(57)【要約】本発明は、ダウンリンク区間で複数のアンテナを介してビーム形成が行われ、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルが少なくとも１つの加入者局で求められ、当該の少なくとも１つのビーム形成ベクトルに関する情報が少なくとも１つの加入者局から少なくとも１つの基地局へ送信される、無線通信システムのダウンリンク方向でのチャネル推定方法に関する。本発明によれば少なくとも１つの基地局は少なくとも１つの加入者局へ当該のコネクションに対して使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を送信し、これに基づいて少なくとも１つの加入者局がチャネル推定を行う。
2005536130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線インタフェースを介して相互に接続された少なくとも１つの基地局（ＢＳ）および少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）を有しており、
ダウンリンク区間で複数のアンテナを介してビーム形成が行われ、
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用される少なくとも１つのビーム形成ベクトルを少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）で求め、当該の少なくとも１つのビーム形成ベクトルを含む情報を少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）から少なくとも１つの基地局（ＢＳ）へ送信する
無線通信システムのダウンリンク方向でのチャネル推定方法において、
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）は少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へ当該のコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を送信し、これに基づいて少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）がチャネル推定を行う
ことを特徴とする無線通信システムのダウンリンク方向でのチャネル推定方法。
【請求項２】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションにその時点で使用されたビーム形成ベクトルに関する情報を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）から少なくとも１つの基地局（ＢＳ）へ送信される情報は少なくとも１つのビーム形成ベクトルを時間的に展開したものに関連する情報を含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、少なくとも１つの基地局（ＢＳ）によって複数のパイロットシーケンスから選択された専用チャネルのパイロットシーケンスを含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
複数のパイロットシーケンスは２つの異相のシーケンスを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
ダウンリンク方向でのチャネル推定は、少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）が、少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から全方向で送信された少なくとも１つのチャネルを使用して行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）は、少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報の受信後、当該の情報から、ダウンリンク方向でのチャネル推定に使用されるビーム形成ベクトルを取り出す、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）は、少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報の受信後、当該の情報を使用して、ビーム形成ベクトルの検証のための計算を行う、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）で求められた少なくとも１つのビーム形成ベクトルに関する情報を個々のビットとして送信する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