(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム内で基地局において端末に参照信号を送信する方法であって、
第１ランクに対応する第１パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信することと、
ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信することと
を含み、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含み、
時間軸における前記参照信号の密度は、前記ランクが前記第１ランクから前記第２ランクに変更される場合、増加する、方法。
【請求項２】
前記端末から、前記基地局と前記端末との間のチャネルのランクに関する情報を受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ランクが前記第１ランクから前記第２ランクに変更された場合、前記端末から前記第２パターンに関する情報を受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記端末から上りリンクサウンディング参照信号を受信することと、
前記上りリンクサウンディング参照信号に基づいて、前記基地局と前記端末との間の下りリンクチャネルのランクを推定することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１パターンは、単一ランクのための参照信号パターンであり、
前記第２パターンは、時間軸方向において、一つ以上の参照信号シンボルが前記第１パターンに付加される階層的構造として定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２パターンの時間軸参照信号密度は、前記第１パターンの時間軸参照信号密度よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
無線通信システム内で端末において基地局から参照信号を受信する方法であって、
第１ランクに対応する第１パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信することと、
ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信することと
を含み、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含み、
時間軸における前記参照信号の密度は、前記ランクが前記第１ランクから前記第２ランクに変更される場合、増加する、方法。
【請求項８】
前記基地局と前記端末との間のチャネルのランクを推定することと、
前記基地局に前記ランクに関する情報を送信することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記基地局と前記端末との間のチャネルのランクを推定することと、
前記ランクが前記第１ランクから前記第２ランクに変更された場合、前記基地局に前記第２パターンに関する情報を送信することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記基地局に上りリンクサウンディング参照信号を送信することをさらに含み、
前記基地局は、前記上りリンクサウンディング参照信号に基づいて、前記基地局と前記端末との間の下りリンクチャネルのランクを推定する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１パターンは、単一ランクのための参照信号パターンであり、
前記第２パターンは、時間軸方向において、一つ以上の参照信号シンボルが前記第１パターンに付加される階層的構造として定義される、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２パターンの時間軸参照信号密度は、前記第１パターンの時間軸参照信号密度よりも大きい、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
無線通信システムにおける基地局であって、
端末と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
前記信号を処理するためのプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
第１ランクに対応する第１パターンに従って参照信号を前記端末に送信する途中に、ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信するように前記無線通信モジュールを制御し、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含み、
時間軸における前記参照信号の密度は、前記ランクが前記第１ランクから前記第２ランクに変更される場合、増加する、基地局。
【請求項１４】
無線通信システムにおける端末であって、
基地局と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
前記信号を処理するためのプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
第１ランクに対応する第１パターンに従って参照信号を前記基地局から受信する途中に、ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信するように前記無線通信モジュールを制御し、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含み、
時間軸における前記参照信号の密度は、前記ランクが前記第１ランクから前記第２ランクに変更される場合、増加する、端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいてランク変化による参照信号のパターン変更方法及びそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。
【０００３】
図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ  ７及びＲｅｌｅａｓｅ  ８を参照すればよい。
【０００４】
図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ；ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｇａｔｅｗａｙ；ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。
【０００５】
一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．４４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定されればよい。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局同士の間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。
【０００６】
無線通信技術は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）に基づいてＬＴＥにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような議論に基づき、以下では、無線通信システムにおいてランク変化による参照信号のパターン変更方法及びそのための装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例である、無線通信システムにおいて基地局が端末に参照信号を送信する方法は、第１ランクに対応する第１パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信するステップと、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信するステップとを有し、前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記方法は、前記端末から、前記基地局と前記端末間のチャネルのランクに関する情報を受信するステップをさらに有することができる。又は、上記方法が、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記端末から、前記第２パターンに関する情報を受信するステップをさらに有することができる。或いは、上記方法は、前記端末から上りリンクサウンディング参照信号を受信するステップと、前記上りリンクサウンディング参照信号に基づいて、前記基地局と前記端末間の下りリンクチャネルのランクを推定するステップとをさらに有することができる。
【００１０】
また、本発明の一実施例である、無線通信システムにおける基地局装置は、端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、前記信号を処理するためのプロセッサとを備え、前記プロセッサは、第１ランクに対応する第１パターンに従って参照信号を前記端末装置に送信する途中に、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記端末装置に送信するように前記無線通信モジュールを制御し、前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことができる。
