JP6130541B2 - 無線通信システムにおけるｃｓｉ−ｒｓに基づくチャネル推定方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、無線通信システムにおけるチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）に基づくチャネル推定方法及びそのための装置に関する。

本発明が適用され得る無線通信システムの一例として第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）長期進化システム（以下、「ＬＴＥ」という）について概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳ網構造を概略的に示す図である。進化はん用移動体通信システム（Ｅ−ＵＭＴＳ）は、既存のはん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）から進化したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が行われている。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥシステムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格の詳細な内容についてはそれぞれ、“３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ”のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照されたい。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（ユーザ装置，ＵＥ）、基地局（ｅノード Ｂ，ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークと接続する接続ゲートウェイ（ＡＧ）を含んでいる。基地局は、同報サービス、多対地送信（マルチキャスト）サービス及び／又は単対地送信（ユニキャスト）サービスのために複数のデータストリームを同時に送信することがある。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。別個のセルは、別個の帯域幅を提供するように設定してもよい。基地局は複数の端末とのデータ送受信を制御する。ダウンリンク（ＤＬ）データについて、基地局は、ダウンリンクスケジュール情報を送信することによって、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）関連情報などを通知する。また、アップリンク（ＵＬ）データについて、基地局は、アップリンクスケジュール情報を該当の端末に送信することによって、当該端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを通知する。基地局同士の間にはユーザ情報又は制御情報の送信のためのインタフェースが用いられている。コアネットワーク（ＣＮ）は、ＡＧ、端末のユーザ登録などのためのネットワークノード、などで構成してもよい。ＡＧは、複数のセルで構成される位置登録エリア（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ，ＴＡ）単位で端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））方式に基づいてＬＴＥまで開発されてきたが、ユーザ及び事業者の要求並びに期待は増す一方である。その上、ほかの無線接続技術の開発も続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術の進展が望まれる。ビット当たりコストの削減、サービス可用性の増大、融通性のある周波数帯域の使用、単純な構造及び開放型のインタフェース、端末の適度な電力消耗、などが必要である。

上述したような議論に基づいて、以降、無線通信システムにおけるＣＳＩ−ＲＳに基づくチャネル推定方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一態様である、無線通信システムにおいて端末が測定を行う方法は、基地局から、複数のアンテナポートによって規定されるＣＳＩ−ＲＳの設定情報を受信するステップと、複数のアンテナポートのうち特定アンテナポートによって規定されたＣＳＩ−ＲＳを結合するステップと、結合されたＣＳＩ−ＲＳに基づいて、測定を行うステップとを含むことを特徴とする。

好適には、特定アンテナポートによって規定されたＣＳＩ−ＲＳは、基地局で同一のアンテナポートから送信されたことを特徴とする。

また、この方法は、基地局から、特定アンテナポートに関する情報を、上位層を介して受信するステップを更に含んでもよく、基地局から、特定アンテナポートによって規定されたＣＳＩ−ＲＳを結合して、測定を行うためのトリガ信号を受信するステップを更に含んでもよい。

より好適には、この方法は、複数のアンテナポートによって規定されるＣＳＩ−ＲＳを用いてチャネル状態情報を基地局に報告するステップを更に含み、チャネル状態情報の算出時に、複数のアンテナポートのうち特定アンテナポートを一つのアンテナポートと仮定することを特徴とする。この場合、チャネル状態情報の算出時に、複数のアンテナポートのうち特定アンテナポートでは同一の干渉量が存在すると仮定してもよい。

一方、本発明の他の態様である、無線通信システムにおける端末装置は、基地局から、複数のアンテナポートによって規定されるＣＳＩ−ＲＳの設定情報を受信するための無線通信モジュールと、複数のアンテナポートのうち特定アンテナポートによって規定されたＣＳＩ−ＲＳを結合し、結合されたＣＳＩ−ＲＳに基づいて測定を行うためのプロセッサと、を備えることを特徴とする。

上述した測定は、基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）、基準信号受信品質（ＲＳＲＱ）及び経路損失のうち少なくとも一つを測定することを特徴とする。

本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいて端末がＣＳＩ−ＲＳを用いてより効率的にチャネルを推定することが可能になる。

本発明で得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、以降の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インタフェースプロトコルの制御プレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらの物理チャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。 ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を示す図である。 ＬＴＥシステムで用いられるダウンリンク無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムで用いられるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。 一般的な複数アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図である。 ＬＴＥシステムにおいて送信アンテナポートが４個である場合における一般的なＣＲＳパターンを例示する図である。 ＬＴＥシステムにおいて送信アンテナポート０に対するＣＲＳパターンを例示する図である。 ＣｏＭＰ方式が適用され得る異種ネットワークの構成を例示する図である。 ３ＧＰＰ標準で定義しているＣＳＩ−ＲＳパターンを例示する図である。 本発明の第１の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した一例を示す図である。 本発明の第１の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した他の例を示す図である。 本発明の第２の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した一例を示す図である。 本発明の第２の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した他の例を示す図である。 本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

以下に添付の図面を参照して説明される本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。

本明細書は、ＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを取り上げて本発明の実施例を説明するが、これは例示であり、本発明の実施例は、上記定義に該当するどのような通信システムに適用してもよい。また、本明細書は周波数分割２重通信（ＦＤＤ）方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示であり、本発明の実施例は、周波数分割半２重通信（Ｈ−ＦＤＤ）方式又は時分割２重通信（ＴＤＤ）方式にも同様の適用が可能である。

図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インタフェースプロトコルの制御プレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。制御プレーンは、端末及びネットワークが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路を意味する。

第１層である物理層は、物理チャネルを用いて上位層に情報転送サービスを提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御（ＭＡＣ）層とトランスポートチャネルを介して接続されている。トランスポートチャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間でデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが移動する。物理チャネルは時間及び周波数を無線リソースとして用いる。具体的には、物理チャネルは、ダウンリンクでは直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式で変調され、アップリンクでは単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）方式で変調される。

第２層のＭＡＣ層は論理チャネルを用いて上位層である無線リンク制御（ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は高信頼データ伝送をサポートする。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ層内部の機能ブロックとしてもよい。第２層のパケットデータ融合プロトコル（ＰＤＣＰ）層は、帯域幅の狭い無線インタフェースによってＩＰｖ４又はＩＰｖ６のようなＩＰパケットを効率的に送信するために、冗長な制御情報を減らすヘッダ圧縮機能を提供する。

第３層の最下部に位置している無線リソース制御（ＲＲＣ）層は、制御プレーンだけに定義される。ＲＲＣ層は無線ベアラ（ＲＢ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解放（Ｒｅｌｅａｓｅ）について論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ＲＢは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために第２層によって提供されるサービスを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層及びネットワークのＲＲＣ層はＲＲＣメッセージを交換する。端末及びネットワークのＲＲＣ層の間にＲＲＣ接続がある場合、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）になり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）になる。ＲＲＣ層の上位にある非接続層（ＮＡＳ）は、セッション管理、移動性管理などの機能を提供する。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。別個のセルは、別個の帯域幅を提供するように設定されるとよい。

