JP2015165688A - 移動局および基地局 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output)モードまたはSU-MIMO(Single User-Multiple Input Multiple Output)のいずれかの通信モードで通信する通信部と、前記MU-MIMOモードのための第1のリソースと前記SU-MIMOモードのための第2のリソースを割り当てるリソース割り当て部と、を備え、前記第1のリソースと前記第2のリソースを識別するための情報を移動局に通知する、基地局。
【選択図】図6
Description
1.無線通信システムの概略
1−1.無線通信システムの構成
1−2.送信用重み(V1およびV2)
1−3.送信用重みのフィードバック方式
1−4.ダイナミックスイッチング
1−5.比較例
2.基地局の基本構成
3.移動局の基本構成
4.各実施形態の説明
4−1.第1の実施形態
4−2.第2の実施形態
4−3.第3の実施形態
4−4.第4の実施形態
4−5.第5の実施形態
4−6.第6の実施形態
4−7.第7の実施形態
5.基地局および移動局の動作
6.まとめ
現在、3GPPにおいて4Gの無線通信システムの規格化が進められている。本発明の実施形態は、一例としてこの4Gの無線通信システムに適用することができるので、まず、4Gの無線通信システムの概略を説明する。
図1は、本発明の実施形態による無線通信システム1の構成を示した説明図である。図1に示したように、本発明の実施形態による無線通信システム1は、基地局10および複数の移動局20を備える。なお、基地局10は、4GにおけるeNodeB、リレーノード、または家庭用小型基地局であるHome eNodeBなどの無線通信装置であってもよい。また、移動局20は、4GにおけるリレーノードまたはUEなどの無線通信装置であってもよい。
4Gでは、MU−MIMOの実現に際して、上記のV1に加え、V2という送信用重みを用いること(ダブルコードブック方式)が検討されている。V1は、上述したように指向性を実現する送信用重みである。このV1は、広い周波数領域をカバーする、V2に比べて更新頻度が低いなどの特性を有する。
上記の送信用重みV1およびV2を決定するためのMIMOのフィードバック方式として、Implicit Feedback、Explicit Feedback、およびSRS−based Feedbackの3つの方式が考えられる。4Gでは、送信用重みV1およびV2を決定するためのMIMOのフィードバック方式として、フィードバック回線への負荷が少ないことからImplicit Feedbackを用いることが決まっている。以下、参考のために、3.9G(LTE)での各フィードバック方式について説明する。
基地局は、予め設計されたcoodbookに16種類の送信用重み(V1)〜(V16)(pre coding)を用意しておく。基地局からのリファレンス信号を受信した移動局は、基地局と移動局の間のチャネル行列Hを取得する。そして、移動局は、HV(1),HV(2),・・・,HV(16)のうちでどれが最も受信電力が大きいかを仮判定する。その後、移動局は、受信電力を最大化するVを指し示すインデックス番号を基地局にフィードバックする。基地局は、そのフィードバックされたインデックスに対応するVを用いてデータを送信する。
基地局がリファレンス信号を送信し、基地局からのリファレンス信号を受信した移動局は、Implicit Feedbackと同様に、基地局と移動局の間のチャネル行列Hを取得する。そして、移動局は、チャネル行列Hをそのままの形で基地局にフィードバックする。基地局は、移動局からフィードバックされたダウンリンクのチャネル行列Hから望ましい送信用の重みを計算して作成する。そして、基地局は、作成した送信用重みを用いてデータを送信する。このExplicit Feedbackでは、フィードバック時にチャネル行列Hがそのまま送信されるので、フィードバックに費やされるリソースがImplicit Feedbackより大きくなるという問題がある。
移動局がリファレンス信号を送信し、移動局からのリファレンス信号を受信した基地局は、移動局から基地局の間のアップリンクのチャネル行列を取得する。チャネルの可逆性が成り立つ場合(TDDモードの場合)、基地局は、このチャネル行列から仮想的なダウンリンクのチャネル行列を作ることができる。このようにして仮想的なダウンリンクのチャネル行列を作る方式がSRS−based Feedbackである。このSRS−based Feedbackには、基地局のアナログ回路のバラツキを補正しておくキャリブレーションを行なわないと、アップリンクとダウンリンクのチャネル(アナログ回路の特性を含んだ形のチャネル行列)の可逆性が成りたたないという問題点がある。
