-MIMO and MU-MIMO an optimum PMI (Precoding Matrix Indicator) corresponding to the control amount (precoding weight) of the phase and amplitude to be set for the antenna is selected from the codebook, and this is channel information (CSI: Channel State Information (Feedback) is fed back to the transmitter.
  • CSI Channel State Information
  • LTE-A LTE advanced or LTE enhancement
  • MIMO 3D MIMO using this
  • Beam forming MIMO
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a base station device, a user terminal, a communication system, and a communication control method that can cope with diversification of communication.
  • the communication system of the present invention includes a mapping processing unit that maps a downlink measurement target signal to a frequency band different from a frequency band used for transmission of downlink shared channel data, and a frequency band mapped by the mapping processing unit.
  • a base station apparatus comprising: a transmission unit that transmits a downlink measurement target signal; and a reception unit that receives the downlink measurement target signal in a frequency band different from a frequency band used for transmission of downlink shared channel data; And a user terminal including a measurement unit that performs measurement processing based on the downlink measurement target signal received by the reception unit.
  • the present invention it is possible to provide a base station device, a user terminal, a communication system, and a communication control method that can cope with diversification of communication.
  • FIG. 1 shows beam forming for giving a directivity in the vertical direction to a beam transmitted from the base station apparatus eNB and MIMO using the beam forming (for example, sometimes referred to as 3D MIMO / beam forming) are shown.
  • FIG. 2 shows beam forming that generates a large amount of beams from antenna elements that are miniaturized in a high frequency band and MIMO that uses the beam forming (for example, Massive-antenna MIMO / beam forming). Yes.
  • a large number of beams are generated from antenna elements that are miniaturized in a high frequency band.
  • a beam corresponding to the maximum number of antenna elements can be generated by changing the transmission weight for each antenna element.
  • Massive-antenna MIMO / beamforming a decrease in antenna gain in each antenna element is compensated by a large amount of beamforming gain.
  • Such a base station apparatus eNB includes an array antenna including a plurality of antenna elements divided into at least one group corresponding to each of N communication types, where N is an integer of 2 or more. First, a plurality of communication types provided by this array antenna will be described.
  • FIG. 3A is a conceptual diagram of an array antenna provided in a base station apparatus eNB to which 3D MIMO / beamforming is applied.
  • the array antenna 10 is composed of a plurality of antenna elements 11 arranged in one line in one direction.
  • FIG. 3A illustrates 16 antenna elements 11.
  • the array antenna 10 is composed of a polarization antenna that combines a vertically polarized antenna 10a and a horizontally polarized antenna 10b.
  • FIG. 3B is a conceptual diagram showing the vertically polarized antenna 10a alone
  • FIG. 3C is a conceptual diagram showing the horizontally polarized antenna 10b alone.
  • each antenna element 11 is composed of a set of a vertical polarization element 11V and a horizontal polarization element 11H.
  • the array antenna 10 of the radio base station is vertically installed will be described.
  • the array antenna 10 may be arranged obliquely (including laterally) depending on the environment.
  • the first communication type is a type in which one antenna branch is constituted by the whole antenna by forming one group A by the whole antenna elements 11 constituting the array antenna 10.
  • the second communication type is a type in which two antenna branches are formed by the whole antenna by forming two groups B1 and B2 that divide the array antenna 10 into two vertically.
  • the third communication type is a type in which four antenna branches are formed by forming four groups C1, C2, C3, and C4 that divide the array antenna 10 vertically into four.
  • the first to third communication types are exemplified, but any number of communication types can be set according to the number of divisions in the vertical direction of the antenna elements 11 constituting the array antenna 10. Further, the maximum number of branches can be appropriately selected according to the antenna element 11.
  • the first communication type has the longest antenna length constituting one branch (the number of antenna elements is the largest). As the number of antenna branches increases, the antenna length per branch decreases (the number of antenna elements decreases). In general, when a beam is formed by an array antenna, the antenna gain increases and the beam width can be reduced as the number of antenna elements per branch increases. Therefore, in the first communication type, since the entire antenna is configured by one antenna branch, the antenna gain is maximized and a sharp beam toward the cell edge can be formed. In the second communication type, since the number of antenna elements per branch is half, the antenna gain is reduced and the beam width is increased as compared with the first communication type. In the third communication type, the number of antenna elements per branch is further reduced to 1 ⁇ 2 from the second communication type, so that the antenna gain is reduced and the beam width is larger than that of the second communication type. Become.
  • the branch configuration of the array antenna 10 can be switched by a precoding weight (hereinafter simply referred to as “weight”).
  • weight a precoding weight
  • the array antenna 10 receives a transmission signal weighted for each group and inputs it to the antenna element 11.
  • Arbitrary antenna branches can be configured by the array antenna 10 by controlling the weight.
  • FIG. 4 shows a configuration in which two transmission signals S1 and S2 can be synthesized, the maximum number of synthesis is not limited to this. For example, when providing 8-antenna port transmission, it is desirable to be able to synthesize four transmission signals S1 to S4.
  • the transmission signals S1 to S4 may be the same signal, and the branch configuration set in the array antenna 10 varies depending on the content of the weight applied to the transmission signal.
  • the signal S1 is input.
  • one beam having the maximum antenna gain and the minimum beam width can be formed. Since one beam is formed by each of the vertical polarization antenna 10a and the horizontal polarization antenna 10b, two beams are formed by the antenna device (array antenna 10).
  • the first communication type can provide 2-antenna port transmission. If the user terminal UE supports 2 ⁇ 2 MIMO transmission, 2 ⁇ 2 MIMO transmission can be realized. Further, if the user terminal has a configuration of one antenna transmission, two-antenna transmission and one-antenna reception can be realized, and spatial frequency transmission diversity by SFBC (Space-Frequency Block Coding) can be realized.
  • SFBC Space-Frequency Block Coding
  • the weights (W11, W12) (0, 0) for invalidating the antenna elements 11 constituting the group B1 are multiplied, and the weights (W13, W1) for the antenna elements 11 constituting the group B2 are validated.
  • W14) The transmission signal S2 multiplied by (1, 1) is input.
  • the beam 1 and the beam 2 can be formed by the two antenna branches corresponding to the groups B1 and B2.
  • the vertical polarization antenna 10a forms the beam 1 and the beam 2
  • the horizontal polarization antenna 10b forms the beam 3 and the beam 4 at the same time
  • the array antenna 10 can form a total of four beams in parallel. By directing the four beams formed in parallel to the same area in cell C, four antenna port transmission is provided. If the user terminal supports 4 ⁇ 4 MIMO transmission, 4 ⁇ 4 MIMO transmission can be realized.
  • the array antenna 10 can form four beams by changing the weight W for each branch constituting the groups C1, C2, C3, and C4. Since the vertically polarized antenna 10a forms 4 beams and the horizontally polarized antenna 10b forms 4 beams at the same time, the array antenna 10 can form a total of 8 beams in parallel. By directing the 8 beams formed in parallel to the same area in the cell, 8 antenna port transmission is provided.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a vertical sectorized beam formed by the array antenna 10 of the base station apparatus eNB to which 3D MIMO / beamforming is applied.
  • the array antenna 10 is arranged to extend in the vertical direction, a plurality of beams that sectorize the space in the vertical direction can be formed, but depending on the inclination of the array antenna 10, it is not necessarily sectorized in the vertical direction.
  • Beam forming Thereby, the vertical polarization antenna 10a forms the beam V1 corresponding to the transmission signal S1, and the horizontal polarization antenna 10b forms the beam H1 corresponding to the transmission signal S1. Since the entire array antenna 10 constitutes one antenna branch, the beams V1 and H1 having the maximum antenna gain and the minimum beam width can be formed like the beam formed by the communication type 1 described above.
  • the base station apparatus eNB transmits the beams V1 and H1 toward the cell edge. Two-antenna port transmission is provided by a beam group G1 in which beams V1 and H1 having the same tilt angle toward the cell edge are combined.
  • the symbol “a” indicates a phase difference
  • “j” indicates a complex conjugate.
  • the tilt angles of the beams V1 and H1 vary depending on the phase difference “a” between adjacent branches. The tilt angle increases in proportion to the increase in the phase difference “a” between adjacent branches.
  • the vertical polarization antenna 10a forms a beam V2 corresponding to the transmission signal S2
  • the horizontal polarization antenna 10b forms a beam H2 corresponding to the transmission signal S2.
  • the base station apparatus eNB sets the tilt angles for transmitting the beams V2 and H2 toward the cell center.
  • Two-antenna port transmission is provided by a beam group G2 in which beams V2 and H2 having the same tilt angle toward the cell center are combined.
  • the tilt angle toward the position closer to the cell center is set by setting the tilt angles (phase difference a) of the beams V2 and H2 to a large value.
  • a beam group G1 (two antenna port transmissions) directed to the cell edge by the base station apparatus eNB and a beam group G2 (two antenna ports) directed to the cell center. Transmission) can be formed in parallel.
  • the array antenna 10 can form a beam group G1 or G2 toward each vertical sector by dividing the cell space into a plurality of sectors in the vertical direction and making the tilt angles of the beam group G1 and the beam group G2 different. If the space is not vertically sectorized, one beam group can be directed to the first area and the other beam group can be directed to the second area.
  • the antenna configuration of the base station apparatus eNB to which Massive-antenna MIMO / beamforming shown in FIG. 2 is applied is a base station to which 3D MIMO / beamforming is applied, except that the number of antenna elements increases significantly. It has the same configuration as the antenna configuration of the device eNB.
  • a weight is selected for each user terminal UE to be communicated, and the selected weight is multiplied by a transmission signal and transmitted on the downlink.
  • the amount of signaling from the base station apparatus eNB to the user terminal UE can be significantly increased.
  • the present inventors have described how to include a synchronization signal, a broadcast signal, and the like. The present invention has been achieved by paying attention to the technical problem of appropriately transmitting the link measurement target signal.
  • the essence of the present invention is that the downlink measurement target signal is precoded using the precoding weight for the downlink measurement target signal and transmitted to the user terminal, and the user terminal uses the precoding weight. Then, a downlink measurement target signal is demodulated, and measurement processing is performed based on the downlink measurement target signal.
  • a signal that is transmitted from the base station apparatus eNB and needs to be subjected to some measurement processing by the user terminal UE is referred to as a “downlink measurement target signal” or simply a “measurement target signal”.
  • the downlink measurement target signal includes, for example, a synchronization signal, a broadcast signal, a control signal, a paging signal, and the like, but is not limited thereto.
  • the downlink measurement target signal may include an arbitrary signal that needs to be measured by the user terminal UE and is not precoded by a precoding weight (hereinafter simply referred to as “weight”).
  • PSS / SSS Primary Synchronization Signal / Secondary Synchronization Signal
  • the broadcast signal includes a master information block (MIB) and a system information block (SIB).
  • the control signal includes PDCCH (Physical Downlink Control Channel) and ePDCCH (enhanced PDCCH).
  • ePDCCH uses a predetermined frequency band in a PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) area (data signal area) as a PDCCH area (control signal area).
  • the ePDCCH allocated to the PDSCH region is demodulated using DM-RS (Demodulation-Reference Signal).
  • DM-RS Demodulation-Reference Signal
  • ePDCCH may be referred to as FDM type PDCCH or UE-PDCCH.
  • the base station apparatus eNB performs precoding on the downlink measurement target signal using the weight for the downlink measurement target signal and transmits the downlink measurement target signal to the user terminal UE.
  • a communication system is provided that demodulates a downlink measurement target signal using the weight and performs a measurement process based on the downlink measurement target signal.
  • the base station apparatus eNB performs precoding on the downlink measurement target signal using the weight for the downlink measurement target signal and transmits the downlink measurement target signal to the user terminal UE.
  • demodulation is performed using the downlink measurement target signal weight, and measurement processing is performed based on the demodulated downlink measurement target signal. For this reason, since precoding and demodulation for a downlink measurement target signal can be performed using a common weight in the base station apparatus eNB and the user terminal UE, the downlink shared data channel signal and the downlink measurement target signal Can be properly identified.
  • the base station apparatus eNB can perform precoding on the downlink measurement target signal using one or more predetermined weights as the weights for the downlink measurement target signal.
  • the process of generating the weight can be omitted, and the occurrence of malfunctions and the like due to selection of an incorrect weight can be suppressed. .
  • the base station apparatus eNB can perform a precoding on a downlink measurement target signal by selecting a specific weight from one or a plurality of predetermined weights. For example, the base station apparatus eNB can switch between (1) a method for selecting a common weight for a specific user terminal UE and (2) a method for selecting a unique weight for each user terminal UE. In the former, since a weight common to a specific user terminal UE is selected, a weight suitable for the attribute of the specific user terminal UE can be selected. On the other hand, in the latter, since a unique weight is selected for each user terminal UE, each user terminal UE can reliably demodulate a downlink measurement target signal.
  • a method for selecting all user terminals UE as a specific user terminal UE (1a) a method for selecting all user terminals UE as a specific user terminal UE, or (1b) a group based on a certain criterion
  • a weight common to all user terminals UE is used. This eliminates the need for weight selection control and reduces the number of weights used for precoding.
  • a common weight is used for each user terminal UE belonging to each group. For this reason, the weight suitable for the attribute (for example, position) of the user terminal UE which belongs to each group can be selected.
