(57)【要約】【課題】  ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のマルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）通信をサポートするワイヤレス通信システムを動作させる技術は、モバイルステーションにおけるセル間干渉情報を発生し且つセル間干渉情報をベースステーションへ供給することが関与している。【解決手段】  ベースステーションは、チャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を計算するためにセル間干渉情報を使用し、次いで該ＣＱＩに応答してスケジューリング決定を行う。該スケジューリング決定に従って、データがベースステーションからモバイルステーションへ送信される。【選択図】  図１
2011514690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のマルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）通信をサポートするワイヤレス通信システムを動作させる方法において、
モバイルステーションにおいて、
セル間干渉情報を発生し、
該セル間干渉情報をベースステーションへ送信し、
ベースステーションにおいて、
モバイルステーションから送信されるセル間干渉情報を使用してモバイルステーションに対するチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を計算し、
ＣＱＩに応答してスケジューリング決定を行い、
該スケジューリング決定に従ってデータをモバイルステーションへ送信する、
ことを包含している方法。
【請求項２】
請求項１において、モバイルステーションから受け取られたセル間干渉情報に加えて、空間的サブチャンネルに対する使用スキーム情報及び等価チャンネルマトリクス情報を使用してベースステーションにおいてＣＱＩが計算される方法。
【請求項３】
請求項１において、セル間干渉情報を発生する場合に、モバイルステーションにおいて受け取られる複数の信号に対する平均値及び標準偏差を計算する方法。
【請求項４】
請求項３において、セル間干渉情報を発生する場合に、モバイルステーションにおいて信号測定を行い、且つ該信号測定に応答してコードブックからインデックスを選択し、該インデックスが測定した信号を表している方法。
【請求項５】
請求項４において、更に、コードブックをＵＥへ送信し、該コードブックが複数のインデックスを定義している方法。
【請求項６】
請求項１において、セル間干渉情報を発生する場合に、モバイルステーションにおいて信号測定を行い、該信号測定に応答して平均値を計算し、該信号測定に応答して標準偏差を計算し、且つ該信号測定に応答してコードブックからインデックスを選択する方法。
【請求項７】
請求項６において、更に、該インデックスがベースステーションへ供給される間隔よりも一層長い間隔で該平均値及び該標準偏差をベースステーションへ供給する方法。
【請求項８】
請求項１において、更に、ベースステーションにおいて、種々の使用スキームに対しモバイルステーションに関連するＣＱＩを計算し且つ計算されたＣＱＩに応答してスケジューリング決定を行う方法。
【請求項９】
ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のマルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）をサポートするワイヤレス通信システムにおいて使用するベースステーションにおいて、
モバイルステーションから受信したセル間干渉情報に応答してモバイルステーションに対するＣＱＩを計算する形態とされているチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）計算器、
ＣＱＩに応答してスケジューリング決定を行う形態とされているスケジューラ、
該スケジューリング決定に従ってデータをモバイルステーションへ送信する形態とされているＭＵ−ＭＩＭＯ送信機、
を有しているベースステーション。
【請求項１０】
請求項９において、モバイルステーションから受信したセル間干渉情報に加えて、空間的サブチャンネルに対する使用スキーム情報及び等価チャンネルマトリクス情報を使用してＣＱＩ計算器にいおってＣＱＩが計算されるベースステーション。
【請求項１１】
