送信ノードにおける輻輳制御
【課題】ＭＩＭＯアンテナを介して、ＳＵ−ＭＩＭＯモードおよびＭＵ−ＭＩＭＯモードの双方をサポートする基地局と複数の移動体端末の内の１つとの間のＭＵ−ＭＩＭＯシグナリングを行う通信システムにおける方法と構成を提供する。
【解決手段】これらのモード間の切り替えは、そのシステムにおいてサポートされ、これらのモードは一部共有シグナリングがある。ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対しては冗長である、即ち、ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対しては必要でないＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングが識別される。識別された冗長シグナリングのビット、即ち、データビットは、再解釈または再定義されＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を含むようになる。ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報は、再解釈された冗長ビットを使用することにより移動体端末にシグナリングされる。
【解決手段】これらのモード間の切り替えは、そのシステムにおいてサポートされ、これらのモードは一部共有シグナリングがある。ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対しては冗長である、即ち、ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対しては必要でないＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングが識別される。識別された冗長シグナリングのビット、即ち、データビットは、再解釈または再定義されＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を含むようになる。ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報は、再解釈された冗長ビットを使用することにより移動体端末にシグナリングされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムにおける方法と構成とに関する。特に、本発明は、通信システムにおけるマルチユーザ多入力多出力シグナリングのための方法と構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すような、典型的には、コアネットワーク１と、無線アクセスネットワーク２と、複数のユーザ機器（ＵＥ）４と、基地局３とを備えるセルラ通信システムでは、複数の送信アンテナを使用して、種々の方法によって高いデータレートを達成することができる。受信器もまた複数のアンテナを有する場合には、多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルが形成される。このような構成における１つの応用は、単一のユーザに対して高いピークレートを確保しようとすることである。複数のレイヤで送信することは、情報を複数のビットストリームで送信することを意味し、これにより、情報は空間領域に拡散され、良好なチャネル条件の下では抜本的なデータレートの改善を達成することができる。これはシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）と呼ばれる。なぜなら、複数のレイヤの上のデータが単一の受信器／ユーザ／ＵＥ／端末に対して割り当てられるからである。図２は、複数の送信アンテナ２３を持ち、単一のＵＥ２１に対してＳＵ−ＭＩＭＯモードで送信をしている基地局２０の例を示している。図２に示すように、複数のレイヤ２２が単一のＵＥ２１に送信される。図２では、ＵＥもまた、基地局２０対して複数のレイヤを使用して送信を行っている。この通信システムはＵＭＴＳの進化型であるＬＴＥシステムであるかもしれない。
【０００３】
同時に送信されるレイヤの数は、ＭＩＭＯチャネルの特性に密接に依存している。例えばフェーディングがある場合には、ＭＩＭＯチャネルは、通常では単一のＵＥに対して２つ以上のレイヤの送信をサポートしない。これによりデータレートは制限を受け、これは空間多重化利得が得られないことを意味する。それでも高いシステム容量を達成するために、単一のユーザに対してはごく限られたレイヤのみで送信し、その代わりに、同一の物理資源（例えば、時間−周波数−符号タイル）で複数のユーザをスケジューリングして、空間領域（レイヤ）を使用してユーザを分離することが有利であると考えられる。要点を言えば、異なるユーザに属するレイヤが同一の物理資源で送信されるのである。ある特定なユーザに対するチャネルが複数のレイヤをサポートしないようであっても、即ち、その特定なユーザに対しては複数のレイヤを送信することが可能でないとしても、そのユーザが他のユーザに送信されたレイヤを効率よく抑圧することができれば、システムレベルにおける空間多重化利得を達成することができる。この技術は、時にはマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）と呼ばれ、多くのアクティブなユーザが存在する、高負荷シナリオにおいては特に魅力的な技術である。これは非特許文献１に記述されている。図３は複数の送信アンテナ２３を持つ基地局２０の例を示している。基地局２０は複数のＵＥ３１、３２、および３３にＭＵ−ＭＩＭＯモードで送信を行っている。図３に示すように、異なるレイヤ３４、３５、および３６がＵＥ３１、３２、および３３それぞれに送信されている。図３に示すように、それぞれのＵＥもまた、異なるレイヤを使用して基地局２０に送信を行っている。
【０００４】
長期的エボルーション（ＬＴＥ）の標準化の過程で、ダウンリンクにおいてＳＵ−ＭＩＭＯおよびＭＵ−ＭＩＭＯをサポートすること、およびこれらの２つのモードの間を準静的に切り替えることができることの合意がなされている。それぞれのＵＥ（ユーザ／受信器）は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては零または１つのレイヤを受信することができる。ＭＵ−ＭＩＭＯのサポートに関して、基本的に以下の３つの提案がなされて議論が行われている。
【０００５】
１．非特許文献２に記載の相関のあるアンテナアレイ構成についての古典的な空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）と、
２．非特許文献３に記載のゼロフォーシングビームフォーミングと、
３．非特許文献４に記載のユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ：per user unitary rate control）である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ Ｒ１−０６３１３０、“４つの送信アンテナを備えたダウンリンクプリコーディングシステムのためのＭＵ−ＭＩＭＯとＳＵ−ＭＩＭＯとの間のシステムレベル比較（System level comparison between MU- and SU-MIMO for downlink precoding systems with four transmit antennas）”，エリクソン（Ericsson），ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４７、２００６年１１月
【非特許文献２】３ＧＰＰ Ｒ１−０７２４６４、“ＭＵ−ＭＩＭＯ ｆｏｒ Ｅ−ＵＴＲＡ ＤＬ”，エリクソン（Ericsson），ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４９、２００７年５月
【非特許文献３】３ＧＰＰ Ｒ１−０７１５１０、“ダウンリンクＥ−ＵＴＲＡのためのゼロフォーシングＭＵ−ＭＩＭＯの詳細（Details of Zero-Forcing MU-MIMO for DL E-UTRA）”、フリースケール セミコンダクタ インク（Freescale Semiconductor Inc），ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４８ｂｉｓ、２００７年３月
【非特許文献４】３ＧＰＰ Ｒ１−０６０３３５、“Ｅ−ＵＴＲＡ用のダウンリンクＭＩＭＯ（Downlink MIMO for EUTRA）”，サムソン（Samsung）、ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４４、２００６年２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
どの方式をサポートするかはまだ決定されておらず、従って、ＭＵ−ＭＩＭＯの標準化の多くの詳細はまだ欠落したままである。ＭＵ−ＭＩＭＯモードに拘わらず生ずる問題の１つは、例えば、基準シンボル（ＲＳ）等の基準電力値とＵＥに対して送信されるデータシンボルとの電力オフセットをＵＥがいかにして知るかという問題である。基地局はあるレベルの送信電力を有し、その内のある量はある特定なＵＥにデータシンボルを送信するために使用される。電力オフセットは、基準電力値と比較して、どのくらいの電力がデータシンボルを送信するのに使用されているかを示している。電力オフセットは、１６ＱＡＭ等の高次の変調アルファベットまたは他の高次の変調方式が使用された場合に、ＵＥにおける効率よい復調をサポートするために必要である。電力オフセットは、ノードＢまたはｅＮｏｄｅＢとも呼ばれる基地局において、異なる値に電力設定が行われるために、動的に変化することがある。しかしながら、ＭＵ−ＭＩＭＯの場合には、同一の物理資源の上に多重化されたＵＥの数が変動するので、電力オフセットもまた変動することがある。ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、利用可能な送信電力は、例えば、異なるレイヤの上にスケジューリングされた複数のＵＥの間で均等に分割されるかもしれない。これは複数のＵＥが多重化された場合には、１つのＵＥ当たりにはより少ない電力しか与えられないことを意味する。
