JP6441377B2 - 非直交多元接続(noma)無線システムおよび方法 - Google Patents
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Description
本PCT出願は、2014年4月28日に出願された米国仮特許出願第61/985,383号”NOMA FOR FUTURE WIRELESS SYSTEMS”の利益を請求する、2015年2月26日に出願された米国非仮特許出願第14/632,291号の利益を請求し、その内容は、参照により、全体が本明細書に組み込まれる。
ダウンリンクNOMAシステムの一例は、1つのeNBが、同じ周波数および時間リソースを使用して、2つのUEに対して機能すると仮定して、説明することができる(説明を簡単にするために、2つのみのUEを考慮し、他のUEは、同様の方法でペア化し、同時に機能させることができる)。eNBには、Nt送信アンテナ(例えば、本例では1つまたは2つが設けられるが、さまざまな実施形態では、より多くを使用することができる)が取り付けられ、各UEには、Nr受信アンテナが取り付けられる。両方のUEの変調符号が、送信前に、電力スケーリング後に、まとめられる。このことは、数式(1)を使用して説明される。
大きなSINR差分を伴うUEを、NOMA利得を最大にするためにペアにすることができ、電力制御アルゴリズムにより、低チャネル利得のUEに対する高伝送電力を設定し、逆もまた真である。NOMA利得は、論理解析を介して定量化することができる。
p1 *(すなわち、UE1の電力レベル)を取得する1つの可能な方法は、数式(5)を解くことである。
マルチユーザマルチ入力マルチ出力(MU−MIMO)と同様に、OMAとNOMAとの間の動的スイッチングにより、全体的なシステム容量の低減が避けられる。OMAとNOMAとの間の動的スイッチングは、OMAと仮定した場合のデータスループットと、NOMAが選択されたと仮定した場合のデータスループットとを比較することなどによって、性能メトリックに基づくことができる。メトリックは、態様において、パフォーマンスタイムを低減するために、eNBと通信する全てのUEに基づいて、メトリックを比較するために使用することができるが、メトリックは、OMAまたはNOMAで最良または最悪の性能を有するn(例えば、1、2)個のUEなどの、UEのサブセットのみに基づくことができる。使用するメトリックは、瞬時チャネル条件またはデータレートおよび/または平均スループットの関数とすることができる。一具体例において、OMAメトリックおよびNOMAメトリックの両方が、プロポーショナルフェア型(PF)メトリックに基づくことができる。NOMA仮定をテストする場合、UEのNOMAペアにおけるPFメトリックの合計が、NOMAペアに対するPFメトリックとして使用される。最良NOMAペアのPFメトリックが、最良単一UE伝送のPFメトリックより高い場合、NOMA伝送を使用する。そうでなければ、単一UE(OMA)伝送を使用する。
異なる干渉除去コンポーネントが、UEでのNOMA復号化のために受信器で使用することができる。異なる種類の干渉除去(IC)に対して、使用するシグナリングの詳細が異なる可能性があり、スケジューリングもまた、影響を受ける可能性がある。
UE2の場合には、制御シグナリングは、変調次数がQPSKの変調次数より高い場合、UE2が最小平均標準誤差(MMSE)型受信器などのMIMO受信器を使用する場合、電力スケーリング要因p2を含むことができる。さらに、制御シグナリングは、UE2が、チャネル振幅情報を必要とする、MMSE−IRC(干渉抑圧合成)型受信器などのMIMO受信器を使用する場合、全ての変調に対する電力スケーリング要因p2を含むことができる。図6は、本明細書で説明するさまざまな態様による、さまざまな変調次数(横軸位相偏移変調(QPSK)および直交振幅変調(QAM)のさまざまな次数)に対する、さまざまな種類のMIMO受信器(最小平均標準誤差(MMSE)および最大確度(ML))を有するUE2に対する例示的制御シグナリングの表を示す。UE2は、追加干渉としてUE1からのスーパーインポーズド信号を扱うことができ、したがって、UE2の復号化は、最小追加シグナリングでアシストすることができる。