請求項１０において、モバイルステーションから受信したセル間干渉情報が、モバイルステーションにおいて受信される信号に対する平均値及び標準偏差を有しているベースステーション。
【請求項１２】
請求項１１において、モバイルステーションから受信したセル間干渉情報が、コードブックからのインデックスを有しており、該インデックスがモバイルステーションにおける測定信号を表しているベースステーション。
【請求項１３】
請求項９において、更に、コードブックを格納する形態とされているコードブックモジュールを有しているベースステーション。
【請求項１４】
請求項１３において、該コードブックモジュールが該コードブックをモバイルステーションに配布する形態とされているベースステーション。
【請求項１５】
請求項９において、ＣＱＩ計算器が種々の使用スキームに対しモバイルステーションに関連するＣＱＩを計算し且つ計算されたＣＱＩに応答してスケジューリング決定を行うベースステーション。
【請求項１６】
ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のマルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）をサポートするワイヤレス通信システムにおいて使用するモバイルステーションにおいて、
複数の入ってくる信号を受信し且つ測定する形態とされている信号受信・測定モジュール、
セル間干渉情報を発生する手段、
チャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を計算する場合に使用するためにセル間干渉情報をベースステーションへ送信する形態とされている送信機、
を有しているモバイルステーション。
【請求項１７】
請求項１６において、該セル間干渉情報を発生する手段が、受信信号に対する平均値及び標準偏差を計算する形態とされている干渉計算器を有しているモバイルステーション。
【請求項１８】
請求項１７において、該セル間干渉情報を発生する手段が、受信信号に応答してコードブックからのインデックスを選択する形態とされているインデックスセレクタを有しているモバイルステーション。
【請求項１９】
請求項１８において、該平均値及び標準偏差が、該インデックスがベースステーションへ送信される間隔よりも一層長い間隔でベースステーションへ送信されるモバイルステーション。
【請求項２０】
請求項１８において、更に、コードブックを格納する形態とされているコードブックモジュールを有しているモバイルステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大略、ワイヤレス通信システムに関するものであって、更に詳細には、マルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力ワイヤレス通信ネットワークにおけるチャンネル品質インジケータの管理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
進化するモバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）コアネットワーク及びそれらをサポートする無線アクセス技術（即ち、周波数分割デュープレックス（ＦＤＤ）及び時分割デュープレックス（ＴＤＤ）モードの両方におけるユニバーサル地上無線アクセス（ＵＲＴＡ））に基づく第３世代モバイルシステムに対する世界的に適用可能な技術的仕様及び技術報告書を作成するために第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）が設立された。その範囲は、その後、進化された無線アクセス技術（例えば、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）及びＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ））を包含するＧＳＭ技術仕様及び技術報告書のメインテナンス及び発展を包含するために補正された。
【０００３】