  • the user terminals UE for a certain reference for grouping the user terminals UE, for example, a method for grouping based on the position of the user terminal UE, or an antenna constituting an array antenna of the base station apparatus eNB A method of grouping on the basis of the element type is conceivable.
  • the weight suitable for the user terminal UE geographically close can be selected.
  • the latter case for example, user terminals UE that receive signals from a common antenna element belong to the same group. For this reason, an optimal weight can be selected when different weights are selected according to the type of antenna element when 3D MIMO / beamforming or Massive-antenna MIMO / beamforming is applied.
  • the base station apparatus eNB can perform precoding using the same weight selected for all signals included in the downlink measurement target signal. In addition, it is also possible to perform precoding only on some of the signals included in the downlink measurement target signal using the selected weight. For example, when the downlink measurement target signal includes a synchronization signal, a broadcast signal, a control signal, and a paging signal, the base station apparatus eNB performs precoding using a weight selected only for the synchronization signal and the broadcast signal. It can be carried out. Thereby, since it is possible to perform precoding with a weight selected only for a specific measurement target signal, only necessary measurement target signals are assumed on the assumption that the specific measurement target signal is shared with the user terminal UE. Can be transmitted to the user terminal UE.
  • the base station apparatus eNB selects the weight selected by the methods (1) and (2), the specific user terminal UE determined by the methods (1a) and (1b), and the (1b)
  • the group selected by this method may be switched in the time, frequency, and spatial domain.
  • a specific user terminal UE may be selected and switched.
  • the base station apparatus eNB determines the weight when the weight selection method is switched between the methods (1) and (2), or a specific user terminal determined by the methods (1a) and (1b). You may make it notify information, such as UE and the group selected by the method of said (1b), to user terminal UE. For example, such information can be notified using an upper layer signaling signal (for example, RRC signaling). Further, it is also possible to notify these information using a broadcast signal or a downlink control channel signal (PDCCH). By notifying the selected weight or the selected specific user terminal UE, information necessary for demodulating the measurement target signal can be reliably shared with the notified user terminal UE.
  • an upper layer signaling signal for example, RRC signaling
  • PDCCH downlink control channel signal
  • the user terminals UE when they are grouped, they can be divided into a predetermined number of groups. For example, ten groups can be determined in advance and grouped into groups based on the position of the user terminal UE. In this case, it is not necessary to notify the information such as the group selected from the base station apparatus eNB by grasping in advance the weights used in each of the ten groups by the user terminal UE. Thereby, although the load of the measurement process in the user terminal UE increases, the amount of signaling from the base station apparatus eNB to the user terminal UE can be reduced.
  • the user terminal UE holds a weight for a downlink measurement target signal in advance or receives a notification of a weight selected by the base station apparatus eNB. Then, in the communication process with the base station apparatus eNB, the user terminal UE demodulates the downlink measurement target signal using the weight, and performs measurement processing based on the downlink measurement target signal. Also, the user terminal UE can transmit (feedback) the measurement result to the base station apparatus eNB according to the type of the downlink measurement target signal.
  • the user terminal UE When the methods (1) and (2) are selected in the base station apparatus eNB, the user terminal UE performs downlink measurement using a predetermined weight or a weight notified by higher layer signaling or the like.
  • the target signal can be demodulated.
  • the user terminal UE demodulates the downlink measurement target signal using a predetermined weight. This is because in these cases, the load based on the measurement process in the user terminal UE is relatively small.
  • the method (1b) when the method (1b) is selected, it is preferable that the user terminal UE specifies the downlink measurement target signal using the weight notified by higher layer signaling or the like. This is because the load based on the measurement process in the user terminal UE is relatively large in this case.
  • the measurement process for the downlink measurement target signal in the user terminal UE will be described.
  • the measurement processing performed in the user terminal UE differs in processing required depending on the type of downlink measurement target signal.
  • the content of the measurement process will be described with reference to the communication process between the user terminal UE and the base station apparatus eNB.
  • a downlink measurement target signal includes a synchronization signal, a broadcast signal, a control signal, and a paging signal.
  • the following procedure occurs in order for the user terminal UE to start transmission / reception of a data channel / control channel with the base station apparatus eNB.
  • the user terminal UE When the user terminal UE receives a synchronization signal from the base station apparatus eNB, the user terminal UE establishes synchronization with the base station apparatus eNB.
  • the synchronization signal can be precoded by the weight selected by the base station apparatus eNB.
  • the user terminal UE demodulates the synchronization signal using a predetermined weight or a weight notified by higher layer signaling or the like, and performs a measurement process based on the demodulated synchronization signal, whereby a base station apparatus Establish synchronization with the eNB. That is, the measurement process for the synchronization signal corresponds to a process for detecting the synchronization signal prior to establishment of synchronization.
  • the user terminal UE measures the received signal power from the base station apparatus eNB (MEASUREMENT). Similar to the synchronization signal, the broadcast signal can be precoded with the weight selected by the base station apparatus eNB. In the user terminal UE, the broadcast signal is demodulated using a predetermined weight or a weight notified by higher layer signaling, and the received signal power from the base station apparatus eNB is calculated based on the demodulated broadcast signal. taking measurement. That is, the measurement process for the broadcast signal corresponds to a process for measuring the received signal power from the base station apparatus eNB based on the broadcast signal. Note that the user terminal UE measures received signal power for a plurality of cells, and transmits (feeds back) the measurement result to the base station apparatus eNB as a MEASUREMENT report.
  • the user terminal UE receives the downlink reference signal (CSI-RS), measures the channel quality, and feeds back CSI information (CQI, PMI, RI) to the base station apparatus eNB.
  • CSI-RS downlink reference signal
  • CQI, PMI, RI CSI information
  • the base station apparatus eNB allocates resources based on CSI information to the data signal / control signal transmitted to the user terminal UE, and the data signal / control signal to the user terminal UE. Send. Similar to the synchronization signal and the broadcast signal, the control signal can be precoded with the weight selected by the base station apparatus eNB. In the user terminal UE, the control signal is demodulated using a predetermined weight or a weight notified by higher layer signaling or the like, and a measurement process is performed based on the demodulated control signal. Get included control information. That is, the measurement process for the control signal corresponds to a process for detecting the control signal prior to acquisition of the control information.
  • the base station apparatus eNB transmits a paging signal (paging channel) to the user terminal UE. Similar to the synchronization signal and the broadcast signal, the paging signal can be precoded by the weight selected by the base station apparatus eNB. In the user terminal UE, the paging signal is demodulated by using a predetermined weight or a weight notified by higher layer signaling or the like, and a measurement process is performed based on the demodulated paging signal. Get the included paging message. That is, the measurement process for the paging signal corresponds to a process for detecting the paging signal prior to acquisition of the paging message.
  • precoding and demodulation for the downlink measurement target signal are performed using a weight common to the base station apparatus eNB and the user terminal UE. Therefore, it is possible to appropriately identify the downlink shared data channel signal and the downlink measurement target signal.
  • a new communication method such as 3D MIMO / beamforming or Massive-antenna MIMO / beamforming is applied
  • user equipment appropriately transmits downlink measurement target signals including synchronization signals and broadcast signals. Can be sent to the UE. As a result, the original performance of the communication system to which these new communication methods are applied can be sufficiently exhibited.
  • a downlink measurement target signal is mapped from the base station apparatus eNB to a frequency band different from the frequency band used for transmission of the downlink shared channel data and transmitted to the user terminal UE.
  • a communication system in which a terminal UE receives a downlink measurement target signal in a frequency band different from the frequency band for downlink shared channel data, and performs measurement processing based on the downlink measurement target signal.
  • the downlink measurement target signal includes, for example, a synchronization signal, a broadcast signal, a control signal, a paging signal, and the like, but is not limited thereto.
  • the downlink measurement target signal is mapped from the base station apparatus eNB to a frequency band different from the frequency band used for transmission of the downlink shared channel data and transmitted to the user terminal UE.
  • a downlink measurement target signal is received in a frequency band different from the frequency band for downlink shared channel data, and measurement processing is performed based on the downlink measurement target signal. For this reason, since the downlink measurement target signal can be communicated in a frequency band different from the frequency band for downlink shared channel data, the downlink shared data channel signal and the downlink measurement target signal can be appropriately identified.
  • the base station apparatus eNB uses a relatively low frequency band (for example, 2 GHz band) as a frequency band used for transmission of a downlink measurement target signal, while transmitting downlink shared channel data.
  • a relatively high frequency band (for example, 3.5 GHz band) can be used as the frequency band to be used.
  • the base station apparatus eNB can transmit the downlink shared channel data by applying 3D MIMO / beam forming or Massive-antenna MIMO / beam forming to a relatively high frequency band.
  • the frequency band utilized by the existing LTE system can be utilized for a relatively low frequency band.
  • the base station apparatus eNB uses a predetermined frequency band as a frequency band used for transmission of downlink measurement target signals and a frequency band used for transmission of downlink shared channel data. be able to.
  • the user terminal UE since the downlink measurement target signal and the frequency band for the downlink shared channel data are determined in advance, the user terminal UE reliably transmits the downlink shared data channel signal and the downlink measurement target signal. Can be properly identified.
  • the base station apparatus eNB selects, from a predetermined frequency band, a frequency band used for transmission of the downlink measurement target signal and a frequency band used for transmission of the downlink shared channel data. can do.
  • a frequency band suitable for the downlink measurement target signal can be selected, A downlink measurement target signal can be effectively transmitted to the user terminal UE.
  • the base station apparatus eNB When the downlink measurement target signal and the downlink shared channel data frequency band are selected from a predetermined frequency band, the base station apparatus eNB notifies the user terminal UE of the selected frequency band. Also good. For example, such information can be notified using an upper layer signaling signal (for example, RRC signaling). Further, it is also possible to notify these information using a broadcast signal or a downlink control channel signal (PDCCH). By notifying the downlink measurement target signal and the frequency band for downlink shared channel data selected in this way, it is possible to reliably share information necessary for radio communication with the notified user terminal UE.
  • an upper layer signaling signal for example, RRC signaling
  • PDCCH downlink control channel signal
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a network configuration to which the communication system according to the present invention is applied.
  • FIG. 6 shows a case where the communication system according to the present invention is applied to a heterogeneous network (hereinafter referred to as “HetNet” as appropriate).
  • HetNet heterogeneous network
  • the macro cell M and the small cell S are operated at different frequencies (F1, F2).
  • carrier aggregation defined in LTE-A can be used.
  • Rel-10 stipulates carrier aggregation that bundles a plurality of component carriers (CC: Component Carrier) having a system band of an existing system (LTE) as one unit to widen the band.
  • the HetNet configuration shown in FIG. 6 is a concept in which a small cell S has no concept of a conventional cell ID and applies a radio interface (NCT: New Carrier Type) specialized for user data transmission.
  • NCT New Carrier Type
  • a new carrier (NCT) different from the existing carrier is used, but this new carrier may be called an additional carrier (Additional carrier) or an extended carrier ( It may also be called an extension carrier.
  • C (Control) -plane for transmitting a control signal and U (User) -plane for transmitting user data are separately supported by the macro cell M and the small cell S, respectively.
  • the C-plane supported by the macro cell M can be operated in the 2 GHz band
  • the U-plane supported by the small cell S can be operated in the 3.5 GHz band.
  • a downlink measurement target signal is transmitted from the base station apparatus eNB of the macro cell M, while the 3D is transmitted from the base station apparatus eNB of the small cell S.
  • Downlink shared channel data is transmitted by applying MIMO / beamforming or Massive-antenna MIMO / beamforming.
  • the 3D MIMO / beamforming or Massive-antenna MIMO / beamforming is applied to the downlink shared channel data, and the frequency band to which the new carrier type specialized for user data transmission is applied. Can be mapped and sent. Accordingly, downlink shared channel data can be transmitted while effectively using a new carrier type that does not have an existing control signal (for example, PDCCH) allocation area.
  • PDCCH existing control signal
  • the first aspect and the second aspect of the present invention are described separately, but they may be combined.
  • the control related to the first aspect and the control related to the second aspect can be switched according to a change in the communication environment.
  • the change in the communication environment may be the number of user terminals UE that are communication targets, the communication capability of the user terminals UE that are communication targets, and the like.
  • the transmission aspect of the downlink measurement target signal can be appropriately switched, thereby flexibly responding to changes in the communication environment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of the communication system 1 including the mobile station 100 and the base station 200 according to the present embodiment.
  • the communication system 1 illustrated in FIG. 7 is a system including, for example, an LTE system or SUPER 3G.
  • the mobile communication system 1 may be called IMT-Advanced or 4G.
  • the communication system 1 includes a base station 200 and a plurality of mobile stations 100 (100 1 , 100 2 , 100 3 ,..., 100 n , and n>n> 0 communicating with the base station 200. Integer).
  • Base station 200 is connected to higher station apparatus 300, and higher station apparatus 300 is connected to core network 400.
  • the mobile station 100 communicates with the base station 200 in the cell 500.
  • the upper station apparatus 300 includes, for example, an access gateway apparatus, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • the base station 200 constitutes a base station apparatus of the macro cell M or the small cell S.
  • each mobile station (100 1 , 100 2 , 100 3 ,... 100 n ) has the same configuration, function, and state, the following description will be given as the mobile station 100 unless otherwise specified.