PDSCH−ConfigDedicated::=SEQUENCE{
p−a ENUMERATED{
dB−6,dB−4dot77,dB−3,dB−1dot77,
dB0、dB1、dB2、dB3}
}
p−two ENUMERATED{dB−2dot5,dB−2,dB−1dot5,dB−1}
および、1ビットが、ダウンリンク制御情報(DCI)において、NOMA伝送とOMA伝送との間を切り替えるために導入することができる。
UE1の場合には、コードワード1の変調次数がQPSKのものより高い場合に必要とされる電力スケーリング要因p1の他に、UE2のコードワード2およびセル無線ネットワーク仮識別(C−RNTI)を記述するために、他のシグナリングも必要とされる。
UE1がNOMA符号化のためにコードワードレベルICを使用する場合、UE1は、UE2のC−RNTIと関連するシグナリングを送信され、コードワード2の符号化が正しいかどうかをチェックする。NOMAペア決定が固定される必要がなく、時と共に動的にスケジューラによって変更することができるので、UE1に送信されるDCIにおけるUE2のフル16ビットC−RNTIを含むことは、理想的ではない可能性がある。代わりに、いくつかの代替手法の1つを使用することができる。
コードワードレベルICとは異なり、シンボルレベルICを使用するUE1は、スーパーインポーズド受信信号への寄与をキャンセルするために、コードワード2のMCS/NDI/RVを把握する必要がない。シンボルレベルICを使用するUE1の場合には、コードワード2の8ビットであるMCS/NDI/RVは、2ビットに低減され、本明細書で説明するさまざまな態様に従ってUE1に対するコードワード2の変調次数の例示的シグナリングの表を示す、図11に示すように、スーパーインポーズドコードワード2の変調を記述することができる。
NOMAでの最適な電力割当およびユーザペアリングは、eNBが、ノイズプラスセル間干渉電力により正規化された各UEの有効チャネル電力を把握している場合に、提供することができる。この情報は、従来のチャネル品質インジケータ(CQI)計算およびフィードバックによって、eNBに暗黙的に提供することができる。NOMA同一チャネル干渉を考慮しないが、チャネルおよびセル間干渉プラスノイズ測定を介して取得される、従来のCQIは、各UEに対する有効SNRにデマッピングされ、マルチユーザスケジューリングおよび電力割当のために使用することができる。
●第1の3OFDMシンボルが、制御シグナリングによって占められること
●何らのリソース要素も、一次もしくは二次同期信号またはPBCHまたはEPDCCHによって使用されないこと
●非MBSFNサブフレームのCP長
●冗長さバーション0
●CSI−RSがチャネル測定のために使用された場合、PDSCH EPRE対CSI−RS EPREの比は、セクション7.2.5で与えられること
●伝送モード9CSIレポートのために
○CRS REは、非MBSFNサブフレームと同様であること
○UEがPMI/RIレポーティングのために構成される場合、UE固有基準信号オーバヘッドは、2つ以上のCSI−RSポートが構成される場合に最近レポートされたランクと均一であり、ただ1つのCSI−RSポートが構成される場合にランク1伝送と均一であり、νレイヤに対するアンテナポート{7...6+ν}でのPDSCH信号は、
●伝送モード10CSIレポーティングについて、CSI処理がPMI/RIレポーティング無しで構成される場合、
○関連付けられたCSI−RSリソースのアンテナポートの数が1つの場合、PDSCH伝送は、単一アンテナポート、ポート7である。アンテナポート{7}でのチャネルは、関連付けられたCSI−RSリソースのアンテナポート{15}でのチャネルから推測されること
■CRS REは、非MBSFNサブフレームと同様であり、CRSオーバヘッドは、サービングセルのCRSアンテナポートの数に対応するCRSオーバヘッドと同じであると仮定すること
■UE固有基準信号オーバヘッドは、PRBペアごとに12REであること
○そうでなければ、
