(57)【要約】【課題】無線通信システムにおいて基地局の大規模アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いて端末が基地局から信号を受信する方法を提供する。【解決手段】前記基地局から、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートのうちの選好アンテナポート集合に対応するアンテナシャッフリング情報を受信するステップと、前記アンテナシャッフリング情報によってチャネル状態情報を算出して前記基地局に報告するステップと、前記チャネル状態情報に基づいて、ビームフォーミングされた信号を前記基地局から前記選好アンテナポート集合を用いて受信するステップとを有し、前記アンテナシャッフリング情報は、前記選好アンテナポート集合に含まれたアンテナポートの開始インデックスに関する情報及びアンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、方法を提供する。【選択図】図１７
2016528779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて基地局の大規模アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いて端末が基地局から信号を受信する方法であって、
前記基地局から、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートのうちの選好アンテナポート集合に対応するアンテナシャッフリング情報を受信するステップと、
前記アンテナシャッフリング情報によってチャネル状態情報を算出して前記基地局に報告するステップと、
前記チャネル状態情報に基づいて、ビームフォーミングされた信号を前記基地局から前記選好アンテナポート集合を用いて受信するステップと、
を有し、
前記アンテナシャッフリング情報は、前記選好アンテナポート集合に含まれたアンテナポートの開始インデックスに関する情報及びアンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、信号受信方法。
【請求項２】
前記アンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報は、前記アンテナポートの開始インデックスから、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数分だけのアンテナポートインデックスを順方向に割り当てるか又は逆方向に割り当てるかを示す情報であることを特徴とする、請求項１に記載の信号受信方法。
【請求項３】
前記アンテナシャッフリング情報は、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートを再配列する規則を示す情報をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の信号受信方法。
【請求項４】
前記基地局に、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数に関する情報を送信するステップをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の信号受信方法。
【請求項５】
前記基地局から、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数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、請求項１に記載の信号受信方法。
【請求項６】
前記選好アンテナポート集合を介して前記基地局から参照信号を受信するステップをさらに有し、
前記チャネル状態情報は、前記参照信号に基づいて算出されることを特徴とする、請求項１に記載の信号受信方法。
【請求項７】
無線通信システムにおいて大規模アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いて基地局が端末に信号を送信する方法であって、
前記端末に、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートのうちの選好アンテナポート集合に対応するアンテナシャッフリング情報を送信するステップと、
前記端末から、前記アンテナシャッフリング情報によってチャネル状態情報を受信するステップと、
前記チャネル状態情報に基づいて、ビームフォーミングされた信号を前記選好アンテナポート集合を用いて前記端末に送信するステップと、
を有し、
前記アンテナシャッフリング情報は、前記選好アンテナポート集合に含まれたアンテナポートの開始インデックスに関する情報及びアンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、信号送信方法。
【請求項８】
前記アンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報は、前記アンテナポートの開始インデックスから、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数分だけのアンテナポートインデックスを順方向に割り当てるか又は逆方向に割り当てるかを示す情報であることを特徴とする、請求項７に記載の信号送信方法。
【請求項９】
前記アンテナシャッフリング情報は、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートを再配列する規則を示す情報をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の信号送信方法。
【請求項１０】
前記端末から、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数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、請求項７に記載の信号送信方法。
【請求項１１】
前記端末に、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数に関する情報を送信するステップをさらに有することを特徴とする、請求項７に記載の信号送信方法。
【請求項１２】
前記選好アンテナポート集合を介して前記端末に参照信号を送信するステップをさらに有し、
前記チャネル状態情報は、前記参照信号に基づいて前記端末によって算出されることを特徴とする、請求項７に記載の信号送信方法。
【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、無線通信システムにおいて部分アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いたアンテナシャッフリング実行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、１．２５、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（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部分アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いたアンテナシャッフリング実行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】
本発明の一様相である、無線通信システムにおいて基地局の大規模アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いて端末が基地局から信号を受信する方法は、前記基地局から、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートのうちの選好アンテナポート集合に対応するアンテナシャッフリング情報を受信するステップと、前記アンテナシャッフリング情報によってチャネル状態情報を算出して前記基地局に報告するステップと、前記チャネル状態情報に基づいて、ビームフォーミングされた信号を前記基地局から前記選好アンテナポート集合を用いて受信するステップとを有し、前記アンテナシャッフリング情報は、前記選好アンテナポート集合に含まれたアンテナポートの開始インデックスに関する情報及びアンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記アンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報は、前記アンテナポートの開始インデックスから、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数分だけのアンテナポートインデックスを順方向に割り当てるか又は逆方向に割り当てるかを示す情報であることを特徴とする。
【００１０】
好適には、前記アンテナシャッフリング情報は、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートを再配列する規則を示す情報をさらに含むことができる。
【００１１】
より好適には、前記方法は、前記基地局に、前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数に関する情報を送信するステップ、又は前記基地局から前記選好アンテナポート集合に含まれるアンテナポートの個数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。
【００１２】
また、前記方法は、前記選好アンテナポート集合を介して前記基地局から参照信号を受信するステップをさらに有することができ、前記チャネル状態情報は、前記端末によって前記参照信号に基づいて算出されることを特徴とする。
【００１３】
一方、本発明の他の様相である、無線通信システムにおいて大規模アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いて基地局が端末に信号を送信する方法は、前記端末に、前記大規模アンテナアレイに含まれた複数のアンテナポートのうちの選好アンテナポート集合に対応するアンテナシャッフリング情報を送信するステップと、前記端末から、前記アンテナシャッフリング情報によってチャネル状態情報を受信するステップと、前記チャネル状態情報に基づいて、ビームフォーミングされた信号を前記選好アンテナポート集合を用いて前記端末に送信するステップとを有し、前記アンテナシャッフリング情報は、前記選好アンテナポート集合に含まれたアンテナポートの開始インデックスに関する情報及びアンテナポートインデックスを割り当てる方向に関する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【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端末は部分アンテナアレイベースのビームフォーミングを用いてより効率的に信号を受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、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、ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。