  • the mobile station 100 wirelessly communicates with the base station 200, but more generally a user equipment (UE: User Equipment) including both a mobile terminal device and a fixed terminal device may be used. .
  • UE User Equipment
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that reduces interference between terminals by dividing a system band into bands each consisting of one or continuous resource blocks for each terminal, and a plurality of terminals using different bands. .
  • PDSCH shared by each mobile station 10 and downlink L1 / L2 control channels (PDCCH, PCFICH, PHICH) are used.
  • User data that is, a normal data signal is transmitted by this PDSCH. Transmission data is included in this user data.
  • the component carrier (CC) and scheduling information allocated to the mobile station 100 by the radio base station 200 are notified to the mobile station 100 through the L1 / L2 control channel.
  • PUSCH For the uplink, PUSCH that is shared and used by each mobile station 100 and PUCCH that is an uplink control channel are used. User data is transmitted by this PUSCH. Also, downlink radio quality information (CQI: Channel Quality Indicator) and the like are transmitted by PUCCH.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of base station 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of mobile station 100 according to the present embodiment. Note that the configurations of the base station 200 and the mobile station 100 shown in FIGS. 8 and 9 are simplified to explain the present invention, and the configurations of the normal base station device and the mobile station device are provided, respectively. It shall be.
  • a scheduler determines the number of users to be multiplexed (the number of multiplexed users) based on channel estimation values given from channel estimation units 215 # 1 to 215 # K described later. Then, uplink / downlink resource allocation contents (scheduling information) for each user are determined, and transmission data # 1 to #K for users # 1 to #K are transmitted to corresponding channel coding sections 201 # 1 to 201 # K. .
  • Transmission data # 1 to #K are channel-encoded by channel encoders 201 # 1 to 201 # K, then output to data modulators 202 # 1 to 202 # K, and data modulated. At this time, channel coding and data modulation are performed based on channel coding rates and modulation schemes provided from MIMO switching sections 221 # 1 to 221 # K described later.
  • the transmission data # 1 to #K data-modulated by the data modulators 202 # 1 to 202 # K are subjected to discrete Fourier transform by a discrete Fourier transform unit (not shown) and converted from a time-series signal to a frequency domain signal. It is output to the subcarrier mapping unit 203.
  • the subcarrier mapping unit 203 maps the transmission data # 1 to #K to subcarriers according to resource allocation information given from the resource allocation control unit 220 described later.
  • the subcarrier mapping unit 203 includes control signals # 1 to #K input from a control signal generation unit (not shown), a synchronization signal input from the synchronization signal generation unit, and a notification signal input from the notification signal generation unit.
  • the paging signal input from the paging signal generator is mapped (multiplexed) to subcarriers together with transmission data # 1 to #K. Transmission data # 1 to #K mapped to subcarriers in this way are output to precoding multiplication sections 204 # 1 to 204 #K.
  • the subcarrier mapping unit 203 uses the low frequency band (for example, the control signal, the synchronization signal, the broadcast signal, and the paging signal that configure the downlink measurement target signal in the macro cell M (for example, 2 GHz band) subcarriers.
  • subcarrier mapping section 203 maps transmission data # 1 to #K to subcarriers in a high frequency band (for example, 3.5 GHz band) operated in small cell S. That is, the subcarrier mapping unit 203 constitutes a mapping processing unit.
  • the resource allocation control unit 220 gives the resource allocation information allocated to the measurement target signal and the resource allocation information allocated to the transmission data # 1 to #K to the subcarrier mapping unit 203.
  • Precoding multiplication sections 204 # 1 to 204 # K convert transmission data # 1 to #K for each antenna TX # 1 to TX # N based on the weights given from precoding weight selection section 219 described later. Alternatively, the amplitude is shifted (weighting of antenna TX # 1 to antenna TX # N by precoding).
  • the precoding multipliers 204 # 1 to 204 # K can select the communication type (communication type 1 to communication type 3) by the weight given from the precoding weight selection unit 219, and turn on / off the vertical sectorized beam. Can be switched.
  • the transmission data # 1 to #K whose phases and / or amplitudes have been shifted by the precoding multipliers 204 # 1 to 204 # K are output to the multiplexer (MUX) 205.
  • MUX multiplexer
  • the multiplexer (MUX) 205 combines the transmission data # 1 to #K whose phase and / or amplitude has been shifted, and generates transmission signals for the antennas TX # 1 to TX # N.
  • the transmission signal generated by the multiplexer (MUX) 205 is subjected to inverse fast Fourier transform by the inverse fast Fourier transform units (IFFT) 206 # 1 to 206 # N, and converted from the frequency domain signal to the time domain signal. Then, after the CP is added by the cyclic prefix (CP) adding units 207 # 1 to 207 # N, they are output to the RF transmission circuits 208 # 1 to 208 # N.
  • IFFT inverse fast Fourier transform units
  • the antennas TX # 1 to TX # N are passed through the duplexers 209 # 1 to 209 # N. And transmitted from the antennas TX # 1 to TX # N to the mobile station 100 on the downlink.
  • the antennas TX # 1 to TX # N are configured by the array antenna 10 shown in FIG. 1, for example.
  • transmission signals transmitted from the mobile station 100 in the uplink are received by the antennas TX # 1 to TX # N, and are electrically transmitted to the transmission path and the reception path by the duplexers 209 # 1 to 209 # N.
  • the RF receiver circuits 210 # 1 to 210 # N perform frequency conversion from the radio frequency signal to the baseband signal.
  • the frequency-converted baseband signals are output to the fast Fourier transform units (FFT units) 212 # 1 to 212 # N after the CPs are removed by the CP removal units 211 # 1 to 211 # N.
  • FFT units fast Fourier transform units
  • Reception timing estimation section 213 estimates reception timing from a reference signal included in the reception signal, and notifies the CP removal sections 211 # 1 to 211 # N of the estimation result.
  • the FFT units 212 # 1 to 212 # N perform Fourier transform on the input reception signals, and convert the time series signals into frequency domain signals.
  • the received signals converted into these frequency domain signals are output to data channel signal demultiplexing sections 214 # 1 to 214 # K.
  • the data channel signal demultiplexing units 214 # 1 to 214 # K use the received signals input from the FFT units 212 # 1 to 212 # N, for example, the minimum mean square error (MMSE) or maximum likelihood estimation. It isolate
  • Channel estimation units 215 # 1 to 215 # K estimate channel states from reference signals included in the received signals separated by data channel signal separation units 214 # 1 to 214 # K, and control channel demodulation is performed on the estimated channel states. Sections 216 # 1 to 216 # K are notified.
  • the received signals related to user # 1 to user #K separated by data channel signal separation sections 214 # 1 to 214 # K are de-mapped by a subcarrier demapping section (not shown) and returned to a time-series signal. Thereafter, the data demodulation sections 217 # 1 to 217 # K demodulate the data. Transmission signals # 1 to #K are reproduced by channel decoding by channel decoding units # 1 to #K (not shown).
  • Control channel demodulation sections 216 # 1 to 216 # K demodulate control channel signals (for example, PUCCH) included in the reception signals separated by data channel signal separation sections 214 # 1 to 214 # K. At this time, control channel demodulation sections 216 # 1 to 216 # K control channels corresponding to user # 1 to user #K, respectively, based on the channel states notified from channel estimation sections 215 # 1 to 215 # K. Demodulate the signal.
  • the control channel signals demodulated by control channel demodulation sections 216 # 1 to 216 # K are output to group selection / communication type / CSI information update sections 218 # 1 to 218 # K.
  • Group selection / communication type / CSI information updating sections 218 # 1 to 218 # K receive channel state information (for example, PUCCH) included in control channel signals (for example, PUCCH) input from control channel demodulation sections 216 # 1 to 216 # K.
  • CSI channel state information
  • CSI includes PMI, RI, and CQI.
  • group selection / communication type / CSI information updating sections 218 # 1 to 218 # K hold communication type information for each mobile station 100 notified from higher station apparatus 300, and always keep the communication type information up-to-date. Update.
  • the communication type information is notified from the higher station apparatus 300 by a higher control signal, for example.
  • the group selection / communication type / CSI information updating units 218 # 1 to 218 # K select the group to which the mobile station 100 belongs according to the method (1b) above.
  • the group selection / communication type / CSI information updating units 218 # 1 to 218 # K can select the group to which the mobile station 100 belongs based on the position of the mobile station 100, or configure the array antenna 10 of the base station 200.
  • the group to which the mobile station 100 belongs can be selected based on the type of antenna element to be used.
  • the group selection / communication type / CSI information updating units 218 # 1 to 218 # K always hold information (group information) about the latest group when a group is selected.
  • the group information, CSI, and communication type information updated in the group selection / communication type / CSI information updating units 218 # 1 to 218 # K are precoding weight selection unit 219, resource allocation control unit 220, and MIMO switching unit 221 #, respectively. 1 to 221 # K.
  • Precoding weight selection section 219 performs phase for transmission data # 1 to #K based on group information, CSI and communication type information input from group selection / communication type / CSI information update sections 218 # 1 to 218 # K. And / or a weight indicating the amplitude shift amount is selected. The selected weights are output to precoding multipliers 204 # 1 to 204 # K and used for precoding transmission data # 1 to transmission data #K. These precoding weight selection section 219 and precoding multiplication sections 204 # 1 to 204 # K constitute a precoding processing section.
  • the precoding weight selection unit 219 holds in advance one or a plurality of weights to be multiplied with the downlink measurement target signal. Further, the precoding weight selection unit 219 can select a weight common to a specific mobile station 100 from weights held in advance, or can select a unique weight for each mobile station 100 ((1), ( 2) Weight selection method). Further, when determining a specific mobile station 100, the precoding weight selection unit 219 selects all the mobile stations 100 or selects one or a plurality of mobile stations 100 grouped based on a certain criterion. (UE selection method of (1a) and (1b) above). Further, when the mobile stations 100 are grouped based on a certain reference, the precoding weight selection unit 219 performs grouping based on the position of the mobile station 100 or the antenna elements constituting the array antenna of the base station 200. Can be grouped by type.
  • the resource allocation control unit 220 determines resource allocation information to be allocated to each mobile station 100 based on the CSI and communication type information input from the group selection / communication type / CSI information update units 218 # 1 to 218 # K.
  • the resource allocation information determined by the resource allocation control unit 220 is output to the subcarrier mapping unit 203 and used for mapping transmission data # 1 to transmission data #K.
  • the resource allocation control unit 220 uses resource allocation information for subcarriers in a low frequency band (for example, 2 GHz band) operated in the macro cell M as resource allocation information allocated to the measurement target signal. To decide. On the other hand, the resource allocation control unit 220 sets resource allocation information for subcarriers in a high frequency band (for example, 3.5 GHz band) operated in the small cell S as resource allocation information allocated to the transmission data # 1 to #K. decide.
  • a low frequency band for example, 2 GHz band
  • the resource allocation control unit 220 sets resource allocation information for subcarriers in a high frequency band (for example, 3.5 GHz band) operated in the small cell S as resource allocation information allocated to the transmission data # 1 to #K. decide.
  • MIMO switching sections 221 # 1-221 # K transmit data # 1-transmission data # based on CSI and communication type information input from group selection / communication type / CSI information updating sections 218 # 1-218 # K.
  • the MIMO transmission method used for K is selected. For example, if communication type 1 is designated, 2 ⁇ 2 MIMO transmission can be selected, and if communication type 2 is designated, 4 ⁇ 4 MIMO transmission can be selected. Then, channel coding rates and modulation schemes for transmission data # 1 to transmission data #K according to the selected MIMO transmission scheme are determined. The determined channel coding rates are output to channel coding sections 201 # 1 to 201 # K, respectively, and the determined modulation schemes are output to data modulation sections 202 # 1 to 202 # K, respectively.
  • the transmission signal transmitted from the base station 200 is received by the transmission / reception antennas TRX # 1 to TRX # N, and is transmitted by the duplexers 101 # 1 to 101 # N. And the receiving path are output to the RF receiving circuits 102 # 1 to 102 # N. Then, the RF receiving circuits 102 # 1 to 102 # N perform frequency conversion from the radio frequency signal to the baseband signal. Baseband signals are output to fast Fourier transform units (FFT units) 104 # 1 to 104 # N after CPs are removed by cyclic prefix (CP) removal units 103 # 1 to 103 # N.
  • FFT units fast Fourier transform units
  • Reception timing estimation section 105 estimates the reception timing from the reference signal included in the reception signal, and notifies the CP removal sections 103 # 1 to 103 # N of the estimation result.
  • the FFT units 104 # 1 to 104 # N convert the input received signals from time series signals to frequency domain signals by Fourier transform.
  • the received signal converted into the frequency domain signal is output to data channel signal separation section 106.
  • the data channel signal separation unit 106 separates the received signals input from the FFT units 104 # 1 to 104 # N by, for example, a mean square error minimum (MMSE) or maximum likelihood estimation detection (MLD) signal separation method.
  • MMSE mean square error minimum
  • MLD maximum likelihood estimation detection
  • the received signal coming from the base station 200 is separated into received signals related to the users # 1 to #K, and a received signal related to the user of the mobile station 100 (here, user k) is extracted.