【０００８】
従って本発明の目的は、上記で挙げた問題点の少なくともいくつかを除去するために、通信システムにおけるＭＵ−ＭＩＭＯシグナリングに対する改善された解決策を提供することである。この目的に対する本発明の解決策は、ＳＵ−ＭＩＭＯ機能を極力再使用することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯ動作をサポートし、ＭＵ−ＭＩＭＯに対しては必要でないＳＵ−ＭＩＭＯモードにおける何らかのシグナリングを再解釈することを可能にすることを意図している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明の第１の側面は、基地局の多入力多出力ＭＩＭＯアンテナから通信システムの複数の移動体端末の内の１つへマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングを行うための方法に関する。ここで、移動体端末は、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方に適合するよう構成される。移動体端末はまた、これらのモード間の切り替えを行うよう構成され、これらのモードは一部共有シグナリングがある。この方法の第１のステップは、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに対しては冗長であるＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを識別するステップを備える。この方法における第２のステップは、冗長なシグナリングのビットを再解釈して、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報を含めるステップを備える。この方法における第３のステップは、シグナリングを介して冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知するステップである。この方法は、再解釈した冗長ビットを使用してＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報のシグナリングを行う第４のステップをさらに備える。
【００１０】
本発明の第２の側面は、通信システムにおける無線基地局に関する。無線基地局は、複数の移動体端末の内の１つにシグナリングを行うための多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを備え、シングルユーザＭＩＭＯシグナリングモード（ＳＵ−ＭＩＭＯ）およびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方に適合するよう構成される。また基地局は、これらのモード間の切り替えを行うための手段を備える。これらのモードは一部共有シグナリングを有し、基地局は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに対して冗長であるＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングを識別するためのシグナリングモード比較器手段をさらに備える。また、冗長シグナリングのビットを再解釈して、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報として含めるための再解釈手段がある。この基地局におけるさらなる手段は、シグナリングを介して冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知し、再解釈した冗長ビットを使用してＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報をシグナリングする送信器手段である。
【００１１】
本発明の第３の側面は、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方に適合するよう構成された多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを備える移動体端末に関する。ここで、移動体端末は、これらのモード間の切り替えを行うための手段を備え、これらのモードは一部共有シグナリングを有する。移動体端末は、冗長なＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈に関する情報を基地局から受信するための受信器手段をさらに備える。移動体端末はまた、この受信器手段を使用して、再解釈した冗長ビットを受信することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を受信する。また、冗長なＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈に関する情報を使用して、再解釈された冗長ビットの解釈を行う手段がある。
【００１２】
本発明は、通信システムにおいて、より容易な実施を可能にし、オプション（選択肢）を少なくできるという利点を有する。後者は装置が標準規格に適合していることの試験を行いやすくするために特に重要である。可能性としてコードブックサブセット限定の使用と、複数の端末またはＵＥを意図的に同一の物理資源（資源要素）でスケジューリングすることとを組み合わせることにより、端末またはＵＥが基準電力値と自分のデータシンボルの電力との間の電力オフセットの通知を受ける場合に、少なくともＳＤＭＡ（空間分割多元接続）および相関のあるアンテナアレイに対して、ＭＵ−ＭＩＭＯを効率的にサポートすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施することができるセルラ通信システムを示す図である。
【図２】ＳＵ−ＭＩＭＯモードで動作している基地局を示す図である。
【図３】ＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作している基地局を示す図である。
【図４】ＳＵ−ＭＩＭＯモードおよびＭＵ−ＭＩＭＯモードにおけるシグナリングのために使用されるビットを示す図である。
【図５】本発明の実施例に従った方法を示す図である。
【図６】本発明の実施例に従った基地局を示す図である。
【図７】本発明の実施例に従った移動体端末を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
これまでに示したまたは他の、本発明の目的、特徴、および利点は、好適な実施例に関する以下の詳細な記述から明らかになるであろう。
【００１５】
本発明は図１に示されたセルラ通信システムに関する。本発明は、通信システムにおけるマルチユーザ多入力多出力シグナリングのための方法と構成を提供する。本発明の基本的な考え方は、ＭＵ−ＭＩＭＯとＳＵ−ＭＩＭＯとは多くの類似点を共有しているという事実を利用することである。しかしながら、これら２つは、現行では極めて異なる２つのモードに分類されている。しかし、これら２つのモードの共通点を利用することにより、多くの利益を得ることができ、シグナリングオプションの数を低減することができる。これは送信器および受信器の容易な実現を意味するばかりでなく、これにより、装置が標準規格を満足していることを保証するための試験が行いやすくなるであろう。
【００１６】
ＳＵ−ＭＩＭＯモードまたはＭＵ−ＭＩＭＯモードで送信する場合には、送信をするために基地局によってプリコーディング行列が選択されなければならない。３ＧＰＰ標準規格によれば、プリコーディング行列は３ＧＰＰ標準コードブックの中のプリコーディング行列から選択されなければならない。それぞれのＵＥは、つぎに引き続いて行われる可能性があるダウンリンク送信においてノードＢによって使用されるべきものとして、コードブックの中のプリコーディング行列の内で、そのコードブックにあるプリコーディング行列のサブセットを推奨する。基地局は、ＵＥにおけるプリコーディング行列の選択を、例えば基地局のアンテナ構成に基づいて、コードブックの中のプリコーディング行列のサブセットにさらに限定することができる。この技術はコードブックサブセット限定と呼ばれる。コードブックサブセット限定を使用することは、基地局はより少ない数の候補のプリコーディング行列をＵＥにシグナリングしなければならず、ＵＥはその内の１つを基地局に推奨することができるということを意味する。
【００１７】
コードブックサブセット限定の使用を前提とすれば、複数の端末またはＵＥを同一の物理資源でスケジューリングを行うことが明確に禁止されない限り、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの殆ど全てのものはＭＵ−ＭＩＭＯモードに対して再使用することができる。ＭＵ−ＭＩＭＯモードに追加が必要な１つのものは、上述の、ＵＥのデータシンボルと基準電力値との間の電力オフセットに関して、高速レートでＵＥに通知することである。ＳＤＭＡに関しては、相関のあるアンテナアレイおよびそれに関連した多くの機器構成に対して、この僅かな変更だけで十分であると考えられる。ＵＥに電力オフセットをシグナリングすることの代替として、多重化されたＵＥの総数をシグナリングすることでもよい。
【００１８】
本発明は、ＭＵ−ＭＩＭＯ動作には要求されないＳＵ−ＭＩＭＯシグナリング（即ち、ビット）を利用することにより、電力オフセットシグナリング等のＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対するサポートを加わえ、電力オフセットシグナリング等のＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリング情報として、そのＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを再解釈させるものである。なお、シグナリングされる電力オフセットは、データ対パイロット電力比と電力オフセット測定値との内の少なくともいずれか等の、他の変動する電力オフセットレベルに対する相対値であってもよい。ＭＵ−ＭＩＭＯモードは１つのＵＥ当たり限られた送信ランクをサポートするだけでよいので、送信ランク、即ち、送信されるレイヤの数は、このような未使用のＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングの１つの例である。例えば、コードブックサブセット限定を適用するがために必要でないプリコーディング行列のために使用されるビットもまた、再使用／再解釈することができる。