【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、一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムを示す構成図である。
【図８】図８及び図９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９】図８及び図９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１０】図１０は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義している下りリンクＤＭ−ＲＳ割り当て例を示す図である。
【図１１】図１１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を例示する図である。
【図１２】図１２は、アンテナティルティング方式を説明するための図である。
【図１３】図１３は、既存のアンテナシステムと能動アンテナシステムとを比較する図である。
【図１４】図１４は、能動アンテナシステムに基づいて、端末特定ビームを形成した例を示す図である。
【図１５】図１５は、能動アンテナシステムベースの３次元ビーム送信シナリオを示す図である。
【図１６】図１６は、全体アンテナポートの中から有効アンテナポート集合を選択した例を示す図である。
【図１７】図１７は、全体アンテナポートの中から有効アンテナポート集合を選択した他の例を示す図である。
【図１８】図１８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】
また、本明細書では、基地局をＲＲＨ（ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ）、ｅＮＢ、ＴＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ）、ＲＰ（ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ）、中継機（ｒｅｌａｙ）などを含む包括的な名称として使うことができる。
【００２０】
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。
【００２１】
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）層とは送信チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該送信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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、送信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。
【００２４】
ネットワークから端末にデータを送信する下り送信チャネルとしては、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送信チャネルとしては、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。送信チャネルの上位に存在し、送信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、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（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。
【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】
図４は、ＬＴＥシステムで用いられる無線フレームの構造を例示する図である。
【００３２】
図４を参照すると、無線フレーム（ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）は１０ｍｓ（３２７２００×Ｔｓ）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（１５３６０×Ｔｓ）の長さを有する。ここで、Ｔｓはサンプリング時間を表し、Ｔｓ＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０−８（約３３ｎｓ）で表示される。スロットは時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて一つのリソースブロックは１２個の副搬送波×７（６）個のＯＦＤＭシンボルを含む。データの送信される単位時間であるＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）は一つ以上のサブフレーム単位に定めることができる。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は様々に変更されてもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
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の１乃至３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残り１３〜１１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に対する基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はＰｉｌｏｔ  Ｓｉｇｎａｌ）を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域を問わず、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の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の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。
【００３５】
ＰＣＦＩＣＨは物理制御フォーマット指示子チャネルで、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。一つのＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、１副搬送波×１  ＯＦＤＭシンボルと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１〜３又は２〜４の値を指示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。
【００３６】
ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルで、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（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。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チ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。
【００３７】
ＰＤＣＣＨは物理下りリンク制御チャネルで、サブフレームにおける先頭の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、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、送信チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割り当てに関する情報、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（Ｐａｇｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）はＰＤＳＣＨを通じて送信される。したがって、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を通じてデータをそれぞれ送信及び受信する。
【００３８】
ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるものか、これら端末がどのように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ＤＣＩフォーマット、すなわち、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情報を用いて検索領域でＰＤＣＣＨをモニター、すなわち、ブラインドデコードし、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、これらの端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて「Ｂ」と「Ｃ」によって指示されるＰＤＳＣＨを受信する。
【００３９】
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。
【００４０】
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中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域において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り当て要請である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）する。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としている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図が、図７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。
【００４４】
【数１】
2016528779.tif 000003
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
【数２】
2016528779.tif 000004
【００４９】
一方、それぞれの送信情報
【００５０】
【化１】
2016528779.tif 000005
【００５１】
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
【００５２】
【化２】
2016528779.tif 000006
【００５３】
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の通りである。
【００５４】
【数３】
2016528779.tif 000007
【００５５】
また、
【００５６】
【化３】
2016528779.tif 000008
