KR20100017152A

KR20100017152A - 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100017152A
Application number: KR1020097024143A
Authority: KR
Inventors: 요시히사 기시야마; 켄이치 히구치; 마모루 사와하시
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2010-02-16
Also published as: CN101690372B; BRPI0810611A2; US8873437B2; JP4954782B2; RU2009141913A; JP2008278342A; WO2008136469A1; CN101690372A; US20100128675A1; EP2144387A4; EP2144387A1

Abstract

기지국장치는, 수신 안테나 수가 다른 유저장치가 혼재해도 좋은 이동통신시스템에서 사용된다. 기지국장치는, 레퍼런스신호, 프라이머리 알림신호, 동기신호 및 L1/L2 제어신호를 소정의 신호 포맷으로 맵핑하는 수단과, 맵핑 후의 신호를 유저장치로 송신하는 수단을 갖는다. 어느 하나의 서브프레임에 대해서, 맵핑하는 수단은, (a) L1/L2 제어신호 및 프라이머리 알림신호가 시간다중되도록 맵핑하고, (b) 프라이머리 알림신호 및 동기신호를, 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭 안에 맵핑하고, (c) 소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호를, 소정의 대역폭 안에 맵핑하나, 다른 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호는, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하지 않는다.

기지국 장치, 레퍼런스 신호, 프라이머리 알림신호

Description

이동통신시스템에 있어서의 기지국장치 및 방법 {BASE STATION DEVICE AND METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 기술분야에 관련하며, 특히 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치 및 방법에 관한 것이다.

와이드밴드 부호분할 다중접속(W-CDMA) 방식, 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA) 방식, 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA) 방식 등의 후계가 되는 통신방식 - 즉 롱 텀 에볼루션(LTE:Long Term Evolution)이, W-CDMA의 표준화단체 3GPP에서 검토되고 있다. LTE에서의 무선 액세스 방식으로서, 하향링크에 대해서는 직교 주파수 분할 다중접속(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식이, 상향링크에 대해서는 싱글캐리어 주파수 분할 다중접속(SC-FDMA:Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식이 유망시되고 있다.

OFDM 방식은, 주파수대역을 복수의 좁은 주파수대역(서브캐리어)으로 분할하여, 각 서브캐리어에 데이터를 맵핑하여 전송을 수행하는 멀티캐리어 전송방식이다. 서브캐리어를 주파수축 상에 직교시키면서 촘촘히 나열함으로써 고속 전송을 실현하고, 주파수의 이용효율을 올리는 것을 기대할 수 있다.

SC-FDMA 방식은, 주파수대역을 단말마다 분할하여, 복수의 단말간에 다른 주 파수대역을 이용하여 전송하는 싱글캐리어 전송방식이다. 단말간의 간섭을 간이하고 효과적으로 저감할 수 있는 것에 더하여 송신전력의 변동을 작게 할 수 있으므로, 이 방식은 단말의 저소비 전력화 및 커버리지의 확대 등의 관점에서 바람직하다.

LTE 시스템에서는, 하향링크 및 상향링크 양방에 있어서, 이동국에 하나 이상의 리소스블록을 할당받음으로써 통신이 수행된다. 리소스블록은 시스템 내의 다수의 이동국에서 공유된다. LTE에서는 1ms인 서브프레임(Sub-frame)마다 복수의 이동국 중에서 어느 이동국에 리소스블록을 할당할지를 기지국이 결정한다(이 프로세스는 스케줄링이라 불린다.). 서브프레임은, 송신시간간격(TTI:Transmission Time Interval)이라 불려도 좋다. 하향링크에 있어서는, 기지국장치는, 스케줄링에서 선택된 이동국으로, 1 이상의 리소스블록에서 공유채널을 송신한다. 이 공유채널은, 물리 하향링크 공유채널(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)이라 불린다. 상향링크에 있어서는, 스케줄링에서 선택된 이동국이, 기지국에 대해서 1 이상의 리소스블록에서 공유채널을 송신한다. 이 공유채널은, 물리 상향링크 공유채널(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)이라 불린다.

공유채널을 이용한 통신시스템에 있어서는, 서브프레임마다, 어느 유저장치에 어느 공유채널을 할당할지를 시그널링(통지)할 필요가 있다. 이 시그널링에 이용되는 제어채널은, LTE에서는, 물리 하향링크 제어채널(PDCCH:Physical Downlink Control Channel) 또는 하향 L1/L2 제어채널(DL-L1/L2 Control Channel)이라 불린다. 물리 하향링크 제어채널(PDCCH)에는, 예를 들면, 하향 스케줄링 정보(Downlink Scheduling Information), 송달확인정보(ACK/NACK:Acknowledgement information), 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), 오버로드 인디케이터(Overload Indicator), 송신전력 제어커맨드 비트(Transmission Power Control Command Bit) 등이 포함된다.

하향 스케줄링 정보나 상향링크 스케줄링 그랜트가, 상기 시그널링할 필요가 있는 정보에 상당한다. 하향 스케줄링 정보에는, 하향링크의 공유채널에 관한 정보가 포함되고, 구체적으로는, 하향링크의 리소스블록(RB:Resource Block)의 할당정보, 유저장치의 식별정보(UE-ID), 데이터사이즈, 변조방식, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)에 관한 정보 등이 포함된다. 멀티 인풋 멀티 아웃풋(MIMO) 방식 또는 멀티 안테나 시스템이 사용되는 경우, 하향 스케줄링 정보에는, 스트림수, 프리코딩 벡터(Precoding Vector)에 관한 정보도 포함된다.

