説明

無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線通信方法

【課題】CoMP送信適用時において、スループットを低下させることなく、CSIフィードバックのオーバーヘッドを削減すること。
【解決手段】本発明の無線通信方法は、無線基地局装置において、CoMP送信するサービングセルにフィードバックするCSIの内容と協調セルにフィードバックするCSIの内容とを異なるように決定し、CSIの内容をユーザ端末に通知し、ユーザ端末において、無線基地局装置から通知されたCSIの内容に基づいてフィードバック情報を生成し、フィードバック情報をCoMP送信するセルの無線基地局装置に送信することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セルラーシステム等に適用可能な無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)やHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)を採用することにより、W−CDMA(Wideband−Code Division Multiple Access)をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このUMTSネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてLTE(Long Term Evolution)が検討されている(非特許文献1)。
【0003】
第3世代のシステムは、概して5MHzの固定帯域を用いて、下り回線で最大2Mbps程度の伝送レートを実現できる。一方、LTEのシステムでは、1.4MHz〜20MHzの可変帯域を用いて、下り回線で最大300Mbps及び上り回線で75Mbps程度の伝送レートを実現できる。また、UMTSネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、LTEの後継のシステムも検討されている(例えば、LTEアドバンスト(LTE−A))。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、LTEシステムに対してさらにシステム性能を向上させるための有望な技術の1つとして、セル間直交化がある。例えば、LTE−Aシステムでは、上下リンクとも直交マルチアクセスによりセル内の直交化が実現されている。すなわち、下りリンクでは、周波数領域においてユーザ端末UE(User Equipment)間で直交化されている。一方、セル間はW−CDMAと同様、1セル周波数繰り返しによる干渉ランダム化が基本である。
【0006】
そこで、3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、セル間直交化を実現するための技術として、協調マルチポイント送受信(CoMP:Coordinated Multi-Point transmission/reception)技術が検討されている。このCoMP送受信では、1つあるいは複数のユーザ端末UEに対して複数のセルが協調して送受信の信号処理を行う。例えば、下りリンクでは、プリコーディングを適用する複数セル同時送信、協調スケジューリング/ビームフォーミングなどが検討されている。これらのCoMP送受信技術の適用により、特にセル端に位置するユーザ端末UEのスループット特性の改善が期待される。
【0007】
CoMP送受信技術を適用するためには、ユーザ端末から無線基地局装置に、複数のセルに対するチャネル状態情報(CSI)をフィードバックする必要がある。このため、CSIフィードバックのオーバーヘッドが大きくなる。CSIフィードバックのオーバーヘッドを単に小さくすると、CoMP送受信技術を効果的に適用することができず、スループットが向上されない。
【0008】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、CoMP送信適用時において、スループットを低下させることなく、CSIフィードバックのオーバーヘッドを削減することができる無線通信システム、無線基地局装置、ユーザ端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の無線通信システムは、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備え、前記無線基地局装置は、協調マルチポイント送信するサービングセルにフィードバックするチャネル状態情報の内容と協調セルにフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるように決定する決定部と、前記チャネル状態情報の内容をユーザ端末に通知する通知部と、を有し、前記ユーザ端末は、前記無線基地局装置から通知されたチャネル状態情報の内容に基づいてフィードバック情報を生成する生成部と、前記フィードバック情報を協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする。
【0010】
本発明の無線基地局装置は、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムにおける無線基地局装置であって、協調マルチポイント送信するサービングセルにフィードバックするチャネル状態情報の内容と協調セルにフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるように決定する決定部と、前記チャネル状態情報の内容をユーザ端末に通知する通知部と、を有することを特徴とする。
【0011】
本発明のユーザ端末は、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムにおけるユーザ端末であって、前記無線基地局装置から通知されたチャネル状態情報の内容に基づいてフィードバック情報を生成する生成部と、前記フィードバック情報を協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする。