  • the received signal related to user #K separated by the data channel signal separation unit 106 is demapped by a subcarrier demapping unit (not shown) and returned to a time-series signal, and then demodulated by the data demodulation unit 107. .
  • transmission signal #K is reproduced
  • the synchronization / broadcast / paging signal demodulation unit 108 demodulates the synchronization signal, the broadcast signal, and the paging signal included in the reception signal separated by the data channel signal separation unit 106.
  • the control signal demodulator 109 demodulates a control signal (for example, PDCCH) included in the received signal separated by the data channel signal separator 106.
  • control signal demodulating section 109 demodulates the control signal corresponding to user #K based on the channel state notified from a channel estimation section (not shown).
  • the synchronization signal demodulated by the synchronization / notification / paging signal demodulation unit 108, the notification signal and the paging signal, and each control signal demodulated by the control signal demodulation unit 109 are output to the measurement unit 110.
  • the synchronization / broadcast / paging signal demodulator 108 calculates one or more weights to be multiplied for the synchronization signal, broadcast signal, and paging signal that constitute the downlink measurement target signal. Hold in advance.
  • the control signal demodulator 109 holds in advance one or a plurality of weights to be multiplied with respect to the control signal constituting the downlink measurement target signal.
  • the synchronization / notification / paging signal demodulation unit 108 and the control signal demodulation unit 109 demodulate the synchronization signal, the notification signal, the paging signal, and the control signal using the weights for these measurement target signals.
  • the information (weight) notified by the higher layer signaling signal among the data signals demodulated by the data demodulation unit 107 is synchronized /
  • the information is output to notification / paging signal demodulation section 108 and control signal demodulation section 109.
  • the synchronization / broadcast / paging signal demodulation unit 108 and the control signal demodulation unit 109 demodulate the synchronization signal, the broadcast signal, the paging signal, and the control signal using the weight notified from the base station 200.
  • the higher layer among the data signals demodulated by the data demodulation unit 107 Information notified by the signaling signal (frequency band for measurement target signal or downlink shared data signal) is output to data channel signal separation section 106.
  • the data channel signal separator 106 outputs the measurement target signal separated from the received signal to the synchronization / broadcast / paging signal demodulator 108 and the control signal demodulator 109, while demodulating the data signal separated from the received signal. Output to the unit 107.
  • the measurement unit 110 performs a measurement process on the synchronization signal, the notification signal, the paging signal input from the synchronization / notification / paging signal demodulation unit 108, or the control signal input from the control signal demodulation unit 109.
  • the measurement unit 110 establishes synchronization with the base station 200 by performing measurement processing based on the synchronization signal from the synchronization / notification / paging signal demodulation unit 108.
  • a paging message included in the paging signal is acquired by performing measurement processing based on the paging signal from the synchronization / notification / paging signal demodulation unit 108.
  • the measurement unit 110 acquires control information included in the control signal by performing measurement processing based on the control signal from the control signal demodulation unit 109.
  • the received power from the base station 200 (for example, RSRP: Reference Signal Received Power) is measured based on the broadcast signal from the synchronization / broadcast / paging signal demodulation unit 108. Further, the measurement unit 110 measures channel quality (CQI) based on the reference signal transmitted from the base station 200. In addition, the measurement unit 110 selects PMI and RI based on the measured CQI. Then, CSI (CQI, PMI, RI) or RSRP is notified to the feedback signal generation unit 111 and the MIMO switching unit 112.
  • CQI channel quality
  • the feedback signal generator 111 generates a CSI feedback signal to be fed back to the base station 200.
  • the CSI feedback signal includes CQI, PMI, RI, and RSRP notified from the measurement unit 110.
  • the feedback signal (CSI feedback, RSRP feedback) generated by the feedback signal generation unit 110 is output to the multiplexer (MUX) 113.
  • the MIMO switching unit 112 selects the MIMO transmission method used for the transmission data #K based on the CQI, PMI, and RI input from the measurement unit 110. Then, the channel coding rate and modulation scheme for transmission data #K corresponding to the selected MIMO transmission scheme are determined. The determined channel coding rate is output to channel encoding section 114, and the determined modulation scheme is output to data modulation section 115.
  • transmission data #K related to user #K transmitted from the upper layer is channel-encoded by channel encoder 114 and then data-modulated by data modulator 115.
  • Transmission data #K data-modulated by data modulation section 115 is converted from a time-series signal to a frequency domain signal by a serial-parallel conversion section (not shown) and output to subcarrier mapping section 116.
  • the subcarrier mapping unit 116 maps the transmission data #K to subcarriers according to the schedule information instructed from the base station 200. At this time, subcarrier mapping section 116 maps (multiplexes) reference signal #K generated by a reference signal generation section (not shown) to subcarrier together with transmission data #K. Transmission data #K mapped to subcarriers in this way is output to precoding multiplication section 117.
  • the precoding multiplier 117 shifts the phase and / or amplitude of the transmission data #K for each of the transmission / reception antennas TRX # 1 to TRX # N. At this time, the precoding multiplier 117 shifts the phase and / or amplitude according to the weight corresponding to the PMI specified by the control signal demodulated by the control signal demodulator 109.
  • the transmission data #K whose phase and / or amplitude has been shifted by the precoding multiplier 117 is output to the multiplexer (MUX) 113.
  • the multiplexer (MUX) 113 synthesizes the transmission data #K with the phase and / or amplitude shift and the control signal generated by the feedback signal generation unit 111, and transmits the transmission data for each of the transmission / reception antennas TRX # 1 to TRX # N. Generate a signal.
  • the transmission signal generated by the multiplexer (MUX) 113 is converted from a frequency domain signal to a time domain signal by inverse fast Fourier transform in inverse fast Fourier transform sections (IFFT sections) 118 # 1 to 118 # N. Thereafter, CPs are added by CP adding sections 119 # 1 to 119 # N and output to RF transmission circuits 120 # 1 to 120 # N.
  • the transmission / reception antennas TRX # 1 to TRX # are transmitted via the duplexers 101 # 1 to 101 # N.
  • N is transmitted to the base station 200 via the uplink from the transmission / reception antennas TRX # 1 to TRX # N.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
  • the number of carriers, the carrier bandwidth, the signaling method, the number of processing units, and the processing procedure in the above description can be appropriately changed and implemented without departing from the scope of the present invention.
  • Other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

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Abstract

 通信の多様化に対応可能な基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法を提供すること。基地局装置(200)から、下りリンクの測定対象信号用のプリコーディングウェイトを用いてプリコーディング乗算部(204)で下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行ってユーザ端末に送信し、ユーザ端末において、プリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調し、復調後の下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う。

Description

基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法
 本発明は、次世代移動通信システムにおける基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法に関する。
