図面 (/)

技術 無線通信システムにおけるチャネル状態情報を報告するための方法、及びこのための装置

出願人 エルジーエレクトロニクスインコーポレイティド
発明者 パクチョンヒョンキムキチュンパクヘウクキムヨンテ
出願日 2016年7月8日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2018-500509
公開日 2018年8月2日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-521588
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム 無線伝送方式一般(ダイバーシチ方式等)
主要キーワード D動作 目標帯域 任意接続 限界状況 指示識別子 重心周波数 一部構成要素 開放ループ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年8月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

無線通信システムにおけるチャネル状態情報報告するための方法、及びこのための装置を提供すること。

解決手段

本明細書は、無線通信システムにおけるCSI(Channel State Information)を報告(reporting)するための方法であって、8ポート(port)より多いアンテナポートを使用するCSI-RS(Reference signal)の資源設定を表すCSI-RS資源設定(resource configuration)情報を基地局から受信するステップと、前記受信されたCSI-RS資源設定情報に基づいて、前記基地局から前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSを受信するステップと、前記受信されたCSI-RSに基づいて、前記基地局にチャネル状態情報(Channel State Information:CSI)を報告(reporting)するステップとを含んでなることを特徴とする。これにより、レガシー(legacy)システムとの相互互換性を得ることができ、資源をより効率的に使用できるという効果がある。

概要

背景

移動通信システムは、ユーザの活動性保障しながら音声サービスを提供するために開発された。しかしながら、移動通信システムは、音声だけでなくデータサービスまで領域を拡張し、現在では、爆発的なトラフィックの増加によって資源不足現象が引き起こされ、ユーザがより高速サービスに対して要求するので、より発展した移動通信システムが求められている。

世代移動通信システム要求条件は、大きく爆発的なデータトラフィックの収容、ユーザ当たりの送信率の画期的な増加、大幅増加した接続デバイスの数の収容、非常に低いエンドツーエンド遅延(End-to-End Latency)、高エネルギー効率を支援できなければならない。このために、二重接続性(Dual Connectivity)、大規模多重入出力(MassiveMIMO:Massive Multiple Input Multiple Output)、全二重(In-band Full Duplex)、非直交多重接続(NOMA:Non-Orthogonal Multiple Access)、超広帯域(Super wideband)支援、端末ネットワーキング(Device Networking)等、多様な技術が研究されている。

現在、LTE(-A)システムの場合、CSI-RSパターン(または、CSI-RS資源)は、1、2、4、または8portに対したCSI-RSパターンのみが存在し、全部2の冪(power of 2)形態である。

しかしながら、大規模多重入出力(massiveMIMO)システムのように、送信端(または送信装置)のアンテナ数が多い場合、CSI-RSパターンは、多様な形態を有することができ、同じアンテナ数に対してもそのアンテナ設定(antenna configuration)が異なりうる。

このように、多様な大きさ(size)と多様なパターンを有する送信アンテナ構造に鑑みるとき、CSI-RSポートの数を2の冪形態のみに制限することは非効率的でありうる。

概要

無線通信システムにおけるチャネル状態情報報告するための方法、及びこのための装置を提供すること。本明細書は、無線通信システムにおけるCSI(Channel State Information)を報告(reporting)するための方法であって、8ポート(port)より多いアンテナポートを使用するCSI-RS(Reference signal)の資源設定を表すCSI-RS資源設定(resource configuration)情報を基地局から受信するステップと、前記受信されたCSI-RS資源設定情報に基づいて、前記基地局から前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSを受信するステップと、前記受信されたCSI-RSに基づいて、前記基地局にチャネル状態情報(Channel State Information:CSI)を報告(reporting)するステップとを含んでなることを特徴とする。これにより、レガシー(legacy)システムとの相互互換性を得ることができ、資源をより効率的に使用できるという効果がある。

目的

移動通信システムは、ユーザの活動性を保障しながら音声サービスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

無線通信システムにおけるチャネル状態情報(ChannelStateInformation:CSI)を報告(reporting)するための方法であって、端末により行われる方法は、8ポート(port)より多いアンテナポートを使用するCSI-RS(Referencesignal)の資源設定を表すCSI-RS資源設定(resourceconfiguration)情報を基地局から受信するステップと、前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、二つ以上のレガシー(legacy)CSI-RS資源の併合(aggregation)を介して設定され、前記レガシー(legacy)CSI-RS資源は、8ポート以下のアンテナポートを使用するCSI-RSの資源を表し、前記受信されたCSI-RS資源設定情報に基づいて、前記基地局から前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSを受信するステップと、前記受信されたCSI-RSに基づいて、前記基地局にチャネル状態情報(ChannelStateInformation:CSI)を報告(reporting)するステップとを含んでなることを特徴とする方法。

請求項2

前記CSI-RS資源設定情報は、多数のレガシー(legacy)CSI-RS設定値を含み、前記多数のレガシーCSI-RS設定値は、前記併合された二つ以上のレガシーCSI-RS資源の各々に対応することを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項3

前記レガシーCSI-RS設定値は、レガシー(legacy)CSI-RSresourceが始まる資源要素の位置を表す値であることを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項4

前記CSI-RS資源設定情報に含まれる特定レガシーCSI-RS設定値は、前記併合されたレガシーCSI-RS資源のうち、最も低いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応するか、または最も高いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応することを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項5

前記CSI-RS資源設定情報に含まれる第1レガシーCSI-RS設定値は、前記併合されたレガシーCSI-RS資源のうち、最も低いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応し、前記CSI-RS資源設定情報に含まれる第2レガシーCSI-RS設定値は、前記併合されたレガシーCSI-RS資源のうち、第2番目に低いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応することを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項6

前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、連続した一定数シンボル内に含まれることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項7

前記レガシーCSI-RS資源での資源要素(RE)別アンテナポート番号マッピングは、一定規則により行われることを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項8

前記一定規則は、各レガシーCSI-RS資源別に順次にマッピングされるか、または各レガシーCSI-RS資源内の特定資源要素別に順次にマッピングされることを特徴とする請求項7に記載の方法。

請求項9

前記併合された二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、前記多数のレガシー設定値に低い値からまたは高い値から順次に対応することを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項10

前記併合された二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、3個または2個であることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項11

前記8ポート(port)より多いアンテナポートは、12ポートまたは16ポートであることを特徴とする請求項10に記載の方法。

請求項12

前記8ポート以下のアンテナポートは、1ポート、2ポート、4ポートまたは8ポートであることを特徴とする請求項11に記載の方法。

請求項13

前記二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、CSI-RSresource#1、CSI-RSresource#2及びCSI-RSresource#3であり、前記CSI-RSresource#1の資源要素は、アンテナポート15、16、17、18にマッピングされ、前記CSI-RSresource#2の資源要素は、アンテナポート19、20、21、22にマッピングされ、前記CSI-RSresource#3の資源要素は、アンテナポート23、24、25、26にマッピングされることを特徴とする請求項8に記載の方法。

請求項14

前記二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、CSI-RSresource#1及びCSI-RSresource#2であり、前記CSI-RSresource#1の資源要素は、アンテナポート15、16、17、18、19、20、21、22にマッピングされ、前記CSI-RSresource#2の資源要素は、アンテナポート23、24、25、26、27、28、29、30にマッピングされることを特徴とする請求項8に記載の方法。

請求項15

前記CSI-RS資源設定情報は、上位階層シグナルリング(highlayersignaling)を介して前記基地局から受信されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項16

前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、同じサブフレームに含まれることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項17

無線通信システムにおけるCSI(ChannelStateInformation)を報告(reporting)するための端末であって、無線信号送受信するためのRF(RadioFrequency)ユニットと、前記RFユニットを制御するプロセッサを含み、前記プロセッサは、8ポート(port)より多いアンテナポートを使用するCSI-RS(Referencesignal)の資源設定を表すCSI-RS資源設定(resourceconfiguration)情報を基地局から受信し、前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、二つ以上のレガシー(legacy)CSI-RS資源の併合(aggregation)を介して設定され、前記レガシー(legacy)CSI-RS資源は、8ポート以下のアンテナポートを使用するCSI-RSの資源を表し、前記受信されたCSI-RS資源設定情報に基づいて、前記基地局から前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSを受信し、前記受信されたCSI-RSに基づいて、前記基地局にチャネル状態情報(ChannelStateInformation:CSI)を報告(reporting)するよう制御することを特徴とする端末。

技術分野

0001

本発明は、無線通信システムに関し、さらに詳細に、端末において参照信号(reference signal)に基づいて、CSI(Channel State Information)を報告するための方法、及びこれを支援する装置に関する。

背景技術

0002

移動通信システムは、ユーザの活動性保障しながら音声サービスを提供するために開発された。しかしながら、移動通信システムは、音声だけでなくデータサービスまで領域を拡張し、現在では、爆発的なトラフィックの増加によって資源不足現象が引き起こされ、ユーザがより高速サービスに対して要求するので、より発展した移動通信システムが求められている。

0003

世代移動通信システム要求条件は、大きく爆発的なデータトラフィックの収容、ユーザ当たりの送信率の画期的な増加、大幅増加した接続デバイスの数の収容、非常に低いエンドツーエンド遅延(End-to-End Latency)、高エネルギー効率を支援できなければならない。このために、二重接続性(Dual Connectivity)、大規模多重入出力(MassiveMIMO:Massive Multiple Input Multiple Output)、全二重(In-band Full Duplex)、非直交多重接続(NOMA:Non-Orthogonal Multiple Access)、超広帯域(Super wideband)支援、端末ネットワーキング(Device Networking)等、多様な技術が研究されている。

0004

現在、LTE(-A)システムの場合、CSI-RSパターン(または、CSI-RS資源)は、1、2、4、または8portに対したCSI-RSパターンのみが存在し、全部2の冪(power of 2)形態である。

0005

しかしながら、大規模多重入出力(massiveMIMO)システムのように、送信端(または送信装置)のアンテナ数が多い場合、CSI-RSパターンは、多様な形態を有することができ、同じアンテナ数に対してもそのアンテナ設定(antenna configuration)が異なりうる。

0006

このように、多様な大きさ(size)と多様なパターンを有する送信アンテナ構造に鑑みるとき、CSI-RSポートの数を2の冪形態のみに制限することは非効率的でありうる。

発明が解決しようとする課題

0007

したがって、本明細書は、massiveMIMOシステムにおいて8ポートより多いアンテナポートを使用する新しいCSI-RSパターン(pattern)または新しいCSI-RS資源(resource)設計方法を提供することを目的とする。

0008

また、本明細書は、多数のCSI-RS資源において各CSI-RS資源でのアンテナポートナンバリングに対する規則を提供することを目的とする。

0009

また、本明細書は、上位階層シグナルリングを介して送信されるCSI-RS設定情報とCSI-RS資源との間のマッピング方法を提供することを目的とする。

0010

本発明において解決しようとする技術的課題は、以上言及した技術的課題に制限されず、言及しないさらに他の技術的課題は、以下の記載から本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者に明確に理解されうるはずである。

課題を解決するための手段

0011

本明細書は、無線通信システムにおけるチャネル状態情報(Channel State Information:CSI)を報告(reporting)するための方法であって、端末により行われる方法は、8ポート(port)より多いアンテナポートを使用するCSI-RS(Reference signal)の資源設定を表すCSI-RS資源設定(resource configuration)情報を基地局から受信するステップと、前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、二つ以上のレガシー(legacy)CSI-RS資源の併合(aggregation)を介して設定され、前記レガシー(legacy)CSI-RS資源は、8ポート以下のアンテナポートを使用するCSI-RSの資源を表し、前記受信されたCSI-RS資源設定情報に基づいて前記基地局から前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSを受信するステップと、前記受信されたCSI-RSに基づいて前記基地局にチャネル状態情報(Channel State Information:CSI)を報告(reporting)するステップとを含んでなることを特徴とする。

0012

また、本明細書において、前記CSI-RS資源設定情報は、多数のレガシー(legacy)CSI-RS設定値を含み、前記多数のレガシーCSI-RS設定値は、前記併合された二つ以上のレガシーCSI-RS資源の各々に対応することを特徴とする。

0013

また、本明細書において、前記レガシーCSI-RS設定値は、レガシー(legacy)CSI-RS resourceが始まる資源要素の位置を表す値であることを特徴とする。

0014

また、本明細書において、前記CSI-RS資源設定情報に含まれる特定レガシーCSI-RS設定値は、前記併合されたレガシーCSI-RS資源のうち、最も低いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応するか、または最も高いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応することを特徴とする。

0015

また、本明細書において、前記CSI-RS資源設定情報に含まれる第1レガシーCSI-RS設定値は、前記併合されたレガシーCSI-RS資源のうち、最も低いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応し、前記CSI-RS資源設定情報に含まれる第2レガシーCSI-RS設定値は、前記併合されたレガシーCSI-RS資源のうち、第2番目に低いインデックスを有するレガシーCSI-RS資源に対応することを特徴とする。

0016

また、本明細書において、前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、連続した一定数シンボル内に含まれることを特徴とする。

0017

また、本明細書において、前記レガシーCSI-RS資源での資源要素(RE)別アンテナポート番号マッピングは、一定規則により行われることを特徴とする。

0018

また、本明細書において、前記一定規則は、各レガシーCSI-RS資源別に順次にマッピングされるか、または各レガシーCSI-RS資源内の特定資源要素別に順次にマッピングされることを特徴とする。