を個別のビットとして少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から送信する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報により、少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）から少なくとも１つの基地局（ＢＳ）へ送信されたビーム形成ベクトルに関する情報がエラーなく伝送されたことを検証する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、コネクションにその時点で使用されたベクトルとして少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）で求められた少なくとも１つのビーム形成ベクトルの確認を表す、請求項２から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、コネクションにその時点で使用されたベクトルとして少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）で求められた少なくとも１つのビーム形成ベクトルの拒絶を表す、請求項２から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）において複数の加入者局（ＭＳ）に対する共通のビームを形成するプロセスに関連して使用される、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
ＣＤＭＡ通信システムにおいて使用される、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
無線インタフェースを介して相互に接続された少なくとも１つの基地局（ＢＳ）および少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）を有しており、
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）はダウンリンク方向でのビーム形成のための複数のアンテナを有しており、
少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）は少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルを求める手段と当該の少なくとも１つのビーム形成ベクトルを含む情報を送信する手段とを有している
無線通信システムにおいて、
少なくとも１つの基地局（ＢＳ）は少なくとも１つの基地局（ＢＳ）と少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）とのあいだのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）へ送信する装置を有しており、
少なくとも１つの加入者局（ＭＳ）は少なくとも１つの基地局（ＢＳ）から送信された情報を使用してチャネル推定を行う装置を有している
ことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念記載の無線通信システムのダウンリンク方向でのチャネル推定方法に関する。本発明はさらに請求項１６の上位概念記載の無線通信システムに関する。
【０００２】
無線通信システムでは情報（例えば音声、画像情報、ビデオ情報、ショートメッセージサービスＳＭＳまたはその他のデータ）は電磁波によって無線インタフェースを介して送信局と受信局とのあいだを伝送される。このとき電磁波の放射は各システムに対して設けられている周波数帯域内のキャリア周波数で行われる。無線通信システムはここでは加入者局（例えば移動局）、基地局（例えばノードＢ）、および別のネットワーク側の装置を含む。加入者局および基地局は無線通信システムにおいては無線インタフェースを介して相互に接続されている。
【０００３】
局から伝送媒体の共通の無線リソース（例えば時間、空間、周波数、電力など）へのアクセスは無線通信システムでは多重アクセス法（マルティプルアクセス法）によって制御される。
【０００４】
加入者局に排他的なチャネルが割り当てられている場合、これを専用チャネル（デディケイテッドチャネル）と称する。無線通信システムのＵＭＴＳ規格（Universal Mobile Telecommunications System）では、例えばデディケイテッドフィジカルチャネルＤＰＣＨは２つのコンポーネント、すなわち純粋な有効データを伝送するデディケイテッドフィジカルデータチャネルＤＰＤＣＨと、コヒーレント検出のためのパイロットシーケンスや迅速なパワー制御のための制御命令、レート情報などを伝送するデディケイテッドフィジカルコントロールチャネルＤＰＣＣＨとから成る。