ネットワークから端末にデータを送信する下りトランスポートチャネルは、システム情報を送信する同報チャネル（ＢＣＨ）、呼出しメッセージを送信する呼出しチャネル（ＰＣＨ）、ユーザ情報又は制御メッセージを送信する下り共有チャネル（ＳＣＨ）などがある。下りマルチキャスト又は同報サービスの情報又は制御メッセージは、下りＳＣＨを介して送信してもよいし、別の下りマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）を介して送信してもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上りトランスポートチャネルには、初期制御メッセージを送信するランダム接続チャネル（ＲＡＣＨ）、ユーザ情報又は制御メッセージを送信する上り共有チャネル（ＳＣＨ）がある。トランスポートチャネルの上位にあり、トランスポートチャネルにマップされる論理チャネルには、同報制御チャネル（ＢＣＣＨ）、呼出し制御チャネル（ＰＣＣＨ）、共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）、マルチキャスト制御チャネル（ＭＣＣＨ）、マルチキャスト情報チャネル（ＭＴＣＨ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。

端末は電源が入ったり、新しくセルに進入したりすると、基地局と同期を取るなどの初期セル探索作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は基地局から１次同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ）及び２次同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得してもよい。その後、端末は基地局から物理同報チャネルを受信してセル内の同報情報を取得してもよい。一方、端末は初期セル探索段階でダウンリンク参照信号（ＤＬ ＲＳ）を受信してダウンリンクチャネル状態を確認してもよい。

初期セル探索を終えた端末は、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）及び該ＰＤＣＣＨに含まれた情報に基づいて物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得することができる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したり、信号送信のための無線リソースがなかったりした場合には、端末は基地局に対してランダム接続手順（ＲＡＣＨ）を行ってもよい（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダム接続チャネル（ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信してもよい（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨについては衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を更に行ってもよい。

上述の手順を行った端末は、以降、一般的な上り／下り信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨの受信（Ｓ３０７）及び物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）／物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）の送信（Ｓ３０８）を行ってもよい。特に、端末はＰＤＣＣＨを介してダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に関するリソース割当情報のような制御情報を含み、その使用目的によってフォーマットが異なる。

一方、端末がアップリンクで基地局に送信する、又は端末が基地局から受信する制御情報は、ダウンリンク／アップリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）、プリコーディング行列インデクス（ＰＭＩ）、ランク指示子（ＲＩ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいて、端末は、上述したＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報を、ＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを用いて送信することができる。

図４は、ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。

図４を参照すると、無線フレームは、１０ｍｓ（３２７２００×Ｔ_s）の長さを有し、１０個の均等なサイズのサブフレームで構成されている。それぞれのサブフレームは１ｍｓの長さを有し、２個のスロットで構成されている。それぞれのスロットは０．５ｍｓ（１５３６０×Ｔ_s）の長さを有する。ここで、Ｔ_sとはサンプリング時間を指し、Ｔ_s＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）=３．２５５２×１０^-8（約３３ｎｓ）で表示される。スロットは、時間領域で複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロック（ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて一つのリソースブロックは１２個の副搬送波×７（６）個のＯＦＤＭシンボルを含む。データの送信される単位時間である送信時間間隔（ＴＴＩ）は、一つ以上のサブフレーム単位であってよい。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は変更してもよい。

図５は、ダウンリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図５を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭の１〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として使われ、残り１３〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として使われる。同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する基準信号（ＲＳ）（又はパイロット信号）を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域を問わずにサブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳの割り当てられていないリソースに割り当てられ、情報チャネルも、データ領域においてＲＳの割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、物理制御フォーマット指示子チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）、物理ハイブリッド自動再送要求指示子チャネル（ＰＨＩＣＨ）、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）などがある。

ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、サブフレームごとにＰＤＣＣＨに使われるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に通知する。ＰＣＦＩＣＨは最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のリソース要素グループ（ＲＥＧ）で構成され、ＲＥＧはそれぞれ、セルＩＤに基づいて制御領域内に分散される。１個のＲＥＧは４個のリソース要素（ＲＥ）で構成される。ＲＥは１個の副搬送波×１個のＯＦＤＭシンボルとして定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は帯域幅によって１乃至３又は２乃至４の値を指示し、ＱＰＳＫで変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ指示子チャネルであり、アップリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを搬送するために使われる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを意味する。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは１ビットで指示され、ＢＰＳＫで変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散係数（ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨは、ＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は拡散符号の個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は周波数領域及び／又は時間領域でダイバシチ利得を得るために３回反復される。

ＰＤＣＣＨは物理ダウンリンク制御チャネルであり、サブフレームの先頭ｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上のＣＣＥで構成される。ＰＤＣＣＨは、トランスポートチャネルである呼出しチャネル（ＰＣＨ）及びダウンリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）のリソース割当に関連した情報、アップリンクスケジュール許可、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに通知する。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨはＰＤＳＣＨを介して送信される。したがって、基地局及び端末は一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがどの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるか、これら端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信して復号をすべきかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含めて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが“Ａ”という無線ネットワーク一時識別情報（ＲＮＴＩ）でＣＲＣマスクされており、“Ｂ”という無線リソース（例、周波数位置）及び“Ｃ”というＤＣＩフォーマット、すなわち、送信形式情報（例えば、送信ブロックサイズ、変調方式、符号化情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自分が有しているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨを監視し、“Ａ”のＲＮＴＩを有している一つ以上の端末があると、当該端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報を用いて“Ｂ”及び“Ｃ”によって指示されるＰＤＳＣＨを受信する。

図６は、ＬＴＥシステムで用いられるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。

図６を参照すると、アップリンクサブフレームは、制御情報を運ぶＰＵＣＣＨが割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨが割り当てられる領域とに区別されている。サブフレームの中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域においてデータ領域の両端部がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報は、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ダウンリンクチャネル状態を表すＣＱＩ、ＭＩＭＯのためのＲＩ、アップリンクリソース割当要求であるスケジュール要求（ＳＲ）などがある。一つの端末のＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットにおいて別個の周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロット境界で周波数ホップする。特に、図６は、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられる例を示している。

以下、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムについて説明する。ＭＩＭＯは、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを使用する方法であり、この方法によってデータの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムの送信端又は受信端で複数のアンテナを使用することによって、容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、本文献においてＭＩＭＯを「複数アンテナ」と呼ぶこともある。

複数アンテナ技術では、一つの全体メッセージを受信するために、単一アンテナ経路に依存せず、複数のアンテナから受信したデータ断片を一つに併合することによってデータを完成する。複数アンテナ技術を用いると、特定したサイズのセル領域内でデータ送信速度を向上させること、又は、特定データ送信速度を保障しながらシステムサービス範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を増加させること、が可能である。また、この技術は移動通信端末及び中継器などに幅広く用いることができる。複数アンテナ技術によれば、単一アンテナを用いる従来技術による移動体通信における送信量の限界を克服することができる。