상향링크 스케줄링 그랜트에는, 상향링크의 공유채널에 관한 정보가 포함되고, 구체적으로는, 상향링크의 리소스 할당정보, UE의 ID, 데이터사이즈, 변조방식, 상향링크의 송신전력정보, 업링크 MIMO(Uplink MIMO)에 있어서의 디모듈레이션 레퍼런스 시그널(Demodulation Reference Signal)의 정보 등이 포함된다.

하향링크에 있어서는, 공통제어 물리채널(CCPCH:Common Control Physical Channel)도 송신된다. CCPCH에 포함되는 대표적인 것은, 알림채널(BCH:Broadcast Channel)이다. CCPCH에 의해 송신되는 알림채널은, 특히, 정적인 알림채널(static broadcast channel) 또는 프라이머리(primary) 알림채널(P-BCH)이라 불린다. 정적인 알림채널과는 별도로, 동적인 알림채널(Dynamic part) 또는 세컨더 리(secondary) 알림채널(S-BCH)도 존재하기 때문이다. 동적인 알림채널은, PDSCH에 맵핑된다. 이 경우, 하향 L1/L2 제어채널에 의해, 동적(dynamic)인 알림채널을 위한 하향 스케줄링 정보가 송신된다.

상향링크 제어채널에서는, 하향링크의 품질정보(CQI:Channel Quality Indicator) 및 물리 하향링크 공유채널의 송달확인정보(Acknowledgement Informaton) 등이 전송된다. CQI는, 하향링크에 있어서의 공유 물리채널의 스케줄링 처리나 적응변복조 및 부호화처리(AMCS:Adaptive Modulation and Coding Scheme) 등에 사용된다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

MIMO 방식은, 통신에 복수의 안테나를 이용함으로써 전송신호의 고속화 및/또는 고품질화를 도모하는 멀티 안테나 방식의 통신이다. MIMO 방식에서는 통신에 사용되는 안테나 수에 의존하여 신호처리 방식은 일반적으로 다르다. 현재 제안되어 있는 차세대 이동통신시스템에서는, 기지국장치의 송신에 대해서는, 1안테나 송신, 2안테나 송신 및 4안테나 송신이 제안되어 있으며, 수신에 대해서는 2안테나 수신 및 4안테나 수신이 제안되어 있다. 유저장치의 송신에 대해서는 1안테나 송신 및 2안테나 송신이 제안되어 있으며, 수신에 대해서는 2안테나 수신 및 4안테나 수신이 제안되어 있다. 장래의 이동통신시스템에서는, 유저장치 및 기지국장치에서 통신에 사용가능한 안테나 수의 조합이 복수조 존재할지도 모른다. 이 경우에, 기지국장치로부터 4안테나 각각으로부터 다른 신호가 송신되는 한편, 유저장치가 2안테나밖에 사용할 수 없었다고 하면, 그 유저장치는 하향신호를 적절히 복조할 수 없을 우려가 있다. 따라서, 복수의 안테나를 이용한 통신이 허용되는 셀에서는, 적어도 통신에 기초적인 정보에 대해서는, 기지국장치의 송신 안테나수나 유저장치의 수신 안테나 수에 관계없이, 확실히 전송되는 것이 요구된다. 특히, 상기 프라이머리 알림채널(P-BCH)은, 시스템 대역폭이나 하향 레퍼런스신호의 송신전력 등과 같은 중요한 정보를 포함하므로, 셀 서치 직후에 신속히 유저장치에서 확실히 수신할 수 있을 것이 요구된다. 그러나 장래의 LTE를 이용한 시스템에서, 프라이머리 알림채널 등의 신호를 어떻게 전송해야 하는지에 대해서는 현재 미정이며, 더 검토를 요한다.

본 발명의 과제는, 기지국장치의 송신 안테나 수가 미지이어도 유저장치가 프라이머리 알림정보를 적절히 수신할 수 있도록 하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 일 형태에 따르면, 수신 안테나 수가 다른 유저장치가 혼재해도 좋은 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치가 사용된다. 기지국장치는, 레퍼런스신호, 프라이머리 알림신호, 동기신호 및 L1/L2 제어신호를 소정의 신호 포맷으로 맵핑하는 수단과, 맵핑 후의 신호를 유저장치로 송신하는 수단을 갖는다. 어느 하나의 서브프레임에 대해서, 상기 맵핑하는 수단은, (a) L1/L2 제어신호 및 프라이머리 알림신호가 시간다중되도록 맵핑하고, (b) 프라이머리 알림신호 및 동기신호를, 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭 안에 맵핑하고, (c) 소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호를, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하나, 다른 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호는, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하지 않는다.

발명의 효과

본 발명에 따르면, 기지국장치의 송신 안테나 수가 미지이어도 유저장치가 프라이머리 알림정보를 적절히 수신할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신시스템을 나타내는 도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국장치의 부분 블록도이다.

도 3은 도 2의 기지국장치의 베이스밴스 신호 처리부의 부분 블록도이다.

도 4는 레이어1 처리부에서 수행되는 신호 맵핑의 일 예를 나타내는 도이다.

도 5는 L1/L2 제어채널이 소정의 대역 내외에서 다른모양으로 맵핑되는 예를 나타내는 도이다.

도 6은 도 5와는 다른 맵핑 예를 나타내는 도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유저장치의 부분 블록도이다.

도 8은 도 7의 유저장치의 베이스밴드 신호 처리부의 부분 블록도이다.

도 9는 스트림마다 송신 안테나가 대응지어져 있는 상태를 나타내는 도이다.

도 10은 각 스트림이 프리코딩 후에 송신되는 상태를 나타내는 도이다.