３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＥＴ）仕様において、マルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）モードで動作している場合に、基地局（ｅＮＢ）のスケジューラは、スケジューリングの決定を行うために複数の異なるユーザ装置（ＵＥ）からのチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を必要とする。従来、ＣＱＩはＵＥにおいて発生され且つｅＮＢへ送信される。ワイヤレスシステムが単一ユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）モードで動作される場合には、ＣＱＩはＵＥによって正確に計算することが可能である。何故ならば、ＵＥはＣＱＩを計算するのに必要な情報の全てを持っており、該情報は、等価チャンネルマトリクス、各空間的サブチャンネルの使用スキーム、及びセル間干渉及び付加雑音を包含している。然しながら、ＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作している場合には、ＵＥは、必ずしも、各空間的サブチャンネルに対しての次の送信時間インターバル（ＴＴＩ）において使用される使用スキーム（プレコーディング）を知っているものではない。ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、異なる空間的サブチャンネル使用スキームは、異なるセル間干渉従って異なるＣＱＩとなる。使用することが可能な異なる空間的サブチャンネル使用スキームを考慮し且つマルチユーザスケジューリングを完全に利用するために、ＵＥは、各異なる空間的サブチャンネル使用スキームに対して異なるＣＱＩを計算し、次いでその異なるＣＱＩをアップリンク信号伝達を介してｅＮＢへ供給することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各ＵＥにおいて複数の異なるＣＱＩを計算し且つその複数の異なるＣＱＩをｅＮＢへ送信することの欠点は、これらの動作が貴重なＵＥ処理及びアップリンク信号伝達資源を消費するということである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のＭＵ−ＭＩＭＯ通信をサポートするワイヤレス通信システムを動作させる技術は、該モバイルステーションにおけるセル間干渉情報を発生し且つ該セル間干渉情報を該ベースステーションへ供給することが関与している。ｅＮＢにおいて、ＵＥから送信されるセル間干渉情報と共に、各空間的サブチャンネルの使用スキームと等価チャンネルマトリクスのｅＮＢの知識を使用してＵＥに対してＣＱＩが計算される。ｅＮＢは、各空間的サブチャンネルの使用スキーム及び等価チャンネルマトリクスと共に、ＵＥからのセル間干渉情報を持っているので、計算されるＣＱＩはそのＵＥにおける条件を正確に反映する。次いで、計算されたＣＱＩはｅＮＢにおいてスケジューリングの決定を行うために使用され、且つデータはｅＮＢとＵＥとの間で該スケジューリングの決定に従って送信される。ＵＥではなくｅＮＢにおいてＣＱＩを計算することは、ＵＥが複数の異なるＣＱＩを計算することの必要性を回避させ且つアップリンクチャンネルがこれらのＣＱＩをｅＮＢへ担持することの負担の必要性を回避させる。
【０００６】
本発明のその他の側面及び利点は、本発明の原理を例示する添付の図面を参照して以下の詳細な説明から明らかなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のＭＵ−ＭＩＭＯ通信をサポートするワイヤレス通信システムの概略図。
【図２】ＣＱＩがモバイルステーションではなくベースステーションにおいて計算されるワイヤレス通信システムにおけるベースステーションとモバイルステーションとの間の信号伝達タイムラインを例示した概略図。
【図３】ＵＥからのセル間干渉情報を使用してｅＮＢにおいてＣＱＩが計算され、該セル間干渉情報は平均値、標準偏差、及びインデックスとしてｅＮＢへ供給されるワイヤレス通信システムにおいてｅＮＢとＵＥとの間の信号伝達タイムラインを例示した概略図。
【図４】図２及び３を参照して上に説明した如く動作すべく形態とされているｅＮＢとＵＥとを示した概略図。
【図５】ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のＭＵ−ＭＩＭＯ通信をサポートするワイヤレス通信システムを動作させる方法の処理フロー線図。
【図６】信号対雑音エラーに対するインデックスビットの数のグラフ。尚、本説明全体にわたり、同様の参照番号は同様の要素を識別するために使用される場合がある。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