0019

また、本明細書において、前記併合された二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、前記多数のレガシー設定値に低い値からまたは高い値から順次に対応することを特徴とする。

0020

また、本明細書において、前記併合された二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、3個または2個であることを特徴とする。

0021

また、本明細書において、前記8ポート(port)より多いアンテナポートは、12ポートまたは16ポートであることを特徴とする。

0022

また、本明細書において、前記8ポート以下のアンテナポートは、1ポート、2ポート、4ポートまたは8ポートであることを特徴とする。

0023

また、本明細書において、前記二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、CSI-RS resource #1、CSI-RS resource #2及びCSI-RS resource #3であり、前記CSI-RS resource #1の資源要素は、アンテナポート15、16、17、18にマッピングされ、前記CSI-RS resource #2の資源要素は、アンテナポート19、20、21、22にマッピングされ、前記CSI-RS resource #3の資源要素は、アンテナポート23、24、25、26にマッピングされることを特徴とする。

0024

また、本明細書において、前記二つ以上のレガシーCSI-RS資源は、CSI-RS resource #1及びCSI-RS resource #2であり、前記CSI-RS resource #1の資源要素は、アンテナポート15、16、17、18、19、20、21、22にマッピングされ、前記CSI-RS resource #2の資源要素は、アンテナポート23、24、25、26、27、28、29、30にマッピングされることを特徴とする。

0025

また、本明細書において、前記CSI-RS資源設定情報は、上位階層シグナルリング(high layer signaling)を介して前記基地局から受信されることを特徴とする。

0026

また、本明細書において、前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、同じサブフレームに含まれることを特徴とする。

0027

また、本明細書において、無線通信システムにおけるCSI(Channel State Information)を報告(reporting)するための端末であって、無線信号送受信するためのRF(Radio Frequency)ユニットと、前記RFユニットを制御するプロセッサを含み、前記プロセッサは、8ポート(port)より多いアンテナポートを使用するCSI-RS(Reference signal)の資源設定を表すCSI-RS資源設定(resource configuration)情報を基地局から受信し、前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSの資源は、二つ以上のレガシー(legacy)CSI-RS資源の併合(aggregation)を介して設定され、前記レガシー(legacy)CSI-RS資源は、8ポート以下のアンテナポートを使用するCSI-RSの資源を表し、前記受信されたCSI-RS資源設定情報に基づいて、前記基地局から前記8ポートより多いアンテナポートを使用するCSI-RSを受信し、前記受信されたCSI-RSに基づいて、前記基地局にチャネル状態情報(Channel State Information:CSI)を報告(reporting)するよう制御することを特徴とする。

発明の効果

0028

本明細書は、レガシーCSI-RS資源を併合して新しいCSI-RS資源を設定することによって、massiveMIMOシステムのように送信端のアンテナ数が多いシステムを効率的に支援できるだけでなく、レガシーシステムとの相互互換性も維持できるという効果がある。

0029

また、本明細書は、RRCシグナルリングを介して送受信されるCSI-RS configurationに対してCSI-RS resourceとの正確なマッピング関係を定義することによって、端末と基地局との間の曖昧さを解決できるという効果がある。

0030

本発明により得ることができる効果は、以上言及した効果に制限されず、言及しないもう一つの効果は、以下の記載から本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者にとって明確に理解されるはずである。

図面の簡単な説明

0031

本発明が適用されることができる無線通信システムにおける無線フレームの構造を示す。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおける一つのダウンリンクスロットに対する資源グリッド(resource grid)を例示した図である。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるダウンリンクサブフレームの構造を示す。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおける上向きリンクサブフレームの構造を示す。
一般的な多重入出力アンテナ(MIMO)通信システムの構成図である。
多数の送信アンテナから一つの受信アンテナへのチャネルを示した図である。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるコンポーネントキャリア及びキャリア併合の一例を示す。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおける競争基盤ランダムアクセス手順を説明するための図である。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるダウンリンク資源ブロック対にマッピングされた参照信号パターンを例示する。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるCSI-RS構成を例示する図である。
本発明が適用されることができる64個のアンテナ要素を有する2D能動アンテナシステムの一例を示した図である。
本発明が適用されることができる無線通信システムにおける基地局または端末がAAS基盤の3D(3-Dimension)ビーム形成が可能な多数の送/受信アンテナを有しているシステムを例示する。
偏光(Polarization)基盤の2D平面アンテナアレイモデルの一例を示した図である。
送受信端ユニット(transceiver units:TXRUs)モデルの一例を示した図である。
本明細書で提案する方法が適用されることができる8ポートCSI-RS資源マッピングパターンの一例を示した図である。
本明細書で提案する方法が適用されることができるCSI-RS資源のさらに他の一例を示した図である。
本明細書で提案する12ポートCSI-RS資源構造の一例を示した図である。
本明細書で提案する方法が適用されることができる2Dアンテナアレイモデルの一例を示した図である。
本明細書で提案する12ポートCSI-RS資源マッピングパターンのさらに他の一例を示した図である。
本明細書で提案する12ポートCSI-RS資源マッピングパターンのさらに他の一例を示した図である。
本明細書で提案する16ポートCSI-RSパターンの一例を示した図である。
本明細書で提案する16ポートCSI-RSパターンの一例を示した図である。
本明細書で提案する8ポートCSI-RSパターンのさらに他の一例を示した図である。
本明細書で提案する多様なCSI-RSのパターンの一例を示した図である。
本明細書で提案する併合されたCSI-RS資源を利用してチャネル状態情報を報告するための方法の一例を示したフローチャートである。
本発明の一実施の形態による無線通信装置ブロック構成図を例示する。

実施例

0032

以下、本発明にかかる好ましい実施の形態を添付された図面を参照して詳細に説明する。添付された図面とともに、以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施されうる唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的細部事項を含む。しかしながら、当業者は、本発明がこのような具体的細部事項がなくても実施できることを理解すべきである。

0033

いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されるか、または各構造及び装置の核心機能を重心にしたブロック図形式で示されることができる。

0034

本明細書において基地局は、端末と直接的に通信を行うネットワーク終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本文書において基地局により行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)により行われても良い。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われうることは明らかである。「基地局(BS:Base Station)」は、固定局(fixed station)、Node B、eNB(evolved−NodeB)、BTS(base transceiver system)、アクセスポイントAP:Access Point)などの用語により代替されることができる。また、「端末(Terminal)」は、固定されるか、または移動性を有することができ、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、UT(user terminal)、MSS(Mobile subscriber Station)、SS(Subscriber Station)、AMS(Advanced Mobile Station)、WT(Wireless terminal)、MTC(Machine−Type Communication)装置、M2M(Machine−to−Machine)装置、D2D(Device−to−Device)装置などの用語に代替されることができる。

0035

以下、ダウンリンク(DL:downlink)は、基地局から端末への通信を意味し、アップリンク(UL:uplink)は、端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクにおける送信機は、基地局の一部で、受信機は、端末の一部でありうる。アップリンクにおける送信機は、端末の一部で、受信機は、基地局の一部でありうる。

0036

以下の説明において用いられる特定用語は、本発明の理解に役立つために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から外れない範囲内で他の形態に変更されることができる。

0037

以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)、NOMA(non−orthogonal multiple access)などのような様々な無線接続システムに利用されることができる。CDMAは、UTRA(universal terrestrial radio access)またはCDMA2000のような無線技術(radio technology)により実現化されることができる。TDMAは、GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)のような無線技術により実現化されることができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(evolved UTRA)などのような無線技術により実現化されることができる。UTRAは、UMTS(universal mobile telecommunications system)の一部である。3GPP(3rd generation partnership project)LTE(long term evolution)は、E−UTRAを使用するE−UMTS(evolved UMTS)の一部であり、ダウンリンクにおいてOFDMAを採用し、アップリンクにおいてSC−FDMAを採用する。LTE−A(advanced)は、3GPP LTEの進化である。

0038

本発明の実施の形態は、無線接続システムであるIEEE 802、3GPP及び3GPP2のうち、少なくとも1つに開示された標準文書により裏付けられることができる。すなわち、本発明の実施の形態のうち、本発明の技術的思想を明確にあらわすために、説明しないステップまたは部分は、前記文書により裏付けられることができる。また、本文書に開示しているすべての用語は、前記標準文書により説明されることができる。

0039

説明を明確にするために、3GPPLTE/LTE−Aを中心に述べるが、本発明の技術的特徴がこれに制限されることではない。

0040

本発明が適用され得る無線通信システム一般

0041

図1は、本発明が適用され得る無線通信システムにおける無線フレームの構造を示す。

0042

3GPPLTE/LTE−Aでは、FDD(Frequency Division Duplex)に適用可能なタイプ1の無線フレーム(radio frame)構造とTDD(Time Division Duplex)に適用可能なタイプ2の無線フレーム構造とを支援する。

0043

図1において無線フレームの時間領域での大きさは、T_s=1/(15000*2048)の時間単位倍数表現される。下向きリンク及び上向きリンク送信は、T_f=307200*T_s=10msの区間を有する無線フレームで構成される。

0044

図1の(a)は、タイプ1の無線フレームの構造を例示する。タイプ1の無線フレームは、全二重(full duplex)及び半二重(half duplex)FDDの両方に適用され得る。

0045

無線フレーム(radio frame)は、10個のサブフレーム(subframe)で構成される。1つの無線フレームは、T_slot=15360*T_s=0.5ms長さの20個のスロットで構成され、各スロットは、0から19までのインデックスが与えられる。1つのサブフレームは、時間領域(time domain)で連続的な2個のスロット(slot)で構成され、サブフレームiは、スロット2i及びスロット2i+1で構成される。1つのサブフレームを送信するのにかかる時間をTTI(transmission time interval)という。例えば、1つのサブフレームは、長さが1msであり、1つのスロットの長さは0.5msでありうる。

0046

FDDで上向きリンク送信及び下向きリンク送信は、周波数ドメイン区分される。全二重FDDに制限がないことに対し、半二重FDD動作において端末は、同時に送信及び受信できない。

0047

1つのスロットは、時間領域で複数のOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)シンボルを含み、周波数領域で複数の資源ブロック(RB:Resource Block)を含む。3GPPLTEは、下向きリンクでOFDMAを使用するので、OFDMシンボルは、1つのシンボル区間(symbol period)を表現するためのものである。OFDMシンボルは、1つのSC−FDMAシンボルまたはシンボル区間ということができる。資源ブロック(resource block)は、資源割当単位であり、1つのスロットで複数の連続的な副搬送波(subcarrier)を含む。

0048

図1の(b)は、タイプ2のフレーム構造(frame structure type 2)を示す。

0049

タイプ2の無線フレームは、各153600*T_s=5msの長さの2個のハーフフレーム(half frame)で構成される。各ハーフフレームは、30720*T_s=1ms長さの5個のサブフレームで構成される。

0050

TDDシステムのタイプ2のフレーム構造で上向きリンク−下向きリンク構成(uplink−downlink configuration)は、全てのサブフレームに対して上向きリンクと下向きリンクとが割当て(または、予約)られるか表す規則である。

0051

表1は、上向きリンク−下向きリンク構成を表す。

0052

0053

表1に示すように、無線フレームの各サブフレーム別に、「D」は、下向きリンク送信のためのサブフレームを表し、「U」は、上向きリンク送信のためのサブフレームを表し、「S」は、DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)、保護区間(GP:Guard Period)、UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)の3つのフィールドで構成されるスペシャルサブフレーム(special subframe)を表す。

0054

DwPTSは、端末での初期セル探索同期化、またはチャネル推定に使用される。UpPTSは、基地局でのチャネル推定と端末の上向きリンク送信同期とを合わせるのに使用される。GPは、上向きリンクと下向きリンクとの間に下向きリンク信号の多重経路遅延のため、上向きリンクで生じる干渉を除去するための区間である。

0055

各サブフレームiは、各T_slot=15360*T_s=0.5ms長さのスロット2i及びスロット2i+1で構成される。

0056

上向きリンク−下向きリンク構成は、7つに区分されることができ、各構成別に下向きリンクサブフレーム、スペシャルサブフレーム、上向きリンクサブフレームの位置及び/又は個数が異なる。

0057

下向きリンクから上向きリンクに変更される時点または上向きリンクから下向きリンクに切り換えられる時点を切換時点(switching point)という。切換時点の周期性(Switch−point periodicity)は、上向きリンクサブフレームと下向きリンクサブフレームとが切り換えられる状態が同様に繰り返される周期を意味し、5msまたは10msの両方が支援される。5ms下向きリンク−上向きリンク切換時点の周期を有する場合には、スペシャルサブフレームSはハーフフレーム毎に存在し、5ms下向きリンク−上向きリンク切換時点の周期を有する場合には、1番目のハーフ−フレームのみに存在する。

0058

全ての構成において、0番、5番のサブフレーム及びDwPTSは、下向きリンク送信のみのための区間である。UpPTS及びサブフレームにすぐ繋がるサブフレームは、常に上向きリンク送信のための区間である。

0059

このような、上向きリンク−下向きリンク構成は、システム情報であって、基地局と端末との両方が知っていることもある。基地局は、上向きリンク−下向きリンク構成情報が変わる度に構成情報のインデックスのみを送信することにより、無線フレームの上向きリンク−下向きリンク割当状態の変更を端末に知らせることができる。また、構成情報は、一種の下向きリンク制御情報であって、他のスケジューリング情報と同様に、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)を介して送信されることができ、放送情報としてブロードキャストチャネル(broadcast channel)を介してセル内の全ての端末に共通に送信されることもできる。

