(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて端末が動作する方法であって、
基地局から、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を受信するステップであって、前記情報は、シーケンスの個数、端末（ＵＥ）グループに属する端末の個数、送信される情報の量、前記基地局と各端末間のチャネル状態、及び前記端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、前記端末（ＵＥ）グループに属する端末にシーケンスを割り当てるように決定される、ステップと、
前記情報によって識別された前記シーケンスを用いて、前記基地局に前記上りリンク参照信号を送信するステップと、
を有し、
前記端末（ＵＥ）グループの特定の端末に割り当てられたシーケンスの数が一定時間に増加した時、前記端末（ＵＥ）グループの他の端末に割り当てられたシーケンスの数は、前記端末（ＵＥ）グループに割り当てられたシーケンスの合計数を維持するために前記一定時間で減少する、方法。
【請求項２】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、臨界値よりも大きい特異値（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ）の個数に基づいて決定され、前記特異値は、前記基地局と各端末間のチャネルの共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）の特異値である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記端末に割り当てられた前記シーケンスの個数が１よりも小さいと、所定の時間後に、前記基地局に、前記上りリンク参照信号に用いられる前記シーケンスの割り当てを要求する要求メッセージを送信するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、１以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、前記臨界値を調整することによって制御される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記臨界値は、各端末によって独立して決定される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記臨界値は、各端末の特定状態及び同一セルの前記端末の共通状態を考慮して決定される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて基地局が動作する方法であって、
端末に上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を送信するステップであって、前記情報は、シーケンスの個数、端末（ＵＥ）グループに属する端末の個数、送信される情報の量、前記基地局と各端末間のチャネル状態、及び前記端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、前記端末（ＵＥ）グループに属する端末にシーケンスを割り当てるように決定される、ステップと、
前記情報によって識別された前記シーケンスを使用する前記端末から、上りリンク参照信号を受信するステップと、
を有し、
前記端末（ＵＥ）グループの特定の端末に割り当てられたシーケンスの数が一定時間に増加した時、前記端末（ＵＥ）グループの他の端末に割り当てられたシーケンスの数は、前記端末（ＵＥ）グループに割り当てられたシーケンスの合計数を維持するために前記一定時間で減少する、方法。
【請求項９】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、臨界値よりも大きい特異値（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ）の個数に基づいて決定され、前記特異値は、前記基地局と各端末間のチャネルの共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）の特異値である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記端末に割り当てられた前記シーケンスの個数が１よりも小さいと、所定の時間後に、前記端末から、前記上りリンク参照信号に用いられる前記シーケンスの割り当てを要求する要求メッセージを受信するステップをさらに有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、前記臨界値を調整することによって制御される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記臨界値は、各端末によって独立して決定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記臨界値は、各端末の特定状態及び同一セルの前記端末の共通状態を考慮して決定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて動作する端末であって、
基地局から、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を受信する受信器であって、前記情報は、シーケンスの個数、端末（ＵＥ）グループに属する端末の個数、送信される情報の量、前記基地局と各端末間のチャネル状態、及び前記端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、前記端末（ＵＥ）グループに属する端末にシーケンスを割り当てるように決定される、受信器と、
前記情報によって識別された前記シーケンスを用いて前記基地局に前記上りリンク参照信号を送信する送信器と、
前記受信器及び送信器に接続されたプロセッサと、
を備え、
前記端末（ＵＥ）グループの特定の端末に割り当てられたシーケンスの数が一定時間に増加した時、前記端末（ＵＥ）グループの他の端末に割り当てられたシーケンスの数は、前記端末（ＵＥ）グループに割り当てられたシーケンスの合計数を維持するために前記一定時間で減少する、端末。
【請求項１５】
大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて動作する基地局であって、