부호의 설명

50 셀

100₁, 100₂, 100₃, 100_n 유저장치

102 송수신 안테나

104 앰프부

106 송수신부

108 베이스밴드 처리부

110 애플리케이션부

1081 레이어1 처리부

1082 MAC 처리부

200 기지국장치

202 송수신 안테나

204 앰프부

206 송수신부

208 베이스밴드 신호 처리부

210 무선리소스 관리부

212 전송로 인터페이스

2081 레이어1 처리부

2082 MAC 처리부

2083 RLC 처리부

300 액세스 게이트웨이 장치

400 코어 네트워크

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

설명의 편의상, 본 발명이 몇 개의 실시 예로 나뉘어 설명되나, 각 실시 예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 2 이상의 실시 예가 필요에 따라서 사용되어도 좋다.

실시 예 1

(시스템 개요)

도 1은 본 발명의 실시 예에서 사용되는 이동통신시스템을 나타낸다. 이동통신시스템(1000)은, 예를 들면 LTE(Evolved UTRA and UTRAN 또는 Super 3G이어도 좋다)가 적용되는 시스템이다. 이동통신시스템(1000)은, 기지국장치(eNB:eNode B)(200)와, 기지국장치(200)와 통신하는 복수의 이동국(100_n(100₁, 100₂, 100₃, …100_n, n은 양의 정수))을 갖는다. 기지국장치(200)는, 상위국, 예를 들면 액세스 게이트웨이 장치 또는 이동관리노드(MME/UPE)(300)와 접속되고, 액세스 게이트웨이 장치(300)는, 코어 네트워크(400)와 접속된다. 이동국(100_n)은 셀(50)에 있어서 기지국장치(200)와 LTE에 의해 통신을 수행하고 있다. 설명의 편의상, 기지국장치와 무선통신하는 것은 이동국이나, 보다 일반적으로는 이동단말도 고정단말도 포함하는 유저장치(UE:User Equipment)이어도 좋다.

(기지국장치)

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국장치(200)를 나타낸다. 도 2에는, 송수신 안테나(202)와, 앰프부(204)와, 송수신부(206)와, 베이스밴드 신호 처리부(208)와, 리소스 관리부(210)와, 전송로 인터페이스(212)가 도시되어 있다. 도시의 간명화를 위해, 송수신 안테나(202)는 하나밖에 도시되어 있지 않으나, 실제로는 복수개 마련되어 있다. 본 실시 예에서는, 제1 내지 제4 스트림이 제1 내지 제4 송수신 안테나로부터 송신되는 것으로 한다. 설명의 편의상, (1) 하향 처리와 (2) 상향 처리를 나누어 설명한다.

(1) 하향링크에 의해 기지국장치(200)로부터 유저장치(100_n)로 송신되는 유저데이터는, 기지국장치(200)의 상위에 위치하는 상위국(예를 들면 MME/UPE 또는 액세스 게이트웨이 장치(300))으로부터 전송로 인터페이스(212)를 통해서 베이스밴드 신호 처리부(208)에 입력된다. 베이스밴드 신호 처리부(208)에서는, 유저데이터의 분할·결합, RLC(radio link control) 재송제어의 송신처리 등의 RLC 레이어의 송신처리, MAC(Medium Access Control) 재송제어, 예를 들면 HARQ의 송신처리, 스케줄링, 전송 포맷 선택, 채널 부호화, 역 고속 푸리에 변환(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform) 처리 등이 수행되고, 처리 후의 신호가 송수신부(206)에 전송된다. 또, 하향링크의 제어채널인 물리 하향링크 제어채널의 신호에 관해서도, 채널 부호화나 역 고속 푸리에 변환 등의 송신처리가 수행되고, 송수신부(206)에 전송된다. 송수신부(206)에서는, 베이스밴드 신호 처리부(208)로부터 출력된 베이스밴드 신호가 무선주파수대로 변환되도록 주파수 변환처리가 수행되고, 그 후 신호 는 앰프부(204)에서 증폭되어 송수신 안테나(202)로부터 송신된다.

(2) 기지국장치(200)는 상향링크에서 유저장치(100_n)로부터 송신된 데이터를 수신한다. 송수신 안테나(202)에서 수신된 무선주파수 신호는 앰프부(204)에서 증폭되고, 송수신부(206)에서 주파수 변환되어 베이스밴드 신호로 변환되고, 베이스밴드 신호 처리부(208)에 입력된다. 베이스밴드 신호 처리부(208)에서는, 입력된 베이스밴드 신호에 포함되는 유저데이터에 대해서, FFT 처리, 오류정정복호, MAC 재송제어의 수신처리, RLC 레이어의 수신처리가 이루어지고, 처리 후의 신호는 전송로 인터페이스(212)를 통해서 액세스 게이트웨이 장치(300)로 전송된다.

리소스 관리부(210)는, 통신 채널의 설정이나 해방 등의 호 처리나, 무선기지국(200)의 상태처리나, 무선 리소스의 관리를 수행한다.

도 3을 참조하면서, 베이스밴드 신호 처리부(208)의 구성에 대해서 설명한다.

베이스밴드 신호 처리부(208)는, 레이어1 처리부(2081)와, MAC 처리부(2082)와, RLC 처리부(2083)를 갖는다.

RLC 처리부(2083)에서는, 하향링크의 패킷 데이터에 관한, 분할·결합, RLC 재송 제어의 송신처리 등의 RLC 레이어의 송신처리와, 상향링크의 데이터에 관한, 분할·결합, RLC 재송 제어의 수신처리 등의 RLC 레이어의 수신처리가 수행된다.