0060

表2は、スペシャルサブフレームの構成(DwPTS/GP/UpPTSの長さ)を表す。

0061

0062

図1の例示による無線フレームの構造は、1つの例示に過ぎず、無線フレームに含まれる副搬送波の数またはサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるOFDMシンボルの数は様々に変更されることができる。

0063

図2は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおける1つのダウンリンクスロットに対する資源グリッド(resource grid)を示した図である。

0064

図2に示すように、1つのダウンリンクスロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含む。ここで、1つのダウンリンクスロットは、7個のOFDMシンボルを含み、1つの資源ブロックは、周波数領域において12個の副搬送波を含むことを例示的に述べるが、これに限定されるものではない。

0065

資源グリッド上において各要素(element)を資源要素(resource element)とし、1つの資源ブロック(RB:resource block)は、12×7個の資源要素を含む。ダウンリンクスロットに含まれる資源ブロックの数NDLは、ダウンリンク送信帯域幅(bandwidth)に従属する。

0066

アップリンクスロットの構造は、ダウンリンクスロットの構造と同一でありうる。

0067

図3は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるダウンリンクサブフレームの構造を示す。

0068

図3を参照すると、サブフレーム内の第1番目のスロットにおいて前の最大3個のOFDMシンボルは、制御チャネル割り当てられる制御領域(control region)であり、残りのOFDMシンボルは、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)が割り当てられるデータ領域(data region)である。3GPPLTEで使用されるダウンリンク制御チャネルの一例にPCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PDCCH(Physical Downlink control Channel)、PHICH(Physical Hybrid−ARQIndicator Channel)などがある。

0069

PCFICHは、サブフレームの第1番目のOFDMシンボルにおいて送信され、サブフレーム内に制御チャネルの送信のために使用されるOFDMシンボルの数(すなわち、制御領域の大きさ)に関する情報を運ぶ。PHICHは、アップリンクに対する応答チャネルで、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)に対するACK(Acknowledgement)/NACK(Not−Acknowledgement)信号を運ぶ。PDCCHを介して送信される制御情報をダウンリンク制御情報(DCI:downlink control information)という。ダウンリンク制御情報は、アップリンク資源割り当て情報、ダウンリンク資源割り当て情報または任意の端末グループに対するアップリンク送信(Tx)パワー制御命令を含む。

0070

PDCCHは、DL−SCH(Downlink Shared Channel)の資源割り当て及び送信フォーマット(これをダウンリンクグラントともいう)、UL−SCH(Uplink Shared Channel)の資源割り当て情報(これをアップリンクグラントともいう)、PCH(Paging Channel)でのページング(paging)情報、DL−SCHでのシステム情報、PDSCHから送信されるランダムアクセス応答(random access response)のような上位階層(upper−layer)制御メッセージに対する資源割り当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信パワー制御命令集合、VoIP(Voice over IP)の活性化などを運ぶことができる。複数のPDCCHは、制御領域内で送信されることができ、端末は、複数のPDCCHをモニタリングできる。PDCCHは、1つまたは複数の連続的なCCE(control channel elements)の集合から構成される。CCEは、無線チャネルの状態に応じる符号化率(coding rate)をPDCCHに提供するために使用される論理割り当て単位である。CCEは、複数の資源要素グループ(resource element group)に対応する。PDCCHのフォーマット及び使用可能なPDCCHのビット数は、CCEの数とCCEにより提供される符号化率間の関連関係によって決定される。

0071

基地局は、端末に送信しようとするDCIに応じてPDCCHフォーマットを決定し、制御情報にCRC(Cyclic Redundancy Check)を付ける。CRCには、PDCCHの所有者(owner)または用途に応じて、固有識別子(これをRNTI(Radio Network Temporary Identifier)という。)がマスキングされる。特定の端末のためのPDCCHであれば、端末の固有の識別子、例えばC−RNTI(Cell−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。またはページングメッセージのためのPDCCHであれば、ページング指示識別子、例えばP−RNTI(Paging−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。システム情報、さらに具体的にシステム情報ブロック(SIB:system information block)のためのPDCCHであれば、システム情報識別子、SI−RNTI(system information RNTI)がCRCにマスキングされることができる。端末のランダムアクセスプリアンブルの送信に対する応答であるランダムアクセス応答を指示するために、RA−RNTI(random access−RNTI)がCRCにマスキングされることができる。

0072

図4は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるアップリンクサブフレームの構造を示す。

0073

図4に示すように、アップリンクサブフレームは、周波数領域において制御領域とデータ領域とに分けられる。制御領域には、アップリンク制御情報を運ぶPUCCH(Physical Uplink control Channel)が割り当てられる。データ領域は、ユーザデータを運ぶPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)が割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、1つの端末は、PUCCHとPUSCHを同時に送信しない。

0074

1つの端末に対するPUCCHには、サブフレーム内に資源ブロック(RB:Resource Block)ペアが割り当てられる。RBペアに属するRBは、2個のスロットの各々で互いに異なる副搬送波を占める。これをPUCCHに割り当てられたRBペアは、スロット境界(slot boundary)から周波数跳躍(frequency hopping)されるという。

0075

MIMO(Multi−Input Multi−Output)

0076

MIMO技術は、いままで一般に1個の送信アンテナと1個の受信アンテナを使用したことから脱皮し、多重送信(Tx)アンテナと多重受信(Rx)アンテナを使用する。言い換えれば、MIMO技術は、無線通信システムの送信端または受信端で多重入出力アンテナを使用し、容量増大または性能改善試みるための技術である。以下、「MIMO」を「多重入出力アンテナ」と称する。

0077

さらに具体的には、多重入出力アンテナ技術は、1つの完全なメッセージ(total message)を受信するために、1個のアンテナ経路に依存せず、いくつかのアンテナを介して受信した複数のデータ片収集し、完全なデータを完成させる。結果的に、多重入出力アンテナ技術は、特定システム範囲内でデータ送信率を増加させることができ、また特定データ送信率を介してシステムの範囲を増加させることができる。

0078

次世代移動通信は、既存の移動通信に比べてはるかに高いデータ送信率を要求するので、効率的な多重入出力アンテナ技術が必ず必要であると予想される。このような状況でMIMO通信技術は、移動通信端末中継器などに幅広く使用することができる次世代移動通信技術であり、データ通信拡大などにより限界状況により他の移動通信の送信量限界を克服できる技術として関心を集めている。

0079

一方、現在研究されている様々な送信効率の向上技術のうち、多重入出力アンテナ(MIMO)技術は、追加的な周波数割り当てまたは電力増加がなくても通信容量及び送受信性能を画期的に向上させることができる方法として、現在最も大きな注目を受けている。

0080

図5は、一般的な多重入出力アンテナ(MIMO)通信システムの構成図である。

0081

図5を参照すると、送信アンテナの数をNT個に、受信アンテナの数をNR個に同時に増やすと、送信機または受信機においてのみ多数のアンテナを使用するようになる場合とは異なり、アンテナ数に比例して理論的チャネル送信容量が増加するので、送信レート(transfer rate)を向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。この場合、チャネル送信容量の増加に応じる送信レートは、1つのアンテナを利用する場合の最大送信レート(Ro)に次のようなレー増加率(Ri)が掛け算された分だけ理論的に増加できる。

0082

0083

すなわち、例えば、4個の送信アンテナと4個の受信アンテナとを利用するMIMO通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上4倍の送信レートを取得できる。

0084

このような多重入出力アンテナの技術は、様々なチャネル経路を通過したシンボルを用いて送信信頼度を高める空間ダイバーシティ(spatial diversity)方式と、多数の送信アンテナを用いて多数のデータシンボルを同時に送信して送信率を向上させる空間マルチプレクス(spatial multiplexing)方式とに分けられる。また、このような2つの方式を適宜結合して各々の長所を適宜得るための方式に対する研究も、最近多く研究されている分野である。

0085

各々の方式についてさらに具体的に述べると、以下のとおりである。

0086

第1に、空間ダイバーシティ方式の場合には、時空間ブロック符号系列と、ダイバーシティ利得符号化利得とを同時に利用する時空間トレリス(Trelis)符号系列方式がある。一般に、ビットエラー率改善性能と符号生成自由度は、トレリス符号方式が優秀であるが、演算複雑度は、時空間ブロック符号が簡単である。このような空間ダイバーシティ利得は、送信アンテナ数(NT)と受信アンテナ数(NR)の積 (NT×NR)に該当する量を得ることができる。

0087

第2に、空間マルチプレクス技法は、各送信アンテナで互いに異なるデータ列を送信する方法であるが、このとき、受信機では、送信機から同時に送信されたデータ間に相互干渉が発生するようになる。受信機では、この干渉を適切な信号処理技法を用いて除去した後に受信する。ここに使用される雑音除去方式は、MLD(maximum likelihood detection)受信機、ZF(zero−forcing)受信機、MMSE(minimum mean square error)受信機、D−BLAST(Diagonal−Bell Laboratories Layered Space−Time)、V−BLAST(Vertical−Bell Laboratories Layered Space−Time)などがあり、特に送信端でチャネル情報が分かる場合には、SVD(singular value decomposition)方式などを使用することができる。

0088

第3に、空間ダイバーシティと空間マルチプレクスとの結合された技法を例に挙げることができる。空間ダイバーシティ利得だけを得る場合、ダイバーシティ次数の増加に応じる性能改善利得が順次飽和され、空間マルチプレクス利得だけを取ると、無線チャネルにおいて送信信頼度が低下する。これを解決しながら2つの利得を全部得る方式が研究されてきたのであり、このうち、時空間ブロック符号(Double−STTD)、時空間BICM(STBICM)などの方式がある。

0089

上述のような多重入出力アンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するために、これを数学的にモデリングする場合、以下のとおりに表すことができる。

0090

まず、図5に示すように、NT個の送信アンテナとNR個の受信アンテナが存在すると仮定する。

0091

まず、送信信号に対して述べると、このようにNT個の送信アンテナがある場合、最大送信可能な情報は、NT個であるので、これを次のようなベクトルで表すことができる。

0092

0093

一方、各々の送信情報s1, s2, ..., sNTにおいて送信電力を異なるようにすることができ、このとき、各々の送信電力をP1,P2,...,PNTとすると、送信電力が調整された送信情報は、次のようなベクトルで表すことができる。

0094

0095

また、

を送信電力の対角行列Pで次のように表すことができる。

0096

0097

一方、送信電力が調整された情報ベクトル

は、その後に加重値行列Wが掛け算されて実際に送信されるNT個の送信信号x1,x2,...,xNTを構成する。ここで、加重値行列は、送信チャネル状況などに応じて、送信情報を各アンテナに適宜分配する役割を行う。このような送信信号x1,x2,...,xNTをベクトルxを用いて次のように表すことができる。

0098

0099

ここで、wijは、i番目の送信アンテナとj番目の送信情報間の加重値を表し、Wは、これを行列で表したものである。このような行列Wを加重値行列(Weight Matrix)またはプリコーディング行列(Precoding Matrix)と呼ぶ。

0100

一方、上述のような送信信号(x)は、空間ダイバーシティを使用する場合と空間マルチプレクス使用する場合とに分けて考慮することができる。

0101

空間マルチプレクスを使用する場合は、互いに異なる信号を多重化して送信するようになるので、情報ベクトルsの元素が全部異なる値を有するようになることに対し、空間ダイバーシティを使用するようになると、同じ信号を複数のチャネル経路を介して送信するようになるので、情報ベクトルsの元素が全て同一の値を有するようになる。

0102

もちろん、空間マルチプレクスと空間ダイバーシティとを混合する方法も考慮可能である。すなわち、例えば、3個の送信アンテナを介して同じ信号を、空間ダイバーシティを用いて送信し、残りは、各々異なる信号を空間マルチプレクスして送信する場合も考慮することができる。

0103

次に、受信信号は、NR個の受信アンテナがある場合、各アンテナの受信信号y1,y2,...,yNRをベクトルyで次のとおりに表すことにする。

0104

0105

一方、多重入出力アンテナ通信システムにおけるチャネルをモデリングする場合、各々のチャネルは、送受信アンテナインデックスに応じて区分でき、送信アンテナjから受信アンテナiを経るチャネルをhijと表示することにする。ここで、hijのインデックスの順序は受信アンテナインデックスが先、送信アンテナのインデックスが後であることに留意する。

0106

このようなチャネルは、いくつかを束にしてベクトル及び行列形態でも表示可能である。ベクトル表示の例を挙げて説明すると、以下のとおりである。

0107

図6は、多数の送信アンテナから1つの受信アンテナへのチャネルを示した図である。

0108

図6に示すように、総NT個の送信アンテナから受信アンテナiに到着するチャネルは、以下のとおりに表現可能である。

0109

0110

また、前記数7のような行列表現を介してNT個の送信アンテナからNR個の受信アンテナを経るチャネルを全て表す場合、以下のとおりに表すことができる。

0111

0112

一方、実際のチャネルは、上記のようなチャネル行列Hを経た後に白色雑音AWGN:Additive White Gaussian Noise)が加えられるので、NR個の受信アンテナの各々に加えられる白色雑音n1,n2,...,nNRをベクトルで表現すると、以下のとおりである。