■関連付けられたCSI−RSリソースのアンテナポートの数が2である場合、PDSCH伝送方式は、アンテナポート{0,1}でのチャネルが、それぞれ、関連付けられたCSIリソースのアンテナポート{15,16}でのチャネルから推測されることを除いて、アンテナポート{0,1}についてセクション7.1.2で定義される送信ダイバーシティ方式を仮定すること
■関連付けられたCSI−RSリソースのアンテナポートの数が4である場合、PDSCH伝送方式は、アンテナポート{0,1,2,3}でのチャネルが、それぞれ、関連付けられたCSI−RSリソースのアンテナポート{15,16,17,18}でのチャネルから推測されることを除いて、アンテナポート{0,1,2,3}についてセクション7.1.2で定義される送信ダイバーシティ方式を仮定すること
■UEは、PMI/RIレポーティング無しで構成されるCSI処理と関連付けられたCSI−RSリソースに対する4つより多くのアンテナポートで構成されることを予期されないこと
■CRS REのオーバヘッドは、関連付けられたCSI−RSリソースのオーバヘッドとアンテナポートの数が同じであると仮定されること
■UE固有基準信号オーバヘッドは、ゼロであること
●伝送モード10CSIレポーティングについて、CSI処理がPMI/RIレポーティングで構成される場合、
○CRS REは、非MBSFNサブフレームと同様である。CRSオーバヘッドは、サービングセルのCRSアンテナポートの数に対応するCRSオーバヘッドと同じであると仮定すること
○UE固有基準信号オーバヘッドは、2つ以上のCSI−RSポートが構成される場合にCSI処理に対して最近レポートされたランクと均一であり、ただ1つのCSI−RSポートが構成される場合にランク1伝送と均一であり、νレイヤに対するアンテナポート{7...6+ν}でのPDSCH信号は、
●何らのREも、CSI−RSおよびゼロ電力CSI−RSに対して割り当てられないと仮定すること
●何らのREも、PRSに対して割り当てられないと仮定すること
●表7.2.3−0によって与えられるPDSCH伝送方式は、UEに対して現在構成される伝送モード(デフォルトモードである可能性がある)に依存していること
●CRSがチャネル測定のために使用される場合、PDSCH EPRE対セル固有RS EPREの比は、以下のように仮定されるpAの例外を伴い、セクション5.2で与えられること
○UEが、4つのセル固有アンテナポートを伴う伝送モード2か、または4つのセル固有アンテナポートを伴う伝送モード3で構成されて、関連付けられたRIが1である場合、任意の変調方式に対して、ρA=PA+Δoffset+10log10(2)[dB]であること
○そうでなければ、任意の変調方式および任意の数のレイヤに対して、ρA=PA+Δoffset[dB]であること
シフトΔoffsetが、高レイヤシグナリングによって構成されるパラメータnomPDSCH−RS−EPRE−Offsetによって与えられること
●レポートされたCQIが、PDSCH伝送が2つのスーパーインポーズド・データ・シンボルを含むと仮定する場合、UEは、CQIインデックスを導出するために、以下を仮定すること
○PDSCH EPRE対RS EPREの比を、スーパーインポーズドPDSCHシンボルに適用すること
○信号PDSCH EPRE対スーパーインポーズドPDSCH EPREの比が、α(0.375)であること
○干渉PDSCH EPRE対スーパーインポーズドPDSCH EPREの比が、1−α(0.625)であること
○干渉PDSCHが、QPSKであること
Claims (23)
- 進化型NodeB(eNB)であって、
実行可能命令を格納するメモリと、
前記実行可能命令を実行するよう構成されるプロセッサであり、
第1のUEおよび前記第1のUEよりチャネル利得が低い第2のUEを備える複数のユーザ機器(UE)の直交多元接続(OMA)メトリックおよび非直交多元接続(NOMA)メトリックの評価、
前記OMAメトリックおよび前記NOMAメトリックに基づいて、OMA伝送またはNOMA伝送を指示するプロトコル命令の生成、および、
前記第1のUEに対する第1の変調および符号化方式(MCS)ならびに第2のUEに対する第2のMCSの判断、
を少なくとも実行する、プロセッサと、