【0012】
本発明の無線通信方法は、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムの無線通信方法であって、前記無線基地局装置において、協調マルチポイント送信するサービングセルにフィードバックするチャネル状態情報の内容と協調セルにフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるように決定する工程と、前記チャネル状態情報の内容をユーザ端末に通知する工程と、前記ユーザ端末において、前記無線基地局装置から通知されたチャネル状態情報の内容に基づいてフィードバック情報を生成する工程と、前記フィードバック情報を協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置に送信する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、CoMP送信適用時において、スループットを低下させることなく、CSIフィードバックのオーバーヘッドを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】協調マルチポイント送信を説明するための図である。
【図2】協調マルチポイント送受信に適用される無線基地局装置の構成を示す模式図である。
【図3】サービングセルと協調セルのCSI内容の組み合わせを示す図である。
【図4】無線基地局装置とユーザ端末との間の手順を示すシーケンス図である。
【図5】無線通信システムのシステム構成を説明するための図である。
【図6】無線基地局装置の全体構成を説明するための図である。
【図7】無線基地局装置のベースバンド処理部に対応した機能ブロック図である。
【図8】ユーザ端末の全体構成を説明するための図である。
【図9】ユーザ端末のベースバンド処理部に対応した機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
まず、図1を用いて下りリンクのCoMP送信について説明する。下りリンクのCoMP送信としては、Coordinated Scheduling/Coordinated Beamformingと、Joint processingとがある。Coordinated Scheduling/Coordinated Beamformingは、1つのユーザ端末UEに対して1つのセルからのみ共有データチャネルを送信する方法であり、図1Aに示すように、他セルからの干渉や他セルへの干渉を考慮して周波数/空間領域における無線リソースの割り当てを行う。一方、Joint processingは、プリコーディングを適用して複数のセルから同時に共有データチャネルを送信する方法であり、図1Bに示すように、1つのユーザ端末UEに対して複数のセルから共有データチャネルを送信するJoint transmissionと、図1Cに示すように、瞬時に1つのセルを選択し共有データチャネルを送信するDynamic Point Selection(DPS)とがある。
【0017】
CoMP送受信を実現する構成としては、例えば、図2Aに示すように、無線基地局装置(無線基地局装置eNB)に対して光ファイバ等で接続された複数の遠隔無線装置(RRE:Remote Radio Equipment)とを含む構成(RRE構成に基づく集中制御)と、図2Bに示すように、無線基地局装置(無線基地局装置eNB)の構成(独立基地局構成に基づく自律分散制御)とがある。なお、図2Aにおいては、複数の遠隔無線装置RREを含む構成を示すが、図1に示すように、単一の遠隔無線装置RREのみを含む構成としてもよい。
【0018】
図2Aに示す構成(RRE構成)においては、遠隔無線装置RRE1,RRE2を無線基地局装置eNBで集中的に制御する。RRE構成では、複数の遠隔無線装置RREのベースバンド信号処理及び制御を行う無線基地局装置eNB(集中基地局)と各セル(すなわち、各遠隔無線装置RRE)との間が光ファイバを用いたベースバンド信号で接続されるため、セル間の無線リソース制御を集中基地局において一括して行うことができる。すなわち、独立基地局構成で問題となる無線基地局装置eNB間のシグナリングの遅延やオーバーヘッドの問題が小さく、セル間の高速な無線リソース制御が比較的容易となる。したがって、RRE構成においては、下りリンクでは、複数セル同時送信のような高速なセル間の信号処理を用いる方法が適用できる。
【0019】
一方、図2Bに示す構成(独立基地局構成)においては、複数の無線基地局装置eNB(又はRRE)でそれぞれスケジューリングなどの無線リソース割り当て制御を行う。この場合においては、セル1の無線基地局装置eNBとセル2の無線基地局装置eNBとの間のX2インターフェースで必要に応じてタイミング情報やスケジューリングなどの無線リソース割り当て情報をいずれかの無線基地局装置eNBに送信して、セル間の協調を行う。
【0020】
CoMP送信は、セル端に存在するユーザ端末のスループットを改善するために適用する。このため、ユーザ端末がセル端に存在する場合にCoMP送信を適用するように制御する。この場合においては、無線基地局装置で、ユーザ端末からのセル毎の品質情報(例えば、RSRP(Reference Signal Received Power))の差を求め、その差が閾値以下である場合、すなわちセル間の品質差が小さい場合には、ユーザ端末がセル端に存在すると判断して、CoMP送信を適用する。一方、セル毎の品質情報の差が閾値を超える場合、すなわちセル間の品質差が大きい場合には、いずれかのセルの無線基地局装置に近いのでセルの中央付近にユーザ端末が存在すると判断して、CoMP送信を適用しない。
【0021】