0113

0114

上述のような送信信号、受信信号、チャネル、及び白色雑音のモデリングを介して多重入出力アンテナ通信システムでの各々は、次のような関係を介して表すことができる。

0115

0116

一方、チャネルの状態を表すチャネル行列Hの行と列の数は、送受信アンテナの数によって決定される。チャネル行列Hは、上述のように、行の数は、受信アンテナの数NRと同じとなり、列の数は、送信アンテナの数NTと同じとなる。すなわち、チャネル行列Hは、NR×NT行列になる。

0117

一般に、行列のランク(rank)は、互いに独立である(independent)行または列の数のうち、最小数と定義される。したがって、行列のランクは、行または列の数より大きくはありえなくなる。式的に、例えば、チャネル行列Hのランク(rank(H))は、以下のとおりに制限される。

0118

0119

また、行列を固有値分解(Eigen value decomposition)をしたとき、ランクは、固有値(eigen value)のうち、0でない固有値の数と定義することができる。類似した方法で、ランクをSVD(singular value decomposition)したとき、0でない特異値(singular value)の数と定義することができる。したがって、チャネル行列においてランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送ることができる最大数ということができる。

0120

本明細書において、MIMO送信に対する「ランク(Rank)」は、特定時点及び特定周波数資源において独立的に信号を送信できる経路の数を表し、「階層(layer)の数」は、各経路を介して送信される信号ストリームの数を示す。一般に、送信端は、信号の送信に利用されるランク数に対応する数の階層を送信するから、特別な言及がない限り、ランクは、階層数と同じ意味を有する。

0121

キャリア併合一般

0122

本発明の実施の形態において考慮する通信環境は、マルチキャリア(Multi−carrier)支援環境をすべて含む。すなわち、本発明で用いられるマルチキャリアシステムまたはキャリア併合(CA:Carrier Aggregation)システムは、広帯域を支援するために、目標とする広帯域を構成するときに目標帯域より小さな帯域幅(bandwidth)を有する1個以上のコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)を併合(aggregation)して使用するシステムのことをいう。

0123

本発明においてマルチキャリアは、キャリアの併合(または、搬送波集成)を意味し、このとき、キャリアの併合は、隣接した(contiguous)キャリア間の併合だけでなく、隣接していない(non−contiguous)キャリア間の併合を全部意味する。また、ダウンリンクとアップリンクとの間に集成されるコンポーネントキャリアの数は、異に設定されることができる。ダウンリンクコンポーネントキャリア(以下、DL CCとする)の数とアップリンクコンポーネントキャリア(以下、UL CCとする)の数とが同じ場合を対称な(symmetric)集成といい、その数が異なる場合を非対称な(asymmetric)集成という。このようなキャリア併合は、搬送波集成、帯域幅集成(bandwidth aggregation)、スペクトル集成(spectrum aggregation)などのような用語と混用して使用されることができる。

0124

2個以上のコンポーネントキャリアが結合されて構成されるキャリア併合は、LTE−Aシステムでは、100MHz帯域幅まで支援することを目標とする。目標帯域より小さな帯域幅を有する1個以上のキャリアを結合するときに、結合するキャリアの帯域幅は、従来のIMTシステムとの互換性(backward compatibility)を維持するために、従来のシステムにおいて使用する帯域幅に制限できる。例えば、従来の3GPPLTEシステムでは、{1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz帯域幅を支援し、3GPP LTE−advancedシステム(すなわち、LTE−A)では、既存システムとの互換のために上記の帯域幅だけを用いて20MHzより大きな帯域幅を支援するようにすることができる。また、本発明で用いられるキャリア併合システムは、既存システムで使用する帯域幅と関係なしで新しい帯域幅を定義してキャリア併合を支援するようにすることができる。

0125

LTE−Aシステムは、無線資源を管理するために、セル(cell)の概念を使用する。

0126

上述のキャリア併合環境は、多重セル(multiple cells)環境と称することができる。セルは、ダウンリンク資源(DL CC)とアップリンク資源(UL CC)一対の組み合わせと定義されるが、アップリンク資源は、必須要素ではない。したがって、セルは、ダウンリンク資源単独、またはダウンリンク資源とアップリンク資源とから構成されることができる。特定端末がただ1つの設定されたサービングセル(configured serving cell)を有する場合、1個のDL CCと1個のUL CCを有することができるが、特定端末が2個以上の設定されたサービングセルを有する場合には、セルの数だけのDL CCを有し、UL CCの数は、それと同一であるか、またはそれより小さくありうる。

0127

または、それと反対にDL CCとUL CCとが構成されることもできる。すなわち、特定端末が多数の設定されたサービングセルを有する場合、DL CCの数よりUL CCがより多くのキャリア併合環境も支援されることができる。すなわち、キャリア併合(carrier aggregation)は、各々キャリア周波数(セルの重心周波数)が互いに異なる2個以上のセルの併合と理解されることができる。ここで、言う「セル(Cell)」は、一般に使用される基地局がカバーする領域としての「セル」とは区分されなければならない。

0128

LTE−Aシステムにおいて使用されるセルは、プライマリセル(PCell:Primary Cell)及びセカンダリセル(SCell:Secondary Cell)を含む。PセルとSセルは、サービングセル(Serving Cell)として使用されることができる。RRC_CONNECTED状態にあるが、キャリア併合が設定されないか、またはキャリア併合を支援しない端末の場合、Pセルだけから構成されたサービングセルがただ1つ存在する。それに対し、RRC_CONNECTED状態にあり、キャリア併合が設定された端末の場合、1つ以上のサービングセルが存在でき、全体サービングセルには、Pセルと1つ以上のSセルが含まれる。

0129

サービングセル(PセルとSセル)は、RRCパラメータを介して設定されることができる。PhysCellIdは、セルの物理階層識別子であって、0から503までの定数値を有する。SCellIndexは、Sセルを識別するために使用される簡略な(short)識別子であって、1から7までの定数値を有する。ServCellIndexは、サービングセル(PセルまたはSセル)を識別するために使用される簡略な(short)識別子であって、0から7までの定数値を有する。0値は、Pセルに適用され、SCellIndexは、Sセルに適用するために予め付与される。すなわち、ServCellIndexにおいて最も小さなセルID(またはセルインデックス)を有するセルがPセルになる。

0130

Pセルは、プライマリ周波数(または、primary CC)上において動作するセルを意味する。端末が初期接続設定(initial connection establishment)過程を行うか、または接続再−設定過程を行うのに使用されることができ、ハンドオーバー過程で指示されたセルを指し示すことができる。また、Pセルは、キャリア併合環境で設定されたサービングセルのうち、制御関連通信の中心になるセルを意味する。すなわち、端末は、自分のPセルにおいてのPUCCHを割り当てられて送信でき、システム情報を取得するか、またはモニタリング手順を変更するのにPセルだけを利用できる。E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)は、キャリア併合環境を支援する端末に移動性制御情報(mobility ControlInfo)を含む上位階層のRRC接続再設定(RRC ConnectionReconfigutaion)メッセージを利用して、ハンドオーバー手順のためにPセルだけを変更することもできる。

0131

Sセルは、セカンダリ周波数(または、Secondary CC)上において動作するセルを意味できる。特定端末にPセルは、1つだけが割り当てられ、Sセルは、1つ以上が割り当てられることができる。Sセルは、RRC接続の設定がなされた後に構成可能であり、追加的な無線資源を提供するのに使用されることができる。キャリア併合環境で設定されたサービングセルのうち、Pセルを除いた残りのセル、すなわちSセルには、PUCCHが存在しない。E−UTRANは、Sセルを、キャリア併合環境を支援する端末に追加するとき、RRC_CONNECTED状態にある関連したセルの動作と関連したすべてのシステム情報を特定シグナル(dedicated signal)を介して提供できる。システム情報の変更は、関連したSセルの解除及び追加によって制御されることができ、このとき、上位階層のRRC接続再設定(RRC ConnectionReconfigutaion)メッセージを利用できる。E−UTRANは、関連したSセル内でブロードキャストするよりは、端末別に相異なったパラメータを有する特定シグナリング(dedicated signaling)できる。

0132

初期セキュリティー活性化過程が始まった以後に、E−UTRANは、接続設定過程で初期に構成されるPセルに付加し、1つ以上のSセルを含むネットワークを構成できる。キャリア併合環境でPセル及びSセルは、各々のコンポーネントキャリアとして動作できる。以下の実施の形態では、プライマリコンポーネントキャリア(PCC)は、Pセルと同じ意味として使用されることができ、セカンダリコンポーネントキャリア(SCC)は、Sセルと同じ意味として使用されることができる。

0133

図7は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおけるコンポーネントキャリア及びキャリア併合の一例を示す。

0134

図7aは、LTEシステムにおいて使用される単一キャリア構造を示す。コンポーネントキャリアには、DL CCとUL CCがある。1つのコンポーネントキャリアは、20MHzの周波数範囲を有することができる。

0135

図7bは、LTE_Aシステムにおいて使用されるキャリア併合構造を示す。図7bの場合に、20MHzの周波数大きさを有する3個のコンポーネントキャリアが結合された場合を示す。DL CCとUL CCがそれぞれ3個ずつあるが、DL CCとUL CCの数に制限があるのではない。キャリア併合の場合、端末は、3個のCCを同時にモニタリングでき、ダウンリンク信号/データを受信することができ、アップリンク信号/データを送信できる。

0136

仮に、特定セルにおいてN個のDL CCが管理される場合には、ネットワークは、端末にM(M≦N)個のDL CCを割り当てることができる。このとき、端末は、M個の制限されたDL CCだけをモニタリングし、DL信号を受信することができる。また、ネットワークは、L(L≦M≦N)個のDL CCに優先順位をつけて主なDL CCを端末に割り当てることができ、このような場合、UEは、L個のDL CCは、必ずモニタリングしなければならない。このような方式は、アップリンクの送信にも全く同様に適用されることができる。

0137

ダウンリンク資源の搬送波周波数(またはDL CC)とアップリンク資源の搬送波周波数(または、UL CC)との間のリンケージ(linkage)は、RRCメッセージのような上位階層メッセージまたはシステム情報により指示されることができる。例えば、SIB2(System Information Block Type2)によって定義されるリンケージによって、DL資源とUL資源との組み合わせが構成されることができる。具体的には、リンケージは、ULグラントを運ぶPDCCHが送信されるDL CCと前記ULグラントを使用するUL CC間のマッピング関係を意味でき、HARQのためのデータが送信されるDL CC(またはUL CC)とHARQACK/NACK信号が送信されるUL CC(またはDL CC)間のマッピング関係を意味することもできる。

0138

端末が1つ以上のSセルを設定すれば、ネットワークは、設定されたSセル(等)を活性化(activate)または非活性化(deactivate)することができる。Pセルは、常に活性化される。ネットワークは、活性/非活性(Activation/Deactivation)MAC制御要素(MAC Control Element)を送信することにより、Sセル(等)を活性化または非活性化する。

0139

活性/非活性MAC制御要素は、固定された大きさを有し、7個のCフィールド(C−field)と1個のRフィールド(R−field)とを含む単一のオクテット(octet)で構成される。Cフィールドは、各Sセルインデックス(SCellIndex)別に構成され、Sセルの活性/非活性状態を指示する。Cフィールド値が「1」にセッティングされれば、当該Sセルインデックスを有するSセルが活性化されることを指示し、「0」にセッティングされれば、当該Sセルインデックスを有するSセルが非活性化されることを指示する。

0140

また、端末は、設定されたSセル別タイマー(sCellDeactivationTimer)を維持し、タイマーが満了したとき、関連したSセルを非活性化する。同じ初期タイマー値がタイマー(sCellDeactivationTimer)の各インスタンス(instance)に適用され、RRCシグナリングにより設定される。Sセル(等)が追加されるとき、またはハンドオーバー後、初期Sセル(等)は非活性化状態である。

0141

端末は、各TTIでそれぞれの設定されたSセル(等)に対して下記のような動作を行う。

0142

・端末が特定TTI(サブフレームn)でSセルを活性化する活性/非活性MAC制御要素を受信すれば、端末は、決められたタイミングに該当するTTI(サブフレームn+8またはそれ以後)でSセルを活性化し、当該Sセルと関連したタイマーを(再)開始させる。端末がSセルを活性化するとは、端末がSセル上でSRS(Sounding Reference Signal)送信、SセルのためのCQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoding Matrix Indicator)/RI(Rank Indication)/PTI(Precoding Type Indicator)報告、Sセル上でPDCCHモニタリング、SセルのためのPDCCHモニタリングのような一般Sセル動作を適用するということを意味する。

0143

・端末が特定TTI(サブフレームn)でSセルを非活性化する活性/非活性MAC制御要素を受信するか、または特定TTI(サブフレームn)活性化されたSセルと関連したタイマーが満了すれば、端末は、決められたタイミングに該当するTTI(サブフレームn+8またはそれ以後)でSセルを非活性化し、当該Sセルのタイマーを中断し、当該Sセルと関連した全てのHARQバッファ空ける(flush)。

0144

・活性化されたSセル上のPDCCHが上向きリンクグラント(uplink grant)または下向きリンク承認(downlink assignment)を指示するか、または活性化されたSセルをスケジューリングするサービングセル上のPDCCHが活性化されたSセルのための上向きリンクグラント(uplink grant)または下向きリンク承認(downlink assignment)を指示すれば、端末は、当該Sセルと関連したタイマーを再開始する。

0145

・Sセルが非活性化されれば、端末は、Sセル上でSRSを送信せず、SセルのためのCQI/PMI/RI/PTIを報告せず、Sセル上でUL−SCHを送信せず、Sセル上でPDCCHをモニターしない。