【００１９】
１つの例としてノードＢにおいて４つの送信アンテナを使用する場合には、ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおける送信ランクのシグナリングには、実質的に２ビットが必要である。送信ランクは、ＵＥがスケジューリングされるときにはいつでも、ダウンリンクで、即ち、おそらくは各サブフレームについてシグナリングされる。これらのビットはＭＵ−ＭＩＭＯモードで送信されるときに再使用することができ、送信ランクの代わりに、例えば４段階の電力オフセットを指示することができる。電力オフセットのステップ間の間隔は同じであっても異なっていてもよい。最も簡単な場合は、それぞれ多重化されるＵＥの数、４、３、２、１に対応して、電力オフセットは因子１／４、１／３、１／２、１に対応する。これは、例えば、８つのビーム形成器と半波長の素子間隔を有するユニフォーム線形アレイ（ＵＬＡ）とを持つ空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）を使用したシナリオに適用することができるであろう。なぜなら、このアンテナ構成は物理資源の上に４つまでのＵＥを多重化することができるからである。
【００２０】
同様に、２つの送信アンテナの場合には、ＭＵ−ＭＩＭＯモードでは２つまでのＵＥを多重化することができ、ここでは、電力オフセット因子１／２および１をシグナリングする必要がある。相関のあるＳＤＭＡの場合には、典型的に４つの異なるビーム形成／プリコーディング行列が必要である。なぜなら、このアンテナ構成に対しては、２ＴｘＬＴＥコードブックの中の他のプリコーディング行列は適切ではないからである。ＬＴＥにおける２Ｔｘコードブックは合計で９つの要素を有し、これは、その内の５つの要素は決してＵＥにシグナリングされる必要がないことを意味する。
【００２１】
図４に示すように、４ビット４０は、基地局からＵＥにシグナリングするためにＳＵ−ＭＩＭＯモードでは確保され、ＵＥはその内からプリコーディング行列を選択しなければならない。ＭＵ−ＭＩＭＯモードの場合には、ＵＥにシグナリングするために２ビット４１だけが必要であり、ＵＥはその内からプリコーディング行列を選択しなければならない。従って、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、２ビット４２は冗長であり、従って、ＵＥに電力オフセットをシグナリングするために使用することができる。
【００２２】
２組の交差偏波アンテナに分けられる４ＴｘノードＢ（ＮｏｄｅＢ）アンテナの構成は、ＭＵ−ＭＩＭＯ動作に対して有益であるもう１つの重要なシナリオである。このアンテナの組が半波長だけ離れて設置されている場合には、相関のあるビーム形成を実行してユーザを分離することができ、２つの直交偏波を利用してそれぞれのＵＥに対して２つまでのレイヤの送信をサポートすることができる。ＬＴＥ標準化過程において、４ＴｘＳＵ−ＭＩＭＯコードブックは、送信ランク１つ当たり１６の要素（送信されるレイヤの数）を含むことが結論された。考えられる構成におけるＭＵ−ＭＩＭＯに対する最小のコードブックは、単一レイヤ送信に対してそれぞれの偏波の上に２Ｔｘビーム形成を実装する場合には、４つのプリコーダ要素を必要とし、２レイヤ送信に対しては２つのプリコーダ要素を必要とするであろう。単一ランク送信に対しては、２ビットの電力スケーリングオフセットが必要であるが、２レイヤ送信に対してはただ１ビットだけの電力スケーリングでよい。これは、合計で４＊４＋２＊２＝２０の組み合わせになり、現行のＳＵ−ＭＩＭＯコードブックにおけるプリコーダ要素とランクとの６４の異なる組み合わせに非常によく適合している。この電力オフセットは、他の、可能性として動的に変動する電力オフセットと組み合わせて、総合的な電力比を形成することができる。
【００２３】
図５を参照すると、本発明の１つの側面は、通信システムの中の無線基地局における方法に関する。この方法は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを介して、シングルユーザ多入力多出力シグナリングモード（ＳＵ−ＭＩＭＯ）およびマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方をサポートする基地局と多重化された複数の移動体端末の内の１つとの間のマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングを行うための方法である。ＭＵ−ＭＩＭＯモードは、例えば、ＳＤＭＡ、ゼロフォーシングビーム形成、またはユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ）であってよい。通信システムは、これらのモード間の切り替えをサポートし、これらのモードはまた一部共有シグナリングがある。この方法は、図５のフローチャートで示され、以下のステップを備える。
【００２４】
５０１ ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対しては冗長、即ち、不必要なＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングを識別し、
５０２ 識別した冗長シグナリングのビット、即ち、データビットを再解釈または再定義し、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報として含め、
５０３ 冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知し、
５０４ 前記再解釈した冗長ビットを使用することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報をシグナリングする。
【００２５】
本発明に従った方法の１つの実施例では、冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングは、送信ランクシグナリングとプリコーダ要素シグナリングとに関係する。本発明に従う方法の１つの実施例によれば、識別された冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリング情報は、再解釈されて、基準電力値と前記１つの端末のデータシンボルとの間の電力オフセットを含むようにする。基準電力値は、例えば、基準シンボルの電力であってよい。別の実施例においては、識別された冗長シグナリング情報はまた、再解釈されて、多重化された端末の総数を含むようにできる。再解釈されたＭＵ−ＭＩＭＯモードのビットは、端末がスケジューリングされるときにはいつでもシグナリングすることができる。
【００２６】
本発明の別の側面は、通信システムの中の無線基地局６０に関するものである。基地局６０は、図６に示され、多重化された複数の移動体端末（不図示）の内の少なくとも１つへのシグナリングを可能とするための多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナ６５を有し、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードをサポートする。これらのモードは、相関のあるアンテナアレイ構成に対するＳＤＭＡ、ゼロフォーシングビーム形成、またはユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ）、または他のＭＵ−ＭＩＭＯモードであってよい。基地局は、前記モード間の切り替えを行うための手段６１と、再解釈してＭＵ−ＭＩＭＯモードで使用することができる冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングを識別するためのシグナリングモード比較器手段６２とをさらに備える。冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングは、例えば、送信ランクシグナリングとプリコーダ要素シグナリングとの内の少なくともいずれかに関係する。無線基地局６０はまた、冗長シグナリングのビットを再定義してＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を含むようにするための再解釈手段６３を有する。ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力値（例えば、基準シンボル（ＲＳ）の電力）とデータシンボルを送信するために使用される電力との間の電力オフセットを備えることができる。あるいは、ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、多重化された端末の総数を備える。基地局はまた、冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知し、再解釈したビットを使用することによりＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報をシグナリングするための送信器手段６４を備える。ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリング情報は、例えば、電力オフセットまたは物理資源の上に多重化された端末の数であってもよいであろう。
【００２７】