一般的な複数アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図が、図７に示されている。送信端にはＮ_T個の送信アンテナが設けられており、受信端にはＮ_R個の受信アンテナが設けられている。このように、送信端及び受信端の両方が複数のアンテナを用いる場合が、送信端又は受信端のいずれか一方でのみ複数のアンテナを用いる場合に比べて、理論的なチャネル送信容量が増加する。チャネル送信容量の増加はアンテナの数に比例する。したがって、送信速度が向上し、周波数効率が向上する。一つのアンテナを用いる場合における最大送信速度をＲ_oとすると、複数アンテナを用いるときの送信速度は、理論的に、次の式１のように、最大送信速度Ｒ_oにレート増加率Ｒ_iをかけた分だけ増加することが可能である。ここで、Ｒ_iは、Ｎ_T及びＮ_Rのうち小さい値である。

例えば、４個の送信アンテナ及び４個の受信アンテナを用いる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倍の送信速度を取得することができる。このような複数アンテナシステムの理論的容量増加が９０年代半ばに証明されて以来、実質的にデータ送信速度を向上させるための種々の技術が現在も活発に研究されており、そのいくつかの技術は既に３世代移動通信及び次世代無線ＬＡＮなどの様々な無線通信の標準に反映されている。

現在までの複数アンテナ関連研究動向を見ると、様々なチャネル環境及び多元接続環境における複数アンテナ通信容量計算などに関連した情報理論側面の研究、複数アンテナシステムの無線チャネル測定及びモデル導出の研究、そして送信信頼度の向上及び送信速度の向上のための時空間信号処理技術の研究など、様々な観点から活発な研究が行われている。

複数アンテナシステムにおける通信方法をより具体的に説明するためにこれを数学的にモデリングすると、次のように示すことができる。図４に示すように、Ｎ_T個の送信アンテナ及びＮ_R個の受信アンテナが存在するとする。まず、送信信号については、Ｎ_T個の送信アンテナがあるとき、最大送信可能な情報はＮ_T個であるから、送信情報を次の式２のようなベクトルで表すことができる。

一方、送信情報Ｓ₁，Ｓ₂，・・・，Ｓ_NTそれぞれに対する送信電力は異ってもよく、このとき、それぞれの送信電力をＰ₁，Ｐ₂，・・・，Ｐ_NTとすれば、送信電力の調整された送信情報は、次の式３のようにベクトルで表すことができる。

また、ｈａｔ−Ｓを送信電力の対角行列Ｐを用いて表すと、次の式４の通りになる。

一方、送信電力の調整された情報ベクトルｈａｔ−Ｓに重み行列Ｗが適用されて、実際に送信されるＮ_T個の送信信号ｘ₁，ｘ₂，・・・，ｘ_NTが構成される場合を考える。ここで、重み行列は、送信情報をトランスポートチャネル状況などに応じて各アンテナに適宜分配する役割を果たす。このような送信信号ｘ₁，ｘ₂，・・・，ｘ_NTはベクトルｘを用いて次の式５のように表すことができる。ここで、Ｗ_ijは、ｉ番目の送信アンテナ及びｊ番目の情報間の重み値を意味する。Ｗは、重み行列又はプリコーディング行列と呼ばれる。

一般に、チャネル行列の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りうる最大数ということができる。したがって、チャネル行列のランク（ｒａｎｋ）は、互いに独立している行又は列の個数のうち、最小の個数と定義されるため、行列のランクは、行又は列の個数より大きくなることはない。数式的に例示すると、チャネル行列Ｈのランク（ｒａｎｋ（Ｈ））は、式６のように制限される。

また、複数アンテナ技術を用いて送信する異なる情報をそれぞれ、「送信ストリーム」又は簡単に「ストリーム」と定義するとする。このような「ストリーム」は「レイヤ」と呼ばれることもある。そのため、送信ストリームの個数は、当然ながら、互いに異なる情報を送りうる最大数であるチャネルのランクより大きくなることはない。したがって、チャネル行列Ｈは、次の式７のように表すことができる。

ここで、“＃ ｏｆ ｓｔｒｅａｍｓ”は、ストリームの数を表す。一方、ここで、一つのストリームは一つ以上のアンテナを通じて送信可能であるという点に注意されたい。

一つ以上のストリームを複数のアンテナに対応付ける方法には、様々なものがある。該方法を複数アンテナ技術の種類によって区別すると、次のとおりである。１個のストリームが複数のアンテナを経て送信される場合は空間ダイバシチ方式であり、複数のストリームが複数のアンテナを経て送信される場合は空間多重化方式であるといえる。もちろん、その中間形態である、空間ダイバシチと空間多重化とを混合（Ｈｙｂｒｉｄ）した形態も可能である。

以下、参照信号について説明する。

無線通信システムにおいてパケットを送信するとき、送信されるパケットは無線チャネルを介して送信されるため、送信過程で信号の歪みが発生することがある。このように歪んだ信号を受信側で正しく受信するには、チャネルの情報を理解し、そのチャネル情報によって送信信号の歪みを補正してもよい。チャネルの情報を理解するには、送信側、受信側の両方で知っている信号を送信し、その信号がチャネルを介して受信されたとき、その信号の歪み度合からチャネルの情報を知る方法を主に用いる。このときに送信される送信側、受信側の両方で知っている信号をパイロット信号又は参照信号と呼ぶ。

また、今まで移動通信システムではパケットを送信する際、１個の送信アンテナ及び１個の受信アンテナを使用するのが一般的であったが、最近では、多重送信アンテナ及び多重受信アンテナを採択して送受信効率の向上を図っている。送信側又は受信側で複数アンテナを使って容量増大又は性能改善を図る場合に、正しい信号受信のためには各送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状況を知る必要があり、よって、送信アンテナ別に別個の参照信号が存在しなければならない。

無線通信システムにおいて、参照信号はその目的によって２種類に大別されることがある。すなわち、チャネル情報取得のための参照信号及びデータ復調のための参照信号である。前者は、ＵＥがダウンリンクのチャネル情報を取得するために用いられるため、広帯域で送信されなければならず、特定サブフレームでダウンリンクデータを受信しないＵＥであっても、当該参照信号を受信してチャネル測定を行う必要がある。さらに、この参照信号は、ハンドオーバなどの移動性管理のための測定にも用いられる。

後者は、基地局がダウンリンクデータを送信する場合に当該データと共に送信する参照信号であり、ＵＥはこの参照信号を受信することによってチャネル推定ができ、データ復調が可能である。この参照信号は、データが送信される領域で送信されなければならない。

ＬＴＥシステムではユニキャストサービスのために２種類のダウンリンク参照信号が定義されている。具体的には、チャネル状態に関する情報の取得及びハンドオーバなどに関連した測定のために用いられる共通参照信号（ＣＲＳ）と、データの復調のために用いられる専用参照信号（ＤＲＳ）とに区別できる。ここで、ＣＲＳはセル特定参照信号、専用参照信号は端末特定参照信号と呼んでもよい。

