JP5288798B2 - 無線通信システムで高速フィードバックチャネルを設定して情報を伝送する方法 - Google Patents

無線通信システムで高速フィードバックチャネルを設定して情報を伝送する方法 Download PDF

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Description

本発明は、フィードバックチャネルを設定し、情報を伝送する方法に係り、より具体的には、多数のアンテナを含む無線通信システムで高速フィードバックチャネルを設定して情報を伝送する方法に関する。
直交周波数分割多重化/直交周波数分割多重接続システムにおいて、基地局は、多数のアンテナを提供し、移動端末からフィードバック情報を受信して伝送ダイバーシティを得ることができる。フィードバック情報は、加重値またはチャネル情報を含む。ここで、フィードバック情報は移動端末から基地局へ上り回線伝送高速フィードバックチャネルを通じて伝送される。
具体的に、フィードバック情報は、基地局伝送信号の様々な決定された(または、測定された)情報と関る。フィードバック情報は、基地局がより正確な伝送信号を伝送するために必要な情報を提供する。ここで、決定された情報は、下り回線伝送信号の様々な決定された値を含むことができる。例えば、下り回線信号の決定された値は、信号/雑音値、加重値、またはMIMO(multi−input multi−output)の場合に選択されたモード値(時−空間伝送ダイバーシティまたは空間多重化)になりうる。
図1は、下り回線伝送において獲得した加重値(または、チャネル情報)を含むフィードバック情報を基地局に伝送する移動端末の一例を示す。
図1に示すように、基地局は、多数のアンテナを使用し、STC(pace−time coding)領域IEメッセージを通じてSTCを移動端末に知らせる。STCモードは、基地局に含まれるアンテナの数に基づいて決定される。同時に、基地局は、基地局が使用する行列タイプ(例えば、タイプB)を移動端末に知らせる。MIMO下り回線基礎IEメッセージは、基地局が移動端末にどの行列タイプを使用するかを知らせる通路である。しかも、基地局は移動端末にCQICH(Channel Quality Indicator Channel)拡張割当IEメッセージを通じて、上り回線高速フィードバックチャネルに割り当てられる加重値に対するマッピングスキームを知らせる。これに対し、移動端末は、下り回線チャネル品質を決定する、または、下り回線チャネル品質決定に基づいて加重値行列Wを獲得する。加重値行列の大きさは、基地局伝送アンテナの数及びSTCスキームによる出力信号の数によって決定される。
下記数学式1は、4個の基地局伝送アンテナ及び2個のSTC出力と関連した加重値行列Wの一例である。
Figure 0005288798
移動端末は、加重値行列Wに対するフィードバック及び数学式1から獲得したチャネル品質情報をCQICHを通じて伝送する(S12)。多数の伝送アンテナを使用する基地局によって受信側で信号対雑音比(signal−to−noise ratio:SNR)を向上するために、基地局は下り回線決定された値または加重値を受信する。同時に、基地局は、下り回線決定された値または加重値を受信するために、移動端末に上り回線CQICHを割り当てる。
さらに、現在802.16 OFDMAシステムで、上り回線高速フィードバックチャネルのメッセージが上り回線スロットに割り当てられる。ここで、上り回線スロットは、一つの副チャネル領域を指示し、3個のシンボルを含み、6個のタイルで構成される。IEEE 802.16 OFDMAシステムのスロットは、データ割当のために利用可能な最小単位を表し、時間ドメイン及び副チャネルドメインで表現されることができる。また、一つのタイルは、8個のデータ副搬送波を含む。下記表1は、高速フィードバックチャネルの副搬送波が変調される方法を示す。また、表2は、表1の各ベクトルに適用されることによる副搬送波変調方法を表す。
Figure 0005288798
Figure 0005288798
表1及び表2に示すように、フィードバック情報は、4ビットのペイロードで表現され、ペイロード値、得られる高速フィードバックチャネルで使用されうる6個のタイルのベクトルインデックスに基づく。なお、8個の副搬送波が各ベクトルインデックスに基づく相異なる変調値を備わっている。
下記の数学式は、表2に関して各変調スキーム(P0,Pl,P2,P3)に対するものである。
Figure 0005288798
多数のアンテナを使用する移動端末は、伝送ダイバーシティを得るためにフィードバック情報を受信する。フィードバック情報は、上り回線の決定された値(チャネル情報または加重値)を含む。しかしながら、基地局決定された値の移動端末への高速フィードバックを可能にさせる定義されたチャネルがない。
したがって、本発明は、上記の従来技術の限界及び欠点に起因する一つ以上の問題を実質的に解決するための、無線通信システムで高速フィードバックチャネルを設定して情報を伝送する方法と関連する。