【０００５】
信号の受信後、受信局（加入者局または基地局）はこれを処理しなければならない。そのためにそれぞれのチャネルの受信強度を検査するチャネル推定が行われる。下り方向つまり基地局から加入者局へのダウンリンク方向でのデータレートが上り方向つまり加入者局から基地局へのアップリンク方向でのデータレートよりもきわめて大きく、データ伝送がひどく非対称である場合、特にダウンリンク方向でのチャネル推定が重要となる。
【０００６】
ダウンリンク方向の専用チャネルのチャネル推定に対して通常はコモンパイロットチャネルＣＰＩＣＨが使用される。これはパイロットシーケンスを高い送信電力で（ビーム形成アンテナを介した指向性送信とは異なり）全方向に送信するチャネルである。ダウンリンク方向の専用チャネルのチャネル推定の別の手段として、専用チャネルのパイロットシーケンスを例えばデディケイテッドフィジカルコントロールチャネルＤＰＣＣＨで使用することが挙げられる。ただしこの手法では専用チャネルの送信電力がコモンパイロットチャネルに比べて小さいため、信号ノイズ比ＳＩＲの値が小さくなり、ノイズによるエラー確率が大きくなる。
【０００７】
またアダプティブアンテナのフィールド（アダプティブアンテナアレイ、スマートアンテナ）を使用して無線通信システムのダウンリンク方向のリソースの利用度を高めることができる。なぜなら種々の加入者局へ送信される信号の相互の障害影響がこれにより低減されるからである。このことはビーム形成、すなわち信号を基地局から全方向にではなく空間的な指向性を持たせて送信することにより達成される。
【０００８】
基地局は信号を加入者局へ専用チャネルを介してアダプティブアンテナのフィールドの個々のアンテナから送信する。このとき個々のアンテナで信号にアンテナ専用の係数が乗算され、個々のアンテナから送信される信号の和から加入者専用のビーム形状が得られる。加入者局ごとのアンテナ専用の係数から成るベクトルは重みベクトルまたはビーム形成ベクトルと称される。このビーム形成ベクトルは全ての加入者局に対して低い干渉値を有し、これにより大きな信号強度が得られるように選択される。ビーム形成ベクトルをそれぞれの加入者局へ割り当てるためには、それぞれの加入者局に関してダウンリンク方向の個々のアンテナのチャネルの強度を表す値が既知となっていなければならない。
【０００９】
加入者局に関してダウンリンク方向の個々のアンテナのチャネルの強度を表す値は種々の手段で求めることができる。アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとのあいだのレシプロシティが仮定されている場合、基地局はアップリンクチャネルでの測定を行い、その結果をダウンリンクチャネルへ伝送することができる。必要なレシプロシティは例えば無線通信システムが時間分割多重法ＴＤＤ（時間分割ダイバーシティ法）を使用しており、関連する加入者局が迅速には運動していない場合に得られる。ただし周波数分割多重法ＦＤＤ（周波数分割ダイバーシティ法）が使用される場合には、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとのあいだのレシプロシティはこれらのチャネルでのそれぞれ異なる周波数と周波数選択性の減衰量とのために得られない。後者の場合には、基地局が加入者局に関してダウンリンク方向の個々のアンテナのチャネルの強度値を求めることは有意でない。
【００１０】
各加入者局に関してダウンリンク方向の個々のアンテナのチャネルの強度値を求める第２の手段として、加入者局自体が必要な測定を行うことが挙げられる。この値は加入者局から基地局へアップリンク方向で送信される。しかしアップリンク方向のリソースは制限されているためこの場合には遅延が発生し、基地局はその時点でのビーム形成に該当する値を得ることができなくなる。
【００１１】
ビーム形成ベクトルの選択は基地局で行ってもよいし、加入者局で行ってもよい。後者の場合には加入者局で受信された信号の強度が最大となる。加入者局へのデータ伝送のために基地局が使用するビーム形成ベクトルを加入者局で求める場合、加入者局は基地局へ求められたビーム形成ベクトルを送信しなければならない。これに対して基地局でビーム形成ベクトルが選択される場合、複数の加入者局に対して共通に１度でビーム形成が可能である（ジョイントビーム形成）。このとき各加入者局で受信される信号の強度が最大となり、干渉が最小となるようにする。
【００１２】
