WO2014084029A1 - 基地局、プロセッサ、通信制御方法及びユーザ端末 - Google Patents

基地局、プロセッサ、通信制御方法及びユーザ端末 Download PDF

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WO2014084029A1
WO2014084029A1 PCT/JP2013/080397 JP2013080397W WO2014084029A1 WO 2014084029 A1 WO2014084029 A1 WO 2014084029A1 JP 2013080397 W JP2013080397 W JP 2013080397W WO 2014084029 A1 WO2014084029 A1 WO 2014084029A1
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reference signal
base station
density
pattern
user terminals
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PCT/JP2013/080397
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宏行 浦林
直久 松本
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a base station, a processor, a communication control method, and a user terminal used in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • a standardization project for mobile communication systems in addition to conventional carriers to which physical layer specifications up to Release 11 are applied, new carriers to which special physical layer specifications are applied are introduced. To be considered.
  • Non-Patent Document 1 a carrier having a lower reference signal density than a conventional carrier has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).
  • wireless resource currently used for transmission of a reference signal can be used for transmission of user data etc., a throughput can be improved.
  • the reference signal is a signal necessary for estimating channel characteristics (so-called channel estimation). Therefore, when the density of the reference signal is lowered, the accuracy of channel estimation is lowered, and thus the throughput may be deteriorated depending on the communication environment.
  • the present invention provides a base station, a processor, a communication control method, and a user terminal that can appropriately control the density of a reference signal.
  • a base station that communicates with a plurality of user terminals communicates with the plurality of user terminals.
  • a control unit that changes a reference signal density, which is a density of the reference signal applied to the reference signal.
  • the control unit calculates a statistic of communication quality information acquired for all of the plurality of user terminals, and changes the reference signal density based on the statistic.
  • LTE system It is a block diagram of the LTE system which concerns on embodiment. It is a block diagram of UE which concerns on embodiment. It is a block diagram of eNB which concerns on embodiment. It is a protocol stack figure of the radio
  • the base station performs communication with a plurality of user terminals in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal for estimating channel characteristics.
  • the base station includes a control unit that changes a reference signal density that is a density of the reference signal applied to communication with the plurality of user terminals.
  • the control unit calculates a statistic of communication quality information acquired for all of the plurality of user terminals, and changes the reference signal density based on the statistic.
  • the reference signal density can be dynamically changed while statistically judging the communication environment for all user terminals connected to the base station from the statistics of the communication quality information.
  • the reference signal is a downlink reference signal that is commonly applied to the plurality of user terminals.
  • the communication quality information includes a throughput for each of the plurality of user terminals, a CQI for each of the plurality of user terminals, a moving speed for each of the plurality of user terminals, or a delay distribution range for each of the plurality of user terminals. Of these, at least one.
  • the statistic is an average of the communication quality information, a worst value of the communication quality information, or a cumulative distribution function of the communication quality information.
  • the control unit when the predetermined reference signal density is used for communication with the plurality of user terminals, the control unit refers to a reference lower than the predetermined reference signal density according to the improvement of the statistic. Change to signal density.
  • the control unit when the control unit uses a predetermined reference signal density for communication with the plurality of user terminals, the reference is higher than the predetermined reference signal density according to the deterioration of the statistic. Change to signal density.
  • control unit excludes, out of the plurality of user terminals, user terminals whose corresponding communication quality information fluctuation degree is larger than a threshold from the statistics calculation target.
  • control unit excludes, out of the plurality of user terminals, user terminals whose data amount corresponding to the application to be executed is smaller than a threshold from the statistics calculation target.
  • the base station constitutes a small cell smaller than a macro cell, and the plurality of user terminals are connected to the small cell.
  • the processor according to the embodiment is provided in a base station that performs communication with a plurality of user terminals in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal for estimating channel characteristics.
  • the processor calculates a statistic of communication quality information acquired for all of the plurality of user terminals, and is a density of the reference signal applied to communication with the plurality of user terminals based on the statistic Processing to change the signal density is performed.
  • the communication control method is used in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal for estimating channel characteristics.
  • the communication control method includes a step A in which a base station that performs communication with a plurality of user terminals changes a reference signal density that is a density of the reference signal applied to the communication with the plurality of user terminals.
  • the control unit calculates a statistic of communication quality information acquired for all of the plurality of user terminals, and changes the reference signal density based on the statistic.
  • a user terminal performs communication with a base station in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal for estimating channel characteristics.
  • the user terminal includes a storage unit that stores a plurality of reference signal patterns having different reference signal densities, a reception unit that receives the radio signal including the reference signal from the base station, and the received radio signal.
  • a control unit that determines a reference signal pattern applied to the received radio signal based on a correlation value between each of the plurality of reference signal patterns.
  • the user terminal autonomously determines the changed reference signal pattern, so that signaling for notifying the change is not required. be able to. Therefore, the density of the reference signal can be changed without increasing signaling.
  • the reference signal is a downlink reference signal that is commonly applied to a plurality of user terminals that communicate with the base station.
  • control unit determines a reference signal pattern having the highest correlation value with the received radio signal among the plurality of reference signal patterns as a reference signal pattern applied to the received radio signal. To do.
  • control unit determines the reference signal pattern only when a difference between correlation values calculated for each of the plurality of reference signal patterns is larger than a threshold value.
  • the control unit determines the reference signal pattern in accordance with the predetermined timing.
  • the plurality of reference signal patterns include a first reference signal pattern having a predetermined reference signal density in the frequency axis direction and a first reference signal density lower than the predetermined reference signal density in the frequency axis direction. 2 reference signal patterns.
  • the first reference signal pattern is a pattern in which the reference signals are arranged in all resource blocks in the frequency axis direction
  • the second reference signal pattern is a part of resource blocks in the frequency axis direction.
  • the reference signal is arranged only in the pattern.
  • the plurality of reference signal patterns include a first reference signal pattern having a predetermined reference signal density in the time axis direction and a first reference signal density lower than the predetermined reference signal density in the time axis direction. 2 reference signal patterns.
  • the first reference signal pattern is a pattern in which the reference signals are entirely arranged in all subframes in the time axis direction
  • the second reference signal pattern is one pattern in the time axis direction. This is a pattern in which the reference signals are entirely arranged in a part of the subframes and the reference signals are partially arranged in the remaining subframes.
  • control unit when it can be determined that the variation in the channel characteristics is small, the control unit performs the current determination of the reference signal pattern after increasing the priority of the previously determined reference signal pattern.
  • a processor in a user terminal that communicates with a base station in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal for estimating channel characteristics.
  • the processor includes a process for storing a plurality of reference signal patterns having different reference signal densities, a process for receiving the radio signal including the reference signal from the base station, and the received radio signal. And a process for determining a reference signal pattern applied to the received radio signal based on a correlation value between each of the plurality of reference signal patterns.
  • the communication control method is used for a user terminal that communicates with a base station in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a reference signal for estimating a channel characteristic. Storing a plurality of reference signal patterns having different reference signal densities, a step B receiving the radio signal including the reference signal from the base station, the received radio signal, and the plurality of references And C for determining a reference signal pattern applied to the received radio signal based on a correlation value between each of the signal patterns.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an LTE system according to the present embodiment.
  • the LTE system includes a plurality of UEs (User Equipment) 100, an E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) 10, an EPC (Evolved Packet Core) 20, and the like.
  • the EPC 20 corresponds to a core network.
  • the UE 100 is a mobile radio communication device, and performs radio communication with a cell (serving cell) that has established a connection.
  • UE100 is corresponded to a user terminal.
  • the E-UTRAN 10 includes a plurality of eNBs 200 (evolved Node-B).
  • the eNB 200 corresponds to a base station.
  • the eNB 200 configures one or a plurality of cells, and performs radio communication with the UE 100 that has established a connection with the own cell.
  • cell is used as a term indicating a minimum unit of a radio communication area, and is also used as a term indicating a function of performing radio communication with the UE 100.
  • the eNB 200 has, for example, a radio resource management (RRM) function, a user data routing function, and a measurement control function for mobility control and scheduling.
  • RRM radio resource management
  • the EPC 20 includes a plurality of MME (Mobility Management Entity) / S-GW (Serving-Gateway) 300.
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving-Gateway
  • the MME is a network node that performs various types of mobility control for the UE 100, and corresponds to a control station.
  • the S-GW is a network node that performs transfer control of user data, and corresponds to an exchange.
  • the EPC 20 configured by the MME / S-GW 300 accommodates the eNB 200.
  • the eNB 200 is connected to each other via the X2 interface.
  • the eNB 200 is connected to the MME / S-GW 300 via the S1 interface.
  • FIG. 2 is a block diagram of the UE 100.
  • the UE 100 includes an antenna 101, a radio transceiver 110, a user interface 120, a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 130, a battery 140, a memory 150, and a processor 160.
  • the memory 150 and the processor 160 constitute a control unit.
  • the UE 100 may not have the GNSS receiver 130. Further, the memory 150 may be integrated with the processor 160, and this set (that is, a chip set) may be used as the processor 160 '.
  • the antenna 101 and the wireless transceiver 110 are used for transmitting and receiving wireless signals.
  • the antenna 101 includes a plurality of antenna elements.