端末に、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を送信する送信器であって、前記情報は、シーケンスの個数、端末（ＵＥ）グループに属する端末の個数、送信される情報の量、前記基地局と各端末間のチャネル状態、及び前記端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、前記端末（ＵＥ）グループに属する端末にシーケンスを割り当てるように決定される、送信器と、
前記情報によって識別された前記シーケンスを使用する前記端末から上りリンク参照信号を受信する受信器と、
前記送信器及び前記受信器に接続されたプロセッサと、
を備え、
前記端末（ＵＥ）グループの特定の端末に割り当てられたシーケンスの数が一定時間に増加した時、前記端末（ＵＥ）グループの他の端末に割り当てられたシーケンスの数は、前記端末（ＵＥ）グループに割り当てられたシーケンスの合計数を維持するために前記一定時間で減少する、基地局。
【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係り、特に、大規模ＭＩＭＯシステムのためのグルーピングベース参照信号送信の方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明を適用し得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Ｒｅｌｅａｓｅ７及びＲｅｌｅａｓｅ８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、１．２５、２．５、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、サービス利用可能性の増大、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】
したがって、本発明は、従来技術の限界及び短所による一つ以上の問題を実質的に除去するために、大規模ＭＩＭＯ方式のためのグルーピング−ベース参照信号送信のための方法及び装置を提案する。
【０００８】
本発明の更なる利点、目的及び特徴は、以下の詳細な説明で説明されるか、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとって、詳細な説明から明らかになったり本発明の実施から習得されるであろう。本発明の目的及び他の利点は、添付した図面、詳細な説明及び特許請求の範囲によって具体化され、達成可能な構造となるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的及び他の利点を達成するために、本発明の一実施例に係る、大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて端末が動作する方法は、基地局から上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を受信するステップであって、情報は、直交シーケンスの個数、端末グループに属する端末の個数、送信される情報の量、基地局と各端末間のチャネル状態、及び端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、端末グループに属する端末に直交シーケンスを割り当てるように決定される、ステップと、第２情報によって識別されたシーケンスを用いて基地局に上りリンク参照信号を送信するステップとを有することができる。
【００１０】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、臨界値よりも大きい特異値（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ）の個数に基づいて決定され、特異値は、基地局と各端末間のチャネルの共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）の特異値であってもよい。
【００１１】
前記方法は、端末に割り当てられたシーケンスの個数が１よりも小さいと、所定の時間後に、基地局に、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスの割り当てを要求する要求メッセージを送信するステップをさらに有することができる。又は、各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、１以上であってもよい。
【００１２】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、臨界値を調整することによって制御されてもよい。臨界値は各端末によって独立して決定されてもよい。又は、臨界値は、各端末の特定状態及び同一セルの端末の共通状態を考慮して決定されてもよい。
【００１３】
本発明の他の実施例によれば、大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて基地局が動作する方法は、端末に、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を送信するステップであって、情報は、直交シーケンスの個数、端末グループに属する端末の個数、送信される情報の量、基地局と各端末間のチャネル状態、及び端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、端末グループに属する端末に直交シーケンスを割り当てるように決定される、ステップと、情報によって識別されたシーケンスを使用する端末から上りリンク参照信号を受信するステップとを有することができる。
【００１４】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、臨界値よりも大きい特異値（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ）の個数に基づいて決定され、特異値は、基地局と各端末間のチャネルの共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）の特異値であってもよい。
【００１５】
前記方法は、端末に割り当てられたシーケンスの個数が１よりも小さいと、所定の時間後に、端末から、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスの割り当てを要求する要求メッセージを受信するステップをさらに有することができる。