ダウンリンク方向でのチャネル推定はアダプティブアンテナを使用する場合には個々のアンテナを使用する場合よりも困難となる。というのは、チャネル推定のためのパイロットシーケンスを含むチャネルのビーム形状またはビームの空間的強度分布を、有効データを含むチャネル、例えばデディケイテッドフィジカルデータチャネルＤＰＤＣＨのビーム形状またはビームの空間的強度分布に相応させなければならないからである。チャネル推定のためにパイロットシーケンスを専用チャネルで使用することも個々のアンテナを使用する場合には可能である。この場合には加入者局がビーム形成ベクトルを既知としていなくてもよい。ただしこの手法ではエラーレートが高くなるので、専用チャネルのチャネル推定にコモンパイロットチャネルを使用することが望ましい。またビーム形成ベクトルは時間の経過につれて変化するので、パイロットシーケンスを専用チャネルで使用する際には時間平均を使用できない。これに対してコモンパイロットチャネルを使用する場合、時間平均を行うことができる。アダプティブアンテナのフィールドを使用する場合、個別のアンテナは固有のコモンパイロットチャネルを有し、このチャネルは固有のパイロットシーケンスを有する。ただしこれを専用チャネルごとのチャネル推定に使用するためには、加入者局において基地局がその時点で専用チャネルに対して使用したビーム形成ベクトルが既知となっていなければならない。したがってコモンパイロットチャネルを専用チャネルのチャネル推定に使用するには、ビーム形成ベクトルに関して加入者局と基地局とのあいだの正確な同期を必要とする。
【００１３】
専用チャネルに対するスカラー伝送チャネルｈＤＣＨは、基地局で使用されるビーム形成ベクトル
【００１４】
【数１】
2005536130.tif 000003
と個々のアンテナに対するチャネル伝送の複素係数のベクトル
【００１５】
【数２】
2005536130.tif 000004
とのスカラー積
【００１６】
【数３】
2005536130.tif 000005
として得られる。
【００１７】
チャネル推定に個々のアンテナのコモンパイロットチャネルを使用すると、専用チャネルのチャネル推定結果
【００１８】
【数４】
2005536130.tif 000006
は、加入者局で推定されたビーム形成ベクトル
【００１９】
【数５】
2005536130.tif 000007
とアンテナエレメントごとのチャネル推定値のベクトル
【００２０】
【数６】
2005536130.tif 000008
とのスカラー積、すなわち
【００２１】
【数７】
2005536130.tif 000009
として得られる。コモンパイロットチャネルの電力は大きいのでこのチャネル推定結果は信頼性の高いものとなるが、これはチャネル推定に使用されるビーム形成ベクトルが推定値であることによって低減されてしまう。つまり値
【００２２】
【数８】
2005536130.tif 000010
は推定値であり、加入者局はこの値がその時点で実際に基地局で使用されたか否かの正確な知識を持たないまま処理を行わなくてはならない。したがって効率的なチャネル推定のためには、加入者局が基地局で実際に使用されたビーム形成ベクトルの正確な知識を得ることがきわめて重要である。
【００２３】
ビーム形成ベクトルの選択をアップリンクチャネルでの測定によって行う際に生じる重大な欠点のために、ビーム形成ベクトルはダウンリンクチャネルでの測定によって選択することが望ましい。このことは例えば３ＧＧＰレポート［３ＧＧＰＴＲ２５．８６９ｖｌ．０．０（２００１−６），Tx diversity solutions for multiple antennas(Release5)］にも記載されている。ここでは加入者局に関してダウンリンク方向の個々のチャネルのチャネル強度を表す値を求めること、および各加入者局における適切なビーム形成ベクトルを求めることも行われる。このビーム形成ベクトルはそののち基地局に送信される。送信は少しずつ個別の情報ブロックへ展開しながら行うことができる。ビーム形成ベクトルについての加入者局と基地局とのあいだの同期を維持するために、基地局は加入者局から送信されたビーム形成ベクトルを専用チャネルでの信号伝送のために使用しなければならない。こうして加入者局はその時点で使用されているビーム形成ベクトルについての知識を有するので、ダウンリンク方向のチャネル推定をコモンパイロットチャネルを使用して行うことができる。
【００２４】
この手法で問題となるのは、加入者局で求められたビーム形成ベクトルを基地局へ送信する際に伝送エラーが発生し、同期が破壊されることである。この問題を回避するには、例えば３ＧＧＰスペシフィケーション［３ＧＧＰＴＲ２５．２１４ｖｌ．３．４．０．Release99. September 2000］で提案されているように、ビーム形成ベクトルの検証プロシージャを実行するとよい。つまり加入者局で求められたビーム形成ベクトルを基地局へ送信するとき、正確な伝送とエラーを有する伝送とを起こりうる仮説として考慮に入れる。どちらの選択肢についてもコモンパイロットチャネルの使用に基づくチャネル推定結果が求められる。この結果は最大事後確率ＭＡＰを考察したうえで専用チャネルの使用に基づくチャネル推定結果と比較される。こうしてどのビーム形成ベクトルが基地局で使用されたか判別が行われる。このようにして求められたビーム形成ベクトルの値がコモンパイロットチャネルによるチャネル推定に使用される。