  • the radio transceiver 110 converts the baseband signal output from the processor 160 into a radio signal and transmits it from the antenna 101. Further, the radio transceiver 110 converts a radio signal received by the antenna 101 into a baseband signal and outputs the baseband signal to the processor 160.
  • the user interface 120 is an interface with a user who owns the UE 100, and includes, for example, a display, a microphone, a speaker, and various buttons.
  • the user interface 120 receives an operation from the user and outputs a signal indicating the content of the operation to the processor 160.
  • the GNSS receiver 130 receives a GNSS signal and outputs the received signal to the processor 160 in order to obtain position information indicating the geographical position of the UE 100.
  • the battery 140 stores power to be supplied to each block of the UE 100.
  • the memory 150 stores a program executed by the processor 160 and information used for processing by the processor 160.
  • the processor 160 includes a baseband processor that modulates / demodulates and encodes / decodes a baseband signal, and a CPU (Central Processing Unit) that executes programs stored in the memory 150 and performs various processes. .
  • the processor 160 may further include a codec that performs encoding / decoding of an audio / video signal.
  • the processor 160 executes various processes and various communication protocols described later.
  • FIG. 3 is a block diagram of the eNB 200.
  • the eNB 200 includes an antenna 201, a radio transceiver 210, a network interface 220, a memory 230, and a processor 240.
  • the memory 230 and the processor 240 constitute a control unit.
  • the memory 230 may be integrated with the processor 240, and this set (ie, chip set) may be used as the processor.
  • the antenna 201 and the wireless transceiver 210 are used for transmitting and receiving wireless signals.
  • the antenna 201 includes a plurality of antenna elements.
  • the wireless transceiver 210 converts the baseband signal output from the processor 240 into a wireless signal and transmits it from the antenna 201.
  • the radio transceiver 210 converts a radio signal received by the antenna 201 into a baseband signal and outputs the baseband signal to the processor 240.
  • the network interface 220 is connected to the neighboring eNB 200 via the X2 interface and is connected to the MME / S-GW 300 via the S1 interface.
  • the network interface 220 is used for communication performed on the X2 interface and communication performed on the S1 interface.
  • the memory 230 stores a program executed by the processor 240 and information used for processing by the processor 240.
  • the processor 240 includes a baseband processor that performs modulation / demodulation and encoding / decoding of a baseband signal, and a CPU that executes programs stored in the memory 230 and performs various processes.
  • the processor 240 executes various processes and various communication protocols described later.
  • FIG. 4 is a protocol stack diagram of a radio interface in the LTE system.
  • the radio interface protocol is divided into layers 1 to 3 of the OSI reference model, and layer 1 is a physical (PHY) layer.
  • Layer 2 includes a MAC (Media Access Control) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, and a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer.
  • Layer 3 includes an RRC (Radio Resource Control) layer.
  • the physical layer performs encoding / decoding, modulation / demodulation, antenna mapping / demapping, and resource mapping / demapping. Data is transmitted between the physical layer of the UE 100 and the physical layer of the eNB 200 via a physical channel.
  • the MAC layer performs data priority control, retransmission processing by hybrid ARQ (HARQ), and the like. Data is transmitted via the transport channel between the MAC layer of the UE 100 and the MAC layer of the eNB 200.
  • the MAC layer of the eNB 200 includes a scheduler that determines an uplink / downlink transport format (transport block size, modulation / coding scheme, and the like) and an allocated resource block.
  • the RLC layer transmits data to the RLC layer on the receiving side using the functions of the MAC layer and the physical layer. Data is transmitted between the RLC layer of the UE 100 and the RLC layer of the eNB 200 via a logical channel.
  • the PDCP layer performs header compression / decompression and encryption / decryption.
  • the RRC layer is defined only in the control plane. Control messages (RRC messages) for various settings are transmitted between the RRC layer of the UE 100 and the RRC layer of the eNB 200.
  • the RRC layer controls the logical channel, the transport channel, and the physical channel according to establishment, re-establishment, and release of the radio bearer.
  • RRC connected state When there is an RRC connection between the RRC of the UE 100 and the RRC of the eNB 200, the UE 100 is in a connected state (RRC connected state). Otherwise, the UE 100 is in an idle state (RRC idle state).
  • the NAS (Non-Access Stratum) layer located above the RRC layer performs session management and mobility management.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a radio frame used in the LTE system.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Multiple Access
  • the radio frame is composed of 10 subframes arranged in the time direction, and each subframe is composed of two slots arranged in the time direction.
  • the length of each subframe is 1 ms, and the length of each slot is 0.5 ms.
  • Each subframe includes a plurality of resource blocks (RB) in the frequency direction and includes a plurality of symbols in the time direction.
  • a guard interval called a cyclic prefix (CP) is provided at the head of each symbol.
  • the resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency direction.
  • a minimum resource unit composed of one subcarrier and one symbol is called a resource element (RE).
  • RE resource element
  • a frequency resource can be specified by a resource block, and a time resource can be specified by a subframe (or slot).
  • the section of the first few symbols of each subframe is a control region mainly used as a physical downlink control channel (PDCCH).
  • the remaining section of each subframe is an area that can be used mainly as a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • downlink reference signals such as a cell-specific reference signal (CRS) and / or a channel state information reference signal (CSI-RS) are distributed and arranged in each subframe.
  • the downlink reference signal is configured by a predetermined orthogonal signal sequence and is arranged in a predetermined resource element.
  • both ends in the frequency direction in each subframe are control regions mainly used as a physical uplink control channel (PUCCH). Further, the central portion in the frequency direction in each subframe is an area that can be used mainly as a physical uplink shared channel (PUSCH).
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • FIG. 6 is a diagram showing an operating environment according to the present embodiment. In this embodiment, the downlink is mainly described.
  • each of the UE 100-1 to UE 100-n has established a connection with the eNB 200 and performs communication with the eNB 200.
  • the eNB 200 uses one carrier in the downlink.
  • the eNB 200 may use a plurality of carriers in the downlink.
  • the plurality of carriers may include a primary carrier (primary cell) and a secondary carrier (secondary cell).
  • ENB 200 transmits a radio signal including CRS and / or CSI-RS in the downlink.
  • CRS and / or CSI-RS are arranged over the entire carrier band.
  • CRS and / or CSI-RS are downlink common reference signals that are commonly applied to a plurality of UEs 100.
  • CRS and / or CSI-RS will be referred to as “downlink reference signal”.
  • DMRS is a downlink dedicated reference signal individually applied to the UE 100, in addition to transmission of CRS and / or CSI-RS.
  • the UE 100 performs channel characteristic estimation (channel estimation) with the eNB 200 based on the downlink reference signal included in the radio signal received from the eNB 200, and obtains channel state information (CSI) based on the channel estimation result. Feedback to the eNB 200.
  • channel estimation channel characteristic estimation
  • CSI channel state information
  • the channel estimation is a process for obtaining a channel characteristic in which the influence of noise or the like is minimized by averaging or filtering the channel estimation value in the RE unit in the frequency axis direction or the time axis direction.
  • CSI is at least one of channel quality information (CQI; Channel Quality Indicator), precoder matrix information (PMI; Precoder Matrix Indicator), and rank information (RI; Rank Indicator).
  • CQI is an index indicating a modulation / coding scheme (MCS) recommended in the downlink.
  • PMI is an index indicating a precoder matrix recommended in the downlink.
  • the RI is an index indicating a recommended rank in the downlink.
  • ENB200 controls downlink communication with UE100 based on CSI fed back from UE100. For example, the eNB 200 performs scheduling of the UE 100 based on the CQI. Moreover, eNB200 controls the multi-antenna transmission with respect to UE100 based on PMI and RI.
  • the eNB 200 dynamically changes the density of downlink reference signals (hereinafter referred to as “reference signal density”) applied to communication with the UE 100-1 to the UE 100-n. Specifically, the eNB 200 calculates the statistics of the communication quality information acquired for all of the UEs 100-1 to 100-n, and changes the reference signal density based on the statistics.
  • reference signal density the density of downlink reference signals
  • the communication quality information is, for example, at least one of throughput for each UE 100, CQI for each UE 100, movement speed for each UE 100, and delay dispersion range for each UE 100.
  • the statistic is, for example, an average of communication quality information, a worst value of communication quality information, or a cumulative distribution function (CDF) of communication quality information.
  • the eNB 200 reduces the reference signal density to a reference signal density lower than the predetermined reference signal density according to the improvement in statistics. change.
  • the eNB 200 uses a predetermined reference signal density for communication with the UE 100-1 to the UE 100-n, the eNB 200 has a reference signal density higher than the predetermined reference signal density according to the deterioration of the statistic. change.
  • ENB 200 changes the reference signal density by changing the arrangement pattern of the downlink reference signal in the radio signal (hereinafter referred to as “reference signal pattern”).
  • the UE 100 stores in advance a plurality of reference signal patterns with different reference signal densities.
  • the UE 100 determines the reference signal pattern having the highest correlation value with the received radio signal among the plurality of reference signal patterns as the reference signal pattern applied to the received radio signal. Then, the UE 100 performs the above-described channel estimation based on the determined reference signal pattern.