【００１６】
前記各端末に割り当てられたシーケンスの個数は、臨界値を調整することによって制御されてもよい。
【００１７】
ここで、臨界値は各端末によって独立して決定されてもよい。又は、臨界値は、各端末の特定状態及び同一セルの端末の共通状態を考慮して決定されてもよい。
【００１８】
本発明の更に他の実施例によれば、大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて動作する端末は、基地局から、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を受信する受信器であって、情報は、直交シーケンスの個数、端末グループに属する端末の個数、送信される情報の量、基地局と各端末間のチャネル状態、及び端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、端末グループに属する端末に直交シーケンスを割り当てるように決定される、受信器と、第２情報によって識別されたシーケンスを用いて基地局に上りリンク参照信号を送信する送信器と、受信器及び送信器に接続されたプロセッサとを備えることができる。
【００１９】
本発明の更に他の実施例によれば、大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムにおいて動作する基地局は、端末に、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を送信する送信器であって、情報は、直交シーケンスの個数、端末グループに属する端末の個数、送信される情報の量、基地局と各端末間のチャネル状態、及び端末のそれぞれに割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、端末グループに属する端末に直交シーケンスを割り当てるように決定される、送信器と、情報によって識別されたシーケンスを用いる端末から上りリンク参照信号を受信する受信器と、送信器及び受信器に接続されたプロセッサとを備えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいてネットワーク及びユーザ端末が効率的に信号を送信及び受信することができる。
【００２１】
本明細書から得られる効果は、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、以下の記載から、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とって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
【図１】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例示する図である。
【図２】Ｅ−ＵＴＲＡＮのネットワーク構造を示す概念図である。
【図３】３ＧＰＰ無線接続ネットワーク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（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ  Ｐｌａｎｅ）の構造を例示する図である。
【図４】３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びそれらを用いた一般的な信号送信方法を例示する図である。
【図５】一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成を例示する図である。
【図６】４個のアンテナを有する基地局がチャネル推定のためのセル−特定参照信号を送信する例を示す図である。
【図７】８個のアンテナを有する基地局がチャネル推定のためのＣＳＩ−ＲＳを送信する例を示す図である。
【図８】ＴＤＤ方式を用いる無線通信システムのフレーム構造を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係る参照信号送信方式に基づくＵＥグルーピングを示す図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る通信装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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、ＴＤＤ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ＦＤＤ方式にも容易に変形されて適用されてもよい。
【００２５】
図２は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（ｅｖｏｌｖｅｄ  ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ）のネットワーク構造を示す概念図である。Ｅ−ＵＴＲＡＮシステムは、従来のＵＴＲＡＮから進展したものである。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、互いにＸ２インターフェースを介して接続されたセル（ｅＮＢ）を含む。セルは、無線インターフェースを介してユーザ端末（ｕｓｅｒ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ）と接続され、Ｓ１インターフェースを介してＥＰＣ（ｅｖｏｌｖｅｄ  ｐａｃｋｅｔ  ｃｏｒｅ）と接続される。
【００２６】
ＥＰＣは、ＭＭＥ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｅｎｔｉｔｙ）、Ｓ−ＧＷ（ｓｅｒｖｉｎｇ−ｇａｔｅｗａｙ）及びＰＤＮ−ＧＷ（ｐａｃｋｅｔ  ｄａｔａ  ｎｅｔｗｏｒｋ−ｇａｔｅｗａｙ）を含む。ＭＭＥは、端末の移動性を管理する上で用いるための端末の接続及び容量に関する情報を有する。Ｓ−ＧＷは終端点（ｅｎｄ  ｐｏｉｎｔ）としてＥ−ＵＴＲＡＮを有するゲートウェイであり、ＰＤＮ−ＧＷは、終端点としてＰＤＮ（ｐａｃｋｅｔ  ｄａｔａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を有するゲートウェイである。
【００２７】
図３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。
【００２８】