本発明のさらに別の側面は、移動体端末７０に関するものである。移動体端末７０は、図７に示され、多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナ７４を有し、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方をサポートする。これらのモードは、相関のあるアンテナアレイ構成に対するＳＤＭＡ、ゼロフォーシングビーム形成、またはユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ）、または他のＭＵ−ＭＩＭＯモードであってよい。移動体端末７０は、これらのモード間の切り替えを行うための手段７１をさらに備える。冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングは、例えば、送信ランクシグナリングとプリコーダ要素シグナリングとの内の少なくともいずれかに関係する。また、基地局（不図示）から冗長ＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈についての情報を受信するために、受信器手段７２が移動体端末７０に設けられる。受信器手段７２はさらに、再解釈された冗長ビットを受信することによりＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を受信するよう構成される。ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力値（例えば、基準シンボル（ＲＳ）の電力）とデータシンボルを送信するために使用される電力との間の電力オフセットを有していても良い。あるいは、ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、多重化された端末の総数を有していても良い。移動体端末はまた、冗長ＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈に関する情報を使用して、受信した再解釈された冗長ビットを解釈するための手段７５を有する。
【００２８】
ここで開示した本発明は、ＳＵ−ＭＩＭＯモードからのシグナリング機能を極力再使用することによって、ＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするための方法を提案することにより、多大な利点を提供するものである。コードブックサブセット限定の使用と、同一の物理資源（資源要素）の上へ意図的に複数のＵＥをスケジューリングすることとを組み合わせることにより、ＵＥが基準電力値と自分のデータシンボルの電力との間の電力オフセットに関して高速なレートで通知される場合に、少なくともＳＤＭＡおよび相関のあるアンテナアレイに対して、ＭＵ−ＭＩＭＯは効率よくサポートされる。
【００２９】
しかしながら、本発明はＳＤＭＡおよび相関のあるアンテナアレイに限定されることはなく、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに拘わらず適用可能である。
【００３０】
シグナリングの高度な再使用によって、システムへのより簡単な実装が可能となり、オプションの数を低減することができる。後者は、装置が標準規格に適合していることの試験を行いやすくするために特に重要である。
【００３１】
なお、本開示においては、本発明を例示するために３ＧＰＰ ＬＴＥからの用語を使用したが、本発明の範囲を上記で挙げたシステムのみに限定するものであると解釈されるべきでない。本開示の範囲の中にある思想を利用することにより、他の無線システムにおいても利益を得ることができる。さらに、本発明は、必ずしもダウンリンクに限定されるものではなく、アップリンク伝送技術にも同様に適用可能である。
【００３２】
本願の説明で取りあげた手段は、ソフトウェア手段、またはハードウェア手段、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【００３３】
本発明について、特定な実施例（これらの実施例は特定なデバイス構成と種々の方法における特定なステップの順序を含んでいる）に関して説明したが、当業者であれば、本発明はここで説明され例示された具体的な実施例に限定されるものではないことを理解するであろう。従って、この開示は単に例示的であると理解されるべきである。従って、本発明は添付した請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムにおける方法と構成とに関する。特に、本発明は、通信システムにおけるマルチユーザ多入力多出力シグナリングのための方法と構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すような、典型的には、コアネットワーク１と、無線アクセスネットワーク２と、複数のユーザ機器（ＵＥ）４と、基地局３とを備えるセルラ通信システムでは、複数の送信アンテナを使用して、種々の方法によって高いデータレートを達成することができる。受信器もまた複数のアンテナを有する場合には、多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルが形成される。このような構成における１つの応用は、単一のユーザに対して高いピークレートを確保しようとすることである。複数のレイヤで送信することは、情報を複数のビットストリームで送信することを意味し、これにより、情報は空間領域に拡散され、良好なチャネル条件の下では抜本的なデータレートの改善を達成することができる。これはシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）と呼ばれる。なぜなら、複数のレイヤの上のデータが単一の受信器／ユーザ／ＵＥ／端末に対して割り当てられるからである。図２は、複数の送信アンテナ２３を持ち、単一のＵＥ２１に対してＳＵ−ＭＩＭＯモードで送信をしている基地局２０の例を示している。図２に示すように、複数のレイヤ２２が単一のＵＥ２１に送信される。図２では、ＵＥもまた、基地局２０対して複数のレイヤを使用して送信を行っている。この通信システムはＵＭＴＳの進化型であるＬＴＥシステムであるかもしれない。
【０００３】
同時に送信されるレイヤの数は、ＭＩＭＯチャネルの特性に密接に依存している。例えばフェーディングがある場合には、ＭＩＭＯチャネルは、通常では単一のＵＥに対して２つ以上のレイヤの送信をサポートしない。これによりデータレートは制限を受け、これは空間多重化利得が得られないことを意味する。それでも高いシステム容量を達成するために、単一のユーザに対してはごく限られたレイヤのみで送信し、その代わりに、同一の物理資源（例えば、時間−周波数−符号タイル）で複数のユーザをスケジューリングして、空間領域（レイヤ）を使用してユーザを分離することが有利であると考えられる。要点を言えば、異なるユーザに属するレイヤが同一の物理資源で送信されるのである。ある特定なユーザに対するチャネルが複数のレイヤをサポートしないようであっても、即ち、その特定なユーザに対しては複数のレイヤを送信することが可能でないとしても、そのユーザが他のユーザに送信されたレイヤを効率よく抑圧することができれば、システムレベルにおける空間多重化利得を達成することができる。この技術は、時にはマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）と呼ばれ、多くのアクティブなユーザが存在する、高負荷シナリオにおいては特に魅力的な技術である。これは非特許文献１に記述されている。図３は複数の送信アンテナ２３を持つ基地局２０の例を示している。基地局２０は複数のＵＥ３１、３２、および３３にＭＵ−ＭＩＭＯモードで送信を行っている。図３に示すように、異なるレイヤ３４、３５、および３６がＵＥ３１、３２、および３３それぞれに送信されている。図３に示すように、それぞれのＵＥもまた、異なるレイヤを使用して基地局２０に送信を行っている。
【０００４】
長期的エボルーション（ＬＴＥ）の標準化の過程で、ダウンリンクにおいてＳＵ−ＭＩＭＯおよびＭＵ−ＭＩＭＯをサポートすること、およびこれらの２つのモードの間を準静的に切り替えることができることの合意がなされている。それぞれのＵＥ（ユーザ／受信器）は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては零または１つのレイヤを受信することができる。ＭＵ−ＭＩＭＯのサポートに関して、基本的に以下の３つの提案がなされて議論が行われている。
【０００５】
１．非特許文献２に記載の相関のあるアンテナアレイ構成についての古典的な空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）と、
２．非特許文献３に記載のゼロフォーシングビームフォーミングと、
３．非特許文献４に記載のユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ：per user unitary rate control）である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ Ｒ１−０６３１３０、“４つの送信アンテナを備えたダウンリンクプリコーディングシステムのためのＭＵ−ＭＩＭＯとＳＵ−ＭＩＭＯとの間のシステムレベル比較（System level comparison between MU- and SU-MIMO for downlink precoding systems with four transmit antennas）”，エリクソン（Ericsson），ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４７、２００６年１１月
【非特許文献２】３ＧＰＰ Ｒ１−０７２４６４、“ＭＵ−ＭＩＭＯ ｆｏｒ Ｅ−ＵＴＲＡ ＤＬ”，エリクソン（Ericsson），ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４９、２００７年５月
【非特許文献３】３ＧＰＰ Ｒ１−０７１５１０、“ダウンリンクＥ−ＵＴＲＡのためのゼロフォーシングＭＵ−ＭＩＭＯの詳細（Details of Zero-Forcing MU-MIMO for DL E-UTRA）”、フリースケール セミコンダクタ インク（Freescale Semiconductor Inc），ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４８ｂｉｓ、２００７年３月