【００１１】
一方、本発明の他の実施例である、無線通信システムにおいて端末が基地局から参照信号を受信する方法は、第１ランクに対応する第１パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信するステップと、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信するステップとを有し、前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の実施例である、無線通信システムにおける端末装置は、基地局装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、前記信号を処理するためのプロセッサとを備え、前記プロセッサは、第１ランクに対応する第１パターンに従って参照信号を前記基地局装置から受信する途中に、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記基地局装置から受信するように前記無線通信モジュールを制御し、前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことができる。
【００１３】
以上の実施例において、前記第１パターンは、単一ランクのための参照信号パターンであり、前記第２パターンは、時間軸において、一つ以上の参照信号シンボルが前記第１パターンに付加される階層的構造と定義されることを特徴とする。好ましくは、前記第２パターンの時間軸参照信号密度は、前記第１パターンの時間軸参照信号密度よりも大きいことを特徴とする。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
無線通信システムにおいて基地局が端末に参照信号を送信する方法であって、
第１ランクに対応する第１パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信するステップと、
前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記端末に送信するステップと、
を有し、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことを特徴とする、参照信号送信方法。
（項目２）
前記端末から、前記基地局と前記端末間のチャネルのランクに関する情報を受信するステップをさらに有することを特徴とする、項目１に記載の参照信号送信方法。
（項目３）
前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記端末から前記第２パターンに関する情報を受信するステップをさらに有することを特徴とする、項目１記載の参照信号送信方法。
（項目４）
前記端末から上りリンクサウンディング参照信号を受信するステップと、
前記上りリンクサウンディング参照信号に基づいて、前記基地局と前記端末間の下りリンクチャネルのランクを推定するステップと、
をさらに有することを特徴とする、項目１に記載の参照信号送信方法。
（項目５）
前記第１パターンは、単一ランクのための参照信号パターンであり、
前記第２パターンは、時間軸において、一つ以上の参照信号シンボルが前記第１パターンに付加される階層的構造と定義されることを特徴とする、項目１に記載の参照信号送信方法。
（項目６）
前記第２パターンの時間軸参照信号密度は、前記第１パターンの時間軸参照信号密度よりも大きいことを特徴とする、項目１に記載の参照信号送信方法。
（項目７）
無線通信システムにおいて端末が基地局から参照信号を受信する方法であって、
第１ランクに対応する第１パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信するステップと、
前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記基地局から受信するステップと、
を有し、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことを特徴とする、参照信号受信方法。
（項目８）
前記基地局と前記端末間のチャネルのランクを推定するステップと、
前記基地局に前記ランクに関する情報を送信するステップと、
をさらに有することを特徴とする、項目７に記載の参照信号受信方法。
（項目９）
前記基地局と前記端末間のチャネルのランクを推定するステップと、
前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記基地局に前記第２パターンに関する情報を送信するステップと、
をさらに有することを特徴とする、項目７に記載の参照信号受信方法。
（項目１０）
前記基地局に上りリンクサウンディング参照信号を送信するステップを有し、
前記基地局は、前記上りリンクサウンディング参照信号に基づいて、前記基地局と前記端末間の下りリンクチャネルのランクを推定することを特徴とする、項目７に記載の参照信号受信方法。
（項目１１）
前記第１パターンは、単一ランクのための参照信号パターンであり、
前記第２パターンは、時間軸において、一つ以上の参照信号シンボルが前記第１パターンに付加される階層的構造と定義されることを特徴とする、項目７に記載の参照信号受信方法。
（項目１２）
前記第２パターンの時間軸参照信号密度は、前記第１パターンの時間軸参照信号密度よりも大きいことを特徴とする、項目７に記載の参照信号受信方法。
（項目１３）
無線通信システムにおける基地局装置であって、
端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
前記信号を処理するためのプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
第１ランクに対応する第１パターンに従って参照信号を前記端末装置に送信する途中に、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記端末装置に送信するように前記無線通信モジュールを制御し、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことを特徴とする、基地局装置。
（項目１４）
無線通信システムにおける端末装置であって、
基地局装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
前記信号を処理するためのプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
第１ランクに対応する第１パターンに従って参照信号を前記基地局装置から受信する途中に、前記ランクが前記第１ランクから第２ランクに変更された場合、前記第２ランクに対応する第２パターンに従って前記参照信号を前記基地局装置から受信するように前記無線通信モジュールを制御し、
前記第２ランクが前記第１ランクよりも大きい場合、前記第２パターンは前記第１パターンを含むことを特徴とする、端末装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいて基地局はランク変化によって参照信号のパターンを変更し、小型セルのための参照信号をより效率的に送信することができる。
【００１５】
本発明で得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。
【図２】図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ  Ｐｌａｎｅ）構造を示す図である。
【図３】図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。
【図４】図４は、多重アンテナ通信システムの構成図である
【図５】図５は、ＬＴＥシステムで用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。
【図６】図６は、ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である
【図７】図７は、次世代通信システムにおいてＤＡＳの構成を例示する図である。
【図８】図８は、ＤＡＳでＢＴＳホテル（ｈｏｔｅｌ）の概念を例示する図である。
【図９】図９は、既存ＬＴＥシステムのフレーム構造を示す図である。
【図１０】図１０及び図１１は、４個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するＬＴＥシステムにおける下りリンク参照信号の構造を示す図である
【図１１】図１０及び図１１は、４個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するＬＴＥシステムにおける下りリンク参照信号の構造を示す図である
【図１２】図１２は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義している下りリンクＤＭ−ＲＳ割当ての例を示す図である。
【図１３】図１３は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義している下りリンクＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、一般ＣＰの場合におけるＣＳＩ−ＲＳ設定＃０を示す図である。
【図１４】図１４は、将来ＬＴＥシステムに導入されると予想される小型セル（ｓｍａｌｌ−ｃｅｌｌ）概念を示す図である。
【図１５】図１５は、高周波帯域でナロービームフォーミング（ｎａｒｒｏｗ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）時にドップラーススペクトル分布を例示する図である。