【００２５】
この方法の欠点は、双方の仮説によって求められた値が明らかに異なる場合にしか信頼の置ける結果が得られないことにある。一般には離散的な個数のビーム形成ベクトルしか容認されない。数が多くなるにつれて個々のビーム形成ベクトル間の差異は小さくなる。したがって前述のビーム形成ベクトルの検証プロシージャは容認されるビーム形成ベクトルの個数を制限しており、これによりシステムの能力は低下する。
【００２６】
この手段の別の欠点は、その時点で使用されているビーム形成ベクトルに相応し、かつアップリンク方向で送信された情報に直接に関する伝送エラーしか検出できないということである。またこれよりも進歩したチャネル推定手法では、例えば加入者局から基地局への送信速度や情報の正確な伝送を検証するための別の情報などが必要となる。
【００２７】
本発明の課題は、冒頭に言及した形式のダウンリンク方向でのチャネル推定方法および無線通信システムを提供し、アダプティブアンテナのビーム形成フィールドを使用する際に効果的なチャネル推定を行えるようにすることである。
【００２８】
この課題は請求項１記載の特徴を有する方法により解決される。
【００２９】
本発明の他の実施形態および他の実施態様は従属請求項の対象となっている。
【００３０】
本発明によれば、少なくとも１つの基地局が少なくとも１つの加入者局へ当該のコネクションに対して使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を送信し、これに基づいて少なくとも１つの加入者局がチャネル推定を行う。
【００３１】
当該のコネクションに対して使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は種々に構成することができる。例えばこれは直接にビーム形成ベクトル、すなわち“ベクトル値”であってもよいし、または間接的にこれに関連するものであってもよい。ビーム形成ベクトルに間接的に関連する情報の例として、供給されるビーム形成ベクトルのセット情報が挙げられる。これは例えば更新されるので、時間の経過につれて変化する。またビーム形成ベクトルの一部のみ、例えばアンテナで使用されるアンテナ専用の係数であってもよい。当該のコネクションに対して使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、内容的に、少なくとも１つの加入者局から少なくとも１つの基地局へ送信されたビーム形成ベクトルに関連する情報に依存する。
【００３２】
本発明の方法の利点を次に挙げる。
・ビーム形成ベクトルに関する情報をアップリンク方向で伝送する際に発生する伝送エラーの悪影響を排除することができる。
・コモンパイロットチャネルを効率良くチャネル推定に使用することができる。
・ビーム形成ベクトルの個数に制限を設ける必要がない。
・従来の加入者局での信号処理に比べて、本発明の方法を実行するのにさほどコストがかからない。
・ビーム形成ベクトルの伝送時に間接的にまたは長期的に情報に影響を与える伝送エラーを考慮することができる。
【００３３】
本発明の１つの実施形態では、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションにその時点で使用されたビーム形成ベクトルに関する情報を含む。この場合、基地局は加入者局へ、その時点で自身が適用しているビーム形成ベクトルを少なくとも部分的に伝達する。このことはチャネル推定にとって直接的に有利である。なぜならチャネル推定はその時点で使用されているビーム形成ベクトルに基づくからである。また一般に基地局は将来使用するかもしれないビーム形成ベクトルに関する情報を加入者局へ伝達することもできる。ただしこの情報をチャネル推定プロセスに組み込むと多少リソースがかかる。
【００３４】
有利には、少なくとも１つの加入者局から少なくとも１つの基地局へ送信される情報は、少なくとも１つのビーム形成ベクトルに関する情報を時間的に展開したものに相応する情報を含む。一般に可能なビーム形成ベクトルの固定セットは例えば４つのブロックを使用している。加入者局はそのなかから４つのビーム形成ベクトルを求める。もちろんこのセットを固定とせず、加入者局の空間的な状況に適合化することもできる。その時点で使用されているビーム形成ベクトルが一般に迅速に変化するのに対して、ビーム形成ベクトルのセットは時間が経過しても緩慢に変化する。ビーム形成ベクトルを時間的に展開した情報の例として、ビーム形成ベクトルのセットの更新が挙げられる。この更新はその時点で使用されているビーム形成ベクトルに対して遅延して作用する。
【００３５】