CoMP送信を適用する場合には、ユーザ端末は、複数のセル毎のチャネル状態情報を無線基地局装置(サービングセルの無線基地局装置)にフィードバックする。一方、CoMP送信を適用しない場合には、ユーザ端末は、サービングセルのチャネル状態情報を無線基地局装置にフィードバックする。このように、CoMP送信が適用になると、複数のセル毎のチャネル状態情報をフィードバックするので、フィードバック情報のオーバーヘッドが大きくなる。
【0022】
ここで、チャネル状態情報としては、セル毎のチャネル状態情報と、セル間のチャネル状態情報とがある。ジョイントトランスミッション型のCoMPにおいては、複数のセルの無線基地局装置からユーザ端末に対して同じ位相、同じタイミングで同じデータを送信する。この場合においては、各セルのチャネル状態情報と共に、ユーザ端末で同じ位相、同じタイミングで同じデータが受信できるようにセル間の情報をフィードバックする必要がある。セル毎のチャネル状態情報としては、PMI(Precodeing Matrix Indicator)、CDI(Channel Distribution Information)、CQI(Channel Quality Indicator)などが挙げられ、セル間のチャネル状態情報としては、位相差情報、振幅差情報などが挙げられる。
【0023】
本発明者らは、上記チャネル状態情報をフィードバックする際のチャネル状態情報(CSI)の内容に着目した。CoMP送信を適用する場合においては、サービングセル(ユーザ端末と接続しているセル)と、協調セル(CoMPの際にサービングセルと協調するセル)とでは、ユーザ端末から通知する情報量が異なる。サービングセルはユーザ端末と接続しているので、ユーザ端末から通知される情報量が多い。このため、ユーザ端末からサービングセルにフィードバックする精度は高い必要がある。一方で、協調セルについては、ユーザ端末から通知される情報量が少ないため、フィードバック精度をサービングセルと同等にする必要がないと考えられる。そこで、本発明者らは、サービングセルに対してフィードバックするチャネル状態情報の内容と、協調セルに対してフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるようにすることにより、チャネル状態情報のフィードバックのオーバーヘッドを削減することができることを見出し本発明をするに至った。
【0024】
また、本発明者らは、セル毎の品質情報の差(品質差)により相対キャパシティがどの程度変化するかについて、セル間チャネル状態情報の内容を変えて実際に測定した。このとき、サービングセルのCSIの内容をフィードバック精度が高くなるように設定し、協調セルのCSIの内容をフィードバック精度が低くなるように設定した。その結果、相対キャパシティが高く維持されていたことが分かった。また、品質差が相対的に大きい場合には、サービングセルのCSIの内容と協調セルのCSIの内容とをいずれもフィードバック精度が高くなるように設定した場合とほぼ同じ相対キャパシティが得られることが分かった。すなわち、品質差が相対的に大きい場合には、協調セルのCSIの内容をフィードバック精度が低くなるように設定しても、相対キャパシティを維持できることが分かった。
【0025】
そこで、本発明者らは、サービングセルのCSIの内容と、協調セルのCSIの内容とを異ならせることにより、フィードバックするチャネル状態情報のオーバーヘッドを削減できることを見出し本発明をするに至った。
【0026】
すなわち、本発明の骨子は、CoMP送信するサービングセルにフィードバックするCSIの内容と協調セルにフィードバックするCSIの内容とを異なるように決定してフィードバックすることにより、CoMP送信適用時において、スループットを低下させることなく、CSIフィードバックのオーバーヘッドを削減することである。特に、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定することにより、スループットを低下させることなく、CSIフィードバックのオーバーヘッドを削減することができる。
【0027】
本発明においては、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定する。これにより、チャネル状態情報(CSI)フィードバックのオーバーヘッドを削減することができる。また、本発明においては、CSIの内容は、(1)短区間共分散行列、(2)細かい量子化チャネル行列、(3)長区間共分散行列、(4)プリコーディング行列指標(PMI)又は(5)粗い量子化チャネル行列で定義される。ここで、(1)短区間共分散行列は、サブフレームレベル、サブバンドレベルでの共分散行列である。(2)細かい量子化チャネル行列は、PMIで規定されている粒度よりも細かい量子化(例えば、既存のPMIよりも多いビット数)のチャネル行列である。(3)長区間共分散行列は、数十msec程度、全帯域での共分散行列である。(5)粗い量子化チャネル行列は、PMIで規定されている粒度よりも粗い量子化(例えば、既存のPMIよりも少ないビット数)のチャネル行列である。
【0028】
上記のようにフィードバック精度の異なるCSIを定義する場合においては、フィードバック精度については、高い方から(1)短区間共分散行列>(2)細かい量子化チャネル行列>(3)長区間共分散行列>(4)PMI>(5)粗い量子化チャネル行列となる。したがって、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定する場合においては、サービングセルにフィードバックするCSIの内容と協調セルにフィードバックするCSIの内容との組み合わせは図3に示すようになる(○印が組み合わせOK)。
【0029】
サービングセルにフィードバックするCSIの内容と協調セルにフィードバックするCSIの内容との組み合わせにおいて複数の選択肢がある場合には、フィードバック精度が最も高くなる組み合わせを選択する方法(第1方法)や、ユーザ端末から通知された受信品質に基づいて協調セルにフィードバックするCSIの内容を決定する方法(第2方法)などによりCSI内容を決定することが好ましい。
【0030】