前記プロトコル命令を受信し、それに応答して、前記第1のUEと関連付けられた第1のデータ信号および第1のダウンリンク制御情報(DCI)メッセージならびに前記第2のUEと関連付けられた第2のデータ信号および第2のDCIメッセージを送信するよう構成される送信器回路と、を備え、
前記NOMA伝送を指示する前記プロトコル命令に応答して、前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号が、電力多重化され、前記第1のDCIメッセージおよび前記第2のDCIメッセージが、NOMAを介して送信される前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号を指示し、前記第1のDCIメッセージが、前記第2のMCSを指示し、
前記第2のMCSが振幅シフトキーイングまたは振幅変調を含むという判断に応答して、前記第2のデータ信号の電力スケーリング要因が、前記送信器回路が送信するよう構成される前記第2のDCIメッセージまたは無線リソース制御(RRC)信号の少なくとも一方を介して指示される、
進化型NodeB(eNB)。 - 進化型NodeB(eNB)であって、
実行可能命令を格納するメモリと、
前記実行可能命令を実行するよう構成されるプロセッサであり、
第1のUEおよび前記第1のUEよりチャネル利得が低い第2のUEを備える複数のユーザ機器(UE)の直交多元接続(OMA)メトリックおよび非直交多元接続(NOMA)メトリックの評価、
前記OMAメトリックおよび前記NOMAメトリックに基づいて、OMA伝送またはNOMA伝送を指示するプロトコル命令の生成、および、
前記第1のUEに対する第1の変調および符号化方式(MCS)ならびに第2のUEに対する第2のMCSの判断、
を少なくとも実行する、プロセッサと、
前記プロトコル命令を受信し、それに応答して、前記第1のUEと関連付けられた第1のデータ信号および第1のダウンリンク制御情報(DCI)メッセージならびに前記第2のUEと関連付けられた第2のデータ信号および第2のDCIメッセージを送信するよう構成される送信器回路と、を備え、
前記NOMA伝送を指示する前記プロトコル命令に応答して、前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号が、電力多重化され、前記第1のDCIメッセージおよび前記第2のDCIメッセージが、NOMAを介して送信される前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号を指示し、前記第1のDCIメッセージが、前記第2のMCSを指示し、
前記プロセッサが、前記第2のUEの受信器型を判断するために実行可能命令を実行するようさらに構成され、
前記第2のUEの前記受信器型がチャネル振幅情報を使用するよう構成されるという判断に応答して、前記第2のDCIメッセージが、前記第1のデータ信号の変調次数を指示し、かつ、
前記第2のデータ信号の電力スケーリング要因が、前記送信器回路が送信するよう構成される前記第2のDCIメッセージまたは無線リソース制御(RRC)信号の少なくとも一方を介して指示される、
進化型NodeB(eNB)。 - 前記送信器回路が、前記複数のUEに送信するよう構成され、
前記プロセッサが、前記実行可能命令を実行し、前記複数のUEのそれぞれに対する個別のOMAメトリックおよび前記複数のUEにおけるUEの1つまたは複数のペアのそれぞれに対するペアワイズNOMAメトリックを判断するようさらに構成され、
前記OMAメトリックが、前記個別のOMAメトリックの最良の個別のOMAメトリックであり、かつ、
前記NOMAメトリックが、前記ペアワイズNOMAメトリックの最良のペアワイズNOMAメトリックである、
請求項1または2に記載のeNB。 - 前記プロセッサが、前記第1のUEの干渉除去レベルを判断するために前記実行可能命令を実行するようさらに構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載のeNB。
- 前記干渉除去レベルがシンボルレベルであるという判断に応答して、前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号が、物理的リソースブロック(PRB)の別個のセットにスケジュールされる、請求項4に記載のeNB。