本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報は、少なくとも１つの基地局によって複数のパイロットシーケンスから選択された専用チャネルのパイロットシーケンスを含む。これは使用されるパイロットシーケンスが内容的にビーム形成ベクトルに結合されることを意味する。したがってパイロットシーケンスを選択し送信することにより、ビーム形成ベクトルに関する情報を送信することができる。
【００３６】
有利には複数のパイロットシーケンスは２つの異相のシーケンスを含む。シーケンスを選択することにより本発明の方法の実行は大幅に簡単化される。
【００３７】
本発明の別の実施形態によれば、ダウンリンク方向でのチャネル推定は、少なくとも１つの加入者局が、少なくとも１つの基地局から全方向に送信された少なくとも１つのチャネルを使用して行われる。このように全方向に送信されるチャネルの例としてコモンパイロットチャネルが挙げられる。“全方向”という概念はここでは単に空間的に均一な放射を指すだけでなく、相応のビーム形成ベクトルを備えた複数のアンテナを使用することにより電波に空間的な指向性を持たせないことをも含む。使用されたビーム形成ベクトルに関する情報を加入者局が基地局から受け取ることにより、加入者局は全方向に送信されたチャネルを使用してチャネル推定を行うことができる。ただしこれはビーム形成を行った専用チャネルの空間的な放射特性とは異なる。
【００３８】
本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの加入者局により、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報の受信後、当該の情報からダウンリンク方向でのチャネル推定に使用されるビーム形成ベクトルが取り出される。つまり加入者局は基地局から送信された情報から直接にビーム形成ベクトルを読み出し、これをチャネル推定に使用することができる。
【００３９】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの加入者局により、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報の受信後、当該の情報を使用して、ビーム形成ベクトルの検証のための計算が行われる。こうした計算の例として上述の事後的な考察を含むビーム形成ベクトルの検証プロシージャが挙げられる。ただし他のビーム形成ベクトルの検証計算も適する。計算結果は加入者局でチャネル推定に利用される。
【００４０】
特に有利にはこのビーム形成ベクトルの検証プロシージャは複数のパイロットシーケンスの使用に関連する。従来のビーム形成ベクトルの検証プロシージャがビーム形成ベクトルの個数制限によって結果の品質を低下させていたのに対して、本発明の方法ではそういったことが起こらない。本発明の方法を使用すると、ビーム形成ベクトルの精細な量子化を行うことができる。これにより無線リソースの利用効率が向上する。
【００４１】
有利には、少なくとも１つの加入者局で求められたビーム形成ベクトルに関する情報が個別のビットとして送信される。ビーム形成ベクトルに関する情報は送信の前に個々のビットに分割される。タイムスロットが使用される場合には、例えば適切なタイムスロットごとに、またはこのために調整されたタイムスロットごとに、１Ｂｉｔのビーム形成ベクトルに関する情報を送信することができる。情報は一般にビーム形成ベクトルの一部のみに該当する。
【００４２】
有利には、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報が個別のビットとして少なくとも１つの基地局から送信される。少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を個別のビットとして少なくとも１つの基地局から送信する場合、情報は同じクロックレートで送信されるので都合がよい。この情報に対してダウンリンク方向でアップリンク方向よりも無線リソースに大きな容量が使用される場合には、当該の容量をエラー防止措置の範囲で使用することができる。
【００４３】
本発明の有利な別の実施形態によれば、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報により、少なくとも１つの加入者局から少なくとも１つの基地局へ送信されたビーム形成ベクトルに相応する情報がエラーなく伝送されたか否かが検証される。基地局から加入者局へ送信される情報は、加入者局が基地局へ送信した情報に重大な伝送エラーが生じていないことがわかるように構成されている。これは伝送後の基本情報がエラーなしに存在していることを意味する。ただしこのことから基本情報の符号化の際に形成された冗長情報がエラーを有するか否かは結論できない。検証の対象はビーム形成ベクトルに関連して加入者局から送信された情報のみである。