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。
【００２９】
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パケットを効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。
【００３０】
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。
【００３１】
一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のうち一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なるセルは異なる帯域幅を提供するように設定されてもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
図４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。
【００３５】
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；ＤＬＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。
【００３６】
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（Ｓ４０２）。
【００３７】
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（Ｓ４０３乃至Ｓ４０６）。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（Ｓ４０３ ）、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（Ｓ４０４）。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。
【００３８】
上述の手順を行った端末は、その後、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（Ｓ４０７）、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（Ｓ４０８）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り当て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。
【００３９】
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。
【００４０】
一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図が、図５に示されている。
【００４１】
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。
【００４２】
【数１】
0006513655.tif 000002
【００４３】
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。
【００４４】
上述したＭＩＭＯシステムは、無線通信システムの送信機がチャネルを知っていると仮定する。特定の送信方法（例えば、ＳＴＣ、アラモウチ（ａｌａｍｏｕｔｉ）方法）ではチャネルについて知る必要はないが、これを一般化することはできない。したがって、ＭＩＭＯのためのチャネル推定は必要であり、そのために、受信機／送信機は参照信号（ＲＳ）を送信することができる。
【００４５】
干渉無しでチャネルを推定するために、多重送信機の参照信号は互いに直交性を有しなければならない。万一第１送信機から第１受信機への参照信号と第２送信機から第２受信機への参照信号とにコリレーションがある場合には、第１受信機におけるチャネル推定は、第１送信機から第１受信機へのチャネルだけでなく、第２送信機から第１受信機へのチャネルも反映しうる。この場合、第１送信機から第１受信機へのチャネルが第２送信機から第１受信機へのチャネルによって汚染された（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ）といえる。これを、‘パイロット汚染’と呼ぶことができる。
【００４６】
上述したパイロット汚染は、それに起因するエラーによってリンク性能を制限しうる。このような制限によって、送信機が送信パワーを増加させてもリンク性能が向上しないことがあり、このため、特定タイミングに送信された参照信号は相互直交性を有しなければならない。
【００４７】
これに基づいて、本出願の大規模ＭＩＭＯシステムの概念を説明する。
【００４８】
近年、大規模ＭＩＭＯ方式が５世帯移動通信システムのための構成技術の候補として注目されている。大規模ＭＩＭＯ方式は、多重アンテナを有する基地局及び１つのアンテナを有する端末を含むシステムに適用することができる。たとえ各端末が１つのアンテナを有していても、多重アンテナを有する基地局から多重端末がサービスを受ける場合には、全体システムがＭＩＭＯシステムのように見えることができる。端末の個数をＫと仮定すれば、高いＳＮＲにおいて容量の階調（ｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｐａｃｉｔｙ）はｍｉｎ（Ｎｔ、Ｋ）と表現することができる。
【００４９】
基地局のアンテナ個数は制限されなくてもよい。しかし、事実上、従来のＭＩＭＯ方式と大規模ＭＩＭＯ方式とを区別するために、基地局のアンテナ個数は特定の臨界個数を超えると仮定することができる。一例として、臨界値は４又は８でよいが、本発明は、１つの基地局のアンテナ個数が例示の臨界個数よりも多い場合を仮定する。
【００５０】
理論上、１つの基地局のアンテナ個数が無限大になる場合、基地局において、最適の送信アルゴリズムは最大比送信（ｍａｘｉｍａｌ  ｒａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ、ＭＲＴ）であり、最適の受信アルゴリズムは最大比結合（ｍａｘｉｍａｌ  ｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ、ＭＲＣ）である。このようなＭＲＴ及びＭＲＣは簡単であるが、従来のＭＩＭＯ方式を用いる場合、このような方式は干渉を考慮しておらず、性能が制限されうる。しかし、１つの基地局のためのアンテナの個数が増加すると、１つのアンテナからのビームが鋭くなり、このアンテナからの信号は、他の受信機に干渉を及ぼすことなく受信することができる。