  • a reference signal pattern As a reference signal pattern, a first reference signal pattern having a predetermined reference signal density (hereinafter referred to as “reference signal pattern A”) and a first reference signal density lower than the predetermined reference signal density are used.
  • reference signal pattern A a predetermined reference signal density
  • reference signal pattern B Two reference signal patterns
  • the number of reference signal patterns is not limited to two and may be three or more.
  • FIG. 7 is a frame configuration diagram for explaining the reference signal pattern A according to the present embodiment.
  • downlink reference signals are distributed and arranged in the time axis direction and the frequency axis direction. Specifically, the downlink reference signal is arranged in all subframes in the time axis direction. Also, the downlink reference signal is arranged in all resource blocks (RB) in the frequency axis direction.
  • RB resource blocks
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an arrangement example of downlink reference signals in one subframe and one RB.
  • each of the first half slot and the second half slot in one subframe subframe N
  • a total of eight REs are reference signal resources.
  • FIG. 9 is a frame configuration diagram for explaining a specific example 1 of the reference signal pattern B.
  • the downlink reference signal is not arranged in all subframes in the time axis direction, and is one subframe of two consecutive subframes. Placed only on. Also, the downlink reference signal is not arranged in all RBs in the frequency axis direction, but is arranged only in one RB among two consecutive RBs.
  • FIG. 10 is a frame configuration diagram for explaining a specific example 2 of the reference signal pattern B.
  • the specific example 2 of the reference signal pattern B is different from the specific example 1 described above in that the downlink reference signal in the control region (PDCCH region) is left. Thereby, a downlink reference signal can be used for decoding of PDCCH.
  • FIG. 11 is a frame configuration diagram for explaining a specific example 3 of the reference signal pattern B.
  • the downlink reference signal in the control area is left and the downlink reference signal in the head part (or the first half part) of the data area (PDSCH area) is left.
  • a downlink reference signal can be used for decoding of PDSCH.
  • the downlink reference signals are entirely arranged in some subframes in the time axis direction, and the downlink reference signals are assigned to the remaining subframes. This pattern is partially arranged.
  • the position of the RE used as the reference signal resource is not limited to the same in the reference signal patterns A and B, and the position of the RE used as the reference signal resource may be different in the reference signal patterns A and B.
  • FIG. 12 is an operation sequence diagram according to the present embodiment.
  • step S10 the eNB 200 transmits a radio signal including a downlink reference signal.
  • UE 100-1 to UE 100-n receives a radio signal including a downlink reference signal.
  • each of the UE 100-1 to UE 100-n determines a reference signal pattern applied to the radio signal received in step S10. Details of the process of determining the reference signal pattern will be described later.
  • each of the UE 100-1 to UE 100-n performs measurement processing including channel estimation based on the downlink reference signal having the reference signal pattern determined in step S20.
  • Each of UE 100-1 to UE 100-n performs user data reception processing based on the result of channel estimation.
  • each of UE 100-1 to UE 100-n transmits communication quality information to eNB 200.
  • the communication quality information transmitted here is information indicating the communication quality measured by the UE 100, and is, for example, throughput or CQI.
  • the throughput is preferably not a momentary throughput but a throughput for each predetermined time width. In addition, it is good also considering own moving speed measured by UE100 as communication quality information.
  • the eNB 200 receives the communication quality information.
  • the eNB 200 performs uplink measurement processing for each of the UE 100-1 to UE 100-n. For example, the eNB 200 measures the delay dispersion range for each UE 100 as the communication quality information. In addition, eNB200 may measure a fading frequency for every UE100, and may acquire the moving speed estimated from a fading frequency as communication quality information.
  • steps S40 and S50 are not limited to executing both, and only one of them may be executed.
  • step S60 the eNB 200 determines whether to change the reference signal pattern. Specifically, the eNB 200 calculates a statistic of the communication quality information acquired for all of the UEs 100-1 to 100-n, and performs the determination based on the statistic. Details of the reference signal pattern changing process will be described later.
  • step S70 the eNB 200 applies the changed reference signal pattern and transmits a radio signal including the downlink reference signal.
  • UE 100-1 to UE 100-n receives a radio signal including a downlink reference signal. Thereafter, the processing after step S20 is performed again.
  • the cycle in which the eNB 200 determines to change the reference signal pattern may be a 1-subframe cycle or a 2-subframe cycle. Such a cycle is shared with the UE 100, and the UE 100 determines the reference signal pattern at a timing corresponding to the cycle in which the eNB 200 determines the change of the reference signal pattern. Thereby, it is possible to prevent the UE 100 from performing useless correlation calculation.
  • FIG. 13 is an operation flowchart showing details of the reference signal pattern determination process by the UE 100, that is, step S20 of FIG.
  • the memory 150 stores reference signal patterns A and B in advance as standard signals. Further, when the eNB 200 changes the reference signal pattern at a predetermined timing, the processor 160 executes this operation flow in accordance with the predetermined timing.
  • step S21 the processor 160 determines the correlation value A between the radio signal received by the radio transceiver 110 from the eNB 200 (hereinafter “received signal”) and each of the reference signal patterns A and B. And B are calculated.
  • the received signal for obtaining the correlation is preferably a signal after channel estimation and equalization assuming that the received signal is not a received prime value but a sequence of reference signal patterns A and B.
  • the channel estimation is a process for obtaining channel characteristics in which the influence of noise or the like is minimized by averaging or filtering the channel estimation value in the RE unit in the frequency axis direction or the time axis direction.
  • the channel equalization is a process for restoring the influence of the channel by multiplying the inverse characteristic of the channel characteristic obtained above.
  • the correlation value A can be calculated by the following equation (1) when the reference signal corresponding to the reference signal pattern A is “Ai” and the received signal is “Rxi”.
  • i is the index of the reference RE
  • N is the number of REs used for correlation processing.
  • both Ai and Rxi are equations assuming that the signal power (amplitude) is normalized to 1. Note that the REs used for obtaining the correlation may be bundled in any way in the time axis direction or the frequency axis direction. Alternatively, if the determination is made in units of subframes, all may be made into one group within the subframe.
  • Correlation value B can be calculated by the following equation (2) by modifying the above equation (1) with the reference signal corresponding to the reference signal pattern B as “Bi”.
  • step S22 the processor 160 compares the correlation values A and B calculated in step S21, and determines the reference signal pattern corresponding to the higher correlation value as the reference signal pattern applied to the received signal.
  • the processor 160 performs channel estimation and the like based on the discriminated reference signal pattern in the reception processing such as PDCCH and PDSCH.
  • the reference signal pattern may be determined only when the difference between the correlation values A and B (absolute value of difference
  • the processor 160 may perform the current determination of the reference signal pattern after increasing the priority of the previously determined reference signal pattern when it can be determined that the channel characteristic variation is small. This is because when the variation in channel characteristics is small, there is a high possibility that the previously determined reference signal pattern is maintained.
  • 14 and 15 are diagrams for explaining a specific example of the reference signal pattern determination.
  • the processor 160 determines the reference signal pattern when the reference signal pattern applied to the received signal is the reference signal pattern A.
  • the processor 160 calculates a correlation value A between the received signal Rxi and the reference signal Ai corresponding to the reference signal pattern A by the above equation (1).
  • the processor 160 calculates a correlation value B between the received signal Rxi and the reference signal Bi corresponding to the reference signal pattern B by the above equation (2).
  • the processor 160 determines that the reference signal pattern applied to the received signal is the reference signal pattern A.
  • FIG. 16 is an operation flowchart showing details of the reference signal pattern changing process by the eNB 200, that is, step S60 of FIG.
  • the processor 240 calculates the statistics of the communication quality information acquired for all of the UE 100-1 to UE 100-n.
  • the communication quality information is, for example, at least one of throughput for each UE 100, CQI for each UE 100, movement speed for each UE 100, and delay dispersion range for each UE 100.
  • the statistic is, for example, the average of communication quality information, the worst value of communication quality information, or the CDF of communication quality information.
  • the processor 240 may exclude, from the UE 100-1 to UE 100-n, the UE 100 whose degree of change in the corresponding communication quality information is larger than the threshold from the statistics calculation target. Thereby, a statistic can be calculated appropriately. For example, the statistic is calculated only for the UE 100 with small time dispersion such as throughput.
  • the processor 240 excludes the UE 100-1 to the UE 100-n from which the data amount corresponding to the application to be executed is smaller than the threshold, from the statistical amount calculation target. This is because there is no need to improve throughput for the UE 100 that transmits and receives a small amount of data.
  • step S62 the processor 240 compares the statistic calculated in step S61 with a threshold value.
  • step S63 the processor 240 determines whether or not to change the reference signal pattern according to the comparison result in step S62.
  • step S64 the processor 240 changes the reference signal pattern.
  • the communication quality information is the throughput for each UE 100
  • the statistic can be an average throughput or a CDF.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of average throughput as a statistic.
  • the processor 240 compares the average throughput at the current time t with a threshold value.
  • the threshold value can be set by the following equation (3).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern A having a high reference signal density in order to improve the communication environment (improve the channel estimation accuracy).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern B having a low reference signal density in order to improve the throughput.
  • the average throughput is not limited to the average throughput at the current time t, but may be a weighted average of the previous value and the current value.
  • the processor 240 calculates a weighted average so that the weight of the current value becomes large.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a throughput CDF as a statistic.