0146

ランダムアクセス手順(Random Access Procedure)
以下では、LTE/LTE−Aシステムで提供するランダムアクセス手順(random access procedure)について説明する。

0147

ランダムアクセス手順は、端末が基地局と上向きリンク同期を得たり、上向きリンク無線資源を割り当てられるために使用される。端末の電源がつけられた後、端末は、初期セルとの下向きリンク同期を取得し、システム情報を受信する。システム情報から使用可能なランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)の集合とランダムアクセスプリアンブルの送信に使用される無線資源に関する情報を得る。ランダムアクセスプリアンブルの送信に使用される無線資源は、少なくとも1つ以上のサブフレームインデックスと周波数領域上のインデックスとの組み合わせで特定されることができる。端末は、ランダムアクセスプリアンブルの集合から任意に選択したランダムアクセスプリアンブルを送信し、前記ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局は、上向きリンク同期のためのタイミング整列(TA:timing alignment)値を、ランダムアクセス応答を介して端末に送る。これにより、端末は、上向きリンク同期を取得する。

0148

ランダムアクセス手順は、FDD(Frequency Division Duplex)とTDD(Time Division Duplex)とで共通的な手順である。ランダムアクセス手順は、セルサイズに関係なく、キャリア併合(CA:carrier aggregation)が設定された場合、サービングセル(serving cell)の個数とも関係ない。

0149

まず、端末がランダムアクセス手順を行う場合としては、次のような場合がある。

0150

・端末が基地局とのRRC連結(RRC Connection)がなく、RRCアイドル状態初期接続(initial access)を行う場合

0151

・RRC連結再確立手順(RRC Connection re−establishment procedure)を行う場合

0152

・端末がハンドオーバー過程で、ターゲット(target)セルに初めて接続する場合

0153

・基地局の命令によってランダムアクセス手順が要請される場合

0154

・RRC連結状態のうち、上向きリンク時間同期が合わない状況で(non−synchronized)下向きリンクに送信されるデータが発生する場合

0155

・RRC連結状態のうち、上向きリンクの時間同期が合わないか(non−synchronized)、無線資源を要請するために使用される指定された無線資源が割り当てられていない状況で、上向きリンクに送信するデータが発生する場合

0156

・RRC連結状態のうち、タイミングアドバンス(timing advance)が必要な状況で端末の位置決定(positioning)を行う場合

0157

無線連結失敗(radio link failure)またはハンドオーバー失敗(handover failure)の際、復旧過程を行う場合

0158

3GPP Rel−10では、キャリア併合を支援する無線接続システムで1つの特定セル(例えば、Pセル)に適用可能なTA(timing advance)値を複数のセルに共通に適用することを考慮した。ただし、端末が互いに異なる周波数バンドに属した(すなわち、周波数上で大きく離間した)複数のセルあるいは伝播(propagation)特性が他の複数のセルを併合できる。また、特定セルの場合、カバレッジ拡大あるいはカバレッジホールの除去のために、RRH(remote radio header)(すなわち、リピータ)、フェムトセル(femto cell)あるいはピコセル(pico cell)などのようなスモールセル(small cell)またはセカンダリ基地局(SeNB:secondary eNB)がセル内に配置される状況で端末は、1つのセルを介して基地局(すなわち、マクロ基地局(macro eNB))と通信を行い、他のセルを介してセカンダリ基地局と通信を行う場合、複数のセルが互いに異なる伝播遅延特性を有するようになることができる。この場合、1つのTA値を複数のセルに共通に適用する方式で使用する上向きリンク送信を行う場合、複数のセル上で送信される上向きリンク信号の同期に深刻な影響を及ぼすことができる。したがって、複数のセルが併合されたCA状況で複数のTAを有することが好ましく、3GPP Rel−11では、多重TA(multiple TA)を支援するために、特定セルグループ単位でTAを独立的に割り当てることを考慮する。これをTAグループ(TAG:TA group)といい、TAGは、1つ以上のセルを含むことができ、TAG内に含まれた1つ以上のセルには同じTAが共通的に適用され得る。このような多重TAを支援するために、MAC TA命令制御要素(element)は、2ビットのTAG識別子(TAG ID)と6ビットのTA命令フィールドとで構成される。

0159

キャリア併合が設定された端末は、Pセルと関連して前述したランダムアクセス手順を行う場合が発生すれば、ランダムアクセス手順を行うようになる。Pセルが属したTAG(すなわち、pTAG:primary TAG)の場合、既存と同様に、Pセルを基準に決定される、あるいはPセルに伴われるランダムアクセス手順を介して調整されるTAをpTAG内の全てのセル(等)に適用することができる。それに対し、Sセルのみで構成されるTAG(すなわち、sTAG:secondary TAG)の場合、sTAG内の特定Sセルを基準に決定されるTAは、当該sTAG内の全てのセル(等)に適用することができ、このとき、TAは、基地局により開始されて、ランダムアクセス手順によって取得されることができる。具体的に、sTAG内でSセルは、RACH(Random Access Channel)資源として設定され、基地局は、TAを決定するために、SセルでRACH接続を要請する。すなわち、基地局は、Pセルで送信されるPDCCHオーダーによってSセル等上でRACH送信を開始させる。Sセルプリアンブルに対する応答メッセージは、RA−RNTIを使用してPセルを介して送信される。端末は、ランダムアクセス成功裏に終えたSセルを基準に決定されるTAを当該sTAG内の全てのセル(等)に適用することができる。このように、ランダムアクセス手順は、Sセルでも当該Sセルの属したsTAGのタイミング整列(timing alignment)を取得するために、Sセルでも行われることができる。

0160

LTE/LTE−Aシステムでは、ランダムアクセスプリアンブル(random access preamble、RACH preamble)を選択する過程で、特定の集合内で端末が任意に1つのプリアンブルを選択して使用する競争基盤ランダムアクセス手順(contention based random access procedure)と基地局が特定端末のみに割り当てたランダムアクセスプリアンブルを使用する非競争基盤ランダムアクセス手順(non−contention based random access procedure)とを共に提供する。ただし、非競争基盤ランダムアクセス手順は、上述したハンドオーバー過程、基地局の命令により要請される場合、端末位置決定(positioning)及び/又はsTAGのためのタイミングアドバンス整列に限って使用されることができる。ランダムアクセス手順が完了した後、一般的な上向きリンク/下向きリンク送信が発生される。

0161

一方、リレーノード(RN:relay node)も競争基盤ランダムアクセス手順と非競争基盤ランダムアクセス手順との両方を支援する。リレーノードがランダムアクセス手順を行うとき、その時点でRNサブフレーム構成(configuration)を中断させる(suspend)。すなわち、これは、一時的にRNサブフレーム構成を廃棄することを意味する。その後、成功裏にランダムアクセス手順が完了する時点でRNサブフレーム構成が再開される。

0162

図8は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて競争基盤ランダムアクセス手順を説明するための図である。

0163

(1)第1のメッセージ(Msg1、message1)
まず、端末は、システム情報(system information)またはハンドオーバー命令(handover command)を介して指示されたランダムアクセスプリアンブルの集合で任意に(randomly)1つのランダムアクセスプリアンブル(random access preamble、RACH preamble)を選択し、前記ランダムアクセスプリアンブルを送信できるPRACH(physical RACH)資源を選択して送信する。

0164

ランダムアクセスプリアンブルは、RACH送信チャネルにおいて6ビットで送信され、6ビットは、RACH送信した端末を識別するための5ビットの任意識別子(radom identity)と、追加情報を表すための1ビット(例えば、第3のメッセージ(Msg3)の大きさを指示)で構成される。

0165

端末からランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局は、プリアンブルをデコーディングし、RA−RNTIを取得する。ランダムアクセスプリアンブルが送信されたPRACHと関連したRA−RNTIは、当該端末が送信したランダムアクセスプリアンブルの時間−周波数資源によって決定される。

0166

(2)第2のメッセージ(Msg2、message2)
基地局は、第1のメッセージ上のプリアンブルを介して取得したRA−RNTIで指示(address)されるランダムアクセス応答(random access response)を端末に送信する。ランダムアクセス応答には、ランダムアクセスプリアンブル区分子/識別子(RA preamble index/identifier)、上向きリンク無線資源を知らせる上向きリンク承認(UL grant)、臨時セル識別子(TC−RNTI:Temporary C−RNTI)、そして時間同期値(TAC:time alignment command)が含まれ得る。TACは、基地局が端末に上向きリンク時間整列(time alignment)を維持するために送る時間同期値を指示する情報である。端末は、前記時間同期値を用いて、上向きリンク送信タイミング更新する。端末が時間同期を更新すれば、時間同期タイマー(time alignment timer)を開始または再開始する。UL grantは、後述するスケジューリングメッセージ(第3のメッセージ)の送信に使用される上向きリンク資源割当及びTPC(transmit power command)を含む。TPCは、スケジューリングされたPUSCHのための送信パワーの決定に使用される。

0167

端末は、ランダムアクセスプリアンブルを送信した後、基地局がシステム情報またはハンドオーバー命令を介して指示されたランダムアクセス応答ウィンドウ(random access response window)内で自分のランダムアクセス応答(random access response)の受信を試み、PRACHに対応するRA−RNTIでマスキングされたPDCCHを検出し、検出されたPDCCHにより指示されるPDSCHを受信するようになる。ランダムアクセス応答情報は、MACPDU(MAC packet data unit)の形式で送信されることができ、前記MAC PDUは、PDSCHを介して伝達されることができる。PDCCHには、前記PDSCHを受信すべき端末の情報と、前記PDSCHの無線資源の周波数、そして時間情報、そして前記PDSCHの送信形式などが含まれていることが好ましい。上述したように、一応、端末が自分に送信されるPDCCHの検出に成功すれば、前記PDCCHの情報に応じてPDSCHに送信されるランダムアクセス応答を適宜受信することができる。

0168

ランダムアクセス応答ウィンドウは、プリアンブルを送信した端末がランダムアクセス応答メッセージを受信するために待機する最大時区間を意味する。ランダムアクセス応答ウィンドウは、プリアンブルが送信される最後のサブフレームで3個のサブフレーム以後のサブフレームから始めて「ra−ResponseWindowSize」の長さを有する。すなわち、端末は、プリアンブルを送信が終了したサブフレームから3個のサブフレーム以後から確保したランダムアクセスウィンドウの間、ランダムアクセス応答を受信するために待機する。端末は、システム情報(system information)を介してランダムアクセスウィンドウサイズ(「ra−ResponseWindowSize」)パラメータ値を取得でき、ランダムアクセスウィンドウサイズは、2から10の間の値に決定されることができる。

0169

端末は、基地局に送信したランダムアクセスプリアンブルと同じランダムアクセスプリアンブル区分子/識別子を有するランダムアクセス応答を成功裏に受信すれば、ランダムアクセス応答のモニタリングを中止する。それに対し、ランダムアクセス応答ウィンドウが終了するまでランダムアクセス応答メッセージを受信できないか、基地局に送信したランダムアクセスプリアンブルと同じランダムアクセスプリアンブル区分子を有する有効なランダムアクセス応答を受信できなかった場合、ランダムアクセス応答の受信は失敗したとみなされ、その後、端末はプリアンブル再送信を行うことができる。

0170

上述したように、ランダムアクセス応答でランダムアクセスプリアンブル区分子が必要な理由は、1つのランダムアクセス応答には、1つ以上の端末のためのランダムアクセス応答情報が含まれ得るため、前記UL grant、TC−RNTI、そしてTACがどの端末に有効であるかを知らせることが必要なためである。

0171

(3)第3のメッセージ(Msg3、message3)

0172

端末が自分に有効なランダムアクセス応答を受信した場合には、前記ランダムアクセス応答に含まれた情報を各々処理する。すなわち、端末は、TACを適用させ、TC−RNTIを格納する。また、UL grantを用いて、端末のバッファに格納されたデータまたは新しく生成されたデータを基地局に送信する。端末の最初接続の場合、RRC階層で生成されて、CCCHを介して伝達されたRRC連結要請が第3のメッセージに含まれて送信されることができ、RRC連結再確立手順の場合、RRC階層で生成されて、CCCHを介して伝達されたRRC連結再確立要請が第3のメッセージに含まれて送信されることができる。また、NAS接続要請メッセージを含むこともできる。

0173

第3のメッセージは、端末の識別子が含まれなければならない。競争基盤ランダムアクセス手順では、基地局でどの端末が前記ランダムアクセス手順を行うか判断できないが、今後の衝突解決のためには、端末を識別しなければならないためである。

0174

端末の識別子を含める方法としては、2つの方法が存在する。1番目の方法は、端末が前記ランダムアクセス手順以前に既に当該セルで割り当てられた有効なセル識別子(C−RNTI)を有していたとすれば、端末は、前記UL grantに対応する上向きリンク送信信号を介して自分のセル識別子を送信する。それに対し、仮にランダムアクセス手順以前に有効なセル識別子を割り当てられていないならば、端末は、自分の固有識別子(例えば、S−TMSIまたは任意値(random number))を含んで送信する。一般的に、上記の固有識別子は、C−RNTIより長い。UL−SCH上の送信では、端末特定スクランブリングが使用される。ただし、端末がまだC−RNTIを割り当てていない場合ならば、スクランブリングは、C−RNTIに基盤することができず、その代わりに、ランダムアクセス応答で受信したTC−RNTIが使用される。端末は、前記UL grantに対応するデータを送信したならば、衝突解決のためのタイマー(contention resolution timer)を開始する。