【００５１】
一方、上述した大規模ＭＩＭＯ方式を効率的に用いるために、本発明の好適な実施例は、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）の代わりにＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）を用いると仮定する。
【００５２】
図６には、４個のアンテナを有する基地局がチャネル推定のためのセル−特定参照信号を送信する例を示す。
【００５３】
ＦＤＤを用いる無線通信システムにおいて、下りリンクチャネル推定を行うために、基地局は多重アンテナのそれぞれから参照信号を送信しなければならず、端末は各アンテナからの各チャネルに対するチャネル状態をフィードバックしなければならない。図６は、基地局が、それぞれのアンテナポート０，１，２及び３で参照信号Ｒ0、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3を送信する４個のアンテナを有する場合を示している。図６に示すように、異なるアンテナのための参照信号は時間−周波数リソースにおいてそれぞれ異なるリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を取る。このため、アンテナの個数が非常に増加すると、参照信号オーバーヘッドも非常に増加しうる。
【００５４】
図７は、８個のアンテナを有する基地局がチャネル推定のためのセル−特定参照信号を送信する例を示す図である。
【００５５】
チャネル状態情報参照信号（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ、ＣＳＩ−ＲＳ）は、参照信号オーバーヘッドを減少させる目的で導入された。図７に示すように、８個の送信アンテナ（アンテナポート１５〜２２）を有する基地局は、図６に示したセル特定参照信号を用いる場合に比べて、リソースの量を減少させながらそれぞれのアンテナからＣＳＩ−ＲＳを送信することができる。したがって、本発明の可能な一例は、上述した大規模ＭＩＭＯが用いられるとき、下りリンクチャネルを推定するためにＣＳＩ−ＲＳを用いることができる。ただし、本発明の好適な実施例では、ＴＤＤ方式を利用し、上りリンク参照信号は、下りリンクチャネル推定に用いることができる。
【００５６】
図８は、ＴＤＤ方式を用いる無線通信システムにおけるフレーム構造を示す図である。
【００５７】
ＦＤＤ方式が用いられる場合、下りリンク周波数帯域は上りリンク周波数帯域とは異なる。このため、下りリンクチャネルの推定は上りリンクチャネルの推定とは全く異なる。しかし、ＴＤＤ方式を用いる場合には、下りリンクの周波数帯域は上りリンクチャネルの推定と同一であるので、上りリンク参照信号を下りリンクチャネル推定に用いることができる。
【００５８】
図８は、ＴＤＤ方式を用いる本発明の好適な一実施例のフレーム構造を例示する図である。ここで、長さＴｆ＝３０７２００・Ｔｓ＝１０ｍｓの各無線フレームは、長さ１５３６００・Ｔｓ＝５ｍｓの２つのハーフ−フレームで構成されている。各ハーフ−フレームは、長さ３０７２０・Ｔｓ＝１ｍｓの５個のサブフレームで構成されている。無線フレームにおいて各サブフレームに対して、支援される上りリンク−下りリンク構成は表１に示されている。ここで、“Ｄ”は、下りリンク送信のために予約されたサブフレームを表し、“Ｕ”は、上りリンク送信のために予約されたサブフレームを表し、“Ｓ”は、３個のフィールドＤｗＰＴＳ、ＧＰ及びＵｐＰＴＳのために予約された特別サブフレームを表す。ＤｗＰＴＳ及びＵｐＰＴＳの長さは、ＤｗＰＴＳ、ＧＰ及びＵｐＰＴＳの全体長さが３０７２０・Ｔｓ＝１ｍｓとなるように表２によって与えられる。各サブフレームｉは、長さＴｓｌｏｔ＝１５３６０・Ｔｓ＝０．５ｍｓの２つのスロット２ｉ及び２ｉ+１と定義される。
【００５９】
【表１】
0006513655.tif 000003
【００６０】
【表２】
0006513655.tif 000004
【００６１】
５ｍｓ及び１０ｍｓの下りリンク−対−上りリンクスイッチ−ポイント周期を有する上りリンク−下りリンク設定が支援される。
【００６２】
５ｍｓの下りリンク−対−上りリンクスイッチ−ポイント周期の場合、ハーフ−フレームの両側に特別サブフレームが存在する。
【００６３】
１０ｍｓの下りリンク−ｔｏ−上りリンクスイッチ−ポイント周期の場合、特別サブフレームは最初のハーフ−フレームにのみ存在する。
【００６４】
サブフレーム０、５及びＤｗＰＴＳは常に下りリンク送信のために予約されている。ＵｐＰＴＳ及び特別サブフレーム直後のサブフレームは常に上りリンク送信のために予約されている。
【００６５】
多重セルが集成された（ａｇｇｒｅｇａｔｅｄ）場合、端末は、異なるセル内の特別サブフレームのガード周期が少なくとも１４５６・Ｔｓの重複を有すると仮定することができる。
【００６６】
異なる上りリンク−下りリンク設定を有する多重セルが集成され、端末が、集成されたセルに同時に受信及び送信ができない場合、下記の制約が適用される。
【００６７】
−  プライマリセル（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｅｌｌ）のサブフレームが下りリンクサブフレームである場合、端末は、同一サブフレームにおいてセカンダリセル（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｃｅｌｌ）で信号又はチャネルを送信しない。
【００６８】
−  プライマリセルのサブフレームが上りリンクサブフレームである場合、端末は、同一サブフレームにおいてセカンダリセルから下りリンク送信を受信することを一切期待しない。
【００６９】
−  プライマリセルのサブフレームが特別サブフレームであり、セカンダリセルの同一サブフレームが下りリンクサブフレームである場合、端末は、セカンダリセルの同一サブフレームでＰＤＳＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ／ＰＭＣＨ／ＰＲＳ送信を受信することを期待せず、また、端末は、プライマリセルのガード周期又はＵｐＰＴＳとオーバーラップするＯＦＤＭシンボルでセカンダリセルのいかなる他の信号も受信することを期待しない。
【００７０】