本発明の目的は、無線通信システムで情報を伝送する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、無線通信システムで情報を受信する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、情報を伝送する無線通信システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、高速フィードバックチャネルを設定し、これを通じて情報を伝送する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、設定された高速フィードバックチャネルを通じて伝送された情報を受信する方法を提供することにある。
本発明の追加的な利点、目的及び特徴は、一部は以下の詳細な説明で説明され、一部は以下説明に基づいて当該技術分野における通常の知識を持つ者にとっては明白なもので、本発明の実行によって明らかになるであろう。上記発明の目的、他の利点は、添付の図面の他、ここに作成された説明及び請求項で指摘された構造によって実現され、得られることができる。
以上の目的及び他の利点を得るために、そして、発明の目的に応じてここに含まれ且つ広く記述される、無線通信システムで情報を伝送する方法は、上り回線チャネルを通じて移動端末からデータを受信する基地局を含む。受信されたデータを用いて、基地局は上り回線チャネルの品質を決定する。そして、基地局は移動端末にフィードバック情報を伝送する。ここで、フィードバック情報は、上り回線チャネルの決定された品質に基づく。
本発明の他の様態において、無線通信システムで情報を伝送する方法は、下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源を割り当てる基地局を含む。ここで、高速フィードバックチャネルのための物理資源は、データチャネルのための物理資源とは異なる。また、基地局は、基地局によって前記下り回線高速フィードバックチャネルに対する変調パターンを設定する。また、基地局は、移動端末が変調パターンを通じて基地局から伝送されたフィードバック情報を決定するように、前記フィードバックパターンに相応する変調パターンを移動端末に伝送する。
本発明のさらに他の様態において、無線通信システムで情報を受信する方法は、上り回線チャネルを通じて基地局にデータを伝送する移動端末を含む。そして、移動端末は基地局からフィードバック情報を受信する。ここで、フィードバック情報は、上り回線チャネルの品質に基づくし、上り回線チャネルの品質は伝送されたデータに基づいて決定される。
本発明のさらに他の様態において、無線通信システムで情報を受信する方法は、基地局から伝送された変調パターンを受信して検出する。ここで、変調パターンは、下り回線高速フィードバックチャネルに設定され、重要なことには、変調パターンはフィードバック情報に相応する。また、移動端末は、変調パターンを通じて基地局からどのフィードバック情報が伝送されたかを決定する。基地局からどのフィードバック情報が伝送されたかを決定した後、移動端末は、フィードバック情報を用いて構成された上り回線データを伝送する。
本発明の以上の、そして他の目的、特徴、形状及び利点は、添付の図面に基づいて行われる以下の本発明の詳細な説明からより明確になる。以上の一般的な説明及び以下の本発明の詳細な説明はいずれも例示的で且つ説明的なもので、請求範囲によって発明の追加的な説明が提供されることと理解しなければならない。。
本発明は、無線通信システム及び広帯域無線接続システムなどに適用されることができる。
以下、本発明の好ましい実施形態、添付された図面に表された例について詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照番号を共通使用するものとする。
本発明の実施形態は、直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)/直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access:OFDMA)システムに適用されることができ、また、他の標準無線通信システムに適用されることができる。以下、本発明の実施形態と関連した例が提供される。
本発明の一実施形態で、基地局は、移動端末に高速下り回線フィードバックチャネルを通じてフィードバック情報を伝送する。フィードバック情報は、上り回線チャネルを通じて受信したチャネル品質情報(channel quality information:CQI)及び加重値を含む。動作において、基地局は移動端末にデータの伝送された高速下り回線フィードバックチャネルを知らせる。したがって、基地局は、高速下り回線フィードバックチャネルにCQI及び加重値を設定し、移動端末にその情報を伝送する。
好ましくは、移動端末への高速下り回線フィードバックチャネルに対する通知は、DIUCメッセージまたは下り回線高速フィードバックチャネルIEメッセージを通じて行われる。ここで、CQI及び加重値は、CQICH(CQI Channel)下り回線位置IEメッセージを通じて伝送される。
図2には、本発明の一実施形態によってOFDM/OFDMAシステムで移動端末に上り回線チャネル品質評価の結果を含む、フィードバック情報を伝送する基地局の一例を示す。図2に示すように、基地局は、STC領域IEメッセージを通じて基地局伝送アンテナの数に基づいて移動端末にSTCモードを割り当てる。同時に、移動端末は、加重値行列(W=Nt×Mt)を獲得する。加重値行列は、基地局伝送アンテナの数及びSTCスキームから出力信号の数に基づいて得られることができる。さらに、基地局は、CQICHと称される上り回線高速フィードバックチャネルを移動端末に割り当てる。