マルチユーザ・マルチ入力・マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）は、ダウンリンク送信用の高度の空間的多重化技術である。図１は、ベースステーション１０２（ここでは、エボルブドノードＢ（evolved Node B）即ち基地局（ｅＮＢ）と呼称する）とマルチ即ち複数のモバイルステーション１０２（ここでは、ユーザ装置（ＵＥ）と呼称する）とを包含するワイヤレス通信システム１００を図示している。このワイヤレス通信システムは、時分割デュープレキシング（ＴＤＤ）を使用するＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作される。図１の実施例においては、ｅＮＢは、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）仕様において特定されているようなＭＵ−ＭＩＭＯ動作をサポートするワイヤレス通信ベースステーションである。このｅＮＢは４個のアンテナ１０６を包含しているが、該ｅＮＢは４個を超える数のアンテナを包含することが可能である。図１の実施例において、ＵＥは３ＧＰＰＬＴＥ仕様において特定されているようなＭＵ−ＭＩＭＯ動作をサポートするワイヤレス通信モバイルステーションである。該ＵＥの各々は、２個のアンテナ１０８を持っているが、該ＵＥは２個のアンテナに制限されるものではない（例えば、該ＵＥは単に１個のアンテナ又は２個を越える数のアンテナを包含することが可能である）。
【０００９】
ｅＮＢから高々Ｍ個のＵＥへ送信されるべきＭ個の独立的にエンコードされたデータストリームを包含しているＭＵ−ＭＩＭＯワイヤレス通信システムにおいては、任意の時間エポック（epoch）において送信されるべきデータ記号はｘ＝[ｘ１ｘ２．．．ｘＭ]Ｔとして表すことが可能であり、尚[]Ｔは転置ベクトルである。送信アンテナと受信アンテナとの間に存在するチャンネルはＭｒ×Ｍｔ複素行列Ｈで示され、尚Ｍｔは送信アンテナ番号であり且つＭｒは受信アンテナ番号である。Ｍｒ受信アンテナは、Ｍ個のＵＥの間で分布されており、且つ各ＵＥは単一のアンテナ又は複数のアンテナを具備することが可能である。Ｈの各エントリはｈｉｊで示され、それは受信アンテナｉと送信アンテナｊとの間のチャンネル利得を表す。ＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作するワイヤレス通信システム１００のようなワイヤレス通信システムにおいては、送信機は、Ｍｔ×ＭマトリクスであるプレコーディングマトリクスＥに従ってデータ記号ベクトルｘを乗算する。ＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作しているワイヤレス通信システムの一般的な数学的表現は、
【００１０】
【数１】
2011514690.tif 000003
【００１１】
として表すことが可能である。
【００１２】
尚、ｙ＝[ｙ１ｙ２．．．ｙＭｒ]はＵＥの受信アンテナにおける信号ベクトルであり、且つｚはセル間干渉＋付加雑音であり、このセル間干渉＋付加雑音は、ここでは、単に、セル間干渉と呼称する。更に、プレコーディングマトリクスは、通常、Ｅ＝[ｅ１ｅ２．．．ｅｋ．．．ｅＭ]としての列形式で表され、尚ｅｋ（ｋ＝１，２，．．．，Ｍ）はＭｔ×１列ベクトルであり且つＥにおける各列は「コードワード（codeword）」として呼称される。更に、ＨＥはＨ’＝[ｈ１’ｈ２’ｈ３’．．．]として表すことが可能であり、且つ等価チャンネルマトリクスと呼称される。Ｈ’の列は空間的サブチャンネルと呼称される。何故ならば、それらはユーザデータを担持する実際のベクトルチャンネルだからである。
【００１３】
ワイヤレス通信システムが、マルチユーザダイバーシチイを有効に使うためにチャンネル依存性スケジューリングを使用する場合には、ｅＮＢにおけるスケジューラは各ＵＥのチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を前もって知ることを必要とする。３ＧＰＰ仕様においては、ＣＱＩは整数インデックスとして表される。１実施例においては、ＣＱＩは３２個のＣＱＩインデックスの内の一つとして表され、各ＣＱＩインデックスは対応する信号対雑音比（ＳＩＮＲ）スレッシュホールドを持っている。１実施例においては、ＣＱＩは、チャンネルのＳＩＮＲを計算し、次いで計算されたＳＩＮＲ未満の最も高いＳＩＮＲスレッシュホールドを持っているＣＱＩインデックスを選択することによって、計算される。各ＵＥのＣＱＩを正確に計算するために、ｅＮＢは３個の情報を必要とし、即ち、１）等価チャンネルマトリクス、２）各空間的サブチャンネルの使用スキーム（例えば、列の寸法即ち数、従って予め定義した組の候補プレコーディングマトリクスからプレコーディングマトリクスＥの特定の選択）、及び３）ＵＥにおけるセル間干渉＋付加雑音、である。