0175

(4)第4のメッセージ(Msg4、message4)

0176

基地局は、端末から第3のメッセージを介して当該端末のC−RNTIを受信した場合、受信したC−RNTIを用いて端末に第4のメッセージを送信する。それに対し、端末から第3のメッセージを介して前記固有識別子(すなわち、S−TMSIまたは任意値(random number))を受信した場合、ランダムアクセス応答で当該端末に割り当てたTC−RNTIを用いて第4のメッセージを端末に送信する。ここで、第4のメッセージは、C−RNTIを含むRRC連結設定メッセージ(RRC connection setup)が該当し得る。

0177

端末は、ランダムアクセス応答に含まれたUL grantを介して自分の識別子を含むデータを送信した後、衝突解決のために基地局の指示を待つ。すなわち、特定メッセージを受信するためにPDCCHの受信を試みる。前記PDCCHを受信する方法においても2つの方法が存在する。前述したように、前記UL grantに対応して送信された第3のメッセージが自分の識別子がC−RNTIである場合、自分のC−RNTIを用いてPDCCHの受信を試み、前記識別子が固有識別子(すなわち、S−TMSIまたは任意値(random number))である場合には、ランダムアクセス応答に含まれたTC−RNTIを用いてPDCCHの受信を試みる。その後、前者の場合、仮に前記衝突解決タイマーが満了される前に、自分のC−RNTIを介してPDCCHを受信した場合、端末は、正常にランダムアクセス手順が行われたと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。後者の場合には、前記衝突解決タイマーが満了する前に、TC−RNTIを介してPDCCHを受信したならば、前記PDCCHが指示するPDSCHが伝達するデータを確認する。仮に前記データの内容に自分の固有識別子が含まれているならば、端末は、正常にランダムアクセス手順が行われたと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。第4のメッセージを介して端末はC−RNTIを取得し、その後、端末とネットワークとは、C−RNTIを用いて端末特定メッセージ(dedicated message)を送受信するようになる。

0178

次に、ランダムアクセスにおいて衝突解決のための方法について説明する。

0179

ランダムアクセスを行うにあって、衝突が発生する理由は、基本的にランダムアクセスプリアンブルの数が有限なためである。すなわち、基地局は、全ての端末に端末固有のランダムアクセスプリアンブルを与えることができないため、端末は、共通のランダムアクセスプリアンブルのうち、任意的に1つを選択して送信するようになる。これにより、同じ無線資源(PRACH資源)を介して2つ以上の端末が同じランダムアクセスプリアンブルを選択して送信するようになる場合が発生するが、基地局では、1つの端末から送信される1つのランダムアクセスプリアンブルとして判断するようになる。これにより、基地局は、ランダムアクセス応答を端末に送信し、ランダムアクセス応答は、1つの端末が受信することと予測する。しかし、上述したように衝突が発生できるので、2つ以上の端末が1つのランダムアクセス応答を受信するようになり、これにより、端末毎に各々ランダムアクセス応答の受信による動作を行うようになる。すなわち、ランダムアクセス応答に含まれた1つのUL grantを用いて、2つ以上の端末が互いに異なるデータを同じ無線資源に送信するようになるという問題が生じる。これにより、前記データの送信は全て失敗することができ、端末の位置または送信パワーによって特定端末のデータのみを基地局で受信することもできる。後者の場合、2つ以上の端末は、全て自分のデータの送信が成功したと仮定するので、基地局は、競争で失敗した端末に失敗事実に関する情報を知らせなければならない。すなわち、前記競争の失敗または成功に関する情報を知らせることを衝突解決(contention resolution)という。

0180

衝突解決方法には、2つの方法があるが、1つの方法は、衝突解決タイマー(contention resolution timer)を用いる方法と、他の1つの方法は、成功した端末の識別子を端末に送信する方法である。前者の場合は、端末がランダムアクセス過程前に既に固有のC−RNTIを有している場合に使用される。すなわち、既にC−RNTIを有している端末は、ランダムアクセス応答に応じて自分のC−RNTIを含むデータを基地局に送信し、衝突解決タイマーを作動する。そして、衝突解決タイマーが満了される前に、自分のC−RNTIにより指示されるPDCCH情報が受信されれば、端末は、自分が競争で成功したと判断し、ランダムアクセスを正常に終えるようになる。逆に、仮に衝突解決タイマーが満了される前に、自分のC−RNTIにより指示されるPDCCHを送信できなかった場合は、自分が競争で失敗したと判断し、ランダムアクセス過程を再度行うか、上位階層に失敗事実を通知することができる。衝突解消方法のうち、後者の場合、すなわち、成功した端末の識別子を送信する方法は、端末がランダムアクセス過程前に固有のセル識別子がない場合に使用される。すなわち、端末自分がセル識別子がない場合、ランダムアクセス応答に含まれたUL grant情報に応じてデータにセル識別子より上位識別子(S−TMSIまたはrandom number)を含んで送信し、端末は、衝突解決タイマーを作動させる。衝突解決タイマーが満了される前に、自分の上位識別子を含むデータがDL−SCHに送信された場合、端末は、ランダムアクセス過程が成功したと判断する。それに対し、衝突解決タイマーが満了される前に、自分の上位識別子を含むデータをDL−SCHに送信できなかった場合には、端末は、ランダムアクセス過程が失敗したと判断するようになる。

0181

一方、非競争基盤任意接続過程での動作は、図8に示された競争基盤任意接続過程とは異なり、第1のメッセージ送信及び第2のメッセージ送信だけで任意接続手順が終了するようになる。ただし、第1のメッセージとして端末が基地局に任意接続プリアンブルを送信する前に、端末は、基地局から任意接続プリアンブルを割り当てられるようになり、この割り当てられた任意接続プリアンブルを基地局に第1のメッセージとして送信し、基地局から任意接続応答を受信することにより、任意接続手順が終了するようになる。

0182

参照信号(RS:Reference Signal)

0183

無線通信システムにおいてデータは、無線チャネルを介して送信されるので、信号は送信中に歪まれることができる。受信端で歪まれた信号を正確に受信するために、受信された信号の歪みは、チャネル情報を利用して補正されなければならない。チャネル情報を検出するために、送信側と受信側とが共に知っている信号送信方法と信号がチャネルを介して送信されるとき、歪まれた程度を用いてチャネル情報を検出する方法を主に利用する。上述した信号をパイロット信号または参照信号(RS:reference signal)という。

0184

また、近年、ほとんどの移動通信システムにおいてパケットを送信するとき、今まで1個の送信アンテナと1個の受信アンテナとを使用したことから脱して、多重送信アンテナと多重受信アンテナとを採択して送受信データ効率を向上させることができる方法を使用する。多重入出力アンテナを用いてデータを送受信するとき、信号を正確に受信するために、送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状態が検出されなければならない。したがって、各送信アンテナは、個別的な参照信号を有さなければならない。

0185

移動通信システムにおいてRSは、その目的によって大きく2つに区分されることができる。チャネル情報取得のための目的のRSとデータ復調のために使用されるRSとがある。前者は、UEが下向きリンクへのチャネル情報を取得するのにその目的があるので、広帯域に送信されなければならず、特定サブフレームで下向きリンクデータを受信しないUEでも、そのRSを受信し測定できなければならない。また、これは、ハンドオーバーなどの測定などのためにも使用される。後者は、基地局が下向きリンクを送るとき、当該リソースに共に送るRSであって、UEは、当該RSを受信することによってチャネル推定をすることができ、したがって、データを復調できるようになる。このRSは、データが送信される領域に送信されなければならない。

0186

ダウンリンク参照信号は、1つのセル内のすべての端末が共有する共通参照信号(CRS:Common RS)と特定端末のみのための専用参照信号(DRS:Dedicated RS)がある。送信端は、このような参照信号(CRS, DRS)を利用して、復調(demodulation)とチャネル測定(channel measurement)のための情報を受信端に提供できる。

0187

受信端(例えば、端末)は、CRSを利用してチャネル状態を測定し、測定されたチャネル状態に応じてCQI(Channel Quality Indicator),PMI(Precoding Matrix Index)及び/又はRI(Rank Indicator)のようなチャネル品質と関連した指示子を送信端(例えば、基地局)にフィードバックできる。本発明の実施の形態においてCRSは、セル特定参照信号(cell-specific RS)とも言う。これに対して、チャネル状態情報CSIのフィードバックと関連した参照信号をCSI-RSと定義することができる。

0188

DRSは、PDSCH上のデータ復調が必要な場合に、資源要素を介して端末に送信されることができる。端末は、上位階層シグナリングを介してDRSの存在有無を受信することができる。DRSに相応するPDSCH信号がマッピングされる場合においてのみ有効である。本発明の実施の形態においてDRSを端末特定参照信号(UE-specific RS)または復調参照信号(DMRS:Demodulation RS)とも呼ぶことができる。

0189

図9は、本発明が適用され得る無線通信システムにおいて下向きリンク資源ブロックペアにマッピングされた参照信号パターンを例示する。

0190

図9に示すように、参照信号がマッピングされる単位に下向きリンク資源ブロックペアは、時間領域において1つのサブフレーム×周波数領域で12個の副搬送波で表すことができる。すなわち、時間軸(x軸)上で1つの資源ブロックペアは、一般循環前置(normal CP:normal Cyclic Prefix)である場合、14個のOFDMシンボルの長さを有し(図9(a)の場合)、拡張循環前置(extended CP:extended Cyclic Prefix)である場合、12個のOFDMシンボルの長さを有する(図9(b)の場合)。資源ブロック格子において「0」、「1」、「2」、及び「3」として記載された資源要素(REs)は、各々アンテナポートインデックス「0」、「1」、「2」、及び「3」のCRSの位置を意味し、「D」として記載された資源要素は、DRSの位置を意味する。

0191

以下、CRSについてさらに詳しく記述すれば、CRSは、物理的アンテナのチャネルを推定するために使用され、セル内に位置した全ての端末に共通的に受信され得る参照信号として全体周波数帯域分布される。すなわち、このCRSは、cell−specificなシグナルであって、広帯域に対してサブフレーム毎に送信される。また、CRSは、チャネル品質情報CSI及びデータ復調のために用いられることができる。

0192

CRSは、送信側(基地局)でのアンテナ配列によって様々なフォーマットで定義される。3GPPLTEシステム(例えば、リリース−8)では、基地局の送信アンテナ個数によって最大4個のアンテナポートに対するRSが送信される。下向きリンク信号送信側は、単一の送信アンテナ、2個の送信アンテナ、及び4個の送信アンテナのように、3つの種類のアンテナ配列を有する。例えば、基地局の送信アンテナの個数が2個である場合、0番と1番のアンテナポートに対するCRSが送信され、4個である場合、0〜3番のアンテナポートに対するCRSが各々送信される。基地局の送信アンテナが4個である場合、1つのRBでのCRSパターンは、図9のとおりである。

0193

基地局が単一の送信アンテナを使用する場合、単一アンテナポートのための参照信号が配列される。

0194

基地局が2個の送信アンテナを使用する場合、2個の送信アンテナポートのための参照信号は、時分割多重化TDM:Time Division Multiplexing)及び/又は周波数分割多重化(FDMFrequency Division Multiplexing)方式を利用して配列される。すなわち、2個のアンテナポートのための参照信号は、各々が区別されるために、互いに異なる時間資源及び/又は互いに異なる周波数資源が割り当てられる。

0195

さらに、基地局が4個の送信アンテナを使用する場合、4個の送信アンテナポートのための参照信号は、TDM及び/又はFDM方式を利用して配列される。下向きリンク信号の受信側(端末)によって測定されたチャネル情報は、単一の送信アンテナ送信、送信ダイバーシティ閉鎖ループ空間多重化(closed−loop spatial multiplexing)、開放ループ空間多重化(open−loop spatial multiplexing)、または多重ユーザ−多重入出力アンテナ(Multi−UserMIMO)のような送信方式を利用して送信されたデータを復調するために使用されることができる。

0196

多重入出力アンテナが支援される場合、参照信号が特定のアンテナポートから送信されるとき、前記参照信号は、参照信号のパターンによって特定された資源要素の位置に送信され、他のアンテナポートのために特定された資源要素の位置に送信されない。すなわち、互いに異なるアンテナ間の参照信号は、互いに重ならない。

0197

以下、DRSについてさらに詳しく記述すれば、DRSは、データを復調するために使用される。多重入出力アンテナ送信において特定の端末のために使用される先行符号化(precoding)加重値は、端末が参照信号を受信したとき、各送信アンテナで送信された送信チャネルと結合されて相応するチャネルを推定するために変更無しで使用される。

0198

3GPPLTEシステム(例えば、リリース−8)は、最大4個の送信アンテナを支援し、ランク1ビームフォーミング(beamforming)のためのDRSが定義される。ランク1ビームフォーミングのためのDRSは、さらにアンテナポートインデックス5のための参照信号を表す。

0199

LTEシステムの進化発展した形態のLTE−Aシステムにおいて基地局の下向きリンクに最大8個の送信アンテナを支援できるようにデザインされなければならない。したがって、最大8個の送信アンテナに対するRSも支援されなければならない。LTEシステムにおいて下向きリンクRSは、最大4個のアンテナポートに対するRSのみ定義されているので、LTE−Aシステムにおいて基地局が4個以上、最大8個の下向きリンク送信アンテナを有する場合、これらのアンテナポートに対するRSが追加的に定義され、デザインされなければならない。最大8個の送信アンテナポートに対するRSは、上記で説明したチャネル測定のためのRSとデータ復調のためのRSとの2つが共にデザインされなければならない。