 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)が検討されている(非特許文献1)。LTEではマルチアクセス方式として、下り回線(下りリンク)にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用い、上り回線(上りリンク)にSC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)をベースとした方式を用いている。
 LTEでは、複数のアンテナを用いてデータを送受信することでデータレート(周波数利用効率)を向上させるMIMO(Multi Input Multi Output)が規定されている。MIMOにおいては、送受信機に複数の送信/受信アンテナを用意し、送信側の異なる送信アンテナから同時に異なる情報系列を送信する。一方、受信側では、送信/受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出する。
 MIMOの伝送方式として、同一のユーザ向けの送信情報系列が、異なる送信アンテナから同時に送信されるシングルユーザMIMO(SU-MIMO(Single User MIMO))と、異なるユーザ向けの送信情報系列が、異なる送信アンテナから同時に送信されるマルチユーザMIMO(MU-MIMO(Multiple User MIMO))とが提案されている。SU-MIMO及びMU-MIMOにおいては、アンテナに設定されるべき位相及び振幅の制御量(プリコーディングウェイト)に対応する最適なPMI(Precoding Matrix Indicator)をコードブックから選択し、これをチャネル情報(CSI:Channel State Information)として送信機にフィードバックする。送信機側では、受信機からフィードバックされたPMIに基づいて各送信アンテナを制御し、送信情報系列を送信する。
 また、LTEからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継システムも検討されている(例えば、LTEアドバンスト又はLTEエンハンスメントと呼ぶこともある(以下、「LTE-A」という))。このLTE-Aのシステムにおいては、データレート(周波数利用効率)を更に高めるために、基地局装置から出力されるビームに垂直方向の指向性を持たせるビームフォーミング及びこれを利用するMIMO(3D MIMO/ビームフォーミング)の適用が検討されている。また、高周波数帯域において細小化されたアンテナ素子から大量のビームを生成するビームフォーミング及びこれを利用するMIMO(Massive-antenna MIMO/ビームフォーミング)の適用が検討されている。
 このような新たな通信方式が適用されるシステムの本来の性能を十分に発揮させるためには、同期信号や報知信号等を含む下りリンクの測定対象信号を適切に送信する必要がある。しかしながら、現状の構成では、ユーザ端末UE側で適切に同期確立できない事態も想定され、システムの本来の性能を十分に発揮することができない。
 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、通信の多様化に対応可能な基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法を提供することを目的とする。
 本発明の通信システムは、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯に下りリンクの測定対象信号をマッピングするマッピング処理部と、前記マッピング処理部でマッピングされた周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を送信する送信部とを具備する基地局装置と、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う測定部とを具備するユーザ端末とを具備することを特徴とする。
 本発明によれば、通信の多様化に対応可能な基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法を提供できる。
LTE-Aシステムへの適用が想定される通信方式(3D MIMO/ビームフォーミング)の説明図である。 LTE-Aシステムへの適用が想定される通信方式(Massive-antenna MIMO/ビームフォーミング)の説明図である。 3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置のアレーアンテナの概念図である。 アレーアンテナのアンテナ素子のグループとプリコーディングウェイトとの関係を示す図である。 アレーアンテナによって形成される垂直セクタ化ビームの概念図である。 本発明に係る通信システムが適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る通信システムのシステム構成の説明図である。 本実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。
 以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
 まず、本発明の通信システムが適用されるLTE-Aシステムへの適用が想定される通信方式について説明する。図1においては、基地局装置eNBから送信されるビームに垂直方向の指向性を持たせるビームフォーミング及びこれを利用するMIMO(例えば、3D MIMO/ビームフォーミングなどと呼ぶことがある)を示している。図2においては、高周波数帯域において細小化されたアンテナ素子から大量のビームを生成するビームフォーミング及びこれを利用するMIMO(例えば、Massive-antenna MIMO/ビームフォーミングなどと呼ぶことがある)を示している。
 図1に示すように、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される通信システムにおいては、基地局装置eNBのアンテナから、各ユーザ端末UE#0、UE#1に向けて水平方向に指向性を持ったビームが出力される。一方、各ユーザ端末UE#2、UE#3には、水平方向だけでなく垂直方向に指向性を持ったビームが出力される。このように、基地局装置eNBのアンテナからチルト角の異なるビームを出力させることで、セルC内の空間が複数のセクタ(図1においては、セクタS#1、S#2)に区分けされる。これらのセクタS#1及びS#2は、それぞれインナーセル及びアウターセルと呼ぶこともできる。なお、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBのアンテナ構成の詳細については後述する。
 図2に示すように、Massive-antenna MIMO/ビームフォーミングが適用される通信システムにおいては、高周波数帯域において細小化されたアンテナ素子から大量のビームが生成される。このMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングにおいては、アンテナ素子毎に送信ウェイトを変えることで、最大でアンテナ素子数に対応したビームを生成できる。Massive-antenna MIMO/ビームフォーミングでは、各アンテナ素子におけるアンテナ利得の減少が、大量のビームフォーミングゲインにより補償されている。
 ここで、図1に示す3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBのアンテナ構成について説明する。ここでは、特に、ビームに垂直方向の指向性を持たせるビームフォーミングを実現するアンテナ構成について説明する。このような基地局装置eNBにおいては、Nを2以上の整数として、N個の通信タイプのそれぞれに対応して少なくとも1つのグループに分けられる複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを備える。まず、このアレーアンテナが提供する複数の通信タイプについて説明する。
 図3Aは、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBが備えるアレーアンテナの概念図である。図3Aに示すように、アレーアンテナ10は、一方向に1列に配列された複数のアンテナ素子11から構成されている。図3Aには16個のアンテナ素子11が例示されている。例えば、アレーアンテナ10は、垂直偏波アンテナ10aと水平偏波アンテナ10bとを組み合わせた偏波アンテナで構成される。図3Bは垂直偏波アンテナ10aを単独で示した概念図であり、図3Cは水平偏波アンテナ10bを単独で示した概念図である。偏波アンテナが適用される場合、個々のアンテナ素子11は、それぞれ垂直偏波素子11Vと水平偏波素子11Hのセットで構成される。以下の説明では、無線基地局のアレーアンテナ10が、垂直に立設されている場合について説明するが、環境によってはアレーアンテナ10が斜め(横向きを含む)に配置されてもよい。
 第1の通信タイプは、アレーアンテナ10を構成するアンテナ素子11の全体で1つのグループAを形成することによって、アンテナ全体で1つのアンテナブランチを構成するタイプである。第2の通信タイプは、アレーアンテナ10を上下に2分割する2つのグループB1,B2を形成することによって、アンテナ全体で2つのアンテナブランチを構成するタイプである。第3の通信タイプは、アレーアンテナ10を上下に4分割する4つのグループC1,C2,C3,C4を形成することによって、4つのアンテナブランチを構成するタイプである。ここでは、第1から第3の通信タイプを例示するが、アレーアンテナ10を構成するアンテナ素子11の垂直方向の分割数に応じて任意の数の通信タイプを設定可能である。また、最大ブランチ数はアンテナ素子11に応じて適宜選択可能である。
 第1から第3の通信タイプの中では、第1の通信タイプが1ブランチを構成するアンテナ長が最も長い(アンテナ素子数が最も多い)。アンテナブランチ数が増えるのに従って1ブランチ当たりのアンテナ長が短くなる(アンテナ素子数が少なくなる)。一般的に、アレーアンテナによってビーム形成する場合、1ブランチ当たりのアンテナ素子数が多くなるのに従って、アンテナ利得が増大し、かつビーム幅を小さくできる。したがって、第1の通信タイプは、アンテナ全体を1アンテナブランチで構成するので、アンテナ利得が最大となり、セルエッジに向けたシャープなビームを形成できる。第2の通信タイプは、1ブランチ当たりのアンテナ素子数が半分であるので、第1の通信タイプに比べて、アンテナ利得が減少し、かつビーム幅が大きくなる。第3の通信タイプは、1ブランチ当たりのアンテナ素子数が第2の通信タイプから更に1/2に減少するので、第2の通信タイプに比べて、アンテナ利得が減少し、かつビーム幅が大きくなる。
 3D MIMO/ビームフォーミングが適用される通信システムにおいては、プリコーディングウェイト(以下、単に「ウェイト」という)によってアレーアンテナ10のブランチ構成を切り替えることができる。ここで、アレーアンテナ10のブランチ構成をウェイトによって切り替える構成について説明する。
 アレーアンテナ10にはグループ毎にウェイトが掛けられた送信信号がアンテナ素子11に入力される。ウェイトを制御することによってアレーアンテナ10で任意のアンテナブランチを構成できる。図4に示すように、アレーアンテナ10を構成する16個のアンテナ素子11は、最小アンテナブランチ単位(アンテナ素子数=4)で、同一のウェイトが掛けられた送信信号が供給される。図4には2つの送信信号S1,S2を合成可能な構成が示されているが、最大合成数はこれに限定されない。例えば、8アンテナポート伝送を提供する場合は、4つの送信信号S1~S4を合成可能な構成が望ましい。ただし、送信信号S1~S4は同一信号であっても良く、アレーアンテナ10に設定されるブランチ構成は送信信号に掛けられるウェイトの内容によって変化する。
 第1の通信タイプでは、1つのグループAを構成する全てのアンテナ素子11に対して、同一のウェイトW(例えば、W11、W12、W13、W14=1、1、1、1)を掛けた送信信号S1を入力する。これにより、最大のアンテナ利得で、かつ最小のビーム幅の1つのビームを形成することができる。垂直偏波アンテナ10aと水平偏波アンテナ10bとでそれぞれ1つのビームが形成されるので、アンテナ装置(アレーアンテナ10)によって2つのビームが形成される。したがって、第1の通信タイプは、2アンテナポート伝送を提供できる。ユーザ端末UEが2×2のMIMO伝送をサポートしていれば、2×2のMIMO伝送が実現できる。また、ユーザ端末が1アンテナ伝送の構成であれば、2アンテナ送信、1アンテナ受信を実現でき、SFBC(Space-Frequency Block Coding)による空間周波数送信ダイバーシチを実現できる。
 第2の通信タイプでは、グループB1のみを有効ブランチ化する送信信号S1に対してウェイト(W11、W12、W13、W14)=(1、1、0、0)を掛け、グループB2のみを有効ブランチ化する送信信号S2に対してウェイト(W11、W12、W13、W14)=(0、0、1、1)を掛ける。その結果、アレーアンテナ10の各アンテナ素子11には、グループB1を構成するアンテナ素子11に対して有効化するウェイト(W11、W12)=(1、1)を掛け、かつグループB2を構成するアンテナ素子11に対して無効化するウェイト(W13、W14)=(0、0)を掛けた送信信号S1を入力する。同時に、グループB1を構成するアンテナ素子11に対して無効化するウェイト(W11、W12)=(0、0)を掛け、かつグループB2を構成するアンテナ素子11に対して有効化するウェイト(W13、W14)=(1、1)を掛けた送信信号S2を入力する。これにより、グループB1及びB2に対応した2つのアンテナブランチによりビーム1、ビーム2を形成できる。垂直偏波アンテナ10aがビーム1、ビーム2を形成し、同時に水平偏波アンテナ10bがビーム3、ビーム4を形成するので、アレーアンテナ10は合計で4つのビームを並列に形成することができる。並列に形成される4つのビームをセルC内の同一エリアに向けることにより、4アンテナポート伝送が提供される。ユーザ端末が4×4のMIMO伝送をサポートしていれば、4×4のMIMO伝送が実現できる。
 第3の通信タイプでは、アレーアンテナ10は、グループC1、C2、C3、C4を構成するブランチ毎にウェイトWを変えることで4ビームを形成できる。垂直偏波アンテナ10aが4ビームを形成し、同時に水平偏波アンテナ10bが4ビームを形成するので、アレーアンテナ10は合計で8つのビームを並列に形成することができる。並列に形成される8つのビームをセル内の同一エリアに向けることにより、8アンテナポート伝送が提供される。
 次に、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBによって提供される垂直セクタ化ビームの生成方法について説明する。なお、本明細書においては、チルト角を変えた複数のビーム(またはビームグループ)によって空間を複数のセクタに区分けすることを便宜的に垂直セクタ化と呼ぶものとする。
 図5は、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBのアレーアンテナ10によって形成される垂直セクタ化ビームの概念図である。ここで、アレーアンテナ10が垂直方向に延在する配置であれば、空間を垂直方向にセクタ化する複数ビームを形成できるが、アレーアンテナ10の傾きによっては必ずしも垂直方向にセクタ化されない。
 アレーアンテナ10上で1つのグループAを構成する全アンテナ素子11に入力する送信信号S1に対して、同一のウェイトW(W11、W12、W13、W14=1、1、1、1)を掛けてビーム形成する。これにより、垂直偏波アンテナ10aが送信信号S1に対応してビームV1を形成し、水平偏波アンテナ10bが送信信号S1に対応してビームH1を形成する。アレーアンテナ10全体が1アンテナブランチを構成するので、上記した通信タイプ1によって形成されるビームのように、最大のアンテナ利得で、かつ最小のビーム幅を有するビームV1、H1を形成することができる。例えば、基地局装置eNBは、ビームV1、H1をセルエッジに向けて送信する。セルエッジに向けた同一チルト角を有するビームV1、H1が合成されたビームグループG1によって、2アンテナポート伝送が提供される。
 一方、アレーアンテナ10上で1つのグループAを構成する各アンテナ素子11に入力する送信信号S2に、隣接ブランチ間で等間隔の位相差が与えられるようなウェイトW(W11、W12、W13、W14=1、exp(ja)、exp(2ja)、exp(3ja))を掛けてビーム形成する。ここで、記号“a”は位相差、“j”は複素共役を示す。ビームV1、H1のチルト角は、隣接ブランチ間の位相差“a”によって変化する。隣接ブランチ間の位相差“a”が大きくなるのに比例してチルト角が大きくなる。垂直偏波アンテナ10aが送信信号S2に対応してビームV2を形成し、水平偏波アンテナ10bが送信信号S2に対応してビームH2を形成する。例えば、基地局装置eNBは、ビームV2、H2をセル中央に向けて送信するチルト角に設定する。セル中央に向けた同一チルト角を有するビームV2、H2が合成されたビームグループG2によって、2アンテナポート伝送が提供される。ビームグループG2は、ビームV2、H2のチルト角(位相差a)を大きな値に設定することにより、よりセル中央に近い位置に向けたチルト角が設定される。
 したがって、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される通信システムにおいては、基地局装置eNBによってセルエッジに向けられたビームグループG1(2アンテナポート伝送)と、セル中央に向けられたビームグループG2(2アンテナポート伝送)とを並列に形成することができる。言い換えれば、アレーアンテナ10は、セル空間を垂直方向の複数区画にセクタ化し、ビームグループG1とビームグループG2のチルト角を異ならせて、各垂直セクタに向けてビームグループG1又はG2を形成できる。なお、空間が垂直方向にセクタ化されない場合を含むのであれば、一方のビームグループを第1のエリアに向け、他方のビームグループを第2のエリアに向けることもできる。
 なお、図2に示すMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBのアンテナ構成については、アンテナ素子数が大幅に増加する点を除き、3D MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBのアンテナ構成と同様の構成を有する。Massive-antenna MIMO/ビームフォーミングが適用される基地局装置eNBにおいては、通信対象となるユーザ端末UE毎にウェイトを選択し、選択したウェイトを送信信号に掛けて下りリンクで送信する。
 3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングなどの新たな通信方式が適用される通信環境においては、基地局装置eNBからユーザ端末UEへのシグナリング量が大幅に増大し得る。本発明者等は、これらの新たな通信方式が適用され、基地局装置eNBからユーザ端末UEへのシグナリング量が大幅に増大し得る通信環境において、どのように同期信号や報知信号等を含む下りリンクの測定対象信号を適切に送信するかといった技術的課題に着目し、本発明に至った。
 すなわち、本発明の骨子は、下りリンクの測定対象信号用のプリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行ってユーザ端末に送信し、ユーザ端末において、上記プリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調し、当該下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行うことである。