【００１４】
１実施例においては、最小平均自乗誤差（ＭＭＳＥ）がベースライン受信機検知方法としてＵＥによって使用される。ＵＥにおける検知信号の計算は、ｅＮＢが４個の送信アンテナを持っており、４個の単一アンテナＵＥが存在しており、且つ空間的サブチャンネルの４個全てが使用中であるＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいて動作しているワイヤレス通信システムに対して以下に説明する。検知信号は、ＵＥ、例えばＵＥ＃１に対して次式の如くに表すことが可能である。
【００１５】
【数２】
2011514690.tif 000004
【００１６】
ＵＥのＣＱＩは以下の如くに計算することが可能である。
【００１７】
【数３】
2011514690.tif 000005
【００１８】
尚、
【００１９】
【数４】
2011514690.tif 000006
【００２０】
式（３）において、ｅはＣＱＩインデックスを選択するために使用することが可能な受信信号の計算されたＳＩＮＲである。式（４）において、ＫＩは、ＭＭＳＥ受信機の検知アルゴリズムから派生されるＣＱＩを計算するために使用される一時的マトリクスであり、且つＰは空間的サブチャンネルｈ１’に関する送信パワーである。式（４）から、受信信号に対するＳＩＮＲの計算は、等価チャンネルマトリクス、各空間的サブチャンネルの使用スキーム、及びセル間干渉＋付加雑音の知識を必要とすることが分かる。これらのパラメータの内のいずれか一つが入手可能なものではない場合には、ＣＱＩ計算は完全なものではない。
【００２１】
従来のＭＩＭＯシステムにおいては、ＣＱＩはＵＥにおいて計算され且つｅＮＢへ供給されている。ＳＵ−ＭＩＭＯモードにある場合に、ＵＥは等価チャンネルマトリクス、使用スキーム、及びセル間干渉へアクセスし、従って、所望のＣＱＩをＵＥにおいて計算し且つｅＮＢへ供給することが可能である。然しながら、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにある場合には、使用スキームはｅＮＢにおいてのみ既知でありＵＥへは供給されていない。従って、ＵＥはＣＱＩを計算するのに必要な情報の全てを有しているものではない。特に、ワイヤレス通信システムがＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作している場合に、使用スキームはセル間干渉に顕著な影響を有しているので、計算されるＣＱＩは、各空間的サブチャンネルに対する使用スキームに関してなされる仮定に依存して著しく異なるものとなる。マルチユーザダイバーシチイをより良く使用するためには、各ＵＥは、種々の異なる使用仮定に基づいて複数のＣＱＩを計算し且つこれらのＣＱＩをアップリンクチャンネルを介してｅＮＢへ供給せねばならない。各ＵＥにおいての複数のＣＱＩの計算及び送信は、ＵＥ処理及びアップリンク信号伝達利用に著しい影響を与えることとなる。
【００２２】
本発明に基づく１実施例においては、各ＵＥにおいて多様なＣＱＩを計算する代わりに、セル間干渉情報がＵＥにおいて発生され且つｅＮＢへ送信される。ｅＮＢにおいては、ＵＥから送信されるセル間干渉情報と共に、各空間サブチャンネルの使用スキーム及び等価チャンネルマトリクスのｅＮＢの知識を使用して、ＵＥに対するＣＱＩが計算される。ｅＮＢは、各空間サブチャンネルの使用スキーム及び等価チャンネルマトリクスと共に、ＵＥからのセル間干渉情報を持っているので、計算されるＣＱＩはＵＥにおける条件を正確に反映している。計算されたＣＱＩはｅＮＢにおけるスケジューリング決定を行うために使用され且つデータは該スケジューリング決定に従ってｅＮＢとＵＥとの間で送信される。ＵＥにおいてではなくｅＮＢにおいてＣＱＩを計算することは、ＵＥをして複数の異なるＣＱＩを計算させることの必要性を回避し且つアップリンクチャンネルにこれらのＣＱＩをｅＮＢへ担持させることを負担させることの必要性を回避する。
【００２３】