【００５７】
を送信電力の対角行列
【００５８】
【化４】
2016528779.tif 000009
【００５９】
を用いて示すと、下記の数式４の通りである。
【００６０】
【数４】
2016528779.tif 000010
【００６１】
一方、送信電力の調整された情報ベクトル
【００６２】
【化５】
2016528779.tif 000011
【００６３】
に重み行列
【００６４】
【化６】
2016528779.tif 000012
【００６５】
が適用され、実際に送信されるＮＴ個の送信信号（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）
【００６６】
【化７】
2016528779.tif 000013
【００６７】
が構成される場合を考慮してみる。重み行列
【００６８】
【化８】
2016528779.tif 000014
【００６９】
は、送信情報を送信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
【００７０】
【化９】
2016528779.tif 000015
【００７１】
は、ベクトル
【００７２】
【化１０】
2016528779.tif 000016
【００７３】
を用いて下記の数式５のように表現できる。ここで、
【００７４】
【化１１】
2016528779.tif 000017
【００７５】
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。
【００７６】
【化１２】
2016528779.tif 000018
【００７７】
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。
【００７８】
【数５】
2016528779.tif 000019
【００７９】
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。
【００８０】
【数６】
2016528779.tif 000020
【００８１】
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。
【００８２】
【数７】
2016528779.tif 000021
【００８３】
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。
【００８４】
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チ方式といえ、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、空間ダイバーシチ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。
【００８５】
一方、次世代移動通信システムの標準であるＬＴＥ−Ａシステムでは、データ伝送率の向上のために、既存の標準では支援していなかったＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｍｕｌｔｉ  Ｐｏｉｎｔ）送信方式を支援することが予想される。ここで、ＣｏＭＰ送信方式とは、陰影地域にある端末及び基地局（セル又はセクター）間の通信性能を向上させるために２個以上の基地局或いはセルが互いに協調して端末と通信するための送信方式のことをいう。
【００８６】
ＣｏＭＰ送信方式は、データ共有を用いた協調的ＭＩＭＯ形態のジョイントプロセシング（ＣｏＭＰ−Ｊｏｉｎｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＣｏＭＰ−ＪＰ）及び協調スケジューリング／ビームフォーミング（ＣｏＭＰ−Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ／ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ、ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）方式に区別することができる。
【００８７】
下りリンクの場合、ジョイントプロセシング（ＣｏＭＰ−ＪＰ）方式において、端末は、ＣｏＭＰ送信方式を行う各基地局からデータを瞬間的に同時に受信することができ、各基地局から受信した信号を結合して受信性能を向上させることができる（Ｊｏｉｎｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ＪＴ）。また、ＣｏＭＰ送信方式を行う基地局のいずれか一つが特定時点に端末にデータを送信する方法も考慮することができる（ＤＰＳ；Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｏｉｎｔ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）。
【００８８】
これと違い、協調スケジューリング／ビームフォーミング方式（ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）では、端末はビームフォーミングを通じてデータを瞬間的に一つの基地局、すなわち、サービング基地局から受信することができる。
【００８９】
上りリンクの場合、ジョイントプロセシング（ＣｏＭＰ−ＪＰ）方式において、各基地局は端末からＰＵＳＣＨ信号を同時に受信することができる（Ｊｏｉｎｔ  Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ；ＪＲ）。これと違い、協調スケジューリング／ビームフォーミング方式（ＣｏＭＰ−ＣＳ／ＣＢ）では一つの基地局のみがＰＵＳＣＨを受信するが、このとき、協調スケジューリング／ビームフォーミング方式を用いるという決定は、協調セル（或いは、基地局）によって決定される。
【００９０】
以下では、チャネル状態情報（ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＣＳＩ）報告について説明する。現在、ＬＴＥ標準では、チャネル情報無しで運用される開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯとチャネル情報に基づいて運用される閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯという２種類の送信方式が存在する。特に、閉ループＭＩＭＯでは、ＭＩＭＯアンテナの多重化利得（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｇａｉｎ）を得るために、基地局及び端末のそれぞれはチャネル状態情報に基づいてビームフォーミングを行うことができる。基地局は、チャネル状態情報を端末から得るために、端末に参照信号を送信し、これに基づいて測定したチャネル状態情報をＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）又はＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）を介してフィードバックするように命令する。
【００９１】
ＣＳＩは、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ）、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）の３つの情報に大別される。まず、ＲＩは、上述したように、チャネルのランク情報を示し、端末が同一の周波数−時間リソースを用いて受信できるストリームの個数を意味する。また、ＲＩは、チャネルのロングタームフェーディング（ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ  ｆａｄｉｎｇ）によって決定されるため、一般に、ＰＭＩ、ＣＱＩ値に比べてより長い周期で基地局にフィードバックされる。
【００９２】
次に、ＰＭＩは、チャネルの空間特性を反映した値であり、ＳＩＮＲなどのメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）を基準に、端末が好む基地局のプリコーディング行列インデックスを示す。最後に、ＣＱＩは、チャネルの強度を示す値であり、通常、基地局がＰＭＩを用いた時に得られる受信ＳＩＮＲを意味する。
【００９３】
ＬＴＥ−Ａ標準のようなより進展した通信システムでは、ＭＵ−ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ）を用いた追加の多重ユーザダイバーシチ（ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を得ることが追加されている。ＭＵ−ＭＩＭＯでは、アンテナドメインで多重化される端末間の干渉が存在するため、ＣＳＩの正確性は、ＣＳＩを報告した端末だけでなく、多重化される他の端末の干渉にも大きな影響を及ぼしうる。このため、ＭＵ−ＭＩＭＯではＳＵ−ＭＩＭＯに比べてより正確なＣＳＩ報告が要求される。
【００９４】
そこで、ＬＴＥ−Ａ標準では、最終のＰＭＩを、ロングターム（ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ）及び／又は広帯域（ｗｉｄｅｂａｎｄ）ＰＭＩであるＷ１と、ショートターム（ｓｈｏｒｔ  ｔｅｒｍ）及び／又はサブバンド（ｓｕｂ−ｂａｎｄ）ＰＭＩであるＷ２といった２種類に分けて設計することと決定された。
【００９５】
上記のＷ１及びＷ２情報から一つの最終ＰＭＩを構成する構造的コードブック変換（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）方式の例示として、下記の式８のように、チャネルのロングターム共分散行列（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）を用いることができる。
【００９６】
【数８】
2016528779.tif 000022
【００９７】
上記の式１で、Ｗ２は、ショートタームＰＭＩであり、ショートタームチャネル情報を反映するために構成されたコードブックのコードワードを意味し、Ｗは、最終コードブックのコードワードを意味し、
【００９８】
【化１３】
2016528779.tif 000023
【００９９】
は、行列
【０１００】
【化１４】
2016528779.tif 000024
【０１０１】
の各列のノーム（ｎｏｒｍ）が１に正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）された行列を意味する。
【０１０２】
既存のＷ１とＷ２の具体的な構造は、次の式９のとおりである。
【０１０３】
【数９】
2016528779.tif 000025
【０１０４】