続いて、移動端末は、割り当てられたCQICHを通じて基地局に加重値行列(W=Nt×Mt)を知らせ、これにより、基地局は移動端末から各チャネルのための加重値を受信することによって、伝送ダイバーシティ利得を獲得できる。しかし、多数のアンテナを使用する移動端末が伝送ダイバーシティ利得を獲得するために、移動端末は、基地局から上り回線チャネル品質値(チャネル情報または加重値)に対するフィードバック情報を受信する。言い換えると、ステップS10乃至S13が行われ、基地局は、移動端末から下り回線品質評価された値(チャネル情報または加重値)を受信し、基地局は、上り回線チャネル品質評価された値(チャネル情報または加重値)と関連したフィードバック情報を移動端末に伝送する。
また、基地局は、高速下り回線フィードバックチャネルを移動端末に知らせるために、DIUCまたは下り回線高速フィードバックチャネルIEメッセージを使用する(S14)。図3に示すように、基地局は、高速下り回線フィードバックチャネルの割り当てられた特定位置(または、空間)を通じて移動端末に上り回線品質評価された値(チャネル品質または加重値)を伝送する(S15)。
図4及び図5は、基地局が高速下り回線フィードバックチャネルを移動端末に知らせるIEメッセージのフォーマットの例である。ここで、図4は、拡張されたDIUCを使用する一例で、図5は、OFDMA DIUC値を使用する一例である。
また、図6は、基地局の加重値及びチャネル情報を含むCQICH下り回線位置IEメッセージを表すフォーマットの一例である。ここで、各CQICH下り回線位置IEは、一つの下り回線スロットを占め、図3に示すように、DIUC=14または下り回線高速フィードバックチャネルIEは高速下り回線フィードバックチャネルに割り当てられる。
図7は、基地局と移動端末間の情報の送信/受信動作を示す無線通信システムの構造の一例である。より具体的に、基地局は、受信器21を通じて制御器20によって上り回線チャネルの品質を決定するために、上り回線チャネルを通じて移動端末からデータを受信する。基地局は、別のタイプのデータ及びチャネル状態及び/または品質が決定されうる情報だけでなく、データを受信することができる。その後、基地局は移動端末にフィードバック情報を伝送するために伝送器22を使用する。ここで、フィードバック情報は、上り回線チャネルの決定された品質に基づく。
通信がなされるように、移動端末は伝送器14を通じて基地局にデータをまず伝送する。基地局の制御器20が上り回線チャネルの品質を決定し、伝送器22を通じて伝送した後、移動端末の受信器13は基地局からフィードバック情報を受信する。
本発明の他の実施形態は、下り回線方向で高速フィードバックチャネルを提供するために物理チャネル空間を割り当てること、及び基地局がチャネル品質情報及び加重値を含み、上り回線伝送より受信されたフィードバック情報を定義されたフィードバックチャネルを通じて移動端末に伝送するためにフィードバックチャネルのための副搬送波変調方法を定義することと関連する。
図8には、下り回線PUSC(Partial Usage of Sub−Channels)モードで高速フィードバックチャネルの基礎割当単位の一例を示す。図9には、下り回線FUSC(Full Usage of Sub−Channels)モードで高速フィードバックチャネルの基礎割当単位の一例を示す。IEEE 802.26 OFDMAシステムで、下り回線フレームは基本的にPUSC及びFUSCモードを提供する。
PUSCモードは、一部の副搬送波のみがデータを伝送するのに用いられる順列スキームを提供する。図8に示すように、PUSCモードでの一つのスロットは、2個のシンボル及び4個のクラスタで構成される一つの副チャネルを表す。また、各クラスタは、12個のデータ副搬送波を持つ。
FUSCモードは、全ての副搬送波がデータを伝送するのに用いられる順列スキームを提供する。図9に示すように、FUSCモードでの一つのスロットは、PUSCモードにおけると同様に、1個のシンボル及び48個の副搬送波で構成される一つの副チャネルを表す。また、PUSCモード及びFUSCモードで、各スロットは48個のデータ副搬送波を持つ。
本実施形態で、下り回線方向で高速フィードバックチャネルの場合のように、一つのスロットは下り回線方向で高速のフィードバックチャネルに割り当てられる。言い換えると、図1及び図2で指示されたスロットは、高速フィードバックチャネルの物理チャネル空間の基本割当単位として表現されることができる。PUSCモード及びFUSCモードはそれぞれ、48個のデータ副搬送波を含むため、両モードの形態が相違しているにもかかわらず同一の変調方法が適用されることができる。図10及び図11は、データ副搬送波の構成を示す例である。図10及び図11で、48個のデータ副搬送波は6個の小グループに分けられる。また、各小グループは、8個の副搬送波を含む。この配列によって、下り回線高速フィードバックチャネルは上り回線高速フィードバックチャネルの構成を適用することができる。表3に、本発明の実施形態によるフィードバックチャネルの副搬送波変調方法を表す。