MAC 처리부(2082)는, 하향링크의 유저데이터의 MAC 재송제어, 예를 들면 HARQ의 송신처리나, 스케줄링 처리, 전송포맷의 선택처리, 주파수 리소스의 할당처 리 등을 수행한다. 여기서, 스케줄링 처리란, 어느 서브프레임의 하향링크에서 공유채널을 이용하여 유저데이터의 수신을 수행하는 유저장치를 선별하는 처리를 가리킨다. 전송포맷의 선택처리란, 스케줄링에 의해 선별된 유저장치가 수신하는 유저데이터의 변조방식이나 부호화율, 데이터사이즈를 결정하는 처리를 가리킨다. 변조방식, 부호화율, 데이터사이즈의 결정은, 예를 들면, 유저장치로부터 상향링크에 있어서 보고되는 CQI의 좋고 나쁨에 기초하여 수행된다. 주파수리소스의 할당 처리란, 스케줄링에 있어서 선별된 유저장치가 수신하는 유저데이터에 이용되는 리소스블록을 결정하는 처리를 가리킨다. 리소스블록의 결정은, 예를 들면, 유저장치로부터 상향링크에 있어서 보고되는 CQI에 기초하여 수행된다. 그리고, MAC 처리부(2082)는, 상술한 다양한 처리(스케줄링 처리, 전송포맷의 선택처리, 주파수리소스의 할당처리)에 의해 결정되는 물리 하향링크 공유채널을 이용하여 통신을 수행하는 유저의 ID와, 그 유저데이터의 트랜스포트 포맷의 정보를 레이어1 처리부(2081)에 통지한다.

또, MAC 처리부(2082)는, 상향링크의 유저데이터의 MAC 재송제어의 수신처리와, 스케줄링처리, 전송포맷의 선택처리, 주파수리소스의 할당처리 등을 수행한다. 여기서, 스케줄링 처리란, 어느 서브프레임에 있어서 공유채널을 이용하여 유저데이터의 송신을 수행하는 유저장치를 선별하는 처리를 가리킨다. 전송포맷의 선택처리란, 스케줄링에 있어서 선별된 유저장치가 송신하는 유저데이터에 관한 변조방식과 부호화율, 데이터 사이즈를 결정하는 처리를 가리킨다. 변조방식, 부호화율, 데이터 사이즈의 결정은, 예를 들면, 유저장치로부터 상향링크에 있어서 송신하는 사 운딩용 레퍼런스신호의 SIR에 기초하여 수행된다. 주파수 리소스의 할당처리란, 스케줄링에 있어서 선별된 유저장치가 송신하는 유저데이터의 송신에 이용되는 리소스블록을 결정하는 처리를 가리킨다. 리소스블록의 결정은, 예를 들면, 유저장치로부터 상향링크에 있어서 송신하는 사운딩용 레퍼런스신호의 SIR에 기초하여 수행된다. 그리고, MAC 처리부(2082)는, 상술한 다양한 처리(스케줄링 처리, 전송포맷의 선택처리, 주파수리소스의 할당처리)에 의해 결정되는 물리 상향링크 공유채널을 이용하여 통신을 수행하는 유저의 ID와, 그 유저데이터의 트랜스포트 포맷의 정보를 레이어1 처리부(2081)에 통지한다.

레이어1 처리부(2081)에서는, 하향링크에서 송신되는 데이터의 채널 부호화와 IFFT 처리, 상향링크에서 수신되는 데이터의 채널 복호화와 FFT 처리 등이 수행된다. 여기서, 송신 또는 수신되는 데이터란, 예를 들면, 웹 브라우징(Web browsing)이나 파일 전송 프로토콜(FTP), 음성 패킷(VoIP) 등에 의한 IP 패킷이나, 무선 리소스 제어(RRC:Radio Resource Control)의 처리를 위한 제어신호 등이다. 또, 상기 유저데이터는, 논리채널로서의 호칭은, 예를 들면, DTCH나 DCCH이다.

레이어1 처리부(2081)는, 다운링크 스케줄링 정보(물리 하향링크 공유채널을 이용하여 통신을 수행하는 유저의 ID와, 그 유저데이터의 트랜스포트 포맷의 정보 등), 업링크 스케줄링 그랜트(물리 상향링크 공유채널을 이용하여 통신을 수행하는 유저의 ID와, 그 유저데이터의 트랜스포트 포맷의 정보 등)를 MAC 처리부(2082)로부터 수신한다. 또, 레이어 처리부(2081)는, 다운링크 및 업링크의 스케줄링 정보에 대해서, 채널 부호화와 IFFT 처리 등의 송신처리를 수행한다. 다운링크 및 업링 크의 스케줄링 정보는, 하향링크 제어채널에서 어느 물리 하향링크 제어채널에 맵핑된다. 하향 레퍼런스신호는, 송신 다이버시티를 수행하면서 송신되어도 좋다. 송신 다이버시티는 해당 기술분야에서 기지인 적절한 어떠한 방법으로 이루어져도 좋다. 예를 들면, 사이클릭 지연 다이버시티(CDD:Cyclic Delay Diversity)방식, FSTD(Frequency Switched Transmit Diversity)방식, SFBC(Space Frequency Block Coding)방식, STBC(Space Time Block Coding)방식 등이 사용되어도 좋다. 본 실시 예에서는 2개의 안테나를 이용한 SFBC 방식의 송신 다이버시티가 수행된다. 레이어1 처리부(2081)는, 알림정보 생성부(2084)로부터 알림정보를 수신하고, 상기 알림정보에 대해서, 채널 부호화와 IFFT 처리 등의 송신처리를 수행한다.