【図１６】図１６は、高周波帯域でナロービームフォーミング時にＡＦＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を用いてドップラー周波数を減少させる概念図である
【図１７】図１７は、基地局と端末間のナロービームフォーミング適用時のビーム形成概念図である。
【図１８】図１８は、基地局と端末間のナロービームフォーミングが適用されていない場合のビーム形成概念図である。
【図１９】図１９は、本発明の第１実施例によってランク変化による時間軸ＲＳ密度変化を例示する図である。
【図２０】図２０は、本発明の第１実施例によってチャネル別ランク変化を考慮したＲＳパターンを例示する図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。
【００１８】
本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、ＦＤＤ方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、Ｈ−ＦＤＤ方式又はＴＤＤ方式にも容易に変形されて適用されてもよい。
【００１９】
図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。
【００２０】
第１層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報送信サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該伝送チャネルを通じて媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを通じてデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、上りリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。
【００２１】
第２層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて、上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、信頼できるデータ送信を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとしてもよい。第２層のＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを效率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を果たす。
【００２２】
第３層の最下部に位置する無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）層は、コントロールプレーンにのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラー（Ｒａｄｉｏ  Ｂｅａｒｅｒ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関連して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー（ＲＢ）とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第２層により提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを互いに交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ  Ｍｏｄｅ）にあるようになる。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を果たす。
【００２３】
基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つとして設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。
【００２４】
ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りＳＣＨを通じて送信されてもよく、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）としては、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。
【００２５】
図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。
【００２６】
端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ  ｃｅｌｌ  ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局からプライマリ同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｐ−ＳＣＨ）及びセカンダリ同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得すればよい。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、セル内放送情報を取得できる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ；ＤＬ  ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。
【００２７】
初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに載せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる（Ｓ３０２）。
【００２８】
一方、基地局に最初に接続したり信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；ＲＡＣＨ）を行ってよい（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＲＡＣＨ）を通じて特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを通じて、プリアンブルに対する応答メッセージを受信すればよい（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨについては、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行ってもよい。
【００２９】
上述の手順を行った端末は、以降、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ３０８）を行えばよい。特に、端末はＰＤＣＣＨを通じて下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含んでおり、その使用目的によってフォーマットが異なっている。
【００３０】
一方、端末が上りリンクを通じて基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムでは、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを通じて送信してもよい。
【００３１】
以下、ＭＩＭＯシステムについて説明する。ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）は、複数個の送信アンテナと複数個の受信アンテナを使用する方法で、この方法によりデータの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムの送信端あるいは受信端で複数個のアンテナを使用することによって容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、本文献ではＭＩＭＯを「多重アンテナ」と呼ぶこともできる。
【００３２】
多重アンテナ技術では、一つの全体メッセージを受信するに単一のアンテナ経路に依存せず、複数のアンテナに受信されたデータ断片（ｆｒａｇｍｅｎｔ）をまとめて併合することによってデータを完成する。多重アンテナ技術を用いると、特定のサイズのセル領域内でデータ伝送速度を向上させたり、又は特定のデータ伝送速度を保障しながらシステムカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を増加させることができる。また、この技術は、移動通信端末と中継機などに幅広く使用可能である。多重アンテナ技術によれば、単一のアンテナを使用した従来技術による移動通信における伝送量の限界を克服することが可能になる。
【００３３】
本発明で説明する多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図が、図４に示されている。送信端では送信アンテナがＮＴ個設けられており、受信端では受信アンテナがＮＲ個が設けられている。このように送信端及び受信端の両方とも複数個のアンテナを使用する場合は、送信端又は受信端のいずれか一方のみ複数個のアンテナを使用する場合に比べて、理論的なチャネル伝送容量がより増加する。チャネル伝送容量の増加はアンテナの数に比例する。これにより、伝送レートが向上し、周波数効率が向上する。１個のアンテナを使用する場合の最大伝送レートをＲｏとすれば、多重アンテナを使用する場合の伝送レートは、理論的に、下記の数式１のように、最大伝送レートＲｏにレート増加率Ｒｉを掛けた分だけ増加可能となる。ここで、Ｒｉは、ＮＴとＮＲのうちの小さい値を表す。