上述したＴＤＤ方式のためのフレーム構造を用いて、本発明は、下りリンクチャネルを推定するために上りリンク参照信号を用いることができる。また、基地局のアンテナ個数が増加しても参照信号の個数は増加せず、また、端末が基地局にチャネル状態情報をフィードバックする必要もなくなる。
【００７１】
しかし、無線通信システムがマルチ−セルに拡張される場合には、端末の個数が増加し、よって、これを支援するために上りリンク参照信号のための直交シーケンスが増加しなければならない。しかし、直交シーケンスの個数には限界があり、直交シーケンスの個数が端末の個数よりも少ない場合には、依然として、上述したパイロット汚染の問題が残る。
【００７２】
このような問題を解決するために、本発明の好適な一実施例は、以下に説明するように、端末グルーピングベースの参照信号送信を仮定する。
【００７３】
図９は、本発明の一実施例に係る端末グルーピングベース参照信号送信方式を示す図である。
【００７４】
この実施例で、無線通信システム内の端末は、多重端末グループにグルーピングされる（例えば、図９のＵＥ  ｇｒｏｕｐ  １、ＵＥ  ｇｒｏｕｐ  ２及びＵＥ  ｇｒｏｕｐ  ３）。同一端末グループ内の端末は上りリンク参照信号のために互いに直交性を有する直交シーケンスを用いる。これにより、チャネル推定のためのパイロット汚染の問題が発生しない。
【００７５】
各端末グループはそれぞれ異なるタイミングで基地局と同期している。そして、異なる端末グループの端末は、異なる上りリンク送信時間ユニットに上りリンク参照信号を送信することができる。例えば、端末グループ１の端末１は、端末グループ２の端末２が基地局から下りリンク信号を受信する間に、サブフレーム０，１及び２に上りリンクサウンディング参照信号を送信することができる。図９の時間ユニットは、スロット、サブフレーム又はこれに相当するもの（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓ）でよい。端末グループ１の端末１から参照信号が基地局に受信されると、基地局はサブフレーム４で、端末グループ２の端末２が上りリンク参照信号を送信する間に処理することができる。基地局（又は、多重−ＢＳ動作のための基地局）によってサービングされる全ての端末グループは基地局と同期しており、端末は上りリンクデータを送信することができる（例えば、図９のサブフレーム９から）。
【００７６】
上述した方式の効果について説明する。
【００７７】
【数２】
0006513655.tif 000005
【００７８】
基地局Ａが、{ｄａ、ｄｂ}を送信する端末ａ及び端末ｂからデータを受信すると、ＭＲＣフィルターの結果は、下記のように示すことができる。
【００７９】
【数３】
0006513655.tif 000006
【００８０】
上記の数式２から、
【数４】
0006513655.tif 000007
はアンテナの個数が無限大になる時にも０に到達しないということがわかる。このため、パイロット汚染によって性能低下が発生しうる。
【００８１】
しかし、上述した端末グルーピングベース方式を用いると、１つの端末（例えば、端末ａ）のみが、他の端末（例えば、端末ｂ）がＳＲＳを送信しない間にＳＲＳを送信する。端末ａがＳＲＳを送信する間に端末ｂが基地局Ｂからデータを受信すると仮定する。この場合、基地局Ａにおけるチャネル推定は、下記のように示すことができる。
【００８２】
【数５】
0006513655.tif 000008
【００８３】
端末ａが参照信号を送信する時に基地局Ｂがデータを送信することから、項ｈＡｂはｈＡＢに取り替えられることに注意されたい。基地局Ａが{ｄａ、ｄｂ}を送信する端末ａと端末ｂからデータを受信する場合、ＭＲＣフィルターの結果は、次のように示すことができる。
【００８４】
【数６】
0006513655.tif 000009
【００８５】
ここで、アンテナの個数が無限大になる時、干渉が０になることに注意されたい。したがって、直交シーケンスが制限される間に、端末グルーピングベース参照信号送信方法の使用によってパイロット汚染問題を解決することができる。
【００８６】
上述した端末グルーピングベース参照信号方式は、後述する方式によって向上させることができる。
【００８７】
本発明の一実施例によれば、１つの端末グループを多重セルとすることができ、端末グループのための同一フレーム構造を用いることができる。例えば、図９に示した同一フレーム構造は、同じ端末グループ内のセルのために用いることができる。
【００８８】
参照信号サブフレームで、同じ端末グループ内の端末はＳＲＳを送信することができ、基地局は、これに基づいてチャネルを推定することができる。この場合、同じ端末グループ内の端末が直交シーケンスを使用すると、基地局は各端末からのチャネルを区別することができる。しかし、同じ端末グループ内の端末が、相関値（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）が０よりも大きいシーケンスを使用すると、上述したパイロット汚染の発生につながりうる。
【００８９】
これは、端末の個数が増加する場合に、より一層重要となり得る。例えば、Ｎ個の直交シーケンスがあり、端末グループ内の端末がＮｒ個の受信アンテナを含むと仮定しよう。仮にそれぞれの端末に割り当てられたシーケンスの個数がＮｒ個であれば、端末グループはＮ／Ｎｒ個の端末を支援することができる。この場合、各端末はそれぞれの受信アンテナのためのチャネル情報を取得することができ、このため、各端末はＮｒ個の信号を同時に受信することができる。
【００９０】
一方、各端末に割り当てられたシーケンスの個数がＮｒ／２個であれば、端末グループは２Ｎ／Ｎｒ個の端末を支援することができる。すなわち、それぞれの端末は、Ｎｒ／２個のアンテナを同時に使用することができ、このため、１つの端末の収率（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）は１／２に減少しうる。しかし、システムは、同時に２倍以上の端末を支援することができる。
【００９１】
実際の環境で、各端末のチャネル状態はそれぞれ異なりうる。例えば、いくつかのの端末が多量のデータの送信を要求し、より多いチャネル容量が要求される場合がある。例えば、ＳＮＲが高い場合、チャネル容量は独立した送信機信号の個数に対応でき、したがって、これは、端末に割り当てられたシーケンスの個数に対応できる。一方、高いチャネル容量を必要としない端末もありうる。したがって、本発明の好適な実施例は、高いチャネル容量を必要とする端末にはより多い直交シーケンスを割り当てると同時に、高いチャネル容量を必要としない端末には少ない直交シーケンスを割り当てることを提案する。