알림정보 생성부(2084)는, 셀 내의 유저에 알리는 알림정보를 생성한다. 알림정보는, 예를 들면, 시스템 대역폭에 관한 정보나, 하향링크의 레퍼런스신호의 송신전력에 관한 정보나, MBMS의 데이터가 송신되는 서브프레임에 관한 정보나, 상향링크의 간섭량에 관한 정보나, 물리 랜덤 액세스 채널에 관한 정보 등이다. 상술한 바와 같이, 알림정보에는 프라이머리 알림정보(P-BCH) 및 세컨더리 알림정보(S-BCH)가 있다. 프라이머리 알림정보(P-BCH)는, 셀 서치 후 신속히 유저장치가 수신해야 할 레이어1 정보를 포함하며, 예를 들면, 시스템 대역폭에 관한 정보나, 하향링크의 레퍼런스신호의 송신전력에 관한 정보 등이 P-BCH에 해당한다. P-BCH는 공통제어 물리채널(CCPCH)로 전송되고, S-BCH는 하향 물리 공유채널(PDSCH)로 전송된다.

(신호 맵핑 예)

도 4는 레이어1 처리부(2081)에서 수행되는 신호 맵핑의 일 예를 나타낸다. 도 4는, 어느 시스템 대역(예를 들면, 5MHz, 10MHz, 20MHz 등)의 일부분으로, 1서브프레임(예를 들면, 1ms)의 기간에 전송되는 신호의 맵핑 예를 나타낸다. 신호는 적절한 어떠한 하향링크의 신호이어도 좋으나, 도시된 예에서는, 레퍼런스신호(RS), 프라이머리 알림채널(P-BCH), 동기채널(SCH), L1/L2 제어채널, 하향 물리 공유채널(PDSCH)이 맵핑되어 있다. 단, 프라이머리 알림채널(P-BCH)은 모든 서브프레임에 포함되어 있는 것은 아니며, 예를 들면 10서브프레임에 한번과 같은 소정의 주기로 유저에 송신된다. 기지국장치는, 제1 내지 제4 스트림을 4개의 송수신 안테나로부터 송신하는 것으로 한다. 제1 내지 제4 스트림 각각에는, 제1 내지 제4 레퍼런스신호가 각각 관련지어져 있다. 도시의 간명화를 위해, 도 4에서는 1서브프레임이 14개의 베이직 타임 유닛(basic time unit)을 포함하고, 1리소스블록이 6개의 서브캐리어를 포함하도록 도시되어 있으나, 이들의 수치는 단순한 예시이며, 적절한 어떠한 수치가 사용되어도 좋다(예를 들면, 1 리소스블록에 12개의 서브캐리어가 포함되어도 좋다.). 베이직 타임 유닛은, OFDM 심볼 하나분에 상당한다. 또한, 하나의 베이직 타임 유닛 및 하나의 서브캐리어로 특정되는 부분은, 리소스 엘리먼트(resource element)라고 불린다.

도 4의 신호 맵핑 예는, 이하와 같은 다양한 특징을 갖는다.

1. 프라이머리 알림채널(P-BCH)은, 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭에밖에 맵핑되지 않는다. 소정의 대역폭은, 일 예로서 1.25MHz(리소스블록 6개분)이나, 어느 유저장치에서도 수신 가능한 대역폭 이하의 적절한 어떠한 수치로 설정되어도 좋다. P-BCH가 시스템대역 중앙에 한정하여 맵핑되는 것은, 5MHz, 10MHz, 20MHz 등의 다양한 시스템 대역폭에 상관없이, 유저장치가 수신할 수 있도록 하기 위함이다.

2. L1/L2 제어채널 및 프라이머리 알림채널(P-BCH)은 시간다중된다. L1/L2 제어채널은, 카테고리 제로 정보(Cat.0)가 나타내는 값에 의존하여, 하나 내지 3개의 OFDM 심볼(베이직 타임 유닛)에 맵핑되는 것이 원칙이다. 그러나, 적어도 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭(1.25MHz) 안에서는, L1/L2 제어채널은 반드시 2개의 OFDM 심볼을 차지하고, 나머지 OFDM 심볼에 프라이머리 알림채널이 포함되도록 제한된다. 이와 같은 제한을 부과함으로써, 프라이머리 알림채널(P-BCH)이 맵핑되는 OFDM 심볼 수를, 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 유저장치는, P-BCH가 맵핑되어 있는 위치(시간 및 주파수)를, 카테고리 제로 정보(Cat.0)에 관계없이 간이하게 특정할 수 있다(특히, 셀 서치 후, 신속히 특정할 수 있다.).

3. L1/L2 제어채널이 맵핑되지 않는 부분 중, 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭 안에서는, 제3 및 제4 송수신 안테나에 관한 레퍼런스신호는 맵핑되지 않는다. 즉, 프라이머리 알림채널(P-BCH)이 맵핑되어도 좋은 부분(리소스 엘리먼트)에, 제3 및 제4 송수신 안테나용의 레퍼런스신호가 맵핑되는 것은 금지된다. 반대로, 제3 및 제4 송수신 안테나용의 레퍼런스신호는, 프라이머리 알림채널(P-BCH)이 결코 맵핑되지 않는 부분(리소스 엘리먼트)에 맵핑된다. 이와 같은 제한을 부과함으로써, 프라이머리 알림채널(P-BCH)이, 2안테나밖에 수신할 수 없는 유저장치에서도 확실히 복조할 수 있도록 한다.

4. 프라이머리 알림채널(P-BCH)이 차지하는 대역폭과, 동기채널(SCH)이 차지하는 대역폭은, 동일한 대역폭을 차지한다. 도시된 예에서는, 모두 시스템대역 중앙의 1.25MHz를 차지하고 있다. 이에 따라, 셀 서치에 있어서의 동기채널의 검출과 마찬가지로, 프라이머리 알림채널을 검출하기 쉽게 할 수 있다.

도 4의 신호 포맷은 상기와 같은 특징을 가지므로, 카테고리 제로 정보, 시스템대역폭, 송신 안테나 수 등의 정보가 없어도, 유저장치는 셀 서치 후 신속하게 프라이머리 알림채널을 확실히 수신할 수 있다.