【００３４】
【数１】
0006002854.tif 000002
【００３５】
例えば、４個の送信アンテナと４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上、４倍の伝送レートを取得できる。このような多重アンテナシステムの理論的容量増加が９０年代半ばに証明されて以来、これを実質的なデータ伝送率の向上へと導くための種々の技術が現在まで活発に研究されている。それらのいくつかの技術は既に３世代移動通信と次世代無線ＬＡＮなどの様々な無線通信の標準に反映されている。
【００３６】
現在までの多重アンテナ関連研究動向をみると、様々なチャネル環境及び多重接続環境における多重アンテナ通信容量計算などと関連した情報理論側面の研究、多重アンテナシステムの無線チャネル測定及び模型導出の研究、及び伝送信頼度の向上及び伝送率の向上のための時空間信号処理技術の研究などを含め、様々な観点で活発に研究が進行されている。
【００３７】
多重アンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するべく、それを数学的にモデリングすると、次のように示すことができる。図７に示すように、ＮＴ個の送信アンテナとＮＲ個の受信アンテナが存在するとする。まず、送信信号について説明すると、ＮＴ個の送信アンテナがある場合に、送信可能な最大情報はＮＴ個であるから、送信情報を下記の数式２のようなベクトルで表現できる。
【００３８】
【数２】
0006002854.tif 000003
【００３９】
一方、それぞれの送信情報
【化１】
0006002854.tif 000004
において送信電力を別々にしてもよい。それぞれの送信電力を
【化２】
0006002854.tif 000005
とする場合、送信電力の調整された送信情報をベクトルで示すと、下記の数式３のとおりである。
【００４０】
【数３】
0006002854.tif 000006
【００４１】
また、
【化３】
0006002854.tif 000007
を送信電力の対角行列
【化４】
0006002854.tif 000008
を用いて示すと、下記の数式４のとおりである。
【００４２】
【数４】
0006002854.tif 000009
【００４３】
一方、送信電力の調整された情報ベクトル
【化５】
0006002854.tif 000010
に重み行列
【化６】
0006002854.tif 000011
が適用され、実際に送信されるＮＴ個の送信信号（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）
【化７】
0006002854.tif 000012
が構成される場合を考慮してみる。重み行列
【化８】
0006002854.tif 000013
は、送信情報を伝送チャネル状況などに応じて各アンテナに適切に分配する役割を果たす。このように送信信号
【化９】
0006002854.tif 000014
は、ベクトル
【化１０】
0006002854.tif 000015
を用いて下記の数式５のように表現できる。ここで、
【化１１】
0006002854.tif 000016
は、ｉ番目の送信アンテナとｊ番目の情報間の重み値を意味する。
【化１２】
0006002854.tif 000017
は、重み行列（Ｗｅｉｇｈｔ  Ｍａｔｒｉｘ）又はプリコーディング行列（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ）と呼ばれる。
【００４４】
【数５】
0006002854.tif 000018
【００４５】
一般に、チャネル行列のランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なった情報を送信できる最大数を意味する。したがって、チャネル行列のランク（ｒａｎｋ）は、互いに独立した（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）行（ｒｏｗ）又は列（ｃｏｌｕｍｎ）の個数のうち、最小個数と定義され、よって、行列のランクは、行（ｒｏｗ）又は列（ｃｏｌｕｍｎ）の個数より大きくなることはない。数式的に例を挙げると、チャネル行列Ｈのランク（ｒａｎｋ（Ｈ））は、数式６のように制限される。
【００４６】
【数６】
0006002854.tif 000019
【００４７】
また、多重アンテナ技術を用いて送る互いに異なった情報のそれぞれを「送信ストリーム（Ｓｔｒｅａｍ）」、又は簡単に「ストリーム」と定義するものとする。このような「ストリーム」は、「レイヤー（Ｌａｙｅｒ）」と呼ぶこともできる。そのため、送信ストリームの個数は当然ながら、互いに異なった情報を送信できる最大数であるチャネルのランクより大きくなることがない。したがって、チャネル行列Ｈは、下記の数式７のように表すことができる。
【００４８】
【数７】
0006002854.tif 000020
【００４９】
ここで、「＃  ｏｆ  ｓｔｒｅａｍｓ」は、ストリームの数を表す。一方、ここで、１個のストリームは１個以上のアンテナから送信可能であるということに留意されたい。
【００５０】
１個以上のストリームを複数のアンテナに対応させる様々な方法が存在する。この方法を、多重アンテナ技術の種類によって次のように説明できる。１個のストリームが複数のアンテナから送信される場合は空間ダイバーシティ方式といえ、複数のストリームが複数のアンテナから送信される場合は空間マルチプレクシング方式といえる。勿論、これらの中間方式である、空間ダイバーシティと空間マルチプレクシングとの混合（Ｈｙｂｒｉｄ）した形態も可能である。
【００５１】
図５は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。
【００５２】
図５を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭における１個〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残りの１３個〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はパイロット信号（Ｐｉｌｏｔ  Ｓｉｇｎａｌ））を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域にかかわらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。
【００５３】
ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、毎サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）で構成され、それぞれのＲＥＧはセルＩＤ（Ｃｅｌｌ  ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。１個のＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、１個の副搬送波×１個のＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって、１乃至３、又は２乃至４の値を示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。
【００５４】
ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルであり、上りリンク送信に対するＨＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ  ＨＡＲＱのためのＤＬ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを表す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）で変調する。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨはＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域においてダイバーシティ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。
【００５５】
ＰＤＣＣＨは、物理下りリンク制御チャネルであり、サブフレームの先頭におけるｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上のＣＣＥで構成される。ＰＤＣＣＨは、伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割当てに関する情報、上りリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを介して送信される。そのため、基地局と端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。
【００５６】
ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるか、それらの端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコードしなければならないかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣマスクされており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタし、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、当該端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて、「Ｂ」と「Ｃ」が示すＰＤＳＣＨを受信する。