  • FIG. 18 shows the CDF at time a and the CDF at time b.
  • the processor 240 applies the reference signal pattern A having a high reference signal density in order to improve the communication environment (improve the channel estimation accuracy).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern B having a low reference signal density in order to improve the throughput.
  • the reference signal pattern A is applied at time a
  • the reference signal pattern B is applied at time b.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a throughput CDF as a statistic.
  • the processor 240 applies the reference signal pattern A having a high reference signal density in order to improve the communication environment (improve the channel estimation accuracy).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern B having a low reference signal density in order to improve the throughput.
  • the communication quality information is CQI for each UE 100
  • the statistic can be an average CQI.
  • the CQI is indicated by a numerical value from 0 to 15, for example, and the larger the value, the better the communication environment.
  • the processor 240 applies the reference signal pattern A having a high reference signal density in order to improve the communication environment (improve the channel estimation accuracy).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern B having a low reference signal density in order to improve the throughput.
  • the communication quality information is the moving speed for each UE 100
  • the statistic can be an average moving speed. It can be considered that the communication environment is more stable as the moving speed is lower.
  • the processor 240 applies the reference signal pattern A having a high reference signal density in order to improve the communication environment (improve the channel estimation accuracy).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern B having a low reference signal density in order to improve the throughput.
  • the channel estimation accuracy is more appropriately changed by changing the reference signal density in the time axis direction than by changing the reference signal density in the frequency axis direction. Can be adjusted.
  • the communication quality information is the throughput, CQI, or moving speed for each UE 100, and the statistic is the worst value
  • the worst value of the moving speed is the highest moving speed.
  • the statistic is the worst value, a determination method similar to the average value described above can be applied.
  • the delay dispersion range is the time range between the preceding wave and the delayed wave. Specifically, the range from the highest power peak to the power peak within a predetermined range can be set as the delay dispersion range. Or it is good also considering the range with the peak of electric power more than a predetermined level as a delay dispersion
  • the worst value of the delay dispersion range is the delay dispersion range in the UE 100 having the widest delay dispersion range.
  • 20 and 21 are diagrams showing examples of the worst value of the delay dispersion range as a statistic.
  • the processor 240 applies the reference signal pattern A having a high reference signal density in order to improve the communication environment (improve the channel estimation accuracy).
  • the processor 240 applies the reference signal pattern B having a low reference signal density in order to improve the throughput.
  • channel estimation accuracy can be appropriately adjusted by changing the reference signal density in the frequency axis direction rather than changing the reference signal density in the time axis direction.
  • the eNB 200 performs communication with the UE 100-1 to the UE 100-n in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a downlink reference signal for estimating channel characteristics.
  • the eNB 200 includes a processor 240 that changes a reference signal density that is a density of a downlink reference signal applied to communication with the UE 100-1 to the UE 100-n.
  • the processor 240 calculates the statistics of the communication quality information acquired for all of the UEs 100-1 to 100-n, and changes the reference signal density based on the statistics.
  • the UE 100 performs communication with eNB 200 in a mobile communication system that transmits and receives a radio signal including a downlink reference signal for estimating channel characteristics.
  • the UE 100 includes a memory 150 that stores a plurality of reference signal patterns with different downlink reference signal densities, a radio transceiver 110 that receives a radio signal including the downlink reference signal from the eNB 200, a plurality of received radio signals, And a processor 160 that discriminates a reference signal pattern applied to the received radio signal based on a correlation value between the reference signal pattern and the reference signal pattern.
  • the UE 100 even if the reference signal pattern (that is, the density of the downlink reference signal) is changed, the UE 100 autonomously determines the changed reference signal pattern. Signaling for notifying can be made unnecessary. Therefore, it is possible to change the density of the downlink reference signal without increasing signaling.
  • the reference signal pattern that is, the density of the downlink reference signal
  • the present invention can be applied not only to the downlink reference signal but also to a case where the reference signal density in the uplink reference signal (specifically, DMRS) is dynamically changed.
  • the eNB 200 has mainly described the case of using one carrier in the downlink. However, when the eNB 200 uses a plurality of carriers in the downlink, the eNB 200 may calculate the statistic for each carrier and change the reference signal density for each carrier.
  • the base station type of the eNB 200 is not particularly mentioned, but the eNB 200 may be a small cell base station that configures a small cell (for example, a pico cell or a femto cell) smaller than the macro cell.
  • the UE 100-1 to UE 100-n are connected to the small cell.
  • the number of UEs that can be accommodated in a small cell is smaller than the number of UEs that can be accommodated in a macro cell. Since the eNB 200 calculates the statistics of the communication quality information acquired for all of the UEs 100-1 to 100-n, when many UEs 100 are connected to the eNB 200, the statistics are leveled. Therefore, when the eNB 200 is a small cell base station, such a problem can be avoided because the number of UEs 100 subject to statistical processing is small.