図２は、ＣＱＩがモバイルステーションにおいてではなくベースステーションにおいて計算されるワイヤレス通信システム１００（図１）におけるベースステーション（例えば、ｅＮＢ１０２）とモバイルステーション（例えば、ＵＥ１０４）との間の信号伝達タイムラインを例示している。図２を参照すると、セル間干渉情報１１０はモバイルステーションにおいて発生され、次いで、該モバイルステーションからベースステーションへ送信される。１実施例においては、セル間干渉情報はＵＥにおいて受け取られた信号に関しての情報を包含している。ベースステーションは該セル間干渉情報を使用してＣＱＩを計算し且つ該ＣＱＩを使用してスケジューリング決定を行う。１実施例においては、スケジューリング決定は、スケジューリングと、例えば、各ＵＥに対して使用すべき送信周波数及び空間的サブチャンネルの選択を包含する資源割当パラメータとの両方が関与する場合がある。次いで、データ１１２はそのスケジューリング決定に従って、ベースステーションからモバイルステーションへ送信される。
【００２４】
本発明に基づく１実施例においては、セル間干渉情報は平均値、標準偏差、及びインデックスとしてｅＮＢへ供給される。ＵＥが２個の受信アンテナを有している場合には、セル間干渉ｚは２×１複素ベクトルであり[（ａ＋ｂｉ）（ｃ＋ｄｉ）]Ｔと表すことが可能である。この表現はｚの実部及び虚部を表す４個のエントリａ，ｂ，ｃ，ｄを包含しており、且つａ及びｂは、両方とも、対応する平均値（μ１）及び対応する標準偏差（σ１２）を有するガウス分布に従い且つｃ及びｄは、両方とも、対応する平均値（μ２）及び対応する標準偏差（σ２２）を有するガウス分布に従うものと仮定することが可能である。１実施例においては、予め定めたベクトルＮ＝{Ｎ０，Ｎ１，・・・Ｎ２ｋ−１}（ここでは「コードブック（codebook）」と呼称する）のグループの内の一つを使用してセル間干渉ｚを表し、その場合に、各ベクトルはゼロ平均及び標準偏差＝１でのガウス分布の一つのサンプルである。表１はａ，ｂ，ｃ，ｄに対するいコードブックの１例であり、４ビットインデックスを使用して１６個の異なるコードブックエントリが一意的に識別されている。
【００２５】
【表１】
2011514690.tif 000007
【００２６】
表１を参照すると、４ビットインデックスの「７」はａ＝−０．５、ｂ＝＋０．５、ｃ＝＋０．５、ｄ＝＋０．５の値に対応している。コードブックの特殊性は、コードブックエントリの数の関数である。より多くのエントリ、従って一層微細な細かさ（granularity）を具備するコードブックは、各エントリを一意的に識別するために一層多くのビットを具備するインデックスを必要とし、且つより少ない数のエントリを具備するコードブックは一層少ない数のビットを持ったインデックスで表現することが可能である。コードブックの寸法は実施特定的である。
【００２７】
例示的動作においては、各ＵＥはその２個のアンテナにおいて受信した信号の両方の平均値と標準偏差とを計算する。１実施例においては、各受信した信号に対する平均値及び標準偏差μ１，σ１２及びμ２，σ２２は、長い期間（例えば、１無線フレーム）において測定したセル間干渉情報の全てに基づいて計算される。１実施例においては、該平均値及び標準偏差は、両方とも、ｍ×１０―ｎとして量子化され、その場合に、ｍは３ビットで表され且つｎは３ビットで表される。一度計算されると、該平均値及び標準偏差はＣＱＩを計算する場合に使用するためにｅＮＢへ送信される。
【００２８】
１実施例においては、コードブックからインデックスを選択することは、特定の時刻においてセル間干渉を正規化することが関与する。
【００２９】
ｚ＝[（ａ＋ｂｉ）（ｃ＋ｄｉ）]Ｔを
ｚ’＝[（ａ’＋ｂ’ｉ）（ｃ’＋ｄ’ｉ）]Ｔへ、それは標準ガウス分布（０，１）を従うものである。
【００３０】
【数５】
2011514690.tif 000008
【００３１】
正規化したセル間干渉ｚ’は、次いで、以下の如くにしてコードブック内の最も近いベクトルＮｉに対してマップされる。
【００３２】
【数６】
2011514690.tif 000009
【００３３】
コードブックからインデックスが選択されると、それはｅＮＢへ送信される。１実施例においては、該インデックスは平均値及び標準偏差とば別にｅＮＢへ送信される。
【００３４】
上述した如くにｅＮＢがＵＥから平均値、標準偏差、及び該インデックスを受け取ると、セル間干渉ｚは該ｅＮＢにおいて再生させることが可能である。１実施例においては、該セル間干渉は以下の如くにしてｅＮＢにおいて再生される。
【００３５】
【数７】
2011514690.tif 000010
【００３６】
例えば、インデックス「７」がｅＮＢへフィードバックされるものと仮定すると、セル間干渉は以下の式に従って再生される。
【００３７】
【数８】
2011514690.tif 000011
【００３８】