【００５７】
図６は、ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である
【００５８】
図６を参照すると、上りリンクサブフレームは制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域とに区別される。サブフレームにおいて周波数領域の中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域でデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報には、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、下りリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯのためのＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、上りリンクリソース割当て要請であるＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）などがある。一つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロット境界で周波数ホッピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｈｏｐｐｉｎｇ）される。特に、図６は、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられることを例示する。
【００５９】
現在の無線通信環境は、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信及び高いデータ伝送量を要求する様々なデバイスの出現及び普及に伴ってセルラー網に対するデータ要求量が急増している。高いデータ要求量を満たすために、通信技術は、より多くの周波数帯域を效率的に使用するための搬送波集成（ｃａｒｒｉｅｒ  ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技術などと、限定された周波数内でデータ容量を高めるための多重アンテナ技術、多重基地局協調技術などへと発展しており、通信環境は、ユーザの周辺にアクセス可能なノードの密度が高くなる方向に進化している。このような高い密度のノードを備えたシステムは、ノード同士の協調によってより高いシステム性能を示すことができる。このような方式は、各ノードが独立した基地局（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ（ＢＳ）、Ａｄｖａｎｃｅｄ  ＢＳ（ＡＢＳ）、Ｎｏｄｅ−Ｂ（ＮＢ）、ｅＮｏｄｅ−Ｂ（ｅＮＢ）、Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ（ＡＰ）など）として動作して互いに協調しない時に比べて、遥かに優れた性能を示す。
【００６０】
このようなノードは、ＲＲＨ（ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ）或いはＤＡＳ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ  ｓｙｓｔｅｍ）のＡＮ（ａｎｔｅｎｎａ  ｎｏｄｅ）などのような形態としても具現することができる。ＤＡＳは、アンテナがセル中央に集まっているＣＡＳ（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ  ｓｙｓｔｅｍ）と違い、セル内の様々な位置に分散しているアンテナを単一基地局で管理するシステムのことを意味する。ＤＡＳは、複数のアンテナノードが一つのセルを構成するという点でフェムト（ｆｅｍｔｏ）／ピコ（ｐｉｃｏ）セルとは区別される。
【００６１】
初期のＤＡＳは、陰影地域をカバーするためにアンテナをさらに設置し、信号を反復送信する程度の用途であった。しかし、ＤＡＳは、基地局アンテナが同時に複数のデータストリームを送受信し、単一或いは複数のユーザを支援できるという点で、一種のＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）システムと見なすこともできる。また、ＭＩＭＯシステムは、高い周波数効率性から、次世代通信の要求事項を満たす上で必須の要件として認識されている。ＭＩＭＯシステムの観点で、ＤＡＳは、ＣＡＳシステムに比べてユーザとアンテナ間の距離が小さくなることから得られる高い電力効率、低い基地局アンテナ間の相関度及び干渉による高いチャネル容量、セルにおけるユーザの位置に関係なく相対的に均一な品質を有する通信性能の確保といった長所を有する。
【００６２】
図７は、次世代通信システムにおいてＤＡＳの構成を例示する図である。
【００６３】
図７を参照すると、ＤＡＳは、基地局及びそれに接続しているアンテナノードで構成される。アンテナノードは、基地局と有線又は無線で接続しており、それぞれのアンテナノードは１個又は複数個のアンテナを含むことができる。一般に、一つのアンテナノードに属しているアンテナは、最も近接しているアンテナ間の距離が数メートル以内であって、地域的には同一スポット（ｓｐｏｔ）に属している特性を有し、アンテナノードは、端末がアクセス（ａｃｃｅｓｓ）可能なＡＰ（ａｃｃｅｓｓ  ｐｏｉｎｔ）のような役割を担う。既存のＤＡＳではアンテナノードをアンテナと同一視し、両者を区別しないのが一般的であるが、実際にＤＡＳを效率的に運用するためには、アンテナノートとアンテナとの関係を明確に定義しなければならない。
【００６４】
図８は、ＤＡＳでＢＴＳホテル（ｈｏｔｅｌ）の概念を例示する図である。
【００６５】
図８の（ａ）は、既存のセルラーシステムであり、１個の基地局（ＢＴＳ）が３個のセクター（ｓｅｃｔｏｒ）を管轄し、それぞれの基地局はバックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）網を介してＢＳＣ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）／ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と接続していることがわかる。
【００６６】
しかし、図８の（ｂ）のようなＤＡＳでは、各ＡＮと接続する基地局を一ケ所に集めることができる。これをＢＴＳホテルと呼ぶ。これによって、基地局を設置する土地と建物にかかるコストを低減し、基地局の維持及び管理を一箇所で容易に行うことができ、ＢＴＳとＭＳＣ／ＢＳＣ／ＲＮＣを全て一箇所に設置することによってバックホール容量（ｂａｃｋｈａｕｌ  ｃａｐａｃｉｔｙ）を大きく増加させることができる。
【００６７】
図９は、既存ＬＴＥシステムのフレーム構造を示す図である。特に、図９の（ａ）は、一般（Ｎｏｒｍａｌ）ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）の場合を、図９の（ｂ）は拡張（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＰの場合を示している。
【００６８】
ＬＴＥシステムでは、図９のように２類型のフレーム構造を支援する。これは、ＬＴＥシステムがセルラーシステムの様々なシナリオを支援するためである。実際にＬＴＥシステムは室内（ｉｎｄｏｏｒ）セル、都市（ｕｒｂａｎ）セル、郊外（ｓｕｂｕｒｂａｎ）セル、田舎（ｒｕｒａｌ）セルなどの環境をカバーし、端末の移動速度として３５０ｋｍ〜５００ｋｍを含む。ＬＴＥシステムが運用される中心周波数は４００ＭＨｚ〜４ＧＨｚが一般的であり、可用周波数帯域は１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚである。これは、中心周波数と可用周波数帯域によって遅延拡散（ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄ）とドップラー周波数（Ｄｏｐｐｌｅｒ’ｓ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が互いに異なりうるということを意味する。
【００６９】
図９を参照すると、無線フレーム（ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）は１０ｍｓ
【化１３】
0006002854.tif 000021
の長さを有し、１０個の均等なサイズのサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）で構成されている。それぞれのサブフレームは１ｍｓの長さを有し、２個のスロット（ｓｌｏｔ）で構成されている。それぞれのスロットは０．５ｍｓ
【化１４】
0006002854.tif 000022
の長さを有する。ここで、
【化１５】
0006002854.tif 000023
は、サンプリング時間を表し、
【化１６】
0006002854.tif 000024
で表示される。
【００７０】
一般ＣＰの場合、ＣＰ長
【化１７】
0006002854.tif 000025
は、最初のシンボルでは
【化１８】
0006002854.tif 000026