Figure 0005288798
表3では、ペイロード及び小グループ(0〜5)によってベクトルインデックスの順序組合が変更されても良い。以下、表4に、表3の各ベクトルのための副搬送波変調方法を表す。
Figure 0005288798
本発明の実施形態による高速フィードバックチャネル変調は、二進位相偏移変調(Binary Phase Shift Keying:BPSK)、直交位相偏移変調(Quadrature Phase Shift Keying:QPSK)及び16直交振幅変調(16 Quadrature Amplitude Modulation:16QAM)のような様々な変調方法が用いられることができる。表4の各変調方式(P0、Pl、P2、P3)は、OFDM/OFDMAシステムに適用されるQPSK方法の一例を表す。また、表4の各ベクトルインデックスによる変調順序組合は変わっても良い。
情報を伝送するための無線通信システムで基地局と移動端末間の情報送信/受信の他の動作を説明するために、参照番号と共に図7の構造が用いられる。この動作において、基地局の制御器20は、下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源を割り当て、基地局によって下り回線高速フィードバックチャネルに対する変調パターンを設定する。ここで、下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源は、データチャネルのためのものとは異なり、また、変調パターンはフィードバック情報に相応する。したがって、基地局の伝送器22は、移動端末に変調パターンを伝送する。
移動端末において、受信器13は、基地局から伝送された変調パターンを受信する。ここで、変調パターンは、基地局の制御器20で下り回線高速フィードバックチャネルに対して設定されたもので、変調パターンはフィードバック情報に相応する。受信次第、移動端末の制御器10は、基地局から伝送された変調パターンを検出し、変調パターンを通じて基地局からどのフィードバック情報が伝送されたのか決定する。フィードバック情報を決定した後に、移動端末の伝送器14は、移動端末に上り回線データを伝送し、上り回線データはフィードバック情報を用いて構成される。
本発明の思想または範囲を逸脱しない限度内で本発明を様々に修正及び変更できることは、当業者にとって明白である。したがって、本発明は、添付する特許請求の範囲及びその均等範囲内で提供される修正及び変更を含むことは無論である。
下り回線伝送で得られた加重値(または、チャネル情報)を含むフィードバック情報を基地局に伝送する移動端末の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によってOFDM/OFDMAシステムで移動端末に上り回線チャネル品質評価の結果を含む、フィードバック情報を伝送する基地局の一例を示す図である。 高速フィードバックチャネルの特定物理資源に決定された上り回線値を設定する一例を示す図である。 拡張DIUCを使用する下り回線高速フィードバックチャネルのIEメッセージのフォーマットの一例を示す図である。 OFDMA DIUC値を使用する下り回線高速フィードバックチャネルのIEメッセージのフォーマットの一例を示す図である。 基地局の加重値及びチャネル情報を含むCQICH下り回線位置IEメッセージを示すフォーマットの一例を示す図である。 基地局と移動端末間の情報送信/受信の動作を示す無線通信システムの構造の一例である。 下り回線PUSC(Partial Usage of Sub−Channels)モードで高速フィードバックチャネルの基礎割当単位の一例を示す図である。 下り回線FUSC(Full Usage of Sub−Channels)モードで高速フィードバックチャネルの基礎割当単位の一例を示す図である。 データ副搬送波の構成の一例を示す図である。 データ副搬送波の構成の一例を示す図である。

Claims (12)

  1. 無線通信システムで基地局(BS)において情報を伝送する方法であって、
    前記方法は、
    移動加入者局(MSS)に関連した下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源を割り当てることであって、前記下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源は、データチャネルのための物理資源とは異なり、前記下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源の基本割当単位は、6個のサブグループに分けられ、前記サブグループの各々は、8個の副搬送波を含む、ことと、
    上り回線チャネルを通じて前記MSSからデータを受信することと、
    前記受信されたデータに基づいて前記上り回線チャネルの品質を決定することと、
    前記下り回線高速フィードバックチャネルに対する変調パターンを設定することであって、前記変調パターンは、前記上り回線チャネルの前記決定された品質に基づいたフィードバック情報に対応する、ことと、