4G(LTE−Advanced)では、MIMOの設定をMU−MIMOとSU−MIMOの間でダイナミックに切り替えることが検討されている。また、4GのMU−MIMOでは、8ストリームを用いることが検討されている。8ストリームの場合、「1−2.送信用重み(V1およびV2)」において説明したV2のような位相調整のための行列を一つ使用することになる。
4Gおよび本実施形態では、「1−3.送信用重みのフィードバック方式」において説明したように、Implicit Feedbackにより送信用重みV1およびV2_MUを決定する。ここで、本実施形態の技術的意義をより明確にするために、図4を参照し、送信用重みV1およびV2_MUの比較例による決定方法を説明する。
(1)移動局における計算負荷が高い
理由:図4を参照して説明したように、V2_MUを評価する際にも決定済みのV1を用いた演算を行う。
(2)MU−MIMOとSU−MIMOのダイナミックスイッチングを実現しようとすると、移動局における計算負荷がさらに増大する。
理由:図5を参照して説明したように、V2_MUおよびV2_SUの双方を常時評価する。
本発明は、一例として「4−1.第1の実施形態」〜「4−7.第7の実施形態」において詳細に説明するように、多様な形態で実施され得る。また、各実施形態による基地局10は、
A:参照信号(CSI_RS)を送信する通信部(アンテナ110、アナログ処理部120など)と、
B:通信相手(移動局20)による参照信号の受信に基づいて決定された第1の送信用重み(V1)を乗算する第1の乗算部(V1乗算部154)と、
C:通信相手による参照信号の受信に基づいて決定された第2の送信用重み(V2_MU)を乗算する第2の乗算部(V2_MU乗算部156)と、
を備える。さらに、
D:通信部が、第1の送信用重みの決定後、参照信号および第1の送信用重みとの乗算により得られる重み付き参照信号(V1*CSI_RS)を送信する。
図9は、本実施形態による移動局20の構成を示した説明図である。図9に示したように、本実施形態による移動局20は、複数のアンテナ210と、スイッチSW216と、アナログ処理部220と、AD/DA変換部224と、復調処理部228と、上位レイヤ用信号処理部232と、変調処理部240と、チャネル行列取得部244と、重み決定部248と、を備える。
以上、本発明の各実施形態による基地局10および移動局20の基本構成を説明した。続いて、本発明の各実施形態について詳細に説明する。
図10は、本発明の第1の実施形態を示した説明図である。図10に示したように、基地局10は、CSI_RSを送信してV1が決定されると、V2_MUの更新(決定)のためにV1*CSI_RSを送信する。上述したように、V1*CSI_RSを受信した移動局20は、V1を用いた演算を行わずに最適なV2_MUを評価することが可能である。
第1の実施形態で説明したように、基地局10がV1*CSI_RSを送信すれば、移動局20はV1を用いた演算を行わずに最適なV2_MUを評価することが可能である。ここで、MU−MIMOとSU−MIMOのダイナミックスイッチングを実現するためには、移動局20がV2_SUを取得している必要がある。しかし、移動局20はV1*CSI_RSからV2_SUを評価することが困難である。
(1)基地局10が、RRCシグナリングを経由で事前にCSI_RSまたはV1*CSI_RSを送信するタイミングまたは順序などを移動局20に通知しておく。
(2)基地局10が、システムインフォメーションをブロードキャストすることによりCSI_RSまたはV1*CSI_RSを送信するタイミングまたは順序などを移動局20に通知しておく。
(3)基地局10が、CSI_RSまたはV1*CSI_RSのいずれであるかを示す識別情報を付加してCSI_RSおよびV1*CSI_RS送信する
SU−MIMOは、「1−4.ダイナミックスイッチング」において説明したように、例えば8本の独立なストリームをMIMO送信する。一方、MU−MIMOは、例えば4つの異なる移動局20の各々に対して、2本の独立なストリームをMIMO送信する。したがって、V2_SUは8ストリーム用であるのに対し、V2_MUは2ストリーム用という点で双方は相違する。
第3の実施形態では、V2_SUの更新頻度をV2_MUの更新頻度より高くするために、基地局10が、V1*CSI_RSよりもCSI_RSを時間方向上で高い頻度で送信することを説明した。第4の実施形態では、第3の実施形態と同様にV2_SUの更新頻度をV2_MUの更新頻度より高くするために、OFDMのサブキャリヤにおいて、V1*CSI_RSおよびCSI_RSを周波数方向上での配置を創意工夫した。以下、図13を参照し、第4の実施形態によるリソース割り当て例を具体的に説明する。