であるが、その他のシンボルでは副搬送波間隔
【化１９】
0006002854.tif 000027
は１５ｋＨＺであり、ＣＰ長
【化２０】
0006002854.tif 000028
は
【化２１】
0006002854.tif 000029
と約
【化２２】
0006002854.tif 000030
である。一方、拡張ＣＰの場合、副搬送波間隔
【化２３】
0006002854.tif 000031
は１５ｋＨＺであって、一般ＣＰの場合と同一であるが、ＣＰ長
【化２４】
0006002854.tif 000032
である。
【００７１】
したがって、拡張ＣＰは、長いＣＰ長から、相対的に広い郊外セル又は田舎セルを支援することができる。一般に、郊外セルや田舎セルであるほど遅延拡散が長くなるため、ＩＳＩ（Ｉｎｔｅｒ  Ｓｙｍｂｏｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を確実に解決するために、相対的に長い区間を有する拡張ＣＰが必要である。しかし、相対的なオーバーヘッドの増加によって周波数効率／送信リソース上の損失が発生するトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）が存在する。
【００７２】
以下では、参照信号についてより詳しく説明する。
【００７３】
一般に、チャネル測定のためにデータと共に送信側と受信側の両方で既に知っている参照信号が送信側から受信側に送信される。このような参照信号は、チャネル測定に加え、変調技法を知らせて復調過程が行われるようにする役割を持つ。参照信号は、基地局と特定端末のための専用参照信号（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ＲＳ；ＤＲＳ）、すなわち、端末特定参照信号と、セル内の全端末のためのセル特定参照信号である共通参照信号（ｃｏｍｍｏｎ  ＲＳ又はＣｅｌｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ＲＳ；ＣＲＳ）とに区別される。また、セル特定参照信号は、端末でＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩを測定して基地局に報告するための参照信号を含み、これをＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−ＲＳ）と称する。
【００７４】
図１０及び図１１は、４個のアンテナを用いた下りリンク送信を支援するＬＴＥシステムにおける参照信号の構造を示す図である。特に、図１０は一般（ｎｏｒｍａｌ）ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）の場合を示し、図１１は拡張（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＰの場合を示す。
【００７５】
図１０及び図１１を参照すると、格子に記載された０乃至３は、アンテナポート０乃至３のそれぞれに対応してチャネル測定とデータ復調のために送信されるセル特定参照信号であるＣＲＳ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を意味し、セル特定参照信号のＣＲＳは、データ情報領域の他、制御情報領域全般にわたっても端末に送信されている。
【００７６】
また、格子に記載された「Ｄ」は、端末特定ＲＳである下りリンクＤＭ−ＲＳ（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−ＲＳ）を意味し、ＤＭ−ＲＳは、データ領域、すなわち、ＰＤＳＣＨを通じて単一アンテナポート送信を支援する。端末特定ＲＳであるＤＭ−ＲＳ存在の有無は上位層を通じて端末にシグナルされる。図１０及び図１１は、アンテナポート５に対応するＤＭ−ＲＳを例示しており、３ＧＰＰ標準文書３６．２１１ではアンテナポート７乃至１４、すなわち、総８個のアンテナポートに対するＤＭ−ＲＳも定義している。
【００７７】
図１２は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義している下りリンクＤＭ−ＲＳ割当例を示す図である。
【００７８】
図１２を参照すると、ＤＭ−ＲＳグループ１にはアンテナポート｛７、８、１１、１３｝に該当するＤＭ−ＲＳがアンテナポート別シーケンスを用いてマップされ、ＤＭ−ＲＳグループ２にはアンテナポート｛９、１０、１２、１４｝に該当するＤＭ−ＲＳが同様、アンテナポート別シーケンスを用いてマップされる。
【００７９】
一方、上述したＣＳＩ−ＲＳは、ＣＲＳとは別にＰＤＳＣＨに対するチャネル測定を目的に提案されたし、ＣＲＳとは違い、ＣＳＩ−ＲＳは、多重セル環境でセル間干渉（ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＩＣＩ）を減らすために、最大３２通りの異なったＣＳＩ−ＲＳ設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）が定義されてもよい。
【００８０】
ＣＳＩ−ＲＳ設定は、アンテナポートの個数によってそれぞれ異なり、隣接セル間には、できるだけ、異なったＣＳＩ−ＲＳ設定と定義されたＣＳＩ−ＲＳが送信されるように構成される。ＣＳＩ−ＲＳは、ＣＲＳとは違い、最大８個のアンテナポートまで支援し、３ＧＰＰ標準文書では、アンテナポート１５乃至２２までの総８個のアンテナポートを、ＣＳＩ−ＲＳのためのアンテナポートとして割り当てる。下記の表１及び表２は、３ＧＰＰ標準文書で定義しているＣＳＩ−ＲＳ設定を示すものであり、特に、表１は、一般ＣＰ（Ｎｏｒｍａｌ  ＣＰ）である場合を、表２は、拡張ＣＰ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＣＰ）である場合を示している。
【００８１】
【表１】
0006002854.tif 000033
【００８２】
【表２】
0006002854.tif 000034
【００８３】
表１及び表２で、
【化２５】
0006002854.tif 000035
は、ＲＥインデックスを表し、
【化２６】
0006002854.tif 000036
は、副搬送波インデックスを、
【化２７】
0006002854.tif 000037
は、ＯＦＤＭシンボルインデックスを表す。図１３は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義されたＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、一般ＣＰの場合におけるＣＳＩ−ＲＳ設定＃０を例示する。
【００８４】
また、ＣＳＩ−ＲＳサブフレーム設定を定義することができ、これは、サブフレーム単位で表現される周期
【化２８】
0006002854.tif 000038
とサブフレームオフセット
【化２９】
0006002854.tif 000039
で構成される。下記の表３は、３ＧＰＰ標準文書で定義しているＣＳＩ−ＲＳサブフレーム設定を示すものである。
【００８５】
【表３】
0006002854.tif 000040
【００８６】
将来、ＬＴＥシステムは、ローカル領域（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ）の導入を検討している。すなわち、ユーザ別サービス支援をより強化するために、ローカル領域アクセス（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ａｃｃｅｓｓ）という概念の新しいセル構築（ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）が導入されると予想される。
【００８７】
図１４は、将来、ＬＴＥシステムに導入されると予想される小型セル（ｓｍａｌｌ−ｃｅｌｌ）概念を例示する図である。
【００８８】
図１４を参照すると、既存のＬＴＥシステムに運用される周波数帯域ではなく、より高い中心周波数を有する帯域に、より広いシステム帯域を設定して運用することを予想することができる。また、既存のセルラー帯域ではシステム情報（ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）のような制御信号に基づいて基本的なセルカバレッジを支援し、高周波の小型セルでは、より広い周波数帯域を用いて送信効率を極大化するデータ伝送を行うことができる。このため、ローカル領域アクセスは、より狭い地域に位置している低〜高移動性（ｌｏｗ−ｔｏ−ｍｅｄｉｕｍ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）の端末をその対象とし、端末と基地局間の距離は既存ｋｍ単位のセルよりも小さい１００ｍ単位の小さいセルになるはずである。
【００８９】
このようなセルでは、端末と基地局間の距離が短くなり、高周波帯域を用いることから、次のようなチャネル特性を予想することができる。
【００９０】
まず、遅延拡散の側面では、基地局と端末間の距離が短くなるため、信号の遅延も短くなりうる。また、副搬送波間隔（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  ｓｐａｃｉｎｇ）の側面では、ＬＴＥシステムと同一のＯＦＤＭベースのフレームを適用する場合、割り当てられた周波数帯域が相対的に大きいため、既存の１５ｋＨｚより極端に大きい値に設定されうる。最後に、ドップラー周波数（Ｄｏｐｐｌｅｒ’ｓ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の側面では、高周波帯域を用いることから、同一の端末速度の低周波帯域に比べて高いドップラー周波数が現れ、コヒーレンス時間（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｔｉｍｅ）が極端に短くなりうる。ここで、コヒーレンス時間とは、時間的にチャネルが静的な特性又は均一な特性を示す時間区間を意味する。コヒーレンス帯域幅（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）は、時間的にチャネルが静的な特性又は均一な特性を示す帯域幅を意味する。