ＬＴＥシステムにおいてＤＲＳはデータ復調だけに用いられ、ＣＲＳはチャネル情報取得及びデータ復調の両方に用いられる。このＣＲＳはセル特定参照信号であり、広帯域にわたってサブフレームごとに送信される。また、ＣＲＳは、基地局の送信アンテナ数に従って最大４個のアンテナポートに基づいて送信される。例えば、基地局の送信アンテナの個数が二つであるとき、０番及び１番のアンテナポートに対するＣＲＳが送信され、四つであるとき、０〜３番のアンテナポートに対するＣＲＳがそれぞれ送信される。

図８は、ＬＴＥシステムにおいて送信アンテナポートが４個である場合の、一般的なＣＲＳパターンを例示する図である。

図８を参照すると、ＬＴＥシステムにおいてＣＲＳが時間−周波数リソースにマップされる場合、周波数軸において１アンテナポートに対する参照信号は６ＲＥごとにマップされて送信される。１ＲＢが周波数上で１２ＲＥで構成されているため、１アンテナポートに対するＲＥとしては、１ＲＢ当たり２ＲＥが使われる。

図９は、ＬＴＥシステムにおいて送信アンテナポート０に対するＣＲＳパターンを例示する図である。

一方、ＬＴＥシステムの進展した形態である高度ＬＴＥ（ＬＴＥ−Ａ）システムにおいて、基地局はダウンリンクで最大８個の送信アンテナをサポートできるように設計しなければならない。そのため、最大８個の送信アンテナに対する参照信号送信もサポートしなければならない。

具体的には、ＬＴＥシステムにおいて、ダウンリンク参照信号は最大４個のアンテナポートに対する参照信号しか定義されていないため、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて基地局が５個〜８個のダウンリンク送信アンテナを持つ場合、これらのアンテナポートに対する参照信号を更に定義しなければならない。また、最大８個の送信アンテナポートに対する参照信号は、上述したチャネル測定の用途及びデータ復調の用途の両方について定義する必要がある。

ＬＴＥ−Ａシステムをデザインする上で重要な考慮事項の一つは、後方互換性である。すなわち、ＬＴＥ端末がＬＴＥ−Ａシステムでも何ら無理なく動作し、システムもこれをサポートすべきであるということを考慮する必要がある。参照信号送信の観点から見たとき、ＬＴＥシステムで定義されているＣＲＳが送信される時間−周波数領域において、最大８個の送信アンテナポートに対するＲＳを更に定義しなければならない。しかし、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、既存ＬＴＥシステムのＣＲＳと同様の方式で最大８個の送信アンテナに対する参照信号パターンをサブフレームごとに全帯域に追加するようにすると、オーバヘッドが過度に大きくなってしまう。

そこで、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて新しく設計される参照信号は２種類に大別される。すなわち、ＭＣＳ、ＰＭＩなどの選択のためのチャネル測定目的の参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、８個の送信アンテナから送信されるデータ復調のための参照信号（ＤＭ−ＲＳ）とである。

チャネル測定目的の参照信号であるＣＳＩ−ＲＳは、既存のＣＲＳがチャネル推定のための測定、ハンドオーバなどの測定、などの目的のために用いられると同時に、データ復調のために用いられていたのに対し、チャネル推定のための測定の目的を中心に設計されることに特徴がある。ＣＳＩ−ＲＳは、チャネル状態に関する情報を得る目的のためだけに送信されるため、ＣＲＳとは違い、サブフレームごとに送信しなくてもよい。現在、ＬＴＥ−Ａ標準において、ＣＳＩ−ＲＳはアンテナポート１５から２２まで割り当てられるようになっており、ＣＳＩ−ＲＳ設定情報は上位層信号通知によって受信されるようになっている。

また、データ復調のためには、該当の時間−周波数領域でスケジュールされたＵＥに専用参照信号としてＤＭ−ＲＳが送信される。すなわち、特定ＵＥに送信されるＤＭ−ＲＳは、当該ＵＥがスケジュールされた領域、すなわち、データを受信する時間−周波数領域だけで送信される。

一方、次世代移動通信システムの標準であるＬＴＥ−Ａシステムでは、データ送信速度を向上させるために、既存の標準ではサポートされていなかった多地点協調送受信（ＣｏＭＰ）方式をサポートすると予想される。ここでいうＣｏＭＰ送受信方式は、陰影地域にある端末及び基地局（セル又はセクタ）間の通信性能を向上させるために、２個以上の基地局又はセルが相互協調して端末と通信する送受信方式のことを指す。

ＣｏＭＰ送受信方式は、データ共有を用いた協調ＭＩＭＯ形態の合同処理（Ｊｏｉｎｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（ＣｏＭＰ−ＪＰ）と、協調スケジュール／ビーム形成（ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）方式とに区別できる。

ダウンリンクにおいて、合同処理方式では端末はＣｏＭＰ送受信方式を行う各基地局からデータを即座かつ同時に受信することができ、各基地局から受信した信号を結合して受信性能を向上させることができる（合同送信、ＪＴ）。また、ＣｏＭＰ送受信方式を行う基地局のいずれか一つが特定時点に当該端末にデータを送信する方法（動的点選択、ＤＰＳ）を考慮してもよい。これとは異なり、協調スケジュール／ビーム形成方式（ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）では端末はビーム形成を用いてデータを即座に一つの基地局、すなわちサービス提供基地局から受信することができる。

アップリンクにおいて、合同処理方式では各基地局が端末からＰＵＳＣＨ信号を同時に受信することができる（合同受信、ＪＲ）。これとは異なり、協調スケジュール／ビーム形成方式（ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）では一つの基地局だけがＰＵＳＣＨを受信するが、このとき、協調スケジュール／ビーム形成方式を用いるとの決定は、協調セル（又は基地局）によって行われる。

一方、ＣｏＭＰ方式はマクロｅＮＢのみで構成された同種ネットワークのほか、異種ネットワーク間に適用してもよい。

図１０は、ＣｏＭＰ方式が適用され得る異種ネットワークの構成を例示する図である。特に、図１０では、マクロｅＮＢ ９０１と、相対的に小さい送信電力で信号を送受信する遠隔無線装置（ＲＲＨ）９０２とで構成されたネットワークを示している。ここで、マクロｅＮＢのサービス範囲内に位置しているピコｅＮＢ又はＲＲＨは、マクロｅＮＢと光ケーブルなどで接続してもよい。また、ＲＲＨは、マイクロｅＮＢと呼んでもよい。

図１０を参照すると、ＲＲＨのようなマイクロｅＮＢの送信電力はマクロｅＮＢの送信電力に比べて相対的に低いため、各ＲＲＨのサービス範囲はマクロｅＮＢのサービス範囲に比べて相対的に小さいことが分かる。

このようなＣｏＭＰシナリオで追求していることは、既存のマクロｅＮＢだけが存在するシステムに比べて、追加されたＲＲＨによって特定地域のサービス範囲の穴（ｃｏｖｅｒａｇｅ ｈｏｌｅ）をカバーしたり、ＲＲＨ及びマクロｅＮＢを含む多数の送信点（ＴＰ）同士の協調的な送信を用いて、全体的なシステムスループットを増大させる利得を得たりすることである。