第5の実施形態は、送信用重みの決定後の送信用重みを用いたデータ通信のためのリソース割り当てについて説明する。
図15は、第6の実施形態によるリソース割り当ての具体例を示した説明図である。図15に示したように、第6の実施形態による上位レイヤ用信号処理部132は、V1の決定後、第5の実施形態において説明したMU−MIMO用の周波数範囲Bに含まれるリソースブロックをV1*CSI_RSの送信のために割り当てる。また、上位レイヤ用信号処理部132は、第5の実施形態において説明したSU−MIMO用の周波数範囲Aに含まれるリソースブロックをCSI_RSの送信のために割り当てる。
上記の第5の実施形態および第6の実施形態では、MU−MIMO用の周波数範囲およびSU−MIMO用の周波数範囲を固定する例を説明したが、以下に第7の実施形態として説明するように、MU−MIMO用の周波数範囲およびSU−MIMO用の周波数範囲を動的に変化させることも可能である。
以上、本発明の各実施形態を説明した。続いて、図17および図18を参照し、本発明の実施形態による基地局10および移動局20の動作を説明する。
以上説明したように、本発明の実施形態による基地局10は、送信用重みV1の決定後、V1*CSI_RSの送信を開始する。かかる構成により、以下に説明する移動局20におけるV2_MUなどの計算負荷を抑制することが可能となる。さらに、本発明の実施形態による基地局10は、CSI_RSの送信も継続する。かかる構成により、移動局20がCSI_RSの受信に基づいてV2_SUを決定することができる。その結果、MU−MIMOおよびSU―MIMO間のダイナミックスイッチングを実現することが可能となる。
20、20A、20B 移動局
110、210 アンテナ
116、216 スイッチSW
120、220 アナログ処理部
124、224 AD/DA変換部
128、228 復調処理部
132、232 上位レイヤ信号処理部
136 スケジューラ
140、240 変調処理部
150 重み乗算部
152 V2_SU乗算部
154 V1乗算部
156 V2_MU乗算部
244 チャネル行列取得部
248 重み決定部
Claims (11)
- MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output)モードまたはSU-MIMO(Single User-Multiple Input Multiple Output)のいずれかの通信モードで通信する通信部と、
前記MU-MIMOモードのための第1のリソースと前記SU-MIMOモードのための第2のリソースを割り当てるリソース割り当て部と、
を備え、
前記第1のリソースと前記第2のリソースを識別するための情報を移動局に通知する、基地局。 - 前記第1のリソースおよび前記第2のリソースは、所定の周波数範囲である、請求項1に記載の基地局。
- 前記第1のリソースおよび前記第2のリソースは、所定のリソースブロックである、請求項1に記載の基地局。
- 前記MU-MIMOモードおよび前記SU-MIMOモードは、ダイナミックに切り替えられる、請求項1に記載の基地局。
- 前記情報は、RRCシグナリング経由で送信される、請求項1に記載の移動局。
- 前記情報は、システムインフォメーション経由で受信される、請求項1に記載の移動局。
- 前記第1のリソースにおいては、前記MU-MIMOモードのための第1の参照情報が送信され、前記第2のリソースにおいては、前記SU-MIMOモードのための第2の参照情報が送信される、請求項1に記載の基地局。
- 前記第2のリソースは、前記第1のリソースよりも多く割り当てられる、請求項1に記載の基地局。
- 前記MU-MIMOモードと前記SU-MIMOモードでは、前記通信部が一つの移動局に対して送信するストリームの数が異なる、請求項1に記載の基地局。
- 前記SU-MIMOモードにおいて一つの移動局に対して送信するストリーム数は、前記MU-MIMOモードで一つの移動局に対して送信するストリーム数の4倍である、請求項9に記載の基地局。
- MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output)モードまたはSU-MIMO(Single User-Multiple Input Multiple Output)のいずれかの通信モードで通信する通信部と、
基地局によって割り当てられた前記MU-MIMOモードのための第1のリソースと前記SU-MIMOモードのための第2のリソースを識別するための情報を受信する、移動局。
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