第1方法について図3を用いて説明すると、例えば、サービングセルにフィードバックするCSIの内容が(1)短区間共分散行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容の選択肢は、(2)細かい量子化チャネル行列、(3)長区間共分散行列、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列となる。この場合、第1方法では、協調セルにフィードバックするCSIの内容を、選択肢の中で最もフィードバック精度が高い(2)細かい量子化チャネル行列とする。また、サービングセルにフィードバックするCSIの内容が(2)細かい量子化チャネル行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容は、(3)長区間共分散行列、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列となる。この場合、第1方法では、協調セルにフィードバックするCSIの内容を、選択肢の中で最もフィードバック精度が高い(3)長区間共分散行列とする。また、サービングセルにフィードバックするCSIの内容が(3)長区間共分散行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容は、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列となる。この場合、第1方法では、協調セルにフィードバックするCSIの内容を、選択肢の中で最もフィードバック精度が高い(4)PMIとする。
【0031】
なお、サービングセルにフィードバックするCSIの内容については、ユーザ端末の受信品質情報に応じて適宜決定することができる(例えば、上記のような閾値判定によりCSI内容を決定する)。また、セルの品質情報としては、RSRP(Reference Signal Received Power)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)などが挙げられる。
【0032】
第2方法については、協調セルにフィードバックするCSIの内容をユーザ端末での受信品質に関連づけておき、受信品質に応じて協調セルにフィードバックするCSIの内容を決定する。例えば、サービングセル用のCSIの内容と協調セル用のCSIの内容との組み合わせにおいて複数の選択肢がある場合には、受信品質に対して複数の閾値を予め設けておき、協調セルの受信品質に応じて協調セル用のCSIの内容を決定する。例えば、サービングセルにフィードバックするCSIの内容が(1)短区間共分散行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容の選択肢は、(2)細かい量子化チャネル行列、(3)長区間共分散行列、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列となる。この場合、受信品質に対して予め3つの異なる閾値を設けておく(受信品質が高い方から第1閾値、第2閾値、第3閾値)。受信品質が第1閾値を超えるときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(2)細かい量子化チャネル行列とし、受信品質が第1閾値以下で第2閾値を超えるときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(3)長区間共分散行列とし、受信品質が第2閾値以下で第3閾値を超えるときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(4)PMIとし、受信品質が第3閾値以下のときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(5)粗い量子化チャネル行列とする。同様に、サービングセルにフィードバックするCSIの内容が(2)細かい量子化チャネル行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容の選択肢は、(3)長区間共分散行列、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列となる。受信品質が第1閾値以下で第2閾値を超えるときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(3)長区間共分散行列とし、受信品質が第2閾値以下で第3閾値を超えるときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(4)PMIとし、受信品質が第3閾値以下のときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(5)粗い量子化チャネル行列とする。同様に、サービングセルにフィードバックするCSIの内容が(3)長区間共分散行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容の選択肢は、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列となる。受信品質が第2閾値以下で第3閾値を超えるときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(4)PMIとし、受信品質が第3閾値以下のときには、協調セルにフィードバックするCSIの内容を(5)粗い量子化チャネル行列とする。このように、第2方法では、協調セルについて、受信品質が低いほどフィードバック精度が低くなるようにCSIの内容を決定する。
【0033】
なお、サービングセルにフィードバックするCSIの内容については、ユーザ端末の受信品質情報に応じて適宜決定することができる(例えば、上記のような閾値判定によりCSI内容を決定する)。また、セルの品質情報としては、RSRP、RSRQ、SINRなどが挙げられる。
【0034】