【００９２】
本発明の他の実施例では、セルの状態を考慮してシーケンスを割り当てることを提案する。セルの大きさが減少する場合、データトラフィックの量の差は増加しうる。すなわち、一つの端末グループ内の一つのセルは、端末グループ内の別のセルが、セル内に少ない数の端末を有している間には高いチャネル容量を必要としうる。したがって、利用可能な直交シーケンスの個数がＮであり、一つの端末グループ内にセルＡとセルＢがある場合、シーケンスを各セルの状態を考慮して異なるように割り当てることができる。
【００９３】
以上を考慮して、本発明は、各端末にシーケンスを割り当てるための効果的な方法を提案し、そのための様々なメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）及びシグナリングを提案する。本実施例で、割り当てのために、（ａ）同時にＳＲＳを送信する端末の個数、（ｂ）送信／受信するための情報の量、及び（ｃ）基地局及び端末間のチャネル状態（例えば、チャネルの共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ））のうち少なくとも一つ以上を考慮することができる。これによって、各端末及び／又は端末グループ内の各セルに、互いに異なる個数のシーケンスを割り当てることができる。
【００９４】
一例として、基地局は、ＳＲＳ送信のために使用可能なパイロットリソースを端末に通知する。したがって、パイロットリソース情報は、端末の個数とデータ送信のためのリソースの量を考慮して時間によって変化してもよい。このため、この情報は、動的（ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ）又は準−静的（ｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ）にシグナルされてもよい。パイロットリソース情報は、時間、周波数、コード及び空間リソースを含むことができる。そして、これは、セル−特定情報、セル−特定チャネル又は端末−特定チャネルでシグナルされてもよい。
【００９５】
このリソース情報は、開始インデックス（ｓｔａｒｔ  ｉｎｄｅｘ）及び最後のインデックス（ｅｎｄ  ｉｎｄｅｘ）を示すフォーマットを有することができる。又は、これは、リソースの収集のインデックスを示すフォーマットを有することができます。
【００９６】
各セルのための直交シーケンスセットは異なってよい。例えば、１つの端末グループが２つのセルを含む場合、各セルのためのパイロットリソースは、次のように示すことができる。
【００９７】
【数７】
0006513655.tif 000010
【００９８】
これは、
【数８】
0006513655.tif 000011
この場合、Ｎ１、Ｎ２は、それぞれのセルに要求されるチャネル容量に基づいて決定することができる。例えば、セル１のチャネル容量要求がセル２の２倍である場合、Ｎ１＝２Ｎ２のように設定することができる。
【００９９】
【数９】
0006513655.tif 000012
を満たす場合に、セル１の端末に送信されるＳＲＳはセル２に干渉を発生させない。その逆の場合も同様である。一方、同じシーケンスが割り当てられた端末らがある場合、利用可能なシーケンスの個数は増加するが、干渉がありうる。しかし、これは、場合によって、多少複雑なスケジューリング方式によって解決することができる。
【０１００】
パイロットリソース情報は周期的又は非−周期的に変更されてもよい。リソース情報が非−周期的に変更される場合、基地局は、変更がある場合にのみ、変更を知らせることができる。このようなリソースの変更は、端末−特定又はセル−特定にすることができる。
【０１０１】
このアップデートされた情報は、全てのリソースを示す必要はなく、以前リソースと比較して変更されたものを示せばよい。
【数１０】
0006513655.tif 000013
ここで、‘−１’は、シーケンス個数の変更を表し、｛４｝は、可能なシーケンスからリソースが削除されたことを表す。又は、上記の変更を知らせるためのシグナリングは｛４｝の形態を有することができる。この場合、端末は、既に、ＳＲＳを送信するためのシーケンス｛４｝を有しており、したがって、端末は、これを、ＳＲＳを送信するためのシーケンスからシーケンス｛４｝を削除することと解釈することができる。
【０１０２】
一例として、シグナリングが周期的に送信されるものとスケジュールされ、パイロットリソースに変更がない場合、シグナリングは、変更がないことを示す(0,{0})又は({0})であってもよい。
【０１０３】
本発明は、他の実施例として、基地局及び各端末間のチャネルの共分散行列を考慮してシーケンスを割り当てることを提案する。
【０１０４】
ｋ番目の端末及び基地局間のチャネルがＨｋ、ｗと表現され、ここで、ｗは、チャネルが推定された時間を表すと仮定することができる。この場合、Ｈｋ、ｗのサイズはＮＢ×νｋであり、ここで、ＮＢは、基地局のアンテナ個数を表し、νｋは、ｋ番目の端末に割り当てられたシーケンスの個数、又はｗでｋ番目の端末のアンテナ個数を表すことができる。ここで、νｋは、ｋ番目の端末のアンテナ個数以下であってもよい。
【０１０５】
基地局及びｋ番目の端末間の共分散行列は、下記のように示すことができる。
【０１０６】
【数１１】
0006513655.tif 000014
【０１０７】
ここで、αｗは、基地局によって決定され、Ｗは、ウィンドウのサイズを表す。例えば、Ｗ＝１であれば、上述した計算のために、ｗの直前に推定されたチャネルのみが考慮される。
【０１０８】
Ｃｋの特異値（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ）は下記のように表現されると仮定することができる。
【０１０９】
【数１２】
0006513655.tif 000015
【０１１０】
本発明の一実施例は、下記のように、ｋ番目の端末に割り当てられたシーケンスの個数を決定するための臨界値をχｋと設定することができる。
【０１１１】
＜方式１＞
【数１３】
0006513655.tif 000016
【０１１２】
＜方式２＞
【数１４】
0006513655.tif 000017
【０１１３】
上記の方式は、特異値分解（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＳＶＤ）を用いて適用することができる。また、固有値分解（ｅｉｇｅｎ  ｖａｌｕｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＥＶＤ）を用いることもでき、各レイヤのための重み付け値を計算することができる。したがって、各レイヤをのための重み付け値を計算するための全ての方法をこの実施例のために用いることができる。