  • the present invention is not limited to the LTE system, and the present invention may be applied to a system other than the LTE system.
  • the base station, the processor, the communication control method, and the user terminal according to the present invention are useful in the mobile communication field because the reference signal density can be appropriately controlled.

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Abstract

　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、複数のユーザ端末との通信を行う基地局は、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更する制御部を有する。前記制御部は、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記参照信号密度を変更する。

Description

基地局、プロセッサ、通信制御方法及びユーザ端末
　本発明は、参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて用いられる基地局、プロセッサ、通信制御方法及びユーザ端末に関する。
　移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、リリース１１までの物理レイヤ仕様が適用される従来型のキャリアに加えて、特殊な物理レイヤ仕様が適用される新型のキャリアを導入することが検討されている。
　このような新型のキャリアの一つとして、従来型のキャリアに比べて参照信号の密度を低下させたキャリアが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。これにより、参照信号の送信に使用されていた無線リソースをユーザデータ等の送信に使用できるため、スループットを改善できる。
３ＧＰＰ寄書　「Ｒ１－１２１３８２」
　参照信号は、チャネル特性の推定（いわゆる、チャネル推定）を行うために必要な信号である。従って、参照信号の密度を低下させる場合、チャネル推定の精度が低下することにより、通信環境によっては却ってスループットが劣化する虞がある。
　そこで、本発明は、参照信号の密度を適切に制御できる基地局、プロセッサ、通信制御方法及びユーザ端末を提供する。
　一実施形態によれば、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、複数のユーザ端末との通信を行う基地局は、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更する制御部を有する。前記制御部は、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記参照信号密度を変更する。
実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 実施形態に係るＵＥのブロック図である。 実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。 実施形態に係る動作環境を示す図である。 実施形態に係る参照信号パターンＡを説明するためのフレーム構成図である。 １つのサブフレーム及び１つのＲＢにおける下りリンク参照信号の配置例を示す図である。 実施形態に係る参照信号パターンＢの具体例１を説明するためのフレーム構成図である。 実施形態に係る参照信号パターンＢの具体例２を説明するためのフレーム構成図である。 実施形態に係る参照信号パターンＢの具体例３を説明するためのフレーム構成図である。 実施形態に係る動作シーケンス図である。 図１２のステップＳ２０の詳細を示す動作フロー図である。 実施形態に係る参照信号パターン判別の具体例を説明するための図である。 実施形態に係る参照信号パターン判別の具体例を説明するための図である。 図１２のステップＳ６０の詳細を示す動作フロー図である。 実施形態に係る統計量としての平均スループットの一例を示す図である。 実施形態に係る統計量としてのスループットＣＤＦの一例を示す図である。 実施形態に係る統計量としてのスループットＣＤＦの一例を示す図である。 実施形態に係る統計量としての遅延分散範囲の最悪値の一例を示す図である。 実施形態に係る統計量としての遅延分散範囲の最悪値の一例を示す図である。
　［実施形態の概要］
　実施形態に係る基地局は、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、複数のユーザ端末との通信を行う。前記基地局は、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更する制御部を有する。前記制御部は、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記参照信号密度を変更する。
　これにより、前記基地局と接続する全てのユーザ端末についての通信環境を、通信品質情報の統計量により統計的に判断しながら、参照信号密度を動的に変更できる。
　実施形態では、前記参照信号は、前記複数のユーザ端末に共通して適用される下りリンク参照信号である。
　実施形態では、前記通信品質情報は、前記複数のユーザ端末毎のスループット、前記複数のユーザ端末毎のＣＱＩ、前記複数のユーザ端末毎の移動速度、又は前記複数のユーザ端末毎の遅延分散範囲のうち、少なくとも１つである。
　実施形態では、前記統計量は、前記通信品質情報の平均、前記通信品質情報の最悪値、又は前記通信品質情報の累積分布関数である。
　実施形態では、前記制御部は、所定の参照信号密度を前記複数のユーザ端末との通信に使用している場合に、前記統計量の改善に応じて、前記所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度に変更する。
　実施形態では、前記制御部は、所定の参照信号密度を前記複数のユーザ端末との通信に使用している場合に、前記統計量の悪化に応じて、前記所定の参照信号密度よりも高い参照信号密度に変更する。
　実施形態では、前記制御部は、前記複数のユーザ端末のうち、対応する通信品質情報の変動の度合いが閾値よりも大きいユーザ端末を、前記統計量の算出対象から除外する。
　実施形態では、前記制御部は、前記複数のユーザ端末のうち、実行するアプリケーションに対応するデータ量が閾値よりも小さいユーザ端末を、前記統計量の算出対象から除外する。
　実施形態では、前記基地局は、マクロセルよりも小型の小セルを構成しており、前記複数のユーザ端末は、前記小セルと接続している。
　実施形態に係るプロセッサは、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、複数のユーザ端末との通信を行う基地局に備えられる。前記プロセッサは、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更する処理を行う。
　実施形態に係る通信制御方法は、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、複数のユーザ端末との通信を行う基地局が、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更するステップＡを有する。前記ステップＡにおいて、前記制御部は、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記参照信号密度を変更する。
　実施形態に係るユーザ端末は、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、基地局との通信を行う。前記ユーザ端末は、前記参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶する記憶部と、前記参照信号を含んだ前記無線信号を前記基地局から受信する受信部と、前記受信した無線信号と、前記複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別する制御部と、を有する。
　これにより、参照信号パターン（すなわち、参照信号の密度）が変更されても、かかる変更後の参照信号パターンをユーザ端末が自律的に判別するため、かかる変更を通知するためのシグナリングを不要とすることができる。従って、シグナリングを増加させずに参照信号の密度を変更できる。
　実施形態では、前記参照信号は、前記基地局との通信を行う複数のユーザ端末に共通して適用される下りリンク参照信号である。
　実施形態では、前記制御部は、前記複数の参照信号パターンのうち、前記受信した無線信号との相関値が最も高い参照信号パターンを、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンとして判別する。
　実施形態では、前記制御部は、前記複数の参照信号パターン毎に算出した相関値間の差分が閾値よりも大きい場合にのみ、前記参照信号パターンの判別を行う。
　実施形態では、前記基地局が前記参照信号パターンを所定のタイミングで変更する場合に、前記制御部は、前記所定のタイミングに合わせて前記参照信号パターンの判別を行う。
　実施形態では、前記複数の参照信号パターンは、周波数軸方向において所定の参照信号密度を有する第１の参照信号パターンと、周波数軸方向において前記所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度を有する第２の参照信号パターンと、を含む。
　実施形態では、前記第１の参照信号パターンは、周波数軸方向において全てのリソースブロックに前記参照信号を配置するパターンであり、前記第２の参照信号パターンは、周波数軸方向において一部のリソースブロックにのみ前記参照信号を配置するパターンである。
　実施形態では、前記複数の参照信号パターンは、時間軸方向において所定の参照信号密度を有する第１の参照信号パターンと、時間軸方向において前記所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度を有する第２の参照信号パターンと、を含む。
　実施形態では、前記第１の参照信号パターンは、時間軸方向において全てのサブフレームに前記参照信号を全体的に配置するパターンであり、前記第２の参照信号パターンは、時間軸方向において、一部のサブフレームに前記参照信号を全体的に配置し、かつ、残りのサブフレームに前記参照信号を部分的に配置するパターンである。
　実施形態では、前記制御部は、前記チャネル特性の変動が少ないと判断できる場合に、前回判別した参照信号パターンの優先度を高めた上で、前記参照信号パターンの今回の判別を行う。
　実施形態に係るプロセッサは、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、基地局との通信を行うユーザ端末に備えられる。前記プロセッサは、前記参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶するための処理と、前記参照信号を含んだ前記無線信号を前記基地局から受信するための処理と、前記受信した無線信号と、前記複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別するための処理と、を行う。
　実施形態に係る通信制御方法は、チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、基地局との通信を行うユーザ端末に用いられる、前記通信制御方法は、前記参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶するステップＡと、前記参照信号を含んだ前記無線信号を前記基地局から受信するステップＢと、前記受信した無線信号と、前記複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別するステップＣと、を有する。
　［実施形態］
　以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成される移動通信システム（ＬＴＥシステム）に本発明を適用する一実施形態について説明する。
　（ＬＴＥシステム）
　図１は、本実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。
　図１に示すように、ＬＴＥシステムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。
　ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、接続を確立したセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００はユーザ端末に相当する。
　Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｎｏｄｅ－Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを構成しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。
　なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。
　ｅＮＢ２００は、例えば、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。
　ＥＰＣ２０は、複数のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ－ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ－Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。
　ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ－ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。ＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ３００により構成されるＥＰＣ２０は、ｅＮＢ２００を収容する。
　ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ３００と接続される。
　次に、ＵＥ１００及びｅＮＢ２００の構成を説明する。
　図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１と、無線送受信機１１０と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。
　ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。
　アンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ１０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、アンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。
　ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタン等を含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。
　ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。
　バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
　メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報と、を記憶する。
　プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
　図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、無線送受信機２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。なお、メモリ２３０をプロセッサ２４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサとしてもよい。
　アンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ２０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、アンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ２４０に出力する。
　ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。
　メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報と、を記憶する。
　プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
　図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。
　図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１乃至レイヤ３に区分されており、レイヤ１は物理（ＰＨＹ）レイヤである。レイヤ２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含む。
　物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理レイヤとｅＮＢ２００の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。
　ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理等を行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式等）、及び割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。
　ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。
　ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
　ＲＲＣレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のための制御メッセージ（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間にＲＲＣ接続がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｓｔａｔｅ）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣ　ｉｄｌｅ　ｓｔａｔｅ）である。
　ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。
　図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ　Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ－ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。
　図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各シンボルの先頭には、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）と呼ばれるガード区間が設けられる。リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのサブキャリア及び１つのシンボルにより構成される最小リソース単位はリソースエレメント（ＲＥ）と称される。
　また、ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。
　下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主に物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。
　下りリンクにおいて、各サブフレームには、セル固有参照信号（ＣＲＳ）及び／又はチャネル状態情報用参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ）等の下りリンク参照信号が分散して配置される。下りリンク参照信号は、所定の直交信号系列により構成され、かつ、所定のリソースエレメントに配置される。
　上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主に物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。
　（実施形態に係る動作）
　以下、本実施形態に係る動作について説明する。
　（１）動作概要
　図６は、本実施形態に係る動作環境を示す図である。本実施形態では、主として下りリンクについて説明する。
　図６に示すように、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、ｅＮＢ２００との接続を確立しており、ｅＮＢ２００との通信を行う。
　本実施形態では、ｅＮＢ２００は、下りリンクにおいて１つのキャリアを使用するケースを想定する。ただし、ｅＮＢ２００は、下りリンクにおいて複数のキャリアを使用してもよい。複数のキャリアは、一次キャリア（プライマリセル）と二次キャリア（セカンダリセル）とを含んでもよい。
　ｅＮＢ２００は、下りリンクにおいて、ＣＲＳ及び／又はＣＳＩ－ＲＳを含んだ無線信号を送信する。ＣＲＳ及び／又はＣＳＩ－ＲＳは、キャリア全帯域に亘って配置される。ＣＲＳ及び／又はＣＳＩ－ＲＳは、複数のＵＥ１００に共通して適用される下りリンクの共通参照信号である。以下においては、ＣＲＳ及び／又はＣＳＩ－ＲＳを「下りリンク参照信号」と称する。
　なお、ｅＮＢ２００は、ＣＲＳ及び／又はＣＳＩ－ＲＳの送信に加えて、ＵＥ１００に個別に適用される下りリンクの個別参照信号であるＤＭＲＳを送信する。
　ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００から受信する無線信号に含まれる下りリンク参照信号に基づいて、ｅＮＢ２００との間のチャネル特性の推定（チャネル推定）を行い、チャネル推定の結果に基づいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）をｅＮＢ２００にフィードバックする。
　なお、チャネル推定とは、ＲＥ単位でのチャネル推定値を、周波数軸方向もしくは時間軸方向に平均処理あるいはフィルタ処理を行い、ノイズ等の影響を最小化したチャネル特性を求める処理である。
　ＣＳＩとは、チャネル品質情報（ＣＱＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、プリコーダ行列情報（ＰＭＩ；Ｐｒｅｃｏｄｅｒ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ランク情報（ＲＩ；Ｒａｎｋ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のうち、少なくとも１つである。ＣＱＩは、下りリンクにおいて推奨される変調・符号化方式（ＭＣＳ）を示すインデックスである。ＰＭＩは、下りリンクにおいて推奨されるプリコーダ行列を示すインデックスである。ＲＩは、下りリンクにおいて推奨されるランクを示すインデックスである。
　ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００からフィードバックされるＣＳＩに基づいて、ＵＥ１００との下りリンク通信を制御する。例えば、ｅＮＢ２００は、ＣＱＩに基づいて、ＵＥ１００のスケジューリングを行う。また、ｅＮＢ２００は、ＰＭＩ及びＲＩに基づいて、ＵＥ１００に対するマルチアンテナ伝送を制御する。
　本実施形態では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎとの通信に適用する下りリンク参照信号の密度（以下、「参照信号密度」）を動的に変更する。具体的には、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎの全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、統計量に基づいて参照信号密度を変更する。
　通信品質情報とは、例えば、ＵＥ１００毎のスループット、ＵＥ１００毎のＣＱＩ、ＵＥ１００毎の移動速度、又はＵＥ１００毎の遅延分散範囲のうち、少なくとも１つである。また、統計量とは、例えば、通信品質情報の平均、通信品質情報の最悪値、又は通信品質情報の累積分布関数（ＣＤＦ）である。
　例えば、ｅＮＢ２００は、所定の参照信号密度をＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎとの通信に使用している場合に、統計量の改善に応じて、当該所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度に変更する。
　また、ｅＮＢ２００は、所定の参照信号密度をＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎとの通信に使用している場合に、統計量の悪化に応じて、当該所定の参照信号密度よりも高い参照信号密度に変更する。
　ｅＮＢ２００は、無線信号における下りリンク参照信号の配置パターン（以下、「参照信号パターン」）を変更することにより、参照信号密度を変更する。
　ＵＥ１００は、参照信号密度が異なる複数の参照信号パターンを予め記憶している。ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００から受信した無線信号と、複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、当該受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別する。
　具体的には、ＵＥ１００は、複数の参照信号パターンのうち、受信した無線信号との相関値が最も高い参照信号パターンを、受信した無線信号に適用されている参照信号パターンとして判別する。そして、ＵＥ１００は、判別した参照信号パターンに基づいて、上述したチャネル推定を行う。
　（２）参照信号パターン
　次に、本実施形態に係る参照信号パターンについて説明する。以下においては、ＣＲＳに関する参照信号パターンを主として説明する。
　本実施形態では、参照信号パターンとして、所定の参照信号密度を有する第１の参照信号パターン（以下、「参照信号パターンＡ」）と、当該所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度を有する第２の参照信号パターン（以下、「参照信号パターンＢ」）と、の２つの参照信号パターンを使用する。ただし、参照信号パターンの数は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。
　図７は、本実施形態に係る参照信号パターンＡを説明するためのフレーム構成図である。
　図７に示すように、参照信号パターンＡでは、時間軸方向及び周波数軸方向において下りリンク参照信号が分散して配置される。具体的には、下りリンク参照信号は、時間軸方向において、全てのサブフレームに配置される。また、下りリンク参照信号は、周波数軸方向において、全てのリソースブロック（ＲＢ）に配置される。
　図８は、１つのサブフレーム及び１つのＲＢにおける下りリンク参照信号の配置例を示す図である。
　図８に示すように、１つのサブフレーム（サブフレームＮ）における前半のスロット及び後半のスロットのそれぞれにおいて４つのＲＥが参照信号用リソースとして確保されており、合計８つのＲＥが参照信号用リソースとして確保されている。
　次に、参照信号パターンＢについて、参照信号パターンＡとの相違点を主として説明する。
　図９は、参照信号パターンＢの具体例１を説明するためのフレーム構成図である。
　図９に示すように、参照信号パターンＢの具体例１では、下りリンク参照信号は、時間軸方向において全てのサブフレームには配置されずに、連続する２つのサブフレームのうち一方のサブフレームにのみ配置される。また、下りリンク参照信号は、周波数軸方向において全てのＲＢには配置されずに、連続する２つのＲＢのうち一方のＲＢにのみ配置される。
　図１０は、参照信号パターンＢの具体例２を説明するためのフレーム構成図である。
　図１０に示すように、参照信号パターンＢの具体例２では、制御領域（ＰＤＣＣＨ領域）の下りリンク参照信号を残す点で、上述した具体例１とは異なる。これにより、ＰＤＣＣＨの復号に下りリンク参照信号を使用できる。
　図１１は、参照信号パターンＢの具体例３を説明するためのフレーム構成図である。
　図１１に示すように、参照信号パターンＢの具体例３では、制御領域の下りリンク参照信号を残すと共に、データ領域（ＰＤＳＣＨ領域）の先頭部分（或いは前半部分）の下りリンク参照信号を残す点で、上述した具体例１とは異なる。これにより、ＰＤＳＣＨの復号に下りリンク参照信号を使用できる。