式９で、コードワードの構造は、交差偏波アンテナ（ｃｒｏｓｓ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ）を利用し、アンテナ間の間隔がちゅう密な場合、例えば、通常、隣接アンテナ間の距離が信号波長の半分以下である場合、発生するチャネルの相関関係（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性を反映して設計した構造である。交差偏波アンテナの場合、アンテナを水平アンテナグループ（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  ｇｒｏｕｐ）と垂直アンテナグループ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  ｇｒｏｕｐ）とに区分できるが、各アンテナグループはＵＬＡ（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ）アンテナの特性を有し、両アンテナグループは共存（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）する。
【０１０５】
このため、各グループのアンテナ間の相関関係は同一の線形位相増加（ｌｉｎｅａｒ  ｐｈａｓｅ  ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）特性を有し、アンテナグループ間の相関関係は、位相回転（ｐｈａｓｅ  ｒｏｔａｔｉｏｎ）された特性を有する。結局、コードブックはチャネルを量子化（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）した値であるから、チャネルの特性をそのまま反映してコードブックを設計することが必要である。説明の便宜のために、上述した構造としたランク１コードワードを、下記の式１０のように例示することができる。
【０１０６】
【数１０】
2016528779.tif 000026
【０１０７】
上記の式１０で、コードワードは、送信アンテナの個数
【０１０８】
【化１５】
2016528779.tif 000027
【０１０９】
のベクトルで表現され、上位ベクトル
【０１１０】
【化１６】
2016528779.tif 000028
【０１１１】
と下位ベクトル
【０１１２】
【化１７】
2016528779.tif 000029
【０１１３】
で構造化されており、それぞれは、水平アンテナグループと垂直アンテナグループの相関関係特性を示す。
【０１１４】
【化１８】
2016528779.tif 000030
【０１１５】
は、各アンテナグループのアンテナ間相関関係特性を反映して線形位相増加特性を有するベクトルで表現することが有利であり、代表の例としてＤＦＴ行列を用いることができる。
【０１１６】
ＬＴＥ−Ａ標準のようなより進展した通信システムでは、ＭＵ−ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ）を用いた追加の多重ユーザダイバーシチ（ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を得ることが追加されている。ＭＵ−ＭＩＭＯでは、アンテナドメインで多重化される端末間の干渉が存在するため、ＣＳＩの正確性は、ＣＳＩを報告した端末だけでなく、多重化される他の端末の干渉にも大きな影響を及ぼしうる。このため、ＭＵ−ＭＩＭＯではＳＵ−ＭＩＭＯに比べてより正確なＣＳＩ報告が要求される。
【０１１７】
また、ＣｏＭＰ  ＪＴの場合、複数の基地局が特定端末に同一のデータを協調送信することから、理論的に、アンテナが地理的に分散されているＭＩＭＯシステムと見なすことができる。すなわち、ＪＴでＭＵ−ＭＩＭＯをする場合にも、単一セル−ＭＵ−ＭＩＭＯと同様に、協調スケジューリングされる端末間の干渉を避けるために、高い正確性のチャネル状態情報が要求なる。ＣｏＭＰ  ＣＢの場合にも同様、隣接セルがサービングセルに与える干渉を回避するには、精巧なチャネル状態情報が要求される。一般に、チャネル状態情報フィードバックの正確度を上げるためには、端末の追加的なチャネル状態情報フィードバック報告が必要であり、これはＰＵＣＣＨ又はＰＵＳＣＨを介して基地局に送信される。
【０１１８】
以下、下りリンクデータチャネルの送信モードに関して説明する。現在、３ＧＰＰ  ＬＴＥ標準文書、具体的に、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１３文書では、下記の表１のように下りリンクデータチャネル送信モードに関して定義している。また、下記の送信モードは、上位層シグナリング、すなわち、ＲＲＣシグナリングによって端末に設定される。
【０１１９】
【表１】
2016528779.tif 000031
【０１２０】
表１を参照すると、現在、３ＧＰＰ  ＬＴＥ標準文書では、送信モードとこれに対応するＤＣＩフォーマット、すなわち、送信モードベースのＤＣＩフォーマットを示している。また、それぞれの送信モードにかかわらずに適用可能なモード、すなわち、フォールバック（Ｆａｌｌ−ｂａｃｋ）モードのためのＤＣＩフォーマット１Ａが定義されている。送信モードに関する動作例として、表１で、端末は、ＰＤＣＣＨをブラインドデコーディングした結果、ＤＣＩフォーマット１Ｂが検出されると、単一レイヤを用いた閉ループ空間多重化技法でＰＤＳＣＨが送信されたと仮定してＰＤＳＣＨをデコーティングする。
【０１２１】
また、上記の表１で、送信モード１０は、上述したＣｏＭＰ送信方式の下りリンクデータチャネル送信モードを意味する。例えば、端末がＰＤＣＣＨをブラインドデコーディングした結果、ＤＣＩフォーマット２Ｄが検出されると、アンテナポート７乃至１４、すなわち、ＤＭ−ＲＳに基づいて多重レイヤ送信技法でＰＤＳＣＨが送信されるという仮定の下にＰＤＳＣＨをデコーティングする。又は、ＤＭ−ＲＳアンテナポート７又は８に基づいて単一アンテナ送信技法でＰＤＳＣＨが送信されるという仮定の下にＰＤＳＣＨをデコーティングする。
【０１２２】
一方、ＰＤＣＣＨをブラインドデコーディングした結果、ＤＣＩフォーマット１Ａが検出されると、当該サブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームであるか否かによって送信モードが異なる。例えば、当該サブフレームが非−ＭＢＳＦＮサブフレームであれば、ＰＤＳＣＨはアンテナポート０のＣＲＳに基づく単一アンテナ送信又はＣＲＳベース送信ダイバーシチ技法で送信されたという仮定の下にデコーティングする。また、当該サブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームであれば、ＰＤＳＣＨはアンテナポート７のＤＭ−ＲＳに基づく単一アンテナ送信がなされたという仮定の下にデコーティングすることができる。
【０１２３】
以下では、参照信号についてより詳しく説明する。
【０１２４】
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果たす。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、共通参照信号は、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。
【０１２５】
図８及び図９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８は一般（ｎｏｒｍａｌ）ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）の場合を示し、図９は拡張（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＰの場合を示す。
【０１２６】
図８及び図９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。
【０１２７】
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リングされる。図８及び図９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。
【０１２８】
図１０は、現在３ＧＰＰ標準文書で定義している下りリンクＤＭ−ＲＳ割り当て例を示す図である。
【０１２９】
図１０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。
【０１３０】
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通りの異なったリソース設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）が定義されてもよい。
【０１３１】
ＣＳＩ−ＲＳ（リソース）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（リソース）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２は、一般ＣＰ（Ｎｏｒｍａｌ  ＣＰ）である場合を、表３は、拡張ＣＰ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＣＰ）である場合を示している。
【０１３２】
【表２】
2016528779.tif 000032
【０１３３】
【表３】
2016528779.tif 000033
【０１３４】
表２及び表３で、
【０１３５】
【化１９】
2016528779.tif 000034
【０１３６】
は、ＲＥインデックスを表し、
【０１３７】
【化２０】
2016528779.tif 000035
【０１３８】
は、副搬送波インデックスを、
【０１３９】
【化２１】
2016528779.tif 000036
【０１４０】
は、ＯＦＤＭシンボルインデックスを表す。図１１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。
【０１４１】
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
【０１４２】
【化２２】
2016528779.tif 000037
【０１４３】
とサブフレームオフセット
【０１４４】
【化２３】
2016528779.tif 000038
【０１４５】
で構成される。下記の表４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。
【０１４６】
【表４】
2016528779.tif 000039
【０１４７】
一方、現在、ＺＰ（ｚｅｒｏ−ｐｏｗｅｒ）ＣＳＩ−ＲＳに関する情報はＲＲＣ層信号によって設定される。特に、ＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳリソース設定は、ｚｅｒｏＴｘＰｏｗｅｒＳｕｂｆｒａｍｅＣｏｎｆｉｇと１６ビットサイズのビットマップであるｚｅｒｏＴｘＰｏｗｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇＬｉｓｔで構成される。このうち、ｚｅｒｏＴｘＰｏｗｅｒＳｕｂｆｒａｍｅＣｏｎｆｉｇは、表４に該当する値によって当該ＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳが送信される周期及びサブフレームオフセットを知らせる。また、ｚｅｒｏＴｘＰｏｗｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇＬｉｓｔは、ＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳ設定を知らせる情報であり、上記ビットマップのそれぞれの要素は、上記の表２又は表３でＣＳＩ−ＲＳのためのアンテナポートが４個である列（Ｃｏｌｕｍｎ）に含まれた設定を示す。このようなＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳ以外の一般的なＣＳＩ−ＲＳは、ＮＺＰ（Ｎｏｎ  ｚｅｒｏ−ｐｏｗｅｒ）ＣＳＩ−ＲＳと呼ぶ。