次いで、該ｅＮＢは再生されたセル間干渉ｚ”を使用して対応するＵＥに対して少なくとも１個のＣＱＩを計算する。次いで、該ｅＮＢは計算されたＣＱＩを使用してスケジューリング決定を行う。該スケジューリング決定に従って、データはｅＮＢからＵＥへ送信される。
【００３９】
該平均値及び標準偏差は比較的低い頻度で変化するので、１実施例においては、受信した信号に対する平均値及び標準偏差は比較的長い間隔、例えば１０無線フレーム毎、でｅＮＢへ供給され、一方、インデックスは比較的短い間隔、例えばＬＴＥ  ＴＤＤタイプ１フレーム構造においては約１０ｍｓであるＴＴＩ毎、でｅＮＢへ供給される。
【００４０】
図３は、ＣＱＩがＵＥからのセル間干渉情報を使用してｅＮＢにおいて計算され、そのセル間干渉情報が平均値、標準偏差、及びインデックスとしてｅＮＢへ供給されるワイヤレス通信システムにおけるｅＮＢとＵＥと間の信号伝達タイムラインを例示している。最初に、ｅＮＢがインデックスを選択する場合に使用するコードブック１２０をＵＥへ供給する。該コードブックは、適用例に依存して静的又は半静的なものとすることが可能である。１実施例においては、該コードブックは、ブロードキャスト又は共通の制御チャンネルを介して複数のＵＥへ供給される。次に、ＵＥはｅＮＢから信号を受信し、該受信した信号の特性（例えば、信号パワー）を測定し、且つ各受信した信号の平均値及び標準偏差を計算する。付加的に、ＵＥは該受信した信号の測定した特性を表すインデックスを選択する。該平均値、標準偏差、及びインデックスは、全て、ｅＮＢへ送信される。１実施例においては、平均値及び標準偏差１２２は比較的長い期間（例えば、１０無線フレーム毎に１個のデータセット）において一緒に送信され、且つインデックスｉ１２４は比較的短い期間（例えば、ＴＴＩ毎に１個のインデックスで、例えば、ＬＴＥ  ＴＤＤタイプ１フレーム構造において１０ｍｓ）において、別途、送信される。
【００４１】
ｅＮＢは、平均値、標準偏差、及びインデックスとして供給されたセル間干渉情報を使用して種々の使用スキーム（例えば、ｈ１’ｈ２’ｈ３’・・・）の下で１個又は複数個のＣＱＩを計算する。次いで、ｅＮＢは該ＣＱＩを使用して１個又は複数個のスケジューリング決定を行い、且つユーザデータ１２６は該スケジューリング決定に従ってＵＥへ送信される。ユーザデータに加えて、ｅＮＢは、又、該スケジューリング決定に関係しているスケジューリング及び制御情報１２８をＵＥへ送信することが可能である。
【００４２】
図４は、ＭＵ−ＭＩＭＯ環境において上述した技術を実現するための形態とされているｅＮＢ１０２及びＵＥ１０４の機能的ブロック図を示している。該ｅＮＢは、コードブックモジュール１４０と、ＣＱＩ計算器１４２と、スケジューラ１４４と、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信機１４６とを包含している。該コードブックモジュールは、ｅＮＢからＵＥへ配布されるコードブックの供給源である。該ＣＱＩ計算器は、ＵＥから受け取ったっセル間干渉情報に応答してＣＱＩを計算する。該スケジューラは、ＣＱＩ計算器によって発生されるＣＱＩを使用してスケジューリング決定を行う。該ＭＵ−ＭＩＭＯ送信機は、コードブック、ユーザデータ、及びスケジューリング及び制御情報を包含する情報をＵＥへ送信する。該ＵＥは、干渉計算器１５０と、コードブックモジュール１５２と、インデックスセレクタ１５４と、信号受信及び測定モジュール１５６と、送信機１５８とを包含している。該信号受信及び測定モジュールは、ＵＥアンテナ上で受信される信号を受信し且つ測定する。該干渉計算器は、該信号受信及び測定モジュールによって発生される測定情報に応答して該受信信号に対する平均値及び標準偏差を計算する。該コードブックモジュールは、コードブックを格納し、且つ該インデックスセレクタは、受信信号に応答して該コードブックからインデックスを選択する。該送信機は、ＣＱＩを計算する場合に使用するために、該平均値、標準偏差、及びインデックスをベースステーションへ送信する。説明の便宜上単に１個のＵＥが示されているに過ぎないが、１個を越える数のＵＥがｅＮＢによってサポートされ且つそれと相互作用することが可能である。付加的に、或る機能的要素が図４に示されているが、該機能的要素と関連する機能はｅＮＢ又はＵＥにわたり分布させることが可能である。更に、該機能的要素は、ハードウエア、ソフトエア、ファームウエア、又はそれらの任意の組み合わせで実現させることが可能である。
【００４３】