【００４４】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルは、コネクションにその時点で使用されたベクトルとして少なくとも１つの加入者局で求められたビーム形成ベクトルの確認を表す。基地局は加入者局で求められたビーム形成ベクトルを承認し、そのことを加入者局へ伝達する。
【００４５】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルは、コネクションにその時点で使用されたベクトルとして少なくとも１つの加入者局で求められたビーム形成ベクトルの拒絶を表す。基地局は加入者局で求められた少なくとも１つのビーム形成ベクトルを拒絶してこれを使用せず、そのことを加入者局へ伝達する。
【００４６】
有利には、本発明の方法は、少なくとも１つの基地局において複数の加入者局に対する共通のビームを形成するプロセスに関連して使用される。ここでは基地局でどのビーム形成ベクトルが使用されているかが判別される。つまりビーム形成ベクトルの判別が複数の加入者局のために行われる。
【００４７】
有利な実施形態によれば、本発明の方法はＣＤＭＡ通信システムにおいて使用される。この場合、符号の使用と他の分割プロセス、例えば時間分割多重法または周波数分割多重法とが組み合わされる。
【００４８】
無線通信システムに関して、上述の課題は、本発明の請求項１６記載の特徴を有する無線通信システムにより解決される。
【００４９】
本発明によれば、少なくとも１つの基地局は少なくとも１つの基地局から少なくとも１つの加入者局へのコネクションに使用されるビーム形成ベクトルに関する情報を少なくとも１つの加入者局へ送信する装置を有しており、少なくとも１つの加入者局は少なくとも１つの基地局から送信された情報を使用してチャネル推定を行う装置を有する。
【００５０】
本発明の実施形態および実施態様に挙げられているように、各方法ステップを実行する手段および装置が設けられる。
【００５１】
本発明の特徴を実施例に則して以下に詳細に説明する。図１には移動局および基地局のビーム形成ベクトルに関連する本発明の方法の第１のフローチャートが示されている。図２には移動局および基地局のビーム形成ベクトルに関連する本発明の方法の第２のフローチャートが示されている。
【００５２】
この実施例はＷＣＤＭＡシステムに関する。ＷＣＤＭＡはＵＭＴＳのフレームにおける移動無線のためのアクセス法である。これは少なくとも２つの５ＭＨｚ周波数帯域をアップリンク方向およびダウンリンク方向での伝送に使用するＦＤＤ技術に基づいている。
【００５３】
ここで考察している無線通信システムでは、基地局と移動局とのあいだの通信はＥＡインタフェースを介して接続される。基地局は複数のアンテナを有しており、ダウンリンク方向での信号伝送のためにビーム形成を行う。ビーム形成はデディケイテッドフィジカルデータチャネルＤＰＤＣＨおよびデディケイテッドフィジカルコントロールチャネルＤＰＣＣＨから成る専用チャネルに対して行われる。
【００５４】
移動局はダウンリンク方向での個々のアンテナのチャネルの強度を表す値を求める。この測定に基づいて、移動局はビーム形成ベクトルごとに、これがアドレシングされた信号の受信レベルを最大化するのに適しているか否かを判別する。このために離散的な数のビーム形成ベクトルが使用される。この実施例では簡単なケースとして、２つのビーム形成ベクトルのみ使用される場合を考察する。求められたビーム形成ベクトルを伝送するために、ＷＣＤＭＡシステムではアップリンクタイムスロットごとに１Ｂｉｔが使用される。こうして移動局はそのつど１Ｂｉｔのビーム形成ベクトルを基地局へ送信する。
【００５５】
基地局はタイムスロットごとに移動局が所望するビーム形成ベクトルに関する１Ｂｉｔの情報を受信する。基地局はこの要求を満足し、信号を専用チャネルで相応に伝送する。しかし基地局が当該の移動局に対して他のビーム形成ベクトルを選択することもある。これは例えば基地局が複数の移動局に対して共通にビーム形成を行う場合などである。このときには、干渉を最小化するために、移動局で求められたビーム形成ベクトルとは異なるベクトルを使用したほうが都合が良いからである。
【００５６】
移動局で行われる専用チャネルのチャネル推定の品質を保証するために、コモンパイロットチャネルがチャネル推定に使用される。このために移動局はどのビーム形成ベクトルを基地局が専用チャネルでの信号伝送に使用したかを知っていなければならない。このベクトルは、移動局から基地局への伝送の際にエラーが発生したり、または基地局が他のビーム形成ベクトルを使用することを決定した場合には、移動局の“要求候補”と異なることもある。
【００５７】