【０１４８】
一方、上述したＣｏＭＰ技法の適用時に、端末に複数のＣＳＩ−ＲＳ設定がＲＲＣ層信号によって設定されてもよい。それぞれのＣＳＩ−ＲＳ設定は、下記の表５のように定義される。表５を参照すると、各ＣＳＩ−ＲＳ設定別にＱＣＬ（Ｑｕａｓｉ  Ｃｏ−Ｌｏｃａｔｉｏｎ）仮定が可能なＣＲＳに関する情報が含まれていることがわかる。
【０１４９】
【表５】
2016528779.tif 000040
【０１５０】
以下、アンテナポート間ＱＣＬ（Ｑｕａｓｉ  Ｃｏ−Ｌｏｃａｔｉｏｎ）について説明する。
【０１５１】
アンテナポート間ＱＣＬされているということは、端末が一つのアンテナポートから受信する信号（或いは、当該アンテナポートに対応する無線チャネル）の広範囲特性（ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）が、他のアンテナポートから受信する信号（或いは、当該アンテナポートに対応する無線チャネル）の広範囲特性と全て又は一部が同一だと仮定し得るということを意味する。ここで、広範囲特性は、周波数オフセットに関連したドップラー拡散（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｒｅａｄ）、ドップラーシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｈｉｆｔ）、タイミングオフセットに関連した平均遅延（ａｖｅｒａｇｅ  ｄｅｌａｙ）、遅延拡散（ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄ）などを含み、さらに平均利得（ａｖｅｒａｇｅ  ｇａｉｎ）も含むことができる。
【０１５２】
上の定義によれば、端末はＱＣＬされていないアンテナポート、すなわち、ＮＱＣＬ（Ｎｏｎ  Ｑｕａｓｉ  ｃｏ−Ｌｏｃａｔｅｄ）されたアンテナポート間には広範囲特性が同一であると仮定することができない。この場合、端末はアンテナポート別に周波数オフセット及びタイミングオフセットなどを取得するためのトラッキング（ｔｒａｃｋｉｎｇ）手順を独立して行わなければならない。
【０１５３】
一方、ＱＣＬされているアンテナポート間については端末が次のような動作を行うことができるという利点がある。
【０１５４】
１）端末が特定アンテナポートに対応する無線チャネルに対する電力−遅延プロファイル（ｐｏｗｅｒ−ｄｅｌａｙ  ｐｒｏｆｉｌｅ）、遅延拡散、ドップラースペクトル（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）及びドップラー拡散推定の結果を、他のアンテナポートに対応する無線チャネルに対するチャネル推定時に用いられるウィナーフィルター（Ｗｉｅｎｅｒ  ｆｉｌｔｅｒ）パラメータなどに同一に適用することができる。
【０１５５】
２）また、端末は、特定アンテナポートに対する時間同期及び周波数同期を取った後、同一の同期を他のアンテナポートに対しても適用することができる。
【０１５６】
３）最後に、平均利得に関しても、端末は、ＱＣＬされているアンテナポートのそれぞれに対するＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）測定値を平均値として計算することができる。
【０１５７】
例えば、端末がＰＤＣＣＨ（或いは、Ｅ−ＰＤＣＣＨ）を介してＤＭ−ＲＳベース下りリンクデータチャネルスケジューリング情報、例えば、ＤＣＩフォーマット２Ｃを受信すると、端末は、当該スケジューリング情報で示すＤＭ−ＲＳシーケンスを用いてＰＤＳＣＨに対するチャネル推定を行った後、データ復調を行う場合であると仮定する。
【０１５８】
このような場合、端末が下りリンクデータチャネル復調をするためのＤＭ−ＲＳアンテナポートがサービングセルのＣＲＳアンテナポートとＱＣＬされていると、端末は、当該ＤＭ−ＲＳアンテナポートを用いたチャネル推定時に、自身のＣＲＳアンテナポートから推定した無線チャネルの広範囲特性（ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）をそのまま適用し、ＤＭ−ＲＳベース下りリンクデータチャネル受信性能を向上させることができる。
【０１５９】
同様に、端末が下りリンクデータチャネル復調をするためのＤＭ−ＲＳアンテナポートがサービングセルのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートとＱＣＬされていると、端末は、当該ＤＭ−ＲＳアンテナポートを用いたチャネル推定時に、サービングセルのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートから推定した無線チャネルの広範囲特性をそのまま適用し、ＤＭ−ＲＳベース下りリンクデータチャネル受信性能を向上させることができる。
【０１６０】
一方、ＬＴＥシステムでは、ＣｏＭＰモードである送信モード１０で下りリンク信号を送信する際、基地局が上位層信号を用いてＱＣＬタイプＡ及びＱＣＬタイプＢのうちの一つを端末に設定するように定義している。
【０１６１】
ここで、ＱＣＬタイプＡは、ＣＲＳ、ＤＭ−ＲＳ及びＣＳＩ−ＲＳのアンテナポートが、平均利得以外の広範囲特性がＱＣＬされていると仮定するものであり、同一のノード（ｐｏｉｎｔ）で物理チャネル及び信号が送信されているということを意味する。一方、ＱＣＬタイプＢは、ＤＰＳ、ＪＴなどのＣｏＭＰ送信が可能なように、端末当たり最大４個までのＱＣＬモードを上位層メッセージを用いて設定し、それらのうちどのＱＣＬモードで下りリンク信号を受信しなければならないかを動的にＤＣＩ（ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて設定するように定義されている。
【０１６２】
ＱＣＬタイプＢが設定された場合のＤＰＳ送信に関して、より具体的に説明する。
【０１６３】
まず、Ｎ１個のアンテナポートで構成されたノード＃１は、ＣＳＩ−ＲＳリソース（ｒｅｓｏｕｒｃｅ）＃１を送信し、Ｎ２個のアンテナポートで構成されたノード＃２は、ＣＳＩ−ＲＳリソース（ｒｅｓｏｕｒｃｅ）＃２を送信すると仮定する。この場合、ＣＳＩ−ＲＳリソース＃１をＱＣＬモードパラメータセット＃１に含め、ＣＳＩ−ＲＳリソース＃２をＱＣＬモードパラメータセット＃２に含める。さらに、基地局はノード＃１及びノード＃２の共通カバレッジ内に存在する端末に、上位層信号によってパラメータセット＃１及びパラメータセット＃２を設定する。
【０１６４】
その後、基地局が当該端末にノード＃１を介してデータ（すなわち、ＰＤＳＣＨ）送信時にＤＣＩを用いてパラメータセット＃１を設定し、ノード＃２を介してデータ送信時にパラメータセット＃２を設定する方式でＤＰＳを行うことができる。端末にとっては、ＤＣＩによってパラメータセット＃１が設定されると、ＣＳＩ−ＲＳリソース＃１とＤＭ−ＲＳがＱＣＬされていると仮定し、パラメータセット＃２が設定されると、ＣＳＩ−ＲＳリソース＃２とＤＭ−ＲＳがＱＣＬされていると仮定することができる。
【０１６５】
以下、能動アンテナシステム（Ａｃｔｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＡＡＳ）及び３次元ビームフォーミングについて説明する。
【０１６６】
既存のセルラーシステムにおいて、基地局は、機械的ティルティング（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｔｉｌｔｉｎｇ）或いは電気的ティルティング（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｉｌｔｉｎｇ）を用いてセル間干渉を減らし、セル内端末のスループット、例えばＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を向上させる方案を用いてきた。図面を参照してより詳しく説明する。
【０１６７】
図１２は、アンテナティルティング方式を説明するための図である。特に、図１２の（ａ）には、アンテナティルティングが適用されていないアンテナ構造を示し、図１２の（ｂ）には、機械的ティルティングが適用されたアンテナ構造を示し、図１２の（ｃ）には、機械的ティルティングと電気的ティルティングの両方が適用されたアンテナ構造を示す。
【０１６８】
図１２の（ａ）と図１２の（ｂ）とを比較すると、機械的ティルティングの場合、図１２の（ｂ）のように、初期設置時にビーム方向が固定されてしまうという短所がある。さらに、電気的ティルティングの場合、図１２の（ｃ）のように、内部位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）モジュールを用いてティルティング角（ｔｉｌｔｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）を変更することができるが、事実上、セル固定的ティルティングから、非常に制約的な垂直ビームフォーミングしかできないという短所がある。
【０１６９】
図１３は、既存のアンテナシステムと能動アンテナシステム（Ａｃｔｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＡＡＳ）とを比較する図である。特に、図１３の（ａ）には既存のアンテナシステムを示し、図１３の（ｂ）には能動アンテナシステムを示す。
【０１７０】
図１３を参照すると、能動アンテナシステムは、既存のアンテナシステムと違い、複数のアンテナモジュールのそれぞれが電力増幅器をはじめとしてＲＦモジュール、すなわち、能動（ａｃｔｉｖｅ）素子を備えており、アンテナモジュールのそれぞれに対して電力及び位相を調節できるという特徴を有する。
【０１７１】
一般に考慮してきたＭＩＭＯアンテナ構造は、ＵＬＡ（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ）のように、線形的な、すなわち、１次元アレイのアンテナを考慮した。このような１次元アレイ構造では、ビームフォーミングで生成可能なビームが２次元平面内に存在する。これは、既存の基地局の受動アンテナシステム（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＰＡＳ）ベースのＭＩＭＯ構造にも適用される。ＰＡＳベースの基地局にも垂直アンテナ及び水平アンテナが存在するが、垂直アンテナは一つのＲＦモジュールに拘束されているため、垂直方向にビームフォーミングが不可能であり、上述した機械的ティルティングしか適用することができない。
【０１７２】
しかし、基地局のアンテナ構造が能動アンテナシステムへと進化しながら、垂直方向のアンテにも独立したＲＦモジュールが具現されることとなり、これによって、水平方向だけでなく垂直方向にもビームフォーミングが可能になった。これを垂直ビームフォーミング又はエレベーションビームフォーミング（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）と呼ぶ。
【０１７３】