ここで、上記第2方法にかかる制御の手順について、図4を参照して説明する。図4は、無線基地局装置とユーザ端末との間の手順を示すシーケンス図である。
【0035】
まず、ユーザ端末において、協調マルチポイント送信するセル毎の品質情報(例えば、RSRP)を測定する(ST11)。ユーザ端末は、この品質情報を例えばハイヤレイヤシグナリングで無線基地局装置に通知する。
【0036】
次いで、無線基地局装置において、ユーザ端末からのセル毎の品質情報を用いて、受信品質について上記のように閾値判定する(ST12)。次いで、無線基地局装置において、閾値判定の結果に基づいて上記のようにサービングセル及び協調セルのCSIの内容を決定する(ST13)。その後、無線基地局装置は、CSI内容情報を、例えばハイヤレイヤシグナリング(RRCシグナリング、報知情報)でユーザ端末に通知する。
【0037】
次いで、ユーザ端末において、無線基地局装置から通知されたCSI内容情報でCSIを生成する(ST14)。そして、このようにして生成されたCSIを協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置にセル毎にフィードバックする(ST15)。このような本発明に係る制御によれば、CoMP適用の際のスループットを維持した状態で、最大30%のフィードバック情報のオーバーヘッド削減を実現することができる。
【0038】
以下に、本発明の実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図5は、本実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。なお、図5に示す無線通信システムは、例えば、LTEシステム或いは、SUPER 3Gが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、LTEシステムのシステム帯域を一単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、IMT−Advancedと呼ばれても良く、4Gと呼ばれても良い。
【0039】
図5に示すように、無線通信システム1は、無線基地局装置20A,20Bと、この無線基地局装置20A,20Bと通信する複数の第1、第2のユーザ端末10A,10Bとを含んで構成されている。無線基地局装置20A,20Bは、上位局装置30と接続され、この上位局装置30は、コアネットワーク40と接続される。また、無線基地局装置20A,20Bは、有線接続又は無線接続により相互に接続されている。第1、第2のユーザ端末10A,10Bは、セルC1,C2において無線基地局装置20A,20Bと通信を行うことができる。なお、上位局装置30には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ(RNC)、モビリティマネジメントエンティティ(MME)などが含まれるが、これに限定されない。なお、セル間では、必要に応じて、複数の基地局によりCoMP送信の制御が行われる。
【0040】
第1、第2のユーザ端末10A,10Bは、LTE端末及びLTE−A端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限り第1、第2のユーザ端末として説明を進める。また、説明の便宜上、無線基地局装置20A,20Bと無線通信するのは第1、第2のユーザ端末10A,10Bであるものとして説明するが、より一般的にはユーザ端末も固定端末装置も含むユーザ装置(UE)でよい。
【0041】
無線通信システム1においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(直交周波数分割多元接続)が、上りリンクについてはSC−FDMA(シングルキャリア−周波数分割多元接続)が適用されるが、上りリンクの無線アクセス方式はこれに限定されない。OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。SC−FDMAは、システム帯域を端末毎に1つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
【0042】
下りリンクの通信チャネルは、第1、第2のユーザ端末10A,10Bで共有される下りデータチャネルとしてのPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)と、下りL1/L2制御チャネル(PDCCH、PCFICH、PHICH)とを有する。PDSCHにより、送信データ及び上位制御情報が伝送される。PDCCH(Physical Downlink Control Channel)により、PDSCHおよびPUSCHのスケジューリング情報等が伝送される。PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)により、PDCCHに用いるOFDMシンボル数が伝送される。PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)により、PUSCHに対するHARQのACK/NACKが伝送される。
【0043】
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末で共有される上りデータチャネルとしてのPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)と、上りリンクの制御チャネルであるPUCCH(Physical Uplink Control Channel)とを有する。このPUSCHにより、送信データや上位制御情報が伝送される。また、PUCCHにより、下りリンクの受信品質情報(CQI)、ACK/NACKなどが伝送される。
【0044】