상술한 바와 같이, L1/L2 제어채널은, 카테고리 제로 정보(Cat.0)가 나타내는 값에 의존하여, 하나 내지 3개의 OFDM 심볼(베이직 타임 유닛)에 맵핑되는 것이 원칙이다. 따라서, 상기 2.와 같은 제약을 마련하는 경우, L1/L2 제어채널의 맵핑 방법에 몇 개의 선택지를 생각할 수 있다.

도 5는 선택지의 하나를 나타낸다. 시스템대역 중앙의 1.25MHz의 대역폭 내외에서, L1/L2 제어채널이 맵핑되는 OFDM 심볼 수는, 달라도 좋다. 도시된 예에서는, 1.25MHz의 대역폭 안에서는, L1/L2 제어채널은 2개의 OFDM 심볼에 맵핑되고, 그 이외의 대역에서는 3개의 OFDM 심볼에 맵핑되어 있다.

도 6은 다른 선택지를 나타낸다. 프라이머리 알림채널(P-BCH)이 맵핑되는 서브프레임에서는, L1/L2 제어채널은 반드시 2개의 OFDM 심볼에 맵핑된다. P-BCH가 맵핑되지 않는 서브프레임에서는, 카테고리 제로 정보(Cat.0)가 나타내는 값에 의존하여, L1/L2 제어채널은 하나 내지 3개의 OFDM 심볼에 맵핑된다. 도시된 예에서는, L1/L2 제어채널은, P-BCH를 포함하는 서브프레임에서는 2개, 다음의 서브프레 임에서는 3개, 그 다음의 서브프레임에서는 하나의 OFDM 심볼에 맵핑되어 있다.

(유저장치)

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유저장치(100_n)를 나타낸다. 도 7에는, 송수신 안테나(102)와, 앰프부(104)와, 송수신부(106)와, 베이스밴드 신호 처리부(108)와, 애플리케이션부(110)가 도시되어 있다. 도 2의 기지국장치의 경우와 마찬가지로, 하나의 송수신 안테나밖에 도시되어 있지 않으나, 실제로는 복수의 송수신 안테나가 구비되어 있다.

하향링크의 데이터에 대해서는, 송수신 안테나(102)에서 수신된 무선주파수 신호가 앰프부(104)에서 증폭되고, 송수신부(106)에서 주파수 변환되어 베이스밴드 신호로 변환된다. 이 베이스밴드 신호에 대해서, 베이스밴드 신호 처리부(108)에서 FFT 처리나, 오류정정복호, 재송제어의 수신처리 등이 이루어진다. 상기 하향링크의 데이터 중, 하향링크의 유저데이터는, 애플리케이션부(110)로 전송된다. 애플리케이션부(110)는, 물리 레이어나 MAC 레이어보다 상위의 레이어에 관한 처리 등을 수행한다. 또, 상기 하향링크의 데이터 중, 알림정보도, 애플리케이션부(110)로 전송된다.

한편, 상향링크의 유저데이터에 대해서는, 애플리케이션부(110)로부터 베이스밴드 신호 처리부(108)에 입력된다. 베이스밴드 신호 처리부(108)에서는, 재송제어(HARQ)의 송신처리, 채널 부호화, IFFT 처리 등이 수행되어 송수신부(106)로 전송된다. 송수신부(106)에서는, 베이스밴드 신호 처리부(108)로부터 출력된 베이스 밴드 신호를 무선주파수대로 변환하는 주파수 변환처리가 실시되고, 그 후의 신호는 앰프부(104)에서 증폭되어 송수신 안테나(102)로부터 송신된다.

도 8을 참조하면서, 베이스밴드 신호 처리부(108)의 구성에 대해서 설명한다. 베이스밴드 신호 처리부(108)는, 레이어1 처리부(1081)와, MAC 처리부(1082)를 갖는다.

레이어1 처리부(1081)는, 일반적으로는, 하향 L1/L2 제어신호를 수신하고, 복조 및 복호를 수행하고, 그 복호결과를 MAC 처리부(1082)로 송신한다. 하향 레퍼런스신호 등에 관해 송신 다이버시티가 수행되고 있는 경우에는, 기지국장치에서 수행되고 있는 송신 다이버시티의 방법에 맞추어, 대응하는 수신 다이버시티가 수행된다. 레이어1 처리부(1081)는, 도 4에 도시되는 바와 같이 맵핑된 각 신호를, 개개로 분리하는 처리를 수행한다.

레이어1 처리부(1081)는, 어느 서브프레임의 상향링크에 있어서 유저데이터를 송신하는 경우에는, MAC 처리부(1082)로부터 유저데이터를 수신한다. 레이어1 처리부(1081)는, 그 유저데이터에 관해서, 부호화나 데이터변조 등의 처리와 DFT 처리, 서브캐리어 맵핑 처리, IFFT 처리 등을 수행하고, 그것들을 베이스밴드 신호로서 송수신부로 송신한다. 레이어1 처리부(1081)는, 어느 서브프레임의 상향링크에 있어서 제어채널을 송신하는 경우에는, 그 제어신호(예를 들면, CQI나 송달확인정보)에 관해서, 채널 부호화 처리, 데이터 변조처리, 이산 푸리에 변환(DFT) 처리, 서브캐리어 맵핑 처리, IFFT 처리 등을 수행하고, 그것들을 베이스밴드 신호로서 송수신부로 송신한다.