垂直ビームフォーミングによれば、生成可能なビームを、垂直及び水平方向へと３次元空間に表現することができ、これを３次元ビームフォーミングと呼ぶこともできる。すなわち、３次元ビームフォーミングは、１次元アレイのアンテナ構造から平面形態の２次元アレイのアンテナ構造に進化することから可能になったものである。ここで、３次元ビームフォーミングは、アンテナアレイが必らしも平面（ｐｌａｎａｒ）形状である必要はなく、リング（ｒｉｎｇ）形状の３次元形態のアレイ構造でも可能である。３次元ビームフォーミングの特徴は、既存の１次元アレイのアンテナ構造ではなく様々な形態のアンテナ配置によってＭＩＭＯプロセスが３次元空間上でなされるということにある。
【０１７４】
図１４は、能動アンテナシステムに基づいて端末特定ビームを形成した例を示す図である。図１４を参照すると、３次元ビームフォーミングによって、端末が基地局の左右に動く場合だけでなく、前後に動く場合にもビームフォーミングが可能であり、端末特定ビーム形成に、より高い自由度が提供されることがわかる。
【０１７５】
なお、能動アンテナベースの２次元アレイのアンテナ構造を用いた送信環境としては、室外基地局から室外端末に送信する環境だけでなく、室外基地局が室内端末に送信する環境（Ｏ２Ｉ、Ｏｕｔｄｏｏｒ  ｔｏ  Ｉｎｄｏｏｒ）、及び室内基地局が室内端末に送信する環境（Ｉｎｄｏｏｒ  ｈｏｔｓｐｏｔ）などを考慮することができる。
【０１７６】
図１５は、能動アンテナシステムベースの３次元ビーム送信シナリオを示す図である。
【０１７７】
図１５を参照すると、セル内に様々な複数の建物が存在する実際セル環境を仮定すると、基地局は、端末特定水平ビーム操向だけでなく、建物の高さによる様々な端末の高さを考慮した垂直ビーム操向能力まで考慮しなければならない。このようなセル環境を考慮する場合、既存の無線チャネル環境とは多く異なるチャネル特性、例えば、高さの差による陰影／経路損失変化、フェーディング特性変化などを反映する必要がある。
【０１７８】
言い換えると、３次元ビームフォーミングは、既存に線形的な１次元アレイのアンテナ構造に基づいて水平方向にのみなされた水平ビームフォーミングが進化したものであり、平面配列（ｐｌａｎａｒ  ａｒｒａｙ）などの多次元アレイのアンテナ構造又は大規模アンテナ（ｍａｓｓｉｖｅ  ａｎｔｅｎｎａ）アレイに基づいてエレベーションビームフォーミング或いは垂直ビームフォーミングまで拡張及び結合された形態のＭＩＭＯプロセシング技法を意味する。
【０１７９】
上記の大規模アンテナアレイは、次の特性の一つ以上を有することができる。すなわち、ｉ）２次元平面又は３次元空間に位置し、ｉ  ｉ）論理的又は物理的アンテナが８個以上であり（ここで論理的アンテナは、アンテナポートと表現してもよい。）、ｉ  ｉ  ｉ）それぞれのアンテナがＡＡＳで構成される。ただし、上記の大規模アンテナアレイの定義はこれに制限されない。
【０１８０】
既存のＭＩＭＯシステムでは閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯ送信のために基地局の全体アンテナアレイに対するＰＭＩフィードバックがなされている。これは、ＰＭＩコードブック形態で表現される全体基地局アンテナが生成できる複数のビーム方向のうち、端末が最も好むビーム方向をフィードバックすることと見なすことができる。
【０１８１】
下記の表６は、４行４列形態の１６個アンテナで送信するビームと、８行８列形態の６４個アンテナで送信するビームの形態を比較するものである。表６を参照すると、基地局アンテナ数が増加するほど、基地局の生成するビーム幅が減少しがらビームの形態が鋭くなり、結果としてビーム利得が大きくなることがわかる。閉ループＭＩＭＯ送信の際、ビームが鋭くなると、チャネルの小さい変化にも、端末が測定した時点におけるＰＭＩと実際に基地局が送信する時点におけるＰＭＩとが不一致し、性能の低下が非常に大きくなる。すなわち、フィードバックに対する性能敏感度が非常に大きくなりうる。
【０１８２】
【表６】
2016528779.tif 000041
【０１８３】
そこで、本発明では、複数の送信アンテナを有するシステムにおいて、基地局が端末間チャネル状況に応じて適応的にビーム形態（例えば、ビーム幅、ビーム利得、ビーム方向など）を制御する方法及びこれを支援するための端末のフィードバック方法を提案する。
【０１８４】
まず、基地局が端末に信号を送信する際、各端末のチャネル状況に適した有効送信アンテナポート集合を適応的に選択して適用することを提案する。
【０１８５】
有効送信アンテナポート集合とは、基地局の全体送信アンテナポート集合の任意の部分集合であって、端末にデータ送信を行うアンテナ集合を意味し、端末とのチャネル状況に応じて、データ送信に用いられるアンテナを全体アンテナの一部に限定することができる。
【０１８６】
図１６は、全体アンテナポートから有効アンテナポート集合を選択した例を示す図である。
【０１８７】
図１６を参照すると、８ｔｘ  ＵＬＡ（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ）の場合は、ビームが相対的に鋭いため、動きが少なく、周辺環境も静的であり、ＬｏＳ（ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）が確保される環境では、相当な利得を得ることができるが、端末の動きが激しいか、端末の周辺にチャネルの動的変化を起こす要因が多い場合には、フィードバックオーバーヘッドは非常に大きいのに対し、パケット誤りによる再送信が起こる確率が高くなる。この場合、たとえ再送信が起こらないとしても、ＮＬｏＳ（Ｎｏｎ  ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）環境ではビームフォーミング利得そのものが非常に小さくなりうる。
【０１８８】
従来ではこのような環境下にある端末には開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯ技術を適用した。しかし、開ループＭＩＭＯ技術はビーム利得が得られない技術であることから、アンテナ数が増加するほど、閉ループＭＩＭＯに比べて性能の低下は大きくなるという短所がある。そこで、本発明では、基地局にとって端末のチャネル環境が一定レベルのビームフォーミング利得を得難いと予想される場合、図１６のように、ビーム利得が減ってもビーム幅を広める形にビームを形成して送信する方法を提案する。すなわち、図１６は、ビーム幅を広めるために、有効アンテナポートの数及び有効アンテナアレイ（ａｒｒａｙ）のサイズを減らす例である。
【０１８９】
有効アンテナポート、すなわち、有効アンテナアレイは必ずしも、図１６のように、隣接したアンテナポートで構成されるものではない。
【０１９０】
図１７は、全体アンテナポートから有効アンテナポート集合を選択した他の例を示す図である。端末がＮＬｏＳ環境であるとともに基地局と隣接していてＳＩＮＲに優れていることから、ランク（ｒａｎｋ）２以上の空間多重化（ｓｐａｔｉａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が可能な状況を仮定すると、フィードバックオーバーヘッド対比性能を考慮して、図１７に示すように、全体有効アンテナアレイのサイズは多く減らさず、有効アンテナの個数のみを減らして送信することができる。
【０１９１】
類似の実施例として、隣接する２つのアンテナを束ねて一つの論理アンテナにマップする場合、全体有効アンテナアレイのサイズは略同一に維持したまま、有効アンテナの個数（或いは、論理アンテナの個数）を半分に減らすことができる。
【０１９２】
２次元アンテナアレイに本発明を適用する場合、全体アンテナに対して有効アンテナポート集合を一度で決定することもできるが、垂直領域及び水平領域のそれぞれに対して有効アンテナの数及び／又は有効アンテナアレイのサイズを制御することもできる。すなわち、垂直領域の有効アンテナポート集合と水平領域の有効アンテナポート集合をそれぞれ決定することができる。ただし、本発明の有効送信アンテナポート集合が適用される物理信号／チャネルの範囲は、ＬＴＥシステムにおけるＤＭ−ＲＳ（ＵＥ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ＲＳ）、ＰＤＳＣＨのような端末特定信号／チャネルに限定することができる。
【０１９３】
本発明によれば、端末特定ビームの形成においてチャネル誤りが深刻になりうると予想される環境にある端末、或いはデータ再送信が必要な端末（ｆａｌｌ−ｂａｃｋ  ｍｏｄｅ）に、ビームのシャープネス（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）を減らして送信することによって、パケット誤りの確率を下げることができ、且つチャネル誤りが深刻になりうると予想される環境にある端末やＳＩＮＲがよくない端末に対してフィードバックオーバーヘッドを減らしたりフィードバック精度を上げたりすることができる。
【０１９４】
一方、本発明によれば、端末のチャネル状況を３つ以上のカテゴリーに分けて送信モードを決定することができる。例えば、有効アンテナポート集合、すなわち、部分的アンテナアレイ（ｐａｒｔｉａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  ａｒｒａｙ）を用いた送信モードを、下記のように定義することができる。
【０１９５】
−  Ｃａｔｅｇｏｒｙ  １  （Ｌｏｗ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ，  ＬｏＳ，  Ｓｔａｔｉｃ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）  →  Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｅｎｔｉｒｅ  ａｎｔｅｎｎａｓ
−  Ｃａｔｅｇｏｒｙ  ２  （Ｍｉｄ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ，  ｗｅａｋ  ＬｏＳ，  Ｎｏｎ−ｓｔａｔｉｃ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）  →  Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ａ  ｓｕｂｓｅｔ  ｏｆ  ａｎｔｅｎｎａｓ  
−  Ｃａｔｅｇｏｒｙ  ３  （Ｈｉｇｈ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ，  ＮＬｏＳ，  Ｄｙｎａｍｉｃ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）  →  ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ
【０１９６】