図５は、ベースステーションと複数のモバイルステーションとの間のＭＵ−ＭＩＭＯ通信をサポートするワイヤレス通信システムを動作させる方法の処理フロー線図である。ブロック５０２において、セル間干渉情報がモバイルステーションにおいて発生される。ブロック５０４において、該セル間干渉情報はモバイルステーションからベースステーションへ送信される。ブロック５０６において、モバイルステーションから送信されたセル間干渉情報を使用して該モバイルステーションに対してベースステーションにおいて計算される。ブロック５０８において、そのＣＱＩに応答してベースステーションにおいてスケジューリング決定がなされる。ブロック５１０において、該スケジューリング決定に従って、データがベースステーションからモバイルステーションへ送信される。
【００４４】
上述した技術は、ＣＱＩがＵＥにおいて発生される従来技術と相対的に、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいてワイヤレス通信システムを動作させるために必要とされるアップリンク信号伝達の量を減少させる態様で実現させることが可能である。例えば、４×４ＭＵ−ＭＩＭＯ送信スキームにおいて、ｅＮＢは４個の送信アンテナを具備しており且つＵＥは２個の受信アンテナを具備しており、その結果４個の空間的チャンネルとなる。ＣＱＩがＵＥにおいて発生される技術を使用して、その結果得られるフィードバック信号伝達オーバーヘッドは表２に示した如くに計算することが可能である。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
表２に示されているように、全部で４個の使用可能なサブチャンネルが存在しているので、ＵＥは好適な空間的サブチャンネルを表すために２ビットを使用し、且つ２個の空間的サブチャンネルが選択される場合には、対応するオーバーヘッドは２×２＝４ビットである。付加的に、５ビットが変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）選択を表すために使用される。従って、表２から、全ＣＱＩフィードバックオーバーヘッドは割当期間、例えば１０ｍｓ、において３２ビットである。
【００４７】
ｅＮＢへセル間干渉情報を供給するために図１〜４を参照して上述した技術を使用し且つ平均値及び標準偏差が１０個の無線フレーム毎にフィードバックされるものと仮定すると、該平均値及び標準偏差に関連するオーバーヘッドは２×２×６＝２４ビット／１００ｍｓとして計算される。更に、無線フレーム毎（１０ｍｓ）にフィードバックされる１６ビットインデックスを使用するコードブックを仮定すると、平均アップリンクフィードバックオーバーヘッドは、２４／（１００／１０）＋１６＝１８．４ビット／１０ｍｓとして計算される。この１８．４ビット／１０ｍｓのオーバーヘッドは、表２を参照して説明した如き従来技術と比較して、オーバーヘッドにおいて４２％を越える減少を表している。
【００４８】
図１〜４を参照して説明した技術に対するＣＱＩ計算誤差は、ｙ軸上のＳＩＮＲ誤差に対してｘ軸上においてインデックスビットの数をプロットした図６のグラフにおける理想的なＣＱＩ計算と比較してある。図６のグラフにおいては、コードブックは寸法が４ビットから１６ビットの範囲にわたっており、且つ推定されるＳＩＮＲ（線形単位において）と正確なＳＩＮＲとの間の相対的線形絶対誤差が性能測定基準として使用されている。図６のグラフに示されているように、ＳＩＮＲ誤差１６０は、インデックスが略１２ビットを越える場合に非常に小さい。図６において反映されている小さな誤差は、ＭＣＳ選択の正確度を改善する傾向であり、且つブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）性能は理想的なスキームに近くなる蓋然性がある。
【００４９】
上述した技術は、ＴＤＤワイヤレス通信システムにおけるｅＮＢとＵＥとの間のチャンネル相互関係を利用しており、その場合に、チャンネル相互関係は、基本的に、アップリンク及びダウンリンク方向において等価なチャンネル応答が関与する。
【００５０】
本発明の特定の実施例について説明し且つ例示したが、本発明はここに記載し且つ例示した如き特定の形式又は部品配列に制限されるべきものではない。本発明は特許請求の範囲によってのみ制限される。
【符号の説明】
【００５１】
１００：ワイヤレス通信システム
１０２：ベースステーション（ｅＮＢ）
１０４：モバイルステーション（ＵＥ）
１０６，１０８：アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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