【００９１】
一方、既存のＬＴＥシステムは、最大ドップラー周波数に基づいて導出されたコヒーレンス時間（Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｉｍｅ）に基づいて参照信号（ＲＳ）の密集度及びパターンを設計した。これによって端末はチャネル推定が可能であり、受信データ復調が可能となる。実際に、ＬＴＥシステムは、中心周波数２ＧＨｚ、端末の移動速度５００ｋｍ／ｈを仮定する場合、最大ドップラー周波数は９５０Ｈｚ、すなわち、約１０００Ｈｚとなる。一般に、コヒーレンス時間は、最大ドップラー周波数から約５０％を得ることができる。このため、ＬＴＥシステムでは次の式８のような関係を成立することができる。
【００９２】
【数８】
0006002854.tif 000041
【００９３】
上記の式８で、
【化３０】
0006002854.tif 000042
は、コヒーレンス時間を表し、
【化３１】
0006002854.tif 000043
は、ドップラー周波数を表す。このような関係は、コヒーレンス時間内に最大２個のＲＳが必要であることを意味することができる。さらに、このようなＲＳパターンを具現することによって、端末の最大移動速度である５００ｋｍ／ｈ以下まで全状況でチャネル推定が可能であることを意味することができる。
【００９４】
しかし、数十ＧＨｚの中心周波数を有する高周波帯域では、相対的に低速の端末も高いドップラー周波数を経ることがある。例えば、中心周波数
【化３２】
0006002854.tif 000044
が２ＧＨｚ及び２０ＧＨｚであり、端末の移動速度
【化３３】
0006002854.tif 000045
が３０ｋｍ／ｈ、すなわち、（３０／３６００）ｋｍ／ｓだとすれば、最大ドップラー周波数
【化３４】
0006002854.tif 000046
は、下記の式９及び式１０のように表現することができる。ただし、下記の式９及び式１０で、
【化３５】
0006002854.tif 000047
は光の速度であり、
【化３６】
0006002854.tif 000048
の値を有する。
【００９５】
【数９】
0006002854.tif 000049
【００９６】
【数１０】
0006002854.tif 000050
【００９７】
また、高周波帯域の特性の上、既存のいくつかのチャネルと違い、ドップラーススペクトルに、変化された特性と直接的な補償技法を適用することができる。一般に、高周波帯域ではアンテナエレメント（ｅｌｅｍｅｎｔ）を構成する波長
【化３７】
0006002854.tif 000051
が短くなるため、同一の空間に多数のアンテナを具備できるマッシブアンテナ（Ｍａｓｓｉｖｅ  ａｎｔｅｎｎａ）構成が可能であり、これによって、ナロービームフォーミング（ｎａｒｒｏｗ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技法をより容易に適用することができる。
【００９８】
また、数十ＧＨｚ帯の高い中心周波数によって、基本数ＧＨｚ帯の通信帯域に比べて大きい経路損失が発生し、高周波帯域の特性の上、更なる経路損失も発生する。したがって、既存の多重経路チャネル（Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  ｃｈａｎｎｅｌ）のうち、スキャッタリング（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）によって反射して入る成分の更なる経路減衰が相対的に大きいため、基地局でナロービームフォーミング技法を適用しやすい環境が作られる。
【００９９】
このようなナロービームフォーミングによって、端末受信機の全方向ではなく特定方向でのみ信号が受信されるため、ドップラーススペクトルは、図１５のようにススペクトル自体が相対的に鋭くなる現象が得られる。
【０１００】
図１５は、高周波帯域でナロービームフォーミング時にドップラーススペクトルの分布を示す図である。特に、図１５は、５ＧＨｚ以下の一般的な帯域と、１０ＧＨｚ以上の高周波帯域とを比較した図である。また、図１５で、ＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）は、周波数による信号の電力分布であり、ドップラー信号の確率密度関数を表現する。
【０１０１】
このようなナロービームフォーミングを考慮したドップラーススペクトルの特性を用いると、ススペクトルが全体ドップラー拡散ではなく一部の領域に凝集しているため、受信端でＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ又はＡｄａｐｔｉｖｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を用いて、図１６のように、最終的にドップラー周波数を減少させることができる。
【０１０２】
図１６は、高周波帯域でナロービームフォーミング時にＡＦＣ機能を用いてドップラー周波数を減少させる概念図である。
【０１０３】
図１６を参照すると、ＡＦＣ機能を用いて最大ドップラー周波数
【化３８】
0006002854.tif 000052
と減少させたことがわかる。さらに、上述した式８を参照すると、最大ドップラー周波数とコヒーレンス時間は逆関数の関係を有するため、最大ドップラー周波数の減少はコヒーレンス時間の増加を意味する。これは、時間軸でより長時間にチャネルが変化しないことを意味する。
【０１０４】
上述したように、高周波帯域でナロービームフォーミング（ｎａｒｒｏｗ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技法を適用すると、ドップラースペクトルが特定領域に密集することがわかる。つまり、高周波帯域はナロービームフォーミング（ｎａｒｒｏｗ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技法を適用するに有利な環境であることがわかり、これは、端末と基地局間に低いランクが形成されることを意味する。
【０１０５】
すなわち、基地局と端末間にナロービームフォーミング技法がよく適用されるほど、リンク品質が良い、低いランクのチャネルが形成され、極端には単一ランクのチャネルが形成されることを意味する。単一ランクは、基地局と端末間に同時送信が可能なストリームが一つであることを意味するが、これは、チャネル間の類似性によって相互区別される複数のチャネルが形成されないためである。しかし、基地局のビーム（ｂｅａｍ）が端末に向かってよく形成されるため、端末のリンク品質は向上する。
【０１０６】
図１７は、基地局と端末間のナロービームフォーミング適用時におけるビーム形成を示す概念図である。
【０１０７】
図１７を参照すると、ビームが端末側に集まることから、周辺のスキャッタ（ｓｃａｔｔｅｒ）に向かう信号が消え、端末は前方向ではなく特定方向でのみ信号を受信することとなる。結果として、図１６のようなドップラースペクトルが生成される。
【０１０８】
これは、図１６のように有効（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）ドップラースペクトルが狭くなることから、ドップラー周波数の逆関数関係を有するコヒーレンス時間が増加することを意味し、時間軸でチャネルがより長い時間変化しない静的な（ｓｔａｔｉｃ）状況が作られることを意味する。
【０１０９】
図１８は、基地局と端末間のナロービームフォーミングが適用されていない場合のビーム形成を示す概念図である。
【０１１０】
図１８を参照すると、ナロービーム（ｎａｒｒｏｗ  ｂｅａｍ）が形成されないと、端末にとっては周辺のスキャッタ（ｓｃａｔｔｅｒ）を介して複数の方向で信号を受信する。これは、ドップラー周波数が高くなり、基地局と端末間に相互区別可能な多重経路チャネルが形成されることを意味し、直観的に複数のストリームを同時に送信できるランクが増加したことを意味する。
【０１１１】
本発明では、上述した説明に基づいて、基地局と端末間のチャネル間に形成されるランクとこれに相応するコヒーレンス時間変化を考慮した参照信号（ＲＳ）設計方法について提案する。
【０１１２】
＜第１実施例＞
【０１１３】
まず、端末と基地局間のランクが増加するほど、各ランクのチャネルを推定するための時間軸参照信号密集度が増加するように参照信号パターンを定義することができる。
【０１１４】
具体的に、ナロービームフォーミング適用時又はナロービームが作られる環境では、チャネルのランクが低く、リンク品質の良いチャネル環境が形成される。また、ナロービームフォーミング適用時又はナロービームが作られる環境では、端末にとっては一定方向でのみ信号を受信することができ、よって、周波数領域で有効ドップラー拡散が小さくなり、時間領域でコヒーレンス時間が増加することとなる。これは、端末がチャネル推定のために、より少ないＲＳを使用することができるということを意味する。
【０１１５】
一方、ナロービームがよく形成されないと、端末は多重経路から信号を受信し、これは、ドップラー拡散の増加及びコヒーレンス時間の減少を意味する。このため、ナロービームフォーミングとは違い、時間軸でチャネル推定のためのＲＳがより多く要求され、時間軸において、ＲＳパターン設計時に、チャネルランク増加によってランク別の時間軸ＲＳ密度を増加させなければならない。