 以下の説明においては、基地局装置eNBから送信され、ユーザ端末UEで何らかの測定処理を行う必要がある信号を「下りリンクの測定対象信号」又は単に「測定対象信号」と呼ぶものとする。この下りリンクの測定対象信号には、例えば、同期信号、報知信号、制御信号及びページング信号などが含まれるが、これらに限定されるものではない。下りリンクの測定対象信号には、ユーザ端末UEで測定処理が必要であり、プリコーディングウェイト(以下、単に「ウェイト」という)によるプリコーディングが行われていない任意の信号を含むことができる。
 下りリンクの測定対象信号を構成する同期信号には、例えば、PSS/SSS(Primary Synchronization Signal/Secondary Synchronization Signal)が含まれる。また、報知信号には、マスタ情報ブロック(MIB:Master Information block)やシステム情報ブロック(SIB:System Information block)が含まれる。さらに、制御信号には、PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)やePDCCH(enhanced PDCCH)が含まれる。
 ここで、ePDCCHは、PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)領域(データ信号領域)内の所定周波数帯域をPDCCH領域(制御信号領域)として使用するものである。PDSCH領域に割り当てられたePDCCHは、DM-RS(Demodulation-Reference Signal)を用いて復調される。なお、ePDCCHは、FDM型PDCCHと呼ばれてもよいし、UE-PDCCHと呼ばれてもよい。
 本発明の第1の態様は、基地局装置eNBから、下りリンクの測定対象信号用のウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行ってユーザ端末UEに送信し、ユーザ端末UEにおいて、上記ウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調し、当該下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う通信システムを提供する。
 第1の態様においては、基地局装置eNBから、下りリンクの測定対象信号に対して下りリンクの測定対象信号用のウェイトを用いてプリコーディングが行われてユーザ端末UEに送信される。ユーザ端末UEにおいては、同じく下りリンクの測定対象信号用のウェイトを用いて復調され、復調後の下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理が行われる。このため、下りリンクの測定対象信号に対するプリコーディング及び復調を、基地局装置eNB及びユーザ端末UEで共通のウェイトを用いて行うことができるので、下りリンク共有データチャネル信号と下りリンクの測定対象信号とを適切に識別できる。これにより、3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングなどの新たな通信方式が適用される通信環境においても、同期信号や報知信号等を含む下りリンクの測定対象信号を適切にユーザ端末UEに送信できる。この結果、これらの新たな通信方式が適用される通信システムの本来の性能を十分に発揮することが可能となる。
 第1の態様において、基地局装置eNBは、下りリンクの測定対象信号用のウェイトとして、予め定められた一又は複数のウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号に対するプリコーディングを行うことができる。この場合には、下りリンクの測定対象信号に対するプリコーディングに用いられるウェイトが予め定められることから、ウェイトを生成する処理を省略すると共に、誤ったウェイトの選択に起因する誤動作等の発生を抑制できる。
 また、第1の態様において、基地局装置eNBは、予め定められた一又は複数のウェイトから特定のウェイトを選択して、下りリンクの測定対象信号に対するプリコーディングを行うことができる。例えば、基地局装置eNBは、(1)特定のユーザ端末UEに共通のウェイトを選択する方法と、(2)ユーザ端末UE毎に固有のウェイトを選択する方法とを切り替えることができる。前者においては、特定のユーザ端末UEに共通のウェイトが選択されることから、特定のユーザ端末UEの属性に適したウェイトを選択できる。一方、後者においては、ユーザ端末UE毎に固有のウェイトが選択されることから、各ユーザ端末UEで確実に下りリンクの測定対象信号を復調できる。
 上記(1)の方法において、特定のユーザ端末UEを選択する方法としては、(1a)全てのユーザ端末UEを特定のユーザ端末UEとして選択する方法や、(1b)一定の基準に基づいてグループ化された1又は複数のユーザ端末UEを特定のユーザ端末UEに選択する方法が考えられる。前者においては、全てのユーザ端末UEに共通のウェイトが用いられる。このため、ウェイト選択に要する制御を不要とすると共に、プリコーディングに用いられるウェイトの数を削減できる。一方、後者においては、各グループに属するユーザ端末UE毎に共通のウェイトが用いられる。このため、各グループに属するユーザ端末UEの属性(例えば、位置)に適したウェイトを選択できる。
 また、上記(1b)の方法において、ユーザ端末UEをグループ化する一定の基準については、例えば、ユーザ端末UEの位置を基準にグループ化する方法や、基地局装置eNBのアレーアンテナを構成するアンテナ素子の種別を基準にグループ化する方法が考えられる。前者においては、例えば、地理的に近いユーザ端末UEが同一のグループに属することとなる。このため、地理的に近いユーザ端末UEに適したウェイトを選択できる。一方、後者においては、例えば、共通のアンテナ素子から信号を受信するユーザ端末UEが同一のグループに属することとなる。このため、3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングの適用時にアンテナ素子の種別に応じて異なるウェイトが選択される場合に最適なウェイトを選択できる。
 なお、基地局装置eNBは、下りリンクの測定対象信号に含まれる全ての信号に選択された同一のウェイトを用いてプリコーディングを行うことができる。また、下りリンクの測定対象信号に含まれる一部の信号にのみ、選択されたウェイトを用いてプリコーディングを行うこともできる。例えば、下りリンクの測定対象信号が、同期信号、報知信号、制御信号及びページング信号で構成される場合、基地局装置eNBは、同期信号及び報知信号のみに選択されたウェイトを用いてプリコーディングを行うことができる。これにより、特定の測定対象信号のみに選択されたウェイトでプリコーディングを行うことができるので、ユーザ端末UEとの間で特定の測定対象信号を共有することを前提として、必要な測定対象信号のみをユーザ端末UEに送信できる。
 また、基地局装置eNBは、上記(1)、(2)の方法で選択されたウェイトや、上記(1a)、(1b)の方法により決定された特定のユーザ端末UEや、上記(1b)の方法により選択されたグループ等を時間、周波数、空間領域で切り替えるようにしてもよい。例えば、(1)特定のユーザ端末UEに共通のウェイトを選択する方法を用いた場合には、時間領域で異なるウェイトを選択して切り替えるようにしてもよい。また、例えば、(1b)一定の基準に基づいてグループ化された1又は複数のユーザ端末UEを特定のユーザ端末UEに選択する方法を用いた場合には、時間、周波数、または空間領域で異なる特定のユーザ端末UEを選択して切り替えるようにしてもよい。
 また、基地局装置eNBは、上記(1)、(2)の方法間でウェイトの選択方法を切り替えた場合のウェイトや、上記(1a)、(1b)の方法により決定された特定のユーザ端末UEや、上記(1b)の方法により選択されたグループ等の情報をユーザ端末UEに通知するようにしても良い。例えば、これらの情報は、上位レイヤシグナリング信号(例えば、RRCシグナリング)を用いて通知することができる。また、報知信号や下りリンク制御チャネル信号(PDCCH)を用いてこれらの情報を通知することもできる。このように選択されたウェイトや、選択された特定のユーザ端末UEを通知することにより、通知されたユーザ端末UEとの間で測定対象信号を復調するために必要な情報を確実に共有できる。
 さらに、上記(1b)の方法において、ユーザ端末UEをグループ化する際には、予め定められた数のグループに分けることもできる。例えば、10個のグループを予め定めておき、ユーザ端末UEの位置を基準に各グループにグループ分けすることができる。この場合には、ユーザ端末UEで10個の各グループで用いられるウェイトを予め把握しておくことにより、基地局装置eNBから選択されたグループ等の情報を通知する必要がなくなる。これにより、ユーザ端末UEにおける測定処理の負荷が上昇するが、基地局装置eNBからユーザ端末UEに対するシグナリング量を低減できる。
 一方、第1の態様において、ユーザ端末UEは、下りリンクの測定対象信号用のウェイトを予め保持しておくか、或いは、基地局装置eNBで選択されたウェイトの通知を受ける。そして、基地局装置eNBとの通信過程において、ユーザ端末UEは、上記ウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調し、その下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う。また、ユーザ端末UEは、下りリンクの測定対象信号の種別に応じて、測定結果を基地局装置eNBに送信(フィードバック)することができる。
 基地局装置eNBにて、上記(1)、(2)の方法が選択される場合、ユーザ端末UEは、予め定められたウェイト又は上位レイヤシグナリング等で通知されたウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調することができる。特に、上記(1a)、(2)の方法が選択される場合には、ユーザ端末UEにおいて、予め定められたウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調することが好ましい。これらの場合には、ユーザ端末UEにおける測定処理に基づく負荷が相対的に小さいからである。一方、上記(1b)の方法が選択される場合には、ユーザ端末UEにおいて、上位レイヤシグナリング等で通知されたウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を特定することが好ましい。この場合には、ユーザ端末UEにおける測定処理に基づく負荷が相対的に大きいからである。
 ここで、ユーザ端末UEにおける下りリンクの測定対象信号に対する測定処理について説明する。ユーザ端末UEで行われる測定処理は、下りリンクの測定対象信号の種別に応じて必要となる処理が異なる。以下においては、LTE-Aシステムにおいて、ユーザ端末UEが基地局装置eNBとの間の通信過程を参照しながら、測定処理の内容について説明する。なお、ここでは、下りリンクの測定対象信号が、同期信号、報知信号、制御信号及びページング信号で構成される場合について説明するものとする。
 LTE-Aシステムにおいて、ユーザ端末UEが基地局装置eNBとの間でデータチャネル/制御チャネルの送受信を開始するためには、次の手順が発生する。
(1)同期確立
 ユーザ端末UEは、基地局装置eNBから同期信号を受信すると、基地局装置eNBとの間で同期を確立する。第1の態様において、同期信号には、基地局装置eNBで選択されたウェイトによりプリコーディングを行うことができる。ユーザ端末UEにおいては、予め定められたウェイト又は上位レイヤシグナリング等で通知されたウェイトを用いて、この同期信号を復調し、復調後の同期信号に基づいて測定処理を行うことで、基地局装置eNBとの間で同期を確立させる。すなわち、同期信号に対する測定処理とは、同期の確立に先立って同期信号を検出するための処理に相当する。
(2)MEASUREMENT
 ユーザ端末UEは、基地局装置eNBから報知信号を受信すると、基地局装置eNBからの受信信号電力を測定する(MEASUREMENT)。同期信号と同様に、報知信号には、基地局装置eNBで選択されたウェイトによりプリコーディングを行うことができる。ユーザ端末UEにおいては、予め定められたウェイト又は上位レイヤシグナリング等で通知されたウェイトを用いて、この報知信号を復調し、復調後の報知信号に基づいて基地局装置eNBからの受信信号電力を測定する。すなわち、報知信号に対する測定処理とは、報知信号に基づいて基地局装置eNBからの受信信号電力を測定する処理に相当する。なお、ユーザ端末UEは、複数のセルについての受信信号電力を測定し、測定結果をMEASUREMENTレポートとして基地局装置eNBに送信(フィードバック)する。
(3)CSIフィードバック
 ユーザ端末UEは、下り参照信号(CSI-RS)を受信してチャネル品質を測定し、CSI情報(CQI、PMI、RI)を基地局装置eNBへフィードバックする。
(4)データ信号/制御信号の送信
 基地局装置eNBは、ユーザ端末UEに送信するデータ信号/制御信号に対してCSI情報に基づいてリソースを割り当て、ユーザ端末UEに対してデータ信号/制御信号を送信する。同期信号や報知信号と同様に、制御信号には、基地局装置eNBで選択されたウェイトによりプリコーディングを行うことができる。ユーザ端末UEにおいては、予め定められたウェイト又は上位レイヤシグナリング等で通知されたウェイトを用いて、この制御信号を復調し、復調後の制御信号に基づいて測定処理を行うことで、制御信号に含まれる制御情報を取得する。すなわち、制御信号に対する測定処理とは、制御情報の取得に先立って制御信号を検出するための処理に相当する。
(5)ページング信号の送信
 ネットワーク側の主導でコネクション設定を行う場合、基地局装置eNBは、ページング信号(ページングチャネル)をユーザ端末UEに送信する。同期信号や報知信号と同様に、ページング信号には、基地局装置eNBで選択されたウェイトによりプリコーディングを行うことができる。ユーザ端末UEにおいては、予め定められたウェイト又は上位レイヤシグナリング等で通知されたウェイトを用いて、このページング信号を復調し、復調後のページング信号に基づいて測定処理を行うことで、ページング信号に含まれるページングメッセージを取得する。すなわち、ページング信号に対する測定処理とは、ページングメッセージの取得に先立ってページング信号を検出するための処理に相当する。
 このように本発明の第1の態様においては、通信過程の各フェーズにおいて、下りリンクの測定対象信号に対するプリコーディング及び復調を、基地局装置eNB及びユーザ端末UEで共通のウェイトを用いて行うことができるので、下りリンク共有データチャネル信号と下りリンクの測定対象信号とを適切に識別できる。これにより、3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングなどの新たな通信方式が適用される通信環境においても、同期信号や報知信号等を含む下りリンクの測定対象信号を適切にユーザ端末UEに送信できる。この結果、これらの新たな通信方式が適用される通信システムの本来の性能を十分に発揮することが可能となる。
 本発明の第2の態様は、基地局装置eNBから、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯に下りリンクの測定対象信号をマッピングしてユーザ端末UEに送信し、ユーザ端末UEにおいて、下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯と異なる周波数帯で下りリンクの測定対象信号を受信し、この下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う通信システムを提供する。なお、第2の態様においても、下りリンクの測定対象信号には、例えば、同期信号、報知信号、制御信号及びページング信号などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
 第2の態様においては、基地局装置eNBから、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯に下りリンクの測定対象信号がマッピングされてユーザ端末UEに送信される。ユーザ端末UEにおいては、下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯と異なる周波数帯で下りリンクの測定対象信号を受信し、この下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理が行われる。このため、下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯と異なる周波数帯で下りリンクの測定対象信号を通信できるので、下りリンク共有データチャネル信号と下りリンクの測定対象信号とを適切に識別できる。これにより、3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングなどの新たな通信方式が適用される通信環境においても、同期信号や報知信号等を含む下りリンクの測定対象信号を適切にユーザ端末UEに送信できる。この結果、これらの新たな通信方式が適用される通信システムの本来の性能を十分に発揮することが可能となる。
 第2の態様において、基地局装置eNBは、下りリンクの測定対象信号の送信に用いられる周波数帯として相対的に低い周波数帯(例えば、2GHz帯)を用いる一方、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯として相対的に高い周波数帯(例えば、3.5GHz帯)を用いることができる。この場合、基地局装置eNBは、相対的に高い周波数帯に3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングを適用して下りリンク共有チャネルデータを送信できる。また、相対的に低い周波数帯には、既存のLTEシステムで利用される周波数帯を利用できる。
 また、第2の態様において、基地局装置eNBは、下りリンクの測定対象信号の送信に用いられる周波数帯及び下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯として、予め定められた周波数帯を用いることができる。この場合には、下りリンクの測定対象信号及び下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯が予め定められることから、ユーザ端末UEにおいて、確実に下りリンク共有データチャネル信号と下りリンクの測定対象信号とを適切に識別できる。
 さらに、第2の態様において、基地局装置eNBは、下りリンクの測定対象信号の送信に用いられる周波数帯及び下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯を、予め定められた周波数帯から選択することができる。この場合には、下りリンクの測定対象信号及び下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯が予め定められた周波数帯から選択されることから、下りリンクの測定対象信号に適した周波数帯を選択でき、効果的に下りリンクの測定対象信号をユーザ端末UEに送信できる。