【非特許文献４】３ＧＰＰ Ｒ１−０６０３３５、“Ｅ−ＵＴＲＡ用のダウンリンクＭＩＭＯ（Downlink MIMO for EUTRA）”，サムソン（Samsung）、ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃４４、２００６年２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
どの方式をサポートするかはまだ決定されておらず、従って、ＭＵ−ＭＩＭＯの標準化の多くの詳細はまだ欠落したままである。ＭＵ−ＭＩＭＯモードに拘わらず生ずる問題の１つは、例えば、基準シンボル（ＲＳ）等の基準電力値とＵＥに対して送信されるデータシンボルとの電力オフセットをＵＥがいかにして知るかという問題である。基地局はあるレベルの送信電力を有し、その内のある量はある特定なＵＥにデータシンボルを送信するために使用される。電力オフセットは、基準電力値と比較して、どのくらいの電力がデータシンボルを送信するのに使用されているかを示している。電力オフセットは、１６ＱＡＭ等の高次の変調アルファベットまたは他の高次の変調方式が使用された場合に、ＵＥにおける効率よい復調をサポートするために必要である。電力オフセットは、ノードＢまたはｅＮｏｄｅＢとも呼ばれる基地局において、異なる値に電力設定が行われるために、動的に変化することがある。しかしながら、ＭＵ−ＭＩＭＯの場合には、同一の物理資源の上に多重化されたＵＥの数が変動するので、電力オフセットもまた変動することがある。ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、利用可能な送信電力は、例えば、異なるレイヤの上にスケジューリングされた複数のＵＥの間で均等に分割されるかもしれない。これは複数のＵＥが多重化された場合には、１つのＵＥ当たりにはより少ない電力しか与えられないことを意味する。
【０００８】
従って本発明の目的は、上記で挙げた問題点の少なくともいくつかを除去するために、通信システムにおけるＭＵ−ＭＩＭＯシグナリングに対する改善された解決策を提供することである。この目的に対する本発明の解決策は、ＳＵ−ＭＩＭＯ機能を極力再使用することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯ動作をサポートし、ＭＵ−ＭＩＭＯに対しては必要でないＳＵ−ＭＩＭＯモードにおける何らかのシグナリングを再解釈することを可能にすることを意図している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明の第１の側面は、基地局の多入力多出力ＭＩＭＯアンテナから通信システムの複数の移動体端末の内の１つへマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングを行うための方法に関する。ここで、移動体端末は、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方に適合するよう構成される。移動体端末はまた、これらのモード間の切り替えを行うよう構成され、これらのモードは一部共有シグナリングがある。この方法の第１のステップは、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに対しては冗長であるＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを識別するステップを備える。この方法における第２のステップは、冗長なシグナリングのビットを再解釈して、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報を含めるステップを備える。この方法における第３のステップは、シグナリングを介して冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知するステップである。この方法は、再解釈した冗長ビットを使用してＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報のシグナリングを行う第４のステップをさらに備える。
【００１０】
本発明の第２の側面は、通信システムにおける無線基地局に関する。無線基地局は、複数の移動体端末の内の１つにシグナリングを行うための多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを備え、シングルユーザＭＩＭＯシグナリングモード（ＳＵ−ＭＩＭＯ）およびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方に適合するよう構成される。また基地局は、これらのモード間の切り替えを行うための手段を備える。これらのモードは一部共有シグナリングを有し、基地局は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに対して冗長であるＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングを識別するためのシグナリングモード比較器手段をさらに備える。また、冗長シグナリングのビットを再解釈して、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報として含めるための再解釈手段がある。この基地局におけるさらなる手段は、シグナリングを介して冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知し、再解釈した冗長ビットを使用してＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報をシグナリングする送信器手段である。
【００１１】
本発明の第３の側面は、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方に適合するよう構成された多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを備える移動体端末に関する。ここで、移動体端末は、これらのモード間の切り替えを行うための手段を備え、これらのモードは一部共有シグナリングを有する。移動体端末は、冗長なＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈に関する情報を基地局から受信するための受信器手段をさらに備える。移動体端末はまた、この受信器手段を使用して、再解釈した冗長ビットを受信することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を受信する。また、冗長なＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈に関する情報を使用して、再解釈された冗長ビットの解釈を行う手段がある。
【００１２】
本発明は、通信システムにおいて、より容易な実施を可能にし、オプション（選択肢）を少なくできるという利点を有する。後者は装置が標準規格に適合していることの試験を行いやすくするために特に重要である。可能性としてコードブックサブセット限定の使用と、複数の端末またはＵＥを意図的に同一の物理資源（資源要素）でスケジューリングすることとを組み合わせることにより、端末またはＵＥが基準電力値と自分のデータシンボルの電力との間の電力オフセットの通知を受ける場合に、少なくともＳＤＭＡ（空間分割多元接続）および相関のあるアンテナアレイに対して、ＭＵ−ＭＩＭＯを効率的にサポートすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施することができるセルラ通信システムを示す図である。
【図２】ＳＵ−ＭＩＭＯモードで動作している基地局を示す図である。
【図３】ＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作している基地局を示す図である。
【図４】ＳＵ−ＭＩＭＯモードおよびＭＵ−ＭＩＭＯモードにおけるシグナリングのために使用されるビットを示す図である。
【図５】本発明の実施例に従った方法を示す図である。
【図６】本発明の実施例に従った基地局を示す図である。
【図７】本発明の実施例に従った移動体端末を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
これまでに示したまたは他の、本発明の目的、特徴、および利点は、好適な実施例に関する以下の詳細な記述から明らかになるであろう。
【００１５】
本発明は図１に示されたセルラ通信システムに関する。本発明は、通信システムにおけるマルチユーザ多入力多出力シグナリングのための方法と構成を提供する。本発明の基本的な考え方は、ＭＵ−ＭＩＭＯとＳＵ−ＭＩＭＯとは多くの類似点を共有しているという事実を利用することである。しかしながら、これら２つは、現行では極めて異なる２つのモードに分類されている。しかし、これら２つのモードの共通点を利用することにより、多くの利益を得ることができ、シグナリングオプションの数を低減することができる。これは送信器および受信器の容易な実現を意味するばかりでなく、これにより、装置が標準規格を満足していることを保証するための試験が行いやすくなるであろう。
【００１６】
ＳＵ−ＭＩＭＯモードまたはＭＵ−ＭＩＭＯモードで送信する場合には、送信をするために基地局によってプリコーディング行列が選択されなければならない。３ＧＰＰ標準規格によれば、プリコーディング行列は３ＧＰＰ標準コードブックの中のプリコーディング行列から選択されなければならない。それぞれのＵＥは、つぎに引き続いて行われる可能性があるダウンリンク送信においてノードＢによって使用されるべきものとして、コードブックの中のプリコーディング行列の内で、そのコードブックにあるプリコーディング行列のサブセットを推奨する。基地局は、ＵＥにおけるプリコーディング行列の選択を、例えば基地局のアンテナ構成に基づいて、コードブックの中のプリコーディング行列のサブセットにさらに限定することができる。この技術はコードブックサブセット限定と呼ばれる。コードブックサブセット限定を使用することは、基地局はより少ない数の候補のプリコーディング行列をＵＥにシグナリングしなければならず、ＵＥはその内の１つを基地局に推奨することができるということを意味する。
【００１７】