　このように、参照信号パターンＢの具体例２及び３は、時間軸方向において、一部のサブフレームに下りリンク参照信号を全体的に配置し、かつ、残りのサブフレームに下りリンク参照信号を部分的に配置するパターンである。
　なお、参照信号リソースとして使用するＲＥの位置を参照信号パターンＡ及びＢで同じにする場合に限らず、参照信号リソースとして使用するＲＥの位置を参照信号パターンＡ及びＢで異ならせてもよい。
　（３）動作シーケンス
　次に、本実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。図１２は、本実施形態に係る動作シーケンス図である。
　図１２に示すように、ステップＳ１０において、ｅＮＢ２００は、下りリンク参照信号を含んだ無線信号を送信する。ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、下りリンク参照信号を含んだ無線信号を受信する。
　ステップＳ２０において、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、ステップＳ１０で受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別する。参照信号パターンを判別する処理の詳細については後述する。
　ステップＳ３０において、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、ステップＳ２０で判別した参照信号パターンを有する下りリンク参照信号に基づいて、チャネル推定を含む測定処理を行う。また、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、チャネル推定の結果に基づいてユーザデータの受信処理を行う。
　ステップＳ４０において、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、通信品質情報をｅＮＢ２００に送信する。ここで送信される通信品質情報は、ＵＥ１００で測定される通信品質を示す情報であり、例えば、スループット又はＣＱＩである。スループットは、瞬時のスループットではなく、所定の時間幅毎のスループットとすることが好ましい。なお、ＵＥ１００で測定される自身の移動速度を通信品質情報としてもよい。ｅＮＢ２００は、通信品質情報を受信する。
　ステップＳ５０において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれについて、上りリンクの測定処理を行う。例えば、ｅＮＢ２００は、通信品質情報として、ＵＥ１００毎の遅延分散範囲を測定する。なお、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００毎にフェージング周波数を測定し、フェージング周波数から推定される移動速度を通信品質情報として取得してもよい。
　なお、ステップＳ４０及びＳ５０は、両方を実行する場合に限らず、いずれか一方のみを実行してもよい。
　ステップＳ６０において、ｅＮＢ２００は、参照信号パターンを変更するか否かを判断する。具体的には、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎの全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、統計量に基づいて当該判断を行う。参照信号パターンの変更処理の詳細については後述する。
　ここでは、参照信号パターンを変更すると判断されたと仮定して、説明を進める。
　ステップＳ７０において、ｅＮＢ２００は、変更後の参照信号パターンを適用して、下りリンク参照信号を含んだ無線信号を送信する。ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのそれぞれは、下りリンク参照信号を含んだ無線信号を受信する。その後、ステップＳ２０以降の処理が再び行われる。
　なお、ｅＮＢ２００が参照信号パターンの変更判断を行う周期は、１サブフレーム周期としてもよく、２サブフレーム周期としてもよい。かかる周期をＵＥ１００と共有し、ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００が参照信号パターンの変更判断を行う周期に対応するタイミングで、参照信号パターンの判別を行う。これにより、ＵＥ１００において無駄な相関演算を行うことを防止できる。
　（４）ＵＥ１００の動作
　次に、本実施形態に係るＵＥ１００の動作について説明する。図１３は、ＵＥ１００による参照信号パターン判別処理、すなわち図１２のステップＳ２０の詳細を示す動作フロー図である。
　本動作フローの前提として、メモリ１５０は、基準信号として、参照信号パターンＡ及びＢを予め記憶している。また、ｅＮＢ２００が参照信号パターンを所定のタイミングで変更する場合に、プロセッサ１６０は、当該所定のタイミングに合わせて本動作フローを実行する。
　図１３に示すように、ステップＳ２１において、プロセッサ１６０は、無線送受信機１１０がｅＮＢ２００から受信した無線信号（以下、「受信信号」）と、参照信号パターンＡ及びＢのそれぞれと、の相関値Ａ及びＢを算出する。
　ここで、相関を取るための受信信号とは、受信した素の値ではなく、参照信号パターンＡ及びＢの系列と仮定して、チャネル推定と等化を行った後の信号とすることが好ましい。なお、チャネル推定とは、ＲＥ単位でのチャネル推定値を、周波数軸方向もしくは時間軸方向に平均処理あるいはフィルタ処理を行い、ノイズ等の影響を最小化したチャネル特性を求める処理である。チャネル等化とは、上記で求めたチャネル特性の逆特性を掛けてチャネルの影響を元に戻す処理である。
　相関値Ａは、参照信号パターンＡに対応する基準信号を“Ａｉ”として、受信信号を“Ｒｘｉ”とした場合に、下記の式（１）により算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、“ｉ”はリファレンスＲＥのインデックスであり、“Ｎ”は相関処理に使うＲＥ数である。また、Ａｉ、Ｒｘｉ共に信号の電力(振幅)を1に正規化したと仮定した場合の式である。なお、相関を取るのに使うＲＥは、時間軸方向又は周波数軸方向にどのように束ねてもよい。或いは、サブフレーム単位で判断するなら、サブフレーム内で全てを1つのグループとしてもよい。
　相関値Ｂは、参照信号パターンＢに対応する基準信号を“Ｂｉ”として上記の式（１）を変形し、下記の式（２）により算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ステップＳ２２において、プロセッサ１６０は、ステップＳ２１で算出した相関値Ａ及びＢを比較して、高い方の相関値に対応する参照信号パターンを、受信信号に適用されている参照信号パターンとして判別する。このようにして参照信号パターンを判別すると、プロセッサ１６０は、ＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨ等の受信処理において、判別した参照信号パターンに基づいてチャネル推定等を行う。
　なお、相関値Ａ及びＢの間の差分（差の絶対値｜Ａ－Ｂ｜）が閾値よりも大きい場合にのみ、参照信号パターンの判別を行うとしてもよい。すなわち、プロセッサ１６０は、相関値Ａ及びＢの間の差分が閾値以下である場合には、参照信号パターンの判別を行わずに、前回判別した参照信号パターンの適用を継続し、次回の参照信号パターンの判別まで待つ。
　また、プロセッサ１６０は、チャネル特性の変動が少ないと判断できる場合に、前回判別した参照信号パターンの優先度を高めた上で、参照信号パターンの今回の判別を行ってもよい。チャネル特性の変動が少ない場合、前回判別した参照信号パターンが維持されている可能性が高いためである。
　図１４及び図１５は、参照信号パターン判別の具体例を説明するための図である。ここでは、受信信号に適用されている参照信号パターンが参照信号パターンＡである場合に、プロセッサ１６０が参照信号パターンを判別する一例を説明する。
　図１４に示すように、プロセッサ１６０は、上記式（１）により、受信信号Ｒｘｉと、参照信号パターンＡに対応する基準信号Ａｉとの相関値Ａを算出する。
　図１５に示すように、プロセッサ１６０は、上記式（２）により、受信信号Ｒｘｉと、参照信号パターンＢに対応する基準信号Ｂｉとの相関値Ｂを算出する。
　この例では、受信信号に適用されている参照信号パターンが参照信号パターンＡであるため、相関値Ａが相関値Ｂよりも高くなる。従って、プロセッサ１６０は、受信信号に適用されている参照信号パターンが参照信号パターンＡであると判別する。
　（５）ｅＮＢ２００の動作
　次に、本実施形態に係るｅＮＢ２００の動作について説明する。図１６は、ｅＮＢ２００による参照信号パターン変更処理、すなわち図１２のステップＳ６０の詳細を示す動作フロー図である。
　図１６に示すように、ステップＳ６１において、プロセッサ２４０は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎの全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出する。通信品質情報とは、例えば、ＵＥ１００毎のスループット、ＵＥ１００毎のＣＱＩ、ＵＥ１００毎の移動速度、又はＵＥ１００毎の遅延分散範囲のうち、少なくとも１つである。また、統計量とは、例えば、通信品質情報の平均、通信品質情報の最悪値、又は通信品質情報のＣＤＦである。
　ここで、プロセッサ２４０は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのうち、対応する通信品質情報の変動の度合いが閾値よりも大きいＵＥ１００を、統計量の算出対象から除外してもよい。これにより、統計量を適切に算出できる。例えば、スループット等の時間分散の小さいＵＥ１００のみを対象として統計量を算出する。
　また、プロセッサ２４０は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎのうち、実行するアプリケーションに対応するデータ量が閾値よりも小さいＵＥ１００を、統計量の算出対象から除外する。少量のデータを送受信するＵＥ１００についてはスループット改善を図る必要がないためである。
　ステップＳ６２において、プロセッサ２４０は、ステップＳ６１で算出した統計量を閾値と比較する。
　ステップＳ６３において、プロセッサ２４０は、ステップＳ６２での比較結果に応じて、参照信号パターンを変更するか否かを判断する。
　参照信号パターンを変更すると判断した場合（ステップＳ６３；ＹＥＳ）、ステップＳ６４において、プロセッサ２４０は、参照信号パターンを変更する。
　次に、参照信号パターンの変更を判断する具体例を説明する。
　第１に、通信品質情報がＵＥ１００毎のスループットである場合の具体例を説明する。通信品質情報がＵＥ１００毎のスループットである場合、統計量は、平均スループット又はＣＤＦとすることができる。
　図１７は、統計量としての平均スループットの一例を示す図である。
　図１７に示すように、平均スループットは時間の経過に伴って変化する。プロセッサ２４０は、現時点ｔの平均スループットを閾値と比較する。閾値は、下記の式（３）により設定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　平均スループットが閾値よりも小さい場合、プロセッサ２４０は、通信環境の改善（チャネル推定精度の改善）を図るために、参照信号密度の高い参照信号パターンＡを適用する。
　これに対し、平均スループットが閾値よりも大きい場合、プロセッサ２４０は、スループットの改善を図るために、参照信号密度の低い参照信号パターンＢを適用する。
　なお、平均スループットは、現時点ｔにおける平均スループットに限らず、以前までの値と現時点の値との重み付きの平均であってもよい。プロセッサ２４０は、現時点の値の重みが大きくなるように重み付き平均を算出する。
　図１８は、統計量としてのスループットＣＤＦの一例を示す図である。
　図１８に示すように、スループットの低い順に並べて累積分布を取る。図１８では、時間ａにおけるＣＤＦと時間ｂにおけるＣＤＦとを示している。
　スループットの低い方から５％までのＵＥ１００が閾値未満である場合、プロセッサ２４０は、通信環境の改善（チャネル推定精度の改善）を図るために、参照信号密度の高い参照信号パターンＡを適用する。
　これに対し、スループットの低い方から５％までのＵＥ１００が閾値以上である場合、プロセッサ２４０は、スループットの改善を図るために、参照信号密度の低い参照信号パターンＢを適用する。
　従って、時間ａでは参照信号パターンＡが適用され、時間ｂでは参照信号パターンＢが適用されることになる。
　図１９は、統計量としてのスループットＣＤＦの一例を示す図である。
　図１９に示すように、プロセッサ２４０は、ＣＤＦの５％と９５％との間の傾き（＝Δｙ／Δｘ）を算出し、算出した傾きを、予め設定された傾きの閾値と比較する。ＣＤＦの５％と９５％との間の傾きが大きいほど、全ＵＥ１００の通信環境が安定しているとみなすことができる。
　算出した傾きが閾値よりも小さい場合、プロセッサ２４０は、通信環境の改善（チャネル推定精度の改善）を図るために、参照信号密度の高い参照信号パターンＡを適用する。
　これに対し、算出した傾きが閾値よりも大きい場合、プロセッサ２４０は、スループットの改善を図るために、参照信号密度の低い参照信号パターンＢを適用する。
　第２に、通信品質情報がＵＥ１００毎のＣＱＩである場合の具体例を説明する。通信品質情報がＵＥ１００毎のＣＱＩである場合、統計量は、平均ＣＱＩとすることができる。ＣＱＩは例えば０から１５までの数値で示され、値が大きいほど通信環境が良好であることを意味する。
　平均ＣＱＩが閾値よりも小さい場合、プロセッサ２４０は、通信環境の改善（チャネル推定精度の改善）を図るために、参照信号密度の高い参照信号パターンＡを適用する。
　これに対し、平均ＣＱＩが閾値よりも大きい場合、プロセッサ２４０は、スループットの改善を図るために、参照信号密度の低い参照信号パターンＢを適用する。
　第３に、通信品質情報がＵＥ１００毎の移動速度である場合の具体例を説明する。通信品質情報がＵＥ１００毎の移動速度である場合、統計量は、平均移動速度とすることができる。移動速度が低いほど、通信環境が安定しているとみなすことができる。
　平均移動速度が閾値よりも大きい場合、プロセッサ２４０は、通信環境の改善（チャネル推定精度の改善）を図るために、参照信号密度の高い参照信号パターンＡを適用する。
　これに対し、平均移動速度が閾値よりも小さい場合、プロセッサ２４０は、スループットの改善を図るために、参照信号密度の低い参照信号パターンＢを適用する。
　なお、通信品質情報がＵＥ１００毎の移動速度である場合には、周波数軸方向で参照信号密度を変化させるよりも、時間軸方向で参照信号密度を変化させた方が、チャネル推定精度を適切に調節できる。
　第４に、通信品質情報がＵＥ１００毎のスループット、ＣＱＩ、又は移動速度であり、かつ、統計量が最悪値である場合の具体例を説明する。ここで移動速度の最悪値とは、最も高い移動速度である。統計量が最悪値である場合、上述した平均値と同様の判断手法が適用できる。
　第５に、通信品質情報が遅延分散範囲であり、統計量が最悪値である場合の具体例を説明する。