MAC 처리부(1082)는, 레이어1 처리부(1081)로부터 수신한 물리 하향링크 제어채널의 복호결과에 기초하여, 하향링크의 유저데이터의 MAC 재송제어의 수신처리 등을 수행한다. 즉, 하향링크에 있어서 공유채널을 이용한 통신을 수행하는 것이 통지되고 있는 경우에는, 수신한 유저데이터에 관해서 복호를 수행하고, 유저데이터의 신호가 잘못되었는지 여부의 CRC 체크를 수행한다. 그리고, 상기 CRC 체크의 결과에 기초하여 송달확인정보를 생성하고, 레이어1 처리부(1081)에 통지한다. CRC 체크의 결과가 OK인 경우에는 송달확인정보로서 긍정응답신호 ACK를 생성하고, CRC 체크의 결과가 NG인 경우에는 송달확인정보로서 부정응답신호 NACK를 생성한다.

MAC 처리부(1082)는, 레이어1 처리부(1081)로부터 수신한 물리 하향링크 제어채널에 포함되는 업링크 스케줄링 그랜트의 복호결과에 기초하여, 상향링크의 유저데이터의 송신 포맷의 결정이나, MAC 레이어에 있어서의 재송제어 등의 송신처리를 수행한다. 즉, 레이어1 처리부(1081)로부터 수신한 물리 하향링크 제어채널에 있어서, 상향링크에 있어서 공유채널을 이용한 통신을 수행하는 것이 허가된 경우에는, 송신하는 유저데이터에 관해서, 송신 포맷의 결정이나 재송제어 등의 송신처리를 수행하고, 그 유저데이터를 레이어1 처리부(1081)에 부여한다.

실시 예 2

상술한 바와 같이 기지국장치는 제1 내지 제4 송신 스트림을 4개의 송수신 안테나로부터 송신한다.

도 9는, 스트림 하나에 안테나 하나가 대응지어져 있는 경우에, 좌측과 같이 맵핑된 신호가 송신되는 상태를 나타낸다. 도면 중 세로축은 전력밀도(power density)에 상당한다. 도시의 간명화를 위해, 제1 및 제3 스트림에 관한 신호밖에 도시되어 있지 않으나, 제2 및 제4 스트림에 대해서도 동일한 신호가 존재한다. 각 스트림은 대응하는 전력증폭기(PA)에 입력되고, 적절히 증폭된 후에 각 안테나로부터 송신된다. 제1 내지 제4 스트림 각각에는 레퍼런스 신호 1^stRS, 2^ndRS, 3^rdRS, 4^thRS가 각각 대응지어져 있으며, 각 송신 스트림에 필요에 따라서 포함된다. 유저장치에 있어서의 채널 보상이나 수신품질 측정 등은, 레퍼런스신호에 기초하여 수행되므로, 레퍼런스신호가 적절히 수신되는 것은 특히 중요하다. 때문에, 레퍼런스신호는, 다른 신호보다도 높은 전력밀도를 갖도록 설정된다.

한편, 도 4 등에 도시되어 있는 바와 같이, 레퍼런스신호는 어느 OFDM 심볼에도 포함되어 있는 것은 아니다. 따라서, OFDM 심볼(베이직 타임 유닛)은, 레퍼런스신호를 포함하기도 포함하지 않기도 한다. 이것은, 하나의 OFDM 심볼 중에서의 전력밀도의 변동이, 크기도 작기도 하는 것을 의미한다. 레퍼런스신호를 포함하는 OFDM 심볼은 전력밀도 변화가 크고, 레퍼런스신호를 포함하지 않는 OFDM 심볼은 전력밀도 변화가 작다.

다른 한편, 각 송수신 안테나에 구비되어 있는 전력증폭기(PA)의 증폭효율 또는 이용효율은, 입력되는 신호의 전력밀도 변화의 크기에 의존한다. 레퍼런스신호가 맵핑되는 빈도는 비교적 작다(예를 들면, 6서브캐리어에 하나의 비율로 맵핑되어도 좋다.). 따라서, 레퍼런스신호를 포함하는 OFDM 심볼에 대해서는, 저빈도로밖에 포함되어 있지 않은 높은 전력밀도의 레퍼런스신호에 기인하여, 전력증폭 기(PA)의 이용효율은 상당히 저하되어 버릴 것이 우려된다.

본 발명의 제2 실시 예는, 기지국장치에 구비되는 복수의 송신 안테나 각각에 부수하는 송신 앰프의 이용효율의 향상을 도모하기 위해 이루어진다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기지국장치의 일부를 나타낸다. 도 9의 경우와는 달리, 제1 내지 제4 송신 스트림은, 프리코딩부에서 프리코딩된 후에, 4개의 송수신 안테나로부터 송신된다. 프리코딩부는, 복수의 송신 스트림(#1∼#4)을 수신하고, 각 송신 스트림을 소정수개로 복제하고, 복제 후의 송신 스트림 각각을 가중 합성함으로써, 프리코딩된 복수의 송신 스트림을 출력한다. 프리코딩된 복수의 송신 스트림은, 복수의 송수신 안테나로부터 송신된다. '가중'에 사용되는 가중계수 또는 웨이트가, 프리코딩 벡터에 상당한다. 도시된 예에서는 가중계수는 ±1/2이나, 적절한 어떠한 수가 사용되어도 좋다. 제1 송신 스트림 #1은, 제1 송신 안테나 하나뿐만 아니라, 제1 및 제3 송수신 안테나로부터 송신된다. 제1 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스 신호는, 제1 및 제3 송수신 안테나로부터 절반의 전력밀도로 각각 송신되어도 좋다. 그 결과, 제1 및 제3 전력증폭기(PA)에 각각 입력되는 신호의 전력밀도의 변화는, 도 9의 경우보다 작아지게 된다. 이리하여 본 실시 예에 따르면, 전력증폭기(PA) 각각의 입력신호 레벨(전력밀도)의 변동을 작게 함으로써, 전력증폭기의 이용효율의 향상을 도모할 수 있다.