    前記下り回線高速フィードバックチャネルを通じて前記MSSに前記変調パターンを伝送することと
    を含み、
    前記変調パターンは、前記サブグループの各々に対応するベクトルインデックスを含み、
    前記ベクトルインデックスは、前記サブグループ内に含まれる前記8個の副搬送波の各々に適用される変調スキームを示し、
    前記変調パターンは、互いに対して直交する関係を有する、方法。
  2. 前記フィードバック情報は、前記上り回線チャネルのチャネル品質情報(CQI)を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記フィードバック情報は、加重値を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記フィードバック情報は、チャネル品質情報(CQI)及び加重値の組合せを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 無線通信システムで移動加入者局(MSS)において情報を受信する方法であって、
    前記方法は、
    上り回線チャネルを通じて基地局(BS)にデータを伝送することと、
    前記MSSに関連した下り回線高速フィードバックチャネルを介して前記BSから変調パターンを受信することであって、前記変調パターンは、前記下り回線高速フィードバックチャネルに対して設定されており、前記下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源は、データチャネルのための物理資源とは異なり、前記変調パターンは、フィードバック情報に対応し、前記下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源の基本割当単位は、6個のサブグループに分けられ、前記サブグループの各々は、8個の副搬送波を含む、ことと、
    前記変調パターンに従ってどのフィードバック情報が前記BSから伝送されたかを決定することであって、前記変調パターンは、前記上り回線チャネルの品質に基づき、前記上り回線チャネルの品質は、前記伝送されたデータに基づいて決定される、ことと
    を含み、
    前記変調パターンは、前記サブグループの各々に対応するベクトルインデックスを含み、
    前記ベクトルインデックスは、前記サブグループ内に含まれる前記8個の副搬送波の各々に適用される変調スキームを示し、
    前記変調パターンは、互いに対して直交する関係を有する、方法。
  6. 前記フィードバック情報は、前記上り回線チャネルのチャネル品質情報(CQI)を含む、請求項5に記載の方法。
  7. 前記フィードバック情報は、加重値を含む、請求項5に記載の方法。
  8. 前記フィードバック情報は、チャネル品質情報(CQI)及び加重値の組合せを含む、請求項5に記載の方法。
  9. 無線通信システムで情報を伝送及び受信する方法であって、
    前記方法は、
    基地局(BS)によって、移動加入者局(MSS)に関連した下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源を割り当てることであって、前記下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源は、データチャネルのための物理資源とは異なり、前記下り回線高速フィードバックチャネルのための物理資源の基本割当単位は、6個のサブグループに分けられ、前記サブグループの各々は、8個の副搬送波を含む、ことと、
    上り回線チャネルを通じて移動加入者局(MSS)によって前記BSにデータを伝送することと、
    前記BSによって、前記上り回線チャネルを通じて前記MSSから前記伝送されたデータを受信することと、
    前記BSによって前記受信されたデータに基づいて前記上り回線チャネルの品質を決定することと、
    前記BSによって、前記下り回線高速フィードバックチャネルに対する変調パターンを設定することであって、前記変調パターンは、フィードバック情報に対応し、前記フィードバック情報は、前記上り回線チャネルの品質に基づき、前記上り回線チャネルの品質は、前記伝送されたデータに基づいて決定される、ことと、
    前記BSによって前記MSSに前記下り回線高速フィードバックチャネルを通じてフィードバック情報を伝送することと、
    前記MSSによって、前記BSから前記伝送されたフィードバック情報を受信することと
    を含み、
    前記変調パターンは、前記サブグループの各々に対応するベクトルインデックスを含み、
    前記ベクトルインデックスは、前記サブグループ内に含まれる前記8個の副搬送波の各々に適用される変調スキームを示し、
    前記変調パターンは、互いに対して直交する関係を有する、方法。
  10. 前記フィードバック情報は、上り回線チャネルのチャネル品質情報(CQI)を含む、請求項9に記載の方法。
  11. 前記フィードバック情報は、加重値を含む、請求項9に記載の方法。
  12. 前記フィードバック情報は、チャネル品質情報(CQI)及び加重値の組合せを含む、請求項9に記載の方法。
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