0200

LTE−Aシステムをデザインするにあって重要な考慮事項のうちの1つは、下位互換性(backward compatibility)、すなわち、LTE端末がLTE−Aシステムでも何らの無理もなくよく動作しなければならず、システムもこれを支援しなければならないということである。RS送信観点から見たとき、LTEで定義されているCRSが全帯域にサブフレーム毎に送信される時間−周波数領域で追加的に最大8個の送信アンテナポートに対するRSが定義されなければならない。LTE−Aシステムにおいて既存のLTEのCRSのような方式で最大8個の送信アンテナに対するRSパターンをサブフレーム毎に全帯域に追加するようになると、RSオーバーヘッド過度に大きくなる。

0201

したがって、LTE−Aシステムにおいて新しくデザインされるRSは、大別して2つの分類に分けられるようになるが、MCS、PMIなどの選択のためのチャネル測定目的のRS(CSI−RS:Channel State Information−RS、Channel State Indication−RS等)と8個の送信アンテナに送信されるデータ復調のためのRS(DM−RS:Data Demodulation−RS)である。

0202

チャネル測定目的のCSI−RSは、既存のCRSがチャネル測定、ハンドオーバーなどの測定などの目的と同時に、データ復調のために使用されることとは異なり、チャネル測定中心の目的のためにデザインされるという特徴がある。もちろん、これもまたハンドオーバーなどの測定などの目的でも使用されることができる。CSI−RSがチャネル状態に関する情報のみを得る目的で送信されるので、CRSとは異なり、サブフレーム毎に送信されなくても良い。CSI−RSのオーバーヘッドを減らすために、CSI−RSは、時間軸上で間歇的に送信される。

0203

データ復調のために、当該時間−周波数領域でスケジューリングされたUEに専用的(dedicated)にDM−RSが送信される。すなわち、特定UEのDM−RSは、当該UEがスケジューリングされた領域、すなわちデータを受信する時間−周波数領域のみに送信される。

0204

LTE−AシステムにおいてeNBは、全てのアンテナポートに対するCSI−RSを送信しなければならない。最大8個の送信アンテナポートに対するCSI−RSをサブフレーム毎に送信することは、オーバーヘッドが大きすぎるという短所があるので、CSI−RSは、サブフレーム毎に送信されずに、時間軸で間歇的に送信されてこそ、そのオーバーヘッドを減らすことができる。すなわち、CSI−RSは、1つのサブフレームの整数倍の周期を有して周期的に送信されたり、特定送信パターンで送信されることができる。このとき、CSI−RSが送信される周期やパターンは、eNBが設定できる。

0205

CSI−RSを測定するために、UEは、必ず自分の属したセルのそれぞれのCSI−RSアンテナポートに対するCSI−RSの送信サブフレームインデックス、送信サブフレーム内でCSI−RS資源要素(RE)時間−周波数位置、そして、CSI−RSシーケンス等に関する情報を知っていなければならない。

0206

LTE−AシステムにおいてeNBは、CSI−RSを最大8個のアンテナポートに対して各々送信しなければならない。互いに異なるアンテナポートのCSI−RS送信のために使用される資源は、互いに直交(orthogonal)しなければならない。1つのeNBが互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを送信するとき、それぞれのアンテナポートに対するCSI−RSを互いに異なるREにマッピングすることにより、FDM/TDM方式でこれらの資源を直交(orthogonal)して割り当てることができる。または、互いに異なるアンテナポートに対するCSI−RSを互いに直交(orthogonal)したコードにマッピングさせるCDM方式で送信することができる。

0207

CSI−RSに関する情報をeNBが自分のセルUEに知らせるとき、まず、各アンテナポートに対するCSI−RSがマッピングされる時間−周波数に関する情報を知らせるべきである。具体的には、CSI−RSが送信されるサブフレーム番号、またはCSI−RSが送信される周期、CSI−RSが送信されるサブフレームオフセットであり、特定アンテナのCSI−RS REが送信されるOFDMシンボル番号周波数間隔(spacing)、周波数軸でのREのオフセットまたはシフト値などがある。

0208

CSI−RSは、1個、2個、4個、または8個のアンテナポートを介して送信される。このとき、使用されるアンテナポートは、各々p=15、p=15、16、p=15、...、18、p=15、...、22である。CSI−RSは、サブキャリア間隔Δf=15kHzに対してのみ定義されることができる。

0209

(k´、l´)(ここで、k´は、資源ブロック内の副搬送波インデックスであり、l´は、スロット内のOFDMシンボルインデックスを表す。)及びn_sの条件は、下記の表3または表4のようなCSI−RS設定(configuration)によって決定される。

0210

表3は、一般CPにおいてCSI−RS構成から(k´、l´)のマッピングを例示する。

0211

0212

表4は、拡張CPにおいてCSI−RS構成から(k´、l´)のマッピングを例示する。

0213

0214

表3及び表4を参照すれば、CSI−RSの送信において、異種ネットワーク(HetNet:heterogeneous network)環境を含んでマルチセル環境でセル間干渉(ICI:inter−cell interference)を減らすために、最大32個(一般CPの場合)または最大28個(拡張CPの場合)の互いに異なる構成(configuration)が定義される。

0215

CSI−RS構成は、セル内のアンテナポートの個数及びCPによって互いに異なり、隣接したセルは、最大限に互いに異なる構成を有することができる。また、CSI−RS構成は、フレーム構造によってFDDフレームとTDDフレームとの両方に適用する場合とTDDフレームのみに適用する場合とに分けられることができる。

0216

表3及び表4に基づき、CSI−RS構成によって(k´、l´)及びn_sが決められ、各CSI−RSアンテナポートがCSI−RS送信に用いる時間−周波数資源が決定される。

0217

図10は、本発明が適用され得る無線通信システムにおけるCSI−RS構成を例示する図である。

0218

図10(a)は、1個または2個のCSI−RSアンテナポートによるCSI−RS送信に使用可能な20つのCSI−RS構成を示したものであり、図10(b)は、4個のCSI−RSアンテナポートにより使用可能な10つのCSI−RS構成を示したものであり、図10(c)は、8個のCSI−RSアンテナポートによりCSI−RS送信に使用可能な5つのCSI−RS構成を示したものである。

0219

このように、各CSI−RS構成によってCSI−RSが送信される無線資源(すなわち、REペア)が決定される。

0220

特定セルに対してCSI−RS送信のために、1個あるいは2個のアンテナポートが設定されれば、図10(a)に示された20つのCSI−RS構成のうち、設定されたCSI−RS構成による無線資源上でCSI−RSが送信される。

0221

同様に、特定セルに対してCSI−RS送信のために4個のアンテナポートが設定されれば、図10(b)に示された10つのCSI−RS構成のうち、設定されたCSI−RS構成による無線資源上でCSI−RSが送信される。また、特定セルに対してCSI−RS送信のために8個のアンテナポートが設定されれば、図10(c)に示された5つのCSI−RS構成のうち、設定されたCSI−RS構成による無線資源上でCSI−RSが送信される。

0222

2個のアンテナポート別(すなわち、{15、16}、{17、18}、{19、20}、{21、22})にそれぞれのアンテナポートに対するCSI−RSは、同じ無線資源にCDMされて送信される。アンテナポート15及び16を、例えば、アンテナポート15及び16に対するそれぞれのCSI−RS複素シンボルは同一であるが、互いに異なる直交コード(例えば、ウォルシュコード(walsh code)がかけられて同じ無線資源にマッピングされる。アンテナポート15に対するCSI−RSの複素シンボルには[1、1]がかけられ、アンテナポート16に対するCSI−RSの複素シンボルには[1、−1]がかけられて、同じ無線資源にマッピングされる。これは、アンテナポート{17、18}、{19、20}、{21、22}も同様である。

0223

UEは、送信されたシンボルにかけられたコードをかけて、特定アンテナポートに対するCSI−RSを検出できる。すなわち、アンテナポート15に対するCSI−RSを検出するためにかけられたコード[1、1]をかけ、アンテナポート16に対するCSI−RSを検出するためにかけられたコード[1、−1]をかける。

0224

図10(a)〜(c)に示すように、同じCSI−RS構成インデックスに該当すれば、アンテナポート数が多いCSI−RS構成による無線資源は、CSI−RSアンテナポート数が少ないCSI−RS構成による無線資源を含む。例えば、CSI−RS構成が0である場合、8個のアンテナポート数に対する無線資源は、4個のアンテナポート数に対する無線資源と1または2個のアンテナポート数に対する無線資源を全て含む。

0225

1つのセルで複数のCSI−RS構成が使用され得る。ノン−ゼロ電力(NZP:non−zero power)CSI−RSは、0個または1個のCSI−RS構成のみが用いられ、ゼロ電力(ZP:zero power)CSI−RSは、0個または複数個のCSI−RS構成が用いられ得る。

0226

上位階層により設定される16ビットのビットマップであるZP CSI−RS(ZeroPowerCSI−RS)で1に設定された各ビット別に、UEは、上記の表3及び表4の4個のCSI−RS列(column)に該当するREで(上位階層により設定されたNZP CSI−RSを仮定するREと重複する場合を除外)ゼロ送信電力を仮定する。最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)は、最も低いCSI−RS構成インデックスに該当し、ビットマップ内でその次のビットは、順に次のCSI−RS構成インデックスに該当する。

0227

CSI−RSは、上記の表3及び表4において(n_s mod2)の条件を満たす下向きリンクスロット及びCSI−RSサブフレーム構成を満たすサブフレームのみで送信される。

0228

フレーム構造タイプ2(TDD)の場合、スペシャルサブフレーム、同期信号(SS)、PBCHまたはSIB1(SystemInformationBlockType1)メッセージ送信と衝突されるサブフレームまたはページングメッセージ送信のために設定されたサブフレームでCSI−RSは送信されない。

0229

また、アンテナポートセットS(S={15}、S={15、16}、S={17、18}、S={19、20}、またはS={21、22})内に属するいかなるアンテナポートに対するCSI−RSが送信されるREは、PDSCHまたは他のアンテナポートのCSI−RS送信に使用されない。

0230

CSI−RS送信に使用される時間−周波数資源は、データ送信に使用されることができないので、CSI−RSオーバーヘッドが増加するほど、データ処理量(throughput)が減少するようになる。これを考慮してCSI−RSは、サブフレーム毎に送信されるように構成されず、複数のサブフレームに該当する所定の送信周期毎に送信されるように構成される。この場合、サブフレーム毎にCSI−RSが送信される場合に比べてCSI−RS送信オーバーヘッドが低すぎるようになり得る。

0231

CSI−RS送信のためのサブフレーム周期(以下、「CSI送信周期」と称する)(T_CSI−RS)及びサブフレームオフセット(Δ_CSI−RS)は、下記の表5のとおりである。

0232

表5は、CSI−RSサブフレーム構成を例示する。

0233

0234

表5を参照すれば、CSI−RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)によってCSI−RS送信周期(T_CSI−RS)及びサブフレームオフセット(Δ_CSI−RS)が決定される。

0235

表5のCSI−RSサブフレーム構成は、先の「SubframeConfig」フィールド及び「zeroTxPowerSubframeConfig」フィールドのうち、いずれか1つに設定されることができる。CSI−RSサブフレーム構成は、NZP CSI−RS及びZP CSI−RSに対して個別的に(separately)設定されることができる。

0236

CSI−RSを含むサブフレームは、下記の数式12を満たす。

0237

0238

数式12においてT_CSI−RSは、CSI−RS送信周期、Δ_CSI−RSは、サブフレームオフセット値、n_fは、システムフレームナンバー、n_sは、スロットナンバーを意味する。

0239

サービングセルに対して送信モード9(transmission mode9)が設定されたUEの場合、UEは、1つのCSI−RS資源構成が設定され得る。サービングセルに対して送信モード10(transmission mode10)が設定されたUEの場合、UEは、1つまたはそれ以上のCSI−RS資源構成(等)が設定され得る。

0240

各CSI−RS資源構成のために、下記のようにパラメータが上位階層シグナリングを介して設定される。

0241

・送信モード10が設定された場合、CSI−RS資源構成識別子

0242

・CSI−RSポート個数

0243

・CSI−RS構成(表3及び表4参照)

0244

・CSI−RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)(表5参照)

0245

・送信モード9が設定された場合、CSIフィードバックのための送信パワー(P_C)

0246

・送信モード10が設定された場合、各CSIプロセスに対してCSIフィードバックのための送信パワー(P_C)。CSIプロセスに対してCSIサブフレームセットのC_CSI、0及びC_CSI、1が上位階層により設定されれば、P_Cは、CSIプロセスの各CSIサブフレームセット別に設定される。

0247

・任意ランダム(pseudo−random)シーケンス発生器パラメータ(n_ID)

0248

・送信モード10が設定された場合、QCL(QuasiCo−Located)タイプB UE仮定のためのQCLスクランブリング識別子(qcl−ScramblingIdentity−r11)、CRSポートカウント(crs−PortsCount−r11)、MBSFNサブフレーム設定リスト(mbsfn−SubframeConfigList−r11)パラメータを含む上位階層パラメータ(「qcl−CRS−Info−r11))

0249

UEが導き出したCSIフィードバック値が[−8、15]dB範囲内の値を有するとき、P_Cは、CSI−RSEPREに対するPDSCH EPREの割合に仮定される。ここで、PDSCH EPREは、CRS EPREに対するPDSCH EPREの割合がρ_Aであるシンボルに該当する。