- 前記干渉除去レベルがコードワードレベルであるという判断に応答して、前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号が、物理的リソースブロック(PRB)の共通セットにスケジュールされる、
請求項4に記載のeNB。 - 前記第1のデータ信号のMCSが振幅シフトキーイングまたは振幅変調を含むという判断に応答して、前記第1のDCIメッセージが、前記第1のデータ信号の電力スケーリング要因を指示する、
請求項1または2に記載のeNB。 - ユーザ機器(UE)であって、
少なくとも1つのアンテナに結合するよう構成されるアンテナポートであり、前記アンテナポートが、ダウンリンク制御情報(DCI)メッセージを備える物理的ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)伝送を受信し、第1のデータ信号および第2のデータ信号を備える物理的ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)伝送を受信するよう構成される、アンテナポートと、
前記アンテナポートに動作可能に結合されるプロセッサであり、第2のデータ信号を取得するために前記第2のデータ信号を復号化して、前記DCIメッセージに基づいて、前記PDSCH伝送が、直交多元接続(OMA)伝送であるか、非直交多元接続NOMA伝送であるかを判断する、ように構成され、前記PDSCH伝送が前記NOMA伝送であるという判断に応答して、前記プロセッサは、前記DCIメッセージが第1の受信プロトコルを示すか、前記第1の受信プロトコルとは異なる第2の受信プロトコルを示すかを判断するよう構成される、プロセッサと、
前記アンテナポートに動作可能に結合され、コードワードレベルまたはシンボルレベルの少なくとも一方に従って干渉除去を使用するよう構成される干渉除去コンポーネントと、を備え、
前記DCIメッセージが前記第1の受信プロトコルを指示するという判断に応答して、前記干渉除去コンポーネントが、前記第1のデータ信号を取得するために、前記復号化された第2のデータ信号から前記PDSCH伝送を除去するために前記干渉除去を使用する、よう構成され、かつ、前記プロセッサが、前記第1のデータ信号を、受信データ信号として復号化する、よう構成され、
前記DCIメッセージが前記第2の受信プロトコルを指示するという判断に応答して、前記プロセッサが、前記復号化された第2のデータ信号を、前記受信データ信号とみなすよう構成される、
ユーザ機器(UE)。 - 前記DCIメッセージが、前記第2のデータ信号の電力スケーリング要因を指示し、かつ、
前記プロセッサが、前記第2のデータ信号の前記電力スケーリング要因に少なくとも部分的に基づいて、前記第2のデータ信号を復号化する、よう構成される、
請求項8に記載のUE。 - 前記DCIメッセージが前記第1の受信プロトコルを指示するという前記判断に応答して、前記プロセッサが、前記DCIメッセージに基づいて、前記第2のデータ信号の変調次数を判断する、よう構成される、
請求項8または9に記載のUE。 - 前記干渉除去コンポーネントが、前記シンボルレベルに従って干渉除去を使用する、よう構成され、かつ、前記DCIメッセージが、前記第1のデータ信号の第1の変調および符号化方式(MCS)ならびに前記第2のデータ信号の第2のMCSを指示する、
請求項8に記載のUE。 - 前記干渉除去コンポーネントが、前記コードワードレベルに従って干渉除去を使用する、よう構成され、かつ、
前記DCIメッセージが前記第1の受信プロトコルを指示するという前記判断に応答して、前記プロセッサが、前記第2のデータ信号と関連付けられた無線ネットワーク仮識別(RNTI)を判断する、よう構成され、
前記プロセッサが、前記第2のデータ信号と関連付けられた前記RNTIに少なくとも部分的に基づいて前記第2のデータ信号を復号化する、よう構成される、
請求項8に記載のUE。 - 前記アンテナポートが、複数のセルRNTI(C−RNTI)を備える無線リソース制御(RRC)信号を受信する、ようさらに構成され、
前記プロセッサが、前記複数のC−RNTI間から前記第2のデータ信号と関連付けられた前記RNTIを判断する、よう構成される、