図6を参照しながら、本実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成について説明する。なお、無線基地局装置20A,20Bは、同様な構成であるため、無線基地局装置20として説明する。また、後述する第1、第2のユーザ端末10A,10Bも、同様な構成であるため、ユーザ端末10として説明する。無線基地局装置20は、送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部(通知部)203と、ベースバンド信号処理部204と、呼処理部205と、伝送路インターフェース206とを備えている。下りリンクにより無線基地局装置20からユーザ端末に送信される送信データは、上位局装置30から伝送路インターフェース206を介してベースバンド信号処理部204に入力される。
【0045】
ベースバンド信号処理部204において、下りデータチャネルの信号は、PDCPレイヤの処理、送信データの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御の送信処理などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御、例えば、HARQの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT)処理、プリコーディング処理が行われる。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われる。
【0046】
また、ベースバンド信号処理部204は、報知チャネルにより、同一セルに接続するユーザ端末10に対して、各ユーザ端末10が無線基地局装置20との無線通信するための制御情報を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅や、PRACH(Physical Random Access Channel)におけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報(Root Sequence Index)などが含まれる。
【0047】
送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部202は周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ201へ出力する。なお、送受信部203は、複数セル間の位相差の情報及びPMIを含む上りリンク信号を受信する受信手段、及び送信信号を協調マルチポイント送信する送信手段を構成する。
【0048】
一方、上りリンクによりユーザ端末10から無線基地局装置20に送信される信号については、送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号がアンプ部202で増幅され、送受信部203で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部204に入力される。
【0049】
ベースバンド信号処理部204は、上りリンクで受信したベースバンド信号に含まれる送信データに対して、FFT処理、IDFT処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理を行う。復号された信号は伝送路インターフェース206を介して上位局装置30に転送される。
【0050】
呼処理部205は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局装置20の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
【0051】
図7は、図6に示す無線基地局装置におけるベースバンド信号処理部の構成を示すブロック図である。ベースバンド信号処理部204は、レイヤ1処理部2041と、MAC処理部2042と、RLC処理部2043と、CSI内容決定部2044と、から主に構成されている。
【0052】
レイヤ1処理部2041は、主に物理レイヤに関する処理を行う。レイヤ1処理部2041は、例えば、上りリンクで受信した信号に対して、チャネル復号化、離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)、周波数デマッピング、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)、データ復調などの処理を行う。また、レイヤ1処理部2041は、下りリンクで送信する信号に対して、チャネル符号化、データ変調、周波数マッピング、逆高速フーリエ変換(IFFT)などの処理を行う。
【0053】
MAC処理部2042は、上りリンクで受信した信号に対するMACレイヤでの再送制御、上りリンク/下りリンクに対するスケジューリング、PUSCH/PDSCHの伝送フォーマットの選択、PUSCH/PDSCHのリソースブロックの選択などの処理を行う。
【0054】
RLC処理部2043は、上りリンクで受信したパケット/下りリンクで送信するパケットに対して、パケットの分割、パケットの結合、RLCレイヤでの再送制御などを行う。
【0055】
CSI内容決定部2044は、サービングセルにフィードバックするCSI内容と協調セルにフィードバックするCSI内容とを決定する。CSI内容決定部2044は、サービングセルにフィードバックするCSI内容と協調セルにフィードバックするCSI内容とが異なるように、具体的には、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定する。これにより、CSIフィードバックのオーバーヘッドを削減することができる。また、CSI内容決定部2044は、サービングセルにフィードバックするCSIの内容と協調セルにフィードバックするCSIの内容との組み合わせにおいて複数の選択肢がある場合には、フィードバック精度が最も高くなる組み合わせを選択する方法(第1方法)や、ユーザ端末から通知された受信品質に基づいて協調セルにフィードバックするCSIの内容を決定する方法(第2方法)によりCSI内容を決定する。このCSI内容情報は、例えばハイヤレイヤシグナリングでユーザ端末に通知される。