【０１１６】
図面を参照してより詳しく説明する。図１９は、本発明の第１実施例によってランク変化による時間軸ＲＳ密度変化を例示する図である。図１９を参照すると、チャネルのランクが増加するほど、各ランクのチャネル推定のための時間軸ＲＳ密度が増加することがわかる。
【０１１７】
さらに、周波数軸のＲＳ密度が決定される場合、所定のＲＳパターンを構成することができる。周波数軸のＲＳ密度は、チャネル特性、すなわち、コヒーレンス帯域幅によって決定される。
【０１１８】
図２０には、本発明の第１実施例によってチャネル別ランク変化を考慮したＲＳパターンを例示する。特に、図２０の（ａ）は、低（ｌｏｗ）ランクのためのＲＳパターンであり、図２０の（ｂ）は、高（ｈｉｇｈ）ランクのためのＲＳパターンを例示する。
【０１１９】
より具体的に、基地局は、まず、低いランクに対する基本参照信号パターンを定義し、チャネルのランクが増加すると、既存パターンにＲＳを追加する階層的（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）構造の参照信号パターンを構成することができる。又は、基地局は、まず、高いランクに対する基本参照信号パターンを定義し、チャネルのランクが減少すると、既存パターンからＲＳを除去する構造の参照信号パターンを構成することもできる。
【０１２０】
すなわち、各ランク別ＲＳパターンを、独立した形態ではなく、基本構造からＲＳを除去したり、又は基本構造にＲＳを追加する形態でＲＳパターンを構成することができる。こうすると、完全に異なるＲＳパターンをランク別に設定する必要がない。例えば、図２０のように、低いランクではナロービームがよく形成されるため、単一ランクに対して図２０の（ａ）のＲＳパターンを使用するが、ランクが増加すると、各ランクのＲＳ密度を、図２０の（ｂ）のように特定ＲＳを追加する形態で増加させることができる。
【０１２１】
＜第２実施例＞
【０１２２】
次に、基地局は、一つ以上の端末がフィードバックしたチャネルランク情報を用いて端末別或いはセル別ＲＳパターンをそれぞれ定義し、決定されたＲＳパターン情報を端末に送信する方法を考慮することもできる。
【０１２３】
そのために、端末が基地局とのチャネルランクを推定しなければならず、端末は、推定したチャネルランク及びリンク品質に基づいてフィードバック情報を構成して基地局に送信する。基地局は、端末からフィードバックされた情報に基づいて、端末に適したＲＳパターンを設定し、ＲＳパターン設定情報を端末に送信することができる。
【０１２４】
一方、端末は、推定したチャネルランクを用いて選好ＲＳパターンを選択し、それに関する情報を基地局に送信することもできる。基地局は端末から受信した選好ＲＳパターンを用いて、実際に適用するＲＳパターンを構成する。すなわち、端末は基地局とのチャネルランクを推定しなければならず、推定された情報に基づいて自身に適した選好ＲＳパターンを選択し、該当の情報を基地局にフィードバックする。基地局は、端末からフィードバックされた選好ＲＳパターン情報に基づいて、端末に適したＲＳパターンを設定し、実際に設定したＲＳパターンに関する情報を端末にシグナリングすることができる。
【０１２５】
さらに、上述したＲＳが端末のデータ復調のために用いられるＤＭ−ＲＳ（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−ＲＳ）であれば、端末特定のＲＳパターン設定が可能である。しかし、制御チャネル送信、放送（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）情報送信などの特定目的によっては、端末グループ特定のＲＳパターン、又はセル特定のＲＳパターン設定を使用することもできる。
【０１２６】
＜第３実施例＞
【０１２７】
最後に、基地局は端末とのチャネルランクを直接推定／予測し、該当の情報を用いて端末別ＲＳパターン又はセル別ＲＳパターンをそれぞれ定義することができる。すなわち、基地局は、端末のフィードバック無しでＲＳパターンを決定するためには、チャネルランクを直接推定しなければならない。
【０１２８】
基地局のチャネルランク推定では、上りリンクサウンディング参照信号（ＵＬ  ｓｏｕｎｄｉｎｇ  ＲＳ）などを用いることができ、ＴＤＤシステムの場合、上りリンクチャネルと下りリンクチャネルとの対称性（ＵＬ／ＤＬ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）を用いて別途のフィードバック無しで端末のチャネルランクを推定することができる。その後、基地局は、ＡＦＣ範囲を予測し、データチャネル送信時にリソース効率を極大化できる、低い密度のＲＳパターンを決定し、該当の情報を端末に送信することができる。
【０１２９】
同様に、上述したＲＳが端末のデータ復調のために用いられるＤＭ−ＲＳ（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−ＲＳ）であれば、端末特定のＲＳパターン設定が可能である。しかし、制御チャネル送信、放送（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）情報送信などの特定目的によっては端末グループ特定のＲＳパターン、又はセル特定のＲＳパターン設定を使用することもできる。
【０１３０】
図２１は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
【０１３１】
図２１を参照すると、通信装置２１００は、プロセッサ２１１０、メモリ２１２０、ＲＦモジュール２１３０、ディスプレイモジュール２１４０、及びユーザインターフェースモジュール２１５０を備えている。
【０１３２】
通信装置２１００は説明の便宜のために示されたもので、一部のモジュールは省略されてもよい。また、通信装置２１００は必要なモジュールをさらに備えてもよい。また、通信装置２１００において一部のモジュールはより細分化したモジュールにしてもよい。プロセッサ２１１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ２１１０の詳細な動作は、図１乃至図２０に記載された内容を参照すればよい。
【０１３３】
メモリ２１２０は、プロセッサ２１１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール２１３０は、プロセッサ２１１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール２１３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップコンバート又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール２１４０は、プロセッサ２１１０に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール２１４０は、これに制限されるものではないが、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール２１５０は、プロセッサ２１１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組合せで構成可能である。
【０１３４】
以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。
【０１３５】
本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
【０１３６】
ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態で具現されてもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。
【０１３７】
本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
上述したような無線通信システムにおいてランク変化による参照信号のパターン変更方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステム以外の様々な無線通信システムにも適用可能である。
【図４】
0006002854.tif 000053
【図１】
0006002854.tif 000054
【図２】
0006002854.tif 000055
【図３】
0006002854.tif 000056
【図５】
0006002854.tif 000057
【図６】
0006002854.tif 000058
【図７】
0006002854.tif 000059
【図８】
0006002854.tif 000060
【図９】
0006002854.tif 000061
【図１０】
0006002854.tif 000062
【図１１】
0006002854.tif 000063
【図１２】
0006002854.tif 000064
【図１３】
0006002854.tif 000065
【図１４】
0006002854.tif 000066
【図１５】
0006002854.tif 000067
【図１６】
0006002854.tif 000068
【図１７】
0006002854.tif 000069
【図１８】
0006002854.tif 000070
【図１９】
0006002854.tif 000071
【図２０】
0006002854.tif 000072
【図２１】
0006002854.tif 000073