一方、図１０においてＲＲＨは２種類に分類でき、その一つは、各ＲＲＨがいずれもマクロｅＮＢと異なるセル識別子（ｃｅｌｌ−ＩＤ）を与えられたとき、各ＲＲＨを別の小型セルと見なしてもよい場合であり、もう一つは、各ＲＲＨがいずれもマクロｅＮＢと同じセル識別子をもって動作する場合である。

各ＲＲＨ及びマクロｅＮＢに別個のセル識別子が与えられた場合、これらはＵＥにとっては独立したセルとして認識される。この場合、各セルの境界に位置しているＵＥは、隣接セルから大きい干渉を受けることになる。このような干渉効果を減らし、送信速度を高めるための種々のＣｏＭＰ方式が提案されつつある。

一方、各ＲＲＨ及びマクロｅＮＢに同一のセル識別子が与えられた場合、上述したように、各ＲＲＨとマクロｅＮＢがＵＥにとっては一つのセルとして認識される。ＵＥは各ＲＲＨとマクロｅＮＢからデータを受信し、データチャネルについては、各ＵＥのデータ送信のために用いられたプリコーディングを参照信号にも同時に適用するため、各ＵＥは、データが送信される自分の実際チャネルを推定することができる。ここで、プリコーディングが適用される参照信号が、上述したＤＭ−ＲＳである。

上述した通り、既存ＬＴＥシステムの端末は、ＣＲＳだけによってチャネル推定を行い、これを用いてデータ復調及びチャネル状態情報フィードバックを行う。その他にも、セル追跡、周波数オフセット補償、同期化、受信信号強度指示子（ＲＳＳＩ）／基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）／基準信号受信品質（ＲＳＲＱ）測定のような無線リソース管理（ＲＲＭ）測定などを行う。

一方、ＬＴＥ−Ａシステムの端末では、既存のＣＲＳの役割のうち、チャネル推定及びデータ復調に関連した役割はＤＭ−ＲＳが行い、チャネル状態情報フィードバックに関連した役割はＣＳＩ−ＲＳが行うように拡張されたが、その他の機能は依然としてＣＲＳが行うようになっている。

本発明では、端末がセル（又は、別個のセル識別子を有していない送信点）の信号を測定する動作を行う際、チャネル状態情報フィードバックのためのＣＳＩ−ＲＳを用いる方法を提案する。

図１１は、３ＧＰＰ標準で定義しているＣＳＩ−ＲＳパターンを例示する図である。特に、図１１は、８個のアンテナポートで定義されるＣＳＩ−ＲＳパターンを例示している。

図１１を参照すると、１個のアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳは２個のＯＦＤＭシンボルにわたって拡散（ｓｐｒｅａｄ）して送信され、２個のＣＳＩ−ＲＳが２個のＲＥを共有しながら直交符号によって区別される。例えば、数字０及び１で表現されたＲＥは、ＣＳＩ−ＲＳアンテナポート０及び１を含む２個のＲＥを意味する。

本発明では、説明の便宜のために、ＣＳＩ−ＲＳアンテナポート０、１のように表現し、ＣＲＳ又はＤＭ−ＲＳのような異なる種類のＲＳとの区別のために、ＣＳＩ−ＲＳアンテナポート０、１、等は、アンテナポート１５、１６、等のようなインデクスを有してもよい。ＣＳＩ−ＲＳは８個のアンテナポートのほかに、１、２又は４個のアンテナポートで定義されるように設定してもよい。

ＣＳＩ−ＲＳは一般にサブフレームごとに送信されるのではなく、間欠的に一部のサブフレームだけで送信される。また、各ＣＳＩ−ＲＳアンテナポートの密度はＣＲＳのアンテナポートの密度に比べて小さいため、端末がＣＳＩ−ＲＳを用いて特定セル又は送信点に対するＲＳＲＰ／ＲＳＲＱなどの測定を行う場合は、測定の対象となる信号のエネルギが不充分となり、測定精度が低下する可能性がある。

特に、セル又は送信点が１個又は２個のアンテナポートを用いてＣＳＩ−ＲＳを送信する場合は、ＣＳＩ−ＲＳの占めるエネルギが１ＰＲＢ対（ｐａｉｒ）において２ＲＥに過ぎないため、上記の問題はより深刻となる。又は、ＣＳＩ−ＲＳが多数のアンテナポートを占めている場合であっても、その一部だけを用いて測定を行うときは、例えば、特定の送信点に対する信号強度を測定する目的で、特定の送信点に割り当てられたアンテナポートだけを測定するときでも、上記の問題が同様に発生する可能性がある。

＜第１の実施例＞

このような問題点を解決するために、本発明の第１の実施例では、ＣＳＩ−ＲＳに基づいて測定を行う場合に、複数のアンテナポートを束ねて測定を行うように動作することを提案する。ここで、複数のアンテナポートを束ねるということは、複数のアンテナポートから送信されたＣＳＩ−ＲＳを同一のアンテナから送信されたもの、すなわち、同一のチャネルを経たものと仮定してコヒーレント結合を行った後、ＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／経路損失などを計算することを意味する。

図１２は、本発明の第１の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した例である。

図１２を参照すると、２個のアンテナを持つセル又は送信点が、４アンテナポートＣＳＩ−ＲＳを設定し、かつアンテナポート０及び２、アンテナポート１及び３をそれぞれ同一のアンテナから送信している。この場合、端末は、アンテナポート０及び２、アンテナポート１及び３のＣＳＩ−ＲＳをそれぞれコヒーレント結合できるため、測定精度が増大するという利点が得られる。

特に、このような動作は、送信点における増幅器の制限などから、特定ＣＳＩ−ＲＳ ＲＥの電力を増強（ｂｏｏｓｔ）することに限界があるとき、大きなエネルギを使って測定することが可能になるため好都合である。

そのために、基地局は端末に、ＲＲＣなどの上位層信号を用いて、端末がＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／経路損失などを測定する時に共に使用できるＣＳＩ−ＲＳアンテナポートの集合を通知してもよい。特に、ここで、共に使用できるＣＳＩ−ＲＳアンテナポートは、端末がコヒーレント結合を仮定できるアンテナポートの集合で表してもよい。又は、各アンテナポートで測定値を別途に計算した後、共に使用できるＣＳＩ−ＲＳアンテナポートに該当する測定値を平均する形態で測定動作を行ってもよい。

より一般的には、セルは端末に、ＲＲＣなどの上位層信号を用いて、ＣＳＩ−ＲＳの各アンテナポート間の関係、例えば、同一の送信点（又はアンテナ）から送信されるか否か、同一のＣＳＩ−ＲＳが反復されるか否か、又は拡散シーケンスなどを通知してもよい。

上記動作を行う場合に、基地局は、追加的な信号を用いて、実際にＰＭＩ又はＣＱＩのようなＣＳＩ情報を計算するときに端末が使用するアンテナポートの個数又はアンテナポートの集合を通知してもよい。