【0056】
次に、図8を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成について説明する。LTE端末もLTE-A端末もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。ユーザ端末10は、送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部(受信部)103と、ベースバンド信号処理部104と、アプリケーション部105とを備えている。
【0057】
下りリンクのデータについては、送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がアンプ部102で増幅され、送受信部103で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部104でFFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクの送信データは、アプリケーション部105に転送される。アプリケーション部105は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部105に転送される。
【0058】
一方、上りリンクの送信データは、アプリケーション部105からベースバンド信号処理部104に入力される。ベースバンド信号処理部104においては、マッピング処理、再送制御(HARQ)の送信処理や、チャネル符号化、DFT処理、IFFT処理を行う。送受信部103は、ベースバンド信号処理部104から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部102は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ101より送信する。なお、送受信部103は、位相差の情報、接続セルの情報、選択されたPMIなどを複数セルの無線基地局装置eNBに送信する送信手段、及び下りリンク信号を受信する受信手段を構成する。
【0059】
図9は、図8に示すユーザ端末におけるベースバンド信号処理部の構成を示すブロック図である。ベースバンド信号処理部104は、レイヤ1処理部1041と、MAC処理部1042と、RLC処理部1043と、フィードバック情報生成部1044と、品質測定部1045と、から主に構成されている。
【0060】
レイヤ1処理部1041は、主に物理レイヤに関する処理を行う。レイヤ1処理部1041は、例えば、下りリンクで受信した信号に対して、チャネル復号化、離散フーリエ変換(DFT)、周波数デマッピング、逆高速フーリエ変換(IFFT)、データ復調などの処理を行う。また、レイヤ1処理部1041は、上りリンクで送信する信号に対して、チャネル符号化、データ変調、周波数マッピング、逆高速フーリエ変換(IFFT)などの処理を行う。
【0061】
MAC処理部1042は、下りリンクで受信した信号に対するMACレイヤでの再送制御(HARQ)、下りスケジューリング情報の解析(PDSCHの伝送フォーマットの特定、PDSCHのリソースブロックの特定)などを行う。また、MAC処理部1042は、上りリンクで送信する信号に対するMAC再送制御、上りスケジューリング情報の解析(PUSCHの伝送フォーマットの特定、PUSCHのリソースブロックの特定)などの処理を行う。
【0062】
RLC処理部1043は、下りリンクで受信したパケット/上りリンクで送信するパケットに対して、パケットの分割、パケットの結合、RLCレイヤでの再送制御などを行う。
【0063】
フィードバック情報生成部1044は、CSI(フィードバック情報)を生成する。CSIとしては、セル毎CSI(PMI、CDI、CQI)、セル間CSI(位相差情報、振幅差情報)、RI(Rank Indicator)などが挙げられる。CSI(特にCDI)については、(1)短区間共分散行列であれば、協調セルにフィードバックするCSIの内容の選択肢は、(2)細かい量子化チャネル行列、(3)長区間共分散行列、(4)PMI又は(5)粗い量子化チャネル行列で定義される。フィードバック情報生成部1044は、無線基地局装置から通知されたCSI内容情報にしたがってCSIを生成する。すなわち、フィードバック情報生成部1044は、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるように定義されたCSI(CDI)を生成する。これらのCSIは、PUCCHやPUSCHで無線基地局装置にフィードバックされる。
【0064】
品質測定部1045は、CoMP送信するセル毎の品質情報を測定する。この品質情報としては、RSRP、RSRQ、SINRなどが挙げられる。この品質情報は、ハイヤレイヤシグナリングで無線基地局装置に通知される。
【0065】
上記構成を有する無線通信システムにおいては、まず、ユーザ端末の品質測定部1045において、CoMP送信するセル毎の品質情報(例えば、RSRP)を測定する。ユーザ端末は、この品質情報を例えばハイヤレイヤシグナリングで無線基地局装置に通知する。
【0066】
次いで、無線基地局装置のCSI内容決定部2044において、ユーザ端末から通知された受信品質に基づいてCSI内容を決定する。このとき、CSI内容決定部2044は、サービングセルにフィードバックするCSI内容と協調セルにフィードバックするCSI内容とが異なるように、具体的には、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定する。その後、無線基地局装置は、CSI内容情報を、例えばハイヤレイヤシグナリングでユーザ端末に通知する。
【0067】
なお、CSI内容決定部2044において、サービングセルにフィードバックするCSIの内容と協調セルにフィードバックするCSIの内容との組み合わせにおいて複数の選択肢がある場合には、フィードバック精度が最も高くなる組み合わせを選択するか、ユーザ端末から通知された受信品質に基づいて協調セルにフィードバックするCSIの内容を決定する。