　遅延分散範囲とは、先行波と遅延波との間の時間範囲である。具体的には、一番大きな電力の山から、当該電力から所定範囲内の電力の山までの範囲を遅延分散範囲とすることができる。或いは、所定レベル以上の電力の山がある範囲を遅延分散範囲としてもよい。
　また、遅延分散範囲の最悪値とは、遅延分散範囲が最も広いＵＥ１００における当該遅延分散範囲である。
　図２０及び図２１は、統計量としての遅延分散範囲の最悪値の一例を示す図である。
　図２０（ａ）に示すように、遅延分散範囲が広い場合、図２０（ｂ）に示すように、周波数特性の変動が大きいため、チャネル推定において補間を行うことが難しい。
　図２１（ａ）に示すように、遅延分散範囲が狭い場合、図２１（ｂ）に示すように、周波数特性の変動が小さいため、チャネル推定において補間を行うことが容易である。
　従って、遅延分散範囲の最悪値が閾値よりも大きい場合、プロセッサ２４０は、通信環境の改善（チャネル推定精度の改善）を図るために、参照信号密度の高い参照信号パターンＡを適用する。
　これに対し、遅延分散範囲の最悪値が閾値よりも小さい場合、プロセッサ２４０は、スループットの改善を図るために、参照信号密度の低い参照信号パターンＢを適用する。
　なお、通信品質情報が遅延分散範囲である場合には、時間軸方向で参照信号密度を変化させるよりも、周波数軸方向で参照信号密度を変化させた方が、チャネル推定精度を適切に調節できる。
　（実施形態のまとめ）
　ｅＮＢ２００は、チャネル特性を推定するための下りリンク参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎとの通信を行う。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎとの通信に適用する下りリンク参照信号の密度である参照信号密度を変更するプロセッサ２４０を有する。プロセッサ２４０は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎの全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、統計量に基づいて参照信号密度を変更する。
　これにより、ｅＮＢ２００と接続する全てのＵＥ１００についての通信環境を、通信品質情報の統計量により統計的に判断しながら、参照信号密度を動的に変更できる。
　ＵＥ１００は、チャネル特性を推定するための下りリンク参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、ｅＮＢ２００との通信を行う。ＵＥ１００は、下りリンク参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶するメモリ１５０と、下りリンク参照信号を含んだ無線信号をｅＮＢ２００から受信する無線送受信機１１０と、受信した無線信号と、複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別するプロセッサ１６０と、を有する。
　ここで、通信環境に応じて参照信号の密度を動的に変更する場合には、かかる変更を通知するためのシグナリングが増加する問題がある。
　しかしながら、本実施形態に係るＵＥ１００によれば、参照信号パターン（すなわち、下りリンク参照信号の密度）が変更されても、かかる変更後の参照信号パターンをＵＥ１００が自律的に判別するため、かかる変更を通知するためのシグナリングを不要とすることができる。従って、シグナリングを増加させずに下りリンク参照信号の密度を変更できる。
　［その他の実施形態］
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
　上述した実施形態では、下りリンク参照信号（下りリンク参照信号）における参照信号密度（参照信号パターン）を動的に変更するケースを主として説明した。しかしながら、下りリンク参照信号に限らず、上りリンク参照信号（具体的には、ＤＭＲＳ）における参照信号密度を動的に変更するケースにも本発明を適用可能である。
　上述した実施形態では、ｅＮＢ２００は、下りリンクにおいて１つのキャリアを使用するケースを主として説明した。しかしながら、ｅＮＢ２００が下りリンクにおいて複数のキャリアを使用する場合には、ｅＮＢ２００は、統計量をキャリア毎に算出し、参照信号密度をキャリア毎に変更してもよい。
　上述した実施形態では、ｅＮＢ２００の基地局種別について特に触れなかったが、ｅＮＢ２００は、マクロセルよりも小型の小セル（例えばピコセル又はフェムトセル）を構成する小セル基地局であってもよい。この場合、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎは、小セルと接続している。
　一般的に、小セルで収容可能なＵＥ数は、マクロセルで収容可能なＵＥ数に比べて少ない。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００－１乃至ＵＥ１００－ｎの全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出するため、多数のＵＥ１００がｅＮＢ２００と接続する場合には統計量が平準化されてしまう。従って、ｅＮＢ２００が小セル基地局である場合には、統計処理の対象となるＵＥ１００の数が少ないため、そのような問題を回避できる。
　上述した実施形態では、本発明をＬＴＥシステムに適用する一例を説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。
　なお、米国仮出願第６１／７３０６２９号（２０１２年１１月２８日出願）及び米国仮出願第６１／７３０６３５号（２０１２年１１月２８日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　以上のように、本発明に係る基地局、プロセッサ、通信制御方法及びユーザ端末は、参照信号の密度を適切に制御できるため、移動通信分野において有用である。

Claims (23)

  1. 　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、複数のユーザ端末との通信を行う基地局であって、
    　前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更する制御部を有し、
    　前記制御部は、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記参照信号密度を変更することを特徴とする基地局。
  2. 　前記参照信号は、前記複数のユーザ端末に共通して適用される下りリンク参照信号であることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  3. 　前記通信品質情報は、前記複数のユーザ端末毎のスループット、前記複数のユーザ端末毎のＣＱＩ、前記複数のユーザ端末毎の移動速度、又は前記複数のユーザ端末毎の遅延分散範囲のうち、少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  4. 　前記統計量は、前記通信品質情報の平均、前記通信品質情報の最悪値、又は前記通信品質情報の累積分布関数であることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  5. 　前記制御部は、所定の参照信号密度を前記複数のユーザ端末との通信に使用している場合に、前記統計量の改善に応じて、前記所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度に変更することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  6. 　前記制御部は、所定の参照信号密度を前記複数のユーザ端末との通信に使用している場合に、前記統計量の悪化に応じて、前記所定の参照信号密度よりも高い参照信号密度に変更することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  7. 　前記制御部は、前記複数のユーザ端末のうち、対応する通信品質情報の変動の度合いが閾値よりも大きいユーザ端末を、前記統計量の算出対象から除外することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  8. 　前記制御部は、前記複数のユーザ端末のうち、実行するアプリケーションに対応するデータ量が閾値よりも小さいユーザ端末を、前記統計量の算出対象から除外することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  9. 　前記基地局は、マクロセルよりも小型の小セルを構成しており、
    　前記複数のユーザ端末は、前記小セルと接続していることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  10. 　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、複数のユーザ端末との通信を行う基地局に備えられるプロセッサであって、
    　前記プロセッサは、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更する処理を行うことを特徴とするプロセッサ。
  11. 　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて用いられる通信制御方法であって、
    　複数のユーザ端末との通信を行う基地局が、前記複数のユーザ端末との通信に適用する前記参照信号の密度である参照信号密度を変更するステップＡを有し、
    　前記ステップＡにおいて、前記制御部は、前記複数のユーザ端末の全てについて取得した通信品質情報の統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記参照信号密度を変更することを特徴とする通信制御方法。
  12. 　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、基地局との通信を行うユーザ端末であって、
    　前記参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶する記憶部と、
    　前記参照信号を含んだ前記無線信号を前記基地局から受信する受信部と、
    　前記受信した無線信号と、前記複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別する制御部と、
    を有することを特徴とするユーザ端末。
  13. 　前記参照信号は、前記基地局との通信を行う複数のユーザ端末に共通して適用される下りリンク参照信号であることを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  14. 　前記制御部は、前記複数の参照信号パターンのうち、前記受信した無線信号との相関値が最も高い参照信号パターンを、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンとして判別することを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  15. 　前記制御部は、前記複数の参照信号パターン毎に算出した相関値間の差分が閾値よりも大きい場合にのみ、前記参照信号パターンの判別を行うことを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  16. 　前記基地局が前記参照信号パターンを所定のタイミングで変更する場合に、前記制御部は、前記所定のタイミングに合わせて前記参照信号パターンの判別を行うことを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  17. 　前記複数の参照信号パターンは、
    　周波数軸方向において所定の参照信号密度を有する第１の参照信号パターンと、
    　周波数軸方向において前記所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度を有する第２の参照信号パターンと、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  18. 　前記第１の参照信号パターンは、周波数軸方向において全てのリソースブロックに前記参照信号を配置するパターンであり、
    　前記第２の参照信号パターンは、周波数軸方向において一部のリソースブロックにのみ前記参照信号を配置するパターンであることを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
  19. 　前記複数の参照信号パターンは、
    　時間軸方向において所定の参照信号密度を有する第１の参照信号パターンと、
    　時間軸方向において前記所定の参照信号密度よりも低い参照信号密度を有する第２の参照信号パターンと、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  20. 　前記第１の参照信号パターンは、時間軸方向において全てのサブフレームに前記参照信号を全体的に配置するパターンであり、
    　前記第２の参照信号パターンは、時間軸方向において、一部のサブフレームに前記参照信号を全体的に配置し、かつ、残りのサブフレームに前記参照信号を部分的に配置するパターンであることを特徴とする請求項１９に記載のユーザ端末。
  21. 　前記制御部は、前記チャネル特性の変動が少ないと判断できる場合に、前回判別した参照信号パターンの優先度を高めた上で、前記参照信号パターンの今回の判別を行うことを特徴とする請求項１２に記載のユーザ端末。
  22. 　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、基地局との通信を行うユーザ端末に備えられるプロセッサであって、
    　前記参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶するための処理と、
    　前記参照信号を含んだ前記無線信号を前記基地局から受信するための処理と、
    　前記受信した無線信号と、前記複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別するための処理と、
    を行うことを特徴とするプロセッサ。
  23. 　チャネル特性を推定するための参照信号を含んだ無線信号を送受信する移動通信システムにおいて、基地局との通信を行うユーザ端末に用いられる通信制御方法であって、
    　前記参照信号の密度が異なる複数の参照信号パターンを記憶するステップＡと、
    　前記参照信号を含んだ前記無線信号を前記基地局から受信するステップＢと、
    　前記受信した無線信号と、前記複数の参照信号パターンのそれぞれと、の相関値に基づいて、前記受信した無線信号に適用されている参照信号パターンを判別するステップＣと、
    を有することを特徴とする通信制御方法。
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