例えば、図１２で、基地局は該当の端末に、自分の実際の送信アンテナ数は２であるため、端末がＰＭＩを報告するとき、二つの送信アンテナのために設計された符号表（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）を使用するように指示することができる。勿論、端末は、上述したように、コヒーレント結合後に取得した測定に基づいて自分に適切なＰＭＩを決定してもよい。

一方、本発明の第１の実施例は、端末が複数のＣＳＩ−ＲＳ設定を結合してＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／経路損失を測定する形態にしてもよい。

図１３は、本発明の第１の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した他の例である。

図１３を参照すると、基地局は、単一のセル又は送信点から送信される二つのＣＳＩ−ＲＳ設定を信号通知し、端末は、同一のセル又は送信点から送信される二つのＣＳＩ−ＲＳを結合してＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／経路損失などを測定する。

すなわち、基地局は一つのＣＳＩ−ＲＳを設定した後、これを同一のサブフレームで反復送信し、その事実をＲＲＣのような上位層信号を用いて端末に通知することができる。このとき、ＣＳＩ−ＲＳが反復される位置は事前に定めてもよい。例えば、２アンテナポートＣＳＩ−ＲＳが２回反復される場合に、２番目のＣＳＩ−ＲＳの位置は、図１３のように４アンテナポートＣＳＩ−ＲＳにおいてアンテナポート２及び３が送信される位置にしてもよい。

より一般には、ｎアンテナポートＣＳＩ−ＲＳがＮ回反復されるとき、その反復位置は、ｎアンテナポートＣＳＩ−ＲＳのＲＥを含むｎ＊ＮアンテナポートＣＳＩ−ＲＳが占めるＲＥに決定してもよい。

一方、複数のＣＳＩ−ＲＳ設定が信号通知される場合、同一のＯＦＤＭシンボルで送信されるＣＳＩ−ＲＳ設定を通知したときは、ＣＳＩ−ＲＳは同一の時間に送信されるため基地局の送信電力を共有することになる。しかし、別個のＯＦＤＭシンボル又はサブフレームで送信されるＣＳＩ−ＲＳ設定を通知したときは、ＣＳＩ−ＲＳは別個の時間に送信されるため、基地局の送信電力を共有しない。これによって、より大きい電力でＣＳＩ−ＲＳ送信をし、信号のエネルギを使って複数のＣＳＩ−ＲＳを送信することができる。

また、複数のＣＳＩ−ＲＳ設定をＵＥに指示し、全体ＣＳＩ−ＲＳ設定の中から特定のＣＳＩ−ＲＳ設定を結合してＲＲＭ測定を行うためには、複数のＣＳＩ−ＲＳ設定の中から、どのＣＳＩ−ＲＳを組み合わせて測定を行うかを指示しなければならない。このような信号通知オーバヘッドを軽減するために、ｅＮＢからＵＥに、特定サブフレームに存在するすべてのＣＳＩ−ＲＳを結合してＲＲＭ測定を行うように指示する方法を更に提案する。この方法では、複数のＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、該当のサブフレームに対する信号通知だけを行えばよいため、信号通知の単純化が可能である。

また、このようなＣＳＩ−ＲＳベースのＲＲＭ測定を周期的に行ってもよい。報告する周期、及び測定する対象を基地局が別に信号通知してもよい。さらに、このようなＣＳＩ−ＲＳベースのＲＲＭ測定については、ダウンリンク／アップリンク制御信号通知を用いて非周期的測定を行うように指示することが好ましい。非周期的測定とは、周期的に測定を行うのではなく、指示によって、特定サブフレーム、又は複数のサブフレーム基準で１回の測定を取り、当該測定結果を報告することを指す。このような非周期的測定を指示するために、上述した一つのＣＳＩ−ＲＳ設定での単一アンテナの送信反復又は複数のＣＳＩ−ＲＳ設定を組み合わせる動作も非周期的に行ってよい。

＜第２の実施例＞

本発明の第２の実施例では、上述した第１の実施例を、干渉の大きさや空間的方向などを測定する干渉測定にも適用することを提案する。例えば、端末は、一つのＣＳＩ−ＲＳ設定を構成する複数のアンテナポートのうち、どのアンテナポートで測定された干渉は同じ属性を仮定することができるか、そして測定された干渉の平均値をＣＱＩなどの計算時に活用できるかに関する情報を、ＲＲＣのような上位層信号によって基地局から受信してもよい。特に、このような干渉測定のためのＣＳＩ−ＲＳ設定は、送信電力を使用しない（ｚｅｒｏ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ）ように設定してもよい。

他の例として、端末は、一つ以上のＣＳＩ−ＲＳ設定を受信し、そのうちどのＣＳＩ−ＲＳ設定で測定された干渉が同一の属性を仮定できるか、そして測定された干渉の平均値をＣＱＩなどの計算時に活用できるかに関する情報を、ＲＲＣのような上位層信号によって基地局から受信してもよい。

以降、干渉測定の観点で、本発明の動作を、図面を参照してより詳しく説明する。

図１４は、本発明の第２の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した例である。特に、図１４は、一つのＣＳＩ−ＲＳ設定に属するアンテナポート（又はＲＥ）のうち、同一の干渉と仮定できるグループを指定した例を示している。

図１４を参照すると、基地局は、８アンテナポートＣＳＩ−ＲＳ設定を一つ設定し、且つこのＣＳＩ−ＲＳ設定は空送信電力ＣＳＩ−ＲＳとする。この場合、基地局は、別の信号を用いて、この８アンテナポートＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、アンテナポート０乃至アンテナポート３で測定される干渉は、同一の干渉状況を仮定して平均が取れる干渉測定グループ１と指定している。

また、基地局は、残りのアンテナポート４乃至アンテナポート７で測定される干渉は、上記グループ１と異なる干渉状況を仮定し、これら４個のアンテナポート同士だけで平均が取れる干渉測定グループ２と指定している。

このような動作によって、基地局は、少ない数のＣＳＩ−ＲＳ設定を維持しながらも様々な干渉状況を反映して、端末が干渉測定を行うようにすることができる。様々な干渉状況の例には、基地局の隣接セル又は隣接送信点が干渉測定グループ１に該当するＲＥでは自分のダウンリンク信号を送信する動作を行うが、干渉測定グループ２に該当するＲＥでは沈黙動作（ｍｕｔｉｎｇ）を行い、何ら干渉を与えない場合がある。そのために、当該基地局は、自分がどのＲＥで沈黙動作を行うかを隣接基地局又は送信点に報告し、又は隣接基地局又は送信点が特定ＲＥで沈黙動作を行うこと（又は、沈黙ＲＥの数を増減すること）を要求する信号を伝達してもよい。

図１５は、本発明の第２の実施例によってＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートを設定した他の例である。

図１５を参照すると、基地局は、ＣＳＩ−ＲＳ設定１及びＣＳＩ−ＲＳ設定２のように二つの８アンテナポートＣＳＩ−ＲＳ設定を設定している。この場合、基地局は、別の信号を用いて、これら二つのＣＳＩ−ＲＳ設定で測定された干渉は同一の干渉状況にあると仮定してもよいことを通知し、これを受信した端末は、二つの設定に該当する合計１６個のＲＥで測定された干渉を平均し、最終干渉として推定することができる。