コードブックサブセット限定の使用を前提とすれば、複数の端末またはＵＥを同一の物理資源でスケジューリングを行うことが明確に禁止されない限り、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの殆ど全てのものはＭＵ−ＭＩＭＯモードに対して再使用することができる。ＭＵ−ＭＩＭＯモードに追加が必要な１つのものは、上述の、ＵＥのデータシンボルと基準電力値との間の電力オフセットに関して、高速レートでＵＥに通知することである。ＳＤＭＡに関しては、相関のあるアンテナアレイおよびそれに関連した多くの機器構成に対して、この僅かな変更だけで十分であると考えられる。ＵＥに電力オフセットをシグナリングすることの代替として、多重化されたＵＥの総数をシグナリングすることでもよい。
【００１８】
本発明は、ＭＵ−ＭＩＭＯ動作には要求されないＳＵ−ＭＩＭＯシグナリング（即ち、ビット）を利用することにより、電力オフセットシグナリング等のＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対するサポートを加わえ、電力オフセットシグナリング等のＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリング情報として、そのＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを再解釈させるものである。なお、シグナリングされる電力オフセットは、データ対パイロット電力比と電力オフセット測定値との内の少なくともいずれか等の、他の変動する電力オフセットレベルに対する相対値であってもよい。ＭＵ−ＭＩＭＯモードは１つのＵＥ当たり限られた送信ランクをサポートするだけでよいので、送信ランク、即ち、送信されるレイヤの数は、このような未使用のＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングの１つの例である。例えば、コードブックサブセット限定を適用するがために必要でないプリコーディング行列のために使用されるビットもまた、再使用／再解釈することができる。
【００１９】
１つの例としてノードＢにおいて４つの送信アンテナを使用する場合には、ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおける送信ランクのシグナリングには、実質的に２ビットが必要である。送信ランクは、ＵＥがスケジューリングされるときにはいつでも、ダウンリンクで、即ち、おそらくは各サブフレームについてシグナリングされる。これらのビットはＭＵ−ＭＩＭＯモードで送信されるときに再使用することができ、送信ランクの代わりに、例えば４段階の電力オフセットを指示することができる。電力オフセットのステップ間の間隔は同じであっても異なっていてもよい。最も簡単な場合は、それぞれ多重化されるＵＥの数、４、３、２、１に対応して、電力オフセットは因子１／４、１／３、１／２、１に対応する。これは、例えば、８つのビーム形成器と半波長の素子間隔を有するユニフォーム線形アレイ（ＵＬＡ）とを持つ空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）を使用したシナリオに適用することができるであろう。なぜなら、このアンテナ構成は物理資源の上に４つまでのＵＥを多重化することができるからである。
【００２０】
同様に、２つの送信アンテナの場合には、ＭＵ−ＭＩＭＯモードでは２つまでのＵＥを多重化することができ、ここでは、電力オフセット因子１／２および１をシグナリングする必要がある。相関のあるＳＤＭＡの場合には、典型的に４つの異なるビーム形成／プリコーディング行列が必要である。なぜなら、このアンテナ構成に対しては、２ＴｘＬＴＥコードブックの中の他のプリコーディング行列は適切ではないからである。ＬＴＥにおける２Ｔｘコードブックは合計で９つの要素を有し、これは、その内の５つの要素は決してＵＥにシグナリングされる必要がないことを意味する。
【００２１】
図４に示すように、４ビット４０は、基地局からＵＥにシグナリングするためにＳＵ−ＭＩＭＯモードでは確保され、ＵＥはその内からプリコーディング行列を選択しなければならない。ＭＵ−ＭＩＭＯモードの場合には、ＵＥにシグナリングするために２ビット４１だけが必要であり、ＵＥはその内からプリコーディング行列を選択しなければならない。従って、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、２ビット４２は冗長であり、従って、ＵＥに電力オフセットをシグナリングするために使用することができる。
【００２２】
２組の交差偏波アンテナに分けられる４ＴｘノードＢ（ＮｏｄｅＢ）アンテナの構成は、ＭＵ−ＭＩＭＯ動作に対して有益であるもう１つの重要なシナリオである。このアンテナの組が半波長だけ離れて設置されている場合には、相関のあるビーム形成を実行してユーザを分離することができ、２つの直交偏波を利用してそれぞれのＵＥに対して２つまでのレイヤの送信をサポートすることができる。ＬＴＥ標準化過程において、４ＴｘＳＵ−ＭＩＭＯコードブックは、送信ランク１つ当たり１６の要素（送信されるレイヤの数）を含むことが結論された。考えられる構成におけるＭＵ−ＭＩＭＯに対する最小のコードブックは、単一レイヤ送信に対してそれぞれの偏波の上に２Ｔｘビーム形成を実装する場合には、４つのプリコーダ要素を必要とし、２レイヤ送信に対しては２つのプリコーダ要素を必要とするであろう。単一ランク送信に対しては、２ビットの電力スケーリングオフセットが必要であるが、２レイヤ送信に対してはただ１ビットだけの電力スケーリングでよい。これは、合計で４＊４＋２＊２＝２０の組み合わせになり、現行のＳＵ−ＭＩＭＯコードブックにおけるプリコーダ要素とランクとの６４の異なる組み合わせに非常によく適合している。この電力オフセットは、他の、可能性として動的に変動する電力オフセットと組み合わせて、総合的な電力比を形成することができる。
【００２３】
図５を参照すると、本発明の１つの側面は、通信システムの中の無線基地局における方法に関する。この方法は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを介して、シングルユーザ多入力多出力シグナリングモード（ＳＵ−ＭＩＭＯ）およびマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方をサポートする基地局と多重化された複数の移動体端末の内の１つとの間のマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングを行うための方法である。ＭＵ−ＭＩＭＯモードは、例えば、ＳＤＭＡ、ゼロフォーシングビーム形成、またはユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ）であってよい。通信システムは、これらのモード間の切り替えをサポートし、これらのモードはまた一部共有シグナリングがある。この方法は、図５のフローチャートで示され、以下のステップを備える。
【００２４】
５０１ ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングに対しては冗長、即ち、不必要なＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングを識別し、
５０２ 識別した冗長シグナリングのビット、即ち、データビットを再解釈または再定義し、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報として含め、
５０３ 冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知し、
５０４ 前記再解釈した冗長ビットを使用することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報をシグナリングする。
【００２５】
本発明に従った方法の１つの実施例では、冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングは、送信ランクシグナリングとプリコーダ要素シグナリングとに関係する。本発明に従う方法の１つの実施例によれば、識別された冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリング情報は、再解釈されて、基準電力値と前記１つの端末のデータシンボルとの間の電力オフセットを含むようにする。基準電力値は、例えば、基準シンボルの電力であってよい。別の実施例においては、識別された冗長シグナリング情報はまた、再解釈されて、多重化された端末の総数を含むようにできる。再解釈されたＭＵ−ＭＩＭＯモードのビットは、端末がスケジューリングされるときにはいつでもシグナリングすることができる。
【００２６】
本発明の別の側面は、通信システムの中の無線基地局６０に関するものである。基地局６０は、図６に示され、多重化された複数の移動体端末（不図示）の内の少なくとも１つへのシグナリングを可能とするための多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナ６５を有し、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードをサポートする。これらのモードは、相関のあるアンテナアレイ構成に対するＳＤＭＡ、ゼロフォーシングビーム形成、またはユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ）、または他のＭＵ−ＭＩＭＯモードであってよい。基地局は、前記モード間の切り替えを行うための手段６１と、再解釈してＭＵ−ＭＩＭＯモードで使用することができる冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングを識別するためのシグナリングモード比較器手段６２とをさらに備える。冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングは、例えば、送信ランクシグナリングとプリコーダ要素シグナリングとの内の少なくともいずれかに関係する。無線基地局６０はまた、冗長シグナリングのビットを再定義してＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を含むようにするための再解釈手段６３を有する。ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力値（例えば、基準シンボル（ＲＳ）の電力）とデータシンボルを送信するために使用される電力との間の電力オフセットを備えることができる。あるいは、ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、多重化された端末の総数を備える。基地局はまた、冗長ビットの再解釈についてＵＥに通知し、再解釈したビットを使用することによりＭＵ−ＭＩＭＯモードに関する情報をシグナリングするための送信器手段６４を備える。ＭＵ−ＭＩＭＯモードシグナリング情報は、例えば、電力オフセットまたは物理資源の上に多重化された端末の数であってもよいであろう。