도시된 예에서는, 하나의 송신 스트림이 2계통으로 복제되고, 하나의 송신 스트림이 2개의 안테나로부터 송신되고 있으나, 하나의 송신 스트림이 4계통으로 복제되고, 4개의 안테나로부터 송신되어도 좋다. 하나의 송신 스트림이 많은 송신 안테나로부터 송신될수록, 각 전력증폭기(PA)의 입력신호 레벨의 변동을 평탄화할 수 있다.

이상 본 발명은 특정의 실시 예를 참조하면서 설명되어 왔으나, 각 실시 예는 단순한 예시에 지나지 않으며, 당업자는 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등을 이해할 것이다. 발명의 이해를 촉진하기 위해 구체적인 수치 예를 이용하여 설명이 이루어졌으나, 특별히 단서가 없는 한, 그들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며 적절한 어떠한 값이 사용되어도 좋다. 각 실시 예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 2 이상의 실시 예가 필요에 따라서 사용되어도 좋다. 설명의 편의상, 본 발명의 실시 예에 따른 장치는 기능적인 블록도를 이용하여 설명되었으나, 그와 같은 장치는 하드웨어로, 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 실현되어도 좋다. 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신으로부터 일탈하지 않고, 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등이 본 발명에 포함된다.

본 국제출원은 2007년 5월 1일에 출원한 일본국 특허출원 제2007-121305호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims

수신 안테나 수가 다른 유저장치가 혼재 가능한 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치에 있어서,

레퍼런스신호, 프라이머리 알림신호, 동기신호 및 L1/L2 제어신호를 소정의 신호 포맷으로 맵핑하는 수단;

맵핑 후의 신호를 유저장치로 송신하는 수단;을 가지며,

어느 하나의 서브프레임에 대해서, 상기 맵핑하는 수단은,

L1/L2 제어신호 및 프라이머리 알림신호가 시간다중되도록 맵핑하고,

프라이머리 알림신호 및 동기신호를, 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭 안에 맵핑하고,

소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호를, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하나, 다른 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호는, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하지 않는 기지국장치.
제 1항에 있어서,

상기 프라이머리 알림신호 및 상기 동기신호가, 같은 대역폭을 차지하는 기지국장치.
제 1항에 있어서,

상기 소정의 대역 이외의 대역에서는, 상기 소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호도, 상기 다른 소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호도 맵핑되어 있는 기지국장치.
제 1항에 있어서,

L1/L2 제어신호가 맵핑되는 직교 주파수 분할다중(OFDM) 심볼 수는, 상기 어느 하나의 서브프레임과 다른 서브프레임에서 달라도 좋은 기지국장치.
제 1항에 있어서,

L1/L2 제어신호가 맵핑되는 직교 주파수 분할다중(OFDM) 심볼 수는, 상기 어느 하나의 서브프레임 안에서, 상기 소정의 대역폭의 내외에서 달라도 좋은 기지국장치.
제 1항에 있어서,

소정수의 입력신호계열 각각을 복제하고, 복제된 계열 각각에 프리코딩 벡터를 적용하여, 복수의 출력신호계열을 마련하는 수단을 더 가지며,

하나의 입력신호계열에 포함되는 특정의 리소스 엘리먼트에 맵핑되는 레퍼런스신호가, 프리코딩 후에 복수의 송신 안테나로부터 송신되는 기지국장치.
수신 안테나 수가 다른 유저장치가 혼재해도 좋은 이동통신시스템의 기지국 장치에서 사용되는 방법에 있어서,

레퍼런스신호, 프라이머리 알림신호, 동기신호 및 L1/L2 제어신호를 소정의 신호 포맷으로 맵핑하는 단계;

맵핑 후의 신호를 유저장치로 송신하는 단계;를 가지며,

어느 하나의 서브프레임에 대해서, 상기 맵핑하는 단계는,

L1/L2 제어신호 및 프라이머리 알림신호가 시간다중되도록 맵핑하고,

프라이머리 알림신호 및 동기신호를, 시스템대역 중앙의 소정의 대역폭 안에 맵핑하고,

소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호를, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하나, 다른 소정의 송신 스트림에 포함되는 레퍼런스신호는, 상기 소정의 대역폭 안에 맵핑하지 않는 기지국장치에서 사용되는 방법.
수신 안테나 수가 다른 유저장치가 혼재해도 좋은 이동통신시스템에서 사용되는 기지국장치에 있어서,

소정수의 입력신호계열 각각을 복제하고, 복제된 계열 각각에 프리코딩 벡터를 적용하여, 복수의 출력신호계열을 마련하는 수단;

상기 복수의 출력신호계열을 포함하는 송신신호를 복수의 송신 안테나로부터 송신하는 수단;을 가지며,

상기 소정수의 입력신호계열 중의 어느 계열은, 특정의 리소스 엘리먼트에 맵핑된 레퍼런스신호를 포함하고, 상기 레퍼런스신호는, 프리코딩 후에 복수의 송 신 안테나로부터 송신되는 기지국장치.
수신 안테나 수가 다른 유저장치가 혼재해도 좋은 이동통신시스템의 기지국장치에서 사용되는 방법에 있어서,

소정수의 입력신호계열 각각을 복제하고, 복제된 계열 각각에 프리코딩 벡터를 적용하여, 복수의 출력신호계열을 마련하는 단계;

상기 복수의 출력신호계열을 포함하는 송신신호를 복수의 송신 안테나로부터 송신하는 단계;를 가지며,

상기 소정수의 입력신호계열 중의 어느 계열은, 특정의 리소스 엘리먼트에 맵핑된 레퍼런스신호를 포함하고, 상기 레퍼런스신호는, 프리코딩 후에 복수의 송신 안테나로부터 송신되는 기지국장치에서 사용되는 방법.