特に、このような動作は、ＣＳＩ−ＲＳの数が相対的に少ないサブフレーム及びＲＥで送信されるため、単一のＣＳＩ−ＲＳ設定だけで干渉測定を行う場合に生じ得る測定の不正確性を改善することができる。又は、信号通知オーバヘッドを減らすために、同一のサブフレームに存在するＣＳＩ−ＲＳ設定（又は、無送信電力設定又は干渉測定用設定）では常に同一の干渉環境にあると見なせるように動作することも可能である。

また、二つの異なったＣＳＩ−ＲＳ設定間に別の信号通知又は規定がないときは、端末は、二つの設定で測定された干渉は同一の環境にあると見なさないように規定してもよい。

上述した本発明の干渉測定動作は、サブフレームのセットと連動してもよい。例えば、ＣＳＩ−ＲＳ設定を用いた干渉測定は、ＣＳＩ測定サブフレームサブセット設定と連動してもよい。より具体的には、端末が複数のＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、特定ＣＳＩ−ＲＳ設定（又は、一つのＣＳＩ−ＲＳ設定における一部の特定アンテナポート）を用いて干渉を測定するように設定され、これと同時にＰＭＩ／ＣＱＩ／ＲＩのようなＣＳＩ報告のために行う一連の測定動作が一部の選択的なサブフレームに制限される、制限的ＣＳＩ測定のためのサブフレームサブセットも設定することが可能である。

この場合、端末は、ＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、同一のサブフレームサブセットに属するＲＥだけを同一の干渉環境に置かれていると仮定して干渉測定を行うことが好ましい。すなわち、同一のＣＳＩ−ＲＳ設定に属するＲＥであっても、異なったＣＳＩ測定サブフレームサブセットに属すると、同一でない干渉環境の測定と見なし、当該ＲＥは一緒に平均を取らない。

例えば、干渉測定を行うＣＳＩ−ＲＳ設定の周期が５サブフレームであり、かつオフセットが０のとき、このＣＳＩ−ＲＳパターンはサブフレーム０，５，１０，１５，…に現れる。ここでは、基地局が二つのＣＳＩ測定サブフレームサブセットを設定し、サブフレームサブセット１は偶数サブフレームに、サブフレームサブセット２は奇数サブフレームに設定したとする。この場合、ＣＳＩ−ＲＳパターンのうち、サブフレーム０，１０，２０，…で測定された干渉からサブフレームサブセット１に対する干渉量を推定し、サブフレーム５，１５，２５，…で測定された干渉からサブフレームサブセット２に対する干渉量を推定する。言い換えると、特定サブフレームで干渉測定を行うＣＳＩ−ＲＳが存在するとき、このＣＳＩ−ＲＳから測定された干渉測定値は、当該サブフレームを含むＣＳＩ測定サブフレームサブセットに属するすべてのサブフレームでの干渉値を代表する。

一方、ＣＳＩ−ＲＳ設定の周期がＣＳＩ測定サブフレームの反復周期と適切に合わないこともある。これは、一般に、ＣＳＩ−ＲＳ設定の周期は５ｍｓの倍数に設定されるのに対し、ＣＳＩ測定サブフレームの反復周期は、ＬＴＥシステムのＵＬ ＨＡＲＱプロセスの周期である８ｍｓ単位に設定されるためである。

この場合、ＣＳＩ測定サブフレームサブセットに対する信号通知とは別途の独立したサブフレームサブセットを信号通知し、このサブフレームサブセットに属するＣＳＩ−ＲＳ設定のＲＥだけに対して同一の干渉状況にあると仮定することが好ましい。万一、ＣＳＩ−ＲＳ設定内の別途のサブフレームサブセットに対する信号通知が与えられなかった場合は、ＣＳＩ−ＲＳ設定内の全ＲＥで同一の干渉状況を仮定して干渉測定を行ってもよく、これは、ＣＳＩ測定サブフレームサブセット信号通知とは関わりのない動作、すなわち、非制限的ＣＳＩ測定に該当する。非制限的ＣＳＩ測定を行う場合、特定サブフレームで干渉測定を行うＣＳＩ−ＲＳが存在するときは、該ＣＳＩ−ＲＳから測定された干渉測定値が全サブフレームでの干渉値を代表する。

このようにして、ＣＳＩ−ＲＳ設定から測定された干渉をＣＳＩ報告動作に活用してもよい。例えば、基地局は、特定周期的／非周期的ＣＳＩ報告で活用すべき干渉測定のために使用するＣＳＩ−ＲＳ設定又はアンテナポートを、ＲＲＣのような上位層信号又はＬ１／Ｌ２制御信号を用いて指定してもよい。

以上説明したようなＣＳＩ−ＲＳベースの測定（例えば、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、経路損失、干渉など）を行うとき、ＣＳＩ−ＲＳ送信が不規則的に現れる場合がある。例えば、ＣＳＩ−ＲＳは周期的に送信されるように設定されるが、この送信周期が、ＰＢＣＨのような、旧型（ｌｅｇａｃｙ）端末が必ず受信すべき信号と重なる場合には、該当サブフレームの該当ＲＢではＣＳＩ−ＲＳが送信されなくなる。そのため、端末は、このようなＣＳＩ−ＲＳ ＲＥに対しては、上述した測定を行うことを排除することによって正しい動作が可能となる。

特に、経路損失測定ベースの電力制御においては、端末がＣＳＩ−ＲＳの送信されないＲＥで（例えば、ＰＢＣＨが代わりに送信されるＲＥで）ＣＳＩ−ＲＳベースの経路損失を測定するとき、実際の基地局との経路損失ではなく不正確な測定値が得られ、そのため、アップリンク送信電力を余分に高く又は低く設定する問題がある。したがって、端末は、ＣＳＩ−ＲＳに基づいてＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、経路損失、干渉などの測定動作を行う際に、ＣＳＩ−ＲＳよりも高い優先順位を持つ信号と重なるＲＥの位置をあらかじめ把握しておき、このようなＲＥでは測定をしないか、又は、このようなＲＥ以外のＲＥで測定された値だけを用いて該当の動作（例えば、アップリンク送信電力制御）を行うように定義する必要がある。また、このようなＲＥの位置は、上位層信号を用いて当該端末に伝達されることが好ましい。

上述の本発明は、ＣＳＩ−ＲＳに限定されるものではなく、ＣＲＳを用いた測定にも適用可能であることは明らかである。

図１６は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図１６を参照すると、通信装置１６００は、プロセッサ１６１０、メモリ１６２０、ＲＦモジュール１６３０、表示モジュール１６４０及びユーザインタフェースモジュール１６５０を備えている。

通信装置１６００は、説明の便宜のために例示したものであり、一部のモジュールを省略してもよく、必要なモジュールを更に備えてもよい。また、通信装置１６００において、一部のモジュールをより細分化してもよい。プロセッサ１６１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的には、プロセッサ１６１０の詳細な動作は、図１乃至図１５に記載された内容を参照されたい。