一方、部分的アンテナアレイを用いたビームフォーミング時に、基地局と端末のチャネルの特性、例えば、端末の移動性（ｓｐｅｅｄ、ｒｏｔａｔｉｏｎ、ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎなど）、チャネルのドップラー程度（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｒｅａｄ、Ｍａｘ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｖａｌｕｅなど）、端末周辺のスキャッタリング環境（スキャッタの数及び分布、スキャッタの移動性など）、チャネル行列の特性パラメータ（ｒａｎｋ、ｅｉｇｅｎ  ｖａｌｕｅ、ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  ｎｕｍｂｅｒなど）、ＬｏＳ／ＮＬｏＳ因子（ＬｏＳ利得対ＮＬｏＳ利得、ＮＬｏＳクラスタの数など）、及びＳＩＮＲのうち少なくとも一つによって有効送信アンテナポート集合を決定することができる。これらの情報の一部は、基地局カバレッジ内で端末位置によって無線環境データベースから取得したり、基地局が上りリンク信号を用いて直接測定することもでき、一部の情報は、端末が提供することもできる。
【０１９７】
又は、部分的アンテナアレイを用いたビームフォーミング時に、端末は基地局に、端末の移動性（ｓｐｅｅｄ、ｒｏｔａｔｉｏｎ、ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎなど）、チャネルのドップラー程度（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｒｅａｄ、Ｍａｘ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｖａｌｕｅなど）、端末周辺のスキャッタリング環境（スキャッタの数及び分布、スキャッタの移動性など）、チャネル行列の特性パラメータ（ｒａｎｋ、ｅｉｇｅｎ  ｖａｌｕｅ、ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  ｎｕｍｂｅｒなど）、ＬｏＳ／ＮＬｏＳ因子（ＬｏＳ利得対ＮＬｏＳ利得、ＮＬｏＳクラスタの数など）、及びＳＩＮＲのうち一つ以上の情報を提供することができる。そのために、端末は、位置センサー、加速センサーなどの様々なセンサーにおける情報を用いてフィードバック情報を構成することができる。
【０１９８】
以下、端末のフィードバック情報に基づいて部分アンテナアレイを用いるビームフォーミング方法について説明する。
【０１９９】
まず、端末は基地局に、自身の好む有効送信アンテナポート集合をフィードバックすることができる。これは、端末が全体基地局送信アンテナポートの中からいずれの送信アンテナポートを有効アンテナポート集合として選択するかを判断し、その情報をフィードバックすることである。同様に、端末は、端末移動性、ドップラー程度、周辺環境のスキャッタリング環境、ＬｏＳであるか否か、ＳＩＮＲなどのうち取得可能な情報を用いて最適の有効アンテナ集合を選択する。
【０２００】
端末のフィードバック情報は、次のように様々に構成することができる。
【０２０１】
ａ）有効送信アンテナポート集合情報は、アンテナポートインデックスの集合（或いは、アンテナポート集合のインデックス）、パイロットパターンインデックス及びアンテナポートの個数のうち一つ以上の情報で構成することができる。
【０２０２】
例えば、有効送信アンテナポート集合情報がアンテナポート数とアンテナポート集合インデックスで構成され、基地局アンテナが総８個である場合、端末は、２ｔｘ、４ｔｘ、８ｔｘのうち好むアンテナ数を選択し、当該アンテナ数に該当するインデックスを下記の表７から選択し、当該インデックスと併せてフィードバックする。
【０２０３】
【表７】
2016528779.tif 000042
【０２０４】
一方、部分的アンテナアレイベースのビームフォーミングは、端末の移動性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）などを含むチャネル環境及び特性に応じて最適のビーム幅を有するビームを形成することを一目的とする。ビーム幅を決定する最も決定的要素が有効アンテナアレイのサイズであることを勘案すれば、結局として、端末のチャネル状況に応じてアンテナポート間の間隔のサイズを適応的に形成する技術であるといえる。
【０２０５】
端末は、ドップラー、ＬｏＳなどを含むチャネルの統計的特性或いは端末内センサーなどを用いて測定した移動速度などから、自身に適した有効アンテナアレイのサイズを決定することができる。したがって、端末にとって有効アンテナアレイのサイズが重要な要素であるが、部分的アンテナアレイの具体的位置は重要な要素でなくてもよい。
【０２０６】
例えば、アンテナが４個存在するとき、好むビーム幅が、２個の隣接アンテナが生成するビーム幅と一致すると仮定する。このとき、基地局は該当の端末にデータを送信する際に、アンテナ集合｛０，１｝、｛１，２｝、｛２，３｝のいずれの集合を用いても、端末の性能には大きく影響しない確率が高い。このため、端末にとっては、好むアンテナポート数或いは有効アンテナアレイのサイズが重要な要素である。
【０２０７】
一方、基地局にとっては複数の端末にＣＤＭＡ／ＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ／ＳＤＭＡのいずれかの形態でもデータを同時に送信しなければならず、基地局アンテナ別送信電力をバランスさせる必要がある。すなわち、各ユーザに信号を送信するアンテナ集合を互いに重ならないように極力分散させなければならない。
【０２０８】
例えば、４個のアンテナが存在するとき、ユーザＡが好むアンテナポート間の間隔のサイズが２、ユーザＢが好むアンテナポート間の間隔のサイズも２であるとき、基地局がユーザＡにアンテナ集合｛０，１｝、ユーザＢにアンテナ集合｛２，３｝を用いてデータを送信することが、アンテナ別送信電力のバランスからは最も効率的である。
【０２０９】
本発明では、このようなアンテナ別電力バランスのために、基地局が端末にアンテナポートシャフリング（ｓｈｕｆｆｌｉｎｇ）情報を提供することを提案する。端末は、上記シャフリング情報を用いて、アンテナポート数或いはアンテナポート間の間隔のサイズ情報のフィードバック又はＣＳＩ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｕｓ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）のフィードバックのうち少なくとも一つの動作を行うことができる。このＣＳＩフィードバック過程は、ＰＭＩ、ＣＱＩ、ＲＩフィードバックのような暗黙的（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）フィードバック情報の他、共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）、チャネル係数（ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、ＭＩＭＯチャネル行列（ｃｈａｎｎｅｌ  ｍａｔｒｉｘ）のような明示的（ｅｘｐｌｉｃｉｔ）フィードバック情報も含むことができる。
【０２１０】
上記のアンテナポートシャフリング情報は、端末がいかなるアンテナ集合を基準にアンテナ数を決定するか或いはＣＳＩフィードバックを行うかを知らせる情報であり、端末別に異なる情報がシグナルされてもよい。
【０２１１】
また、本発明において基地局は、端末別に異なる順序でアンテナポートをマッピングするようにし、異なるアンテナ集合でそれぞれの端末を支援することが好ましい。例えば、アンテナ｛０，１，２，３｝がある場合、端末Ａには｛０，１，２，３｝、端末Ｂには｛２，３，１，０｝の順にアンテナをマッピングするようにシャフリング情報をそれぞれ指定すると、端末Ａと端末Ｂがそれぞれ２個のアンテナを用いた送信を所望する場合、基地局は端末Ａに当然にアンテナ｛０，１｝を割り当て、端末Ｂにアンテナ｛２，３｝を割り当てることとなる。
【０２１２】
したがって、提案するアンテナポートシャフリング情報は、１）アンテナポートインデックス遷移値（Ａｎｔｅｎｎａ  ｐｏｒｔ  ｉｎｄｅｘ  ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｖａｌｕｅ）、２）リバースアンテナポートインデックス（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｐｏｒｔ  ｉｎｄｅｘ）ＯＮ／ＯＦＦ、３）アンテナポートインデックスパーミュテーション値（Ａｎｔｅｎｎａ  ｐｏｒｔ  ｉｎｄｅｘ  ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）のような情報又はこれら情報の組合せで構成することができる。これについてより詳しく説明する。
【０２１３】
１）（アンテナポートインデックス遷移値（Ａｎｔｅｎｎａ  ｐｏｒｔ  ｉｎｄｅｘ  ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｖａｌｕｅ））
基地局がセル内の端末に４ｔｘ  ＣＳＩ−ＲＳ（アンテナポートインデックス１５，１６，１７，１８）を送信すると仮定すれば、基地局は、セル内端末のそれぞれに対してアンテナポートインデックス遷移値を０〜３の整数のいずれか一つに設定する。各端末は、該当の値だけアンテナポートインデックスを循環遷移（ｃｙｃｌｉｃ  ｓｈｉｆｔ）させる。例えば、アンテナポートインデックス遷移値が２であれば、｛１７，１８，１５，１６｝の順に再配列し、この順序を基準に、アンテナポートの数或いは有効アンテナアレイのサイズを決定する。より具体的に、アンテナポートインデックス遷移値が２の場合、端末に割り当てられるアンテナポートの個数が１個乃至３個に対応するポートインデックスは次のようにマッピングされてもよい。
【０２１４】
−  １ｔｘ  ｃａｓｅ＝ｐｏｒｔ  ｛１７｝  ｏｎｌｙ
−  ２ｔｘ  ｃａｓｅ＝ｐｏｒｔ  ｛１７，  １８｝
−  ３ｔｘ  ｃａｓｅ＝ｐｏｒｔ  ｛１７，  １８，  １５｝
上の例で、３ｔｘ  ｃａｓｅのようにアンテナポートインデックスが隣接しない場合を防止するために、アンテナポートインデックス遷移値の適用時に、循環遷移ではなく他の方法を適用することもできる。例えば、遷移値を一応適用した後、最大アンテナポートインデックスに到達した場合、結合されたアンテナポートインデックス集合において最も近いインデックスから順次に含むように規則を設定することができる。すなわち、アンテナポートインデックス遷移値が２のとき、端末に割り当てられるアンテナポートの個数が１個乃至３個に対応するポートインデックスは、次のようにマッピングされてもよい。
【０２１５】
−  １ｔｘ  ｃａｓｅ＝ｐｏｒｔ  ｛１７｝  ｏｎｌｙ
−  ２ｔｘ  ｃａｓｅ＝ｐｏｒｔ  ｛１７，  １８｝
−  ３ｔｘ  ｃａｓｅ＝ｐｏｒｔ  ｛１７，  １８，  １６｝
特に、３ｔｘ  ｃａｓｅの場合、インデックス集合｛１７，１８｝と最も近いインデックスは１６であるから、アンテナポートインデックス１６が上記結合されたアンテナポート集合に含まれたことがわかる。
【０２１６】
これをアルゴリズムで表現すると、次の表８のとおりである。
【０２１７】
【表８】
2016528779.tif 000043
【０２１８】
表８で、Ｉ＿ｉｎｉは、最小アンテナポートインデックスであり、上記の例ではアンテナポートインデックス１５に該当し、Ｉ＿ｍａｘは、最大アンテナポートインデックスであり、アンテナポートインデックス１８に対応し得る。そして、Ｓは、アンテナポートインデックス遷移値であり、上記の例では２の値を有する。表８のアルゴリズムの結果として、Ｐｉ（集合に含まれるｉ番目のアンテナポートのインデックス）が導出される。
【０２１９】