【００２７】
本発明のさらに別の側面は、移動体端末７０に関するものである。移動体端末７０は、図７に示され、多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナ７４を有し、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードおよびマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの双方をサポートする。これらのモードは、相関のあるアンテナアレイ構成に対するＳＤＭＡ、ゼロフォーシングビーム形成、またはユーザ毎の単一速度制御（ＰＵ２ＲＣ）、または他のＭＵ−ＭＩＭＯモードであってよい。移動体端末７０は、これらのモード間の切り替えを行うための手段７１をさらに備える。冗長ＳＵ−ＭＩＭＯモードシグナリングは、例えば、送信ランクシグナリングとプリコーダ要素シグナリングとの内の少なくともいずれかに関係する。また、基地局（不図示）から冗長ＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈についての情報を受信するために、受信器手段７２が移動体端末７０に設けられる。受信器手段７２はさらに、再解釈された冗長ビットを受信することによりＭＵ−ＭＩＭＯモードに関するシグナリング情報を受信するよう構成される。ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力値（例えば、基準シンボル（ＲＳ）の電力）とデータシンボルを送信するために使用される電力との間の電力オフセットを有していても良い。あるいは、ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、多重化された端末の総数を有していても良い。移動体端末はまた、冗長ＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈に関する情報を使用して、受信した再解釈された冗長ビットを解釈するための手段７５を有する。
【００２８】
ここで開示した本発明は、ＳＵ−ＭＩＭＯモードからのシグナリング機能を極力再使用することによって、ＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするための方法を提案することにより、多大な利点を提供するものである。コードブックサブセット限定の使用と、同一の物理資源（資源要素）の上へ意図的に複数のＵＥをスケジューリングすることとを組み合わせることにより、ＵＥが基準電力値と自分のデータシンボルの電力との間の電力オフセットに関して高速なレートで通知される場合に、少なくともＳＤＭＡおよび相関のあるアンテナアレイに対して、ＭＵ−ＭＩＭＯは効率よくサポートされる。
【００２９】
しかしながら、本発明はＳＤＭＡおよび相関のあるアンテナアレイに限定されることはなく、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに拘わらず適用可能である。
【００３０】
シグナリングの高度な再使用によって、システムへのより簡単な実装が可能となり、オプションの数を低減することができる。後者は、装置が標準規格に適合していることの試験を行いやすくするために特に重要である。
【００３１】
なお、本開示においては、本発明を例示するために３ＧＰＰ ＬＴＥからの用語を使用したが、本発明の範囲を上記で挙げたシステムのみに限定するものであると解釈されるべきでない。本開示の範囲の中にある思想を利用することにより、他の無線システムにおいても利益を得ることができる。さらに、本発明は、必ずしもダウンリンクに限定されるものではなく、アップリンク伝送技術にも同様に適用可能である。
【００３２】
本願の説明で取りあげた手段は、ソフトウェア手段、またはハードウェア手段、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【００３３】
本発明について、特定な実施例（これらの実施例は特定なデバイス構成と種々の方法における特定なステップの順序を含んでいる）に関して説明したが、当業者であれば、本発明はここで説明され例示された具体的な実施例に限定されるものではないことを理解するであろう。従って、この開示は単に例示的であると理解されるべきである。従って、本発明は添付した請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）用の基地局に関し、前記基地局の多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナから、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの両方のために構成され、部分的に共有されたシグナリングがある前記複数のモードの間で切り替えを行うように構成された通信システムの複数の移動体端末の１つにシグナリングする方法であって、前記方法は、
ＭＵ−ＭＩＭＯモードについては冗長性があるＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを識別し（５０１）、前記冗長性のあるシグナリングのビットを再解釈して（５０２）、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報を含むようにする工程と、
前記冗長性のあるビットの再解釈についてシグナリングにより前記移動体端末に通知する（５０３）工程と、
前記再解釈された冗長性のあるビットを用いて、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係する情報をシグナリングする（５０４）工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記冗長性のあるシグナリングは、送信ランクのシグナリングとプリコーダ要素のシグナリングとの内の少なくともいずれかに関係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ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力とデータシンボルとの間の電力オフセットを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記基準電力は基準シンボル（ＲＳ）であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、移動体端末の総数を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記再解釈された冗長性のあるビットは、前記移動体端末がスケジュールされるときにはいつでもシグナリングされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
複数の移動体端末の１つにシグナリングする多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを有し、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとの両方に対して構成され、部分的に共有されたシグナリングがある前記複数のモードの間で切り替えを行う手段（６１）を有した通信システムにおける基地局（６０）であって、
ＭＵ−ＭＩＭＯモードについては冗長性があるＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを識別するシグナリングモード比較器手段（６２）と、
前記冗長性のあるシグナリングのビットを再解釈して、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報を含むようにする再解釈手段（６３）と、
前記冗長性のあるビットの再解釈について前記移動体端末に通知し、前記再解釈された冗長性のあるビットを用いて、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係する情報をシグナリングする送信器手段（６４）とを有することを特徴とする無線基地局。
【請求項８】
前記冗長性のあるシグナリングは、送信ランクのシグナリングとプリコーダ要素のシグナリングとの内の少なくともいずれかに関係することを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
【請求項９】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力と前記複数の移動体端末の内の１つの端末のデータシンボルとの間の電力オフセットを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線基地局。
【請求項１０】
前記基準電力は基準シンボル（ＲＳ）であることを特徴とする請求項９に記載の無線基地局。
【請求項１１】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、移動体端末の総数を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の無線基地局。
【請求項１２】
シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとの両方に対して構成された多入力多出力（ＭＩＭＯ）の複数のアンテナ（７４）と、部分的に共有されたシグナリングがある前記複数のモードの間で切り替えを行う手段（７１）とを有した移動体端末であって、前記移動体端末は、
基地局から、冗長性のあるＳＵ−ＭＩＭＯのビットの再解釈についての情報と、前記再解釈された冗長性のあるビットを受信することによってＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係したシグナリング情報とを受信する受信器手段（７２）と、
前記冗長性のあるＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈についての前記情報を用いて、前記サンプル移動体解釈された冗長性のあるビットの解釈を行う手段（７５）とを有することを特徴とする移動体端末。
【請求項１３】
前記冗長性のあるシグナリングは、送信ランクのシグナリングとプリコーダ要素のシグナリングとの内の少なくともいずれかに関係することを特徴とする請求項１２に記載の移動体端末。
【請求項１４】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力と前記複数の移動体端末の内の１つの端末のデータシンボルとの間の電力オフセットを有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の移動体端末。
【請求項１５】
前記基準電力は基準シンボル（ＲＳ）であることを特徴とする請求項１４に記載の移動体端末。
【請求項１６】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、移動体端末の総数を含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の移動体端末。
【請求項１】
マルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）用の基地局に関し、前記基地局の多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナから、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードの両方のために構成され、部分的に共有されたシグナリングがある前記複数のモードの間で切り替えを行うように構成された通信システムの複数の移動体端末の１つにシグナリングする方法であって、前記方法は、
ＭＵ−ＭＩＭＯモードについては冗長性があるＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを識別し（５０１）、前記冗長性のあるシグナリングのビットを再解釈して（５０２）、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報を含むようにする工程と、
前記冗長性のあるビットの再解釈についてシグナリングにより前記移動体端末に通知する（５０３）工程と、
前記再解釈された冗長性のあるビットを用いて、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係する情報をシグナリングする（５０４）工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記冗長性のあるシグナリングは、送信ランクのシグナリングとプリコーダ要素のシグナリングとの内の少なくともいずれかに関係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ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力とデータシンボルとの間の電力オフセットを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記基準電力は基準シンボル（ＲＳ）であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、移動体端末の総数を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記再解釈された冗長性のあるビットは、前記移動体端末がスケジュールされるときにはいつでもシグナリングされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
複数の移動体端末の１つにシグナリングする多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナを有し、シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとの両方に対して構成され、部分的に共有されたシグナリングがある前記複数のモードの間で切り替えを行う手段（６１）を有した通信システムにおける基地局（６０）であって、
ＭＵ−ＭＩＭＯモードについては冗長性があるＳＵ−ＭＩＭＯシグナリングを識別するシグナリングモード比較器手段（６２）と、
前記冗長性のあるシグナリングのビットを再解釈して、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係するシグナリング情報を含むようにする再解釈手段（６３）と、
前記冗長性のあるビットの再解釈について前記移動体端末に通知し、前記再解釈された冗長性のあるビットを用いて、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係する情報をシグナリングする送信器手段（６４）とを有することを特徴とする無線基地局。
【請求項８】
前記冗長性のあるシグナリングは、送信ランクのシグナリングとプリコーダ要素のシグナリングとの内の少なくともいずれかに関係することを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
【請求項９】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力と前記複数の移動体端末の内の１つの端末のデータシンボルとの間の電力オフセットを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線基地局。
【請求項１０】
前記基準電力は基準シンボル（ＲＳ）であることを特徴とする請求項９に記載の無線基地局。
【請求項１１】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、移動体端末の総数を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の無線基地局。
【請求項１２】
シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）シグナリングモードとの両方に対して構成された多入力多出力（ＭＩＭＯ）の複数のアンテナ（７４）と、部分的に共有されたシグナリングがある前記複数のモードの間で切り替えを行う手段（７１）とを有した移動体端末であって、前記移動体端末は、
基地局から、冗長性のあるＳＵ−ＭＩＭＯのビットの再解釈についての情報と、前記再解釈された冗長性のあるビットを受信することによってＭＵ−ＭＩＭＯモードに関係したシグナリング情報とを受信する受信器手段（７２）と、
前記冗長性のあるＳＵ−ＭＩＭＯビットの再解釈についての前記情報を用いて、前記サンプル移動体解釈された冗長性のあるビットの解釈を行う手段（７５）とを有することを特徴とする移動体端末。
【請求項１３】
前記冗長性のあるシグナリングは、送信ランクのシグナリングとプリコーダ要素のシグナリングとの内の少なくともいずれかに関係することを特徴とする請求項１２に記載の移動体端末。
【請求項１４】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、基準電力と前記複数の移動体端末の内の１つの端末のデータシンボルとの間の電力オフセットを有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の移動体端末。
【請求項１５】
前記基準電力は基準シンボル（ＲＳ）であることを特徴とする請求項１４に記載の移動体端末。
【請求項１６】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯシグナリング情報は、移動体端末の総数を含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の移動体端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５７００１（Ｐ２０１２−１５７００１Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１０２５８（Ｐ２０１２−１０２５８）
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【分割の表示】特願２０１０−５１４６８９（Ｐ２０１０−５１４６８９）の分割
【原出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５９８０３６３００）テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） (2,266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０２５８（Ｐ２０１２−１０２５８）
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【分割の表示】特願２０１０−５１４６８９（Ｐ２０１０−５１４６８９）の分割
【原出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５９８０３６３００）テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） (2,266)
【Ｆターム（参考）】
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