メモリ１６２０は、プロセッサ１６１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを記憶する。ＲＦモジュール１６３０はプロセッサ１６１０に接続され、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換したりする機能を実行する。そのために、ＲＦモジュール１６３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換、又はこれらの逆過程を行う。表示モジュール１６４０はプロセッサ１６１０に接続し、様々な情報を表示する。表示モジュール１６４０としては、これらに制限されるものではないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような周知の要素を使用する。ユーザインタフェースモジュール１６５０はプロセッサ１６１０に接続され、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインタフェースの組合せで構成してもよい。

以上説明した実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施してもよく、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、別の実施例に含まれることもあり、別の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えられることもある。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよいことは明らかである。

本文書で基地局によって行われるとした特定動作は、場合によっては、その上位ノードによって行われることもある。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノードで構成され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、基地局又は基地局以外のネットワークノードによって行われることは明らかである。基地局は、固定局、ノードＢ、強化ノードＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイントなどの用語にしてもよい。

本発明に係る実施例は様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの結合などによって実現してもよい。ハードウェアによる実現において、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって実現してもよい。

ファームウェア又はソフトウェアによる実現において、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態で実現してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動してもよい。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によってプロセッサとデータを授受することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化してもよいことは当業者にとって自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものと考えなければならない。本発明の範囲は、本願請求項の合理的な解釈によって決定することが望ましく、本発明の均等範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述の無線通信システムにおけるＣＳＩ−ＲＳに基づくチャネル推定方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心にして説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムのほか、様々な無線通信システムにも適用可能である。

１６００ 通信装置
１６１０ プロセッサ
１６２０ メモリ
１６３０ ＲＦモジュール
１６４０ 表示モジュール
１６５０ ユーザインタフェースモジュール

Claims (12)

1. 無線通信システムにおいて端末がチャネル品質指示子（ＣＱＩ）値を計算する方法であって、
   上位層を介して、送信電力を使用するチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）リソース要素設定及びサブフレーム設定によって規定されるチャネル測定リソースを設定するステップと、
   前記上位層を介して、送信電力を使用しないＣＳＩ−ＲＳリソース要素設定及び前記サブフレーム設定によって規定される干渉測定リソースを設定するステップと、
   チャネル測定及び干渉測定に基づいて前記ＣＱＩ値を計算するステップと、を有し、
   前記チャネル測定は、前記チャネル測定リソースを使用して行われ、前記干渉測定は、前記干渉測定リソースを使用して行われ、
   二つ以上のチャネル状態情報（ＣＳＩ）サブフレームセットが設定される場合、前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットのうちの一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定は、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属するサブフレームサブセット内の干渉測定リソースを使用して行われる、方法。
2. 前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットは互いに重複しない、請求項１に記載の方法。
3. 前記一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定は、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属する前記サブフレームサブセット内において同一の干渉が発生するという仮定の下に行われる、請求項１に記載の方法。
4. 無線通信システムにおける端末であって、
   基地局と信号を送受信するように構成された無線周波数（ＲＦ）モジュールと、
   前記信号を処理するように構成されたプロセッサと、を備え、
   前記プロセッサは、
   上位層を介して、送信電力を使用するチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）リソース要素設定及びサブフレーム設定によって規定されるチャネル測定リソースを設定し、
   前記上位層を介して、送信電力を使用しないＣＳＩ−ＲＳリソース要素設定及び前記サブフレーム設定によって規定される干渉測定リソースを設定し、
   チャネル測定及び干渉測定に基づいてチャネル品質指示子（ＣＱＩ）値を計算し、
   前記プロセッサは、前記ＲＦモジュールが前記ＣＱＩ値を前記基地局に報告するように制御し、
   前記プロセッサは、前記チャネル測定リソースを使用して前記チャネル測定を行い、前記干渉測定リソースを使用して前記干渉測定を行い、
   二つ以上のチャネル状態情報（ＣＳＩ）サブフレームセットが設定される場合、前記プロセッサは、前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットのうちの一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定を、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属するサブフレームサブセット内の干渉測定リソースを使用して行う、端末。
5. 前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットは互いに重複しない、請求項４に記載の端末。
6. 前記プロセッサは、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属する前記サブフレームサブセット内において同一の干渉が発生するという仮定の下に、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定を行う、請求項４に記載の端末。
7. 無線通信システムにおいて基地局が端末からチャネル品質指示子（ＣＱＩ）値を受信する方法であって、
   上位層を介して、送信電力を使用するチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）リソース要素設定及びサブフレーム設定によって規定されるチャネル測定リソースを前記端末に設定するステップと、
   前記上位層を介して、送信電力を使用しないＣＳＩ−ＲＳリソース要素設定及び前記サブフレーム設定によって規定される干渉測定リソースを前記端末に設定するステップと、
   チャネル測定及び干渉測定に基づいて計算された前記ＣＱＩ値を前記端末から受信するステップと、を有し、
   前記端末は、前記チャネル測定リソースを使用して前記チャネル測定を行い、前記干渉測定リソースを使用して前記干渉測定を行い、
   二つ以上のチャネル状態情報（ＣＳＩ）サブフレームセットが前記端末に設定される場合、前記端末は、前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットのうちの一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定を、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属するサブフレームサブセット内の干渉測定リソースを使用して行う、方法。
8. 前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットは互いに重複しない、請求項７に記載の方法。
9. 前記端末は、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属する前記サブフレームサブセット内において同一の干渉が発生するという仮定の下に、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定を行う、請求項７に記載の方法。
10. 無線通信システムにおける基地局であって、
    端末と信号を送受信するように構成された無線周波数（ＲＦ）モジュールと、
    前記信号を処理するように構成されたプロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、
    上位層を介して、送信電力を使用するチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）リソース要素設定及びサブフレーム設定によって規定されるチャネル測定リソースを前記端末に設定し、
    前記上位層を介して、送信電力を使用しないＣＳＩ−ＲＳリソース要素設定及び前記サブフレーム設定によって規定される干渉測定リソースを前記端末に設定し、
    前記プロセッサは、前記ＲＦモジュールがチャネル測定及び干渉測定に基づいて計算されたチャネル品質指示子（ＣＱＩ）値を前記端末から受信するように制御し、
    前記端末は、前記チャネル測定リソースを使用して前記チャネル測定を行い、前記干渉測定リソースを使用して前記干渉測定を行い、
    二つ以上のチャネル状態情報（ＣＳＩ）サブフレームセットが前記端末に設定される場合、前記端末は、前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットのうちの一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定を、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属するサブフレームサブセット内の干渉測定リソースを使用して行う、基地局。
11. 前記二つ以上のＣＳＩサブフレームセットは互いに重複しない、請求項１０に記載の基地局。
12. 前記端末は、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに属するサブフレームサブセット内において同一の干渉が発生するという仮定の下に、前記一つのＣＳＩサブフレームセットに関する前記干渉測定を行う、請求項１０に記載の基地局。

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