２．  （リバースアンテナポートインデックス（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｐｏｒｔ  ｉｎｄｅｘ）ＯＮ／ＯＦＦ）
上記のアンテナポートインデックス遷移値が端末別にアンテナポートインデックスの開始地点を知らせた場合には、リバースアンテナポートインデックスＯＮ／ＯＦＦ情報は、アンテナポートインデックスを読む方向を指示する。例えば、リバースアンテナポートインデックスがＯＮの状態であれば、アンテナポートインデックスを逆に読む。
【０２２０】
例えば、４ｔｘ  ＣＳＩ−ＲＳでリバースアンテナポートインデックスがＯＮの状態である端末は、アンテナポートインデックスを後から｛１８，１７，１６，１５｝と読む。この情報は単独で用いられてもよいが、アンテナポートインデックス遷移値と共に用いられて、アンテナポートインデックスの開始時点と方向を同時に指定することもできる。
【０２２１】
３．  （アンテナポートインデックスパーミュテーション値（Ａｎｔｅｎｎａ  ｐｏｒｔ  ｉｎｄｅｘ  ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ））
アンテナポートインデックスパーミュテーション値は、アンテナポートインデックスを再配列（ｒｅ−ｏｒｄｅｒｉｎｇ）する時に使用するパーミュテーション情報を直接知らせるための情報である。例えば、適用可能なパーミュテーション規則を複数個定義し、該当のパーミュテーション規則を示すインデックスをシグナリングしたり、インデックスパーミュテーションをｏｎｅ−ｌｉｎｅ  ｎｏｔａｔｉｏｎ、ｔｗｏ−ｌｉｎｅ  ｎｏｔａｔｉｏｎ、或いはｃｙｃｌｉｃ  ｎｏｔａｔｉｏｎの形態で表現してシグナリングすることができる。或いは、パーミュテーション行列の形態で表現し、パーミュテーション行列インデックスをシグナリングに使用することもできる。
【０２２２】
上記の例では、アンテナシャフリング情報を用いてアンテナ数を決定する例を挙げたが、アンテナシャフリング情報は、アンテナ数を決定した後にＣＳＩフィードバックを行う過程でも活用可能である。例えば、端末が４ｔｘ  ＣＳＩ−ＲＳ受信のとき、アンテナシャフリング情報によって２ｔｘ  ＰＭＩを決定する際に、アンテナポート｛１５，１６｝ではなくアンテナポート｛１７，１８｝を基準に２ｔｘ  ＰＭＩコードブックからＰＭＩを選択するように規定することもできる。
【０２２３】
アンテナシャフリング情報は、基地局が端末にシグナリングできるが、ネットワークで規定した所定の規則によってアンテナシャフリングを行うようにすることができる。例えば、端末の識別子によって、使用するアンテナシャフリング規則が決定されるようにすることができる。又は、各端末別にランダムにアンテナシャフリング規則を選択するようにしてもよい。
【０２２４】
以下、アンテナシャフリングが適用された場合、基地局−端末間のシグナリングに関する実施例を示す。
【０２２５】
Ａ）（第１実施例）
基地局が端末にアンテナシャフリング情報及びパイロット信号を送信し、端末は基地局に、好むアンテナポート数と好むアンテナポート数に基づくＣＳＩをフィードバックする。
【０２２６】
Ｂ）（第２実施例）
まず、基地局は端末にパイロット信号を送信し、端末は基地局に、好むアンテナポートの個数をフィードバックする。その後、基地局は端末に、好むアンテナポートの個数に基づくアンテナシャフリング情報をシグナリングし、端末は基地局に、好むアンテナポート数及びシャフリング情報に基づくＣＳＩをフィードバックする。
【０２２７】
Ｃ）（第３実施例）
まず、基地局は端末に、第１アンテナシャフリング情報及びパイロット信号を送信し、これを受信した端末は基地局に、好むアンテナポートの個数を送信する。基地局は端末に、上記の好むアンテナポートの個数に基づく第２アンテナシャフリング情報をシグナリングし、端末はこれに基づいてＣＳＩを算出して基地局にフィードバックする。
【０２２８】
次の第４実施例及び第５実施例は、基地局が端末別に適用するアンテナ数を判断して指定する例である。
【０２２９】
Ｄ）（第４実施例）
基地局は端末に、パイロット信号を送信するとともに、当該端末に適用されるアンテナポートの個数及びアンテナシャフリング情報をシグナリングする。もちろん、端末はこれを用いてＣＳＩを算出して基地局にフィードバックする。
【０２３０】
Ｅ）（第５実施例）
まず、端末は基地局に、自身の移動性及びチャネルの統計的情報（例えば、ＬｏＳ、Ｄｏｐｐｌｅｒなど）を伝達し、これを受信した基地局は端末にパイロット信号を送信するとともに、当該端末に適用されるアンテナポートの個数及びアンテナシャフリング情報をシグナリングする。もちろん、端末はこれを用いてＣＳＩを算出して基地局にフィードバックする。
【０２３１】
一方、本発明を３Ｄビームフォーミング環境に適用する場合、２次元アンテナアレイの垂直方向と水平方向に対してそれぞれアンテナシャフリング情報が提供されてもよい。また、垂直方向或いは水平方向のいずれか一方向に複数のパイロットパターンが設定される場合、上記アンテナシャフリング情報は、パイロットパターン内のアンテナポートシャフリング情報及び連結係数の計算／報告のためのパイロットパターンシャフリング情報の形態で構成されてもよい。ここで、連結係数とは、設定された複数のパイロットパターンの特定アンテナポート間の位相差及び／又はサイズ差を示す係数値を意味する。
【０２３２】
すなわち、複数のＱＣＬパイロットパターンが端末に割り当てられる場合、アンテナポートシャフリング情報は、パイロットパターンに属したアンテナポートのシャフリング情報及び／又はパイロットパターンのシャフリング情報を含むことができる。
【０２３３】
ここで、複数のＱＣＬパイロットパターンは、同一の送信ポイントから送信されるパイロットパターンの集合を意味し、同一の個数のアンテナポートを含む特徴をさらに有してもよい。また、パイロットパターンは、ＬＴＥシステムにおいてＮＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳリソース或いはＣＳＩ−ＲＳプロセスであってもよい。
【０２３４】
また、アンテナポートのシャフリング情報は、パイロットパターン別に独立した情報であってもよく、全てのＱＣＬパイロットパターンに対して共通に適用される一つの情報であってもよい。垂直方向及び水平方向の両方に対してパイロットパターンが設定される場合には、アンテナシャフリング情報は、パイロットパターン内のアンテナポートシャフリング情報だけで表現されてもよい。
【０２３５】
図１８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。
【０２３６】
図１８を参照すると、通信装置１８００は、プロセッサ１８１０、メモリ１８２０、ＲＦモジュール１８３０、ディスプレイモジュール１８４０、及びユーザインターフェースモジュール１８５０を備えている。
【０２３７】
通信装置１８００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１８００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１８００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区分されてもよい。プロセッサ１８１０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１８１０の詳細な動作は、図１乃至図１７に記載された内容を参照すればよい。
【０２３８】
メモリ１８２０は、プロセッサ１８１０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１８３０は、プロセッサ１８１０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１８３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール１８４０は、プロセッサ１８１０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１８４０は、特に制限されるものではなく、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１８５０は、プロセッサ１８１０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。
【０２３９】
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の形態で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。
【０２４０】
本文書で基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（ｕｐｐｅｒ  ｎｏｄｅ）によって行われることもある。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｎｏｄｅｓ）からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行われ得ることは明らかである。基地局は、固定局（ｆｉｘｅｄ  ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ  ｐｏｉｎｔ）などの用語にしてもよい。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【実施例】
【０２４３】
様々な実施例が、上述の発明を実行するための形態に説明されている。
【産業上の利用可能性】
【０２４４】
以上、無線通信システムにおいて部分アンテナアレイのためのチャネル状態情報報告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されたが、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。また、本発明は、大規模アンテナに限定されず、他のアンテナアレイ構造に適用されてもよい。
【０２４５】
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。
【図１】
2016528779.tif 000044
【図２】
2016528779.tif 000045
【図３】
2016528779.tif 000046
【図４】
2016528779.tif 000047
【図５】
2016528779.tif 000048
【図６】
2016528779.tif 000049
【図７】
2016528779.tif 000050
【図８】
2016528779.tif 000051
【図９】
2016528779.tif 000052
【図１０】
2016528779.tif 000053
【図１１】
2016528779.tif 000054
【図１２】
2016528779.tif 000055
【図１３】
2016528779.tif 000056
【図１４】
2016528779.tif 000057
【図１５】
2016528779.tif 000058
【図１６】
2016528779.tif 000059
【図１７】
2016528779.tif 000060
【図１８】
2016528779.tif 000061
【国際調査報告】
2016528779.tif 000062
2016528779.tif 000063