 なお、下りリンクの測定対象信号及び下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯が予め定められた周波数帯から選択する場合、基地局装置eNBは、選択した周波数帯をユーザ端末UEに通知するようにしても良い。例えば、これらの情報は、上位レイヤシグナリング信号(例えば、RRCシグナリング)を用いて通知することができる。また、報知信号や下りリンク制御チャネル信号(PDCCH)を用いてこれらの情報を通知することもできる。このように選択された下りリンクの測定対象信号及び下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯を通知することにより、通知されたユーザ端末UEとの間で無線通信に必要な情報を確実に共有できる。
 以下、第2の態様に係る通信システムが適用されるネットワーク構成について説明する。図6は、本発明に係る通信システムが適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。なお、図6においては、本発明に係る通信システムがヘテロジーニアスネットワーク(以下、適宜「HetNet」という)に適用される場合について示している。
 図6に示すHetNet構成においては、マクロセルMとスモールセルSとが別周波数(F1、F2)で運用されている。マクロセルMとスモールセルSとを別周波数(F1、F2)で運用するためには、LTE-Aに規定されるキャリアアグリゲーションを用いることができる。Rel-10においては、既存システム(LTE)のシステム帯域を1単位とする複数のコンポーネントキャリア(CC: Component Carrier)を束ねて広帯域化するキャリアアグリゲーションが規定されている。
 図6に示すHetNet構成は、スモールセルSにおいて従来のセルIDの概念がない、ユーザデータの伝送に特化した無線インターフェイス(NCT: New Carrier Type)を適用するコンセプトである。なお、スモールセルSの無線通信方式では、既存のキャリアとは異なる新たなキャリア(NCT)が用いられるが、この新たなキャリアは追加キャリア(Additional carrier)と呼ばれてもよいし、拡張キャリア(extension carrier)と呼ばれてもよい。
 図6に示すHetNet構成においては、制御信号を伝送するC(Control)-plane及びユーザデータを伝送するU(User)-planeを、それぞれマクロセルM及びスモールセルSで別々にサポートする。例えば、マクロセルMがサポートするC-planeを2GHz帯で運用でき、スモールセルSがサポートするU-planeを3.5GHz帯で運用できる。
 第2の態様においては、このようなHetNet構成が適用される通信システムにおいて、マクロセルMの基地局装置eNBから下りリンクの測定対象信号を送信する一方、スモールセルSの基地局装置eNBから、3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングを適用して下りリンク共有チャネルデータを送信する。これにより、下りリンク共有チャネルデータ用の周波数帯と異なる周波数帯で下りリンクの測定対象信号をユーザ端末UEに送信できるので、ユーザ端末UEにて下りリンク共有データチャネル信号と下りリンクの測定対象信号とを適切に識別できる。この結果、ユーザ端末UEの移動に対する高い接続性を保持しつつ、広い帯域幅を用い、マクロセル/スモールセル間で干渉が生じない高速通信が実現できる。
 特に、第2の態様においては、3D MIMO/ビームフォーミングやMassive-antenna MIMO/ビームフォーミングを適用して下りリンク共有チャネルデータを、ユーザデータの伝送に特化したNew Carrier Typeが適用される周波数帯にマッピングして送信できる。これにより、既存の制御信号(例えば、PDCCH)の割当て領域を持たないNew Carrier Typeを有効に活用しながら、下りリンク共有チャネルデータを送信できる。
 以上の説明においては、本発明の第1の態様と、第2の態様とを別々に説明しているが、これらを組み合わせて構成することもできる。例えば、基地局装置eNBにおいて、通信環境の変化に応じて、第1の態様に関する制御と、第2の態様に関する制御とを切り替えることができる。この場合、通信環境の変化とは、通信対象となるユーザ端末UEの数や、通信対象となるユーザ端末UEの通信能力等が考えられる。このように第1の態様に関する制御と、第2の態様に関する制御とを切り替えることにより、下りリンクの測定対象信号の送信態様を適宜切り替えることができる、これにより、通信環境の変化に柔軟に対応しながら、下りリンクの測定対象信号を適切にユーザ端末UEに送信することが可能となる。
 次に、図7を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末UEを構成する移動局装置100(以下、「移動局100」という)及び基地局装置eNodeBを構成する基地局装置200(以下、「基地局200」という)を有する通信システム1について説明する。図7は、本実施の形態に係る移動局100及び基地局200を有する通信システム1の構成の説明図である。なお、図7に示す通信システム1は、例えば、LTEシステム又はSUPER 3Gが包含されるシステムである。また、この移動通信システム1は、IMT-Advancedと呼ばれても良いし、4Gと呼ばれても良い。
 図7に示すように、通信システム1は、基地局200と、この基地局200と通信する複数の移動局100(100、100、100、・・・100、nはn>0の整数)とを含んで構成されている。基地局200は、上位局装置300と接続され、この上位局装置300は、コアネットワーク400と接続される。移動局100は、セル500において基地局200と通信を行っている。なお、上位局装置300には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)等が含まれるが、これに限定されるものではない。上述した第2の態様に係る通信システム1において、基地局200は、マクロセルM又はスモールセルSの基地局装置を構成する。
 各移動局(100、100、100、・・・100)は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局100として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局200と無線通信するのは移動局100であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置(UE:User Equipment)でよい。
 通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(直交周波数分割多元接続)が、上りリンクについてはSC-FDMA(シングルキャリア-周波数分割多元接続)が適用される。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC-FDMAは、システム帯域を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
 ここで、LTE/LTE-Aシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局10で共有されるPDSCHと、下りL1/L2制御チャネル(PDCCH、PCFICH、PHICH)とが用いられる。このPDSCHにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、無線基地局200で移動局100に割り当てたコンポーネントキャリア(CC)やスケジューリング情報は、L1/L2制御チャネルにより移動局100に通知される。
 上りリンクについては、各移動局100で共有して使用されるPUSCHと、上りリンクの制御チャネルであるPUCCHとが用いられる。このPUSCHにより、ユーザデータが伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)等が伝送される。
 図8は、本実施の形態に係る基地局200の構成を示すブロック図である。図9は、本実施の形態に係る移動局100の構成を示すブロック図である。なお、図8及び図9に示す基地局200及び移動局100の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の基地局装置及び移動局装置が有する構成は備えているものとする。
 図8に示す基地局200において、不図示のスケジューラは、後述するチャネル推定部215#1~215#Kから与えられるチャネル推定値に基づいて多重するユーザ数(多重ユーザ数)を決定する。そして、各ユーザに対する上下リンクのリソース割り当て内容(スケジューリング情報)を決定し、ユーザ#1~#Kに対する送信データ#1~#Kを対応するチャネル符号化部201#1~201#Kに送出する。
 送信データ#1~#Kは、チャネル符号化部201#1~201#Kでチャネル符号化された後、データ変調部202#1~202#Kに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、後述するMIMO切替部221#1~221#Kから与えられるチャネル符号化率及び変調方式に基づいて行われる。データ変調部202#1~202#Kでデータ変調された送信データ#1~#Kは、不図示の離散フーリエ変換部で離散フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部203に出力される。
 サブキャリアマッピング部203においては、送信データ#1~#Kを、後述するリソース割当制御部220から与えられるリソース割当情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部203は、不図示の制御信号生成部から入力される制御信号#1~#K、同期信号生成部から入力される同期信号、報知信号生成部から入力される報知信号、ページング信号生成部から入力されるページング信号を送信データ#1~#Kと共にサブキャリアにマッピング(多重)する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ#1~#Kがプリコーディング乗算部204#1~204#Kに出力される。
 例えば、上述した第2の態様において、サブキャリアマッピング部203は、下りリンクの測定対象信号を構成する制御信号、同期信号、報知信号及びページング信号をマクロセルMで運用される低い周波数帯(例えば、2GHz帯)のサブキャリアにマッピングする。一方、サブキャリアマッピング部203は、送信データ#1~#Kを、スモールセルSで運用される高い周波数帯(例えば、3.5GHz帯)のサブキャリアにマッピングする。すなわち、サブキャリアマッピング部203は、マッピング処理部を構成する。この場合、リソース割当制御部220は、測定対象信号に割り当てられるリソース割当情報及び送信データ#1~#Kに割り当てられるリソース割当情報をサブキャリアマッピング部203に与える。
 プリコーディング乗算部204#1~204#Kは、後述するプリコーディングウェイト選択部219から与えられるウェイトに基づいて、アンテナTX#1~TX#N毎に送信データ#1~#Kを位相及び/又は振幅シフトする(プリコーディングによるアンテナTX#1~アンテナTX#Nの重み付け)。プリコーディング乗算部204#1~204#Kは、プリコーディングウェイト選択部219から与えられるウェイトによって通信タイプ(通信タイプ1から通信タイプ3)を選択可能であると共に、垂直セクタ化ビームのON/OFFを切り替えることができる。プリコーディング乗算部204#1~204#Kにより位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#1~#Kは、マルチプレクサ(MUX)205に出力される。
 マルチプレクサ(MUX)205においては、位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#1~#Kを合成し、アンテナTX#1~TX#N毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ(MUX)205により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部(IFFT)206#1~206#Nにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス(CP)付加部207#1~207#NにてCPが付加された後、RF送信回路208#1~208#Nへ出力される。そして、RF送信回路208#1~208#Nで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ(Duplexer)209#1~209#Nを介してアンテナTX#1~TX#Nに出力され、アンテナTX#1~TX#Nから下りリンクで移動局100に送出される。なお、アンテナTX#1~TX#Nは、例えば、図1に示すアレーアンテナ10で構成される。
 一方、移動局100から上りリンクで送出された送信信号は、アンテナTX#1~TX#Nにより受信され、デュプレクサ(Duplexer)209#1~209#Nにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、RF受信回路210#1~210#Nに出力される。そして、RF受信回路210#1~210#Nにて、無線周波数信号からベースバンド信号に周波数変換される。周波数変換されたベースバンド信号は、CP除去部211#1~211#NにてCPが除去された後、高速フーリエ変換部(FFT部)212#1~212#Nに出力される。受信タイミング推定部213は、受信信号に含まれる参照信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をCP除去部211#1~211#Nに通知する。FFT部212#1~212#Nは、入力された受信信号をフーリエ変換し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。これらの周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部214#1~214#Kに出力される。
 データチャネル信号分離部214#1~214#Kは、FFT部212#1~212#Nから入力された受信信号を、例えば、平均2乗誤差最小(MMSE:Minimum Mean Squared Error)や最尤推定検出(MLD:Maximum Likelihood Detection)信号分離法により分離する。これにより、移動局100から到来した受信信号は、ユーザ#1~ユーザ#Kに関する受信信号に分離される。チャネル推定部215#1~215#Kは、データチャネル信号分離部214#1~214#Kで分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を制御チャネル復調部216#1~216#Kに通知する。
 データチャネル信号分離部214#1~214#Kにより分離されたユーザ#1~ユーザ#Kに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部217#1~217#Kでデータ復調される。そして、図示しないチャネル復号部#1~#Kにてチャネル復号されることで送信信号#1~送信信号#Kが再生される。
 制御チャネル復調部216#1~216#Kは、データチャネル信号分離部214#1~214#Kで分離された受信信号に含まれる制御チャネル信号(例えば、PUCCH)を復調する。この際、制御チャネル復調部216#1~216#Kにおいては、チャネル推定部215#1~215#Kから通知されたチャネル状態に基づいて、それぞれユーザ#1~ユーザ#Kに対応する制御チャネル信号を復調する。制御チャネル復調部216#1~216#Kにより復調された各制御チャネル信号は、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kに出力される。
 グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kは、制御チャネル復調部216#1~216#Kから入力された各制御チャネル信号(例えば、PUCCH)に含まれるチャネル状態情報(CSI)を抽出し、常にCSIを最新の状態に更新する。例えば、CSIには、PMI、RI及びCQIが含まれる。また、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kは、上位局装置300から通知される移動局100毎の通信タイプ情報を保持し、常に通信タイプ情報を最新の状態に更新する。通信タイプ情報は、例えば、上位局装置300から上位制御信号で通知される。
 上述した第1の態様において、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kは、上記(1b)の方法に従って移動局100が属するグループを選択する。例えば、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kは、移動局100の位置を基準に移動局100が属するグループを選択でき、或いは、基地局200のアレーアンテナ10を構成するアンテナ素子の種別を基準に移動局100が属するグループを選択できる。グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kは、グループを選択した場合には、常に最新のグループに関する情報(グループ情報)を保持する。
 グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kに更新されるグループ情報、CSI及び通信タイプ情報は、それぞれプリコーディングウェイト選択部219、リソース割当制御部220及びMIMO切替部221#1~221#Kに出力される。
 プリコーディングウェイト選択部219は、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kから入力されたグループ情報、CSI及び通信タイプ情報に基づいて、送信データ#1~#Kに対する位相及び/又は振幅シフト量を示すウェイトを選択する。選択された各ウェイトは、プリコーディング乗算部204#1~204#Kに出力され、送信データ#1~送信データ#Kのプリコーディングに利用される。これらのプリコーディングウェイト選択部219及びプリコーディング乗算部204#1~204#Kは、プリコーディング処理部を構成する。
 例えば、上述した第1の態様において、プリコーディングウェイト選択部219は、下りリンクの測定対象信号に対して乗算される一又は複数のウェイトを予め保持する。また、プリコーディングウェイト選択部219は、予め保持されたウェイトから、特定の移動局100に共通のウェイトを選択し、或いは、移動局100毎に固有のウェイトを選択できる(上記(1)、(2)のウェイト選択方法)。また、特定の移動局100を決定する際、プリコーディングウェイト選択部219は、全ての移動局100を選択し、或いは、一定の基準に基づいてグループ化された1又は複数の移動局100を選択できる(上記(1a)、(1b)のUE選択方法)。さらに、一定の基準に基づいて移動局100をグループ化する際、プリコーディングウェイト選択部219は、移動局100の位置を基準にグループ化し、或いは、基地局200のアレーアンテナを構成するアンテナ素子の種別を基準にグループ化できる。
 なお、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#K及びプリコーディングウェイト選択部219で選択された情報は、上位制御情報として、送信データに含めて移動局100に送信される。