【０１１４】
特定端末が上述した条件に満たさない場合、基地局は端末に、いかなるシーケンスも割り当てなくてもよい。この場合、特定端末は、所定の時間後に、シーケンス割り当てを要求するための要求メッセージを送信することができる。又は、基地局は、たとえ特定端末が上述した条件に満たさなくても、少なくとも一つのシーケンスを各端末に割り当てることができる。
【０１１５】
上述した臨界値は、直交シーケンスの個数、各端末のアンテナ個数などを考慮して決定することができる。この臨界値は、上述したように、各端末に割り当てられたシーケンスの個数を決定するために使用することができる。
【０１１６】
ＳＲＳ送信のためのＮ個の直交シーケンス及びｎ１個の端末があると仮定することができる。この場合、下記の条件を満たすことができる。
【０１１７】
【数１５】
0006513655.tif 000018
【０１１８】
端末の個数が増加すると、基地局は、以前の端末に割り当てられたシーケンスの個数を減少させるために臨界値を増加させることができる。一方、端末の個数が減少すると、基地局は臨界値を減少させることができる。臨界値の制御は、送信されるデータの量を考慮して行うことができる。
【０１１９】
本発明の一実施例によれば、臨界値をセル−特定条件及び端末−特定条件の両方を考慮して決定することができる。セル−特定条件を考慮して決定した臨界値がχｋ、１であり、端末−特定条件を考慮して決定した臨界値がχｋ、２である場合、本実施例は、下記のように表現されてもよい。
【０１２０】
【数１６】
0006513655.tif 000019
【０１２１】
ここで、重み付け値ｗ１及びｗ２は基地局で決定することができる。この場合、ｗ１χｋ、１は、システム条件を考慮する要素を表し、ｗ２χｋ、２は、端末条件を考慮する要素を表すことができる。
【０１２２】
数式８は、上述した全ての組合せを示すことができる。すなわち、一実施例の要素はいずれも、数式８によって他の実施例と結合されてもよい。
【０１２３】
一実施例によれば、基地局は、一定時間に特定端末へより多くのシーケンスを割り当てることができ、一定時間後にそれを減少させることができる。もちろん、使用可能なシーケンスの個数は制限されてもよく、よって、特定端末へより多くのシーケンスを割り当てるために、基地局は、一定時間には他の端末のシーケンス個数を減少させなければならない。
【０１２４】
各セルへのシーケンス割り当てがブロードキャストチャネルで送信される間に、この種のシグナリングは端末特定チャネルで送信されてもよい。
【０１２５】
上述した実施例によれば、‘直交シーケンス’は‘準−直交シーケンス’を含むことができる。
【０１２６】
図１０は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック図である。
【０１２７】
図１０に示す装置は、上述したメカニズムを実行する端末（ＵＥ）及び／又は基地局（ｅＮＢ）であればよく、上記の動作を実行するいかなる装置も可能である。
【０１２８】
図１０に示すように、装置は、ＤＳＰ／マイクロプロセッサ１１０及びＲＦモジュール（送受信器）１３５を備えることができる。ＤＳＰ／マイクロプロセッサ１１０は、送受信器１３５と電気的に接続してこれを制御することができる。装置は、具現及び設計者の選択に基づいて、電力管理モジュール１０５、バッテリー１５５、ディスプレイ１１５、キーボード１２０、ＳＩＭカード１２５、メモリ装置１３０、スピーカー１４５及び入力装置１５０をさらに備えることができる。
【０１２９】
特に、図１０は、基地局から、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を受信する受信器１３５と、第２情報によって識別されたシーケンスを用いて基地局に上りリンク参照信号を送信する送信器１３５と、受信器１３５及び送信器１３５に接続されたプロセッサ１１０とを備える端末を示すことができる。この情報は、直交シーケンスの個数、端末グループに属する端末の個数、送信される情報の量、基地局と各端末間のチャネル状態、及び端末グループ内の各端末に割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、端末グループに属する端末に割り当てる直交シーケンスを割り当てるように決定されてもよい。
【０１３０】
また、図１０は、大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を用いる無線通信システムで動作する基地局を示すこともできる。この基地局は、上りリンク参照信号に用いられるシーケンスに関する情報を端末に送信する送信器１３５−ここで、情報は、直交シーケンスの個数、端末グループに属する端末の個数、送信される情報の量、基地局と各端末間のチャネル状態、及び端末グループ内の各端末に割り当てられたシーケンスの個数のうち少なくとも一つを考慮して、端末グループに属する端末に割り当てる直交シーケンスを割り当てるように決定される−と、上記情報によって識別されたシーケンスを用いる端末から上りリンク参照信号を受信する受信器１３５と、送信器１３５及び受信器１３５と接続されたプロセッサ１１０を備えることができる。
【０１３１】
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されてもよいということが当業者にとっては明らかである。したがって、本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって決定されなければならず、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】
【０１３２】
上述の方法は、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムに用いられる例を中心に説明されているが、本発明は、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムの他、様々な無線通信システムにも適用可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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