【0068】
次いで、ユーザ端末のフィードバック情報生成部1044において、無線基地局装置から通知されたCSI内容で、CSI(CDI)を生成する。そして、このようにして生成されたCSI(CDI)を他のCSIと共にCoMP送信するセルの無線基地局装置にセル毎にフィードバックする。これにより、CoMP適用の際のスループットを維持した状態でフィードバック情報のオーバーヘッド削減を実現することができる。
【0069】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【符号の説明】
【0070】
1 無線通信システム
10 ユーザ端末
20 無線基地局装置
30 上位局装置
40 コアネットワーク
101 送受信アンテナ
102 アンプ部
103 送受信部(受信部)
104 ベースバンド信号処理部
105 アプリケーション部
201 送受信アンテナ
202 アンプ部
203 送受信部(通知部)
204 ベースバンド信号処理部
205 呼処理部
206 伝送路インターフェース
1041,2041 レイヤ1処理部
1042,2042 MAC処理部
1043,2043 RLC処理部
1044 フィードバック情報生成部
1045 品質測定部
2044 CSI内容決定部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムであって、
前記無線基地局装置は、協調マルチポイント送信するサービングセルにフィードバックするチャネル状態情報の内容と協調セルにフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるように決定する決定部と、前記チャネル状態情報の内容をユーザ端末に通知する通知部と、を有し、
前記ユーザ端末は、前記無線基地局装置から通知されたチャネル状態情報の内容に基づいてフィードバック情報を生成する生成部と、前記フィードバック情報を協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項2】
前記決定部は、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
【請求項3】
前記決定部は、前記協調セルについて、受信品質が低いほどフィードバック精度が低くなるようにチャネル状態情報の内容を決定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線通信システム。
【請求項4】
前記チャネル状態情報の内容は、短区間共分散行列、細かい量子化チャネル行列、長区間共分散行列、プリコーディング行列指標又は粗い量子化チャネル行列で定義されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項5】
前記CoMP送信がジョイントトランスミッション型CoMP送信であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項6】
複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
協調マルチポイント送信するサービングセルにフィードバックするチャネル状態情報の内容と協調セルにフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるように決定する決定部と、前記チャネル状態情報の内容をユーザ端末に通知する通知部と、を有することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項7】
前記決定部は、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定することを特徴とする請求項6記載の無線基地局装置。
【請求項8】
複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムにおけるユーザ端末であって、
前記無線基地局装置から通知されたチャネル状態情報の内容に基づいてフィードバック情報を生成する生成部と、前記フィードバック情報を協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置に送信する送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
【請求項9】
複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムの無線通信方法であって、
前記無線基地局装置において、協調マルチポイント送信するサービングセルにフィードバックするチャネル状態情報の内容と協調セルにフィードバックするチャネル状態情報の内容とを異なるように決定する工程と、前記チャネル状態情報の内容をユーザ端末に通知する工程と、
前記ユーザ端末において、前記無線基地局装置から通知されたチャネル状態情報の内容に基づいてフィードバック情報を生成する工程と、前記フィードバック情報を協調マルチポイント送信するセルの無線基地局装置に送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項10】
前記無線基地局装置において、協調セルへのフィードバック精度よりもサービングセルへのフィードバック精度が高くなるようにチャネル状態情報の内容を決定することを特徴とする請求項9記載の無線通信方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−98956(P2013−98956A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−243023(P2011−243023)
【出願日】平成23年11月7日(2011.11.7)
【出願人】(392026693)株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Fターム(参考)】