請求項12に記載のUE。 - 前記プロセッサが、前記第2のデータ信号と関連付けられたRNTIを判断するために、前記複数のC−RNTIの1つまたは複数に従って、前記第2のデータ信号の復号化を試みる、よう構成される、請求項13に記載のUE。
- 前記プロセッサが、前記DCIメッセージに基づいて、前記複数のC−RNTI間から前記第2のデータ信号と関連付けられた前記RNTIを判断する、よう構成される、
請求項13に記載のUE。 - 前記プロセッサが、前記DCIメッセージに基づいて、複数のNOMA固有RNTI間から前記第2のデータ信号と関連付けられた前記RNTIを判断する、よう構成される、
請求項12に記載のUE。 - 前記DCIメッセージが前記第1の受信プロトコルを指示するという前記判断に応答して、前記プロセッサが、前記NOMA伝送および前記復号化された第2のデータ信号の除去に基づいて、NOMAチャネル品質インジケータ(CQI)を判断する、よう構成され、
前記アンテナポートが、前記NOMA CQIを送信する、よう構成される、
請求項8に記載のUE。 - 命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記命令は、実行された場合、進化的NodeB(eNB)に、
直交多元接続(OMA)プロトコルの投影された第1のデータスループットおよび非直交多元接続(NOMA)プロトコルの投影された第2のデータスループットを判断させ、
前記投影された第1のデータスループットおよび前記投影された第2のデータスループットの間の比較に基づいて、前記OMAプロトコルまたは前記NOMAプロトコルを選択プロトコルとして選択させ、
前記NOMAプロトコルの選択に応答して、第1のUEに対する第1の電力割当比と、前記第1のUEより低い信号対干渉プラスノイズ比(SINR)を伴う、第2のUEに対する、前記第1の電力割当比より大きい、第2の電力割当比を判断させ、
物理的ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)を介して、第1の伝送モードに従って前記第1のUEと関連付けられた第1のデータ信号と、第2の伝送モードに従って前記第2のUEと関連付けられた第2のデータ信号とを送信させ、
前記NOMAプロトコルの選択に応答して、前記第1のデータ信号および前記第2のデータ信号は、前記第1の電力割当比による前記第1のデータ信号および前記第2の電力割当比による前記第2のデータ信号を備えるスーパーインポーズド信号として送信されるものであり、かつ、
前記命令は、実行された場合、進化的NodeB(eNB)に、さらに、物理的ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)を介して、前記第1のUEと関連付けられた第1のDCIメッセージおよび前記第2のUEと関連付けられた第2のDCIメッセージを送信させ、
前記第1のDCIメッセージおよび前記第2のDCIメッセージは、前記選択プロトコルを指示するものであり、
送信ダイバーシティを備える前記第1の伝送モードに応答して、前記スーパーインポーズド信号が、連続サブキャリアのペアにわたって送信ダイバーシティを介して送信されるか、または、
空間多重化を備える前記第1の伝送モードに応答して、前記スーパーインポーズド信号が、単一ビームを介して送信される、
コンピュータプログラム。 - 前記第1のDCIメッセージが、前記第2のデータ信号の変調および符号化方式(MCS)を指示する、
請求項18に記載のコンピュータプログラム。 - 前記第2のDCIメッセージが、前記第1のデータ信号の変調および符号化方式(MCS)を指示する、
請求項18または19に記載のコンピュータプログラム。 - 前記第1のDCIメッセージが、前記第1の電力割当比を指示する、
請求項18に記載のコンピュータプログラム。 - 前記第2のDCIメッセージが、前記第2の電力割当比を指示する、
請求項18に記載のコンピュータプログラム。 - 請求項18から22のいずれか一項に記載のコンピュータプログラムを記憶した有形のコンピュータで読取り可能な記憶媒体。
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