 リソース割当制御部220は、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kから入力されたCSI及び通信タイプ情報に基づいて、各移動局100に割り当てるリソース割当情報を決定する。リソース割当制御部220により決定されたリソース割当情報は、サブキャリアマッピング部203に出力され、送信データ#1~送信データ#Kのマッピングに利用される。
 例えば、上述した第2の態様において、リソース割当制御部220は、測定対象信号に割り当てられるリソース割当情報として、マクロセルMで運用される低い周波数帯(例えば、2GHz帯)のサブキャリアに対するリソース割当情報を決定する。一方、リソース割当制御部220は、送信データ#1~#Kに割り当てられるリソース割当情報として、スモールセルSで運用される高い周波数帯(例えば、3.5GHz帯)のサブキャリアに対するリソース割当情報を決定する。
 MIMO切替部221#1~221#Kは、グループ選択/通信タイプ/CSI情報更新部218#1~218#Kから入力されたCSI及び通信タイプ情報に基づいて、送信データ#1~送信データ#Kに用いるMIMO伝送方式を選択する。例えば、通信タイプ1が指定されていれば、2×2MIMO伝送を選択し、通信タイプ2が指定されていれば、4×4MIMO伝送を選択することができる。そして、選択したMIMO伝送方式に応じた送信データ#1~送信データ#Kに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部201#1~201#Kに出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部202#1~202#Kに出力される。
 一方、図9に示す移動局100において、基地局200から送出された送信信号は、送受信アンテナTRX#1~TRX#Nにより受信され、デュプレクサ(Duplexer)101#1~101#Nにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、RF受信回路102#1~102#Nに出力される。そして、RF受信回路102#1~102#Nにて、無線周波数信号からベースバンド信号に周波数変換される。ベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス(CP)除去部103#1~103#NにてCPが除去された後、高速フーリエ変換部(FFT部)104#1~104#Nに出力される。受信タイミング推定部105は、受信信号に含まれる参照信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をCP除去部103#1~103#Nに通知する。FFT部104#1~104#Nは、入力された受信信号をフーリエ変換することによって、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部106に出力される。
 データチャネル信号分離部106は、FFT部104#1~104#Nから入力された受信信号を、例えば、平均2乗誤差最小(MMSE)や最尤推定検出(MLD)信号分離法により分離する。これにより、基地局200から到来した受信信号は、ユーザ#1~ユーザ#Kに関する受信信号に分離され、移動局100のユーザ(ここでは、ユーザkとする)に関する受信信号が抽出される。データチャネル信号分離部106により分離されたユーザ#Kに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、データ復調部107で復調される。そして、図示しないチャネル復号部にてチャネル復号されることで送信信号#Kが再生される。
 同期/報知/ページング信号復調部108は、データチャネル信号分離部106で分離された受信信号に含まれる同期信号、報知信号及びページング信号を復調する。一方、制御信号復調部109は、データチャネル信号分離部106で分離された受信信号に含まれる制御信号(例えば、PDCCH)を復調する。この際、制御信号復調部109においては、図示しないチャネル推定部から通知されたチャネル状態に基づいて、ユーザ#Kに対応する制御信号を復調する。同期/報知/ページング信号復調部108による復調された同期信号、報知信号及びページング信号、並びに、制御信号復調部109により復調された各制御信号は、測定部110に出力される。
 例えば、上述した第1の態様において、同期/報知/ページング信号復調部108は、下りリンクの測定対象信号を構成する同期信号、報知信号及びページング信号に対して乗算される一又は複数のウェイトを予め保持する。一方、制御信号復調部109は、下りリンクの測定対象信号を構成する制御信号に対して乗算される一又は複数のウェイトを予め保持する。同期/報知/ページング信号復調部108及び制御信号復調部109は、これらの測定対象信号に対するウェイトを用いて、同期信号、報知信号、ページング信号及び制御信号を復調する。
 また、上述した第1の態様において、基地局200からウェイトが通知される場合、データ復調部107で復調されたデータ信号のうち、上位レイヤシグナリング信号で通知される情報(ウェイト)は、同期/報知/ページング信号復調部108及び制御信号復調部109に出力される。この場合、同期/報知/ページング信号復調部108及び制御信号復調部109は、基地局200から通知されたウェイトを用いて、同期信号、報知信号、ページング信号及び制御信号を復調する。
 また、例えば、上述した第2の態様において、基地局200から測定対象信号又は下りリンク共有データ信号用の周波数帯が通知される場合、データ復調部107で復調されたデータ信号のうち、上位レイヤシグナリング信号で通知される情報(測定対象信号又は下りリンク共有データ信号用の周波数帯)は、データチャネル信号分離部106に出力される。この場合、データチャネル信号分離部106は、受信信号から分離した測定対象信号を同期/報知/ページング信号復調部108及び制御信号復調部109に出力する一方、受信信号から分離したデータ信号をデータ復調部107に出力する。
 測定部110は、同期/報知/ページング信号復調部108から入力される同期信号、報知信号、ページング信号、或いは、制御信号復調部109から入力された制御信号の測定処理を行う。例えば、測定部110は、同期/報知/ページング信号復調部108からの同期信号に基づいて測定処理を行うことで、基地局200との間で同期を確立させる。また、同期/報知/ページング信号復調部108からのページング信号に基づいて測定処理を行うことで、ページング信号に含まれるページングメッセージを取得する。さらに、測定部110は、制御信号復調部109からの制御信号に基づいて測定処理を行うことで、制御信号に含まれる制御情報を取得する。
 また、同期/報知/ページング信号復調部108からの報知信号に基づいて基地局200からの受信電力(例えば、RSRP:Reference Signal Received Power)を測定する。さらに、測定部110は、基地局200から送信される参照信号に基づいてチャネル品質(CQI)を測定する。また、測定部110は、測定したCQIに基づいてPMI及びRIを選択する。そして、CSI(CQI、PMI、RI)又はRSRPをフィードバック信号生成部111及びMIMO切替部112に通知する。
 フィードバック信号生成部111は、基地局200にフィードバックするCSIフィードバック信号を生成する。この場合、CSIフィードバック信号には、測定部110から通知されたCQI、PMI及びRIや、RSRPが含まれる。フィードバック信号生成部110で生成されたフィードバック信号(CSIフィードバック、RSRPフィードバック)は、マルチプレクサ(MUX)113に出力される。
 MIMO切替部112は、測定部110から入力されたCQI、PMI及びRIに基づいて、送信データ#Kに用いるMIMO伝送方式を選択する。そして、選択したMIMO伝送方式に応じた送信データ#Kに対するチャネル符号化率及び変調方式を決定する。決定されたチャネル符号化率は、それぞれチャネル符号化部114に出力され、決定された変調方式は、それぞれデータ変調部115に出力される。
 一方、上位レイヤから送出されたユーザ#Kに関する送信データ#Kは、チャネル符号化部114によりチャネル符号化された後、データ変調部115にてデータ変調される。データ変調部115にてデータ変調された送信データ#Kは、不図示の直並列変換部で、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部116に出力される。
 サブキャリアマッピング部116においては、送信データ#Kを、基地局200から指示されたスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部116は、不図示の参照信号生成部により生成された参照信号#Kを、送信データ#Kと共にサブキャリアにマッピング(多重)する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ#Kがプリコーディング乗算部117に出力される。
 プリコーディング乗算部117は、送受信アンテナTRX#1~TRX#N毎に送信データ#Kを位相及び/又は振幅シフトする。このとき、プリコーディング乗算部117は、制御信号復調部109で復調された制御信号で指定されるPMIに対応するウェイトに応じて位相及び/又は振幅シフトする。プリコーディング乗算部117により位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#Kは、マルチプレクサ(MUX)113に出力される。
 マルチプレクサ(MUX)113においては、位相及び/又は振幅シフトされた送信データ#Kと、フィードバック信号生成部111により生成された制御信号とを合成し、送受信アンテナTRX#1~TRX#N毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ(MUX)113により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部(IFFT部)118#1~118#Nにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、CP付加部119#1~119#NでCPが付加されてRF送信回路120#1~120#Nへ出力される。そして、RF送信回路120#1~120#Nで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ(Duplexer)101#1~101#Nを介して送受信アンテナTRX#1~TRX#Nに出力され、送受信アンテナTRX#1~TRX#Nから上りリンクで基地局200に送出される。
 本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明におけるキャリア数、キャリアの帯域幅、シグナリング方法、処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
 本出願は、2012年7月30日出願の特願2012-168661に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (23)

  1.  下りリンクの測定対象信号用のプリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行うプリコーディング処理部と、前記プリコーディング処理部でプリコーディングを行った前記下りリンクの測定対象信号を送信する送信部とを具備することを特徴とする基地局装置。
  2.  前記プリコーディング処理部は、予め定められた一又は複数の前記プリコーディングウェイトを用いて前記下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行うことを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
  3.  前記プリコーディング処理部は、予め定められた一又は複数の前記プリコーディングウェイトから特定のユーザ端末に共通の前記プリコーディングウェイトを選択し、選択した前記プリコーディングウェイトを用いて前記特定のユーザ端末に対する前記下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行うことを特徴とする請求項2記載の基地局装置。
  4.  前記プリコーディング処理部は、前記特定のユーザ端末として、全てのユーザ端末に共通の前記プリコーディングウェイトを選択することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。
  5.  前記プリコーディング処理部は、前記特定のユーザ端末として、一定の基準に基づいてグループ化された1又は複数のユーザ端末に共通の前記プリコーディングウェイトを選択することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。
  6.  前記プリコーディング処理部は、前記ユーザ端末の位置を基準にグループ化することを特徴とする請求項5記載の基地局装置。
  7.  前記プリコーディング処理部は、基地局装置に備えられたアンテナ装置を構成するアンテナ素子の種別を基準にグループ化することを特徴とする請求項5記載の基地局装置。
  8.  前記プリコーディング処理部は、一定の基準に基づいて予め定められた数のグループにグループ化することを特徴とする請求項5記載の基地局装置。
  9.  前記特定のユーザ端末に対して、前記プリコーディング処理部で選択した前記プリコーディングウェイトを通知することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。
  10.  前記プリコーディング処理部は、予め定められた一又は複数の前記プリコーディングウェイトから各ユーザ端末に固有の前記プリコーディングウェイトを選択し、選択した前記プリコーディングウェイトを用いて対応する前記ユーザ端末に対する前記下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行うことを特徴とする請求項2記載の基地局装置。
  11.  下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯に下りリンクの測定対象信号をマッピングするマッピング処理部と、前記マッピング処理部でマッピングされた周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を送信する送信部とを具備することを特徴とする基地局装置。
  12.  前記マッピング処理部は、前記下りリンク共有チャネルデータを相対的に高い周波数帯にマッピングする一方、前記下りリンクの測定対象信号を相対的に低い周波数帯にマッピングすることを特徴とする請求項11記載の基地局装置。
  13.  前記マッピング処理部は、ユーザデータの伝送に特化したNew Carrier Typeが適用される周波数帯に前記下りリンク共有チャネルデータをマッピングすることを特徴とする請求項11記載の基地局装置。
  14.  前記下りリンクの測定対象信号には、少なくとも同期信号、報知信号、ページング信号及び制御信号のいずれか1つが含まれることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれかに記載の基地局装置。
  15.  下りリンクの測定対象信号用のプリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号を復調する復調部と、復調後の前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う測定部とを具備することを特徴とするユーザ端末。
  16.  前記復調部は、予め定められた一又は複数の前記プリコーディングウェイトを用いて前記下りリンクの測定対象信号を復調することを特徴とする請求項15記載のユーザ端末。
  17.  前記復調部は、予め定められた一又は複数の前記プリコーディングウェイトから選択された特定のユーザ端末に共通の前記プリコーディングウェイトを用いて前記下りリンクの測定対象信号を復調することを特徴とする請求項15記載のユーザ端末。
  18.  前記復調部は、基地局装置から通知された前記特定のユーザ端末に共通の前記プリコーディングウェイトを用いて前記下りリンクの測定対象信号を復調することを特徴とする請求項17記載のユーザ端末。
  19.  下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯で下りリンクの測定対象信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う測定部とを具備することを特徴とするユーザ端末。
  20.  下りリンクの測定対象信号用のプリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行うプリコーディング処理部と、前記プリコーディング処理部でプリコーディングを行った前記下りリンクの測定対象信号を送信する送信部とを具備する基地局装置と、
     前記プリコーディングウェイトを用いて前記下りリンクの測定対象信号を復調する復調部と、復調後の前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う測定部とを具備するユーザ端末とを具備することを特徴とする通信システム。
  21.  下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯に下りリンクの測定対象信号をマッピングするマッピング処理部と、前記マッピング処理部でマッピングされた周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を送信する送信部とを具備する基地局装置と、
     下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行う測定部とを具備するユーザ端末とを具備することを特徴とする通信システム。
  22.  基地局装置にて、下りリンクの測定対象信号用のプリコーディングウェイトを用いて下りリンクの測定対象信号にプリコーディングを行うステップと、プリコーディングを行った前記下りリンクの測定対象信号を送信するステップと、
     ユーザ端末にて、前記プリコーディングウェイトを用いて前記下りリンクの測定対象信号を復調するステップと、復調後の前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行うステップとを具備することを特徴とする通信制御方法。
  23.  基地局装置にて、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯に下りリンクの測定対象信号をマッピングするステップと、マッピングされた周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を送信するステップと、
     ユーザ端末にて、下りリンク共有チャネルデータの送信に用いられる周波数帯と異なる周波数帯で前記下りリンクの測定対象信号を受信するステップと、受信した前記下りリンクの測定対象信号に基づいて測定処理を行うステップとを具備することを特徴とする通信制御方法。
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