基地局がどのビーム形成ベクトルを使用したかを移動局へ知らせるために、２つの異相のパイロットシーケンスがデディケイテッドフィジカルコントロールチャネルで使用される。専用チャネルのチャネル推定に使用される固定のパイロットシーケンスとは異なり、ビーム形成ベクトルを求める際に使用されるのは可変のパイロットシーケンスである。このシーケンスは内容的に２つの可能なビーム形成ベクトルに結合されている。すなわち使用されたビーム形成ベクトルに依存して、２つの可能なパイロットシーケンスのどちらかが送信される。
【００５８】
一般に専用チャネルのパイロットシーケンスは４Ｂｉｔ長のシーケンスである。移動局で求められたビーム形成ベクトルを基地局へ伝送する際にはＷＣＤＭＡシステムでは各アップリンクタイムスロットにつき１Ｂｉｔが使用されるので、ビーム形成ベクトルを求めるには１Ｂｉｔ長さのパイロットシーケンスを送信すれば充分である。専用チャネルのパイロットシーケンスは４Ｂｉｔ長を有するため、１Ｂｉｔ長のパイロットシーケンスの符号化が使用される。
【００５９】
最も簡単なケースでは、移動局は１Ｂｉｔ長のパイロットシーケンスから直接に使用されたビーム形成ベクトルを取り出す。移動局は所望のビーム形成ベクトルに関する１Ｂｉｔの情報を基地局へ送信しているので、２つの可能なパイロットシーケンスのうち第１のものの送信は当該のビットが基地局で所望のビーム形成ベクトルに関する情報へ相応に変換されたことを意味し、第２のものの送信は他のビーム形成ベクトルが基地局によって選択されたことを意味する。
【００６０】
ただし移動局が使用されたビーム形成ベクトルを直接にトレーニングシーケンスから取り出すのではなく、ビーム形成ベクトルの検証によって、つまり例えば事後確率を考慮することによって計算するように構成してもよい。これは所望のビーム形成ベクトルをアップリンク方向で伝送してエラーが発生した場合に有意である。
【００６１】
基地局で使用されたビーム形成ベクトルが既知であれば、移動局は専用チャネルのチャネル推定をコモンパイロットチャネルのパイロットシーケンスを使用して行うことができる。
【００６２】
図１には、基地局ＢＳが移動局ＭＳの要求したビーム形成ベクトルを使用して専用チャネルでの信号伝送を行うケースでの、基地局ＢＳと移動局ＭＳとのあいだの通信プロセスの時間フローが示されている。この場合簡単に、専用チャネルのパイロットシーケンスにより情報が送信され、効率的なビーム形成ベクトルの検証プロシージャが実行される。図中の矢印は基地局ＢＳから移動局ＭＳへの送信、または移動局ＭＳから基地局ＢＳへの送信を表している。移動局ＭＳは、コモンパイロットチャネルＣＰＩＣＨのパイロットシーケンスに基づいて、個々のアンテナのダウンリンク方向でのチャネルの強度を測定し（“測定”）、可能なビーム形成ベクトルのうち１つを選択し（“ビーム形成ベクトルの選択”）、これをアップリンク方向で基地局ＢＳへ送信する（“ビーム形成ベクトル”）。基地局ＢＳは移動局ＭＳが要求したビーム形成ベクトルに相応にビーム形成を行う（“ビーム形成”）。基地局は相応のパイロットシーケンスを専用チャネルで送信し（“ＤＰＣＨ確認”）、これが“ｅｃｈｏ”の送信に相応する。移動局はこれを認識し、相応にビーム形成ベクトルの検証を計算する（“ビーム形成ベクトルを検証するための計算”）。これは例えば最大事後確率ＭＡＰの形式で行われる。
【００６３】
図２には、基地局ＢＳが移動局ＭＳの要求したビーム形成ベクトルとは異なるベクトルを使用して専用チャネルでの信号伝送を行うケースでの、基地局ＢＳと移動局ＭＳとのあいだの通信プロセスの時間フローが示されている。図２の第１のステップは図１の第１のステップに相応する。すなわち移動局ＭＳは、コモンパイロットチャネルＣＰＩＣＨのパイロットシーケンスに基づいて、相応の測定を行い（“測定”）、可能なビーム形成ベクトルのうち１つを選択し（“ビーム形成ベクトルの選択”）、これをアップリンク方向で基地局ＢＳへ送信する（“ビーム形成ベクトル”）。ここで基地局ＢＳは当該のコネクションに対しては移動局ＭＳが要求したビーム形成ベクトルとは異なるベクトルを使用したほうが有利であるとの結果を得る（“ビーム形成ベクトルの判別”）。したがって基地局は別のビーム形成ベクトルによるビーム形成を行う（“ビーム形成”）。基地局は相応のパイロットシーケンスを専用のコントロールチャネルで送信する（“ＤＰＣＨ拒絶”）。移動局ＭＳはこれを認識し、自身の要求とは異なるビーム形成ベクトルを使用してチャネル推定を行う（“ビーム形成ベクトルの承認”）。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の方法の第１のフローチャートである。
【図２】本発明の方法の第２のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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