0250

サービングセルの同じサブフレームでCSI−RSとPMCHとが共に設定されない。

0251

フレーム構造タイプ2において4個のCRSアンテナポートが設定された場合、UEは、一般CPの場合、[20−31]セット(表3参照)または拡張CPの場合、[16−27]セット(表4参照)に属するCSI−RS構成インデックスが設定されない。

0252

UEは、CSI−RS資源構成のCSI−RSアンテナポートが遅延拡散(delay spread)、ドップラー拡散(Doppler spread)、ドップラーシフト(Doppler shift)、平均利得(average gain)、及び平均遅延(average delay)に対してQCL関係を有すると仮定することができる。

0253

送信モード10、そしてQCLタイプBが設定されたUEは、CSI−RS資源構成に該当するアンテナポート0−3とCSI−RS資源構成に該当するアンテナポート15−22がドップラー拡散(Doppler spread)、ドップラーシフト(Doppler shift)に対してQCL関係であると仮定することができる。

0254

送信モード10が設定されたUEの場合、サービングセルに対して1つまたはそれ以上のCSI−IM(Channel−State Information−Interference Measurement)資源構成が設定され得る。

0255

上位階層シグナリングを介して各CSI−IM資源構成のために、下記のようなパラメータが設定され得る。

0256

・ZP CSI−RS構成(表3及び表4参照)

0257

・ZP CSIRSサブフレーム構成(I_CSI−RS)(表5参照)

0258

CSI−IM資源構成は、設定されたZP CSI−RS資源構成のうち、いずれか1つと同一である。

0259

サービングセルの同じサブフレーム内のCSI−IM資源とPMCHとが同時に設定されない。

0260

送信モード1−9が設定されたUEの場合、サービングセルに対してUEは、1つのZP CSI−RS資源構成が設定され得る。送信モード10が設定されたUEの場合、サービングセルに対してUEは、1つまたはそれ以上のZP CSI−RS資源構成が設定され得る。

0261

上位階層シグナリングを介してZP CSI−RS資源構成のために、下記のようなパラメータが設定され得る。

0262

・ZP CSI−RS構成リスト(表3及び表4参照)

0263

・ZP CSI−RSサブフレーム構成(I_CSI−RS)(表5参照)

0264

サービングセルの同じサブフレームでZP CSI−RSとPMCHとが同時に設定されない。

0265

セル測定(Cell Measurement)/測定報告(Measurement Report)

0266

端末の移動性(mobility)保障のための種々の方法(ハンドオーバー、ランダムアクセス、セル探索等)のうち、1つまたはその種々の方法のためにUEは、セル測定(cell measurement)した結果を基地局(あるいは、ネットワーク)に報告する。

0267

3GPPLTE/LTE−Aシステムでセル特定参照信号(CRS)は、時間軸に各サブフレーム内の0、4、7、11番目のOFDMシンボルを介して送信され、これは、セル測定(cell measurement)のために基本的に使用される。すなわち、端末は、サービングセル(serving cell)と隣接セル(neighbor cell)から各々受信されるCRSを用いてセル測定を行う。

0268

セル測定(cell measurement)は、サービングセル及び隣接セルの信号強度あるいは総受信電力に対する信号強度などを測定する参照信号受信電力(RSRP:Reference Signal receive power)、受信信号強度RSSI:Received signal strength indicator)、参照信号受信品質(RSRQ:Reference Signal received quality)などのRRM(Radio resource management)測定とサービングセルとのリンク品質を測定してラジオリンク失敗(radio link failure)可否を評価できるRLM(Radio Link Monitoring)測定を含む概念である。

0269

RSRPは、測定周波数帯域内でCRSが送信されるREの電力分配線形平均である。RSRP決定のために、アンテナポート「0」に該当するCRS(R0)が使用され得る。また、RSRP決定のために、アンテナポート「1」に該当するCRS(R1)が追加に使用されることもできる。RSRPを決定するために、UEによって用いられる測定周波数帯域及び測定区間内で用いるREの数は、当該測定正確度要求(accuracy requirements)が満たされる限度でUEが決定できる。また、RE当たりの電力は、循環前置(CP)を除いたシンボルの残りの部分内で受信したエネルギーから決定されることができる。

0270

RSSIは、測定帯域内でアンテナポート「0」に該当するRSを含むOFDMシンボルで同一チャネル(co−channel)のサービングセル(serving cell)とノン−サービングセル(non−serving cell)、隣接チャネルからの干渉、熱雑音(thermal noise)などを含む当該UEにより全てのソースから感知された総受信電力の線形平均で導き出される。上位階層シグナリングによってRSRQ測定を行うための特定サブフレームが指示される場合、RSSIは、指示されたサブフレーム内の全てのOFDMシンボルを介して測定される。

0271

RSRQは、N×RSRP/RSSIに導き出される。ここで、Nは、RSSI測定帯域幅のRB個数を意味する。また、上記の式で分子及び分母の測定は、同じRBのセットで求められることができる。

0272

基地局は、上位階層シグナリング(例えば、RRC連結再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージ)を介してUEに測定(measurement)のための設定情報を伝達できる。

0273

RRC連結再構成メッセージは、無線資源構成専用(「radioResourceConfigDedicated」)情報要素IE:Information Element)と、測定設定(「measConfig))IEを含む。

0274

「measConfig」IEは、UEにより行われなければならない測定を特定し、測定ギャップ(measurement gap)の構成だけでなく、イントラ−周波数(intra−frequency)移動性、インター−周波数(inter−frequency)移動性、インター−RAT(inter−RAT)移動性のための設定情報を含む。

0275

特に、「measConfig」IEは、測定で除去される測定対象(「measObject」)のリストを表す「measObjectToRemoveList」と、新しく追加されたり、修正されるリストを表す「measObjectToAddModList」が含まれる。また、「measObject」には、通信技術によって「MeasObjectCDMA2000」、「MeasObjctEUTRA」、「MeasObjectGERAN」などが含まれる。

0276

「RadioResourceConfigDedicated」IEは、無線ベアラー(Radio Bearer)を設定/変更/解除(setup/modify/release)したり、MACメイン構成を変更したり、半永続スケジューリングSPS:Semi−Persistent Scheduling)設定を変更したり、及び専用物理的設定(dedicated physical configuration)を変更するために使用される。

0277

「RadioResourceConfigDedicated」IEは、サービングセル測定のための時間領域測定資源制限パターン(time domain measurement resource restriction pattern)を指示する「measSubframePattern−Serv」フィールドを含む。また、UEにより測定される隣接セルを指示する「measSubframeCellList」と隣接セル測定のための時間領域測定資源制限パターンを指示する「measSubframePattern−Neigh」とを含む。

0278

測定セル(サービングセル及び隣接セルを含む)のために設定された時間領域測定資源制限パターン(time domain measurement resource restriction pattern)は、RSRQ測定を行うための無線フレーム当たり、少なくとも1つのサブフレームを指示できる。測定セルのために設定された時間領域測定資源制限パターンによって指示されたサブフレーム以外では、RSRQ測定が行われない。

0279

このように、UE(例えば、3GPP Rel−10)は、サービングセル測定のためのサブフレームパターン(「measSubframePattern−Serv」)及び隣接セル測定のためのサブフレームパターン(「measSubframePattern−Neigh」)により設定された区間のみでRSRQが測定されなければならない。

0280

ただし、RSRPは、このようなパターン内の測定が制約されていないが、正確度要求(accuracy requirement)のためには、このようなパターン内のみで測定されることが好ましい。

0281

マッシブMIMO(Massive MIMO)

0282

LTEリリース(Rel:release)-12以後の無線通信システムでは、能動アンテナシステム(AAS:Active Antenna System)の導入が考慮されている。

0283

信号の位相及び大きさを調整することができる増幅器とアンテナが分離されている従来の受動アンテナシステムとは異なり、AASは、各々のアンテナが増幅器のような能動素子を含むように構成されたシステムを意味する。

0284

AASは、能動アンテナの使用によって増幅器とアンテナを接続するための別のケーブルコネクター、その他のハードウェアなどを必要とせずに、したがって、エネルギー及び運用費用の側面で効率性が高いという特徴を有する。特に、AASは、各アンテナ別電子式ビーム制御(electronic beam control)方式を支援するから、ビーム方向及びビーム幅を考慮した精巧なビームパターン形成または3次元ビームパターンを形成する等の進歩したMIMO技術を可能にする。

0285

AASの進歩したアンテナシステムの導入で多数の入出力アンテナと多次元アンテナ構造を有する大規模MIMO構造もまた考慮されている。一例として、従来の一字型アンテナ配列と異なり、2次元アンテナ配列を形成する場合、AASの能動アンテナにより3次元ビームパターンを形成できる。

0286

図11は、本発明が適用されることができる64個のアンテナ要素を有する2D能動アンテナシステムの一例を示した図である。

0287

図11に示すように、一般的な2次元アンテナ配列として

個のアンテナが正方形模様を有する場合を考慮することができる。

0288

ここで、

は、水平方向にアンテナ列の数を

は、垂直方向にアンテナ行の数を示す。

0289

送信アンテナ観点で前記3次元ビームパターンを活用する場合、ビームの水平方向だけでなく垂直方向への準-静的または動的なビーム形成を行うことができ、一例として垂直方向のセクター形成などの応用を考慮できる。

0290

また、受信アンテナ観点では、大規模受信アンテナを活用して受信ビームを形成するとき、アンテナ配列利得(antenna array gain)に応じる信号電力上昇効果を期待することができる。したがって、上向きリンクの場合、基地局が多数のアンテナを介して端末から送信される信号を受信することができ、このとき、端末は、干渉影響を減らすために、大規模受信アンテナの利得を考慮して自身の送信電力を非常に低く設定できるという長所がある。

0291

図12は、本発明が適用されることができる無線通信システムにおける基地局または端末がAAS基盤の3D(3-Dimension)ビーム形成が可能な多数の送/受信アンテナを有しているシステムを例示する。

0292

図12は、上述の例を図式化したもので、2次元アンテナ配列(すなわち、2D-AAS)を利用した3DMIMOシステムを例示する。

0293

マッシブMIMOのセルカバレッジ(Cell coverage of massive MIMO)

0294

多重アンテナシステム、一例としてN個の送信アンテナを有するシステムは、単一アンテナシステムに比べて全体送信電力を同一に送信すると仮定すると、特定地点受信パワーが最大N倍高いように、ビーム形成(beamforming)することができる。

0295

多重アンテナを有する基地局でもCRS、PSS/SSS、PBCH及びブロードキャスト(broadcast)情報を伝達するチャネルは、基地局カバレッジ領域内のすべてのUEが受信できるように特定方向にビーム形成をしない。

0296

これとは異なり、特定UEにユニキャスト(unicast)情報を伝達するチャネルであるPDSCHは、該当UEの位置及びリンク状況に合せてビーム形成をして、送信効率を上げるようにする。すなわち、PDSCHの送信データストリームは、特定方向にビームを形成するために、プリコーディング(precoding)されて、多重のアンテナポートを介して送信される。したがって、代表的にCRSとPDSCHの送信電力が同じ場合に、特定UEにCRSの平均受信電力と比べて該当UEに向かってビーム形成されたプリコーディングされた(precoded)PDSCHの受信電力は、最大N倍まで高くありうる。

0297

現在までLTERel-11システムにおいて最大8個の送信アンテナを有する基地局を考慮するが、これは、CRS平均受信電力に比べてprecodedPDSCH受信電力が8倍大きくありうることを意味する。しかしながら、後にマッシブMIMOシステムの導入で基地局の送信アンテナが100個以上になる場合に、CRSとprecoded PDSCHの受信電力は、100倍以上の差が出ることができる。結論的に、massive MIMOシステムの導入で特定基地局から送信するCRSのカバレッジ領域とDM-RS基盤PDSCHのカバレッジ領域とが一致しないようになる。

0298

特に、このような現象は、隣接した二つの基地局の送信アンテナ数の差が大きいとき、大きく現れることができる。代表的に64個の送信アンテナを有するマクロセル(macro cell)と単一送信アンテナを有するマイクロセル(micro cell)(例えば、ピコセル(pico cell))が隣接している場合を例に挙げることができる。MassiveMIMOの初期配置(deployment)過程でサービングされる(served)UEが多いmacro cellからまずアンテナ数を増やすと期待しているから、macro cell、micro cell、及びpico cellが混在している異種のネットワーク(heterogeneous network)の場合に、隣接した基地国間に送信アンテナの数が大きく差が出るようになる。

0299

例えば、単一送信アンテナを有するpico cellの場合に、CRSとPDSCHのカバレッジ領域が一致するようになる。

0300

しかしながら、64個の送信アンテナを有するmacro cellの場合に、CRSのカバレッジ領域よりPDSCHのカバレッジ領域がより大きくなる。したがって、macro cellとpico cellの境界でCRSの受信品質であるRSRPまたはRSRQだけに依存して初期接続及びハンドオーバーを決定するようになると、PDSCHの最大品質を提供してくれる基地局をサービングセル(serving cell)として選択できなくなる。これに対する単純な解決策として、N個の送信アンテナを有する基地局のPDSCH受信電力は、N倍大きいと仮定することができるが、基地局が可能なすべての方向にビーム形成をしてくれることができない場合を考慮するとき、最適の解決策ではない。

0301

以下、遅延(latency)を減らすための端末のCSI測定及び報告動作方法について説明する。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